JP2009073724A - フェライト材料及びフェライト材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波帯域において高いインピーダンスを有するとともに、高比抵抗を有し、かつ外部応力による磁気特性の変化が小さいフェライト材料及びその製造方法を提供する。
【解決手段】組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5Ｆｅ_0.5）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂Ｏ₃・ｚＣｕＯであって、かつａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２，０．０２≦ａ≦０．０５５を満足するフェライト材料（フェライト焼結体，フェライト粉末）。フェライト材料１００質量％に対して、Ｃｏ酸化物、Ｃｏ水酸化物、Ｃｏ炭酸化物のうち少なくとも１種をＣｏＯ換算で１質量％以下含有して良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波帯域において高いインピーダンスを有するフェライト材料、及びその製造方法に関する。

電子機器のノイズの伝送を阻止するノイズフィルタには、種々のものが提案され利用されており、高周波帯域の信号成分の伝送を阻止するフィルタとして、例えばフェライトコアに巻線を施したノイズフィルタが知られている。

これらのノイズフィルタには、フェライト材料の持つ磁気的なインピーダンスが利用されており、近年の各種電子機器の小型化に伴い、特に高周波帯域において高いインピーダンスを有するフェライト材料が要望されている。

従来、ノイズフィルタには、Ｍｎ−Ｚｎ系やＮｉ−Ｚｎ系のフェライト材料が用いられていた。Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトは、高い透磁率を有するため、ｋＨｚ帯域におけるインピーダンスは大きいものの、比抵抗が１Ωｍ程度と小さいため、ＭＨｚ帯域ではフェライト内の渦電流による損失が増加する。そのため、１０ＭＨｚ以上の周波数ではインピーダンスが低下し、３０ＭＨｚ以上の高周波帯域におけるノイズ除去には適用困難であった。また、比抵抗が小さいため、コアに直接巻線を施すことが困難であり、コアと巻線との間に絶縁物を挿入するなど、製造工程が増加するとともに、小型化も困難であるという問題があった。

一方、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトは、比抵抗が１０⁶ Ωｍ以上と大きいため、渦電流損失の影響が小さく、１０ＭＨｚ以上の周波数ではＭｎ−Ｚｎ系フェライトに比べて高いインピーダンスが得られる。このため、３０ＭＨｚ以上の高周波帯域におけるノイズ除去には主としてＮｉ−Ｚｎ系フェライトが用いられている。また、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトは比抵抗が大きいため、コアに直接巻線が可能であり、小型化も可能であるという利点がある。

しかし、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトは、磁歪が大きく、外部応力による磁気特性の変化が大きいため、例えば、フェライトコアに巻線を施した後、信頼性向上のために樹脂モールドを施すと、その応力によって透磁率が変化するという問題がある。また、高価なＮｉを主成分として含むため製造コストが高くなるという問題もある。

高価なＮｉを含まず、磁歪の小さな材料として、Ｌｉ系フェライト材料が知られている。例えば、特許文献１には、材料組成をＬｉ_0.5xＺｎ_z Ｃｕ_a Ｆｅ_2+0.5x-yＭｎ_y Ｏ₄ （０．１０＜ｘ＜１．００，０．１３＜ｙ＜０．８０，０＜ｚ＜０．９０，０．０２＜ａ＜０．４０，０．５ｘ＋ｚ＋ａ≒１）とすることにより、低温焼結が可能になり、それによって比抵抗の向上を実現したＬｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライトが提案されている。
特開２００４−１５３１９７号公報

しかし、前記Ｌｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライトは、積層電子部品に使用される、銀内部導体と同時焼成できる低温焼結型のフェライト材料を目的とするものであって、ノイズフィルタなどの用途に要求されるインピーダンス特性については何ら考慮されていない。また、前記Ｌｉ−Ｃｕ−ＺｎフェライトはＭｎを必須元素として含有するが、そのＭｎの含有量が比較的多いため、比抵抗の向上に相反して初透磁率が低下しているものと考えられ、それに伴いインピーダンスも低下しているものと考えられる。

このように、従来のＬｉ系フェライトにおいては、ノイズフィルタなどの用途に適した、高周波帯域において高いインピーダンスを有するフェライト材料は未だ提案されていない。

本発明は、高周波帯域において高いインピーダンスを有するとともに、コアに直接巻線を施すことができる高比抵抗を有し、かつ外部応力による磁気特性の変化が小さく、安価にして提供することが可能な、ノイズフィルタやチョークコイル等の巻線部品のコア材、または電波吸収体などに用いられるフェライト材料の提供を目的とする。

また、本発明の他の目的は、上述したようなフェライト材料（フェライト焼結体，フェライト粉末）を精度良く簡単に製造できるフェライト材料の製造方法を提供することにある。

発明者らは、上記目的を達成すべく、Ｌｉ系フェライトの組成について鋭意研究の結果、Ｌｉ−Ｚｎ−Ｍｎ−Ｃｕフェライトにおいて、Ｃｕを比較的多く含有させるとともに、Ｍｎ量を特定範囲に規定することによって、磁歪が小さく、Ｎｉを使用せずに低価格化が図れるというＬｉ系フェライトの本来の特徴を維持しながら、３０ＭＨｚ以上の周波数帯域で高いインピーダンスを有し、かつ比抵抗が１０⁶ Ωｍ以上であるフェライト材料が得られることを知見した。

さらに発明者らは、上記フェライト材料に対して、Ｃｏ酸化物、Ｃｏ水酸化物、Ｃｏ炭酸化物のうち少なくとも１種を少量含有させることにより、３０ＭＨｚ以上の周波数帯域におけるインピーダンスをより向上させることができることを知見した。

本発明のフェライト材料は、組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯであって、かつａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２，０．０２≦ａ≦０．０５５を満足する。

本発明のフェライト材料は、上記フェライト材料１００質量％に対して、添加物としてＣｏ酸化物、Ｃｏ水酸化物、Ｃｏ炭酸化物のうち少なくとも１種をＣｏＯ換算で１質量％以下含有する。

本発明のフェライト材料は、上記構成を有するフェライト材料において、３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍ以上で、かつ１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が６００００Ω／ｍ以上である。

本発明のフェライト材料は、上記構成を有するフェライト材料において、比抵抗が１０⁶ Ωｍ以上である。

本発明のフェライト材料は、上記構成を有するフェライト材料において、圧力３０ＭＰａで加圧したときの初透磁率の変化率が±１０％以内である。

本発明のフェライト材料の形態としては、原料粉末に仮焼、粉砕、成形及び焼成の各処理を順次施して得られるフェライト焼結体、原料粉末を焼成して得られるフェライト粉末、原料粉末に仮焼、粉砕及び焼成の各処理を順次施して得られるフェライト粉末、原料粉末に仮焼、粉砕、成形、焼成及び粉砕の各処理を順次施して得られるフェライト粉末などが存在する。フェライト粉末の平均粒径は、使用目的に応じて数μｍ乃至数百μｍを適宜選定する。

本発明のフェライト材料（フェライト焼結体）を製造する方法は、組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯであって、かつａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２，０．０２≦ａ≦０．０５５を満足する原料粉末を準備する工程と、原料粉末を仮焼して仮焼粉を得る工程と、仮焼粉を粉砕して粉砕粉を得る工程と、粉砕粉を成形して成形体を得る工程と、成形体を焼成してフェライト焼結体を得る工程とを有する。

本発明のフェライト材料（フェライト粉末）を製造する方法は、組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯであって、かつａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２，０．０２≦ａ≦０．０５５を満足する原料粉末を準備する工程と、原料粉末を焼成してフェライト粉末を得る工程とを有する。焼成時の温度は、８００℃〜１０５０℃が好ましい。原料粉末を準備する工程と、焼成する工程との間に、原料粉末を造粒する工程を有していても良い。

本発明のフェライト材料（フェライト粉末）を製造する方法は、組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯであって、かつａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２，０．０２≦ａ≦０．０５５を満足する原料粉末を準備する工程と、原料粉末を仮焼して仮焼粉を得る工程と、仮焼粉を粉砕して粉砕粉を得る工程と、粉砕粉を焼成してフェライト粉末を得る工程とを有する。仮焼粉を粉砕する工程と、焼成する工程との間に、粉砕粉を造粒する工程を有していても良い。

本発明のフェライト材料（フェライト粉末）を製造する方法は、組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯであって、かつａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２，０．０２≦ａ≦０．０５５を満足する原料粉末を準備する工程と、原料粉末を仮焼して仮焼粉を得る工程と、仮焼粉を粉砕して粉砕粉を得る工程と、粉砕粉を成形して成形体を得る工程と、成形体を焼成して焼結体を得る工程と、焼結体を粉砕してフェライト粉末を得る工程とを有する。

本発明のフェライト材料（フェライト焼結体，フェライト粉末）を製造する方法は、前記焼成を行うまでの間に、被添加材料１００質量％に対して、Ｃｏ酸化物、Ｃｏ水酸化物、Ｃｏ炭酸化物のうち少なくとも１種をＣｏＯ換算で１質量％以下添加する工程を更に有する。

本発明によれば、３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍ以上、１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が６００００Ω／ｍ以上という高周波帯域で高いインピーダンスを有するフェライト材料（フェライト焼結体，フェライト粉末）が得られる。このフェライト焼結体をノイズフィルタやチョークコイル等の巻線部品のコア材として用いることにより、高周波帯域において効率よくノイズの伝送を阻止できるノイズフィルタを提供することができる。

また、本発明によれば、１０⁶ Ωｍ以上の高比抵抗を有するフェライト材料（フェライト焼結体，フェライト粉末）が得られる。このフェライト焼結体をノイズフィルタやチョークコイル等の巻線部品のコア材として用いることにより、コアに直接巻線を施すことができるため、絶縁物を挿入する工程などを短縮できるとともに、巻線部品の小型化を図ることができる。

さらに、本発明によれば、磁歪が小さく、外部応力に対する磁気特性の変化率が小さいフェライト材料（フェライト焼結体，フェライト粉末）が得られるため、このフェライト焼結体を樹脂モールドが必要なノイズフィルタやチョークコイル等の巻線部品のコア材に用いることにより、磁気特性のばらつきを低減することができる。

さらに、本発明によるフェライト材料（フェライト焼結体，フェライト粉末）は、高価なＮｉを含有しないため、製造コストの低減を図ることができ、ノイズフィルタやチョークコイル等の巻線部品のコア材として好適なフェライト焼結体を安価にして提供することができる。

また、本発明によるフェライト粉末を樹脂などに分散させて成形することにより、高周波帯域で優れた電波吸収性能を有する電波吸収体を安価で提供することができる。

本発明におけるフェライト材料の組成限定理由を以下に詳述する。組成式（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯにおいて、ｘはＺｎＯの含有率であり、０．１７５〜０．２９（０．１７５以上、０．２９以下、〜の意味は以下同様）の範囲が好ましい。０．１７５未満では初透磁率が小さくなり３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍを下回り、０．２９を超えると３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N は４００００Ω／ｍを超えるものの、１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスが６００００Ω／ｍを下回るとともに、キュリー温度が低下するため好ましくない。

ｙはＦｅ₂ Ｏ₃ 相当の含有率であって、（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）ＯにおけるＦｅを除くものであり、０．４７５〜０．５１の範囲が好ましい。０．４７５未満では３０ＭＨｚ及び１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が低下するため好ましくなく、０．５１を超えると３０ＭＨｚ及び１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が低下するとともに、比抵抗が１０⁶ Ωｍを下回るため好ましくない。より好ましい範囲は０．４９〜０．５１である。なお、（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏは、上述したｘとｙ及び後述するｚの残部となる。

上記Ｆｅ₂ Ｏ₃ の一部をＭｎ₂ Ｏ₃ にて置換することにより、３０ＭＨｚ及び１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N を向上させることができる。ａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ａは０．０２〜０．０５５の範囲が好ましい。０．０２未満では規格化インピーダンスＺ_N の向上効果がなく、０．０５５を超えると３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍを下回るとともに、比抵抗が１０⁶ Ωｍを下回るため好ましくない。

このＭｎ₂ Ｏ₃ の含有率を上記範囲に規定することが本発明の特徴の一つである。ちなみに、背景技術に記載した特許文献１によるＬｉ−Ｃｕ−ＺｎフェライトのＭｎ含有量は０．１３〜０．８０（１３ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％）と非常に多いため、初透磁率が低下し、それに伴い、規格化インピーダンスＺ_N も低下しているものと考えられ、ノイズフィルタなどの巻線部品のコア材として用いることは不適である。なお、本発明におけるＭｎ₂ Ｏ₃ の含有率を特許文献１の一般式にて換算すると０．１２６２以下（１２．６２ｍｏｌ％以下）となる。

上記組成式において、ｚはＣｕＯの含有率であり、０．０７〜０．２２の範囲が好ましい。このＣｕＯを比較的多く含有させることが本発明の主たる特徴である。ＣｕＯは（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏの一部を置換するものであり、上記範囲のＣｕＯを含有することにより、規格化インピーダンスＺ_N を大きく向上させることができ、３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍ以上、１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスが６００００Ω／ｍ以上を両立させることができるという効果を奏する。ｚが０．０７未満では規格化インピーダンスＺ_N の向上効果がなく、０．２２を超えると３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍを下回るため好ましくない。より好ましい範囲は０．１０〜０．１９である。

上述した組成限定理由を満足することによって、３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍ以上、１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が６００００Ω／ｍ以上を両立するとともに、比抵抗が１０⁶ Ωｍ以上で、かつ圧力３０ＭＰａで加圧したときの初透磁率の変化率が±１０％以内であるフェライト材料を得ることができる。

さらに、上述した組成を有するフェライト材料を１００質量％として、Ｃｏ酸化物、Ｃｏ水酸化物、Ｃｏ炭酸化物のうち少なくとも１種をＣｏＯ換算で１質量％以下含有させることにより、高周波帯域における規格化インピーダンスＺ_N をより向上させることができる。含有量がＣｏＯ換算で１質量％を超えると材料の磁歪が大きくなり、外部応力による磁気特性の変化が大きくなるとともに、３０ＭＨｚ及び１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が低下するため好ましくない。

このような組成を有する本発明のフェライト材料の形態としては、原料粉末に仮焼、粉砕、成形及び焼成の各処理を順次施して得られるフェライト焼結体、または、後述するような種々の手法により原料粉末から得られるフェライト粉末が存在する。例えば、ノイズフィルタやチョークコイル等の巻線部品のコア材として、フェライト焼結体を使用できる。また、フェライト粉末を樹脂などに分散させ、所定の形状に成形することによって、高周波帯域で優れた電波吸収性能を有する電波吸収体を作製できる。なお、本発明のフェライト粉末の平均粒径は、使用する用途に応じて、数μｍ乃至数百μｍを適宜選定すれば良い。樹脂などへの分散性、ハンドリング性などを考慮して、粒径のばらつきが小さい粉末とすることが好ましい。

以下、本発明のフェライト材料（フェライト焼結体，フェライト粉末）の製造方法について説明する。まず、フェライト焼結体の製造方法を述べる。

組成式（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ・ｚＣｕＯ、かつａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）であり、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２，０．０２≦ａ≦０．０５５を満足する材料、あるいはその材料（被添加材料）１００質量％に対して、添加物としてＣｏ酸化物、Ｃｏ水酸化物、Ｃｏ炭酸化物のうち少なくとも１種をＣｏＯ換算で１質量％以下含有する材料を準備する。

上記材料を準備する工程は、後述する焼成工程までに行えばよい。すなわち、秤量、混合、仮焼、粉砕、成形までの各工程にて上記材料を準備すればよい。例えば、全ての元素の出発原料となる炭酸塩粉末や酸化物粉末を最初から秤量、混合して、仮焼してもよいし、ＬｉやＣｏなどの原料粉末を除く他の原料粉末のみを先に秤量、混合して仮焼を行った後、ＬｉやＣｏなどの原料粉末を当該仮焼粉（被添加材料）に混合した後、粉砕、成形してもよい。あるいは粉砕後の粉砕粉（被添加材料）に混合した後、焼成してもよい。

仮焼工程において、仮焼温度は８００℃〜９００℃が好ましい。仮焼時間は２時間〜５時間が好ましい。また、仮焼雰囲気は大気中あるいは酸素雰囲気中が好ましい。

粉砕工程において、粉砕は、純水またはエタノール中で行うことが好ましい。また、粉砕後の粉砕粉の平均粒径は０．５μｍ〜１．５μｍが好ましい。

粉砕後の粉砕粉は、所望の成形手段によって成形する。成形前に、必要に応じて粉砕粉を造粒装置によって造粒してもよい。成形圧力は７０ＭＰａ〜１５０ＭＰａが好ましい。

上記にて得られた成形体を焼成して本発明のフェライト焼結体を得る。焼成温度は９５０℃〜１０５０℃が好ましい。焼成時間は２〜５時間が好ましい。また、焼成雰囲気は大気中あるいは酸素雰囲気中が好ましい。

次に、フェライト粉末の製造方法について説明する。フェライト粉末を製造する方法として、下記のような各手順を順次施してフェライト粉末を得る５種類の製法が存在する。 （製法ａ１）原料粉末準備→焼成
（製法ａ２）原料粉末準備→造粒→焼成
（製法ｂ１）原料粉末準備→仮焼→粉砕→焼成
（製法ｂ２）原料粉末準備→仮焼→粉砕→造粒→焼成
（製法ｃ）原料粉末準備→仮焼→粉砕→成形→焼成→粉砕

製法ａ１は、炭酸塩粉末や酸化物粉末などの原料粉末を秤量、混合した後、８００℃〜１０５０℃で焼成する方法である。製法ａ２は、原料粉末を秤量、混合した後、造粒し、８００℃〜１０５０℃で焼成する方法である。製法ａ１，ａ２にあって、焼成温度を８００℃〜１０５０℃とするのは、次の理由による。焼成温度が８００℃未満では固相反応によりフェライト相が生成されず、１０５０℃を超えると結晶粒成長を起こしたり、凝集が進行するため好ましくない。製法ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２にあっては、焼成後の粉末をさらに粉砕しても良い。製法ａ１，ａ２にあっては、他の製法の場合に比べて焼成時の収縮率が大きいため、比較的小さな粒径の粉末を得られやすい。また、粉末の機械的強度も比較的低いため、粉砕によってより細かい粒径が得られやすい。

製法ｂ１は、秤量、混合された原料粉末を仮焼、粉砕して得られる粉末を、そのまま９５０℃〜１０５０℃で焼成する方法である。製法ｂ２は、秤量、混合された原料粉末を仮焼、粉砕した粉末から造粒粉末を得た後、そのまま９５０℃〜１０５０℃で焼成する方法である。製法ｂ１，ｂ２にあっては、製法ａ１，ａ２の場合より焼成時の収縮率が小さいため、より大きな粒径の粉末を得られやすい。また、仮焼粉を焼成するため、粉末同士、粉末内での組成のばらつきが小さく、均質な粉末が得られやすい。また、粒径が５０μｍ〜１００μｍ程度である略球形の粉末を容易に作製することができる。

製法ｃは、前述したような手順にてフェライト焼結体を製造した後、そのフェライト焼結体を粉砕する方法である。製法ｃにあっては、他の製法の場合に比べて大粒径の粉末を得ることができる。しかしながら、粉砕工程において、微粉の発生が避けられないため、分級処理を行って微粉を除去することが好ましい。

フェライト粉末の製造にあっても、フェライト焼結体の製造と同様に、被添加材料１００質量％に対して、添加物としてＣｏ酸化物、Ｃｏ水酸化物、Ｃｏ炭酸化物のうち少なくとも１種をＣｏＯ換算で１質量％以下添加することが好ましい。この場合、Ｃｏを添加する工程は、焼成工程までに行えばよい。すなわち、例えば上記製法ａ１〜ｃにあっては、組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ・ｚＣｕＯである被添加材料にＣｏを添加して、原料粉末を準備してもよい。また、製法ｂ１，ｂ２，ｃにあっては、Ｃｏを除く他の原料粉末のみを先に秤量、混合して仮焼を行った後、Ｃｏを仮焼粉（被添加材料）に添加した後、粉砕してもよい。あるいは粉砕後の粉砕粉（被添加材料）Ｃｏを添加した後、焼成してもよい。

（実施例１）
実施例１は、本発明のフェライト材料において、ＺｎＯの含有率を示すｘの組成限定理由を実証するものである。

最終的な組成が図１に示す種々の組成（（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ，ＺｎＯ，（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ，ＣｕＯについてはｍｏｌ％にて表記する。組成式におけるｘ，ｙ，ｚの０．０１が１ｍｏｌ％に相当）となるように、出発原料となる炭酸塩粉末と酸化物粉末とを秤量、混合し、大気中９００℃で３時間仮焼した。得られた仮焼粉をボールミルで０．５μｍから１．５μｍの大きさになるように湿式粉砕した後、乾燥した。

得られた粉末にポリビニルアルコールを１質量％添加し、造粒を行って造粒粉となし、該造粒粉を外径９ｍｍ×内径４ｍｍ×厚み３ｍｍのリング状と、長辺２０ｍｍ×短辺１０ｍｍ×厚み５ｍｍの板状と、外枠９．５ｍｍ×内枠４．７ｍｍ×厚み２．４ｍｍの額縁形状とに、成形圧力１５０ＭＰａで成形し、得られた成形体を大気中１０００℃で３時間焼成し、フェライト材料を得た。

得られたリング状フェライト材料に巻き線を施し、ＬＣＲメータ（ＨＥＷＬＥＴＴ ＰＡＣＫＡＲＤ製 装置名４２８５Ａ）でｆ＝１００ｋＨｚ、Ｈ＝０. ４Ａ/ ｍにて初透磁率μｉを測定した。測定結果を図１に示す。

また、得られたリング状フェライト材料を、インピーダンスアナライザー（Ａｇｉｌｅｎｔ製Ｅ４９９１Ａ、フィクスチャー１６４５４Ａ）を用いて、ＯＳＣレベル１００ｍＶにて、ｆ＝１ＭＨｚ〜１ＧＨｚにおける比透磁率μ' ，μ''を測定し、下記式（１）を用いて規格化インピーダンスＺ_N を計算した。３０ＭＨｚと１００ＭＨｚとにおける規格化インピーダンスＺ_N の結果を図１に示す。なお、下記式（１）において、ｆは周波数、μ₀ は真空の透磁率、μ' は材料の比透磁率（実部）、μ''は材料の比透磁率（虚部）である。
Ｚ_N ＝２πｆμ₀ （μ' ² ＋μ''² ）^1/2 …（１）

また、得られた板状フェライト材料より長辺１７ｍｍ×短辺２ｍｍ×厚み２ｍｍの試料を切り出し、両端に導電性ペーストを塗布し２端子法にて試料の抵抗を測定した。測定結果を図１に示す。

さらに、得られた額縁形状のフェライト材料に巻き線を施し、一軸で３０ＭＰａで加圧し、加圧前後の初透磁率μｉを上記と同様のＬＣＲメータで測定し、初透磁率μｉの変化率を求めた。測定結果を図１に示す。なお、図１において、試料番号横に＊印を付したものは比較例であり、＊印を付していないものは適合例（本発明の実施例）である。なお、＊印の意味は、後述する他の図２〜図５でも同じである。

図１から明らかなように、組成式（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯ，ａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）のフェライト材料において、ＺｎＯの含有率が０．１７５〜０．２９の範囲で、３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍ以上、１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が６００００Ω／ｍ以上を両立し、かつ比抵抗１０⁶ Ωｍ以上を満足するフェライト材料が得られることが分かる。また、μｉ変化率から明らかなように、外部応力に対する初透磁率の変化率が小さいフェライト材料が得られることが分かる。

（実施例２）
実施例２は、本発明のフェライト材料において、（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ の含有率を示すｙの組成限定理由を実証するものである。

最終的な組成が図２に示す種々の組成を用いる以外は実施例１と同様に実験を行った。その結果を図２に示す。

図２から明らかなように、組成式（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯ，ａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）のフェライト材料において、Ｆｅ₂ Ｏ₃ の含有率が０．４７５〜０．５１の範囲で、３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍ以上、１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が６００００Ω／ｍ以上を両立し、かつ比抵抗１０⁶ Ωｍ以上を満足するフェライト材料が得られることが分かる。また、μｉ変化率から明らかなように、外部応力に対する初透磁率の変化率が小さいフェライト材料が得られることが分かる。

（実施例３）
実施例３は、本発明のフェライト材料の主たる特徴であるＣｕＯの含有率を示すｚの組成限定理由を実証するものである。

最終的な組成が図３に示す種々の組成を用いる以外は実施例１と同様に実験を行った。その結果を図３に示す。

図３から明らかなように、組成式（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯ，ａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）のフェライト材料において、ＣｕＯの含有率が０．０７〜０．２２の範囲で、３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍ以上、１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が６００００Ω／ｍ以上を両立し、かつ比抵抗１０⁶ Ωｍ以上を満足するフェライト材料が得られることが分かる。また、μｉ変化率から明らかなように、外部応力に対する初透磁率の変化率が小さいフェライト材料が得られることが分かる。

（実施例４）
実施例４は、本発明のフェライト材料の特徴の一つであるＭｎの含有率を示す（Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ））の組成限定理由を実証するものである。

最終的な組成が図４に示す種々の組成を用いる以外は実施例１と同様に実験を行った。その結果を図４に示す。

図４から明らかなように、組成式（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯ，ａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）のフェライト材料において、Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）が０．０２〜０．０５５の範囲で、３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍ以上、１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が６００００Ω／ｍ以上を両立し、かつ比抵抗１０⁶ Ωｍ以上を満足するフェライト材料が得られることが分かる。また、μｉ変化率から明らかなように、外部応力に対する初透磁率の変化率が小さいフェライト材料が得られることが分かる。

（実施例５）
実施例５は、本発明のフェライト材料において、Ｃｏ酸化物の含有効果を実証するものである。

最終的な組成が図５に示す主成分組成を１００質量％として、添加量としてＣｏ₃ Ｏ₄ をＣｏＯ換算で図５に示す量を添加した以外は実施例１と同様に実験を行った。その結果を図５に示す。

図５から明らかなように、組成式（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯ、ａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）のフェライト材料１００質量％に対して、添加量としてＣｏ酸化物をＣｏＯ換算で１質量％以下含有させることにより、３０ＭＨｚ及び１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が向上していることが分かる。また、ＣｏＯの含有によっても比抵抗は１０⁶ Ωｍ以上を満足し、μｉ変化率も小さいことが分かる。

（実施例６）
実施例１にて作製した造粒粉を成形せずに大気中１０００℃で３時間焼成し、平均粒径７５μｍの略球状のフェライト材料（フェライト粉末）を得た。このフェライト粉末の製造方法は、前述した製法ｂ２に該当する。得られたフェライト粉末９０質量％と熱可塑性樹脂１０質量％とを混合し、樹脂にフェライト粉末が均一に分散するように、樹脂の流動性を高めるために加熱、混練した後、成形して室温まで冷却することにより、板状の電波吸収体を作製した。作製した電波吸収体の電波吸収性能を測定した結果、高周波帯域で優れた電波吸収性能を有していた。

なお、製法ｂ２以外の前述した製法にしたがって製造したフェライト粉末を、実施例６と同様に熱可塑性樹脂に分散させて作製した電波吸収体にあっても、優れた電波吸収性能を有していることを確認できた。

本発明によるフェライト材料は、高周波帯域で高いインピーダンスを有するとともに、コアに直接巻線を施すことができる高比抵抗を有し、かつ外部応力による磁気特性の変化が小さく、安価にして提供することができ、ノイズフィルタやチョークコイル等の巻線部品のコア材、または電波吸収体などに最適である。

実施例１の適合例／比較例における組成及び特性を示す図表である。 実施例２の適合例／比較例における組成及び特性を示す図表である。 実施例３の適合例／比較例における組成及び特性を示す図表である。 実施例４の適合例／比較例における組成及び特性を示す図表である。 実施例５の適合例／比較例における組成及び特性を示す図表である。

Claims (15)

1. 組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯであり、ａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２，０．０２≦ａ≦０．０５５を満足することを特徴とするフェライト材料。
2. フェライト材料１００質量％に対して、Ｃｏ酸化物、Ｃｏ水酸化物、Ｃｏ炭酸化物のうち少なくとも１種をＣｏＯ換算で１質量％以下含有することを特徴とする請求項１記載のフェライト材料。
3. ３０ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が４００００Ω／ｍ以上で、かつ１００ＭＨｚにおける規格化インピーダンスＺ_N が６００００Ω／ｍ以上であることを特徴とする請求項１または２記載のフェライト材料。
4. 比抵抗が１０⁶ Ωｍ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフェライト材料。
5. 圧力３０ＭＰａで加圧したときの初透磁率の変化率が±１０％以内であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のフェライト材料。
6. 原料粉末に仮焼、粉砕、成形及び焼成の各処理を順次施して得られるフェライト焼結体であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフェライト材料。
7. 原料粉末を焼成して得られるフェライト粉末であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフェライト材料。
8. 原料粉末に仮焼、粉砕及び焼成の各処理を順次施して得られるフェライト粉末であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフェライト材料。
9. 原料粉末に仮焼、粉砕、成形、焼成及び粉砕の各処理を順次施して得られるフェライト粉末であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフェライト材料。
10. 組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯであって、かつａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２，０．０２≦ａ≦０．０５５を満足する原料粉末を準備する工程と、
    原料粉末を仮焼して仮焼粉を得る工程と、
    仮焼粉を粉砕して粉砕粉を得る工程と、
    粉砕粉を成形して成形体を得る工程と、
    成形体を焼成してフェライト焼結体を得る工程と
    を有することを特徴とするフェライト材料の製造方法。
11. 組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯであって、かつａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２，０．０２≦ａ≦０．０５５を満足する原料粉末を準備する工程と、
    原料粉末を焼成してフェライト粉末を得る工程と
    を有することを特徴とするフェライト材料の製造方法。
12. 前記原料粉末を焼成する際の温度は８００℃〜１０５０℃であることを特徴とする請求項１１記載のフェライト材料の製造方法。
13. 組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯであって、かつａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２、０，０２≦ａ≦０．０５５を満足する原料粉末を準備する工程と、
    原料粉末を仮焼して仮焼粉を得る工程と、
    仮焼粉を粉砕して粉砕粉を得る工程と、
    粉砕粉を焼成してフェライト粉末を得る工程と
    を有することを特徴とするフェライト材料の製造方法。
14. 組成式が（１−ｘ−ｙ−ｚ）（Ｌｉ_0.5 Ｆｅ_0.5 ）Ｏ・ｘＺｎＯ・ｙ（Ｍｎ，Ｆｅ）₂ Ｏ₃ ・ｚＣｕＯであって、かつａ＝Ｍｎ／（Ｍｎ＋Ｆｅ）とした場合、ｘ，ｙ，ｚ，ａが、０．１７５≦ｘ≦０．２９，０．４７５≦ｙ≦０．５１，０．０７≦ｚ≦０．２２，０．０２≦ａ≦０．０５５を満足する原料粉末を準備する工程と、
    原料粉末を仮焼して仮焼粉を得る工程と、
    仮焼粉を粉砕して粉砕粉を得る工程と、
    粉砕粉を成形して成形体を得る工程と、
    成形体を焼成して焼結体を得る工程と、
    焼結体を粉砕してフェライト粉末を得る工程と
    を有することを特徴とするフェライト材料の製造方法。
15. 前記焼成を行うまでの間に、被添加材料１００質量％に対して、Ｃｏ酸化物、Ｃｏ水酸化物、Ｃｏ炭酸化物のうち少なくとも１種をＣｏＯ換算で１質量％以下添加する工程を更に有することを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載のフェライト材料の製造方法。

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