JP3203494B2 - 低損失酸化物磁性材料 - Google Patents
低損失酸化物磁性材料Info
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- JP3203494B2 JP3203494B2 JP04092492A JP4092492A JP3203494B2 JP 3203494 B2 JP3203494 B2 JP 3203494B2 JP 04092492 A JP04092492 A JP 04092492A JP 4092492 A JP4092492 A JP 4092492A JP 3203494 B2 JP3203494 B2 JP 3203494B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，低損失酸化物磁性材料
に関し，特に主成分として一酸化マンガン（ＭｎＯ），
酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ2
Ｏ3 ）を含み，副成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）
及び酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）を含む低損失酸化物磁性材
料の改良に関するものである。
に関し，特に主成分として一酸化マンガン（ＭｎＯ），
酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ2
Ｏ3 ）を含み，副成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）
及び酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）を含む低損失酸化物磁性材
料の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のスイッチング電源用の変圧器にお
いて，スイッチング周波数は専ら５０〜２００ｋＨｚ程
度のものが使用されておりこれに対応すべき，低損失酸
化物磁性材料は，特に主成分として，３０〜４０モル％
のＭｎＯ，５〜１５モル％のＺｎＯ及び残部としてＦｅ
2 Ｏ3 を含み，副成分として０．０２〜０．１５重量％
のＣａＯ及び０．００５〜０．１００重量％のＳｉＯ2
を含む低損失酸化物磁性材料がすでに開発されている。
いて，スイッチング周波数は専ら５０〜２００ｋＨｚ程
度のものが使用されておりこれに対応すべき，低損失酸
化物磁性材料は，特に主成分として，３０〜４０モル％
のＭｎＯ，５〜１５モル％のＺｎＯ及び残部としてＦｅ
2 Ｏ3 を含み，副成分として０．０２〜０．１５重量％
のＣａＯ及び０．００５〜０．１００重量％のＳｉＯ2
を含む低損失酸化物磁性材料がすでに開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】スイッチング電源は装
置の小型・軽量化の要求から益々，スイッチング周波数
が高くなり，ＭＨｚ帯での低損失化が要求されている。
ところが従来の成分を有する低損失酸化物磁性材料を，
ＭＨｚ帯のスイッチング周波数を用いて電源用変圧器の
磁芯材料として使用すると鉄損が大きく発熱するという
欠点があった。そこで，本発明の技術的課題は，ＭＨｚ
帯のスイッチング周波数で使用しても鉄損を小さくでき
る酸化物磁性材料を提供することにある。
置の小型・軽量化の要求から益々，スイッチング周波数
が高くなり，ＭＨｚ帯での低損失化が要求されている。
ところが従来の成分を有する低損失酸化物磁性材料を，
ＭＨｚ帯のスイッチング周波数を用いて電源用変圧器の
磁芯材料として使用すると鉄損が大きく発熱するという
欠点があった。そこで，本発明の技術的課題は，ＭＨｚ
帯のスイッチング周波数で使用しても鉄損を小さくでき
る酸化物磁性材料を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の低損失酸化物磁
性材料は，主成分として３０〜４０モル％のＭｎＯ，５
〜１５モル％のＺｎＯ及び残部としてＦｅ2 Ｏ3 を含み
副成分として０．０２〜０．１５重量％のＣａＯと０．
００５〜０．１００重量％のＳｉＯ2 を含む酸化物磁性
材料において，副成分として更に０．３０重量％以下の
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ），０．５０重量％以下の
酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ），０．２０重量％以下
の酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ），及び０．０５重量％以下
の酸化リン（Ｐ2 Ｏ5 ）を含有することを特徴としてい
る。
性材料は，主成分として３０〜４０モル％のＭｎＯ，５
〜１５モル％のＺｎＯ及び残部としてＦｅ2 Ｏ3 を含み
副成分として０．０２〜０．１５重量％のＣａＯと０．
００５〜０．１００重量％のＳｉＯ2 を含む酸化物磁性
材料において，副成分として更に０．３０重量％以下の
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ），０．５０重量％以下の
酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ），０．２０重量％以下
の酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ），及び０．０５重量％以下
の酸化リン（Ｐ2 Ｏ5 ）を含有することを特徴としてい
る。
【０００５】
【作用】本発明の低損失酸化物磁性材料は，ＭｎＯ，Ｚ
ｎＯ及びＦｅ2 Ｏ3 を主成分とし，副成分としてＣａ
Ｏ，ＳｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 及び
Ｐ2 Ｏ5 を適量複合添加，含有したものである。副成分
中のＣａＯ，ＳｉＯ2 ，ＺｒＯ2 及びＰ2 Ｏ5 は結晶粒
界に析出し粒界の比抵抗を著しく高めうず電流損失を大
きく低減できる。また，Ｐ2 Ｏ5 は，それ自体結晶粒界
へ析出するものであるが，粒界形成時にＣａＯと結びつ
き，ＣａＯの粒界への析出を促進する添加物である。さ
らに，Ａｌ2 Ｏ3 及びＣｒ2 Ｏ3 はフェライトスピネル
中に固溶し，スピネル中の比抵抗を高める他に，フェラ
イトスピネル結晶の均一粒成長を促し，ヒステリシス損
失の低減を促進するものである。
ｎＯ及びＦｅ2 Ｏ3 を主成分とし，副成分としてＣａ
Ｏ，ＳｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 及び
Ｐ2 Ｏ5 を適量複合添加，含有したものである。副成分
中のＣａＯ，ＳｉＯ2 ，ＺｒＯ2 及びＰ2 Ｏ5 は結晶粒
界に析出し粒界の比抵抗を著しく高めうず電流損失を大
きく低減できる。また，Ｐ2 Ｏ5 は，それ自体結晶粒界
へ析出するものであるが，粒界形成時にＣａＯと結びつ
き，ＣａＯの粒界への析出を促進する添加物である。さ
らに，Ａｌ2 Ｏ3 及びＣｒ2 Ｏ3 はフェライトスピネル
中に固溶し，スピネル中の比抵抗を高める他に，フェラ
イトスピネル結晶の均一粒成長を促し，ヒステリシス損
失の低減を促進するものである。
【０００６】以上の様な各副成分の相互添加効果によ
り，本発明の低損失酸化物磁性材料は，ＭＨｚ帯での周
波数領域においても充分な低損失特性を実現できる。ま
た，本発明の低損失酸化物磁性材料は，室温から約１０
０℃の温度範囲で，鉄損が最も低くなる様，温度特性を
設定でき，実際に高周波電源用の磁芯として使用時の鉄
損を少なくし得る。
り，本発明の低損失酸化物磁性材料は，ＭＨｚ帯での周
波数領域においても充分な低損失特性を実現できる。ま
た，本発明の低損失酸化物磁性材料は，室温から約１０
０℃の温度範囲で，鉄損が最も低くなる様，温度特性を
設定でき，実際に高周波電源用の磁芯として使用時の鉄
損を少なくし得る。
【０００７】
【実施例】以下，本発明の実施例について説明する。
【０００８】主成分として５３．０モル％のＦｅ
2 Ｏ3 ，３９．０モル％のＭｎＯ，及び８．０モル％の
ＺｎＯを含有し，副成分として０．０３０重量％のＳｉ
Ｏ2 と，０．１００重量％のＣａＯを含有し，副成分と
してさらにＺｒＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｐ2 Ｏ
5 を所定量添加し，これらを混合・予焼・造粒し，成形
プレスした後，５．０ｖｏｌ％の酸素を含む窒素ガス雰
囲気中，焼結温度１１００〜１３００℃の範囲の最適温
度で焼結し酸化物磁性材料を得た。この酸化物磁性材料
の各副成分及び添加物の添加量と周波数１ＭＨｚ，磁束
密度５００ガウス（Ｇ），温度８０℃における電力損失
（ＰB ：鉄損）の値を表１に示す。
2 Ｏ3 ，３９．０モル％のＭｎＯ，及び８．０モル％の
ＺｎＯを含有し，副成分として０．０３０重量％のＳｉ
Ｏ2 と，０．１００重量％のＣａＯを含有し，副成分と
してさらにＺｒＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｐ2 Ｏ
5 を所定量添加し，これらを混合・予焼・造粒し，成形
プレスした後，５．０ｖｏｌ％の酸素を含む窒素ガス雰
囲気中，焼結温度１１００〜１３００℃の範囲の最適温
度で焼結し酸化物磁性材料を得た。この酸化物磁性材料
の各副成分及び添加物の添加量と周波数１ＭＨｚ，磁束
密度５００ガウス（Ｇ），温度８０℃における電力損失
（ＰB ：鉄損）の値を表１に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】表１から，ＺｒＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2
Ｏ3 ，Ｐ2 Ｏ5 の複合添加によって電力損失は従来材
（Ｎｏ．１）に比べて低い値を示し，最適複合添加量
（Ｎｏ．１２）においては，従来材に対し約７０％電力
損失を低減可能であることが判明した。また，ＺｒＯ2
を０．４０重量％添加（Ｎｏ．１５），Ａｌ2 Ｏ3 を
０．６０重量％添加（Ｎｏ．１７），Ｃｒ2 Ｏ3 を０．
３０重量％添加（Ｎｏ．１９），Ｐ2 Ｏ5 を０．１０重
量％添加（Ｎｏ．２１）においては，結晶粒に異常粒成
長が認められ，比抵抗が劣化し，電力損失の値が大きく
なっている。
Ｏ3 ，Ｐ2 Ｏ5 の複合添加によって電力損失は従来材
（Ｎｏ．１）に比べて低い値を示し，最適複合添加量
（Ｎｏ．１２）においては，従来材に対し約７０％電力
損失を低減可能であることが判明した。また，ＺｒＯ2
を０．４０重量％添加（Ｎｏ．１５），Ａｌ2 Ｏ3 を
０．６０重量％添加（Ｎｏ．１７），Ｃｒ2 Ｏ3 を０．
３０重量％添加（Ｎｏ．１９），Ｐ2 Ｏ5 を０．１０重
量％添加（Ｎｏ．２１）においては，結晶粒に異常粒成
長が認められ，比抵抗が劣化し，電力損失の値が大きく
なっている。
【００１１】表２には，本発明の実施例における試料番
号Ｎｏ．１２と従来材の試料Ｎｏ．１について初透磁率
μｉ，飽和磁束密度Ｂ15，残留磁束密度Ｂｒ，保持力Ｈ
ｃ，比抵抗ρ，の値を示す。表２に示すように，本発明
の実施例における材料の比抵抗は，従来材の約２０倍と
高い値となっている。
号Ｎｏ．１２と従来材の試料Ｎｏ．１について初透磁率
μｉ，飽和磁束密度Ｂ15，残留磁束密度Ｂｒ，保持力Ｈ
ｃ，比抵抗ρ，の値を示す。表２に示すように，本発明
の実施例における材料の比抵抗は，従来材の約２０倍と
高い値となっている。
【００１２】
【表２】
【００１３】
【発明の効果】以上の説明で明らかな様に，本発明にお
いては，酸化物磁性材料にＺｒＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ
2 Ｏ3 ，Ｐ2 Ｏ5 を適量複合添加する事により，スイッ
チング電源用材料として求められる諸特性を十分に満足
するとともに，周波数１ＭＨｚの高周波において，従来
のものより電力損失を低減できる，低損失酸化物磁性材
料を提供でき，高周波磁芯用材料として，好適であり変
圧器の小型化，軽量化を計る事が可能である。
いては，酸化物磁性材料にＺｒＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ
2 Ｏ3 ，Ｐ2 Ｏ5 を適量複合添加する事により，スイッ
チング電源用材料として求められる諸特性を十分に満足
するとともに，周波数１ＭＨｚの高周波において，従来
のものより電力損失を低減できる，低損失酸化物磁性材
料を提供でき，高周波磁芯用材料として，好適であり変
圧器の小型化，軽量化を計る事が可能である。
フロントページの続き (72)発明者 千葉 哲義 宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号 株式会社トーキン内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 1/12 - 1/375
Claims (1)
- 【請求項１】 主成分として３０〜４０モル％の一酸化
マンガン（ＭｎＯ），５〜１５モル％の酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）及び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ2 Ｏ3）を含み，
副成分として０．０２〜０．１５重量％の酸化カルシウ
ム（ＣａＯ）及び０．００５〜０．１００重量％の酸化
ケイ素（ＳｉＯ2 ）を含む酸化物磁性材料において，副
成分として，更に０．３０重量％以下の酸化ジルコニウ
ム（ＺｒＯ2 ），０．５０重量％以下の酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ），０．２０重量％以下の酸化クロム
（Ｃｒ2 Ｏ3 ），及び０．０５重量％以下の酸化リン
（Ｐ2 Ｏ5 ）を含有することを特徴とする低損失酸化物
磁性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04092492A JP3203494B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 低損失酸化物磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04092492A JP3203494B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 低損失酸化物磁性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243028A JPH05243028A (ja) | 1993-09-21 |
| JP3203494B2 true JP3203494B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=12594051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04092492A Expired - Lifetime JP3203494B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 低損失酸化物磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3203494B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP04092492A patent/JP3203494B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05243028A (ja) | 1993-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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