JP2003151813A - 酸化物磁性材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組成、製造条件を調節すること、及び粉末の
構造を変えることで、渦電流損失の低減が図れ、高温で
の焼成を必要としない高抵抗比で低損失な酸化物磁性材
料及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 酸化物磁性材料は、超音波励起フェライ
トめっき法で生成されたＮｉ‐Ｚｎフェライト層によっ
て粉末表面を被覆されたＭｎ−Ｚｎフェライト粉末であ
る。このＭｎ−Ｚｎフェライト粉末は、母材のＭｎ‐Ｚ
ｎフェライトが主成分組成が５２．０〜５５．０ｍｏｌ
％のＦｅ_２Ｏ_３、３０．０〜４５．０ｍｏｌ％のＭｎ
Ｏ、ｂａｌＺｎＯで、さらに添加物としてＭｏＯ，Ｂｉ
_２Ｏ_３のうち少なくとも一種以上を質量で１％以下（０
を含まず）含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源用トランス材
料等に用いられる酸化物磁性材料とその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電気機器の小型化、軽量化に伴いトラン
ス用材料の高周波化、低損失化が求められている。電源
用トランス材料としては、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ
−Ｚｎフェライトが用いられている。そのなかでもＭｎ
−ＺｎフェライトはｋＨｚ帯〜ＭＨｚ帯まで広い周波数
範囲でトランス材料として使用されている。

【０００３】フェライトの損失はヒステリシス損失、渦
電流損失、及び残留損失からなる。

【０００４】ヒステリシス損失は磁壁の非可逆的運動に
より発生する損失、渦電流損失は電磁誘導により発生す
る損失であることが知られている。

【０００５】しかし、残留損失はその発生因子すら解明
されていない。

【０００６】ヒステリシス損失は，結晶磁気異方性定
数、及び、結晶組織に依存する。結晶磁気異方性定数
は、主成分組成に依存する。また、結晶組織は焼成条件
に依存する。

【０００７】そのため、低損失な磁性材料を作成するた
めには、主成分組成、焼成条件の選定が重要となる。ヒ
ステリシス損失の低減の策として、結晶組織は以下に述
べる（イ）〜（ハ）の条件が適切とされる。

【０００８】（イ）粒内の介在物、すなわち、添加材と
して加えている添加物等が轄晶粒内に残存しないこと、
及び、結晶粒内に空孔（ボア）が残存しないこと。

【０００９】（ロ）結晶粒径をできるだけ大きくするこ
と。また、結晶粒径分布をシヤープにすること。

【００１０】（ハ）組成不均一をなくすこと。なぜなら
ば、組成の不均一性は結晶格子の不均一性を生じ、応力
の原因となることから磁歪を介した異方性の発生原因と
なるためである。等があげられる。

【００１１】渦電流損失は、材料の比抵抗に依存する。
比抵抗は微量添加物、及び、焼成条件に依存する。その
ため、低損失な磁性材料を作成するためには、Ｓｉ
Ｏ_２、ＣａＯに代表される微量添加物、焼成条件の選定
が重要となる。渦電流損失の低減の策として、以下に述
べる条件（ａ）〜（ｃ）が適切とされる。

【００１２】（ａ）ＳｉＯ_２、ＣａＯに加えＮｂ
_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２等の第三添加物を添加することによ
り、高比抵抗化を図る。

【００１３】（ｂ）結晶粒界の十分な酸化が高比抵抗化
を実現する。結晶粒界は焼成の冷却過程で形成される。
先に述べた添加物は焼成の昇温、保持過程において、結
晶粒内に固溶している。それが、冷却過程において、結
晶粒界に析出することにより形成される。それゆえ、冷
却時の酸素分圧の管理は特に重要となる。

【００１４】（ｃ）結晶粒径を小さくする。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前述したヒステリシス
損失を低減するためには、結晶粒径を大きくする必要が
ある。しかしながら、結晶粒径を大きくすると、粒界の
比表面積が小さくなることより、バルクの比抵抗が下が
る。比抵抗が下がると渦電流損失が増大する。よって、
結晶粒径は、ヒステリシス損失と渦電流損失のバランス
をとるように決定される。

【００１６】また、渦電流損失はバルクの比抵抗に依存
する。そのため、微量添加物を添加することにより、比
抵抗を高くしている。しかしながら、ＳｉＯ_２、ＣａＯ
に代表される添加物は結晶粒の成長を抑制させる働きを
持つ。よって、所定の綿晶粒径、比抵抗を得るため微量
添加物量はヒステリシス損失、渦電流損失のバランスを
とるように決定される。

【００１７】また、添加物は適量を添加しないと、異常
粒成長を助長する。異常粒の発現は、比抵抗の減少、結
晶粒径分布をブロードにすることにより、渦電流損失、
ヒステリシス損失いずれも増大させる効果がある。よっ
て、添加物の種類、量の制御は量産上重要な要素となっ
ている。

【００１８】前述したように、ヒステリシス損失の低減
のためには、結晶粒径を大きくする必要がある。轄晶粒
径を大きくするためには、焼成温度を高くすることが効
果的である。しかしながら、焼成温度を高くしすぎる
と、コア表面から、ＺｎＯが揮発する。ＺｎＯの揮発は
組成の不均一性を生じ、結晶格子の不ぞろいを生むこと
より、応力を発生し、ヒステリシス損失の増大を生む。
よって、結晶組織を大きくすることと、脱ＺｎＯを生じ
ない焼成温度が決定される。

【００１９】以上述べたように、各損失を低減する要
因、方策については、既知であるものの、すべての損失
を低減する万能の策はない。よって、従来の紛体粉末冶
金法では個々の損失のバランスが最適となる材料設計を
行わざるを得ない。

【００２０】そこで、本発明の一技術的課題は、組成、
製造条件を調節することで、低損失な酸化物磁性材料を
提供することにある。

【００２１】また、本発明のもう一つの技術的課題は、
粉末の構造を変えることで、渦電流損失の低減が図れる
低損失な酸化物磁性材料とその製造方法とを提供するこ
とにある。

【００２２】また、本発明では、高温での焼成を必要と
せず、高抵抗比で低損失な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。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々の検
討を行った結果、超音波励起フェライトめっき法によっ
て生成された、粉末表面がＮｉ−Ｚｎフェライト層で被
覆されたＭｎ−Ｚｎフェライト粉末を３００〜５００℃
の熱間圧縮成形することより、低損失な酸化物磁性材料
が得られることを見出した。

【００２４】即ち、本発明によれば、超音波励起フェラ
イトめっき法で生成されたＮｉ‐Ｚｎフェライト層によ
って粉末表面を被覆されたＭｎ−Ｚｎフェライト粉末に
おいて、母材のＭｎ‐Ｚｎフェライトが主成分組成が５
２．０〜５５．０ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３、３０．０〜４
５．０ｍｏｌ％のＭｎＯ、ｂａｌＺｎＯで、さらに添加
物としてＭｏＯ，Ｂｉ_２Ｏ_３のうち少なくとも一種以上
を質量で１％以下（０を含まず）含有することを特徴と
する酸化物磁性材料が得られる。

【００２５】また、本発明によれば、前記酸化物磁性材
料において、前記母材のＭｎ−Ｚｎフェライトの平均粉
末粒径が１０μｍ以上であることを特徴とする酸化物磁
性材料が得られる。

【００２６】また、本発明によれば、前記酸化物磁性材
料において、前記酸化物磁性材料の温間圧縮成形後の比
抵抗が５００Ωｃｍ以上であることを特徴とする酸化物
磁性材料が得られる。

【００２７】また、本発明によれば、前記酸化物磁性材
料を製造する方法であって、Ｍｎ−Ｚｎフェライト粉末
を水溶液中に分散する粉末分散工程と、水溶液中に分散
されたＭｎ‐Ｚｎフェライトの表面をフェライトめっき
によりＮｉ−Ｚｎフェライト層で被覆するフェライト被
覆工程と、Ｎｉ−Ｚｎフェライト層で被覆されたＭｎ−
Ｚｎフェライト粉末を３００℃〜５００℃の温度下で圧
縮成形する成形工程とを含むことを特徴とする酸化物磁
性材料の製造方法が得られる。

【００２８】

【発明の実施の形態】さらに、本発明について詳細に説
明する。

【００２９】本発明においては、酸化物磁性材料は、超
音波励起フェライトめっき法で生成されたＮｉ‐Ｚｎフ
ェライト層によって粉末表面を被覆されたＭｎ−Ｚｎフ
ェライト粉末であって、母材のＭｎ‐Ｚｎフェライトが
主成分組成が５２．０〜５５．０ｍｏｌ％のＦｅ
_２Ｏ_３、３０．０〜４５．０ｍｏｌ％のＭｎＯ、ｂａｌ
ＺｎＯで、さらに添加物としてＭｏＯ，Ｂｉ_２Ｏ_３のう
ち少なくとも一種以上を質量で１％以下（０を含まず）
含有するものである。

【００３０】この際、母材のＭｎ−Ｚｎフェライトの主
成分組成が５２．０〜５５．０ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３、
３０．０〜４５．０ｍｏｌ％のＭｎＯ、ｂａｌＺｎＯか
らなり、母材のＭｎ−Ｚｎフェライトの平均粉末粒径が
１０μｍ以上、得られた熱処理後のバルクの比抵抗が５
００Ωｃｍ以上となることが必要である。

【００３１】さらに，母材の主成分組成に対してＭｎ
Ｏ，Ｂｉ_２Ｏ_３のうち，少なくとも一種以上を１ｗｔ％
以下（０を含まず）添加することで低損失化が計れる。

【００３２】先に述べたように、従来の紛体粉末冶金法
では、すべての損失を低減する策はない。

【００３３】しかしながら、本発明においては、それぞ
れの損失を同時に低減することが可能であり、その結
果、電源用低損失磁性材料が得られるものである。

【００３４】本発明の酸化物磁性材料は、複合磁性材料
からなる。この複合磁性材料においては、Ｎｉ−Ｚｎフ
ェライトが均一かつ強固に被覆されたＭｎ−Ｚｎフェラ
イト粉末が圧縮成形されているので、個々の母材である
Ｍｎ−Ｚｎフェライト粒子間には、高比抵抗のＮｉ−Ｚ
ｎフェライトが存在するため、絶縁性を高める役割を果
たす。

【００３５】尚、本明細書において、バルクの比抵抗を
５００Ωｃｍ以上としているが、Ｍｎ−Ｚｎフェライト
粉末にめっきする量を変えることにより、バルクの比抵
抗は任意に制御できる。

【００３６】また、従来の紛体粉末冶金法では、添加物
を投入し、焼成の保持冷却過程において、析出すること
により、ガラス層の粒界層が形成されるが、その厚みを
変化させることは、困難であった。

【００３７】しかしながら、本発明によれば、めっき量
を変化させることによりバルクの比抵抗をいとも簡単に
制御することが可能となる。

【００３８】加えて、このフェライトのめっき層は磁性
層であるため、母材のＭｎ−Ｚｎフェライト粒子同士を
磁気的に結合する役割を果たす。本発明品のめっき層は
磁性層であるがゆえに、本発明品は従来のＭｎ−Ｚｎフ
ェライトと比較して高飽和密度となる。

【００３９】本発明の製造工程では、３００℃〜５００
℃の圧縮成形の工程を必要とする。

【００４０】Ｍｎ−Ｚｎフェライトは焼成工程を必要と
する。通常１２００℃〜１４００℃の温度で焼成され
る。従来において、このような高い温度で焼成する原因
は、次の理由による。

【００４１】（ｉ）粉砕粉末がμｍオーダーの大きさで
あり、緻密化及び結晶粒成長にある程度の高温焼成が必
要である。

【００４２】（ｉｉ）粒界層の形成物質であるＳｉ
Ｏ_２、ＣａＯが融解するのにある程度の焼成温度が必要
である。

【００４３】本発明品のめっきされたＮｉ−Ｚｎフェラ
イト粉末はｎｍオーダーであり、低温で十分に緻密化が
可能である。

【００４４】また、めっき層が粒界層となるため粒界層
成分を析出させる必要がないことより、高温での焼成が
必要ない。

【００４５】さらに、ＭｏＯ，Ｂｉ_２Ｏ_３のうち，少な
くとも一種以上を質量で１％（１ｗｔ％で示す、以下同
様）以下添加することで、ＭｏＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３が母材粉
末表面を被覆し、隣接する粉末相互の拡散を活性化し、
Ｍｎ‐Ｚｎフェライトの粒成長が低温でも促進される。

【００４６】よって高温焼成におけるＺｎＯの揮発によ
る組成のズレを防ぐことができる。

【００４７】また，高温での焼成を必要としないことよ
り、母材のＭｎ−Ｚｎフェライト、めっき材のＮｉ−Ｚ
ｎフェライト間の組成混入がない。組成の混入がないこ
とより、高比抵抗で、低損失な酸化物磁性材料が得られ
る。

【００４８】ここで、本発明において、母材のＭｎ−Ｚ
ｎフェライトの主成分組成を５２．０〜５５．０ｍｏｌ
％のＦｅ_２Ｏ_３、３５．０〜４５．０ｍｏｌ％のＭｎ
Ｏ，ｂａｌＺｎＯとしたのは、Ｆｅ_２Ｏ_３が５２．０ｍ
ｏｌ％以下、ＭｎＯが４５ｍｏｌ％以上であると、結晶
磁気異方性定数が高くなり、ヒステリシス損失の増大に
より損失の劣化を招くためであり、Ｆｅ_２Ｏ_３が５５ｍ
ｏｌ％以上、であるとＦｅ^２＋の増大により、比抵抗が
小さくなり、渦電流損失の増大により損失の劣化を招く
ためであり、ＭｎＯが３０ｍｏｌ％以下であると、飽和
磁束密度が低くなり、電源用材料として不適当であるた
めである。

【００４９】また、本発明において、母材のＭｎ−Ｚｎ
フェライトの平均粉末粒径が１０μｍ以上としたのは、
１０μｍより小さいと、ヒステリシス損失の増大によ
り、損失の劣化を招くためである。添加物ＭｏＯ、Ｂｉ
_２Ｏ_３を１ｗｔ％以下としたのは、それ以上の添加で
は、比抵抗の減少による渦電流損失の増大、もしくは異
常粒の発生により損失の劣化を招くためである。バルク
の比抵抗を５００Ωｃｍ以上としたのは、５００Ωｃｍ
以下であると、渦電流損失の劣化により損失の増大を招
くためである。

【００５０】また、本発明において、３００℃〜５００
℃の温度で圧縮成形するのは、３００℃以下であるとメ
ッキ粉末であるＮｉＺｎフェライト間の緻密化が進ま
ず、飽和磁束密度が小さくなるためであり、５００℃以
上であると、母材のＭｎ−Ｚｎフェライトとめっき粉末
のＮｉ−Ｚｎフェライトが反応して、磁気特性の劣化を
誘発するためである。

【００５１】それでは、本発明の実施の形態について図
面を参照しながら説明する。

【００５２】（第１の実施の形態）母材のＭｎ−Ｚｎフ
ェライト粉末として、主成分組成５３．５ｍｏｌ％のＦ
ｅ _２Ｏ_３、３８ｍｏｌ％のＭｎＯ、ｂａｌＺｎＯにさら
にＭｏＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３を１．２ｗｔ％まで添加してその
影響を調査した。この組成になるように原料を秤量し、
混合し、９００℃の窒素雰囲気中予焼した粉末を作成し
た。フェライトめっき方法としては、８０℃で母材のＭ
ｎ−Ｚｎフェライト粉末粒子を水に分散し、分散液の温
度を一定に保ちながら、ＦｅＣｌ_２（１２ｇ／ｌ）、Ｎ
ｉＣｌ_２（４ｇ／ｌ）、ＺｎＣｌ_２（０．５ｇ／ｌ）の
反応液にてフェライトめっきを行った。フェライトめっ
きは、超音波ホーンにより超音波を加えることによって
液を激しく運動させながら、亜硝酸ナトリウムＮａＮＯ
_２などの酸化剤を徐々に加えて酸化することによって進
行させ、またｐＨコントローラにより、ＮＨ_４ＯＨなど
でｐＨを調整し、ほぼ中性の反応液中に母材のＭｎ−Ｚ
ｎフェライト粉末を浸漬して行った。このようにして、
母材のＭｎ−Ｚｎフェライト粉末粒子は、フェライトめ
っきの反応液によって侵されることなく、表面に０．５
μｍ厚のフェライトめっきの被覆層を形成することがで
きた。得られた粉末を４００℃の温度で圧縮成形するこ
とにより、発明品を得た。

【００５３】従来材は、５２．５ｍｏｌ％のＦｅ
_２Ｏ_３、３５ｍｏｌ％のＭｎＯ、残部ＺｎＯとなるよう
に秤量し、添加物として０．０１ｗｔ％のＳｉＯ_２、
０．０５ｗｔ％のＣａＯｗｔ％、０．０５ｗｔ％のＮｂ
_２Ｏ_５を加え、混合し、予焼し、解砕し、造粒し、１３
５０℃で還元雰囲気中焼成した。

【００５４】下記表１にＭｎＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３添加量を変
化させたときのバルクの比抵抗、飽和磁束密度、平均結
晶粒径、１００ｋＨｚ−２００ｍＴ−１００℃における
損失（Ｐ_ＣＶ）を示す。ＭｏＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３の少なくと
も１つ以上が主成分に対し１ｗｔ％以下含有している発
明品で結晶粒径が増大し、コアロスが低いのが判る。

【００５５】

【表１】

【００５６】（第２の実施の形態）母材のＭｎ−Ｚｎフ
ェライト粉末として、主成分組成５１．９〜５５．５ｍ
ｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３、２９〜４６ｍｏｌ％のＭｎＯ、ｂ
ａｌＺｎＯ、添加物ＭｏＯ０．５ｗｔ％、Ｂｉ_２Ｏ_３
０．５ｗｔ％を秤量し、混合し、９００℃の窒素雰囲気
中予焼した粉末を作成した。フェライトめっき方法とし
ては、８０℃で母材のＭｎ−Ｚｎフェライト粉末粒子を
水に分散し、分散液の温度を一定に保ちながら、ＦｅＣ
ｌ_２（１２ｇ／ｌ）、ＮｉＣｌ_２（４ｇ／ｌ）、ＺｎＣ
ｌ_２（０．５ｇ／ｌ）の反応液にてフェライトめっきを
行った。フェライトめっきは、超音波ホーンにより超音
波を加えることによって液を激しく運動させながら、亜
硝酸ナトリウムＮａＮＯ_２などの酸化剤を徐々に加えて
酸化することによって進行させ、またｐＨコントローラ
により、ＮＨ_４ＯＨなどでｐＨを調整し、ほぼ中性の反
応液中に母材のＭｎ−Ｚｎフェライト粉末を浸漬して行
った。このようにして、母材のＭｎ−Ｚｎフェライト粉
末粒子は、フェライトめっきの反応液によって侵される
ことなく、表面に０．５μｍ厚のフェライトめっきの被
覆層を形成することができた。得られた粉末を４００℃
の温度で圧縮成形することにより、発明品を得た。

【００５７】従来材は、５２．５ｍｏｌ％のＦｅ
_２Ｏ_３、３５ｍｏｌ％のＭｎＯ、残部ＺｎＯとなるよう
に秤量し、添加物として０．０１ｗｔ％のＳｉＯ_２、
０．０５ｗｔ％のＣａＯｗｔ％、０．０５ｗｔ％のＮｂ
_２Ｏ_５を加え、混合し、予焼し、解砕し、造粒し、１３
５０℃で還元雰囲気中焼成した。

【００５８】下記表２は母材の主成分組成を変化させた
ときのバルクの比抵抗、飽和磁束密度、平均結晶粒径、
１００ｋＨｚ−２００ｍＴ−１００℃における損失（Ｐ
_ＣＶ）を示している。

【００５９】

【表２】

【００６０】上記表２から、母材の主成分組成が５２．
０〜５５．０ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３，３５．０〜４５．
０ｍｏｌ％のＭｎＯ，ｂａｌＺｎＯの範囲で、従来材と
比較して損失が低いことがわかる。

【００６１】図１は１００ｋＨｚ−２００ｍＴにおけ
る、従来材と発明品４の損失（Ｐ_ＣＶ）の温度特性を示
す。全温度範囲で発明品は損失が小さいことがわかる。

【００６２】（第３の実施の形態）母材のＭｎ−Ｚｎフ
ェライト粉末として、主成分組成を５３．５ｍｏｌ％の
Ｆｅ_２Ｏ_３、３８ｍｏｌ％のＭｎＯ、ｂａｌＺｎ、添加
物ＭｏＯ０．５ｗｔ％、Ｂｉ_２Ｏ_３ ０．５ｗｔ％を秤
量し、混合し、９００℃の窒素雰囲気中予焼した粉末を
作成した。フェライトめっき方法としては、８０℃で母
材のＭｎ−Ｚｎフェライト粉末粒子を水に分散し、分散
液の温度を一定に保ちながら、ＦｅＣｌ_２（１２ｇ／
ｌ）、ＮｉＣｌ_２（４ｇ／ｌ）、ＺｎＣｌ_２（０．５ｇ
／ｌ）の反応液にてフェライトめっきを行った。フェラ
イトめっきは、超音波ホーンにより超音波を加えること
によって液を激しく運動させながら、亜硝酸ナトリウム
ＮａＮＯ _２などの酸化剤を徐々に加えて酸化することに
よって進行させ、またｐＨコントローラにより、ＮＨ_４
ＯＨなどでｐＨを調整し、ほぼ中性の反応液中に母材の
Ｍｎ−Ｚｎフェライト粉末を浸漬して行った。このよう
にして、母材のＭｎ−Ｚｎフェライト粉末粒子は、フェ
ライトめっきの反応液によって侵されることなく、表面
に１０ｎｍ〜２μｍ厚のフェライトめっきの被覆層を形
成することができた。

【００６３】得られた粉末を４００℃の温度で圧縮成形
することにより、発明品を得た。

【００６４】従来材は、５２．５ｍｏｌ％のＦｅ
_２Ｏ_３、３５ｍｏｌ％のＭｎＯ、残部ＺｎＯとなるよう
に秤量し、添加物として０．０１ｗｔ％のＳｉＯ_２、
０．０５ｗｔ％のＣａＯｗｔ％、０．０５ｗｔ％のＮｂ
_２Ｏ_５を加え、混合し、予焼し、解砕し、造粒し、１３
５０℃で還元雰囲気中焼成した。

【００６５】下記表３は、めっき厚みを変化させたとき
のバルクの比抵抗、飽和磁束密度、平均結晶粒径、１０
０ｋＨｚ−２００ｍＴ−１００℃における損失
（Ｐ_ＣＶ）を示している。下記表３から，５０００Ωｃ
ｍ以上の発明品で損失が小さいことがわかる。

【００６６】

【表３】

【００６７】（第４の実施の形態）母材のＭｎ−Ｚｎフ
ェライト粉末として、主成分組成を５３．５ｍｏｌ％の
Ｆｅ_２Ｏ_３、３８ｍｏｌ％のＭｎＯ、残部ＺｎＯ、添加
物ＭｏＯ ０．５ｗｔ％、Ｂｉ_２Ｏ_３ ０．５ｗｔ％を
秤量し、混合し、６００℃〜１０００℃の窒素雰囲気中
予焼した粉末を作成した。フェライトめっき方法として
は、８０℃で母材のＭｎ−Ｚｎフェライト粉末粒子を水
に分散し、分散液の温度を一定に保ちながら、ＦｅＣｌ
_２（１２ｇ／ｌ）、ＮｉＣｌ_２（４ｇ／ｌ）、ＺｎＣｌ
_２（０．５ｇ／ｌ）の反応液にてフェライトめっきを行
った。フェライトめっきは、超音波ホーンにより超音波
を加えることによって液を激しく運動させながら、亜硝
酸ナトリウムＮａＮＯ_２などの酸化剤を徐々に加えて酸
化することによって進行させ、またｐＨコントローラに
より、ＮＨ_４ＯＨなどでｐＨを調整し、ほぼ中性の反応
液中に母材のＭｎ−Ｚｎフェライト粉末を浸潰して行っ
た。このようにして、母材のＭｎ−Ｚｎフェライト粉末
粒子は、フェライトめっきの反応液によって侵されるこ
となく、表面に０．５μｍ厚のフェライトめっきの被覆
層を形成することができた。得られた粉末を４００℃の
温度で圧縮成形することにより、発明品を得た。

【００６８】従来材は、５２．５ｍｏｌ％のＦｅ
_２Ｏ_３、３５ｍｏｌ％のＭｎＯ、残部ＺｎＯとなるよう
に秤量し、添加物として０．０１ｗｔ％のＳｉＯ_２、
０．０５ｗｔ％のＣａＯｗｔ％、０．０５ｗｔ％のＮｂ
_２Ｏ_５を加え、混合し、予焼し、解砕し、造粒し、１３
５０℃で還元雰囲気中焼成した。

【００６９】下記表４は、母材の予焼温度を変化させた
ときのバルクの比抵抗、飽和磁束密度、平均結晶粒径、
１００ｋＨｚ−２００ｍＴ−１００℃における損失（Ｐ
_ＣＶ）を示している。

【００７０】

【表４】

【００７１】上記表４から、母材の平均結晶粒径が１０
μｍ以上の発明品で損失が小さいことがわかる。

【００７２】（第５の実施の形態）母材のＭｎ−Ｚｎフ
ェライト粉末として、主成分組成を５３．５ｍｏｌ％の
Ｆｅ_２Ｏ_３、３８ｍｏｌ％のＭｎＯ、残部ＺｎＯ、添加
物ＭｏＯ ０．５ｗｔ％、Ｂｉ_２Ｏ_３ ０．５ｗｔ％を
秤量し、混合し、９００℃の窒素雰囲気中予焼した粉末
を作成した。フェライトめっき方法としては、８０℃で
母材のＭｎ−Ｚｎフェライト粉末粒子を水に分散し、分
散液の温度を一定に保ちながら、ＦｅＣｌ_２（１２ｇ／
ｌ）、ＮｉＣｌ_２（４ｇ／ｌ）、ＺｎＣｌ_２（０．５ｇ
／ｌ）の反応液にてフェライトめっきを行った。フェラ
イトめっきは、超音波ホーンにより超音波を加えること
によって液を激しく運動させながら、亜硝酸ナトリウム
ＮａＮＯ_２などの酸化剤を徐々に加えて酸化することに
よって進行させ、またｐＨコントローラにより、ＮＨ_４
ＯＨなどでｐＨを調整し、ほぼ中性の反応液中に母材の
Ｍｎ−Ｚｎフェライト粉末を浸漬して行った。このよう
にして、母材のＭｎ−Ｚｎフェライト粉末粒子は、フェ
ライトめっきの反応液によって侵されることなく、表面
に０．５μｍ厚のフェライトめっきの被覆層を形成する
ことができた。得られた粉末を２００〜６００℃の温度
で圧縮成形することにより、発明品を得た。

【００７３】比較のための従来材は、５２．５ｍｏｌ％
のＦｅ_２Ｏ_３、３５ｍｏｌ％のＭｎＯ、残部ＺｎＯとな
るように秤量し、添加物として０．０１ｗｔ％のＳｉＯ
_２、０．０５ｗｔ％のＣａＯｗｔ％、０．０５ｗｔ％の
Ｎｂ_２Ｏ_５を加え、混合し、予焼し、解砕し、造粒し、
１３５０℃で還元雰囲気中焼成した。

【００７４】下記表５は圧縮成形時の温度を変化させた
ときのバルクの比抵抗、飽和磁束密度、平均結晶粒径、
１００ｋＨｚ−２００ｍＴ−１００℃における損失（Ｐ
_ＣＶ）を示している。

【００７５】

【表５】

【００７６】上記表５から、圧縮成形時の温度が３００
℃〜５００℃の範囲の発明品で損失が小さいことがわか
る。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、超音波励起フェライトめっき法によって生成され
た、粉末表面がＮｉ−Ｚｎフェライト層で被覆されたＭ
ｎ−Ｚｎフェライト粉末を３００℃〜５００℃の温度で
圧縮成形することにより、低損失な酸化物磁性材料と、
その製造方法とを提供することができる。但し、この際
には、母材のＭｎ−Ｚｎフェライトの主成分組成が５
２．０〜５５．０ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３，３５０〜４５
０ｍｏｌ％のＭｎＯ，ｂａｌＺｎＯからなり、母材のＭ
ｎ−Ｚｎフェライトの平均粉末粒径が１０μｍ以上、得
られた熱処理後のバルクの比抵抗が５００Ωｃｍ以上と
なることが必要である。

【００７８】また、本発明においては、ＭｏＯ、Ｂｉ_２
Ｏ_３の少なくとも一つ以上を主成分に対して１ｗｔ％以
下含有することで、結晶粒成長が促進され、低損失化を
図ることができる酸化物磁性材料とその製造方法とを提
供することができる。

【００７９】さらに、本発明において、Ｎｉ−Ｚｎフェ
ライトが均一かつ強固に被覆されたＭｎ−Ｚｎフェライ
ト粉末が圧縮成形されているので、個々の母材であるＭ
ｎ−Ｚｎフェライト粒子間には、高比抵抗のＮｉ−Ｚｎ
フェライトが存在するため渦電流損失の低減が図れる酸
化物磁性材料とその製造方法とを提供することができ
る。

【００８０】また、本発明においては、めっき層が粒界
層となるため粒界層成分を析出させる必要がないことよ
り、高温での焼成が必要ない酸化物磁性材料の製造方法
を提供することができる。

【００８１】また、本発明では、前述したように、高温
での焼成が必要としないことより、母材のＭｎ−Ｚｎフ
ェライト、メッキ材のＮｉ−Ｚｎフェライト間の組成混
入がない。この組成の混入がないことより、高比抵抗
で、低損失な酸化物磁性材料とその製造方法とを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】１００ｋＨｚ−２００ｍＴにおける、従来材と
発明品１３の損失（Ｐ_ＣＶ）の温度特性を示す図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 龍矢 宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号 株式会社トーキン内 (72)発明者 ▲吉▼田 栄▲吉▼ 宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号 株式会社トーキン内 Ｆターム(参考） 4G018 AA02 AA21 AA23 AA25 AA37 AC01 AC03 AC09 5E041 AB02 BC01 CA02 HB17 NN02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波励起フェライトめっき法で生成さ
   れたＮｉ‐Ｚｎフェライト層によって粉末表面を被覆さ
   れたＭｎ−Ｚｎフェライト粉末において、母材のＭｎ‐
   Ｚｎフェライトが主成分組成が５２．０〜５５．０ｍｏ
   ｌ％のＦｅ_２Ｏ_３、３０．０〜４５．０ｍｏｌ％のＭｎ
   Ｏ、ｂａｌＺｎＯで、さらに添加物としてＭｏＯ，Ｂｉ
   _２Ｏ_３のうち少なくとも一種以上を質量で１％以下（０
   を含まず）含有することを特徴とする酸化物磁性材料。
2. 【請求項２】 請求項１記載の酸化物磁性材料におい
   て、前記母材のＭｎ−Ｚｎフェライトの平均粉末粒径が
   １０μｍ以上であることを特徴とする酸化物磁性材料。
3. 【請求項３】 請求項１記載の酸化物磁性材料におい
   て、前記酸化物磁性材料の温間圧縮成形後の比抵抗が５
   ００Ωｃｍ以上であることを特徴とする酸化物磁性材
   料。
4. 【請求項４】 請求項１記載の酸化物磁性材料を製造す
   る方法であって、Ｍｎ−Ｚｎフェライト粉末を水溶液中
   に分散する粉末分散工程と、水溶液中に分散されたＭｎ
   ‐Ｚｎフェライトの表面をフェライトめっきによりＮｉ
   −Ｚｎフェライト層で被覆するフェライト被覆工程と、
   Ｎｉ−Ｚｎフェライト層で被覆されたＭｎ−Ｚｎフェラ
   イト粉末を３００℃〜５００℃の温度下で圧縮成形する
   成形工程とを含むことを特徴とする酸化物磁性材料の製
   造方法。