CN1949407A - 铁氧体材料的制造方法、铁氧体磁心、以及烧成炉系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供在均等的条件下进行烧成、从而能够抑制特性的降低和偏差的铁氧体材料的制造方法、以及烧成炉系统。在连续炉方式的烧成炉系统(10)中，通过将由气体供给手段(30)供给的氛围气体的气流方向设定为沿着搭载于传送带(13)上的给定器(20)的表面的方向，可调整好多段重叠的给定器(20)之间的空间中的氛围气体的气流，并能够抑制氧分压的偏差。由此，谋求搭载于多段重叠的给定器(20)上的多个成形体之间的烧成条件的均匀化。

Description

铁氧体材料的制造方法、铁氧体磁心、以及烧成炉系统

技术领域

本发明涉及适合用于变压器、电抗器、扼流线圈等电子零件中的铁氧体材料的制造方法、及其制造时使用的烧成炉系统。

背景技术

作为变压器和电抗器中使用的材料，已知有Mn-Zn系铁氧体。Mn-Zn系铁氧体比Ni系铁氧体的饱和磁通密度高。因此，大电流用的变压器以及扼流线圈中通常使用Mn-Zn系铁氧体。

Mn-Zn系铁氧体通常经过以下的工序制造。将多种氧化物原料粉末进行混合，并将得到的混合粉末在800～1100℃的大气中进行预烧。粉碎得到的预烧粉后，混合粘合剂，使用例如喷雾干燥器制成颗粒。将该制粒粉末成形为规定形状而得到成形体后，通过在控制氧分压(PO₂)的气氛下烧成，得到烧成体Mn-Zn系铁氧体(例如参照特开2000-138117号公报)。

在进行烧成的工序中，为了控制氧分压，需要对烧成炉内供给氮或控制了氧分压的氛围气体。以前，氛围气体一般从炉床(炉的底面)供给。但是，特别是在进行批量生产时，将多个成形体搭载于托盘状的给定器(setter)上、并将该给定器多段重叠后投入烧成炉，因此氛围气体在给定器之间的流入状况根据位置不同有很大差异，由此烧成条件变得不同，所以存在着得到的Mn-Zn系铁氧体的特性等降低和出现偏差的问题。

发明内容

本发明是根据这样的技术课题而作出的，其目的在于提供在均等的条件下进行烧成、从而能够抑制特性的降低和偏差的铁氧体材料的制造方法、以及烧成炉系统。

基于这样的目的，本发明是一种以Fe₂O₃、MnO、ZnO作为主成分的铁氧体材料的制造方法，其特征在于，该制造方法包括使用含有主成分的粉末而得到成形体的成形工序、将成形工序中得到的成形体在搭载于多段重叠的给定器的各段上的状态下进行烧成的烧成工序。其中，烧成工序包括升温到规定温度的升温过程、在规定温度下进行保持的保持过程、以及保持过程之后的降温过程，且至少在升温过程的一部分，在大致沿着给定器的表面的方向上供给氛围气体。

这样，通过在大致沿着给定器的表面的方向上供给氛围气体，可以将多段重叠的给定器的各段中的氛围气体均匀化，从而能够谋求烧成条件的均匀化。

这样的制造方法特别在所谓的连续炉方式的烧成炉中进行烧成时是有效的，即在烧成工序中，将多段重叠的给定器搭载于传送带上，一边由传送带传送给定器，一边使其依次通过烧成炉的升温区域、保持区域、降温区域，由此对成形体进行烧成。

另外，在烧成工序中，在由成形体大量释放氧等的升温过程中，在上述方向上供给氛围气体是有效的，由此，可以得到烧成后的相对密度提高、偏差减小的效果。而且，在升温过程中，应该是进行升温直到保持过程所保持的规定温度，但在低于上述规定温度的温度区域，优选如上所述，在大致沿着给定器的表面的方向上供给氛围气体。

此外，优选氛围气体预先加热到规定温度后供给。由此，上述效果更加显著。

本发明的铁氧体材料的制造方法在成形体为下述成形体时特别有效，即将以Fe₂O₃为52～67mol％、MnO为15～48mol％、剩余部分基本上为ZnO(包括0mol％)作为主成分的粉末成形为规定形状而得到的成形体。

另外，本发明的铁氧体材料的制造方法在将以Fe₂O₃为52～55mol％、MnO为20～36mol％、剩余部分基本上为ZnO作为主成分的粉末成形为规定形状时也是有效的。此时，能够得到频率为1kHz、温度为25℃时的初始导磁率μi为11000以上的铁氧体材料。

本发明也能够制造铁氧体磁心，其特征在于，其是通过上述的铁氧体材料的制造方法而形成的。

本发明也能够制造烧成炉系统，其特征在于，该烧成炉系统具备将搭载有烧成对象物的给定器多段重叠后置于传送带上、一边由传送带传送给定器一边进行烧成对象物的烧成的烧成炉主体、以及在烧成炉主体内在与重叠给定器的方向不同的方向上使氛围气体流入至传送带的传送方向的部分区域上的氛围气体供给手段。

在与重叠给定器的方向不同的方向上流入氛围气体的氛围气体供给手段优选设置在一边由传送带在上述烧成炉主体内传送烧成对象物、一边升温到规定温度的区域上。

这样的氛围气体供给手段可以是具备从烧成炉主体的侧面向传送带上供给氛围气体的供给口的构成。由此，可以在与重叠给定器的方向不同的方向上流入氛围气体。

另外，氛围气体供给手段也可以是具备气流导向部件的构成，该气流导向部件将从烧成炉主体的上部和/或下部向传送带上的给定器供给的氛围气体的流向变成与重叠给定器的方向不同的方向。由此，也可以在与重叠给定器的方向不同的方向上流入氛围气体。

由氛围气体供给手段供给的氛围气体优选在供给至烧成炉主体内之前通过气体加热手段进行加热。

本发明的烧成炉系统在烧成对象物为将以Fe₂O₃为52～67mol％、MnO为15～48mol％、剩余部分基本上为ZnO(包括0mol％)作为主成分的粉末成形为规定形状而得到时特别有效。

本发明的烧成炉系统在烧成对象物为将以Fe₂O₃为52～55mol％、MnO为20～36mol％、剩余部分基本上为ZnO作为主成分的粉末成形为规定形状而得到时也是有效的。由此，能够得到频率为1kHz、温度为25℃时的初始导磁率μi为11000以上的烧成体。

附图说明

图1是表示本实施形态的烧成炉系统的概略构成的图、图2是表示成形体搭载在多段重叠的给定器上并置于传送带上的状态的剖面图、图3是表示进行烧成时的温度曲线的一个例子的图、图4是表示比较例1、实施例1～6的铁氧体磁心的饱和磁通密度、相对密度、磁心损耗的测定结果的表、图5是表示比较例2、实施例7～13的铁氧体磁心的饱和磁通密度、相对密度、磁心损耗的测定结果的表、图6是表示实施例14～15的铁氧体磁心的缩率和磁心损耗的测定结果的表、图7是表示比较例21、实施例21～26在频率为1kHz时0～140℃的范围内的温度特性的测定结果的表、图8是比较例21、实施例21～26在频率为150kHz时0～140℃的范围内的温度特性的测定结果、图9是表示实施例21、22、比较例21在频率为1kHz、150kHz下的温度特性变化的图、图10是表示实施例21、22、比较例21在25℃下的频率特性变化的图、图11是实施例21、22、比较例21的铁氧体磁心的组织照片、图12是表示实施例23、24在频率为1kHz、150kHz下的温度特性变化的图、图13是表示实施例23、24在25℃下的频率特性变化的图、图14是实施例23、24的铁氧体磁心的组织照片、图15是表示实施例25、26在频率为1kHz、150kHz下的温度特性变化的图、图16是表示实施例25、26在25℃下的频率特性变化的图、图17是实施例25、26的铁氧体磁心的组织照片。

具体实施方式

以下，根据附图所示的实施形态，详细说明本发明。

图1是用于说明本实施形态的烧成炉系统10的图。

如图1所示，烧成炉系统10具有烧成炉主体11、以及烧成炉主体11内配置的多个加热源12。

烧成炉主体11是所谓的隧道连续炉形式，具备传送成为烧成对象的成形体(烧成对象物)100的传送带13。该传送带13不限于单列，也可以多列并排设置。如图2所示，多个成形体100置于托盘状的给定器20上、并搭载于传送带13上。此时，为了使生产率提高，给定器20可以多段重叠后搭载于传送带13上。另外，符号21是用于重叠给定器20的支柱。由此，成形体100可在置于给定器20上的状态下由传送带13以一定的速度传送到烧成炉主体11内，同时利用由加热源12发出的热量进行烧成。

作为加热源12，可以适当使用公知的手段，例如火焰燃烧器、电加热器等。加热源12如上述那样被配置于烧成炉主体11内的规定位置上，以使对于由传送带13以一定速度传送到烧成炉主体11内的成形体100，能按照规定的温度曲线赋予热量。

图3是表示本实施形态中赋予成形体100的温度曲线的一个例子的图，大体地划分，其包括升温过程P1、保持过程P2、缓冷过程P3、以及急冷过程P4。

为了按照图3所示的温度曲线将成形体100进行烧成，加热源12沿着烧成炉主体11连续的方向适当配置，并通过控制器14控制其加热温度。由此，烧成炉主体11的温度分布成为：在对应于升温过程P1的升温区域，从烧成炉主体11的入口11i缓慢升温；在对应于保持过程P2的保持区域，成为大致一定的温度；在对应于缓冷过程P3、急冷过程P4的降温区域，朝向烧成炉主体11的出口11o，温度降低。在烧成炉主体11中，在对应急冷过程P4的区域上，为了进行急冷，也可以通过鼓风机等从烧成炉主体11的外部向烧成炉主体11的内部导入比烧成炉主体11内温度低的外气。

在烧成炉系统10中，为了通过将烧成炉主体11内从成形体100释放出的氧和挥发成分(Bi和Mo等)用氮置换以控制烧成炉主体11内的气氛的氧分压(PO₂)，还具有通过控制器14的控制向烧成炉主体11内供给氛围气体的气体供给手段(氛围气体供给手段)30。气体供给手段30为了在烧成炉主体11内在沿着搭载于传送带13上的给定器20的表面的方向上产生气流，从设置在烧成炉主体11的侧面上的供给口31供给气体。更详细地说，气流的方向优选设定为沿着搭载于传送带13上的给定器20的表面、且大致与传送带13的传送方向垂直的方向。

对于气体供给手段30，如果在烧成炉主体11内气流能够设为沿着搭载于传送带13上的给定器20的表面的方向，则也可以在烧成炉主体11的侧面附近等设置气流导向部件等，来代替烧成炉主体11的侧面上设置的供给口31。通过设置这样的气流导向部件等，可以使沿着搭载于传送带13上的给定器20的表面的方向以外的方向、例如从烧成炉主体11的炉床侧和炉顶侧供给的气体的流向变成沿着搭载于传送带13上的给定器20的表面的方向。

通过气体供给手段30，不仅可在沿着给定器20的表面的方向上供给氛围气体，也可以在其它方向、例如与以往一样，从烧成炉主体11的炉床供给氛围气体，也可以从烧成炉主体11的炉顶供给氛围气体。

另外，利用气体供给手段30进行的沿着给定器20表面的方向的氛围气体的供给，可以只在一系列烧成过程的一部分中进行，而在其它过程中从烧成炉主体11的炉床或炉顶供给氛围气体。在这种情况下，特别优选在升温过程P1，通过气体供给手段30在沿着给定器20的表面的方向上进行氛围气体的供给。此时，气体供给手段30在烧成炉主体11内至少设置在对应于升温过程P1的区域上。

此外，升温过程P1的一部分，具体地说升温到保持过程P2的保持温度时，也可以由气体供给手段30供给氛围气体直到低于保持温度的规定温度。在这种情况下，在烧成炉主体11内，在升温到上述规定温度的区域上具备气体供给手段30。

气体供给手段30也可以具备加热供给气体的加热手段(气体加热手段)32。通过将用加热手段32加热的气体供给至烧成炉主体11内，不会使炉内温度下降、且能够提高特性或者减少特性偏差。

在用加热手段32进行气体的加热时，将加热至200～1400℃、例如加热至1000℃的气体供给至烧成炉主体11内。

通过气体供给手段30的氛围气体的供给，至少在伴随着升温从成形体100释放出大量氧的升温过程P1中，控制烧成炉主体11内的氧分压，并在此时将供给的氛围气体的气流方向设定为沿着搭载于传送带13上的给定器20的表面的方向，由此抑制多段重叠的给定器20之间的空间中的氧分压的偏差。

关于用气体供给手段30供给氛围气体的具体条件，根据烧成炉主体11的构成和尺寸、给定器20的尺寸和重叠的段数、以及搭载于给定器20上的成形体100的数量等具体情况而有所差异。

在此，由气体供给手段30供给的氛围气体的量、流速等也能够通过控制器14进行控制。在用烧成炉系统10烧成多种成形体100时，按照成形体100的不同种类预先设定氛围气体的量、流速等条件。并且，根据烧成的成形体100的种类，用控制部控制由气体供给手段30供给的氛围气体的量、流速等条件。

下面，说明本发明的Mn-Zn系铁氧体磁心的优选的制造方法。

作为主成分的原料，使用氧化物或通过加热成为氧化物的化合物的粉末。具体地，可以使用Fe₂O₃粉末、Mn₃O₄粉末以及ZnO粉末等。准备的各原料粉末的平均粒径可以在0.1～3μm的范围内适当选择。

湿式混合主成分的原料粉末后，进行预烧。可以在预烧的温度为800～1000℃的范围内的规定温度、且氛围气在N₂～大气之间下进行。预烧的稳定时间可以在0.5～5小时的范围内适当选择。预烧后，将预烧体粉碎成例如平均粒径为0.5～2μm左右。另外，不限于上述的主成分的原料，也可以是以含有2种以上的金属的复合氧化物的粉末作为主成分的原料。例如将含有氯化铁、氯化锰的水溶液通过氧化焙烧可以得到含有Fe和Mn的复合氧化物的粉末。可以将该粉末与ZnO粉末混合后作为主成分原料，在这种情况下，不需要预烧。

本发明的Mn-Zn系铁氧体磁心中，除了上述主成分以外，还可以含有或添加副成分。可以使用例如SiO₂、CaO、Nb₂O₅、ZrO₂、NiO、MoO、TiO₂、Ga₂O₅、V₂O₅、CoO、Bi₂O₃、Ta₂O₅、SnO₂、P₂O₅等。它们不限于上述的氧化物的形态。并且，这些副成分的原料粉末与预烧后粉碎的主成分的粉末相混合。但是，也可以与主成分的原料粉末相混合后与主成分一起供于预烧。

以下所示的组成(A)是表示在谋求饱和磁通密度和损耗的高特性化时优选的主成分和副成分的范围。作为该组成(A)，优选如下：作为主成分，含有以Fe₂O₃换算为52～67mol％、以MnO换算为15～48mol％、以ZnO换算为0～18mol％(包括0)；作为副成分，含有以SiO₂换算为50～300ppm、以CaO换算为100～1300ppm、以Nb₂O₅换算为0～500ppm(包括0)、以ZrO₂换算为0～500ppm(包括0)、以NiO换算为0～35000ppm(包括0)、以MoO换算为0～300ppm(包括0)、以TiO₂换算为0～4000ppm(包括0)、以Ga₂O₅换算为0～1000ppm(包括0)、以V₂O₅换算为0～500ppm(包括0)、以CoO换算为0～5000ppm(包括0)、以Ta₂O₅换算为0～1000ppm(包括0)、以SnO₂换算为0～8000ppm(包括0)、以P换算为0～30ppm(包括0)。

另外，以下所示的组成(B)是表示谋求初始导磁率的高特性化时优选的主成分和副成分的范围。作为该组成(B)，优选如下：作为主成分，含有以Fe₂O₃换算为52～55mol％、以MnO换算为20～36mol％、以ZnO换算为12～25mol％；作为副成分，含有以SiO₂换算为50～200ppm、以CaO换算为50～900ppm、以Nb₂O₅换算为0～500ppm(包括0)、以Bi₂O₃换算为0～500ppm(包括0)、以MoO换算为0～300ppm(包括0)、以P换算为0～30ppm(包括0)。

当然，不限于上述所示的组成，对于其它的组成，也可适用本发明。

由主成分和副成分构成的混合粉末，为了顺利实行以后的成形工序，被制成颗粒。制粒可以使用例如喷雾干燥器进行。在混合粉末中少量添加适当的粘结材料、例如聚乙烯醇(PVA)，将其用喷雾干燥器进行喷雾干燥。得到的颗粒的粒径优选为80～200μm左右。

得到的颗粒使用例如具有规定形状的模具的压制机成形为所希望的形状，该成形体100被供于烧成工序。烧成工序如图3所示，包括升温到规定温度的升温过程P1、接着升温过程P1在规定的稳定温度(烧成温度)保持规定时间的保持过程P2、在保持过程P2之后进行的缓冷过程P3、急冷过程P4。在保持过程P2的保持温度有时称为烧成温度。

此时，保持过程P2的保持温度和氧浓度可以根据成形体100的组成等适当设定。例如，在谋求饱和磁通密度的高特性化的组成(A)的情况下，优选保持温度设定为1150～1400℃、氧浓度设定为0.01～10％。在谋求初始导磁率的高特性化的组成(B)的情况下，优选保持温度设定为1200～1400℃、氧浓度设定为1～20.8％。在组成(B)的情况下，经过这样的烧成工序，能够得到频率为1kHz、温度为25℃时的初始导磁率μi为11000以上的烧成体即本发明的Mn-Zn系铁氧体磁心。

经过这样的烧成工序，能够得到烧成体即本发明的Mn-Zn系铁氧体磁心。

如以上那样，在气体供给手段30中，通过将供给的氛围气体的气流方向设定为沿着搭载于传送带13上的给定器20的表面的方向，可调整好多段重叠的给定器20之间的空间中的氛围气体的气流，并能够抑制氧分压的偏差。由此，能够谋求搭载于多段重叠的给定器20上的多个成形体100之间的烧成条件的均匀化。其结果，能够抑制得到的Mn-Zn系铁氧体的特性等低下以及出现偏差。并且由此，还具有下述效果，即以前针对位于苛刻条件的部位上的成形体100而不得不设定的烧成条件能够成为更容易的条件。

实施例1

作为主成分的原料，使用以Fe₂O₃换算为56.1mol％、以MnO换算为36.3mol％、以ZnO换算为7.6mol％的原料粉末，进行湿式混合后在850℃下进行3小时预烧。然后，在预烧粉中添加规定的副成分并进行粉碎，得到平均粒径为0.5～2μm的粉碎粉末。得到的粉末含有下述成分作为副成分，即以SiO₂换算为100ppm、以CaO换算为550ppm、以Nb₂O₅换算为250ppm、以ZrO₂换算为100ppm、以NiO换算为12000ppm、以CoO换算为1000ppm。在该粉碎粉末中添加粘合剂并经颗粒化后成形，得到螺旋管形状的成形体100。

将得到的成形体100按照图3所示的温度曲线升温到1350℃，通过在该温度保持5小时的烧成，制作铁氧体磁心。此时，在烧成炉主体11内，由气体供给手段30以每分钟60000cm³的流量，在沿着搭载于传送带13上的给定器20的表面的方向上喷吹供给氮作为氛围气体，并进行烧成(实施例1)。另外，为了比较，在烧成炉主体11内，与以前一样，从炉床供给氮作为氛围气体，并进行烧成(比较例1)。此时的氛围气体的流量为每分钟60000cm³。

对于得到的铁氧体磁心，测定100℃、测定磁场为1194A/m时的饱和磁通密度(Bs)、相对密度、100℃(底线温度)时的磁心损耗(Pcv)，其结果示于图4。图4所示的结果是在一个给定器20上设置了25个成形体100时的各测定值的“平均值”、及其偏差“R”。

如图4所示，与从炉床供给氛围气体的比较例1相比，沿着搭载于传送带13上的给定器20的表面的方向、即从侧面供给氛围气体的实施例1，尽管磁心损耗增大、但饱和磁通密度和相对密度提高、而且1个给定器20上的多个成形体100之间的相对密度的偏差也减小。由此，可以确认烧成条件的均匀化已经实现。

另外，在烧成时，在烧成炉主体11内，由气体供给手段30以每分钟30000cm³的流量，在沿着搭载于传送带13上的给定器20的表面的方向上喷吹供给氛围气体，同时也从炉床以每分钟30000cm³的流量供给氛围气体进行烧成(实施例2)。

其结果如图4所示，可以确认尽管相对密度的偏差比实施例1增大，但与比较例1相比，其饱和磁通密度和相对密度提高、并且相对密度的偏差减小。即由此确认，通过从炉床和给定器20的侧面供给氛围气体，也可以实现烧成条件的均匀化。

接着，按照图3所示的温度曲线进行烧成时，作为实施例3，仅在升温过程P1由气体供给手段30以每分钟60000cm³的流量在沿着给定器20的表面的方向上喷吹供给氛围气体、其余的过程从炉床以每分钟60000cm³的流量供给氛围气体进行烧成。同样地，作为实施例4，仅在保持过程P2由气体供给手段30以每分钟60000cm³的流量在沿着给定器20的表面的方向上喷吹供给氛围气体、其余的过程从炉床以每分钟60000cm³的流量供给氛围气体进行烧成。作为实施例5，仅在缓冷过程P3由气体供给手段30以每分钟60000cm³的流量在沿着给定器20的表面的方向上喷吹供给氛围气体、其余的过程从炉床以每分钟60000cm³的流量供给氛围气体进行烧成。

其结果如图4所示，可以确认，对于仅在升温过程P1从给定器20的侧面供给氛围气体的实施例3，饱和磁通密度、相对密度的平均值、以及偏差均与实施例1相当，而且磁心损耗也比实施例1有所改善。

对于仅在保持过程P2从给定器20的侧面供给氛围气体的实施例4，饱和磁通密度、相对密度、以及磁心损耗均与比较例1相当。对于仅在缓冷过程P3从给定器20的侧面供给氛围气体的实施例5，饱和磁通密度、相对密度均与比较例1相当，而且，磁心损耗较比较例1有某些恶化。

由此可以说，通过从给定器20的侧面供给氛围气体而谋求烧成条件的均匀化的效果，特别是在升温过程P1从给定器20的侧面供给氛围气体时明显，在烧成过程的一部分过程中从给定器20的侧面供给氛围气体时，优选至少在升温过程P1从给定器20的侧面供给氛围气体。

然后，作为实施例6，对于进行直到保持过程P2的保持温度1350℃为止的升温的升温过程P1，直到升温到1200℃，由气体供给手段30以每分钟60000cm³的流量在沿着给定器20的表面的方向上喷吹供给氛围气体、其余的过程从炉床以每分钟60000cm³的流量供给氛围气体进行烧成。

这样，如图4所示，饱和磁通密度、相对密度、磁心损耗的平均值、以及偏差均与在整个升温过程P1从给定器20的侧面供给氛围气体的实施例3相当。即可以说，从给定器20的侧面供给氛围气体时，优选在进行直到保持温度为止的升温的升温过程P1中，在升温到保持温度以下的一定温度的过程中从给定器20的侧面供给氛围气体。

上述的升温过程P1的一部分中从给定器20的侧面进行氛围气体的供给的“保持温度以下的一定温度”，根据成形体100的组成、以及保持温度的不同而有可能不同。

然后，作为实施例7～10，就在1325℃的保持温度下进行烧成的情况进行确认。

进行直到保持过程P2的保持温度1325℃为止的升温的升温过程P1中，直到升温至1000℃(实施例7)、1100℃(实施例8)、1200℃(实施例9)、1250℃(实施例10)，由气体供给手段30以每分钟60000cm³的流量在沿着给定器20的表面的方向上喷吹供给氛围气体、其余的过程从炉床以每分钟60000cm³的流量供给氛围气体进行烧成。另外，作为比较例2，在设定为1325℃的保持温度的整个烧成工序中，从炉床以每分钟60000cm³的流量供给氛围气体进行烧成。

其结果如图5所示，可以确认，对于实施例7～10，相对密度的平均值以及偏差、磁心损耗均较比较例2有所改善，特别是进行从给定器20的侧面供给氛围气体的上限温度设定为1100～1250℃的实施例8～10，相对密度的平均值、偏差大大改善，从给定器20的侧面供给氛围气体特别有效。

作为实施例11，与实施例8一样，从给定器20的侧面进行氛围气体的供给直到升温过程P1的1100℃时，只从烧成炉主体11的一侧供给氛围气体，进行烧成。

其结果，在这种情况下，也看到与实施例8同样的改善，特别对于磁心损耗，发现比实施例8更大的改善。

作为实施例12，与实施例8一样，从给定器20的侧面进行氛围气体的供给直到升温过程P1的1100℃时，使氛围气体的流量减半为每分钟30000cm³，进行烧成。

在这种情况下，可以确认得到与实施例8和11同等的改善结果，即便使氛围气体的供给流量减少，也能得到充分的效果，可知通过从给定器20的侧面进行氛围气体的供给，可以谋求烧成条件的容易化。

作为实施例13，与实施例8一样，从给定器20的侧面进行氛围气体的供给直到升温过程P1的1100℃时，将保持温度降低到1300℃，进行烧成。

其结果是，可以确认该情况下也得到与实施例8、11和12同等的改善结果，即使降低保持温度，也可得到充分的效果，可知通过从给定器20的侧面进行氛围气体的供给，可以谋求烧成条件的容易化。

实施例2

下面，确认通过对从给定器20的侧面供给的氛围气体进行加热所带来的效果。

对此，与实施例1同样，在整个烧成过程中进行从给定器20的侧面的氛围气体的供给，此时，在实施例14中将供给的氛围气体用加热器加热至1000℃、在实施例15中不进行氛围气体的加热，进行烧成。

然后，测定得到的铁氧体磁心的缩率(相对于烧成前的成形体100的收缩率)和磁心损耗。对于实施例14、15，在5段重叠的给定器20中，对搭载于最上段的给定器20的角部上而烧成的铁氧体磁心、搭载于中间段的给定器20的中央部上的铁氧体磁心、以及搭载于最下段的给定器20的角部上的铁氧体磁心，测定缩率和磁心损耗，求出其平均值和偏差(R)。

其结果示于图6。

如图6所示，对供给的氛围气体进行加热的实施例14，与不进行加热的实施例15相比较，其缩率、磁心损耗和偏差均得到改善。对于不进行加热的实施例15，特别在最上段的角部和最下段的角部，磁心损耗大大降低。由此可以确认实现了烧成条件的均匀化。另外，对于磁心损耗，实施例14比实施例15有所提高，对此也可以确认，氛围气体的加热是有效的。

实施例3

作为主成分的原料，使用以Fe₂O₃换算为53.1mol％、以MnO换算为25.9mol％、以ZnO换算为21.0mol％的原料粉末，进行湿式混合后在850℃下进行3小时预烧。然后，在预烧粉中添加规定的副成分并进行粉碎，得到平均粒径为0.5～2μm的粉碎粉末。得到的粉末含有下述成分作为副成分，即以SiO₂换算为80ppm、以CaO换算为250ppm、以Nb₂O₅换算为60ppm、以Bi₂O₃换算为400ppm、以MoO换算为300ppm。在该粉碎粉末中添加粘合剂并经颗粒化后成形，得到螺旋管形状的成形体100。

将得到的成形体100按照图3所示的温度曲线升温到1350℃，通过在该温度保持7小时的烧成，制作铁氧体磁心。此时，对于实施例21、22，在升温到升温过程P1中的600～1100℃的过程(实施例21)、以及升温到600～1200℃的过程(实施例22)中，在烧成炉主体11内，由气体供给手段30以每分钟50000cm³的流量，在沿着给定器20的表面的方向上喷吹供给氮作为氛围气体。并且，对于实施例21和22，在升温过程P1中升温到1250℃时，将烧成炉主体11内的气氛都置换成大气。

另外，为了比较，在烧成炉主体11内，与以前一样，从炉床供给氮作为氛围气体，并进行烧成(比较例21)。此时的氛围气体的流量为每分钟50000cm³，升温到1250℃时，将烧成炉主体11内的气氛置换成大气。

对于得到的铁氧体磁心，测定初始磁导率在频率为1kHz、150kHz时的温度特性的变化、以及温度25℃的环境下的频率特性的变化。

图7是频率为1kHz时0～140℃的范围内的温度特性的测定结果、图8是频率为150kHz时0～140℃的范围内的温度特性的测定结果。图9(a)是频率为1kHz时0～140℃的范围内的温度特性的变化、图9(b)是频率为150kHz时0～140℃的范围内的温度特性的变化、图10是表示温度为25℃的环境下的1～1000kHz下的频率特性变化的测定结果的图。图11是实施例21、22、比较例21的铁氧体磁心的组织照片。

如图7、图8、以及图9所示，在升温过程P1中在沿着给定器20的表面的方向上供给氛围气体的实施例21和22，在常温区域(10～30℃)时均较比较例21的温度特性提高。将实施例21和实施例22进行比较，如图9以及图10所示，实施例22与实施例21相比，在频率为1kHz的25℃前后的区域、以及在25℃环境下的1～200kHz的区域，初始导磁率有很大提高。由此可以说，谋求在这样的区域的高特性化时，在升温过程P1的1100～1200℃的区域，在沿着给定器20的表面的方向上供给氛围气体是有效的。

但是，如图9以及图10所示，在其它区域，实施例22与实施例21和比较例21相比，频率特性和温度特性均劣化。这可以认为如图11所示，起因于晶体粒径的过大化。

接着，作为实施例23，将保温过程P2中的保持时间设定为5小时(实施例21等中为7小时)，其它以与实施例21同样的条件进行烧成。并且，在实施例21中，在升温过程P1升温到1250℃时，将烧成炉11内的气氛置换为大气；但作为实施例24，在升温过程P1升温到1200℃时，将烧成炉11内的气氛置换为大气，其它以与实施例21同样的条件进行烧成。

其结果示于图12～图14。图12(a)是表示频率为1kHz时0～140℃的范围内的温度特性变化、图12(b)是表示频率为150kHz时0～140℃的范围内的温度特性变化、图13是表示温度为25℃的环境下的1～10000kHz下的频率特性变化的测定结果的图。图14是实施例23、24的铁氧体磁心的组织照片。

如图7、图8以及图12、图13所示，与实施例21、22相比，频率特性以及温度特性被改善。另外，如图14所示，关于组织照片，与图11的实施例22相比，也可以确认晶体粒径的致密化。

在实施例25中，将保持过程P2的保持温度从实施例21的1350℃下降到1335℃，其它以与实施例21同样的条件进行烧成。此外，在实施例26中，将保持过程P2的保持温度设定为与实施例25同样的1335℃，并将保持温度设定为5小时，进行烧成。

其结果示于图15～图17。图15(a)是表示在频率为1kHz时0～140℃的范围内的温度特性变化、图15(b)是表示在频率为150kHz时0～140℃的范围内的温度特性变化、图16是表示在25℃的环境下的1～10000kHz下的频率特性变化的测定结果的图、图17是实施例25、26的铁氧体磁心的组织照片。

如图7、图8以及图15、图16所示，其结果，对于实施例25、26，与实施例23、24同样，与实施例21、22相比，频率特性以及温度特性得到改善，对于图17所示的组织照片也可以确认晶体粒径的致密化。由此可以确认，即使降低保持过程P2的保持温度、或者缩短保持时间，通过在沿着给定器20的表面的方向上供给氛围气体，可以得到比以前更好的特性，并谋求烧成条件的容易化。

另外，在上述实施形态中，烧成炉系统10的构成等，只要不脱离本发明的主旨，可以取舍选择上述实施形态中列举的构成、或者适当地变更为其它的构成。

根据本发明，通过将供给的氛围气体的气流的方向设定为沿着给定器20的表面的方向，可以调整好重叠的给定器之间的氛围气体的气流，并谋求气氛浓度的均匀化。由此，在多段重叠给定器时，也能够谋求多个成形体之间的烧成条件的均匀化。其结果，可以抑制得到的铁氧体材料的特性等降低和出现偏差。并且由此还可以得到下述效果，即从前针对位于苛刻条件的部位上的成形体而不得不设定的烧成条件也能够成为更容易的条件。

Claims (15)

1.一种以Fe₂O₃、MnO、ZnO作为主成分的铁氧体材料的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：使用含有所述主成分的粉末而得到成形体的成形工序；将所述成形工序中得到的所述成形体在搭载于多段重叠的给定器的各段上的状态下进行烧成的烧成工序；其中，所述烧成工序包括升温到规定温度的升温过程、在所述规定温度下进行保持的保持过程、以及所述保持过程之后的降温过程，且至少在所述升温过程的一部分，在大致沿着所述给定器的表面的方向上供给氛围气体。

2.根据权利要求1所述的铁氧体材料的制造方法，其特征在于，所述烧成工序是将多段重叠的所述给定器搭载于传送带上，一边由所述传送带传送所述给定器，一边使其依次通过烧成炉的升温区域、保持区域、降温区域，由此对所述成形体进行烧成。

3.根据权利要求1所述的铁氧体材料的制造方法，其特征在于，将所述氛围气体加热到规定温度后供给。

4.根据权利要求1所述的铁氧体材料的制造方法，其特征在于，上述成形体是将以Fe₂O₃为52～67mol％、MnO为15～48mol％、剩余部分基本上为ZnO(包括0mol％)作为主成分的粉末成形为规定形状而得到的。

5.根据权利要求1所述的铁氧体材料的制造方法，其特征在于，所述成形体是将以Fe₂O₃为52～55mol％、MnO为20～36mol％、剩余部分基本上为ZnO作为主成分的粉末成形为规定形状而得到的。

6.根据权利要求5所述的铁氧体材料的制造方法，其特征在于，得到在频率为1kHz、温度为25℃时的初始导磁率μi为11000以上的铁氧体材料。

7.一种铁氧体磁心，其特征在于，其是通过权利要求1～6中任一项所述的铁氧体材料的制造方法而形成的。

8.一种烧成炉系统，其特征在于，其具备烧成炉主体和氛围气体供给手段，所述烧成炉主体中，搭载有烧成对象物的给定器多段重叠后置于传送带上，一边由所述传送带传送所述给定器、一边进行所述烧成对象物的烧成；所述氛围气体供给手段是在所述烧成炉主体内，在与重叠所述给定器的方向不同的方向上使氛围气体流入至所述传送带的传送方向的部分区域上。

9.根据权利要求8所述的烧成炉系统，其特征在于，所述氛围气体供给手段设置在一边由所述传送带在所述烧成炉主体内传送所述烧成对象物一边升温到规定的烧成温度的区域上。

10.根据权利要求8所述的烧成炉系统，其特征在于，所述氛围气体供给手段具备从所述烧成炉主体的侧面向所述传送带上供给所述氛围气体的供给口。

11.根据权利要求8所述的烧成炉系统，其特征在于，所述氛围气体供给手段具备气流导向部件，该气流导向部件将从所述烧成炉主体的上部和/或下部向所述传送带上的上述给定器所供给的所述氛围气体的气流方向变成与重叠所述给定器的方向不同的方向。

12.根据权利要求8所述的烧成炉系统，其特征在于，其还具备将由所述氛围气体供给手段供给的所述氛围气体在供给至所述烧成炉主体内之前进行加热的气体加热手段。

13.根据权利要求8所述的烧成炉系统，其特征在于，所述烧成对象物是将以Fe₂O₃为52～67mol％、MnO为15～48mol％、剩余部分基本上为ZnO(包括0mol％)作为主成分的粉末成形为规定形状而得到的。

14.根据权利要求8所述的烧成炉系统，其特征在于，所述烧成对象物是将以Fe₂O₃为52～55mol％、MnO为20～36mol％、剩余部分基本上为ZnO作为主成分的粉末成形为规定形状而得到的。

15.根据权利要求14所述的烧成炉系统，其特征在于，得到在频率为1kHz、温度为25℃时的初始导磁率μi为11000以上的烧成体。

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