DE60209599T2 - Mn-Zn Ferrit und Spule-Bestandteil damit - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Mn-Zn-Ferrit und eine Spulenkomponente, welche Mn-Zn-Ferrit als magnetischen Kern verwendet, und insbesondere Mn-Zn-Ferrit und eine Spulenkomponente, welche für Schaltnetzteile, Entstörfilter, Drosselspulen usw. geeignet sind.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Magnetische Kernmaterialien zur Verwendung in Entstörfiltern, wie etwa Netzfiltern für EMI-Gegenmassnahmen, haben erwünschterweise eine hohe Impedanz in einem Frequenzband, in dem Störungen entfernt werden sollen. Die Impedanz in einem hohen Frequenzband kann durch das Phänomen der Resonanz zwischen der Streukapazität (C) einer Spule und der Induktivität (L) eines Kerns erhöht werden. Es ist bekannt, dass die Impedanz bei der Resonanzfrequenz (1/LC) maximal ist. Es ist auch bekannt, dass die Impedanz bei einer tieferen Frequenz als der Resonanzfrequenz proportional zur Anfangspermeabilität eines Kerns ist und die Impedanz bei einer höheren Frequenz als der Resonanzfrequenz umgekehrt proportional zur Streukapazität einer Spule ist.
  • Mn-Zn-Ferrit, welcher eine hohe Permeabilität in einem breiten Frequenzband aufweist, ist intensiv untersucht worden und beispielsweise in den japanischen Patentoffenlegungen Nrn. 2000-353613 und Hei 9-180925 offenbart worden. Die Anfangspermeabilität von Mn-Zn- Ferrit steht in engem Bezug zu einem realen Teil ε' der komplexen relativen Permittivität, und wenn ε' einen hohen Wert aufweist, ist die Anfangspermeabilität in einem hohen Frequenzband relaxiert und kann nicht bis zu einem hohen Frequenzband aufrecht erhalten werden. Als Resultat davon ist es schwierig, hervorragende Impedanzeigenschaften in einem hohen Frequenzband zu erreichen.
  • Während die oben erwähnte japanische Patentoffenlegung Nr. 2000-353613 keine dielektrischen Eigenschaften oder Impedanzeigenschaften beschreibt, bezieht sich die japanische Offenlegung Nr. Hei 9-180925 auf die Permittivität (relative Permittivität) ε und beschreibt die relative Permittivität ε als 50,000 bis 1,000,000 bei 1 kHz, was sehr hoch ist. Üblicherweise wird die komplexe relative Permittivität ε als (ε'-jε'') ausgedrückt, und obschon die oben genannte relative Permittivität ε nicht in eine komplexe Komponente und eine reale Komponente aufgetrennt wird, ist im allgemeinen, im Falle von polykristallinem Mn-Zn-Ferrit, ε''/ε' = 0,5 bis 1,5. Entsprechend kann ε' mindestens auf einen Wert im Bereich von 30,000 bis 60,000 geschätzt werden, was einen sehr hohen Wert darstellt. Der reale Teil ε' der komplexen relativen Permittivität mit einem solch hohen Wert bei 1 kHz kann nicht nur niemals 50 oder kleiner sein bei 1 MHz, sondern bewirkt auch eine Relaxation der Anfangspermeabilität nahe bei 500 kHz, was es unmöglich macht, die Anfangspermeabilität bis auf ein hohes Frequenzband von 1 MHz oder mehr aufrecht zu erhalten.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass eine Spulenkomponente enthaltend einen magnetischen Kern aus konventionellem Mn-Zn-Ferrit mit einem hohen Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität die Streukapazität kaum reduziert trotz etwelcher Optimierung ihrer Wicklungsbedingungen. Die Streukapazität einer Spulenkomponente wird grob eingeteilt in Kapazität zwischen Spulen und Kapazität zwischen einer Spule und einem Kern. Erstere wird aufgrund der Wicklungsbedingungen einer Spule bestimmt und letztere wird auf Grund der Materialeigenschaften eines magnetischen Kerns bestimmt, wobei beide ansteigen, wenn der Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität ansteigt. Deshalb ist in der Spulenkomponente mit einem magnetischen Kern aus konventionellem Mn-Zn-Ferrit mit einem hohen Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität die Kapazität zwischen einer Spule und einem Kern extrem hoch verglichen mit der Kapazität zwischen Spulen. Als Resultat davon war die Optimierung von Wicklungsbedingungen kaum wirksam bei der Reduktion der Streukapazität der Komponente.
  • Beim Entwerfen eines magnetischen Kernmaterials und einer Spulenkomponente zur Anwendung in einem hohen Frequenzband müssen zwei Bedingungen erfüllt sein, um die Streukapazität zu reduzieren: Eine ist es, ein magnetisches Kernmaterial zu verwenden, welches eine hohe Permeabilität bis auf ein hohes Frequenzband hinauf aufrecht erhält, und die andere ist es, seine Wicklungsbedingungen zu optimieren. Die Spulenkomponente, welche einen konventionellen Mn-Zn-Ferrit als magnetischen Kern verwendet, erfüllt keine dieser zwei Bedingungen, was es schwierig macht, eine hohe Impedanz in einem breiten Frequenzband zu erhalten.
  • EP-A 1 101 736 offenbart einen Mn-Zn-Ferrit, welcher Basiskomponenten enthaltend 44,0 bis 50,0 Mol% Fe2O3, 4,0 bis 26,5 Mol% ZnO, 0,1 bis 8,0 Mol% TiO2 oder SnO2 und als Rest MnO umfasst. Weitere Additive sind CoO, NiO oder MgO. Weiter wird darin ein Herstellungsverfahren offenbart, in dem eine Sinteratmosphäre mit einem relativen Sauerstoffpartialdruck PO- eingesetzt wird, welcher sich abhängig von der Temperatur T (°C) gemäss dem folgenden Ausdruck errechnet
    log PO2 = –14540/(T + 273) + b, wobei b eine Konstante im Bereich von 6 bis 21 ist.
  • Dieser Ferrit hat einen hohen elektrischen Widerstand und eine hohe Anfangspermeabilität.
  • WO-A 98/32140 offenbart einen weiteren Mn-Zn-Ferrit mit einem hohen spezifischen Widerstand, einer hohen Permeabilität und einem geringen Kernverlust, und beschreibt das Sintern in einer Sauerstoffkonzentration im Bereich von 2 bis 17,5%, aber unabhängig von der Temperatur T.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Überlegung der oben genannten konventionellen Probleme gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Mn-Zn-Ferrit zur Verfügung zu stellen, welcher die Anfangspermeabilität über ein breites Frequenzband aufrechterhält, geringe Streukapazitäten aufweist, wenn er mit einer Spule versehen wird, und exzellente Impedanzeigenschaften über ein breites Frequenzband aufweist, und ebenso eine Spulenkomponente, die daraus hergestellt ist. Dieses Ziel wird mit einem Mn-Zn-Ferrit, welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, erreicht.
  • Im Mn-Zn-Ferrit gemäss der vorliegenden Erfindung beinhalten die Basiskomponenten 44,0 bis 50,0 Mol% (mit Ausnahme von 50, 0 Mol%) Fe2O3, 4, 0 bis 26, 5 Mol% ZnO, 0, 01 bis 2, 0 Massem% Al2O3 und/oder 0, 01 bis 2, 0 Massen% Cr2O3 und den Rest an MnO, und sein Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität ist 20,000 oder weniger bei 1 kHz bzw. 50 oder weniger bei 1 MHz.
  • Der Mn-Zn-Ferrit der vorliegenden Erfindung kann weiter als Additiv wenigstens eines von 0,01 bis 4,0 Massen% SnO2 und 0, 01 bis 3, 0 Massen% TiO2 enthalten (vorausgesetzt, dass eine obere Grenze insgesamt 4% beträgt, wenn beide enthalten sind). Der Mn-Zn-Ferrit der vorliegenden Erfindung kann als weiteres Additiv auch wenigstens eines von 0,01 bis 2,0 Massen% CuO, 0,01 bis 2,0 Massen% NiO, 0,01 bis 2,0 Massen% CoO, 0,01 bis 2,0 Massen% MgO enthalten (vorausgesetzt, dass eine obere Grenze insgesamt 2 Massen% beträgt, wenn zwei oder mehr Additive enthaltend Al2O3 und Cr2O3 enthalten sind).
  • Eine Spulenkomponente gemäss der vorliegenden Erfindung verwendet den oben beschriebenen Mn-Zn-Ferrit als magnetischen Kern.
  • Der Mn-Zn-Ferrit und die Spulenkomponente gemäss der vorliegenden Erfindung kann gute Impedanzeigenschaften über ein breites Frequenzband zur Verfügung stellen und wirksam Geräusche bei einem praktisch kritischen Frequenzband von 10 bis 100 MHz in Wärmeenergie umwandeln und diese absorbieren. Somit erweisen sie sich als sehr nützlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ANGEFÜGTEN ZEICHNUNG
  • 1 ist ein Graph, welcher die Frequenzeigenschaften der Impedanz der Proben der vorliegenden Erfindung und von Vergleichsproben illustriert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Mn-Zn-Ferrit gemäss der vorliegenden Erfindung hat eine Basiskomponentenzusammensetzung bestehend aus 44,0 bis 50,0 Mol% (50,0 Mol% ausgeschlossen) Fe2O3, 4,0 bis 26,5 Mol% ZnO und dem Rest MnO, wie oben beschrieben. Während dessen Herstellung wird ein gemischtes Pulver, dessen Komponenten angepasst wurden, um die oben genannte Zusammensetzung zu erhalten, verpresst, dann gesintert und in einer Atmosphäre enthaltend eine geeignete Menge an Sauerstoff oder in einer Atmosphäre mit einer Sauerstoffkonzentration erhalten gemäss dem folgenden Ausdruck (1) gekühlt: log Po2 = -14,540/(T + 273) + b (1)in der T die Temperatur (°C) ist, Po2 der relative Sauerstoffpartialdruck ist und b eine Konstante im Bereich von 6 bis 21 ist. Der Grund, weshalb die Konstante b auf 6 bis 21 eingestellt wird, ist, dass ein Wert grösser als 21 die Atmosphäre im wesentlichen identisch macht mit der Umgebungsluft, was die Vorgabe der Sauerstoffkonzentration nicht rechtfertigt, und dass ein Wert kleiner als 6 zu übermässig produziertem FeO führt, was den spezifischen elektrischen Widerstand zu gering macht und zu einer Verminderung der Anfangspermeabilität in einem hohen Frequenzband führt, obschon erwünscht ist, dass die Konstante b so gering wie möglich ist, um die Anfangspermeabilität in einem tiefen Frequenzband zu erhöhen. Im Hinblick auf das Ziel der vorliegenden Erfindung ist der Gehalt der Eisenkomponente in Form von FeO bevorzugt geringer als 1 Mol%.
  • Im Mn-Zn-Ferrit gemäss der vorliegenden Erfindung vermindert ein Fe2O3-Gehalt von weniger als 44,0 Mol% die Anfangspermeabilität und die Sättigungsdichte des magnetischen Flusses beträchtlich. Andererseits macht ein Fe2O3-Gehalt, welcher 50,0 Mol% überschreitet, den Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität grösser als 20,000 bei 1 kHz und grösser als 50 bei 1 MHz. Deshalb wird der Fe2O3-Gehalt bei 44,0 bis 50,0 Mol% (50,0 Mol% ausgeschlossen) eingestellt, wobei der Mn-Zn-Ferrit in einer Atmosphäre enthaltend eine geeignete Menge an Sauerstoff oder in einer Atmosphäre mit einer Sauerstoffkonzentration errechnet nach dem obigen Ausdruck (1) unter Verwendung von irgendeinem der Werte im Bereich von 6 bis 21 als Konstante b, ein Realteil ε' mit komplexer relativer Permittivität von 20,000 oder weniger bei 1 kHz bzw. 50 oder weniger bei 1 MHz aufweist. Als Resultat davon kann die Anfangspermeabilität über ein breites Frequenzband aufrecht erhalten werden, und die Streukapazität mit einer vorgelegten Spule wird insbesondere in einem hohen Frequenzband vermindert, wobei exzellente Impedanzeigenschaften über ein breites Frequenzband zur Verfügung gestellt werden.
  • In der vorliegenden Erfindung können die magnetischen Eigenschaften, wie die Anfangspermeabilität und die Sättigungsdichte des magnetischen Flusses, nicht so stark variiert werden, um ein praktisches Problem auszulösen, soweit die Eigenschaft des Realteils ε' der oben genannten komplexen relativen Permittivität erfüllt ist. Allerdings vermindert ein ZnO-Gehalt von weniger als 4,0 Mol% die Anfangspermeabilität beträchtlich, während mehr als 26,5 Mol% ZnO die Sättigungsdichte des magnetischen Flusses beträchtlich vermindert. Deshalb muss der ZnO-Gehalt auf einen Bereich von 4,0 bis 26,5 Mol% eingestellt werden.
  • Die Impedanzeigenschaft eines Ferritkerns kann in eine Reaktanz-Komponente und eine Resistenz-Komponente unterteilt werden. Die Reaktanz-Komponente ist im tiefen Frequenzband dominant und wandelt Geräusche in magnetische Energie um, um sie dadurch zu entfernen, während die Resistenz-Komponente im hohen Frequenzband dominant ist und Geräusche in Wärmeenergie umwandelt, um sie zu entfernen. Eine Frequenz (als fk bezeichnet), bei welcher beide Komponenten miteinander zusammenhängen, bildet eine Grenze zwischen den beiden Komponenten. Üblicherweise ist es zur Entfernung von Geräuschen um so besser, je mehr die Resistenz-Komponente vorliegt. Mit denselben Impedanzeigenschaften ist fk vorzugsweise tiefer. Die Zugabe von SnO2 und TiO2 verschiebt die Frequenz (fk) in Richtung einer tieferen Frequenz, ohne die Impedanzeigenschaften zu verändern.
  • In der vorliegenden Erfindung wird wenigstens eines von SnO2 und TiO2 als Additiv zur oben genannten Basiskomponentenzusammensetzung aufgrund des obigen Befundes hinzugefügt. Wenn die Menge der Additive allerdings zu gering ist, ist die oben genannte Wirkung gering, wohingegen eine übermässige Zugabe davon den Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität bei 1 kHz erhöht. Entsprechend ist es erwünscht, dass der SnO2-Gehalt auf 0,01 bis 4,0 Massen% eingestellt wird und der TiO2-Gehalt auf 0,01 bis 3,0 Massen% eingestellt wird. In diesem Fall kann das SnO2 und TiO2 ursprünglich Zinnoxid bzw. Titanoxid sein oder von Verbindungen stammen, welche, wenn sie gesintert werden, in Zinnoxid bzw. Titanoxid umgewandelt werden. Wenn irgendeines der Oxide oder der Verbindungen für sich alleine verwendet wird, wird seine Zuführmenge mit der in SnO2 oder TiO2 umgewandelten Menge im Hinblick auf das Massenverhältnis auf den oben genannten Bereich eingestellt. Wenn sie in Kombination verwendet werden, kann die Zuführmenge insgesamt mit den zu SnO2 und TiO2 umgewandelten Mengen im Hinblick auf das Massenverhältnis vorzugsweise auf 0,02 bis 4,0 Massen% eingestellt werden.
  • Der Mn-Zn-Ferrit gemäss der vorliegenden Erfindung kann weiter als Additiv wenigstens eines von CuO, NiO, CoO, MgO, Al2O3 und Cr2O3 enthalten, jedes in einer Menge von 0,01 bis 2,0 Massen%.
  • CuO vermindert den Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität bei 1 kHz und 1 MHz und verbessert wirksam die Impedanzeigenschaften in einem Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz. Die Wirksamkeit ist allerdings gering, wenn eine zu geringe Menge davon hinzugefügt wird, während ein übermässiges Zufügen davon die Relaxation der Anfangspermeabilität bewirkt und es dadurch schwierig macht, dass Resonanz stattfindet. Deshalb wird die hinzugefügte Menge vorzugsweise auf den oben genannten Bereich eingestellt. In diesem Fall kann das CuO ursprünglich Kupferoxid sein oder von einer Verbindung stammen, welche, wenn gesintert, in Kupferoxid umgewandelt wird. Wenn das Kupferoxid oder die Verbindung für sich alleine verwendet wird, wird die Zuführmenge mit der in CuO umgewandelten Menge im Hinblick auf das Massenverhältnis auf den oben genannten Bereich eingestellt.
  • NiO vermindert den Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität bei 1 kHz und 1 MHz und verbessert deshalb wirksam Impedanzeigenschaften in einem Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz. Die Wirksamkeit ist allerdings gering, wenn die zugeführte Menge davon zu gering ist, während ein übermässiges Zuführen davon die Relaxation der Anfangspermeabilität verursacht und es dabei schwierig macht, dass Resonanz stattfinden kann. Deshalb ist die Zuführmenge bevorzugt auf den oben genannten Bereich eingestellt. In diesem Fall kann das NiO ursprünglich Nickeloxid sein oder kann von einer Verbindung stammen, welche, wenn gesintert, in Nickeloxid umgewandelt wird. Wenn das Nickeloxid oder die Verbindung für sich alleine verwendet wird, wird seine Zuführmenge mit der in NiO umgewandelten Menge im Hinblick auf das Massenverhältnis auf den oben genannten Bereich eingestellt.
  • CoO vermindert den Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität bei 1 kHz und 1 MHz und verbessert deshalb wirksam die Impedanzeigenschaften in einem Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz. Weiter weist Co2+, wenn es an der B-Stelle des Spinells gelöst ist, positive kristallmagnetische Anisotropie auf und beseitigt die totale kristallmagnetische Anisotropie, wobei die Anfangspermeabilität erhöht wird und die Impedanz- Eigenschaften in einem Frequenzbereich unter der Resonanzfrequenz verbessert werden. Allerdings ist die Wirksamkeit gering, wenn die hinzugefügte Menge davon zu gering ist, während eine übermässige Zugabe davon die positive kristallmagnetische Anisotropie und die Magnetostriktion beträchtlich erhöht, um eine Verminderung der magnetischen Eigenschaften zu bewirken. Deshalb wird die Menge der Zufuhr bevorzugt auf den oben genannten Bereich eingestellt. In diesem Fall kann das CoO ursprünglich Kobaltoxid sein oder von einer Verbindung stammen, die, wenn gesintert, in Kobaltoxid umgewandelt wird. Wenn das Kobaltoxid oder die Verbindung für sich alleine verwendet wird, wird die Zufuhrmenge mit der zur CoO umgesetzten Menge im Hinblick auf das Massenverhältnis auf den oben genannten Bereich eingestellt.
  • MgO vermindert den Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität bei 1 kHz und 1 MHz und verbessert deshalb wirksam die Impedanzeigenschaften in einem Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz. Allerdings ist die Wirksamkeit gering, wenn die Menge der Zugabe davon zu gering ist, während eine übermässige Zugabe davon die Relaxation der Anfangspermeabilität bewirkt und es dabei schwierig macht, dass Resonanz stattfinden kann. Deshalb wird die Zuführmenge bevorzugt auf den oben genannten Bereich eingestellt. In diesem Fall kann MgO ursprünglich Magnesiumoxid sein oder von einer Verbindung stammen, welche, wenn gesintert, in Magnesiumoxid umgewandelt wird. Wenn das Magnesiumoxid oder die Verbindung für sich alleine verwendet wird, wird die Zuführmenge mit der zu MgO umgewandelten Menge im Hinblick auf das Massenverhältnis auf den oben genannten Bereich eingestellt.
  • Al2O3 vermindert den Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität bei 1 kHz und 1 MHZ und verbessert deshalb wirksam die Impedanzeigenschaften in einem Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz. Allerdings ist die Wirksamkeit gering, wenn die hinzugefügte Menge davon zu gering ist, während eine übermässige Zugabe davon eine Verminderung der Sinterungseigenschaften bewirkt. Deshalb wird die Zuführmenge vorzugsweise auf den oben genannten Bereich eingestellt. In diesem Fall kann Al2O3 ursprünglich Aluminiumoxid sein oder von einer Verbindung stammen, welche, wenn gesintert, in Aluminiumoxid umgewandelt wird. Wenn das Aluminiumoxid oder die Verbindung für sich alleine verwendet wird, wird seine Zuführmenge auf den oben genannten Bereich im Hinblick auf das Massenverhältnis mit der zu Al2O3 umgewandelten Menge eingestellt.
  • Cr2O3 vermindert den Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität bei 1 kHz und 1 MHz stark und verbessert deshalb wirksam die Impedanzeigenschaften in einem Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz. Weiter weist Cr3+, wenn fest-gelöst an der B-Stelle des Spinells, eine, wenn auch schwache, positive kristallmagnetische Anisotropie auf und beseitigt die totale kristallmagnetische Anisotropie, wodurch die Anfangspermeabilität erhöht und die Impedanzeigenschaften in einem Frequenzbereich unterhalb der Resonanzfrequenz verbessert werden. Allerdings ist die Wirksamkeit gering, wenn die hinzugefügte Menge davon zu gering ist, während eine übermässige Zugabe davon bewirkt, dass die Sinterungseigenschaften vermindert werden. Deshalb wird die Zuführmenge vorzugsweise auf den oben genannten Bereich eingestellt. In diesem Fall kann Cr2O3 ursprünglich Chromoxid sein oder von einer Verbindung stammen, welche, wenn gesintert, in Chromoxid umgewandelt wird. Wenn das Chromoxid oder die Verbindung für sich alleine verwendet wird, wird seine Zuführmenge auf den oben genannten Bereich im Hinblick auf das Massenverhältnis mit der zu Cr2O3 umgewandelten Menge eingestellt.
  • Wenn wenigstens zwei von CuO, NiO, CoO, MgO, Al2O3 und Cr2O3 als Additiv verwendet werden, kann die gesamte hinzugefügte Menge der Oxide vorzugsweise auf 0,06 bis 2,0 Massen% im Hinblick auf das Massenverhältnis mit den in die entsprechenden Oxide umgewandelten Mengen eingestellt werden.
  • Bei der Herstellung des Mn-Zn-Ferrits werden Rohmaterialpulver von Fe2O3, ZnO und MnO, welches die Hauptkomponenten sind, vorgängig für ein vorgeschriebenes Verhältnis eingewogen und gemischt, um ein gemischtes Pulver zu erhalten, und das gemischte Pulver wird dann kalziniert und fein gemahlen. Die Temperatur für die Kalzinierung unterscheidet sich abhängig von einer Zielzusammensetzung leicht und sollte in geeigneter Weise ausgewählt werden aus einem Bereich von 800° bis 1,000°C. Eine Allzweck-Kugelmühle kann verwendet werden, um das kalzinierte Pulver fein zu mahlen. Wenn SnO2, TiO2, CuO, NiO, CoO, MgO, Al2O3 und Cr2O3 als Additiv enthalten sein sollen, werden Pulver dieser Additive zum feingemahlenen Pulver in den entsprechenden geeigneten Mengen hinzugefügt und gemischt, um eine Mischung mit einer Zielzusammensetzung zu erhalten. Daraufhin wird die Mischung granuliert, gemäss einem üblichen Ferrit-Herstellungsverfahren verpresst und bei 900° bis 1,400°C gesintert. Das Granulationsverfahren kann durchgeführt werden, indem ein Bindemittel, wie etwa Polyvinylalkohol, Polyacrylamid, Methylcellulose, Polyethylenoxid oder Glycerol hinzugefügt wird, und das Verpressungsverfahren kann ausgeführt werden, indem ein Druck von z.B. 80 MPa oder mehr aufgesetzt wird. Das Sintern und das Kühlen danach werden in einer Atmosphäre ausgeführt enthaltend eine geeignete Menge an Sauerstoff oder in einer Atmosphäre mit einem relativen Sauerstoffpartialdruck, wie er gemäss des oben erwähnten Ausdrucks (1) vorgeschrieben wird.
  • Der so erhaltene Mn-Zn-Ferrit und eine Spulenkomponente mit einem magnetischen Kern, welcher daraus hergestellt wurde, weisen exzellente Impedanzeigenschaften über ein breites Frequenzband auf und können Geräusche in einem praktisch kritischen Frequenzbereich von 10 bis 100 MHz in thermische Energie wirksam umwandeln und diese absorbieren.
  • Beispiel
  • Rohmaterialpulver von Fe2O3, ZnO und MnO als Hauptkomponenten wurden für eine Zusammensetzung an 48,0 Mol% Fe2O3, 21,0 Mol% ZnO und dem Rest an MnO eingewogen und eines der zwei Rohmaterialpulver von CuO, NiO, CoO, MgO, Al2O3 und Cr2O3 wurden als Additiv in einer Menge von 0,02 bis 5,0 Massen% der Hauptkomponenten eingewogen. Alle Rohmaterialpulver wurden mit einer Kugelmühle gemischt, an der Luft bei 850°C während 2 Stunden kalziniert und mit einer Kugelmühle während 20 Stunden gemahlen, um somit ein fein gemahlenes Pulver zu erhalten. Dieses fein gemahlene Pulver wies Komponenten auf, die derart angepasst waren, um die oben genannte Zusammensetzung zu erhalten, und wurde mit einer Kugelmühle während 1 Stunde gemischt, um eine Mischung zu erhalten. Daraufhin wurde diese Mischung unter Hinzugabe von Polyvinylalkohol granuliert und bei einem Druck von 80 MPa in ringförmige Kerne (Rohpresslinge) verpresst, von denen jeder nach dem Sintern einen äusseren Durchmesser von 25 mm, einen inneren Durchmesser von 15 mm und eine Höhe (Dicke) von 5 mm aufweist. Dann wurden die Rohpresslinge in einen Sinterungsofen gestellt, in dem eine Atmosphäre durch Einfliessen von Stickstoff derart angepasst wurde, um einen relativen Sauerstoffpartialdruck zu erhalten, wie er erhalten wird durch Einstellen der Konstante b des Ausdrucks (1) auf 8, bei 1,300°C während 3 Stunden gesintert und daraufhin darin gekühlt, und Proben 3-1 bis 3-10, welche in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden erhalten. Probe 1-3 wurde auf dieselbe Weise erhalten, enthält aber nebst den Hauptkomponenten keine Additive.
  • Bezüglich der so erhaltenen Proben 3-1 bis 3-10 wurde die Anfangspermeabilität bei 1 kHz und der Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität bei 1 kHz und 1 MHz gemessen. Zusätzlich wurde die Impedanz bei 10 kHz bzw. 100 MHz bei einer Wicklungszahl von 10 Windungen gemessen. Die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • In Tabelle 1 wurden die Proben unterteilt in "Erfindung" gemäss der vorliegenden Erfindung und "Vergleich", welche den Stand der Technik im Hintergrund für das Verständnis der Erfindung darstellen.
  • Figure 00160001
  • Wie aus den in Tabelle 1 gezeigten Resultaten ersichtlich ist, zeigt die Probe 3-6 der Erfindung, die eine vorgeschriebene Menge an Cr2O3 enthält, nicht nur einen tiefen Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität, sondern auch eine höhere Anfangspermeabilität bei 1 kHz als die Vergleichsprobe 1-3, welche weder SnO2 noch TiO2 enthält, und zeigt als Resultat davon eine erhöhte Impedanz bei 10 kHz und 100 MHz. Weiter zeigen die Vergleichsproben 3-1, 3-2, 3-4 und die erfindungsgemässe Probe 3-5, die als Additiv eine vorgeschriebene Menge an CuO, NiO, MgO bzw. Al2O3 enthält, eine im wesentlichen gleiche Anfangspermeabilität bei 1 kHz wie das Vergleichsbeispiel 1-3, aber einen geringeren Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität, insbesondere bei 1 MHz, und zeigen als Resultat eine erhöhte Impedanz bei 100 MHz. Andererseits zeigen die Vergleichsproben 3-7, 3-8 und 3-10, von denen jede eine grössere Menge des/r Additivs/e als vorgeschrieben enthält, eine beträchtlich tiefere Anfangspermeabilität bei 1 kHz als die erfindungsgemässen Proben, und zeigen als Resultat eine beträchtlich verminderte Impedanz bei 10 kHz.

Claims (4)

  1. Ein Mn-Zn-Ferrit, welcher Basiskomponenten beinhaltend 44,0 bis 50,0 Mol-% (ausgeschlossen 50,0 Mol-%) Fe2O3, 4,0 bis 26,5 Mol-% ZnO und einen Rest an MnO enthält, wobei der Mn-Zn-Ferrit ein in einer Atmosphäre mit einer gemäss dem folgenden Ausdruck berechneten Sauerstoffkonzentration gesinterter Körper ist: log Po2 = –14,540/(T + 273) + bin dem T die Temperatur (°C) ist, Po2 der relative Sauerstoffpartialdruck ist und b eine Konstante im Bereich von 6 bis 21 ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferrit weiter als Additiv wenigstens eines von 0,01 bis 2,0 Massen-% Al2O3 und 0, 01 bis 2, 0 Massen-% Cr2O3 mit einer oberen Grenze von insgesamt 2,0 Massen-% enthält und dass der Ferrit einen Realteil ε' der komplexen relativen Permittivität von 20,000 oder weniger bei 1 kHz und 50 oder weniger bei 1 MHz aufweist.
  2. Ein Mn-Zn-Ferrit nach Anspruch 1, weiter enthaltend als Additiv wenigstens eines von 0,01 bis 4,0 Massen-SnO2 und 0,01 bis 3,0 Massen-% TiO2 mit einer oberen Grenze von insgesamt 4,0 Massen-% im Falle, dass beide davon enthalten sind.
  3. Ein Mn-Zn-Ferrit nach Anspruch 1 oder 2, weiter enthaltend als weiteres Additiv wenigstens eines von 0,01 bis 2,0 Massen-% CuO, 0,01 bis 2,0 Massen-% NiO, 0, 01 bis 2, 0 Massen-% CoO, 0, 01 bis 2, 0 Massen-% MgO mit einer oberen Grenze von insgesamt 2,0 Massen-% im Falle, dass wenigstens zwei von CuO, NiO, CoO, MgO, Al2O3 und Cr2O3 enthalten sind.
  4. Verwendung eines in einem der Ansprüche 1 bis 3 beschriebenen Mn-Zn-Ferrits als magnetischer Kern in einer Spulenkomponente.
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