JPH10324564A

JPH10324564A - フェライト材料及びノイズ対策用フェライト焼結体

Info

Publication number: JPH10324564A
Application number: JP9280468A
Authority: JP
Inventors: Teruo Uchikawa; 晃夫内川; Tokukazu Koyuhara; 徳和小湯原; Yoshikuni Sawa; 嘉邦澤
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で、特性の良好なＭｇ−Ｚｎ系フェライ
トを得る。【解決手段】Ｆｅ₂Ｏ₃が４５〜５２．５モル％、Ｍｇ
Ｏが１０〜５０モル％、ＺｎＯが５〜３５モル％、Ｃｕ
Ｏが１〜１５モル％の主成分組成からなるＭｇ−Ｚｎ系
フェライトであり、フェライト中に含有されるホウ素
（Ｂ）量が２〜７０ｐｐｍであるフェライト材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ノイズフィルタな
どに利用されるＭｇ−Ｚｎ系フェライト材料に関し、又
高周波不要輻射ノイズ吸収用フェライト焼結体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ソフトフェライト材料を大別するとＭｎ
―Ｚｎ系フェライトとＮｉ―Ｚｎ系フェライトに分けら
れる。Ｍｎ―Ｚｎ系フェライトはＦｅ₂Ｏ₃、ＭｎＯ、Ｚ
ｎＯを主成分として構成され、電源用のトランス等の磁
心に用いられる。またＮｉ―Ｚｎ系フェライトはＦｅ₂
Ｏ₃、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯを主成分として構成さ
れ、ノイズフィルタ等の磁心として用いられる。

【０００３】このノイズ吸収用フェライトであるＮｉ−
Ｚｎ系フェライトは、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＮｉＯ、ＺｎＯ、Ｃｕ
Ｏを混合、仮焼し、これを粉砕、造粒した後、成形、焼
成して製造していた。このＮｉ−Ｚｎ系フェライトを構
成する原料の内、ＮｉＯとＣｕＯは他の原料に比べて価
格が高く、特にＮｉＯは非常に高価であるため、Ｎｉ−
Ｚｎ系フェライトは高価な材料となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このＮｉ−Ｚｎ系フェ
ライトの場合、主成分として使用されるＮｉＯが高価で
あり、このため、ＮｉＯの代替材料として安価なＭｇＯ
あるいはＭｇ(ＯＨ)₂を用いてフェライト材料を製造す
るという動きがある。

【０００５】このＭｇＯあるいはＭｇ(ＯＨ)₂中には、
不純物として７００ｐｐｍ以上のホウ素（Ｂ）、ケイ素
（Ｓｉ）およびカルシウム（Ｃａ）等が含まれている。
このホウ素はフェライトの造粒工程において添加される
バインダー（ポリビニルアルコール等）と反応し、例え
ば造粒時にスラリーの粘度が上がって顆粒が必要以上に
大きくなるか、最悪の場合、ノズルが詰まって造粒でき
ないという問題が生じていた。

【０００６】この問題は、文献（平林著「ポバール」p.
28（高分子化学刊行会）およびJ.G.PRITCHARD著「POLY
(VINYL ALCOHOL)」p.73-74（GORDON AND BREACH SCIENC
E PUBLISHERS））によると、図１に示すようにホウ素化
合物がホウ酸となってポリビニルアルコール等と架橋す
ることにより起こると考えられる。

【０００７】またＮｉ−Ｚｎ系フェライトは、１〜１０
００ＭＨｚにおけるインピーダンスの立ち上がりが緩慢
であり、低周波信号をなまらせる恐れがあるという問題
点があった。

【０００８】本発明は、上記の事を鑑みて、造粒性に優
れ、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトに匹敵する特性を有し、し
かも安価なＭｇ―Ｚｎ系フェライトを得ることを目的と
し、また高周波で高いノイズ吸収特性を有するノイズ対
策用フェライト焼結体を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｆｅ₂Ｏ₃が４
５〜５２．５モル％、ＭｇＯが１０〜５０モル％、Ｚｎ
Ｏが５〜３５モル％、ＣｕＯが１〜１５モル％の主成分
組成からなるＭｇ−Ｚｎ系フェライトであり、フェライ
ト中のホウ素（Ｂ）量が２〜７０ｐｐｍであることを特
徴とするフェライト材料である。

【００１０】また本発明は、Ｆｅ₂Ｏ₃が４５〜５２．５
モル％、ＭｇＯが１０〜５０モル％、ＺｎＯが５〜３５
モル％の主成分組成からなるＭｇ−Ｚｎ系フェライトで
あり、フェライト中のホウ素（Ｂ）量が２〜７０ｐｐｍ
であることを特徴とするフェライト材料である。

【００１１】また本発明は、Ｆｅ₂Ｏ₃が４５〜５２．５
モル％、ＭｇＯが１０〜５０モル％、ＺｎＯが５〜３５
モル％、ＣｕＯが１〜１５モル％からなる組成を有する
ノイズ対策用フェライト焼結体である。

【００１２】本発明のＭｇ−Ｚｎ系フェライトは、成分
としてＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｌｉの酸化物をそれぞれ５モ
ル％以下、ＣａＯ、ＳｉＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂
Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＷＯ₃、
ＭｏＯ₃、ＳｎＯ₂をそれぞれ５重量％以下含有していて
も良い。なお、フェライトの製造に用いられる原料は、
酸化物および水酸化物に限定されず、塩化物、炭酸塩、
硫酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩等の金属塩を用いても良
い。

【００１３】本発明において、Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト
の主成分を限定した理由は、以下の通りである。Ｆｅ₂
Ｏ₃が４５モル％未満だとフェライト以外の異相が生成
して強度が低下し、また５２．５モル％を越えると比抵
抗、焼結密度、初透磁率等の電磁気特性が低下する。好
ましくは、４５〜５０モル％である。ＺｎＯが５モル％
未満だと初透磁率が低くなり、また３５モル％を越える
とキュリー温度が低くなり実用性がなくなる。好ましく
は１０〜３０モル％の範囲である。ＭｇＯあるいはＭｇ
(ＯＨ)₂が１０モル％未満だと原価低減の効果が低くな
り、また以上の理由によりＭｇＯあるいはＭｇ(ＯＨ)₂
が５０モル％を越える組成はあり得ない。好ましくは１
５〜３５モル％の範囲である。ＣｕＯが１モル％未満だ
と焼成温度が高くなるため原価低減の効果が低くなり、
また１５モル％を越えると電磁気特性が低くなる。好ま
しくは３〜８モル％の範囲である。

【００１４】フェライト中に含有されるホウ素（Ｂ）量
が７０ｐｐｍを越えると造粒工程において不具合が生じ
る。また、フェライト中に含有されるホウ素（Ｂ）量が
２ｐｐｍ未満になると、フェライトが焼結不足となり、
また原料であるＭｇＯあるいはＭｇ(ＯＨ)₂のホウ素含
有量を少なくするために水洗等の後処理工程を多くする
必要があり、コストが高くなる。このため、２〜７０ｐ
ｐｍが好ましい。更に好ましくは２〜５０ｐｐｍの範囲
である。

【００１５】また、本発明に用いるＭｇＯあるいはＭｇ
(ＯＨ)₂としては、含有ホウ素（Ｂ）量が２〜７００ｐ
ｐｍであることが望ましい。また、この本発明の含有ホ
ウ素（Ｂ）量が２〜７００ｐｐｍであるＭｇＯあるいは
Ｍｇ(ＯＨ)₂は、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトあるいはＮｉ
−Ｚｎ系フェライトに添加して使用しても同様の効果を
有する。

【００１６】

【実施例】

実施例１Ｆｅ₂Ｏ₃ ４７．５モル％、ＺｎＯ２１．０モル％、
ＣｕＯ６．０モル％、種々の純度を持つＭｇＯあるい
はＭｇ(ＯＨ)₂ ２５．５モル％を秤量して混合する。
これを８５０℃で仮焼し、その後振動ミルで粉砕した
後、バインダー（ポリビニルアルコール）を加えてスプ
レードライヤにて顆粒状に造粒する。この顆粒をリング
状に圧縮成形して１２００℃で焼成した。表１には、こ
れらの試料のホウ素（Ｂ）含有量、造粒前のスラリー特
性、スプレードライヤによる造粒性、焼成後の焼結密度
および初透磁率を示す。この表１において、本発明の範
囲内のものは実施例とし、範囲外のものは比較例として
いる。

【００１７】

【表１】

【００１８】この表１からわかるとおり、本発明の実施
例はスプレードライヤによる造粒において問題が起きて
いないことがわかる。これに対し比較例はスラリー粘度
が高く造粒が困難であり、場合によっては造粒すること
ができなく、又得られた顆粒も圧縮成形に用いるには不
適当であった。また電磁気特性については、フェライト
中に含有されるＢ量が２ｐｐｍ未満であると焼結不足と
なり、初透磁率も低下している。これに対し、本発明の
実施例は十分な電磁気特性が得られていることが分か
る。

【００１９】実施例２Ｆｅ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＭｇＯ（Ｍｇ(ＯＨ)₂を使
用）あるいはＮｉＯを所定量秤量した後、混合する。こ
のとき、Ｍｇ(ＯＨ)₂には、含有ホウ素（Ｂ）量が１０
０ｐｐｍのものを用いた。これを８５０℃で仮焼し、そ
の後媒体撹拌ミルで粉砕した後、バインダーを加えてス
プレードライヤにて顆粒状に造粒する。この顆粒をリン
グ状に圧縮成形して所定の温度で焼成した。これらの試
料について、組成、焼結密度、初透磁率、５００ＭＨｚ
におけるインピーダンスおよび材料価格を表２に示す。
この表２に示すように、本発明の実施例は、比較例の特
性と比べて何ら遜色がなく、またコスト面において優位
であることが分かる。また、この実施例のフェライト中
に含有されるホウ素量は、１３ｐｐｍであった。

【００２０】

【表２】

【００２１】上記のとおり、本発明に係るＭｇ−Ｚｎ系
フェライト材料は、含有するホウ素（Ｂ）量が適量であ
るため造粒工程における問題がなく、しかも従来のＮｉ
−Ｚｎ系フェライトの特性と比べて何ら遜色がないこと
がわかる。このことは、コイル、トランスあるいはノイ
ズフィルタ等のフェライト磁心に極めて適しており、こ
のＭｇ−Ｚｎ系フェライト材料を用いることにより、低
コストで優れたフェライト磁心を得ることができる。

【００２２】実施例３Ｆｅ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＭｇＯ（Ｍｇ(ＯＨ)₂を使
用）の原料粉末を所定量秤量した後、振動ミルにて１時
間混合する。このとき、Ｍｇ(ＯＨ)₂には、含有ホウ素
（Ｂ）量が１００ｐｐｍのものを用いた。これを８５０
℃で仮焼し、その後媒体撹拌ミルで粉砕した後、バイン
ダー（ポリビニルアルコール）を加えてスプレードライ
ヤにて顆粒状に造粒する。この顆粒を、外径２２．４ｍ
ｍ、内径１１．５ｍｍ、高さ１２．１ｍｍのリング状に
圧縮成形し、これを大気中、１２００℃で焼成した。こ
れらの試料について、寸法、組成、焼結密度、初透磁
率、キュリー温度を測定した後、１〜１０００ＭＨｚに
おけるインピーダンスおよび減衰量を測定した。結果を
表３に示す。

【００２３】

【表３】

【００２４】また表３の実施例１１のインピーダンス特
性を図２に、表２の比較例５のインピーダンス特性を図
３に、これらの減衰特性を図４に示す。この図２、３に
示すように、本発明の実施例は、比較例に比べて１〜１
００ＭＨｚにおけるインピーダンスが低く、しかも１０
０〜１０００ＭＨｚにおけるインピーダンスの最大値が
従来品と同等である。このため、図４に示すように、本
発明の実施例は、１０〜１０００ＭＨｚで減衰量の急峻
な立ち上がり特性をもち、低周波信号への影響が少ない
ことがわかる。尚、本発明の他の実施例も同様なインピ
ーダンス特性を有する。これにより、本発明によれば、
１〜１０００ＭＨｚにおいて、特に１００〜１０００Ｍ
Ｈｚにおいて優れたノイズ対策用フェライトを、安価に
得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、従来のＮｉ−Ｚｎ系フ
ェライトに比べて特性面において何ら遜色がなく、しか
も、造粒性に優れた安価なＭｇ―Ｚｎ系フェライトを得
ることができる。また、本発明によれば、安価であると
ともに、従来のＮｉ系フェライトに比べて、高周波で優
れたノイズ吸収特性が得られ、ノイズ対策用フェライト
として非常に有用であり、ノイズフィルタの低コスト化
に大いに役立つものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るポリビニルアルコールとホウ酸
の反応機構である。

【図２】本発明に係る実施例のインピーダンスの周波
数特性図である。

【図３】本発明に係る比較例のインピーダンスの周波
数特性図である。

【図４】本発明に係る実施例と比較例のノイズ吸収特
性を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｆｅ₂Ｏ₃が４５〜５２．５モル％、Ｍｇ
Ｏが１０〜５０モル％、ＺｎＯが５〜３５モル％、Ｃｕ
Ｏが１〜１５モル％の主成分組成からなるＭｇ−Ｚｎ系
フェライトであり、フェライト中に含有されるホウ素
（Ｂ）量が２〜７０ｐｐｍであることを特徴とするフェ
ライト材料。
【請求項２】Ｆｅ₂Ｏ₃が４５〜５２．５モル％、Ｍｇ
Ｏが１０〜５０モル％、ＺｎＯが５〜３５モル％の主成
分組成からなるＭｇ−Ｚｎ系フェライトであり、フェラ
イト中に含有されるホウ素（Ｂ）量が２〜７０ｐｐｍで
あることを特徴とするフェライト材料。
【請求項３】Ｆｅ₂Ｏ₃が４５〜５２．５モル％、Ｍｇ
Ｏが１０〜５０モル％、ＺｎＯが５〜３５モル％、Ｃｕ
Ｏが１〜１５モル％からなる組成を有するノイズ対策用
フェライト焼結体。