JP2022067365A - ＭｎＺｎ系フェライト - Google Patents

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Abstract

【課題】高周波数の電圧変動に対しても損失の低減が可能なＭｎＺｎ系フェライトを提供すること。【解決手段】Ｆｅ２Ｏ３とＺｎＯとＭｎＯを主成分とし、前記主成分１００ｍｏｌ％中、Ｆｅ２Ｏ３が５３．２～５６．３ｍｏｌ％、ＺｎＯが１．０～９．０ｍｏｌ％、残部がＭｎＯであり、前記主成分１００質量％に対し、副成分として、Ｃｏ２Ｏ３を０．９～２．０質量％、ＳｉＯ２を０．００５～０．０６質量％、ＣａＯを０．０１～０．０６質量％を含有する、ＭｎＺｎ系フェライトである。【選択図】なし

Description

本発明は、ＭｎＺｎ系フェライトに関する。
ＭｎＺｎ系フェライトは、高初透磁率、高磁束密度、小さな磁場に対しても磁化しやすいなどの特性を有し、通信機器用途や電源用途などに広く用いられている。ＭｎＺｎ系フェライトは、用途に応じた特性が得られるよう種々の検討がなされている（例えば特許文献１～２）。
例えば特許文献１には、電力損失が最小となる温度域を２０～６０℃に調整するフェライトとして、Ｆｅ２Ｏ３ ５３．０～５４．５モル％、ＺｎＯ ６～１２モル％、残部ＭｎＯからなる主成分と、副成分として、ＣａＯ ２００～１０００ｐｐｍ、ＳｉＯ２ ０～３００ｐｐｍ、ＣｏＯ １００～４０００ｐｐｍ含有し、更にＮｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５の少なくとも１種を５０～５００ｐｐｍ含有する特定の液晶バックライト用低損失フェライとが開示されている。
また特許文献２では、広い温度帯域において電力損失が低く、かつ、電力損失の温度変化が小さいＭｎＺｎ系の磁性フェライト材料として、酸化鉄、酸化亜鉛および酸化マンガンを主成分とし、酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で７．０～９．０モル％の範囲、酸化マンガンの含有量がＭｎＯ換算で３６．８～３９．２モル％の範囲、および、残部酸化鉄を含有し、副成分として酸化コバルトをＣｏ３Ｏ４換算で２５００～４５００ｐｐｍの範囲で含有する特定の磁性フェライト材料が開示されている。
特開平９－２８６６号公報 特開２００１－８０９５２号公報
電子機器の小型化、高性能化に伴い、スイッチング電源におけるスイッチング周波数の高周波数化（例えば１～３ＭＨｚ）などが検討されている。スイッチング電源回路を構成するインダクタのコア材も高いスイッチング周波数に対しても、損失が少ないものが求められている。
本発明は上記課題を解決するものであり、高周波数の電圧変動に対しても損失の低減が可能なＭｎＺｎ系フェライトを提供する。
本発明に係るＭｎＺｎ系フェライトは、Ｆｅ２Ｏ３とＺｎＯとＭｎＯを主成分とし、
前記主成分１００ｍｏｌ％中、Ｆｅ２Ｏ３が５３．２～５６．３ｍｏｌ％、ＺｎＯが１．０～９．０ｍｏｌ％、残部がＭｎＯであり、
前記主成分１００質量％に対し、副成分として、Ｃｏ２Ｏ３を０．９～２．０質量％、ＳｉＯ２を０．００５～０．０６質量％、ＣａＯを０．０１～０．０６質量％を含有することを特徴とする。
上記ＭｎＺｎ系フェライトの一実施形態は、副成分として、更に、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、及びＮｂ２Ｏ５より選択される１種以上を、主成分１００質量％に対して合計で０．０３～０．１２質量％含有する。
上記ＭｎＺｎ系フェライトの一実施形態は、磁化曲線のヒステリシスループがパーミンバー型である。
上記ＭｎＺｎ系フェライトの一実施形態は、初透磁率が３００～９００Ｈ／ｍである。
上記ＭｎＺｎ系フェライトの一実施形態は、残留磁束密度（Ｂｒ）が４００ｍＴ以下である。
本発明により、高周波数の電圧変動に対しても損失の低減が可能なＭｎＺｎ系フェライトが提供される。
比較例９、比較例１０、実施例３５、実施例３６、実施例３８及び比較例１２のヒステリシスループを示すグラフである。
以下、本発明に係るＭｎＺｎ系フェライトについて説明する。
なお、数値範囲を示す「～」は特に断りがない限り、その下限値及び上限値を含むものとする。
＜ＭｎＺｎ系フェライト＞
本発明に係るＭｎＺｎ系フェライト（以下、本ＭｎＺｎ系フェライトとも記す）は、Ｆｅ２Ｏ３とＺｎＯとＭｎＯを主成分とし、前記主成分１００ｍｏｌ％中、Ｆｅ２Ｏ３が５３．２～６０．０ｍｏｌ％、ＺｎＯが１．０～９．０ｍｏｌ％、残部がＭｎＯであり、前記主成分１００質量％に対し、副成分として、Ｃｏ２Ｏ３を０．９～２．０質量％、ＳｉＯ２を０．００５～０．０６質量％、ＣａＯを０．０１～０．０６質量％を含有する。
上記本ＭｎＺｎ系フェライトは上記のような組成を有することで、誘導磁気異方性を発生し、後述するヒステリシスループのパーミンバー化が促進されて、高周波数の電圧変動に対する損失、中でもヒステリシス損失、残留損失を低減すると推測される。
図１を参照して磁化曲線のヒステリシスループを説明する。図１は後述する実施例においてＣｏ２Ｏ３の量を変化させた、比較例９、比較例１０、実施例３５、実施例３６、実施例３８及び比較例１２のヒステリシスループを示すグラフである。なお、図１のヒステリシスループは、後述する実施例の評価方法「残留磁束密度及びヒステリシスループ」において、印加磁場を１００Ａ／ｍとして測定したものである。比較例９が非パーミンバー型のヒステリシスループであり、比較例１０及び１２が弱パーミンバー型のヒステリシスループであり、実施例３５、３６及び３８がパーミンバー型のヒステリシスループである。
各グラフは横軸が磁場Ｈを表し、縦軸が磁束密度Ｂを表し、Ｈ＝０の近傍におけるヒステリシスループの傾きが初透磁率μである。非パーミンバー型のヒステリシスループでは、初透磁率μ及び残留磁束密度Ｂｒの値が大きい。一方パーミンバー型のヒステリシスループでは、初透磁率μ及び残留磁束密度Ｂｒの値が小さく、磁場Ｈの変動に対し磁束密度Ｂが追従するため、磁場を正方向に変化させた時と、負方向に変化させた時の磁束密度の差が小さくなっている。
本ＭｎＺｎ系フェライトは上記の組成を有することにより、パーミンバー型のヒステリシスループが得られる。その結果、高周波数の電圧変動に対してもヒステリシス損失及び残留損失の低減が可能なＭｎＺｎ系フェライトとなるものと推定される。
なお、本発明においては、パーミンバー型、弱パーミンバー型、非パーミンバー型を以下のように定義する。
パーミンバー型：μ≦７００かつＢｒ（ｍＴ）≦３００
弱パーミンバー型：７００＜μ≦９００かつＢｒ（ｍＴ）≦４００；または、
μ≦９００かつ３００＜Ｂｒ（ｍＴ）≦４００
非パーミンバー型： ９００＜μ、または、４００＜Ｂｒ（ｍＴ）
本ＭｎＺｎ系フェライトはＦｅ２Ｏ３とＺｎＯとＭｎＯを主成分とする。
Ｆｅ２Ｏ３は、主成分１００ｍｏｌ％中、５３．２～５６．３ｍｏｌ％である。Ｆｅ２Ｏ３が５３．２ｍｏｌ％以上であることで、パーミンバー型のヒステリシスループが得られ、損失をより低減する点から５３．８ｍｏｌ％以上が好ましい。また、Ｆｅ２Ｏ３が５６．３ｍｏｌ％以下であることで、低温領域での損失の悪化も抑制でき、損失をより低減する点から５６．１ｍｏｌ％以下が好ましく、５５．９ｍｏｌ％以下がより好ましい。
ＺｎＯは、主成分１００ｍｏｌ％中、１．０～９．０ｍｏｌ％である。ＺｎＯが１．０ｍｏｌ％以上であることで焼結性に優れ、本ＭｎＺｎ系フェライトの生産性が向上する。ＺｎＯが９．０ｍｏｌ％以下であることで、パーミンバー型のヒステリシスループが得られ、損失が抑制される。損失をより低減する点からは、ＺｎＯは６．０ｍｏｌ％以下が好ましい。
主成分の残部（主成分１００ｍｏｌ％中、３１～４５．８ｍｏｌ％）がＭｎＯである。
また、本ＭｎＺｎ系フェライトは前記主成分１００質量％に対し、副成分として、Ｃｏ２Ｏ３を０．９～２．０質量％、ＳｉＯ２を０．００５～０．０６質量％、ＣａＯを０．０１～０．０６質量％を含有する。
Ｃｏ２Ｏ３が０．９質量％以上であることで、パーミンバー化が促進される。また、Ｃｏ２Ｏ３が２．０質量％以下であることで、低温領域での損失の悪化も抑制でき、１．７質量％以下が好ましい。
ＳｉＯ２が０．００５質量％以上であることで、十分に粒界相が形成され、損失が抑制され、強度も向上する。また、ＳｉＯ２が０．０６質量％以下であることで、結晶粒の肥大化が抑制される。損失をより低減する点からは、ＳｉＯ２は０．０２～０．０５質量％が好ましい。
ＣａＯが０．０１質量％以上であることで、十分に粒界相が形成され、損失が抑制され、強度も向上する。ＣａＯが０．０６質量％以下であることで、結晶粒の肥大化が抑制される。損失をより低減する点からは、ＣａＯは０．０３～０．０５質量％が好ましい。
本ＭｎＺｎ系フェライトは、本発明の効果を奏する範囲で更に他の成分を含有してもよい。好ましい成分としては、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５などが挙げられる。これらの成分は、１種単独で又は２種以上を含んでいてもよい。他の成分の合計の含有量は、主成分１００質量％に対して０．０３～０．１２質量％が好ましい。
本ＭｎＺｎ系フェライトは、特にヒステリシス損失、残留損失を低減する観点から、磁化曲線のヒステリシスループがパーミンバー型となるものが好ましい。
本ＭｎＺｎ系フェライトは、前記初透磁率μが３００～９００Ｈ／ｍであることが好ましい。初透磁率が３００～９００Ｈ／ｍの範囲内であると、より損失が低減される。
また、本ＭｎＺｎ系フェライトは、残留磁束密度Ｂｒが４００ｍＴ以下であることが好ましい。
本ＭｎＺｎ系フェライトは、例えば、スイッチング周波数が高周波数（例えば１～３ＭＨｚ）のスイッチング電源回路に用いられるインダクタのコア材として好適に用いることができる。
＜本ＭｎＺｎ系フェライトの製造方法＞
本ＭｎＺｎ系フェライトは上記特性の得られる方法の中から適宜選択すればよい。以下、Ｚｎ系フェライトの好適な製造方法について一例をあげて説明する。
まず、主成分であるＦｅ２Ｏ３とＺｎＯとＭｎＯとを上記組成となるように配合し、均一に混合し造粒する。得られた粉末は、例えば、６５０～９５０℃程度で仮焼してもよい。
得られた粉末は、平均粒径が１μｍ未満程度となるまで解砕し、解砕粉に対して前記副成分を上記組成となるように添加する。均一に混合したのち、１１５０～１３００℃程度で焼成することで、本ＭｎＺｎ系フェライトが得られる。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、これらの記載により本発明を制限するものではない。
［実施例１］
焼結後のＦｅ２Ｏ３含有量が５６．３ｍｏｌ％、ＺｎＯ含有量が４．０ｍｏｌ％、ＭｎＯ含有量が３９．７ｍｏｌ％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、混合物の平均粒径が１．０μｍ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。
得られた仮焼物の全質量を１００質量部としたときに、副成分として、ＳｉＯ２を０．０３質量％、ＣａＯを０．０４質量％、ＺｒＯ２を０．０７５質量％、Ｃｏ２Ｏ３を１．５質量％となるように、各原料粉末を添加した。
次に、解砕工程として仮焼物と添加物の混合物を、解砕後の粒径のメジアン径Ｄ５０が０．５μｍ以上、１．０μｍ以下になるように解砕機で解砕して解砕粉末を得た。次に乾燥・造粒工程としてこの解砕物に、解砕物の全質量を１００質量部としたときに、１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。このときの顆粒のメジアン径Ｄ５０は１００μｍであった。次に成型工程、および焼結工程としてこの顆粒を外径が１６ｍｍ、内径が１０ｍｍ、高さが５ｍｍのトロイダル型のコアに成形し、１２００℃で焼結して焼結体（ＭｎＺｎ系フェライト）を得た。
［実施例２～５３、比較例１～１２］
上記実施例１において、主成分及び副成分の配合割合を、表１～表８のように各々変更した以外は、実施例と同様にして、各焼結体（ＭｎＺｎ系フェライト）を得た。
＜評価方法＞
（１）初透磁率
成形したトロイダル型のＭｎＺｎ系フェライト（コア）に１次巻き線を１０回巻き付け、インピーダンスアナライザーにより、２３℃における１０ＫＨｚの初透磁率μを測定した。
（２）残留磁束密度及びヒステリシスループ
成形したトロイダル型のコアに１次巻き線を２５回、２次巻き線を２５回巻き付け、ＢＨアナライザーにて磁場を１０００Ａ／ｍ印可したときのヒステリシスループを測定し残留磁束密度Ｂｒを求めた。
（３）コアロス（Ｐｃｖ）
成形したトロイダル型のコアに、１次巻き線を５回、２次巻き線を５回巻き付け、２５℃と、１２０℃の雰囲気下で、ＢＨアナライザーにて１ＭＨｚ－５０ｍＴの条件でＰｃｖを測定した。
結果を表１～表８に示す。
Figure 2022067365000001
Figure 2022067365000002
Figure 2022067365000003
Figure 2022067365000004
Figure 2022067365000005
Figure 2022067365000006
Figure 2022067365000007
Figure 2022067365000008
［結果のまとめ］
Ｆｅ２Ｏ３とＺｎＯとＭｎＯを主成分とし、前記主成分１００ｍｏｌ％中、Ｆｅ２Ｏ３が５３．２～５６．３ｍｏｌ％、ＺｎＯが１．０～９．０ｍｏｌ％、残部がＭｎＯであり、前記主成分１００質量％に対し、副成分として、Ｃｏ２Ｏ３を０．９～２．０質量％、ＳｉＯ２を０．００５～０．０６質量％、ＣａＯを０．０１～０．０６質量％を含有する、上記実施例１～５３のＭｎＺｎ系フェライトは、いずれもパーミンバー型のヒステリシスループが得られ、１ＭＨｚの高周波数の電圧変動に対しても損失の低減されることが示された。

Claims (5)

  1. Ｆｅ２Ｏ３とＺｎＯとＭｎＯを主成分とし、
    前記主成分１００ｍｏｌ％中、Ｆｅ２Ｏ３が５３．２～５６．３ｍｏｌ％、ＺｎＯが１．０～９．０ｍｏｌ％、残部がＭｎＯであり、
    前記主成分１００質量％に対し、副成分として、Ｃｏ２Ｏ３を０．９～２．０質量％、ＳｉＯ２を０．００５～０．０６質量％、ＣａＯを０．０１～０．０６質量％を含有する、ＭｎＺｎ系フェライト。
  2. 副成分として、更に、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、及びＮｂ２Ｏ５より選択される１種以上を、主成分１００質量％に対して合計で０．０３～０．１２質量％含有する、請求項１に記載のＭｎＺｎ系フェライト。
  3. 磁化曲線のヒステリシスループがパーミンバー型である、請求項１又は２に記載のＭｎＺｎ系フェライト。
  4. 初透磁率が３００～９００Ｈ／ｍである、請求項１～３のいずれか１項に記載のＭｎＺｎ系フェライト。
  5. 残留磁束密度（Ｂｒ）が４００ｍＴ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載のＭｎＺｎ系フェライト。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116813320A (zh) * 2023-06-08 2023-09-29 浙江工业大学 一种用于MHz频率的MnZn铁氧体
CN116813323A (zh) * 2023-07-07 2023-09-29 上海宝钢磁业有限公司 一种适用于25~140℃的宽温低损耗软磁锰锌铁氧体材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5231555B1 (ja) * 1967-07-25 1977-08-16
JPH08191011A (ja) * 1994-11-07 1996-07-23 Kawasaki Steel Corp Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃｏ系フェライト磁心材料
JPH08148322A (ja) * 1994-11-17 1996-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 酸化物磁性体材料およびそれを使用するスイッチング電源
JP3924272B2 (ja) * 2002-09-02 2007-06-06 Ｔｄｋ株式会社 Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、トランス用磁心およびトランス
CN100340523C (zh) * 2005-03-21 2007-10-03 乳源东阳光磁性材料有限公司 较高磁导率低损耗锰锌系铁氧体及其制备方法
JP2007112695A (ja) * 2005-09-22 2007-05-10 Tdk Corp Ｍｎフェライトの製造方法
JP2010083692A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Tdk Corp ＮｉＭｎＺｎ系フェライト
CN101412622A (zh) * 2008-10-31 2009-04-22 天通控股股份有限公司 高频镍铜锌铁氧体及其制备方法
CN101620907B (zh) * 2009-06-05 2011-06-08 南京精研磁性技术有限公司 低待机功耗fpt型宽温软磁铁氧体材料及其制备方法
CN102424573B (zh) * 2011-09-05 2013-02-20 苏州冠达磁业有限公司 一种宽温低损耗锰锌系铁氧体及其制备方法
CN105097169B (zh) * 2014-05-15 2018-05-04 Tdk株式会社 铁氧体磁芯、电子部件以及电源装置
JP6536790B2 (ja) * 2014-05-15 2019-07-03 Tdk株式会社 フェライトコア、電子部品、及び、電源装置
WO2016104593A1 (ja) * 2014-12-25 2016-06-30 日立金属株式会社 ＭｎＺｎ系フェライトの製造方法及びＭｎＺｎ系フェライト
JP6655381B2 (ja) * 2015-12-21 2020-02-26 Ｎｊコンポーネント株式会社 Ｎｉ−Ｍｎ−Ｚｎフェライト材料
EP3441996A4 (en) * 2016-03-25 2019-08-14 Hitachi Metals, Ltd. METHOD FOR PRODUCING A FERRITE MAGNET FOR MN-ZN SYSTEM AND FERRITMAGNETKERN OF AN MN-ZN SYSTEM
CN106830913B (zh) * 2017-03-22 2020-01-10 天通控股股份有限公司 一种高频低损耗高饱和磁通密度软磁铁氧体材料及其制备方法
CN107129291B (zh) * 2017-06-15 2018-05-01 浙江大学 具有高频低温度系数低损耗MnZn软磁铁氧体材料及其制备方法
CN110803920A (zh) * 2019-09-11 2020-02-18 横店集团东磁股份有限公司 一种高频低功耗NiZn软磁铁氧体材料的制备方法
CN110526702B (zh) * 2019-10-12 2022-03-15 合肥工业大学 一种碳复合锰锌铁氧体宽频吸波材料的制备方法

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