CN1590343A - 铁氧体材料、铁氧体烧结体以及感应体元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有高Q值、同时在－40～160℃的较宽范围的温度区域αμir的绝对值小的铁氧体材料。本发明提供含有由Fe2O3：45.5～48mol％、CuO：5～10.5mol％、ZnO：26～30mol％、余量实质上为NiO组成的主成分，且按CoO换算计为0.005～0.045wt％的氧化钴作为副成分的铁氧体材料。根据本发明的铁氧体材料，能够得到αμir－40～20的绝对值以及αμir20～160的绝对值均为3ppm/℃或以下、125kHz的Q值为170或以上的特性。

Description

铁氧体材料、铁氧体烧结体以及感应体元件
技术领域
本发明涉及在较宽的温度范围内、导磁率的变化小的即温度系数的绝对值小的铁氧体材料等。
背景技术
为了得到显示低温度系数的Ni-Cu-Zn系铁氧体材料，到目前为止曾经提出以下的方案。
在特开2002-60224号公报中，提出含有氧化铁的含量按Fe2O3换算计为46.0～49.0mol％、氧化铜的含量按CuO换算计为4.0～11.0mol％、氧化锌的含量按ZnO换算计为30.1～33.0mol％、以及余量氧化镍相对于这些主成分，作为副成分使其含有氧化钴按CoO换算计为0.005～0.03重量％、氧化铋按Bi2O3换算计为0.1～0.5重量％、氧化硅按SiO2换算计为0.1～0.6重量％、氧化镁按MgO换算计为0.05～1.0重量％。
在特开2001-348226号公报中，提出含有氧化铁的含量按Fe2O3换算计为40～46mol％、氧化锌的含量按ZnO换算计为25.1～30mol％、氧化镍的含量按NiO换算计为10～25mol％、以及余量氧化铜，相对于这些主成分，作为副成分使其含有氧化铋按Bi2O3换算计为不足0.2重量％，氧化钴按Co3O4换算计为0.1重量％或以下。
并且，在特开平5-3112号公报中，提出以Ni-Cu-Zn系铁氧体作为主成分，使其含有Nb按Nb2O3换算计为0.2～0.8wt％、Ta按Ta2O5换算计为0.3～1.2wt％、Mo按MoO3换算计为0.15～1.35wt％。
控制Ni-Cu-Zn系铁氧体(也称为铁素体)材料的主成分，同时使其含有上述副成分，将特开2002-60224号公报以及2001-348226号公报中初始导磁率的相对温度系数(以下简称“αμir”)的绝对值限定为5ppm/℃或以下、将特开平5-3112号公报中αμir的绝对值限定为1.3ppm/℃或以下。
但是，特开2002-60224号公报以及2001-348226号公报的αμir是20～60℃范围内的值、且特开平5-3112号公报的αμir是在-25～85℃范围内的值。因此，要求更较宽范围的温度区域，例如：在-40～160℃范围的αμir的绝对值较小的铁氧体材料。
发明内容
本发明是基于这样的技术课题而提出的，本发明的目的在于提供在-40～160℃的这一较宽范围的温度区域，αμir的绝对值较小的铁氧体材料。
基于上述的目的，本发明提供含有由Fe2O3：45.5～48mol％、CuO：5～10.5mol％、ZnO：26～30mol％、余量实质上为NiO组成的主成分，且含有按CoO换算计为0.005～0.045wt％的氧化钴作为副成分的铁氧体材料。
将主成分控制为上述范围内，同时使氧化钴含有按CoO换算计为0.005～0.045wt％，则αμir的绝对值能够减小。即，本发明的铁氧体材料，αμir-40～20的绝对值以及αμir20～160的绝对值均能得到3ppm/℃或以下的特性。而且，αμir-40～20以及αμir20～160按照以下计算可以求出。
αμir-40～20＝[(μi20-μi-40)/μi-40 2]×[1/(T20-T-40)]
αμir20～160＝[(μi160-μi20)/μi20 2]×[1/(T160-T20)]
μi-40：在-40℃的初始导磁率；
μi20：在20℃的初始导磁率；
μi160：在160℃的初始导磁率。
而且，本发明的铁氧体材料能够得到弯曲强度在20kgf/mm2或以上、抗应力特性的绝对值在5％或以下的特性。其中，弯曲强度是根据JIS R1601测定的值、抗应力特性是按照下式求出的值。
抗应力特性＝(L1-L0)/L0×100(％)
L1：施加单轴压缩力(1ton/cm2)时的电感值
L0：未施加单轴压缩力(1ton/cm2)时的电感值
根据本发明的铁氧体材料，在125kHz的质量因数(Q值)能够在170或以上、并且在125kHz的初始导磁率μi能够在300或以上。
作为本发明的铁氧体材料的一个方案，能够采用铁氧体烧结体。此时，铁氧体烧结体的平均晶粒直径优选为5μm或以下。通过将与αμir相关的平均晶粒直径控制为5μm或以下，能够使αμir-40～20的绝对值以及αμir20～160的绝对值均可限定为3ppm/℃或以下。而且，αμir-40～20以及αμir20～160能够按照上述公式求出。并且，使晶粒直径的标准偏差控制为2μm或以下对于使αμir的绝对值减小是有效的。
根据这些见解，本发明提供铁氧体烧结体，其特征在于：其由Fe2O3：45.5～48mol％、CuO：5～10.5mol％、ZnO：26～30mol％、余量实质上为NiO构成，所述铁氧体烧结体的平均晶粒直径为5μm或以下，并且晶粒直径的标准偏差为2μm或以下。
上述铁氧体烧结体，氧化钴的含有并不是必须的，但是将主成分控制为上述范围内的同时，通过将平均晶粒直径控制为5μm或以下、并且将晶粒直径的标准偏差确定为2μm或以下，能够使αμir-40～20的绝对值以及αμir20～160的绝对值均可限定在3ppm/℃或以下。而且，根据该铁氧体烧结体，能够使125kHz的质量因数(Q值)在140或以上。
此外，根据本发明，作为副成分按CoO换算计为含有0.005～0.045wt％的范围的氧化钴。
根据本发明的铁氧体材料，抗应力特性优良。因此，本发明的铁氧体材料作为感应器元件用很合适。
据此，本发明提供一种感应器元件，该感应器元件具备铁氧体材料、以及包覆该铁氧体材料的树脂成型体，其中所述铁氧体材料含有由Fe2O3：45.5～48mol％、CuO：5～10.5mol％、ZnO：26～30mol％、余量实质上为NiO组成的主成分，且含有按CoO换算计为0.005～0.045wt％的氧化钴作为副成分。此外，本发明提供一种感应器元件，该感应器元件具备铁氧体材料、以及包覆该铁氧体材料的树脂成型体，其中所述铁氧体材料由Fe2O3：45.5～48mol％、CuO：5～10.5mol％、ZnO：26～30mol％、余量实质上为NiO构成，平均晶粒直径在5μm或以下、并且晶粒直径的标准偏差在2μm或以下。
这些感应器元件所使用的铁氧体材料显示优良的特性，即根据JISR1601测定的弯曲强度为20kgf/mm2或以上、抗应力特性的绝对值为5％或以下、在125kHz的初始导磁率μi为300或以上、αμir-40～20的绝对值以及αμir20～160的绝对值为3ppm/℃或以下。其中，αμir-40～20、αμir20～160以及应力特性是分别根据上述公式求得的值。
根据本发明，在-40～160℃这样较宽范围的温度区域能够得到αμir的绝对值小的铁氧体材料。
附图说明
图1是表示实施例1制作的试料的组成与温度特性的关系的图表。
图2是表示对于试料No.3求出的初始导磁率(μi)的温度特性的曲线。
图3是表示实施例2的烧结体制作条件与温度特性的关系的图表。
图4是表示烧结体平均晶粒直径与αμir-40～20的关系的曲线。
图5是表示晶粒直径的标准偏差与αμir-40～20的关系的曲线。
图6是表示实施例3制作的试料的组成与温度特性的关系的图表。
具体实施方式
<组成>
以下，就根据本发明的铁氧体材料的组成的限定理由进行说明。
在构成本发明的铁氧体材料的主成分Fe2O3的含量不足45.5mol％时，则Q值较低，居里点(以下称“Tc”)也降低。另一方面，当Fe2O3的含量超过48mol％时，αμir，特别是在-40～20℃的范围内的αμir(αμir-40～20)增大，其绝对值超过3ppm/℃。因此，在本发明中将Fe2O3的含量确定为45.5～48mol％，优选该含量为45.7～47.5mol％、更优选该含量为46.0～47.0mol％。
在构成本发明的铁氧体材料的主成分CuO的含量不足5mol％时，Q值降低，同时抗应力特性增大。另一方面，在CuO含量超过10.5mol％时，αμir，特别是在-40～20℃的范围的αμir(αμir-40～20)增大。因此，在本发明将CuO的含量确定为5～10.5mol％。优选的CuO的含量为5.5～10mol％，更优选的CuO的含量为6～9.5mol％。
在构成本发明的铁氧体材料的主成分ZnO不足26mol％时，αμir，特别是在-40～20℃的范围内的αμir(αμir-40～20)增大。另一方面，在ZnO的含量超过30mol％时Tc降低。因此，在本发明中ZnO的含量确定为26～30mol％，优选的ZnO的含量为26.5～29.5mol％，更优选的ZnO的含量为27～29mol％。
本发明的铁氧体烧结体的主成分的余量实质上为NiO。
本发明的铁氧体材料，对于上述的主成分含有按CoO换算计为0.005～0.045wt％的氧化钴。CoO是为了得到高的Q值、以及减小αμir的绝对值的重要成分。在CoO不足0.005wt％时Q值减小，在超过0.045wt％时αμir增大。优选的CoO的含量为0.01～0.03wt％，更优选的CoO的含量为0.015～0.025wt％。
具有以上的组成的铁氧体材料，显示在125kHz的初始导磁率μi为300或以上、并且，在125kHz的Q值为170或以上，同时αμir-40～ 20的绝对值以及αμir20～160的绝对值显示出3ppm/℃或以下的较低的值。并且，根据本发明的铁氧体材料，也能够得到αμir-40～20的绝对值以及αμir20～160的绝对值在3ppm/℃或以下的特性。
其中，αμir一般定义如下：
αμir＝[(μi2-μi1)/μi1 2]×[1/(T2-T1)]
μi1：温度T1时的初始导磁率
μi2：温度T2时的初始导磁率
本发明以减小在-40～160℃的温度范围的αμir的绝对值为目的，但是本发明的铁氧体材料在室温附近的μi(初始导磁率)存在峰值，因此，以μi1作为在-40℃的初始导磁率、以μi2作为在160℃的初始导磁率而求得αμir时，于该峰值位置即使初始导磁率μi的温度系数变大时也存在不被反映的危险性。因此，在本发明中划分为-40～20℃和20～160℃的2个温度范围求出αμir，其二者的绝对值在3ppm/℃或以下是必要的条件。
此外，本发明的铁氧体材料，通过采用上述的组成能够使Tc(居里温度)为160℃或以上。为了确保高温环境下的使用，要求Tc较高，在本发明中能够得到180℃或以上，且进一步为200℃或以上的Tc。
而且，本发明的铁氧体材料，机械强度优良。具体地说，具有20kgf/mm2或以上的三点弯曲强度。并且，三点弯曲强度是用方形试料根据JIS R1601测定的值。
进而，本发明的铁氧体材料能够将抗应力特性的绝对值限定为5％或以下。其中，所谓抗应力特性是指铁氧体材料的电感值对压缩应力的变化程度而言。树脂成型体型的电感器元件是将铁氧体材料进行树脂成型体，树脂在固化时对铁氧体材料施加压缩应力。铁氧体材料根据压缩应力的大小其电感值发生变化，因此树脂成型体型的电感元件，电感值随压缩应力的变化较小，因此可望作为抗应力优良的铁氧体材料。具有绝对值为5％或以下的抗应力特性的本发明的铁氧体材料，能够根据要求作为树脂成型体型的感应器元件用铁氧体材料使用。本发明的铁氧体材料能够使抗应力特性的绝对值限定为4％或以下，进一步限定为3％或以下。抗应力特性的具体计算方法如下。
对方形试料进行20匝绕线后，对其以一定速度施加单轴压缩力连续地测定此时的电感值，根据得到的测定值计算电感变化率。此时的单轴压缩应力为1ton/cm2、电感变化率由以下公式求出：
(L1-L0)/L0×100(％)
L1：施加单轴压缩力(1ton/cm2)时的电感值；
L0：未施加单轴压缩力(1ton/cm2)时的电感值。
以上，就必须含有氧化钴的铁氧体材料作了详述。但是，主成分的组成为上述组成、同时通过使烧结体的组织为以下的组织，即使在不含氧化钴的场合，仍能够得到αμir-40～20以及αμir20～160显示在3ppm/℃或以下这一优良的温度特性的铁氧体材料。该铁氧体材料兼备在125kHz的初始导磁率μi为300或以上、以及在125kHz的Q值为140或以上的特性。
<组织>
作为本发明的铁氧体材料的一个方案，可以列举铁氧体烧结体。在此，本发明的铁氧体烧结体的特征在于：平均晶粒直径为5μm或以下，晶粒直径的标准偏差为2μm或以下。为了得到具有这样微细且波动较小的组织的铁氧体烧结体，例如控制焙烧后的粉碎条件、烧成条件等即可。对于它们的优选条件，后文叙述。
对于本发明，平均晶粒直径限定为5μm或以下，是由于αμir与平均晶粒直径的相关性较大、在平均晶粒直径超过5μm时在-40～20℃范围内的αμir(αμir-40～20)的绝对值超过3ppm/℃的缘故。另一方面，如后述的实施例2所示那样，在20～160℃的αμir(αμir20～ 160)，伴随平均晶粒直径的减小，其值有减小的倾向。因此，本发明中平均晶粒直径限定为5μm或以下、优选为2～5μm。由此，可以将在-40～20℃的αμir(αμir-40～20)以及在20～160℃的αμir(αμir20～ 160)二者的绝对值限定为3ppm/℃或以下、优选为2.5ppm/℃或以下、更优选为2ppm/℃或以下。
并且，在本发明将标准偏差限定为2μm或以下是由于晶粒直径的标准偏差也与αμir相关的缘故。通过将标准偏差限定为2μm或以下，可以将在-40～20℃的αμir(αμir-40～20)以及在20～160℃的αμir(αμir20～160)二者的绝对值限定在3ppm/℃或以下。
平均晶粒直径为5μm或以下的场合，将晶粒直径的标准偏差优选限定为2μm或以下。此时的优选的标准偏差为1.9μm或以下、更优选为1.5μm或以下。通过将平均晶粒直径限定为5μm或以下以及晶粒直径的标准偏差限定为1.5μm或以下，在-40～20℃的αμir(αμir-40～20)以及在20～160℃的αμir(αμir20～160)二者的绝对值限定为2.0ppm/℃或以下也是可能的。
此外，标准偏差在某种程度上依赖于平均晶粒直径。但是，采用后述的方法即通过粉碎时的介质条件的控制、粉碎时间的调整、单位时间处理量的调整、以及烧成条件的控制等，能够使标准偏差改变。
其次，按各工序的次序说明本发明的铁氧体材料的适宜的制造方法。
<配合、混合工序>
首先，作为构成主成分的原料粉末，准备例如：Fe2O3粉末、CuO粉末、ZnO粉末以及NiO粉末。除了构成这些主成分的粉末以外，准备构成副成分的CoO粉末。所准备的各原料粉末的颗粒直径在0.1～10μm、优选为0.1～5μm的范围选择。并且，将准备的原料粉末例如用球磨机进行湿式混合。混合取决于球磨机的运转条件，进行混合20小时左右能够得到均匀混合的状态。而且，副成分的CoO的添加不限于在湿式混合的场合，即使在后述的焙烧粉的粉碎时添加也能得到同样的效果。
此外，在本发明中，不限于上述的主成分原料，以含有2种或以上的金属的复合氧化物的粉末作为主成分的原料也可以。例如，含有氯化铁、氯化Ni的水溶液通过氧化焙烧能够得到含有Fe和Ni的复合氧化物粉末。将该粉末与ZnO粉末混合作为主成分原料也可以。在这种场合，不需要后述的焙烧。
<焙烧工序>
混合原料粉末后进行焙烧。焙烧保持温度在700～950℃、优选为750～900℃，而且气氛为大气即可。焙烧的保温时间在2～4小时即可。
<粉碎工序>
焙烧粉例如用球磨机或气流粉碎机粉碎成平均颗粒直径为0.5～2.0μm左右、优选为0.5～1.0μm。作为粉碎粉末的尺寸的指标，除了平均颗粒直径以外，还有比表面积，比表面积为2.0～4.0m2/g，优选为2.5～3.5m2/g。
为了得到平均晶粒直径为5μm或以下、以及烧结体的晶粒直径的标准偏差为2μm或以下的烧结体，对颗粒直径较小且粒度分布较窄的粉末进行成形是必要的。因此，希望在粉碎阶段得到颗粒直径较小且粒度分布较窄的粉末。例如，通过介质条件的控制、粉碎时间的调整、单位时间处理量的调整、以及湿式粉碎的场合进行粉浆浓度的调整等，能够得到颗粒直径较小且粒度分布较窄的粉末。
具体地讲，在使用球磨机进行粉碎的场合，介质条件的控制(增多介质的量等)、粉碎时间的增长是有效的。在介质的量较少时不容易被粉碎，因此对于被处理物200g其介质的量优选确定为600～1800g。粉碎时间按照能得到规定的比表面积的程度进行设定即可。
此外，为了到得到颗粒直径较小且粒度分布较窄的粉末，使用气流粉碎机也是有效的。作为气流粉碎机，优选带有分级机的，通过使用带有分级机的粉碎机，可以去除粗粉或者再次粉碎作为目标的粒度分布。并且，改变粉碎速度也是有效的。
并且，得到颗粒直径较小且粒度分布较窄的粉末的工序，不限于粉碎工序。例如，在粉碎工序后对粉碎工序得到的粉碎粉末，通过去除粗大粉末或进行再粉碎等的操作得到粒度分布较窄的粉末也可以。
为了顺利进行以后的成形工序，优选由主成分以及副成分构成的粉碎粉末造粒成颗粒状。通过造粒成颗粒状，将颗粒分布控制为较窄的范围容易些。
在粉碎粉末中少量添加适当的粘合剂，例如聚乙烯醇(PVA)，将其通过用喷雾干燥器喷雾和干燥能够得到颗粒。所得到的颗粒直径优选为60～200μm左右。
得到的颗粒例如使用具有规定形状的模具被成形为所要求的形状，该成形体被供给烧成工序。烧成的保持温度为900～1150℃、优选的温度为960～1100℃、更优选的温度为980～1060℃的范围。如果烧成温度超过1070℃，晶粒成长容易进行，因此将烧结体的平均晶粒直径限定为5μm或以下是困难的。另一方面，在烧成温度低于900℃时，烧结体的密度降低，抗应力特性降低，因此并不理想。
烧成时间在1～4小时即可。随着烧成时间的增长，晶粒进行成长，晶粒直径变大。随之，晶粒直径的标准偏差变大。因此，为了将平均晶粒直径限定为5μm或以下，在控制烧成温度的同时，控制烧成时间也是重要的。
此外，烧成在大气中进行即可。
实施例1
作为主成分组成，按照图1所示的最终组成(mol％)称量Fe2O3粉末、ZnO粉末、NiO粉末以及CuO粉末。对于该主成分组成，只添加图1所示量(wt％)的CoO。
其次，用球磨机进行湿式混合这些原料，对得到的混合粉末在850℃进行2小时焙烧。用球磨机混合粉碎该焙烧粉，所得到的粉碎粉末的平均颗粒直径为0.5μm。
接着，对得到的各种焙烧粉末添加聚乙烯醇水溶液作为粘合剂，进行造粒。使用这样得到的平均颗粒直径为70μm的颗粒，通过挤压成形得到评价电磁特性用的圆环形试料(外径20mm、内径10mm、高度5mm)、以及评价机械强度用的方柱形试料(宽度5mm、厚度4mm、长度50mm)。并且，经过成形后成形密度为3.20Mg/m3。将成形体在大气中于1020℃烧成2小时，得到图1所示的试料No.1～21。
对得到的圆环形的试料进行20匝绕线后采用阻抗分析器(横河ヒュ一レツトパツカ一ド公司制造4192A)测定125kHz下的导磁率。基于该测定结果的μi、αμir-40～20以及αμir20～160示于图1。图2是表示试料No.3的μi的温度特性(-40～160℃)的曲线。此外，从图2可知，在室温附近μi具有峰值。顺便提一下，从在-40℃和160℃下的初始导磁率(μi)求得的相对温度系数(αμir)为-0.2ppm/℃。
并且，对得到的圆环形的试料进行20匝绕线后，采用上述的阻抗分析器测定在125kHz下的R值，由公式R/2πfL＝1/Q求出Q值。其结果示于图1。
并且，测定得到的圆环形试料的Tc。Tc的测定使用热分析装置(真空理工公司制造TA 7000)。
其次，使用得到的方形试料测定三点弯曲强度以及抗应力特性。其结果示于图1。
如图1所示那样，相对于Fe2O3：45.5～48mol％、CuO：5～10.5mol％、ZnO：26～30mol％、余量实质上为NiO的主成分，作为副成分含有0.005～0.045wt％范围的CoO的试料(No.2～4、7～10、13～15、18～20)，具有在-40～20℃以及在20～160℃的αμir为3ppm/℃或以下、Q值为170或以上、Tc为160℃或以上的特性。此外，这些试料具有20kgf/mm2或以上的弯曲强度以及5％或以下的抗应力特性。
以上述为前提参照试料No.1～5可知，在Fe2O3少于45.4mol％时，质量因数(Q)值不足170；反之，在Fe2O3多于48.1mol％时，αμir-40～ 20超过3ppm/℃。
参照试料No.6～11可知，在ZnO少于25.5mol％时，αμir-40～20超过3ppm/℃；反之，ZnO多于30.5mol％时，Tc低到不足160。
参照试料No.12～16可知，在CuO少于4.9mol％时，Q值显示不足170的较低的值，同时抗应力特性下降到-5.1％。反之，CuO多于11.0mol％时，αμir-40～20超过3ppm/℃，同时Q值显示不足170。
此外，参照试料No.17～21可知，在不添加CoO时，Q值显示不足170的较低的值；但是在CoO的添加量多到0.05wt％时，αμir-40～ 20超过3ppm/℃。
如上所述，通过在本发明推荐的范围内控制主成分以及副成分，较高的Q值、以及在-40～160℃的较宽的温度范围内减小温度系数的绝对值是可能的。
接着，求得No.1～21的平均晶粒直径，根据其结果求出晶粒直径的标准偏差，这些结果示于图1。此外，在此所谓的烧结体的晶粒直径，是根据观察烧结体的断面(含有磁取向方向的轴的面)，并对每个晶粒直径通过图象解析测定的结果求出的值。具体地说，就是用光学显微镜观察经过镜面研磨的烧结体断面，识别各个晶粒后通过图象处理求出每个晶粒的面积，以其值作为等面积的圆的直径而计算的值。对每个试料的200～300个晶粒进行测定。平均晶粒直径取全部测定颗粒的晶粒直径的平均值。
从图1可知，显示出在-40～20℃以及20～160℃范围的αμir为3ppm/℃或以下的特性的试料，无论哪一种烧结体平均晶粒直径都为5μm或以下，并且标准偏差为2μm或以下。
实施例2
为了确认烧结体平均晶粒直径与αμir的关系、以及烧结体晶粒直径的标准偏差与αμir的关系而进行的实验以实施例2表示。
作为主成分组成，称量Fe2O3粉末、ZnO粉末、NiO粉末以及CuO粉末，使最终组成(mol％)为Fe2O3：46.3、NiO：17.1、CuO：8.0以及ZnO：28.6(mol％)，相对于该主成分组成添加0.02wt％CoO。
其次，用球磨机湿式混合这些原料，在850℃对得到的混合粉末焙烧2小时。使用球磨机以图3所示的各种粉碎条件粉碎焙烧粉200g，得到4种粉碎粉末。得到的粉碎粉末的比表面积以及平均颗粒直径示于图3。此外，将以下得到的粉碎粉末分别称为：“A种粉碎粉末(比表面积：2.86m2/g；平均颗粒直径：0.813μm)”、“B种粉碎粉末(比表面积：2.70m2/g；平均颗粒直径：0.859μm)”、“C种粉碎粉末(比表面积：3.16m2/g；平均颗粒直径：0.782μm)”、以及“D种粉碎粉末(比表面积：2.56m2/g、平均颗粒直径：0.895μm)”。
接着，向得到的A种～D种粉碎粉末中添加聚乙烯醇水溶液作为粘合剂，进行造粒。使用这样得到的平均颗粒直径为60～200μm的颗粒，通过挤压成形得到评价电磁特性用的圆环形试料(外径20mm、内径10mm、高度5mm)。而且，经过成形其成形密度为3.20Mg/m3。
在图3所示的各温度烧成该成形体，得到试料No.22～33。
然后，以与实施例1同样的条件求出试料No.22～33的平均晶粒直径，根据其结果求出晶粒直径的标准偏差。这些结果示于图3。
其次，以与实施例1同样的条件测定试料No.22～33的导磁率。基于该测定结果的μi、αμir-40～20以及αμir20～160示于图3。此外，图4是表示试料No.22～25的烧结体的平均晶粒直径与αμir-40～20的关系的曲线，图5是表示试料No.22～25的晶粒直径的标准偏差与αμir-40～20的关系的曲线。
并且，以与实施例1同样的条件求出试料No.22～33的Q值。其结果示于图3。
如图3所示那样，即使使用比表面积以及平均颗粒直径相同的粉碎粉末，由于提高烧成温度，烧结体的平均晶粒直径以及标准偏差增大。
还有，通过使用A种粉碎粉末的试料No.22～25与使用D种粉碎粉末No.30～33的比较，知道即使烧成条件相同，但不同粉碎条件下所得到的烧结体的平均晶粒直径以及标准偏差不同。具体地说，就是通过使用A种粉碎粉末的试料No.22～25与使用B种粉碎粉末的试料No.26、27的比较，可以确认粉碎粉末的颗粒直径越小、粉碎时间越长，则烧结体的平均晶粒直径以及标准偏差也越小。又，通过试料No.22～25与试料No.30～33的比较，可以确认在介质的量较少时，即使增加粉碎时间其粉碎粉末的颗粒直径也较大、将其烧成时烧结体的平均晶粒直径仍然有增大的倾向。
在此，如图3和图4所示那样，试料No.22～25中的任何一种试料，伴随平均晶粒直径的增大其αμir-40～20增加。并且，在图4中，对于平均晶粒直径大于5μm的试料No.25、32、33，在-40℃～20℃的αμir(αμir-40～20)超过3ppm/℃。另一方面，根据本发明的平均晶粒直径为5μm或以下的试料(试料No.22～24、26～31)，关于αμir-40～20以及αμir20～160)二者的绝对值能够得到3ppm/℃或以下的值。
其次，着眼于标准偏差与αμir，如图5所示那样，可知标准偏差与αμir也存在相关性。而且，标准偏差为2μm或以下的试料(试料No.22～24、26～31)，αμir-40～20以及αμir20～160二者的绝对值能够得到3ppm/℃或以下的值。与此相比，标准偏差高于2μm的试料(试料No.25、32、33)，αμir-40～20较大，因此能够达到绝对值为3ppm/℃或以下的低αμir的温度范围较窄。
从以上结果可以确认：通过将平均晶粒直径限定为5μm或以下、以及将标准偏差限定为2μm或以下这一本发明推荐的范围内，在-40～160℃的较宽的温度范围内能够得到较低的温度系数。而且，根据本发明的试料，兼有频率为125kHz的初始导磁率μi在300或以上以及Q值为170或以上的特性。因此，根据本发明将平均晶粒直径限定为5μm或以下、标准偏差限定为2μm或以下的方法对导磁率以及Q值没有不良的影响。
实施例3
对于不含CoO的组成，为了确认烧结体平均晶粒直径与αμir的关系、以及烧结体晶粒直径的标准偏差与αμir的关系所进行的实验以
实施例3表示。
作为主成分组成，称量Fe2O3粉末、ZnO粉末、NiO粉末以及CuO粉末，使其成为图6(补充数据预定登载于图6)所示的最终组成(mol％)。然后，作为粉碎粉末使用以下粉末，并且焙烧条件以及烧成条件按以下设定，除此以外以与实施例2同样的条件得到试料No.34～37。
粉碎粉末的比表面积：2.7m2/g
粉碎粉末的平均颗粒直径：0.86μm
焙烧条件
保持温度：850℃；保温时间：2小时
烧成条件
保持温度：1020℃；保温时间：2小时
对于试料No.34～37，以与实施例1同样的条件求得μi、αμir、Q值、弯曲强度、抗应力特性、烧结体平均晶粒直径以及烧结体晶粒直径的标准偏差。其结果示于图6。
如图6所示那样，对于不含CoO的组成，通过将烧结体平均晶粒直径以及烧结体晶粒直径的标准偏差限定在本发明推荐的范围内，αμir-40～20以及αμir20～160二者的绝对值能够得到3ppm/℃或以下的值。

Claims (17)

1.一种铁氧体材料，其特征在于：含有由Fe2O3：45.5～48mol％、CuO：5～10.5mol％、ZnO：26～30mol％、余量实质上为NiO组成的主成分，且含有按CoO换算计为0.005～0.045wt％的氧化钴作为副成分。
2.根据权利要求1所述的铁氧体材料，其特征在于：αμir-40～20的绝对值以及αμir20～160的绝对值在3ppm/℃或以下，其中，αμir-40～20＝[(μi20-μi-40)/μi-40 2]×[1/(T20-T-40)]
αμir20～160＝[(μi160-μi20)/μi20 2]×[1/(T160-T20)]
μi-40：在-40℃的初始导磁率
μi20：在20℃的初始导磁率
μi160：在160℃的初始导磁率。
3.根据权利要求1所述的铁氧体材料，其特征在于：弯曲强度为20kgf/mm2或以上、抗应力特性的绝对值为5％或以下，其中，弯曲强度是根据JIS R1601测定的值
抗应力特性＝(L1-L0)/L0×100(％)
L1：施加单轴压缩力(1ton/cm2)时的电感值
L0：未施加单轴压缩力(1ton/cm2)时的电感值。
4.根据权利要求1所述的铁氧体材料，其特征在于：在125kHz的质量因数(Q值)为170或以上。
5.根据权利要求1所述的铁氧体材料，其特征在于：在125kHz的初始导磁率μi为300或以上。
6.根据权利要求1所述的铁氧体材料，其特征在于：烧结体平均晶粒直径为5μm或以下。
7.根据权利要求1所述的铁氧体材料，其特征在于：烧结体晶粒直径的标准偏差为2μm或以下。
8.一种铁氧体烧结体，其特征在于：其由Fe2O3：45.5～48mol％、CuO：5～10.5mol％、ZnO：26～30mol％、余量实质上为NiO构成，所述铁氧体烧结体的平均晶粒直径为5μm或以下，并且晶粒直径的标准偏差为2μm或以下。
9.根据权利要求8所述的铁氧体烧结体，其特征在于：在125kHz的质量因数(Q值)为140或以上。
10.根据权利要求8所述的铁氧体烧结体，其特征在于：含有按CoO换算计为0.005～0.045wt％的氧化钴作为副成分。
11.根据权利要求8所述的铁氧体烧结体，其特征在于：含有按CoO换算计为0.01～0.03wt％的氧化钴作为副成分。
12.根据权利要求8所述的铁氧体烧结体，其特征在于：αμir-40～ 20的绝对值以及αμir20～160的绝对值在3ppm/℃或以下，其中，αμir-40～20＝[(μi20-μi-40)/μi-40 2]×[1/(T20-T-40)]
αμir20～160＝[(μi160-μi20)/μi20 2]×[1/(T160-T20)]
μi-40：在-40℃的初始导磁率
μi20：在20℃的初始导磁率
μi160：在160℃的初始导磁率。
13.一种感应器元件，其特征在于：其具备铁氧体材料、以及包覆所述铁氧体材料的树脂成型体，其中所述铁氧体材料含有由Fe2O3：45.5～48mol％、CuO：5～10.5mol％、ZnO：26～30mol％、余量实质上为NiO组成的主成分，且含有按CoO换算计为0.005～0.045wt％的氧化钴作为副成分。
14.一种感应器元件，其特征在于：其具备铁氧体材料、以及包覆所述铁氧体材料的树脂成型体，其中所述铁氧体材料由Fe2O3：45.5～48mol％、CuO：5～10.5mol％、ZnO：26～30mol％、余量实质上为NiO构成，平均晶粒直径为5μm或以下、并且晶粒直径的标准偏差为2μm或以下。
15.根据权利要求13或14所述的电感器元件，其特征在于：所述铁氧体材料的弯曲强度为20kgf/mm2或以上、抗应力特性的绝对值为5％或以下，其中，弯曲强度是根据JIS R1601测定的值
抗应力特性＝(L1-L0)/L0×100(％)
L1：施加单轴压缩力(1ton/cm2)时的电感值
L0：未施加单轴压缩力(1ton/cm2)时的电感值。
16.根据权利要求13或14所述的电感器元件，其特征在于：所述铁氧体材料在125kHz的初始导磁率μi为300或以上。
17.根据权利要求13或14所述的电感器元件，其特征在于：所述铁氧体材料的αμir-40～20的绝对值以及αμir20～160的绝对值为3ppm/℃或以下，其中，αμir-40～20＝[(μi20-μi-40)/μi-40 2]×[1/(T20-T-40)]
αμir20～160＝[(μi160-μi20)/μi20 2]×[1/(T160-T20)]
μi-40：在-40℃的初始导磁率
μi20：在20℃的初始导磁率
μi160：在160℃的初始导磁率。
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