JP2003128458A - Ｍｎ−Ｚｎフェライト - Google Patents
Ｍｎ−ＺｎフェライトInfo
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- JP2003128458A JP2003128458A JP2001321135A JP2001321135A JP2003128458A JP 2003128458 A JP2003128458 A JP 2003128458A JP 2001321135 A JP2001321135 A JP 2001321135A JP 2001321135 A JP2001321135 A JP 2001321135A JP 2003128458 A JP2003128458 A JP 2003128458A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低損失・高飽和磁束密度を両立させたＭｎ−Ｚ
ｎフェライトを提供する。 【解決手段】 基本組成として、Ｆｅ２Ｏ３ ５２．４
〜５３．７ｍｏｌ％、ＺｎＯ ７．０〜１１．５ｍｏｌ
％、残部ＭｎＯとし、副成分としてＳｉＯ２ ０．００
５〜０．０１ｗｔ％、ＣａＯ ０．０３〜０．０６ｗｔ
％、Ｖ２Ｏ５ ０．０１〜０．０６ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５
０．０１〜０．０３ｗｔ％を含有し、更にＡｌ２Ｏ３
又はＢｉ２Ｏ３のうち少なくともどちらか一方を０．０
４ｗｔ％以下（０を含まず）含有させたＭｎ−Ｚｎフェ
ライト。
ｎフェライトを提供する。 【解決手段】 基本組成として、Ｆｅ２Ｏ３ ５２．４
〜５３．７ｍｏｌ％、ＺｎＯ ７．０〜１１．５ｍｏｌ
％、残部ＭｎＯとし、副成分としてＳｉＯ２ ０．００
５〜０．０１ｗｔ％、ＣａＯ ０．０３〜０．０６ｗｔ
％、Ｖ２Ｏ５ ０．０１〜０．０６ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５
０．０１〜０．０３ｗｔ％を含有し、更にＡｌ２Ｏ３
又はＢｉ２Ｏ３のうち少なくともどちらか一方を０．０
４ｗｔ％以下（０を含まず）含有させたＭｎ−Ｚｎフェ
ライト。
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、ディスプレイ用フライバックトランス等に
使用されるフェライトコアに適したＭｎ−Ｚｎフェライ
トに関するものである。
用トランス、ディスプレイ用フライバックトランス等に
使用されるフェライトコアに適したＭｎ−Ｚｎフェライ
トに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子機器の発達と小型化要求に伴
い、スイッチング電源の小型化、高効率化は欠かせない
ものとなっている。スイッチング電源回路に使用される
トランスの磁束密度は、巻数、コアの断面積、スイッチ
ング周波数の積に逆比例する関係があり、磁束密度が飽
和しない範囲でトランスに使用するコアの大きさを決め
る必要がある。よって、トランスの小型化には、より高
い磁束密度の条件下で使用できることが前提となり、飽
和磁束密度が高い材料の提供が望まれている。また、ト
ランスが伝達できる電力はスイッチング時に変化する磁
束密度に比例する。このため、磁束密度差が大きくとれ
るようにΔＢ（飽和磁束密度−残留磁束密度）が大きく
低損失な材料も望まれている。これらを実現できる材料
として、Ｍｎ−Ｚｎフェライトが多く使用されてきた。
い、スイッチング電源の小型化、高効率化は欠かせない
ものとなっている。スイッチング電源回路に使用される
トランスの磁束密度は、巻数、コアの断面積、スイッチ
ング周波数の積に逆比例する関係があり、磁束密度が飽
和しない範囲でトランスに使用するコアの大きさを決め
る必要がある。よって、トランスの小型化には、より高
い磁束密度の条件下で使用できることが前提となり、飽
和磁束密度が高い材料の提供が望まれている。また、ト
ランスが伝達できる電力はスイッチング時に変化する磁
束密度に比例する。このため、磁束密度差が大きくとれ
るようにΔＢ（飽和磁束密度−残留磁束密度）が大きく
低損失な材料も望まれている。これらを実現できる材料
として、Ｍｎ−Ｚｎフェライトが多く使用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高飽和磁束密度かつ低
損失である材料は一般的に両立が難しく、この問題の解
決のために従来から種々の改善が試みられてきた。高飽
和磁束密度を得るためには、基本組成であるＦｅ２Ｏ３
の含有量を多くすること、又はフェライトを高密度化す
ることが知られている。しかし、これらの方法では、Ｐ
ｃｖ ｍｉｎとなる温度が低温側へ移動したり、損失が
増大するなどの問題点があり実用的でない。
損失である材料は一般的に両立が難しく、この問題の解
決のために従来から種々の改善が試みられてきた。高飽
和磁束密度を得るためには、基本組成であるＦｅ２Ｏ３
の含有量を多くすること、又はフェライトを高密度化す
ることが知られている。しかし、これらの方法では、Ｐ
ｃｖ ｍｉｎとなる温度が低温側へ移動したり、損失が
増大するなどの問題点があり実用的でない。
【０００４】本発明は、上記問題点を解決し、実用に適
した高飽和磁束密度かつ低損失なＭｎ−Ｚｎフェライト
を提供しようとするものである。
した高飽和磁束密度かつ低損失なＭｎ−Ｚｎフェライト
を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、本発明はＦｅ２Ｏ３が５２．４〜５３．７ｍｏｌ
％、ＺｎＯが７．０〜１１．５ｍｏｌ％、残部ＭｎＯか
らなる基本組成を有したＭｎ−Ｚｎフェライトで、副成
分としてＳｉＯ２ ０．００５〜０．０１ｗｔ％、Ｃａ
Ｏ ０．０３〜０．０６ｗｔ％、Ｖ２Ｏ５ ０．０１〜
０．０６ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５ ０．０１〜０．０３ｗｔ
％を含有し、更にＡｌ２Ｏ３又はＢｉ２Ｏ３のうち少な
くともどちらか一方を０．０４ｗｔ％以下（０を含ま
ず）含有することを特徴とする。
め、本発明はＦｅ２Ｏ３が５２．４〜５３．７ｍｏｌ
％、ＺｎＯが７．０〜１１．５ｍｏｌ％、残部ＭｎＯか
らなる基本組成を有したＭｎ−Ｚｎフェライトで、副成
分としてＳｉＯ２ ０．００５〜０．０１ｗｔ％、Ｃａ
Ｏ ０．０３〜０．０６ｗｔ％、Ｖ２Ｏ５ ０．０１〜
０．０６ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５ ０．０１〜０．０３ｗｔ
％を含有し、更にＡｌ２Ｏ３又はＢｉ２Ｏ３のうち少な
くともどちらか一方を０．０４ｗｔ％以下（０を含ま
ず）含有することを特徴とする。
【０００６】各組成を上記の範囲で選択することで、飽
和磁束密度（２３℃）が５３０ｍＴ以上、Ｐｃｖ ｍｉ
ｎが６０℃以上にあり、その値が３７０ｋＷ／ｍ３以下
（１００ｋＨｚ−２００ｍＴ）となるＭｎ−Ｚｎフェラ
イトを得ることができる。
和磁束密度（２３℃）が５３０ｍＴ以上、Ｐｃｖ ｍｉ
ｎが６０℃以上にあり、その値が３７０ｋＷ／ｍ３以下
（１００ｋＨｚ−２００ｍＴ）となるＭｎ−Ｚｎフェラ
イトを得ることができる。
【０００７】本発明では、上記のように非常に高い飽和
磁束密度を有しながら、低い損失特性を同時に兼ね備え
たＭｎ−Ｚｎフェライトを提供することができる。
磁束密度を有しながら、低い損失特性を同時に兼ね備え
たＭｎ−Ｚｎフェライトを提供することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】基本組成はＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、
ＭｎＯからなるＭｎ−Ｚｎフェライトであり、Ｆｅ２Ｏ
３ ５２．４〜５３．７ｍｏｌ％、ＺｎＯ ７．０〜１
１．５ｍｏｌ％、残部ＭｎＯの範囲に限定した。その理
由は、トランスの能力を最大限に発揮させることを考慮
し、トランスの実駆動温度以上（一般的に６０℃以上）
にＰｃｖ ｍｉｎ温度を設定すること、またこの温度範
囲で損失が小さいこと、キュリー温度が十分に高いこと
（２００℃以上）、飽和磁束密度が５３０ｍＴ以上得ら
れることを検討し、上記の基本組成を決定した。
ＭｎＯからなるＭｎ−Ｚｎフェライトであり、Ｆｅ２Ｏ
３ ５２．４〜５３．７ｍｏｌ％、ＺｎＯ ７．０〜１
１．５ｍｏｌ％、残部ＭｎＯの範囲に限定した。その理
由は、トランスの能力を最大限に発揮させることを考慮
し、トランスの実駆動温度以上（一般的に６０℃以上）
にＰｃｖ ｍｉｎ温度を設定すること、またこの温度範
囲で損失が小さいこと、キュリー温度が十分に高いこと
（２００℃以上）、飽和磁束密度が５３０ｍＴ以上得ら
れることを検討し、上記の基本組成を決定した。
【０００９】上記基本組成に加え、副成分としてＳｉＯ
２、ＣａＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５を同時に、更にＡｌ
２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３のうち少なくとも一方を添加してい
る。ＳｉＯ２、ＣａＯは粒界に析出あるいは偏析し高抵
抗化させることから、損失を低減させる効果があり、ほ
とんどのＭｎ−Ｚｎフェライトに添加されている。Ｖ ２
Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５は、ＳｉＯ２、ＣａＯとの複合添加に
よって損失の低減、飽和磁束密度の向上、残留磁束密度
の低減効果があり、またＡｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ ３は少な
くともどちらか一方を微量に添加することにより損失を
低減させることができる。それぞれの副成分は、焼成後
酸化物となりうるものであれば、添加時の構造は問わな
い。
２、ＣａＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５を同時に、更にＡｌ
２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３のうち少なくとも一方を添加してい
る。ＳｉＯ２、ＣａＯは粒界に析出あるいは偏析し高抵
抗化させることから、損失を低減させる効果があり、ほ
とんどのＭｎ−Ｚｎフェライトに添加されている。Ｖ ２
Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５は、ＳｉＯ２、ＣａＯとの複合添加に
よって損失の低減、飽和磁束密度の向上、残留磁束密度
の低減効果があり、またＡｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ ３は少な
くともどちらか一方を微量に添加することにより損失を
低減させることができる。それぞれの副成分は、焼成後
酸化物となりうるものであれば、添加時の構造は問わな
い。
【００１０】副成分を適切な範囲外で添加した場合に
は、損失の著しい増加、残留磁束密度の増加、焼結密度
低下に伴う飽和磁束密度の低下を引き起こし、磁気特性
を劣化させる。
は、損失の著しい増加、残留磁束密度の増加、焼結密度
低下に伴う飽和磁束密度の低下を引き起こし、磁気特性
を劣化させる。
【００１１】以上の理由から、これらの効果が得られる
副成分の添加範囲として、ＳｉＯ２０．００５〜０．０
１ｗｔ％、ＣａＯ ０．０３〜０．０６ｗｔ％、Ｖ２Ｏ
５０．０１〜０．０６ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５ ０．０１〜
０．０３ｗｔ％とし、更にＡｌ２Ｏ３又はＢｉ２Ｏ３の
うち少なくとも一方の添加範囲を０．０４ｗｔ％以下
（０を含まず）と定めた。
副成分の添加範囲として、ＳｉＯ２０．００５〜０．０
１ｗｔ％、ＣａＯ ０．０３〜０．０６ｗｔ％、Ｖ２Ｏ
５０．０１〜０．０６ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５ ０．０１〜
０．０３ｗｔ％とし、更にＡｌ２Ｏ３又はＢｉ２Ｏ３の
うち少なくとも一方の添加範囲を０．０４ｗｔ％以下
（０を含まず）と定めた。
【００１２】
【実施例】（実施例１）表１に示した組成となるように
高純度の酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛を計量・混合
し、大気中で９５０℃×２時間仮焼を行った。この仮焼
原料にＳｉＯ２ ０．００５ｗｔ％、ＣａＯ ０．０４
ｗｔ％、Ｖ２Ｏ５ ０．０５ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５ ０．
０２ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３ ０．００３ｗｔ％、Ｂｉ ２Ｏ
３ ０．００３ｗｔ％を加え、アトライターで粉砕粒径
が１．５μｍとなるまで粉砕した。この粉砕粉にポリビ
ニルアルコールを加えて造粒し、得られた造粒顆粒を外
径２４ｍｍ、内径１９ｍｍ、高さ１０ｍｍのトロイダル
状に成形した。酸素分圧をコントロールしながら１３０
０℃×３時間保持した後降温することにより焼結サンプ
ルを得た。このようにして得られた試料に巻線（一次３
Ｔｓ、二次３Ｔｓ）を施し、Ｂ−Ｈ／Ｚアナライザー
（ＨＰ社製Ｅ５０６０Ａ）にて損失（周波数１００ｋＨ
ｚ、最大磁束密度２００ｍＴ、測定温度域２０〜１２０
℃）を測定した。また、最大磁界８００Ａ／ｍにおける
飽和磁束密度も測定した。これらの結果を表１に示す。
高純度の酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛を計量・混合
し、大気中で９５０℃×２時間仮焼を行った。この仮焼
原料にＳｉＯ２ ０．００５ｗｔ％、ＣａＯ ０．０４
ｗｔ％、Ｖ２Ｏ５ ０．０５ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５ ０．
０２ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３ ０．００３ｗｔ％、Ｂｉ ２Ｏ
３ ０．００３ｗｔ％を加え、アトライターで粉砕粒径
が１．５μｍとなるまで粉砕した。この粉砕粉にポリビ
ニルアルコールを加えて造粒し、得られた造粒顆粒を外
径２４ｍｍ、内径１９ｍｍ、高さ１０ｍｍのトロイダル
状に成形した。酸素分圧をコントロールしながら１３０
０℃×３時間保持した後降温することにより焼結サンプ
ルを得た。このようにして得られた試料に巻線（一次３
Ｔｓ、二次３Ｔｓ）を施し、Ｂ−Ｈ／Ｚアナライザー
（ＨＰ社製Ｅ５０６０Ａ）にて損失（周波数１００ｋＨ
ｚ、最大磁束密度２００ｍＴ、測定温度域２０〜１２０
℃）を測定した。また、最大磁界８００Ａ／ｍにおける
飽和磁束密度も測定した。これらの結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１より、適合例１〜４の組成ではＰｃｖ
ｍｉｎとなる温度が６０℃以上にあり、３７０ｋＷ／
ｍ３以下という低い損失が得られている。また同時に、
飽和磁束密度は５３０〜５５０ｍＴという非常に高い値
が得られている。
ｍｉｎとなる温度が６０℃以上にあり、３７０ｋＷ／
ｍ３以下という低い損失が得られている。また同時に、
飽和磁束密度は５３０〜５５０ｍＴという非常に高い値
が得られている。
【００１５】請求項の範囲外にある組成の比較例１〜３
では、飽和磁束密度の低下、損失の増大、Ｐｃｖ ｍｉ
ｎ温度の低温側シフトが認められる。
では、飽和磁束密度の低下、損失の増大、Ｐｃｖ ｍｉ
ｎ温度の低温側シフトが認められる。
【００１６】（実施例２）Ｆｅ２Ｏ３ ５２．４ｍｏｌ
％、ＺｎＯ １１．５ｍｏｌ％、残部ＭｎＯとなるよう
に高純度の酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛を計量・混
合し、大気中で９５０℃×２時間仮焼を行った。この仮
焼原料に、表２に示す量のＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｖ
２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３を添加
し、実施例１と同様に焼結サンプルの作成、評価を行っ
た。これらの飽和磁束密度、残留磁束密度、Ｐｃｖ ｍ
ｉｎを表２に示す。
％、ＺｎＯ １１．５ｍｏｌ％、残部ＭｎＯとなるよう
に高純度の酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛を計量・混
合し、大気中で９５０℃×２時間仮焼を行った。この仮
焼原料に、表２に示す量のＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｖ
２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３を添加
し、実施例１と同様に焼結サンプルの作成、評価を行っ
た。これらの飽和磁束密度、残留磁束密度、Ｐｃｖ ｍ
ｉｎを表２に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】表２より、適合例５〜１１では飽和磁束密
度に影響することなく損失のみを低減することができ、
適合例４に対して更に低い損失が得られた。
度に影響することなく損失のみを低減することができ、
適合例４に対して更に低い損失が得られた。
【発明の効果】以上のように、基本組成をＦｅ２Ｏ３
５２．４〜５３．７ｍｏｌ％、ＺｎＯ７．０〜１１．５
ｍｏｌ％、残部ＭｎＯとし、副成分としてＳｉＯ２
０．００５〜０．０１ｗｔ％、ＣａＯ ０．０３〜０．
０６ｗｔ％、Ｖ２Ｏ５ ０．０１〜０．０６ｗｔ％、Ｎ
ｂ２Ｏ５ ０．０１〜０．０３ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３又は
Ｂｉ２Ｏ３のうち少なくともどちらか一方を０．０４ｗ
ｔ％以下（０を含まず）同時に添加することで、５３０
ｍＴ以上という高い飽和磁束密度と、２０〜１２０℃に
おけるＰｃｖ ｍｉｎが３７０ｋＷ／ｍ３以下という低
い損失をもつＭｎ−Ｚｎフェライトを提供することが可
能となった。
５２．４〜５３．７ｍｏｌ％、ＺｎＯ７．０〜１１．５
ｍｏｌ％、残部ＭｎＯとし、副成分としてＳｉＯ２
０．００５〜０．０１ｗｔ％、ＣａＯ ０．０３〜０．
０６ｗｔ％、Ｖ２Ｏ５ ０．０１〜０．０６ｗｔ％、Ｎ
ｂ２Ｏ５ ０．０１〜０．０３ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３又は
Ｂｉ２Ｏ３のうち少なくともどちらか一方を０．０４ｗ
ｔ％以下（０を含まず）同時に添加することで、５３０
ｍＴ以上という高い飽和磁束密度と、２０〜１２０℃に
おけるＰｃｖ ｍｉｎが３７０ｋＷ／ｍ３以下という低
い損失をもつＭｎ−Ｚｎフェライトを提供することが可
能となった。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4G002 AA06 AA07 AA08 AA12 AB01
AD04 AE02
4G018 AA08 AA17 AA18 AA21 AA25
AA28 AA31 AA37
5E041 AB02 NN02 NN13
Claims (2)
- 【請求項１】 基本組成としてＦｅ２Ｏ３が５２．４〜
５３．７ｍｏｌ％、ＺｎＯが７．０〜１１．５ｍｏｌ
％、残部ＭｎＯとし、副成分としてＳｉＯ２０．００５
〜０．０１ｗｔ％、ＣａＯ ０．０３〜０．０６ｗｔ
％、Ｖ２Ｏ５０．０１〜０．０６ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５
０．０１〜０．０３ｗｔ％を含有し、更にＡｌ２Ｏ３又
はＢｉ２Ｏ３のうち少なくともどちらか一方を０．０４
ｗｔ％以下（０を含まず）含有することを特徴とするＭ
ｎ−Ｚｎフェライト。 - 【請求項２】 飽和磁束密度（２３℃）が５３０ｍＴ以
上であり、かつ２０〜１２０℃における損失の最小値
（以下Ｐｃｖ ｍｉｎと称する）が６０℃以上にあり、
その値が３７０ｋＷ／ｍ３以下（１００ｋＨｚ−２００
ｍＴ）である請求項１に記載のＭｎ−Ｚｎフェライト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001321135A JP2003128458A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | Ｍｎ−Ｚｎフェライト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001321135A JP2003128458A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | Ｍｎ−Ｚｎフェライト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003128458A true JP2003128458A (ja) | 2003-05-08 |
Family
ID=19138413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001321135A Pending JP2003128458A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | Ｍｎ−Ｚｎフェライト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003128458A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012111675A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-06-14 | Tdk Corp | フェライト組成物および電子部品 |
| JP2012140307A (ja) * | 2011-01-04 | 2012-07-26 | Tdk Corp | フェライト組成物および電子部品 |
| JP2012244064A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Tdk Corp | フェライトコアおよび電子部品 |
| JP2016044100A (ja) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | フェライト |
-
2001
- 2001-10-18 JP JP2001321135A patent/JP2003128458A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012111675A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-06-14 | Tdk Corp | フェライト組成物および電子部品 |
| JP2012140307A (ja) * | 2011-01-04 | 2012-07-26 | Tdk Corp | フェライト組成物および電子部品 |
| JP2012244064A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Tdk Corp | フェライトコアおよび電子部品 |
| JP2016044100A (ja) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | フェライト |
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