JP2939035B2 - 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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- JP2939035B2 JP2939035B2 JP34119491A JP34119491A JP2939035B2 JP 2939035 B2 JP2939035 B2 JP 2939035B2 JP 34119491 A JP34119491 A JP 34119491A JP 34119491 A JP34119491 A JP 34119491A JP 2939035 B2 JP2939035 B2 JP 2939035B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１００ｋＨｚ〜１ＭＨ
ｚ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、高初透磁率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、高初透磁率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、高性能化が求められ
ている。電子機器のノイズフィルタ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（以下フェライトという）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。
い、実装される電子部品の小型化、高性能化が求められ
ている。電子機器のノイズフィルタ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（以下フェライトという）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。
【０００３】かかる目的を達成するために、種々の微量
成分の添加が試みられている。例えば特公昭５１−４９
０７９号公報に開示されているように、Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｍ
ｎＯ及びＺｎＯを主成分とするＭｎ−Ｚｎ系フェライト
にＢｉ2 Ｏ3 及びＣａＯを適量添加することにより、１
００ｋＨｚで８０００〜９０００程度までの高初透磁率
を得ている。
成分の添加が試みられている。例えば特公昭５１−４９
０７９号公報に開示されているように、Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｍ
ｎＯ及びＺｎＯを主成分とするＭｎ−Ｚｎ系フェライト
にＢｉ2 Ｏ3 及びＣａＯを適量添加することにより、１
００ｋＨｚで８０００〜９０００程度までの高初透磁率
を得ている。
【０００４】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 及びＶ2 Ｏ5 を適量添加することにより、１０ｋＨ
ｚ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。しかしながら、これらによる特性改善は１００ｋＨ
ｚ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〜１ＭＨｚ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
数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。
示されているように、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトにＢｉ2
Ｏ3 及びＶ2 Ｏ5 を適量添加することにより、１０ｋＨ
ｚ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。しかしながら、これらによる特性改善は１００ｋＨ
ｚ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〜１ＭＨｚ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
数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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、１００ｋＨ
ｚ〜１ＭＨｚの高周波数領域での初透磁率の高いフェラ
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〜１ＭＨｚの高周波数領域での初透磁率の高いフェラ
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。
【０００６】
【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：２０〜３０ｍｏｌ
％、ＺｎＯ：１０〜２５ｍｏｌ％、Ｆｅ2Ｏ3：残部と
し、ＳｉＯ2：０．００５〜０．０２重量％、ＣａＯ：
０．００５〜０．２重量％、Ｔａ2Ｏ5：０．００５〜
０．１重量％、Ｉｎ 2 Ｏ 3 ：０．００５〜０．１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
るものである。
するために、基本成分を、ＭｎＯ：２０〜３０ｍｏｌ
％、ＺｎＯ：１０〜２５ｍｏｌ％、Ｆｅ2Ｏ3：残部と
し、ＳｉＯ2：０．００５〜０．０２重量％、ＣａＯ：
０．００５〜０．２重量％、Ｔａ2Ｏ5：０．００５〜
０．１重量％、Ｉｎ 2 Ｏ 3 ：０．００５〜０．１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
るものである。
【０００７】
【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，Ｆｅ2Ｏ3からなる基本成分に、Ｓ
ｉＯ2，ＣａＯ，Ｔａ2Ｏ5 ，Ｉｎ 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。
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，Ｆｅ2Ｏ3からなる基本成分に、Ｓ
ｉＯ2，ＣａＯ，Ｔａ2Ｏ5 ，Ｉｎ 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。
【０００８】本発明は、これらの知見をもとに１００ｋ
Ｈｚ〜１ＭＨｚの周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、Ｆｅ
2 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、キュリー点
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。
Ｈｚ〜１ＭＨｚの周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、Ｆｅ
2 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、キュリー点
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。
【０００９】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
が正の温度係数を持つことが要求される。このためＦｅ
2 Ｏ 3 ，ＭｎＯ，ＺｎＯの組成範囲が次のように限定さ
れる。 ＭｎＯ ：２０〜３０ｍｏｌ％ ＺｎＯ ：１０〜２５ｍｏｌ％ Ｆｅ2 Ｏ3 ：残部 ＭｎＯが２０ｍｏｌ％未満又は３０ｍｏｌ％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添加物の添加に
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。
温から８０〜１２０℃とされ、この温度範囲で初透磁率
が正の温度係数を持つことが要求される。このためＦｅ
2 Ｏ 3 ，ＭｎＯ，ＺｎＯの組成範囲が次のように限定さ
れる。 ＭｎＯ ：２０〜３０ｍｏｌ％ ＺｎＯ ：１０〜２５ｍｏｌ％ Ｆｅ2 Ｏ3 ：残部 ＭｎＯが２０ｍｏｌ％未満又は３０ｍｏｌ％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添加物の添加に
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。
【００１０】なお、Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＺｎＯの原料
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。
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。
【００１１】ＣａＯは、ＳｉＯ2 との共存下で焼結によ
る高密度化を促進する他、粒界に偏存し比抵抗を増し損
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。Ｔａ2 Ｏ5 は、ＳｉＯ2 ，
ＣａＯとの共存下で比抵抗の増加及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、０．１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。
る高密度化を促進する他、粒界に偏存し比抵抗を増し損
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。Ｔａ2 Ｏ5 は、ＳｉＯ2 ，
ＣａＯとの共存下で比抵抗の増加及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、０．１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。
【００１２】Ｉｎ2 Ｏ3 は、初透磁率の増加に寄与する
他、焼結の際の緻密化、粒成長を促進する働きに寄与す
るが、０．００５重量％に満たない場合では添加効果に
乏しく、０．１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。
他、焼結の際の緻密化、粒成長を促進する働きに寄与す
るが、０．００５重量％に満たない場合では添加効果に
乏しく、０．１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。
【００１３】
【００１４】
【００１５】〔実施例１〕 ＭｎＯ２７ｍｏｌ％，ＺｎＯ２０ｍｏｌ％、残部がＦｅ
2Ｏ3からなる基本成分に、微量成分として、ＳｉＯ
2０．０１重量％，ＣａＯ０．０５重量％、Ｔａ2Ｏ
5０．０１重量％、さらにＩｎ2Ｏ3０．０２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２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。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に示される通り、１００ｋＨｚ以
上の高周波数領域において高い初透磁率が得られた。
2Ｏ3からなる基本成分に、微量成分として、ＳｉＯ
2０．０１重量％，ＣａＯ０．０５重量％、Ｔａ2Ｏ
5０．０１重量％、さらにＩｎ2Ｏ3０．０２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２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。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に示される通り、１００ｋＨｚ以
上の高周波数領域において高い初透磁率が得られた。
【００１６】〔比較例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ＳｉＯ2０．
０１重量％、ＣａＯ０．１５重量％、さらにＶ2Ｏ5０．
０３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。なお、試料の製造条件は実
施例１と同条件とした。
2 Ｏ 3 からなる基本成分に、 微量成分としてＳｉＯ2０．
０１重量％、ＣａＯ０．１５重量％、さらにＶ2Ｏ5０．
０３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。なお、試料の製造条件は実
施例１と同条件とした。
【００１７】〔比較例２〕 基本成分を実施例１と同様とし、微量成分としてＳｉＯ
2０．０１重量％、ＣａＯ０．０５重量％さらに、Ｖ2Ｏ
5０．０１５重量％、さらにＢｉ2Ｏ3 ０．０２５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。
2０．０１重量％、ＣａＯ０．０５重量％さらに、Ｖ2Ｏ
5０．０１５重量％、さらにＢｉ2Ｏ3 ０．０２５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。
【００１８】以上の実施例１及び比較例１〜２のフェラ
イト磁心の、初透磁率、破壊靭性値及び焼結体密度をま
とめたものを表１に示す。表１に示される通り、本発明
による高周波数領域まで高い透磁率が維持され、周波数
特性の優れたフェライト磁心が得られている。この他、
顕著な破壊靭性値の改善効果も得られた。
イト磁心の、初透磁率、破壊靭性値及び焼結体密度をま
とめたものを表１に示す。表１に示される通り、本発明
による高周波数領域まで高い透磁率が維持され、周波数
特性の優れたフェライト磁心が得られている。この他、
顕著な破壊靭性値の改善効果も得られた。
【００１９】〔比較例３〜７〕 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１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１と同じ条件を適用した。
【００２０】微量成分が本請求範囲を逸脱することで初
透磁率の低下がみられ、とりわけ、高周波側である５０
０ｋＨｚにおける低下が顕著となった。
透磁率の低下がみられ、とりわけ、高周波側である５０
０ｋＨｚにおける低下が顕著となった。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、通信機用の変成器磁心
として使用するのに適した、１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚの
周波数領域で高初透磁率のＭｎ−Ｚｎ系フェライトを得
ることができる。
として使用するのに適した、１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚの
周波数領域で高初透磁率のＭｎ−Ｚｎ系フェライトを得
ることができる。
【図１】実施例１及び比較例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。
周波数特性を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 基本成分を ＭｎＯ ：２０〜３０ｍｏｌ％ ＺｎＯ ：１０〜２５ｍｏｌ％ Ｆｅ2Ｏ3：残部 とし、 ＳｉＯ2 ：０．００５〜０．０２重量％ ＣａＯ ：０．００５〜０．２重量％ Ｔａ2Ｏ5：０．００５〜０．１重量％Ｉｎ 2 Ｏ 3 ：０．００５〜０．１重量％ を含有することを特徴とする酸化物軟質磁性材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-44711 | 1991-03-11 | ||
| JP4471191 | 1991-03-11 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10371402A Division JPH11273931A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 酸化物軟質磁性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567513A JPH0567513A (ja) | 1993-03-19 |
| JP2939035B2 true JP2939035B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=12699008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34119491A Expired - Fee Related JP2939035B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-12-24 | 酸化物軟質磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2939035B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002093613A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Tdk Corp | ｘＤＳＬモデムトランス用磁心材料 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP34119491A patent/JP2939035B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0567513A (ja) | 1993-03-19 |
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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: 19990601 |
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