JP3947371B2 - 酸化物磁性材料およびこれを用いたフェライトコアおよびこのコアを備える電子部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高抵抗かつ低損失の酸化物磁性材料および、この材料を用いた電源用やトランス用のフェライトコア、およびこのコアを用いた電子部品に関する。特に、液晶搭載携帯機器（ノートパソコン、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、カーナビゲーションシステム等）の液晶バックライトに用いられるインバータトランス用フェライトコアや電源用チョークコイル等に好適に使用される酸化物磁性材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯機器にみられるように電子機器の小型化、薄型化、軽量化が急速に進展している。それに伴い電子機器に用いられる電源も小型化、薄型化、軽量化が進んでいる。中でも電源に用いられるトランスについては体積的にも、電力損失においても大きな割合を占めるために特にその小型化、高効率化が求められている。
【０００３】
このようないわゆる小型電源用トランスに用いられる磁性材料として求められる特性は、（１）駆動周波数および駆動温度帯域で損失（コアロス）が低いこと、（２）飽和磁束密度が高いこと、などが挙げられる。損失（コアロス）が大きくなると電源としての効率が悪いだけでなく、自己発熱が大きくなる。従って、選定される磁性材料としては、できるだけ損失を低減させるものが望ましい。このような要求に応じるべく、従来より、飽和磁束密度が高く、損失が低く、かつ低価格のＭｎ−Ｚｎフェライトが用いられてきた。
【０００４】
しかしながら、従来のＭｎ−Ｚｎ系フェライトは比抵抗が小さく、絶縁性の確保のため、ボビン等を介在させて巻き線を行わなければならないという不都合が生じていた。そのため、トランス用材料としてＭｎ−Ｚｎ系フェライトを選定することは、必然的にトランスの小型化に対して限界があった。
【０００５】
比抵抗の高い材料としてＮｉ−Ｚｎ系フェライトがある。このものは比抵抗が高いゆえにこの材料からなるコアに直接巻き線を施すことが可能であり、上記の体積的問題を解決することが可能である。しかしながら、このＮｉ−Ｚｎ系フェライトは、損失（コアロス）が高いためにコアが発熱しやすくスイッチング電源等のトランスとしては適していない。
【０００６】
上記の各問題を解決するために、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトとＮｉ−Ｚｎ系フェライト両者の特徴を生かしたＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ−Ｍｎ系フェライトの提案がなされている。例えば、日本国特許第１８９３６５８号公報（特公平６−１６４５１号公報）には、Ｆｅ2Ｏ3を４７〜５０モル％、ＮｉＯを１４〜２０モル％、ＺｎＯを２６〜３３モル％、ＣｕＯを４〜７モル％含有させた主成分に対して、副成分としてＭｎＯを０．３〜０．８モル％含有させた酸化物磁性材料が開示されている。また、日本国特許第２５５１００９号公報には、Ｆｅ2Ｏ3を４８．５〜５０モル％、ＮｉＯを１０．５〜１４モル％、ＺｎＯを２６．５〜２９モル％、ＣｕＯを６〜１１モル％、およびＭｎＯを０〜２．０モル％含有させた酸化物磁性材料が開示されている。また、特開平１１−２１９８１２号公報には、Ｆｅ2Ｏ3を４８〜４９．５モル％、ＮｉＯを１７〜２３モル％、ＣｕＯを３〜７モル％、残部をＺｎＯとする主成分とし、この主成分に対して、副成分としてＭｎＯを４〜９．５モル％含有させた酸化物磁性材料が開示されている。また、特開２０００−２９９２１５号公報には、Ｆｅ2Ｏ3を４３〜５０モル％、ＮｉＯを１０〜４０モル％、ＣｕＯを１〜１５モル％、残部をＺｎＯとする主成分とし、この主成分に対して、副成分として０．００５〜０．１ｗｔ％のＳｉＯ2ないし０．００５〜０．５ｗｔ％のＭｎＯを含有させた酸化物磁性材料が開示されている
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述したようにトランスの小型化、高効率化などの性能向上に対する要望は際限がなく、従来のものを超えるさらなる高特性の磁性材料の提案、すなわち、飽和磁束密度が高く、高い比抵抗を有しながら損失（コアロス）を低くできる磁性材料の提案が要望されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の酸化物磁性材料は、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４７．５〜４９．０モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で４．０〜１０．０モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２６．０〜２９．５モル％、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．６〜２．１モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯで換算）を残りのモル％含み、副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．０１〜０．２０ｗｔ％含有させてなるように構成される。
【０００９】
本発明は、酸化物磁性材料を焼結してなるフェライトコアであって、酸化物磁性材料が、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４７．５〜４９．０モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で４．０〜１０．０モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２６．０〜２９．５モルモル％、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．６〜２．１モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯで換算）を残りのモル％含み、副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．０１〜０．２０ｗｔ％含有させてなるように構成される。
【００１０】
本発明は、酸化物磁性材料を焼結してなるフェライトコアを備える電子部品であって、酸化物磁性材料が、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４７．５〜４９．０モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で４．０〜１０．０モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２６．０〜２９．５モルモル％、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．６〜２．１モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を残りのモル％含み、副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．０１〜０．２０ｗｔ％含有させてなるように構成される。
【００１１】
前記電子部品は、コイル部品またはトランス部品として構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の酸化物磁性材料（ソフトフェライト材料）について詳細に説明する。
【００１３】
本発明の酸化物磁性材料は、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４６．０〜４９．９５モル％（好ましくは、４７．５〜４９．０モル％）、酸化銅をＣｕＯ換算で２．３〜１２．０モル％（好ましくは、４．０〜１０．０モル％）、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２４．０〜３０．０モル％（好ましくは、２４．５〜２９．５モル％）、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．０１〜３．５モル％（好ましくは、０．６〜２．１モル％）、酸化ニッケル（ＮｉＯで換算）を残りのモル％含んで構成される。
【００１４】
上記の組成範囲において、Ｆｅ2Ｏ3が４６．０モル％未満となると、飽和磁束密度が低下、およびコアロスが増加してしまうという不都合が生じる傾向にあり、また、この値が４９．９５モル％を超えると、比抵抗の低下、飽和磁束密度の低下およびコアロスの増加、ならびに安定した量産化が困難となるという不都合が生じる傾向がある。
【００１５】
また、上記組成範囲において、ＣｕＯが２．３モル％未満となると、焼結性の低下によってコアロスの増加が生じるという不都合が生じる傾向にあり、また、この値が１２．０モル％を超えると、飽和磁束密度が低下、およびコアロスが増加してしまうという不都合が生じる傾向がある。
【００１６】
また、上記組成範囲において、ＺｎＯが２４．０モル％未満となると、コアロスが増加してしまうという不都合が生じる傾向にあり、また、この値が３０．０モル％を超えると、キュリー点の低下によって、コアロスの最小となる温度が１００℃以下となり、しかも１４０℃でのコアロスは増大してしまうという不都合が生じる傾向がある。
【００１７】
また、上記組成範囲において、Ｍｎ2Ｏ3が０．０１モル％未満となると、コアロスが増加してしまうという不都合が生じる傾向にあり、また、この値が３．５モル％を超えると、比抵抗の低下およびコアロスの増大という不都合が生じる傾向がある。
【００１８】
さらに本発明においては、上記主成分に対して、副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．００１〜０．５ｗｔ％（好ましくは、０．０１〜０．１ｗｔ％）含有させてなるように構成される。この値が、０．００１ｗｔ％未満となると、コアロスの増大という不都合が生じる傾向にあり、また、この値が０．５ｗｔ％を超えると、飽和磁束密度の低下という不都合が生じる傾向がある。
【００１９】
このようなタングステンは、上記主成分組成に添加されてのみこそ効果が発現する。従って、仮に、上記主成分組成の範囲を外れる組成にタングステンを添加したとしても、その添加効果は十分に発現しない。
【００２０】
このような本願発明の組成範囲を選定することにより、飽和磁束密度が高く、高い比抵抗を有しながら損失（コアロス）を低くすることができる磁性材料が得られる。
【００２１】
本発明において、高い飽和磁束密度、低い損失、高い比抵抗を備えるフェライト特性を得るために、上記酸化鉄および酸化マンガンの総和量を下記のごとく調整することが好ましい。すなわち、酸化鉄と酸化マンガンとを（Ｆｅ2Ｏ3＋Ｍｎ2Ｏ3）換算で４８．０〜５０．５モル％、より好ましくは４９．５〜５０．１モル％とするのがよい。
【００２２】
また、本発明の酸化物磁性材料は、Ｂ，Ｃ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｃｌ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｂｒ，Ｔｅ，Ｉなどの元素や；Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｒ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｂａ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉなどの典型金属元素や；Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗなどの遷移金属元素；等の不可避不純物を本発明の作用効果を逸脱しない範囲で含んでもよい。
【００２３】
本発明の酸化物磁性材料は、より好ましい態様としてフェライトコアとして焼結形成されて用いられる。フェライトコア（フェライト焼結体）の製造方法は、通常、良く知られているように粉末原料調整工程、仮焼き工程、加圧成形工程、および焼成工程を含んで構成される。
【００２４】
フェライト焼結体の製造方法には特に制限はなく、鉄、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、タングステンの原料は、反応後に酸化物になれば特に制限はない。従って、原料として、酸化物の他に金属単体、炭酸塩、水酸化物、ハロゲン化物等を反応条件に合わせて任意に使用することができる。
【００２５】
原料の粉砕混合は、湿式または乾式において行われ、ボールミル、サンドミル、振動ミル、湿式メディア撹拌型ミルなどを用いて混合粉砕した後、仮焼し、微粉砕して、酸化物磁性材料が得られる。なお、湿式の場合には混合粉砕した後、乾燥操作を要す。
【００２６】
上記微粉砕も上記の粉砕混合と同様に、湿式、乾式にこだわらずボールミル、サンドミル、振動ミル、湿式メディア撹拌型ミル等が用いられる。なお、湿式粉砕の場合には、さらに乾燥操作を要す。その後、酸化物磁性材料を所定の形状に成形し、例えば大気中で焼成してフェライトコアが得られる。このようなフェライトコアを用いて、コイル部品、トランス部品等の電子部品が製造される。コイル部品としては、インダクタやチョークコイル等が例示でき、トランス部品としては、スイッチング用、インバータ用などの電源トランス等が例示できる。
【００２７】
フェライトコアの形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、外径１８ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ５ｍｍのトロイダル型コアが挙げられる。他に、いわゆるＥＥ型、ＥＩ型、ＥＥＲ型、ＵＵ型、ＵＩ型、ドラム型、ポット型、カップ型といわれているものが本発明に適用できる。
【００２８】
本発明のフェライトコアは、電力損失（コアロス）が最小となる温度が１００℃以上、特に、１２０〜１６０℃である。このように本発明のフェライトコアは、高温側で電力損失が最小となる温度特性を有するために、発熱を伴う電子機器においても安定に動作させることができる。このような温度特性は、本発明の組成範囲により実現できる。
【００２９】
【実施例】
以下、具体的実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【００３０】
主成分の原料として、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯおよびＭｎ2Ｏ3を準備し、副成分の原料にはＷＯ3を準備し、焼結後の組成が下記表１に示されるような割合となるように各原料成分を秤量し、イオン交換水を加えて湿式混合した後（この段階では、副成分原料であるＷＯ3は入れていない）、乾燥および解砕した。
【００３１】
次に、この混合粉を大気中９００℃で仮焼き（仮焼成）し、さらにその粉体を湿式粉砕し、最後に粉砕されたスラリー状の原料を乾燥および解砕した。なお、副成分原料であるＷＯ3は仮焼き後に添加した。
【００３２】
この粉体にバインダー（ポリビニルアルコール）を加えて造粒し、２０メッシュのふるいにて整粒した顆粒を、乾式圧縮成型機と金型を用いてリング状のコアに成型し、これを大気中１０００℃〜１２５０℃で２時間焼成し、外径約１８ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ約５ｍｍのリング状コアを得た。
【００３３】
得られたリング状コアを用いて、Ｂ−Ｈアナライザー（岩崎通信株式会社製；ＳＹ−８２１６）により、２０℃〜１６０℃の間の温度における、５０ｋＨｚ、１５０ｍＴでのコアロス（Ｐｃｖ）を測定した。表１に示されるコアロス（Ｐｃｖ）は１４０℃における測定値である。
【００３４】
飽和磁束密度（Ｂｓ）は、理研電子株式会社製、直流磁化特性自動記録装置：Ｍｏｄｅｌ ＢＨＳ４０により、室温で４ｋＡ／ｍの磁界を印加して測定した。
【００３５】
さらに以下に示す条件において、比抵抗（室温、１ｋＶ印加）についての評価を行った。比抵抗は、直径１インチ、厚さ５ｍｍ程度の形状に成形加工し、このものを空気中で所定温度にて焼成し、この焼成物の両端面にＩｎ−Ｇａ電極を施して印加電圧１ｋＶにおける抵抗値をＩＲメータ（TOA Electronics Ltd製、SUPER MEGOHMMETER, MODEL SM-5E）を使用して測定した。
【００３６】
上記の要領で測定したコアロス（Ｐｃｖ）、飽和磁束密度（Ｂｓ）、比抵抗およびＢｓ／Ｐｃｖ値を下記表１に示した。なお、コアロス（Ｐｃｖ）の目標値は、２６０ｋＷ／ｍ3以下、Ｂｓ／Ｐｃｖ値の目標値は、１．５６以上、比抵抗の目標値は、比抵抗値≧１０6(Ω・ｍ)である。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
なお、表１中における、比較例１１＊は従来技術で提示された特許１８９３６５８号に開示の組成の一つと同じものである。副成分として、ＭｎＯを０．５モル％添加している。比較例１２＊は従来技術で提示された特許２５５１００９号に開示の組成の一つと同じものである。ＭｎＯを０．５モル％添加している。比較例１３＊は従来技術で提示された特開平１１−２１９８２１２号に開示の組成の一つと同じものである。副成分として、ＭｎＯを７ｗｔ％添加している。
【００４０】
【発明の効果】
上記の結果より本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明の酸化物磁性材料は、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４６．０〜４９．９５モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で２．３〜１２．０モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２４．０〜３０．０モル％、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．０１〜３．５モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を残りのモル％含み、副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．００１〜０．５ｗｔ％含有させてなるように構成されているので、飽和磁束密度が高く、高い比抵抗を有しながら損失（コアロス）を低くできるという極めて優れた効果が発現する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、高抵抗かつ低損失の酸化物磁性材料および、この材料を用いた電源用やトランス用のフェライトコア、およびこのコアを用いた電子部品に関する。特に、液晶搭載携帯機器（ノートパソコン、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、カーナビゲーションシステム等）の液晶バックライトに用いられるインバータトランス用フェライトコアや電源用チョークコイル等に好適に使用される酸化物磁性材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯機器にみられるように電子機器の小型化、薄型化、軽量化が急速に進展している。それに伴い電子機器に用いられる電源も小型化、薄型化、軽量化が進んでいる。中でも電源に用いられるトランスについては体積的にも、電力損失においても大きな割合を占めるために特にその小型化、高効率化が求められている。
【０００３】
このようないわゆる小型電源用トランスに用いられる磁性材料として求められる特性は、（１）駆動周波数および駆動温度帯域で損失（コアロス）が低いこと、（２）飽和磁束密度が高いこと、などが挙げられる。損失（コアロス）が大きくなると電源としての効率が悪いだけでなく、自己発熱が大きくなる。従って、選定される磁性材料としては、できるだけ損失を低減させるものが望ましい。このような要求に応じるべく、従来より、飽和磁束密度が高く、損失が低く、かつ低価格のＭｎ−Ｚｎフェライトが用いられてきた。
【０００４】
しかしながら、従来のＭｎ−Ｚｎ系フェライトは比抵抗が小さく、絶縁性の確保のため、ボビン等を介在させて巻き線を行わなければならないという不都合が生じていた。そのため、トランス用材料としてＭｎ−Ｚｎ系フェライトを選定することは、必然的にトランスの小型化に対して限界があった。
【０００５】
比抵抗の高い材料としてＮｉ−Ｚｎ系フェライトがある。このものは比抵抗が高いゆえにこの材料からなるコアに直接巻き線を施すことが可能であり、上記の体積的問題を解決することが可能である。しかしながら、このＮｉ−Ｚｎ系フェライトは、損失（コアロス）が高いためにコアが発熱しやすくスイッチング電源等のトランスとしては適していない。
【０００６】
上記の各問題を解決するために、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトとＮｉ−Ｚｎ系フェライト両者の特徴を生かしたＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ−Ｍｎ系フェライトの提案がなされている。例えば、日本国特許第１８９３６５８号公報（特公平６−１６４５１号公報）には、Ｆｅ2Ｏ3を４７〜５０モル％、ＮｉＯを１４〜２０モル％、ＺｎＯを２６〜３３モル％、ＣｕＯを４〜７モル％含有させた主成分に対して、副成分としてＭｎＯを０．３〜０．８モル％含有させた酸化物磁性材料が開示されている。また、日本国特許第２５５１００９号公報には、Ｆｅ2Ｏ3を４８．５〜５０モル％、ＮｉＯを１０．５〜１４モル％、ＺｎＯを２６．５〜２９モル％、ＣｕＯを６〜１１モル％、およびＭｎＯを０〜２．０モル％含有させた酸化物磁性材料が開示されている。また、特開平１１−２１９８１２号公報には、Ｆｅ2Ｏ3を４８〜４９．５モル％、ＮｉＯを１７〜２３モル％、ＣｕＯを３〜７モル％、残部をＺｎＯとする主成分とし、この主成分に対して、副成分としてＭｎＯを４〜９．５モル％含有させた酸化物磁性材料が開示されている。また、特開２０００−２９９２１５号公報には、Ｆｅ2Ｏ3を４３〜５０モル％、ＮｉＯを１０〜４０モル％、ＣｕＯを１〜１５モル％、残部をＺｎＯとする主成分とし、この主成分に対して、副成分として０．００５〜０．１ｗｔ％のＳｉＯ2ないし０．００５〜０．５ｗｔ％のＭｎＯを含有させた酸化物磁性材料が開示されている
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述したようにトランスの小型化、高効率化などの性能向上に対する要望は際限がなく、従来のものを超えるさらなる高特性の磁性材料の提案、すなわち、飽和磁束密度が高く、高い比抵抗を有しながら損失（コアロス）を低くできる磁性材料の提案が要望されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の酸化物磁性材料は、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４７．５〜４９．０モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で４．０〜１０．０モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２６．０〜２９．５モル％、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．６〜２．１モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯで換算）を残りのモル％含み、副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．０１〜０．２０ｗｔ％含有させてなるように構成される。
【０００９】
本発明は、酸化物磁性材料を焼結してなるフェライトコアであって、酸化物磁性材料が、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４７．５〜４９．０モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で４．０〜１０．０モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２６．０〜２９．５モルモル％、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．６〜２．１モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯで換算）を残りのモル％含み、副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．０１〜０．２０ｗｔ％含有させてなるように構成される。
【００１０】
本発明は、酸化物磁性材料を焼結してなるフェライトコアを備える電子部品であって、酸化物磁性材料が、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４７．５〜４９．０モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で４．０〜１０．０モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２６．０〜２９．５モルモル％、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．６〜２．１モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を残りのモル％含み、副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．０１〜０．２０ｗｔ％含有させてなるように構成される。
【００１１】
前記電子部品は、コイル部品またはトランス部品として構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の酸化物磁性材料（ソフトフェライト材料）について詳細に説明する。
【００１３】
本発明の酸化物磁性材料は、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４６．０〜４９．９５モル％（好ましくは、４７．５〜４９．０モル％）、酸化銅をＣｕＯ換算で２．３〜１２．０モル％（好ましくは、４．０〜１０．０モル％）、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２４．０〜３０．０モル％（好ましくは、２４．５〜２９．５モル％）、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．０１〜３．５モル％（好ましくは、０．６〜２．１モル％）、酸化ニッケル（ＮｉＯで換算）を残りのモル％含んで構成される。
【００１４】
上記の組成範囲において、Ｆｅ2Ｏ3が４６．０モル％未満となると、飽和磁束密度が低下、およびコアロスが増加してしまうという不都合が生じる傾向にあり、また、この値が４９．９５モル％を超えると、比抵抗の低下、飽和磁束密度の低下およびコアロスの増加、ならびに安定した量産化が困難となるという不都合が生じる傾向がある。
【００１５】
また、上記組成範囲において、ＣｕＯが２．３モル％未満となると、焼結性の低下によってコアロスの増加が生じるという不都合が生じる傾向にあり、また、この値が１２．０モル％を超えると、飽和磁束密度が低下、およびコアロスが増加してしまうという不都合が生じる傾向がある。
【００１６】
また、上記組成範囲において、ＺｎＯが２４．０モル％未満となると、コアロスが増加してしまうという不都合が生じる傾向にあり、また、この値が３０．０モル％を超えると、キュリー点の低下によって、コアロスの最小となる温度が１００℃以下となり、しかも１４０℃でのコアロスは増大してしまうという不都合が生じる傾向がある。
【００１７】
また、上記組成範囲において、Ｍｎ2Ｏ3が０．０１モル％未満となると、コアロスが増加してしまうという不都合が生じる傾向にあり、また、この値が３．５モル％を超えると、比抵抗の低下およびコアロスの増大という不都合が生じる傾向がある。
【００１８】
さらに本発明においては、上記主成分に対して、副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．００１〜０．５ｗｔ％（好ましくは、０．０１〜０．１ｗｔ％）含有させてなるように構成される。この値が、０．００１ｗｔ％未満となると、コアロスの増大という不都合が生じる傾向にあり、また、この値が０．５ｗｔ％を超えると、飽和磁束密度の低下という不都合が生じる傾向がある。
【００１９】
このようなタングステンは、上記主成分組成に添加されてのみこそ効果が発現する。従って、仮に、上記主成分組成の範囲を外れる組成にタングステンを添加したとしても、その添加効果は十分に発現しない。
【００２０】
このような本願発明の組成範囲を選定することにより、飽和磁束密度が高く、高い比抵抗を有しながら損失（コアロス）を低くすることができる磁性材料が得られる。
【００２１】
本発明において、高い飽和磁束密度、低い損失、高い比抵抗を備えるフェライト特性を得るために、上記酸化鉄および酸化マンガンの総和量を下記のごとく調整することが好ましい。すなわち、酸化鉄と酸化マンガンとを（Ｆｅ2Ｏ3＋Ｍｎ2Ｏ3）換算で４８．０〜５０．５モル％、より好ましくは４９．５〜５０．１モル％とするのがよい。
【００２２】
また、本発明の酸化物磁性材料は、Ｂ，Ｃ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｃｌ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｂｒ，Ｔｅ，Ｉなどの元素や；Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｒ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｂａ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉなどの典型金属元素や；Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗなどの遷移金属元素；等の不可避不純物を本発明の作用効果を逸脱しない範囲で含んでもよい。
【００２３】
本発明の酸化物磁性材料は、より好ましい態様としてフェライトコアとして焼結形成されて用いられる。フェライトコア（フェライト焼結体）の製造方法は、通常、良く知られているように粉末原料調整工程、仮焼き工程、加圧成形工程、および焼成工程を含んで構成される。
【００２４】
フェライト焼結体の製造方法には特に制限はなく、鉄、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、タングステンの原料は、反応後に酸化物になれば特に制限はない。従って、原料として、酸化物の他に金属単体、炭酸塩、水酸化物、ハロゲン化物等を反応条件に合わせて任意に使用することができる。
【００２５】
原料の粉砕混合は、湿式または乾式において行われ、ボールミル、サンドミル、振動ミル、湿式メディア撹拌型ミルなどを用いて混合粉砕した後、仮焼し、微粉砕して、酸化物磁性材料が得られる。なお、湿式の場合には混合粉砕した後、乾燥操作を要す。
【００２６】
上記微粉砕も上記の粉砕混合と同様に、湿式、乾式にこだわらずボールミル、サンドミル、振動ミル、湿式メディア撹拌型ミル等が用いられる。なお、湿式粉砕の場合には、さらに乾燥操作を要す。その後、酸化物磁性材料を所定の形状に成形し、例えば大気中で焼成してフェライトコアが得られる。このようなフェライトコアを用いて、コイル部品、トランス部品等の電子部品が製造される。コイル部品としては、インダクタやチョークコイル等が例示でき、トランス部品としては、スイッチング用、インバータ用などの電源トランス等が例示できる。
【００２７】
フェライトコアの形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、外径１８ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ５ｍｍのトロイダル型コアが挙げられる。他に、いわゆるＥＥ型、ＥＩ型、ＥＥＲ型、ＵＵ型、ＵＩ型、ドラム型、ポット型、カップ型といわれているものが本発明に適用できる。
【００２８】
本発明のフェライトコアは、電力損失（コアロス）が最小となる温度が１００℃以上、特に、１２０〜１６０℃である。このように本発明のフェライトコアは、高温側で電力損失が最小となる温度特性を有するために、発熱を伴う電子機器においても安定に動作させることができる。このような温度特性は、本発明の組成範囲により実現できる。
【００２９】
【実施例】
以下、具体的実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【００３０】
主成分の原料として、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯおよびＭｎ2Ｏ3を準備し、副成分の原料にはＷＯ3を準備し、焼結後の組成が下記表１に示されるような割合となるように各原料成分を秤量し、イオン交換水を加えて湿式混合した後（この段階では、副成分原料であるＷＯ3は入れていない）、乾燥および解砕した。
【００３１】
次に、この混合粉を大気中９００℃で仮焼き（仮焼成）し、さらにその粉体を湿式粉砕し、最後に粉砕されたスラリー状の原料を乾燥および解砕した。なお、副成分原料であるＷＯ3は仮焼き後に添加した。
【００３２】
この粉体にバインダー（ポリビニルアルコール）を加えて造粒し、２０メッシュのふるいにて整粒した顆粒を、乾式圧縮成型機と金型を用いてリング状のコアに成型し、これを大気中１０００℃〜１２５０℃で２時間焼成し、外径約１８ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ約５ｍｍのリング状コアを得た。
【００３３】
得られたリング状コアを用いて、Ｂ−Ｈアナライザー（岩崎通信株式会社製；ＳＹ−８２１６）により、２０℃〜１６０℃の間の温度における、５０ｋＨｚ、１５０ｍＴでのコアロス（Ｐｃｖ）を測定した。表１に示されるコアロス（Ｐｃｖ）は１４０℃における測定値である。
【００３４】
飽和磁束密度（Ｂｓ）は、理研電子株式会社製、直流磁化特性自動記録装置：Ｍｏｄｅｌ ＢＨＳ４０により、室温で４ｋＡ／ｍの磁界を印加して測定した。
【００３５】
さらに以下に示す条件において、比抵抗（室温、１ｋＶ印加）についての評価を行った。比抵抗は、直径１インチ、厚さ５ｍｍ程度の形状に成形加工し、このものを空気中で所定温度にて焼成し、この焼成物の両端面にＩｎ−Ｇａ電極を施して印加電圧１ｋＶにおける抵抗値をＩＲメータ（TOA Electronics Ltd製、SUPER MEGOHMMETER, MODEL SM-5E）を使用して測定した。
【００３６】
上記の要領で測定したコアロス（Ｐｃｖ）、飽和磁束密度（Ｂｓ）、比抵抗およびＢｓ／Ｐｃｖ値を下記表１に示した。なお、コアロス（Ｐｃｖ）の目標値は、２６０ｋＷ／ｍ3以下、Ｂｓ／Ｐｃｖ値の目標値は、１．５６以上、比抵抗の目標値は、比抵抗値≧１０6(Ω・ｍ)である。
【００３７】
【表１】
【表２】
なお、表１中における、比較例１１＊は従来技術で提示された特許１８９３６５８号に開示の組成の一つと同じものである。副成分として、ＭｎＯを０．５モル％添加している。比較例１２＊は従来技術で提示された特許２５５１００９号に開示の組成の一つと同じものである。ＭｎＯを０．５モル％添加している。比較例１３＊は従来技術で提示された特開平１１−２１９８２１２号に開示の組成の一つと同じものである。副成分として、ＭｎＯを７ｗｔ％添加している。
【００４０】
【発明の効果】
上記の結果より本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明の酸化物磁性材料は、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４６．０〜４９．９５モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で２．３〜１２．０モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２４．０〜３０．０モル％、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．０１〜３．５モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を残りのモル％含み、副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．００１〜０．５ｗｔ％含有させてなるように構成されているので、飽和磁束密度が高く、高い比抵抗を有しながら損失（コアロス）を低くできるという極めて優れた効果が発現する。
Claims (4)
- 主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４７．５〜４９．０モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で４．０〜１０．０モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２６．０〜２９．５モル％、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．６〜２．１モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯで換算）を残りのモル％含み、
副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．０１〜０．２０ｗｔ％含有させてなることを特徴とする酸化物磁性材料。 - 酸化物磁性材料を焼結してなるフェライトコアであって、
酸化物磁性材料が、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４７．５〜４９．０モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で４．０〜１０．０モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２６．０〜２９．５モルモル％、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．６〜２．１モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯで換算）を残りのモル％含み、
副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．０１〜０．２０ｗｔ％含有させてなることを特徴とするフェライトコア。 - 酸化物磁性材料を焼結してなるフェライトコアを備える電子部品であって、
酸化物磁性材料が、主成分として酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で４７．５〜４９．０モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で４．０〜１０．０モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で２６．０〜２９．５モルモル％、酸化マンガンをＭｎ2Ｏ3換算で０．６〜２．１モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を残りのモル％含み、
副成分として酸化タングステンをＷＯ3換算で０．０１〜０．２０ｗｔ％含有させてなることを特徴とする電子部品。 - 前記電子部品がコイル部品またはトランス部品である請求項３に記載の電子部品。
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