JP3366708B2 - 低損失Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト - Google Patents
低損失Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトInfo
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- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
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- H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
- H01F1/342—Oxides
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、特にスイッチング電
源用トランス等の磁心として有用な、低電力損失を特徴
とするMn−Zn系フェライトに関する。
源用トランス等の磁心として有用な、低電力損失を特徴
とするMn−Zn系フェライトに関する。
【０００２】
【従来の技術】Mn−Zn系フェライトは、各種通信機など
のノイズフィルターやトランス用磁心として広く使用さ
れている。近年になって電子機器の小型化、高性能化を
実現すべく、上記部品の駆動周波数を高周波化すること
が著しく進行している。そのため、500kHz〜１MHz とい
った高周波領域において低損失であるフェライトが望ま
れているけれども、その目的を十分に満足する高性能Mn
−Zn系フェライトを得るには至っていなかった。
のノイズフィルターやトランス用磁心として広く使用さ
れている。近年になって電子機器の小型化、高性能化を
実現すべく、上記部品の駆動周波数を高周波化すること
が著しく進行している。そのため、500kHz〜１MHz とい
った高周波領域において低損失であるフェライトが望ま
れているけれども、その目的を十分に満足する高性能Mn
−Zn系フェライトを得るには至っていなかった。
【０００３】例えば、市販の電源用低損失フェライト
は、500kHz, 50mTにおける電力損失（コアロス）が 250
mW・cm-3程度であり、高周波用の磁性材料としてはコア
ロスが過大であるという問題を有していた。かかる問題
に対し、例えば特開平３−２４８４０５号公報において
は、SiO2,CaO, Nb2O5, Ta2O5, TiO2 の複合添加により
損失の低減を図っているが、やはり高周波用低損失材と
しては性能的に十分とはいえなかった。
は、500kHz, 50mTにおける電力損失（コアロス）が 250
mW・cm-3程度であり、高周波用の磁性材料としてはコア
ロスが過大であるという問題を有していた。かかる問題
に対し、例えば特開平３−２４８４０５号公報において
は、SiO2,CaO, Nb2O5, Ta2O5, TiO2 の複合添加により
損失の低減を図っているが、やはり高周波用低損失材と
しては性能的に十分とはいえなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
を考慮し、100kHz以上、特に500kHz以上といった高周波
におけるコアロスを、従来のフェライトに比べて低減す
ることのできたMn−Zn系フェライトを提案することを目
的とする。
を考慮し、100kHz以上、特に500kHz以上といった高周波
におけるコアロスを、従来のフェライトに比べて低減す
ることのできたMn−Zn系フェライトを提案することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するこの
発明の要旨構成は、次のとおりである。すなわち、 Fe2O3 ：51.5〜55 mol％、 ZnO ：５〜15 mol％及び MnO ：残部 からなる基本成分中に、副成分としてSiの酸化物、Caの
酸化物、Taの酸化物及びTiの酸化物を、それぞれ SiO2,
CaO, Ta2O5, TiO2 換算で SiO2：0.005 〜0.04wt％、 CaO ：0.01〜0.25wt％、 Ta2O5 ：0.005 〜0.05wt％及び TiO2：0.05〜1.0 wt％ の範囲で含み、かつMoの酸化物及びＷの酸化物の群から
選ばれる１種又は２種を、MoO3, WO3 換算で MoO3：0.005 〜0.1 wt％、 WO3 ：0.005 〜0.1 wt％ の範囲で含有することを特徴とする低損失Mn−Zn系フェ
ライト（第１発明）である。
発明の要旨構成は、次のとおりである。すなわち、 Fe2O3 ：51.5〜55 mol％、 ZnO ：５〜15 mol％及び MnO ：残部 からなる基本成分中に、副成分としてSiの酸化物、Caの
酸化物、Taの酸化物及びTiの酸化物を、それぞれ SiO2,
CaO, Ta2O5, TiO2 換算で SiO2：0.005 〜0.04wt％、 CaO ：0.01〜0.25wt％、 Ta2O5 ：0.005 〜0.05wt％及び TiO2：0.05〜1.0 wt％ の範囲で含み、かつMoの酸化物及びＷの酸化物の群から
選ばれる１種又は２種を、MoO3, WO3 換算で MoO3：0.005 〜0.1 wt％、 WO3 ：0.005 〜0.1 wt％ の範囲で含有することを特徴とする低損失Mn−Zn系フェ
ライト（第１発明）である。
【０００６】また、
Fe2O3 ：51.5〜55 mol％、
ZnO ：５〜15 mol％及び
MnO ：残部
からなる基本成分中に、副成分としてSiの酸化物、Caの
酸化物、Taの酸化物及びTiの酸化物を、それぞれ SiO2,
CaO, Ta2O5, TiO2 換算で SiO2：0.005 〜0.04wt％、 CaO ：0.01〜0.25wt％、 Ta2O5 ：0.005 〜0.05wt％及び TiO2：0.05〜1.0 wt％ の範囲で含み、かつMoの酸化物及びＷの酸化物の群から
選ばれる１種又は２種を、MoO3, WO3 換算で MoO3：0.005 〜0.1 wt％、 WO3 ：0.005 〜0.1 wt％ の範囲で含有し、さらにSnの酸化物を、SnO2換算で SnO2：0.005 〜0.5 wt％ 含有することを特徴とする低損失Mn−Zn系フェライト
（第２発明）である。
酸化物、Taの酸化物及びTiの酸化物を、それぞれ SiO2,
CaO, Ta2O5, TiO2 換算で SiO2：0.005 〜0.04wt％、 CaO ：0.01〜0.25wt％、 Ta2O5 ：0.005 〜0.05wt％及び TiO2：0.05〜1.0 wt％ の範囲で含み、かつMoの酸化物及びＷの酸化物の群から
選ばれる１種又は２種を、MoO3, WO3 換算で MoO3：0.005 〜0.1 wt％、 WO3 ：0.005 〜0.1 wt％ の範囲で含有し、さらにSnの酸化物を、SnO2換算で SnO2：0.005 〜0.5 wt％ 含有することを特徴とする低損失Mn−Zn系フェライト
（第２発明）である。
【０００７】
【作用】まず、この発明における基本成分を上記の範囲
に限定した理由を説明する。この発明のMn−Zn系フェラ
イトを搭載しようとする機器が、室温付近からおよそ 1
40℃の範囲で実用に供されることに鑑み、この発明で
は、当該温度範囲において電力損失が小さい範囲として
主成分組成を定めたのである。かかる主成分組成が限定
範囲外の場合には、当該温度範囲における結晶磁気異方
性定数の絶対値が増大することに起因して磁壁移動が妨
害され、コアロスが大きくなりすぎる。したがって、 Fe2O3 ：51.5〜55 mol％、 ZnO ：５ 〜15 mol％、 MnO ：残部 の範囲に限定した。
に限定した理由を説明する。この発明のMn−Zn系フェラ
イトを搭載しようとする機器が、室温付近からおよそ 1
40℃の範囲で実用に供されることに鑑み、この発明で
は、当該温度範囲において電力損失が小さい範囲として
主成分組成を定めたのである。かかる主成分組成が限定
範囲外の場合には、当該温度範囲における結晶磁気異方
性定数の絶対値が増大することに起因して磁壁移動が妨
害され、コアロスが大きくなりすぎる。したがって、 Fe2O3 ：51.5〜55 mol％、 ZnO ：５ 〜15 mol％、 MnO ：残部 の範囲に限定した。
【０００８】次に、副成分の配合割合の限定理由を説明
する。 (1) SiO2：0.005 〜0.04wt％ SiO2は、CaO と共存することによって粒界比抵抗を上昇
させ、渦電流損失を低減するのに有効に寄与するが、そ
の含有量が 0.005wt％未満では比抵抗の上昇効果が乏し
く、一方、0.04wt％を超えると異常粒を生じてコアロス
が上昇するので、0.005 〜0.04wt％に限定した。
する。 (1) SiO2：0.005 〜0.04wt％ SiO2は、CaO と共存することによって粒界比抵抗を上昇
させ、渦電流損失を低減するのに有効に寄与するが、そ
の含有量が 0.005wt％未満では比抵抗の上昇効果が乏し
く、一方、0.04wt％を超えると異常粒を生じてコアロス
が上昇するので、0.005 〜0.04wt％に限定した。
【０００９】(2) CaO ：0.01〜0.25wt％
CaO は、SiO2との共存下で結晶粒界の比抵抗を上昇さ
せ、低損失をもたらす有用成分であるが、含有量が0.01
％未満の場合はその効果が乏しく、一方0.25wt％を超え
るとコアロスが急増するので0.01〜0.25wt％の範囲とし
た。
せ、低損失をもたらす有用成分であるが、含有量が0.01
％未満の場合はその効果が乏しく、一方0.25wt％を超え
るとコアロスが急増するので0.01〜0.25wt％の範囲とし
た。
【００１０】(3) Ta2O5 ：0.005 〜0.05wt％
Ta2O5 は、SiO2, CaO との共存下において、高抵抗化、
低損失化及び高密度化に有効に寄与するが、0.005 wt％
以下の含有ではその効果に乏しく、一方、0.05wt％を超
えて含有させると異常粒成長が顕著になり、磁気特性が
劣化するため0.005 〜0.05wt％に限定した。
低損失化及び高密度化に有効に寄与するが、0.005 wt％
以下の含有ではその効果に乏しく、一方、0.05wt％を超
えて含有させると異常粒成長が顕著になり、磁気特性が
劣化するため0.005 〜0.05wt％に限定した。
【００１１】(4) TiO2：0.05〜1.0 wt％
TiO2は、結晶粒界に存在するほか、結晶粒内にも固溶し
て比抵抗を高める効果があり、渦電流損失の低減に寄与
する。また、焼結密度を上昇させ残留磁束密度、保磁力
の低減にも効果的である。しかし、0.05wt％以下の含有
量ではその効果が低く、一方、1.0 wt％を超える含有量
では異常粒成長が顕著になってコアロスが上昇するの
で、0.05〜1.0 wt％の範囲とした。
て比抵抗を高める効果があり、渦電流損失の低減に寄与
する。また、焼結密度を上昇させ残留磁束密度、保磁力
の低減にも効果的である。しかし、0.05wt％以下の含有
量ではその効果が低く、一方、1.0 wt％を超える含有量
では異常粒成長が顕著になってコアロスが上昇するの
で、0.05〜1.0 wt％の範囲とした。
【００１２】(5) MoO3及びWO3 から選ばれる１種または
２種：0.005 〜0.1 wt％ MoO3及びWO3 は、いずれも結晶粒成長を抑制し、比抵抗
を高めるため、渦電流損失の低減に優れた効果がある
が、0.005 wt％未満の含有量では殆どその効果は認めら
れず、一方、0.1 wt％を超える含有量では焼結抑制効果
が顕著になり、残留磁束密度や保磁力が上昇してコアロ
スが増大するので0.005 〜0.1 wt％の範囲とした。
２種：0.005 〜0.1 wt％ MoO3及びWO3 は、いずれも結晶粒成長を抑制し、比抵抗
を高めるため、渦電流損失の低減に優れた効果がある
が、0.005 wt％未満の含有量では殆どその効果は認めら
れず、一方、0.1 wt％を超える含有量では焼結抑制効果
が顕著になり、残留磁束密度や保磁力が上昇してコアロ
スが増大するので0.005 〜0.1 wt％の範囲とした。
【００１３】(6) SnO2：0.005 〜0.5 wt％
第２発明においては、第１発明の成分に加えて、さらに
SnO2を含有させる。SnO2は、粒界や結晶粒内の比抵抗を
高め、渦電流損失を低下させるほか、SiO2との共存によ
り、低温で液相を発生させて粒界形成物の均一な分散が
可能となることに起因して、多成分の異質な層が結晶粒
界に存在することによる磁気的な悪影響を緩和する作用
があると考えられる。この効果は、0.005 wt％以上の含
有量で顕著となり、コアロスが低減される。一方0.5 wt
％を超える含有量では、かえってコアロスが増大するた
め、0.005 〜0.5 wt％の範囲に限定した。
SnO2を含有させる。SnO2は、粒界や結晶粒内の比抵抗を
高め、渦電流損失を低下させるほか、SiO2との共存によ
り、低温で液相を発生させて粒界形成物の均一な分散が
可能となることに起因して、多成分の異質な層が結晶粒
界に存在することによる磁気的な悪影響を緩和する作用
があると考えられる。この効果は、0.005 wt％以上の含
有量で顕著となり、コアロスが低減される。一方0.5 wt
％を超える含有量では、かえってコアロスが増大するた
め、0.005 〜0.5 wt％の範囲に限定した。
【００１４】なおこの発明のMn−Zn系フェライトを製造
するには、各粉末原料を所定の組成になるように混合、
仮焼、粉砕した後、常法に従い圧縮成形し、次いで焼成
を施せばよい。この際、前記の副成分は、混合時及び／
又は粉砕時に添加されるが、主成分原料中に不純物とし
て数ppm 〜数十ppm 含まれる場合には、当該量を添加量
から減ずる。また、これらの副成分原料は、酸化物のみ
ならず、例えばしゅう酸塩や炭酸塩などのように最終的
に酸化物の形態を取る化合物であれば、特に限定されず
に使用することが可能である。
するには、各粉末原料を所定の組成になるように混合、
仮焼、粉砕した後、常法に従い圧縮成形し、次いで焼成
を施せばよい。この際、前記の副成分は、混合時及び／
又は粉砕時に添加されるが、主成分原料中に不純物とし
て数ppm 〜数十ppm 含まれる場合には、当該量を添加量
から減ずる。また、これらの副成分原料は、酸化物のみ
ならず、例えばしゅう酸塩や炭酸塩などのように最終的
に酸化物の形態を取る化合物であれば、特に限定されず
に使用することが可能である。
【００１５】
【実施例】以下に、この発明の実施例を説明する。最終
組成がFe2O3 ：53.7 mol％、MnO ：37.9 mol％、ZnO ：
8.4mol％となるように配合した原料をボールミルで湿式
混合した後、950 ℃で仮焼し、表１，２に示すような配
合比でSiO2, CaO (CaCO3を使用), Ta2O5, TiO2及びMoO3
又はSnO2を添加配合した後、ボールミルで湿式粉砕しフ
ェライト粉末を得た。この粉末にバインダーとしてＰＶ
Ａを0.6 wt％混合して、造粒した後、リング状に成形
し、1200℃で焼成し、概略寸法が31mm（外径）、19mm
（内径）、８mm（高さ）の焼結体を作製した。
組成がFe2O3 ：53.7 mol％、MnO ：37.9 mol％、ZnO ：
8.4mol％となるように配合した原料をボールミルで湿式
混合した後、950 ℃で仮焼し、表１，２に示すような配
合比でSiO2, CaO (CaCO3を使用), Ta2O5, TiO2及びMoO3
又はSnO2を添加配合した後、ボールミルで湿式粉砕しフ
ェライト粉末を得た。この粉末にバインダーとしてＰＶ
Ａを0.6 wt％混合して、造粒した後、リング状に成形
し、1200℃で焼成し、概略寸法が31mm（外径）、19mm
（内径）、８mm（高さ）の焼結体を作製した。
【００１６】これらの試料の500kHz, 50mT, 80℃におけ
るコアロスを測定し、表１，２に併記した。なお表１は
この発明の適合例を、表２はこの発明における副成分添
加量が限定範囲外の比較例を示している。
るコアロスを測定し、表１，２に併記した。なお表１は
この発明の適合例を、表２はこの発明における副成分添
加量が限定範囲外の比較例を示している。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】表１と表２との対比から明らかなように、
この発明にに従う実施例は、500kHzという高い周波数に
おいても低いコアロスを有し、優れた特性をそなえたMn
−Zn系フェライトが得られている。
この発明にに従う実施例は、500kHzという高い周波数に
おいても低いコアロスを有し、優れた特性をそなえたMn
−Zn系フェライトが得られている。
【００２０】
【発明の効果】この発明のMn−Zn系フェライトは、Fe2O
3, MnO, ZnO の基本成分に、副成分としてSiO2, CaO, T
a2O5並びにTiO2、加えて MoO3 及び／又はWO3 を適当量
含有させ、また必要に応じてSnO2を適当量含有させるこ
とにより、特に高周波域において低損失なMn−Zn系フェ
ライトが得られた。この発明のフェライトを高周波トラ
ンスの磁心等に使用することにより、電源等の高効率
化、小型化が可能である。
3, MnO, ZnO の基本成分に、副成分としてSiO2, CaO, T
a2O5並びにTiO2、加えて MoO3 及び／又はWO3 を適当量
含有させ、また必要に応じてSnO2を適当量含有させるこ
とにより、特に高周波域において低損失なMn−Zn系フェ
ライトが得られた。この発明のフェライトを高周波トラ
ンスの磁心等に使用することにより、電源等の高効率
化、小型化が可能である。
Claims (2)
- 【請求項１】Fe2O3 ：51.5〜55 mol％、 ZnO ：５〜15 mol％及び MnO ：残部 からなる基本成分中に、副成分としてSiの酸化物、Caの
酸化物、Taの酸化物及びTiの酸化物を、それぞれ SiO2,
CaO, Ta2O5, TiO2 換算で SiO2：0.005 〜0.04wt％、 CaO ：0.01〜0.25wt％、 Ta2O5 ：0.005 〜0.05wt％及び TiO2：0.05〜1.0 wt％ の範囲で含み、かつ Moの酸化物及びＷの酸化物の群から選ばれる１種又は２
種を、MoO3, WO3 換算で MoO3：0.005 〜0.1 wt％、 WO3 ：0.005 〜0.1 wt％ の範囲で含有することを特徴とする低損失Mn−Zn系フェ
ライト。 - 【請求項２】Fe2O3 ：51.5〜55 mol％、 ZnO ：５〜15 mol％及び MnO ：残部 からなる基本成分中に、副成分としてSiの酸化物、Caの
酸化物、Taの酸化物及びTiの酸化物を、それぞれ SiO2,
CaO, Ta2O5, TiO2 換算で SiO2：0.005 〜0.04wt％、 CaO ：0.01〜0.25wt％、 Ta2O5 ：0.005 〜0.05wt％及び TiO2：0.05〜1.0 wt％ の範囲で含み、かつMoの酸化物及びＷの酸化物の群から
選ばれる１種又は２種を、MoO3, WO3 換算で MoO3：0.005 〜0.1 wt％、 WO3 ：0.005 〜0.1 wt％ の範囲で含有し、さらにSnの酸化物を、SnO2換算で SnO2：0.005 〜0.5 wt％ 含有することを特徴とする低損失Mn−Zn系フェライト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29202593A JP3366708B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 低損失Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29202593A JP3366708B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 低損失Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142226A JPH07142226A (ja) | 1995-06-02 |
| JP3366708B2 true JP3366708B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=17776564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29202593A Expired - Fee Related JP3366708B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 低損失Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3366708B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104163624A (zh) * | 2014-08-18 | 2014-11-26 | 无锡斯贝尔磁性材料有限公司 | 一种高q值锰锌铁氧体粉料的生产方法 |
| CN109896850A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-06-18 | 南通冠优达磁业有限公司 | 一种高频高阻抗锰锌铁氧体的制备方法 |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP29202593A patent/JP3366708B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07142226A (ja) | 1995-06-02 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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