JP3924272B2 - Mn-Zn ferrite, transformer core and transformer - Google Patents
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Description
本発明は、Mn−Zn系フェライト、トランス用磁心およびトランスに係り、さらに詳しくは、スイッチング電源などの電源トランス等の磁心に用いられ、特に広温度帯域において電力損失(コアロス)が小さく、さらに高温度下(高温貯蔵試験)においてもコアロスの劣化が少なく磁気的安定性に優れた高信頼性のMn−Zn系フェライト、トランス用磁心およびトランスに関する。 The present invention relates to an Mn—Zn ferrite, a transformer core and a transformer, and more specifically, used for a magnetic core of a power transformer such as a switching power supply, and has a low power loss (core loss), particularly in a wide temperature range. The present invention relates to a highly reliable Mn—Zn ferrite, a magnetic core for a transformer, and a transformer that are less deteriorated in core loss and excellent in magnetic stability even under temperature (high temperature storage test).
近年、各種電子機器には、小型化、薄型化、高性能化などの要求が高まっている。スイッチング電源などにおいても、電源トランス等の小型化、薄型化などが求められており、トランスを小型化、薄型化するためには、磁心のコアロスの低減が不可欠となってくる。さらに電源等の動作環境を考慮すると、広温度帯域においてコアロスが小さく、さらに電子回路の熱暴走を防止するなどのために高温度下(高温貯蔵試験)においてもコアロスの劣化が少なく磁気的安定性に優れた高信頼性の磁心が要求される。 In recent years, various electronic devices have been increasingly demanded for reduction in size, thickness, and performance. In switching power supplies and the like, there is a demand for miniaturization and thinning of power transformers and the like, and in order to miniaturize and thin the transformer, it is essential to reduce core loss of the magnetic core. Furthermore, considering the operating environment such as the power supply, the core loss is small in a wide temperature range, and the core loss is less deteriorated even at high temperatures (high temperature storage test) to prevent thermal runaway of electronic circuits. Therefore, a highly reliable magnetic core is required.
このような要求のもと、これまでMn−Zn系フェライトにCoを適量固溶させることにより、広温度帯域においてコアロスを小さくするための提案がいくつかなされている(特許文献1〜13参照)。
上記の公報のように、Mn−Zn系フェライトにCoを適量固溶させることにより、広温度帯域においてコアロスを小さくする提案がいくつか成されている。 Several proposals have been made to reduce core loss in a wide temperature range by dissolving an appropriate amount of Co in Mn—Zn-based ferrite as in the above publication.
しかしながら、さらに電源等の動作環境を考慮したときの電子回路の熱暴走を防止するなどのために、高温度下(高温貯蔵試験)においてのコアロス特性の安定性や信頼性を高めるための手段については述べられていない。 However, in order to prevent thermal runaway of electronic circuits when considering the operating environment such as the power supply, etc., measures to increase the stability and reliability of core loss characteristics under high temperature (high temperature storage test) Is not mentioned.
本発明は、このような課題を解決するために、スイッチング電源などの電源トランス等に用いられる磁心として、広温度帯域においてコアロスが小さく、さらに高温度下(高温貯蔵試験)においてもコアロスの劣化が少なく磁気的安定性に優れた高信頼性のMn−Zn系フェライト、トランス用磁心およびトランスを提供することを目的とする。 In order to solve such a problem, the present invention provides a core for use in a power transformer such as a switching power supply, and the core loss is small in a wide temperature range, and the core loss is deteriorated even at a high temperature (high temperature storage test). An object of the present invention is to provide a highly reliable Mn—Zn-based ferrite, a magnetic core for transformer, and a transformer, which are less in magnetic stability.
本発明者等は、Coを含むMn−Zn系フェライト中の陽イオンに着目し、フェライトにおける下記式(1)の値αを所定の値にすることで、高温度下(高温貯蔵試験)においてのコアロス特性の安定性や信頼性を高めることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors pay attention to cations in the Mn-Zn ferrite containing Co, and at a high temperature (high temperature storage test) by setting the value α of the following formula (1) in the ferrite to a predetermined value. The present inventors have found that the stability and reliability of the core loss characteristics can be improved and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の第1の観点に係るMn−Zn系フェライトは、
Fe2 O3 :51.5〜57.0mol%およびZnO:0〜15mol%(ただし、0は含まず)を含み、残部が実質的にMnOからなる基本成分中に、Co3 O4 換算で0〜5000ppm(ただし、0は含まず)のCo酸化物を含有するMn−Zn系フェライトであって、
前記フェライトにおける下記式(1)の値αが、α≧0.93であり、
たとえばBHアナライザーを用い、前記フェライトに対して、100kHz、200mTの正弦波交流磁界を印加し、75℃と120℃とでそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv1とし、該Pcv1の測定後のフェライトを、高温貯蔵(175℃の雰囲気中に96時間貯蔵)した後に、Pcv1の測定と同一条件でそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv2としたとき、下記式(2)で示されるコアロス劣化率が、75℃において3%以下または120℃において5%以下であることを特徴とする。
α=((Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ )×(4.29×A+1.91×B+2.19×C+2.01×D))/((A−B−C−D)×100) …式(1)
コアロス劣化率(%)=((Pcv1−Pcv2)/Pcv1)×100 …式(2)
但し、式(1)中、(Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ ):[wt%]、A:Fe 2 O 3 [mol%]、B:MnO[mol%]、C:ZnO[mol%]、D:CoO[mol%]、である。 That is, the Mn—Zn ferrite according to the first aspect of the present invention is
Fe 2 O 3 : 51.5 to 57.0 mol% and ZnO: 0 to 15 mol% (however, 0 is not included), in the basic component consisting essentially of MnO in the balance, in terms of Co 3 O 4 A Mn—Zn-based ferrite containing 0 to 5000 ppm (excluding 0) of Co oxide,
The value α of the following formula (1) in the ferrite is α ≧ 0.93,
For example, using a BH analyzer, a 100 kHz, 200 mT sinusoidal AC magnetic field is applied to the ferrite, and the core loss values measured at 75 ° C. and 120 ° C. are defined as Pcv 1. When the core loss value measured under the same conditions as the measurement of Pcv1 after storage at high temperature (stored in an atmosphere of 175 ° C. for 96 hours) is Pcv2, the core loss deterioration rate represented by the following formula (2) is: 3% or less at 75 ° C. or 5% or less at 120 ° C.
α = ((Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ ) × (4.29 × A + 1.91 × B + 2.19 × C + 2.01 × D)) / ((A−B−C−D) × 100) (1)
Core loss deterioration rate (%) = ((Pcv1−Pcv2) / Pcv1) × 100 (2)
In the formula (1), (Fe 2+ -Mn 3+ -Co 3+): [wt%], A: Fe 2 O 3 [mol%], B: MnO [mol%], C: ZnO [mol%] , D: CoO [mol%].
本発明の第2の観点に係るMn−Zn系フェライトは、
Fe2 O3 :51.5〜57.0mol%およびZnO:0〜15mol%(ただし、0は含まず)を含み、残部が実質的にMnOからなる基本成分中に、Co3 O4 換算で0〜5000ppm(ただし、0は含まず)のCo酸化物を含有するMn−Zn系フェライトであって、
前記フェライトにおける下記式(1)の値αが、α≧0.93であり、
たとえばBHアナライザーを用い、前記フェライトに対して、100kHz、200mTの正弦波交流磁界を印加し、75℃と120℃とでそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv1とし、該Pcv1の測定後のフェライトを、高温貯蔵(200℃の雰囲気中に96時間貯蔵)した後に、Pcv1の測定と同一条件でそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv3としたとき、下記式(3)で示されるコアロス劣化率が、75℃において27%以下または120℃において30%以下であることを特徴とする。
α=((Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ )×(4.29×A+1.91×B+2.19×C+2.01×D))/((A−B−C−D)×100) …式(1)
コアロス劣化率(%)=((Pcv1−Pcv3)/Pcv1)×100 …式(3)
但し、式(1)中、(Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ ):[wt%]、A:Fe 2 O 3 [mol%]、B:MnO[mol%]、C:ZnO[mol%]、D:CoO[mol%]、である。 The Mn—Zn based ferrite according to the second aspect of the present invention is
Fe 2 O 3 : 51.5 to 57.0 mol% and ZnO: 0 to 15 mol% (however, 0 is not included), in the basic component consisting essentially of MnO in the balance, in terms of Co 3 O 4 A Mn—Zn-based ferrite containing 0 to 5000 ppm (excluding 0) of Co oxide,
The value α of the following formula (1) in the ferrite is α ≧ 0.93,
For example, using a BH analyzer, a 100 kHz, 200 mT sinusoidal AC magnetic field is applied to the ferrite, and the core loss values measured at 75 ° C. and 120 ° C. are defined as Pcv 1. When the core loss value measured under the same conditions as the measurement of Pcv1 after storage at high temperature (stored in an atmosphere of 200 ° C. for 96 hours) is Pcv3, the core loss deterioration rate represented by the following formula (3) is: 27% or less at 75 ° C. or 30% or less at 120 ° C.
α = ((Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ ) × (4.29 × A + 1.91 × B + 2.19 × C + 2.01 × D)) / ((A−B−C−D) × 100) (1)
Core loss deterioration rate (%) = ((Pcv1−Pcv3) / Pcv1) × 100 (3)
In the formula (1), (Fe 2+ -Mn 3+ -Co 3+): [wt%], A: Fe 2 O 3 [mol%], B: MnO [mol%], C: ZnO [mol%] , D: CoO [mol%].
フェライトにおける式(1)の値αを0.93以上にすると、高温試験(175℃中で96時間)後のコアロスの劣化を、かなり抑制することができる。
When the value α of the formula (1) in the ferrite is 0.93 or more, the deterioration of the core loss after the high temperature test (96 hours at 175 ° C.) can be considerably suppressed.
具体的には、BHアナライザーを用い、前記フェライトに対して、100kHz、200mTの正弦波交流磁界を印加し、75℃と120℃とでそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv1とし、該Pcv1の測定後のフェライトを、高温貯蔵(175℃の雰囲気中に96時間貯蔵)した後に、Pcv1の測定と同一条件でそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv2としたとき、下記式(2)で示されるコアロス劣化率を、75℃において3%以下または120℃において5%以下とすることができる。 Specifically, using a BH analyzer, a 100 kHz, 200 mT sinusoidal AC magnetic field was applied to the ferrite, and the core loss values measured at 75 ° C. and 120 ° C. were set to Pcv 1. When the value of the core loss measured under the same conditions as the measurement of Pcv1 is Pcv2 after high-temperature storage (96 hours storage in an atmosphere at 175 ° C.), the core loss represented by the following formula (2) The deterioration rate can be 3% or less at 75 ° C. or 5% or less at 120 ° C.
コアロス劣化率(%)=((Pcv1−Pcv2)/Pcv1)×100 …式(2)
また、BHアナライザーを用い、前記フェライトに対して、100kHz、200mTの正弦波交流磁界を印加し、75℃と120℃とでそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv1とし、該Pcv1の測定後のフェライトを、高温貯蔵(200℃の雰囲気中に96時間貯蔵)した後に、Pcv1の測定と同一条件でそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv3としたとき、下記式(3)で示されるコアロス劣化率を、75℃において27%以下または120℃において30%以下とすることができる。
Core loss deterioration rate (%) = ((Pcv1−Pcv2) / Pcv1) × 100 (2)
Also, using a BH analyzer, a 100 kHz, 200 mT sinusoidal AC magnetic field was applied to the ferrite, and the core loss values measured at 75 ° C. and 120 ° C. were defined as Pcv 1, and the ferrite after measurement of the Pcv 1 Is stored at a high temperature (96 ° C. in an atmosphere of 200 ° C. for 96 hours), and when the core loss value measured under the same conditions as the measurement of Pcv1 is Pcv3, the core loss deterioration rate represented by the following formula (3) is obtained. 27% or less at 75 ° C. or 30% or less at 120 ° C.
コアロス劣化率(%)=((Pcv1−Pcv3)/Pcv1)×100 …式(3)
以上のようにコアロスの劣化を少なくできる理由は、必ずしも明らかではないが、本発明者等の実験により裏付けられ、以下のように推測される。
Core loss deterioration rate (%) = ((Pcv1−Pcv3) / Pcv1) × 100 (3)
The reason why the deterioration of the core loss can be reduced as described above is not necessarily clear, but is supported by the experiments by the present inventors and is presumed as follows.
高温貯蔵下でのコアロスの劣化の原因については、陽イオン欠陥を介したCoイオンの移動による磁気異方性の増大などが考えられる。しかしながら、Coを固溶させたMn−Zn系フェライトの場合では、Fe2+,Fe3+,Co2+,Co3+のそれぞれの量を正確に分離して定量することが困難である。そのために陽イオン欠陥量(非化学量論的酸素量)を直接的に定量することが困難である。そこで、本発明では、現在の測定器でも計量が可能な式(1)の値αと言うパラメータを考え出し、その値を制御することで、高温試験後のコアロスの劣化を抑制することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The cause of core loss deterioration under high temperature storage may be an increase in magnetic anisotropy due to the movement of Co ions via cation defects. However, in the case of Mn—Zn ferrite in which Co is dissolved, it is difficult to accurately separate and quantify the respective amounts of Fe 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , and Co 3+ . Therefore, it is difficult to directly determine the amount of cation defects (non-stoichiometric oxygen amount). Therefore, in the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the core loss after the high temperature test by devising a parameter called the value α in the equation (1) that can be measured even with the current measuring instrument and controlling the value. The headline and the present invention have been completed.
本発明によれば、本発明に係るフェライトを、スイッチング電源などの電源トランス等に用いられるトランス用磁心、あるいはトランス(磁心の回りにコイルを巻回したもの)として用いることにより、25〜120℃の広温度帯域においてコアロスが小さくなる。また、高温貯蔵試験(175℃中で96時間)後のコアロスの劣化率も小さくなり、磁気的安定性に優れた高信頼性の磁心およびトランスとすることができる。このため、スイッチング電源および電源トランスにおいて、損失の低減、小型化、熱暴走の防止および信頼性の向上などを図ることができる。 According to the present invention, the ferrite according to the present invention is used as a transformer magnetic core used in a power transformer such as a switching power supply, or a transformer (a coil wound around a magnetic core). The core loss becomes small in the wide temperature range. Moreover, the deterioration rate of core loss after a high-temperature storage test (96 hours at 175 ° C.) is also reduced, and a highly reliable magnetic core and transformer excellent in magnetic stability can be obtained. Therefore, in the switching power supply and the power transformer, loss can be reduced, downsizing, thermal runaway can be prevented, and reliability can be improved.
次に、本発明の数値範囲の限定理由について説明する。 Next, the reason for limiting the numerical range of the present invention will be described.
Fe2 O3 の組成が51.5mol%より小さくなるか、またはZnOの組成が15mol%よりも大きくなると、高温貯蔵試験前初期のコアロスが大きく、所望の25〜120℃の広温度帯域における低コアロス化が困難となる。Fe2 O3 の組成が57.0mol%より大きくなると、高温貯蔵試験前初期のコアロスが大きく、所望の25〜120℃の広温度帯域における低コアロス化が困難となる。また、ZnOの組成が0mol%の場合では、焼結体の相対密度の低下が生じ、高温貯蔵試験前初期のコアロスが大きく、所望の25〜120℃の広温度帯域における低コアロス化が困難となる。 When the composition of Fe 2 O 3 is smaller than 51.5 mol% or the composition of ZnO is larger than 15 mol%, the initial core loss before the high-temperature storage test is large, and the desired low temperature in the wide temperature range of 25 to 120 ° C. Core loss becomes difficult. When the composition of Fe 2 O 3 exceeds 57.0 mol%, the initial core loss before the high-temperature storage test is large, and it is difficult to reduce the core loss in the desired wide temperature range of 25 to 120 ° C. Further, when the composition of ZnO is 0 mol%, the relative density of the sintered body is lowered, the core loss in the initial stage before the high-temperature storage test is large, and it is difficult to reduce the core loss in the desired wide temperature range of 25 to 120 ° C. Become.
またCo3 O4 換算でのCo酸化物の含有量が0ppmとなると、高温貯蔵試験前初期のコアロスが大きく、所望の25〜120℃の広温度帯域における低コアロス化が困難となる。またCo3 O4 換算でのCo酸化物の含有量が5000ppmよりも大きくなると、特に高温側での高温貯蔵試験前初期のコアロスが大きく、所望の25〜120℃の広温度帯域における低コアロス化が困難となる。 When the content of Co oxide in terms of Co 3 O 4 is 0 ppm, the initial core loss before the high-temperature storage test is large, and it is difficult to reduce the core loss in a desired wide temperature range of 25 to 120 ° C. Moreover, when the content of Co oxide in terms of Co 3 O 4 is larger than 5000 ppm, the core loss in the initial stage before the high-temperature storage test on the high temperature side is particularly large, and the core loss is reduced in the desired wide temperature range of 25 to 120 ° C. It becomes difficult.
本発明に係るフェライトは、好ましくは、その他の副成分として、SiO2 :50〜220ppm,CaO:120〜1400ppm を含有する。焼結性を向上させるとともに、結晶粒界に高抵抗層を形成させるためである。 The ferrite according to the present invention preferably contains SiO 2 : 50 to 220 ppm, CaO: 120 to 1400 ppm as other subcomponents. This is to improve the sinterability and to form a high resistance layer at the crystal grain boundary.
SiO2 の含有量が50ppmより小さくなるか、またはCaOの含有量が120ppmより小さくなると、焼結が促進されにくくなるとともに、結晶粒界に充分な高抵抗層が形成されにくくなるため、SiO2 またはCaOの含有量以外は同じ組成のものに比較して、高温貯蔵試験前初期のコアロス及び高温貯蔵試験後のコアロスが大きくなる傾向にある。 Or the content of SiO 2 is less than 50 ppm, or when the content of CaO becomes smaller than 120 ppm, with the sintering is less likely to be promoted, since a sufficient high resistance layer at the crystal grain boundary is less likely to be formed, SiO 2 Alternatively, the core loss before the high-temperature storage test and the core loss after the high-temperature storage test tend to be larger than those having the same composition except for the CaO content.
また、SiO2 の含有量が220ppmより大きくなるか、またはCaOの含有量が1400ppmより大きくなると、結晶の異常粒成長が起こりやすくなるとともに粒界層が過剰に形成されやすくなり、SiO2 またはCaOの含有量以外は同じ組成のものに比較して、高温貯蔵試験前初期のコアロス及び高温貯蔵試験後のコアロスが大きくなる傾向にある。 Further, when the content of SiO 2 is greater than 220 ppm or the content of CaO is greater than 1400 ppm, abnormal grain growth of crystals tends to occur and the grain boundary layer is likely to be excessively formed, and SiO 2 or CaO The core loss before the high temperature storage test and the core loss after the high temperature storage test tend to be larger than those having the same composition except for the content of.
本発明に係るフェライトは、好ましくは、さらにその他の副成分として、Nb2 O5 :0〜500ppm(ただし、0は含まず),ZrO2 :0〜500pm(ただし、0は含まず),Ta2 O5 :0〜1000ppm(ただし、0は含まず),V2 O5 :0〜500ppm(ただし、0は含まず),HfO2 :0〜500ppm(ただし、0は含まず)のうちの1種以上を含有する。 In the ferrite according to the present invention, preferably, as other subcomponents, Nb 2 O 5 : 0 to 500 ppm (excluding 0), ZrO 2 : 0 to 500 pm (excluding 0), Ta 2 O 5 : 0 to 1000 ppm (excluding 0), V 2 O 5 : 0 to 500 ppm (excluding 0), HfO 2 : 0 to 500 ppm (excluding 0) Contains one or more.
これらの副成分を含有させることで、フェライトの結晶粒界に高抵抗層を形成して、コアロス(主としてヒステリシス損失と渦電流損失)中の特に渦電流損失を低減させることができる。そのため、これらの副成分を含有させることで、これらの副成分を含まない以外は同じ組成のものに比較して、高温貯蔵試験前初期のコアロスを小さくすることができ、所望の25〜120℃の広温度帯域における低コアロス化が容易になると共に、高温貯蔵試験後のコアロスの劣化を、さらに小さくすることができる。 By containing these subcomponents, a high resistance layer can be formed at the crystal grain boundary of ferrite, and particularly eddy current loss in core loss (mainly hysteresis loss and eddy current loss) can be reduced. Therefore, by including these subcomponents, it is possible to reduce the initial core loss before the high temperature storage test as compared with the same composition except that these subcomponents are not included, and the desired 25-120 ° C. The core loss can be easily reduced in a wide temperature range, and the deterioration of the core loss after the high-temperature storage test can be further reduced.
Nb2 O5 ,ZrO2 ,V2 O5 およびHfO2 の含有量が500ppmよりも大きくなるか、またはTa2 O5 の含有量が1000ppmよりも大きくなると、粒界層が過剰に形成されやすくなり、本発明の効果が小さくなる傾向にある。 When the content of Nb 2 O 5 , ZrO 2 , V 2 O 5 and HfO 2 is larger than 500 ppm, or the content of Ta 2 O 5 is larger than 1000 ppm, the grain boundary layer is easily formed excessively. Thus, the effect of the present invention tends to be reduced.
本発明に係るフェライトは、リン(P)およびホウ素(B)を含んでも良いが、好ましくは、フェライト中のPおよびBの含有量がP≦35ppmまたはB≦35ppmである。フェライト中のPおよびBの含有量は、少ない程良い。 The ferrite according to the present invention may contain phosphorus (P) and boron (B), but preferably the content of P and B in the ferrite is P ≦ 35 ppm or B ≦ 35 ppm. The smaller the contents of P and B in the ferrite, the better.
Pの含有量が35ppm よりも大きくなるか、またはBの含有量が35ppmよりも大きくなると、結晶の異常粒成長が起こりやすくなり、本発明の効果が小さくなる傾向にある。 If the P content is higher than 35 ppm or the B content is higher than 35 ppm, abnormal grain growth of crystals tends to occur, and the effect of the present invention tends to be reduced.
本発明において、好ましくは、前記フェライトにおける式(1)の値αがα≧0.94、さらに好ましくはα≧0.95であり、その上限は、特に限定されないが、好ましくは1.50以下、さらに好ましくは1.40以下、特に好ましくは1.20以下である。それ以上の値にすることは、製造が著しく困難になる傾向にある。 In the present invention, the value α of the formula (1) in the ferrite is preferably α ≧ 0.94, more preferably α ≧ 0.95, and the upper limit is not particularly limited, but is preferably 1.50 or less. More preferably, it is 1.40 or less, and particularly preferably 1.20 or less. If the value exceeds this value, the production tends to be extremely difficult.
フェライトにおける式(1)の値αをα≧0.94とすることで、高温貯蔵試験後のコアロスの劣化率を、さらに小さくすることができる。また、α≧0.95とすることで、高温貯蔵試験後のコアロスの劣化率を、さらに小さくすることができる。 By setting the value α of the formula (1) in ferrite to α ≧ 0.94, the deterioration rate of the core loss after the high temperature storage test can be further reduced. In addition, by setting α ≧ 0.95, the deterioration rate of the core loss after the high-temperature storage test can be further reduced.
本発明において、式(1)の値αは、以下のようにして求める。式(1)の値αの算出は、組成分析と、(Fe2+−Co3+)量およびMn3+量の定量から算出することができる。すなわち組成分析については、Mn−Znフェライト焼結体を粉砕し粉末状にした後、蛍光X線分析装置(たとえばリガク(株)製、サイマルティック3530)を用いてFe2 O3 ,MnO,ZnOおよびCoO量を測定することができる。 In the present invention, the value α of the equation (1) is obtained as follows. The calculation of the value α in the formula (1) can be performed from composition analysis and quantification of the (Fe 2+ -Co 3+ ) amount and the Mn 3+ amount. That is, for the compositional analysis, after the Mn—Zn ferrite sintered body was pulverized and powdered, Fe 2 O 3 , MnO, ZnO using a fluorescent X-ray analyzer (for example, Simultic 3530 manufactured by Rigaku Corporation). And the amount of CoO can be measured.
(Fe2+−Co3+)量およびMn3+量は、Mn−Zn系フェライト焼結体を粉砕して粉末状にし、酸に溶解後、K2 Cr2 O7 溶液により電位差滴定を行い定量する。(Fe2+−Co3+)量についてであるが、Fe2+とCo3+とが反応するため、Coを固溶させたMn−Zn系フェライトの場合では、Fe2+,Fe3+,Co2+,Co3+のそれぞれの量を正確に分離して定量することが困難であり、(Fe2+−Co3+)量として定量する。 The amount of (Fe 2+ -Co 3+ ) and the amount of Mn 3+ are quantified by pulverizing the Mn—Zn-based ferrite sintered body to form a powder, dissolving in acid, and performing potentiometric titration with a K 2 Cr 2 O 7 solution. Regarding the amount of (Fe 2+ -Co 3+ ), Fe 2+ reacts with Co 3+ , so in the case of Mn—Zn based ferrite in which Co is dissolved, Fe 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , Co 3+ It is difficult to accurately separate and quantify each of these, and it is quantified as the (Fe 2+ -Co 3+ ) amount.
本発明に係るMn−Zn系フェライトは、たとえば以下のようにして製造されることが好ましい。 The Mn—Zn ferrite according to the present invention is preferably produced, for example, as follows.
すなわち、本発明に係るMn−Zn系フェライトの製造方法は、
上記本発明に係るMn−Zn系フェライトの組成範囲(Fe2 O3 :51.5〜57.0mol%およびZnO:0〜15mol%(ただし、0は含まず)を含み、残部が実質的にMnOからなる基本成分中に、Co3 O4 換算で0〜5000ppm(ただし、0は含まず)のCo酸化物を含有する)となるように原料を準備する原料準備工程と、
前記原料にバインダーを加えて所定形状に成形し、予備成形体を形成する成形工程と、
前記予備成形体を焼成する焼成工程とを、有し、
前記焼成工程が高温保持工程を有し、
該高温保持工程における保持温度が、1250℃〜1400℃であり、かつ
焼成雰囲気の酸素分圧をPO2 (%)とし、保持温度をT(K)としたとき、下記(4)式を満足するPO2 で焼成することを特徴とする。
That is, the manufacturing method of the Mn-Zn ferrite according to the present invention is as follows:
The composition range of the Mn—Zn ferrite according to the present invention (Fe 2 O 3 : 51.5 to 57.0 mol% and ZnO: 0 to 15 mol% (however, 0 is not included) is included, and the balance is substantially A raw material preparation step of preparing a raw material so as to be 0 to 5000 ppm (but not including 0) Co oxide in terms of Co 3 O 4 in a basic component composed of MnO;
A molding step of forming a preform by adding a binder to the raw material and molding it into a predetermined shape;
A firing step of firing the preform,
The firing step includes a high temperature holding step;
When the holding temperature in the high temperature holding step is 1250 ° C. to 1400 ° C., the oxygen partial pressure of the firing atmosphere is PO 2 (%), and the holding temperature is T (K), the following expression (4) is satisfied. It is characterized by firing with PO 2 .
Log(PO2 )=a−13000/T …式(4)
但し、式(4)中のaは、6.95≦a≦8.85である。
Log (PO 2) = a- 13000 / T ... formula (4)
However, a in the formula (4) is 6.95 ≦ a ≦ 8.85.
例えば保持温度が1300℃では、焼成雰囲気の酸素分圧は、0.05%〜3.80%である。 For example, when the holding temperature is 1300 ° C., the oxygen partial pressure in the firing atmosphere is 0.05% to 3.80%.
焼成工程は、昇温工程と、高温保持工程と、降温工程とを有することが好ましい。昇温工程では、焼成雰囲気中の酸素分圧は、3.0%以下であることが好ましい。高温保持工程では、保持温度が1250℃〜1400℃であり、例えば1300℃では酸素分圧は、0.05%〜3.80%であることが好ましい。酸素分圧は、従来よりも低めに設定することが好ましい。ただし、酸素分圧が0.05%よりも小さいと、高温貯蔵試験前初期のコアロスが悪くなる傾向にある。焼成時の保持温度が高いほど、酸素分圧も高めに設定することが好ましい。また、酸素分圧が低いほど、式(1)の値αが大きくなり、高温貯蔵試験後のコアロスの劣化が小さくなる傾向にある。 The firing step preferably includes a temperature raising step, a high temperature holding step, and a temperature lowering step. In the temperature raising step, the oxygen partial pressure in the firing atmosphere is preferably 3.0% or less. In the high temperature holding step, the holding temperature is 1250 ° C to 1400 ° C. For example, at 1300 ° C, the oxygen partial pressure is preferably 0.05% to 3.80%. It is preferable to set the oxygen partial pressure to be lower than in the prior art. However, if the oxygen partial pressure is less than 0.05%, the initial core loss before the high-temperature storage test tends to deteriorate. It is preferable to set the oxygen partial pressure higher as the holding temperature during firing is higher. Further, as the oxygen partial pressure is lower, the value α of the formula (1) is larger, and the deterioration of the core loss after the high-temperature storage test tends to be smaller.
また、降温工程では、900℃〜1200℃において、窒素雰囲気に切り替えることが好ましい。窒素雰囲気に切り替えた後の冷却速度は、切換前の冷却速度の2〜10倍にすることが好ましい。 Moreover, it is preferable to switch to a nitrogen atmosphere in 900 to 1200 degreeC in a temperature fall process. The cooling rate after switching to the nitrogen atmosphere is preferably 2 to 10 times the cooling rate before switching.
このような製造条件を選択することで、本発明に係るMn−Zn系フェライトを容易に製造することができる。 By selecting such manufacturing conditions, the Mn—Zn ferrite according to the present invention can be easily manufactured.
本発明によれば、スイッチング電源などの電源トランス等に用いられる磁心として、広温度帯域においてコアロスが小さく、さらに高温度下(高温貯蔵試験)においてもコアロスの劣化が少なく磁気的安定性に優れた高信頼性のMn−Zn系フェライト、トランス用磁心およびトランスを提供することができる。 According to the present invention, as a magnetic core used in a power supply transformer such as a switching power supply, the core loss is small in a wide temperature range, and the core loss is less deteriorated even at a high temperature (high temperature storage test) and excellent in magnetic stability. A highly reliable Mn—Zn ferrite, a transformer core and a transformer can be provided.
以下、本発明を、実施形態に基づき説明する。
本発明の一実施形態に係るMn−Zn系フェライトは、
Fe2 O3 :51.5〜57.0mol%およびZnO:0〜15mol%(ただし、0は含まず)を含み、残部が実質的にMnOからなる基本成分中に、Co3 O4 換算で0〜5000ppm(ただし、0は含まず)のCo酸化物を含有し、
その他の任意の副成分として、SiO2 :50〜220ppm,CaO:120〜1400ppmを含有し、
さらにその他の任意の副成分として、Nb2 O5 :0〜500ppm(ただし、0は含まず),ZrO2 :0〜500ppm(ただし、0は含まず),Ta2 O5 :0〜1000ppm(ただし、0は含まず),V2 O5 :0〜500ppm(ただし、0は含まず),HfO2 :0〜500ppm(ただし、0は含まず)のうちの1種以上を含有するMn−Zn系フェライトであって、
前記フェライトにおける下記式(1)の値αが、α≧0.93であることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments.
The Mn—Zn based ferrite according to one embodiment of the present invention is
Fe 2 O 3 : 51.5 to 57.0 mol% and ZnO: 0 to 15 mol% (however, 0 is not included), in the basic component consisting essentially of MnO in the balance, in terms of Co 3 O 4 0 to 5000 ppm (however, 0 is not included) Co oxide,
As other optional subcomponents, SiO 2 : 50 to 220 ppm, CaO: 120 to 1400 ppm,
Furthermore, as other optional subcomponents, Nb 2 O 5 : 0 to 500 ppm (excluding 0), ZrO 2 : 0 to 500 ppm (excluding 0), Ta 2 O 5 : 0 to 1000 ppm ( However, Mn- containing one or more of V 2 O 5 : 0 to 500 ppm (however, 0 is not included), HfO 2 : 0 to 500 ppm (however, 0 is not included) Zn-based ferrite,
A value α of the following formula (1) in the ferrite is α ≧ 0.93.
α=((Fe2+−Mn3+−Co3+)×(4.29×A+1.91×B+2.19×C+2.01×D))/((A−B−C−D)×100) …式(1)
但し、式(1)中、(Fe2+−Mn3+−Co3+):[wt%]、A:Fe2O3[mol%]、B:MnO[mol%]、C:ZnO[mol%]、D:CoO[mol%]、である。
α = ((Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ ) × (4.29 × A + 1.91 × B + 2.19 × C + 2.01 × D)) / ((A−B−C−D) × 100) (1)
In the formula (1), (Fe 2+ -Mn 3+ -Co 3+): [wt%], A: Fe 2 O 3 [mol%], B: MnO [mol%], C: ZnO [mol%] , D: CoO [mol%].
本発明のフェライトには、リン(P)およびホウ素(B)を含んでも良いが、好ましくは、フェライト中のPおよびBの含有量がP≦35ppmまたはB≦35ppmである。 The ferrite of the present invention may contain phosphorus (P) and boron (B), but preferably the content of P and B in the ferrite is P ≦ 35 ppm or B ≦ 35 ppm.
本発明の一実施形態に係るMn−Zn系フェライトを製造するには、まず、主成分および副成分の出発原料を準備する。主成分の出発原料としては、Fe2 O3 、Mn3 O4 、ZnO、あるいは焼成後にこれらの酸化物となる原料が用いられる。また、副成分の出発原料としては、Co3 O4 、SiO2 、CaO、Nb2 O5 、ZrO2 、Ta2 O5 、V2 O5 、HfO2 、あるいは焼成後にこれらの酸化物となる原料が用いられる。これらの出発原料は、焼成後の組成範囲が上記の範囲となるように秤量される。また、これらの出発原料には、PおよびBが含まれていても良いが、焼成後の最終的な組成において、上記の範囲と成るように調整される。 In order to manufacture the Mn—Zn ferrite according to one embodiment of the present invention, first, starting materials for a main component and subcomponents are prepared. As the starting material for the main component, Fe 2 O 3 , Mn 3 O 4 , ZnO, or a material that becomes an oxide of these after firing is used. As the starting materials for the components, a Co 3 O 4, SiO 2, CaO, Nb 2 O 5, ZrO 2, Ta 2 O 5, V 2 O 5, HfO 2 or these oxides after firing, Raw materials are used. These starting materials are weighed so that the composition range after firing is in the above range. These starting materials may contain P and B, but the final composition after firing is adjusted to be in the above range.
まず、主成分の出発原料を上記の組成範囲となるように秤量し、湿式混合して、その後乾燥させ、大気中で、約900℃で約2時間、仮焼成する。これにより得られた仮焼済み粉体に、副成分の出発原料を秤量して添加し、混合後に粉砕する。粉砕後の粉体の平均粒径は、特に限定されないが、好ましくは1〜10μm程度である。この粉体に、適当なバインダー、たとえばポリビニルアルコールなどを加え、スプレードライヤーなどにて造粒し、所定形状の予備成形体とする。 First, the starting material of the main component is weighed so as to be in the above composition range, wet-mixed, then dried, and calcined at about 900 ° C. for about 2 hours in the air. The starting raw material of the auxiliary component is weighed and added to the calcined powder thus obtained, and pulverized after mixing. The average particle size of the powder after pulverization is not particularly limited, but is preferably about 1 to 10 μm. An appropriate binder such as polyvinyl alcohol is added to the powder and granulated with a spray dryer or the like to obtain a preform with a predetermined shape.
予備成形体の形状としては、特に限定されないが、たとえばトロイダル形状などが例示される。 Although it does not specifically limit as a shape of a preforming body, For example, a toroidal shape etc. are illustrated.
次に、この予備成形体を、焼成後のフェライト焼結体における式(1)の値αがα≧0.93となるような条件で焼成する。焼成条件は、次の条件が好ましい。 Next, this preform is fired under conditions such that the value α of the formula (1) in the sintered ferrite body after firing satisfies α ≧ 0.93. The firing conditions are preferably the following conditions.
焼成工程は、昇温工程と、高温保持工程と、降温工程とを有することが好ましい。 The firing step preferably includes a temperature raising step, a high temperature holding step, and a temperature lowering step.
昇温工程では、焼成雰囲気中の酸素分圧は、3.0%以下であることが好ましい。 In the temperature raising step, the oxygen partial pressure in the firing atmosphere is preferably 3.0% or less.
高温保持工程では、保持温度が1250℃〜1400℃、より好ましくは1260〜1370℃である。また、高温保持工程での雰囲気の酸素分圧をPO2 (%)とし、保持温度をT(K)としたとき、下記(4)式を満足するPO2 で焼成する。 In the high temperature holding step, the holding temperature is 1250 ° C to 1400 ° C, more preferably 1260 to 1370 ° C. Further, when the oxygen partial pressure in the atmosphere in the high temperature holding step is PO 2 (%) and the holding temperature is T (K), the firing is performed with PO 2 satisfying the following expression (4).
Log(PO2 )=a−13000/T …式(4)
但し、式(4)中のaは、6.95≦a≦8.85、より好ましくは7.96≦a≦8.78である。aが6.95未満であると、コアロスが増加するなどの不都合を生じ、aが8.85を超えると、高温貯蔵試験におけるコアロスの劣化率が増加するなどの不都合を生じる。
Log (PO 2) = a- 13000 / T ... formula (4)
However, a in the formula (4) is 6.95 ≦ a ≦ 8.85, more preferably 7.96 ≦ a ≦ 8.78. When a is less than 6.95, the core loss increases, and when a exceeds 8.85, the core loss deterioration rate in the high-temperature storage test increases.
例えば高温保持温度1300℃では、酸素分圧は、0.05%〜3.80%であることが好ましい。酸素分圧は、従来よりも低めに設定することが好ましい。ただし、酸素分圧が0.05%よりも小さいと、高温貯蔵試験前初期のコアロスが悪くなる傾向にある。焼成時の保持温度が高いほど、酸素分圧も高めに設定することが好ましい。また、酸素分圧が低いほど、式(1)の値αが大きくなり、高温貯蔵試験後のコアロスの劣化が小さくなる傾向にある。 For example, at a high temperature holding temperature of 1300 ° C., the oxygen partial pressure is preferably 0.05% to 3.80%. It is preferable to set the oxygen partial pressure to be lower than in the prior art. However, if the oxygen partial pressure is less than 0.05%, the initial core loss before the high-temperature storage test tends to deteriorate. It is preferable to set the oxygen partial pressure higher as the holding temperature during firing is higher. Further, as the oxygen partial pressure is lower, the value α of the formula (1) is larger, and the deterioration of the core loss after the high-temperature storage test tends to be smaller.
また、降温工程では、900℃〜1200℃において、窒素雰囲気に切り替えることが好ましい。窒素雰囲気に切り替えた後の冷却速度は、切換前の冷却速度の2〜10倍にすることが好ましい。 In the temperature lowering process, it is preferable to switch to a nitrogen atmosphere at 900 ° C. to 1200 ° C. The cooling rate after switching to the nitrogen atmosphere is preferably 2 to 10 times the cooling rate before switching.
このような製造条件を選択することで、本実施形態に係るMn−Zn系フェライトを容易に製造することができる。 By selecting such manufacturing conditions, the Mn—Zn ferrite according to the present embodiment can be easily manufactured.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。 Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.
実施例1〜14
主成分および副成分の出発原料を準備した。主成分の出発原料としては、Fe2 O3 、Mn3 O4 、ZnOを用いた。また、副成分の出発原料としては、Co3 O4 、SiO2 、CaO、を用いた。これらの出発原料は、焼成後の組成範囲が下記の範囲となるように、秤量した。
Examples 1-14
The starting material of the main component and the subcomponent was prepared. Fe 2 O 3 , Mn 3 O 4 , and ZnO were used as starting materials for the main components. Further, Co 3 O 4 , SiO 2 , and CaO were used as the starting materials for the subcomponents. These starting materials were weighed so that the composition range after firing would be the following range.
すなわち、Fe2 O3 :51.5〜57.0mol%、ZnO:0〜15mol%(ただし、0は含まず)を含み、残部が実質的にMnOであり、Co3 O4 :0〜5000ppm(ただし、0は含まず)、SiO2 :50〜220ppm、CaO:120〜1400ppmであった。 That, Fe 2 O 3: 51.5~57.0mol% , ZnO: 0~15mol% ( note that 0 contained not in) a, balance being substantially MnO, Co 3 O 4: 0~5000ppm (However, 0 was not included), SiO 2 : 50 to 220 ppm, CaO: 120 to 1400 ppm.
まず、主成分の出発原料を上記の組成範囲となるように秤量し、湿式混合して、その後乾燥させ、大気中で、900℃で2時間、仮焼成した。これにより得られた仮焼済み粉体に、副成分の出発原料を秤量して添加し、混合後に粉砕した。粉砕後の粉体の平均粒径は、2μm程度であった。この粉体に、バインダーとしてポリビニルアルコールを加え、スプレードライヤーなどにて造粒し、トロイダル形状の予備成形体とした。 First, the starting material of the main component was weighed so as to be in the above composition range, wet-mixed, then dried, and calcined at 900 ° C. for 2 hours in the air. To the calcined powder obtained in this manner, the starting materials of the auxiliary components were weighed and added, and pulverized after mixing. The average particle size of the pulverized powder was about 2 μm. To this powder, polyvinyl alcohol was added as a binder and granulated with a spray dryer or the like to obtain a toroidal preform.
次に、この予備成形体を、次に示す焼成条件の範囲内で焼成し、下記の表1に示すように、種々のα値を持つフェライト焼結体のサンプルを多数得た。この焼成工程は、昇温工程と、高温保持工程と、降温工程とを有し、昇温工程では、焼成雰囲気中の酸素分圧は、3.0%以下であった。高温保持工程では、保持温度が1250℃〜1400℃であり、例えば1300℃では酸素分圧は、0.05%〜3.80%であった。また、降温工程では、900℃〜1200℃において、窒素雰囲気に切り替えた。窒素雰囲気に切り替えた後の冷却速度は、切換前の冷却速度の2〜10倍に設定した。 Next, this preform was fired within the range of the firing conditions shown below, and a large number of ferrite sintered body samples having various α values were obtained as shown in Table 1 below. This firing step has a temperature raising step, a high temperature holding step, and a temperature lowering step. In the temperature raising step, the oxygen partial pressure in the firing atmosphere was 3.0% or less. In the high temperature holding step, the holding temperature was 1250 ° C. to 1400 ° C. For example, at 1300 ° C., the oxygen partial pressure was 0.05% to 3.80%. In the temperature lowering step, the atmosphere was switched to a nitrogen atmosphere at 900 ° C to 1200 ° C. The cooling rate after switching to the nitrogen atmosphere was set to 2 to 10 times the cooling rate before switching.
表1に示すように、焼成後のフェライト焼結体における式(1)の値αがα≧0.93となることが確認できた。 As shown in Table 1, it was confirmed that the value α of the formula (1) in the sintered ferrite body after firing was α ≧ 0.93.
なお、式(1)の値αの算出は、組成分析と、(Fe2+−Co3+)量およびMn3+量の定量とから算出した。すなわち、組成分析については、フェライト焼結体を粉砕し粉末状にした後、蛍光X線分析装置 (リガク(株)製、サイマルティック3530)を用いて、Fe2 O3 ,MnO,ZnOおよびCoO量(モル%)を測定した。(Fe2+−Co3+)量およびMn3+量(重量%)は、フェライト焼結体を粉砕して粉末状にし、酸に溶解後、K2 Cr2 O7 溶液により電位差滴定を行い定量した。(Fe2+−Co3+)量についてであるが、Fe2+とCo3+とが反応するため、Coを固溶させたMn−Zn系フェライトの場合では、Fe2+,Fe3+,Co2+,Co3+のそれぞれの量を正確に分離して定量することが困難であるので、(Fe2+−Co3+)量として定量した。なお、同一のフェライト焼結体においては、Fe=Fe2++Fe3+,Co=Co2++Co3+の式が成り立つ。 In addition, calculation of value (alpha) of Formula (1) was computed from the composition analysis and fixed_quantity | quantitative_assay of (Fe2 + -Co3 + ) amount and Mn3 + amount. That is, for composition analysis, the ferrite sintered body was pulverized and powdered, and then using a fluorescent X-ray analyzer (Simultic 3530, manufactured by Rigaku Corporation), Fe 2 O 3 , MnO, ZnO and CoO. The amount (mol%) was measured. The amount of (Fe 2+ -Co 3+ ) and the amount of Mn 3+ (% by weight) were quantified by pulverizing the ferrite sintered body to form a powder, dissolving it in an acid, and performing potentiometric titration with a K 2 Cr 2 O 7 solution. Regarding the amount of (Fe 2+ -Co 3+ ), Fe 2+ reacts with Co 3+ , so in the case of Mn—Zn based ferrite in which Co is dissolved, Fe 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , Co 3+ Since it was difficult to accurately separate and quantify each amount, the amount was (Fe 2+ -Co 3+ ) quantified. In the same ferrite sintered body, the formulas Fe = Fe 2+ + Fe 3+ and Co = Co 2+ + Co 3+ hold.
また、これらのMn−Zn系フェライト焼結体のサンプルについて、コアロス(Pcv)の測定を行った。Pcvは、BHアナライザーを用い、100kHz,200mTの正弦波交流磁界を印加し、25〜120℃の範囲(25,75,120℃)で測定した(Pcv1)。Pcv測定後さらに、175℃または200℃の雰囲気中に96時間サンプルを貯蔵しておき、同様に貯蔵後のPcv値を25〜120℃の範囲(25,75,120℃)で測定し(Pcv0、Pcv2、Pcv3)、これらの値から貯蔵後のPcvの劣化率を、それぞれの温度で算出した。 Moreover, the core loss (Pcv) was measured about the sample of these Mn-Zn type ferrite sintered compacts. Pcv was measured in the range of 25-120 ° C. (25, 75, 120 ° C.) using a BH analyzer and applying a 100 kHz, 200 mT sinusoidal AC magnetic field (Pcv 1). After the Pcv measurement, the sample was further stored in an atmosphere at 175 ° C. or 200 ° C. for 96 hours, and the Pcv value after the storage was measured in the range of 25 to 120 ° C. (25, 75, 120 ° C.) (Pcv 0 , Pcv2, Pcv3), and the deterioration rate of Pcv after storage was calculated from these values at each temperature.
Pcvの劣化率(%)は、Pcvの劣化率(%)=((高温貯蔵試験前のコアロスPcv1−高温貯蔵試験後のコアロスPcv0またはPcv2またはPcv3)/高温貯蔵試験前のコアロスPcv1)×100、の関係式で算出することができる。 Pcv degradation rate (%) is Pcv degradation rate (%) = ((core loss Pcv1 before high-temperature storage test 1-core loss Pcv0 or Pcv2 or Pcv3 after high-temperature storage test) / core loss Pcv1 before high-temperature storage test) × 100 It can be calculated by the relational expression.
次に示す表1に、主成分の組成(モル%)と、副成分の含有量(ppm)と、式(1)の値αと、高温貯蔵試験前のコアロス(Pcv)と、高温貯蔵試験後のコアロス(Pcv)と、コアロスの劣化率(%)とを示す。Pcvの単位は、kW/m3 である。
焼成条件を変化させ、組成範囲は実施例1または2と同じであるが、式(1)の値αが実施例1〜14の範囲から外れる以外は、前記の実施例1〜14と同様にして、複数のフェライト焼結体のサンプルを作製した。比較例1〜4では、実施例1〜14に比べて、特に焼成時の高温保持工程における酸素分圧が、例えば1300℃では、3.80%よりも大きかった。
Table 1 shown below shows the composition (mol%) of the main component, the content (ppm) of the subcomponent, the value α of the formula (1), the core loss (Pcv) before the high temperature storage test, and the high temperature storage test. The subsequent core loss (Pcv) and the deterioration rate (%) of the core loss are shown. The unit of Pcv is kW / m 3 .
Although the firing conditions were changed and the composition range was the same as in Example 1 or 2, the same as in Examples 1 to 14 except that the value α in formula (1) deviated from the range of Examples 1 to 14. A plurality of ferrite sintered body samples were prepared. In Comparative Examples 1 to 4, compared with Examples 1 to 14, the oxygen partial pressure particularly in the high temperature holding step during firing was larger than 3.80% at 1300 ° C., for example.
これらの比較例に係る複数のフェライト焼結体のサンプルについて、実施例1〜14と同様な測定および試験を行った。これらの比較例に係る主成分の組成(モル%)と、副成分の含有量(ppm)と、式(1)の値αと、高温貯蔵試験前のコアロス(Pcv)と、高温貯蔵試験後のコアロス(Pcv)と、コアロスの劣化率(%)とを、表1に示す。 About the sample of the several ferrite sintered compact which concerns on these comparative examples, the measurement and test similar to Examples 1-14 were performed. The composition (mol%) of the main component according to these comparative examples, the content (ppm) of subcomponents, the value α of the formula (1), the core loss (Pcv) before the high temperature storage test, and the high temperature storage test Table 1 shows the core loss (Pcv) and the deterioration rate (%) of the core loss.
比較例5,6
Fe2 O3 :51.5〜57.0mol%、ZnO:0〜15mol%の範囲から外れる以外は、実施例1〜14と同様にして、複数のフェライト焼結体のサンプルを作製した。
Comparative Examples 5 and 6
Samples of a plurality of ferrite sintered bodies were prepared in the same manner as in Examples 1 to 14, except that the range was not within the range of Fe 2 O 3 : 51.5 to 57.0 mol% and ZnO: 0 to 15 mol%.
これらの比較例に係るフェライト焼結体のサンプルについて、実施例1〜14と同様な測定および試験を行った。これらの比較例に係る主成分の組成(モル%)と、副成分の含有量(ppm)と、式(1)の値αと、高温貯蔵試験前のコアロス(Pcv)と、高温貯蔵試験後のコアロス(Pcv)と、コアロスの劣化率(%)とを、表1に示す。 About the sample of the ferrite sintered compact which concerns on these comparative examples, the same measurement and test as Examples 1-14 were performed. The composition (mol%) of the main component according to these comparative examples, the content (ppm) of subcomponents, the value α of the formula (1), the core loss (Pcv) before the high temperature storage test, and the high temperature storage test Table 1 shows the core loss (Pcv) and the deterioration rate (%) of the core loss.
比較例7,8
Co3 O4 :0〜5000ppm(ただし、0は含まず)の範囲から外れる以外は、実施例1〜14と同様にして、複数のフェライト焼結体のサンプルを作製した。
Comparative Examples 7 and 8
Samples of a plurality of ferrite sintered bodies were produced in the same manner as in Examples 1 to 14 except that it was out of the range of Co 3 O 4 : 0 to 5000 ppm (excluding 0).
これらの比較例に係るフェライト焼結体のサンプルについて、実施例1〜14と同様な測定および試験を行った。これらの比較例に係る主成分の組成(モル%)と、副成分の含有量(ppm)と、式(1)の値αと、高温貯蔵試験前のコアロス(Pcv)と、高温貯蔵試験後のコアロス(Pcv)と、コアロスの劣化率(%)とを、表1に示す。 About the sample of the ferrite sintered compact which concerns on these comparative examples, the same measurement and test as Examples 1-14 were performed. The composition (mol%) of the main component according to these comparative examples, the content (ppm) of subcomponents, the value α of the formula (1), the core loss (Pcv) before the high temperature storage test, and the high temperature storage test Table 1 shows the core loss (Pcv) and the deterioration rate (%) of the core loss.
実施例15〜18
SiO2 :50〜220ppm、CaO:120〜1400ppmの範囲から外れる以外は、実施例1〜14と同様にして、複数のフェライト焼結体のサンプルを作製した。
Examples 15-18
SiO 2: 50~220ppm, CaO: except outside the scope of 120~1400ppm, the same procedure as in Examples 1-14, were prepared a plurality of samples of ferrite sintered bodies.
これらの比較例に係るフェライト焼結体のサンプルについて、実施例1〜14と同様な測定および試験を行った。これらの比較例に係る主成分の組成(モル%)と、副成分の含有量(ppm)と、式(1)の値αと、高温貯蔵試験前のコアロス(Pcv)と、高温貯蔵試験後のコアロス(Pcv)と、コアロスの劣化率(%)とを、表1に示す。 About the sample of the ferrite sintered compact which concerns on these comparative examples, the same measurement and test as Examples 1-14 were performed. The composition (mol%) of the main component according to these comparative examples, the content (ppm) of subcomponents, the value α of the formula (1), the core loss (Pcv) before the high temperature storage test, and the high temperature storage test Table 1 shows the core loss (Pcv) and the deterioration rate (%) of the core loss.
評価1
表1に示すように、
(イ)実施例1〜14と比較例1〜4とを比較することで、以下のことが確認できた。すなわち、Fe2 O3 :51.5〜57.0mol%およびZnO:0〜15mol%(ただし、0は含まず) を含み、残部が実質的にMnOからなる基本成分中に、Co3 O4 換算で0〜5000ppm(ただし、0は含まず)のCo酸化物を含有するMn−Zn系フェライトにおいて、前記フェライトにおける式(1)の値αをα≧0.93とすることで、高温貯蔵試験(175℃中で96時間)後のコアロスの劣化(75℃でのPcv劣化率)をたとえば3%以下程度に抑制することができ、さらに120℃でのPcv劣化率をたとえば5%以下(好ましくは4.5%以下)程度に抑制することができることが確認できた。これに対し、比較例1〜4では、α≧0.93を満足せず、75℃でのPcv劣化率が3%を超え、120℃でのPcv劣化率も5%を超えた。
Evaluation 1
As shown in Table 1,
(A) The following could be confirmed by comparing Examples 1-14 with Comparative Examples 1-4. That is, Fe 2 O 3 : 51.5 to 57.0 mol% and ZnO: 0 to 15 mol% (however, 0 is not included), with the balance being substantially composed of MnO, Co 3 O 4 In a Mn—Zn-based ferrite containing Co oxide of 0 to 5000 ppm (excluding 0) in terms of conversion, the value α of the formula (1) in the ferrite is α ≧ 0.93, so that it can be stored at high temperature. The core loss deterioration (Pcv deterioration rate at 75 ° C.) after the test (96 hours at 175 ° C.) can be suppressed to, for example, about 3% or less, and the Pcv deterioration rate at 120 ° C. is, for example, 5% or less ( It was confirmed that it can be suppressed to preferably about 4.5% or less. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, α ≧ 0.93 was not satisfied, the Pcv deterioration rate at 75 ° C. exceeded 3%, and the Pcv deterioration rate at 120 ° C. also exceeded 5%.
また、より厳しい条件での高温貯蔵試験(200℃中で96時間)後のコアロスの劣化(75℃でのPcv劣化率)をたとえば27%以下程度に抑制することができ、さらに120℃でのPcv劣化率をたとえば30%以下程度に抑制することができることも確認できた。これに対し、比較例1〜4では、α≧0.93を満足せず、75℃でのPcv劣化率が27%を超え、120℃でのPcv劣化率も30%を超えた。 In addition, deterioration of core loss (Pcv deterioration rate at 75 ° C.) after a high-temperature storage test (96 hours at 200 ° C.) under more severe conditions can be suppressed to, for example, about 27% or less, and further at 120 ° C. It was also confirmed that the Pcv deterioration rate can be suppressed to about 30% or less, for example. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, α ≧ 0.93 was not satisfied, the Pcv deterioration rate at 75 ° C. exceeded 27%, and the Pcv deterioration rate at 120 ° C. also exceeded 30%.
(ロ)実施例1〜14と比較例5〜8とを比較することで、以下のことが確認できた。すなわち、Fe2 O3 :51.5〜57.0mol%およびZnO:0〜15mol%(ただし、0は含まず)を含み、残部が実質的にMnOからなる基本成分中に、Co3 O4 換算で0〜5000ppm(ただし、0は含まず)のCo酸化物を含有させることで、高温貯蔵試験前のコアロス(Pcv)を、広い温度範囲(25〜120℃)において、たとえば500kW/m3 以下程度に低く抑制することができることが確認できた。なお、比較例5〜8では、Pcv劣化率は実施例に近づけることはできるが、高温貯蔵試験前初期のコアロスが所定の温度で500kW/m3 以上に大きくなり、25〜120℃の広温度帯域における低コアロス化が困難となる。 (B) By comparing Examples 1 to 14 and Comparative Examples 5 to 8, the following could be confirmed. That is, in a basic component containing Fe 2 O 3 : 51.5 to 57.0 mol% and ZnO: 0 to 15 mol% (however, 0 is not included) and the balance being substantially made of MnO, Co 3 O 4 By including 0 to 5000 ppm (but not including 0) Co oxide in terms of conversion, the core loss (Pcv) before the high-temperature storage test is, for example, 500 kW / m 3 in a wide temperature range (25 to 120 ° C.). It was confirmed that it can be suppressed as low as below. In Comparative Examples 5 to 8, the Pcv deterioration rate can be close to that of the example, but the initial core loss before the high-temperature storage test is increased to 500 kW / m 3 or more at a predetermined temperature, and a wide temperature of 25 to 120 ° C. It becomes difficult to reduce the core loss in the band.
(ハ)実施例1〜14と実施例15〜18とを比較することで、以下のことが確認できた。すなわち、SiO2 の含有量が50ppmより小さくなるか、またはCaOの含有量が120ppmより小さくなると、SiO2 またはCaOの含有量以外は同じ組成のものに比較して、高温貯蔵試験前初期のコアロス及び高温貯蔵試験後のコアロスが大きくなる傾向にあることが確認された。 (C) By comparing Examples 1 to 14 and Examples 15 to 18, the following could be confirmed. That is, when the SiO 2 content is less than 50 ppm or the CaO content is less than 120 ppm, the core loss before the high-temperature storage test is higher than that of the same composition except for the SiO 2 or CaO content. In addition, it was confirmed that the core loss after the high-temperature storage test tends to increase.
(ニ)実施例1〜14を相互に比較することで、次のことが確認できた。すなわち、式(1)の値αをα≧0.94とすることで、高温貯蔵試験(175℃/96時間)後のコアロスの劣化率(120℃)を4.0%以内と、さらに小さくすることができた。また、さらに厳しい条件の高温貯蔵試験(200℃/96時間)後のコアロスの劣化率(75℃)を25%以内と、さらに小さくすることができ、コアロスの劣化率(120℃)を27%以内と、さらに小さくすることができた。 (D) By comparing Examples 1 to 14 with each other, the following could be confirmed. That is, by setting the value α in the formula (1) to α ≧ 0.94, the deterioration rate of the core loss (120 ° C.) after the high-temperature storage test (175 ° C./96 hours) is further reduced to 4.0% or less. We were able to. In addition, the deterioration rate of core loss (75 ° C.) after a more severe high-temperature storage test (200 ° C./96 hours) can be further reduced to within 25%, and the deterioration rate of core loss (120 ° C.) is 27%. And could be made even smaller.
また、フェライトにおける式(1)の値αをα≧0.95とすることで、高温貯蔵試験(175℃/96時間)後のコアロスの劣化率(120℃)を3.5%以内と、さらに小さくすることができた。また、さらに厳しい条件の高温貯蔵試験(200℃/96時間)後のコアロスの劣化率(75℃)を23%以内と、さらに小さくすることができ、コアロスの劣化率(120℃)を25%以内と、さらに小さくすることができた。 Further, by setting the value α of the formula (1) in the ferrite to α ≧ 0.95, the deterioration rate of the core loss (120 ° C.) after the high temperature storage test (175 ° C./96 hours) is within 3.5%, It could be made even smaller. Moreover, the deterioration rate of core loss (75 ° C.) after a more severe high-temperature storage test (200 ° C./96 hours) can be further reduced to 23% or less, and the deterioration rate of core loss (120 ° C.) is 25%. And could be made even smaller.
実施例19〜33
前記の実施例5の組成(Fe2 O3 :53.8mol%,MnO:35.9mol%,ZnO:10.3mol%,Co3 O4 :3000ppm,SiO2 :100ppm,CaO:500ppm)をベースとして、下記に示す組成範囲で、Nb2 O5 、ZrO2 、Ta2 O5 、V2 O5 、HfO2 のいずれかを含有させた以外は、実施例1〜14と同様にして、複数のフェライト焼結体のサンプルを作製した。
Examples 19-33
Based on the composition of Example 5 (Fe 2 O 3 : 53.8 mol%, MnO: 35.9 mol%, ZnO: 10.3 mol%, Co 3 O 4 : 3000 ppm, SiO 2 : 100 ppm, CaO: 500 ppm) As in Examples 1 to 14, except that any of Nb 2 O 5 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , and HfO 2 is contained in the composition range shown below. A sample of the ferrite sintered body was prepared.
すなわち、実施例5の組成に、Nb2 O5 :0〜500ppm(ただし、0は含まず),ZrO2 :0〜500ppm(ただし、0は含まず),Ta2 O5 :0〜1000ppm(ただし、0は含まず),V2 O5 :0〜500ppm(ただし、0は含まず),HfO2 :0〜500ppm(ただし、0は含まず)のうちの1種以上を含有させた。 That is, in the composition of Example 5, Nb 2 O 5 : 0 to 500 ppm (however, 0 is not included), ZrO 2 : 0 to 500 ppm (however, 0 is not included), Ta 2 O 5 : 0 to 1000 ppm ( However, 0 or less), V 2 O 5 : 0 to 500 ppm (however, 0 is not included), HfO 2 : 0 to 500 ppm (however, 0 is not included) were included.
これらの実施例に係るフェライト焼結体のサンプルについて、実施例1〜14と同様な測定および試験を行った。これらの実施例に係るNb2 O5 、ZrO2 、Ta2 O5 、V2 O5 、HfO2 の含有量(ppm)と、式(1)の値αと、高温貯蔵試験前のコアロス(Pcv)と、高温貯蔵試験後のコアロス(Pcv)と、コアロスの劣化率(%)とを、表2に示す。
前記の実施例5の組成(Fe2 O3 :53.8mol%,MnO:35.9 mol%,ZnO:10.3mol%,Co3 O4 :3000ppm,SiO2 :100ppm,CaO:500ppm)をベースとして、下記に示す組成範囲で、Nb2 O5 、ZrO2 、Ta2 O5 、V2 O5 、HfO2 のいずれかを含有させた以外は、実施例1〜14と同様にして、複数のフェライト焼結体のサンプルを作製した。
About the sample of the ferrite sintered compact which concerns on these Examples, the same measurement and test as Examples 1-14 were performed. The content (ppm) of Nb 2 O 5 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , HfO 2 according to these examples, the value α of the formula (1), the core loss before the high-temperature storage test ( Table 2 shows Pcv), the core loss after the high-temperature storage test (Pcv), and the deterioration rate (%) of the core loss.
The composition of Example 5 (Fe 2 O 3 : 53.8 mol%, MnO: 35.9 mol%, ZnO: 10.3 mol%, Co 3 O 4 : 3000 ppm, SiO 2 : 100 ppm, CaO: 500 ppm) As a base, in the composition range shown below, except that any of Nb 2 O 5 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , HfO 2 was contained, the same as in Examples 1 to 14, Samples of a plurality of ferrite sintered bodies were produced.
すなわち、実施例5の組成に、Nb2 O5 :600ppm,ZrO2 :600ppm,Ta2 O5 :1100ppm,V2 O5 :600ppm,HfO2 :600ppmのうちの1種以上を含有させた。 That is, the composition of Example 5 contained at least one of Nb 2 O 5 : 600 ppm, ZrO 2 : 600 ppm, Ta 2 O 5 : 1100 ppm, V 2 O 5 : 600 ppm, and HfO 2 : 600 ppm.
これらの実施例に係るフェライト焼結体のサンプルについて、実施例1〜14と同様な測定および試験を行った。これらの実施例に係るNb2 O5 、ZrO2 、Ta2 O5 、V2 O5 、HfO2 の含有量(ppm)と、式(1)の値αと、高温貯蔵試験前のコアロス(Pcv)と、高温貯蔵試験後のコアロス(Pcv)と、コアロスの劣化率(%)とを、表2に示す。 About the sample of the ferrite sintered compact which concerns on these Examples, the same measurement and test as Examples 1-14 were performed. The content (ppm) of Nb 2 O 5 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , HfO 2 according to these examples, the value α of the formula (1), the core loss before the high-temperature storage test ( Table 2 shows Pcv), the core loss after the high-temperature storage test (Pcv), and the deterioration rate (%) of the core loss.
評価2
実施例5と実施例19〜33とを比較することで、Nb2 O5 、ZrO2 、Ta2 O5 、V2 O5 、HfO2 のいずれかを含有させることで、これらの副成分を含まない以外は同じ組成のものに比較して、Pcv劣化率を小さくすることができ、所望の25〜120℃の広温度帯域における低コアロス化が容易になると共に、高温貯蔵試験後のコアロスの劣化を、さらに小さくすることができることが確認された。
Evaluation 2
By comparing Example 5 and Examples 19 to 33, any of Nb 2 O 5 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , and HfO 2 can be contained, so that these subcomponents can be added. Compared to the same composition except that it does not contain, the Pcv deterioration rate can be reduced, the core loss after the high-temperature storage test can be easily reduced in the desired wide temperature range of 25 to 120 ° C. It was confirmed that the deterioration can be further reduced.
また、実施例19〜33と実施例34〜38を比較することで、Nb2 O5 、ZrO2 、Ta2 O5 、V2 O5 、HfO2 の好ましい範囲は、以下の通りであることが確認できた。 Further possible, by comparing Examples 34-38 to Example 19~33, Nb 2 O 5, ZrO 2, Ta 2 O 5, V 2 O 5, HfO 2 preferred ranges are as follows Was confirmed.
すなわち、Nb2 O5 :0〜500ppm(ただし、0は含まず),ZrO2 :0〜500ppm(ただし、0は含まず),Ta2 O5 :0〜1000ppm(ただし、0は含まず),V2 O5 :0〜500ppm(ただし、0は含まず), HfO2 :0〜500ppm(ただし、0は含まず)であることが好ましいことが確認できた。 That is, Nb 2 O 5 : 0 to 500 ppm (excluding 0), ZrO 2 : 0 to 500 ppm (excluding 0), Ta 2 O 5 : 0 to 1000 ppm (excluding 0) , V 2 O 5 : 0 to 500 ppm (excluding 0), HfO 2 : 0 to 500 ppm (excluding 0) was confirmed to be preferable.
実施例39〜44
前記の実施例20の組成(Fe2 O3 :53.8mol%,MnO:35.9mol%,ZnO:10.3mol%,Co3 O4 :3000ppm,SiO2 :100ppm,CaO:500ppm,Nb2 O5 :200ppm)をベースとして、下記に示す組成範囲で、P,Bの双方を含有させた以外は、実施例1〜14と同様にして、複数のフェライト焼結体のサンプルを作製した。
Examples 39-44
Composition of Example 20 (Fe 2 O 3 : 53.8 mol%, MnO: 35.9 mol%, ZnO: 10.3 mol%, Co 3 O 4 : 3000 ppm, SiO 2 : 100 ppm, CaO: 500 ppm, Nb 2 A sample of a plurality of ferrite sintered bodies was prepared in the same manner as in Examples 1 to 14 except that both P and B were contained in the composition range shown below on the basis of O 5 : 200 ppm).
すなわち、実施例20の組成に、P≦35ppmまたはB≦35ppmの範囲で、リン(P)およびホウ素(B)を含有させた。 That is, phosphorus (P) and boron (B) were contained in the composition of Example 20 in the range of P ≦ 35 ppm or B ≦ 35 ppm.
これらの実施例に係るフェライト焼結体のサンプルについて、実施例1〜14と同様な測定および試験を行った。これらの実施例に係るP,Bの含有量(ppm)と、式(1)の値αと、高温貯蔵試験前のコアロス(Pcv)と、高温貯蔵試験後のコアロス(Pcv)と、コアロスの劣化率(%)とを、表3に示す。
前記の実施例20の組成(Fe2 O3 :53.8mol%,MnO:35.9mol%,ZnO:10.3mol%,Co3 O4 :3000ppm,SiO2 :100ppm,CaO:500ppm,Nb2 O5 :200ppm)をベースとして、下記に示す組成範囲で、P,Bの双方を含有させた以外は、実施例1〜14と同様にして、複数のフェライト焼結体のサンプルを作製した。
About the sample of the ferrite sintered compact which concerns on these Examples, the same measurement and test as Examples 1-14 were performed. The contents (ppm) of P and B according to these examples, the value α of the formula (1), the core loss (Pcv) before the high temperature storage test, the core loss (Pcv) after the high temperature storage test, and the core loss Table 3 shows the deterioration rate (%).
Composition of Example 20 (Fe 2 O 3 : 53.8 mol%, MnO: 35.9 mol%, ZnO: 10.3 mol%, Co 3 O 4 : 3000 ppm, SiO 2 : 100 ppm, CaO: 500 ppm, Nb 2 A sample of a plurality of ferrite sintered bodies was prepared in the same manner as in Examples 1 to 14 except that both P and B were contained in the composition range shown below on the basis of O 5 : 200 ppm).
すなわち、実施例20の組成に、P=45または7ppm およびB=8または45ppmの範囲で、リン(P)およびホウ素(B)を含有させた。 That is, phosphorus (P) and boron (B) were contained in the composition of Example 20 in the range of P = 45 or 7 ppm and B = 8 or 45 ppm.
これらの実施例に係るフェライト焼結体のサンプルについて、実施例1〜14と同様な測定および試験を行った。これらの実施例に係るP,Bの含有量(ppm)と、式(1)の値αと、高温貯蔵試験前のコアロス(Pcv)と、高温貯蔵試験後のコアロス(Pcv)と、コアロスの劣化率(%)とを、表3に示す。 About the sample of the ferrite sintered compact which concerns on these Examples, the same measurement and test as Examples 1-14 were performed. The contents (ppm) of P and B according to these examples, the value α of the formula (1), the core loss (Pcv) before the high temperature storage test, the core loss (Pcv) after the high temperature storage test, and the core loss Table 3 shows the deterioration rate (%).
評価3
実施例39〜44と実施例45,46とを比較することで、リン(P)およびホウ素(B)を含んでも良いが、好ましくは、フェライト中のPおよびBの含有量がP≦35ppmまたはB≦35ppmであることが確認できた。Pの含有量が35ppmよりも大きくなるか、またはBの含有量が35ppmよりも大きくなると、試験前のPcvの値が大きくなり、25〜120℃の広範囲の温度範囲にわたるPcvの低減作用が劣ることが確認された。
Evaluation 3
By comparing Examples 39 to 44 with Examples 45 and 46, phosphorus (P) and boron (B) may be contained. Preferably, the content of P and B in the ferrite is P ≦ 35 ppm or It was confirmed that B ≦ 35 ppm. When the P content is greater than 35 ppm or the B content is greater than 35 ppm, the value of Pcv before the test increases and the Pcv reduction action over a wide temperature range of 25 to 120 ° C. is inferior. It was confirmed.
Claims (8)
前記フェライトにおける下記式(1)の値αが、α≧0.93であり、
前記フェライトに対して、100kHz、200mTの正弦波交流磁界を印加し、75℃と120℃とでそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv1とし、該Pcv1の測定後のフェライトを、高温貯蔵(175℃の雰囲気中に96時間貯蔵)した後に、Pcv1の測定と同一条件でそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv2としたとき、下記式(2)で示されるコアロス劣化率が、75℃において3%以下または120℃において5%以下であることを特徴とするMn−Zn系フェライト。
α=((Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ )×(4.29×A+1.91×B+2.19×C+2.01×D))/((A−B−C−D)×100) …式(1)
コアロス劣化率(%)=((Pcv1−Pcv2)/Pcv1)×100 …式(2)
但し、式(1)中、(Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ ):[wt%]、A:Fe 2 O 3 [mol%]、B:MnO[mol%]、C:ZnO[mol%]、D:CoO[mol%]、である。 Fe 2 O 3 : 51.5 to 57.0 mol% and ZnO: 0 to 15 mol% (however, 0 is not included), in the basic component consisting essentially of MnO in the balance, in terms of Co 3 O 4 A Mn—Zn-based ferrite containing 0 to 5000 ppm (excluding 0) of Co oxide,
The value α of the following formula (1) in the ferrite is α ≧ 0.93,
A 100 kHz, 200 mT sinusoidal AC magnetic field was applied to the ferrite, and the core loss values measured at 75 ° C. and 120 ° C. were Pcv 1, and the ferrite after the measurement of Pcv 1 was stored at high temperature (175 ° C. The core loss deterioration rate represented by the following formula (2) is 3% or less at 75 ° C. when the core loss value measured under the same conditions as the measurement of Pcv1 is Pcv2 after being stored in the atmosphere for 96 hours) Or Mn-Zn type ferrite characterized by being 5% or less at 120 ° C.
α = ((Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ ) × (4.29 × A + 1.91 × B + 2.19 × C + 2.01 × D)) / ((A−B−C−D) × 100) (1)
Core loss deterioration rate (%) = ((Pcv1−Pcv2) / Pcv1) × 100 (2)
In the formula (1), (Fe 2+ -Mn 3+ -Co 3+): [wt%], A: Fe 2 O 3 [mol%], B: MnO [mol%], C: ZnO [mol%] , D: CoO [mol%].
前記フェライトにおける下記式(1)の値αが、α≧0.93であり、
前記フェライトに対して、100kHz、200mTの正弦波交流磁界を印加し、75℃と120℃とでそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv1とし、該Pcv1の測定後のフェライトを、高温貯蔵(200℃の雰囲気中に96時間貯蔵)した後に、Pcv1の測定と同一条件でそれぞれ測定されたコアロスの値をPcv3としたとき、下記式(3)で示されるコアロス劣化率が、75℃において27%以下または120℃において30%以下であることを特徴とするMn−Zn系フェライト。
α=((Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ )×(4.29×A+1.91×B+2.19×C+2.01×D))/((A−B−C−D)×100) …式(1)
コアロス劣化率(%)=((Pcv1−Pcv3)/Pcv1)×100 …式(3)
但し、式(1)中、(Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ ):[wt%]、A:Fe 2 O 3 [mol%]、B:MnO[mol%]、C:ZnO[mol%]、D:CoO[mol%]、である。 Fe 2 O 3 : 51.5 to 57.0 mol% and ZnO: 0 to 15 mol% (however, 0 is not included), in the basic component consisting essentially of MnO in the balance, in terms of Co 3 O 4 A Mn—Zn-based ferrite containing 0 to 5000 ppm (excluding 0) of Co oxide,
The value α of the following formula (1) in the ferrite is α ≧ 0.93,
A 100 kHz, 200 mT sinusoidal AC magnetic field was applied to the ferrite, and the core loss value measured at 75 ° C. and 120 ° C. was defined as Pcv1, and the ferrite after the measurement of Pcv1 was stored at high temperature (200 ° C. The core loss deterioration rate represented by the following formula (3) is 27% or less at 75 ° C. when the value of the core loss measured under the same conditions as the measurement of Pcv1 is Pcv3. Or Mn-Zn type ferrite characterized by being 30% or less at 120 ° C.
α = ((Fe 2+ −Mn 3+ −Co 3+ ) × (4.29 × A + 1.91 × B + 2.19 × C + 2.01 × D)) / ((A−B−C−D) × 100) (1)
Core loss deterioration rate (%) = ((Pcv1−Pcv3) / Pcv1) × 100 (3)
In the formula (1), (Fe 2+ -Mn 3+ -Co 3+): [wt%], A: Fe 2 O 3 [mol%], B: MnO [mol%], C: ZnO [mol%] , D: CoO [mol%].
前記組成範囲となるように原料を準備する原料準備工程と、
前記原料にバインダーを加えて所定形状に成形し、予備成形体を形成する成形工程と、
前記予備成形体を焼成する焼成工程とを、有し、
前記焼成工程が高温保持工程を有し、
該高温保持工程における保持温度が、1250℃〜1400℃であり、かつ
焼成雰囲気の酸素分圧をPO2 (%)とし、保持温度をT(K)としたとき、下記(4)式を満足するPO2 で焼成することを特徴とするMn−Zn系フェライトの製造方法。
Log(PO2 )=a−13000/T …式(4)
但し、式(4)中のaは、6.95≦a≦8.85である。 A method for producing the Mn-Zn ferrite according to any one of claims 1 to 5 ,
A raw material preparation step of preparing the raw material so as to be in the composition range;
A molding step of forming a preform by adding a binder to the raw material and molding it into a predetermined shape;
A firing step of firing the preform,
The firing step includes a high temperature holding step;
When the holding temperature in the high temperature holding step is 1250 ° C. to 1400 ° C., the oxygen partial pressure of the firing atmosphere is PO 2 (%), and the holding temperature is T (K), the following expression (4) is satisfied. A method for producing Mn—Zn ferrite, characterized by firing with PO 2 .
Log (PO 2) = a- 13000 / T ... formula (4)
However, a in the formula (4) is 6.95 ≦ a ≦ 8.85.
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