JP3469429B2 - 酸化物磁性材料 - Google Patents

酸化物磁性材料

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    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
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    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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    • H01F1/34Magnets 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
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波用酸化物磁
性材料に関し、特に高周波で使用されるスピネル型フェ
ライト磁性材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような高周波で使用されるる
インダクタンス素子用の軟磁性材料としては、金属に比
べ電気抵抗が高く、周波数特性が優れていることから、
Ni−Zn−Cu系フェライト、Ni−Cu−Mg系フ
ェライトで代表されるようなスピネルフェライトが使用
されてきた。これらの材料は低い温度で焼結でき、損失
係数が小さな材料であるので、高周波磁芯用として広く
使用されてきた。
【0003】 例えば、特開平4−280404号公報
に記載された発明は、ニッケル−亜鉛−銅フェライトに
Nb25を0.2〜0.8重量%添加するものであり、
初透磁率(μiac)が500以上で、初透磁率の温度
係数(αμr)が1.5ppm/℃以下である材料が開
示されている。
【0004】また、特開平7−45418号公報には、
Fe23を45.0〜49.0モル%、MgOを3.0
〜9.0モル%、CuOを1.0〜4.0モル%、Bi
23を2.0〜5.0モル%、残部NiOからなる組成
物に、Nb25を0.4〜1.5重量%、Co34
0.05〜0.35重量%添加し、チップコイルでのイ
ンダクタンスの温度係数0〜750ppm/℃、初透磁
率が10.2〜12.9、100MHz以上の周波数で
Q>100である材料が開示されている。
【0005】また、特開平9−7815号公報には、N
iOを10.6〜47.7モル%、CuOを5.3〜4
2.4モル%、ZnOを0〜14.0モル%、Fe23
を23.0〜47.0モル%、Bi23を0〜1.0モ
ル%、CoOを0〜0.5モル%の組成で、μiac<
25、温度係数ΔμT<0.6、Qが100〜200で
ある材料組成が開示されている。なお、ここで示されて
いるΔμTは(μ80−μ0)/μ20/80×100であ
る。そして、ΔμTを初透磁率の温度係数(αμr)で
表すと約1000倍の値となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年、電子機器に使用
される部品の高周波化に伴い、μiacが高く(25以
上)、かつ30MHz以上の高周波帯域において、トロ
イダルQの値も高く(100以上)コアの要求が高まっ
ている。さらに、組み合わせて使用されるコンデンサと
の温度補償の関係から小さい温度係数(αμr≦2)の
コアが要求されている。ここで、トロイダルQとは、損
失係数tanδの逆数である。またαμrは−20℃、
20℃、60℃のμiacを使用して、 αμr=(μ60−μ-20)/ (μ20)2/80×106・・・(1) と表されるものである。ここで、μ-20、μ20、μ
60は、それぞれ−20℃、20℃、60℃におけるμi
acの値を示す。
【0007】しかしながら、前記のような従来の技術で
は、上記の条件を全て満足するものはなく、これらの諸
条件を全て満足する新しい材料が要求されている。
【0008】本発明は、このような課題を解決し,初透
磁率(μiac)が25以上、かつ30MHz以上の高
周波でのQが100以上で、初透磁率の温度係数(αμ
r)が2.0以下である磁性材料を提供するものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ニ
ッケル−亜鉛−マグネシウム−銅系フェライトを主成分
とし、これに副成分としてPbOを2.16〜3.95
重量%、SiO2を0.80〜1.63重量%、Nb2
5を1.4〜3.0重量%を含有し、あるいはさらに該
副成分に、Co34を0.01〜0.10重量%を含有
していることを特徴とするもので、これにより、初透磁
率25以上、初透磁率の温度係数が2.0以下で、かつ
30MHz以上の高周波でのQの値が100以上の酸化
物磁性材料を提供することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明について説明する。
図1、図4及び図7及び図10はそれぞれNb25、S
iO2、PbO及びCo34の添加量と初透磁率との関
係を示す図、図2、図5、図8及び図11はそれぞれN
25、SiO2、PbO及びCo34添加量と初透磁
率の温度係数との関係を示す図、図3、図6、図9及び
図12はそれぞれNb25、SiO2、PbO及びCo3
4の添加量と30MHzでのトロイダルQの値との関
係を示す図である。
【0011】先ず、本発明においては、材料特性の評価
をμ30MHz、Q30MHz、αμrで行っている。なお、μ
30MHzは周波数30MHzにおける初透磁率で、この値
は高い方がよいが、一般的には高過ぎると高周波特性が
低下するという関係にある。また、Q30MHzは周波数3
0MHzにおけるトロイダルQの値であり、αμrは2
0℃を基準にしたときの−20℃から+60℃における
μiacの相対温度変化率を示し、前記の(1)式によ
り求めたものである。
【0012】次に、本発明において副成分として含有さ
せる各成分の範囲の限定理由について、図1乃至図12
を参照しつつ説明する。先ず、Nb25を1.4〜3.
0重量%に定めた理由は、1.4重量%未満ではトロイ
ダルQの値の改善に効果がなく、3.0重量%を超えて
は初透磁率(μiac)が小さくなってしまうからであ
る。(図1乃至図3参照)。また、SiO2を0.80
〜1.63重量%に定めた理由は、0.80重量%未満
では初透磁率の温度係数(αμr)が大きくなってしま
い、1.6重量%を超えると初透磁率が小さくなってし
まうからである。(図4乃至図6参照)。また、PbO
を2.16〜3.95重量%に定めた理由は、2.16
重量%未満では初透磁率が小さく、3.95重量%を超
えると初透磁率の温度係数が大きくなってしまうからで
ある。(図7乃至図9参照)。さらに、Co34を0.
01〜0.10重量%に定めた理由は、0.01重量%
未満ではトロイダルQの値が小さく、0.10重量%を
超えると初透磁率の温度係数が大きくなってしまうから
である。(図10乃至図12参照)。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に実験例
として示す。配合時の組成がFe23:65.08重量
%、NiO:21.33重量%、ZnO:8.72重量
%、MgO:1.50重量%、CuO:3.37重量%
からなる主成分に対して、Co34:0.00〜0.1
2重量%、SiO2:0.00〜3.28重量%、Nb2
5:0.80〜4.00重量%、PbO:0.00〜
4.72重量%を添加した。添加物の各組成を表1に示
した。
【0014】
【表1】
【0015】この混合物に水を加え、スチールボールミ
ルで2時間混合後、1000℃で仮焼を行った。得られ
た粉に水を加えボールミルで2時間粉砕後、PVAバイ
ンダを加えて造粒し、外径28mmφ、内径24mmφ、高
さ7mmのトロイダルコアを成型し、1040℃で焼成し
た。
【0016】表1は、試料No.1からNo.28まで
の副成分の添加量を示すもので、*印は本発明の実施
例、その他は比較例、また・印部分は、組成の振り幅を
変えた部分を示すものである。得られたトロイダルコア
に0.3mmφの巻線を60ターン巻き、30MHzで常
温での初透磁率とQをYHP4191A(横河ヒューレ
ットパッカード(株)製RFインピーダンスアナライザ
ー)で測定した。また−20℃、20℃、60℃の各温
度で初透磁率を測定し、前記(1)式により温度係数α
μrを計算した。
【0017】得られた結果を表2に示した。この表2
は、表1の副成分の各試料に対応する初透磁率、初透磁
率の温度係数、トロイダルQの値を示すものである。表
1と同様に*印は本発明の実施例、その他は比較例、但
し、・印部分は特性が外れた部分を示すものである。表
2の試料No.1に示したように、Nb25のみの添加
ではQの値が小さい。試料No.2〜9において、Nb
25が0.8重量%でQ値の改善が認められるが、初透
磁率の温度係数が大きい。本発明におけるNb25の範
囲は1.4〜3.0重量%であるが、3.0重量%を超
えると初透磁率が小さくなってしまう。また、試料N
o.10〜14においてSiO2が0.8重量%未満で
は、初透磁率の温度係数が大きくなってしまい、1.6
3重量%を超えると初透磁率が小さくなってしまう。試
料No.15〜20において、PbOが2.16重量%
未満では初透磁率が小さく、3.95重量%を超えると
初透磁率の温度係数が大きくなってしまう。試料No.
21〜28において、Co34が0.01重量%未満で
はトロイダルQの値が小さく、0.01重量%を超える
と初透磁率の温度係数が大きくなってしまう。
【0018】
【表2】
【0019】以上のような理由により、本発明における
副成分の範囲を決定した。なお、図1乃至図12に、各
副成分と初透磁率、初透磁率の温度係数、トロイダルQ
の関係を示した。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ニッケル−亜鉛−マグネシウム−銅系ェライトを主成
分とする酸化物磁性材料に、副成分としてPbO、Si
2、Nb25 を所定量含有させることにより、あるい
はさらに該副成分に、Co34を所定量含有させること
により、高い初透磁率と小さい温度係数を有し、かつ3
0MHz以上の高周波での高いQ値を有する材料が得ら
れ、性能の低下を示すことなくLC回路用インダクタン
ス素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Nb25添加量と初透磁率との関係を示す図で
ある。
【図2】Nb25添加量と初透磁率の温度係数との関係
を示す図である。
【図3】Nb25添加量と30MHzでのトロイダルQ
との関係を示す図である。
【図4】SiO2添加量と初透磁率との関係を示す図で
ある。
【図5】SiO2添加量と初透磁率の温度係数との関係
を示す図である。
【図6】SiO2添加量と30MHzでのトロイダルQ
との関係を示す図である。
【図7】PbO添加量と初透磁率との関係を示す図であ
る。
【図8】PbO添加量と初透磁率の温度係数との関係を
示す図である。
【図9】PbO添加量と30MHzでのトロイダルQと
の関係を示す図である。
【図10】Co34添加量と初透磁率との関係を示す図
である。
【図11】Co34添加量と初透磁率の温度係数との関
係を示す図である。
【図12】Co34添加量と30MHzでのトロイダル
Qとの関係を示す図である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニッケル−亜鉛−マグネシウム−銅系フ
    ェライトを主成分とし、これに副成分としてPbOを
    2.16〜3.95重量%、SiO2を0.80〜1.
    63重量%、Nb25を1.4〜3.0重量%を含有し
    ていることを特徴とする酸化物磁性材料。
  2. 【請求項2】 前記副成分に、さらにCo34を0.0
    1〜0.10重量%を含有していることを特徴とする
    求項1記載の酸化物磁性材料。
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CN109273186A (zh) * 2018-08-28 2019-01-25 江西尚朋电子科技有限公司 一种高频低损耗软磁铁氧体材料的制备方法

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