JP2002343621A - 低損失酸化物磁性材料及びその製造方法 - Google Patents
低損失酸化物磁性材料及びその製造方法Info
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
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- 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
- H01F1/34—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 non-metallic substances, e.g. ferrites
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力損失が小さく、自己発熱が小さい上に、
電気製品の電力効率が低下しない低損失酸化物磁性材料
及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯを主
成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトからなり、焼結
体の結晶粒度分布のＤ５０が８〜３１μｍであり、かつ
Ｄ１０が３μｍ以上、Ｄ９０が５０μｍ以下である低損
失酸化物磁性材料。
電気製品の電力効率が低下しない低損失酸化物磁性材料
及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯを主
成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトからなり、焼結
体の結晶粒度分布のＤ５０が８〜３１μｍであり、かつ
Ｄ１０が３μｍ以上、Ｄ９０が５０μｍ以下である低損
失酸化物磁性材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源用トランスに
用いられる低損失酸化物磁性材料及びその製造方法に関
し、特に、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフ
ェライト、及びその製造方法に関するものである。
用いられる低損失酸化物磁性材料及びその製造方法に関
し、特に、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフ
ェライト、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯機器をはじめとして、近年、電子機
器の小型化が急速に進歩している。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。トラン
スに用いられる磁性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、自己発熱が生じる。
器の小型化が急速に進歩している。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。トラン
スに用いられる磁性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、自己発熱が生じる。
【０００３】電源用トランスに用いられる酸化物磁性材
料としては、主に比較的飽和磁束密度が高く電力損失が
小さいＭｎ−Ｚｎフェライトが用いられている。Ｍｎ−
Ｚｎフェライトは、直流比抵抗が１０〜１０３Ωｃｍと
低い。そこで、短絡等の不具合をなくすため、通常、こ
れらの磁芯にボビンを介して巻線を行っており、小型
化、軽量化および低コスト化を進める上での障害となっ
ている。
料としては、主に比較的飽和磁束密度が高く電力損失が
小さいＭｎ−Ｚｎフェライトが用いられている。Ｍｎ−
Ｚｎフェライトは、直流比抵抗が１０〜１０３Ωｃｍと
低い。そこで、短絡等の不具合をなくすため、通常、こ
れらの磁芯にボビンを介して巻線を行っており、小型
化、軽量化および低コスト化を進める上での障害となっ
ている。
【０００４】一方、Ｎｉ−Ｚｎフェライトは、一般に、
直流比抵抗が１０8〜１０10Ωｃｍと高く、巻線をする
際にボビンを必要としないが、電力損失がＭｎ−Ｚｎフ
ェライトに比べて著しく高い。その結果、Ｎｉ−Ｚｎフ
ェライトを用いると発熱が多く、周辺の回路部品の寿命
を短くするなどの不具合が発生する可能性があり、信頼
性が低いという問題があった。また、電力効率を低下さ
せるため電気製品の省エネルギー化の障害となる可能性
があった。
直流比抵抗が１０8〜１０10Ωｃｍと高く、巻線をする
際にボビンを必要としないが、電力損失がＭｎ−Ｚｎフ
ェライトに比べて著しく高い。その結果、Ｎｉ−Ｚｎフ
ェライトを用いると発熱が多く、周辺の回路部品の寿命
を短くするなどの不具合が発生する可能性があり、信頼
性が低いという問題があった。また、電力効率を低下さ
せるため電気製品の省エネルギー化の障害となる可能性
があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決し、電力損失が小さく、自己発熱が小さい上に、
電気製品の電力効率が低下しない低損失酸化物磁性材料
及びその製造方法を提供することにある。
を解決し、電力損失が小さく、自己発熱が小さい上に、
電気製品の電力効率が低下しない低損失酸化物磁性材料
及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＣｕＯを主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト
は、一般的に８００〜８５０℃で予焼される。本発明者
は、種々の検討を行った結果、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＣｎＯを主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト
の製造工程において、予焼温度が９００℃以上とし、Ｂ
ＥＴ粒径が０.７μｍ以上である予焼後の粉末を用いる
ことによって、上記問題点を解決できることを見出し
た。
Ｏ、ＣｕＯを主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト
は、一般的に８００〜８５０℃で予焼される。本発明者
は、種々の検討を行った結果、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＣｎＯを主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト
の製造工程において、予焼温度が９００℃以上とし、Ｂ
ＥＴ粒径が０.７μｍ以上である予焼後の粉末を用いる
ことによって、上記問題点を解決できることを見出し
た。
【０００７】即ち、本発明は、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＣｕＯを主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト
からなり、焼結体の結晶粒度分布のＤ５０が８〜３１μ
ｍであり、かつＤ１０が３μｍ以上、Ｄ９０が５０μｍ
以下であることを特徴とする低損失酸化物磁性材料であ
る。
Ｏ、ＣｕＯを主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト
からなり、焼結体の結晶粒度分布のＤ５０が８〜３１μ
ｍであり、かつＤ１０が３μｍ以上、Ｄ９０が５０μｍ
以下であることを特徴とする低損失酸化物磁性材料であ
る。
【０００８】また、本発明は、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｚｎ
Ｏを主成分とするＮｉ−Ｚｎフェライトからなり、焼結
体の結晶粒度分布のＤ５０が８〜３１μｍであり、かつ
Ｄ１０が３μｍ以上、Ｄ９０が５０μｍ以下であること
を特徴とする低損失酸化物磁性材料である。
Ｏを主成分とするＮｉ−Ｚｎフェライトからなり、焼結
体の結晶粒度分布のＤ５０が８〜３１μｍであり、かつ
Ｄ１０が３μｍ以上、Ｄ９０が５０μｍ以下であること
を特徴とする低損失酸化物磁性材料である。
【０００９】また、本発明は、焼結体の切断面内の粒内
ポア数が８０００個／ｍｍ2以下であることを特徴とす
る上記の低損失酸化物磁性材料である。
ポア数が８０００個／ｍｍ2以下であることを特徴とす
る上記の低損失酸化物磁性材料である。
【００１０】また、本発明は、９００℃以上の温度で予
焼し、ＢＥＴ粒径が０.７μｍ以上の予焼粉末を用いる
ことを特徴とする上記の低損失酸化物磁性材料の製造方
法である。
焼し、ＢＥＴ粒径が０.７μｍ以上の予焼粉末を用いる
ことを特徴とする上記の低損失酸化物磁性材料の製造方
法である。
【００１１】フェライトの電力損失（Ｐｃｖ）は、ヒス
テリシス損失、渦電流損失および残留損失からなる。Ｎ
ｉ−Ｚｎフェライトは、一般に、直流比抵抗が１０８〜
１０ １０Ωｃｍと高く、渦電流損失は無視できるほど小
さい。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。また、結晶粒内に存在する気孔（粒内ポア）も同
様に磁壁移動の障害となりうる。
テリシス損失、渦電流損失および残留損失からなる。Ｎ
ｉ−Ｚｎフェライトは、一般に、直流比抵抗が１０８〜
１０ １０Ωｃｍと高く、渦電流損失は無視できるほど小
さい。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。また、結晶粒内に存在する気孔（粒内ポア）も同
様に磁壁移動の障害となりうる。
【００１２】本発明によれば、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＣｕＯを主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト
の製造工程で予焼温度を９００℃以上で、予焼後の粉末
のＢＥＴ粒径を０.７μｍ以上とすることによって、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もち、かつ粒内ポア
数が従来材よりも少ない結晶組織をもった低損失の磁性
材料が得られる。
Ｏ、ＣｕＯを主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト
の製造工程で予焼温度を９００℃以上で、予焼後の粉末
のＢＥＴ粒径を０.７μｍ以上とすることによって、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もち、かつ粒内ポア
数が従来材よりも少ない結晶組織をもった低損失の磁性
材料が得られる。
【００１３】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
なり、また粒内ポア数が減少し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
なり、また粒内ポア数が減少したことが原因である可能
性がある。
【００１４】また、本発明は、従来のＭｎ−Ｚｎフェラ
イトと比較し、比抵抗が著しく高く、巻線の直巻きが可
能であるため、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。また、比抵抗が高いことより磁性
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。
イトと比較し、比抵抗が著しく高く、巻線の直巻きが可
能であるため、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。また、比抵抗が高いことより磁性
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。
【００１５】
【発明の実施の形態】主成分組成として４９ｍｏ１％の
Ｆｅ2Ｏ3、１９ｍｏ１％のＮｉＯ、２５ｍｏ１％のＺｎ
Ｏ、ｂａ１ＣｕＯ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。混合の後、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。解
砕後、スプレードライアーにて造粒し、トロイダル形状
にプレスし、９５０〜１１５０℃で焼成した。
Ｆｅ2Ｏ3、１９ｍｏ１％のＮｉＯ、２５ｍｏ１％のＺｎ
Ｏ、ｂａ１ＣｕＯ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。混合の後、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。解
砕後、スプレードライアーにて造粒し、トロイダル形状
にプレスし、９５０〜１１５０℃で焼成した。
【００１６】表１に、予焼温度を８００〜１３００℃、
焼成温度を９５０〜１１５０℃まで変化させた時の焼結
体の結晶粒度分布、切断面の単位面積あたりの粒内ポア
数、５０ｋＨｚ−１５０ｍＴ−８０℃の電力損失（Ｐｃ
ｖ）および飽和磁束密度（Ｂｓ）をそれぞれ示す。な
お、Ｄ１０、Ｄ５０およびＤ９０は累積度数１０％、５
０％および９０％に対応する結晶粒径を示す。
焼成温度を９５０〜１１５０℃まで変化させた時の焼結
体の結晶粒度分布、切断面の単位面積あたりの粒内ポア
数、５０ｋＨｚ−１５０ｍＴ−８０℃の電力損失（Ｐｃ
ｖ）および飽和磁束密度（Ｂｓ）をそれぞれ示す。な
お、Ｄ１０、Ｄ５０およびＤ９０は累積度数１０％、５
０％および９０％に対応する結晶粒径を示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１より、予焼温度が９００℃以上で、予
焼粉のＢＥＴ粒径が０.７μｍ以上、また、結晶粒度分
布のＤ５０が８〜３１μｍであり、かつＤ１０が３μｍ
以上、Ｄ９０が５０μｍ以下、また、焼結体の切断面内
の粒内ポア数が８０００個／ｍｍ２以下の場合に、Ｐｃ
ｖが低く、Ｂｓの変化も実用上は無視できるレベルであ
ることか分かる。
焼粉のＢＥＴ粒径が０.７μｍ以上、また、結晶粒度分
布のＤ５０が８〜３１μｍであり、かつＤ１０が３μｍ
以上、Ｄ９０が５０μｍ以下、また、焼結体の切断面内
の粒内ポア数が８０００個／ｍｍ２以下の場合に、Ｐｃ
ｖが低く、Ｂｓの変化も実用上は無視できるレベルであ
ることか分かる。
【００１９】図１に、従来品３と発明品９の５０ｋＨｚ
−１５０ｍＴのＰｃｖの温度特性を示す。図１より、発
明品９は、従来品３と比べ実用的な温度範囲内で損失が
低いことがわかる。
−１５０ｍＴのＰｃｖの温度特性を示す。図１より、発
明品９は、従来品３と比べ実用的な温度範囲内で損失が
低いことがわかる。
【００２０】なお、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ
を主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトだけでな
く、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＺｎＯを主成分とするＮｉ−Ｚ
ｎフェライトにおいても同様の効果が得られる。
を主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトだけでな
く、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＺｎＯを主成分とするＮｉ−Ｚ
ｎフェライトにおいても同様の効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電力損失が小さく、自己発熱が小さい上に、電気製品の
電力効率が低下しない低損失酸化物磁性材料及びその製
造方法を提供することができた。
電力損失が小さく、自己発熱が小さい上に、電気製品の
電力効率が低下しない低損失酸化物磁性材料及びその製
造方法を提供することができた。
【図１】従来品３と発明品９の５０ｋＨｚ−１５０ｍＴ
の電力損失（Ｐｃｖ）の温度特性を示す図。
の電力損失（Ｐｃｖ）の温度特性を示す図。
Ａ 発明品９ Ｂ 従来品３
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯを主
成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトからなり、焼結
体の結晶粒度分布のＤ５０が８〜３１μｍであり、かつ
Ｄ１０が３μｍ以上、Ｄ９０が５０μｍ以下であること
を特徴とする低損失酸化物磁性材料。 - 【請求項２】 Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＺｎＯを主成分とす
るＮｉ−Ｚｎフェライトからなり、焼結体の結晶粒度分
布のＤ５０が８〜３１μｍであり、かつＤ１０が３μｍ
以上、Ｄ９０が５０μｍ以下であることを特徴とする低
損失酸化物磁性材料。 - 【請求項３】 焼結体の切断面内の粒内ポア数が８００
０個／ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１又は
２記載の低損失酸化物磁性材料。 - 【請求項４】 ９００℃以上の温度で予焼し、ＢＥＴ粒
径が０.７μｍ以上の予焼粉末を用いることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載の低損失酸化物磁性材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001144473A JP2002343621A (ja) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | 低損失酸化物磁性材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001144473A JP2002343621A (ja) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | 低損失酸化物磁性材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002343621A true JP2002343621A (ja) | 2002-11-29 |
Family
ID=18990418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001144473A Pending JP2002343621A (ja) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | 低損失酸化物磁性材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002343621A (ja) |
Cited By (3)
| 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 |
| US7195717B2 (en) | 2003-07-28 | 2007-03-27 | Kyocera Corporation | Ferrite core for RFID application, method of manufacturing the same, and ferrite coil using the same |
| KR101931635B1 (ko) * | 2012-05-31 | 2018-12-21 | 엘지이노텍 주식회사 | 페라이트 코어 제조 방법 및 그 페라이트 코어 |
-
2001
- 2001-05-15 JP JP2001144473A patent/JP2002343621A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7195717B2 (en) | 2003-07-28 | 2007-03-27 | Kyocera Corporation | Ferrite core for RFID application, method of manufacturing the same, and ferrite coil using the same |
| 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 |
| KR101931635B1 (ko) * | 2012-05-31 | 2018-12-21 | 엘지이노텍 주식회사 | 페라이트 코어 제조 방법 및 그 페라이트 코어 |
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