JPH06290926A - Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料 - Google Patents
Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料Info
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- JPH06290926A JPH06290926A JP5074302A JP7430293A JPH06290926A JP H06290926 A JPH06290926 A JP H06290926A JP 5074302 A JP5074302 A JP 5074302A JP 7430293 A JP7430293 A JP 7430293A JP H06290926 A JPH06290926 A JP H06290926A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スイッチング電源などのトランス、インダク
タなどに使用される低温で焼成可能な高密度のＺｎの蒸
発の少ない低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料を提供
することを目的とする。 【構成】 主成分組成が、Ｆｅ2 Ｏ3 ：１０〜８７重量
％、ＭｎＯ：１０〜５０重量％、ＺｎＯ：３〜４０重量
％であるＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料原料粉に、Ｓｉ
Ｏ2 ：０．００５〜０．１００重量％、ＣａＯ：０．０
１０〜０．５００重量％、ＴｉＯ2 ：０．０１０〜０．
５００重量％、Ｖ2 Ｏ5 ：０．００５〜０．１００重量
％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．００５〜０．１００重量％を同時
に添加、８００〜１２００℃の温度範囲で焼成密度４．
８ｇ／cm3 以上の焼結体が得られ、焼成コストを大幅に
低減する低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料。
タなどに使用される低温で焼成可能な高密度のＺｎの蒸
発の少ない低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料を提供
することを目的とする。 【構成】 主成分組成が、Ｆｅ2 Ｏ3 ：１０〜８７重量
％、ＭｎＯ：１０〜５０重量％、ＺｎＯ：３〜４０重量
％であるＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料原料粉に、Ｓｉ
Ｏ2 ：０．００５〜０．１００重量％、ＣａＯ：０．０
１０〜０．５００重量％、ＴｉＯ2 ：０．０１０〜０．
５００重量％、Ｖ2 Ｏ5 ：０．００５〜０．１００重量
％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．００５〜０．１００重量％を同時
に添加、８００〜１２００℃の温度範囲で焼成密度４．
８ｇ／cm3 以上の焼結体が得られ、焼成コストを大幅に
低減する低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トランスやインダクタ
などの磁心材料として使用される低損失Ｍｎ−Ｚｎフェ
ライト磁性材料およびその製法に関するものである。
などの磁心材料として使用される低損失Ｍｎ−Ｚｎフェ
ライト磁性材料およびその製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化に伴いスイッチ
ング電源の小型軽量化が進んでいる。その背景にはトラ
ンスやインダクタなどの磁心材料として使われている低
損失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料の開発がある。低損
失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料としては、特開平３−
163803、特開平３−141621、特開平３−248403、特開平
４−69905 、特開平３−223119、特開平３−254103、特
開平２−30660 、特開平２−54901 、特開平２−54902
、特開平２−122603、特開平２−124724、特開平２−1
83501、特開平２−153501、特開平１−143307、特開平
１−259509、特開昭64−79016 、特開昭63−62206 、特
開昭63−255903、特開昭63−260883、特開昭63−14406
号公報など多くの公報において開示されている。
ング電源の小型軽量化が進んでいる。その背景にはトラ
ンスやインダクタなどの磁心材料として使われている低
損失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料の開発がある。低損
失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料としては、特開平３−
163803、特開平３−141621、特開平３−248403、特開平
４−69905 、特開平３−223119、特開平３−254103、特
開平２−30660 、特開平２−54901 、特開平２−54902
、特開平２−122603、特開平２−124724、特開平２−1
83501、特開平２−153501、特開平１−143307、特開平
１−259509、特開昭64−79016 、特開昭63−62206 、特
開昭63−255903、特開昭63−260883、特開昭63−14406
号公報など多くの公報において開示されている。
【０００３】特に特開平３−141612号公報では、Ｂ−Ｈ
ループの飽和磁束密度Ｂｓ／残留磁束密度Ｂｒが３．０
以上、周波数１００kHz 、磁束密度２００mT、温度１０
０℃での損失が４５０kW／ｍ3 以下の高周波電源用トラ
ンス材料が酸化ニオブの単独添加によって得られてい
る。一方、最近のスイッチング電源の傾向として、その
スイッチング周波数が１００kHz から５００kHz という
高周波へ移行している事実を鑑み、従来の１００kHz の
損失のみならず５００kHz での損失も低減する必要があ
ることは明らかである。すなわち、このような広い周波
数範囲における低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料の
開発が必要である。
ループの飽和磁束密度Ｂｓ／残留磁束密度Ｂｒが３．０
以上、周波数１００kHz 、磁束密度２００mT、温度１０
０℃での損失が４５０kW／ｍ3 以下の高周波電源用トラ
ンス材料が酸化ニオブの単独添加によって得られてい
る。一方、最近のスイッチング電源の傾向として、その
スイッチング周波数が１００kHz から５００kHz という
高周波へ移行している事実を鑑み、従来の１００kHz の
損失のみならず５００kHz での損失も低減する必要があ
ることは明らかである。すなわち、このような広い周波
数範囲における低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料の
開発が必要である。
【０００４】ところで、現行の代表的なＭｎ−Ｚｎフェ
ライトの製法では、まず原料である酸化鉄Ｆｅ2 Ｏ3 、
酸化マンガンＭｎ3 Ｏ4 、酸化亜鉛ＺｎＯを目的にあっ
た磁気特性が得られるような組成比に秤量し、ボールミ
ルにて湿式混合する。次に、得られたスラリーを乾燥
し、８００℃〜１１００℃にて仮焼する。再びボールミ
ルにて湿式粉砕した後、ポリビニールアルコールなどの
バインダーを加え造粒し、金型に充填、プレスして必要
な形状の成形体を得る。
ライトの製法では、まず原料である酸化鉄Ｆｅ2 Ｏ3 、
酸化マンガンＭｎ3 Ｏ4 、酸化亜鉛ＺｎＯを目的にあっ
た磁気特性が得られるような組成比に秤量し、ボールミ
ルにて湿式混合する。次に、得られたスラリーを乾燥
し、８００℃〜１１００℃にて仮焼する。再びボールミ
ルにて湿式粉砕した後、ポリビニールアルコールなどの
バインダーを加え造粒し、金型に充填、プレスして必要
な形状の成形体を得る。
【０００５】さて、従来の技術ではこの成形体は、雰囲
気の酸素濃度をコントロールしながら１２５０℃〜１３
５０℃の高い温度範囲にて焼成されてきた。ところが、
このような高い焼成温度のために耐熱炉材の消耗が激し
く、また、炉の温度を高温に保つためのエネルギー量も
膨大なため、必然的にコストが高くなっているのが現状
である。また、焼成温度が高温であると焼成中にフェラ
イト磁心の表面よりＺｎが蒸発し表面層の組成が変わ
り、高透磁率が得られないなどの磁気特性の劣化を招
く。
気の酸素濃度をコントロールしながら１２５０℃〜１３
５０℃の高い温度範囲にて焼成されてきた。ところが、
このような高い焼成温度のために耐熱炉材の消耗が激し
く、また、炉の温度を高温に保つためのエネルギー量も
膨大なため、必然的にコストが高くなっているのが現状
である。また、焼成温度が高温であると焼成中にフェラ
イト磁心の表面よりＺｎが蒸発し表面層の組成が変わ
り、高透磁率が得られないなどの磁気特性の劣化を招
く。
【０００６】このような高い焼成コストを下げるため
に、特開昭63−222018号公報などではＣａＯ，Ｓｉ
Ｏ2 ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＳｎＯ2 ，ＣｕＯ，Ｎａ
2 Ｏ，Ａｇ 2 Ｏの添加物により焼成温度を１１５０℃ま
で下げる試みがなされている。また、特開平３−268404
号公報では１１００℃以上１２５０℃未満の温度での焼
成について述べられている。
に、特開昭63−222018号公報などではＣａＯ，Ｓｉ
Ｏ2 ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＳｎＯ2 ，ＣｕＯ，Ｎａ
2 Ｏ，Ａｇ 2 Ｏの添加物により焼成温度を１１５０℃ま
で下げる試みがなされている。また、特開平３−268404
号公報では１１００℃以上１２５０℃未満の温度での焼
成について述べられている。
【０００７】また、Ｚｎの蒸発による磁気特性の劣化を
防ぐために、焼成体と同一組成のケースを用いたり、酸
化亜鉛の成形体を同時に焼成する方法が特開平３−4170
8 号公報に述べられている。
防ぐために、焼成体と同一組成のケースを用いたり、酸
化亜鉛の成形体を同時に焼成する方法が特開平３−4170
8 号公報に述べられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、周波
数領域１００kHz 〜５００kHz において損失の小さい、
飽和磁束密度の大きい、残留磁束密度の小さい低損失Ｍ
ｎ−Ｚｎフェライト磁性材料を提供することにある。ま
た同時に、１２００℃以下の焼成に於いても高い焼結密
度が得られる事を可能にし、低温焼成によりＺｎの蒸発
の少ない、磁気特性に優れた低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライ
ト磁性材料を得る方法を提供する事にある。
数領域１００kHz 〜５００kHz において損失の小さい、
飽和磁束密度の大きい、残留磁束密度の小さい低損失Ｍ
ｎ−Ｚｎフェライト磁性材料を提供することにある。ま
た同時に、１２００℃以下の焼成に於いても高い焼結密
度が得られる事を可能にし、低温焼成によりＺｎの蒸発
の少ない、磁気特性に優れた低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライ
ト磁性材料を得る方法を提供する事にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するもので、その要旨は、 （１）主成分として、重量％で、ＭｎＯ：１０〜５０
％、ＺｎＯ：３〜４０％、Ｆｅ2 Ｏ3 ：１０〜８７％、
の組成を持ち、微量元素として、ＳｉＯ2 ：０．００５
〜０．１００％、ＣａＯ：０．０１０〜０．５００％、
ＴｉＯ2 ：０．０１０〜０．５００％、Ｖ2 Ｏ5 ：０．
００５〜０．１００％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．００５〜０．
１００％、を同時に含んだ、密度４．８ｇ／cm3 以上、
表面と内部でのＺｎＯの組成差が０．５重量％以下であ
ることを特徴とするＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料。 （２）主成分として、重量％で、Ｆｅ2 Ｏ3 ：７１．５
±２％、ＭｎＯ：２２．５±２％、ＺｎＯ：６．０±２
％、の組成を持ち、微量元素として、ＳｉＯ2 ：０．０
０５〜０．１００％、ＣａＯ：０．０１０〜０．５００
％、ＴｉＯ2 ：０．０１０〜０．５００％、Ｖ2 Ｏ5 ：
０．００５〜０．１００％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．００５〜
０．１００％、を同時に含んだ、密度４．８ｇ／cm3 以
上、飽和磁束密度５２０mT以上、残留磁束密度１７０mT
以下、磁束密度２００mT、周波数１００kHz での損失値
が３００kW／ｍ3 以下、磁束密度５０mT、周波数５００
kHz での損失値が７０kW／ｍ3 以下、ＺｎＯの表面と内
部での組成差が０．５重量％以下の低損失Ｍｎ−Ｚｎフ
ェライト磁性材料。 （３）また、主成分として、重量％でＦｅ2 Ｏ3 ：７
１．５±２％、ＭｎＯ：２２．５±２％、ＺｎＯ：６．
０±２％、の組成を持ち、微量元素として、ＳｉＯ2 ：
０．００５〜０．１００％、ＣａＯ：０．０１０〜０．
５００％、ＴｉＯ2 ：０．０１０〜０．５００％、Ｖ2
Ｏ5 ：０．００５〜０．１００％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．０
０５〜０．１００％、を同時に含んだＭｎ−Ｚｎフェラ
イト原料粉を使用することにより、密度４．８ｇ／cm3
以上、飽和磁束密度５２０mT以上、残留磁束密度１７０
mT以下、磁束密度２００mTで周波数１００kHz での損失
値が３００kW／ｍ3 以下、磁束密度５０mTで周波数５０
０kHz での損失値が７０kW／ｍ3 以下、ＺｎＯの表面と
内部での組成差が０．５重量％以下の低損失Ｍｎ−Ｚｎ
フェライト磁性材料が、焼成温度８００〜１２００℃の
焼成で得られ、１１００℃以下の焼成を可能とした。
するもので、その要旨は、 （１）主成分として、重量％で、ＭｎＯ：１０〜５０
％、ＺｎＯ：３〜４０％、Ｆｅ2 Ｏ3 ：１０〜８７％、
の組成を持ち、微量元素として、ＳｉＯ2 ：０．００５
〜０．１００％、ＣａＯ：０．０１０〜０．５００％、
ＴｉＯ2 ：０．０１０〜０．５００％、Ｖ2 Ｏ5 ：０．
００５〜０．１００％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．００５〜０．
１００％、を同時に含んだ、密度４．８ｇ／cm3 以上、
表面と内部でのＺｎＯの組成差が０．５重量％以下であ
ることを特徴とするＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料。 （２）主成分として、重量％で、Ｆｅ2 Ｏ3 ：７１．５
±２％、ＭｎＯ：２２．５±２％、ＺｎＯ：６．０±２
％、の組成を持ち、微量元素として、ＳｉＯ2 ：０．０
０５〜０．１００％、ＣａＯ：０．０１０〜０．５００
％、ＴｉＯ2 ：０．０１０〜０．５００％、Ｖ2 Ｏ5 ：
０．００５〜０．１００％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．００５〜
０．１００％、を同時に含んだ、密度４．８ｇ／cm3 以
上、飽和磁束密度５２０mT以上、残留磁束密度１７０mT
以下、磁束密度２００mT、周波数１００kHz での損失値
が３００kW／ｍ3 以下、磁束密度５０mT、周波数５００
kHz での損失値が７０kW／ｍ3 以下、ＺｎＯの表面と内
部での組成差が０．５重量％以下の低損失Ｍｎ−Ｚｎフ
ェライト磁性材料。 （３）また、主成分として、重量％でＦｅ2 Ｏ3 ：７
１．５±２％、ＭｎＯ：２２．５±２％、ＺｎＯ：６．
０±２％、の組成を持ち、微量元素として、ＳｉＯ2 ：
０．００５〜０．１００％、ＣａＯ：０．０１０〜０．
５００％、ＴｉＯ2 ：０．０１０〜０．５００％、Ｖ2
Ｏ5 ：０．００５〜０．１００％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．０
０５〜０．１００％、を同時に含んだＭｎ−Ｚｎフェラ
イト原料粉を使用することにより、密度４．８ｇ／cm3
以上、飽和磁束密度５２０mT以上、残留磁束密度１７０
mT以下、磁束密度２００mTで周波数１００kHz での損失
値が３００kW／ｍ3 以下、磁束密度５０mTで周波数５０
０kHz での損失値が７０kW／ｍ3 以下、ＺｎＯの表面と
内部での組成差が０．５重量％以下の低損失Ｍｎ−Ｚｎ
フェライト磁性材料が、焼成温度８００〜１２００℃の
焼成で得られ、１１００℃以下の焼成を可能とした。
【００１０】上記成分の範囲は次の理由により決定され
た。即ち、主成分組成の範囲は、これを外れるとＭｎ−
Ｚｎフェライト本来の低損失な磁気特性が失われるため
に限定した。従って、本発明の効果を、密度が４．８ｇ
／cm3 以上と高いこと、ＺｎＯの表面と内部での組成差
が０．５重量％以下であること、８００〜１２００℃で
焼成可能なことだけに限れば、主成分組成の範囲は、重
量％で、ＭｎＯ：１０〜５０％、ＺｎＯ：３〜４０％、
Ｆｅ2 Ｏ3 ：１０〜８７％、となる。
た。即ち、主成分組成の範囲は、これを外れるとＭｎ−
Ｚｎフェライト本来の低損失な磁気特性が失われるため
に限定した。従って、本発明の効果を、密度が４．８ｇ
／cm3 以上と高いこと、ＺｎＯの表面と内部での組成差
が０．５重量％以下であること、８００〜１２００℃で
焼成可能なことだけに限れば、主成分組成の範囲は、重
量％で、ＭｎＯ：１０〜５０％、ＺｎＯ：３〜４０％、
Ｆｅ2 Ｏ3 ：１０〜８７％、となる。
【００１１】ＳｉＯ2 ，ＣａＯの範囲は、上記下限値以
下では５００kHz での損失が悪化し、３００kW／ｍ3 以
上となり、上記上限値以上では異常粒成長の発生により
同じく損失値が高くなるために限定した。また、ＴｉＯ
2 が上記範囲を外れると、下限値以下では５００kHz で
の損失が悪化、３００kW／ｍ3 以上となり、上記上限値
以上では異常粒成長が生じ、同じく損失値が悪化し、ま
れには内部応力のため亀裂が入る。
下では５００kHz での損失が悪化し、３００kW／ｍ3 以
上となり、上記上限値以上では異常粒成長の発生により
同じく損失値が高くなるために限定した。また、ＴｉＯ
2 が上記範囲を外れると、下限値以下では５００kHz で
の損失が悪化、３００kW／ｍ3 以上となり、上記上限値
以上では異常粒成長が生じ、同じく損失値が悪化し、ま
れには内部応力のため亀裂が入る。
【００１２】Ｖ2 Ｏ5 ，Ｎｂ2 Ｏ5 の範囲は、上記下限
値以下の組成において、８００〜１２００℃の焼成を行
うと、いずれも焼結密度４．８ｇ／cm3 以下となり、飽
和磁束密度も５２０mT以上が得られず、上記上限値以上
では結晶粒内に空孔が残り、１００kHz 、５００kHz ど
ちらの損失も高くなるためこのように定めた。これらＳ
ｉＯ2 ，ＣａＯ，ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｎｂ2 Ｏ5 の添
加物が一種類でも上記範囲から外れたり、欠けたりする
と焼結密度を４．８ｇ／cm3 以上とするためには１２０
０℃以上での焼成が必要となり、必然的にＺｎの蒸発が
多くなるためＺｎＯの表面と内部での組成差が０．５重
量％以上となってしまう。
値以下の組成において、８００〜１２００℃の焼成を行
うと、いずれも焼結密度４．８ｇ／cm3 以下となり、飽
和磁束密度も５２０mT以上が得られず、上記上限値以上
では結晶粒内に空孔が残り、１００kHz 、５００kHz ど
ちらの損失も高くなるためこのように定めた。これらＳ
ｉＯ2 ，ＣａＯ，ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｎｂ2 Ｏ5 の添
加物が一種類でも上記範囲から外れたり、欠けたりする
と焼結密度を４．８ｇ／cm3 以上とするためには１２０
０℃以上での焼成が必要となり、必然的にＺｎの蒸発が
多くなるためＺｎＯの表面と内部での組成差が０．５重
量％以上となってしまう。
【００１３】また、本発明の低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライ
ト磁性材料は、８００〜１２００℃で５時間から１５時
間焼成することによって得られ、焼成の際には焼成温度
に合わせて雰囲気の酸素濃度を変えるものである。
ト磁性材料は、８００〜１２００℃で５時間から１５時
間焼成することによって得られ、焼成の際には焼成温度
に合わせて雰囲気の酸素濃度を変えるものである。
【００１４】
【作用】本発明により、１００kHz 、２００mTでの損失
値が３００kW／ｍ3 以下、また同時に５００kHz 、５０
mTでの損失値も７０kW／ｍ3 以下が得られた。ちなみ
に、現在市販されている最高レベルの低損失材の１００
kHz 、２００mTの公表値は４１０kW／ｍ3 （１００℃）
で、高周波低損失材として最高レベルの材料の５００kH
z 、５０mTの公表値は８０kW／ｍ3 （１００℃）であ
る。
値が３００kW／ｍ3 以下、また同時に５００kHz 、５０
mTでの損失値も７０kW／ｍ3 以下が得られた。ちなみ
に、現在市販されている最高レベルの低損失材の１００
kHz 、２００mTの公表値は４１０kW／ｍ3 （１００℃）
で、高周波低損失材として最高レベルの材料の５００kH
z 、５０mTの公表値は８０kW／ｍ3 （１００℃）であ
る。
【００１５】また、本発明により、従来材では４．８ｇ
／cm3 以下である焼結密度が、４．８ｇ／cm3 以上とな
り、そのため通常５１０mT以下である飽和磁束密度が５
２０mT以上となった。さらに、残留磁束密度も１７０mT
以下となり、実際に電源に搭載されてトランスとして使
用される際、その動作範囲となる飽和磁束密度と残留磁
束密度との差を大きくすることができる。
／cm3 以下である焼結密度が、４．８ｇ／cm3 以上とな
り、そのため通常５１０mT以下である飽和磁束密度が５
２０mT以上となった。さらに、残留磁束密度も１７０mT
以下となり、実際に電源に搭載されてトランスとして使
用される際、その動作範囲となる飽和磁束密度と残留磁
束密度との差を大きくすることができる。
【００１６】本発明のＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料
は、従来材Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料が１２５０〜
１３５０℃の温度範囲で焼結されているところ、８００
〜１２００℃の温度範囲での焼成が可能であり、耐熱炉
材の消耗を削減でき、炉の温度を維持するために必要な
エネルギー量を大幅に削減できる。また、本発明は低温
焼成であるため、通常焼成法ではＭｎ−Ｚｎフェライト
磁性材料の表面と内部のＺｎＯの組成差が０．５重量％
以上あるところ、０．５重量％以下に抑えられ、磁気特
性の劣化の原因となるＺｎの蒸発が少なく、高透磁率材
料などにも応用できる。
は、従来材Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料が１２５０〜
１３５０℃の温度範囲で焼結されているところ、８００
〜１２００℃の温度範囲での焼成が可能であり、耐熱炉
材の消耗を削減でき、炉の温度を維持するために必要な
エネルギー量を大幅に削減できる。また、本発明は低温
焼成であるため、通常焼成法ではＭｎ−Ｚｎフェライト
磁性材料の表面と内部のＺｎＯの組成差が０．５重量％
以上あるところ、０．５重量％以下に抑えられ、磁気特
性の劣化の原因となるＺｎの蒸発が少なく、高透磁率材
料などにも応用できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明による低損失Ｍｎ−Ｚｎフェラ
イト磁性材料の特性および製法の詳細について説明す
る。 実施例１：Ｆｅ2 Ｏ3 が７１．０重量％、ＭｎＯが２
３．０重量％、ＺｎＯが６．０重量％の組成となるよう
に、Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｍｎ3 Ｏ4 ，ＺｎＯを合計５００ｇ秤
量し、純水５００ｇと同時にボールミルにて混合した。
この粉を乾燥し、８００℃、２時間で仮焼し、ＳｉＯ2
を０．０５０重量％、ＣａＣＯ3 をＣａＯ換算で０．２
００重量％、ＴｉＯ2 を０．４００重量％、Ｖ2 Ｏ5 を
０．０４０重量％、Ｎｂ2 Ｏ5 を０．０５０重量％を加
え、再びボールミルにて混合粉砕した。
イト磁性材料の特性および製法の詳細について説明す
る。 実施例１：Ｆｅ2 Ｏ3 が７１．０重量％、ＭｎＯが２
３．０重量％、ＺｎＯが６．０重量％の組成となるよう
に、Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｍｎ3 Ｏ4 ，ＺｎＯを合計５００ｇ秤
量し、純水５００ｇと同時にボールミルにて混合した。
この粉を乾燥し、８００℃、２時間で仮焼し、ＳｉＯ2
を０．０５０重量％、ＣａＣＯ3 をＣａＯ換算で０．２
００重量％、ＴｉＯ2 を０．４００重量％、Ｖ2 Ｏ5 を
０．０４０重量％、Ｎｂ2 Ｏ5 を０．０５０重量％を加
え、再びボールミルにて混合粉砕した。
【００１８】得られた粉にＰＶＡ（ポリビニールアルコ
ール）を１重量％加え、水分が３．０±０．５％になる
ように調製した造粒粉を作り、外径２５mm、内径１６m
m、高さ６mmのリング状に圧力２．５ ton／cm3 でプレ
ス成形した。この成形体を５００℃まで５℃／hrで昇温
し、１１００℃まで１００℃／hrで昇温した。途中８０
０℃で空気に窒素ガスを混入し、酸素濃度０．７４％の
雰囲気に切り換えた。１１００℃に達した後５時間保持
し、酸素濃度を制御しながら５００℃まで１５０℃／hr
で降温し、それ以後は炉冷した。
ール）を１重量％加え、水分が３．０±０．５％になる
ように調製した造粒粉を作り、外径２５mm、内径１６m
m、高さ６mmのリング状に圧力２．５ ton／cm3 でプレ
ス成形した。この成形体を５００℃まで５℃／hrで昇温
し、１１００℃まで１００℃／hrで昇温した。途中８０
０℃で空気に窒素ガスを混入し、酸素濃度０．７４％の
雰囲気に切り換えた。１１００℃に達した後５時間保持
し、酸素濃度を制御しながら５００℃まで１５０℃／hr
で降温し、それ以後は炉冷した。
【００１９】このようにして得たリング状コアに導線２
本を４ターンずつ巻き、Ｂ−Ｈアナライザー（岩崎通信
株式会社製）により損失値を測定したところ、１００kH
z 、２００mTで２８０kW／ｍ3 （８０℃）、５００kHz
、５０mTで５０kW／ｍ3 （８０℃）であった。また、
室温２５℃で印加磁界８００Ａ／ｍにおける飽和磁束密
度、残留磁束密度を測定したところ、それぞれ５２９m
T、１４９mTであった。１００℃では、それぞれ４１０m
T、６０mTであった。アルキメデス法による密度測定の
結果は４．９３ｇ／cm3 であった。 実施例２：実施例１と同様にして作製した成形体を５０
０℃まで５℃／hrで昇温し、８００℃まで１００℃／hr
で昇温した。８００℃で雰囲気を切り換え、１５時間保
持し、酸素濃度を制御しながら５００℃まで１５０℃／
hrで降温し、それ以後は炉冷した。
本を４ターンずつ巻き、Ｂ−Ｈアナライザー（岩崎通信
株式会社製）により損失値を測定したところ、１００kH
z 、２００mTで２８０kW／ｍ3 （８０℃）、５００kHz
、５０mTで５０kW／ｍ3 （８０℃）であった。また、
室温２５℃で印加磁界８００Ａ／ｍにおける飽和磁束密
度、残留磁束密度を測定したところ、それぞれ５２９m
T、１４９mTであった。１００℃では、それぞれ４１０m
T、６０mTであった。アルキメデス法による密度測定の
結果は４．９３ｇ／cm3 であった。 実施例２：実施例１と同様にして作製した成形体を５０
０℃まで５℃／hrで昇温し、８００℃まで１００℃／hr
で昇温した。８００℃で雰囲気を切り換え、１５時間保
持し、酸素濃度を制御しながら５００℃まで１５０℃／
hrで降温し、それ以後は炉冷した。
【００２０】このようにして得たリング状コアの損失値
を測定したところ、１００kHz 、２００mTで２９５kW／
ｍ3 （８０℃）、５００kHz 、５０mTで３９kW／ｍ
3 （８０℃）であった。また、室温２５℃で印加磁界８
００Ａ／ｍにおける飽和磁束密度、残留磁束密度を測定
したところ、それぞれ５２２mT、１６８mTであった。１
００℃では、それぞれ４００mT、６５mTであった。さら
に、アルキメデス法による密度測定の結果は４．８７ｇ
／cm3 であった。 実施例３：焼成したＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料の表
面と内部でのＺｎの組成差を調べるため、実施例１、実
施例２のリング状コアの断面を研磨し、ＸＰＳにより表
面付近と中心部の組成を調べたところ、表１の結果を得
た。
を測定したところ、１００kHz 、２００mTで２９５kW／
ｍ3 （８０℃）、５００kHz 、５０mTで３９kW／ｍ
3 （８０℃）であった。また、室温２５℃で印加磁界８
００Ａ／ｍにおける飽和磁束密度、残留磁束密度を測定
したところ、それぞれ５２２mT、１６８mTであった。１
００℃では、それぞれ４００mT、６５mTであった。さら
に、アルキメデス法による密度測定の結果は４．８７ｇ
／cm3 であった。 実施例３：焼成したＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料の表
面と内部でのＺｎの組成差を調べるため、実施例１、実
施例２のリング状コアの断面を研磨し、ＸＰＳにより表
面付近と中心部の組成を調べたところ、表１の結果を得
た。
【００２１】
【表１】
【００２２】比較例１は、Ｆｅ2 Ｏ3 が、７１．０重量
％、ＭｎＯが２３．０重量％、ＺｎＯが６．０重量％を
主成分として持ち、微量添加物としてＳｉＯ2 を０．０
１５重量％、ＣａＯを０．０６５重量％を含む実施例１
と同様にして得た成形体を１３００℃で焼成した従来の
方法によるＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料である。ま
た、実施例３は、主成分組成が実施例１とは異なり、微
量元素が実施例１と同じ場合である。
％、ＭｎＯが２３．０重量％、ＺｎＯが６．０重量％を
主成分として持ち、微量添加物としてＳｉＯ2 を０．０
１５重量％、ＣａＯを０．０６５重量％を含む実施例１
と同様にして得た成形体を１３００℃で焼成した従来の
方法によるＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料である。ま
た、実施例３は、主成分組成が実施例１とは異なり、微
量元素が実施例１と同じ場合である。
【００２３】本発明による実施例１、実施例２では、Ｚ
ｎＯの表面付近と中心部の組成差は０．５重量％以下で
あるのに対し、比較例１では０．８重量％以上の差があ
る。また、磁気特性については比較例１５で述べるが、
実施例１とは異なる主成分組成の実施例３でも本発明の
微量元素を添加し、低温で焼成すれば、Ｚｎの蒸発が少
ないことがわかる。 実施例４〜実施例８：焼成温度を変えたときの実施例４
〜実施例８について表２に示した。
ｎＯの表面付近と中心部の組成差は０．５重量％以下で
あるのに対し、比較例１では０．８重量％以上の差があ
る。また、磁気特性については比較例１５で述べるが、
実施例１とは異なる主成分組成の実施例３でも本発明の
微量元素を添加し、低温で焼成すれば、Ｚｎの蒸発が少
ないことがわかる。 実施例４〜実施例８：焼成温度を変えたときの実施例４
〜実施例８について表２に示した。
【００２４】
【表２】
【００２５】焼成した成形体は実施例１と同様のものを
用いた。本発明による実施例では焼成温度が低くても充
分な磁気特性と密度が得られている。また、比較例１の
成形体について、焼成温度を変えた場合の比較例２〜比
較例６を同じく表２に示したが、１２００℃以下では充
分な密度と必要な磁気特性が得られなかった。 実施例９〜実施例２０：微量元素の量を変えた場合の実
施例９〜実施例２０の結果を表３に示す。
用いた。本発明による実施例では焼成温度が低くても充
分な磁気特性と密度が得られている。また、比較例１の
成形体について、焼成温度を変えた場合の比較例２〜比
較例６を同じく表２に示したが、１２００℃以下では充
分な密度と必要な磁気特性が得られなかった。 実施例９〜実施例２０：微量元素の量を変えた場合の実
施例９〜実施例２０の結果を表３に示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】主成分組成は実施例１と同様である。ま
た、表３中の磁気特性の欄と密度の欄に２つ数値がある
のは、下段が実施例１と同じように１１００℃で焼成し
た場合であり、上段が実施例２と同様に８００℃で焼成
した場合である。実施例１０〜実施例２０のいずれも本
発明の磁気特性と密度を有している。これに対して、表
４に示す微量元素が欠けた比較例７〜比較例１３の場合
には、本発明の磁気特性と密度が得られていない。
た、表３中の磁気特性の欄と密度の欄に２つ数値がある
のは、下段が実施例１と同じように１１００℃で焼成し
た場合であり、上段が実施例２と同様に８００℃で焼成
した場合である。実施例１０〜実施例２０のいずれも本
発明の磁気特性と密度を有している。これに対して、表
４に示す微量元素が欠けた比較例７〜比較例１３の場合
には、本発明の磁気特性と密度が得られていない。
【００２８】
【表４】
【００２９】実施例２１〜実施例３２：実施例１と同量
の微量元素を添加し、主成分組成を変えた場合の実施例
２１〜実施例３２についての結果を表５に示す。
の微量元素を添加し、主成分組成を変えた場合の実施例
２１〜実施例３２についての結果を表５に示す。
【００３０】
【表５】
【００３１】主成分組成が本発明の範囲内に有る場合に
は、磁束密度が高く、残留磁束密度の小さい、損失の小
さい、密度の高いＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料が得ら
れている。これに対して主成分組成が本発明の範囲から
外れた比較例１４では、焼結密度は得られているが、磁
気特性が悪化している。 実施例３３〜実施例３７：主成分組成を第３の発明の範
囲で変えた実施例３３〜実施例３７を行った。微量元素
はすべて実施例１と同じ量だけ添加した。得られた焼成
体の密度ならびにＺｎの表面と内部での組成差を調べた
結果を表６に示す。
は、磁束密度が高く、残留磁束密度の小さい、損失の小
さい、密度の高いＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料が得ら
れている。これに対して主成分組成が本発明の範囲から
外れた比較例１４では、焼結密度は得られているが、磁
気特性が悪化している。 実施例３３〜実施例３７：主成分組成を第３の発明の範
囲で変えた実施例３３〜実施例３７を行った。微量元素
はすべて実施例１と同じ量だけ添加した。得られた焼成
体の密度ならびにＺｎの表面と内部での組成差を調べた
結果を表６に示す。
【００３２】
【表６】
【００３３】この表６に２つ数値があるのは、下段が実
施例１と同じように１１００℃で焼成した場合であり、
上段が実施例２と同様に８００℃で焼成した場合であ
る。この結果から第３の発明の主成分組成の範囲内で、
密度４．８ｇ／cm3 以上、ＺｎＯの表面と内部での組成
差が０．５重量％以下のＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料
が得られることがわかる。
施例１と同じように１１００℃で焼成した場合であり、
上段が実施例２と同様に８００℃で焼成した場合であ
る。この結果から第３の発明の主成分組成の範囲内で、
密度４．８ｇ／cm3 以上、ＺｎＯの表面と内部での組成
差が０．５重量％以下のＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料
が得られることがわかる。
【００３４】
【発明の効果】本発明により、周波数領域１００kHz 〜
５００kHz においての損失を従来より低減することがで
き、飽和磁束密度の大きい、残留磁束密度の小さい低損
失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料を提供することが出来
た。また、１２００℃以下の焼成に於いても高い焼結密
度が得られる事を可能にし、低温焼成によりＺｎの蒸発
の少ない、磁気特性に優れたＭｎ−Ｚｎフェライト磁性
材料を提供する事が可能となった。
５００kHz においての損失を従来より低減することがで
き、飽和磁束密度の大きい、残留磁束密度の小さい低損
失Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料を提供することが出来
た。また、１２００℃以下の焼成に於いても高い焼結密
度が得られる事を可能にし、低温焼成によりＺｎの蒸発
の少ない、磁気特性に優れたＭｎ−Ｚｎフェライト磁性
材料を提供する事が可能となった。
Claims (3)
- 【請求項１】 主成分として、重量％で、ＭｎＯ：１０
〜５０％、ＺｎＯ：３〜４０％、Ｆｅ2 Ｏ3 ：１０〜８
７％、の組成を持ち、微量元素として、ＳｉＯ2 ：０．
００５〜０．１００％、ＣａＯ：０．０１０〜０．５０
０％、ＴｉＯ2 ：０．０１０〜０．５００％、Ｖ
2 Ｏ5 ：０．００５〜０．１００％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．
００５〜０．１００％、を同時に含んだ、密度４．８ｇ
／cm3 以上、表面と内部でのＺｎＯの組成差が０．５重
量％以下であることを特徴とするＭｎ−Ｚｎフェライト
磁性材料。 - 【請求項２】 前記主成分組成を、重量％で、Ｆｅ2 Ｏ
3 ：７１．５±２％ ＭｎＯ：２２．５±２％ ＺｎＯ：６．０±２％ とした、密度４．８ｇ／cm3 以上、飽和磁束密度５２０
mT以上、残留磁束密度１７０mT以下、磁束密度２００m
T、周波数１００kHz での損失値が３００kW／ｍ3以下、
磁束密度５０mT、周波数５００kHz での損失値が７０kW
／ｍ3 以下である請求項１記載の低損失Ｍｎ−Ｚｎフェ
ライト磁性材料。 - 【請求項３】 重量％で、ＭｎＯ：１０〜５０％、Ｚｎ
Ｏ：３〜４０％、Ｆｅ2 Ｏ3 ：１０〜８７％、からなる
Ｍｎ−Ｚｎフェライト原料粉に、ＳｉＯ2 ：０．００５
〜０．１００％、ＣａＯ：０．０１０〜０．５００％、
ＴｉＯ2 ：０．０１０〜０．５００％、Ｖ2 Ｏ5 ：０．
００５〜０．１００％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．００５〜０．
１００％、を添加物として同時に加えることにより、焼
成温度８００〜１２００℃で、密度４．８ｇ／cm3 以
上、表面と内部でのＺｎＯの組成差が０．５重量％以下
のＭｎ−Ｚｎフェライト磁性材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07430293A JP3288113B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07430293A JP3288113B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06290926A true JPH06290926A (ja) | 1994-10-18 |
| JP3288113B2 JP3288113B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=13543204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07430293A Expired - Fee Related JP3288113B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3288113B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1279651A3 (en) * | 2001-07-17 | 2004-05-26 | TDK Corporation | Magnetic core for transformer, Mn-Zn based ferrite composition and methods of producing the same |
| JP2005255489A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Kyocera Corp | フェライト焼結体とその製造方法及びそれを用いたフェライトコア並びにフェライトコイル |
| JP2006044971A (ja) * | 2004-08-03 | 2006-02-16 | Jfe Ferrite Corp | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトおよびその製造方法 |
| US7754094B2 (en) * | 2003-12-24 | 2010-07-13 | Hitachi Metals Ltd. | Sintered ferrite and its production method and electronic part using same |
| 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 |
| CN115894006A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-04 | 北京七星飞行电子有限公司 | 一种高频、高Bs、低损耗功率铁氧体材料的制备方法 |
| WO2024204618A1 (ja) * | 2023-03-31 | 2024-10-03 | パウダーテック株式会社 | フェライト粉末 |
| CN118955109A (zh) * | 2024-07-26 | 2024-11-15 | 山东春光磁电科技有限公司 | 一种锰锌铁氧体材料及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545819B1 (en) | 1999-08-31 | 2003-04-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and optical apparatus having the same |
| US6498687B1 (en) | 1999-10-06 | 2002-12-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and optical apparatus having the same |
| US6813091B2 (en) | 2002-05-21 | 2004-11-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens system and photographing apparatus having the same |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP07430293A patent/JP3288113B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| EP1279651A3 (en) * | 2001-07-17 | 2004-05-26 | TDK Corporation | Magnetic core for transformer, Mn-Zn based ferrite composition and methods of producing the same |
| US6773619B2 (en) | 2001-07-17 | 2004-08-10 | Tdk Corporation | Magnetic core for transformer, Mn-Zn based ferrite composition and methods of producing the same |
| US7754094B2 (en) * | 2003-12-24 | 2010-07-13 | Hitachi Metals Ltd. | Sintered ferrite and its production method and electronic part using same |
| JP2005255489A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Kyocera Corp | フェライト焼結体とその製造方法及びそれを用いたフェライトコア並びにフェライトコイル |
| JP2006044971A (ja) * | 2004-08-03 | 2006-02-16 | Jfe Ferrite Corp | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトおよびその製造方法 |
| 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 |
| CN115894006A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-04 | 北京七星飞行电子有限公司 | 一种高频、高Bs、低损耗功率铁氧体材料的制备方法 |
| WO2024204618A1 (ja) * | 2023-03-31 | 2024-10-03 | パウダーテック株式会社 | フェライト粉末 |
| JP2024143932A (ja) * | 2023-03-31 | 2024-10-11 | パウダーテック株式会社 | フェライト粉末 |
| CN118955109A (zh) * | 2024-07-26 | 2024-11-15 | 山东春光磁电科技有限公司 | 一种锰锌铁氧体材料及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3288113B2 (ja) | 2002-06-04 |
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|---|---|---|---|
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