JP2510788B2 - 低電力損失酸化物磁性材料 - Google Patents
低電力損失酸化物磁性材料Info
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- JP2510788B2 JP2510788B2 JP3000729A JP72991A JP2510788B2 JP 2510788 B2 JP2510788 B2 JP 2510788B2 JP 3000729 A JP3000729 A JP 3000729A JP 72991 A JP72991 A JP 72991A JP 2510788 B2 JP2510788 B2 JP 2510788B2
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- Japan
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- ppm
- power loss
- loss
- low power
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- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチングコンバータ
ーやディスプレイモニタ電源等に用いられるトランスコ
ア用材料に適した低電力損失Ｍｎ−Ｚｎフェライトに関
するものである。
ーやディスプレイモニタ電源等に用いられるトランスコ
ア用材料に適した低電力損失Ｍｎ−Ｚｎフェライトに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にこの種の用途を持つＭｎ−Ｚｎフ
ェライトについては、従来結晶粒径を１０μｍ程度に制
御し、主として１００〜３００ｗｔ．ｐｐｍ（以下 ｐ
ｐｍと略す）のＳｉＯ２、１００〜１０００ｐｐｍのＣ
ａＯを添加して渦電流損失を抑え、その特性を改善する
ことが行われてきた。
ェライトについては、従来結晶粒径を１０μｍ程度に制
御し、主として１００〜３００ｗｔ．ｐｐｍ（以下 ｐ
ｐｍと略す）のＳｉＯ２、１００〜１０００ｐｐｍのＣ
ａＯを添加して渦電流損失を抑え、その特性を改善する
ことが行われてきた。
【０００３】一方、近年、この種のフェライトコアが用
いられている機器の小型化、あるいは高周波化、大電力
化から、トランスの高周波、高負荷対応が要求されるよ
うになりつつあるが、従来のＭｎ−Ｚｎフェライト材料
はこのような使用条件下では電力損失の増大による発熱
が多くなり、信頼性が低下するという問題が生ずる。
いられている機器の小型化、あるいは高周波化、大電力
化から、トランスの高周波、高負荷対応が要求されるよ
うになりつつあるが、従来のＭｎ−Ｚｎフェライト材料
はこのような使用条件下では電力損失の増大による発熱
が多くなり、信頼性が低下するという問題が生ずる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決するために電力損失が改善され、高周波、高負荷下で
も信頼性の高いＭｎ−Ｚｎフェライトからなる低電力損
失磁性材料を提供することを目的とする。
決するために電力損失が改善され、高周波、高負荷下で
も信頼性の高いＭｎ−Ｚｎフェライトからなる低電力損
失磁性材料を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】トランスコアに用いられ
る多結晶磁性材料の性能向上については、結晶粒界特性
の改善、結晶粒内特性の改善の二つの方向があるが、本
発明はＳｉＯ2 ，ＣａＯ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 の同時添
加により結晶粒界、結晶粒内の比抵抗を同時に高め、Ｍ
ｎＺｎフェライトの電力損失を改善するものである。
る多結晶磁性材料の性能向上については、結晶粒界特性
の改善、結晶粒内特性の改善の二つの方向があるが、本
発明はＳｉＯ2 ，ＣａＯ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 の同時添
加により結晶粒界、結晶粒内の比抵抗を同時に高め、Ｍ
ｎＺｎフェライトの電力損失を改善するものである。
【０００６】即ち、Ｆｅ2 Ｏ3 ５０〜５６ mol％、Ｍｎ
Ｏ２５〜４０ mol％、ＺｎＯ５〜２０ mol％の組成のＭ
ｎ−Ｚｎフェライトにおいて、ＳｉＯ2 ５０〜３００pp
m 、ＣａＯ１００〜１０００ppm 、Ｖ2 Ｏ5 ５０〜１０
００ppm 、ＴｉＯ2 １０００〜５０００ppm の同時添加
によってＭｎＺｎフェライトの比抵抗を高め、電力損失
を大きく改善することを特徴とするものである。ここで
Ｖ2 Ｏ5 はＣａＯの効果を高めて粒界特性を改善し、Ｔ
ｉＯ2 は粒内に固溶し、粒内の特性を改善する。これら
の相乗効果によって、全体の損失を大きく改善すること
が可能になった。
Ｏ２５〜４０ mol％、ＺｎＯ５〜２０ mol％の組成のＭ
ｎ−Ｚｎフェライトにおいて、ＳｉＯ2 ５０〜３００pp
m 、ＣａＯ１００〜１０００ppm 、Ｖ2 Ｏ5 ５０〜１０
００ppm 、ＴｉＯ2 １０００〜５０００ppm の同時添加
によってＭｎＺｎフェライトの比抵抗を高め、電力損失
を大きく改善することを特徴とするものである。ここで
Ｖ2 Ｏ5 はＣａＯの効果を高めて粒界特性を改善し、Ｔ
ｉＯ2 は粒内に固溶し、粒内の特性を改善する。これら
の相乗効果によって、全体の損失を大きく改善すること
が可能になった。
【０００７】
【作用】本発明における成分限定理由を以下に述べる。
即ち、主成分をＦｅ2 Ｏ3 ５０〜５６ mol％、ＭｎＯ２
５〜４０ mol％、ＺｎＯ５〜２０ mol％と限ったのは、
この範囲内で損失が最低となる温度を８０〜１００℃、
飽和磁束密度を５００mT程度とすることができるからで
ある。
即ち、主成分をＦｅ2 Ｏ3 ５０〜５６ mol％、ＭｎＯ２
５〜４０ mol％、ＺｎＯ５〜２０ mol％と限ったのは、
この範囲内で損失が最低となる温度を８０〜１００℃、
飽和磁束密度を５００mT程度とすることができるからで
ある。
【０００８】副成分については、図１に示すように、Ｔ
ｉＯ2 の添加量が１０００ppm 未満では損失改善の効果
が顕著ではなく、５０００ppm を超えると無添加時より
も損失が悪化する。また、Ｖ2 Ｏ5 の添加量が５０ppm
未満では損失改善の効果が顕著ではなく、１０００ppm
を超えるとフェライト組織の制御が難しくなり、損失が
悪化する。ＳｉＯ2 については、その添加量が本発明範
囲に満たないと添加効果がなく、これを超えると結晶粒
径を制御することが困難になるからであり、ＣａＯにつ
いては、その添加量が本発明範囲を外れると添加効果が
みられず、損失が改善されない。上記範囲内の成分をも
つ従来の製造法で得られるＭｎＺｎフェライト材料は、
これをトランスコア材料として用いた場合に低電力損失
化の要求を満たすものである。
ｉＯ2 の添加量が１０００ppm 未満では損失改善の効果
が顕著ではなく、５０００ppm を超えると無添加時より
も損失が悪化する。また、Ｖ2 Ｏ5 の添加量が５０ppm
未満では損失改善の効果が顕著ではなく、１０００ppm
を超えるとフェライト組織の制御が難しくなり、損失が
悪化する。ＳｉＯ2 については、その添加量が本発明範
囲に満たないと添加効果がなく、これを超えると結晶粒
径を制御することが困難になるからであり、ＣａＯにつ
いては、その添加量が本発明範囲を外れると添加効果が
みられず、損失が改善されない。上記範囲内の成分をも
つ従来の製造法で得られるＭｎＺｎフェライト材料は、
これをトランスコア材料として用いた場合に低電力損失
化の要求を満たすものである。
【０００９】
【実施例】コア成形時の組成がＦｅ2 Ｏ3 ５３ mol％、
ＭｎＯ３６ mol％、ＺｎＯ１１ mol％、および副成分Ｓ
ｉＯ2 １５０ppm 、ＣａＯ４４０ppm 、Ｖ2 Ｏ5 ５４０
ppm 、ＴｉＯ2 １９００ppm となるように秤量し、これ
らをボールミルにて１０時間混合攪拌し、乾燥させたの
ち、９５０℃、２時間の仮焼を行い、これをボールミル
にて５時間粉砕した。このようにして得られた粉末原料
に結合材としてポリビニルアルコール溶液を加え、造粒
した後、２ ton／cm2 の圧力で外径３０mm、内径１７．
５mm、高さ６．５mmのトロイダルリングコアに成形し
た。この試料を１２５０℃で４時間酸素濃度を調整した
雰囲気にて本焼成を行った。
ＭｎＯ３６ mol％、ＺｎＯ１１ mol％、および副成分Ｓ
ｉＯ2 １５０ppm 、ＣａＯ４４０ppm 、Ｖ2 Ｏ5 ５４０
ppm 、ＴｉＯ2 １９００ppm となるように秤量し、これ
らをボールミルにて１０時間混合攪拌し、乾燥させたの
ち、９５０℃、２時間の仮焼を行い、これをボールミル
にて５時間粉砕した。このようにして得られた粉末原料
に結合材としてポリビニルアルコール溶液を加え、造粒
した後、２ ton／cm2 の圧力で外径３０mm、内径１７．
５mm、高さ６．５mmのトロイダルリングコアに成形し
た。この試料を１２５０℃で４時間酸素濃度を調整した
雰囲気にて本焼成を行った。
【００１０】得られた試料を周波数１００kHz 、最大磁
束密度２００mTにて損失を測定したところ、３８０kW／
ｍ3 であった。また、１０kHz 、２×１０-3Ｏｅでの比
初透磁率は２４５０であった。
束密度２００mTにて損失を測定したところ、３８０kW／
ｍ3 であった。また、１０kHz 、２×１０-3Ｏｅでの比
初透磁率は２４５０であった。
【００１１】本発明例１と同等の主成分でＴｉＯ2 及び
Ｖ2 Ｏ5 の添加量を第１表の本発明例２〜５のように変
えた結果を表２に併せて示す。比較例として、本発明例
１と同等の主成分で添加物をＣａＯ，ＳｉＯ2 に限った
場合、及びＴｉＯ2 あるいはＶ2 Ｏ5 をＣａＯ，ＳｉＯ
2 と共に添加した場合の結果も併せて示す。
Ｖ2 Ｏ5 の添加量を第１表の本発明例２〜５のように変
えた結果を表２に併せて示す。比較例として、本発明例
１と同等の主成分で添加物をＣａＯ，ＳｉＯ2 に限った
場合、及びＴｉＯ2 あるいはＶ2 Ｏ5 をＣａＯ，ＳｉＯ
2 と共に添加した場合の結果も併せて示す。
【００１２】表２より明らかなように、ＣａＯ，ＳｉＯ
2 ，ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ5 の複合添加が電力損失改善に大
きな効果があることが判る。ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ5 それぞ
れの添加量が１９００ppm ，２１０ppm の本発明例３で
損失が最も低く、ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ5 を添加しない場合
の比較例１に対して損失が周波数１００kHz 、最大磁束
密度２００mTで４０％改善されている。更に高周波の周
波数５００kHz 、最大磁束密度１００mTでの電力損失で
も、本発明例３では損失が比較例１に較べて３５％改善
されている。なお、飽和磁束密度は本発明範囲のＴｉＯ
2 ，Ｖ2 Ｏ5 の添加量の範囲では大きな影響は受けな
い。
2 ，ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ5 の複合添加が電力損失改善に大
きな効果があることが判る。ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ5 それぞ
れの添加量が１９００ppm ，２１０ppm の本発明例３で
損失が最も低く、ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ5 を添加しない場合
の比較例１に対して損失が周波数１００kHz 、最大磁束
密度２００mTで４０％改善されている。更に高周波の周
波数５００kHz 、最大磁束密度１００mTでの電力損失で
も、本発明例３では損失が比較例１に較べて３５％改善
されている。なお、飽和磁束密度は本発明範囲のＴｉＯ
2 ，Ｖ2 Ｏ5 の添加量の範囲では大きな影響は受けな
い。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
【発明の効果】以上から明らかなように、Ｆｅ2 Ｏ3 ，
ＭｎＯ，ＺｎＯを主成分としたフェライトにＳｉＯ2 ，
ＣａＯ，ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ3 を複合添加すると、電源ト
ランスの１００kHz 以上の高周波駆動における電力損失
を大幅に改善することができる。したがって本発明によ
る低電力損失Ｍｎ−Ｚｎフェライトを電源トランスコア
として用いれば、例えばスイッチングコンバータ等の小
型化及び軽量化が可能となる。
ＭｎＯ，ＺｎＯを主成分としたフェライトにＳｉＯ2 ，
ＣａＯ，ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ3 を複合添加すると、電源ト
ランスの１００kHz 以上の高周波駆動における電力損失
を大幅に改善することができる。したがって本発明によ
る低電力損失Ｍｎ−Ｚｎフェライトを電源トランスコア
として用いれば、例えばスイッチングコンバータ等の小
型化及び軽量化が可能となる。
【図１】図１はＴｉＯ2 添加による電力損失の改善を示
す図表である。
す図表である。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｆｅ２Ｏ３５０〜５６ｍｏｌ％、ＭｎＯ
２５〜４０ｍｏｌ％、Ｚｎ０５〜２０ｍｏｌ％を主成分
とし、これにＳｉＯ２５０〜３００ｗｔ．ｐｐｍ、Ｃａ
Ｏ１００〜１０００ｗｔ．ｐｐｍ、Ｖ２Ｏ５５０〜１０
００ｗｔ．ｐｐｍ、及びＴｉＯ２１０００〜５０００ｗ
ｔ．ｐｐｍを幅成分として同時に含むことを特徴とする
低電力損失酸化物磁性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3000729A JP2510788B2 (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 低電力損失酸化物磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3000729A JP2510788B2 (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 低電力損失酸化物磁性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04242904A JPH04242904A (ja) | 1992-08-31 |
| JP2510788B2 true JP2510788B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=11481823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3000729A Expired - Lifetime JP2510788B2 (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 低電力損失酸化物磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510788B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115286376B (zh) * | 2022-07-01 | 2023-06-20 | 信丰天科磁业有限公司 | 一种掺杂型锰锌软磁铁氧体磁芯及其制造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6049150B2 (ja) * | 1981-08-27 | 1985-10-31 | 住友特殊金属株式会社 | 低磁気損失Ｍｎ−Ｚｎフェライトの製造方法 |
| JPS59232965A (ja) * | 1983-06-11 | 1984-12-27 | 株式会社トーキン | 低損失酸化物磁性材料 |
| JPS61252606A (ja) * | 1985-05-01 | 1986-11-10 | Tohoku Metal Ind Ltd | 低損失酸化物磁性材料 |
| JP2892095B2 (ja) * | 1989-12-26 | 1999-05-17 | 川崎製鉄株式会社 | 低損失Ｍｎ―Ｚｎ系フェライト |
-
1991
- 1991-01-08 JP JP3000729A patent/JP2510788B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04242904A (ja) | 1992-08-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960213 |