JP2007258880A - Non-receiprocal circuit element - Google Patents

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基 清水
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-receiprocal circuit element in which insertion loss characteristics are adjusted easily even when the insertion loss characteristics deviate from a standard. <P>SOLUTION: In the non-receiprocal circuit element; a soft magnetic substrate is abutted against the intersection of a plurality of central conductors arranged to cross each other under electrically insulated state, and a permanent magnet is provided for applying a DC magnetic field to the soft magnetic substrate. The permanent magnet is a sintered ferrite magnet where a ferrite phase having a hexagonal structure composes a main phase. When the composition rate of metal elements composing the main phase is represented by a composition formula (1): La<SB>x</SB>Ca<SB>m</SB>α<SB>1-x-m</SB>(Fe<SB>12-y</SB>Co<SB>y</SB>)<SB>z</SB>, α is one kind or two kinds of Ba and Sr, x and m are values in a region surrounded by (0.37, 0.10), (0.60, 0.30), (0.54, 0.45) and (0.37, 0.37) on the (x, m) coordinate shown in Fig. 4, and following relations are satisfied; 1.15≤x/yz≤1.95 and 9.2≤12z≤11. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子に関する。   The present invention relates to non-reciprocal circuit elements such as isolators and circulators.

アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子は、例えば携帯電話等の移動体無線機器等に使用されている。この種の非可逆回路素子は、電気的絶縁状態で交差配置された複数の中心導体の当該交差部に軟磁性基体を当接させるとともに、この軟磁性基体に直流磁界を印加する永久磁石を備えている。その他、非可逆回路素子は、整合用コンデンサ、終端抵抗等の電気部品を備えている。
この種の非可逆回路素子は、その市場性から限りなく小型又は薄型化が要求されている。この要求に対して、特許文献1は、軟磁性基体に直流磁界を印加する永久磁石を特定のフェライト焼結磁石とすることによって、非可逆回路素子を小型・薄型化できることを開示している。このフェライト焼結磁石は、(A1−x)O・n[(Fe1−y)](原子比率)(AはSrおよび/またはBa、RはYを含む希土類元素の少なくとも1種であり、MはCo、Mn、Ni及びZnからなる群から選ばれた少なくとも1種)、0.01≦x≦0.4、[x/(2.6n)]≦y≦[x/(1.6n)]、5≦n≦6で表される基本組成を有し、実質的にマグネトプランバイト型結晶構造を有している。特許文献1に開示されたフェライト焼結磁石は磁気特性が高いため、その厚さを薄くしても軟磁性基体に所定の直流磁界を印加することができる。その結果として、非可逆回路素子を小型・薄型化できる。
Non-reciprocal circuit elements such as isolators and circulators are used in mobile wireless devices such as mobile phones. This type of non-reciprocal circuit device includes a permanent magnet that abuts a soft magnetic base on the crossing portions of a plurality of central conductors arranged in an electrically insulated state and applies a DC magnetic field to the soft magnetic base. ing. In addition, the nonreciprocal circuit device includes electrical components such as a matching capacitor and a termination resistor.
This type of nonreciprocal circuit device is required to be as small or thin as possible because of its marketability. In response to this requirement, Patent Document 1 discloses that the nonreciprocal circuit element can be reduced in size and thickness by using a specific sintered ferrite magnet as a permanent magnet that applies a DC magnetic field to a soft magnetic substrate. Rare earth ferrite sintered magnet, comprising (A 1-x R x) O · n [(Fe 1-y M y) 2 O 3] ( atomic ratio) (A is Sr and / or Ba, R is Y And at least one element selected from the group consisting of Co, Mn, Ni and Zn), 0.01 ≦ x ≦ 0.4, [x / (2.6n)] ≦ y ≦ [x / (1.6n)], having a basic composition represented by 5 ≦ n ≦ 6, and substantially having a magnetoplumbite type crystal structure. Since the sintered ferrite magnet disclosed in Patent Document 1 has high magnetic characteristics, a predetermined DC magnetic field can be applied to the soft magnetic substrate even if the thickness is reduced. As a result, the nonreciprocal circuit device can be reduced in size and thickness.

特開2000−223911号公報JP 2000-223911 A

非可逆回路素子を小型・薄型化することによって新たな問題が提起されてきた。それは、組み立てられた非可逆回路素子の特性、具体的には挿入損失特性が所定の規格からずれる比率が高くなったことである。非可逆回路素子を構成する各部品が小型化したために、各部品の特性ばらつきが最終製品に反映される度合いが大きくなったためと解される。
そこで本発明は、挿入損失特性が規格からずれた場合でも、規格への挿入損失特性の調整が容易な非可逆回路素子の提供を目的とする。
New problems have been raised by reducing the size and thickness of non-reciprocal circuit devices. This is because the ratio of the characteristics of the assembled nonreciprocal circuit element, specifically, the insertion loss characteristics deviates from a predetermined standard. It can be understood that each component constituting the nonreciprocal circuit element has been downsized, and thus the degree to which the characteristic variation of each component is reflected in the final product has increased.
Therefore, an object of the present invention is to provide a non-reciprocal circuit device that can easily adjust the insertion loss characteristic to the standard even when the insertion loss characteristic deviates from the standard.

非可逆回路素子の挿入損失を調整する場合、既に製品として完成しているために各部品を適正なものに交換することは現実的ではない。そこで本発明者等は、軟磁性基体に直流磁界を印加する永久磁石の特性を変動させることにより、挿入損失特性を調整することについて検討した。
通常、非可逆回路素子は、各部品を組み付けた後に永久磁石を着磁(先の着磁)する。この着磁の条件は、挿入損失特性が規格に合うように設定されているが、上述した理由により、現実には規格からはずれていることがある。このとき、永久磁石の磁気特性を変えることにより、挿入損失特性を変えることができる。例えば、挿入損失のピークが所望の周波数よりも低い場合には、永久磁石の磁気特性を高くすることによって挿入損失のピークを高周波側にシフトさせることができる。永久磁石の磁気特性を高くするためには、先の着磁よりも強い磁界で着磁(増磁)を再度行えばよい。逆に、挿入損失のピークが所望の周波数よりも高い位置にある場合には、永久磁石の磁気特性を低くすることによって挿入損失のピークを低周波側にシフトさせることができる。永久磁石の磁気特性を低くするためには、先の着磁よりも弱い磁界で着磁(減磁)を再度行えばよい。このように、着磁が一度なされた後であっても、磁界強度を変えて、再度、永久磁石の着磁を行うことによって、挿入損失特性を調整することができる。
When adjusting the insertion loss of the non-reciprocal circuit element, it is not realistic to replace each component with an appropriate one because it has already been completed as a product. Accordingly, the present inventors have examined the adjustment of insertion loss characteristics by changing the characteristics of a permanent magnet that applies a DC magnetic field to a soft magnetic substrate.
Usually, the non-reciprocal circuit element magnetizes a permanent magnet (first magnetization) after assembling each component. The magnetization condition is set so that the insertion loss characteristic conforms to the standard. However, for the reason described above, the actual condition may deviate from the standard. At this time, the insertion loss characteristic can be changed by changing the magnetic characteristic of the permanent magnet. For example, when the peak of insertion loss is lower than a desired frequency, the peak of insertion loss can be shifted to the high frequency side by increasing the magnetic characteristics of the permanent magnet. In order to increase the magnetic characteristics of the permanent magnet, magnetization (magnetization) may be performed again with a magnetic field stronger than the previous magnetization. Conversely, when the peak of the insertion loss is at a position higher than the desired frequency, the peak of the insertion loss can be shifted to the low frequency side by lowering the magnetic characteristics of the permanent magnet. In order to lower the magnetic characteristics of the permanent magnet, the magnetization (demagnetization) may be performed again with a magnetic field weaker than the previous magnetization. As described above, even after the magnetization is once performed, the insertion loss characteristic can be adjusted by changing the magnetic field intensity and magnetizing the permanent magnet again.

増磁することによって挿入損失特性を変えようとする場合、その前提として当該永久磁石には増磁ができるように先の着磁が行われていなければならない。つまり、飽和着磁よりも低い強度の磁界で先の着磁を行う必要がある。なお、飽和着磁で得られる永久磁石の飽和点と先の着磁で得られる磁気特性の差を、本願明細書において、マージンということにする。減磁することによって挿入損失特性を変えようとする場合には、先の着磁において磁気特性にマージンを設けておく必要はないが、増磁、減磁のいずれが必要かは、先の着磁では不明であるので、先の着磁で磁気特性にマージンを設けておく必要がある。   In order to change the insertion loss characteristic by magnetizing, as a precondition, the permanent magnet must be previously magnetized so that the magnet can be magnetized. That is, it is necessary to perform the previous magnetization with a magnetic field having a strength lower than that of saturation magnetization. The difference between the saturation point of the permanent magnet obtained by saturation magnetization and the magnetic characteristics obtained by the previous magnetization is referred to as a margin in the present specification. When attempting to change the insertion loss characteristics by demagnetizing, it is not necessary to provide a margin for the magnetic characteristics in the previous magnetization, but whether to increase the magnetism or demagnetization is necessary. Since the magnetism is unknown, it is necessary to provide a margin for the magnetic characteristics by the previous magnetization.

本発明者は、このようなマージンを設けることのできるフェライト永久磁石について検討し、特定の組成を有する場合に、より大きなマージンを得ることができることによって、非可逆回路素子として挿入損失特性が規格から相当程度ずれていても、挿入損失特性を容易に調整することができることを見出した。すなわち本発明は、電気的絶縁状態で交差配置された複数の中心導体の当該交差部に軟磁性基体を当接させるとともに、軟磁性基体に直流磁界を印加する永久磁石を設けた非可逆回路素子において、この永久磁石が、六方晶構造を有するフェライト相が主相をなし、主相を構成する金属元素の構成比率が、組成式(1):LaCaα1−x−m(Fe12−yCoで表したとき、αはBa及びSrの1種又は2種、x、mは、図4に示される(x,m)座標において、(0.37,0.10)、(0.60,0.30)、(0.54,0.45)及び(0.37,0.37)で囲まれる領域内の値、1.15≦x/yz≦1.95、9.2≦12z≦11で表される組成のフェライト焼結磁石であることを特徴とする非可逆回路素子である。
本発明において、mが0.2〜0.45であり、また、1.25≦x/yz≦1.85であることが好ましい。
The present inventor has studied a ferrite permanent magnet that can provide such a margin, and when it has a specific composition, by obtaining a larger margin, the insertion loss characteristic as a non-reciprocal circuit element can be reduced from the standard. It has been found that the insertion loss characteristic can be easily adjusted even if it is considerably deviated. That is, the present invention provides a non-reciprocal circuit device in which a soft magnetic substrate is brought into contact with the intersecting portions of a plurality of central conductors arranged in an electrically insulated state and a permanent magnet for applying a DC magnetic field to the soft magnetic substrate is provided. In this permanent magnet, the ferrite phase having a hexagonal crystal structure is the main phase, and the composition ratio of the metal elements constituting the main phase is represented by the composition formula (1): La x Cam m α 1-xm (Fe 12−y Co y ) When represented by z , α is one or two of Ba and Sr, and x and m are (0.37,0.10) in the (x, m) coordinates shown in FIG. ), (0.60, 0.30), (0.54, 0.45), and a value within the region surrounded by (0.37, 0.37), 1.15 ≦ x / yz ≦ 1.95 9.2 ≦ 12z ≦ 11, a ferrite sintered magnet having a composition represented by 9.2 ≦ 12z ≦ 11 It is a road element.
In the present invention, m is preferably 0.2 to 0.45, and preferably 1.25 ≦ x / yz ≦ 1.85.

本発明によれば、挿入損失特性が規格からずれた場合でも、規格への挿入損失特性の調整が容易な非可逆回路素子を提供することができる。したがって、挿入損失特性の調整を行って規格内の特性に調整できる確率が高くなり、非可逆回路素子の製品歩留まりを向上できる。   According to the present invention, it is possible to provide a non-reciprocal circuit device that can easily adjust the insertion loss characteristic to the standard even when the insertion loss characteristic deviates from the standard. Therefore, the probability that the insertion loss characteristic can be adjusted to the characteristic within the standard is increased, and the product yield of the non-reciprocal circuit element can be improved.

図1は本発明に係る非可逆回路素子の一実施例を示す分解斜視図である。
図1に示される非可逆回路素子1はアイソレータであって、磁気回転子2、永久磁石7及びケース9を含んで構成される。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a non-reciprocal circuit device according to the present invention.
A nonreciprocal circuit device 1 shown in FIG. 1 is an isolator and includes a magnetic rotor 2, a permanent magnet 7, and a case 9.

ケース9は、ケース本体91と、ケース本体91の開口を閉じるカバー92とを含む。ケース本体91は、導電性を有する磁性金属材料と、電気絶縁性樹脂材料とを含み、上部が開口した箱形に形成されている。ケース本体91の側壁11は電気絶縁性樹脂材料で形成され、ケース本体91の内外に導通する外部端子15が側壁11に形成されている。また、ケース本体91の底面13は磁性金属材料で構成され、グランドGとされる。ケース本体91は、磁気回転子2、永久磁石7、整合用コンデンサC1〜C3及び終端抵抗Rを収容する。カバー92は、導電性を有する磁性金属材料で構成され、永久磁石7に重なり、ケース本体91の開口を閉塞するようにケース本体91と組み合わされ、磁気的に結合してヨークを構成する。   The case 9 includes a case main body 91 and a cover 92 that closes the opening of the case main body 91. The case main body 91 includes a magnetic metal material having electrical conductivity and an electrically insulating resin material, and is formed in a box shape having an open top. The side wall 11 of the case body 91 is made of an electrically insulating resin material, and external terminals 15 that are electrically connected to the inside and outside of the case body 91 are formed on the side wall 11. The bottom surface 13 of the case body 91 is made of a magnetic metal material and serves as a ground G. The case main body 91 accommodates the magnetic rotor 2, the permanent magnet 7, the matching capacitors C1 to C3, and the termination resistor R. The cover 92 is made of a magnetic metal material having electrical conductivity, overlaps with the permanent magnet 7, is combined with the case body 91 so as to close the opening of the case body 91, and is magnetically coupled to form a yoke.

磁気回転子2は、複数の中心導体を含む中心電極3と、軟磁性基体4とを含んでいる。
軟磁性基体4は、イットリウム/鉄/ガーネット(YIG)等の軟磁性材料が好適である。軟磁性基体4は、1辺が数mmの四角形状で、厚さ0.1〜1.0mm程度の平板状に形成される。
中心電極3は、第1〜第3の中心導体31〜33を含み、例えば、厚さ30〜50μm程度の銅板を打ち抜いた導体板で構成される。第1〜第3の中心導体31〜33は、図において、軟磁性基体4の下面に接触させた略四角形状のグランド部30の3辺から分岐されている。第1〜第3の中心導体31〜33は、軟磁性基体4の主面上で互いに所定の角度で交差するように、互いに絶縁して順次折り曲げられる。
The magnetic rotor 2 includes a center electrode 3 including a plurality of center conductors and a soft magnetic substrate 4.
The soft magnetic substrate 4 is preferably a soft magnetic material such as yttrium / iron / garnet (YIG). The soft magnetic substrate 4 has a square shape with a side of several mm and is formed in a flat plate shape with a thickness of about 0.1 to 1.0 mm.
The center electrode 3 includes first to third center conductors 31 to 33, and is formed of, for example, a conductor plate obtained by punching a copper plate having a thickness of about 30 to 50 μm. The first to third central conductors 31 to 33 are branched from three sides of a substantially rectangular ground portion 30 in contact with the lower surface of the soft magnetic substrate 4 in the drawing. The first to third center conductors 31 to 33 are sequentially bent while being insulated from each other so as to intersect each other at a predetermined angle on the main surface of the soft magnetic substrate 4.

第1〜第3の中心導体31〜33の先端は、軟磁性基体4の上面の側端から突出して形成され、整合用コンデンサC1、C2、C3及び終端抵抗R等に対する接続用端子部331〜333となる。第1は、接続用端子部331、332は、各々整合用コンデンサC1、C2の外部電極に当接する。接続用端子部331は、整合用コンデンサC3及び終端抵抗Rに当接して配置される。   The tips of the first to third central conductors 31 to 33 are formed so as to protrude from the side edges of the upper surface of the soft magnetic base 4 and connect terminal portions 331 to 331 for the matching capacitors C1, C2, C3, the terminating resistor R, and the like. 333. First, the connection terminal portions 331 and 332 are in contact with the external electrodes of the matching capacitors C1 and C2, respectively. The connection terminal portion 331 is disposed in contact with the matching capacitor C3 and the termination resistor R.

永久磁石7は平板状に形成され、磁気回転子2に重ねて配置されて磁気回転子2に直流磁界を印加する。
ケース本体91の底面13に整合用コンデンサC1〜C3、終端抵抗Rが配設され、それらに取り囲まれた領域に磁気回転子2が配置される。中心電極3のグランド部30は、ケース本体91の底面13(グランドG)と導通される。さらに磁気回転子2の上に永久磁石7が配設された状態で、カバー92がケース本体91の開口を閉じる。
The permanent magnet 7 is formed in a flat plate shape and is disposed so as to overlap the magnetic rotor 2 and applies a DC magnetic field to the magnetic rotor 2.
Matching capacitors C1 to C3 and a terminating resistor R are disposed on the bottom surface 13 of the case body 91, and the magnetic rotor 2 is disposed in a region surrounded by them. The ground portion 30 of the center electrode 3 is electrically connected to the bottom surface 13 (ground G) of the case body 91. Further, the cover 92 closes the opening of the case main body 91 in a state where the permanent magnet 7 is disposed on the magnetic rotor 2.

さて、非可逆回路素子1は、永久磁石7を、六方晶構造を有するフェライト相が主相をなし、主相を構成する金属元素の構成比率が、組成式(1):LaCaα1−x−m(Fe12−yCoで表したとき、αはBa及びSrの1種又は2種、x、mは、図4に示される(x,m)座標において、(0.37,0.10)、(0.60,0.30)、(0.54,0.45)及び(0.37,0.37)で囲まれる領域内の値、1.15≦x/yz≦1.95、9.2≦12z≦11で表される組成のフェライト焼結磁石とする。以下、このフェライト焼結磁石について詳述する。 Now, non-reciprocal circuit device 1, the permanent magnet 7, a ferrite phase forms the main phase having a hexagonal structure, the proportions of the metal elements constituting the main phase, the composition formula (1): La x Ca m α When expressed by 1-xm (Fe 12-y Co y ) z , α is one or two of Ba and Sr, and x and m are (x, m) coordinates shown in FIG. 0.37, 0.10), (0.60, 0.30), (0.54, 0.45), and a value within the region surrounded by (0.37, 0.37), 1.15 ≦ A sintered ferrite magnet having a composition represented by x / yz ≦ 1.95 and 9.2 ≦ 12z ≦ 11. Hereinafter, this ferrite sintered magnet will be described in detail.

特許文献2、3に開示されたM型のフェライト磁性材料は、Sr1−x(Fe12−yCo19の組成式において、0.04≦x≦0.9、0.04≦y≦0.5の範囲を採りうることを開示している。なお、Rは典型的にはLaである。しかるに、例えば特許文献2の図1に示されるように、高い残留磁束密度(Br)及び保磁力(HcJ)を得るためには、上記組成式において、x=y=0.2〜0.4とすることが必要である。x、yの量を多くしてもR、Coが六方晶フェライト相に置換、固溶することができなくなり、例えば元素Rを含むオルソフェライトが生成して磁気特性を低下させてしまう。したがって、R、Coの六方晶フェライト相への置換、固溶量を多くすることによる磁気特性向上には限界があった。 The M-type ferrite magnetic material disclosed in Patent Documents 2 and 3 has a composition formula of Sr 1-x R x (Fe 12-y Co y ) z O 19 with 0.04 ≦ x ≦ 0.9, 0 0.04 ≦ y ≦ 0.5 is disclosed. Note that R is typically La. However, for example, as shown in FIG. 1 of Patent Document 2, in order to obtain a high residual magnetic flux density (Br) and a coercive force (HcJ), in the above composition formula, x = y = 0.2 to 0.4. Is necessary. Even if the amounts of x and y are increased, R and Co cannot be substituted and dissolved in the hexagonal ferrite phase. For example, orthoferrite containing the element R is generated and the magnetic properties are deteriorated. Therefore, there has been a limit to the improvement of magnetic characteristics by replacing R and Co with hexagonal ferrite phases and increasing the amount of solid solution.

特開平11−154604号公報JP-A-11-154604 特開2000−195715号公報JP 2000-195715 A

本発明者等は、Aサイトにおいて、Ba及びSrの1種又は2種とCaを並存させた場合にR、特にLaの六方晶フェライト相への固溶量(又は置換量)を多くでき、しかも高い磁気特性が得られることによってマージンを大きくできることを知見した。この六方晶フェライトは、AサイトにおけるLaの割合が、他のAサイト構成元素であるBa及びSrの1種又は2種、Caよりも概ね多くなることから、La系の六方晶フェライトと称することができる。   The present inventors can increase the solid solution amount (or substitution amount) of R, particularly La, in the hexagonal ferrite phase when Ca is co-existing with one or two of Ba and Sr at the A site. Moreover, it was found that the margin can be increased by obtaining high magnetic characteristics. This hexagonal ferrite is referred to as La-based hexagonal ferrite because the ratio of La at the A site is generally higher than that of one or two of Ba and Sr, which are other A site constituent elements, and Ca. Can do.

本発明は、所謂AサイトにおけるLaの割合が多く、La系フェライトということができることは前述の通りである。しかし、Aサイトの他の構成元素であるBa及びSrの1種又は2種とCaの割合が少なすぎると、Laの六方晶フェライトへの固溶量を確保することができないために本発明の効果が得られなくなってしまう。   As described above, the present invention has a large proportion of La at the so-called A site and can be called La-based ferrite. However, since the amount of La in the hexagonal ferrite cannot be ensured if the ratio of one or two of Ba and Sr, which are other constituent elements of the A site, and Ca is too small, the amount of La in the hexagonal ferrite cannot be secured. The effect will not be obtained.

本発明において、La(x)が少ないと磁気特性の向上の効果を十分に得られない。本発明のフェライト焼結磁石は、フェライト相におけるLaの固溶量を多くできるところに特徴があるが、あまり多くなると、固溶しきれなくなり、オルソフェライト等の非磁性相の生成の要因となる。   In the present invention, if La (x) is small, the effect of improving the magnetic characteristics cannot be obtained sufficiently. The sintered ferrite magnet of the present invention is characterized in that the amount of La solid solution in the ferrite phase can be increased. However, if the amount is too large, the solid solution cannot be completely dissolved, which causes generation of a nonmagnetic phase such as orthoferrite. .

本発明において、Ca(m)が少ないとLaの固溶量を十分に増大することができない。しかし、Caが多くなりすぎると、AサイトにおけるLaとBa及びSrの1種又は2種の和の割合が低くなってしまい、Laを減らせばLa多量置換の効果が薄れ、Ba及びSrの1種又は2種を完全に0にするとα−Feが生成しやすくなる。 In the present invention, if the amount of Ca (m) is small, the solid solution amount of La cannot be increased sufficiently. However, if the amount of Ca is too large, the ratio of the sum of one or two of La, Ba, and Sr at the A site is lowered. If La is reduced, the effect of La substitution is reduced, and 1 of Ba and Sr is reduced. When seeds or two kinds are completely zero, α-Fe 2 O 3 is easily generated.

本発明において、Feはフェライトを構成する基本的な元素であり、Feが少なすぎると、Aサイトが余剰となり、主相から出て非磁性粒界成分を無駄に増加させ飽和磁化が低くなる。また、Feが多すぎると、α−Feが生成してしまう。 In the present invention, Fe is a basic element constituting ferrite. When Fe is too small, the A site becomes surplus, and the non-magnetic grain boundary component is unnecessarily increased from the main phase and the saturation magnetization is lowered. Further, when Fe is too large, the alpha-Fe 2 O 3 thus generated.

本発明において、CoはM型フェライト相のFeの一部を置換することにより磁気特性を向上する効果を奏する。Coの量が少ないと、Feの一部をCoで置換することによる磁気特性向上の効果を十分に得ることができない。一方、Coが多すぎるとLaとの電荷バランスの最適点を超えてしまい磁気特性が劣化する。   In the present invention, Co has an effect of improving magnetic properties by substituting part of Fe of the M-type ferrite phase. If the amount of Co is small, the effect of improving the magnetic properties by replacing a part of Fe with Co cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if there is too much Co, the optimum point of charge balance with La will be exceeded, and the magnetic properties will deteriorate.

以上のような各元素の作用・効果を前提に、本発明のフェライト磁性材料は、六方晶構造を有するフェライト相が主相をなし、主相を構成する金属元素の構成比率が、組成式(1):LaCaα1−x−m(Fe12−yCoで表したとき、x、mが、図4に示される(x,m)座標において、(0.37,0.10)、(0.60,0.30)、(0.54,0.45)及び(0.37,0.37)で囲まれる領域内の値、1.15≦x/yz≦1.95、9.2≦12z≦11である。 On the premise of the action and effect of each element as described above, the ferrite magnetic material of the present invention has a hexagonal ferrite phase as the main phase, and the composition ratio of the metal elements constituting the main phase is expressed by the composition formula ( 1): when represented by La x Ca m α 1-x -m (Fe 12-y Co y) z, x, m is the (x, m) coordinates shown in FIG. 4, (0.37, 0.10), (0.60, 0.30), (0.54, 0.45) and (0.37, 0.37), the value within the region, 1.15 ≦ x / yz ≦ 1.95 and 9.2 ≦ 12z ≦ 11.

上記組成式(1)は、当業者間でよく知られているM型フェライトの一般式に基づくものであり、所謂主相の組成を示すものである。つまり、組成式(1)を構成する元素は、通常は、主相を構成する元素である。ただし、組成式(1)を構成する元素の中で、Caは副成分としても使用されうる元素である。例えば、焼結体からなるフェライト磁性材料の構成元素の量を分析する場合、主相及び副成分の両者に共通する元素であっても、分析の結果としては、主相及び副成分のいずれに含まれるのかを把握することができない。したがって、本発明において、組成式(1)におけるCaの量は、主相及び副成分の両者を含んだ量とする。   The compositional formula (1) is based on a general formula of M-type ferrite well known among those skilled in the art, and indicates a so-called main phase composition. That is, the element constituting the composition formula (1) is usually an element constituting the main phase. However, among the elements constituting the composition formula (1), Ca is an element that can also be used as an auxiliary component. For example, when analyzing the amount of constituent elements of a ferrite magnetic material made of a sintered body, even if it is an element common to both the main phase and the subcomponent, the analysis results include either the main phase or the subcomponent. I can't figure out if it is included. Therefore, in the present invention, the amount of Ca in the composition formula (1) is an amount including both the main phase and the subcomponent.

本発明において、高い磁気特性によって大きなマージンを得るためにLaとCoの比率(La/Co)も重要である。特許文献2、3によれば、La/Coは理想的には1である。つまり、Sr2+Fe3+ 1219で示されるM型フェライトのSr2+の一部をLa3+で、またFe3+の一部をCo2+で置換するものであるから、LaとCoの比を1とするのを理想としている。ところが、本発明によるLa系六方晶フェライトにおいて、La/Coが1を超える所定の範囲において残留磁束密度を損なうことなく保磁力を向上することができることを本発明者らは知見した。本発明では、La/Co、つまりx/yzを1.15〜1.95の範囲とすることにより大きなマージンを得ることが可能となる。好ましいx/yzは1.25〜1.85、さらに好ましいx/yzは1.35〜1.75である。 In the present invention, the ratio of La to Co (La / Co) is also important in order to obtain a large margin with high magnetic characteristics. According to Patent Documents 2 and 3, La / Co is ideally 1. In other words, since a part of Sr 2+ of the M-type ferrite represented by Sr 2+ Fe 3+ 12 O 19 is replaced with La 3+ and a part of Fe 3+ is replaced with Co 2+ , the ratio of La to Co is set to 1. Is ideal. However, the present inventors have found that in the La-based hexagonal ferrite according to the present invention, the coercive force can be improved without impairing the residual magnetic flux density in a predetermined range where La / Co exceeds 1. In the present invention, a large margin can be obtained by setting La / Co, that is, x / yz in the range of 1.15 to 1.95. Preferred x / yz is 1.25 to 1.85, and more preferred x / yz is 1.35 to 1.75.

上記組成式(1)において、zが小さすぎると、Aサイトが余剰となり、主相から出て非磁性粒界成分を無駄に増加させ飽和磁化が低くなる。一方、zが大きすぎると、非磁性のα−Fe相又はCoを含む軟磁性スピネルフェライト相が増えるため、残留磁束密度(Br)が低くなってくる。ここで、FeとCoの総量は、上記組成式(1)より、12zで表される。後述する実施例に示されるように、本発明はFeとCoの総量である12zを特定することにより、大きなマージンを得ることができる。つまり本発明は9.2≦12z≦11とする。好ましい12zの値は9.4≦12z≦10.8、さらに好ましい12zの値は9.7≦12z≦10.5である。 In the composition formula (1), if z is too small, the A site becomes surplus, the non-magnetic grain boundary component is unnecessarily increased from the main phase, and the saturation magnetization is lowered. On the other hand, if z is too large, the nonmagnetic α-Fe 2 O 3 phase or the soft magnetic spinel ferrite phase containing Co increases, so the residual magnetic flux density (Br) decreases. Here, the total amount of Fe and Co is represented by 12z from the composition formula (1). As shown in Examples described later, the present invention can obtain a large margin by specifying 12z which is the total amount of Fe and Co. That is, the present invention sets 9.2 ≦ 12z ≦ 11. A preferable value of 12z is 9.4 ≦ 12z ≦ 10.8, and a more preferable value of 12z is 9.7 ≦ 12z ≦ 10.5.

組成式(1)は、La、Ca、α、Fe及びCoそれぞれの金属元素の総計の構成比率を示したものであるが、酸素Oも含めた場合には、LaCaα1−x−m(Fe12−yCo19で表すことができる。本発明では、この組成式で示される六方晶M型フェライト相(M相)の比率が95%以上であるフェライト焼結磁石を用いる。ここで、酸素Oの原子数は19となっているが、これは、Coが2価、Fe、Laが3価であって、かつx=y、z=1のときの、酸素Oの化学量論組成比を示したものである。x、y、zの値によって、酸素Oの原子数は異なってくる。また、例えば焼成雰囲気が還元性雰囲気の場合は、酸素Oの欠損(ベイカンシー)ができる可能性がある。さらに、FeはM型フェライト相においては通常3価で存在するが、これが2価などに変化する可能性もある。また、Coも価数が変化する可能性があり、さらにLaにおいても3価以外の価数をとる可能性があり、これらにより金属元素に対する酸素Oの比率は変化する。以上では、また後述する実施例において、x、y、zの値によらず酸素Oの原子数を19と表示してあるが、実際の酸素Oの原子数は、これから多少偏倚した値を示すことがあり、そのような場合をも本願発明は包含することはいうまでもない。 The composition formula (1) shows the composition ratio of the total metal elements of La, Ca, α, Fe, and Co. When oxygen O is included, La x Cam m α 1-x can be represented by -m (Fe 12-y Co y ) z O 19. In the present invention, a sintered ferrite magnet in which the ratio of the hexagonal M-type ferrite phase (M phase) represented by this composition formula is 95% or more is used. Here, the number of atoms of oxygen O is 19, which is the chemistry of oxygen O when Co is divalent, Fe and La are trivalent, and x = y and z = 1. The stoichiometric composition ratio is shown. The number of oxygen O atoms varies depending on the values of x, y, and z. For example, when the firing atmosphere is a reducing atmosphere, oxygen O deficiency (vacancy) may occur. Further, Fe is usually trivalent in the M-type ferrite phase, but this may change to divalent. In addition, Co may have a valence change, and La may also have a valence other than trivalence, which changes the ratio of oxygen O to metal elements. In the examples described later, the number of oxygen O atoms is displayed as 19 regardless of the values of x, y, and z. However, the actual number of oxygen O atoms shows a slightly deviated value. Of course, the present invention includes such a case.

本発明が用いるフェライト焼結磁石において、Aサイトを構成するLaが所定量含まれていることを前提として、その一部を他の希土類元素(Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)の1種又は2種以上で置換することができる。また本発明のフェライト焼結磁石において、元素αはBa及びSrの1種又は2種である。   In the sintered ferrite magnet used in the present invention, on the premise that a predetermined amount of La constituting the A site is contained, a part thereof is made of other rare earth elements (Ce, Pr, Nd, Pm, Eu, Gd, Tb). , Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu). In the ferrite sintered magnet of the present invention, the element α is one or two of Ba and Sr.

本発明によるフェライト焼結磁石の組成は、蛍光X線定量分析などにより測定することができる。本発明で特定される各元素の含有量は、この分析値によって特定することができる。また、本発明のフェライト焼結磁石におけるM相の存在は、X線回折や電子線回折などにより確認することができる。具体的には、本発明では以下の条件によるX線回折により、M相の存在比率(モル%)を求めた。M相の存在比率は、M型フェライト、オルソフェライト、ヘマタイト、スピネルそれぞれの粉末試料を所定比率で混合し、それらのX線回折強度から比較算定することにより算出するものとする(後述する実施例でも同様)。
X線発生装置:3kW
管電圧:45kV
管電流:40mA
サンプリング幅:0.02deg
走査速度:4.00deg/min
発散スリット:1.00deg
散乱スリット:1.00deg
受光スリット:0.30mm
The composition of the sintered ferrite magnet according to the present invention can be measured by fluorescent X-ray quantitative analysis or the like. The content of each element specified in the present invention can be specified by this analysis value. The presence of the M phase in the sintered ferrite magnet of the present invention can be confirmed by X-ray diffraction, electron beam diffraction, or the like. Specifically, in the present invention, the abundance ratio (mol%) of the M phase was determined by X-ray diffraction under the following conditions. The abundance ratio of the M phase is calculated by mixing powder samples of M-type ferrite, orthoferrite, hematite, and spinel at a predetermined ratio, and comparing and calculating from their X-ray diffraction intensities (examples described later). But the same).
X-ray generator: 3kW
Tube voltage: 45kV
Tube current: 40 mA
Sampling width: 0.02 deg
Scanning speed: 4.00 deg / min
Divergence slit: 1.00 deg
Scattering slit: 1.00 deg
Receiving slit: 0.30mm

本発明によるフェライト焼結磁石は、副成分としてSi成分及びCa成分を含有することができる。副成分としてのSi成分及びCa成分は、焼結性の改善、磁気特性の制御及び焼結体の結晶粒径の調整等を目的としている。なお、前述したように、Caは主相としても含まれる元素であり、ここでの説明はあくまで副成分としてのCa成分についてのものである。なお、副成分としてのSi成分及びCa成分は、専ら粒界に存在する。
Si成分としてはSiOを、Ca成分としてはCaCOを、それぞれを添加するのが好ましい。添加量は、Si成分について好ましくは、SiO換算で0(含まず)〜1.35wt%で、より好ましくは0.05〜0.90wt%、さらに好ましくは0.05〜0.75wt%である。
The ferrite sintered magnet according to the present invention can contain a Si component and a Ca component as subcomponents. The Si component and the Ca component as subcomponents are intended to improve sinterability, control magnetic properties, adjust the crystal grain size of the sintered body, and the like. As described above, Ca is an element included also as a main phase, and the description here is only for the Ca component as a subcomponent. Note that the Si component and the Ca component as subcomponents exist exclusively at the grain boundaries.
It is preferable to add SiO 2 as the Si component and CaCO 3 as the Ca component. The addition amount of the Si component is preferably 0 (not included) to 1.35 wt% in terms of SiO 2 , more preferably 0.05 to 0.90 wt%, and still more preferably 0.05 to 0.75 wt%. is there.

本発明は、主相であるフェライト相を構成する主成分としてCaを含む。したがって、副成分としてCa成分を含有させた場合には、例えば焼結体から分析されるCaの量は主相(主成分ということがある)及び副成分の総量となる。したがって、上述したように、副成分としてCa成分を用いた場合には組成式(1)のCa量は副成分をも含んだ値となる。上記Caの範囲は、焼結後に分析された組成に基づいて特定されたものであるから、副成分としてCa成分を用いない場合にも適用されることは言うまでもない。   The present invention contains Ca as a main component constituting the ferrite phase which is the main phase. Therefore, when the Ca component is contained as a subcomponent, for example, the amount of Ca analyzed from the sintered body is the total amount of the main phase (sometimes referred to as the main component) and the subcomponent. Therefore, as described above, when the Ca component is used as the subcomponent, the amount of Ca in the composition formula (1) includes the subcomponent. Since the range of Ca is specified based on the composition analyzed after sintering, it goes without saying that the range of Ca is also applied when no Ca component is used as a subcomponent.

本発明のフェライト磁性材料は、Al及び/又はCrを副成分として含有することができる。Al及び/又はCrは、保磁力を向上させる効果を有する。しかし、Al及び/又はCrは、残留磁束密度を低下させる傾向にあるため、好ましくは3.0wt%以下とする。なお、Al及び/又はCr添加の効果を充分に発揮させるためには、その含有量を0.1wt%以上とすることが好ましい。 The ferrite magnetic material of the present invention can contain Al 2 O 3 and / or Cr 2 O 3 as subcomponents. Al 2 O 3 and / or Cr 2 O 3 has an effect of improving the coercive force. However, since Al 2 O 3 and / or Cr 2 O 3 tends to reduce the residual magnetic flux density, it is preferably set to 3.0 wt% or less. In order to sufficiently exhibit the effect of the Al 2 O 3 and / or Cr 2 O 3 addition, it is preferred to limit its content to 0.1 wt% or more.

本発明のフェライト磁性材料には、副成分としてBが含まれていてもよい。Bを含むことにより仮焼温度及び焼結温度を低くすることができるので、生産上有利である。Bの含有量は、フェライト磁性材料全体の0.5wt%以下であることが好ましい。B含有量が多すぎると、飽和磁化が低くなってしまう。 The ferrite magnetic material of the present invention may contain B 2 O 3 as a subcomponent. By containing B 2 O 3 , the calcination temperature and the sintering temperature can be lowered, which is advantageous in production. The content of B 2 O 3 is preferably 0.5 wt% or less of the entire ferrite magnetic material. When the content of B 2 O 3 is too large, the saturation magnetization becomes low.

本発明のフェライト磁性材料には、Na、K、Rb等のアルカリ金属元素は含まれないことが好ましいが、不純物として含有されていてもよい。これらをNaO、KO、RbO等の酸化物に換算して含有量を求めたとき、これらの含有量の合計は、フェライト焼結体全体の1.0wt%以下であることが好ましい。これらの含有量が多すぎると、飽和磁化が低くなってしまう。 The ferrite magnetic material of the present invention preferably contains no alkali metal element such as Na, K, Rb, etc., but may contain it as an impurity. When these are converted into oxides such as Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O and the content is determined, the total of these contents is 1.0 wt% or less of the entire ferrite sintered body. Is preferred. If these contents are too large, the saturation magnetization will be low.

また、以上のほか、例えばGa、In、Li、Mg、Ti、Zr、Ge、Sn、V、Nb、Ta、Sb、As、W、Mo等が酸化物として含有されていてもよい。これらの含有量は、化学量論組成の酸化物に換算して、それぞれ酸化ガリウム5.0wt%以下、酸化インジウム3.0wt%以下、酸化リチウム1.0wt%以下、酸化マグネシウム3.0wt%以下、酸化チタン3.0wt%以下、酸化ジルコニウム3.0wt%以下、酸化ゲルマニウム3.0wt%以下、酸化スズ3.0wt%以下、酸化バナジウム3.0wt%以下、酸化ニオブ3.0wt%以下、酸化タンタル3.0wt%以下、酸化アンチモン3.0wt%以下、酸化砒素3.0wt%以下、酸化タングステン3.0wt%以下、酸化モリブデン3.0wt%以下であることが好ましい。   In addition to the above, for example, Ga, In, Li, Mg, Ti, Zr, Ge, Sn, V, Nb, Ta, Sb, As, W, and Mo may be contained as oxides. These contents are converted to oxides of stoichiometric composition, gallium oxide 5.0 wt% or less, indium oxide 3.0 wt% or less, lithium oxide 1.0 wt% or less, magnesium oxide 3.0 wt% or less, respectively. Titanium oxide 3.0 wt% or less, Zirconium oxide 3.0 wt% or less, Germanium oxide 3.0 wt% or less, Tin oxide 3.0 wt% or less, Vanadium oxide 3.0 wt% or less, Niobium oxide 3.0 wt% or less, Oxidation Tantalum is preferably 3.0 wt% or less, antimony oxide 3.0 wt% or less, arsenic oxide 3.0 wt% or less, tungsten oxide 3.0 wt% or less, and molybdenum oxide 3.0 wt% or less.

本発明のフェライト焼結磁石は、その平均結晶粒径は、好ましくは1.5μm以下、より好ましくは1.0μm以下、さらに好ましくは0.2〜1.0μmである。結晶粒径は走査型電子顕微鏡によって測定することができる。   The ferrite sintered magnet of the present invention has an average crystal grain size of preferably 1.5 μm or less, more preferably 1.0 μm or less, and still more preferably 0.2 to 1.0 μm. The crystal grain size can be measured with a scanning electron microscope.

次に、本発明のフェライト焼結磁石の好ましい製造方法について述べる。
本発明によるフェライト焼結磁石の製造方法は、配合工程、仮焼工程、粗粉砕工程、微粉砕工程、磁場中成形工程及び焼成工程を含む。
Next, a preferred method for producing the sintered ferrite magnet of the present invention will be described.
The method for producing a sintered ferrite magnet according to the present invention includes a blending step, a calcination step, a coarse pulverization step, a fine pulverization step, a forming step in a magnetic field, and a firing step.

<配合工程>
配合工程は、原料粉末を所定の割合となるように秤量後、湿式アトライタ、ボールミル等で1〜20時間程度混合、粉砕処理する。出発原料としては、フェライト構成元素(Ba、Sr、Ca、La、Fe、Co)の1種を含有する化合物(例えば、BaCO、SrCO、CaCO、La(OH)、Fe及びCo)又はこれらの2種以上を含有する化合物を用いればよい。化合物としては酸化物、又は焼成により酸化物となる化合物、例えば炭酸塩、水酸化物、硝酸塩等を用いる。出発原料の平均粒径は特に限定されないが、通常、0.1〜2.0μm程度とすることが好ましい。出発原料は、仮焼前の本工程ですべてを混合する必要はなく、各化合物の一部又は全部を仮焼の後に添加する構成にしてもよい。
<Mixing process>
In the blending step, the raw material powder is weighed so as to have a predetermined ratio, and then mixed and pulverized by a wet attritor, a ball mill or the like for about 1 to 20 hours. As a starting material, a compound (for example, BaCO 3 , SrCO 3 , CaCO 3 , La (OH) 3 , Fe 2 O 3 ) containing one type of ferrite constituent elements (Ba, Sr, Ca, La, Fe, Co). And Co 3 O 4 ) or a compound containing two or more of these may be used. As the compound, an oxide or a compound that becomes an oxide by firing, for example, carbonate, hydroxide, nitrate, or the like is used. The average particle diameter of the starting material is not particularly limited, but it is usually preferable to set it to about 0.1 to 2.0 μm. It is not necessary to mix all starting materials in this step before calcination, and a part or all of each compound may be added after calcination.

<仮焼工程>
配合工程で得られた原料組成物を仮焼する。仮焼は、通常、空気中等の酸化性雰囲気中で行われる。仮焼温度は1100〜1450℃の温度範囲で行うことが好ましく、1150〜1400℃がより好ましく、1200〜1350℃がさらに好ましい。安定時間は1秒間〜10時間、さらには1秒間〜3時間が好ましい。仮焼後の物質は、M相を70%以上有し、その一次粒子径は、好ましくは10μm以下、より好ましくは2μm以下である。
<Calcination process>
The raw material composition obtained in the blending step is calcined. Calcination is usually performed in an oxidizing atmosphere such as air. The calcination temperature is preferably 1100 to 1450 ° C, more preferably 1150 to 1400 ° C, and further preferably 1200 to 1350 ° C. The stabilization time is preferably 1 second to 10 hours, more preferably 1 second to 3 hours. The material after calcination has 70% or more of M phase, and the primary particle diameter is preferably 10 μm or less, more preferably 2 μm or less.

<粉砕工程>
仮焼体は、一般に顆粒状、塊状等になっており、そのままでは所望の形状に成形ができないため、粉砕する。また、所望の最終組成に調整するための原料粉末、及び添加物等を混合するために、粉砕工程が必要である。本工程で主成分、副成分の原料の一部を添加することができ、それが後添加である。粉砕工程は、通常、粗粉砕工程と微粉砕工程に分かれる。なお、仮焼体を所定の粒度に粉砕することにより、ボンディッド磁石用のフェライト磁石粉末とすることもできる。
<Crushing process>
The calcined body is generally in the form of granules, lumps, etc., and cannot be formed into a desired shape as it is, and is pulverized. In addition, a pulverization step is necessary to mix the raw material powder for adjusting to a desired final composition, additives, and the like. In this step, a part of the raw materials of the main component and subcomponent can be added, which is post-addition. The pulverization process is usually divided into a coarse pulverization process and a fine pulverization process. In addition, it can also be set as the ferrite magnet powder for bonded magnets by grind | pulverizing a calcined body to a predetermined particle size.

<粗粉砕工程>
前述のように、仮焼体は一般に顆粒状、塊状等であるので、これを粗粉砕することが好ましい。粗粉砕工程では、振動ミル等を使用し、平均粒径が0.5〜5.0μmになるまで処理される。なお、ここで得られた粉末を粗粉砕粉と呼ぶことにする。
<Coarse grinding process>
As described above, since the calcined body is generally in the form of granules, lumps, etc., it is preferable to coarsely pulverize it. In the coarse pulverization step, a vibration mill or the like is used, and processing is performed until the average particle size becomes 0.5 to 5.0 μm. The powder obtained here will be referred to as coarsely pulverized powder.

<微粉砕工程>
粗粉砕粉を湿式アトライタ、ボールミル、あるいはジェットミル等によって粉砕し、平均粒径0.08〜2.0μm、好ましくは0.1〜1.0μm、より好ましくは0.2〜0.8μm程度に粉砕する。得られた微粉砕粉の比表面積(BET法により求められる)としては、7〜12m/g程度とすることが好ましい。粉砕時間は、粉砕方法にもよるが、例えば湿式アトライタでは30分間〜10時間、ボールミルによる湿式粉砕では10〜40時間程度、処理すればよい。
<Fine grinding process>
The coarsely pulverized powder is pulverized by a wet attritor, ball mill, jet mill or the like, and the average particle size is 0.08 to 2.0 μm, preferably 0.1 to 1.0 μm, more preferably about 0.2 to 0.8 μm. Smash. The specific surface area (determined by the BET method) of the finely pulverized powder obtained is preferably about 7 to 12 m 2 / g. Depending on the pulverization method, the pulverization time may be, for example, 30 minutes to 10 hours for a wet attritor and 10 to 40 hours for wet pulverization with a ball mill.

微粉砕を行うにあたって、副成分を添加することが好ましい。特に本発明では、Si成分としてSiOを、Ca成分としてCaCOを添加することが好ましい。この副成分の添加は、焼結性の改善、磁気特性の制御及び焼結体の結晶粒径の調整等を目的として添加される。
微粉砕工程は、第1の微粉砕工程と第2の微粉砕工程に分け、かつ第1の微粉砕工程と第2の微粉砕工程の間に粉末熱処理工程を行うこともできる。
In carrying out fine grinding, it is preferable to add subcomponents. In particular, in the present invention, it is preferable to add SiO 2 as the Si component and CaCO 3 as the Ca component. This subcomponent is added for the purpose of improving the sinterability, controlling the magnetic properties, adjusting the crystal grain size of the sintered body, and the like.
The fine pulverization step can be divided into a first fine pulverization step and a second fine pulverization step, and a powder heat treatment step can be performed between the first fine pulverization step and the second fine pulverization step.

<磁場中成形工程>
磁場中成形工程は、乾式成形、もしくは湿式成形のいずれの方法でも行うことができるが、磁気的配向度を高くするためには、湿式成形で行うことが好ましい。
湿式成形を行う場合、微粉砕工程を湿式で行い、得られたスラリを所定の濃度に濃縮し、湿式成形用スラリとする。濃縮は、遠心分離やフィルタープレス等によって行えば良い。この場合、微粉砕粉が、湿式成形用スラリ中の30〜80wt%程度を占めることが好ましい。また、分散媒としては水が好ましく、さらに、グルコン酸及び/又はグルコン酸塩、ソルビトール等の界面活性剤が添加されていることが好ましい。次いで、湿式成形用スラリを用いて磁場中成形を行う。成形圧力は0.1〜0.5ton/cm程度、印加磁場は5〜15kOe程度とすれば良い。なお、分散媒は水に限らず、非水系溶媒を使用しても良い。非水系の分散媒を使用する場合には、トルエンやキシレン等の有機溶媒を使用することができる。この場合には、オレイン酸等の界面活性剤を添加することが好ましい。
<Molding process in magnetic field>
The forming step in a magnetic field can be performed by either dry forming or wet forming, but is preferably performed by wet forming in order to increase the degree of magnetic orientation.
When wet molding is performed, the pulverization step is performed in a wet manner, and the obtained slurry is concentrated to a predetermined concentration to obtain a slurry for wet molding. Concentration may be performed by centrifugation or a filter press. In this case, it is preferable that the finely pulverized powder accounts for about 30 to 80 wt% in the slurry for wet molding. The dispersion medium is preferably water, and it is preferable that a surfactant such as gluconic acid and / or gluconate or sorbitol is added. Next, molding in a magnetic field is performed using a slurry for wet molding. The molding pressure may be about 0.1 to 0.5 ton / cm 2 and the applied magnetic field may be about 5 to 15 kOe. The dispersion medium is not limited to water, and a non-aqueous solvent may be used. When a non-aqueous dispersion medium is used, an organic solvent such as toluene or xylene can be used. In this case, it is preferable to add a surfactant such as oleic acid.

<焼成工程>
得られた成形体を焼成し、焼結体とする。焼成は、通常、大気中等の酸化性雰囲気中で行われる。焼成温度は1050〜1270℃、好ましくは1080〜1240℃の温度範囲で行い、保持する時間は0.5〜3時間程度とすれば良い。
<Baking process>
The obtained molded body is fired to obtain a sintered body. Firing is usually performed in an oxidizing atmosphere such as air. The baking temperature is 1050 to 1270 ° C., preferably 1080 to 1240 ° C., and the holding time is about 0.5 to 3 hours.

湿式成形で成形体を得た場合、成形体を充分に乾燥させないまま急激に加熱すると、成形体にクラックが発生する可能性がある。その場合、室温から100℃程度まで、例えば10℃/時間程度のゆっくりとした昇温速度にすることで、成形体を充分に乾燥し、クラック発生を抑制することが好ましい。また、界面活性剤(分散剤)等を添加した場合、100〜500℃程度の範囲で、例えば2.5℃/時間程度の昇温速度とすることで脱脂処理を行い、分散剤を充分に除去することが好ましい。   When a molded body is obtained by wet molding, cracks may occur in the molded body if the molded body is heated rapidly without being sufficiently dried. In that case, it is preferable to sufficiently dry the molded body and suppress the generation of cracks by setting a slow temperature increase rate from room temperature to about 100 ° C., for example, about 10 ° C./hour. In addition, when a surfactant (dispersant) or the like is added, degreasing treatment is performed at a temperature rising rate of about 2.5 ° C./hour, for example, in a range of about 100 to 500 ° C. It is preferable to remove.

さて、非可逆回路素子1は、各部品が組み付けられた後に、永久磁石7が着磁される(先の着磁)。その後、非可逆回路素子1は、品質管理として、挿入損失及び逆方向損失が測定される。
図2にその1例を示す。図2は、着磁磁界を9.4kOe、10kOe及び10.8kOeと変えて得られた挿入損失及び逆方向損失の周波数特性を示している。着磁磁界を強くすることにより、挿入損失のピークを高周波側へシフトすることができる。しかし、10.8kOe以上の強い磁界で着磁しても、さらに高周波側、具体的には825MHz以上に挿入損失のピークをシフトすることができない。
Now, in the nonreciprocal circuit device 1, the permanent magnet 7 is magnetized after the components are assembled (previously magnetized). Thereafter, the nonreciprocal circuit element 1 is measured for insertion loss and reverse loss as quality control.
An example is shown in FIG. FIG. 2 shows frequency characteristics of insertion loss and reverse loss obtained by changing the magnetizing magnetic field to 9.4 kOe, 10 kOe, and 10.8 kOe. By increasing the magnetization magnetic field, the peak of the insertion loss can be shifted to the high frequency side. However, even when magnetized with a strong magnetic field of 10.8 kOe or more, the peak of insertion loss cannot be shifted to a higher frequency side, specifically, 825 MHz or more.

図3は、本発明にかかる永久磁石7を用いた非可逆回路素子1の挿入損失及び逆方向損失の周波数特性を示している。この例でも、着磁磁界を強くすることにより、挿入損失のピークを高周波側にシフトすることができる。そして、この例では、8.6kOe又はそれ以上の着磁磁界によって、挿入損失のピークを825MHz以上にシフトすることができる。   FIG. 3 shows frequency characteristics of insertion loss and reverse loss of the nonreciprocal circuit element 1 using the permanent magnet 7 according to the present invention. Also in this example, the peak of the insertion loss can be shifted to the high frequency side by increasing the magnetization magnetic field. In this example, the peak of the insertion loss can be shifted to 825 MHz or more by a magnetizing magnetic field of 8.6 kOe or more.

このように、図2の測定に用いた永久磁石7はマージンが小さいために、増磁によって挿入損失のピークを高周波側へシフトできる量が少ない。これに対して本発明によれば、増磁によって挿入損失のピークを高周波側へシフトできる量が多いため、挿入損失特性が規格からずれた場合でも、規格への挿入損失特性の調整が容易となる。このことは、製品歩留まりを向上できることを示している。   As described above, since the permanent magnet 7 used in the measurement of FIG. 2 has a small margin, there is little amount that the peak of the insertion loss can be shifted to the high frequency side by the magnetization. On the other hand, according to the present invention, the amount of the insertion loss peak that can be shifted to the high frequency side due to the magnetization is large, so that even when the insertion loss characteristic deviates from the standard, it is easy to adjust the insertion loss characteristic to the standard. Become. This indicates that the product yield can be improved.

出発原料として水酸化ランタン(La(OH))、炭酸バリウム(BaCO)、炭酸カルシウム(CaCO)、炭酸ストロンチウム(SrCO)、酸化鉄(Fe)及び酸化コバルト(Co)を用意した。これらの主成分を構成する出発原料を、酸素を除いて焼成後の主成分が下記組成式(a)〜(c)(モル比)となるように秤量した。秤量された主成分を表1に示す。なお、表1には前述した組成式(1)のx、y、z等の値も併記している。
組成式(a):La0.6CaSr0.4−mFe11.0Co0.4
m=0,0.1,0.2,0.3,0.375,0.4
組成式(b):La0.45CaBa0.1Sr0.45−mFe11.5Co0.3
m=0,0.05,0.15,0.25,0.35
組成式(c):La0.12CaSr0.88−mFe11.92Co0.08
m=0,0.044,0.088,0.176,0.264,0.352
As starting materials, lanthanum hydroxide (La (OH) 3 ), barium carbonate (BaCO 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ) and cobalt oxide (Co 3 O) 4 ) was prepared. The starting materials constituting these main components were weighed so that the main components after calcination excluding oxygen would have the following composition formulas (a) to (c) (molar ratio). Table 1 shows the weighed main components. In Table 1, the values of x, y, z, etc. of the above-described composition formula (1) are also shown.
Formula (a): La 0.6 Ca m Sr 0.4-m Fe 11.0 Co 0.4
m = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.375, 0.4
Formula (b): La 0.45 Ca m Ba 0.1 Sr 0.45-m Fe 11.5 Co 0.3
m = 0,0.05,0.15,0.25,0.35
Formula (c): La 0.12 Ca m Sr 0.88-m Fe 11.92 Co 0.08
m = 0, 0.044, 0.088, 0.176, 0.264, 0.352

Figure 2007258880
Figure 2007258880

以上の配合原料を湿式アトライタで混合、粉砕してスラリ状の原料組成物を得た。このスラリを乾燥後、大気中にて1350℃(組成式(a))、1250℃(組成式(b))又は1200℃(組成式(c))で3時間保持する仮焼を行った。
得られた仮焼体をロッド振動ミルで粗粉砕した。
次の微粉砕はボールミルにより2段階で行った。第1の微粉砕工程は粗粉末に対して水を添加して88時間処理するというものである。第1の微粉砕工程後に、微粉末を大気中、800℃で熱処理を行った。
続いて、熱処理粉に対して、水及びソルビトールを添加し、さらに副成分としてSiOを0.60wt%、CaCOを1.40wt%添加して湿式ボールミルにて25時間処理する第2微粉砕を行った。
The above blended raw materials were mixed and pulverized with a wet attritor to obtain a slurry-like raw material composition. After drying this slurry, calcination was carried out at 1350 ° C. (composition (a)), 1250 ° C. (composition (b)) or 1200 ° C. (composition (c)) for 3 hours in the air.
The obtained calcined body was coarsely pulverized by a rod vibration mill.
The next pulverization was performed in two stages using a ball mill. In the first pulverization step, water is added to the coarse powder and treated for 88 hours. After the first fine grinding step, the fine powder was heat-treated at 800 ° C. in the atmosphere.
Subsequently, water and sorbitol are added to the heat-treated powder, and then 0.62 wt% of SiO 2 and 1.40 wt% of CaCO 3 are added as subcomponents, followed by treatment for 25 hours in a wet ball mill. Went.

得られた微粉砕スラリの固形分濃度を調整し、湿式磁場成形機を使用して、12kOeの印加磁場中で直径30mm×厚み15mmの円柱状成形体を得た。成形体は大気中室温にて充分に乾燥し、ついで大気中1140℃(組成式(a)、(b))又は1180℃(組成式(c))で1時間保持する焼成を行った。   The solid content concentration of the obtained finely pulverized slurry was adjusted, and a cylindrical molded body having a diameter of 30 mm and a thickness of 15 mm was obtained using a wet magnetic field molding machine in an applied magnetic field of 12 kOe. The molded body was sufficiently dried at room temperature in the atmosphere, and then fired at 1140 ° C. (composition formula (a), (b)) or 1180 ° C. (composition formula (c)) for 1 hour in the atmosphere.

得られた焼結体の組成(La,Ca,Ba,Sr,Fe,Co)を蛍光X線定量分析により測定した。また、得られた円柱状焼結体の上下面を加工した後、最大印加磁場25kOeのB−Hトレーサを使用して、残留磁束密度(Br)及び保磁力(HcJ)を測定した。また、得られた焼結体の相構成を上述した条件のX線回折によりM型フェライト相の比率を特定した。以上の結果を表2に示す。また、得られた焼結磁石を用いて図1に示す非可逆回路素子1を作製した。なお、永久磁石7の厚さを0.325mmとした。この非可逆回路素子1について、8kOeで着磁した後に、増磁することにより挿入損失のピークを825MHz以上のシフトできるか否かを評価した。挿入損失のピークを825MHz以上にシフトができた場合には○を、できなかった場合には×を表2に付した。さらに、xを横軸、mを縦軸とする(x,m)座標上に試料No.1〜17をプロットしたグラフを図5に示す。   The composition (La, Ca, Ba, Sr, Fe, Co) of the obtained sintered body was measured by fluorescent X-ray quantitative analysis. Further, after processing the upper and lower surfaces of the obtained cylindrical sintered body, the residual magnetic flux density (Br) and the coercive force (HcJ) were measured using a B—H tracer having a maximum applied magnetic field of 25 kOe. Moreover, the ratio of the M-type ferrite phase was specified by X-ray diffraction under the above-described conditions for the phase structure of the obtained sintered body. The results are shown in Table 2. Moreover, the nonreciprocal circuit element 1 shown in FIG. 1 was produced using the obtained sintered magnet. In addition, the thickness of the permanent magnet 7 was 0.325 mm. About this nonreciprocal circuit element 1, after magnetizing with 8 kOe, it was evaluated whether the peak of insertion loss could be shifted by 825 MHz or more by magnetizing. When the peak of the insertion loss can be shifted to 825 MHz or more, “◯” is given. Furthermore, the sample No. is indicated on the (x, m) coordinates where x is the horizontal axis and m is the vertical axis. The graph which plotted 1-17 is shown in FIG.

Figure 2007258880
Figure 2007258880

図4は、825MHz以上の高周波側へ挿入損失のピークをシフトできた試料を○で、できなかった試料を×でプロットしている。図4において、○で示される試料No.3〜5、8〜10を囲む領域は、(x,m)座標において、(0.37,0.10)、(0.60,0.30)、(0.54,0.45)及び(0.37,0.37)を結ぶ線分で特定される。そこで本発明では、組成式(1)のLa量を示すx、Ca量を示すmを、(x,m)座標の、(0.37,0.10)、(0.60,0.30)、(0.54,0.45)及び(0.37,0.37)で囲まれる領域内の値とする。
以上より、AサイトにBa、Srに加えてCaを所定量含むことにより、Laの六方晶フェライト相への固溶量の多いLa系の六方晶フェライトが得られた。そしてこのフェライト永久磁石は、825MHz以上の高周波側へ挿入損失のピークをシフトすることができるように、大きなマージンを持つことができる。
In FIG. 4, the sample that can shift the peak of the insertion loss to the high frequency side of 825 MHz or higher is plotted with ◯, and the sample that cannot be plotted is plotted with ×. In FIG. The regions surrounding 3 to 5 and 8 to 10 are (0.37,0.10), (0.60,0.30), (0.54,0.45) and (x, m) coordinates. It is specified by a line segment connecting (0.37, 0.37). Therefore, in the present invention, x indicating the La amount in the composition formula (1) and m indicating the Ca amount are (0.37, 0.10), (0.60, 0.30) in the (x, m) coordinates. ), (0.54, 0.45) and (0.37, 0.37).
As described above, La-based hexagonal ferrite having a large amount of La in the hexagonal ferrite phase was obtained by containing a predetermined amount of Ca in addition to Ba and Sr at the A site. The ferrite permanent magnet can have a large margin so that the peak of insertion loss can be shifted to the high frequency side of 825 MHz or higher.

図5及び図6に、Ca量(m)と残留磁束密度(Br)、保磁力(HcJ)の関係を示す。図5及び図6より、高い残留磁束密度(Br)及び保磁力(HcJ)が得られ、マージンを大きくするためには、m(Ca)は0.2〜0.45とすることが好ましく、0.25〜0.45とすることがより好ましい。   5 and 6 show the relationship between the Ca content (m), the residual magnetic flux density (Br), and the coercive force (HcJ). 5 and 6, a high residual magnetic flux density (Br) and a coercive force (HcJ) can be obtained, and in order to increase the margin, m (Ca) is preferably 0.2 to 0.45. It is more preferable to set it as 0.25-0.45.

出発原料として水酸化ランタン(La(OH))、炭酸カルシウム(CaCO)、炭酸ストロンチウム(SrCO)、酸化鉄(Fe)及び酸化コバルト(Co)を用意した。これらの主成分を構成する出発原料を、酸素を除いて焼成後の主成分が下記式(d)(モル比)となるように秤量した。秤量された主成分を表3に示す。なお、表3には前述した組成式(1)のx、y、z等の値も併記している。
式(d):La0.6Ca0.3Sr0.1Fe11.4−yzCoyz
x/yz:2.00、1.71、1.50、1.20
As starting materials, lanthanum hydroxide (La (OH) 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), and cobalt oxide (Co 3 O 4 ) were prepared. The starting materials constituting these main components were weighed so that the main component after firing excluding oxygen would have the following formula (d) (molar ratio). Table 3 shows the weighed main components. In Table 3, the values of x, y, z, etc. of the above-described composition formula (1) are also shown.
Formula (d): La 0.6 Ca 0.3 Sr 0.1 Fe 11.4-yz Co yz
x / yz: 2.00, 1.71, 1.50, 1.20

Figure 2007258880
Figure 2007258880

以上の配合原料を湿式アトライタで混合、粉砕してスラリ状の原料組成物を得た。このスラリを乾燥後、大気中1350℃で3時間保持する仮焼を行った。
得られた仮焼体をロッド振動ミルで粗粉砕した。
次の微粉砕はボールミルにより2段階で行った。第1の微粉砕工程は粗粉末に対して水を添加して88時間処理するというものである。第1の微粉砕工程後に、微粉末を大気雰囲気中、800℃で熱処理を行った。
続いて、熱処理粉に対して、水及びソルビトールを添加し、さらに副成分としてSiOを0.60wt%、CaCOを1.40wt%添加して湿式ボールミルにて25時間処理する第2微粉砕を行った。
The above blended raw materials were mixed and pulverized with a wet attritor to obtain a slurry-like raw material composition. The slurry was dried and then calcined at 1350 ° C. for 3 hours in the air.
The obtained calcined body was coarsely pulverized by a rod vibration mill.
The next pulverization was performed in two stages using a ball mill. In the first pulverization step, water is added to the coarse powder and treated for 88 hours. After the first pulverization step, the fine powder was heat-treated at 800 ° C. in an air atmosphere.
Subsequently, water and sorbitol are added to the heat-treated powder, and then 0.62 wt% of SiO 2 and 1.40 wt% of CaCO 3 are added as subcomponents, followed by treatment for 25 hours in a wet ball mill. Went.

得られた微粉砕スラリの固形分濃度を調整し、湿式磁場成形機を使用して、12kOeの印加磁場中で直径30mm×厚み15mmの円柱状成形体を得た。成形体は大気中室温にて充分に乾燥し、ついで大気中1140℃で1時間保持する焼成を行った。   The solid content concentration of the obtained finely pulverized slurry was adjusted, and a cylindrical molded body having a diameter of 30 mm and a thickness of 15 mm was obtained using a wet magnetic field molding machine in an applied magnetic field of 12 kOe. The molded body was sufficiently dried at room temperature in the atmosphere, and then fired by being held at 1140 ° C. for 1 hour in the atmosphere.

得られた焼結体の組成(Sr,La,Ca,Fe,Co)を蛍光X線定量分析により測定した。また、得られた円柱状焼結体の上下面を加工した後、最大印加磁場25kOeのB−Hトレーサを使用して、残留磁束密度(Br)及び保磁力(HcJ)を測定した。得られた焼結体の相構成を上述した条件のX線回折によりM型フェライト相の比率を特定した。また、実施例1と同様にして、各試料を用いた非可逆回路素子1について、825MHz以上の高周波側へ挿入損失のピークをシフトできるか否かの評価を行った。
以上の結果を表4に示す。表4に示すように、x/yzが2.00では825MHz以上の高周波側へ挿入損失のピークをシフトできなかった。そこで本発明では、x/yz(La/Co)を1.15〜1.95とした。
The composition (Sr, La, Ca, Fe, Co) of the obtained sintered body was measured by fluorescent X-ray quantitative analysis. Moreover, after processing the upper and lower surfaces of the obtained cylindrical sintered body, the residual magnetic flux density (Br) and the coercive force (HcJ) were measured using a B—H tracer having a maximum applied magnetic field of 25 kOe. The ratio of the M-type ferrite phase was specified by X-ray diffraction under the above-described conditions for the phase structure of the obtained sintered body. Further, in the same manner as in Example 1, it was evaluated whether or not the peak of the insertion loss can be shifted to the high frequency side of 825 MHz or higher for the nonreciprocal circuit element 1 using each sample.
The results are shown in Table 4. As shown in Table 4, when x / yz was 2.00, the peak of insertion loss could not be shifted to the high frequency side of 825 MHz or higher. Therefore, in the present invention, x / yz (La / Co) is set to 1.15 to 1.95.

Figure 2007258880
Figure 2007258880

図7及び図8に、x/yzと残留磁束密度(Br)、保磁力(HcJ)の関係を示す。図7及び図8より、高い残留磁束密度(Br)及び保磁力(HcJ)が得られ、マージンを大きくするためには、x/yzは1.25〜1.85とすることが好ましく、1.35〜1.75とすることがより好ましい。   7 and 8 show the relationship between x / yz, residual magnetic flux density (Br), and coercive force (HcJ). From FIG. 7 and FIG. 8, in order to obtain a high residual magnetic flux density (Br) and coercive force (HcJ), and to increase the margin, x / yz is preferably set to 1.25 to 1.85. More preferably, it is set to .35 to 1.75.

出発原料として水酸化ランタン(La(OH))、炭酸カルシウム(CaCO)、炭酸ストロンチウム(SrCO)、酸化鉄(Fe)及び酸化コバルト(Co)を用意した。これらの主成分を構成する出発原料を、酸素を除いて焼成後の主成分が下記式(e)(モル比)となるように秤量した。秤量された主成分を表5に示す。なお、表5には前述した組成式(1)のx、y、z等の値も併記している。
式(e):La0.6Ca0.3Sr0.1Fe12z−0.4Co0.4
12z:10.2〜12.4
As starting materials, lanthanum hydroxide (La (OH) 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), and cobalt oxide (Co 3 O 4 ) were prepared. The starting materials constituting these main components were weighed so that the main component after firing excluding oxygen would have the following formula (e) (molar ratio). Table 5 shows the weighed main components. In Table 5, the values of x, y, z, etc. of the above-described composition formula (1) are also shown.
Formula (e): La 0.6 Ca 0.3 Sr 0.1 Fe 12z-0.4 Co 0.4
12z: 10.2 to 12.4

Figure 2007258880
Figure 2007258880

以上の配合原料を湿式アトライタで2時間混合、粉砕してスラリ状の原料組成物を得た。このスラリを乾燥後、大気中1350℃で3時間保持する仮焼を行った。
得られた仮焼体をロッド振動ミルで粗粉砕した。
次の微粉砕はボールミルにより2段階で行った。第1の微粉砕工程は粗粉末に対して水を添加して88時間処理するというものである。第1の微粉砕工程後に、微粉末を大気雰囲気中、800℃で熱処理を行った。
続いて、熱処理粉に対して、水及びソルビトールを添加し、さらに副成分としてSiOを0.60wt%、CaCOを1.40wt%添加して湿式ボールミルにて25時間処理する第2微粉砕を行った。
The above blended raw materials were mixed and pulverized with a wet attritor for 2 hours to obtain a slurry-like raw material composition. The slurry was dried and then calcined at 1350 ° C. for 3 hours in the air.
The obtained calcined body was coarsely pulverized by a rod vibration mill.
The next pulverization was performed in two stages using a ball mill. In the first pulverization step, water is added to the coarse powder and treated for 88 hours. After the first pulverization step, the fine powder was heat-treated at 800 ° C. in an air atmosphere.
Subsequently, water and sorbitol are added to the heat-treated powder, and then 0.62 wt% of SiO 2 and 1.40 wt% of CaCO 3 are added as subcomponents, followed by treatment for 25 hours in a wet ball mill. Went.

得られた焼結体の組成(Sr,La,Ca,Fe,Co)を蛍光X線定量分析により測定した。また、得られた円柱状焼結体の上下面を加工した後、最大印加磁場25kOeのB−Hトレーサを使用して、残留磁束密度(Br)及び保磁力(HcJ)を測定した。得られた焼結体の相構成を上述した条件のX線回折によりM型フェライト相の比率を特定した。また、実施例1と同様にして、各試料を用いた非可逆回路素子1について、825MHz以上の高周波側へ挿入損失のピークをシフトできるか否かの評価を行った。
以上の結果を表6に示す。表6に示すように、Fe+Co(12z)が9.11、11.07では825MHz以上の高周波側へ挿入損失のピークをシフトできないことがわかる。そこで本発明では、Fe+Co(12z)を9.2〜11とする。
The composition (Sr, La, Ca, Fe, Co) of the obtained sintered body was measured by fluorescent X-ray quantitative analysis. Moreover, after processing the upper and lower surfaces of the obtained cylindrical sintered body, the residual magnetic flux density (Br) and the coercive force (HcJ) were measured using a B—H tracer having a maximum applied magnetic field of 25 kOe. The ratio of the M-type ferrite phase was specified by X-ray diffraction under the above-described conditions for the phase structure of the obtained sintered body. Further, in the same manner as in Example 1, it was evaluated whether or not the peak of the insertion loss can be shifted to the high frequency side of 825 MHz or higher for the nonreciprocal circuit element 1 using each sample.
The results are shown in Table 6. As shown in Table 6, it can be seen that when Fe + Co (12z) is 9.11, 11.07, the peak of insertion loss cannot be shifted to the high frequency side of 825 MHz or higher. Therefore, in the present invention, Fe + Co (12z) is set to 9.2-11.

Figure 2007258880
Figure 2007258880

図9及び図10に、Fe+Co(12z)と残留磁束密度(Br)、保磁力(HcJ)の関係を示す。図9及び図10より、高い残留磁束密度(Br)及び保磁力(HcJ)が得られ、マージンを大きくするためには、Fe+Co(12z)は9.2〜10.9とすることが好ましく、9.4〜10.8さらには9.7〜10.5とすることがより好ましい。   9 and 10 show the relationship between Fe + Co (12z), residual magnetic flux density (Br), and coercive force (HcJ). From FIG. 9 and FIG. 10, high residual magnetic flux density (Br) and coercive force (HcJ) are obtained, and in order to increase the margin, Fe + Co (12z) is preferably 9.2 to 10.9, 9.4 to 10.8 and more preferably 9.7 to 10.5 are more preferable.

出発原料として水酸化ランタン(La(OH))、炭酸カルシウム(CaCO)、炭酸バリウム(BaCO)、酸化鉄(Fe)及び酸化コバルト(Co)を用意した。これらの主成分を構成する出発原料を、酸素を除いて焼成後の主成分が下記式(f)(モル比)となるように秤量した。秤量された主成分を表7に示す。なお、表7には前述した組成式(1)のx、y、z等の値も併記している。
式(f):La0.6Ca0.3Ba0.1Fe12z−0.4Co0.4
12z:11.4〜11.8
As starting materials, lanthanum hydroxide (La (OH) 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), and cobalt oxide (Co 3 O 4 ) were prepared. The starting materials constituting these main components were weighed so that the main component after firing excluding oxygen would have the following formula (f) (molar ratio). Table 7 shows the weighed main components. In Table 7, the values of x, y, z, etc. of the above-described composition formula (1) are also shown.
Formula (f): La 0.6 Ca 0.3 Ba 0.1 Fe 12z-0.4 Co 0.4
12z: 11.4-11.8

Figure 2007258880
Figure 2007258880

以上の配合原料を湿式アトライタで2時間混合、粉砕してスラリ状の原料組成物を得た。このスラリを乾燥後、大気中にて1300℃で3時間保持する仮焼を行った。
得られた仮焼体をロッド振動ミルで粗粉砕した。
次の微粉砕はボールミルにより2段階で行った。第1の微粉砕工程は粗粉末に対して水を添加して88時間処理するというものである。第1の微粉砕工程後に、微粉末を大気雰囲気中、800℃で熱処理を行った。
続いて、熱処理粉に対して、水及びソルビトールを添加し、さらに副成分としてSiOを0.60wt%、CaCOを1.40wt%添加して湿式ボールミルにて25時間処理する第2微粉砕を行った。
The above blended raw materials were mixed and pulverized with a wet attritor for 2 hours to obtain a slurry-like raw material composition. After the slurry was dried, calcination was performed in the air at 1300 ° C. for 3 hours.
The obtained calcined body was coarsely pulverized by a rod vibration mill.
The next pulverization was performed in two stages using a ball mill. In the first pulverization step, water is added to the coarse powder and treated for 88 hours. After the first pulverization step, the fine powder was heat-treated at 800 ° C. in an air atmosphere.
Subsequently, water and sorbitol are added to the heat-treated powder, and then 0.62 wt% of SiO 2 and 1.40 wt% of CaCO 3 are added as subcomponents, followed by treatment for 25 hours in a wet ball mill. Went.

得られた焼結体の組成(La,Ca,Ba,Fe,Co)を蛍光X線定量分析により測定した。また、得られた円柱状焼結体の上下面を加工した後、最大印加磁場25kOeのB−Hトレーサを使用して、残留磁束密度(Br)及び保磁力(HcJ)を測定した。また、得られた焼結体の相構成を上述した条件のX線回折によりM型フェライト相の比率を特定した。また、実施例1と同様にして、各試料を用いた非可逆回路素子1について、825MHz以上の高周波側へ挿入損失のピークをシフトできるか否かの評価を行った。
以上の結果を表8に示す。表8に示すように、元素αがBaでも、825MHz以上の高周波側へ挿入損失のピークをシフトすることができる。
The composition (La, Ca, Ba, Fe, Co) of the obtained sintered body was measured by fluorescent X-ray quantitative analysis. Moreover, after processing the upper and lower surfaces of the obtained cylindrical sintered body, the residual magnetic flux density (Br) and the coercive force (HcJ) were measured using a B—H tracer having a maximum applied magnetic field of 25 kOe. Moreover, the ratio of the M-type ferrite phase was specified by X-ray diffraction under the above-described conditions for the phase structure of the obtained sintered body. Further, in the same manner as in Example 1, it was evaluated whether or not the peak of the insertion loss can be shifted to the high frequency side of 825 MHz or higher for the nonreciprocal circuit element 1 using each sample.
Table 8 shows the above results. As shown in Table 8, even if the element α is Ba, the peak of insertion loss can be shifted to the high frequency side of 825 MHz or higher.

Figure 2007258880
Figure 2007258880

本実施の形態による非可逆回路素子の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the nonreciprocal circuit device by this Embodiment. 着磁磁界を変えて得られた挿入損失及び逆方向損失の周波数特性の1例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the frequency characteristic of the insertion loss and reverse loss which were obtained by changing the magnetization magnetic field. 着磁磁界を変えて得られた挿入損失及び逆方向損失の周波数特性の他の例を示すグラフである。It is a graph which shows the other example of the frequency characteristic of the insertion loss and reverse loss which were obtained by changing the magnetization magnetic field. 実施例1において、(x,m)座標上に試料No.1〜17をプロットしたグラフである。In Example 1, the sample No. is displayed on the (x, m) coordinates. It is the graph which plotted 1-17. 実施例1におけるCa量(m)と残留磁束密度(Br)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between Ca amount (m) and residual magnetic flux density (Br) in Example 1. 実施例1におけるCa量(m)と保磁力(HcJ)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between Ca amount (m) and coercive force (HcJ) in Example 1. 実施例2におけるLa/Co(x/yz)と残留磁束密度(Br)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between La / Co (x / yz) and residual magnetic flux density (Br) in Example 2. 実施例2におけるLa/Co(x/yz)と保磁力(HcJ)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between La / Co (x / yz) and coercive force (HcJ) in Example 2. 実施例3におけるFe+Co量(12z)と残留磁束密度(Br)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of Fe + Co (12z) and residual magnetic flux density (Br) in Example 3. 実施例3におけるFe+Co量(12z)と保磁力(HcJ)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of Fe + Co (12z) and coercive force (HcJ) in Example 3.

符号の説明Explanation of symbols

1…非可逆回路素子(アイソレータ)、2…磁気回転子、3…中心電極、4…軟磁性基体、7…永久磁石、9…ケース、91…ケース本体、92…カバー   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-reciprocal circuit element (isolator), 2 ... Magnetic rotor, 3 ... Center electrode, 4 ... Soft-magnetic base | substrate, 7 ... Permanent magnet, 9 ... Case, 91 ... Case main body, 92 ... Cover

Claims (3)

電気的絶縁状態で交差配置された複数の中心導体の当該交差部に軟磁性基体を当接させるとともに、前記軟磁性基体に直流磁界を印加する永久磁石を設けた非可逆回路素子において、
前記永久磁石が、
六方晶構造を有するフェライト相が主相をなし、前記主相を構成する金属元素の構成比率が、
組成式(1):LaCaα1−x−m(Fe12−yCoで表したとき、
αはBa及びSrの1種又は2種、
x、mは、図4に示される(x,m)座標において、(0.37,0.10)、(0.60,0.30)、(0.54,0.45)及び(0.37,0.37)で囲まれる領域内の値、
1.15≦x/yz≦1.95、
9.2≦12z≦11で表される組成のフェライト焼結磁石であることを特徴とする非可逆回路素子。
In the non-reciprocal circuit element provided with a permanent magnet that applies a DC magnetic field to the soft magnetic substrate while abutting a soft magnetic substrate on the intersecting portions of the plurality of central conductors arranged in an electrically insulated state,
The permanent magnet is
The ferrite phase having a hexagonal crystal structure forms the main phase, and the composition ratio of the metal elements constituting the main phase is
Composition formula (1): When represented by La x Ca m α 1-x -m (Fe 12-y Co y) z,
α is one or two of Ba and Sr,
x and m are (0.37,0.10), (0.60,0.30), (0.54,0.45) and (0) in the (x, m) coordinates shown in FIG. .37, 0.37) in the region enclosed by
1.15 ≦ x / yz ≦ 1.95,
A non-reciprocal circuit device, which is a sintered ferrite magnet having a composition represented by 9.2 ≦ 12z ≦ 11.
mが0.2〜0.45であることを特徴とする請求項1に記載の非可逆回路素子。
2. The nonreciprocal circuit device according to claim 1, wherein m is 0.2 to 0.45.
1.25≦x/yz≦1.85であることを特徴とする請求項1又は2に記載の非可逆回路素子。   3. The nonreciprocal circuit device according to claim 1, wherein 1.25 ≦ x / yz ≦ 1.85.
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