JP2000331817A

JP2000331817A - フェライト

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Publication number: JP2000331817A
Application number: JP11145090A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujita; 藤田　　明; Satoshi Goto; 聡志後藤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2019-05-25
Also published as: JP3917325B2

Abstract

(57)【要約】【課題】０〜100 ℃程度の比較的広い温度範囲におい
て、損失が小さく、かつ損失の温度変化が非常に小さい
フェライトを提供すること。【解決手段】ZnO ：6 〜14 mol％、CoO:0.5 mol ％を超
えて0.8 mol ％以下、Fe₂O₃：［55.91-2.3 ×｛CoO (m
ol％) ｝-0.18 ×｛ZnO (mol％) ｝］mol ％以上、［5
6.01-2.3 ×[CoO(mol％)]-0.18 ×[ZnO(mol％)]］mol
％以下、残部が実質的にMnO の組成となる基本成分に対
して、外枠量でSiO₂：0.0050〜0.0500wt％およびCaO:0.
0200〜0.2000wt％を含有させ、さらにTa₂O_{5 、}ZrO_2、Nb
₂O_5、 V₂O_5、およびHfO₂のうちから選ばれる少なくとも１
種の成分を下記の範囲で含有させることを特徴とするフ
ェライト材料を提供する。記 Ta₂O₅：0.0050〜0.1000wt％ ZrO₂：0.0100〜0.1500wt％ Nb₂O₅：0.0050〜0.0500wt％ V₂O₅：0.0050〜0.0500wt％ HfO₂：0.0050〜0.0500wt％

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フェライトに関
し、特に、0 〜100 ℃程度の広い温度範囲において損失
（磁気損失）が小さく、かつ損失の温度変化がほとんど
ないフェライトに関する。

【０００２】

【従来の技術】フェライトと称される酸化物磁性材料
は、BaフェライトやSrフェライトなどの硬質磁性材料と
MnZnフェライトやNiZnフェライトなどの軟質磁性材料と
に分類される。このうち軟質磁性材料は、非常にわずか
な磁場に対しても十分に磁化する材料であり、スイッチ
ング電源用トランス等の磁心として用いられている。そ
れ故に、この軟質磁性材料には、キュリー温度が高いこ
と、保磁力が小さく透磁率が高いこと、飽和磁束密度が
高いこと、損失が小さい（低損失）ことなどの多くの特
性が要求される。

【０００３】電子機器の小型化、高密度化に伴って使用
周波数領域の高周波化が進む今日では、軟質磁性材料の
なかでも、損失が小さく、発熱が少ないMnZnフェライト
を電源用トランスの磁心材料として用いることが主流と
なっている。

【０００４】損失を支配する要因として磁気異方性定数
（K1）ならびに磁歪定数（λs ）が知られている。MnZn
フェライトにおいても、電源用トランスの動作温度（50
〜80℃）近傍で、磁気異方性定数（K1）ならびに磁歪定
数（λs ）がともに小さくなるように、MnO 、ZnO 、お
よびFe₂O₃の組成が選択されている。しかしながら、電
源用トランスへ応用する場合、動作温度よりも高めの90
〜100 ℃で損失が極小となるように設定される。これは
以下のような理由によるものである。MnZnフェライトの
損失は大きな温度依存性を持っており、室温から温度が
高くなるにつれて損失は低下し、極小温度を境に増加に
転じる。電源用トランスの動作温度が50〜80℃であって
も、周囲の電子部品の温度上昇や使用環境温度によって
は、トランスの温度がしばしば100 ℃近くになる場合も
ある。このような条件を想定し、またMnZnフェライトの
損失の温度依存性を考慮して、電源用トランス磁心材料
では90〜100 ℃付近で損失が極小となるように材料設計
されている。しかしながら、本質的には動作温度である
50〜80℃付近で損失が小さいことが望まれるため、損失
の絶対値を小さくするとともに、損失の温度変化を出来
る限り小さくすることが必要である。この要請について
は、特公平８−１８４４号公報において、Fe₂O₃、ZnO
、MnO を主成分とし、CoO を1000〜4000ppm と、さら
にCaO 、Ta₂O₅およびSiO₂を複合添加することで、500
ｋＨｚ以上の周波数領域で、20〜120 ℃の温度範囲にお
いて損失が小さいMnZnフェライトを得ることができる旨
が記載されている。また、特開平８−１９１０１１号公
報においてもCoOが添加されたMnZnCo系フェライト磁心
材料が開示されている。

【０００５】しかしながら、ここ数年来の電源の用途も
変化しており、例えば屋外で、あるいは冷凍庫内で使用
される場合もあり、より低温での環境も考慮に入れる必
要が生じてきた。しかるに上記材料の０℃付近での損失
は大きく、低温で使用する場合には問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術が抱えている上述した課題を解決できるフェライト
を提供することにあり、特に、現在、スイッチング電源
に適用されている数百kHz 程度の周波数領域において、
0 〜100 ℃程度の広い温度範囲で損失が小さく、かつ損
失の温度変化が非常に小さなフェライトを提案すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上掲の目的を達成するた
めに、発明者らはMnO-ZnO-Fe₂O₃三元系を基本としてこ
れにCoO を含有させた基本成分系に、SiO₂およびCaO を
含有せしめたフェライトにおいて、損失の絶対値と温度
依存性におよぼすCoO の含有量に着目しその特性につい
て鋭意研究を行った。その結果、CoO の含有量に見合っ
たFe₂O₃およびZnO の含有量を決めること、すなわち、
CoO の含有量に応じて他の基本組成範囲を選択すること
により、損失が小さく、かつ損失の温度変化が非常に小
さくなることを知見した。

【０００８】すなわち、本発明のフェライトは、ZnO ：
6 〜14 mol％、CoO:0.5 mol ％を超えて0.8 mol ％以
下、Fe₂O₃：［55.91 −2.3 ×｛CoO(mol ％) ｝−0.18
×｛ZnO(mol ％) ｝］mol ％以上、［56.01 −2.3 ×[C
oO(mol％)]−0.18×[ZnO(mol％)]］mol ％以下、残部が
実質的にMnO の組成となる基本成分に対して、外枠量と
してSiO₂：0.0050〜0.0500wt％およびCaO:0.0200〜0.20
00wt％を含有させ、さらにTa₂O_5、 ZrO_2、 Nb₂O_5、V₂O_5、
およびHfO₂のうちから選ばれる少なくとも１種の成分を
下記の範囲で含有させることを特徴とする。記 Ta₂O₅：0.0050〜0.1000wt％ ZrO₂：0.0100〜0.1500wt％ Nb₂O₅：0.0050〜0.0500wt％ V₂O₅：0.0050〜0.0500wt％ HfO₂：0.0050〜0.0500wt％

【０００９】また、上記発明において、さらにTiO₂とSn
O₂の少なくとも一種の成分を外枠量として、下記の範囲
で含有させるとともに、上記Fe₂O₃の含有量をCoO およ
びZnO の上記範囲での含有量およびTiO₂とSnO₂の下記の
範囲での含有量に応じて下記の範囲で減少させることが
望ましい。 TiO₂：0.0500〜0.3000wt％ SnO₂：0.0500〜0.8000wt％ Fe₂O₃：［55.91 −2.3 ×｛CoO(mol ％) ｝−0.18×
｛ZnO(mol ％) ｝−4.2 ×｛TiO₂(mol％) ｝−2.4 ×
｛SnO₂(mol％) ｝］mol ％以上、［56.01 −2.3 ×[CoO
(mol％)]−0.18×[ZnO(mol％)]−4.2 ×｛TiO₂(mol％)
｝−2.4 ×｛SnO₂(mol％) ｝］mol ％以下。

【００１０】上記発明において、各組成を上記の如く選
択することによって、最大磁束密度200 ｍT 、周波数10
0 ｋHz、温度範囲が０〜100 ℃で測定した損失の変化幅
（ΔＰ／Ｐ）が10％未満となるようなフェライト、すな
わち、損失の温度変化が非常に小さなフェライトが提供
される。なお、損失の変化幅は下記の(1) 式で定義した
ものであり、Ｐmax.は損失の最大値、Ｐmin.は損失の最
小値を示す。変化幅（％）＝（｜Ｐmax.−Ｐmin.｜／Ｐmax.）×100 …(1)

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるフェライト
において、成分組成を前記の範囲に限定した理由につい
て説明する。 ZnO ：6 〜14 mol％フェライトには、飽和磁束密度が大きいこと、キュリー
温度が高いこと、損失が小さいことが求められる。前者
２項目は、基本成分であるMnO 、ZnO ，Fe₂O₃，CoO の
含有量の比でほぼ決まる。Zn0 の含有量が少ない領域に
おいては、ZnOの含有量の増加に伴って飽和磁束密度は
増加するが、これと同時にキュリー温度も低下する。Zn
O の含有量が大きすぎると、CoO を含有する場合、損失
が極小となる温度と損失値が、わずかなCoO 含有量の増
加で急激に大きくなる。したがって、ZnO 量は６ mol％
以上で14 mol％以下とする。

【００１２】損失が極小となる温度は磁気異方性定数
（Ｋ１）の温度変化を反映している。すなわち、Ｋ１は
低温では負の値であり、温度上昇とともに増加し、やが
て正の値となる。このＫ１＝０となった点で損失が極小
となる。MnZnフェライトの主要化合物であるスピネルを
構成する各元素イオンがそれぞれＫ１に寄与している。
Fe₂O₃が50mol ％以上の領域においては、Fe₂O₃量の増
加に伴い損失が極小となる温度は低下する。これは化学
量論組成より過剰のFe₂O₃を含む組成においては2 価の
鉄イオンが存在し、これがＫ１＝０となる温度を低温側
にシフトさせる。これらの構成イオンの寄与の総和によ
り、Ｋ１の温度依存性が決まる。

【００１３】CoO:0.5mol％を超えて0.8mol％以下 CoO は、損失の温度変化を小さくする働きがある。これ
はコバルトイオンにＫ１＝０となる温度を低温側にシフ
トさせる働きと、Ｋ１の温度変化を緩やかにする働きが
あるため、CoO を添加すると、２価の鉄イオンのＫ１に
対する寄与に置き変わり、その結果、Ｋ1 の温度依存性
が小さくなると考えられている。したがって、コバルト
イオン、２価の鉄イオン、その他のイオン量を適宜調整
することによって、Ｋ１の温度変化を非常に小さくし、
Ｋ１をゼロに近い値でほぼ一定とできる可能性がある。

【００１４】すなわち、あるZnO 量に対して、Ｋ１の温
度変化を十分小さくするCoO 量の範囲が決まり、これら
のZnO 量、CoO 量に対して最適なFe₂0₃量を決めること
により、Ｋ１の温度変化を小さくして、損失を一定に近
づけることができる。ここで、Ｋ１の温度変化を十分に
小さくするためには、0.5mol％を超えるCoO量が必要で
あり、逆に多すぎると損失が大きくなるため、0.8mol％
を上限とした。これらのZnO 量、CoO 量の各 mol％に対
して、次式で表されるFe₂0₃量とすることにより、温度
に対し損失をほぼ一定とすることができ、その変化幅は
10％以下となることがわかった。 Fe₂0₃：［55.91 −2.3 ×｛CoO(mol%) ｝−0.18×｛Zn
O(mol%) ｝］mol%以上、［56.01 −2.3 ×[CoO(mol%)]
−0.18×[ZnO(mol%)] ］mol%以下。

【００１５】以上は基本成分に関するものであるが、Si
O₂、CaO を外枠量として添加することは、焼結性を高
め、かつ、粒界相を高抵抗化して低損失を実現するため
に必要不可欠である。 SiO₂：0.0050〜0.0500wt％ SiO₂の添加は焼結促進の効果があり、その添加効果を引
き出すためには0.0050wt％以上必要であり、多すぎると
異常粒成長を起こすため上限を0.0500wt％とする。ただ
し、この上限付近の含有量では焼結温度を下げる等の考
慮が必要である。SiO₂の含有量が比較的多い場合は、最
適な粒界の制御が難しいため、SiO₂の含有量を0.0050〜
0.0350wt％とすることが好ましい。

【００１６】CaO ：0.0200〜0.2000wt％また、CaO はSiO₂とともに粒界を高抵抗化して損失を小
さくする効果がある成分である。0.0200wt％以下ではそ
の効果が見られず、0.2000wt％を越えると焼結性に問題
があるので0.2000wt％以下とした。SiO₂が少ない場合、
CaO の含有量は0.0200〜0.1250wt％であるのが好まし
い。

【００１７】本発明にかかるフェライトでは、スピネル
を形成しない化合物である、Ta₂O₅、ZrO₂、Nb₂O₅、V₂O
₅、HfO₂のうちから選ばれる少なくとも１種の成分を含
有させることが、損失の小さいフェライトとする上で必
須である。以下、各成分の限定理由を述べる。

【００１８】Ta₂O₅：0.0050〜0.1000wt％ Ta₂O₅は、SiO₂、CaO の共存下で比抵抗の増大に有効に
寄与するが、含有量が0.0050wt％に満たないとその添加
効果に乏しく、一方、0.1000wt％を超えると逆に損失が
大きくなる。したがって、Ta₂O₅の含有量を0.0050〜0.
1000wt％に限定した。ただし、含有量が多くなると、そ
の効果が顕著でなくなるため、含有量は0.0100〜0.0800
wt％の範囲であることが好ましい。

【００１９】Zr0₂：0.0100〜0.1500wt％ Zr0₂は、SiO₂、CaO などの共存下でTa₂O₅と同様に粒界
の抵抗を高めて高周波数領域での損失の低下に有効に寄
与する成分である。抵抗増加の割合はTa₂O₅と比べると
効果が少ないが、損失低下の寄与は大きく、特に、損失
が極小となる温度付近から高温側での損失低下に寄与し
ている。Zr0₂の含有量は0.0100wt％未満ではその効果に
乏しく、一方、0.1500wt％を超えると、逆に比抵抗を高
める効果が少なくなり損失が大きくなるため、含有量を
0.0100〜0.1500wt％に限定した。Zr0₂の好ましい含有量
は0.0100〜0.1000wt％の範囲である。

【００２０】Nb₂O₅：0.0050〜0.0500wt％ Nb₂O₅は、SiO₂、CaO とともに粒界相を形成し、粒界抵
抗を高め、損失低下に寄与する成分である。このNb₂O₅
の含有量が0.0050wt％未満ではその効果に乏しく、0.05
00wt％を越えると過剰に粒界相に析出して、かえって損
失が大きくなってしまうので、0.0050〜0.0500wt％の範
囲に限定した。最も顕著な効果が得られるのは、0.0050
〜0.0250wt％の範囲である。

【００２１】V₂O₅：0.0050〜0.0500wt％、HfO₂：0.0050
〜0.0500wt％ V₂O₅、HfO₂はともに異常粒成長を抑制し、かつ粒界抵抗
を高める働きがある成分である。これらの含有量が0.00
50ｗｔ％未満ではその改善効果がなく、一方、0.0500wt
％を超えると損失が大きくなるため、0.0050〜0.0500wt
％の範囲に限定した。どちらかといえば高価格であるの
で、ともに0.0050〜0.030 wt％の範囲で含有させるのが
好ましい。

【００２２】上記発明において、外枠量として含有させ
るSiO₂、CaO 、Ta₂O₅、ZrO₂、Nb₂O ₅、V₂O₅およびHfO₂
の他に、さらにTiO₂あるいはSnO₂の少なくとも一種の成
分を含有させることが損失を小さくする点で望ましい
が、その際に、TiO₂とSnO₂の含有量に応じてFe₂O₃の含
有量を減少させるような微調整が必要ある。以下、説明
する。

【００２３】TiO₂：0.0500〜0.3000wt％ TiO₂は、一部粒界に存在し焼結後の冷却過程で粒界再酸
化を助長して損失を小さくする成分である。また、TiO₂
は４価のイオン（Ti⁺⁴）としてスピネル格子の原子とも
置換して損失が極小となる温度を低下させる働きもあ
る。TiO2の含有量が0.0500wt％未満ではその改善効果が
なく、一方、含有量が多すぎると異常粒成長を引き起こ
して損失が大きくなるため、0.3000wt％以下で含有させ
る。好ましくは、0.0500〜0.2500wt％の範囲で含有させ
る。

【００２４】SnO₂：0.0500〜0.8000wt％ SnO₂もTiO₂と同様な働きがあり、損失低下に寄与する成
分である。また、４価のイオン（Sn⁴⁺）としてスピネル
格子の原子とも置換して、損失が最小となる温度を低下
させる働きもある。しかしながら、SnO₂の含有量が多す
ぎると損失が大きくなるため、0.0500〜0.8000wt％の範
囲で含有させ、好ましくは、0.0500〜0.6000wt％で含有
させる。なお、これらの成分は製造時に必ずしも酸化物
の形で添加する必要はなく、たとえば、炭酸塩の形で混
合してもかまわない。

【００２５】上記発明において、Fe₂O₃の含有量が、基
本成分であるCoO およびZnO の含有量だけでなく、TiO₂
とSnO₂の含有量に応じて調整される必要があり、TiO₂を
１wt％含有した場合には、Fe₂O₃量を4.2mol％減少さ
せ、SnO₂を１wt％含有した場合には、Fe₂O₃量を2.4mol
％減少させることが有効であることがわかった。すなわ
ち、Fe₂O₃の含有量は、以下の式で表される。 Fe₂O₃：［55.91 −2.3 ×｛CoO (mol％) ｝−0.18×
｛ZnO (mol％) ｝−4.2 ×｛TiO₂(mol％) ｝−2.4 ×
｛SnO₂(mol％) ｝]mol％以上、［56.01 −2.3 ×[CoO(m
ol％)]−0.18×[ZnO(mol％)]−4.2 ×｛TiO₂(mol％) ｝
−2.4 ×｛SnO₂(mol％) ｝］mol ％以下。

【００２６】以上は、各組成の限定理由の説明である
が、２価の鉄イオン量は、上記各組成だけでなく、材料
の酸化度、すなわち焼成中の酸素濃度によっても影響を
受けるため、特に、900 ℃以下の冷却過程の酸素濃度に
注意を払う必要があり、500 ｐｐｍ以下の酸素濃度であ
ることが好ましい。本発明における損失の温度変化につ
いて、測定条件が周波数100 ｋHz、最大磁束密度200 ｍ
Ｔで規定しているが、数百ｋＨｚまでの周波数で、かつ
異なる最大磁束密度での測定条件の場合でも、損失の温
度変化に対する効果はほぼ同じであることが認められ
た。

【００２７】

【実施例】（実施例１）最終組成として表１に示した組
成となるよう、基本成分の原料を配合したのち、ボール
ミルを用いて湿式混合を16時間かけて行ない、その後乾
燥した。この混合粉を大気雰囲気で970 ℃で2 時間の仮
焼を行なった。この仮焼粉に対して、SiO₂：0.008 wt
％、CaCO₃：0.13wt％、Ta₂O₅：0.04wt％およびHfO₂：
0.02wt％を添加し、再度ボールミルを用いて湿式混合粉
砕して乾燥させた。この粉末にポリビニルアルコール５
wt％水溶液を10wt％加えた後、造粒した粉末を外径36m
m、内径24mm、高さ12mmのリング状に成形し、酸素分圧
を制御した窒素・空気混合ガス中で1330℃、3 時間の焼
成を行なった。このようにして得られた焼結体試料（適
合例１および比較例１〜３）のそれぞれについて、巻線
を施し（１次側５巻・２次側５巻）100kHzの周波数で最
大磁束密度200mT の条件下で、交流ＢＨトレーサーによ
り損失を０〜120 ℃の温度範囲で測定した。その温度範
囲内での損失の変化を図１に示す。また、そのときの80
℃における損失ならびに式(1) で求めた損失の変化幅
（０〜100 ℃）を表１にあわせて示した。この表に示す
ように、本発明による限定された範囲内の成分組成とし
た適合例１によるフェライトは、損失の変化幅が6.2 ％
であり、比較例１〜３の変化幅と比べてみても、損失が
ほとんど変化しないことがわかる。

【００２８】

【表１】

【００２９】（実施例２）主成分組成が表２および表３
に示す組成となるよう、実施例１と同様に仮焼粉を作製
し、同様の添加物を加えて粉砕、成形したものを焼成
し、試料を作製した。得られた焼結体試料（適合例２〜
１９および比較例４〜３８）について、実施例１と同様
に周波数100kHz、最大磁束密度200mT の条件下で、損失
を0 〜120 ℃の温度範囲において測定した。その一部の
試料について、温度に対する損失の変化を図２〜図６に
示した。これらの図においては、ZnO およびCoO の含有
量が同じであるが、Fe₂O₃含有量が異なる試料毎に比較
して示した。たとえば、図２においては、ZnO およびCo
O の含有量がそれぞれ12.0mol ％および0.51mol ％と同
じであるが、Fe₂O₃含有量がそれぞれ52.59 mol ％、5
2.49 mol ％、52.39 mol％と異なっている適合例３、比
較例６、比較例７について示した。これら図２〜６から
明らかなように、Fe₂O₃の含有量が最適値よりも多い場
合は、低温で損失が大きくなり、最適値より少ない場合
は、全温度範囲で損失が大きくなる傾向がある。また、
各組成における80℃の損失、式(1) で求めた損失の変化
幅、および各適合例２〜１９のFe₂O₃含有量が請求項１
に記載された範囲内にあることを表２および表３にあわ
せて示した。

【００３０】ここで、表２および表３におけるZnO 量に
対する最適なFe₂O₃量を求めるために、CoO 含有量をパ
ラメータとしてプロットすると、図７のようになり、Zn
O 量が６〜14 mol％の範囲でほぼ直線状になり、その傾
きはCoO 濃度によらずほぼ一定であり、ZnO 量に対して
約-0.18 であることがわかる。ただし、切片（ZnO が0m
ol％の時のFe₂O₃の量）が異なっている。これらの各点
を直線近似した直線の切片をCoO 量に対してプロットす
ると、図８に示すように、傾きがほぼ約-2.3、切片が5
5.96 の直線上に並んでいることがわかる。

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】

【００３３】したがって、損失が温度に対してほぼ一定
となるような、最適なFe₂O₃量は、両方のグラフにおけ
る直線近似から以下のように近似される。 [Fe₂O₃(mol％)]=55.96−2.3 ×[CoO(mol％)]−0.180 ×
[ZnO(mol％)]

【００３４】実施例１における適合例１と同じCoO およ
びZnO 含有量である適合例１８、１９および比較例１８
〜２０の損失の温度変化を、適合例１と比較して図９に
示す。ここで、これらのコアの、式(1) による損失の変
化幅（ΔＰ／Ｐ）は、図１０に示すように、Fe₂O₃量が
先に求めた最適Fe₂O₃量の±0.05mol ％以内であれば、
温度変化としては小さいものと評価される。よって、Fe
₂O₃量の範囲は、次のようになる。 Fe₂O₃：［55.91 −2.3 ×｛CoO (mol％) ｝−0.18×
｛ZnO (mol％) ｝］mol ％以上、［56.01 −2.3 ×[CoO
(mol％)]−0.18×[ZnO(mol％)]］mol ％以下。

【００３５】（実施例３）最終組成としてFe₂0₃：Mn0
：ZnO ：CoO が52.9：37.0：9.4 ：0.61のモル比の主
成分組成に対して、実施例１と同様に仮焼粉を作製し、
表４で示した各種酸化物を添加して粉砕、成形したもの
を、酸素分圧を制御した窒素・空気混合ガス中で1200〜
1350℃において２〜６時間の焼成を行なった。このよう
にして得られた焼結体試料（適合例２０〜３９、および
比較例３９〜５１）に実施例1 と同様に巻き線を施し、
周波数100kHz、最大磁束密度200mT の条件下で、損失を
測定した。各組成における80℃における損失、および式
(1) で求めた損失の変化幅を表４にあわせて示した。な
お、実施例３の場合、請求項１に記載されたFe₂0₃含有
量の範囲は52.82 〜52.92 である。この表に示すよう
に、各種酸化物の適切な成分範囲内での添加による効果
は明らかであり、損失が小さくなっていること、および
その損失の変化幅は10％未満となっていることがわか
る。

【００３６】

【表４】

【００３７】（実施例４）最終組成としてFe₂O₃：Mn0
：ZnO ：CoO が表５の主成分組成となるように、実施
例１と同様に仮焼粉を作製し、また表５で示した各種酸
化物とTa₂0₅：0.04wt％およびZrO₂：0.025 wt％を添加
して粉砕、成形したものを、酸素分圧を制御した窒素・
空気混合ガス中で1200〜1350℃において２〜６時間の焼
成を行なった。このようにして得られた焼結体試料（適
合例４０〜４７、および比較例５２〜５７）を、実施例
１と同様に巻き線を施し、周波数100kHz、最大磁束密度
200mTの条件下で、損失を測定した。各添加物組成にお
ける80℃の損失、式(1) で求めた損失の変化幅、および
各適合例４０〜４７のFe₂O₃含有量が請求項２に記載さ
れた範囲内にあることを表５にあわせて示した。この表
に示すように、TiO₂とSnO₂を添加した場合には、Fe₂O₃
の含有量を微調整する必要があり、Fe₂O₃量が不適当で
あると損失の変化幅が大きくなり、一方、添加量の少な
い場合は、損失低下の改善が見られないことがわかる。

【００３８】

【表５】

【００３９】（実施例５）最終組成としてFe₂O₃：Mn0
：ZnO ：CoO が表６の主成分組成となるよう、実施例1
と同様に仮焼粉を作製し、また表６で示した各種酸化
物とNb₂0₅：0.01wt％およびV₂O₅：0.0085wt％を添加し
て粉砕、成形したものを、酸素分圧を制御した窒素・空
気混合ガス中で1200〜1350℃において２〜６時間の焼成
を行なった。このようにして得られた焼結体試料（適合
例４８〜５３、および比較例５８〜６１）を、実施例１
と同様に巻き線を施し、周波数100kHz、最大磁束密度20
0mT の条件下で、損失を測定した。各添加物組成におけ
る80℃の損失、式(1) で求めた損失の変化幅、および各
適合例４８〜５３のFe₂O₃含有量が請求項２に記載され
た範囲内にあることを表６にあわせて示した。この表に
示すように、TiO₂とSnO₂を添加した場合には、Fe₂O₃の
含有量を微調整する必要があり、Fe₂O₃量が不適当であ
ると損失の変化幅が大きくなり、一方、添加量の多い場
合は、損失が大きくなることがわかる。

【００４０】

【表６】

【００４１】（実施例６）最終組成としてFe₂O₃：Mn0
：ZnO ：CoO が表７の主成分組成となるよう、実施1
と同様に仮焼粉を作製し、また表７で示した各種酸化物
とNb₂0₅：0.012wt％およびHfO₂：0.0085wt％を添加し
て粉砕、成形したものを、酸素分圧を制御した窒素・空
気混合ガス中で1200〜1350℃において2 〜6 時間の焼成
を行なった。このようにして得られた焼結体試料（適合
例５４〜５８、および比較例６２〜６４）を、実施例１
と同様に巻き線を施し、周波数100kHz、最大磁束密度20
0mT の条件下で、損失を測定した。各添加物組成におけ
る80℃の損失、式(1) で求めた損失の変化幅、および各
適合例５４〜５８のFe₂O₃含有量が請求項２に記載され
た範囲内にあることを表７にあわせて示した。この表に
示すように、TiO₂とSnO₂を添加した場合には、Fe₂O₃の
含有量を微調整する必要があり、Fe₂O₃量が不適当であ
ると損失の変化幅が大きくなり、一方、添加量の少ない
場合は、損失低下の改善が見られないことがわかる。

【００４２】

【表７】

【００４３】

【発明の効果】本発明によるフェライトは、0 〜100 ℃
程度の比較的広い温度範囲において、損失が小さく、か
つ損失の温度変化がほとんどないので、スイッチング電
源トランス等の磁心に最適なフェライトとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られた各フェライトの損失と温度
との関係を、周波数100kHz、最大磁束密度200mT の条件
下で測定した結果を示すグラフである。

【図２】実施例２で得られた適合例３および比較例６、
７のフェライトの損失と温度との関係を、周波数100kH
z、最大磁束密度200mT の条件下で測定した結果を示す
グラフである。

【図３】実施例２で得られた適合例７および比較例14、
15のフェライトの損失と温度との関係を、周波数100kH
z、最大磁束密度200mT の条件下で測定した結果を示す
グラフである。

【図４】実施例１、２で得られた適合例１および比較例
18、19のフェライトの損失と温度との関係を、周波数10
0kHz、最大磁束密度200mT の条件下で測定した結果を示
すグラフである。

【図５】実施例２で得られた適合例13および比較例29、
30のフェライトの損失と温度との関係を、周波数100kH
z、最大磁束密度200mT の条件下で測定した結果を示す
グラフである。

【図６】実施例２で得られた適合例15および比較例33、
34のフェライトの損失と温度との関係を、周波数100kH
z、最大磁束密度200mT の条件下で測定した結果を示す
グラフである。

【図７】実施例２において、CoO 量を変化させた場合
の、ZnO 量に対する最適Fe₂O₃量の関係を示すグラフで
ある。

【図８】図７におけるｙ切片に対するCoO 量の関係を示
すグラフである。

【図９】実施例１、２で得られた適合例１、18、19およ
び比較例18、19、20のフェライトの損失の温度変化を示
すグラフである。

【図１０】図９に示す各フェライトが含有するFe₂O₃量
に対する損失の変化幅を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ZnO ：6 〜14 mol％、CoO:0.5 mol ％を超
えて0.8 mol ％以下、Fe₂O₃：［55.91 −2.3 ×｛CoO
(mol％) ｝−0.18×｛ZnO (mol％) ｝］mol ％以上、
［56.01 −2.3 ×[CoO(mol％)]−0.18×[ZnO(mol％)]］
mol ％以下、残部が実質的にMnO の組成となる基本成分
に対して、外枠量でSiO₂：0.0050〜0.0500wt％およびCa
O:0.0200〜0.2000wt％を含有させ、さらにTa₂O₅、ZrO
_2、Nb₂O_5、 V₂O_5、およびHfO₂のうちから選ばれる少なく
とも１種の成分を下記の範囲で含有させることを特徴と
するフェライト。記 Ta₂O₅：0.0050〜0.1000wt％ ZrO₂ ：0.0100〜0.1500wt％ Nb₂O₅：0.0050〜0.0500wt％ V₂O₅ ：0.0050〜0.0500wt％ HfO₂ ：0.0050〜0.0500wt％
【請求項２】さらにTiO₂とSnO₂の少なくとも一種の成
分を外枠量として、下記の範囲で含有させるとともに、
上記Fe₂O₃の含有量をCoO 、ZnO の上記含有量およびTi
O_2、SnO₂の下記含有量に応じて下記の範囲で減少させる
ことを特徴とする請求項１に記載のフェライト。 TiO₂：0.0500〜0.3000wt％ SnO₂：0.0500〜0.8000wt％ Fe₂O₃：［55.91 −2.3 ×｛CoO (mol％) ｝−0.18×
｛ZnO (mol％) ｝−4.2 ×｛TiO₂(mol％) ｝−2.4 ×
｛SnO₂(mol％) ｝］mol ％以上、［56.01 −2.3 ×[CoO
(mol％)]−0.18×[ZnO(mol％)]−4.2 ×｛TiO₂(mol％)
｝−2.4 ×｛SnO₂(mol％) ｝］mol ％以下。