JPS615503A - ダストコアおよびその製造方法 - Google Patents

ダストコアおよびその製造方法

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JPS615503A
JPS615503A JP12627584A JP12627584A JPS615503A JP S615503 A JPS615503 A JP S615503A JP 12627584 A JP12627584 A JP 12627584A JP 12627584 A JP12627584 A JP 12627584A JP S615503 A JPS615503 A JP S615503A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■ 発明の背景 技術分野 本発明はダストコアとその製造方法に関する。
先行技術とその問題点 高周波用磁芯材料として、フェライトや強磁性金属の微
粉末と樹脂とを混合成型したダストコアが広く用いられ
ているに のような高周波用磁芯を組込んだ携帯用無線機などは、
屋外で使用されることが多いので、広い温度範囲にわた
って性能が安定していることが望まれる。
ところで、このような磁芯としてのダストコアのインダ
クタンスの温度係数は、使用する他の電子部品、例えば
コンデンサの温度係数と所定の関係を満たすことが要求
される。
そして、コンデンサ等の電子部品のキャパシタンスは一
般に負の温度係数をも・ており、ま    ′iた通常
の磁性材料自体の透磁率も正の温度係数をもっており、
ダストコアのインダクタンスは常用温度範囲内で正の係
数をもっている。
しかし、通常のフェライトでは、透磁率の温度による変
化率が大きす、ぎ、これから作成されるダストコアの温
度係数が、他のコンデンサ等と適合しないという欠点が
ある。
このため、各種の用途に最適の温度係数をもつダストコ
アが要望されている。
II  発明の目的 本発明の目的は、特にインダクタンスの温度係数の変化
率を小さくできるダストコアとその製造方法を提供する
ことにある。
このような目的は下記の発明によって達成される。
すなわち本発明は、 成型してインダクタンスLを測定したとき、0℃〜80
℃において、 (Lt−L20)/L20・(t−20)(ここに、t
は測定温度、Ltはt℃でのL、L20は20℃のしで
ある) が−o、oo’i〜−0,1である広帯域負温度係数フ
ェライト粉体と、 強磁性粉体と、樹脂とを混合して加圧成型してなること
を特徴とするダストコアである。
また第2の発明は、 キュリー温度が一50℃〜200℃の範囲にて異なる複
数のフェライトを顆粒とし、これらを混合し、焼成した
のち粉砕し、成型してインダクタンスLを測定したとき
、0℃〜80℃において、 (Lt−L20)/L20  ・ (t−20)(ここ
に、しは測定温度、Ltはt″Cでのし、L20は20
℃でのLで2ある)が 、−0,001〜−0,1である粉体を得、これと、強
磁性粉体と、樹脂とを混合して顆粒とし、これを加圧成
型することを特徴とするダストコアの製造方法である。
■ 発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。
本発明におけるダストコアに用いるフェライト粉体の組
成としては、通常のソフトフェライトの種々のものが万
能である。
すなわち、M n −Z n系、l1li−Zn系、M
 n −M g系、Cu−Zn系、 M n ” Cu −Z n系、N1−Cu−Z、n系
等のスピネル形フェライトのいずれであってもよい。
このような場合、本発明におけるフェライト粉体は、後
述のように、キュリー点が種々異なり、組成(特に組成
比)の異なる複数の材料から形成されるものである。
そして、粉体粒子は、シングルグレインからなるか、複
数のグレインをもつかして、このグレインは、単一の組
成からなり、グレイン間ないし表面の全部または一部に
は成分拡散の起こった拡散層が形成されている。 そし
て、本発明の粉体は、これら種々の成分の核をもつ粒子
の集合体である。
この場合、粉体粒子の平均粒子径は1.0〜5.0−1
より好ましくは1.5〜3.0μmであることが好まし
い。
5−をこえると、高周波での特性が劣化し、また1μ未
満では、インダクタンス等の磁気特性が劣化する。
このような粉体は、以下のような温度特性によって特徴
づけられる。
すなわち1本発明で用いるフェライトの粉体に、例えば
ボリビこルアルコーノul10重量%添加して、例えば
外径23+sm、内径11ts、厚さ5mmのトロイダ
ル状に成型し、巻線してインダクタンスLを測定したと
き、o℃〜80”0において、温度係数、 (Lt−L21)/L20 ・ (t−20)(ここに
、tは測定温度、Ltはt’oでのL、      I
L20は20℃でのLである。) が、−o、oot〜−o、tであるものである。
この場合、上記(Lt−L鵞)/L20・(を−20)
が−o、oot 〜−o、t−t’ある範囲が0〜80
℃、特に20〜60’Cより狭いときには、ダストコア
に混合して、十分な温度特性を得ることはできない。
そして、より制御された条件に従って製造すれば、本発
明の粉体は、上記の温度係数をもつ範囲が−30〜10
0”Ol特に−50−120℃にまで広がり、より好ま
しい結果を得るものである。
また、より制御された条件に従えば、本発明の粉体は、
上記の温度範囲0〜80℃1より好ましくは−30〜1
00”0、特ニー50−120℃において、上記の温度
係数が−0,005〜−〇、02の範囲の値となるもの
である。
このような場合、本発明の粉体は、上記のインダクタン
スの温度変化の直線性も良好である。
この場合、インダクタンスの温度変化の傾きdL/dt
は、0〜80℃、特ニー30−100℃、さらには−5
0−120”On′、30%以下の変動中とすることも
できる。
これによりダストコア中に混合して、きわめて良好な温
度特性が得られるものである。
このような粉体は以下のようにして製造される。
まずキュリー温度が一50〜200℃、特には−30〜
150’の範囲にて異なる複数のフェライト材料、特に
その顆粒を個別に製造する。
この場合、フェライト材料は、Mn−Zn系、M n 
−M g系、M n −Z n −Cu系、Ni−Zn
系、Ni−Cu−Zn系、Cu−Zn系等公知の種々の
ソフトフェライト組成のものであってよい。
この場合、フェライトのキュリー温度は、主成分のMl
mとその比率によって定まるものである。
M n −Z n系を例にとれば、キュリー点Tcは次
式で与えられる。
T c = 12.8(x−2z/3) −358[℃
](ここにXはFe2O3のモル%、ZはZnOのモル
%である。) 例えば、Tc=50℃のものを得ようとすると、Xは通
常、50±5モル%がえらばれるので、x;50とする
と、z=27.15となる。
すなわち、Fe203=50.0モル%、Mn0=22
.85モル%、Zn0=27.15モル%である。
このような計算によって、−50〜200℃間の任意の
キュリー温度を有する材料組成が定められる。
そして、このような組成選定は、他の種々の系のソフト
フェライトで公知の方法で可能である。
各材料の製造方法としては、通常のフェライト製造と全
く同様であり、何ら異なることはない。
すなわち、Fe203 、MnCO3、ZnO等の酸化
物ないし、酸化物となりうる化合物を出発原料として、
これを所望の組成比になるよう秤取し、混合、仮焼成、
粉砕、乾燥し、これを顆粒としたのち焼成とすればよい
顆粒方法としては種々の方法を用いることができるが、
特に顆粒同志の接触が安定なスプレードライヤ一方式が
好ましい。
顆粒の平均粒子径は、一般に150〜500−とすれば
よいが、後述の焼成における反応量ないし拡散量は、こ
の粒子径に依存するので、この範囲内で適宜決定すれば
よい。
すなわち、顆粒サイズが小さいと、顆粒同志の接触点数
が増加するので、焼結での成分の均一化が促進され、負
の温度係数は大きな値となるとともに、狭い温度範囲の
みで発現することになる。
逆に、顆粒サイズを大きくすると、広い温度11: 範囲でゆるやかな負の温度変化となる61なお、各顆粒
中にはCaCo3.5i02  。
V2 05  、N  b2  ’05  、T a2
 05  。
Bi203 、In203等の公知の不純物が含有され
ていてよい。
次いで、キュリー点の異なる各顆粒を混合する。
混合は、用途に適する負温度係数となるよう、混合すべ
き顆粒のキュリー温度と、比率とを定める。この場合、
顆粒を破壊しないように混合を行う必要があり、■ミキ
サーを用いることが好ましい。
より具体的に説明するならば、混合は、例えば以下のよ
うにして行えばよい。
負温度係数を得たい温度範囲をt1〜t2とすると(た
だしt、<t2 )、例えば、tl−20℃から、t、
、+20℃まで、例えば10℃きざみのキュリー点をも
つ、(t2−t+ )71045種の材料を用意する。
各材料の混合比Pを、最低キュリー点材の混合比をPl
とし、順にP2.P3.P4・・・・・・、最高キュリ
ー点材の混合比をPnとすると。
例えば、PH=Pn、P2 =Pn−1、P3=Pn−
2、・・−惨・、 P  (n +1)  /2  = PI  /2とな
るようにし、かツP1〜P (n−z ) /2が例え
ば等差数列を形成するようにする。
すなわち、nが奇数の場合、 P1=Pn P2 =Pn’−1=Pl  (n−2)/(n−1)
P3 =Pn −2=P+’(n −3)/(n−1)
P (n +1) /2 = P+ /2とすればよい
あるいは、P1=P2 =−−−−−−−−Pnとして
もよい。
この後、混合した顆粒を、#大物製のサヤに詰め、トン
ネル炉内で焼成する。
焼成温度、雰囲気プログラム等は、フェライ°ト材質に
よって異なるが、フェライトを完成できる公知の条件の
中で、なるべく低温を選択するのがよい。
焼成温度が高すぎると、lI籾粒間成分拡散がおこり、
キュリー温度が種々異なるグレインの生成が困難になる
0本発明の広帯域負温度係数材は、キュリー温度が広範
囲に分布している焼結体を製造することで実現するので
あるので、高温かつ過度の焼結は避けなければならない
ただ、焼結が不十分なときには、顆粒間の反応ないし拡
散が進まないので、透磁率ないしインダクタンスの温度
特性は、もとのキュリー点に起因してステップ状になっ
て好ましくない。
理想的には、顆粒接触点および表面部分において、成分
拡散が生じ、キュリー温度が変化し、顆粒中心部は本来
のキュリー温度を示す状態がよい。
このような焼結状態を実現するには、焼成温度、雰則気
プログラムを正しく選択しなければならないが、これは
後述判定操作を行うことによって、容易に実験的に求め
ることができる。
このような場合、焼成温度は、一般に、1200℃以下
であることが好ましい。
そして1例えば、Mn−Zn系フェライトでは1100
〜1150’C1安定化時間 0.5〜5時間、p  
 o、oi〜5%程度が適切である。
焼成を終了し元顆粒は、ボールミル等で、好ましくは湿
式粉砕される。
粉砕条件は、平均粒子径が1.5〜3−で。
l〇−以上の粒子が1%以下になるようにすることが好
ましい。
この後、フィルタープレス等で脱水し、ケーキを熱風乾
燥機で水分0.3%以下となるよ゛う完全乾燥する。
乾燥温度は、通常、150”c!以下とする。これは2
50℃をこえると、粉体のm気持性が変     j化
する場合があるからである。
次いで、ケーキを解砕して、30〜5o#程度のメツシ
ュを通過させ粉体を得る。
粉体の判定は、以下のようにして行う。
粉体の一部をサンプリングし、これにバインダーとして
ポリビニルアルコール(PVA)水溶液を、PvAが1
.0重量%となるように加える。 これを例えば231
1111、内径1ist、厚さ5層鳳のトロイダル状に
成型する。
これを乾燥後、巻線して(通常5oターン)インダクタ
ンスの温度特性を測定jればよい。
このようにして、上記の特性をもつ粉体が得られるが、
上記の判定によって、未だ温度係数に不満足なとき、特
に温度係数が大きすぎるときには、300〜450”0
間の温度で0.5〜3時間程度、空気中で熱処理するこ
とによって、所望の温度係数とすることができる。
このようなフェライト粉体は、ダストコアの主成分とな
る強磁性粉体および樹脂と混合される。
用いる強磁性粉体としては、ダストコアを形成するため
の公知の材料のいずれであってもよい。
ただ、温度特性の制御の容易さからすると、カーボニル
鉄、マグネタイトないし、上記したような各種ソフトフ
ェライトであるこよが好ましい。
そして、これら各強磁性粉末は2種以上用いてもよい。
また、その平均粒子径は、0.5〜2趨とすることが好
ましい。
そして、この強磁性粉体は、前記した広帯域負温度係数
ツーライト粉体に対し、通壺9o〜99重量%程度含有
される。
この後、シンナー等の溶剤中に樹脂を溶解した液(一般
に0.5〜5%)をニーダ中に投入する。
この場合、樹脂としては、ベークライト系等の絶縁性の
良好なものを用いることができる。
そして、樹脂量は1強磁性粉体に対し1〜10重量%程
度とされる。
これに、前記の負温度係数のフェライト粉体および強磁
性粉体を投入してよく混合する。
次いで、ゆるやかに加温して溶剤を揮発させ、乾燥する
この後、顆粒機にて、平均粒子径150〜500−の顆
粒とし、常法に従い、粒末成型して、ダストコアを得る
このようなダストコアのインダクタンスL′は、O℃〜
80℃、より好ましくは一30〜100℃、特に−50
〜120℃において、t’cおよび20℃のL′t、L
’頭について、(L’ t−L’ 20)/L’ 20
寺(t−20)が0.0001〜0.0005の正温度
係数をもち、かつその直線性もきわめて良好である。
■ 発明の具体的作用効果 本発明によれば、正の温度係数をもち、かつ変動率の大
きい強磁性粉体に、広帯域負温度係数フェライト粉体を
混合してダストコアを形成するので、温度係数がきわめ
て良好になる。
例えば、0〜80℃にて、きわめて良好な直線性をもち
、0.0001〜0.0005の正温度係数をもつダス
トコアが実現する。
このため、種々の用途における電子機器用コアとして有
用である。
■ 発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。
実施例1゜ 下記表1に示されるキュリー点TcのM n −Zn系
フェライト顆粒をスプレードライヤーを用いて製造した
。 平均粒子径は、ともに35[1 0鐸であった。                  
 !・  これを表1に示される混合比Pにて、■ミキ
サーにて混合し、トンネル炉内で焼成した。
焼成温度は1145℃、P  は0.5%、安定時間は
4.0時間とした。
表       1 Tc(’0)                Pこれ
をボールミルにて、平均粒子径2.3−であって、l〇
−以上の粒子が1%以下になるように粉砕してから、フ
ィルタープレスで脱水して、得られたケーキを熱風乾燥
機で完全乾燥(水分0.1%)した。
こののち、空気中にて、表2に示される熱処理を施した
次いで、これを40#のメツシュを通過させて解砕した
表       2 これら各サンプルに、PVA添加量1.0wt%となる
ように、これにPVAl0%水溶液を加え、外径23■
、内径11+o+w、厚さ5■に成型、乾燥後、50タ
一ン巻線してインダクタンスの温度特性を測定した。
温度特性を第1図に示す。
また表3には一30℃〜100℃および0〜80℃での
(Lt−Lo)/’Lo (t−20)の最大値と最小
値が示される。
次いで、・これら各サンプルフェライト粉体と、平均粒
子径0.8μのマグネタイト粉体とを、重量比にて表4
に示されるように配合し、これとベークライト含有量8
.0豐t%にてベークライトのシンナ、−溶液をニーグ
ー中で混合した。
加温によりシンナーを揮発させたのち、乾燥終了とし、
これを平均粒径300−の顆粒とした。
この顆粒を用いて、常法に従い、粉末tL型してダスト
コア(3,6鵬鳳φ、高さ14m■)を得た。
これら各試料のインダクタンスの温度特性を第2図に示
す。
表、4 11k1No(重量比) 11、(比較)−。
13”   3      1/99 15   、     z    O,75/99:2
516  、     2    1.5/98.5、
第2図から、本発明゛の試料は、きわめて良好な温度特
性を示すことがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いるフェライト粉体のインダクタン
スの温度変化を示すグラフであり、また第2図は本発明
のダストコアのインダクタンス変化率の温度変化を示す
グラフである。 出願人  ティーディーケイ株式会社 代理人  弁理士 石 井 陽 − 遣1図 温      茂 じC) 第2図 手続補正書く自発) 1、事件の表示 昭和59年特許願第126275号 2、発明の名称 ダストコアおよびその製造方法 3、補正をする者 事件との関係2       特許出願人件 所   
 東京都中央区旧本橋−丁目13番1号名  称   
(306)  ティーディーケイ株式会社イ壕者 大成
 寛 4、代理人 〒101 住  所    東京都千代田区岩本町3丁目2番2号
千代田岩本ビル4階 fi864−4498  Fax、864−6280氏
  名    (8286)  弁理士  石 井 陽
 −ユ・、−・:、1:・・ 5、補正の対象                  
     1′′□ “′明細書の「特許請求の筒器」
および「発明の詳細な説明」の欄6、補正の内容 (1)明細書第1頁〜第3頁の特許請求の範囲の欄の記
載を別紙の通り補正する。 (2)明細書第18頁第5行目の「しい。」の後に下記
の記載を追加する。 「この他、モリブデン合金、パーマロイ、センダスト、
アモルファス磁性合金等も好ましい。」 2、特許請求の範囲 (1)成型してインダクタンスLを測定したとき、0℃
〜80℃において。 (Lt−L20)/L2B−(t−20)(ここに、t
は測定温度、Ltはt℃でのり、L20は20℃のしで
ある) が−0,001〜−0,1である広帯域負温度係数フェ
ライト粉体と、 強磁性粉体と、樹脂とを混合して加圧成型してなること
を特徴とするダストコア。 (2) (Lt−L20) /L20 ・(t−’20
)が−0,001〜−0,1である関係が一30℃〜1
00℃において成立する特許請求の範囲第1項に記載の
ダストコア。 (3)強磁性粉体が、前記フェライト粉体に対し、90
〜99重量%含有される特許請求の範囲第1項または第
2項に記載のダストコア。 (4)樹脂が強磁性粉体に対し、1〜10重量    
 1%含有される第1項ないし第3項のいずれかに記載
のダストコア。 (1)ダストコアのインダクタンスL′を測定したとき
、0℃〜80℃において、 (L’  t−L’ 20)/L’四・ (t−20)
(ここに、tは測定温度、L’  tはt℃でのL’ 
、L’ zは20℃のL′である)が0.0001〜0
.0005である特許請求の範囲第1項ないし第乙項の
いずれかに記載のダストコア。 (i)キュリー温度が一50℃〜200℃の範囲にて異
なる複数のフェライトを顆粒とし、これらを混合し、焼
成したのち粉砕し、成型してインダクタンスLを測定し
たとき、0℃〜80℃において、 ・   (Lt−L2[l)/L2[l ・ (t−2
0)(ここに、tは測定温度、Ltはt℃でのL1L2
0は20℃でのしである) が、−o、oot〜−0,1である粉体を得、これと、
強磁性粉体と、樹脂とを混合して顆粒とし、これを加圧
成型することを特徴とするダストコアの製造方法。 (ヱ)フェライト顆粒の平均粒子径が150〜500μ
mである特許請求の範囲第旦項に記載のダストコアの製
造方法。 (旦)焼成が1200℃以下で行われる特許請求の範囲
第旦項または第1項に記載のダストコアの製造方法。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)成型してインダクタンスLを測定したとき、0℃
    〜80℃において、 (Lt−L_2_0)/L_2_0・(t−20)(こ
    こに、tは測定温度、Ltはt℃でのL、L_2_0は
    20℃のLである) が−0.001〜−0.1である広帯域負温度係数フェ
    ライト粉体と、 強磁性粉体と、樹脂とを混合して加圧成型してなること
    を特徴とするダストコア。
  2. (2)(Lt−L_2_0)/L_2_0・(t−20
    )が−0.001〜−0.1である関係が−30℃〜1
    00℃において成立する特許請求の範囲第1項に記載の
    ダストコア。
  3. (3)強磁性粉体が、前記フェライト粉体に対し、90
    〜99重量%含有される特許請求の範囲第1項または第
    2項に記載のダストコア。
  4. (4)樹脂が強磁性粉体に対し、1〜10重量%含有さ
    れる第1項ないし第3項のいずれかに記載のダストコア
  5. (5)強磁性粉体が、カーボニル鉄、マグネタイトまた
    はソフトフェライトである第1項ないし第4項のいずれ
    かに記載のダストコア。
  6. (6)ダストコアのインダクタンスL′を測定したとき
    、0℃〜80℃において、 (L′t−L′_2_0)/L′_2_0・(t−20
    )(ここに、tは測定温度、L′tはt℃でのL′、L
    ′_2_0は20℃のL′である)が0.0001〜0
    .0005である特許請求の範囲第1項ないし第5項の
    いずれかに記載のダストコア。
  7. (7)キュリー温度が−50℃〜200℃の範囲にて異
    なる複数のフェライトを顆粒とし、これらを混合し、焼
    成したのち粉砕し、成型してインダクタンスLを測定し
    たとき、0℃〜80℃において、 (Lt−L_2_0)/L_2_0・(t−20)(こ
    こに、tは測定温度、Ltはt℃でのL、L_2_0は
    20℃でのLである) が、−0.001〜−0.1である粉体を得、これと、
    強磁性粉体と、樹脂とを混合して顆粒とし、これを加圧
    成型することを特徴とするダストコアの製造方法。
  8. (8)フェライト顆粒の平均粒子径が150〜500μ
    mである特許請求の範囲第7項に記載のダストコアの製
    造方法。
  9. (9)焼成が1200℃以下で行われる特許請求の範囲
    第7項または第8項に記載のダストコアの製造方法。
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JP (1) JPH0665202B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4977386A (en) * 1987-10-13 1990-12-11 Leda Logarithmic Electrical Devices For Automation S.R.L. Electric resistor producible in a wide range of specific resistance values, and relative manufacturing process

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US4977386A (en) * 1987-10-13 1990-12-11 Leda Logarithmic Electrical Devices For Automation S.R.L. Electric resistor producible in a wide range of specific resistance values, and relative manufacturing process

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JPH0665202B2 (ja) 1994-08-22

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