JP2802839B2 - 酸化物軟質磁性材料 - Google Patents
酸化物軟質磁性材料Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１００ｋＨｚ〜数ＭＨ
ｚの高周波領域で通信機用の変成器磁心として使用する
のに適した高透磁率Ｍｎ−Ｚｎ系酸化物軟質磁性材料に
関するものである。
ｚの高周波領域で通信機用の変成器磁心として使用する
のに適した高透磁率Ｍｎ−Ｚｎ系酸化物軟質磁性材料に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化の要求が高まるに伴
い、実装される電子部品の小型化、高性能化が強く求め
られている。電子機器のノイズフィルター等に多用され
る変成器磁心の小型化を達成するためには磁心に用いら
れる酸化物軟質磁性材料（以下フェライトと記述する）
の初透磁率を大きくし、かつ磁気損失を小さく押えなけ
ればならない。一方、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの場合、
初透磁率と周波数との間にはＳｎｏｅｋの限界と呼ばれ
る関係があり、磁化がほぼ等しい材料では、透磁率の高
いものほど低周波数側で自然共鳴が起こることが明らか
にされている。
い、実装される電子部品の小型化、高性能化が強く求め
られている。電子機器のノイズフィルター等に多用され
る変成器磁心の小型化を達成するためには磁心に用いら
れる酸化物軟質磁性材料（以下フェライトと記述する）
の初透磁率を大きくし、かつ磁気損失を小さく押えなけ
ればならない。一方、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの場合、
初透磁率と周波数との間にはＳｎｏｅｋの限界と呼ばれ
る関係があり、磁化がほぼ等しい材料では、透磁率の高
いものほど低周波数側で自然共鳴が起こることが明らか
にされている。
【０００３】すなわち透磁率の高いものほど透磁率が急
激に低下する周波数が低周波側に位置し、逆に透磁率の
低いものほど高周波側に位置するという関係が存在す
る。このような初透磁率の周波数特性は、結晶素地（マ
トリクス）であるスピネルを構成するＦｅ2 Ｏ3 ，Ｚｎ
Ｏ，ＭｎＯの組成比と、結晶粒界近傍に位置することの
多い微量成分によるところが大きいことが明らかにされ
ている。
激に低下する周波数が低周波側に位置し、逆に透磁率の
低いものほど高周波側に位置するという関係が存在す
る。このような初透磁率の周波数特性は、結晶素地（マ
トリクス）であるスピネルを構成するＦｅ2 Ｏ3 ，Ｚｎ
Ｏ，ＭｎＯの組成比と、結晶粒界近傍に位置することの
多い微量成分によるところが大きいことが明らかにされ
ている。
【０００４】例えば特公昭５１−４９０７９号公報に開
示されているように、Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＭｎＯおよびＺｎＯ
を主成分とするＭｎ−Ｚｎ系フェライトにＢｉ2 Ｏ3 お
よびＣａＯを適量添加することにより、１００ｋＨｚで
８０００〜９０００程度までの高初透磁率を得ている。
また、特公昭６２−５３４４６号公報に開示されている
ように、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトにＢｉ2 Ｏ3 およびＶ
2 Ｏ5を適量添加することにより、１０ｋＨｚにおける
初透磁率が９５００程度、損失係数が２．５×１０-6程
度の特性を有するフェライトが得られている。
示されているように、Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＭｎＯおよびＺｎＯ
を主成分とするＭｎ−Ｚｎ系フェライトにＢｉ2 Ｏ3 お
よびＣａＯを適量添加することにより、１００ｋＨｚで
８０００〜９０００程度までの高初透磁率を得ている。
また、特公昭６２−５３４４６号公報に開示されている
ように、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトにＢｉ2 Ｏ3 およびＶ
2 Ｏ5を適量添加することにより、１０ｋＨｚにおける
初透磁率が９５００程度、損失係数が２．５×１０-6程
度の特性を有するフェライトが得られている。
【０００５】しかしながら、これらによる特性改善は、
１００ｋＨｚ付近までの比較的低周波数領域に限定さ
れ、実用上ますます重要視されつつある１００ｋＨｚ〜
数ＭＨｚまでの高周波数領域での初透磁率の改善効果は
少く、上記高周波領域でも初透磁率の高いフェライトの
開発が望まれていた。
１００ｋＨｚ付近までの比較的低周波数領域に限定さ
れ、実用上ますます重要視されつつある１００ｋＨｚ〜
数ＭＨｚまでの高周波数領域での初透磁率の改善効果は
少く、上記高周波領域でも初透磁率の高いフェライトの
開発が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、１００ｋＨ
ｚ〜数ＭＨｚの高周波数領域で初透磁率が高いフェライ
トを提供し、上記従来技術に対する要望を解決しようと
するものである。
ｚ〜数ＭＨｚの高周波数領域で初透磁率が高いフェライ
トを提供し、上記従来技術に対する要望を解決しようと
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、基本成分を、 ＭｎＯ ：２０〜２７ｍｏｌ％ ＺｎＯ ：１０〜２５ｍｏｌ％ Ｆｅ2 Ｏ3 ：残部 とし、 ＳｉＯ2 ：０．００５〜０．０２重量％ ＣａＯ ：０．００５〜０．２０重量％ Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．００５〜０．０５重量％ Ｂｉ 2 Ｏ 3 ：０．００５〜０．０５重量％ を含有することを特徴とする酸化物軟質磁性材料を提供
する。
決するために、基本成分を、 ＭｎＯ ：２０〜２７ｍｏｌ％ ＺｎＯ ：１０〜２５ｍｏｌ％ Ｆｅ2 Ｏ3 ：残部 とし、 ＳｉＯ2 ：０．００５〜０．０２重量％ ＣａＯ ：０．００５〜０．２０重量％ Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．００５〜０．０５重量％ Ｂｉ 2 Ｏ 3 ：０．００５〜０．０５重量％ を含有することを特徴とする酸化物軟質磁性材料を提供
する。
【０００８】
【作用】本発明者は、上記課題を解決するために、基本
成分とともに種々の微量成分について検討を加えた結
果、ＭｎＯ，ＺｎＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 からなる基本成分に、
ＳｉＯ2 ，ＣａＯ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，Ｂｉ 2 Ｏ 3 の適量を含
有させることにより、高周波数領域での特性改善に顕著
な効果が得られる。
成分とともに種々の微量成分について検討を加えた結
果、ＭｎＯ，ＺｎＯ，Ｆｅ2 Ｏ3 からなる基本成分に、
ＳｉＯ2 ，ＣａＯ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，Ｂｉ 2 Ｏ 3 の適量を含
有させることにより、高周波数領域での特性改善に顕著
な効果が得られる。
【０００９】本発明は、これらの知見をもとに、１００
ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高数波数領域で高初透磁率を有する
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトを提供し得たものである。本発
明における基本成分の限定は以下の理由による。初透磁
率に重大な影響を及ぼす磁気異方性定数、磁歪定数は、
Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＺｎＯの組成比に依存することが
知られており、微量成分を添加する前の基本成分の初透
磁率をどの程度にとるか、セカンダリーピーク，キュー
リ点をどの程度に設定するか、という観点から、Ｆｅ2
Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＺｎＯの組成範囲がまず限定される。
ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高数波数領域で高初透磁率を有する
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトを提供し得たものである。本発
明における基本成分の限定は以下の理由による。初透磁
率に重大な影響を及ぼす磁気異方性定数、磁歪定数は、
Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＺｎＯの組成比に依存することが
知られており、微量成分を添加する前の基本成分の初透
磁率をどの程度にとるか、セカンダリーピーク，キュー
リ点をどの程度に設定するか、という観点から、Ｆｅ2
Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＺｎＯの組成範囲がまず限定される。
【００１０】 通信機用の変成器磁心の動作温度は通
常室温から８０〜１２０℃とされ、この温度範囲で初透
磁率が高く正の温度係数を持つことが要求される。この
ためＦｅ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＺｎＯの組成範囲が次のよう
に限定される。 ＭｎＯが２０ｍｏｌ％未満又は２７ｍｏｌ％を超え、Ｚ
ｎＯが１０ｍｏｌ％未満又は２５ｍｏｌ％を超えると、
焼結体素地（マトリクス）を構成する複スピネルの化学
組成の変化により初透磁率をはじめとする磁気特性が大
幅に変化するため、以下に記述する微量成分の添加によ
っても通信機用の変成器磁心としての使用に適した特性
を得ることが困難となる。
常室温から８０〜１２０℃とされ、この温度範囲で初透
磁率が高く正の温度係数を持つことが要求される。この
ためＦｅ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＺｎＯの組成範囲が次のよう
に限定される。 ＭｎＯが２０ｍｏｌ％未満又は２７ｍｏｌ％を超え、Ｚ
ｎＯが１０ｍｏｌ％未満又は２５ｍｏｌ％を超えると、
焼結体素地（マトリクス）を構成する複スピネルの化学
組成の変化により初透磁率をはじめとする磁気特性が大
幅に変化するため、以下に記述する微量成分の添加によ
っても通信機用の変成器磁心としての使用に適した特性
を得ることが困難となる。
【００１１】なお、Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＺｎＯ原料と
しては酸化物だけではなく焼成により、この形態に変わ
ることのできる炭酸塩等の化合物を使用することができ
る。ＳｉＯ2 はＣａＯとの共存により焼結の際に液相を
形成し、高密度化を促進する。０．００５重量％に満た
ない場合は、添加効果に乏しく、０．０２重量％を越え
ると焼成時に異常粒成長が起り易くなり特性が逆に低下
する。
しては酸化物だけではなく焼成により、この形態に変わ
ることのできる炭酸塩等の化合物を使用することができ
る。ＳｉＯ2 はＣａＯとの共存により焼結の際に液相を
形成し、高密度化を促進する。０．００５重量％に満た
ない場合は、添加効果に乏しく、０．０２重量％を越え
ると焼成時に異常粒成長が起り易くなり特性が逆に低下
する。
【００１２】ＣａＯはＳｉＯ2 との共存下で焼結による
高密度化を促進する他、粒界に偏在し、比抵抗を増し損
失を改善する。０．００５重量％に満たない場合には添
加効果に乏しく、０．２重量％を越えると逆に初透磁率
の低下、損失の増加を招く。Ｎｂ2 Ｏ5 は、ＳｉＯ2 ，
ＣａＯとの共存下で比抵抗の増加および損失の改善に寄
与するが、０．００５重量％に満たない場合には、添加
効果に乏しく、０．０５重量％を越えると逆に異常粒成
長等により損失の増大を招く。
高密度化を促進する他、粒界に偏在し、比抵抗を増し損
失を改善する。０．００５重量％に満たない場合には添
加効果に乏しく、０．２重量％を越えると逆に初透磁率
の低下、損失の増加を招く。Ｎｂ2 Ｏ5 は、ＳｉＯ2 ，
ＣａＯとの共存下で比抵抗の増加および損失の改善に寄
与するが、０．００５重量％に満たない場合には、添加
効果に乏しく、０．０５重量％を越えると逆に異常粒成
長等により損失の増大を招く。
【００１３】Ｂｉ2 Ｏ3 は焼結の際の高密度化、粒成長
を促進する働きがあり、初透磁率の増加に寄与するが
０．００５重量％に満たない場合には添加効果に乏し
く、０．０５重量％を越えると逆に初透磁率の低下を招
く。本発明のソフトフェライトを製造するには、各成分
の粉末原料を上述の所定の組成になるように混合した
後、通常のプロセスに従い、圧縮成形後、焼結を施す。
を促進する働きがあり、初透磁率の増加に寄与するが
０．００５重量％に満たない場合には添加効果に乏し
く、０．０５重量％を越えると逆に初透磁率の低下を招
く。本発明のソフトフェライトを製造するには、各成分
の粉末原料を上述の所定の組成になるように混合した
後、通常のプロセスに従い、圧縮成形後、焼結を施す。
【００１４】
【実施例】〔実施例１〕ＭｎＯ２５ｍｏｌ％、ＺｎＯ２３ｍｏｌ％残部がＦｅ 2
Ｏ 3 からなる基本成分に、微量成分としてＳｉＯ 2 ０．
０１重量％、ＣａＯ０．０５重量％、Ｎｂ 2 Ｏ 5 ０．０
２重量％、さらにＢｉ 2 Ｏ 3 ０．０２重量％ を含有した
フェライト磁心の初透磁率の周波数特性を図１に示す。
また１００ｋＨｚ，５００ｋＨｚにおける初透磁率を損
失係数、焼結体密度とともに表１に併記する。
Ｏ 3 からなる基本成分に、微量成分としてＳｉＯ 2 ０．
０１重量％、ＣａＯ０．０５重量％、Ｎｂ 2 Ｏ 5 ０．０
２重量％、さらにＢｉ 2 Ｏ 3 ０．０２重量％ を含有した
フェライト磁心の初透磁率の周波数特性を図１に示す。
また１００ｋＨｚ，５００ｋＨｚにおける初透磁率を損
失係数、焼結体密度とともに表１に併記する。
【００１５】なお、適用した製造条件は次の通りであ
る。基本成分の原料を混合後、大気中で８５０℃で３時
間仮焼し、微量成分を添加し、粉砕・混合したものを造
粒、成形した後、１３２０℃で３時間、酸素濃度を制御
した窒素雰囲気中で焼成した。図１に示されるとおり、
１００ｋＨｚ以上の高周波数領域において高い透磁率が
得られた。
る。基本成分の原料を混合後、大気中で８５０℃で３時
間仮焼し、微量成分を添加し、粉砕・混合したものを造
粒、成形した後、１３２０℃で３時間、酸素濃度を制御
した窒素雰囲気中で焼成した。図１に示されるとおり、
１００ｋＨｚ以上の高周波数領域において高い透磁率が
得られた。
【００１６】〔比較例１〕基本成分を実施例１と同様とし、 微量成分としてＳｉＯ
2 ０．０１重量％、ＣａＯ０．０５重量％さらにＮｂ2
Ｏ5 ０．０２重量％を含有したフェライト磁心の初透磁
率の周波数特性を図１に示す。なお試料の製造条件は実
施例１と同じ条件を適用した。
2 ０．０１重量％、ＣａＯ０．０５重量％さらにＮｂ2
Ｏ5 ０．０２重量％を含有したフェライト磁心の初透磁
率の周波数特性を図１に示す。なお試料の製造条件は実
施例１と同じ条件を適用した。
【００１７】
【００１８】実施例１では１００ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高
周波数領域において比較例１よりもさらに高い初透磁率
が得られた。
周波数領域において比較例１よりもさらに高い初透磁率
が得られた。
【００１９】〔比較例２〕 基本組成を実施例１と同様とし、微量成分としてＳｉＯ
2 ０．０１重量％、ＣａＯ０．０５重量％、Ｖ2 Ｏ5
０．０２重量％、さらにＢｉ2 Ｏ3 ０．０２重量％を含
有させたフェライト磁心の初透磁率の周波数特性を図１
に併記した。
2 ０．０１重量％、ＣａＯ０．０５重量％、Ｖ2 Ｏ5
０．０２重量％、さらにＢｉ2 Ｏ3 ０．０２重量％を含
有させたフェライト磁心の初透磁率の周波数特性を図１
に併記した。
【００２０】以上の実施例１、比較例１〜２のフェライ
ト磁心の初透磁率、損失係数および焼結体密度をまとめ
たものを表１に示す。表１に示される通り、本発明によ
り高周波数領域まで高い透磁率が維持される周波特性の
優れたフェライト磁心が得られている。この他、顕著な
損失改善効果、若干の焼結密度の向上効果等も得られ
た。
ト磁心の初透磁率、損失係数および焼結体密度をまとめ
たものを表１に示す。表１に示される通り、本発明によ
り高周波数領域まで高い透磁率が維持される周波特性の
優れたフェライト磁心が得られている。この他、顕著な
損失改善効果、若干の焼結密度の向上効果等も得られ
た。
【００２１】〔比較例３〜９〕 基本組成を実施例１と同様とし、微量成分の添加範囲を
本請求範囲から故意に逸脱させたフェライト磁心の１０
０ｋＨｚ、５００ｋＨｚにおける初透磁率を、実施例１
の値とともに表２に示す。なお試料の製造条件は実施例
と同じ条件を適用した。
本請求範囲から故意に逸脱させたフェライト磁心の１０
０ｋＨｚ、５００ｋＨｚにおける初透磁率を、実施例１
の値とともに表２に示す。なお試料の製造条件は実施例
と同じ条件を適用した。
【００２２】微量成分が本請求範囲を逸脱することで初
透磁率の低下が見られ、とりわけ高周波側の５００ｋＨ
ｚにおける低下が顕著となった。
透磁率の低下が見られ、とりわけ高周波側の５００ｋＨ
ｚにおける低下が顕著となった。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば１００ｋＨｚ〜数ＭＨｚ
の高周波数領域で、通信機用の変成器磁心として使用す
るのに適した高透磁率Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトを得るこ
とができる。
の高周波数領域で、通信機用の変成器磁心として使用す
るのに適した高透磁率Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトを得るこ
とができる。
【図１】実施例１および比較例１、２における初透磁率
の周波数特性を示すグラフである。
の周波数特性を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−262405（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01F 1/34 C30B 29/22
Claims (1)
- 【請求項１】 基本成分を ＭｎＯ ：２０〜２７ｍｏｌ％ ＺｎＯ ：１０〜２５ｍｏｌ％ Ｆｅ2 Ｏ3 ：残部 とし、 ＳｉＯ2 ：０．００５〜０．０２重量％ ＣａＯ ：０．００５〜０．２０重量％ Ｎｂ2 Ｏ5 ：０．００５〜０．０５重量％ Ｂｉ 2 Ｏ 3 ：０．００５〜０．０５重量％ を含有することを特徴とする酸化物軟質磁性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3107887A JP2802839B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 酸化物軟質磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3107887A JP2802839B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 酸化物軟質磁性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04336401A JPH04336401A (ja) | 1992-11-24 |
| JP2802839B2 true JP2802839B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=14470594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3107887A Expired - Lifetime JP2802839B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 酸化物軟質磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2802839B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6773619B2 (en) | 2001-07-17 | 2004-08-10 | Tdk Corporation | Magnetic core for transformer, Mn-Zn based ferrite composition and methods of producing the same |
| JP6085228B2 (ja) * | 2012-11-20 | 2017-02-22 | Ｊｆｅケミカル株式会社 | ＭｎＺｎフェライトおよびその製造方法 |
| JP6085229B2 (ja) * | 2012-11-20 | 2017-02-22 | Ｊｆｅケミカル株式会社 | ＭｎＺｎフェライトコアおよびその製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5149079A (ja) * | 1974-10-25 | 1976-04-27 | Nippon Mining Co | Zairyoshikensochi |
| JPS58114401A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-07 | Tdk Corp | 電源用超低損失フエライト |
| JPS60132301A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-15 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 酸化物磁性材料 |
| JPS60262405A (ja) * | 1984-06-11 | 1985-12-25 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | Ｍｎ−Ｚｎフエライトの製造方法 |
| JPS6150311A (ja) * | 1984-08-20 | 1986-03-12 | Tdk Corp | 高周波電源トランス用磁芯 |
| JPH02129063A (ja) * | 1988-11-05 | 1990-05-17 | Tokin Corp | 酸化物磁性材料 |
| JPH03145704A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-20 | Tokin Corp | 低損失酸化物磁性材料 |
-
1991
- 1991-05-14 JP JP3107887A patent/JP2802839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04336401A (ja) | 1992-11-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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