JP2022145508A

JP2022145508A - ＮｉＺｎ系フェライト

Info

Publication number: JP2022145508A
Application number: JP2022009479A
Authority: JP
Inventors: 智田中; Satoshi Tanaka
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2022-10-04

Abstract

【課題】生産性に優れ、温度に対する複素比透磁率の変化率の増加を抑制可能なＮｉＺｎ系フェライトを提供する。【解決手段】Ｆｅ２Ｏ３換算で４７．５０ｍｏｌ％以上４８．６０ｍｏｌ％以下のＦｅ、ＺｎＯ換算で２９．００ｍｏｌ％以上３０．１１ｍｏｌ％以下のＺｎ、ＣｕＯ換算で５．５０ｍｏｌ％以上６．５０ｍｏｌ％以下のＣｕ、ＮｉＯ換算で１４．８０ｍｏｌ％以上１８．００ｍｏｌ％以下のＮｉからなり、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯの合計量が１００ｍｏｌ％であって、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕの合計量をそれぞれＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ換算で１００質量部としたとき、ＭｎがＭｎ３Ｏ４換算で０．１００質量部以上０．４００質量部以下、ＴｉがＴｉＯ２換算で０．０５０質量部以上０．５００質量部以下、ＣａがＣａＯ換算で０．０２５質量部以下、ＳｉがＳｉＯ２換算で０．２５０質量部以下である、ＮｉＺｎ系フェライトとする。【選択図】図３

Description

本発明は、ＮｉＺｎ系フェライトに関するものである。

近年の自動車では、複数の電子制御装置の間で差動伝送によるデータ通信を行う車載ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）による車両制御システムが採用されている。車両制御システムでは様々な電子部品が使用されているが、データ通信におけるノイズの漏洩防止や、外来ノイズが信号の経路に重畳するのを抑制し、車載機器の誤動作を防ぐように、信号の経路にノイズフィルタが使用されている。ノイズフィルタは、フェライトコア（以下磁心と呼ぶ）に導線を巻いたコモンモードチョークコイルが使用される。コモンモードチョークコイルの構成は様々だが、例えば特許文献１に記載されるような、ドラム型のコアと、それを覆う板状のコアを磁心として使用するコモンモードチョークコイルがある。

ノイズフィルタでは、磁心を構成するソフトフェライトの複素比透磁率μと周波数の積で表されるインピーダンスＺをノイズの除去に利用する。

一般にソフトフェライトの複素比透磁率μには、磁気共鳴による損失によって周波数が高くなると実数部μ’が低下するスネーク（Ｓｎｏｅｋ）の限界があることが知られている。複素比透磁率μが高いソフトフェライトほど、相対的に低い周波数から実部μ’が低下し始める。実部μ’が低下するに従い、虚部μ”は増加し、ピークを示した後、低下する。このような複素比透磁率μは式１で表され、その実部μ’、虚部μ”の変化に応じて、インピーダンスＺは周波数が高くなるに従い指数的に増加し、実部μ’と虚部μ”の低下に伴い減少する挙動を示す。

例えば、車載ＬＡＮとして広く普及する差動伝送によるデータ通信の規格としてＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ））が知られている。信号周波数（ＣＡＮでは、２５０ｋＨｚあるいは５００ｋＨｚ）の高調波が数十ＭＨｚ帯まで放射ノイズとなる場合があるため、信号経路に使用されるノイズフィルタは、コモンモードノイズを減衰させるように１０ＭＨｚ以上の高周波数帯でインピーダンスが大きいことが求められている。

またノイズフィルタは、高温となる自動車のエンジンルーム内でも使用される。その為、例えば－４０℃～＋１５０℃の広い温度範囲で使用可能であるように、ソフトフェライトの磁気転移温度（キュリー温度Ｔｃ）は、少なくとも使用される温度を超える１５０℃超の温度であり、複素比透磁率μの温度依存性が小さいことが要求される場合もある。

このような要求事項に対して、特許文献２ではＦｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉを含み、Ｆｅ－Ｚｎ－Ｎｉ－Ｃｕ結晶の粒界にＴｉを含む化合物を分散させたノイズフィルタ用のソフトフェライトを開示している。キュリー温度が１６０℃以上であり、透磁率の温度変化率を－４０％以上４０％以下に抑えることができて、低温域から高温域にわたる広範囲な温度域において、安定したノイズ除去性能を有する優れたノイズフィルタとすることができると記載されている。

特開２０１２－８９８０４号公報特開２０１１－２４６３４３号公報

特許文献２では、結晶粒界にＴｉを含む化合物を分散させる粒界構造とするのに、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ粉末を７００℃以上７５０℃以下の温度で仮焼し、得られた仮焼粉体に、更にＴｉＯ_２を添加して均質に粉砕し、得られた粉砕粉を成形して所定の温度で焼成することが必要である。
ところでソフトフェライトの磁気特性は、素原料に含まれる不可避不純物の量によって影響されることが知られている。本発者はＴｉを含むＮｉＺｎ系フェライトの透磁率の温度変化率について、素原料に含まれる不可避不純物であるＭｎ、Ｃａ、Ｓｉに着目して検討したところ、ＭｎとＳｉは温度変化率の絶対値を大きくし、Ｃａは透磁率を低下させることが判明した。このことは特許文献２では開示されていない、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｓｉを含むＮｉＺｎ系フェライトにおける課題である。
また特許文献２の表２によれば、ＴｉＯ_２量が増加するに従いキュリー温度Ｔｃが減少し、高温側の透磁率の温度変化率は増加する傾向があり、更なる改善の余地があった。

そこで本発明は、キュリー温度が高く、温度に対する複素比透磁率の変化率を抑制可能なＮｉＺｎ系フェライトを提供することを目的とする。

本発明は、Ｆｅ_２Ｏ_３換算で４７．５０ｍｏｌ％以上４８．６０ｍｏｌ％以下のＦｅ、ＺｎＯ換算で２９．００ｍｏｌ％以上３０．１１ｍｏｌ％以下のＺｎ、ＣｕＯ換算で５．５０ｍｏｌ％以上６．５０ｍｏｌ％以下のＣｕ、ＮｉＯ換算で１４．８０ｍｏｌ％以上１８．００ｍｏｌ％以下のＮｉからなり、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯの合計量が１００ｍｏｌ％であって、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕの合計量をそれぞれＦｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ換算で１００質量部としたとき、ＭｎがＭｎ_３Ｏ_４換算で０．１００質量部以上０．４００質量部以下、ＴｉがＴｉＯ_２換算で０．０５０質量部以上０．５００質量部以下、ＣａがＣａＯ換算で０．０２５質量部以下、ＳｉがＳｉＯ_２換算で０．２５０質量部以下である、ＮｉＺｎ系フェライトである。

本発明においては、ＴｉがＴｉＯ_２換算で０．１６０質量部以上０．５００質量部以下であるのが好ましい。

また本発明においては、ＭｎがＭｎ_３Ｏ_４換算で０．１００質量部以上０．３５０質量部以下、ＴｉがＴｉＯ_２換算で０．１６０質量部以上０．４５０質量部以下であるのが好ましい。

本発明によれば、キュリー温度が高く、温度に対する複素比透磁率の変化率を抑制可能なＮｉＺｎ系フェライトを提供することが出来る。

本発明のＮｉＺｎ系フェライトが用いられる電子部品の一例を示す等価回路図である。本発明のＮｉＺｎ系フェライトが用いられた磁心にコイルと端子を設けた構造を示す斜視図である。図２に示した電子部品の外観構造を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係るＮｉＺｎ系フェライトとそれを用いた磁心、ノイズフィルタについて具体的に説明する。特に断りがなければ一つの実施形態に関する説明は他の実施形態にも適用される。また下記説明は限定的ではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変更及び追加を施しても良く、適宜変更可能である。

図３はノイズフィルタの外観斜視図であり、本発明のＮｉＺｎ系フェライトは、例えばその磁心に用いられる。ノイズフィルタ１０は、ドラム型のコア（第１磁心）２１と板状のコア（第２磁心）２２と、第１磁心２１に設けられた巻線３０と端子３１、３２を含み、第１磁心２１を覆うように第２磁心２２が配置され、互いが接着固定された閉磁路構造に構成されている。

図２は図３のノイズフィルタ１０から第２磁心２２を除いて示した斜視図である。第１磁心２１は軸部（図示せず）と、その端部に第１の鍔部２５と第２の鍔部２６を有し、第１磁心２１の軸部上には２本の導線が螺旋状にバイファイラ巻で巻かれていて、第１導線３０ａおよび第２導線３０ｂを形成している。第１磁心２１の第１の鍔部２５には２つの端子３１、３２が形成されている。また第２の鍔部２６には端子３３のみが現れているが、第１の鍔部２５と同様の２つの端子が形成されていて、鍔部のそれぞれには２つの端子を有している。第１導線３０ａの一端は第１の端子３１と接続し、他端は図示されない第２の端子と接続する。また第２導線３０ｂの一端は第３の端子３２と接続し、他端は第４の端子３３と接続する。

図１は図３に示したノイズフィルタ（コモンモードチョークコイル）の等価回路図である。図中、ターミナルＴ１は図３のノイズフィルタにおいて第１の端子３１に対応する。またターミナルＴ２は図示されない第２の端子に対応する。ターミナルＴ３は第３の端子３２に対応し、ターミナルＴ４は第４の端子３３に対応する。

（ＮｉＺｎ系フェライトの組成）
磁心に用いるＮｉＺｎ系フェライトは、Ｆｅ_２Ｏ_３換算で４７．５０ｍｏｌ％以上４８．６０ｍｏｌ％以下のＦｅ、ＺｎＯ換算で２９．００ｍｏｌ％以上３０．１１ｍｏｌ％以下のＺｎ、ＣｕＯ換算で５．５０ｍｏｌ％以上６．５０ｍｏｌ％以下のＣｕ、ＮｉＯ換算で１４．８０ｍｏｌ％以上１８．００ｍｏｌ％以下のＮｉからなり、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯの合計量が１００ｍｏｌ％であって、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕの合計量をそれぞれＦｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ換算で１００質量部としたとき、ＭｎがＭｎ_３Ｏ_４換算で０．１００質量部以上０．４００質量部以下、ＴｉがＴｉＯ_２換算で０．０５０質量部以上０．５００質量部以下、ＣａがＣａＯ換算で０．０２５質量部以下、ＳｉがＳｉＯ_２換算で０．２５０質量部以下である組成で表される。この他に、素原料中の不可避的な不純物元素が含まれ得る。

ＦｅはＦｅ_２Ｏ_３換算で４７．５０ｍｏｌ％以上４８．６０ｍｏｌ％以下であるのが好ましい。Ｆｅ_２Ｏ_３量の増加とともに、後述する複素比透磁率μの変化率Δμ_ｍｉｎや変化率Δμ_ｍａｘの絶対値が増加し、４８．６０ｍｏｌ％超だと所望の変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘが得られない場合がある。ここで所望の変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘとは、変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘの絶対値がそれぞれ４５％以下である。また４７．５０ｍｏｌ％未満だと、温度２５℃における複素比透磁率μ_２５が低下し、所望の複素比透磁率μ_２５が得られない場合がある。所望の複素比透磁率μ_２５は９００超である。Ｆｅ_２Ｏ_３は４８．５０ｍｏｌ％以下とするのが更に好ましい。また４７．８０ｍｏｌ％以上が更に好ましく、４８．００ｍｏｌ％以上が一層好ましい。

ＺｎはＺｎＯ換算で２９．００ｍｏｌ％以上３０．１１ｍｏｌ％以下であるのが好ましい。ＺｎＯが２９．００ｍｏｌ％未満では、所望の複素比透磁率μ_２５が得られない場合がある。３０．１１ｍｏｌ％超では１６０℃以上のキュリー温度Ｔｃが得られない場合がある。変化率Δμ_ｍａｘを低減するのに２９．２５ｍｏｌ％以上であるのが好ましく、２９．９０ｍｏｌ％以下であるのが好ましい。

そしてＦｅ_２Ｏ_３及びＺｎＯの含有量は７７．００ｍｏｌ％以上７８．５０ｍｏｌ％以下であるのが好ましい。７７．００ｍｏｌ％以上とすることで複素比透磁率μ_２５を９００超とすることが出来る。より好ましくは７７．３０ｍｏｌ％以上である。また７８．４０ｍｏｌ％以下であるのが好ましい。

ＣｕはＣｕＯ換算で５．５０ｍｏｌ％以上６．５０ｍｏｌ％以下であるのが好ましい。ＣｕＯが５．５０ｍｏｌ％未満、あるいは６．５０ｍｏｌ％超であると、所望の複素比透磁率μ_２５が得られない場合がある。ＣｕＯの好ましい含有量は５．７０ｍｏｌ％以上である。また６．３０ｍｏｌ％以下が好ましい。

またＮｉはＮｉＯ換算で１４．８０ｍｏｌ％以上１８．００ｍｏｌ％以下であるのが好ましい。ＮｉＯ量はＦｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯの合計１００ｍｏｌ％から、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯの上記成分の合計量を引いた残部である。

不純物元素として、具体的には、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｃｌ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｐ、Ｔｅ、Ｉ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｐｂ等が挙げられる。本発明においては、いずれもＮｉＺｎ系フェライトのキュリー温度Ｔｃや温度に対する複素比透磁率の変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘに影響を与えない程度、すなわち所望の性能が得られる範囲であれば含んでいても良い。

Ｍｎは素原料となる酸化鉄に多く含まれるが、ＮｉＺｎ系フェライトに含まれるＭｎを、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ換算でのＦｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕの合計量１００質量部に対し、Ｍｎ_３Ｏ_４換算で０．１００質量部以上０．４００質量部以下とするのが好ましい。ＮｉＺｎ系フェライトに含まれるＭｎの量が増加すると、複素比透磁率の変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘの絶対値が増加するとともに、複素比透磁率は徐々に低下するため、０．４００質量部以下であるのが好ましく、更に０．３５０質量部以下であるのが好ましい。またＭｎの量を低減するには純度の高い酸化鉄を素原料に使用すれば良いが高価であるため、市場で入手可能な酸化鉄に含まれるＭｎ量を考慮して、０．１００質量部以上とするのが好ましい。

Ｓｉはその量が増加するほどＮｉＺｎ系フェライトのキュリー温度Ｔｃや複素比透磁率μを増加させる点で好ましいものの、複素比透磁率の変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘの絶対値もまた増加する為、ＮｉＺｎ系フェライトに含まれるＳｉを、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ換算でのＦｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕの合計量１００質量部に対してＳｉＯ_２換算で０．０５０質量部以下とするのが好ましく、更に好ましくは０．０１０質量部以下である。Ｓｉの下限は、ＳｉＯ_２換算で０質量部以上であり、工業的量産では不純物として入って０．００１質量部以上になることがある。

Ｃａはその量が増加するほどＮｉＺｎ系フェライトの複素比透磁率の変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘの絶対値を減少させるが、複素比透磁率も減少するため、ＮｉＺｎ系フェライトに含まれるＣａを、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ換算でのＦｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕの合計量１００質量部に対して、ＣａＯ換算で０．０２５質量部以下とするのが好ましく、０．０１５質量部以下とするのがより好ましい。Ｃａの下限は、ＣａＯ換算で０質量部以上であり、工業的量産では不純物として入って０．００１質量部以上になることがある。

Ｔｉはその量が増加するほどＮｉＺｎ系フェライトの複素比透磁率が増加するが、複素比透磁率の変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘの絶対値が増加するため、ＮｉＺｎ系フェライトに含まれるＴｉを、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ換算でのＦｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕの合計量１００質量部に対してＴｉＯ_２換算で０．０５０質量部以上０．５００質量部以下とするのが好ましい。更に好ましい下限は０．１６０質量部以上であり、上限は０．４５０質量部以下である。

素原料中に含まれるその他の不純物元素は酸化物換算でそれぞれ数ｐｐｍから数十ｐｐｍ程度を上限とするのが好ましい。またＮｉＺｎ系フェライトに含まれる他の不可避的不純物は、いずれも０．００５質量部以下であるのが好ましい。

Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯの各成分の定量は、蛍光Ｘ線分析及びＩＣＰ発光分光分析により行うことができる。予め蛍光Ｘ線分析により含有元素（Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓ、Ｂｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｐｂなど）の定性分析を行い、次に含有元素を標準サンプルと比較する検量線法により定量する。また不可避不純物は燃焼－赤外線吸収法や原子吸光法等の手段で定量することが出来る。なお、Ｆｅ_２Ｏ_３の素原料中に多く含まれるＭｎや、自然界に多く存在し、汚染を生じさせ易いＣａ、Ｓｉを除けば、他の元素は含まれていても微量であるので、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯの素原料の検査表に記載された量から、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯの組成比率に応じて算出した値を基に、組成比率からＮｉＺｎ系フェライトに含まれる量を算出しても差し支えない。

（ＮｉＺｎ系フェライトの製造方法）
ＮｉＺｎ系フェライトを構成するＦｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕの各元素の化合物（酸化物）粉末を素原料として用い、それらを所定割合で湿式混合した後、乾燥し、原料粉末とする。原料粉末を７００℃以上でかつ焼結温度より低い温度で仮焼きしてスピネル化を進め、仮焼体を得る。

スピネル化が進むに従い仮焼体の粉砕に時間を要するようになるため、焼結温度より低い仮焼温度は具体的には焼結温度に対して１００℃以上低いのが好ましい。一方、仮焼温度が７００℃未満であると、スピネル化が遅すぎて仮焼に必要な時間が長くなりすぎるため、７００℃以上であることが好ましい。仮焼温度は好ましくは８５０℃以上である。なお、仮焼体の組成が所望の組成と差（ずれ）があった場合に、仮焼体の粉砕の際に、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕの各元素の化合物を添加して組成調整しても良い。

仮焼体をイオン交換水とともにボールミルに投入し、湿式粉砕してスラリーとする。仮焼体の粉砕は、粉砕粉末の平均粒径（空気透過法で測定）が１．２μｍ以上２．５μｍ以下となるまで行うのが好ましく、１．５μｍ以上２．０μｍ以下となるまで行うのがより好ましい。粉砕時間は０．１時間以上４．０時間以下が好ましい。０．１時間未満では好ましい粉砕粒径が得られないことがあり、また４．０時間超だと粉砕機の粉砕メディアや容器等の部材の磨耗等による不純物の混入が増加するおそれがある。

スラリーにポリビニルアルコール等のバインダを加え、スプレードライヤーで顆粒化した後、加圧成形して所定形状の成形体を得る。成形体を焼成炉で１０００℃以上１２００℃以下の温度で焼結して焼結体（ＮｉＺｎ系フェライトの磁心）とする。焼成工程は昇温工程と、保持工程と、降温工程とを有する。焼成工程における雰囲気は、不活性ガス雰囲気でも大気雰囲気でも良い。１０００℃以上１２００℃以下の温度となる保持工程では、所定の温度範囲に所定時間保持するのが好ましい。

仮焼粉末の平均粉砕粒径が小さいと焼結反応活性が高く、低い温度から緻密化が促進され易いが、一方で焼成炉の設定温度が高いと焼結が過剰となり、粗大な結晶組織が生じて結晶粒径が均一で緻密な焼結体とするのが困難となる。粉砕粉末の平均粒径を１．２μｍ以上とし、焼成工程での焼結温度を１０００℃以上１２００℃以下とすることで、焼結体の複素比透磁率μ_２５や複素比透磁率μの変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘが安定するので好ましい。

得られた焼結体の複素比透磁率μ、焼結体密度ｄｓ、平均結晶粒径ｄは、下記の方法により測定することが出来る。また得られた複素比透磁率μから変化率Δμ_ｍａｘ、Δμ_ｍｉｎを算出することが出来る。

（１）複素比透磁率μ
焼結体を円環状の磁心とし、それに導線を巻回したコイル部品を評価用試料とする。ＬＣＲメータ（アジレント・テクノロジー株式会社製の４２８５Ａ）により、１００ｋＨｚ、１ｍＡの電流でのインダクタンスＬ_ｍと抵抗Ｒ_ｍとを測定し、得られたインダクタンスＬ_ｍと抵抗Ｒ_ｍから、式２～式４を用いて複素比透磁率μ、その実部μ’、虚部μ”を算出する。

（ａ）複素比透磁率μの実部μ’

（ｂ）複素比透磁率μの虚部μ”

（ｃ）複素比透磁率μ

なお、円環状の磁心は、磁路と直交する断面が矩形で、内径φ２０ｍｍ、外径φ３０ｍｍ、厚み８ｍｍの寸法とした。またＡｅは磁心の実効断面積（ｍ^２）、ｌｅは磁心の実効磁路長（ｍ）、μ_０は真空の透磁率［４π×１０^－７］（Ｈ／ｍ）、Ｎは導線の巻き回数、ｆは周波数（Ｈｚ）、Ｌｍは測定インダクタンス（Ｈ）、Ｒｍは測定抵抗（Ω）である。導線は線径がφ０．５ｍｍのエニックワイヤー (Ennick wire)を使用し、巻き回数Ｎは２０ターンとした。

（２）複素比透磁率μの変化率Δμ_ｍａｘ、Δμ_ｍｉｎ
複素比透磁率μの測定で使用する評価用試料を恒温槽内の測定治具に接続する。なお、測定治具はＬＣＲメータ（４２８５Ａ）に接続されており、－４０℃から１５０℃の間で、評価用試料の温度を変化させ、１００ｋＨｚの周波数で、インダクタンスＬ_ｍと抵抗Ｒ_ｍを測定する。温度Ｔの条件で得られたインダクタンスＬ_ｍと抵抗Ｒ_ｍから式２から式４によって複素比透磁率μ_Ｔを算出した。複素比透磁率μ_Ｔは温度Ｔにおける複素比透磁率μであり、例えば複素比透磁率μ_２５は温度２５℃における複素比透磁率μである。また複素比透磁率μ_ｍａｘは、－４０℃から１５０℃までの温度にて最も高い複素比透磁率μであり、Ｔμ_ｍａｘは複素比透磁率μ_ｍａｘとなる温度である。また複素比透磁率μ_ｍｉｎは、－４０℃から１５０℃までの温度にて最も低い複素比透磁率μであり、Ｔμ_ｍｉｎは複素比透磁率μ_ｍｉｎとなる温度である。得られた複素比透磁率μを使って式５から変化率Δμ_ｍａｘを、式６から変化率Δμ_ｍｉｎを算出する。

複素比透磁率μの正の側の最大の変化率Δμ_ｍａｘは式５で算出された絶対値である。

複素比透磁率μの負の側の最大の変化率Δμ_ｍｉｎは式６で算出された絶対値である。

（３）キュリー温度Ｔｃ
キュリー温度Ｔｃは、同様の試料を用いて、ＬＣＲメータを用いてＪＩＳＣ２５６０により求めた。

（４）焼結体密度ｄｓ
ＮｉＺｎ系フェライトの焼結体の寸法及び重量から体積重量法により密度を算出した。焼結体密度は５．１０×１０^３ｋｇ／ｍ^３を閾値とし、閾値超を「良好」と判断した。焼結体密度が小さいと焼結不足が考えられ、機械的強度が劣り、欠けや割れが生じ易い。

（５）平均結晶粒径
ＮｉＺｎ系フェライトの焼結体を焼成温度より低い温度でサーマルエッチングし、その表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（３０００倍）を撮った。ＳＥＭ写真の観察面積は、３０００倍で３３μｍ×４３μｍであった。ＳＥＭ写真上に長さＬ１の３本の任意の直線を引き、各直線上に存在する結晶粒の数Ｎ１をカウントし、各直線について長さＬ１を粒子数Ｎ１で除した値Ｌ１／Ｎ１を算出し、Ｌ１／Ｎ１の値の合計を３で割って、平均結晶粒径とした。なお、サーマルエッチングは結晶粒界が確認できる温度で行えばよく、典型的には焼成温度より５０℃から１００℃程度低い温度で行うのが好ましい。ＮｉＺｎ系フェライトの焼結体の焼成温度が不明な場合には、低い温度でサーマルエッチングを開始し、少しずつ温度を上げながら結晶粒界が確認できるようになるまで行えばよい。

実施例１～１５、及び比較例１～４
表１に示す組成のＮｉＺｎ系フェライトが得られるように秤量したＦｅ_２Ｏ_３粉末、ＺｎＯ粉末、ＣｕＯ粉末、ＮｉＯ粉末、Ｍｎ_３Ｏ_４粉末、ＴｉＯ_２粉末、ＣａＣＯ_３粉末、及びＳｉＯ_２粉末の各素原料を使用し、Ｆｅ_２Ｏ_３粉末、ＺｎＯ粉末、ＣｕＯ粉末、ＮｉＯ粉末を湿式混合した後、乾燥し、９００℃の温度で１時間仮焼した。得られた各仮焼体を、Ｍｎ_３Ｏ_４粉末、ＣａＣＯ_３粉末、ＳｉＯ_２粉末、イオン交換水とともにボールミルに投入し、アトライターで粉砕してスラリーとした。得られたスラリーの一部を乾燥して空気透過法により平均粉砕粒径を評価した。平均粉砕粒径はいずれも１．７μｍから１．９μｍの範囲内であった。残りのスラリーにバインダとしてポリビニルアルコールを加え、スプレードライヤーにより乾燥とともに顆粒化し、加圧成形して円環状の各成形体を得た。

各成形体を１１００℃の温度、保持時間は２時間で焼結し、外径３０ｍｍ×内径２０ｍｍ×厚さ８ｍｍの円環状の各ＮｉＺｎ系フェライト焼結体を得た。焼成雰囲気は大気中である。

各ＮｉＺｎ系フェライト焼結体の密度ｄｓ、複素比透磁率μ、キュリー温度Ｔｃ、複素比透磁率μの変化率Δμｍｉｎ、Δμｍａｘを上記の方法により測定又は算出した。得られた結果を表２示す。なお表２では、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕを主成分とするのに対して、Ｍｎ_３Ｏ_４、ＣａＯ、ＳｉＯ_２を副成分として示している。

実施例、比較例ともに、いずれのＮｉＺｎ系フェライト焼結体も密度ｄｓが５．１５×１０^３ｋｇ／ｍ^３を超えて良好であった。また平均結晶粒径は５μｍ～２０μｍの範囲内となっていた。

実施例１から１５のＮｉＺｎ系フェライトでは、複素比透磁率が９００を超え、複素比透磁率の変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘの絶対値が４５％以下であり、キュリー温度Ｔｃが１６０℃以上であった。ＴｉがＴｉＯ_２換算で０．１６０質量部以上の実施例では複素比透磁率が一層高められている。また、Ｍｎの上限をＭｎ_３Ｏ_４換算で０．３５０質量部とし、Ｔｉの上限をＴｉＯ_２換算で０．４５０質量部とする範囲の実施例では、複素比透磁率の変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘの絶対値が４０％以下となった。一方で、比較例１から４では複素比透磁率が低く、また変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘが大きいものがあり、所望の性能が得られなかった。

以上の説明の通り、本発明によれば、キュリー温度Ｔｃが高く、温度に対する複素比透磁率μの変化率Δμ_ｍｉｎ、Δμ_ｍａｘが小さいＮｉＺｎ系フェライトとすることが出来る。

１０電子部品
２１第１磁心
２２第２磁心
３０巻線（導線）
３１、３２．３３端子

Claims

Ｆｅ_２Ｏ_３換算で４７．５０ｍｏｌ％以上４８．６０ｍｏｌ％以下のＦｅ、ＺｎＯ換算で２９．００ｍｏｌ％以上３０．１１ｍｏｌ％以下のＺｎ、ＣｕＯ換算で５．５０ｍｏｌ％以上６．５０ｍｏｌ％以下のＣｕ、ＮｉＯ換算で１４．８０ｍｏｌ％以上１８．００ｍｏｌ％以下のＮｉからなり、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯの合計量が１００ｍｏｌ％であって、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕの合計量をそれぞれＦｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ換算で１００質量部としたとき、
ＭｎがＭｎ_３Ｏ_４換算で０．１００質量部以上０．４００質量部以下、ＴｉがＴｉＯ_２換算で０．０５０質量部以上０．５００質量部以下、ＣａがＣａＯ換算で０．０２５質量部以下、ＳｉがＳｉＯ_２換算で０．２５０質量部以下である、ＮｉＺｎ系フェライト。
請求項１に記載のＮｉＺｎ系フェライトであって、
ＴｉがＴｉＯ_２換算で０．１６０質量部以上０．５００質量部以下である、ＮｉＺｎ系フェライト。
請求項２に記載のＮｉＺｎ系フェライトであって、
ＭｎがＭｎ_３Ｏ_４換算で０．１００質量部以上０．３５０質量部以下、ＴｉがＴｉＯ_２換算で０．１６０質量部以上０．４５０質量部以下である、ＮｉＺｎ系フェライト。