JP2009196841A - Manganese-zinc ferrite and manganese-zinc ferrite core - Google Patents

Manganese-zinc ferrite and manganese-zinc ferrite core Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manganese-zinc ferrite core having high initial magnetic permeability in a wide frequency range. <P>SOLUTION: Manganese-zinc ferrite comprises MnO, ZnO and Fe<SB>2</SB>O<SB>3</SB>as principal components, 0-0.005 wt.% SiO<SB>2</SB>, 0.02-0.2 wt.% CaO, 0.05-0.5 wt.% MoO<SB>3</SB>, 0.01-0.2 wt.% K<SB>2</SB>O, 0.005-0.1 wt.% Bi<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, and 0.005-0.05 wt.% Nb<SB>2</SB>O<SB>5</SB>as assistant components and at least one of 0.001-0.1 wt.% B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>and 0.001-0.1 wt.% P<SB>2</SB>O<SB>5</SB>. When a precipitation phase containing MoO<SB>3</SB>and CaO is formed on the surface of a fired body of the obtained manganese-zinc ferrite and the average crystal grain size of the resulting fired body is made to be 30-100 μm and the specific resistance of the resulting fired body is made to be 20-100 Ωcm, the manganese-zinc ferrite core having ≥12,000 initial magnetic permeability when the frequency is 1 kHz and ≥12,500 initial magnetic permeability when the frequency is 150 kHz can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、高透磁率のMnZnフェライト及びMnZnフェライトコアに関し、特にノイズフィルタ用フェライトコアとして好適なMnZnフェライトに関するものである。   The present invention relates to a high magnetic permeability MnZn ferrite and MnZn ferrite core, and more particularly to a MnZn ferrite suitable as a ferrite core for a noise filter.

近年、電子機器の小型化、高性能化の技術革新が著しく、それに伴い使用されるMn−Zn系フェライトの高性能化、例えば高透磁率化、及び低損失化が求められている。なかでも、ノイズフィルタ用のフェライトコアは、広い周波数帯域にわたり高い初透磁率を示すことが要求されている。   2. Description of the Related Art In recent years, technological innovations for downsizing and high performance of electronic devices have been remarkable, and there has been a demand for high performance, for example, high magnetic permeability and low loss of Mn—Zn ferrite used therewith. Especially, the ferrite core for noise filters is required to exhibit a high initial permeability over a wide frequency band.

高い初透磁率を得るためには、結晶磁気異方性を小さくすること、平均結晶粒径を大きくすることが必要である。   In order to obtain a high initial permeability, it is necessary to reduce the crystal magnetic anisotropy and increase the average crystal grain size.

結晶磁気異方性を小さくするためには、使用環境温度で結晶磁気異方性定数が最小となる組成を選定する必要がある。結晶磁気異方性定数を小さくするためには、主成分組成のZnO量をrich組成とすることが一般的に知られている。具体的には52.0mol%〜52.5mol% のFe23、24.0mol%〜28.0mol%のMnO、残部ZnO付近の組成が高透磁率材料として製造されている。 In order to reduce the magnetocrystalline anisotropy, it is necessary to select a composition that minimizes the magnetocrystalline anisotropy constant at the operating environment temperature. In order to reduce the magnetocrystalline anisotropy constant, it is generally known that the ZnO content of the main component composition is the rich composition. Specifically, 52.0 mol% to 52.5 mol% of Fe 2 O 3 , 24.0 mol% to 28.0 mol% of MnO, and the composition in the vicinity of the balance ZnO are manufactured as a high magnetic permeability material.

結晶粒径を大きくするためには、粒成長を促進することを目的として、種々の粒成長添加物を適量添加する手法が用いられている。また、焼成保持温度を高くすることにより、粒成長を促進する方法が用いられている。特許文献1ではBi23を添加し結晶粒径を大きくすることが提案されている。 In order to increase the crystal grain size, a technique of adding appropriate amounts of various grain growth additives has been used for the purpose of promoting grain growth. In addition, a method of promoting grain growth by increasing the firing holding temperature is used. Patent Document 1 proposes that Bi 2 O 3 is added to increase the crystal grain size.

一方、高周波数帯域までの広い周波数帯域において高い初透磁率を得るためには、材料の比抵抗を高くすることが必要である。   On the other hand, in order to obtain a high initial permeability in a wide frequency band up to a high frequency band, it is necessary to increase the specific resistance of the material.

渦電流損失は周波数の増加に伴って増大し、高周波数帯域では初透磁率は低下する。これを防ぐ有効な手段は、材料を高抵抗化することであり、それにより初透磁率の高周波数帯域での周波数特性が良好となる。   Eddy current loss increases with increasing frequency, and the initial permeability decreases in the high frequency band. An effective means for preventing this is to increase the resistance of the material, thereby improving the frequency characteristics of the initial permeability in the high frequency band.

そのため、一般的には粒界に析出する添加物を添加することにより、粒界を高比抵抗化し、広い周波数帯域において高い初透磁率を得る手法を用いている。   For this reason, generally, a method is used in which an additive that precipitates at the grain boundary is added to increase the specific resistance of the grain boundary and to obtain a high initial permeability in a wide frequency band.

特開2000−327333号公報JP 2000-327333 A

結晶粒径を大きくして、高い初透磁率を得るために、種々の粒成長添加物を用いる方法が有効であることを先に述べた。しかしながら、粒成長添加物は異常粒成長促進因子でもあり、異常粒が発生しやすくなる。異常粒は、渦電流損失を増加させ比抵抗の低減につながり、高周波数帯域での初透磁率が低下する。   As described above, the method using various grain growth additives is effective for increasing the crystal grain size and obtaining high initial permeability. However, the grain growth additive is also an abnormal grain growth promoting factor, and abnormal grains are easily generated. Abnormal grains increase eddy current loss and lead to a decrease in specific resistance, resulting in a decrease in initial permeability in a high frequency band.

また、結晶粒径を大きくするためには、焼成温度を高くする方法が有効であることを先に述べた。しかしながら、焼成温度を高くしすぎると焼成体表面からZnOが揮発し、その結果起こる組成勾配により歪が生じ、初透磁率の低下を招くことになる。   In addition, as described above, it is effective to increase the firing temperature in order to increase the crystal grain size. However, if the firing temperature is too high, ZnO volatilizes from the surface of the fired body, resulting in distortion due to the resulting composition gradient, leading to a decrease in initial permeability.

以上述べたように、一般的に、低周波数帯域において高い初透磁率を有する材料は、高周波数帯域まで高い初透磁率を維持することが困難であるという問題があり、広い周波数帯域において高い初透磁率を得ることが望まれている。   As described above, in general, a material having a high initial permeability in a low frequency band has a problem that it is difficult to maintain a high initial permeability up to a high frequency band, and a high initial permeability in a wide frequency band. It is desired to obtain magnetic permeability.

本発明は、このような問題を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、広い周波数帯域で、高い初透磁率を有するMnZnフェライトコアを提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems, and a technical problem thereof is to provide a MnZn ferrite core having a high initial permeability in a wide frequency band.

種々の検討を行った結果、主成分がMnO、ZnO、Fe23であるMnZnフェライトにおいて、主成分100重量部に対して、副成分としてSiO2が0〜0.005重量部、CaOが0.02重量部〜0.2重量部、MoO3が0.05重量部〜0.5重量部、K2Oが0.01重量部〜0.2重量部、Bi23が0.005重量部〜0.1重量部、Nb2O5が0.005重量部〜0.05重量部を含有し、且つB23が0.001重量部〜0.1重量部、P25が0.001重量部〜0.1重量部の少なくとも1種を含有する得られたMnZnフェライトの焼成体の表面にMoO3とCaOを含む析出相を有し、平均結晶粒径が30μm以上、100μm以下、焼成体の比抵抗が20Ωcm以上、100Ωcm以下とすることにより、周波数1kHz時の初透磁率が12,000以上、周波数150kHz時の初透磁率が、12,500以上であるMnZnフェライトコアが得られることを見出した。なお、以下、上記の主成分を100重量部としたときの副成分としての添加物の「重量部」を、単に「wt%」で表現することとする。 As a result of various investigations, in the MnZn ferrite whose main component is MnO, ZnO, Fe 2 O 3 , SiO 2 is 0 to 0.005 parts by weight and CaO is a secondary component with respect to 100 parts by weight of the main component. 0.02 part by weight to 0.2 part by weight, MoO 3 by 0.05 part by weight to 0.5 part by weight, K 2 O by 0.01 part by weight to 0.2 part by weight, and Bi 2 O 3 by 0.2 part by weight. 005 to 0.1 parts by weight, Nb 2 O5 contains 0.005 to 0.05 parts by weight, and B 2 O 3 contains 0.001 to 0.1 parts by weight, P 2 O 5 has a precipitated phase containing MoO 3 and CaO on the surface of the sintered body of the obtained MnZn ferrite containing at least one of 0.001 to 0.1 parts by weight, and the average crystal grain size is 30 μm or more 100 μm or less, and the specific resistance of the fired body is 20 Ωcm or more and 100 Ωcm or less. Thus, it has been found that an MnZn ferrite core having an initial permeability of 12,000 or more at a frequency of 1 kHz and an initial permeability of 12,500 or more at a frequency of 150 kHz can be obtained. Hereinafter, the “parts by weight” of the additive as a subsidiary component when the main component is 100 parts by weight will be simply expressed by “wt%”.

即ち、本発明によれば、主成分がMnO、ZnO、Fe23であるMnZnフェライトにおいて、主成分に対して、副成分としてSiO2が0〜0.005wt%、CaOが0.02wt%〜0.2wt%、MoO3が0.05wt%〜0.5wt%、K2Oが0.01wt%〜0.2wt%、Bi23が0.005wt%〜0.1wt%、Nb25が0.005wt%〜0.05wt%を含有し、且つB23が0.001wt%〜0.1wt%、P25が0.001wt%〜0.1wt%の少なくとも1種を含有することを特徴とするMnZnフェライトが得られる。 That is, according to the present invention, in the MnZn ferrite whose main components are MnO, ZnO and Fe 2 O 3 , SiO 2 is 0 to 0.005 wt% and CaO is 0.02 wt% as subcomponents with respect to the main components. 0.2 wt%, MoO 3 0.05 wt% -0.5 wt%, K 2 O 0.01 wt% -0.2 wt%, Bi 2 O 3 0.005 wt% -0.1 wt%, Nb 2 O 5 is contained in an amount of 0.005 wt% to 0.05 wt%, B 2 O 3 is 0.001 wt% to 0.1 wt%, and P 2 O 5 is 0.001 wt% to 0.1 wt%. MnZn ferrite characterized in that it contains s is obtained.

また、MnZnフェライトの焼成体からなるMnZnフェライトコアであって、前記焼成体の表面に、MoO3とCaOを含む析出相を有し、平均結晶粒径が30μm以上、100μm以下であることを特徴とするMnZnフェライトコアが得られる。 Further, it is a MnZn ferrite core made of a sintered body of MnZn ferrite, having a precipitated phase containing MoO 3 and CaO on the surface of the sintered body, and having an average crystal grain size of 30 μm or more and 100 μm or less. A MnZn ferrite core is obtained.

また、MnZnフェライトの焼成体からなるMnZnフェライトコアであって、前記焼成体の比抵抗が、20Ωcm以上、100Ωcm以下であることを特徴とするMnZnフェライトコアが得られる。   Moreover, it is a MnZn ferrite core which consists of a sintered body of MnZn ferrite, The specific resistance of the said sintered body is 20 ohm-cm or more and 100 ohm-cm or less, The MnZn ferrite core characterized by the above-mentioned is obtained.

また、MnZnフェライトの焼成体からなるMnZnフェライトコアであって、前記焼成体の周波数1kHz時の初透磁率が、12,000以上、周波数150kHz時の初透磁率が、12,500以上であることを特徴とするMnZnフェライトコアが得られる。   The MnZn ferrite core is a sintered body of MnZn ferrite, wherein the sintered body has an initial permeability of 12,000 or more at a frequency of 1 kHz and an initial permeability of 12,500 or more at a frequency of 150 kHz. A MnZn ferrite core characterized by the following can be obtained.

本発明品によれば、MnZnフェライトに添加するSiO2を0〜0.005wt%、CaOを0.02wt%〜0.2wt%、Nb25が0.005wt%〜0.05wt%とすることにより、結晶粒成長を阻害することなく、高抵抗の粒界層を形成できることから、渦電流損失の低減を図れる。その結果、高周波数帯域においても高い初透磁率を有するMnZnフェライトコアが得られる。 According to the product of the present invention, SiO 2 added to MnZn ferrite is 0 to 0.005 wt%, CaO is 0.02 wt% to 0.2 wt%, and Nb 2 O 5 is 0.005 wt% to 0.05 wt%. As a result, a high-resistance grain boundary layer can be formed without inhibiting crystal grain growth, and eddy current loss can be reduced. As a result, a MnZn ferrite core having a high initial permeability even in a high frequency band can be obtained.

また、MoO3を0.05wt%〜0.5wt%、K2Oを0.01〜0.2wt%、Bi23を0.005wt%〜0.1wt%、B23を0.001wt%〜0.1wt%、P25が0.001wt%〜0.1wt%の少なくとも1種を含有するMnZnフェライトとすることにより、焼成体表面からZnOが揮発することのない焼成温度で結晶粒径を大きくすることができるので、高い初透磁率を有するMnZnフェライトコアが得られる。 Further, the MoO 3 0.05wt% ~0.5wt%, K 2 O and 0.01~0.2wt%, Bi 2 O 3 to 0.005wt% ~0.1wt%, a B 2 O 3 0. By using MnZn ferrite containing at least one kind of 001 wt% to 0.1 wt% and P 2 O 5 of 0.001 wt% to 0.1 wt%, at a firing temperature at which ZnO does not volatilize from the surface of the fired body. Since the crystal grain size can be increased, a MnZn ferrite core having a high initial permeability can be obtained.

Bi23、B23、P25は結晶粒成長添加物であるとともに、異常粒を発生させる添加物である。MoO3、K23は整粒作用があり、Bi23、B23、P25がもたらす異常粒成長を抑制しつつ、結晶粒を大きくする効果がある。 Bi 2 O 3 , B 2 O 3 , and P 2 O 5 are additives for generating abnormal grains as well as crystal grain growth additives. MoO 3 and K 2 O 3 have a sizing action, and have the effect of enlarging crystal grains while suppressing abnormal grain growth caused by Bi 2 O 3 , B 2 O 3 , and P 2 O 5 .

さらに、得られたMnZnフェライトの焼成体は、その表面にMoO3とCaOを含む析出相を有し、平均結晶粒径が30μm以上、100μm以下、焼成体の比抵抗が20Ωcm以上、100Ωcm以下であるため、周波数1kHz時の初透磁率が12000以上、周波数150kHz時の初透磁率が12500以上であるMnZnフェライトコアが得られる。前述した本発明品は、広い周波数帯域で高い初透磁率を有するMnZnフェライトコアであるため、ノイズフィルタ用のフェライトコアとして用いた場合に、小型で高インピーダンス特性を示す高性能のノイズフィルタを提供できる。 Further, the obtained sintered body of MnZn ferrite has a precipitated phase containing MoO 3 and CaO on its surface, the average crystal grain size is 30 μm or more and 100 μm or less, and the specific resistance of the sintered body is 20 Ωcm or more and 100 Ωcm or less. Therefore, an MnZn ferrite core having an initial permeability of 12000 or more at a frequency of 1 kHz and an initial permeability of 12500 or more at a frequency of 150 kHz can be obtained. Since the above-mentioned product of the present invention is a MnZn ferrite core having a high initial permeability in a wide frequency band, it provides a high-performance noise filter that is small and exhibits high impedance characteristics when used as a ferrite core for a noise filter. it can.

種々の検討を行った結果、主成分がMnO、ZnO、Fe23であるMnZnフェライトにおいて、主成分に対して、外枠で、副成分としてSiO2が0〜0.005wt%、CaOが0.02wt%〜0.2wt%、MoO3が0.05wt%〜0.5wt%、K2Oが0.01wt%〜0.2wt%、Bi23が0.005wt%〜0.1wt%、Nb25が0.005wt%〜0.05wt%を含み、且つB23が0.001wt%〜0.1wt%、P25が0.001wt%〜0.1wt%の少なくとも1種を含有するMnZnフェライトとし、得られたMnZnフェライトの焼成体の表面にMoO3とCaOを含む析出相を有し、平均結晶粒径が30μm以上、100μm以下、焼成体の比抵抗が20Ωcm以上、100Ωcm以下とすることにより、周波数1kHz時の初透磁率が12,000以上、周波数150kHz時の初透磁率が12,500以上であるMnZnフェライトコアが得られることがわかった。 As a result of various investigations, in the MnZn ferrite whose main component is MnO, ZnO, Fe 2 O 3 , the outer frame with respect to the main component, SiO 2 is 0 to 0.005 wt% as a secondary component, and CaO is 0.02wt% ~0.2wt%, MoO 3 is 0.05wt% ~0.5wt%, K 2 O is 0.01wt% ~0.2wt%, Bi 2 O 3 is 0.005wt% ~0.1wt %, Nb 2 O 5 is 0.005 wt% to 0.05 wt%, B 2 O 3 is 0.001 wt% to 0.1 wt%, and P 2 O 5 is 0.001 wt% to 0.1 wt%. The MnZn ferrite containing at least one kind has a precipitated phase containing MoO 3 and CaO on the surface of the fired body of the obtained MnZn ferrite, the average crystal grain size is 30 μm or more and 100 μm or less, and the specific resistance of the fired body is 20Ωcm or more, 100Ωcm With lower frequency initial permeability at 1kHz is over 12,000, the initial permeability at a frequency 150kHz has been found that the resulting MnZn ferrite core is 12,500 or more.

副成分としてSiO2を0〜0.005wt%としたのは、0.005wt%以上であると、結晶粒成長を阻害し、初透磁率を著しく低くさせるためである。 The reason why SiO 2 is set to 0 to 0.005 wt% as a subcomponent is that when it is 0.005 wt% or more, crystal grain growth is inhibited and the initial permeability is remarkably lowered.

CaOを0.02wt%〜0.2wt%としたのは、0.02wt%以下であると、粒界層形成が不十分なことから比抵抗が低くなり、渦電流損失の増大によって高周波数帯域での初透磁率が低減し、広い周波数帯域において高い初透磁率が得られないためである。また、0.2wt%以上であると過剰のCaOが結晶粒成長を阻害し、十分な初透磁率を得られないためである。   The reason why the CaO content is 0.02 wt% to 0.2 wt% is 0.02 wt% or less, since the grain boundary layer formation is insufficient, the specific resistance is lowered, and the eddy current loss is increased to increase the high frequency band. This is because the initial magnetic permeability at the time is reduced and a high initial magnetic permeability cannot be obtained in a wide frequency band. Moreover, it is because excess CaO will inhibit a crystal grain growth and it cannot obtain sufficient initial permeability as it is 0.2 wt% or more.

Nb25を0.005wt%〜0.05wt%としたのは、Nb25を0.005wt%以下とすると、粒界層形成が不十分なことから比抵抗が低くなり、渦電流損失の増大によって高周波数帯域での初透磁率が低減し、広い周波数帯域において高い初透磁率が得られないためである。また、0.05wt%以上であるとNb25が結晶粒成長を阻害し、十分な初透磁率を得られないためである。 The reason why Nb 2 O 5 is set to 0.005 wt% to 0.05 wt% is that when Nb 2 O 5 is set to 0.005 wt% or less, the grain boundary layer is not sufficiently formed, so that the specific resistance is lowered and the eddy current is decreased. This is because the initial permeability in the high frequency band is reduced due to the increase in loss, and a high initial permeability cannot be obtained in a wide frequency band. Further, if it is 0.05 wt% or more, Nb 2 O 5 inhibits crystal grain growth, and sufficient initial permeability cannot be obtained.

MoO3を0.05wt%〜0.5wt%、K2Oを0.01wt%〜0.2wt%としたのは、MoO3が0.05wt%以下、K2Oが0.01wt%以下であると、MoO3、K2Oの整粒作用を阻害し、Bi2O3、B2O、P25がもたらす異常粒成長が顕著となり、初透磁率の低減、比抵抗の低減を招くためである。また、MoO3が0.5wt%以上、K2Oが0.2wt%以上とすると、Bi23、B2O、P25がもたらす結晶粒成長効果が得られないため、初透磁率の低減を招くためである。 The reason why MoO 3 is 0.05 wt% to 0.5 wt% and K 2 O is 0.01 wt% to 0.2 wt% is that MoO 3 is 0.05 wt% or less and K 2 O is 0.01 wt% or less. If present, the grain size adjusting action of MoO 3 and K 2 O is inhibited, and abnormal grain growth caused by Bi 2 O 3 , B 2 O, and P 2 O 5 becomes remarkable, leading to a decrease in initial permeability and a decrease in specific resistance. It is. If MoO 3 is 0.5 wt% or more and K 2 O is 0.2 wt% or more, the grain growth effect brought about by Bi 2 O 3 , B 2 O, and P 2 O 5 cannot be obtained. This is to reduce the magnetic susceptibility.

Bi23を0.005wt%〜0.1wt%、B23を0.001wt%〜0.1wt%、P25が0.001wt%〜0.1wt%としたのは、Bi23が0.005wt%以下、B23が0.001wt%以下、P25が0.001wt%以下とすると、Bi23、B2O、P25がもたらす結晶粒成長効果が得られないため、初透磁率の低減をもたらすためである。また、Bi23が0.1wt%以上、B23が0.1wt%以上、P25が0.1wt%以上であると、Bi23、B2O、P25がもたらす異常粒成長が顕著となり、初透磁率の低減、比抵抗の低減をもたらすためである。 Bi 2 O 3 is 0.005 wt% to 0.1 wt%, B 2 O 3 is 0.001 wt% to 0.1 wt%, and P 2 O 5 is 0.001 wt% to 0.1 wt%. Crystals produced by Bi 2 O 3 , B 2 O, and P 2 O 5 when 2 O 3 is 0.005 wt% or less, B 2 O 3 is 0.001 wt% or less, and P 2 O 5 is 0.001 wt% or less. This is because the grain growth effect cannot be obtained, and the initial permeability is reduced. Further, when Bi 2 O 3 is 0.1 wt% or more, B 2 O 3 is 0.1 wt% or more, and P 2 O 5 is 0.1 wt% or more, Bi 2 O 3 , B 2 O, P 2 O This is because the abnormal grain growth brought about by 5 becomes remarkable, and the initial permeability is reduced and the specific resistance is reduced.

また、得られたMnZnフェライトにおいて、焼成体の平均結晶粒径を30μm以上、100μm以下としたのは、平均結晶粒径が30μm以下であると結晶粒径が小さいため十分な初透磁率が得られないためである。また、平均結晶粒径が100μm以上であると粒界層形成が不十分なことから比抵抗が低くなり、渦電流損失の増大によって高周波数帯域での初透磁率が低減し、広い周波数帯域において高い初透磁率が得られないためである。   In addition, in the obtained MnZn ferrite, the average grain size of the fired body was set to 30 μm or more and 100 μm or less because when the average crystal grain size is 30 μm or less, the crystal grain size is small and sufficient initial permeability can be obtained. It is because it is not possible. In addition, when the average crystal grain size is 100 μm or more, the grain boundary layer formation is insufficient and the specific resistance is lowered, and the increase in eddy current loss reduces the initial permeability in the high frequency band. This is because high initial permeability cannot be obtained.

焼成体の比抵抗を20Ωcm以上、100Ωcm以下としたのは、比抵抗が20Ωcm以下であると、渦電流損失の増大によって高周波数帯域での初透磁率が低減し、広い周波数帯域において高い初透磁率を得られないためである。また、比抵抗を100Ωcm以下としたのは、100Ωcm以上であると結晶粒径が小さいため十分な初透磁率が得られないためである。   The specific resistance of the fired body is set to 20 Ωcm or more and 100 Ωcm or less. When the specific resistance is 20 Ωcm or less, the initial permeability in the high frequency band is reduced due to the increase in eddy current loss, and the high initial permeability in a wide frequency band. This is because the magnetic susceptibility cannot be obtained. The reason why the specific resistance is set to 100 Ωcm or less is that when it is 100 Ωcm or more, the crystal grain size is small and sufficient initial permeability cannot be obtained.

MnZnフェライトの焼成体の表面に存在するMoO3とCaOを含む析出相については詳細には不明だが、MoO3は揮発性の添加物であり、粒界成分のCaOと焼成体表面で共融混合物を形成したものと推察される。本発明者らの実験結果では、高い初透磁率を示した発明品の場合は、表面にMoO3とCaO含む析出相が見出されているので、高い初透磁率を得るためには、焼成体の表面にMoO3とCaOを含む析出相が存在することが望ましい。 Although it is unknown in detail about the precipitation phase containing MoO 3 and CaO present on the surface of the sintered body of MnZn ferrite, MoO 3 is a volatile additive and is a eutectic mixture between CaO as a grain boundary component and the surface of the sintered body. It is presumed that In the experimental results of the present inventors, in the case of the invention product showing a high initial permeability, a precipitated phase containing MoO 3 and CaO is found on the surface. It is desirable that a precipitated phase containing MoO 3 and CaO exists on the surface of the body.

(実施例1)
発明品として、52.5mol%のFe23、22.5mol%のZnO、残部MnOに、これらの主成分に対して、外枠で、副成分として、0〜0.006wt%のSiO2、0.01wt%〜0.25wt%のCaO、0.004wt%〜0.06wt%のNb25、0.04wt%〜0.6wt%のMoO3、0.005wt%〜0.3wt%のK2O、0.004wt%〜0.15wt%のBi23を含有させ、更に、0〜0.11wt%のB23、0〜0.11wt%のP25を添加し、アトライターを用いて2時間混合した。
Example 1
As an invention, 52.5 mol% Fe 2 O 3 , 22.5 mol% ZnO, and the rest MnO, with respect to these main components, 0 to 0.006 wt% SiO 2 as an outer frame and subcomponent 0.01 wt% to 0.25 wt% CaO, 0.004 wt% to 0.06 wt% Nb 2 O 5 , 0.04 wt% to 0.6 wt% MoO 3 , 0.005 wt% to 0.3 wt% Of K 2 O, 0.004 wt% to 0.15 wt% Bi 2 O 3 , and 0 to 0.11 wt% B 2 O 3 and 0 to 0.11 wt% P 2 O 5 are added. And mixed for 2 hours using an attritor.

混合後、スプレードライヤーで造粒し、850℃の大気中で2時間予焼した。得られた予焼粉末をアトライターにて粉砕した。粉砕後、スプレードライヤーにて造粒し、φ25mm−φ15mm−12mmのトロイダル形状にプレスし、1350℃で焼成した。   After mixing, the mixture was granulated with a spray dryer and pre-fired in the air at 850 ° C. for 2 hours. The pre-baked powder obtained was pulverized with an attritor. After pulverization, it was granulated with a spray dryer, pressed into a toroidal shape of φ25 mm-φ15 mm-12 mm, and fired at 1350 ° C.

従来品として、52.5mol%のFe23、22.5mol%のZnO、残部MnOの主成分と、これらの主成分に対して、外枠で、副成分として、0.015wt%のSiO2、0.015wt%のCaO、0.015wt%のBi23を添加し、アトライターを用いて2時間混合した。混合後、スプレードライヤーで造粒し、850℃の大気中で2時間予焼した。得られた予焼粉末をアトライターにて粉砕した。粉砕後、スプレードライヤーにて造粒し、φ25mm−φ15mm−12mmのトロイダル形状にプレスし、1350℃で焼成した。 As a conventional product, the main component of 52.5 mol% Fe 2 O 3 , 22.5 mol% ZnO, and the balance MnO, and the main component of these, the outer frame and 0.015 wt% SiO as an accessory component 2 , 0.015 wt% CaO and 0.015 wt% Bi 2 O 3 were added and mixed for 2 hours using an attritor. After mixing, the mixture was granulated with a spray dryer and pre-fired in the air at 850 ° C. for 2 hours. The pre-baked powder obtained was pulverized with an attritor. After pulverization, it was granulated with a spray dryer, pressed into a toroidal shape of φ25 mm-φ15 mm-12 mm, and fired at 1350 ° C.

磁気特性は、得られたMnZnフェライトの焼成体に10ターンの巻線を施し、初透磁率を測定した。比抵抗の測定は試料上下面にGa−Inペーストを塗布し測定した。また、表面析出相の分析はSEM−EDXとX線回析で行った。   For magnetic properties, the obtained MnZn ferrite fired body was wound with 10 turns and the initial permeability was measured. The specific resistance was measured by applying a Ga-In paste on the upper and lower surfaces of the sample. Moreover, the analysis of the surface precipitation phase was performed by SEM-EDX and X-ray diffraction.

表1に、従来品と、SiO2、CaO、Nb25、MoO3、K2O、Bi23、B23、P25の添加量を変えた発明品の平均結晶粒径、比抵抗、周波数1kHz及び150kHzにおける初透磁率(表中ではμで示す)を示す。なお、表1において、添加量が、本発明の範囲のものを発明品とし、範囲外のものを比較品とした。 Table 1 shows the average crystals of conventional products and invention products with different amounts of addition of SiO 2 , CaO, Nb 2 O 5 , MoO 3 , K 2 O, Bi 2 O 3 , B 2 O 3 , and P 2 O 5. Particle diameter, specific resistance, initial permeability at frequencies of 1 kHz and 150 kHz (indicated by μ in the table) are shown. In Table 1, the amount of addition was within the scope of the present invention, and the outside of the range was the comparative product.

Figure 2009196841
Figure 2009196841

表1に示すように、SiO2が0〜0.005wt%、CaOが0.02wt%〜0.2wt%、MoO3が0.05wt%〜0.5wt%、K2Oが0.01wt%〜0.2wt%、Bi23が0.005wt%〜0.1wt%、Nb25が0.005wt%〜0.05wt%を含み、且つB23が0.001wt%〜0.1wt%、P25が0.001wt%〜0.1wt%の少なくとも1種を含有する発明品で、焼結体の平均結晶粒径が30μm〜100μm、比抵抗が20Ωcm〜100Ωcm、周波数1kHzの初透磁率が12,000以上、周波数150kHz時の初透磁率が12,500以上であることがわかる。また、SEM−EDX分析により焼成体表面の組成分析を行い、更にX線回析を行った結果、すべての発明品にMoO3とCaOの析出相が存在することが確認できた。 As shown in Table 1, SiO 2 is 0 to 0.005 wt%, CaO is 0.02 wt% to 0.2 wt%, MoO 3 is 0.05 wt% to 0.5 wt%, and K 2 O is 0.01 wt%. 0.2 wt%, Bi 2 O 3 is 0.005 wt% to 0.1 wt%, Nb 2 O 5 is 0.005 wt% to 0.05 wt%, and B 2 O 3 is 0.001 wt% to 0 wt%. 1 wt%, P 2 O 5 is an invention containing at least one of 0.001 wt% to 0.1 wt%, the sintered body has an average crystal grain size of 30 μm to 100 μm, a specific resistance of 20 Ωcm to 100 Ωcm, a frequency It can be seen that the initial permeability at 1 kHz is 12,000 or more, and the initial permeability at a frequency of 150 kHz is 12,500 or more. Moreover, as a result of performing compositional analysis on the surface of the fired body by SEM-EDX analysis and further performing X-ray diffraction, it was confirmed that the precipitated phases of MoO 3 and CaO were present in all invention products.

図1に、発明品7と従来品の複素透磁率μ’、μ”の周波数特性を示す。発明品は、従来品と比較して、低周波数帯域から高周波数帯域において、複素透磁率μ’、μ”共に高い値を示し、高い初透磁率が得られることが確認できた。即ち、本発明のMnZnフェライトによると、広い周波数帯域にわたり、高い初透磁率、高インピーダンス特性を有するフェライトコアが得られ、ノイズフィルタ用材料として非常に有用であることがわかった。   FIG. 1 shows the frequency characteristics of the complex magnetic permeability μ ′ and μ ″ of the inventive product 7 and the conventional product. The inventive product has a complex magnetic permeability μ ′ in the low frequency band to the high frequency band as compared with the conventional product. , Μ ″ both showed high values, and it was confirmed that a high initial permeability was obtained. That is, according to the MnZn ferrite of the present invention, it was found that a ferrite core having high initial permeability and high impedance characteristics over a wide frequency band was obtained, which was very useful as a noise filter material.

(実施例2)
発明品として、52.5mol%のFe23、22.5mol%のZnO、残部MnOに、これらの主成分に対して、外枠で、副成分として、0.001wt%のSiO2、0.07wt%のCaO、0.01wt%のNb25、0.2wt%のMoO3、0.05wt%のK2O、0.05wt%のBi23を含有させ、更に、0.025wt%のB23、0.02wt%のP25を添加し、アトライターを用いて2時間混合した。
(Example 2)
As an invention product, 52.5 mol% Fe 2 O 3 , 22.5 mol% ZnO, and the balance MnO with respect to these main components, 0.001 wt% SiO 2 , 0 0.07 wt% CaO, 0.01 wt% Nb 2 O 5 , 0.2 wt% MoO 3 , 0.05 wt% K 2 O, 0.05 wt% Bi 2 O 3, and 025 wt% B 2 O 3 and 0.02 wt% P 2 O 5 were added and mixed for 2 hours using an attritor.

混合後、スプレードライヤーで造粒し、850℃の大気中で2時間予焼した。得られた予焼粉末をアトライターにて粉砕した。粉砕後、スプレードライヤーにて造粒し、φ25mm−φ15mm−12mmのトロイダル形状にプレスし、1250℃〜1450℃で焼成した。   After mixing, the mixture was granulated with a spray dryer and pre-fired in the air at 850 ° C. for 2 hours. The pre-baked powder obtained was pulverized with an attritor. After pulverization, it was granulated with a spray dryer, pressed into a toroidal shape of φ25 mm-φ15 mm-12 mm, and fired at 1250 ° C. to 1450 ° C.

従来品として、52.5mol%のFe23、22.5mol%のZnO、残部MnOの主成分と、これらの主成分に対して、外枠で、副成分として、0.015wt%のSiO2、0.015wt%のCaO、0.015wt%のBi23を添加し、アトライターを用いて2時間混合した。混合後、スプレードライヤーで造粒し、850℃の大気中で2時間予焼した。得られた予焼粉末をアトライターにて粉砕した。粉砕後、スプレードライヤーにて造粒し、φ25mm−φ15mm−12mmのトロイダル形状にプレスし、1350℃で焼成した。 As a conventional product, the main component of 52.5 mol% Fe 2 O 3 , 22.5 mol% ZnO, and the balance MnO, and the main component of these, the outer frame and 0.015 wt% SiO as an accessory component 2 , 0.015 wt% CaO and 0.015 wt% Bi 2 O 3 were added and mixed for 2 hours using an attritor. After mixing, the mixture was granulated with a spray dryer and pre-fired in the air at 850 ° C. for 2 hours. The pre-baked powder obtained was pulverized with an attritor. After pulverization, it was granulated with a spray dryer, pressed into a toroidal shape of φ25 mm-φ15 mm-12 mm, and fired at 1350 ° C.

磁気特性は、得られた焼成体に10ターンの巻線を施し、初透磁率を測定した。比抵抗の測定は試料上下面にGa−Inペーストを塗布し、測定した。また、表面析出相の分析はSEM−EDXとX線回析で行った。   As for the magnetic properties, the obtained sintered body was wound with 10 turns, and the initial permeability was measured. The specific resistance was measured by applying a Ga-In paste on the upper and lower surfaces of the sample. Moreover, the analysis of the surface precipitation phase was performed by SEM-EDX and X-ray diffraction.

表2に、従来品と、焼成温度を変えた発明品の平均結晶粒径、比抵抗、周波数1kHz及び150kHzにおける初透磁率(表中ではμで示す)を示す。   Table 2 shows the average magnetic grain size, specific resistance, initial permeability at frequencies of 1 kHz and 150 kHz (indicated by μ in the table) for the conventional product and the invention product with different firing temperatures.

Figure 2009196841
Figure 2009196841

表2に示すように、焼成温度を変えて実施しても、通常の焼成温度の場合では、焼結体の平均結晶粒径が30μm〜100μm、比抵抗が20Ωcm〜100Ωcm、周波数1kHzの初透磁率が12,000以上、周波数150kHz時の初透磁率が12,500以上であることが確認できた。また、低温で焼成して平均結晶粒径が小さい場合には、高い初透磁率は得られないことがわかった。しかしながら、本発明のMnZnフェライトによると、焼成体表面からZnOが揮発することのない通常の焼成温度で結晶粒径を大きくすることができるので、高い初透磁率を有するMnZnフェライトコアが得られることがわかった。   As shown in Table 2, even when the firing temperature is changed, in the case of the normal firing temperature, the initial crystallite size of the sintered body is 30 μm to 100 μm, the specific resistance is 20 Ωcm to 100 Ωcm, and the frequency is 1 kHz. It was confirmed that the initial permeability when the magnetic permeability was 12,000 or higher and the frequency was 150 kHz was 12,500 or higher. Further, it was found that when the average crystal grain size is small after firing at a low temperature, a high initial permeability cannot be obtained. However, according to the MnZn ferrite of the present invention, since the crystal grain size can be increased at a normal firing temperature at which ZnO does not volatilize from the surface of the fired body, a MnZn ferrite core having a high initial permeability can be obtained. I understood.

また、SEM−EDX分析により焼成体表面の組成分析を行い、更にX線回析を行った結果、すべての発明品にMoO3とCaOの析出相が存在することが確認された。 Moreover, as a result of performing compositional analysis on the surface of the fired body by SEM-EDX analysis and further performing X-ray diffraction, it was confirmed that MoO 3 and CaO precipitated phases were present in all invention products.

以上の結果より、本発明のMnZnフェライトコアによると、従来品と比較し、広い周波数帯域において、高い初透磁率を有することが確認できた。また、本発明のMnZnフェライトを採用することで、高インピーダンス特性を持つ高性能のノイズフィルタ用フェライトコアを提供することが可能となった。   From the above results, it was confirmed that the MnZn ferrite core of the present invention has a high initial permeability in a wide frequency band as compared with the conventional product. Further, by adopting the MnZn ferrite of the present invention, it is possible to provide a high performance ferrite core for noise filters having high impedance characteristics.

発明品7と従来品の複素透磁率μ’、μ”の周波数特性図。FIG. 6 is a frequency characteristic diagram of complex permeability μ ′, μ ″ of Invention 7 and a conventional product.

Claims (4)

主成分がMnO、ZnO、Fe23であるMnZnフェライトであって、主成分100重量部に対して、副成分としてSiO2が0〜0.005重量部、CaOが0.02重量部〜0.2重量部、MoO3が0.05重量部〜0.5重量部、K2Oが0.01重量部〜0.2重量部、Bi23が0.005重量部〜0.1重量部、Nb25が0.005重量部〜0.05重量部を含有し、且つB23が0.001重量部〜0.1重量部、P25が0.001重量部〜0.1重量部の少なくとも1種を含有することを特徴とするMnZnフェライト。 MnZn ferrite whose main component is MnO, ZnO, Fe 2 O 3, with respect to 100 parts by weight of the main component, 0 to 0.005 parts by weight of SiO 2 and 0.02 parts by weight of CaO as subcomponents 0.2 parts by weight, MoO 3 is 0.05 parts by weight to 0.5 parts by weight, K 2 O is 0.01 parts by weight to 0.2 parts by weight, and Bi 2 O 3 is 0.005 parts by weight to 0. 1 part by weight, Nb 2 O 5 from 0.005 part by weight to 0.05 part by weight, B 2 O 3 from 0.001 part by weight to 0.1 part by weight, and P 2 O 5 by 0.001 MnZn ferrite characterized by containing at least one of parts by weight to 0.1 part by weight. 請求項1記載のMnZnフェライトの焼成体からなるMnZnフェライトコアであって、前記焼成体の表面に、MoO3とCaOを含む析出相を有し、平均結晶粒径が30μm以上、100μm以下であることを特徴とするMnZnフェライトコア。 A MnZn ferrite core comprising the sintered body of MnZn ferrite according to claim 1, wherein the sintered body has a precipitated phase containing MoO 3 and CaO on the surface thereof, and an average crystal grain size is 30 μm or more and 100 μm or less. The MnZn ferrite core characterized by the above-mentioned. 請求項1記載のMnZnフェライトの焼成体からなるMnZnフェライトコアであって、前記焼成体の比抵抗が、20Ωcm以上、100Ωcm以下であることを特徴とするMnZnフェライトコア。   2. A MnZn ferrite core comprising the fired body of MnZn ferrite according to claim 1, wherein the fired body has a specific resistance of 20 [Omega] cm to 100 [Omega] cm. 請求項1記載のMnZnフェライトの焼成体からなるMnZnフェライトコアであって、前記焼成体の周波数1kHz時の初透磁率が、12,000以上、周波数150kHz時の初透磁率が、12,500以上であることを特徴とするMnZnフェライトコア。   A MnZn ferrite core comprising the sintered body of MnZn ferrite according to claim 1, wherein the sintered body has an initial permeability of 12,000 or more at a frequency of 1 kHz and an initial permeability of 12,500 or more at a frequency of 150 kHz. A MnZn ferrite core, characterized in that
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