JP2929347B2 - 低損失フェライト - Google Patents
低損失フェライトInfo
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- JP2929347B2 JP2929347B2 JP5158026A JP15802693A JP2929347B2 JP 2929347 B2 JP2929347 B2 JP 2929347B2 JP 5158026 A JP5158026 A JP 5158026A JP 15802693 A JP15802693 A JP 15802693A JP 2929347 B2 JP2929347 B2 JP 2929347B2
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- Japan
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- mol
- ferrite
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源をは
じめとするトランス用材料等に適した高性能電源用低損
失 Mn-Znフェライトに関するものである。
じめとするトランス用材料等に適した高性能電源用低損
失 Mn-Znフェライトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スイッチング電源におけるスイッチング
周波数は、小型化、高性能化のため、より高周波数化さ
れる傾向があり、トランス材として用いる材料は、この
ような条件のもとで低損失であることが要求される。高
周波での損失は主として渦電流損によるものとされてお
り、この渦電流損を低減させる為にフェライト結晶粒を
微細化し、粒界層を高抵抗化させる努力が為されてい
る。この様な目的のため、フェライトに CaO、 SiO2、 V2
O5、TiO2 等を添加物として加え損失を低減させることが
知られており、従来利用されてきた。しかし、実際には
添加物の効果を十分活かしているとは言い難い。異常粒
成長が生じたり、十分微細な結晶組織とはなりえず目的
どおりの低損失化が図れなかったり、又あえて結晶組織
を細かくするため、粒成長が起こらない低温で焼結反応
を行い十分な焼結密度をもったセラミック焼結体となり
得ないものもあった。
周波数は、小型化、高性能化のため、より高周波数化さ
れる傾向があり、トランス材として用いる材料は、この
ような条件のもとで低損失であることが要求される。高
周波での損失は主として渦電流損によるものとされてお
り、この渦電流損を低減させる為にフェライト結晶粒を
微細化し、粒界層を高抵抗化させる努力が為されてい
る。この様な目的のため、フェライトに CaO、 SiO2、 V2
O5、TiO2 等を添加物として加え損失を低減させることが
知られており、従来利用されてきた。しかし、実際には
添加物の効果を十分活かしているとは言い難い。異常粒
成長が生じたり、十分微細な結晶組織とはなりえず目的
どおりの低損失化が図れなかったり、又あえて結晶組織
を細かくするため、粒成長が起こらない低温で焼結反応
を行い十分な焼結密度をもったセラミック焼結体となり
得ないものもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来の不都合を解消しようとするものであって、その
目的は、スイッチング周波数が高い条件においても低損
失であって、添加物の効果を十分活かすことができる材
料を得ることにある。
な従来の不都合を解消しようとするものであって、その
目的は、スイッチング周波数が高い条件においても低損
失であって、添加物の効果を十分活かすことができる材
料を得ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の本発明の目的を達
成するために、本発明は、Fe2O3 50〜56mol%、 MnO 30〜
45mol%、 ZnO 5 〜20mol%を主成分とし、CaO 200 〜2000
p.p.m.、 SiO2 50 〜200p.p.m.、V2O5 0〜3000p.p.m.、 Ti
O2 0〜5000p.p.m.とともに、Ga2O3、 In2O3、 MoO3、 WO3
のうち少なくとも一種 3000p.p.m. 未満を副成分とする
ことを特徴とするフェライトを提供するものである。上
記の構成において、副成分である添加物CaOとSiO2につ
いては粒界に高抵抗層を作り、渦電流損失を低減させ、
液相を生じることにより焼結性を改善させることが知ら
れている。V2O5の添加は粒界の形成に影響し、結果、コ
アロスの改善につながる。TiO2の添加もフェライトの電
気抵抗を高める効果があり、コアロス改善に有効であ
る。添加量については、記述の範囲に満たないと特性が
不十分であり、この範囲を越えると、異常粒の発生など
により、コアロスは悪化する。本発明の特徴である Ga2
O3、 In2O3、M0O3、WO3の添加は、これら広く利用されて
いる添加物の効果をより顕著にするものである。すなわ
ちこれらの添加物をさらに加えることにより、前述の添
加物がより有効に働く。具体的には粒界の形成や焼結性
等に影響し、また前述の添加物をより理想的な分散状態
にし、添加物の効果的な働きを示すのに役立つ。結果、
狙いどおり異常粒成長がなく十分微細な結晶組織を形成
するとともに十分な焼結密度を有し、かつ高い電気抵抗
を持たせることを可能とし、低損失材料として良好な諸
特性を実現することができた。これらの特徴は本来相反
するところがあり、従来本発明におけるようなバランス
のとれた焼結体を得ることは、厳密な工程管理等をもっ
てしても困難さを避けることができなかったが、本発明
により大きく改善される。
成するために、本発明は、Fe2O3 50〜56mol%、 MnO 30〜
45mol%、 ZnO 5 〜20mol%を主成分とし、CaO 200 〜2000
p.p.m.、 SiO2 50 〜200p.p.m.、V2O5 0〜3000p.p.m.、 Ti
O2 0〜5000p.p.m.とともに、Ga2O3、 In2O3、 MoO3、 WO3
のうち少なくとも一種 3000p.p.m. 未満を副成分とする
ことを特徴とするフェライトを提供するものである。上
記の構成において、副成分である添加物CaOとSiO2につ
いては粒界に高抵抗層を作り、渦電流損失を低減させ、
液相を生じることにより焼結性を改善させることが知ら
れている。V2O5の添加は粒界の形成に影響し、結果、コ
アロスの改善につながる。TiO2の添加もフェライトの電
気抵抗を高める効果があり、コアロス改善に有効であ
る。添加量については、記述の範囲に満たないと特性が
不十分であり、この範囲を越えると、異常粒の発生など
により、コアロスは悪化する。本発明の特徴である Ga2
O3、 In2O3、M0O3、WO3の添加は、これら広く利用されて
いる添加物の効果をより顕著にするものである。すなわ
ちこれらの添加物をさらに加えることにより、前述の添
加物がより有効に働く。具体的には粒界の形成や焼結性
等に影響し、また前述の添加物をより理想的な分散状態
にし、添加物の効果的な働きを示すのに役立つ。結果、
狙いどおり異常粒成長がなく十分微細な結晶組織を形成
するとともに十分な焼結密度を有し、かつ高い電気抵抗
を持たせることを可能とし、低損失材料として良好な諸
特性を実現することができた。これらの特徴は本来相反
するところがあり、従来本発明におけるようなバランス
のとれた焼結体を得ることは、厳密な工程管理等をもっ
てしても困難さを避けることができなかったが、本発明
により大きく改善される。
【０００５】本発明における Ga2O3、 In2O3、 MoO3、 WO3
の添加についてはこのうちひとつを単独で使用してもそ
れぞれ改善効果は見られるが、要求される特性によって
は複合添加をしてもよく、その場合より良いフェライト
焼結体が得られ、結果より広い周波数条件のもとで良好
なコアロス特性が実現できる。
の添加についてはこのうちひとつを単独で使用してもそ
れぞれ改善効果は見られるが、要求される特性によって
は複合添加をしてもよく、その場合より良いフェライト
焼結体が得られ、結果より広い周波数条件のもとで良好
なコアロス特性が実現できる。
【０００６】なお、添加量が記述の範囲を外れた場合、
十分な電気抵抗が得られなかったり適正焼成温度が高ま
り、異常結晶粒が発生し高周波損失特性を悪化させる。
また実施例条件の焼成では焼結密度が上がらずセラミッ
ク強度が低下し小型複雑形状のトランス・コアの信頼性
が低下するとともに飽和磁束密度も十分なものが得られ
ないといった問題があり、トランス用低損失材料として
優れたものが得られない。
十分な電気抵抗が得られなかったり適正焼成温度が高ま
り、異常結晶粒が発生し高周波損失特性を悪化させる。
また実施例条件の焼成では焼結密度が上がらずセラミッ
ク強度が低下し小型複雑形状のトランス・コアの信頼性
が低下するとともに飽和磁束密度も十分なものが得られ
ないといった問題があり、トランス用低損失材料として
優れたものが得られない。
【０００７】
【作用】本発明は、Fe2O3 50〜56mol%、 MnO 30〜45mol
%、 ZnO 5 〜20mol%を主成分とし、CaO 200 〜2000p.p.
m.、SiO2 50〜200p.p.m.、 V2O5 0 〜3000p.p.m.、 TiO2 0
〜5000p.p.m.とともに、Ga2O3、 In2O3、 MoO3、 WO3 のう
ち少なくとも一種 3000p.p.m. 未満を副成分とするフェ
ライトであるため、これを高周波トランスのコアに使用
した場合、スイッチング周波数が高い条件においても低
損失であって、添加物の効果を十分活かすことができ
る。
%、 ZnO 5 〜20mol%を主成分とし、CaO 200 〜2000p.p.
m.、SiO2 50〜200p.p.m.、 V2O5 0 〜3000p.p.m.、 TiO2 0
〜5000p.p.m.とともに、Ga2O3、 In2O3、 MoO3、 WO3 のう
ち少なくとも一種 3000p.p.m. 未満を副成分とするフェ
ライトであるため、これを高周波トランスのコアに使用
した場合、スイッチング周波数が高い条件においても低
損失であって、添加物の効果を十分活かすことができ
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。主成分と
して53.0mol%のFe2O3、 37.0mol%のMnO、 10.0mol% のZnO
の原料を混合し、大気中にて900 ℃、２時間仮焼し
た。これに添加物を添加し、アトライターにて混合、粉
砕した。スラリーを乾燥した後、バインダーを加え造粒
し、トロイダルリングを成形した。これを酸素濃度制御
雰囲気中にて1150〜1300℃、 ２〜４時間焼成した。
して53.0mol%のFe2O3、 37.0mol%のMnO、 10.0mol% のZnO
の原料を混合し、大気中にて900 ℃、２時間仮焼し
た。これに添加物を添加し、アトライターにて混合、粉
砕した。スラリーを乾燥した後、バインダーを加え造粒
し、トロイダルリングを成形した。これを酸素濃度制御
雰囲気中にて1150〜1300℃、 ２〜４時間焼成した。
【０００９】実施例 1〜12及び比較例１〜５における各
々の添加物条件は、図１の図表図に示した条件によるも
のである。実施例 1〜12は、本発明の条件を満たすもの
であり、比較例１は本発明の効果を生じないもの、また
比較例２〜５は本発明の示す添加量条件を外れたもので
ある。実施例 1〜12及び比較例１〜５により得られた材
料の結晶粒径、焼結密度、比抵抗、コアロス（周波数 5
00kHz,1MHz、最大磁束密度 50mT 、温度60℃）を図２の
図表図に示す。図２よりコアロスの改善をはじめとする
本発明による添加物の効果が明らかである。従来技術で
は結晶粒径が３μm より小さくなるまでには至らなかっ
たが、これを実現することができている。焼結密度にお
いても従来（4.7 〜4.8)× 103 kg/m3 程度だったもの
がこれをうわまわる焼結となっている。比抵抗も従来技
術を大きくうわまわるものである。その結果、本発明に
よるコアロスの改善は従来技術に対して有効なものとな
っている。
々の添加物条件は、図１の図表図に示した条件によるも
のである。実施例 1〜12は、本発明の条件を満たすもの
であり、比較例１は本発明の効果を生じないもの、また
比較例２〜５は本発明の示す添加量条件を外れたもので
ある。実施例 1〜12及び比較例１〜５により得られた材
料の結晶粒径、焼結密度、比抵抗、コアロス（周波数 5
00kHz,1MHz、最大磁束密度 50mT 、温度60℃）を図２の
図表図に示す。図２よりコアロスの改善をはじめとする
本発明による添加物の効果が明らかである。従来技術で
は結晶粒径が３μm より小さくなるまでには至らなかっ
たが、これを実現することができている。焼結密度にお
いても従来（4.7 〜4.8)× 103 kg/m3 程度だったもの
がこれをうわまわる焼結となっている。比抵抗も従来技
術を大きくうわまわるものである。その結果、本発明に
よるコアロスの改善は従来技術に対して有効なものとな
っている。
【００１０】なお、これまで示してきた各添加物の適正
添加量条件を外れたものは、異常粒が発生してしまう、
十分な焼結が得られない、電気抵抗があまり高くないな
どの理由により低損失材料として良好な特性を実現でき
ないことが確認されている。
添加量条件を外れたものは、異常粒が発生してしまう、
十分な焼結が得られない、電気抵抗があまり高くないな
どの理由により低損失材料として良好な特性を実現でき
ないことが確認されている。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば高周波対応としての電源
用フェライトの損失を従来のものより小さくすることが
できると同時に十分な密度をもった焼結体とすることが
できるのでスイッチング電源の高周波数化、小型化に対
して好適な材料を提供することができる効果がある。
用フェライトの損失を従来のものより小さくすることが
できると同時に十分な密度をもった焼結体とすることが
できるのでスイッチング電源の高周波数化、小型化に対
して好適な材料を提供することができる効果がある。
【図１】本発明の実施例と比較例の添加物を示す図表図
【図２】本発明の実施例と比較例の特性を示す図表図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨田 充 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−１ ミネ ベア株式会社 開発技術センター内 (56)参考文献 特開 平４−242904（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−328806（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−321522（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01F 1/34 C01G 49/00
Claims (2)
- 【請求項１】Fe2O3 50〜56mol%、 MnO 30〜45mol%、 ZnO
5 〜20mol%を主成分とし、CaO 200〜2000p.p.m.、 SiO2
50 〜200p.p.m.、 V2O5 0 〜3000p.p.m.、 TiO2 0〜5000
p.p.m.とともに、Ga2O3、 In2O3、 MoO3、 WO3 のうち少な
くとも一種を各々3000p.p.m.未満加え副成分とすること
を特徴とするフェライト。 - 【請求項２】捲回されたコイルに印加される交流の通電
により生じる磁束が通過する磁路を有する磁気コアにお
いて、該コアが、Fe2O3 50〜56mol%、 MnO 30〜45mol%、
ZnO5 〜20mol%を主成分とし、CaO 200 〜2000p.p.m.、 S
iO2 50 〜200p.p.m.、 V2O50 〜3000p.p.m.、 TiO2 0〜50
00p.p.m.とともに、Ga2O3、 In2O3、 MoO3、 WO3 のうち少
なくとも一種を各々3000p.p.m.未満加え副成分とするフ
ェライトであることを特徴とするフェライト磁気コア。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5158026A JP2929347B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 低損失フェライト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5158026A JP2929347B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 低損失フェライト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06349626A JPH06349626A (ja) | 1994-12-22 |
| JP2929347B2 true JP2929347B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=15662656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5158026A Expired - Fee Related JP2929347B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 低損失フェライト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2929347B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111039668A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 苏州冠达磁业有限公司 | 宽温高初始磁导率高居里温度锰锌铁氧体及其制备方法 |
-
1993
- 1993-06-03 JP JP5158026A patent/JP2929347B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06349626A (ja) | 1994-12-22 |
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