JP2002246221A - 低損失酸化物磁性材料 - Google Patents
低損失酸化物磁性材料Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型の電源トランス用の磁心として好適な低
損失のＮi-Ｚn-Ｃu 系あるいはＮi-Ｚn 系フェライトを
提供すること。 【解決手段】 Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯ、ＣuＯを主成分
とするＮi-Ｚn-Ｃu 系フェライトあるいはＦe2Ｏ3、Ｎi
Ｏ、ＺnＯを主成分とするＮi-Ｚn 系フェライトにおい
て、Ｖ2Ｏ5を０〜０.１５wt％（０を含まず）含み、ま
た、結晶粒度分布のＤ５０が７〜３５μｍであり、かつ
Ｄ１０が２μｍより大きく、Ｄ９０が５５μｍより小さ
い酸化物磁性材料とする。
損失のＮi-Ｚn-Ｃu 系あるいはＮi-Ｚn 系フェライトを
提供すること。 【解決手段】 Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯ、ＣuＯを主成分
とするＮi-Ｚn-Ｃu 系フェライトあるいはＦe2Ｏ3、Ｎi
Ｏ、ＺnＯを主成分とするＮi-Ｚn 系フェライトにおい
て、Ｖ2Ｏ5を０〜０.１５wt％（０を含まず）含み、ま
た、結晶粒度分布のＤ５０が７〜３５μｍであり、かつ
Ｄ１０が２μｍより大きく、Ｄ９０が５５μｍより小さ
い酸化物磁性材料とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源用トランス材
料に係り、特に、電源トランスの磁心に用いる酸化物磁
性材料に関する。
料に係り、特に、電源トランスの磁心に用いる酸化物磁
性材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯機器を始めとして、近年、電子機器
の小型化が急速に進行している。電源の中で、トランス
は体積的にも、電力損失においても大きな位置を占める
ため、その小型化、高効率化が求められている。また、
トランス材料の損失が大きいと、電源としての効率が悪
いだけでなく、自己発熱による熱暴走の危険が生じる。
そこで、トランス材料としては、一般に低損失で飽和磁
束密度が高く（約５００ｍＴ）、低価格なＭn-Ｚn 系フ
ェライトが用いられている。
の小型化が急速に進行している。電源の中で、トランス
は体積的にも、電力損失においても大きな位置を占める
ため、その小型化、高効率化が求められている。また、
トランス材料の損失が大きいと、電源としての効率が悪
いだけでなく、自己発熱による熱暴走の危険が生じる。
そこで、トランス材料としては、一般に低損失で飽和磁
束密度が高く（約５００ｍＴ）、低価格なＭn-Ｚn 系フ
ェライトが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｍn-Ｚ
n系フェライトは、比抵抗が小さく、絶縁性の確保のた
めに、ボビン等の巻線用部品を介し、巻線を行わなけれ
ばならない。よって、トランス材料として、Ｍn-Ｚn 系
フェライトを用いては、小型化に対して限界がある。一
方、Ｎi-Ｚn-Ｃu系フェライトは、比抵抗が高く、巻線
の直巻きが可能である。また、比抵抗が高いことに加
え、Ｃu添加により、低温焼成が可能であることから、
導体と磁性体の一体焼成が可能であり、限りない小型化
を実現できる。しかしながら、従来のＮi-Ｚn-Ｃu 系フ
ェライトは、高損失であるため、効率が悪く、かつ、熱
暴走等、安全性に劣るため、トランス材料としての商品
化が困難である。
n系フェライトは、比抵抗が小さく、絶縁性の確保のた
めに、ボビン等の巻線用部品を介し、巻線を行わなけれ
ばならない。よって、トランス材料として、Ｍn-Ｚn 系
フェライトを用いては、小型化に対して限界がある。一
方、Ｎi-Ｚn-Ｃu系フェライトは、比抵抗が高く、巻線
の直巻きが可能である。また、比抵抗が高いことに加
え、Ｃu添加により、低温焼成が可能であることから、
導体と磁性体の一体焼成が可能であり、限りない小型化
を実現できる。しかしながら、従来のＮi-Ｚn-Ｃu 系フ
ェライトは、高損失であるため、効率が悪く、かつ、熱
暴走等、安全性に劣るため、トランス材料としての商品
化が困難である。
【０００４】そこで、本発明は、低損失のＮi-Ｚn-Ｃu
系フェライトを提供することを課題とする。
系フェライトを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】種々の検討を行った結
果、Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯ、ＣuＯを主成分とするＮi-
Ｚn-Ｃu 系フェライト、またはＦe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯ
を主成分とするＮi-Ｚn系フェライトにおいて、Ｖ2Ｏ5
を０〜０.１５wt％（０を含まず）含み、結晶粒度分布
のＤ５０が７〜３５μｍであり、かつＤ１０が２μｍよ
り大きく、Ｄ９０が５５μｍより小さいことを特徴とす
る低損失酸化物磁性材料が上記課題を解決することを見
出した。
果、Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯ、ＣuＯを主成分とするＮi-
Ｚn-Ｃu 系フェライト、またはＦe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯ
を主成分とするＮi-Ｚn系フェライトにおいて、Ｖ2Ｏ5
を０〜０.１５wt％（０を含まず）含み、結晶粒度分布
のＤ５０が７〜３５μｍであり、かつＤ１０が２μｍよ
り大きく、Ｄ９０が５５μｍより小さいことを特徴とす
る低損失酸化物磁性材料が上記課題を解決することを見
出した。
【０００６】即ち、本発明の低損失酸化物磁性材料は、
Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯ、ＣuＯを主成分とするＮi-Ｚn-
Ｃu系フェライト、またはＦe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯを主成
分とするＮi-Ｚn系フェライトであって、Ｖ2Ｏ5を０〜
０.１５wt％（０を含まず）含んでいる。
Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯ、ＣuＯを主成分とするＮi-Ｚn-
Ｃu系フェライト、またはＦe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯを主成
分とするＮi-Ｚn系フェライトであって、Ｖ2Ｏ5を０〜
０.１５wt％（０を含まず）含んでいる。
【０００７】また、本発明の低損失酸化物磁性材料にお
いては、結晶粒度分布のＤ５０が７〜３５μｍであり、
かつＤ１０が２μｍより大きく、Ｄ９０が５５μｍより
小さいことが好ましい。
いては、結晶粒度分布のＤ５０が７〜３５μｍであり、
かつＤ１０が２μｍより大きく、Ｄ９０が５５μｍより
小さいことが好ましい。
【０００８】さらに、本発明の低損失酸化物磁性材料に
おいては、４８〜５０mol％のＦe2Ｏ3、１０〜４０mol
％のＺnＯ、０〜１５mol％のＣuＯ、および残部をＮiＯ
として主成分を形成することが望ましい。
おいては、４８〜５０mol％のＦe2Ｏ3、１０〜４０mol
％のＺnＯ、０〜１５mol％のＣuＯ、および残部をＮiＯ
として主成分を形成することが望ましい。
【０００９】
【作用】フェライトの損失は、ヒステリシス損失、渦電
流損失、残留損失に大別できる。本発明品と従来のＮi-
Ｚn-Ｃuフェライトの損失を比較すると、主に、ヒステ
リシス損失の低減により、損失が低減されていることが
分かった。
流損失、残留損失に大別できる。本発明品と従来のＮi-
Ｚn-Ｃuフェライトの損失を比較すると、主に、ヒステ
リシス損失の低減により、損失が低減されていることが
分かった。
【００１０】ヒステリシス損失は、主に結晶粒径と結晶
磁気異方性エネルギーＫ１に依存する。結晶粒界は、磁
壁移動に対して、摩擦力として作用するため、通常の均
一な粒成長となる焼成条件では、結晶粒径が大きいほど
ヒステリシス損失は低下する。しかしながら、異常粒成
長により、局所的に粗大粒が発生すると、逆にヒステリ
シス損失は増大するため、粒度分布がシャープであるこ
とが望ましい。
磁気異方性エネルギーＫ１に依存する。結晶粒界は、磁
壁移動に対して、摩擦力として作用するため、通常の均
一な粒成長となる焼成条件では、結晶粒径が大きいほど
ヒステリシス損失は低下する。しかしながら、異常粒成
長により、局所的に粗大粒が発生すると、逆にヒステリ
シス損失は増大するため、粒度分布がシャープであるこ
とが望ましい。
【００１１】本発明によれば、Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、Ｚn
Ｏ、ＣuＯを主成分とするＮi-Ｚn-Ｃu系フェライトにお
いて、Ｖ2Ｏ5を０〜０.１５wt％（０を含まず）添加す
ることにより、結晶粒度分布の平均的な値であるＤ５０
の値をほとんど変えることなく、シャープな粒度分布を
持つ組織を得ることができる。
Ｏ、ＣuＯを主成分とするＮi-Ｚn-Ｃu系フェライトにお
いて、Ｖ2Ｏ5を０〜０.１５wt％（０を含まず）添加す
ることにより、結晶粒度分布の平均的な値であるＤ５０
の値をほとんど変えることなく、シャープな粒度分布を
持つ組織を得ることができる。
【００１２】本発明により、損失が低下した原因は明ら
かではないが、結晶粒度分布が従来品よりもシャープに
なったことが原因である可能性がある。
かではないが、結晶粒度分布が従来品よりもシャープに
なったことが原因である可能性がある。
【００１３】本発明の実施の一形態では、Ｆe2Ｏ3、Ｎi
Ｏ、ＺnＯ、ＣuＯを主成分とするＮi-Ｚn-Ｃu 系フェラ
イトを用いたが、Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯを主成分とす
るＮi-Ｚn 系フェライトにおいても同様の効果が得られ
る。
Ｏ、ＺnＯ、ＣuＯを主成分とするＮi-Ｚn-Ｃu 系フェラ
イトを用いたが、Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯを主成分とす
るＮi-Ｚn 系フェライトにおいても同様の効果が得られ
る。
【００１４】また、添加するＶ2Ｏ5量を０wt％以上（０
を含まず）としたのは、Ｎi-Ｚn系あるいはＮi-Ｚn-Ｃu
系フェライトにＶ2Ｏ5を微量添加するのは一般的でな
く、微量に添加しても効果があるからである。さらに、
添加するＶ2Ｏ5量を０.１５wt％以下としたのは、それ
を越えると損失が著しく増大するためである。
を含まず）としたのは、Ｎi-Ｚn系あるいはＮi-Ｚn-Ｃu
系フェライトにＶ2Ｏ5を微量添加するのは一般的でな
く、微量に添加しても効果があるからである。さらに、
添加するＶ2Ｏ5量を０.１５wt％以下としたのは、それ
を越えると損失が著しく増大するためである。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１６】主成分組成として、４９mol％のＦe2Ｏ3、
１９mol％のＮiＯ、２５mol％のＺnＯ、残部のＣuＯを
所定の量秤量し、アトライターを用いて２時間混合し
た。この後、スプレードライアーで造粒した。造粒した
粉末をロータリーキルンで仮焼した。得られた粉末をア
トライターを用いて解砕した。続いて、スプレードライ
アにて造粒し、トロイダル形状にプレスし、９５０〜１
１５０℃で焼成した。
１９mol％のＮiＯ、２５mol％のＺnＯ、残部のＣuＯを
所定の量秤量し、アトライターを用いて２時間混合し
た。この後、スプレードライアーで造粒した。造粒した
粉末をロータリーキルンで仮焼した。得られた粉末をア
トライターを用いて解砕した。続いて、スプレードライ
アにて造粒し、トロイダル形状にプレスし、９５０〜１
１５０℃で焼成した。
【００１７】表１に、Ｖ2Ｏ5添加量を０〜０.２０ｗｔ
％まで変化させた時の、結晶粒度分布、５０ｋＨz-１５
０ｍＴ-８０℃の損失（Ｐcv）、および飽和磁束密度
（Ｂs）を示す。なお、Ｄ１０、Ｄ５０およびＤ９０
は、累積度数１０％、５０％および９０％に対応する結
晶粒径を示す。
％まで変化させた時の、結晶粒度分布、５０ｋＨz-１５
０ｍＴ-８０℃の損失（Ｐcv）、および飽和磁束密度
（Ｂs）を示す。なお、Ｄ１０、Ｄ５０およびＤ９０
は、累積度数１０％、５０％および９０％に対応する結
晶粒径を示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１より、発明品は、従来品と比べ、結晶
粒度分布がより均一であり、損失が低く、Ｖ２Ｏ５添加
による飽和磁束密度（Ｂs）の低下も事実上は無視でき
るレベルであることが分かる。
粒度分布がより均一であり、損失が低く、Ｖ２Ｏ５添加
による飽和磁束密度（Ｂs）の低下も事実上は無視でき
るレベルであることが分かる。
【００２０】また、発明品の結晶粒度分布は、Ｄ５０が
７〜３５μｍであり、かつＤ１０が２μｍより大きく、
Ｄ９０が５５μｍより小さいことが分かる。
７〜３５μｍであり、かつＤ１０が２μｍより大きく、
Ｄ９０が５５μｍより小さいことが分かる。
【００２１】図１に、従来品３と発明品９の５０ｋＨz-
１５０ｍＴにおける損失の温度特性を示す。発明品は、
従来品と比べ、全温度範囲で損失が低いことが分かる。
１５０ｍＴにおける損失の温度特性を示す。発明品は、
従来品と比べ、全温度範囲で損失が低いことが分かる。
【００２２】以上述べたごとく、Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、Ｚn
Ｏ、ＣuＯを主成分とするＮi-Ｚn-Ｃu系フェライトにお
いて、Ｖ2Ｏ5を０〜０.１５wt％（０を含まず）含み、
また、結晶粒度分布のＤ５０が７〜３５μｍであり、か
つＤ１０が２μｍより大きく、Ｄ９０が５５μｍより小
さいことを特徴とする低損失酸化物磁性材料が得られる
ことを見出した。
Ｏ、ＣuＯを主成分とするＮi-Ｚn-Ｃu系フェライトにお
いて、Ｖ2Ｏ5を０〜０.１５wt％（０を含まず）含み、
また、結晶粒度分布のＤ５０が７〜３５μｍであり、か
つＤ１０が２μｍより大きく、Ｄ９０が５５μｍより小
さいことを特徴とする低損失酸化物磁性材料が得られる
ことを見出した。
【００２３】ところで、上記の実施の形態では、Ｆe2Ｏ
3、ＮiＯ、ＺnＯ、ＣuＯを主成分とする場合について説
明したが、Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯを主成分とするＮi-
Ｚn系フェライトにおいても同様の効果が得られる。
3、ＮiＯ、ＺnＯ、ＣuＯを主成分とする場合について説
明したが、Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯを主成分とするＮi-
Ｚn系フェライトにおいても同様の効果が得られる。
【００２４】また、Ｖ2Ｏ5の添加がヒステリシス損失を
低減する効果は、フェライト主成分の特定の組成には限
定されないが、４８〜５０mol％のＦe2Ｏ3、１０〜４０
mol％のＺnＯ、０〜１５mol％のＣuＯ、および残部をＮ
iＯとして主成分を形成する場合において、特に好まし
い効果が得られる。
低減する効果は、フェライト主成分の特定の組成には限
定されないが、４８〜５０mol％のＦe2Ｏ3、１０〜４０
mol％のＺnＯ、０〜１５mol％のＣuＯ、および残部をＮ
iＯとして主成分を形成する場合において、特に好まし
い効果が得られる。
【００２５】
【発明の効果】本発明品は、従来のＭn-Ｚnフェライト
と比較して、比抵抗が著しく高い。このことにより、巻
線の直巻きが可能であり、ボビン等の巻線用部品が不要
であり、コストの低減が図れる。
と比較して、比抵抗が著しく高い。このことにより、巻
線の直巻きが可能であり、ボビン等の巻線用部品が不要
であり、コストの低減が図れる。
【００２６】また、比抵抗が高いことにより、磁性体と
の一体焼成が可能であり、限りない小型化が可能であ
る。
の一体焼成が可能であり、限りない小型化が可能であ
る。
【００２７】また、従来のＮi-Ｚnフェライトと比較し
て、低損失である。従って、高効率化とともに、発熱の
低減による信頼性の向上が可能になる。
て、低損失である。従って、高効率化とともに、発熱の
低減による信頼性の向上が可能になる。
【図１】従来品３と発明品９の５０ｋＨz-１５０ｍＴに
おける損失（Ｐcv）の温度特性を示す図。
おける損失（Ｐcv）の温度特性を示す図。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｆe2Ｏ3、ＮiＯ、ＺnＯ、ＣuＯを主成分
とするＮi-Ｚn-Ｃu系フェライト、またはＦe2Ｏ3、Ｎi
Ｏ、ＺnＯを主成分とするＮi-Ｚn系フェライトにおい
て、Ｖ2Ｏ5を０〜０.１５wt％（０を含まず）含むこと
を特徴とする低損失酸化物磁性材料。 - 【請求項２】 結晶粒度分布のＤ５０が７〜３５μｍで
あり、かつＤ１０が２μｍより大きく、Ｄ９０が５５μ
ｍより小さいことを特徴とする請求項１記載の低損失酸
化物磁性材料。 - 【請求項３】 ４８〜５０mol％のＦe2Ｏ3、１０〜４０
mol％のＺnＯ、０〜１５mol％のＣuＯ、および残部をＮ
iＯとして主成分が形成されていることを特徴とする請
求項１または２記載の低損失酸化物磁性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001039564A JP2002246221A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 低損失酸化物磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001039564A JP2002246221A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 低損失酸化物磁性材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002246221A true JP2002246221A (ja) | 2002-08-30 |
Family
ID=18902321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001039564A Pending JP2002246221A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 低損失酸化物磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002246221A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006298725A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Neomax Co Ltd | Ｎｉ系フェライトおよびそれを用いた電力線通信用伝送トランスの磁心 |
| WO2008133152A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Hitachi Metals, Ltd. | 低損失フェライト及びこれを用いた電子部品 |
| KR100932225B1 (ko) | 2007-06-22 | 2009-12-16 | (주)스마트로닉스 | 고 전단속도에서 고 항복응력을 갖는 자기유변유체 |
| CN102329129A (zh) * | 2011-06-20 | 2012-01-25 | 南京金宁三环富士电气有限公司 | 一种平板显示用高表面电阻镍铜锌铁氧体材料 |
| CN102390987A (zh) * | 2011-08-09 | 2012-03-28 | 天通控股股份有限公司 | 一种超低功耗镍锌铁氧体及其制备方法 |
| KR101757727B1 (ko) | 2016-08-03 | 2017-07-13 | 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 | 재분산성이 향상된 자기유변유체 및 자기유변유체의 재분산성 평가방법 |
| WO2017191962A1 (ko) * | 2016-05-04 | 2017-11-09 | 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 | 재분산성이 향상된 자기유변유체 및 자기유변유체의 재분산성 평가방법 |
-
2001
- 2001-02-16 JP JP2001039564A patent/JP2002246221A/ja active Pending
Cited By (9)
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| US8164410B2 (en) | 2007-04-17 | 2012-04-24 | Hitachi Metals, Ltd. | Low-loss ferrite and electronic device formed by such ferrite |
| JP5841312B2 (ja) * | 2007-04-17 | 2016-01-13 | 日立金属株式会社 | 低損失フェライト及びこれを用いた電子部品 |
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| WO2017191962A1 (ko) * | 2016-05-04 | 2017-11-09 | 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 | 재분산성이 향상된 자기유변유체 및 자기유변유체의 재분산성 평가방법 |
| KR101757727B1 (ko) | 2016-08-03 | 2017-07-13 | 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 | 재분산성이 향상된 자기유변유체 및 자기유변유체의 재분산성 평가방법 |
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