JP2935219B1 - Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアの製造方法 - Google Patents

Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアの製造方法

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Abstract

【要約】 【課題】 Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアにＴｉ＋４イ
オンを効果的に添加して比抵抗値を増加させることによ
り、高周波帯域で低い電力損失を有するようにしたＭｎ
−Ｚｎ系のフェライト焼結体の製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアの製造方
法は、Ｆｅ２Ｏ３：５１〜５５モル％、ＭｎＯ、ＭｎＯ
２、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＣＯ３のうち１種：３２〜４０モ
ル％、ＺｎＯ：６〜１４モル％に、既存に使用されたＴ
ｉＯ２でなく、チタン鉄酸化物或いはチタンマンガン酸
化物を０．０１〜５．０重量％添加して湿式混合及び乾
燥する段階と、８００〜１１００℃の温度でか焼する段
階と、粉砕、成形の後に１１００〜１２５０℃の温度で
焼結する段階と、からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＭｎ−Ｚｎ系のフェ
ライトコア（ｆｅｒｒｉｔｅ ｃｏｒｅ）の製造方法に
関し、更に詳細には効果的にＴｉ＋４イオンを添加して
比抵抗値を増加させることにより、高周波で低い電力消
費を有するようにしたＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコアの
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁性材料としてのフェライトコア（ｆｅ
ｒｒｉｔｅ ｃｏｒｅ）の特性には高い初期透磁率、低
い電力損失係数、大きな飽和磁束密度が要求される。し
かし、この３つの特性を全部満たすには限界があるた
め、用途に応じて組成を異にするフェライトを用いてい
る。５００ｋＨｚ以上且つ２ＭＨｚ以下の周波数範囲で
の低電力損失の用途としては５１〜５４モル％のＦｅ２
Ｏ３、３２〜３９モル％のＭｎＯ、６〜１４モル％のＺ
ｎＯの組成範囲を有するＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコア
（Ｍｎ−Ｚｎ ｆｅｒｒｉｔｅ ｃｏｒｅ）を主として
用いる。一般に、５００ｋＨｚ以上の使用周波数の場合
には渦電流に起因する電力損失が急に増加するが、この
ような渦電流に起因する電力損失を減少させるためには
Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトの比抵抗値を増加させる必要
がある。これまで、様々な添加剤が試片の比抵抗値を高
めるために使用されている。Ｔｉ４＋は、前記Ｍｎ−Ｚ
ｎのフェライトの比抵抗を増加させるための代表的な物
質のうちの一つであり、Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトの主
な電気伝導機構であるＦｅ２＋イオンとＦｅ３＋イオン
間の電子移動を抑制する作用をする。
【０００３】従来のＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコアは、
Ｔｉ４＋イオンの原料としてＴｉＯ２形態の粉末を混合
する過程で添加する。前記添加されたＴｉ４＋イオン
が、効果的に試片の比抵抗を増加させ且つ電力損失（ｐ
ｏｗｅｒ ｌｏｓｓ）を減少させるためには、Ｔｉ４＋
イオンがＦｅ３＋イオンに代わって置換してＭｎ−Ｚｎ
のフェライトの結晶格子内に固溶され、Ｆｅ２＋イオン
とＦｅ３＋イオンとの間の電子移動を抑制して抵抗を増
加させなければならない。
【０００４】しかしながら、上記した固相法による一般
的な製造工程においては、Ｔｉ４＋イオンはＭｎ−Ｚｎ
のフェライトの結晶格子内部に均一に置換されない。こ
のため、ＴｉＯ２形態で添加されたＴｉ４＋イオンがＭ
ｎ−Ｚｎ系のフェライトのスピネル（ｓｐｉｎｅｌ）結
晶格子内に均一に置換されずに遊離された状態のまま存
する場合には、効果的に比抵抗を増加させることができ
なく、しかも不均一な微細構造を作って第２相として存
しながら初期透磁率を減少させる等の電磁気的な物性の
低下をもたらす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
のＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコアの問題点を解決するた
めになされたものであり、Ｔｉ４＋イオンを焼結体の結
晶格子内に効果的に固溶させるために、今まで使用され
てきたＴｉＯ２でなく、既に原子スケールでＦｅ２＋イ
オンと結合している形態のチタン鉄酸化物を添加して、
５００ｋＨｚ以上の周波数で安定的且つ低電力損失を得
られるＭｎ−Ｚｎ系のフェライト焼結体を提供すること
をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、Ｆｅ２Ｏ３：５１〜５５モル％、ＭｎＯ、
ＭｎＯ２、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＣＯ３のうち１種：３２〜
４０モル％、ＺｎＯ：６〜１４モル％に、既存に使用さ
れたＴｉＯ２でなく、チタン鉄酸化物或いはチタンマン
ガン酸化物を０．０１〜５．０重量％添加して湿式混合
及び乾燥する段階と、８００〜１１００℃の温度でか焼
する段階と、粉砕、成形の後に１１００〜１２５０℃の
温度で焼結する段階と、からなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、Ｍｎ−Ｚｎのフェライ
ト粉末にＦｅ２＋イオンと結合しているチタン鉄酸化物
又はチタンマンガン酸化物を添加して製造することによ
り、比抵抗を増加させるＴｉ４＋イオンが効果的にスピ
ネル結晶格子内に置換されて５００ｋＨｚ以上の高周波
で安定的且つ低電力損失を有するＭｎ−Ｚｎ系のフェラ
イト焼結体を得られるようになる。一般に、使用周波数
が増加すると、渦電流（ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ）に
よる電力損失が指数関数的に増加することになるが、か
かる渦電流に起因する電力損失は比抵抗に反比例関係に
ある。よって、比抵抗値を増加させる場合に電力損失の
減少が可能である。
【０００８】本発明で用いられるチタン鉄酸化物には、
例えばＦｅＴｉＯ３（ｉｌｍｅｎｉｔｅ）を挙げられ
る。その添加量が０．０１重量％以下の場合には添加効
果を期待することができなく、５．０重量％以上の場合
には非磁性金属イオンであるＴｉ４＋イオンがその他の
電磁気的な物性を劣化させることがある。ゆえに、その
添加量は０．０１〜５．０重量％の範囲とすることが好
ましい。
【０００９】次は、実施例に基づいて説明する。 ＜実施例１＞Ｆｅ２Ｏ３：５３モル％、ＭｎＯ：３８モ
ル％（ＭｎＯはＭｎ３Ｏ４の形態を補正して使用す
る）、ＺｎＯ：９モル％とし、ここにＦｅＴｉＯ３内に
存するＴｉＯ２が主組成に対して重量比で０．５重量％
になるように添加（単に、ＦｅＴｉＯ３から提供される
Ｆｅ２＋イオンの量を勘案してＦｅ２Ｏ３の含量を補正
する）してジルコニアボール及びジャー（ｊａｒ）を用
いて湿式混合し、１０００℃の温度でか焼した後、１０
００ｐｐｍのＣａＣＯ３を添加してボールミールで湿式
粉砕する。そして、０．７重量％のＰＶＡ、０．７重量
％のＰＥＧを添加した後、噴霧乾燥機を用いて果粒化
し、１．５ｔｏｎ／ｃｍ３の圧力で外径が３ｃｍ、内径
が２ｃｍ、高さが約１ｃｍになるトロイド（ｔｏｒｏｉ
ｄ）状の成形体を製作する。
【００１０】このようにして得られるフェライトコア成
形体を焼結炉に装入する。この際、焼結の条件は３００
℃／ｈｒの昇温速度で８００℃まで昇温させ、再度２５
０℃／ｈｒで１１５０℃まで昇温させた後、１１５０℃
で３時間ぐらい維持して焼結させる。そして、５０℃／
ｈｒで冷却させる。焼結や冷却に際して雰囲気の制御
は、ｌｏｇＰＯ２＝ａ−ｂ／Ｔの平衡酸素分圧に基づい
てａ＝７．８、ｂ＝１４５４０の値を選択して制御す
る。
【００１１】＜実施例２＞Ｆｅ２Ｏ３：５３モル％、Ｍ
ｎＯ：３８モル％（ＭｎＯはＭｎ３Ｏ４の形態を補正し
て使用する）、ＺｎＯ：９モル％とし、ここにＦｅＴｉ
Ｏ３内に存するＴｉＯ２が主組成に対して重量比で１重
量％になるように添加（単に、ＦｅＴｉＯ３から提供さ
れるＦｅ２＋イオンの量を勘案してＦｅ２Ｏ３の含量を
補正する）する。これ以外の条件は実施例１と同様にし
て行う。
【００１２】＜比較例１＞Ｆｅ２Ｏ３：５３モル％、Ｍ
ｎＯ：３８モル％（ＭｎＯはＭｎ３Ｏ４の形態を補正し
て使用する）、ＺｎＯ：９モル％とし、ここに添加剤と
してのＴｉＯ２を重量比で０．５重量％添加する。これ
以外の条件は実施形態１と同様にして行う。 ＜比較例２＞Ｆｅ２Ｏ３：５３モル％、ＭｎＯ：３８モ
ル％（ＭｎＯはＭｎ３Ｏ４の形態を補正して使用す
る）、ＺｎＯ：９モル％とし、ここに添加剤としてのＴ
ｉＯ２を重量比で１重量％添加する。これ以外の条件は
実施例１と同様にして行う。
【００１３】上記実施例と比較例の実施結果を表１に示
す。
【表１】 以上のように、本発明は、添加剤としてＦｅＴｉＯ
３（ｉｌｍｅｎｉｔｅ）を添加することにより、高周波
数で低い電力損失を有するフェライト焼結体を製造する
ことができる。
【００１４】
【発明の効果】上述したように、本発明は、Ｆｅ
２Ｏ３、ＭｎＯ、ＺｎＯの混合物にチタン鉄酸化物又は
チタンマンガン酸化物を添加して粉末焼結法で製造する
ことにより、比抵抗を増加させるＴｉ４＋イオンが効果
的にスピネル（ｓｐｉｎｅｌ）結晶格子内に均一に置換
されて高周波領域で安定的且つ低い電力損失を有するＭ
ｎ−Ｚｎ系のフェライト焼結体を得ることができる。こ
れにより、各種の電気及び電子分野の磁性材料として幅
広く用いることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ショ ジョン ズ 大韓民国、キョンキ−ド、アンヤン− シ、ドンアン−グ、ゴアンヤン−ドン、 1587−５、ションイル アパートメント 207−909 (72)発明者 シン ミョン シン 大韓民国、キョンキ−ド、ソンナム− シ、ブンダン−グ、スナイ−ドン、77、 プレム−マウル、 603−302 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/26 - 35/40

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｆｅ２Ｏ３：５１〜５５モル％、Ｍｎ
    Ｏ、ＭｎＯ２、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＣＯ３のうち１種：３
    ２〜４０モル％、ＺｎＯ：６〜１４モル％に、チタン鉄
    酸化物或いはチタンマンガン酸化物を０．０１〜５．０
    重量％添加して湿式混合及び乾燥する段階と、 ８００〜１１００℃の温度でか焼（ｃａｌｃｉｎａｔｉ
    ｏｎ）する段階と、 粉砕、成形の後、１１００〜１２５０℃の温度で焼結す
    る段階と、 からなることを特徴とするＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコ
    ア（Ｍｎ−Ｚｎ ｆｅｒｒｉｔｅ ｃｏｒｅ）の製造方
    法。
  2. 【請求項２】 チタン鉄酸化物はＦｅＴｉＯ３（ｉｌｍ
    ｅｎｉｔｅ）であることを特徴とする請求項１に記載の
    Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアの製造方法。
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