JP2001233667A - 電源用ＭｎＺｎ系フェライト - Google Patents
電源用ＭｎＺｎ系フェライトInfo
- Publication number
- JP2001233667A JP2001233667A JP2000044081A JP2000044081A JP2001233667A JP 2001233667 A JP2001233667 A JP 2001233667A JP 2000044081 A JP2000044081 A JP 2000044081A JP 2000044081 A JP2000044081 A JP 2000044081A JP 2001233667 A JP2001233667 A JP 2001233667A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- loss
- range
- power supply
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Magnetic Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチング電源に適用して好適な、低損失
であると同時に強度の高い、電源用MnZn系フェライトを
提供する。 【解決手段】 ZnＯ：10.0〜15.0 mol％、Fe2O3 : 52.0
〜54.0 mol％、MnＯ：残部の成分組成になる基本成分中
に、Bi2O3 : 0.0050〜0.0200mass％、SiO2 : 0.0050〜
0.0500mass％およびCaＯ : 0.0200〜0.2000mass％と共
に、Ta2O5 : 0.0050〜0.1000mass％、ZrO2 : 0.0100〜
0.1500mass％、Nb2O5 : 0.0050〜0.0500mass％およびHf
O2 : 0.0050〜0.0500mass％のうちから選んだ少なくと
も一種を含有させた組成とする。
であると同時に強度の高い、電源用MnZn系フェライトを
提供する。 【解決手段】 ZnＯ：10.0〜15.0 mol％、Fe2O3 : 52.0
〜54.0 mol％、MnＯ：残部の成分組成になる基本成分中
に、Bi2O3 : 0.0050〜0.0200mass％、SiO2 : 0.0050〜
0.0500mass％およびCaＯ : 0.0200〜0.2000mass％と共
に、Ta2O5 : 0.0050〜0.1000mass％、ZrO2 : 0.0100〜
0.1500mass％、Nb2O5 : 0.0050〜0.0500mass％およびHf
O2 : 0.0050〜0.0500mass％のうちから選んだ少なくと
も一種を含有させた組成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
用トランス等の磁心材料として好適な、強度が高くかつ
低損失な電源用MnZnフェライトに関するものである。
用トランス等の磁心材料として好適な、強度が高くかつ
低損失な電源用MnZnフェライトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物磁性材料は、フェライトと総称さ
れ、このフェライトはさらに、Baフェライト、Srフェラ
イト等の硬質磁性材料とMnZn系フェライト、NiZn系フェ
ライト等の軟質磁性材料に分けられる。軟質磁性材料と
は、非常に僅かな磁場に対しても十分に磁化する材料で
あり、電源、通信機器、計測制御機器、磁気記録および
コンピュータなどの幅広い分野で使用されている。そし
て、かような軟磁性材料に必要とされる特性としては、
保磁力が小さく透磁率が高いこと、飽和磁束密度が大き
いこと、低損失であることなどが挙げられる。
れ、このフェライトはさらに、Baフェライト、Srフェラ
イト等の硬質磁性材料とMnZn系フェライト、NiZn系フェ
ライト等の軟質磁性材料に分けられる。軟質磁性材料と
は、非常に僅かな磁場に対しても十分に磁化する材料で
あり、電源、通信機器、計測制御機器、磁気記録および
コンピュータなどの幅広い分野で使用されている。そし
て、かような軟磁性材料に必要とされる特性としては、
保磁力が小さく透磁率が高いこと、飽和磁束密度が大き
いこと、低損失であることなどが挙げられる。
【０００３】酸化物フェライト以外の軟磁性材料として
は、金属系のものがある。この金属系軟磁性材料は、飽
和磁束密度が高いため、この点酸化物系と比べると有利
ではあるが、その反面電気抵抗が低いため、高周波域で
使用する際には渦電流に起因する損失（磁気損失）が大
きくなってしまう。特に近年では、電子機器の小型化・
高密度化の要請から使用周波数の高周波化が進んでお
り、スイッチング電源等に用いられている 100 kHz程度
の周波数帯域では、従来の金属系材料では抵抗が低く、
渦電流損による発熱が大きくなるため、その使用はほと
んど不可能である。このような背景から、高周波帯域で
用いられる電源用トランスの磁心材料としては、MnZn系
フェライトを用いることが主流となっている。
は、金属系のものがある。この金属系軟磁性材料は、飽
和磁束密度が高いため、この点酸化物系と比べると有利
ではあるが、その反面電気抵抗が低いため、高周波域で
使用する際には渦電流に起因する損失（磁気損失）が大
きくなってしまう。特に近年では、電子機器の小型化・
高密度化の要請から使用周波数の高周波化が進んでお
り、スイッチング電源等に用いられている 100 kHz程度
の周波数帯域では、従来の金属系材料では抵抗が低く、
渦電流損による発熱が大きくなるため、その使用はほと
んど不可能である。このような背景から、高周波帯域で
用いられる電源用トランスの磁心材料としては、MnZn系
フェライトを用いることが主流となっている。
【０００４】ところで、電源用トランスの磁心材料とし
て用いられる電源用MnZn系フェライトに対しては、特に
低損失であることが要求される。磁性材料の低損失化に
ついては、損失を支配する要因として磁気異方性定数Ｋ
1 ならびに磁歪定数λが知られており、MnZn系フェライ
トにおいても、これらのパラメータが損失を最小とする
ようなMnＯ−ZnＯ−Fe2O3 三元系の組成が、従来から選
択されている。
て用いられる電源用MnZn系フェライトに対しては、特に
低損失であることが要求される。磁性材料の低損失化に
ついては、損失を支配する要因として磁気異方性定数Ｋ
1 ならびに磁歪定数λが知られており、MnZn系フェライ
トにおいても、これらのパラメータが損失を最小とする
ようなMnＯ−ZnＯ−Fe2O3 三元系の組成が、従来から選
択されている。
【０００５】すなわち、損失が小さくなる組成領域と
は、電源用トランスの動作温度（80℃前後）において、
磁気異方性定数Ｋ1 ならびに飽和磁歪定数λs がともに
小さい三元系の組成領域である。また、MnZn系フェライ
トの損失は大きな温度依存性を有しており、損失は室温
から温度が高まるにつれて低下し、最小温度を境に増加
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、トランスの温度がしばしば 100℃近くなる場合もあ
り得る。このような条件を想定し、またMnZn系フェライ
トの損失の温度依存性を考慮して、現行の電源用トラン
ス磁心材料では、損失が最小となる温度が90〜100 ℃付
近となるように材料設計されている。
は、電源用トランスの動作温度（80℃前後）において、
磁気異方性定数Ｋ1 ならびに飽和磁歪定数λs がともに
小さい三元系の組成領域である。また、MnZn系フェライ
トの損失は大きな温度依存性を有しており、損失は室温
から温度が高まるにつれて低下し、最小温度を境に増加
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、トランスの温度がしばしば 100℃近くなる場合もあ
り得る。このような条件を想定し、またMnZn系フェライ
トの損失の温度依存性を考慮して、現行の電源用トラン
ス磁心材料では、損失が最小となる温度が90〜100 ℃付
近となるように材料設計されている。
【０００６】磁気異方性定数Ｋ1 ならびに磁歪定数λな
どは主組成によって決まり、これらが損失に影響を及ぼ
すが、MnZn系フェライトの場合は、微量添加成分によっ
ても損失が変わってくる。すなわち、焼結体の密度を向
上させるとか、粒界抵抗を高め、焼結体全体の比抵抗を
高めて渦電流損失を低減させることにより、全損失を低
減させることができる。たとえば、特開昭58−15037 号
公報や特開平３−184307号公報に開示されているよう
に、数百ppm 程度の微量添加で損失を低減させ得る添加
成分もある。
どは主組成によって決まり、これらが損失に影響を及ぼ
すが、MnZn系フェライトの場合は、微量添加成分によっ
ても損失が変わってくる。すなわち、焼結体の密度を向
上させるとか、粒界抵抗を高め、焼結体全体の比抵抗を
高めて渦電流損失を低減させることにより、全損失を低
減させることができる。たとえば、特開昭58−15037 号
公報や特開平３−184307号公報に開示されているよう
に、数百ppm 程度の微量添加で損失を低減させ得る添加
成分もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、MnZn系
フェライトのMnＯ−ZnＯ−Fe2O3 三元系の組成によって
は、このような添加成分の添加量を増やしていくにつれ
て、焼結体の曲げ強度、抗折強度といった強度が著しく
低下し、加工時にチッピングが生じたり、最終的に製品
としたとき、あるいは部品として他の電子部品と共に電
子機器に組み込んだ際に、割れが生じることがあった。
本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、スイッ
チング電源に適用して好適な、低損失であると同時に強
度の高い、電源用MnZn系フェライトを提案することを目
的とする。
フェライトのMnＯ−ZnＯ−Fe2O3 三元系の組成によって
は、このような添加成分の添加量を増やしていくにつれ
て、焼結体の曲げ強度、抗折強度といった強度が著しく
低下し、加工時にチッピングが生じたり、最終的に製品
としたとき、あるいは部品として他の電子部品と共に電
子機器に組み込んだ際に、割れが生じることがあった。
本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、スイッ
チング電源に適用して好適な、低損失であると同時に強
度の高い、電源用MnZn系フェライトを提案することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上に
述べた課題を解決するために、添加成分の焼結体強度に
及ぼす影響について種々検討を重ねた結果、Bi2O3 を併
せて添加することによって、損失値をほとんど変化させ
ることなしに、強度を効果的に向上させ得ることの知見
を得た。本発明は、上記の知見に立脚するものである。
述べた課題を解決するために、添加成分の焼結体強度に
及ぼす影響について種々検討を重ねた結果、Bi2O3 を併
せて添加することによって、損失値をほとんど変化させ
ることなしに、強度を効果的に向上させ得ることの知見
を得た。本発明は、上記の知見に立脚するものである。
【０００９】すなわち、本発明は、下記の成分組成にな
る基本成分中に、Bi2O3 : 0.0050〜0.0200mass％、SiO2
: 0.0050〜0.0500mass％およびCaＯ : 0.0200〜0.20
00mass％と共に、Ta2O5 : 0.0050〜0.1000mass％、ZrO2
: 0.0100〜0.1500mass％、Nb2O5 : 0.0050〜0.0500ma
ss％およびHfO2 : 0.0050〜0.0500mass％のうちから選
んだ少なくとも一種を含有させたことを特徴とする電源
用MnZn系フェライトである。
る基本成分中に、Bi2O3 : 0.0050〜0.0200mass％、SiO2
: 0.0050〜0.0500mass％およびCaＯ : 0.0200〜0.20
00mass％と共に、Ta2O5 : 0.0050〜0.1000mass％、ZrO2
: 0.0100〜0.1500mass％、Nb2O5 : 0.0050〜0.0500ma
ss％およびHfO2 : 0.0050〜0.0500mass％のうちから選
んだ少なくとも一種を含有させたことを特徴とする電源
用MnZn系フェライトである。
【００１０】本発明のMnZn系フェライトでは、 100×10
6 N/m2以上の曲げ強度を得ることができる。また、本発
明のMnZn系フェライトにおいて、損失が最小となる温度
は80〜120℃の範囲である。
6 N/m2以上の曲げ強度を得ることができる。また、本発
明のMnZn系フェライトにおいて、損失が最小となる温度
は80〜120℃の範囲である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明において、MnZn系フ
ェライトの成分組成を上記の範囲に限定した理由につい
て説明する。まず、基本成分組成を、ZnＯ：10.0〜15.0
mol％、 Fe2O3：52.0〜54.0 mol％、MnＯ：残部の範囲
に限定した理由について説明する。前述したように、電
源用フェライトに求められる磁気特性としては、飽和磁
束密度が大きいこと、キュリー温度が高いことおよび損
失が小さいことが挙げられるが、このうち飽和磁束密度
およびキュリー温度は、基本成分であるMnＯ、ZnＯおよ
びFe2O3 の配合比でほぼ決定される。すなわち、ZnＯの
量が少ない領域では、ZnＯ量の増加に伴って飽和磁束密
度が増加するが、これと同時にキュリー温度は低下す
る。さらにZnＯ量が多くなると、飽和磁束密度が低下す
る。同じMnZn系フェライト材料であっても、高透磁率を
目的にした材料では、ZnＯ量を多くして飽和磁歪の小さ
い成分組成である20 mol％付近の組成を選択し、飽和磁
束密度を犠牲にしても透磁率が高くなる組成としてい
る。ここに、ZnＯ量が多いこの組成では焼結体密度が高
くて強度的には問題がなく、強度が問題とされるのはZn
Ｏ量が15 mol％以下の範囲である。逆に、80〜120 ℃の
温度域における損失を考慮すると、ZnＯ量が少ない組成
の方が有利であるが、ZnＯ量が10 mol％より少なくなる
と損失がかえって増大する。従って、ZnＯ量は10 mol％
以上、15 mol％以下の範囲とした。より好ましくは10 m
ol％以上、14 mol％以下である。
ェライトの成分組成を上記の範囲に限定した理由につい
て説明する。まず、基本成分組成を、ZnＯ：10.0〜15.0
mol％、 Fe2O3：52.0〜54.0 mol％、MnＯ：残部の範囲
に限定した理由について説明する。前述したように、電
源用フェライトに求められる磁気特性としては、飽和磁
束密度が大きいこと、キュリー温度が高いことおよび損
失が小さいことが挙げられるが、このうち飽和磁束密度
およびキュリー温度は、基本成分であるMnＯ、ZnＯおよ
びFe2O3 の配合比でほぼ決定される。すなわち、ZnＯの
量が少ない領域では、ZnＯ量の増加に伴って飽和磁束密
度が増加するが、これと同時にキュリー温度は低下す
る。さらにZnＯ量が多くなると、飽和磁束密度が低下す
る。同じMnZn系フェライト材料であっても、高透磁率を
目的にした材料では、ZnＯ量を多くして飽和磁歪の小さ
い成分組成である20 mol％付近の組成を選択し、飽和磁
束密度を犠牲にしても透磁率が高くなる組成としてい
る。ここに、ZnＯ量が多いこの組成では焼結体密度が高
くて強度的には問題がなく、強度が問題とされるのはZn
Ｏ量が15 mol％以下の範囲である。逆に、80〜120 ℃の
温度域における損失を考慮すると、ZnＯ量が少ない組成
の方が有利であるが、ZnＯ量が10 mol％より少なくなる
と損失がかえって増大する。従って、ZnＯ量は10 mol％
以上、15 mol％以下の範囲とした。より好ましくは10 m
ol％以上、14 mol％以下である。
【００１２】損失が最小となる温度も、先に述べたよう
に基本成分によって決まる。損失が最小となる温度を、
80〜120 ℃の範囲にするためには、ZnＯ：10 mol％に対
してFe2O3 は54.0 mol％程度、ZnＯ：15 mol％に対して
Fe2O3は52.0 mol％程度となり、この組成範囲から外れ
ると、80〜120 ℃の温度域での損失値が増大する。従っ
て、Fe2O3 量は52.0 mol％から54.0 mol％の範囲とし、
残部をMnＯとしたのである。より好ましい Fe2O3量は5
2.5〜53.8 mol％である。
に基本成分によって決まる。損失が最小となる温度を、
80〜120 ℃の範囲にするためには、ZnＯ：10 mol％に対
してFe2O3 は54.0 mol％程度、ZnＯ：15 mol％に対して
Fe2O3は52.0 mol％程度となり、この組成範囲から外れ
ると、80〜120 ℃の温度域での損失値が増大する。従っ
て、Fe2O3 量は52.0 mol％から54.0 mol％の範囲とし、
残部をMnＯとしたのである。より好ましい Fe2O3量は5
2.5〜53.8 mol％である。
【００１３】以上、基本成分に関して説明したが、次に
添加成分について説明する。まず、SiO2，CaＯを含有さ
せることは、焼結性を高めかつ粒界相を高抵抗化して低
損失を実現する上で不可欠である。すなわち、SiO2は、
焼結を促進させる効果があり、この効果を引き出すため
には0.0050mass％以上含有させる必要があるが、多すぎ
ると異常粒成長を起こすため上限は0.0500mass％とし
た。ただし、この上限付近の含有量では焼結温度を下げ
る等の配慮が必要である。また、含有量が比較的多い場
合は、最適な粒界の制御が難しいので、好ましくは0.00
50〜0.0350mass％の範囲で含有させる。
添加成分について説明する。まず、SiO2，CaＯを含有さ
せることは、焼結性を高めかつ粒界相を高抵抗化して低
損失を実現する上で不可欠である。すなわち、SiO2は、
焼結を促進させる効果があり、この効果を引き出すため
には0.0050mass％以上含有させる必要があるが、多すぎ
ると異常粒成長を起こすため上限は0.0500mass％とし
た。ただし、この上限付近の含有量では焼結温度を下げ
る等の配慮が必要である。また、含有量が比較的多い場
合は、最適な粒界の制御が難しいので、好ましくは0.00
50〜0.0350mass％の範囲で含有させる。
【００１４】また、CaＯは、SiO2と共に粒界を高抵抗化
して損失を小さくする作用があるが、含有量が0.0200ma
ss％未満ではその効果に乏しく、一方0.2000mass％を超
えると焼結性に問題が生じるので、CaＯ量は0.0200〜0.
2000mass％の範囲で含有させるものとした。なお、SiO2
量が少ない場合には、CaＯ量は0.0200〜0.1250mass％の
範囲で含有させることが好ましい。
して損失を小さくする作用があるが、含有量が0.0200ma
ss％未満ではその効果に乏しく、一方0.2000mass％を超
えると焼結性に問題が生じるので、CaＯ量は0.0200〜0.
2000mass％の範囲で含有させるものとした。なお、SiO2
量が少ない場合には、CaＯ量は0.0200〜0.1250mass％の
範囲で含有させることが好ましい。
【００１５】さらに、これらに加えて、スピネルを形成
しない Ta2O5, ZrO2, Nb2O5, HfO2等を微量含有させる
ことにより、損失の少ない高性能な電源用MnZn系フェラ
イトとすることができる。しかしながら、発明者らの調
査によれば、含有量の増加に伴って強度が低下するこ
と、しかもかかる強度低下は、添加成分の種類によらず
含有量で決まることが明らかとなった。
しない Ta2O5, ZrO2, Nb2O5, HfO2等を微量含有させる
ことにより、損失の少ない高性能な電源用MnZn系フェラ
イトとすることができる。しかしながら、発明者らの調
査によれば、含有量の増加に伴って強度が低下するこ
と、しかもかかる強度低下は、添加成分の種類によらず
含有量で決まることが明らかとなった。
【００１６】この原因については、欠けや割れが生じた
破面を観察したところ、粒界での割れよりも粒内での割
れが多いことから、焼結が不足しているためではなく、
結晶粒に応力が加わることに起因しているものと考えら
れる。すなわち、これらの添加成分は、粒界抵抗を高め
る効果があるが、それと同時に結晶粒に対して応力を生
み出していると考えられるのである。もっとも、これら
の添加成分を含んだものでも焼成条件次第ではそれらの
応力を少なくすることは可能である。例えば、焼結を進
ませる焼成初期に、昇温に時間をかけると共に、焼成後
の冷却速度を遅らせることにより、添加成分の粒界偏析
を軽減して結晶粒にかかる歪みを最小限にすることがで
きる。ただし、その場合は、焼成時間が長くなり、実際
の生産工程では能率の面から好ましくない。
破面を観察したところ、粒界での割れよりも粒内での割
れが多いことから、焼結が不足しているためではなく、
結晶粒に応力が加わることに起因しているものと考えら
れる。すなわち、これらの添加成分は、粒界抵抗を高め
る効果があるが、それと同時に結晶粒に対して応力を生
み出していると考えられるのである。もっとも、これら
の添加成分を含んだものでも焼成条件次第ではそれらの
応力を少なくすることは可能である。例えば、焼結を進
ませる焼成初期に、昇温に時間をかけると共に、焼成後
の冷却速度を遅らせることにより、添加成分の粒界偏析
を軽減して結晶粒にかかる歪みを最小限にすることがで
きる。ただし、その場合は、焼成時間が長くなり、実際
の生産工程では能率の面から好ましくない。
【００１７】そこで、発明者らは、この点について鋭意
研究を重ねた結果、上記した粒界抵抗を高める元素と共
に、Bi2O3 を併せて含有させることが、この問題の解決
に極めて有効であることを突き止めた。このように、粒
界抵抗を高める元素と共に、Bi2O3 を複合含有させるこ
とが、本発明の最大の特徴であり、かくして損失を増大
させることなしに、強度の有利な向上が達成されるので
ある。しかしながら、Bi2O3 含有量があまりに少ないと
強度改善効果がなく、逆に多すぎると異常粒成長を引き
起こして損失の急激な増大を招くことから、Bi2O3 量は
0.0050〜0.0200mass％の範囲で含有させるものとした。
研究を重ねた結果、上記した粒界抵抗を高める元素と共
に、Bi2O3 を併せて含有させることが、この問題の解決
に極めて有効であることを突き止めた。このように、粒
界抵抗を高める元素と共に、Bi2O3 を複合含有させるこ
とが、本発明の最大の特徴であり、かくして損失を増大
させることなしに、強度の有利な向上が達成されるので
ある。しかしながら、Bi2O3 含有量があまりに少ないと
強度改善効果がなく、逆に多すぎると異常粒成長を引き
起こして損失の急激な増大を招くことから、Bi2O3 量は
0.0050〜0.0200mass％の範囲で含有させるものとした。
【００１８】なお、上記した各種の粒界抵抗改善成分の
適正含有量については次のとおりである。Ta2O5 は、Si
O2, CaＯとの共存下で比抵抗の増大に有効に寄与する
が、含有量が0.0050mass％に満たないとその添加効果に
乏しく、一方 0.1000mass ％を超えると逆に損失の増大
を招く。従って、Ta2O5 は0.0050〜0.1000mass％の範囲
で含有させるものとした。より好ましい範囲は0.0100〜
0.0800mass％である。ZrO2は、Ta2O5 と同様、SiO2, Ca
Ｏとの共存下で、粒界の抵抗を高めて高周波域での損失
の低減に有効に寄与する。抵抗増加の割合は Ta2O5と比
べると幾分低いけれども、損失低減の寄与は大きく、特
に最小温度付近から高温側での損失低減に寄与してい
る。ここに、ZrO2量が0.0100mass％未満ではその効果に
乏しく、一方0.1500mass％を超えると逆に比抵抗を高め
る効果が低減し、損失が増大するので、ZrO2量は0.0100
〜0.1500mass％の範囲とした。より好ましくは、0.0100
〜0.1000mass％の範囲である。Nb2O5 は、SiO2, CaＯと
粒界相を形成し、粒界抵抗を高めて損失低減に有効に寄
与する。しかしながら、含有量が0.0050mass％未満では
その効果に乏しく、一方0.0500mass％を超えると過剰に
粒界相に析出し、かえって損失の増大を招くので、Nb2O
5 量は0.0050〜0.0500mass％の範囲に限定した。最も顕
著な効果が得られるのは0.0500〜0.0250mass％の範囲で
ある。HfO2は、ZrO2と同様、粒界抵抗を高める働きがあ
る。しかしながら、あまりに少ないと損失改善効果に乏
しく、一方多すぎると損失が増大するので、0.0050〜0.
0500mass％の範囲に限定した。また、比較的高価な元素
であるので、0.0050〜0.0300mass％の範囲で添加するの
が好ましい。本発明のMnZn系フェライトは、低損失であ
るので、電源用として最適である。
適正含有量については次のとおりである。Ta2O5 は、Si
O2, CaＯとの共存下で比抵抗の増大に有効に寄与する
が、含有量が0.0050mass％に満たないとその添加効果に
乏しく、一方 0.1000mass ％を超えると逆に損失の増大
を招く。従って、Ta2O5 は0.0050〜0.1000mass％の範囲
で含有させるものとした。より好ましい範囲は0.0100〜
0.0800mass％である。ZrO2は、Ta2O5 と同様、SiO2, Ca
Ｏとの共存下で、粒界の抵抗を高めて高周波域での損失
の低減に有効に寄与する。抵抗増加の割合は Ta2O5と比
べると幾分低いけれども、損失低減の寄与は大きく、特
に最小温度付近から高温側での損失低減に寄与してい
る。ここに、ZrO2量が0.0100mass％未満ではその効果に
乏しく、一方0.1500mass％を超えると逆に比抵抗を高め
る効果が低減し、損失が増大するので、ZrO2量は0.0100
〜0.1500mass％の範囲とした。より好ましくは、0.0100
〜0.1000mass％の範囲である。Nb2O5 は、SiO2, CaＯと
粒界相を形成し、粒界抵抗を高めて損失低減に有効に寄
与する。しかしながら、含有量が0.0050mass％未満では
その効果に乏しく、一方0.0500mass％を超えると過剰に
粒界相に析出し、かえって損失の増大を招くので、Nb2O
5 量は0.0050〜0.0500mass％の範囲に限定した。最も顕
著な効果が得られるのは0.0500〜0.0250mass％の範囲で
ある。HfO2は、ZrO2と同様、粒界抵抗を高める働きがあ
る。しかしながら、あまりに少ないと損失改善効果に乏
しく、一方多すぎると損失が増大するので、0.0050〜0.
0500mass％の範囲に限定した。また、比較的高価な元素
であるので、0.0050〜0.0300mass％の範囲で添加するの
が好ましい。本発明のMnZn系フェライトは、低損失であ
るので、電源用として最適である。
【００１９】
【実施例】実施例１ 最終的に表１に示す組成となるように、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
かけて行い、その後乾燥した。この混合粉を、大気雰囲
気中にて 970℃、２時間仮焼した。ついで、この仮焼粉
に対し、SiO2,CaC03, Bi2O3, Ta2O5 およびHfO2をそれ
ぞれ、SiO2：0.08mass％、CaC03 ：0.13mass％、Bi2O
3 ：0.0150mass％、Ta2O5 ：0.04mass％およびHfO2：0.
02mass％となるように添加し、再度ボールミルを用いて
湿式混合粉砕した後、乾燥した。この粉末に、５mass％
ポリビニルアルコール水溶液を10mass％加えたのち、造
粒してから、外径：36mm、内径：24mm、高さ：12mmのリ
ングおよび長さ：60mm、幅：12mm、厚さ：６mmの直方体
に成形し、酸素分圧を制御した窒素・空気混合ガス雰囲
気中にて1330℃、３時間の焼成を行った。この時、全体
の焼成時間は10時間であった。
を配合したのち、ボールミルを用いて湿式混合を16時間
かけて行い、その後乾燥した。この混合粉を、大気雰囲
気中にて 970℃、２時間仮焼した。ついで、この仮焼粉
に対し、SiO2,CaC03, Bi2O3, Ta2O5 およびHfO2をそれ
ぞれ、SiO2：0.08mass％、CaC03 ：0.13mass％、Bi2O
3 ：0.0150mass％、Ta2O5 ：0.04mass％およびHfO2：0.
02mass％となるように添加し、再度ボールミルを用いて
湿式混合粉砕した後、乾燥した。この粉末に、５mass％
ポリビニルアルコール水溶液を10mass％加えたのち、造
粒してから、外径：36mm、内径：24mm、高さ：12mmのリ
ングおよび長さ：60mm、幅：12mm、厚さ：６mmの直方体
に成形し、酸素分圧を制御した窒素・空気混合ガス雰囲
気中にて1330℃、３時間の焼成を行った。この時、全体
の焼成時間は10時間であった。
【００２０】
【表１】
【００２１】このようにして得られた焼結体リング試料
に、巻線を施し（１次側：５巻・２次側：５巻）、周波
数：100 kHz 、最大磁束密度：200 mTの条件下における
損失を、交流ＢＨトレーサーにより０〜120 ℃の温度範
囲にわたって測定した。温度に対する損失の変化を図１
に示す。また、直方体試料は、長さ：50mm、幅：10mm、
厚さ：５mmの直方体に加工し、JIS C 2561で定義された
３点曲げ試験を行った。この強度試験結果を、ZnＯ量と
の関係で図２に示す。また、比較のため、上に述べた組
成でBi2O3 のみを除外した組成で作製した直方体試料の
強度について測定した結果も併せて示す。
に、巻線を施し（１次側：５巻・２次側：５巻）、周波
数：100 kHz 、最大磁束密度：200 mTの条件下における
損失を、交流ＢＨトレーサーにより０〜120 ℃の温度範
囲にわたって測定した。温度に対する損失の変化を図１
に示す。また、直方体試料は、長さ：50mm、幅：10mm、
厚さ：５mmの直方体に加工し、JIS C 2561で定義された
３点曲げ試験を行った。この強度試験結果を、ZnＯ量と
の関係で図２に示す。また、比較のため、上に述べた組
成でBi2O3 のみを除外した組成で作製した直方体試料の
強度について測定した結果も併せて示す。
【００２２】図１から明らかなように、本発明の成分組
成範囲を満足するものはいずれも、約90℃前後で損失が
最小となり、またその絶対値も小さくなっている。ま
た、図２に示したように、ZnＯの増加に伴って強度は変
化するが、本発明の組成範囲内のものは、適正なZnＯ量
範囲において十分に高い強度が得られたのに対し、Bi2O
3 を除外した組成では、強度が不足している。
成範囲を満足するものはいずれも、約90℃前後で損失が
最小となり、またその絶対値も小さくなっている。ま
た、図２に示したように、ZnＯの増加に伴って強度は変
化するが、本発明の組成範囲内のものは、適正なZnＯ量
範囲において十分に高い強度が得られたのに対し、Bi2O
3 を除外した組成では、強度が不足している。
【００２３】実施例２ 最終組成としてZnＯ： Fe2O3：MnＯが11.7：52.9：35.4
のモル比となるように調整した主成分組成について、実
施例１と同様に仮焼粉を作製し、表２で示した各種酸化
物を添加したのち、粉砕、成形したものを、酸素分圧を
制御した窒素・空気混合ガス中にて1200〜1350℃の温度
で２〜６時間焼成した。このようにして得られた焼結体
試料に、実施例１と同様に巻き線を施し、周波数：100k
Hz、最大磁束密度：200 mTの条件下での損失を測定し
た。90℃における損失値Ｐcvを表２に示す。また、実施
例１と同様に直方体の焼結体試料について３点曲げ強度
試験を行い、その強度σ3bも表２に併せて示す。
のモル比となるように調整した主成分組成について、実
施例１と同様に仮焼粉を作製し、表２で示した各種酸化
物を添加したのち、粉砕、成形したものを、酸素分圧を
制御した窒素・空気混合ガス中にて1200〜1350℃の温度
で２〜６時間焼成した。このようにして得られた焼結体
試料に、実施例１と同様に巻き線を施し、周波数：100k
Hz、最大磁束密度：200 mTの条件下での損失を測定し
た。90℃における損失値Ｐcvを表２に示す。また、実施
例１と同様に直方体の焼結体試料について３点曲げ強度
試験を行い、その強度σ3bも表２に併せて示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】表２から明らかなように、本発明の成分組
成範囲を満足するものはいずれも、低損失であり、また
Bi2O3 の添加効果によって強度も 100×106 N/m2以上と
なっている。
成範囲を満足するものはいずれも、低損失であり、また
Bi2O3 の添加効果によって強度も 100×106 N/m2以上と
なっている。
【００２６】
【発明の効果】かくして、本発明によれば、スイッチン
グ電源トランス等の磁心材料に適した、低損失でかつ強
度の高い電源用MnZnフェライトを安定して得ることがで
き、その工業的価値は極めて大きい。
グ電源トランス等の磁心材料に適した、低損失でかつ強
度の高い電源用MnZnフェライトを安定して得ることがで
き、その工業的価値は極めて大きい。
【図１】 周波数：100kHz、最大磁束密度：200 mTの条
件下での損失を、測定温度をパラメータとして示したグ
ラフである。
件下での損失を、測定温度をパラメータとして示したグ
ラフである。
【図２】 ３点曲げ強度とMnZnフェライト中のZnＯ量と
の関係を示したグラフである。
の関係を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G002 AA07 AB01 AD03 AE02 4G018 AA01 AA08 AA11 AA16 AA18 AA19 AA21 AA25 AA31 AA37 AB02 AC01 AC05 AC14 5E041 AB02 CA03 NN02
Claims (1)
- 【請求項１】 下記の成分組成になる基本成分中に、 Bi2O3 : 0.0050〜0.0200mass％、 SiO2 : 0.0050〜0.0500mass％および CaＯ : 0.0200〜0.2000mass％と共に、 Ta2O5 : 0.0050〜0.1000mass％、 ZrO2 : 0.0100〜0.1500mass％、 Nb2O5 : 0.0050〜0.0500mass％および HfO2 : 0.0050〜0.0500mass％ のうちから選んだ少なくとも一種を含有させたことを特
徴とする電源用MnZn系フェライト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000044081A JP2001233667A (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | 電源用ＭｎＺｎ系フェライト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000044081A JP2001233667A (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | 電源用ＭｎＺｎ系フェライト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001233667A true JP2001233667A (ja) | 2001-08-28 |
Family
ID=18566903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000044081A Pending JP2001233667A (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | 電源用ＭｎＺｎ系フェライト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001233667A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102424573A (zh) * | 2011-09-05 | 2012-04-25 | 苏州冠达磁业有限公司 | 一种宽温低损耗锰锌系铁氧体及其制备方法 |
| US8404142B2 (en) * | 2008-01-23 | 2013-03-26 | Jfe Chemical Corporation | MnZn ferrite and a transformer magnetic core |
| CN109626985A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-16 | 山东春光磁电科技有限公司 | 一种超高频高阻抗MnZn铁氧体材料 |
| CN112723873A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-04-30 | 天通控股股份有限公司 | 一种宽频高阻抗高磁导率MnZn软磁铁氧体及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07272918A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Kawasaki Steel Corp | 高透磁率酸化物磁性材料 |
| JPH0845725A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 低損失酸化物磁性材料 |
| JPH08169756A (ja) * | 1994-12-19 | 1996-07-02 | Kawasaki Steel Corp | 低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライトコアおよびその製造方法 |
| JPH10335130A (ja) * | 1997-06-03 | 1998-12-18 | Kawasaki Steel Corp | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト材料 |
| JPH11135317A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-05-21 | Tdk Corp | マンガン−亜鉛系フェライト |
-
2000
- 2000-02-22 JP JP2000044081A patent/JP2001233667A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07272918A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Kawasaki Steel Corp | 高透磁率酸化物磁性材料 |
| JPH0845725A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 低損失酸化物磁性材料 |
| JPH08169756A (ja) * | 1994-12-19 | 1996-07-02 | Kawasaki Steel Corp | 低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライトコアおよびその製造方法 |
| JPH10335130A (ja) * | 1997-06-03 | 1998-12-18 | Kawasaki Steel Corp | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト材料 |
| JPH11135317A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-05-21 | Tdk Corp | マンガン−亜鉛系フェライト |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8404142B2 (en) * | 2008-01-23 | 2013-03-26 | Jfe Chemical Corporation | MnZn ferrite and a transformer magnetic core |
| CN102424573A (zh) * | 2011-09-05 | 2012-04-25 | 苏州冠达磁业有限公司 | 一种宽温低损耗锰锌系铁氧体及其制备方法 |
| CN109626985A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-16 | 山东春光磁电科技有限公司 | 一种超高频高阻抗MnZn铁氧体材料 |
| CN112723873A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-04-30 | 天通控股股份有限公司 | 一种宽频高阻抗高磁导率MnZn软磁铁氧体及其制备方法 |
| CN112723873B (zh) * | 2021-02-05 | 2023-06-02 | 天通控股股份有限公司 | 一种宽频高阻抗高磁导率MnZn软磁铁氧体及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3968188B2 (ja) | フェライト | |
| JP2007150006A (ja) | フェライトコアの磁気特性回復方法 | |
| JP3917216B2 (ja) | 低損失フェライト磁心材料 | |
| JP5089963B2 (ja) | ＭｎＺｎＮｉフェライトの製造方法 | |
| JPH06120022A (ja) | 酸化物磁性体材料 | |
| JP2007204349A (ja) | 低損失酸化物磁性材料の製造方法 | |
| JP2001342058A (ja) | ＭｎＺｎ系フェライトの製造方法、ＭｎＺｎ系フェライト、および電源用フェライトコア | |
| JP2000331817A (ja) | フェライト | |
| JP3597673B2 (ja) | フェライト材料 | |
| JP4656949B2 (ja) | 高飽和磁束密度Ｍｎ−Ｚｎ−Ｎｉ系フェライト | |
| JP3288113B2 (ja) | Ｍｎ−Ｚｎフェライト磁性材料 | |
| JP2001261344A (ja) | Ｍｎ−Ｚｎフェライトおよびその製造方法 | |
| JP2003068516A (ja) | Ｍｎ−Ｚｎ−Ｎｉ系フェライトおよびその製造方法 | |
| JP4813025B2 (ja) | 高飽和磁束密度Ｍｎ−Ｚｎ−Ｎｉ系フェライト | |
| JP2001233667A (ja) | 電源用ＭｎＺｎ系フェライト | |
| JP3597666B2 (ja) | Ｍｎ−Ｎｉフェライト材料 | |
| JP3790606B2 (ja) | Ｍｎ−Ｃｏフェライト材料 | |
| JP3597665B2 (ja) | Ｍｎ−Ｎｉフェライト材料 | |
| JPH07142222A (ja) | 低損失Ｍｎ−Ｚｎ系ソフトフェライト | |
| JP2008169072A (ja) | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト | |
| JP6416808B2 (ja) | ＭｎＺｎＣｏ系フェライト | |
| KR101990781B1 (ko) | 페라이트 및 트랜스 | |
| JP2019006668A (ja) | ＭｎＺｎＮｉＣｏ系フェライトおよびその製造方法 | |
| JP2019199378A (ja) | ＭｎＺｎＮｉＣｏ系フェライトおよびその製造方法 | |
| JP2001261345A (ja) | Ｍｎ−Ｚｎフェライトおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070207 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20070207 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070329 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090701 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100525 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101005 |