JP2007150006A - フェライトコアの磁気特性回復方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主成分組成がFe2O3:50〜85mol%、ZnO:0〜20mol%、CoO:0〜1mol%、NiO:0〜10mol%、残部MnOからなり、添加成分として、SiO2:0.005〜0.05mass%、CaO:0.02〜0.2mass%を含有する劣化したフェライトコアを、そのコアのキュリー点以上の温度で5分〜4時間加熱することを特徴とするフェライトコアの磁気特性回復方法。
【選択図】図5
Description
Fe2O3:50〜75mol%
本発明が対象とするフェライトコアの主成分であるFe2O3の組成範囲は、50〜75mol%の範囲とする。
フェライトの磁気損失を支配する因子としては、磁気異方性定数K1ならびに飽和磁歪定数λsが知られており、例えば、Mn−Zn系フェライトでは、主成分であるMnO,ZnOおよびFe2O3の組成範囲は、これらのパラメータが最も小さくなるように成分設計されている。つまり、MnO−ZnO−Fe2O3三元系フェライトにおいて、磁気損失が小さくなる組成領域とは、電源用トランスの動作温度(80℃以上)において、磁気異方性定数K1ならびに飽和磁歪定数λsがともに小さくなる領域である。また、ノイズ対策部品などのように、室温で高い初透磁率を必要とするフェライトコアも、同様な観点から成分設計がなされており、磁気損失を重視するフェライトと初透磁率を重視するフェライトの相違は、それらの特性がどの温度範囲で最も良好かという点に過ぎない。
上述したように、損失や初透磁率が良好となるためには、磁気異方性や磁歪定数が小さいことが好ましく、MnO−ZnO−Fe2O3三元系において、この条件を満たすZnOの組成範囲は10〜20mol%である。しかし、飽和磁束密度を高めるためには、ZnOはより少ない方が好ましく、また、1MHz以上の高周波帯域における損失を低減するためには、さらに、ZnO量を減じることが好ましく、場合によっては、ZnOを全く含まない組成範囲を選択することもあり得る。一方、室温で高い初透磁率を実現するためには、ZnOが多い方が好ましい。そこで、本発明のフェライトでは、ZnOの組成範囲は0〜20mol%とする。低磁気損失、高初透磁率を実現する観点からは、好ましくは6〜20mol%の範囲である。
CoOは、損失や初透磁率の温度変化を小さくする目的で添加される主成分である。ただし、含有量が多すぎると、磁気異方性が大きくなり、損失を著しく増大したり、初透磁率を低下したりするので、1mol%以下とする。なお、CoOは、原料コストを削減するため、添加しない場合もあるので、下限は0mol%とする。
NiOは、高温、例えば100℃における飽和磁束密度を大きくする効果があり、また500kHz以上の高周波帯域での損失を低減する効果があるため、10mol%を上限として主成分に加えられる。なお、NiOは、原料コストを削減するため、添加しない場合もあるので、下限は0mol%とする。
SiO2:0.005〜0.05mass%
SiO2は、焼結を促進する効果があり、この効果を得るために、0.005mass%以上添加する。一方、過剰に添加すると、異常粒成長を起こし易くなるため、上限は0.05mass%とする。
CaOは、SiO2とともに、粒界を高抵抗化して、磁気損失を低減する効果を有する。この効果を得るためには、0.02mass%以上添加する必要がある。一方、0.2mass%を超えると、焼結性を害するようになるため、CaOの上限は0.2mass%とする。
Ta2O5は、SiO2,CaOの共存下で比抵抗の増加に有効に寄与するが、含有量が0.005mass%未満では、その効果に乏しく、一方、0.1mass%を超えると、逆に磁気損失の増加を招く。よって、Ta2O5は0.005〜0.1mass%の範囲で添加するのが好ましい。
上記成分組成を有するフェライトコアは、通常、80〜100℃で使用されるが、周囲の部品の発熱等により、100〜150℃まで昇温することがある。100℃以上の温度で長時間保持した場合、具体的には、100時間から10000時間保持した場合には、損失が増大すると共に初透磁率が低下して、BHカーブの形が「へび型」を呈するようになる。このような磁気特性の劣化は、損失が最小となる温度以上の温度あるいは初透磁率がピークを示す温度以上で顕著となる。すなわち、磁気異方性定数K1がゼロとなる温度以上の温度で生じる。そして、その劣化の度合いは、保持する温度が高いほど、また、保持する時間が長いほど大きくなるという傾向がある。
さらに、これらのフェライトコアを、150℃、180℃、200℃、220℃、250℃の各温度に保持した大気雰囲気の恒温槽中に100時間〜10000時間保持し、その後、上記と同様の条件で、損失と初透磁率の変化を調べた。
因みに、このフェライトコアのキュリー点(温度)を測定したところ、250℃であった。
損失劣化率(%)=100×(Pt−Pi)/Pi ・・・(1)
ここで、Pi:高温保持前の100℃における損失
Pt:高温保持後の100℃における損失
で定義し、それぞれの保持温度における損失劣化率の経時変化を調べた。
また、同様に、初透磁率劣化率を、下記(2)式;
初透磁率劣化率(%)=100×(μt−μi)/μi ・・・(2)
ここで、μi:高温保持前の100℃における初透磁率
μt:高温保持後の100℃における初透磁率
Claims (2)
- 主成分組成がFe2O3:50〜85mol%、ZnO:0〜20mol%、CoO:0〜1mol%、NiO:0〜10mol%、残部MnOからなり、添加成分として、SiO2:0.005〜0.05mass%、CaO:0.02〜0.2mass%を含有する磁気特性が劣化したフェライトコアを、そのコアのキュリー点以上の温度で5分〜4時間加熱することを特徴とするフェライトコアの磁気特性回復方法。
- 上記フェライトコアは、添加成分としてさらに、
Ta2O5:0.005〜0.1mass%、
ZrO2:0.01〜0.15mass%、
Nb2O5:0.005〜0.05mass%、
V2O5:0.001〜0.05mass%、
HfO2:0.005〜0.05mass%、
Bi2O3:0.003〜0.03mass%、
MoO3:0.003〜0.03mass%、
TiO2:0.01〜0.3mass%、
SnO2:0.01〜2.0mass%
のうちから選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のフェライトコアの磁気特性回復方法。
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