JP2000044249A - MnMgCuZnフェライト材料 - Google Patents
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Abstract
MgCuZnフェライト材料の利点を生かし、既存の同
系列の材料よりもはるかに磁気損失が小さく、十分な飽
和磁束密度をもつという優れた特性を有するMnMgC
uZnフェライト材料を提供する。 【解決手段】 酸化鉄を46.5〜50.4モル%、酸
化マグネシウムを10.5〜22.0モル%、酸化亜鉛
を22.5〜25.0モル%、酸化銅を6.0〜16.
0モル%、酸化マンガンを0.1〜3.5モル%の範囲
で含有するMnMgCuZnフェライト材料とする。
Description
ェライト材料に係り、低い磁気損失および十分な飽和磁
束密度を有し、高速走査陰極線管、特に高精細度の高速
走査陰極線管用の偏向ヨークコアやトランス等に使用可
能なMnMgCuZnフェライト材料に関する。
Tという)用の偏向ヨークコアは、従来からMnMgZ
nフェライト材料(特開昭48−65499号)が用い
られている。このMnMgZnフェライト材料は、抵抗
率が比較的高く、原料コストが安いことから、国内はも
とより、外国においても偏向ヨークコア用のフェライト
材料として広く使用されている。
ェライトコアと同様に、各原料を混合して仮焼し、粉砕
した後、適当なバインダーと共に混練して造粒し、金型
を用いて所定の形状にプレス成形したものを燒結する工
程からなる。従来のMnMgZnフェライト材料を用い
た場合、1250℃以上の温度で燒結が行われる。
精細度化、大画面化が進むとともに、民生用テレビジョ
ンでは倍速化、広角度化がますます進んでいる。そし
て、高精細度化や倍速度化のために水平周波数が非常に
高くなり、偏向ヨークに用いられるフェライトコアは、
磁気損失を低くすることが要求されている。また、大画
面化や広角度化に対応するために、偏向ヨークに用いら
れるフェライトコアには、高い飽和磁束密度が必要にな
ってきている。
の熱暴走を防ぐために、100℃付近での磁気損失の温
度係数が負であることが望まれる。上記の磁気損失の温
度係数を負にする手法の一つとして、キュリー点の高い
フェライトを使用する方法があり、偏向ヨークに必要な
キュリー点は約140℃以上である。
偏向ヨークコアは高い抵抗率を有することが必要であ
る。リンギング現象とは、コイルの線間、もしくは、コ
イルとコアとの間に静電容量が発生し、変調された電流
により画面上に縦縞が現れる現象である。リンギング現
象抑制に必要なフェライトコアの抵抗率は、106 Ωc
m以上とされている(特公平5−75714号)。
ら、特公平3−66254号、特公平5−75714
号、および、日本応用磁気学会誌21,915−918
(1997)では、従来のMnMgZnフェライト材料
に酸化銅(CuO換算)を5モル%以下の範囲で加える
ことで、磁気損失が低くなることが開示されている。し
かしながら、飽和磁束密度とキュリー点を更に高めるた
めには、酸化銅の含有量を多くすることが必要である
が、酸化銅をCuO換算で5モル%より多く含有したM
nMgCuZnフェライト材料では、1250℃以上の
温度で焼成した場合、結晶構造において異常粒成長とC
uの偏析が起こり、著しく電磁気特性が劣化するという
問題がある。
おける酸化マンガンの含有量を極めて多く(MnO換算
で9〜15モル%、Mn2 O3 換算で4.5〜7.5モ
ル%)することにより、磁気損失を低くすることが提案
されている(特開平10−25114号)。しかしなが
ら、MnMgCuZnフェライト材料における酸化マン
ガンの含有量を多くすると、偏向ヨークの動作温度10
0℃付近での飽和磁束密度が極めて低くなり、偏向ヨー
クのコイルに流せる電流の許容量が小さくなるという問
題がある。さらに、キュリー点も低下するため、偏向ヨ
ークの100℃以上の動作において熱暴走を招くという
問題も発生する。
れたものであり、比較的抵抗率が高く、原料コストの安
いMnMgCuZnフェライト材料の利点を生かし、既
存の同系列の材料よりもはるかに磁気損失が小さく、十
分な飽和磁束密度をもつという優れた特性を有するMn
MgCuZnフェライト材料を提供することを目的とす
る。
るために、本発明のMnMgCuZnフェライト材料
は、酸化鉄46.5〜50.4モル%、酸化マグネシウ
ム10.5〜22.0モル%、酸化亜鉛22.5〜2
5.0モル%、酸化銅6.0〜16.0モル%、酸化マ
ンガン0.1〜3.5モル%の組成範囲にあるような構
成とした。
イト材料は、更に、WO3 、Nb2O5 、V2 O5 、T
a2 O5 、GeO2 およびZrO2 からなる群のうちの
少なくとも1種を、WO3 は1800ppm以下、Nb
2 O5 は2900ppm以下、V2 O5 は2350pp
m以下、Ta2 O5 は2400ppm以下、GeO2は
6100ppm以下、ZrO2 は6100ppm以下の
濃度範囲で含有するような構成とした。
て説明する。
は、酸化鉄をFe2 O3 換算で46.5〜50.4モル
%、好ましくは47.4〜49.5モル%、酸化マグネ
シウムをMgO換算で10.5〜22.0モル%、好ま
しくは15.4〜21.0モル%、酸化亜鉛をZnO換
算で22.5〜25.0モル%、酸化銅をCuO換算で
6.0〜16.0モル%、好ましくは8.0〜11.0
モル%、酸化マンガンをMn2 O3 換算で0.1〜3.
5モル%、好ましくは0.2〜2.0モル%の範囲で含
有するものである。
gCuZnフェライト材料を、例えば偏向ヨークに用い
た場合、磁気損失が大きく、飽和磁束密度、抵抗率、キ
ュリー点が低く不十分なものとなる。
モル%未満であると、飽和磁束密度の低下、キュリー点
の低下が生じ、50.4モル%を超えると、抵抗率の低
下が生じる。また、酸化亜鉛量が22.5モル%未満で
あると、1000〜1150℃の比較的低い焼成温度で
の燒結を行った場合、磁気損失がやや大きくなり、2
5.0モル%を超えると、飽和磁束密度の低下、キュリ
ー点の低下が生じる。酸化銅量が6.0モル%未満であ
ると、1000〜1150℃の比較的低い焼成温度での
燒結ができなくなり、さらに、磁気損失の増大、飽和磁
束密度の低下、キュリー点の低下が生じる。酸化銅量が
16.0モル%を超えると、磁気損失の増大、抵抗率の
低下が生じる。さらに、酸化マンガンは磁気異方性を小
さくするだけでなく、粒成長を促進し、初透磁率を向上
させヒステリシス損失を小さくする効果があるが、3.
5モル%を超えると、飽和磁束密度の低下、キュリー点
の低下、抵抗率の低下が起きる。尚、酸化マグネシウム
は、他の成分の割合を維持させる補充的な役割を果た
す。
は、上記の成分の他にCaO、NiO、SiO2 、Ge
O2 、ZrO2 、MoO3 、WO3 、Bi2 O3 、In
2 O3 、Cr2 O3 、Ta2 O5 、Nb2 O5 、V2 O
5 等の1種または2種以上を1重量%以下の割合で含有
してもよい。このような成分は、その含有量を増やすこ
とによりMnMgCuZnフェライト材料の磁気損失が
低下(キュリー点、飽和磁束密度、抵抗率を維持しつ
つ)して最低値となり、その後、含有量を増やすことに
より磁気損失が増大に転じることになる。したがって、
例えば、WO3 は1800ppm以下、Nb2 O5 は2
900ppm以下、V2 O5 は2350ppm以下、T
a2 O5 は2400ppm以下、GeO2 は6100p
pm以下、ZrO2 は6100ppm以下の濃度範囲で
含有することが好ましく、上記の範囲を超えた場合の磁
気損失は、添加量0ppmの状態での磁気損失よりも大
きなものとなる。また、MnMgCuZnフェライト材
料が上記の成分の2種以上を含有する場合、磁気損失の
低下が望ましい値となるように各成分ごとに適宜設定す
ることができる。
ェライト材料は、燒結後の組成が上記の範囲内となるよ
うなフェライト材を大気中で1000〜1200℃で燒
結することにより製造することができる。本発明のMn
MgCuZnフェライト材料は、従来の同系列の材料に
比べて、磁気損失が小さく(100℃において周波数1
00kHzの正弦波交流磁界を100mT印加した条件
で400kW/m3 以下)、飽和磁束密度が高く(10
0℃において180mT以上)、キュリー点が高く(1
40℃以上)、抵抗率が高く(106 Ωcm以上)、か
つ、比較的低い温度(1000〜1150℃)で燒結で
き、CRT用、特に高精細度CRT用の偏向ヨークコア
やトランス等に有用である。
詳細に説明する。
各成分を秤量し、鋼鉄製ボールミルで15時間湿式混合
した。
次いで、鋼鉄製ボールミルで15時間湿式粉砕した。こ
うして得られたMnMgCuZnフェライト粉にポリビ
ニルアルコール水溶液を10重量%添加して造粒し、1
ton/cm2の圧力でトロイダル形状に成形した。こ
の成形体を大気中1000〜1200℃の温度範囲内の
所定の温度で3時間燒結してMnMgCuZnフェライ
ト材料(実施例1〜12)を得た。このMnMgCuZ
nフェライト材料(実施例1〜12)の組成、燒結温度
・保持時間を下記の表1に示した。また、各MnMgC
uZnフェライト材料(実施例1〜12)について、1
00℃で周波数100kHzの正弦波交流磁界を100
mT印加した条件での磁気損失、100℃における飽和
磁束密度、室温での抵抗率、および、キュリー点を測定
して、結果を下記の表1に示した。
範囲から外れるMnMgCuZnフェライト材料(比較
例1〜7)を上記のMnMgCuZnフェライト材料
(実施例1〜12)と同様にして作製した。尚、このM
nMgCuZnフェライト材料(比較例1〜7)の組
成、燒結温度・保持時間は下記の表2に示したように設
定した。また、各MnMgCuZnフェライト材料(比
較例1〜7)について、100℃で周波数100kHz
の正弦波交流磁界を100mT印加した条件での磁気損
失、100℃における飽和磁束密度、室温での抵抗率、
および、キュリー点を測定して、結果を下記の表2に示
した。
うに、燒結後の組成が上記の範囲から外れるMnMgC
uZnフェライト材料(特公平3−66254号および
特開平10−25114号の特許出願に係る発明に含ま
れるMnMgCuZnフェライト材料)でトロイダル形
状の成形体まで上記の実施例1〜12と同様にして作製
した。その後、成形体を大気中1250℃で2時間焼成
してMnMgCuZnフェライト材料(比較例8、9)
とした。尚、このMnMgCuZnフェライト材料(比
較例8、9)の組成は下記の表2に示したように設定し
た。また、各MnMgCuZnフェライト材料(比較例
8、9)について、100℃で周波数100kHzの正
弦波交流磁界を100mT印加した条件での磁気損失、
100℃における飽和磁束密度、室温での抵抗率、およ
び、キュリー点を測定して、結果を下記の表2に示し
た。
ライト材料(実施例1〜12)は、いずれも100℃に
おいて周波数100kHzの正弦波交流磁界を100m
T印加した条件で磁気損失が400kW/m3 以下、1
00℃において飽和磁束密度が180mT以上、キュリ
ー点が140℃以上、抵抗率が106 Ωcm以上の特性
を有することが確認された。特に、本発明のMnMgC
uZnフェライト材料(実施例1〜12)は、表2に示
される従来のMnMgCuZnフェライト材料(比較例
8、9)よりも大幅に磁気損失が低減され、しかも、飽
和磁束密度が大幅に向上していることが明らかである。
成範囲からはずれるMnMgCuZnフェライト材料
(比較例1〜7)は、100℃において周波数100k
Hzの正弦波交流磁界を100mT印加した条件で磁気
損失が400kW/m3 を超える、100℃において飽
和磁束密度が180mT未満である、キュリー点が14
0℃未満である、抵抗率が106 Ωcm未満である、こ
とのいずれかに該当し、特に高精細度CRT用の偏向ヨ
ークコア等に用いるには問題があることが明らかとなっ
た。
a2 O5 、GeO2 およびZrO2をそれぞれ下記の表
3に示す添加量で添加した他は、実施例7と同様の条件
で、24種のMnMgCuZnフェライト材料(7A−
1〜4、7B−1〜4、7C−1〜4、7D−1〜4、
7E−1〜4、7F−1〜4)を作製した。これらのM
nMgCuZnフェライト材料と実施例7について、1
00℃で周波数100kHzの正弦波交流磁界を100
mT印加した条件での磁気損失、100℃における飽和
磁束密度、室温での抵抗率、および、キュリー点を測定
して、結果を下記の表3に示した。
濃度範囲で含有する7A−1〜3、Nb2 O5 を290
0ppm以下の濃度範囲で含有する7B−1〜3、V2
O5 を2350ppm以下の濃度範囲で含有する7C−
1〜3、Ta2O5 を2400ppm以下の濃度範囲で
含有する7D−1〜3、GeO2 を6100ppm以下
の濃度範囲で含有する7E−1〜3、ZrO2 を610
0ppm以下の濃度範囲で含有する7F−1〜3は、い
ずれも磁気損失が実施例7の磁気損失以下の低いもので
あり、かつ、これらの各MnMgCuZnフェライト材
料は、実施例7と同レベルのキュリー点、飽和磁束密
度、抵抗率を維持することが確認された。
nMgCuZnフェライト材料は、酸化鉄を46.5〜
50.4モル%、酸化マグネシウムを10.5〜22.
0モル%、酸化亜鉛を22.5〜25.0モル%、酸化
銅を6.0〜16.0モル%、酸化マンガンを0.1〜
3.5モル%の範囲で含有するものであり、従来のMn
MgCuZnフェライト材料に比べて磁気損失が大幅に
低減され、かつ、飽和磁束密度が高く、しかも抵抗率お
よびキュリー点が高く、CRT用、特に高精細度CRT
用の偏向ヨークコアやトランス等に有用である。また、
燒結は1200℃以下、例えば1000〜1150℃程
度の比較的低い温度で可能であり、従来のMnMgCu
Znフェライト材料に比べて製造コストの低減が可能と
なる。
Claims (2)
- 【請求項1】 酸化鉄46.5〜50.4モル%、酸化
マグネシウム10.5〜22.0モル%、酸化亜鉛2
2.5〜25.0モル%、酸化銅6.0〜16.0モル
%、酸化マンガン0.1〜3.5モル%の組成範囲にあ
ることを特徴とするMnMgCuZnフェライト材料。 - 【請求項2】 WO3 、Nb2 O5 、V2 O5 、Ta2
O5 、GeO2 およびZrO2 からなる群のうちの少な
くとも1種を、WO3 は1800ppm以下、Nb2 O
5 は2900ppm以下、V2 O5 は2350ppm以
下、Ta2 O5 は2400ppm以下、GeO2 は61
00ppm以下、ZrO2 は6100ppm以下の濃度
範囲で含有することを特徴とする請求項1に記載のMn
MgCuZnフェライト材料。
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