JP2014028710A - Ferrite sintered body and noise filter equipped with the same - Google Patents

Ferrite sintered body and noise filter equipped with the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferrite sintered body having an increased magnetic permeability, and to provide a noise filter formed by winding a metal wire around the ferrite sintered body having a high specific resistance and magnetic permeability.SOLUTION: A ferrite sintered body is made of Ni-Zn ferrite containing Ti, and the Ti is unevenly distributed in the vicinity of a grain boundary in crystal grains of the Ni-Zn ferrite. A noise filter is formed by winding a metal wire around the ferrite sintered body in which Ti is unevenly distributed in the vicinity of the grain boundary in crystal grains of the Ni-Zn ferrite and which has a component composition containing not less than 48 mol% and not more than 50 mol% of Fe, calculated as FeO, not less than 29 mol% and not more than 31 mol% of Zn, calculated as ZnO, not less than 14 mol% and not more than 16 mol% of Ni, calculated as NiO, and not less than 5 mol% and not more than 7 mol% of Cu, calculated as CuO, based on 100 mol% of the total amount of the components, and contains not less than 0.05 mass% and not more than 0.3 mass% of Ti, calculated as TiO, based on 100 mass% of the total amount of the components.

Description

本発明は、フェライト焼結体およびこのフェライト焼結体に金属線を巻きつけてなるノイズフィルタに関する。   The present invention relates to a ferrite sintered body and a noise filter formed by winding a metal wire around the ferrite sintered body.

比抵抗の高いNi−Zn系フェライト材料からなるフェライト焼結体は、インダクタ、変圧器、安定器、電磁石等のコアとして広く使用されている。   Ferrite sintered bodies made of a Ni—Zn ferrite material having a high specific resistance are widely used as cores for inductors, transformers, ballasts, electromagnets and the like.

特に近年、電気自動車やハイブリッドカーなどの複雑な制御系を有する車の登場により、車に搭載される制御装置などに組み込まれる電気回路は複雑なものとなっており、電気回路が複雑になるのに伴い、電気回路から発せられるノイズが増加して回路上の電子部品に悪影響を及ぼすのを防ぐため、電気回路にはノイズ除去用として、Ni−Zn系フェライト材料からなるフェライト焼結体をコアとしたノイズフィルタが多数使用されるようになっている。   In particular, with the advent of vehicles with complex control systems such as electric cars and hybrid cars in recent years, electric circuits incorporated in control devices mounted on cars have become complicated, and electric circuits become complicated. In order to prevent the noise generated from the electric circuit from increasing and adversely affecting the electronic components on the circuit, the electric circuit is provided with a ferrite sintered body made of a Ni—Zn ferrite material as a core for noise removal. Many noise filters are used.

そして、このような用途のコアに使用されるNi−Zn系フェライト材料として、例えば特許文献1には、Fe,Ni,Zn,CuをFe換算で48〜50モル%,ZnO換算で15モル%以上30モル%未満,NiO換算で7〜35モル%,CuO換算で2〜7モル%それぞれ含有する主成分100重量部に対し、TiをTiO換算で0.16〜1.0重量部含有したNi−Zn系フェライトが提案されている。 Then, the Ni-Zn-based ferrite material used in the core of such applications, for example, Patent Document 1, Fe, Ni, Zn, and Cu 48 to 50 mol% calculated as Fe 2 O 3, calculated as ZnO 0.16 to 1.0 part by weight of Ti in terms of TiO 2 was contained with respect to 100 parts by weight of the main component containing 15 to 30% by mole, 7 to 35% by mole in terms of NiO, and 2 to 7% by mole in terms of CuO. Ni-Zn ferrite has been proposed.

また、特許文献2には、主組成としてFeが49.0mol%〜50.0mol%,NiOが10.0mol%〜15.0mol%,CuOが5.0mol%〜8.0mol%,残部がZnOであるNi系フェライトにおいて、副成分としてTiをTiO換算で0.1重量%以下(0
を含まず)を含有するNi−Zn系フェライトが提案されている。
Further, Patent Document 2, Fe 2 O 3 is 49.0mol% ~50.0mol% as main composition, NiO is 10.0mol% ~15.0mol%, CuO is 5.0mol% ~8.0mol%, the balance being ZnO Ni In the ferrite system, Ti as an auxiliary component is 0.1% by weight or less in terms of TiO 2 (0
Ni-Zn-based ferrites that contain no) have been proposed.

特開2004−269316号公報JP 2004-269316 A 特開2002−321971号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-321971

特許文献1,2で提案されたNi−Zn系フェライトは、Tiを含有することによって、高温におけるコア損失を小さくできるというものであるが、今般において、Ni−Zn系フェライトには、高い比抵抗に加えて、さらに透磁率が高いことが求められ、特に、ノイズフィルタのコアとなるNi−Zn系フェライトにおいてこの要求が高い。   The Ni—Zn based ferrites proposed in Patent Documents 1 and 2 can reduce the core loss at high temperature by containing Ti. In recent years, Ni—Zn based ferrites have a high specific resistance. In addition, the magnetic permeability is required to be higher, and this requirement is particularly high in the case of Ni—Zn-based ferrite that becomes the core of the noise filter.

本発明は、上記要求を満たすべく案出されたものであり、透磁率の高められたフェライト焼結体を提供することを目的とする。また、比抵抗および透磁率の高いフェライト焼結体に金属線を巻き付けてなるノイズフィルタを提供することを目的とする。   The present invention has been devised to satisfy the above-described requirements, and an object thereof is to provide a ferrite sintered body having an increased magnetic permeability. It is another object of the present invention to provide a noise filter formed by winding a metal wire around a ferrite sintered body having a high specific resistance and high magnetic permeability.

本発明のフェライト焼結体は、Tiを含むNi−Zn系フェライトからなり、該Ni−Zn系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にTiが偏在していることを特徴とするものである。   The sintered ferrite body of the present invention is made of Ni—Zn-based ferrite containing Ti, and Ti is unevenly distributed in the vicinity of grain boundaries in crystal grains of the Ni—Zn-based ferrite.

また、本発明のノイズフィルタは、Ni−Zn系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にTiが偏在しており、合計を100モル%としたときの成分組成範囲が、FeをFe
換算で48モル%以上50モル%以下、ZnをZnO換算で29モル%以上31モル%以下、NiをNiO換算で14モル%以上16モル%以下およびCuをCuO換算で5モル%以上7モル%以下であり、前記成分の合計100質量%に対し、TiをTiO換算で0.05質量
%以上0.3質量%以下含むフェライト焼結体に金属線を巻き付けてなることを特徴とする
ものである。
Further, in the noise filter of the present invention, Ti is unevenly distributed in the vicinity of grain boundaries in the crystal grains of Ni-Zn ferrite, and the component composition range when the total is 100 mol% is Fe is Fe.
48 mol% or more and 50 mol% or less in terms of 2 O 3 , Zn is 29 mol% or more and 31 mol% or less in terms of ZnO, Ni is 14 mol% or more and 16 mol% or less in terms of NiO, and Cu is 5 mol% in terms of CuO 7 mol% or less, characterized in that a metal wire is wound around a sintered ferrite body containing 0.05 mass% or more and 0.3 mass% or less of Ti in terms of TiO 2 with respect to a total of 100 mass% of the above components. It is.

本発明のフェライト焼結体によれば、Ni−Zn系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にTiが偏在していることにより、透磁率を高めることができる。   According to the ferrite sintered body of the present invention, since Ti is unevenly distributed in the vicinity of the grain boundary in the crystal grains of Ni-Zn ferrite, the magnetic permeability can be increased.

また、本発明のノイズフィルタによれば、比抵抗および透磁率の高いフェライト焼結体に金属線を巻き付けてなることにより、ノイズの除去性能に優れたノイズフィルタとすることができる。   Further, according to the noise filter of the present invention, a metal wire is wound around a ferrite sintered body having a high specific resistance and high magnetic permeability, whereby a noise filter having excellent noise removal performance can be obtained.

本実施形態のフェライト焼結体の一例を示す、(a)はトロイダルコアの斜視図であり、(b)はボビンコアの斜視図である。An example of the ferrite sintered compact of this embodiment is shown, (a) is a perspective view of a toroidal core, (b) is a perspective view of a bobbin core.

以下、本発明のフェライト焼結体およびこれを備えるノイズフィルタについて説明する。本実施形態のフェライト焼結体は、このフェライト焼結体をコアとして、金属線を巻き付けることによって、例えば、絶縁や変圧を目的としたインダクタ、変圧器、安定器および電磁石、ノイズ除去などを目的としたノイズフィルタに使用されるものである。   Hereinafter, the ferrite sintered body of the present invention and a noise filter including the same will be described. The ferrite sintered body of the present embodiment is used for the purpose of, for example, inductors, transformers, ballasts and electromagnets for noise insulation and voltage reduction, by winding a metal wire with the ferrite sintered body as a core. It is used for the noise filter.

ここで、コアとなるフェライト焼結体には様々な形状のものがあり、例えば図1(a)の斜視図に示すリング状のトロイダルコア1や、図1(b)の斜視図に示すボビン状のボビンコア2などがある。   Here, there are various shapes of ferrite sintered bodies as cores. For example, the ring-shaped toroidal core 1 shown in the perspective view of FIG. 1A or the bobbin shown in the perspective view of FIG. Shaped bobbin core 2 and the like.

そして、このようなフェライト焼結体には、透磁率を高めることが求められおり、Tiを含むNi−Zn系フェライトからなり、このNi−Zn系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にTiが偏在していることにより、上述した要求を満たすフェライト焼結体とすることができる。   Such a ferrite sintered body is required to increase the magnetic permeability, and is composed of Ni—Zn-based ferrite containing Ti. Ti is present in the vicinity of the grain boundary in the crystal grain of this Ni—Zn-based ferrite. By being unevenly distributed, a ferrite sintered body that satisfies the above-described requirements can be obtained.

ここで、Ni−Zn系フェライトとは、Feの酸化物、Znの酸化物およびNiの酸化物、もしくはFeの酸化物、Znの酸化物、Niの酸化物およびCuの酸化物から構成されるものである。なお、以下において、上述したNi−Zn系フェライトを構成する成分を総じて主成分と記載することもある。また、結晶粒子内における粒界付近とは、個々の結晶粒子において、結晶粒子の界面から、結晶粒子径の20%の長さに当たる範囲までのことを指し、粒界付近以外は内部と称す。また、本実施形態において、偏在とは、結晶粒子内において、粒界付近の方が内部よりも多くTiが存在していることをいう。なお、内部にはTiを含まない場合も偏在しているものであることはいうまでもない。   Here, the Ni-Zn ferrite is composed of Fe oxide, Zn oxide and Ni oxide, or Fe oxide, Zn oxide, Ni oxide and Cu oxide. Is. In the following, the components constituting the Ni—Zn-based ferrite described above may be collectively described as main components. Further, the vicinity of the grain boundary in the crystal grain means a range from the interface of the crystal grain to the range corresponding to 20% of the crystal grain diameter in each crystal grain, and the area other than the vicinity of the grain boundary is referred to as the inside. In the present embodiment, the uneven distribution means that more Ti exists near the grain boundary than in the crystal grain. Needless to say, even when Ti is not contained in the interior, it is unevenly distributed.

また、Ni−Zn系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にTiが偏在していることにより、透磁率を高めることができる理由については明らかではないが、結晶粒子の内部および粒界付近の全域にわたってTiが存在しているときよりも、粒界付近にTiが偏在していることにより、透磁率を高めることができたという知見に基づく。   Further, it is not clear why the magnetic permeability can be increased due to the uneven distribution of Ti in the vicinity of the grain boundaries in the crystal grains of the Ni—Zn-based ferrite. This is based on the knowledge that the magnetic permeability can be increased by Ti being unevenly distributed in the vicinity of the grain boundary as compared with the case where Ti is present throughout.

なお、Ni−Zn系フェライトからなる結晶粒子内におけるTiの存在量の確認方法と
しては、フェライト焼結体の表面や断面について研磨等を施した加工面を、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察し、付設のエネルギー分散型X線分光器(EDS)を用いて、結晶粒子内における内部や粒界付近にスポット(φ1nm)を当てて分析することにより、φ1nmのスポットにおける質量を100質量%としたときの各元素の存在量(質量割合)を
知ることができる。具体的には、例えば、Fe、Zn、Ni、Cu、Ti、Oが検出されたとき、各元素の存在量を確認することができ、内部および粒界付近のそれぞれ3点でTiの存在量を確認し、平均値を求めて比較すればよい。
As a method for confirming the abundance of Ti in crystal grains made of Ni—Zn-based ferrite, a processed surface obtained by polishing the surface and cross section of the ferrite sintered body is observed with a transmission electron microscope (TEM). Then, using the attached energy dispersive X-ray spectrometer (EDS), by applying a spot (φ1 nm) inside the crystal grain and in the vicinity of the grain boundary, the mass in the spot of φ1 nm is 100% by mass. It is possible to know the abundance (mass ratio) of each element. Specifically, for example, when Fe, Zn, Ni, Cu, Ti, and O are detected, the abundance of each element can be confirmed, and the abundance of Ti at each of three points inside and near the grain boundary. Can be confirmed, and an average value can be obtained and compared.

また、透磁率については、LCRメータを用いて周波数100kHzの条件で試料を測定
すればよい。試料としては、例えば、外径が13mm、内径が7mm、厚みが3mmの図1(a)に示すフェライト焼結体からなるリング状のトロイダルコア1を用いて、トロイダルコア1の巻き線部1aの全周にわたって線径が0.2mmの被膜導線を10回巻きつけたも
のを用いる。
Moreover, what is necessary is just to measure a sample on conditions with a frequency of 100 kHz about a magnetic permeability using a LCR meter. As a sample, for example, a ring-shaped toroidal core 1 made of a ferrite sintered body shown in FIG. 1A having an outer diameter of 13 mm, an inner diameter of 7 mm, and a thickness of 3 mm is used. A wire with a wire diameter of 0.2 mm wound around the entire circumference is used 10 times.

そして、本実施形態のフェライト焼結体は、合計を100モル%としたときの成分組成範
囲が、FeをFe換算で48モル%以上50モル%以下、ZnをZnO換算で29モル%以上31モル%以下、NiをNiO換算で14モル%以上16モル%以下およびCuをCuO換算で5モル%以上7モル%以下であり、前記成分の合計100質量%に対し、TiをTiO
換算で0.05質量%以上0.3質量%以下含むことが好ましい。
The ferrite sintered body of this embodiment has a component composition range when the total is 100 mol%, Fe is 48 mol% or more and 50 mol% or less in terms of Fe 2 O 3 , and Zn is 29 mol in terms of ZnO. % To 31 mol%, Ni to 14 mol% to 16 mol% in terms of NiO, and Cu to 5 mol% to 7 mol% in terms of CuO.
It is preferable to contain 0.05 mass% or more and 0.3 mass% or less in conversion of 2 .

まず、合計を100モル%としたときの成分組成範囲が、FeをFe換算で48モル
%以上50モル%以下、ZnをZnO換算で29モル%以上31モル%以下、NiをNiO換算で14モル%以上16モル%以下およびCuをCuO換算で5モル%以上7モル%以下であることにより、比抵抗および透磁率の高いフェライト焼結体とすることができる。そして、このNi−Zn系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にTiが偏在し、Tiの含有量がTiO換算で0.05質量%以上0.3質量%以下であることにより、高い比抵抗を有し
つつ、さらに透磁率の高いフェライト焼結体とすることができる。なお、これらの成分組成の含有量は、フェライト焼結体を構成する全成分を100質量%としたとき、98質量%以
上を占めるものであることが好ましい。
First, the component composition range when the total is 100 mol% is as follows: Fe is 48 mol% or more and 50 mol% or less in terms of Fe 2 O 3 , Zn is 29 mol% or more and 31 mol% or less in terms of ZnO, Ni is NiO A ferrite sintered body having a high specific resistance and a high magnetic permeability can be obtained by converting from 14 mol% to 16 mol% in terms of conversion and Cu from 5 mol% to 7 mol% in terms of CuO. And, Ti is unevenly distributed in the vicinity of the grain boundary in the crystal grains of the Ni-Zn ferrite, and the Ti content is 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less in terms of TiO 2 , thereby having a high specific resistance. However, a ferrite sintered body with higher magnetic permeability can be obtained. In addition, it is preferable that content of these component composition occupies 98 mass% or more, when all the components which comprise a ferrite sintered compact are 100 mass%.

ここで、上述したNi−Zn系フェライトの結晶粒子内におけるTiの存在量の確認において、例えば、主成分の合計100質量%に対するTiの含有量がTiO換算で0.2質量%であるとき、Tiでは0.12質量%となるが、結晶粒子内における粒界付近には、主成分の合計100質量%に対する含有量の数倍〜数10倍にも相当する量(例えば、0.3〜3.5%)
のTiが存在する。そして、粒界付近における存在量が多ければ、その分内部におけるTiの存在量は微量もしくは検出もされないものとなる。そのため、このようなTiの含有量において、具体的に偏在とは、粒界付近におけるTiの存在量が、主成分の合計100質
量%に対する含有量の数倍であり、内部におけるTiの存在量が、主成分の合計100質量
%に対する含有量の50%未満であることをいう。
Here, in the confirmation of the abundance of Ti in the crystal grains of the Ni—Zn ferrite described above, for example, when the content of Ti with respect to the total of 100 mass% of the main components is 0.2 mass% in terms of TiO 2 , Ti However, in the vicinity of the grain boundary in the crystal grains, an amount equivalent to several to several tens of times the total content of the main components with respect to 100% by mass (for example, 0.3 to 3.5%)
Ti exists. If the abundance in the vicinity of the grain boundary is large, the abundance of Ti in the interior is trace or not detected. Therefore, in such a Ti content, specifically, uneven distribution means that the amount of Ti present in the vicinity of the grain boundary is several times the content with respect to a total of 100% by mass of the main components, and the amount of Ti present in the interior Is less than 50% of the content relative to the total of 100% by mass of the main components.

そして、比抵抗については、例えば、φが10〜20mm、厚みが0.5〜2mmの平板形状
の試料を用意し、超絶縁抵抗計(TOA製 DSM−8103)を用いて、印可電圧1000V、温度26℃、湿度36%の測定環境下で3端子法(JIS K6271;二重リング電極法)により測定すればよい。
As for the specific resistance, for example, a plate-shaped sample having a diameter of 10 to 20 mm and a thickness of 0.5 to 2 mm is prepared, and an applied voltage of 1000 V and a temperature of 26 are measured using a super insulation resistance meter (TOA DSM-8103). What is necessary is just to measure by 3 terminal method (JIS K6271; double ring electrode method) in the measurement environment of 36 degreeC and humidity 36%.

また、主成分組成の測定方法については、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析装置または蛍光X線分析装置を用いて、Fe、Zn、Ni、Cuの含有量を求めて、それぞれFe、ZnO、NiO、CuOに換算し、それぞれの分子量からモル値を算出し、合計100モル%に対する占有率を算出することにより確認することができる
。また、Tiの含有量については、ICP発光分光分析装置または蛍光X線分析装置を用
いて、Tiの含有量を求め、TiOに換算し、主成分100質量%に対する値を算出すれ
ばよい。
The method for measuring the main component composition, ICP (Inductively Coupled Plasma) using emission spectrophotometer or fluorescence X-ray analyzer, Fe, Zn, Ni, seeking the content of Cu, respectively Fe 2 O 3 It can be confirmed by converting to ZnO, NiO, and CuO, calculating the molar value from the respective molecular weights, and calculating the occupation ratio with respect to a total of 100 mol%. As for the Ti content, the content of Ti may be calculated using an ICP emission spectroscopic analyzer or a fluorescent X-ray analyzer, converted to TiO 2 , and a value with respect to 100% by mass of the main component.

次に、本実施形態のフェライト焼結体の製造方法の一例について以下に詳細を示す。本実施形態のフェライト材料の製造方法は、まず、Ni−Zn系のフェライトとすべく、出発原料として、Fe、ZnおよびNiの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用意する。このとき平均粒径としては、例えば、Feが酸化鉄(Fe)、Znが酸化亜鉛(ZnO)およびNiが酸化ニッケル(NiO)であるとき、0.5μm以上5μm以下とすることが好ましい。また、Ni−Zn系のフェライトに
Cuの酸化物を含むものとするときには、Cuの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用意する。このとき平均粒径としては、例えば、Cuが酸化銅(CuO)であるとき、0.5μm以上5μm以下とすることが好ましい。
Next, details of an example of the method for producing a ferrite sintered body according to the present embodiment will be described below. The method for producing a ferrite material according to the present embodiment is as follows. First, as a starting material, an oxide of Fe, Zn and Ni, or a metal such as carbonate or nitrate that generates an oxide by firing is used to obtain a Ni-Zn ferrite. Prepare salt. In this case, the average particle size is preferably 0.5 μm or more and 5 μm or less when, for example, Fe is iron oxide (Fe 2 O 3 ), Zn is zinc oxide (ZnO), and Ni is nickel oxide (NiO). . When the Ni-Zn ferrite includes Cu oxide, a Cu oxide or a metal salt such as carbonate or nitrate that generates an oxide by firing is prepared. At this time, for example, when Cu is copper oxide (CuO), the average particle diameter is preferably 0.5 μm or more and 5 μm or less.

ここで、本実施形態のフェライト焼結体の製造方法においては、これらの出発原料に平均粒径が0.5〜10μmの酸化珪素(SiO)を添加する。そして、各出発原料および酸
化珪素を所望量となるように秤量し、ボールミルや振動ミル等で粉砕混合した後、600℃
以上800℃以下の温度で2時間以上仮焼することにより、合成された仮焼体を得る。この
ように、出発原料に酸化珪素を加えて仮焼合成することにより、仮焼後に添加するTiを、Ni−Zn系フェライトの結晶粒子内における粒界付近に偏在させることができる。また、酸化珪素を含むことで比抵抗も高まる。これに対し、酸化珪素を添加しなかったり、仮焼後に酸化珪素を添加したときには、結晶粒子の内部や粒界付近の全域にTiが存在することとなり、透磁率を高めることができない。
Here, in the method for producing a ferrite sintered body according to the present embodiment, silicon oxide (SiO 2 ) having an average particle diameter of 0.5 to 10 μm is added to these starting materials. Then, each starting material and silicon oxide are weighed to a desired amount, pulverized and mixed with a ball mill or a vibration mill, and then 600 ° C.
The synthesized calcined body is obtained by calcining at a temperature of 800 ° C. or lower for 2 hours or longer. Thus, by adding silicon oxide to the starting material and performing calcination synthesis, Ti added after calcination can be unevenly distributed in the vicinity of the grain boundaries in the crystal grains of the Ni—Zn-based ferrite. In addition, the specific resistance is increased by including silicon oxide. On the other hand, when silicon oxide is not added or silicon oxide is added after calcination, Ti exists inside the crystal grains or in the entire vicinity of the grain boundaries, and the magnetic permeability cannot be increased.

なお、フェライト焼結体において、合計を100モル%としたときの成分組成範囲が、F
eをFe換算で48モル%以上50モル%以下、ZnをZnO換算で29モル%以上31モル%以下、NiをNiO換算で14モル%以上16モル%以下およびCuをCuO換算で5モル%以上7モル%以下となるように秤量することが好ましい。また、酸化珪素については、主成分100質量%に対し、0.3質量%以下(0質量%を除く)となるように秤量することが好ましい。
In addition, in the ferrite sintered body, the component composition range when the total is 100 mol% is F.
e is 48 mol% or more and 50 mol% or less in terms of Fe 2 O 3 , Zn is 29 mol% or more and 31 mol% or less in terms of ZnO, Ni is 14 mol% or more and 16 mol% or less in terms of NiO, and Cu is in terms of CuO It is preferable to weigh so as to be 5 mol% or more and 7 mol% or less. Silicon oxide is preferably weighed so as to be 0.3% by mass or less (excluding 0% by mass) with respect to 100% by mass of the main component.

次に、平均粒径が0.5〜10μmのTiの酸化物あるいは焼成によりTiの酸化物を生成
する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用い、所望量を秤量する。なお、主成分100質量%に対
し、TiをTiO換算で0.05質量%以上0.3質量%以下となるように秤量することが好
ましい。そして、仮焼体とともにボールミルや振動ミル等に入れて混合した後、さらに所定量のバインダを加えてスラリーとし、噴霧造粒装置(スプレードライヤ)を用いて造粒することにより球状顆粒を得る。
Next, a desired amount is weighed using an oxide of Ti having an average particle size of 0.5 to 10 μm or a metal salt such as carbonate or nitrate that forms Ti oxide by firing. In addition, it is preferable to weigh so that Ti is 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less in terms of TiO 2 with respect to 100% by mass of the main component. And after putting into a ball mill, a vibration mill, etc. with a calcined body and mixing, a predetermined amount of binder is further added to make a slurry and granulated using a spray granulator (spray dryer) to obtain spherical granules.

次に、この球状顆粒を用いてプレス成形して所定形状の成形体を得る。そして、得られた成形体を脱脂炉にて400〜800℃の範囲で脱バインダ処理を施して脱脂体とした後、これを焼成炉にて1000〜1200℃の最高温度で2〜5時間保持して焼成することにより本実施形態のフェライト焼結体を得ることができる。   Next, this spherical granule is press-molded to obtain a molded body having a predetermined shape. And after performing the binder removal process in the range of 400-800 degreeC in the range of 400-800 degreeC in the obtained molded object, this is hold | maintained at the maximum temperature of 1000-1200 degreeC in a baking furnace for 2 to 5 hours. Then, the ferrite sintered body of the present embodiment can be obtained by firing.

また、本実施形態のフェライト焼結体においては、CaO、ZrO、MnOを含んでいてもよい。CaOやZrOを含んでいるときには、比抵抗を高めることができ、MnOを含んでいるときには、透磁率を高めることができる。なお、CaO、ZrO、MnOは、いずれもフェライト焼結体において、主成分100質量%に対し0.2質量%未満の含有量であることが好ましいことから、フェライト焼結体に含ませるときには、この含有量の範囲となるように、仮焼体に添加すればよい。 In the ferrite sintered body of the present embodiment, CaO, may contain ZrO 2, MnO 2. When CaO or ZrO 2 is included, the specific resistance can be increased, and when MnO 2 is included, the magnetic permeability can be increased. In addition, since CaO, ZrO 2 and MnO 2 are all contained in the ferrite sintered body, it is preferable that the content is less than 0.2% by mass with respect to 100% by mass of the main component. What is necessary is just to add to a calcined body so that it may become the range of this content.

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はない。
Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these examples.

成分組成や製造方法等を異ならせたフェライト焼結体を作製し、透磁率の測定を行なった。まず、出発原料として、平均粒径が1μmの酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ニッケルおよび酸化銅を用意した。また、酸化珪素を用意した。   Ferrite sintered bodies with different component compositions and manufacturing methods were produced, and the permeability was measured. First, iron oxide, zinc oxide, nickel oxide and copper oxide having an average particle diameter of 1 μm were prepared as starting materials. Moreover, silicon oxide was prepared.

そして、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ニッケルおよび酸化銅を用いて、表1に示す組成となるように秤量し、ボールミルに入れて粉砕混合した後、700℃以下の温度で2時間仮焼す
ることにより、合成された仮焼体を得た。
Then, using iron oxide, zinc oxide, nickel oxide and copper oxide, weigh them so as to have the composition shown in Table 1, put them into a ball mill, pulverize and mix them, and then calcine them at a temperature of 700 ° C. or lower for 2 hours. Thus, a synthesized calcined body was obtained.

また、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ニッケルおよび酸化銅を用いて、表2に示す組成となるように秤量し、主成分100質量%に対し、表2に示す含有量となるように酸化珪素を秤量
した。そして、ボールミルに入れて粉砕混合した後、700℃以下の温度で2時間仮焼する
ことにより、合成された仮焼体を得た。
Further, using iron oxide, zinc oxide, nickel oxide and copper oxide, weighed so as to have the composition shown in Table 2, and silicon oxide was added so as to have the content shown in Table 2 with respect to 100% by mass of the main component. Weighed. And after putting into a ball mill and pulverizing and mixing, it was calcined at a temperature of 700 ° C. or lower for 2 hours to obtain a synthesized calcined body.

次に、主成分100質量%に対し、表1および表2に示す含有量となるように、酸化チタ
ンを秤量し、仮焼体とともにボールミルに入れて混合した。その後、所定量のバインダを加えてスラリーとし、噴霧造粒装置を用いて造粒することにより球状顆粒を得た。そして、得られた球状顆粒を用いてプレス成形することにより、図1に示すトロイダルコア1の形状の成形体を得た。
Next, titanium oxide was weighed so as to have the contents shown in Tables 1 and 2 with respect to 100% by mass of the main component, and mixed with a calcined body in a ball mill. Thereafter, a predetermined amount of a binder was added to form a slurry, which was granulated using a spray granulator to obtain spherical granules. And the molded object of the shape of the toroidal core 1 shown in FIG. 1 was obtained by press-molding using the obtained spherical granule.

次に、得られた成形体を脱脂炉にて600℃の最高温度で5時間保持して脱バインダ処理
を施して脱脂体とし、これを焼成炉にて大気雰囲気中、1100℃の最高温度で2時間保持して焼成した。そして、得られた焼結体に研削加工を施し、外径13mm、内径7mm、厚み3mmのトロイダル形状のフェライト焼結体(試料No.1〜44)を得た。なお、表1における試料No.1と表2における試料No.23とは、出発原料への酸化珪素の添加の有無のみが異なるものであり、試料No.2〜22は、それぞれ試料No.24〜44と対応する。
Next, the resulting molded body was held in a degreasing furnace at a maximum temperature of 600 ° C. for 5 hours and subjected to a debinding process to obtain a degreased body, which was then heated in a firing furnace at the maximum temperature of 1100 ° C. Baked for 2 hours. The obtained sintered body was ground to obtain a toroidal ferrite sintered body (sample Nos. 1 to 44) having an outer diameter of 13 mm, an inner diameter of 7 mm, and a thickness of 3 mm. In Table 1, sample No. 1 and Sample 2 in Table 2. 23 differs from sample 23 only in the presence or absence of addition of silicon oxide to the starting material. 2 to 22 are sample Nos. Corresponds to 24-44.

そして、各試料の巻き線部10aの全周にわたって線径が0.2mmの被膜銅線を10回巻き
付けてLCRメータを用いて周波数100kHzにおける透磁率を測定し、結果を表1およ
び表2に示した。そして、表1に示す酸化珪素の添加のない試料の透磁率をμ1、これに対応する酸化珪素を添加した試料(例えば、表1が試料No.1であれば、表2の試料No.23)の透磁率をμ2としたとき、(μ2−μ1)/μ1×100の計算式で求めた値を
透磁率の向上率として表2に示した。
Then, a coated copper wire having a wire diameter of 0.2 mm was wound 10 times around the entire circumference of the winding portion 10a of each sample, and the magnetic permeability at a frequency of 100 kHz was measured using an LCR meter. Tables 1 and 2 show the results. It was. Then, the magnetic permeability of the sample without addition of silicon oxide shown in Table 1 is μ1, and the corresponding sample to which silicon oxide is added (for example, if Table 1 is Sample No. 1, Sample No. 23 in Table 2) Table 2 shows the values obtained by the calculation formula of (μ2−μ1) / μ1 × 100 as the improvement rate of the magnetic permeability.

また、形状以外については、各試料と同様の製造方法により、φが16mm、厚みが1mmの測定試料を別途作製し、超絶縁抵抗計(TOA製 DSM−8103)を用いて、印可電圧1000V、温度26℃、湿度36%の環境下で3端子法(JIS K6271;二重リング電極法)により比抵抗を測定し、結果を表1および表2に示した。   In addition to the shape, a measurement sample having a diameter of 16 mm and a thickness of 1 mm was separately prepared by the same manufacturing method as that of each sample, and an applied voltage of 1000 V, using a super insulation resistance meter (TOA DSM-8103), The specific resistance was measured by a three-terminal method (JIS K6271; double ring electrode method) in an environment of a temperature of 26 ° C. and a humidity of 36%, and the results are shown in Tables 1 and 2.

また、各試料を切断した面を鏡面加工し、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察し、付設のエネルギー分散型X線分光器(EDS)を用いて、結晶粒子内における内部および粒界
付近の各3箇所にスポット(φ1nm)を当て、その平均値により結晶粒子内における内部と粒界付近との存在量の確認を行ない、その差が0.5%未満であるときには「内部=粒
界」、粒界付近の方が0.5%以上多いときには「内部<粒界付近」と、表1および表2に
記した。
In addition, the surface of each sample cut is mirror-finished, observed with a transmission electron microscope (TEM), and an internal energy dispersive X-ray spectrometer (EDS) is used in the crystal grains and near the grain boundaries. Spots (φ1 nm) were applied to each of the three locations, and the abundance between the inside of the crystal grain and the vicinity of the grain boundary was confirmed by the average value. When the difference was less than 0.5%, “inside = grain boundary”, grain When the vicinity of the boundary is 0.5% or more, Table 1 and Table 2 indicate that “inside <near grain boundary”.

また、各試料について、蛍光X線分析装置を用いて、Fe、Zn、NiおよびCuの金
属元素量を求めて、それぞれ酸化鉄(Fe)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ニッケル(NiO)、酸化銅(CuO)に換算し、それぞれの分子量からモル値を算出し、合計100モル%に対する占有率を算出して表1および表2に示した。また、Tiについても蛍光
X線分析装置を用いて測定し、TiOに換算し、主成分100質量%に対する値を算出し
て結果を表1および表2に示した。
Also, for each sample, using a fluorescent X-ray analyzer, Fe, Zn, seeking metal element amount of Ni and Cu, respectively of iron oxide (Fe 2 O 3), zinc oxide (ZnO), nickel oxide (NiO ), Converted into copper oxide (CuO), the molar value was calculated from the respective molecular weights, and the occupancy with respect to the total of 100 mol% was calculated and shown in Tables 1 and 2. Further, Ti was also measured using a fluorescent X-ray analyzer, converted to TiO 2 , calculated with respect to 100% by mass of the main component, and the results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2014028710
Figure 2014028710

Figure 2014028710
Figure 2014028710

表1および表2から、Ni−Zn系フェライトからなる結晶粒子内における粒界付近にTiが偏在していることにより、透磁率を高められることがわかった。また、合計を100
モル%としたときの成分組成範囲が、FeをFe換算で48モル%以上50モル%以下、ZnをZnO換算で29モル%以上31モル%以下、NiをNiO換算で14モル%以上16モル%以下およびCuをCuO換算で5モル%以上7モル%以下であることにより、比抵抗および透磁率の高いフェライト焼結体とすることができることがわかった。また、Ni−Zn系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にTiが偏在し、Tiの含有量がTiO換算で0.05質量%以上0.3質量%以下であることにより、高い比抵抗を有しつつ、透磁
率の向上率は10%を超え、さらに透磁率の高いフェライト焼結体とできることがわかった。
From Tables 1 and 2, it was found that the magnetic permeability can be increased by the uneven distribution of Ti in the vicinity of the grain boundaries in the crystal grains made of Ni-Zn ferrite. Also, the total is 100
The component composition range when the mol% is used is 48 mol% or more and 50 mol% or less in terms of Fe 2 O 3 , Zn is 29 mol% or more and 31 mol% or less in terms of ZnO, Ni is 14 mol% in terms of NiO It was found that a ferrite sintered body having a high specific resistance and high magnetic permeability can be obtained when the content is 16 mol% or less and Cu is 5 mol% or more and 7 mol% or less in terms of CuO. Further, Ti is unevenly distributed in the vicinity of the grain boundary in the crystal grains of the Ni—Zn-based ferrite, and the Ti content is 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less in terms of TiO 2 , thereby having a high specific resistance. As a result, it was found that the improvement rate of magnetic permeability exceeded 10%, and a ferrite sintered body with higher magnetic permeability could be obtained.

なお、試料No.39については、結晶粒子内における内部にTiの存在が確認されたが、試料No.23〜38および40〜44については、内部にTiの存在は確認されなかった。したがって、酸化珪素は、フェライト焼結体における含有量が0.05質量%以上となるように秤量して出発原料に添加することにより、結晶粒子内における粒界付近にのみTiを存在させることができることがわかった。   Sample No. Regarding No. 39, the presence of Ti inside the crystal grains was confirmed. About 23-38 and 40-44, presence of Ti was not confirmed inside. Accordingly, silicon oxide can be allowed to exist only in the vicinity of the grain boundaries in the crystal grains by weighing the silicon oxide so that the content in the ferrite sintered body is 0.05% by mass or more and adding it to the starting material. all right.

また、試料No.25,26および40〜43のフェライト焼結体をコアとし、金属線を巻き付けてノイズフィルタを形成し、電気自動車やハイブリッドカーなどの複雑な制御を必要とする制御装置に組み込んだところ、電気回路のノイズ除去性能に優れたノイズフィルタで
あることがわかった。
Sample No. When a ferrite sintered body of 25, 26 and 40 to 43 is used as a core, a metal wire is wound to form a noise filter, and it is incorporated into a control device that requires complex control such as an electric vehicle or a hybrid car. It was found that this is a noise filter with excellent noise removal performance.

1:トロイダルコア
1a:巻線部
2:ボビンコア
2a:巻線部
1: Toroidal core 1a: Winding part 2: Bobbin core 2a: Winding part

Claims (3)

Tiを含むNi−Zn系フェライトからなり、該Ni−Zn系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にTiが偏在していることを特徴とするフェライト焼結体。 A ferrite sintered body comprising Ni—Zn-based ferrite containing Ti, wherein Ti is unevenly distributed in the vicinity of grain boundaries in crystal grains of the Ni—Zn-based ferrite. 合計を100モル%としたときの成分組成範囲が、FeをFe換算で48モル%以上50モル%以下、ZnをZnO換算で29モル%以上31モル%以下、NiをNiO換算で14モル%以上16モル%以下およびCuをCuO換算で5モル%以上7モル%以下であり、前記成分の合計100質量%に対し、TiをTiO換算で0.05質量%以上0.3質量%以下含むことを特徴とする請求に項1記載のフェライト焼結体。 The component composition range when the total is 100 mol% is Fe 48 mol% or more and 50 mol% or less in terms of Fe 2 O 3 , Zn is 29 mol% or more and 31 mol% or less in terms of ZnO, Ni is NiO equivalent 14 mol% or more and 16 mol% or less, and Cu is 5 mol% or more and 7 mol% or less in terms of CuO, and Ti is 0.05 mass% or more in terms of TiO 2 and 0.3 to 0.3 mol with respect to a total of 100 mass% of the above components. 2. The ferrite sintered body according to claim 1, wherein the ferrite sintered body is contained by mass% or less. 請求項2に記載のフェライト焼結体に金属線を巻きつけてなることを特徴とするノイズフィルタ。 A noise filter obtained by winding a metal wire around the ferrite sintered body according to claim 2.
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