JPH09268052A - Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト - Google Patents
Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトInfo
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- JPH09268052A JPH09268052A JP8313462A JP31346296A JPH09268052A JP H09268052 A JPH09268052 A JP H09268052A JP 8313462 A JP8313462 A JP 8313462A JP 31346296 A JP31346296 A JP 31346296A JP H09268052 A JPH09268052 A JP H09268052A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
- H01F1/342—Oxides
- H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 飽和磁化（４πＭｓ）の比較的高いフェライ
トであって、しかも誘電体損失（ｔａｎδ（ε））は１
０-3のオーダーのレベルで比較的小さなＮｉ−Ｚｎ系フ
ェライトを提供する。 【解決手段】 ＮｉX Ｚｎ1-XＦｅ2-Y-ZＭｎYＭZＯ
4（但し、Ｍ＝Ｇｅ，Ｓｎの全種あるいは一種）で表わ
される組成式のＮｉ−Ｚｎ系フェライトを、０．５５≦
Ｘ≦１．００、０．００１≦Ｙ≦０．３６、０．００２
≦Ｚ≦０．３６の組成範囲内に焼成することにより、誘
電体損失の小さい（１０-3オーダー）Ｎｉ−Ｚｎ系フェ
ライトが得られる。
トであって、しかも誘電体損失（ｔａｎδ（ε））は１
０-3のオーダーのレベルで比較的小さなＮｉ−Ｚｎ系フ
ェライトを提供する。 【解決手段】 ＮｉX Ｚｎ1-XＦｅ2-Y-ZＭｎYＭZＯ
4（但し、Ｍ＝Ｇｅ，Ｓｎの全種あるいは一種）で表わ
される組成式のＮｉ−Ｚｎ系フェライトを、０．５５≦
Ｘ≦１．００、０．００１≦Ｙ≦０．３６、０．００２
≦Ｚ≦０．３６の組成範囲内に焼成することにより、誘
電体損失の小さい（１０-3オーダー）Ｎｉ−Ｚｎ系フェ
ライトが得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェ
ライトに関し、特に高周波の分野に磁性材料として用い
られる、誘電体損失が小さく飽和磁化の高いＮｉ−Ｚｎ
系フェライトに関する。
ライトに関し、特に高周波の分野に磁性材料として用い
られる、誘電体損失が小さく飽和磁化の高いＮｉ−Ｚｎ
系フェライトに関する。
【０００２】Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトは、ネジコア、ラ
ジオその他の家電製品の磁芯材料、高周波用磁芯材料、
ジャイロ磁気現象を利用したアイソレータ、サーキュレ
ータ、その他の高周波帯域用磁性材料として多くの分野
での利用が見込まれる。また、マイクロ波通信用サーキ
ュレータ等のデバイス素子に使用される代表的なフェラ
イト材料の一つである。
ジオその他の家電製品の磁芯材料、高周波用磁芯材料、
ジャイロ磁気現象を利用したアイソレータ、サーキュレ
ータ、その他の高周波帯域用磁性材料として多くの分野
での利用が見込まれる。また、マイクロ波通信用サーキ
ュレータ等のデバイス素子に使用される代表的なフェラ
イト材料の一つである。
【０００３】これらの使用目的を実現する磁性材料とし
ては、飽和磁化（４πＭｓ）は５００〜５０００（ガウ
ス）、強磁性共鳴吸収半値幅（△Ｈ）が小さく、デバイ
スの信頼性の確保の点から誘電体損失（ｔａｎδ
（ε））の小さい材料を使用することが不可欠であり、
このような誘電体損失ｔａｎδ（ε）の小さい材料開発
に対して強い要請がある。
ては、飽和磁化（４πＭｓ）は５００〜５０００（ガウ
ス）、強磁性共鳴吸収半値幅（△Ｈ）が小さく、デバイ
スの信頼性の確保の点から誘電体損失（ｔａｎδ
（ε））の小さい材料を使用することが不可欠であり、
このような誘電体損失ｔａｎδ（ε）の小さい材料開発
に対して強い要請がある。
【０００４】
【従来の技術】フェライトの歴史は古く、ハードフェラ
イトとしては、Ｃｏ系フェライト、Ｂａ系フェライト、
Ｓｒ系フェライト等が開発され、また、ソフトフェライ
トとしては、Ｍｇ系フェライト、Ｃｕ系フェライト、Ｚ
ｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト等が開発さ
れ、次いでＭｎ−Ｚｎ系フェライトが開発された。
イトとしては、Ｃｏ系フェライト、Ｂａ系フェライト、
Ｓｒ系フェライト等が開発され、また、ソフトフェライ
トとしては、Ｍｇ系フェライト、Ｃｕ系フェライト、Ｚ
ｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト等が開発さ
れ、次いでＭｎ−Ｚｎ系フェライトが開発された。
【０００５】Ｍｇ系フェライトは、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系
フェライトの中に残り、その角形のヒステリシス特性が
利用され主としてテレビ（ディフレクションコア、フラ
イバックコア）に使われている。
フェライトの中に残り、その角形のヒステリシス特性が
利用され主としてテレビ（ディフレクションコア、フラ
イバックコア）に使われている。
【０００６】Ｃｕ系フェライトは、当時、大型電子計算
機の記憶素子としての利用が試みられたが、１０００℃
以上での組織状態を室温においても保持させなければな
らないと言う問題を抱えていた。そして微小形状のコア
の多量生産へと向かったがアナログでは限界があった。
機の記憶素子としての利用が試みられたが、１０００℃
以上での組織状態を室温においても保持させなければな
らないと言う問題を抱えていた。そして微小形状のコア
の多量生産へと向かったがアナログでは限界があった。
【０００７】その頃ＩＣ、ＬＳＩ等が開発されデジタル
化志向が主流となり、記憶素子のアナログ時代は終りを
告げた。
化志向が主流となり、記憶素子のアナログ時代は終りを
告げた。
【０００８】Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトは、低周波〜高周
波にわたる磁性特性やジャイロ磁気現象が発見され、組
織的、かつ、幅広い研究が行われた。しかし、損失が大
きく、損失改善に努力が傾注されたが、課題が残った。
波にわたる磁性特性やジャイロ磁気現象が発見され、組
織的、かつ、幅広い研究が行われた。しかし、損失が大
きく、損失改善に努力が傾注されたが、課題が残った。
【０００９】Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトは、上記したよう
な優位性、すなわち、低周波〜高周波にわたる磁気特性
が優れ、強磁性共鳴吸収半値幅△Ｈが小さく、ジャイロ
磁気現象もあり、製造条件も緩やかで幅があり、特性の
再現性、安定性において優位であり、誘電体損失ｔａｎ
δ（ε）さえ改善すれば、高周波領域での主流をなす磁
性材料として使用されるようになることは明らかであ
る。
な優位性、すなわち、低周波〜高周波にわたる磁気特性
が優れ、強磁性共鳴吸収半値幅△Ｈが小さく、ジャイロ
磁気現象もあり、製造条件も緩やかで幅があり、特性の
再現性、安定性において優位であり、誘電体損失ｔａｎ
δ（ε）さえ改善すれば、高周波領域での主流をなす磁
性材料として使用されるようになることは明らかであ
る。
【００１０】従来は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの誘電体
損失ｔａｎδ（ε）は１×１０ー2程度と低く磁気デバイ
スへの応用が困難であった。
損失ｔａｎδ（ε）は１×１０ー2程度と低く磁気デバイ
スへの応用が困難であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みな
されたものであって、その目的とするところは、１０ー3
オーダー以下の小さい誘電体損失ｔａｎδ（ε）を有す
るＮｉ−Ｚｎ系フェライトを提供することにある。
されたものであって、その目的とするところは、１０ー3
オーダー以下の小さい誘電体損失ｔａｎδ（ε）を有す
るＮｉ−Ｚｎ系フェライトを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するため本発明は、ＮｉX Ｚｎ1-XＦｅ2-Y-ZＭｎY
ＭZＯ4（但し、Ｍ＝Ｇｅ，Ｓｎの全種あるいは一種）で
表わされる組成式で、０．５５≦Ｘ≦１．００、０．０
０１≦Ｙ≦０．３６、０．００２≦Ｚ≦０．３６の範囲
内で焼成してなる組成をもつよう構成されることを特徴
とするものである。
達成するため本発明は、ＮｉX Ｚｎ1-XＦｅ2-Y-ZＭｎY
ＭZＯ4（但し、Ｍ＝Ｇｅ，Ｓｎの全種あるいは一種）で
表わされる組成式で、０．５５≦Ｘ≦１．００、０．０
０１≦Ｙ≦０．３６、０．００２≦Ｚ≦０．３６の範囲
内で焼成してなる組成をもつよう構成されることを特徴
とするものである。
【００１３】上記の組成式のＸ、ＹおよびＺについて上
記のように限定するのは、以下に示す理由によるもので
ある。
記のように限定するのは、以下に示す理由によるもので
ある。
【００１４】すなわち、ニッケル（Ｎｉ）の量を示すＸ
は０．５５を下回るとキュリー温度（Ｔ．ｃ）が低くな
るため、実際に応用される磁気デバイスの温度安定性を
考慮すると実用に供し得ない。
は０．５５を下回るとキュリー温度（Ｔ．ｃ）が低くな
るため、実際に応用される磁気デバイスの温度安定性を
考慮すると実用に供し得ない。
【００１５】また、マンガン（Ｍｎ）の量を示すＹは、
０．００１≦Ｙ≦０．３６の範囲外では０．００１を下
回ると誘電体損失ｔａｎδ（ε）大きく（１×１０ー2程
度）なり、０．３６を上回ると飽和磁化４πＭｓが３０
０（Ｇ）程度となり、かつキュリー温度Ｔ．ｃが小さく
なるため実用は困難である。
０．００１≦Ｙ≦０．３６の範囲外では０．００１を下
回ると誘電体損失ｔａｎδ（ε）大きく（１×１０ー2程
度）なり、０．３６を上回ると飽和磁化４πＭｓが３０
０（Ｇ）程度となり、かつキュリー温度Ｔ．ｃが小さく
なるため実用は困難である。
【００１６】さらに、Ｍ（＝Ｇｅ，Ｓｎ）の量を示すＺ
の値を、０．００２≦Ｚ≦０．３６の範囲内にすると材
料内部でおこる電気伝導に伴う損失が抑制されるので、
誘電体損失ｔａｎδ（ε）が低減されて、１０ー3オーダ
ー以下に低減することができる。
の値を、０．００２≦Ｚ≦０．３６の範囲内にすると材
料内部でおこる電気伝導に伴う損失が抑制されるので、
誘電体損失ｔａｎδ（ε）が低減されて、１０ー3オーダ
ー以下に低減することができる。
【００１７】また、ＭｎとＭ（＝Ｇｅ，Ｓｎの全種ある
いは一種）を同時に用いることが必要である。
いは一種）を同時に用いることが必要である。
【００１８】したがって、前記の組成式において、０．
５５≦Ｘ≦１．００、０．００１≦Ｙ≦０．３６、０．
００２≦Ｚ≦０．３６の範囲内で焼成してなる組成のＮ
ｉ−Ｚｎ系フェライトに限定されるものである。
５５≦Ｘ≦１．００、０．００１≦Ｙ≦０．３６、０．
００２≦Ｚ≦０．３６の範囲内で焼成してなる組成のＮ
ｉ−Ｚｎ系フェライトに限定されるものである。
【００１９】なお、Ｎｉ0.6 Ｚｎ0.4 Ｆｅ1.54Ｍｎ0.1
Ｍ0.36Ｏ4 で表わされる組成式の組成をもつようにする
と、より一層小さな誘電体損失ｔａｎδ（ε）を有する
もの（１×１０-4）が得られる。
Ｍ0.36Ｏ4 で表わされる組成式の組成をもつようにする
と、より一層小さな誘電体損失ｔａｎδ（ε）を有する
もの（１×１０-4）が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に示す実施例に基づいて説明する。表１は、本発明の各
実施例の形態における組成式と、作製した各種組成のフ
ェライトの飽和磁化４πＭｓ、誘電体損失ｔａｎδ
（ε）、キュリー温度Ｔ．ｃの関係を他の例（比較例）
と対比して示す表である。
に示す実施例に基づいて説明する。表１は、本発明の各
実施例の形態における組成式と、作製した各種組成のフ
ェライトの飽和磁化４πＭｓ、誘電体損失ｔａｎδ
（ε）、キュリー温度Ｔ．ｃの関係を他の例（比較例）
と対比して示す表である。
【００２１】本発明は、前記したように、ＮｉX Ｚｎ
1-XＦｅ2-Y-ZＭｎYＭZＯ4（但し、Ｍ＝Ｇｅ，Ｓｎの全
種あるいは一種）の組成式で表わされ、しかも、Ｘ、Ｙ
およびＺが下記の所定の範囲内にある組成式で表わされ
る。
1-XＦｅ2-Y-ZＭｎYＭZＯ4（但し、Ｍ＝Ｇｅ，Ｓｎの全
種あるいは一種）の組成式で表わされ、しかも、Ｘ、Ｙ
およびＺが下記の所定の範囲内にある組成式で表わされ
る。
【００２２】
【表１】 すなわち、０．５５≦Ｘ≦１．００、０．００１≦Ｙ≦
０．３６、０．００２≦Ｚ≦０．３６の範囲内のもので
ある。
０．３６、０．００２≦Ｚ≦０．３６の範囲内のもので
ある。
【００２３】
【実施例】表１において、１〜２３番に示した組成を有
するフェライトが本発明の実施例であり、また、２４〜
３０番は本発明の範囲外の組成を示す比較例である。
するフェライトが本発明の実施例であり、また、２４〜
３０番は本発明の範囲外の組成を示す比較例である。
【００２４】以上の各種組成のフェライトは、前記フェ
ライト材料の原料、Ｍｎは炭酸化合物、他は酸化物を用
い、鉄性ボールミルにて６４時間の粉末混合後、８５０
℃−２時間、酸素雰囲気での予備焼成後再粉砕混合を行
った。その後バインダー（ポリビニールアルコール）を
添加して、単位面積（ｃｍ2 ）あたり２．０トンの圧力
でプレス成形し、その成形体を脱脂後、１２００〜１４
５０℃−２時間、酸素雰囲気中で焼結した。
ライト材料の原料、Ｍｎは炭酸化合物、他は酸化物を用
い、鉄性ボールミルにて６４時間の粉末混合後、８５０
℃−２時間、酸素雰囲気での予備焼成後再粉砕混合を行
った。その後バインダー（ポリビニールアルコール）を
添加して、単位面積（ｃｍ2 ）あたり２．０トンの圧力
でプレス成形し、その成形体を脱脂後、１２００〜１４
５０℃−２時間、酸素雰囲気中で焼結した。
【００２５】飽和磁化４πＭｓは、ＶＳＭ磁気測定器を
使用して、直径１０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの試料を作製
し、最大磁場１０ｋＧａｕｓｓの履歴曲線から、磁場＝
０のときの磁化を外挿して求めた。
使用して、直径１０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの試料を作製
し、最大磁場１０ｋＧａｕｓｓの履歴曲線から、磁場＝
０のときの磁化を外挿して求めた。
【００２６】誘電体損失ｔａｎδ（ε）は、直径１６ｍ
ｍ、厚さ０．２ｍｍの測定用サンプルを作製して、９Ｇ
Ｈｚの電磁波中、ＴＥ１１２モード空洞共振法で測定し
た。また、キュリー温度Ｔ．ｃは、直径１〜２ｍｍの球
を作製し、磁気天秤を用いて測定した。
ｍ、厚さ０．２ｍｍの測定用サンプルを作製して、９Ｇ
Ｈｚの電磁波中、ＴＥ１１２モード空洞共振法で測定し
た。また、キュリー温度Ｔ．ｃは、直径１〜２ｍｍの球
を作製し、磁気天秤を用いて測定した。
【００２７】［実施例１〜２３］表１の１〜５番は、Ｎ
ｉの量を示すＸが０．５５≦Ｘ≦１．００の範囲内では
キュリー温度Ｔ．ｃが１００〜５８０℃、飽和磁化４π
Ｍｓが１６００〜４４００（Ｇ）、誘電体損失ｔａｎδ
（ε）が１０ー3オーダー以下であることを示している。
ｉの量を示すＸが０．５５≦Ｘ≦１．００の範囲内では
キュリー温度Ｔ．ｃが１００〜５８０℃、飽和磁化４π
Ｍｓが１６００〜４４００（Ｇ）、誘電体損失ｔａｎδ
（ε）が１０ー3オーダー以下であることを示している。
【００２８】また、表１の６〜２３番は、Ｍｎの量を示
すＹ、およびＭ（Ｍ＝Ｇｅ，Ｓｎの全種あるいは一種）
の量を示すＺが、それぞれ、０．００１≦Ｙ≦０．３
６、および０．００２≦Ｚ≦０．３６の範囲内では誘電
体損失ｔａｎδ（ε）が１０ー3オーダー以下であり、し
かもキュリー温度Ｔ．ｃが１１０〜４４０℃、飽和磁化
４πＭｓが５００〜５２００（Ｇ）であることを示して
いる。
すＹ、およびＭ（Ｍ＝Ｇｅ，Ｓｎの全種あるいは一種）
の量を示すＺが、それぞれ、０．００１≦Ｙ≦０．３
６、および０．００２≦Ｚ≦０．３６の範囲内では誘電
体損失ｔａｎδ（ε）が１０ー3オーダー以下であり、し
かもキュリー温度Ｔ．ｃが１１０〜４４０℃、飽和磁化
４πＭｓが５００〜５２００（Ｇ）であることを示して
いる。
【００２９】［比較例２４〜３０］表１の２４〜３０番
は、Ｘ、ＹおよびＺの量のいずれかが上記所定の範囲を
逸脱したもの（比較例）であって、これらはいずれもキ
ュリー温度Ｔ．ｃ、飽和磁化４πＭｓ、または誘電体損
失ｔａｎδ（ε）のいずれかが所期の値を示さず、実用
には適さないものである。
は、Ｘ、ＹおよびＺの量のいずれかが上記所定の範囲を
逸脱したもの（比較例）であって、これらはいずれもキ
ュリー温度Ｔ．ｃ、飽和磁化４πＭｓ、または誘電体損
失ｔａｎδ（ε）のいずれかが所期の値を示さず、実用
には適さないものである。
【００３０】
【発明の効果】上記のように本発明によって、Ｎｉ−Ｚ
ｎ系フェライトにおいて、ＮｉおよびＺｎの組成範囲を
限定し、かつＦｅ、ＭｎおよびＭ（但し、Ｍ＝Ｇｅ，Ｓ
ｎの全種あるいは一種）の量を限定することにより、飽
和磁化４πＭｓとして高い値を確保しつつ、１０-3オー
ダーの従来品に比べ小さな誘電体損失ｔａｎδ（ε）の
フェライトを実現することができ、低損失磁気デバイス
への応用が可能となり、多大な工業的価値がもたらされ
るものである。
ｎ系フェライトにおいて、ＮｉおよびＺｎの組成範囲を
限定し、かつＦｅ、ＭｎおよびＭ（但し、Ｍ＝Ｇｅ，Ｓ
ｎの全種あるいは一種）の量を限定することにより、飽
和磁化４πＭｓとして高い値を確保しつつ、１０-3オー
ダーの従来品に比べ小さな誘電体損失ｔａｎδ（ε）の
フェライトを実現することができ、低損失磁気デバイス
への応用が可能となり、多大な工業的価値がもたらされ
るものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 芳嗣 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 古谷 充 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ＮｉX Ｚｎ1-XＦｅ2-Y-ZＭｎYＭZＯ
4（但し、Ｍ＝Ｇｅ，Ｓｎの全種あるいは一種）で表わ
される組成式を有するフェライトであって、０．５５≦
Ｘ≦１．００、０．００１≦Ｙ≦０．３６、０．００２
≦Ｚ≦０．３６の範囲内で焼成してなる組成をもつこと
を特徴とするＮｉ−Ｚｎ系フェライト。 - 【請求項２】 前記フェライトが、Ｎｉ0.6 Ｚｎ0.4 Ｆ
ｅ1.54Ｍｎ0.1 Ｍ0. 36Ｏ4 で表わされる組成式の組成を
もつことを特徴とする、請求項１記載のＮｉ−Ｚｎ系フ
ェライト。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8313462A JP3003601B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-11-25 | Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-11-25 JP JP8313462A patent/JP3003601B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0844220A1 (en) * | 1996-11-25 | 1998-05-27 | Nec Corporation | Ni-Zn base ferrite |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3003601B2 (ja) | 2000-01-31 |
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