JP2003243219A - 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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- JP2003243219A JP2003243219A JP2002036601A JP2002036601A JP2003243219A JP 2003243219 A JP2003243219 A JP 2003243219A JP 2002036601 A JP2002036601 A JP 2002036601A JP 2002036601 A JP2002036601 A JP 2002036601A JP 2003243219 A JP2003243219 A JP 2003243219A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比抵抗が高く、巻線の直巻きが可能であり、
かつ低損失であり、コストの低減が図れる低損失酸化物
磁性材料を得る。 【解決手段】 ＮｉＺｎフェライト粉末をプレス成形
し、前記成形体内部の空隙を水溶液中でフェライトめっ
き法により埋めることを特徴とする低損失酸化物磁性材
料であって、前記低損失酸化物磁性材料の組成が４８.
５〜４９.８ｍｏ１％Ｆｅ２０３−２６.０〜３５.０ｍ
ｏ１％ＺｎＯ−残部ＮｉＯである低損失酸化物磁性材料
とする。
かつ低損失であり、コストの低減が図れる低損失酸化物
磁性材料を得る。 【解決手段】 ＮｉＺｎフェライト粉末をプレス成形
し、前記成形体内部の空隙を水溶液中でフェライトめっ
き法により埋めることを特徴とする低損失酸化物磁性材
料であって、前記低損失酸化物磁性材料の組成が４８.
５〜４９.８ｍｏ１％Ｆｅ２０３−２６.０〜３５.０ｍ
ｏ１％ＺｎＯ−残部ＮｉＯである低損失酸化物磁性材料
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源用トランスま
たチョークコイル用材料に好適な低損失酸化物磁性材料
に関する。
たチョークコイル用材料に好適な低損失酸化物磁性材料
に関する。
【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。電源用
トランス材料としては、主に比較的飽和磁束密度が高く
電力損失が小さいＭｎＺｎフェライトが用いられてい
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。電源用
トランス材料としては、主に比較的飽和磁束密度が高く
電力損失が小さいＭｎＺｎフェライトが用いられてい
る。
【０００３】ＭｎＺｎ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
っている。一方、ＮｉＺｎ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。
〜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
っている。一方、ＮｉＺｎ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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＭｎＺｎフェライトで
は、磁芯にボビンを介して巻線を行っているので、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
ていた。また、Ｎｉ−Ｚｎフェライトは、電力損失がＭ
ｎＺｎフェライトに比べて著しく高ので、その結果、Ｎ
ｉＺｎ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、信頼性が低く、また、電気製品の省エネルギー化の
障害となっていた。
は、磁芯にボビンを介して巻線を行っているので、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
ていた。また、Ｎｉ−Ｚｎフェライトは、電力損失がＭ
ｎＺｎフェライトに比べて著しく高ので、その結果、Ｎ
ｉＺｎ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、信頼性が低く、また、電気製品の省エネルギー化の
障害となっていた。
【０００５】本発明の目的は、比抵抗が高く、巻線の直
巻きが可能であり、かつ低損失であり、コストの低減が
図れる低損失酸化物磁性材料を提供することである。
巻きが可能であり、かつ低損失であり、コストの低減が
図れる低損失酸化物磁性材料を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ＮｉＺｎフェライトは、
一般に粉末冶金法で作製される。つまり、Ｆｅ２Ｏ３、
ＮｉＯ、ＺｎＯを所定の量秤量し、アトライターを用い
て混合した後、スプレードライアーで造粒し、造粒した
粉末を仮焼し、得られた粉末をアトライターを用いて粉
砕し、スプレードライアーにて造粒し、プレスし、焼成
する。このように、粉末冶金法で作製されたＮｉＺｎフ
ェライトは、多数の気孔を含有し、その気孔が電力損失
を劣化させると考えられている。
一般に粉末冶金法で作製される。つまり、Ｆｅ２Ｏ３、
ＮｉＯ、ＺｎＯを所定の量秤量し、アトライターを用い
て混合した後、スプレードライアーで造粒し、造粒した
粉末を仮焼し、得られた粉末をアトライターを用いて粉
砕し、スプレードライアーにて造粒し、プレスし、焼成
する。このように、粉末冶金法で作製されたＮｉＺｎフ
ェライトは、多数の気孔を含有し、その気孔が電力損失
を劣化させると考えられている。
【０００７】種々の検討を行った結果、ＮｉＺｎフェラ
イト粉末をプレス成形し、その成形体内部の空隙を水溶
液中でフェライトめっき法により埋めることを特徴とす
る低損失酸化物磁性材料を用いることによって、上記間
題点を解決できることを見出した。
イト粉末をプレス成形し、その成形体内部の空隙を水溶
液中でフェライトめっき法により埋めることを特徴とす
る低損失酸化物磁性材料を用いることによって、上記間
題点を解決できることを見出した。
【０００８】即ち、本発明は、ＮｉＺｎフェライト粉末
をプレス成形し、前記成形体内部の空隙を水溶液中でフ
ェライトめっき法により埋める低損失酸化物磁性材料で
ある。
をプレス成形し、前記成形体内部の空隙を水溶液中でフ
ェライトめっき法により埋める低損失酸化物磁性材料で
ある。
【０００９】また、本発明は、前記低損失酸化物磁性材
料の組成が、４８.５〜４９.８ｍｏ１％Ｆｅ２０３−２
６.０〜３５.０ｍｏ１％ＺｎＯ−残部ＮｉＯとする低損
失酸化物磁性材料である。
料の組成が、４８.５〜４９.８ｍｏ１％Ｆｅ２０３−２
６.０〜３５.０ｍｏ１％ＺｎＯ−残部ＮｉＯとする低損
失酸化物磁性材料である。
【００１０】また、本発明は、前記低損失酸化物磁性材
料の気孔率が、２.０％以下とする低損失酸化物磁性材
料である。
料の気孔率が、２.０％以下とする低損失酸化物磁性材
料である。
【００１１】
【作用】フェライトの磁気損失（Ｐｃｖ）は、ヒステリ
シス損失、渦電流損失および残留損失、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、主に結晶組
織と結晶磁気異方性エネルギー（Ｋ１）に依存し、磁壁
移動に起因する損失である。結晶粒内または粒界に存在
する気孔は、磁壁移動の障害となり、ヒステリシス損失
を劣化させると考えられる。
シス損失、渦電流損失および残留損失、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、主に結晶組
織と結晶磁気異方性エネルギー（Ｋ１）に依存し、磁壁
移動に起因する損失である。結晶粒内または粒界に存在
する気孔は、磁壁移動の障害となり、ヒステリシス損失
を劣化させると考えられる。
【００１２】本発明によれば、ＮｉＺｎフェライト粉末
をプレス成形し、その成形体内部の空隙を水溶液中でフ
ェライトめっき法により埋めることによって、気孔率が
従来材よりも小さく２.０％以下である組織をもった低
損失の磁性材料が得られる。組成を２６.０〜３５.０ｍ
ｏｌ％ＺｎＯと規定したのは、ＺｎＯ量が３５.０ｍｏ
ｌ％を超えるとＢｓが著しく低下し、またＺｎＯ量が２
６.０ｍｏｌ％よりも少ないと損失が著しく増大するた
めである。４８.５〜４９.８ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ ３と規定
したのは、Ｆｅ２Ｏ３量が４９.８ｍｏｌ％を超えると
比抵抗が著しく低下し、またＦｅ２Ｏ３量が４８.５ｍ
ｏｌ％よりも少ないと損失が著しく増大するためであ
る。
をプレス成形し、その成形体内部の空隙を水溶液中でフ
ェライトめっき法により埋めることによって、気孔率が
従来材よりも小さく２.０％以下である組織をもった低
損失の磁性材料が得られる。組成を２６.０〜３５.０ｍ
ｏｌ％ＺｎＯと規定したのは、ＺｎＯ量が３５.０ｍｏ
ｌ％を超えるとＢｓが著しく低下し、またＺｎＯ量が２
６.０ｍｏｌ％よりも少ないと損失が著しく増大するた
めである。４８.５〜４９.８ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ ３と規定
したのは、Ｆｅ２Ｏ３量が４９.８ｍｏｌ％を超えると
比抵抗が著しく低下し、またＦｅ２Ｏ３量が４８.５ｍ
ｏｌ％よりも少ないと損失が著しく増大するためであ
る。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例による低損失酸化物磁性材料
について、以下に説明する。
について、以下に説明する。
【００１４】主成分として、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｚｎ
Ｏ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粉砕した。粉砕後、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、５０
０℃で脱バインダー処理を行った。こうして得られた成
形体を８０℃の水に入れ、温度を一定に保ちながらＦｅ
Ｃｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２を所定の量加えた水溶
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、ＮａＮＯ２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、ＮＨ４ＯＨでｐＨを調整し、ほぼ中性の
反応液中で行った。
Ｏ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粉砕した。粉砕後、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、５０
０℃で脱バインダー処理を行った。こうして得られた成
形体を８０℃の水に入れ、温度を一定に保ちながらＦｅ
Ｃｌ２、ＮｉＣｌ２、ＺｎＣｌ２を所定の量加えた水溶
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、ＮａＮＯ２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、ＮＨ４ＯＨでｐＨを調整し、ほぼ中性の
反応液中で行った。
【００１５】従来材として、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｚｎ
Ｏを所定の量秤量し、アトライターを用いて２時間混合
し、スプレードライアーで造粒し、造粒した粉末をロー
タリーキルンで仮焼し、得られた粉末をアトライターを
用いて粉砕し、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１１５０〜１３００℃−大気中で焼
成した試料も作製した。
Ｏを所定の量秤量し、アトライターを用いて２時間混合
し、スプレードライアーで造粒し、造粒した粉末をロー
タリーキルンで仮焼し、得られた粉末をアトライターを
用いて粉砕し、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１１５０〜１３００℃−大気中で焼
成した試料も作製した。
【００１６】表１に、フェライトめっきにより作製した
試料と通常通り１１５０〜１３００℃−大気中で焼成し
た試料の気孔率、５０ｋＨｚ−１５０ｍＴ−８０℃の損
失（Ｐｃｖ）、Ｂｓおよび比抵抗を示す。
試料と通常通り１１５０〜１３００℃−大気中で焼成し
た試料の気孔率、５０ｋＨｚ−１５０ｍＴ−８０℃の損
失（Ｐｃｖ）、Ｂｓおよび比抵抗を示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１より、発明品は、従来品と比べて気孔
率が小さく、損失が低く、比抵抗およびＢｓも充分な値
である。また、発明品の気孔率は、２.０％以下である
ことが分かる。
率が小さく、損失が低く、比抵抗およびＢｓも充分な値
である。また、発明品の気孔率は、２.０％以下である
ことが分かる。
【００１９】表２に、フェライトめっきにより作製し、
Ｆｅ２Ｏ３＝４９.５ｍｏｌ％一定とし、ＮｉＯ／Ｚｎ
Ｏ比を変えた試料の気孔率、５０ｋＨｚ−１５０ｍＴ−
８０℃の損失（Ｐｃｖ）、Ｂｓおよび比抵抗を示す。
Ｆｅ２Ｏ３＝４９.５ｍｏｌ％一定とし、ＮｉＯ／Ｚｎ
Ｏ比を変えた試料の気孔率、５０ｋＨｚ−１５０ｍＴ−
８０℃の損失（Ｐｃｖ）、Ｂｓおよび比抵抗を示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２より、発明品は、ＺｎＯ＝２６.０〜
３５.０ｍｏｌ％で得られている。ＺｎＯ量が３５.０ｍ
ｏｌ％を超えるとＢｓが著しく低下し、またＺｎＯ量が
２６.０ｍｏｌ％よりも少ないと損失が著しく増大する
ことが分かる。また、発明品の気孔率は、２.０％以下
であることが分かる。
３５.０ｍｏｌ％で得られている。ＺｎＯ量が３５.０ｍ
ｏｌ％を超えるとＢｓが著しく低下し、またＺｎＯ量が
２６.０ｍｏｌ％よりも少ないと損失が著しく増大する
ことが分かる。また、発明品の気孔率は、２.０％以下
であることが分かる。
【００２２】表３に、フェライトめっきにより作製し、
ＺｎＯ＝３０.０ｍｏｌ％一定とし、Ｆｅ２Ｏ３量を変
えた試料の気孔率、５０ｋＨｚ−１５０ｍＴ−８０℃の
損失（Ｐｃｖ）、Ｂｓおよび比抵抗を示す。
ＺｎＯ＝３０.０ｍｏｌ％一定とし、Ｆｅ２Ｏ３量を変
えた試料の気孔率、５０ｋＨｚ−１５０ｍＴ−８０℃の
損失（Ｐｃｖ）、Ｂｓおよび比抵抗を示す。
【００２３】
【表３】
【００２４】表３より、発明品はＦｅ２Ｏ３＝４８.５
〜４９.８ｍｏｌ％で得られている。Ｆｅ２Ｏ３量が４
９.８ｍｏｌ％を超えると比抵抗が著しく低下し、また
Ｆｅ２Ｏ３量が４８.５ｍｏｌ％よりも少ないと損失が
著しく増大することが分かる。また、発明品の気孔率
は、２.０％以下であることが分かる。
〜４９.８ｍｏｌ％で得られている。Ｆｅ２Ｏ３量が４
９.８ｍｏｌ％を超えると比抵抗が著しく低下し、また
Ｆｅ２Ｏ３量が４８.５ｍｏｌ％よりも少ないと損失が
著しく増大することが分かる。また、発明品の気孔率
は、２.０％以下であることが分かる。
【００２５】
【発明の効果】以上、本発明によれば、比抵抗が高く、
巻線の直巻きが可能であり、かつ低損失であり、コスト
の低減が図れる低損失酸化物磁性材料を提供できる。
巻線の直巻きが可能であり、かつ低損失であり、コスト
の低減が図れる低損失酸化物磁性材料を提供できる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4G018 AA23 AA25 AC06 AC09
5E041 AB01 AB19 CA02 CA03 NN15
Claims (3)
- 【請求項１】 ＮｉＺｎフェライト粉末をプレス成形
し、前記成形体内部の空隙を水溶液中でフェライトめっ
き法により埋めることを特徴とする低損失酸化物磁性材
料。 - 【請求項２】 前記低損失酸化物磁性材料の組成が４
８.５〜４９.８ｍｏ１％Ｆｅ２０３−２６.０〜３５.０
ｍｏ１％ＺｎＯ−残部ＮｉＯであることを特徴とする請
求項１に記載の低損失酸化物磁性材料。 - 【請求項３】 前記低損失酸化物磁性材料の気孔率が
２.０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の
低損失酸化物磁性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036601A JP2003243219A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 低損失酸化物磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036601A JP2003243219A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 低損失酸化物磁性材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003243219A true JP2003243219A (ja) | 2003-08-29 |
Family
ID=27778446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002036601A Pending JP2003243219A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 低損失酸化物磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003243219A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100811731B1 (ko) * | 2005-09-29 | 2008-03-11 | 티디케이가부시기가이샤 | 비자성 Ｚｎ 페라이트 및 이를 이용한 복합 적층형 전자부품 |
| JP2014516207A (ja) * | 2011-05-09 | 2014-07-07 | メタマグネティクス，インコーポレイテッド | 工学設計された磁性結晶粒界フェライトコア材料 |
-
2002
- 2002-02-14 JP JP2002036601A patent/JP2003243219A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100811731B1 (ko) * | 2005-09-29 | 2008-03-11 | 티디케이가부시기가이샤 | 비자성 Ｚｎ 페라이트 및 이를 이용한 복합 적층형 전자부품 |
| JP2014516207A (ja) * | 2011-05-09 | 2014-07-07 | メタマグネティクス，インコーポレイテッド | 工学設計された磁性結晶粒界フェライトコア材料 |
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