JPH05299230A - 低損失酸化物磁性材料の製造方法 - Google Patents
低損失酸化物磁性材料の製造方法Info
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- JPH05299230A JPH05299230A JP4129640A JP12964092A JPH05299230A JP H05299230 A JPH05299230 A JP H05299230A JP 4129640 A JP4129640 A JP 4129640A JP 12964092 A JP12964092 A JP 12964092A JP H05299230 A JPH05299230 A JP H05299230A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電源トランス等に用いられる低損失酸化物磁
性材料の電力損失の最小値となる温度を、２０℃から１
２０℃の間で任意に選択でき、かつ電力損失の最小値を
さらに小さくする。 【構成】 副成分としてＳｉＯ2、ＣａＯの他に更にＮ
ｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5を添加したＭｎ−Ｚｎフェライトに於
いて、焼結過程に於て、結晶保持温度に一定時間保持し
た後、冷却過程に入る場合に、保持温度から窒素１００
％の雰囲気へ切り替える温度までの温度範囲で２５０℃
／時間以下の冷却温度で処理することにより、電力損失
の最小値となる温度を２０℃から１２０℃の範囲で任意
に選択でき、かつ電力損失の最小値自体も更に向上でき
る。
性材料の電力損失の最小値となる温度を、２０℃から１
２０℃の間で任意に選択でき、かつ電力損失の最小値を
さらに小さくする。 【構成】 副成分としてＳｉＯ2、ＣａＯの他に更にＮ
ｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5を添加したＭｎ−Ｚｎフェライトに於
いて、焼結過程に於て、結晶保持温度に一定時間保持し
た後、冷却過程に入る場合に、保持温度から窒素１００
％の雰囲気へ切り替える温度までの温度範囲で２５０℃
／時間以下の冷却温度で処理することにより、電力損失
の最小値となる温度を２０℃から１２０℃の範囲で任意
に選択でき、かつ電力損失の最小値自体も更に向上でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電源トランス等に用いら
れる低損失酸化物磁性材料に関するものである。
れる低損失酸化物磁性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のスイッチング電源用変圧器に於い
ては、スイッチング周波数として、専ら１０〜２００Ｋ
Ｈｚ程度のものが使用されており、これに対応すべき低
損失磁性材料として、主成分として３０〜４２モル％の
一酸化マンガン（ＭｎＯ）、４〜１９モル％の酸化亜鉛
（ＺｎＯ）及び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含
み、副成分として０．０２〜０．１５重量％の酸化カル
シウム（ＣａＯ）と０．００５〜０．１００重量％の二
酸化ケイ素（ＳｉＯ2）とを含むＭｎ−Ｚｎ系スピンネ
ル型フェライトがすでに開発されている。一方、低損失
酸化物磁性材料をスイッチング電源用の変圧器の磁心材
料として使用する場合、電力損失ＰBの温度特性を考慮
し、設計するのが一般である。即ちスイッチング電源を
使用する周囲の温度、電力損失による磁心の発熱を考慮
し電力損失ＰBが最小値となる温度をあらかじめ決めな
ければならない。
ては、スイッチング周波数として、専ら１０〜２００Ｋ
Ｈｚ程度のものが使用されており、これに対応すべき低
損失磁性材料として、主成分として３０〜４２モル％の
一酸化マンガン（ＭｎＯ）、４〜１９モル％の酸化亜鉛
（ＺｎＯ）及び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含
み、副成分として０．０２〜０．１５重量％の酸化カル
シウム（ＣａＯ）と０．００５〜０．１００重量％の二
酸化ケイ素（ＳｉＯ2）とを含むＭｎ−Ｚｎ系スピンネ
ル型フェライトがすでに開発されている。一方、低損失
酸化物磁性材料をスイッチング電源用の変圧器の磁心材
料として使用する場合、電力損失ＰBの温度特性を考慮
し、設計するのが一般である。即ちスイッチング電源を
使用する周囲の温度、電力損失による磁心の発熱を考慮
し電力損失ＰBが最小値となる温度をあらかじめ決めな
ければならない。
【０００３】電力損失ＰBの最小値となる温度は従来、
主成分となる一酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）及び酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の配合比、あるいは
イオンの価数が４価のチタンＴｉ4+、スズＳｎ4+等を添
加することにより決定されたが電力損失の最小値となる
値が大きくなるという問題があった。また前記従来組成
のフェライトの場合焼結過程に於ける降温速度を制御す
ることによりＰBの最小値を増大させることなく最小と
なる温度を変化させることは可能であるが、その値自体
の改善はできなかった。
主成分となる一酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）及び酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の配合比、あるいは
イオンの価数が４価のチタンＴｉ4+、スズＳｎ4+等を添
加することにより決定されたが電力損失の最小値となる
値が大きくなるという問題があった。また前記従来組成
のフェライトの場合焼結過程に於ける降温速度を制御す
ることによりＰBの最小値を増大させることなく最小と
なる温度を変化させることは可能であるが、その値自体
の改善はできなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の技術
的課題は、電力損失の最小値となる温度を２０〜１２０
℃の範囲内で自由に設定でき、該温度を特に有用な高温
側に設定した時電力損失をさらに小さくでき、鉄損が小
さく発熱の少ない低損失酸化物磁性材料の製造方法を提
供することにある。
的課題は、電力損失の最小値となる温度を２０〜１２０
℃の範囲内で自由に設定でき、該温度を特に有用な高温
側に設定した時電力損失をさらに小さくでき、鉄損が小
さく発熱の少ない低損失酸化物磁性材料の製造方法を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、主成分
として３０〜４２モル％の一酸化マンガン（ＭｎＯ）、
４〜１９％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び残部として酸化第
二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含み、第２成分として、０．０２〜
０．１５重量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）と０．００
５〜０．１０重量％の二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）とを含
む酸化物磁性材料に於いて、さらに副成分として０．３
重量％以下（０を含まず）の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）
及び０．２重量％以下（０を含まず）の五酸化バナジウ
ム（Ｖ2Ｏ5）を添加し、焼結過程に於ける高温速度を保
持温度から窒素１００％の雰囲気への切り替え温度まで
の温度範囲内で２５０℃／時間以下（０は含まず）で制
御することにより、電力損失ＰBの最小値となる温度を
２０℃〜１２０℃の範囲で変化させたとき、高温側のも
のほど電力損失ＰBの値が小さくできることを特徴とす
る低損失酸化物磁性材料を提供するものである。
として３０〜４２モル％の一酸化マンガン（ＭｎＯ）、
４〜１９％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び残部として酸化第
二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含み、第２成分として、０．０２〜
０．１５重量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）と０．００
５〜０．１０重量％の二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）とを含
む酸化物磁性材料に於いて、さらに副成分として０．３
重量％以下（０を含まず）の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）
及び０．２重量％以下（０を含まず）の五酸化バナジウ
ム（Ｖ2Ｏ5）を添加し、焼結過程に於ける高温速度を保
持温度から窒素１００％の雰囲気への切り替え温度まで
の温度範囲内で２５０℃／時間以下（０は含まず）で制
御することにより、電力損失ＰBの最小値となる温度を
２０℃〜１２０℃の範囲で変化させたとき、高温側のも
のほど電力損失ＰBの値が小さくできることを特徴とす
る低損失酸化物磁性材料を提供するものである。
【０００６】
【作用】本発明は、副成分として二酸化ケイ素（ＳｉＯ
2）と酸化カルシウム（ＣａＯ）を含む従来組成のＭｎ
−Ｚｎフェライトに更に副成分として五酸化ニオブ（Ｎ
ｂ2Ｏ5）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）を添加し、焼結
時の降温速度を保持温度から窒素１００％の雰囲気へ切
替える温度までの温度範囲で制御することにより鉄イオ
ンの２価と３価の比率Ｆｅ2+／Ｆｅ3+及びマンガンイオ
ンの２価と３価の比率Ｍｎ2+／Ｍｎ3+を制御し、ＰBの
最小となる温度を任意に変化させることが可能となり、
更にＮｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5の結晶粒界への析出濃縮度が高
まることにより粒界の比抵抗を高めると共に結晶粒の成
長を均一とすることにより、高温側のうず電流損失及
び、ヒステリリシス損失を更に低下することが可能とな
った。
2）と酸化カルシウム（ＣａＯ）を含む従来組成のＭｎ
−Ｚｎフェライトに更に副成分として五酸化ニオブ（Ｎ
ｂ2Ｏ5）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）を添加し、焼結
時の降温速度を保持温度から窒素１００％の雰囲気へ切
替える温度までの温度範囲で制御することにより鉄イオ
ンの２価と３価の比率Ｆｅ2+／Ｆｅ3+及びマンガンイオ
ンの２価と３価の比率Ｍｎ2+／Ｍｎ3+を制御し、ＰBの
最小となる温度を任意に変化させることが可能となり、
更にＮｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5の結晶粒界への析出濃縮度が高
まることにより粒界の比抵抗を高めると共に結晶粒の成
長を均一とすることにより、高温側のうず電流損失及
び、ヒステリリシス損失を更に低下することが可能とな
った。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【０００８】主成分として、５２．５モル％の酸化第二
鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、３６．５モル％の一酸化マンガン（Ｍ
ｎＯ）及び１０モル％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有し、
副成分として０．０１５重量％の二酸化ケイ素（ＳｉＯ
2）と０．０５０重量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）と
０．０４０重量％の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）と、０．
０５０重量％の五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）を含有し、
これらを混合し、予焼し造粒する。造粒した粉末を外径
３０ｍｍ、内径１８ｍｍ、高さ７ｍｍのリング状に成形
し、酸素濃度１ａｔ％、温度１３００℃において焼結し
た。窒素１００％への切り替え温度を１１５０℃とし、
１３００℃から１１５０℃までの降温速度を２５０℃／
時間、１５０℃／時間、１００℃／時間、５０℃／時
間、２５℃／時間、１５℃／時間、５℃／時間に変えた
ときの電力損失が最小となる温度と電力損失の値を表１
に示した。
鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、３６．５モル％の一酸化マンガン（Ｍ
ｎＯ）及び１０モル％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有し、
副成分として０．０１５重量％の二酸化ケイ素（ＳｉＯ
2）と０．０５０重量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）と
０．０４０重量％の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）と、０．
０５０重量％の五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）を含有し、
これらを混合し、予焼し造粒する。造粒した粉末を外径
３０ｍｍ、内径１８ｍｍ、高さ７ｍｍのリング状に成形
し、酸素濃度１ａｔ％、温度１３００℃において焼結し
た。窒素１００％への切り替え温度を１１５０℃とし、
１３００℃から１１５０℃までの降温速度を２５０℃／
時間、１５０℃／時間、１００℃／時間、５０℃／時
間、２５℃／時間、１５℃／時間、５℃／時間に変えた
ときの電力損失が最小となる温度と電力損失の値を表１
に示した。
【０００９】
【表１】
【００１０】降温速度が遅くなるにつれて、電力損失が
最小となる温度は高温側へ移動し、なおかつその値も小
さくなっている。又図１に、降温速度２５０℃／時間、
１００℃／時間、１５℃／時間の場合の電力損失の温度
特性を示す。以上のことから、降温温度が遅くなるにつ
れて最小となる温度が高温側へ移動し、同時にその値も
低くなっていくことがわかる。なお、降温速度が２５０
℃／時間を越えると、電力損失の最小値の値が大きくな
り好ましくない。次に表２に前述の焼結条件について降
温速度を１５℃／時間とした時の第２成分添加量と電力
損失ＰBの値を示した。
最小となる温度は高温側へ移動し、なおかつその値も小
さくなっている。又図１に、降温速度２５０℃／時間、
１００℃／時間、１５℃／時間の場合の電力損失の温度
特性を示す。以上のことから、降温温度が遅くなるにつ
れて最小となる温度が高温側へ移動し、同時にその値も
低くなっていくことがわかる。なお、降温速度が２５０
℃／時間を越えると、電力損失の最小値の値が大きくな
り好ましくない。次に表２に前述の焼結条件について降
温速度を１５℃／時間とした時の第２成分添加量と電力
損失ＰBの値を示した。
【００１１】
【表２】
【００１２】五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）と五酸化ニオ
ブ（Ｎｂ2Ｏ5）を複合添加した材料は、本焼結条件によ
り電力損失ＰBの最小となる温度は１００℃となり、最
適添加量（Ｎｏ４）においては従来材（Ｎｏ１）に対し
約４０％電力損失を低減可能である。五酸化バナジウム
（Ｖ2Ｏ5）０．３重量％（Ｎｏ６）、五酸化ニオブ（Ｎ
ｂ2Ｏ5）０．４重量％（Ｎｏ８）においては結晶粒内に
これらの成分を主としたアモルファス、多結晶体等の異
相が発生し、電力損失が大きくなっている。
ブ（Ｎｂ2Ｏ5）を複合添加した材料は、本焼結条件によ
り電力損失ＰBの最小となる温度は１００℃となり、最
適添加量（Ｎｏ４）においては従来材（Ｎｏ１）に対し
約４０％電力損失を低減可能である。五酸化バナジウム
（Ｖ2Ｏ5）０．３重量％（Ｎｏ６）、五酸化ニオブ（Ｎ
ｂ2Ｏ5）０．４重量％（Ｎｏ８）においては結晶粒内に
これらの成分を主としたアモルファス、多結晶体等の異
相が発生し、電力損失が大きくなっている。
【００１３】尚、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）と五酸化
ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）を最適添加した試料（Ｎｏ４）の諸
特性を従来例（Ｎｏ１）と比較したものを表３に示す。
ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）を最適添加した試料（Ｎｏ４）の諸
特性を従来例（Ｎｏ１）と比較したものを表３に示す。
【００１４】
【表３】
【００１５】
【発明の効果】以上の説明に示すように、副成分として
二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化カルシウム（ＣａＯ）
以外に五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、五酸化ニオブ（Ｎ
ｂ2Ｏ5）を含有した材料を保持温度から窒素１００％に
切り替える温度までの範囲で、降温速度を変えることに
より、電力損失の最小値の値を２０〜１２０℃の範囲内
で高温側へ変化させると同時に電力損失ＰBの小さい材
料が得られ、変圧器の小型化、軽量化を計ることが出来
る。
二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化カルシウム（ＣａＯ）
以外に五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、五酸化ニオブ（Ｎ
ｂ2Ｏ5）を含有した材料を保持温度から窒素１００％に
切り替える温度までの範囲で、降温速度を変えることに
より、電力損失の最小値の値を２０〜１２０℃の範囲内
で高温側へ変化させると同時に電力損失ＰBの小さい材
料が得られ、変圧器の小型化、軽量化を計ることが出来
る。
【図１】降温速度が２５０℃／時間、１００℃／時間、
１５℃／時間の場合の電力損失ＰBの温度特性を示すグ
ラフである。
１５℃／時間の場合の電力損失ＰBの温度特性を示すグ
ラフである。
Ａ 保持温度から窒素１００％の雰囲気温度までの温度
範囲における降温速度が２５０℃／時間の場合。 Ｃ 保持温度から窒素１００％の雰囲気温度までの温度
範囲における降温速度が１００℃／時間の場合。 Ｆ 保持温度から窒素１００％の雰囲気温度までの温度
範囲における降温速度が１５℃／時間の場合。
範囲における降温速度が２５０℃／時間の場合。 Ｃ 保持温度から窒素１００％の雰囲気温度までの温度
範囲における降温速度が１００℃／時間の場合。 Ｆ 保持温度から窒素１００％の雰囲気温度までの温度
範囲における降温速度が１５℃／時間の場合。
Claims (1)
- 【請求項１】 主成分として３０〜４２モル％の一酸化
マンガン（ＭｎＯ）、４〜１９モル％の酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、及び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含み副
成分として０．０２〜０．１５重量％の酸化カルシウム
（ＣａＯ）と０．００５〜０．１０重量％の二酸化ケイ
素（ＳｉＯ2）とを含み、更に副成分として０．３重量
％以下（０を含まず）の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）およ
び０．２重量％以下（０を含まず）の五酸化バナジウム
（Ｖ2Ｏ5）を含む酸化物磁性材料に於て、焼結過程にお
ける降温速度を保持温度から窒素１００％の雰囲気へ切
替える温度までの温度範囲内で２５０℃／時間以下（０
を含まず）で制御することにより、電力損失ＰBの最小
値となる温度を２０℃〜１２０℃の範囲で自由に選択が
出来、なおかつ電力損失ＰBの値を改善できることを特
徴とする低損失酸化物磁性材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4129640A JPH05299230A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 低損失酸化物磁性材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4129640A JPH05299230A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 低損失酸化物磁性材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299230A true JPH05299230A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=15014509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4129640A Pending JPH05299230A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 低損失酸化物磁性材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05299230A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010206064A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Tdk Corp | 電波吸収体およびその製造方法 |
| JP2012111675A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-06-14 | Tdk Corp | フェライト組成物および電子部品 |
| JP2012140307A (ja) * | 2011-01-04 | 2012-07-26 | Tdk Corp | フェライト組成物および電子部品 |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP4129640A patent/JPH05299230A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010206064A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Tdk Corp | 電波吸収体およびその製造方法 |
| JP2012111675A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-06-14 | Tdk Corp | フェライト組成物および電子部品 |
| JP2012140307A (ja) * | 2011-01-04 | 2012-07-26 | Tdk Corp | フェライト組成物および電子部品 |
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