JP2000299217A - 高透磁率酸化物磁性材料 - Google Patents
高透磁率酸化物磁性材料Info
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- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
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- H01F1/342—Oxides
- H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い透磁率を有し、温度特性に優れた高透磁
率酸化物磁性材料を提供すること。 【解決手段】 主成分組成としてＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、
ＭｎＯからなり、副成分としてＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｔｉ
Ｏ２を含有し、Ｂｉ２Ｏ３を添加することより、高い透
磁率を有する酸化物磁性材料。
率酸化物磁性材料を提供すること。 【解決手段】 主成分組成としてＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、
ＭｎＯからなり、副成分としてＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｔｉ
Ｏ２を含有し、Ｂｉ２Ｏ３を添加することより、高い透
磁率を有する酸化物磁性材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高透磁率酸化物磁
性材料に関し、特に、ノイズフィルタ等の電子部品に使
用されるフェライトコアに適した高透磁率酸化物磁性材
料に関するものである。
性材料に関し、特に、ノイズフィルタ等の電子部品に使
用されるフェライトコアに適した高透磁率酸化物磁性材
料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、特にノイズフィルタ用フェライト
コア材料としては、主に、高透磁率を有するＭｎ−Ｚｎ
系フェライトが用いられ、主成分組成として５２.０〜
５３.０ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ３、２４.０〜２８.０ｍｏｌ
％ＭｎＯ、残部ＺｎＯ付近の組成の範囲のものが使用さ
れている。
コア材料としては、主に、高透磁率を有するＭｎ−Ｚｎ
系フェライトが用いられ、主成分組成として５２.０〜
５３.０ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ３、２４.０〜２８.０ｍｏｌ
％ＭｎＯ、残部ＺｎＯ付近の組成の範囲のものが使用さ
れている。
【０００３】ノイズフィルタ用のフェライトコアに要求
される条件として、室温での透磁率が大きいこと、透磁
率の温度変化が小さいことが上げられる。一般に、Ｍｎ
−Ｚｎ系フェライトの透磁率の温度特性は、低温より温
度上昇に伴い単調に増加し、セカンダリーピークと呼ば
れる極大を示し、一度減少した後、増加に転じてキュー
リー温度Ｔｃ直下で極大に達した後、急激に減少する。
キューリー温度やセカンダリーピーク温度は、主成分組
成で決定される。
される条件として、室温での透磁率が大きいこと、透磁
率の温度変化が小さいことが上げられる。一般に、Ｍｎ
−Ｚｎ系フェライトの透磁率の温度特性は、低温より温
度上昇に伴い単調に増加し、セカンダリーピークと呼ば
れる極大を示し、一度減少した後、増加に転じてキュー
リー温度Ｔｃ直下で極大に達した後、急激に減少する。
キューリー温度やセカンダリーピーク温度は、主成分組
成で決定される。
【０００４】近年、電子機器の小型化、高性能化の技術
革新が著しく、それに伴い、使用されるＭｎ−Ｚｎ系フ
ェライトの高性能化、例えば、高透磁率化、及び低損失
化が求められている。なかでも、ノイズフィルタ用のフ
ェライトコアは、高い透磁率と高いインピーダンスが要
求される。
革新が著しく、それに伴い、使用されるＭｎ−Ｚｎ系フ
ェライトの高性能化、例えば、高透磁率化、及び低損失
化が求められている。なかでも、ノイズフィルタ用のフ
ェライトコアは、高い透磁率と高いインピーダンスが要
求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のＭｎ−
Ｚｎ系フェライトは、次のような欠点がある。即ち、特
に、自動車や携帯電話の基地局等の環境温度の変化が大
きい場所で使用する場合に、以下の点が問題となる。
Ｚｎ系フェライトは、次のような欠点がある。即ち、特
に、自動車や携帯電話の基地局等の環境温度の変化が大
きい場所で使用する場合に、以下の点が問題となる。
【０００６】すなわち、高透磁率材料では、セカンダリ
ーピークを室温付近にすることで高透磁率を得るが、結
果として、室温付近の温度特性が平坦にならず、環境温
度での透磁率の変化が大きくなる。それに対し、主成分
組成を変えることにより、セカンダリーピークを室温よ
り低温側にし、環境温度での透磁率の変化を小さくする
ことができるが、得られる透磁率が小さくなるという問
題がある。
ーピークを室温付近にすることで高透磁率を得るが、結
果として、室温付近の温度特性が平坦にならず、環境温
度での透磁率の変化が大きくなる。それに対し、主成分
組成を変えることにより、セカンダリーピークを室温よ
り低温側にし、環境温度での透磁率の変化を小さくする
ことができるが、得られる透磁率が小さくなるという問
題がある。
【０００７】一般に、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトは、渦電
流損失を低減させ、特に、初透磁率（μｉ）の周波数特
性を良好とする目的のため、副成分としてＳｉＯ２、Ｃ
ａＯ、Ｂｉ２Ｏ３等を添加している。ＳｉＯ２、ＣａＯ
は、高抵抗の粒界層を形成させ、Ｂｉ２Ｏ３は、粒成長
を促進させる働きがある。初透磁率（μｉ）が高周波ま
で高い値を維持すると、その虚数部分（μ”）のピーク
値は、高周波側に現れ、これにより、インピーダンス
（Ｚ）も大きくなる。高い初透磁率を得るためには、最
適な組成を選び、結晶粒径を大きく均一にすることが必
要である。
流損失を低減させ、特に、初透磁率（μｉ）の周波数特
性を良好とする目的のため、副成分としてＳｉＯ２、Ｃ
ａＯ、Ｂｉ２Ｏ３等を添加している。ＳｉＯ２、ＣａＯ
は、高抵抗の粒界層を形成させ、Ｂｉ２Ｏ３は、粒成長
を促進させる働きがある。初透磁率（μｉ）が高周波ま
で高い値を維持すると、その虚数部分（μ”）のピーク
値は、高周波側に現れ、これにより、インピーダンス
（Ｚ）も大きくなる。高い初透磁率を得るためには、最
適な組成を選び、結晶粒径を大きく均一にすることが必
要である。
【０００８】従って、本発明は、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライ
トに加える添加物を選択することにより、高い透磁率を
有し、温度特性に優れた高透磁率酸化物磁性材料を提供
することにある。
トに加える添加物を選択することにより、高い透磁率を
有し、温度特性に優れた高透磁率酸化物磁性材料を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、主成分
組成が５２.０〜５３.０ｍｏｌ％のＦｅ２Ｏ３、１９.
０〜２３.５ｍｏｌ％のＺｎＯ、残部ＭｎＯからなり、
副成分として０.００５〜０.０２５ｗｔ％のＳｉＯ２、
０.０２〜０.０７ｗｔ％のＣａＯ、０.００５〜０.３ｗ
ｔ％のＴｉＯ２を含有するＭｎ−Ｚｎ系フェライトにお
いて、高い初透磁率と高インピーダンス特性と室温付近
で透磁率変化の小さい温度特性を持つことを見出した。
また、上記の組成で焼結体の平均結晶粒径を５μｍ以上
とすることで、より高い初透磁率が得られる事を見出し
た。また、上記の組成のＭｎ−Ｚｎフェライトについ
て、粒成長促進効果のあるＢｉ２Ｏ３を０.０１〜０.０
３ｗｔ％含有することにより、より高い初透磁率が得ら
れ、さらに焼結体の平均結晶粒径を５μｍ以上とするこ
とでさらに高い初透磁率が得られることを見出した。
組成が５２.０〜５３.０ｍｏｌ％のＦｅ２Ｏ３、１９.
０〜２３.５ｍｏｌ％のＺｎＯ、残部ＭｎＯからなり、
副成分として０.００５〜０.０２５ｗｔ％のＳｉＯ２、
０.０２〜０.０７ｗｔ％のＣａＯ、０.００５〜０.３ｗ
ｔ％のＴｉＯ２を含有するＭｎ−Ｚｎ系フェライトにお
いて、高い初透磁率と高インピーダンス特性と室温付近
で透磁率変化の小さい温度特性を持つことを見出した。
また、上記の組成で焼結体の平均結晶粒径を５μｍ以上
とすることで、より高い初透磁率が得られる事を見出し
た。また、上記の組成のＭｎ−Ｚｎフェライトについ
て、粒成長促進効果のあるＢｉ２Ｏ３を０.０１〜０.０
３ｗｔ％含有することにより、より高い初透磁率が得ら
れ、さらに焼結体の平均結晶粒径を５μｍ以上とするこ
とでさらに高い初透磁率が得られることを見出した。
【００１０】セカンダリーピークの温度、及び傾きは、
Ｍｎ−Ｚｎフェライトを構成するＦｅ３＋、Ｆｅ２＋、
Ｚｎ２＋、Ｍｎ２＋の各陽イオンの結晶磁気異方性の温
度係数を合わせ持ったものであり、Ｔｉ４＋を添加する
ことで、結晶磁気異方性の温度特性が変化し、結果とし
て、室温付近で平坦な透磁率の温度特性と高い初透磁率
の両立が可能となった。
Ｍｎ−Ｚｎフェライトを構成するＦｅ３＋、Ｆｅ２＋、
Ｚｎ２＋、Ｍｎ２＋の各陽イオンの結晶磁気異方性の温
度係数を合わせ持ったものであり、Ｔｉ４＋を添加する
ことで、結晶磁気異方性の温度特性が変化し、結果とし
て、室温付近で平坦な透磁率の温度特性と高い初透磁率
の両立が可能となった。
【００１１】即ち、本発明は、主成分組成が５２.０〜
５３.０ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ３、１９.０〜２３.５ｍｏｌ
％ＺｎＯ、残部ＭｎＯからなり、副成分として０.００
５〜０.０２５ｗｔ％ＳｉＯ２、０.０２〜０.０７ｗｔ
％ＣａＯ、０.００５〜０.３ｗｔ％ＴｉＯ２を含有する
高透磁率酸化物磁性材料である。
５３.０ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ３、１９.０〜２３.５ｍｏｌ
％ＺｎＯ、残部ＭｎＯからなり、副成分として０.００
５〜０.０２５ｗｔ％ＳｉＯ２、０.０２〜０.０７ｗｔ
％ＣａＯ、０.００５〜０.３ｗｔ％ＴｉＯ２を含有する
高透磁率酸化物磁性材料である。
【００１２】また、本発明は、前記酸化物磁性材料に
０.０１〜０.０３ｗｔ％のＢｉ２Ｏ３を含有する前記高
透磁率酸化物磁性材料である。
０.０１〜０.０３ｗｔ％のＢｉ２Ｏ３を含有する前記高
透磁率酸化物磁性材料である。
【００１３】また、本発明は、前記酸化物磁性材料の焼
結体の平均結晶粒径が５μｍ以上である前記高透磁率酸
化物磁性材料である。
結体の平均結晶粒径が５μｍ以上である前記高透磁率酸
化物磁性材料である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１５】（実施の形態１）表１は、本発明の第１の
実施の形態によるフェライト材の諸特性を示す。
実施の形態によるフェライト材の諸特性を示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１の組成になるように、Ｆｅ２Ｏ３、Ｚ
ｎＯ、ＭｎＯ、副成分としてＳｉＯ ２、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）２、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２を秤量し、アトライター
を用いて２時間混合した。混合の後、スプレードライヤ
ーで造粒した。その後、各混合粉末を８５０℃の大気中
で２時間予焼した。得られた粉末をアトライターを用い
て粉砕した。粉砕後、スプレードライヤーにて造粒し、
２５ｍｍφ−１５ｍｍφ−１２ｍｍのトロイダル形状に
プレスし、１３５０℃の焼成温度、保持時間２時間で焼
成した。
ｎＯ、ＭｎＯ、副成分としてＳｉＯ ２、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）２、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２を秤量し、アトライター
を用いて２時間混合した。混合の後、スプレードライヤ
ーで造粒した。その後、各混合粉末を８５０℃の大気中
で２時間予焼した。得られた粉末をアトライターを用い
て粉砕した。粉砕後、スプレードライヤーにて造粒し、
２５ｍｍφ−１５ｍｍφ−１２ｍｍのトロイダル形状に
プレスし、１３５０℃の焼成温度、保持時間２時間で焼
成した。
【００１８】表１に、従来品、発明品の平均結晶粒径、
キューリー温度（Ｔｃ）、１０ｋＨｚにおける初透磁率
（μ）、及び温度特性を示す。
キューリー温度（Ｔｃ）、１０ｋＨｚにおける初透磁率
（μ）、及び温度特性を示す。
【００１９】表１より、ＴｉＯ２を添加した発明品１
は、無添加の従来品１と比較して、μ１０ｋＨｚの温度
特性変化が小さいことがわかる。ＴｉＯ２を添加した発
明品２は、無添加の従来品２と比較して、μ１０ｋＨｚ
の温度特性変化が小さいく、表１との比較より、Ｂｉ２
Ｏ３添加によりμ１０ｋＨｚが大きいことがわかる。
は、無添加の従来品１と比較して、μ１０ｋＨｚの温度
特性変化が小さいことがわかる。ＴｉＯ２を添加した発
明品２は、無添加の従来品２と比較して、μ１０ｋＨｚ
の温度特性変化が小さいく、表１との比較より、Ｂｉ２
Ｏ３添加によりμ１０ｋＨｚが大きいことがわかる。
【００２０】（実施の形態２）表２、表３、表４は、本
発明の第２の実施の形態による各々主成分組成を変化さ
せた時、ＳｉＯ２，ＣａＯを変化させた時、Ｂｉ
２Ｏ３，ＴｉＯ２添加量を変化させた時の諸特性を示
す。
発明の第２の実施の形態による各々主成分組成を変化さ
せた時、ＳｉＯ２，ＣａＯを変化させた時、Ｂｉ
２Ｏ３，ＴｉＯ２添加量を変化させた時の諸特性を示
す。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】焼結体の作製条件は、第１の実施の形態と
同等である。
同等である。
【００２５】表２、表３、表４に、従来品、発明品、比
較品の平均結晶粒径、キューリー温度（Ｔｃ）、１０ｋ
Ｈｚにおける初透磁率（μ）、及び温度特性、巻線数１
０ターンのインピーダンスの最大値（Ｚｍａｘ）を示
す。
較品の平均結晶粒径、キューリー温度（Ｔｃ）、１０ｋ
Ｈｚにおける初透磁率（μ）、及び温度特性、巻線数１
０ターンのインピーダンスの最大値（Ｚｍａｘ）を示
す。
【００２６】表２より、本発明範囲の主成分組成で大き
なμ１０ｋＨｚ、Ｚｍａｘ、高いキューリー温度Ｔｃを
兼ね備えることがわかる。
なμ１０ｋＨｚ、Ｚｍａｘ、高いキューリー温度Ｔｃを
兼ね備えることがわかる。
【００２７】表３より、本発明のＳｉＯ２とＣａＯ添加
量の組成範囲において高透磁率とインピーダンスを兼ね
備えることがわかる。
量の組成範囲において高透磁率とインピーダンスを兼ね
備えることがわかる。
【００２８】表４より、本発明のＢｉ２Ｏ３添加量の組
成範囲において高透磁率と高インピーダンスを兼ね備
え、本発明のＴｉＯ２添加量の組成範囲において高透磁
率と透磁率の温度変化が小さいことを兼ね備えているこ
とがわかる。
成範囲において高透磁率と高インピーダンスを兼ね備
え、本発明のＴｉＯ２添加量の組成範囲において高透磁
率と透磁率の温度変化が小さいことを兼ね備えているこ
とがわかる。
【００２９】（実施の形態３）表５は、本発明の第３の
実施の形態による焼成温度を変化させた時の諸特性を示
す。
実施の形態による焼成温度を変化させた時の諸特性を示
す。
【００３０】
【表５】
【００３１】成形体の作製条件は、第１の実施の形態と
同等である。得られた成形体の焼成温度を変えること
で、表５に示す平均結晶粒径の焼成体を得た。得られた
キューリー温度（Ｔｃ）、μ１０ｋＨｚ、巻線数１０タ
ーンのインピーダンスの最大値（Ｚｍａｘ）を表５に示
す。本発明の範囲の平均結晶粒径において大きな透磁率
が得られることがわかる。
同等である。得られた成形体の焼成温度を変えること
で、表５に示す平均結晶粒径の焼成体を得た。得られた
キューリー温度（Ｔｃ）、μ１０ｋＨｚ、巻線数１０タ
ーンのインピーダンスの最大値（Ｚｍａｘ）を表５に示
す。本発明の範囲の平均結晶粒径において大きな透磁率
が得られることがわかる。
【００３２】
【発明の効果】以上、説明したごとく、本発明によれ
ば、高透磁率と向上インピーダンスを兼ね備えた透磁率
の温度変化が小さい高透磁率酸化物磁性材料が提供でき
る。
ば、高透磁率と向上インピーダンスを兼ね備えた透磁率
の温度変化が小さい高透磁率酸化物磁性材料が提供でき
る。
Claims (3)
- 【請求項１】 主成分組成が５２.０〜５３.０ｍｏｌ％
Ｆｅ２Ｏ３、１９.０〜２３.５ｍｏｌ％ＺｎＯ、残部Ｍ
ｎＯからなり、副成分として０.００５〜０.０２５ｗｔ
％ＳｉＯ２、０.０２〜０.０７ｗｔ％ＣａＯ、０.００
５〜０.３ｗｔ％ＴｉＯ２を含有することを特徴とする
高透磁率酸化物磁性材料。 - 【請求項２】 前記高透磁率酸化物磁性材料に０.０１
〜０.０３ｗｔ％のＢｉ２Ｏ３を含有することを特徴と
する請求項１記載の高透磁率酸化物磁性材料。 - 【請求項３】 前記高透磁率酸化物磁性材料の焼結体の
平均結晶粒径が５μｍ以上であることを特徴とする請求
項１または２記載の高透磁率酸化物磁性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11105563A JP2000299217A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 高透磁率酸化物磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11105563A JP2000299217A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 高透磁率酸化物磁性材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000299217A true JP2000299217A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=14411015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11105563A Pending JP2000299217A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 高透磁率酸化物磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000299217A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100345226C (zh) * | 2005-05-30 | 2007-10-24 | 苏州冠达磁业有限公司 | 锰－锌铁氧体磁体材料及其用该材料制备高导锰－锌铁氧体的方法 |
| JP2013166664A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Jfe Chemical Corp | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトおよびトランス用磁心 |
| JP2013166663A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Jfe Chemical Corp | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトおよびトランス用磁心 |
-
1999
- 1999-04-13 JP JP11105563A patent/JP2000299217A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100345226C (zh) * | 2005-05-30 | 2007-10-24 | 苏州冠达磁业有限公司 | 锰－锌铁氧体磁体材料及其用该材料制备高导锰－锌铁氧体的方法 |
| JP2013166664A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Jfe Chemical Corp | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトおよびトランス用磁心 |
| JP2013166663A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Jfe Chemical Corp | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトおよびトランス用磁心 |
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