JP2016074592A - Mn-Zn-BASED FERRITE - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Mn-Zn-based ferrite capable of achieving high magnetic permeability property with initial permeability at 10 kHz and room temperature of 10000 or more by burning at relatively low temperature and for a short time and large cost down.SOLUTION: There is provided a Mn-Zn-based ferrite containing FeO:52 to 54 mol%, ZnO:20 to 23 mol% and MnO:23 to 28 mol%, and further SiO:0.005 mass% or less and CaO:0.030 mass% or less with the Al content of the FeOin a range of 0.040 to 0.10 mass%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、通信機器や音響機器等において、デジタル信号の伝送や増幅に使用されるトランスコアとして好適な、Mn−Zn系フェライトに関する。   The present invention relates to a Mn—Zn-based ferrite suitable as a transformer core used for transmission and amplification of digital signals in communication equipment, acoustic equipment, and the like.

Mn−Zn系酸化物磁性材料いわゆるMn−Zn系フェライトは、各種通信機器および電源等のコイルやトランス用磁心材料として広く用いられている。特に、最近では、電子機器の小型化や薄型化に伴い、Mn−Zn系フェライトについても特に小型形状のコアが要求され、それに対応してこれまで以上に優れた磁気特性、即ち高透磁率を有することが望まれている。   Mn—Zn-based oxide magnetic materials So-called Mn—Zn-based ferrites are widely used as magnetic core materials for coils and transformers of various communication devices and power supplies. In particular, recently, with the downsizing and thinning of electronic equipment, Mn-Zn ferrites are also required to have a particularly small core, and in response to this, magnetic characteristics that are superior to those of the past, that is, high magnetic permeability. It is desirable to have.

Mn−Zn系フェライトにおいて、上記の磁気特性を改善するには、フェライトの結晶粒界に偏析して材料の性質を種々に変化させる微量化合物の添加が重要である。このような微量成分の添加による磁気特性の改善は、従来種々試みられている。
例えば、特許文献1には、Mn−Zn系フェライトにBi23を適量添加することが提案されており、10kHzにおける初透磁率μi=9500程度の特性を得ている。ここで、初透磁率μiは、真空透磁率μoに対する比で示す。
しかしながら、この提案にかかる技術は、初透磁率が高々10000程度までに限定されていて、実用上重要性が増大しているコア小型化に必要な、10000以上の初透磁率を実現するには十分な改善がなされていない。
In order to improve the above-mentioned magnetic properties in Mn-Zn ferrite, it is important to add a trace compound that segregates at the ferrite grain boundaries and changes the properties of the material in various ways. Various attempts have been made to improve the magnetic properties by adding such trace components.
For example, Patent Document 1 proposes that an appropriate amount of Bi 2 O 3 is added to Mn—Zn-based ferrite, and a characteristic with an initial permeability μi = 9500 at 10 kHz is obtained. Here, the initial permeability μi is expressed as a ratio to the vacuum permeability μo.
However, the technique according to this proposal has an initial magnetic permeability limited to about 10,000 at most, and in order to realize an initial magnetic permeability of 10,000 or more necessary for downsizing of the core, which is increasing in practical use. Not enough improvement has been made.

これに対して、特許文献2、特許文献3および特許文献4には、微量添加物として酸化アルミニウム(Al23)を使用することで初透磁率10000以上のMn−Zn系フェライトが得られることが示されている。
特許文献2には、Al23:0.005〜0.05mass%を添加し、1350℃、5hの焼成を行うことにより、μi>12000が達成されるMn−Zn系フェライトが示されているが、磁気ヘッド用材料に特化されており、1350℃以上の高温での保持を5時間という、長時間焼成を必要とするため、これがコストアップと生産性低下の原因となっていた。
On the other hand, in Patent Document 2, Patent Document 3 and Patent Document 4, Mn—Zn ferrite having an initial permeability of 10,000 or more can be obtained by using aluminum oxide (Al 2 O 3 ) as a trace additive. It has been shown.
Patent Document 2 discloses an Mn—Zn-based ferrite in which μi> 12000 is achieved by adding Al 2 O 3 : 0.005 to 0.05 mass% and firing at 1350 ° C. for 5 hours. However, it is specialized in magnetic head materials and requires a long time of 5 hours for holding at a high temperature of 1350 ° C. or higher, which causes an increase in cost and a decrease in productivity.

また、特許文献3には、Al23:0.005〜0.05mass%を添加し、1330〜1370℃、4hの焼成を行うことにより、μi>18000が達成されるMn−Zn系フェライトが示されているが、1330℃以上の高温での保持を4時間という、長時間の焼成を必要とし、やはりコストアップが問題となる。
さらに、特許文献4には、Al23:0.005〜0.03mass%を添加し、1370℃、3hの焼成をすることによって、μi>15000が達成されるMn−Zn系フェライトが示されている。
In addition, in Patent Document 3, Al 2 O 3 : 0.005 to 0.05 mass% is added, and Mn—Zn ferrite in which μi> 18000 is achieved by firing at 1330 to 1370 ° C. for 4 hours. However, it requires a long firing time of 4 hours for holding at a high temperature of 1330 ° C. or higher, which also raises a problem of cost increase.
Furthermore, Patent Document 4 shows an Mn—Zn ferrite in which μi> 15000 is achieved by adding Al 2 O 3 : 0.005 to 0.03 mass% and firing at 1370 ° C. for 3 hours. Has been.

特公昭62−53446号公報Japanese Examined Patent Publication No. 62-53446 特開昭51−53299公報JP-A-51-53299 特開平2−129063公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-129063 特開平10−335130公報JP 10-335130 A

しかしながら、特許文献4に記載された技術であっても、1370℃以上の高温焼成が必要となり、焼成炉耐火物の劣化が早いなど生産性の問題点があった   However, even the technique described in Patent Document 4 requires high-temperature firing at 1370 ° C. or higher, and there are problems in productivity, such as rapid deterioration of the firing furnace refractory.

本発明の目的は、上記した従来の技術を見直して改善を加えることによって上記の問題を有利に解決することにあり、特に、10kHzおよび室温における初透磁率が10000以上となる高透磁率特性を、比較的低温かつ短時間での焼成にて達成できて大幅なコストダウンが可能な、Mn−Zn系フェライトを提案することにある。   An object of the present invention is to advantageously solve the above problems by reviewing and improving the above-described conventional technology, and in particular, has a high magnetic permeability characteristic in which the initial permeability at 10 kHz and room temperature is 10,000 or more. An object of the present invention is to propose a Mn—Zn-based ferrite that can be achieved by firing at a relatively low temperature and in a short time, and that can greatly reduce the cost.

発明者らは、上記目的の実現に向け、MnO-ZnO-Fe23三元系フェライトにおいて高い初透磁率をもつMn−Zn系フェライトを製造し得る条件を検討した。
すなわち、塩化鉄溶液を焙焼して得られる原料酸化鉄に着目し、不純物含有量がどのような原料酸化鉄を使用すれば最終コアでの初透磁率を高められるのか、を鋭意究明した。その結果、原料酸化鉄中のAl(アルミニウム)量を一定範囲内に制限すると、所期した目的の達成に極めて有効であるとの新たな知見を得た。
We, for the realization of the object was studied conditions which may produce a Mn-Zn ferrite having a high initial permeability in MnO-ZnO-Fe 2 O 3 ternary ferrite.
That is, paying attention to the raw iron oxide obtained by roasting the iron chloride solution, we have intensively studied what kind of raw iron oxide the impurity content can be used to increase the initial permeability in the final core. As a result, we obtained new knowledge that limiting the amount of Al (aluminum) in the raw iron oxide within a certain range is extremely effective in achieving the intended purpose.

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
(1)Fe23:52〜54mol%、
ZnO:20〜23mol%および
MnO:23〜28mol%
を含有しさらに
SiO2:0.005mass%以下および
CaO:0.030mass%以下
を含有し、
前記Fe23は、Al含有量が0.040〜0.10mass%であることを特徴とするMn−Zn系フェライト。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) Fe 2 O 3: 52~54mol%,
ZnO: 20-23 mol% and MnO: 23-28 mol%
Further contain SiO 2: 0.005 mass% or less and CaO: containing less 0.030 mass%,
The Mn—Zn based ferrite characterized in that the Fe 2 O 3 has an Al content of 0.040 to 0.10 mass%.

(2)10kHzにおける初透磁率が10000以上であることを特徴とする前記(1)に記載のMn−Zn系フェライト。 (2) The Mn—Zn ferrite as described in (1) above, wherein the initial permeability at 10 kHz is 10,000 or more.

本発明によれば、初透磁率が10000以上のMn−Zn系フェライトを、比較的低温かつ短時間の焼成処理にて製造できるため、通信機器等のデジタル信号の伝送や増幅に使用されるトランスコアとして有益な材料を低コストで提供し得る。   According to the present invention, an Mn—Zn ferrite having an initial permeability of 10,000 or more can be produced by a firing process at a relatively low temperature for a short time. Therefore, a transformer used for transmission and amplification of digital signals such as communication equipment. Materials useful as a core can be provided at low cost.

以下、本発明が対象とするMn−Zn系フェライトについて、詳しく説明する。まず、Mn−Zn系フェライトの基本成分組成を前記の範囲に限定した理由から順に説明する。
・Fe23:52〜54mol%
Mn−Zn系フェライトは、Fe23の含有量によって磁歪定数が大きく変化し、この磁歪定数がゼロであれば透磁率が大きく上昇する。磁歪定数がゼロとなるFe23の含有量は52.5mol%付近であり、高い初透磁率を実現するには、できるだけ52.5mol%の前後にFe23含有量を制御する必要がある。少なすぎると飽和磁束密度も低下するため、これを高い値に維持しつつ高初透磁率を実現するためには、Fe23の含有量を52mol%以上とすることが必要である。一方、Fe23の含有量が多すぎると、磁気異方性定数が高くなり、損失が大きくなって透磁率が低下するため、上限を54mol%とする。
Hereinafter, the Mn—Zn ferrite targeted by the present invention will be described in detail. First, the basic component composition of Mn—Zn-based ferrite will be described in order from the reason for limiting it to the above range.
· Fe 2 O 3: 52~54mol%
The magnetostriction constant of Mn—Zn-based ferrite varies greatly depending on the content of Fe 2 O 3. If this magnetostriction constant is zero, the magnetic permeability increases greatly. The content of Fe 2 O 3 at which the magnetostriction constant becomes zero is around 52.5 mol%, and in order to realize a high initial permeability, it is necessary to control the Fe 2 O 3 content as close to 52.5 mol% as possible. There is. If the amount is too small, the saturation magnetic flux density also decreases. Therefore, in order to achieve a high initial permeability while maintaining a high value, the content of Fe 2 O 3 needs to be 52 mol% or more. On the other hand, if the content of Fe 2 O 3 is too large, the magnetic anisotropy constant increases, loss increases, and magnetic permeability decreases, so the upper limit is made 54 mol%.

・ZnO:20〜25mol%
ZnOは、その含有量が少なすぎると飽和磁束密度が小さくなるが、Fe23との組成を適正範囲に調整すれば、高い飽和磁束密度が維持されたまま室温での磁気異方性定数を低減することができ、その結果、初透磁率が増大する。ここで、ZnOの含有量が少ない場合は初透磁率が低減するが、10000以上の初透磁率を維持するためにはZnOの含有量を20mol%以上とする必要がある。一方、ZnO量の含有量が多すぎると、室温での磁気異方性定数が大きくなり、さらに飽和磁束密度が小さくなるだけでなくキュリー温度も低下し不利になる。従って、初透磁率10000以上を維持するために、ZnOの含有量は25mol%を上限とした。
ZnO: 20-25 mol%
When the content of ZnO is too small, the saturation magnetic flux density decreases, but if the composition with Fe 2 O 3 is adjusted to an appropriate range, the magnetic anisotropy constant at room temperature is maintained while maintaining a high saturation magnetic flux density. As a result, the initial permeability increases. Here, when the content of ZnO is small, the initial permeability is reduced, but in order to maintain the initial permeability of 10,000 or more, the content of ZnO needs to be 20 mol% or more. On the other hand, if the ZnO content is too large, the magnetic anisotropy constant at room temperature increases, and not only the saturation magnetic flux density decreases but also the Curie temperature decreases, which is disadvantageous. Therefore, in order to maintain the initial permeability of 10,000 or more, the upper limit of the ZnO content is 25 mol%.

MnO:23〜28mol%
MnOは、その含有量が23mol%未満になると、Fe23とZnOのバランスで室温での磁気異方性定数が負の値で大きくなる。一方、MnOの含有量が28mol%を超えると、磁気異方性定数が正の値で大きくなるため、10000以上の初透磁率を維持することが難しくなる。
MnO: 23 to 28 mol%
When the content of MnO is less than 23 mol%, the magnetic anisotropy constant at room temperature increases with a negative value due to the balance of Fe 2 O 3 and ZnO. On the other hand, if the content of MnO exceeds 28 mol%, the magnetic anisotropy constant increases with a positive value, so that it is difficult to maintain an initial permeability of 10,000 or more.

上記したように、Fe23、ZnOおよびMnOの基本組成を決定することはもちろん最も重要であるが、これだけでは、上記したような大きな初透磁率を低温かつ短時間保持の焼成で実現するには限界がある。そこで、発明者らはさらに検討を行った。その結果、塩化鉄溶液を焙焼して回収した原料酸化鉄中の不純物のうち、特にAlの量を規制することにより上記問題を解決できることを新たに見出した。
ここで、Mn−Zn系フェライトにおけるAl23を含む各種不純物の効果は、例えば、文献「フェライト」(平賀ら、丸善、1986)の47頁に記載されているが、これらはすべて高純度の原料を用いて作製したフェライト材料に、後から添加成分として加えて焼成した結果についての言及であり、原料中に元々含まれている微量成分について考察したものではない。従って、元々含まれていた原料酸化鉄中のアルミニウム元素が、フェライトの初透磁率へどのように影響するかについては全く述べられておらず、不知であった。
As described above, it is of course the most important to determine the basic composition of Fe 2 O 3 , ZnO, and MnO, but this alone realizes a large initial permeability as described above by firing at a low temperature for a short time. Has its limits. Therefore, the inventors further studied. As a result, it has been newly found out that the above problem can be solved by regulating the amount of Al in particular among impurities in the raw iron oxide recovered by baking the iron chloride solution.
Here, the effects of various impurities including Al 2 O 3 in the Mn—Zn ferrite are described, for example, on page 47 of the document “Ferrite” (Hiraga et al., Maruzen, 1986). This is a reference to the result of adding and firing as an additional component later to a ferrite material produced using the above raw material, and does not consider the trace components originally contained in the raw material. Therefore, it has not been described at all how the aluminum element in the raw iron oxide originally contained has any influence on the initial permeability of ferrite.

これに対して、発明者らは、初透磁率の増大に欠かせない、結晶粒の粗大化と均一な粒度分布とを共に実現するには、原料酸化鉄中のAlを0.040〜0.10mass%の範囲に制限すればよいことを見出した。
ここに、原料酸化鉄中のAlが、最終焼結体の特性に及ぼす機構については、まだ明確に解明されたわけではないが、Mn−Zn系フェライトの製造過程で酸化鉄段階からAlが含有されていると、原料混合後の仮焼工程や焼成工程など化学反応を伴う工程において、結晶成長や結晶組織に影響を与え、最終焼結体の特性とくに初透磁率に影響を及ぼすものと考えられる。
すなわち、従来のように原料混合、仮焼後の粉砕工程で酸化Alの形態で添加物として混合する場合に比較して、原料混合〜焼成工程において結晶組織形成に与える影響が顕著になり、比較的低温かつ短時間保持の焼成によっても、好適な結晶組織が得られ、高い初透磁率が実現できると考えられる。
On the other hand, in order to realize both the coarsening of the crystal grains and the uniform particle size distribution, which are indispensable for increasing the initial permeability, the inventors have changed the content of Al in the raw iron oxide to 0.040-0. It was found that it should be limited to the range of .10 mass%.
Here, the mechanism of the effect of Al in the raw iron oxide on the properties of the final sintered body has not been clarified yet, but Al is contained from the iron oxide stage in the production process of Mn-Zn ferrite. In the process involving chemical reaction such as calcining process and firing process after mixing raw materials, it may affect the crystal growth and crystal structure and affect the properties of the final sintered body, especially the initial permeability. .
In other words, compared to the conventional mixing of raw materials and mixing as an additive in the form of Al oxide in the pulverization step after calcination, the influence on the formation of the crystal structure in the mixing of raw materials to the firing step becomes significant. It is considered that a suitable crystal structure can be obtained even by firing at a low temperature for a short time and high initial permeability can be realized.

以上の新規知見に基づいて酸化鉄における適正なAl含有量について更なる検討を行ったところ、原料酸化鉄中のAl含有量を0.040〜0.10mass%の範囲とすることで所期した特性が得られることを見出した。すなわち、Al含有量が0.040mass%未満になると、結晶成長への効果が小さく従来と同じような高温長時間焼成が必要となり、一方、0.10mass%を超えると、逆に結晶成長への効果が大きくなりすぎ異常粒成長が起きて初透磁率が劣化する。   Based on the above new findings, further studies were made on the proper Al content in iron oxide, which was expected by setting the Al content in the raw iron oxide in the range of 0.040 to 0.10 mass%. It has been found that characteristics can be obtained. That is, when the Al content is less than 0.040 mass%, the effect on crystal growth is small, and high-temperature and long-time firing is required as in the conventional case. On the other hand, when the Al content exceeds 0.10 mass%, the crystal growth is reversed. The effect becomes too great, abnormal grain growth occurs, and the initial permeability deteriorates.

なお、Al量の限定された酸化鉄としては、塩化鉄水溶液を焙焼してAl含有量が0.040〜0.10mass%である酸化鉄を、前記塩化鉄水溶液から回収する焙焼工程にて得られるものならば特に限定されない。しかしながら、とりわけ鉄鋼の酸洗プロセスで排出される酸洗廃液(廃塩酸)を精製して得られる、高純度の塩化鉄水溶液を焙焼して製造された酸化鉄が好ましく、その際、上記の精製工程で不純物の凝集・沈降剤として塩化Alを使用することにより、その量を調整することで焙焼工程後の酸化鉄中のAl量を制御することができる。   In addition, as the iron oxide with limited amount of Al, the iron chloride aqueous solution is roasted to recover the iron oxide having an Al content of 0.040 to 0.10 mass% from the iron chloride aqueous solution. If it can be obtained, it will not specifically limit. However, iron oxide produced by roasting a high-purity iron chloride aqueous solution obtained by refining the pickling waste liquid (waste hydrochloric acid) discharged in the steel pickling process is particularly preferable. The amount of Al in the iron oxide after the roasting step can be controlled by adjusting the amount of Al chloride used as an agglomerating / precipitating agent for impurities in the purification step.

さらに具体的に説明すると、酸洗廃液は、主成分の塩化第一鉄(FeCl2)のほかに未消費塩酸、シリカや燐などの不純物を含んでいる。従って、この酸洗廃液は、まずシリカや燐などを極力除去する必要がある。そこで、目標とする不純物の除去率によって定まる量の塩化Alを凝集・沈降剤として混合し、不純物の分離除去をはかる。その際、酸化鉄原料中に残存させるAl量に応じて塩化Alの混合量を調整することによって、酸化鉄原料中のAl含有量を所期した範囲に調整する。その後、廃液をロースターで噴霧焙焼すると、塩酸が回収される一方、酸化鉄が副生される。最後に、この酸化鉄に含まれるCa、Mg、Clなどの不純物を必要に応じて水洗除去すれば、高純度で所定のAlが含有された酸化鉄が得られる。 More specifically, the pickling waste liquid contains impurities such as unconsumed hydrochloric acid, silica and phosphorus in addition to the main component ferrous chloride (FeCl 2 ). Therefore, it is necessary to remove silica and phosphorus as much as possible from this pickling waste liquid. Therefore, an amount of Al chloride determined by the target impurity removal rate is mixed as an aggregating / sedimenting agent to separate and remove impurities. At that time, the Al content in the iron oxide raw material is adjusted to the expected range by adjusting the amount of Al chloride mixed according to the amount of Al remaining in the iron oxide raw material. Thereafter, when the waste liquid is spray roasted with a roaster, hydrochloric acid is recovered while iron oxide is by-produced. Finally, if impurities such as Ca, Mg and Cl contained in the iron oxide are removed by washing as necessary, iron oxide containing high purity and predetermined Al can be obtained.

本発明のMn−Zn系フェライトでは、さらに、以下の成分を添加することができる。
・SiO2:0.005mass%以下
・CaO:0.030mass%以下
SiO2は、焼結性を高めかつ粒界相を高抵抗化して低損失化し、初透磁率を高めるために有益な添加成分である。そのためには、少なくとも0.0005mass%は添加することが好ましい。しかしながら、SiO2が多すぎると、磁壁移動を妨げて初透磁率を低下させる不純物としての影響が大きくなる。そこで、SiO2を添加する場合は、上限を0.005mass%とする。
In the Mn—Zn ferrite of the present invention, the following components can be further added.
・ SiO 2 : 0.005 mass% or less ・ CaO: 0.030 mass% or less SiO 2 is an additive component useful for increasing the initial permeability by increasing the sinterability and increasing the resistance of the grain boundary phase to reduce the loss. It is. For that purpose, it is preferable to add at least 0.0005 mass%. However, when SiO 2 is too large, the influence of the impurity which reduces initial permeability prevents the domain wall motion increases. Therefore, when adding SiO 2 , the upper limit is made 0.005 mass%.

CaOは、SiO2とともに粒界を高抵抗化して損失を小さくし、初透磁率を高める効果がある。そのためには、少なくとも0.005mass%は添加することが好ましい。しかしながら、SiO2と同様に添加量が多すぎると、磁壁移動を妨げ初透磁率を低下させる不純物としての影響が大きくなる。そこで、CaOを添加する場合は、上限を0.030mass%とする。 CaO has an effect of increasing the initial permeability by increasing the resistance of the grain boundary together with SiO 2 to reduce the loss. For that purpose, it is preferable to add at least 0.005 mass%. However, if the addition amount is too large as in SiO 2 , the influence as an impurity that impedes domain wall movement and lowers the initial magnetic permeability increases. Therefore, when adding CaO, the upper limit is made 0.030 mass%.

次に、本発明のMn−Zn系フェライトは、通常、各粉末原料を上記した所定の最終組成になるように混合して仮焼する。すなわち、仮焼工程では、上記した焙焼工程で回収された酸化鉄に、亜鉛化合物およびマンガン化合物を混合して仮焼する。仮焼の条件としては、大気中850〜1000℃の範囲で1〜3時間保持することが好ましい。   Next, the Mn—Zn-based ferrite of the present invention is usually calcined by mixing the powder raw materials so as to have the predetermined final composition described above. That is, in the calcining step, the zinc oxide and the manganese compound are mixed with the iron oxide recovered in the roasting step and calcined. As conditions for calcination, it is preferable to hold in the air in the range of 850 to 1000 ° C. for 1 to 3 hours.

この仮焼工程で得られた仮焼品は、所定の粒径に粉砕されたのち、所定の形状に成形する。ここで、所定の粒径は平均粒径でおよそ1〜1.5μmであり、形状は外径3mm程度から50mm程度のトロイダル形状が一般的である。
成形条件としては、形状に応じて1〜2ton/mm2の範囲の成形圧力を用いるのが一般的である。
このフェライト仮焼粉に、上記添加成分(SiO2:0.005mass%以下およびCaO:0.030mass%以下)を混合して粉砕した後、造粒して圧縮成形する。
The calcined product obtained in this calcining step is pulverized to a predetermined particle size and then formed into a predetermined shape. Here, the predetermined particle diameter is an average particle diameter of about 1 to 1.5 μm, and the shape is generally a toroidal shape with an outer diameter of about 3 mm to about 50 mm.
As molding conditions, it is common to use a molding pressure in the range of 1 to 2 ton / mm 2 depending on the shape.
The ferrite calcined powder is mixed with the above-mentioned additional components (SiO 2 : 0.005 mass% or less and CaO: 0.030 mass% or less), pulverized, and granulated and compression molded.

次に、前記成形工程で得られた成形品を、最高保持温度:1300〜1330℃かつ保持時間:1〜2時間にて焼成する。ここで、最高保持温度を1300〜1330℃とするのは、MnZnフェライトの結晶構造を完成し、均一な結晶組織を実現するためであり、また、保持時間は前記最高保持温度での保持時間である。この保持時間を1〜2時間とするのは、同じくMn−Znフェライトの結晶構造を完成し、均一な結晶組織を実現するためと、短時間焼成で生産性が改善できるためである。なお、保持時間は温度が最高温度に達してからその温度が維持され、冷却に入る前までの時間である。   Next, the molded product obtained in the molding step is fired at a maximum holding temperature of 1300 to 1330 ° C. and a holding time of 1 to 2 hours. Here, the maximum holding temperature is 1300 to 1330 ° C. in order to complete the crystal structure of MnZn ferrite and realize a uniform crystal structure, and the holding time is the holding time at the maximum holding temperature. is there. The reason why the holding time is set to 1 to 2 hours is that the crystal structure of Mn—Zn ferrite is similarly completed to achieve a uniform crystal structure, and productivity can be improved by short-time firing. The holding time is the time from when the temperature reaches the maximum temperature until the temperature is maintained and before cooling starts.

本発明では、焼成時の最高保持温度を1300℃以上に保持するとともに、500℃から最高保持温度までの昇温速度を600℃/h以上とすることが好ましい。ここで、焼成時の昇温速度が600℃/hに満たないと、短時間焼成で高い焼結密度を実現することが難しく、初透磁率が低減する場合がある。従って、Mn−Zn系フェライトの製造における焼成時の昇温速度は、600℃/h以上であることが好ましい。
ついで、大気または窒素、あるいはそれらの混合ガス中で、上記した昇温速度の下に1300℃以上の温度まで加熱され、1300〜1330℃温度に保持して焼成する。焼成時の最高保持温度が1300℃未満の場合、焼結体密度が低くなって、高い初透磁率を得ることが難しくなる。なお、保持時間は、フェライトの組成によって異なるが、通常、高透磁率を実現するには、3〜8時間程度が必要である。しかしながら、本発明の場合、原料酸化鉄に含まれるAlの効果によって焼結性が促進されるため、1〜2時間の短時間保持で十分である。
In the present invention, it is preferable that the maximum holding temperature during firing is maintained at 1300 ° C. or higher, and the rate of temperature increase from 500 ° C. to the maximum holding temperature is 600 ° C./h or higher. Here, if the heating rate during firing is less than 600 ° C./h, it is difficult to achieve a high sintered density by short-time firing, and the initial permeability may be reduced. Therefore, it is preferable that the rate of temperature increase during firing in the production of Mn—Zn-based ferrite is 600 ° C./h or more.
Subsequently, it is heated to a temperature of 1300 ° C. or higher at the above-described rate of temperature rise in the atmosphere or nitrogen, or a mixed gas thereof, and baked while maintaining the temperature at 1300 to 1330 ° C. When the maximum holding temperature at the time of firing is less than 1300 ° C., the density of the sintered body becomes low and it becomes difficult to obtain a high initial magnetic permeability. In addition, although holding time changes with compositions of a ferrite, normally about 3 to 8 hours are required in order to implement | achieve high magnetic permeability. However, in the case of the present invention, since the sinterability is promoted by the effect of Al contained in the raw iron oxide, it is sufficient to hold for a short time of 1 to 2 hours.

次に、本発明を実施例に基づいて説明する。
まず、酸洗廃液(廃塩酸)を精製した後の塩化鉄溶液を焙焼して高純度酸化鉄を回収するにあたり、不純物を共沈して除去する際に用いる塩化Alの量を調節することにより、種々の量のAlを含有する酸化鉄を製造した。なお、酸化鉄中のAl量は、蛍光X線分析により測定した。次いで、表1に示す種々の組成のFe23およびZnOで残部がMnOとなる配合の下に原料を混合後、930℃で3時間仮焼した。この仮焼品に、表1に併記した添加物として種々の量のSiO2およびCaOを添加し、ボールミルで12時間粉砕し、外径36mmおよび内径24mmおよび高さ12mmのリング状に成形後、酸素分圧を制御(3〜5%)した窒素および空気混合ガス中にて1320℃および1.5時間の焼成を行った。このとき、500℃から1330℃までの昇温速度を650℃/hとした。
Next, this invention is demonstrated based on an Example.
First, when recovering high-purity iron oxide by roasting the iron chloride solution after purifying the pickling waste liquid (waste hydrochloric acid), the amount of Al chloride used for coprecipitation and removal of impurities should be adjusted. Thereby producing iron oxides containing various amounts of Al. The amount of Al in iron oxide was measured by fluorescent X-ray analysis. Next, the raw materials were mixed under the composition of Fe 2 O 3 and ZnO having various compositions shown in Table 1 and the balance being MnO, and then calcined at 930 ° C. for 3 hours. To this calcined product, various amounts of SiO 2 and CaO as additives listed in Table 1 were added, pulverized with a ball mill for 12 hours, and molded into a ring shape having an outer diameter of 36 mm, an inner diameter of 24 mm, and a height of 12 mm. Firing was carried out at 1320 ° C. for 1.5 hours in a nitrogen and air mixed gas with controlled oxygen partial pressure (3 to 5%). At this time, the rate of temperature increase from 500 ° C. to 1330 ° C. was set to 650 ° C./h.

かくして得られたリング試料に10巻の巻線を施してから、室温において10kHzの周波数で初透磁率を測定した。
この測定結果を表1に併記する。
同表には、本発明に従う発明例No.1〜12と、比較として本発明のいずれかの要件が範囲外である比較例No.1〜10とを示す。
さらに、表2に示すように、比較例11〜14として、高純度酸化鉄(Al:0.001mass%)を用いた他は上記と同様に作製した仮焼品に、上記の添加成分に加えてAl23を添加して上記と同様に粉砕、成形および焼成したMn−Zn系フェライトについても評価を行った。
その結果を表2に併記する。
The ring sample thus obtained was subjected to 10 windings, and the initial permeability was measured at a frequency of 10 kHz at room temperature.
The measurement results are also shown in Table 1.
In the same table, Invention Example No. 1-12 and Comparative Example No. 1 in which any requirement of the present invention is out of range for comparison. 1-10 are shown.
Further, as shown in Table 2, as Comparative Examples 11 to 14, in addition to the above-mentioned additive components, the calcined product produced in the same manner as described above except that high-purity iron oxide (Al: 0.001 mass%) was used. The Mn—Zn-based ferrite that was pulverized, shaped and fired in the same manner as described above by adding Al 2 O 3 was also evaluated.
The results are also shown in Table 2.

表1から分かるとおり、発明例はいずれも、原料酸化鉄中のAl量を0.040〜0.10mass%の範囲に制限することにより、初透磁率が10000以上と高いものになった。
これに対して、比較例は、いずれも初透磁率が10000未満であった。特に、表2に示す比較例11〜14は、上記した仮焼品にAl酸化物を添加して最終製品におけるAl量を発明例と同じにした例であるが、いずれも初透磁率は10000未満であった。
As can be seen from Table 1, in all of the inventive examples, the initial magnetic permeability was as high as 10,000 or more by limiting the amount of Al in the raw iron oxide to a range of 0.040 to 0.10 mass%.
On the other hand, all the comparative examples had an initial permeability of less than 10,000. In particular, Comparative Examples 11 to 14 shown in Table 2 are examples in which an Al oxide is added to the above calcined product and the Al amount in the final product is made the same as that of the inventive example, but all have an initial permeability of 10,000. Was less than.

Figure 2016074592
Figure 2016074592

Figure 2016074592
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Claims (2)

Fe23:52〜54mol%、
ZnO:20〜23mol%および
MnO:23〜28mol%
を含有しさらに
SiO2:0.005mass%以下および
CaO:0.030mass%以下
を含有し、
前記Fe23は、Al含有量が0.040〜0.10mass%であることを特徴とするMn−Zn系フェライト。
Fe 2 O 3: 52~54mol%,
ZnO: 20-23 mol% and MnO: 23-28 mol%
Further contain SiO 2: 0.005 mass% or less and CaO: containing less 0.030 mass%,
The Mn—Zn based ferrite characterized in that the Fe 2 O 3 has an Al content of 0.040 to 0.10 mass%.
10kHzにおける初透磁率が10000以上であることを特徴とする請求項1に記載のMn−Zn系フェライト。   2. The Mn—Zn ferrite according to claim 1, wherein an initial permeability at 10 kHz is 10,000 or more.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019073434A (en) * 2017-10-16 2019-05-16 Jfeケミカル株式会社 FERRITE POWDER AND MnZn FERRITE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02129063A (en) * 1988-11-05 1990-05-17 Tokin Corp Oxide magnetic material
JPH0742118B2 (en) * 1987-12-10 1995-05-10 日本鋼管株式会社 Method for purifying ferrous ion-containing acid solution
JPH08236336A (en) * 1995-02-27 1996-09-13 Tokin Corp Low-loss oxide magnetic material
JP2000277317A (en) * 1999-03-23 2000-10-06 Irox N K K:Kk HIGH-PERMEABILITY Mn/Zn FERRITE MATERIAL IRON OXIDE AND HIGH-PERMEABILITY Mn-Zn FERRITE
JP2002359108A (en) * 2001-05-31 2002-12-13 Nec Tokin Corp High-permeability oxide magnetic material and its manufacturing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0742118B2 (en) * 1987-12-10 1995-05-10 日本鋼管株式会社 Method for purifying ferrous ion-containing acid solution
JPH02129063A (en) * 1988-11-05 1990-05-17 Tokin Corp Oxide magnetic material
JPH08236336A (en) * 1995-02-27 1996-09-13 Tokin Corp Low-loss oxide magnetic material
JP2000277317A (en) * 1999-03-23 2000-10-06 Irox N K K:Kk HIGH-PERMEABILITY Mn/Zn FERRITE MATERIAL IRON OXIDE AND HIGH-PERMEABILITY Mn-Zn FERRITE
JP2002359108A (en) * 2001-05-31 2002-12-13 Nec Tokin Corp High-permeability oxide magnetic material and its manufacturing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019073434A (en) * 2017-10-16 2019-05-16 Jfeケミカル株式会社 FERRITE POWDER AND MnZn FERRITE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
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