JP2017197417A - Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料およびＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】直流重畳特性が良好であるＮｉ−Ｚｎフェライト材料の提供。【解決手段】主成分として、４５〜５０ｍｏｌ％の酸化鉄Ｆｅ２Ｏ３と、１０〜３０ｍｏｌ％の酸化亜鉛ＺｎＯと、０〜５ｍｏｌ％の酸化マンガンＭｎＯと、２〜５ｍｏｌ％の酸化銅ＣｕＯと、残部の酸化ニッケルＮｉＯとを含有し、主成分中の酸化鉄Ｆｅ２Ｏ３の濃度と主成分中の酸化マンガンＭｎＯの濃度との和は、５０ｍｏｌ％以上であり、副成分として、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ３と酸化アンチモンＳｂ２Ｏ３とを含有し、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ３の濃度は、主成分の質量と副成分の質量との和に対して、０〜０．３ｗｔ％であり、酸化アンチモンＳｂ２Ｏ３の濃度は、主成分の質量と副成分の質量との和に対して、０〜０．１５ｗｔ％であるＮｉ−Ｚｎフェライト材料。【選択図】なし

Description

本発明は、Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料およびＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法に関する。

酸化物磁性材料としてＭｎ系フェライトが知られている。Ｍｎ系フェライトは、Ｎｉ系フェライトに比較して、低損失であり、高い磁気特性を有している。このため、Ｍｎ系フェライトは、電源回路等に用いられるトランス、コイル等に好適である。

電子機器の小型化が進んでおり、トランスやコイル等も小型化が求められ、これに伴い、トランスやコイル等のフェライトコアも小型化が進められてきている。しかし、Ｍｎ系フェライトコアは、その電気抵抗が低いために、直接巻線することができない。このため、Ｍｎ系フェライトコアを備えるトランスやコイル等は、小型化に限界がある。

そこで、特許文献１および特許文献２に示されるように、トランスやコイル等のフェライトコアとしてＮｉ系フェライトを用いる技術が提案されている。Ｎｉ系フェライトコアは、その抵抗が高いために、直接巻線することができ、トランスやコイル等を小型化することができる。

特開２００２−２８９４２１号公報 特開２００３−３２１２７２号公報

しかしながら、Ｎｉ系フェライトは、Ｍｎ系フェライトに比較して、飽和磁束密度が小さいため、直流重畳特性が劣るという問題がある。すなわち、Ｎｉ系フェライトコアは、小さいコイル電流（励磁電流）であっても磁気飽和が生じるため、直流重畳電流が低電流領域にあってもインダクタンスが大きく変動するという問題がある。

本願の開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、その課題は、直流重畳特性が良好であるＮｉ−Ｚｎフェライト材料およびＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法を提供することにある。

開示の態様では、Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料は、主成分と副成分とを含んでいる。主成分は、４５〜５０ｍｏｌ％の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３と、１０〜３０ｍｏｌ％の酸化亜鉛ＺｎＯと、０〜５ｍｏｌ％の酸化マンガンＭｎＯと、２〜５ｍｏｌ％の酸化銅ＣｕＯと、残部の酸化ニッケルＮｉＯとを含有している。主成分中の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３の濃度と主成分中の酸化マンガンＭｎＯの濃度との和は、５０ｍｏｌ％以上である。副成分は、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３とを含有している。ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の濃度は、主成分の質量と副成分の質量との和に対して、０ｗｔ％より大きく、０．３ｗｔ％以下である。酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の濃度は、主成分の質量と副成分の質量との和に対して、０ｗｔ％より大きく、０．１５ｗｔ％以下である。

開示のＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、飽和磁束密度が大きく、このため、直流重畳特性が良好である。

図１は、実施形態におけるＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法を示すフローチャートである。

以下に、本願が開示する実施形態におけるＮｉ−Ｚｎフェライト材料について、図面を参照して説明する。

［Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料］
実施形態におけるＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、主成分と副成分とを含んでいる。主成分は、酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３と酸化亜鉛ＺｎＯと酸化マンガンＭｎＯと酸化銅ＣｕＯと酸化ニッケルＮｉＯとを含有している。主成分中の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３の濃度は、４５ｍｏｌ％以上であり、５０ｍｏｌ％以下である。主成分中の酸化亜鉛ＺｎＯの濃度は、１０ｍｏｌ％以上であり、３０ｍｏｌ％以下である。主成分中の酸化マンガンＭｎＯの濃度は、０ｍｏｌ％より大きく、５ｍｏｌ％以下である。主成分中の酸化銅ＣｕＯの濃度は、２ｍｏｌ％以上であり、５ｍｏｌ％以下である。主成分の残部は、酸化ニッケルＮｉＯである。主成分中の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３の濃度と主成分中の酸化マンガンＭｎＯの濃度との和は、５０ｍｏｌ％以上である。

副成分は、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３とを含有している。ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の濃度は、主成分の質量と副成分の質量との和に対して、０ｗｔ％より大きく、０．３ｗｔ％以下である。酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の濃度は、主成分の質量と副成分の質量との和に対して、０ｗｔ％より大きく、０．１５ｗｔ％以下である。副成分は、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３と異なる他の物質を含有してもよい。その物質としては、シリカＳｉＯ_２、酸化ビスマスＢｉ_２Ｏ_３が例示される。

［Ｎｉ−Ｚｎフェライト製造方法］
図１は、実施形態におけるＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法を示すフローチャートである。まず、既述の実施形態のＮｉ−Ｚｎフェライト材料の主成分となる複数の主成分原料が準備される。複数の主成分原料は、酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３の粉末と酸化亜鉛ＺｎＯの粉末と酸化マンガンＭｎＯの粉末と酸化銅ＣｕＯの粉末と酸化ニッケルＮｉＯの粉末とを含んでいる。複数の主成分原料は、図１に示されているように、それぞれ、実施形態のＮｉ−Ｚｎフェライト材料の主成分の組成に基づいて換算された重量が秤量される（ステップＳ０１）。

秤量された複数の主成分原料は、調合され、溶媒とともに湿式混合される（ステップＳ０２）。湿式混合により得られた混合物は、乾燥される（ステップＳ０３）。乾燥により得られた乾燥物は、仮焼成される（ステップＳ０４）。仮焼成により得られた仮焼き粉末は、所定の径以下の粉体に粉砕される（ステップＳ０５）。

粉砕により得られた粉体は、このように作製されることにより、組成が既述の実施形態のＮｉ−Ｚｎフェライト材料の主成分の組成に等しい。すなわち、その粉体中の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３の濃度は、４５ｍｏｌ％以上であり、５０ｍｏｌ％以下である。その粉体中の酸化亜鉛ＺｎＯの濃度は、１０ｍｏｌ％以上であり、３０ｍｏｌ％以下である。その粉体中の酸化マンガンＭｎＯの濃度は、０ｍｏｌ％以上であり、５ｍｏｌ％以下である。その粉体中の酸化銅ＣｕＯの濃度は、２ｍｏｌ％以上であり、５ｍｏｌ％以下である。その粉体の残部は、酸化ニッケルＮｉＯである。その粉体中の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３の濃度とその粉体中の酸化マンガンＭｎＯの濃度との和は、５０ｍｏｌ％以上である。すなわち、ステップＳ０１では、ステップＳ０５の粉砕により得られる粉体の組成が実施形態のＮｉ−Ｚｎフェライト材料の主成分の組成に等しくなるように、複数の主成分原料が秤量される。

次いで、実施形態のＮｉ−Ｚｎフェライト材料の副成分となる複数の副成分原料が準備される。複数の副成分原料は、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３とを含んでいる。複数の副成分原料は、さらに、シリカＳｉＯ_２と酸化ビスマスＢｉ_２Ｏ_３とを含んでいてもよい。複数の副成分原料は、それぞれ、実施形態のＮｉ−Ｚｎフェライト材料の副成分の組成に基づいて換算された重量が秤量される（ステップＳ０６）。

秤量された複数の副成分原料は、ステップＳ０５の粉砕により得られた粉体に添加され、主成分原料の粉末と混合される（ステップＳ０７）。混合により得られた混合物は、このように作製されることにより、組成が既述の実施形態のＮｉ−Ｚｎフェライト材料の組成に等しい。すなわち、その混合物中のケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の濃度は、０ｗｔ％より大きく、０．５ｗｔ％以下である。その混合物中の酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の濃度は、０ｗｔ％より大きく、０．１５ｗｔ％以下である。すなわち、ステップＳ０６では、ステップＳ０７の混合により得られる混合物の組成が実施形態のＮｉ−Ｚｎフェライト材料の副成分の組成に等しくなるように、複数の副成分原料が秤量される。

混合により得られた混合物は、乾燥される（ステップＳ０８）。乾燥により得られた乾燥物は、バインダーが混合され、所定の大きさの粒子径の粉末に造粒される（ステップＳ０９）。バインダーとしては、ポリビニルアルコールＰＶＡの水溶液が例示される。造粒により得られた造粒物は、所定の形状に成形される（ステップＳ１０）。その形状としては、トロイダル形状が例示される。成形により得られた成形物は、１０００℃以下の温度の大気雰囲気で焼成される（ステップＳ１１）。成形物が焼成される雰囲気の温度の下限値は、造粒物が適切に焼結される温度であり、たとえば、８５０℃が例示される。焼成により得られたフェライト焼成物は、さらに、加工されることにより、フェライトコアに例示される製品に形成される。

［Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料の特性を評価するサンプル］
Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料の特性を評価するサンプルは、既述のＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法により作製されるフェライト焼成体である。このとき、ステップＳ０１では、ステップＳ０５の粉砕により得られる粉体の組成が所定の組成と等しくなるように、複数の主成分原料が秤量される。その粉体中の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３の濃度は、４９．５ｍｏｌ％である。その粉体中の酸化亜鉛ＺｎＯの濃度は、２２ｍｏｌ％である。その粉体中の酸化マンガンＭｎＯの濃度は、３ｍｏｌ％である。その粉体中の酸化銅ＣｕＯの濃度は、２ｍｏｌ％である。その粉体中の酸化ニッケルＮｉＯの濃度は、２３ｍｏｌ％である。

ステップＳ０２では、ステップＳ０１で秤量された複数の主成分原料が湿式ボールミル中に入れられ、１時間湿式混合されている。ステップＳ０４では、ステップＳ０３で乾燥された乾燥物が９００℃の大気雰囲気で２時間仮焼成されている。ステップＳ０５では、仮焼成により得られた仮焼き粉末が、ボールミル中に入れられ、所定の径以下の粉体に粉砕されている。

ステップＳ０６では、ステップＳ０７の混合により得られた混合物の副成分の組成がサンプルごとに異なるように、複数の副成分原料が秤量されている。その混合物中の酸化ビスマスＢｉ_２Ｏ_３の濃度は、２ｗｔ％である。その混合物中のケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の濃度は、０〜０．５ｗｔ％である。その混合物中の酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の濃度は、０〜０．１７ｗｔ％である。サンプルは、副成分として、シリカＳｉＯ_２を含むこともある。

ステップＳ１０では、ステップＳ０９の造粒により得られた造粒物がトロイダル形状に成形されている。ステップＳ１１では、ステップＳ１０の成形により得られた成形物が、９１５℃の温度の大気雰囲気で５時間焼成されている。

［Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料の特性］
Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料は、Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料から作製されたサンプルの比透磁率とコアロスと飽和磁束密度とを測定することにより、直流重畳特性が評価されることができる。比透磁率は、サンプルの透磁率を真空中の透磁率で除算した商を示している。コアロスは、１ＭＨｚ、３０ｍＴの交番磁界が印加されたサンプルの単位体積当たりに損失した電力を示している。飽和磁束密度は、４０００Ａｍの磁界が印加されたサンプルの磁束密度を示している。Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料は、比透磁率が大きいほど、または、コアロスが小さいほど、または、飽和磁束密度が大きいほど、直流重畳特性が良好である。

Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料は、さらに、密度を測定することにより、ガラス層が形成されることにより緻密化されているかどうかが評価されることができ、適切に焼成されているかどうかが評価されることができる。

表１は、サンプル１〜サンプル１６のフェライト焼成体の副成分の組成と副成分の組成と比透磁率とコアロスと飽和磁束密度と密度とを示している。

サンプル１は、副成分としてシリカＳｉＯ_２が添加され、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３とが添加されていない。サンプル１は、比透磁率が１９０であり、コアロスが１６００ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４３６ｍＴであり、密度が５．１９ｇ／ｃｃである。

サンプル２は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が添加され、酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が添加されていない。サンプル２は、比透磁率が１９０であり、コアロスが１４００ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４３７ｍＴであり、密度が５．２１ｇ／ｃｃである。

サンプル３は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３とが添加されている。サンプル３は、比透磁率が１９７であり、コアロスが１３５０ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４４５ｍＴであり、密度が５．２３ｇ／ｃｃである。

表１は、サンプル３の比透磁率が、サンプル１の比透磁率より大きく、サンプル２の比透磁率より大きいことを示している。表１は、さらに、サンプル３のコアロスが、サンプル１のコアロスより小さく、サンプル２のコアロスより小さいことを示している。表１は、サンプル３の飽和磁束密度が、サンプル１の飽和磁束密度より大きく、サンプル２の飽和磁束密度より大きいことを示している。すなわち、表１は、サンプル３の直流重畳特性が、サンプル１、２の直流重畳特性より良好であることを示している。すなわち、表１は、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３との両方が添加されているＮｉ−Ｚｎフェライト材料が、その両方が添加されていないＮｉ−Ｚｎフェライト材料に比較して、直流重畳特性がより良好であることを示している。表１は、さらに、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３とが添加されているＮｉ−Ｚｎフェライト材料が、酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が添加されていないＮｉ−Ｚｎフェライト材料に比較して、直流重畳特性がより良好であることを示している。

表１は、さらに、サンプル１〜サンプル３の密度が５．１５ｇ／ｃｃ以上であり、サンプル１〜サンプル３が適切に焼成されていることを示している。

サンプル４は、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が添加されておらず、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．０５ｗｔ％添加されている。サンプル４は、比透磁率が１９０であり、コアロスが１４００ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４３７ｍＴであり、密度が５．２１ｇ／ｃｃである。

サンプル５は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．０１ｗｔ％添加され、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．０５ｗｔ％添加されている。サンプル５は、比透磁率が１９４であり、コアロスが１３９０ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４３７ｍＴであり、密度が５．２１ｇ／ｃｃである。

サンプル６は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．０５ｗｔ％添加され、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．０５ｗｔ％添加されている。サンプル６は、比透磁率が２３２であり、コアロスが１２７０ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４４０ｍＴであり、密度が５．２２ｇ／ｃｃである。

サンプル７は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．１ｗｔ％添加され、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．０５ｗｔ％添加されている。サンプル７は、比透磁率が２２８であり、コアロスが１３００ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４４０ｍＴであり、密度が５．２２ｇ／ｃｃである。

サンプル８は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．３ｗｔ％添加され、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．０５ｗｔ％添加されている。サンプル８は、比透磁率が１９０であり、コアロスが１５９０ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４４２ｍＴであり、密度が５．１８ｇ／ｃｃである。

サンプル９は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．５ｗｔ％添加され、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．０５ｗｔ％添加されている。サンプル９は、比透磁率が８８．１であり、コアロスが２７００ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４２５ｍＴであり、密度が５．０２ｇ／ｃｃである。

表１は、サンプル５〜８の比透磁率が、サンプル４の比透磁率以上であり、サンプル９の比透磁率より大きいことを示している。表１は、さらに、サンプル５〜７のコアロスがサンプル４のコアロスより小さいことを示し、サンプル５〜８のコアロスがサンプル９のコアロスより小さいことを示している。表１は、さらに、サンプル５〜８の飽和磁束密度が、サンプル４の飽和磁束密度以上であることを示し、サンプル５〜８の飽和磁束密度が、サンプル９の飽和磁束密度より大きいことを示している。すなわち、表１は、サンプル５〜８の直流重畳特性が、サンプル４、９の直流重畳特性より良好であることを示している。表１は、さらに、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の添加量が０〜０．３ｗｔ％であるＮｉ−Ｚｎフェライト材料が、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が添加されていないＮｉ−Ｚｎフェライト材料に比較して、直流重畳特性がより良好であることを示している。表１は、さらに、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の添加量が０〜０．３ｗｔ％であるＮｉ−Ｚｎフェライト材料が、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の添加量が０．３ｗｔ％より大きいＮｉ−Ｚｎフェライト材料に比較して、直流重畳特性がより良好であることを示している。

表１は、サンプル４〜８の密度が５．１５ｇ／ｃｃ以上であり、サンプル４〜８が９１５℃の雰囲気で適切に焼成されていることを示している。表１は、サンプル９の密度が５．１５ｇ／ｃｃ未満であり、サンプル９が９１５℃の雰囲気で適切に焼成されていないことを示している。すなわち、表１は、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の添加量が０．３ｗｔ％より大きいＮｉ−Ｚｎフェライト材料が９１５℃の雰囲気で適切に焼成されないことを示している。

サンプル１０は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．１５ｗｔ％添加され、酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が添加されていない。サンプル１０は、比透磁率が１９０であり、コアロスが１６００ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４３６ｍＴであり、密度が５．１９ｇ／ｃｃである。

サンプル１１は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．１５ｗｔ％添加され、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．０１ｗｔ％添加されている。サンプル１１は、比透磁率が１９３であり、コアロスが１５６０ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４３８ｍＴであり、密度が５．２ｇ／ｃｃである。

サンプル１２は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．１５ｗｔ％添加され、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．０５ｗｔ％添加されている。サンプル１２は、比透磁率が１９７であり、コアロスが１３５０ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４４５ｍＴであり、密度が５．２３ｇ／ｃｃである。

サンプル１３は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．１５ｗｔ％添加され、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．１ｗｔ％添加されている。サンプル１３は、比透磁率が２０７であり、コアロスが１４００ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４４３ｍＴであり、密度が５．２４ｇ／ｃｃである。

サンプル１４は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．１５ｗｔ％添加され、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．１３ｗｔ％添加されている。サンプル１４は、比透磁率が２０８であり、コアロスが１４２０ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４４２ｍＴであり、密度が５．２４ｇ／ｃｃである。

サンプル１５は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．１５ｗｔ％添加され、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．１５ｗｔ％添加されている。サンプル１５は、比透磁率が２１０であり、コアロスが１４３０ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４４０ｍＴであり、密度が５．２２ｇ／ｃｃである。

サンプル１６は、副成分としてケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３が０．１５ｗｔ％添加され、副成分として酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が０．１７ｗｔ％添加されている。サンプル１６は、比透磁率が２０３であり、コアロスが１５３０ｋＷ／ｍ^３であり、飽和磁束密度が４３５ｍＴであり、密度が５．１９ｇ／ｃｃである。

表１は、サンプル１１〜１５の比透磁率がサンプル１０の比透磁率より大きいことを示している。表１は、サンプル１１〜１５のコアロスが、サンプル１０のコアロスより小さいことを示している。表１は、サンプル１１〜１５の飽和磁束密度が、サンプル１０の飽和磁束密度より大きく、サンプル１６の飽和磁束密度より大きいことを示している。すなわち、表１は、サンプル１１〜１５の直流重畳特性が、サンプル１０、１６の直流重畳特性より良好であることを示している。表１は、さらに、酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の添加量が０〜０．１５ｗｔ％であるＮｉ−Ｚｎフェライト材料が、酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３が添加されていないＮｉ−Ｚｎフェライト材料に比較して、直流重畳特性がより良好であることを示している。表１は、さらに、酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の添加量が０〜０．１５ｗｔ％であるＮｉ−Ｚｎフェライト材料が、酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の添加量が０．１５ｗｔ％より大きいＮｉ−Ｚｎフェライト材料に比較して、直流重畳特性がより良好であることを示している。

表１は、サンプル１１〜１５の密度が５．１５ｇ／ｃｃ以上であり、サンプル１１〜１５が９１５℃の雰囲気で適切に焼成されていることを示している。表１は、サンプル１１〜１５の密度がサンプル１０、１６の密度より大きいことを示している。すなわち、表１は、酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の添加量が０〜０．１５ｗｔ％であるＮｉ−Ｚｎフェライト材料が９１５℃の雰囲気で適切に焼成されることを示している。すなわち、表１は、酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の添加量が０〜０．１５ｗｔ％であるＮｉ−Ｚｎフェライト材料が、酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の添加量が０〜０．１５ｗｔ％でないＮｉ−Ｚｎフェライト材料に比較して、より緻密に焼結されていることを示している。

［Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料の効果］
実施形態におけるＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、主成分と副成分とを含んでいる。主成分は、４５〜５０ｍｏｌ％の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３と、１０〜３０ｍｏｌ％の酸化亜鉛ＺｎＯと、０〜５ｍｏｌ％の酸化マンガンＭｎＯと、２〜５ｍｏｌ％の酸化銅ＣｕＯと、残部の酸化ニッケルＮｉＯとを含有している。主成分中の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３の濃度と主成分中の酸化マンガンＭｎＯの濃度との和は、５０ｍｏｌ％以上である。副成分は、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３とを含有している。ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の濃度は、主成分の質量と副成分の質量との和に対して、０ｗｔ％より大きく、０．３ｗｔ％以下である。酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の濃度は、主成分の質量と副成分の質量との和に対して、０ｗｔ％より大きく、０．１５ｗｔ％以下である。

このようなＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、マンガンＭｎが添加されていることにより、飽和磁束密度が大きく、直流重畳特性が良好である。このようなＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３とが添加されることにより、１０００℃以下の雰囲気で適切に焼成された場合でも、比透磁率が大きく、コアロスが小さくなる。このようなＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、１０００℃以下の雰囲気で焼成されることにより、低コストで焼成されることができる。このようなＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、さらに、９５０℃以下の雰囲気で適切に焼成されることができる。このようなＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、９５０℃以下の雰囲気で焼成されることにより、銀Ａｇとともに焼成されることができる。

このようなＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、大気中で焼成されることができる。大気と異なる雰囲気で焼成する設備は、大気中で焼成する設備に比較して、高価である。その雰囲気としては、窒素雰囲気、真空雰囲気が例示される。このようなＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、大気雰囲気で焼成されることにより、大気と異なる雰囲気で焼成されることに比較して、低コストで焼成されることができる。

ところで、実施形態におけるＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、１０００℃以下の雰囲気で焼成されているが、１０００℃以下の雰囲気で焼成された場合でも、このような組成により、比透磁率が大きく、コアロスが小さく、飽和磁束密度が大きく、このため、直流重畳特性が良好である。実施形態におけるＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、さらに、大気中で焼成されているが、大気と異なる他の雰囲気で焼成されてもよい。その雰囲気としては、窒素雰囲気、真空雰囲気が例示される。Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料は、このような雰囲気で焼成された場合でも、このような組成により、比透磁率が大きく、コアロスが小さく、飽和磁束密度が大きく、このため、直流重畳特性が良好である。

実施形態におけるＮｉ−Ｚｎフェライト材料は、インダクタに利用されることができる。そのインダクタは、Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料からなるコアと、コアに巻線されるコイルとを備えている。このようなインダクタは、Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料の電気抵抗が十分に小さいことにより、コアとコイルとを電気的に絶縁するセパレータを設ける必要がなく、コアにコイルを直接巻線することができる。このようなインダクタは、コアにコイルを直接巻線することにより、小型化されることができる。

そのインダクタは、いわゆる積層インダクタであり、コアは、Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料からなる複数のフェライトシートが積層されることにより形成されている。このとき、コイルは、複数のフェライトシートにそれぞれ塗布された複数のパターンを有している。このような複数のフェライトシートは、Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料が９５０℃以下の雰囲気で焼成されることにより、銀Ａｇから形成される複数のパターンが焼成前の成形物に塗布された場合でも、銀Ａｇが溶け落ちることなく適切に焼成されることができる。このようなインダクタは、Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料からなる成形物に複数のパターンが塗布された後にその成形物を焼成することにより、容易に作製されることができる。

［Ｎｉ−Ｚｎフェライト製造方法の効果］
実施形態におけるＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法は、主成分から形成される仮焼き粉末に副成分が混合された混合物を成形することにより成形物を作製することと、成形物を１０００℃以下の温度で焼成することによりフェライト焼成体を作製することとを備えている。主成分は、４５〜５０ｍｏｌ％の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３と、１０〜３０ｍｏｌ％の酸化亜鉛ＺｎＯと、０〜５ｍｏｌ％の酸化マンガンＭｎＯと、２〜５ｍｏｌ％の酸化銅ＣｕＯと、残部の酸化ニッケルＮｉＯとを含有している。酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３の濃度と酸化マンガンＭｎＯの濃度との和は、５０ｍｏｌ％以上である。副成分は、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３とを含有している。ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の濃度は、主成分の質量と副成分の質量との和に対して、０ｗｔ％より大きく、０．３ｗｔ％以下である。酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の濃度は、主成分の質量と副成分の質量との和に対して、０ｗｔ％より大きく、０．１５ｗｔ％以下である。

このようなＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法は、成形物が１０００℃以下で焼成されることにより、成形物を高温で焼成する他のＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法に比較して、省エネであり、Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料の焼成体を低コストで製造することができる。

実施形態におけるフェライト製造方法では、フェライト焼成体は、成形物が９５０℃以下の温度で焼成されることにより作製される。このようなＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法は、成形物が９５０℃以下で焼成されることにより、成形物に銀Ａｇが塗布されている場合でも、銀Ａｇが溶け落ちることなく、成形物を適切に焼成することができる。

Claims (6)

1. 主成分と、
   副成分とを含み、
   前記主成分は、
   ４５〜５０ｍｏｌ％の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３と、
   １０〜３０ｍｏｌ％の酸化亜鉛ＺｎＯと、
   ０〜５ｍｏｌ％の酸化マンガンＭｎＯと、
   ２〜５ｍｏｌ％の酸化銅ＣｕＯと、
   残部の酸化ニッケルＮｉＯとを含有し、
   前記主成分中の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３の濃度と前記主成分中の酸化マンガンＭｎＯの濃度との和は、５０ｍｏｌ％以上であり、
   前記副成分は、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３とを含有し、
   ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の濃度は、前記主成分の質量と前記副成分の質量との和に対して、０ｗｔ％より大きく、０．３ｗｔ％以下であり、
   酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の濃度は、前記主成分の質量と前記副成分の質量との和に対して、０ｗｔ％より大きく、０．１５ｗｔ％以下である
   Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料。
2. 請求項１に記載のＮｉ−Ｚｎフェライト材料からなるコアと、
   前記コアに巻線されるコイル
   とを備えるインダクタ。
3. 前記コアは、前記Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料からなる複数のフェライトシートが積層されることにより形成され、
   前記コイルは、前記複数のフェライトシートにそれぞれ塗布された複数のパターンを有する
   請求項２に記載のインダクタ。
4. 主成分から形成される仮焼き粉末に副成分が混合された混合物を成形することにより成形物を作製することと、
   前記成形物を１０００℃以下の温度で焼成することによりフェライト焼成体を作製することとを備え、
   前記主成分は、
   ４５〜５０ｍｏｌ％の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３と、
   １０〜３０ｍｏｌ％の酸化亜鉛ＺｎＯと、
   ０〜５ｍｏｌ％の酸化マンガンＭｎＯと、
   ２〜５ｍｏｌ％の酸化銅ＣｕＯと、
   残部の酸化ニッケルＮｉＯとを含有し、
   酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３の濃度と酸化マンガンＭｎＯの濃度との和が５０ｍｏｌ％以上であり、
   前記副成分は、
   ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３と酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３とを含有し、
   前記主成分の質量と前記副成分の質量との和に対して、ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ_３の濃度は、０ｗｔ％より大きく、０．３ｗｔ％以下であり、酸化アンチモンＳｂ_２Ｏ_３の濃度は、０ｗｔ％より大きく、０．１５ｗｔ％以下である
   Ｎｉ−Ｚｎフェライト製造方法。
5. 前記フェライト焼成体は、前記成形物が９５０℃以下の温度で焼成されることにより作製される
   請求項４に記載のＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法。
6. 前記フェライト焼成体は、前記成形物が大気中で焼成されることにより作製される
   請求項４または請求項５に記載のＮｉ−Ｚｎフェライト製造方法。

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