JP2020132501A - 耐熱性高透磁率MnZnフェライト - Google Patents
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Abstract
Description
Fe2O3とZnOとMnOを主成分とするMnZnフェライトであって、
該主成分100mol%中、Fe2O3を50.60〜53.70mol%、ZnOを18.00〜20.00mol%、残部のMnOとなる量で含有し、
前記主成分の全量を100質量部としたときに、副成分としてCo2O3を0.10〜0.55質量部、Bi2O3を0.001〜0.030質量部、MoO3を0.001〜0.020質量部、SiO2を0.001〜0.010質量部、およびCaOを0.015〜0.030質量部含有し、
前記主成分の全量を100質量部としたときに、さらに副成分として、TiO2を0.10〜2.50質量部、および、SnO2を0.50〜4.00質量部、のいずれか一方または両方を含有することを特徴とする。
以下に本発明の実施形態に係るMnZnフェライトについて説明する。本実施形態によるMnZnフェライトは、例えば車載用のACラインフィルタなどの磁心材として用いられるため、高温環境での長時間連続使用に耐えるように、150℃以上という高いキュリー温度を有することが好ましい。キュリー温度とは、強磁性体が常磁性体に変わる温度である。MnZnフェライトにおいては、主成分のFe2O3、MnO、ZnOの比率によってキュリー温度がほぼ決定される。そのため、これらの配合量を適切に組み合わせて150℃以上のキュリー温度を有するMnZnフェライトを得ることができる。
MnZnフェライトはできるだけ高い比初透磁率を有することが好ましい。そのためには、均一で大きな結晶粒を有することが好ましい。そのため、材料として結晶粒成長を促すBi2O3と結晶粒の均一な成長を促すMoO3を組み合わせることで、均一で大きな結晶粒を得ることができ、高い比初透磁率が得られる。さらにCo2O3を含有することで、結晶磁気異方性の温度依存性を小さく抑制し、広い温度範囲(23〜120℃)で高い比初透磁率(8500以上)を得ることができる。これらの材料の配合量を適切に組み合わせることで、広い温度範囲にわたって高い比初透磁率を有するMnZnフェライトを得ることができる。
MnZnフェライトは、SiO2とCaOによる高い比抵抗を有する結晶粒界を形成することで、高周波領域における渦電流の発生を抑制し、高い周波数領域(〜200kHz)まで高い比初透磁率(8500以上)を保つことができる。また、コアに巻線を施してラインフィルタの磁心として使用する場合に、特に重要と考えられる周波数帯域(150kHzから1MHz近傍)において、大きなノイズ減衰能力(インピーダンス)を有することができる。
Fe2O3を50mol%以上含有するMnZnフェライトは、例えば120℃といった高温環境に放置すると、金属イオン(Fe2+やCo2+)が空孔子に拡散し始め、次第に磁壁の周りに空孔子が追いやられることで磁壁が動きにくくなり、比透磁率が低下すると考えられる。
次に、MnZnフェライトの製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態のMnZnフェライトコアの製造方法は、混合工程、乾燥・造粒工程、仮焼工程、解砕工程、乾燥・造粒工程、成型工程、および焼結工程を含んでいる。
焼結後のFe2O3含有量が50.60mol%、ZnO含有量が18.50mol%、MnO含有量が30.90mol%として合計100mol%となるように、混合工程では、Fe2O3を49.40mol%、ZnOを19.10mol%、Mn3O4をMnO換算で31.50mol%として合計100mol%となるように各原料粉末を秤量して混合した。混合工程では、混合物のメジアン径D50が0.5μm以上、0.9μm以下となるまで混合物をアトライタで解砕した。次に、乾燥・造粒工程において、上記混合物の全質量を100質量部としたときに0.5質量部のポリビニルアルコールを加え、スプレードライヤーで噴霧することで顆粒を得た。次に仮焼工程としてこれを空気雰囲気中で750℃で1時間仮焼して仮焼物を得た。
Claims (6)
- Fe2O3とZnOとMnOを主成分とするMnZnフェライトであって、
該主成分100mol%中、Fe2O3を50.60〜53.70mol%、ZnOを18.00〜20.00mol%、残部のMnOとなる量で含有し、
前記主成分の全量を100質量部としたときに、副成分としてCo2O3を0.10〜0.55質量部、Bi2O3を0.001〜0.030質量部、MoO3を0.001〜0.020質量部、SiO2を0.001〜0.010質量部、およびCaOを0.015〜0.030質量部含有し、
前記主成分の全量を100質量部としたときに、さらに副成分として、TiO2を0.10〜2.50質量部、および、SnO2を0.50〜4.00質量部、のいずれか一方または両方を含有する、耐熱性高透磁率MnZnフェライト。 - 前記Co2O3を0.20〜0.40質量部、前記TiO2を0.75〜1.25質量部含有することを特徴とする請求項1に記載の耐熱性高透磁率MnZnフェライト。
- 前記Co2O3を0.20〜0.40質量部、前記SnO2を1.50〜2.50質量部含有することを特徴とする請求項1または2に記載の耐熱性高透磁率MnZnフェライト。
- 前記Bi2O3を0.005〜0.020質量部、前記MoO3を0.001〜0.010質量部含有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の耐熱性高透磁率MnZnフェライト。
- 前記SiO2を0.003〜0.006質量部、前記CaOを0.018〜0.023質量部含有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の耐熱性高透磁率MnZnフェライト。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の耐熱性高透磁率MnZnフェライトを含み、120℃の環境下に1000時間放置した前後の120℃における10kHzでの比初透磁率の変化率が絶対値として30%以下である、ラインフィルタ用のMnZnフェライトコア。
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