JP5196101B2 - Soft magnetic ferrite, magnetic circuit and inductance element - Google Patents

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Description

本発明は、高周波用磁性材料に係るもので、特に数MHzから数GHzまでの高周波帯域においてチョークコイルやノイズ除去素子などの電子部品や電波吸収体に使用される六方晶フェライトに関する。   The present invention relates to a magnetic material for high frequency, and particularly relates to a hexagonal ferrite used for electronic components such as choke coils and noise removing elements and radio wave absorbers in a high frequency band from several MHz to several GHz.

近年、携帯電話や無線LAN、パソコンなどの信号の高周波化に伴い、装置内部で使用される素子もまた高周波で使用可能なものが要求されている。このような要求に対し、従来用いられてきたスピネル系フェライトでは高周波帯域においてスネークの限界と呼ばれる周波数限界が存在するため使用することが困難となる。そこで六方晶系の結晶構造を有する六方晶フェライトがかかる周波数限界を超える高周波用材料として検討されている。   In recent years, with the increase in the frequency of signals from mobile phones, wireless LANs, personal computers, etc., elements used inside the apparatus are also required to be usable at high frequencies. In response to such demands, spinel ferrites conventionally used are difficult to use because there is a frequency limit called a snake limit in the high frequency band. Therefore, hexagonal ferrite having a hexagonal crystal structure has been studied as a high frequency material exceeding the frequency limit.

六方晶系フェライトの中でも特にCoを含有したZ型フェライトおよびY型フェライトが比較的高い透磁率を有し優れた高周波特性を示すことが知られている。またCoを含有するZ型およびY型フェライトはc面を磁化容易面として持つため、成形時に外部から印加される静磁界により結晶のc面を磁場印加方向に平行になるように揃えることができる。c面を磁場印加方向に平行に揃えることで磁場印加方向の透磁率の向上を図ることが可能である(以降この操作を一方向配向とよび、磁場を印加した方向を法線に持つ面をc軸配向面と呼ぶ)。また、成形時に外部から印加する回転磁場により結晶粒子のc軸方向を揃える操作(以降この操作を面配向と呼び、この操作が行なわれた面を配向面と呼ぶ)を行うことが可能である。面配向を行うことにより、配向面内の透磁率の向上を図ることが可能である。   Among hexagonal ferrites, it is known that Z-type ferrite and Y-type ferrite containing Co in particular have a relatively high magnetic permeability and exhibit excellent high frequency characteristics. In addition, since Z-type and Y-type ferrites containing Co have a c-plane as an easy magnetization plane, the c-plane of the crystal can be aligned in parallel with the magnetic field application direction by a static magnetic field applied from the outside during molding. . It is possible to improve the magnetic permeability in the magnetic field application direction by aligning the c-plane in parallel with the magnetic field application direction (hereinafter, this operation is referred to as unidirectional orientation, and the surface having the normal direction to which the magnetic field is applied). called the c-axis oriented plane). Further, it is possible to perform an operation of aligning the c-axis direction of crystal grains by a rotating magnetic field applied from the outside at the time of molding (hereinafter, this operation is referred to as plane orientation, and the surface on which this operation has been performed is referred to as an orientation plane). . By performing the plane orientation, it is possible to improve the magnetic permeability in the orientation plane.

特許文献1では回転磁界を印加することにより、Z型フェライトを面配向できることが開示されている。   Patent Document 1 discloses that a Z-type ferrite can be plane-oriented by applying a rotating magnetic field.

特公昭35−11280号公報Japanese Patent Publication No. 35-11280

上記特許文献1ではZ型フェライト結晶を面配向させ、配向面内の比透磁率が30である面配向したZ型フェライトの焼結体が得られたとの記述がある。しかしながらスピネルフェライトに比べ高い共鳴周波数を持つZ型フェライトであってもその共鳴周波数は約1GHzに存在し、それより高い周波数では比透磁率は著しく減衰し、1GHz以上の高周波帯域で使用するには十分なものとはいえなかった。   Patent Document 1 describes that a Z-type ferrite crystal is obtained by orienting a Z-type ferrite crystal in a plane and having a plane-oriented Z-type ferrite having a relative magnetic permeability of 30 in the orientation plane. However, even if Z-type ferrite has a higher resonance frequency than that of spinel ferrite, the resonance frequency exists at about 1 GHz. At higher frequencies, the relative permeability is significantly attenuated, so that it can be used in a high frequency band of 1 GHz or higher. It was not enough.

本発明は上記点に鑑み、高い透磁率を高周波帯域まで維持し、周波数特性に優れた軟磁性フェライト、さらにはそれを用いた磁気回路およびインダクタンス素子を提供することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to provide a soft magnetic ferrite that maintains a high magnetic permeability up to a high frequency band and has excellent frequency characteristics, and further provides a magnetic circuit and an inductance element using the same.

本発明の軟磁性フェライトは、c面を磁化容易面とするフェライトの結晶粒を有し、前記結晶粒のc面が少なくとも一の方向に平行になるような配向性を有し、前記一の方向の反磁界係数が0より大きくなるような形状を有することを特徴とする。反磁界係数が0より大きいとは、反磁界が生じる形状を意味し、周方向に面配向して閉磁路を構成しているリング形状のようなものを除く趣旨である。c面が少なくとも一の方向に平行になるような配向性を有し、該方向の反磁界係数が0より大きくなる形状とすることによって、該方向の透磁率が反磁界係数が0の場合に比べて、より高周波側まで維持される。   The soft magnetic ferrite of the present invention has ferrite crystal grains having a c-plane as an easy magnetization plane, and has an orientation such that the c-plane of the crystal grains is parallel to at least one direction. It has a shape such that the demagnetizing factor in the direction is larger than 0. A demagnetizing factor greater than 0 means a shape in which a demagnetizing field is generated, and excludes a ring shape that is oriented in the circumferential direction to form a closed magnetic circuit. When the c-plane has an orientation that is parallel to at least one direction and the demagnetizing factor in the direction is larger than 0, the permeability in the direction is 0 when the demagnetizing factor is 0. Compared to the higher frequency side, it is maintained.

また、前記軟磁性フェライトにおいて、前記一の方向に垂直な面内の複数の方向にc軸が配向していることが望ましい。かかる構成は、一方向の直流磁界を印加してフェライト粒子を配向させた場合に得られる構成であり、簡易な方法で得られる低コスト化に有利な構成である。 In the soft magnetic ferrite, it is desirable that the c-axis is oriented in a plurality of directions in a plane perpendicular to the one direction. Such a configuration is obtained when a unidirectional DC magnetic field is applied to orient the ferrite particles, and is a configuration advantageous for cost reduction obtained by a simple method.

さらに、前記軟磁性フェライトにおいて、前記一の方向に垂直な他の一方向にc軸が配向していることが望ましい。かかる構成にすることで、前記他の一の方向に垂直な面内の任意の方向に透磁率の周波数特性向上の効果が得られるため、使用される磁気回路における配置の自由度が上がる。   Furthermore, in the soft magnetic ferrite, it is desirable that the c-axis is oriented in another direction perpendicular to the one direction. By adopting such a configuration, the effect of improving the frequency characteristics of the magnetic permeability can be obtained in an arbitrary direction in a plane perpendicular to the other direction, and the degree of freedom in arrangement in the magnetic circuit used is increased.

さらに、前記軟磁性フェライトにおいて、前記一の方向の比透磁率実数部が100MHzの比透磁率実数部の70%になる周波数をfa70とし、前記一の方向に直交する方向の比透磁率実数部が100MHzの比透磁率の70%になる周波数をfp70としたとき、fa70/fp70の最大値が1.2以上であることを特徴とする。反磁界係数が0より大きくなるような形状を採用することによって透磁率の周波数特性を向上させることができ、該向上の指標としてのfa70/fp70が1.2以上となれば、前記一の方向の透磁率の周波数特性に特に優れた軟磁性フェライトを提供することができる。   Further, in the soft magnetic ferrite, the frequency at which the real part of relative permeability in the one direction becomes 70% of the real part of relative permeability of 100 MHz is fa70, and the real part of relative permeability in the direction orthogonal to the one direction. When the frequency at which the relative permeability of 100 MHz is 70% is fp70, the maximum value of fa70 / fp70 is 1.2 or more. By adopting a shape in which the demagnetizing factor is larger than 0, the frequency characteristics of the magnetic permeability can be improved. If fa70 / fp70 as an index of the improvement is 1.2 or more, the one direction It is possible to provide a soft magnetic ferrite that is particularly excellent in frequency characteristics of magnetic permeability.

さらに、前記軟磁性フェライトはZ型フェライトであり、前記一の方向の比透磁率実数部の絶対値が3GHzで6以上であることを特徴とする。前記構成によって前記一の方向の透磁率の周波数特性を改善し、従来の概念のZ型フェライトでは実現できなかった3GHzで6以上の透磁率を実現することが可能である。これによって従来のZ型フェライトでは、適用できなかった1GHzを超える高周波領域での使用が可能となる。   Furthermore, the soft magnetic ferrite is a Z-type ferrite, and the absolute value of the real part of the relative permeability in the one direction is 6 or more at 3 GHz. With the above configuration, it is possible to improve the frequency characteristics of the magnetic permeability in the one direction, and to achieve a magnetic permeability of 6 or more at 3 GHz, which could not be realized with the conventional concept Z-type ferrite. As a result, the conventional Z-type ferrite can be used in a high frequency region exceeding 1 GHz, which could not be applied.

本発明の磁気回路は、前記軟磁性フェライトを用いた磁気回路であって、前記一方向を磁路方向として用いることを特徴とする。軟磁性フェライトの透磁率の周波数特性が向上した方向を磁気回路の磁路方向とすることで、磁気回路をより高い周波数まで機能させることができる。   The magnetic circuit of the present invention is a magnetic circuit using the soft magnetic ferrite, wherein the one direction is used as a magnetic path direction. By setting the direction in which the frequency characteristic of the magnetic permeability of the soft magnetic ferrite is improved as the magnetic path direction of the magnetic circuit, the magnetic circuit can be functioned up to a higher frequency.

本発明のインダクタンス素子は、軟磁性フェライトを用いたインダクタンス素子であって、前記一方向を磁路方向として用いることを特徴とする。軟磁性フェライトの透磁率の周波数特性が向上した方向を磁路方向として用いることにより、より高い周波数まで高いインピーダンスを発現するインダクタンス素子を提供することができる。   The inductance element of the present invention is an inductance element using soft magnetic ferrite, wherein the one direction is used as a magnetic path direction. By using the direction in which the frequency characteristic of the magnetic permeability of the soft magnetic ferrite is improved as the magnetic path direction, it is possible to provide an inductance element that exhibits a high impedance up to a higher frequency.

本発明によれば、高い透磁率を高周波帯域まで維持し、周波数特性に優れた軟磁性フェライトを提供することができる。本発明の軟磁性フェライトを使用することにより、より高い周波数まで使用可能な磁気回路、およびチョークコイル、インダクタ、電波吸収体、磁性アンテナ、カレントトランスなどのインダクタンス素子を提供することも可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a soft magnetic ferrite that maintains a high magnetic permeability up to a high frequency band and is excellent in frequency characteristics. By using the soft magnetic ferrite of the present invention, it is possible to provide a magnetic circuit that can be used up to a higher frequency, and an inductance element such as a choke coil, an inductor, a radio wave absorber, a magnetic antenna, and a current transformer.

以下、本発明の軟磁性フェライトについて六方晶Z型フェライトの焼結体の実施形態によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明に係る軟磁性フェライトは、本発明において特に規定する以外は、フェライトの製造に適用される通常の粉末冶金的方法によって製造することができる。通常の粉末冶金的方法とは以下のとおりである。例えば素原料を湿式のボールミルにて混合し、電気炉などを用いて仮焼することにより仮焼粉を得る。また得られた仮焼粉を湿式のボールミルなどを用いて粉砕し、得られた粉砕粉をプレス機により成形し、例えば電気炉などを用いて焼成を行い、六方晶Z型フェライト焼結体を得る。   Hereinafter, although the soft magnetic ferrite of this invention is concretely demonstrated by embodiment of the sintered compact of a hexagonal Z-type ferrite, this invention is not limited to these embodiment. The soft magnetic ferrite according to the present invention can be produced by an ordinary powder metallurgical method applied to the production of ferrite, unless otherwise specified in the present invention. The usual powder metallurgy method is as follows. For example, raw materials are mixed in a wet ball mill and calcined using an electric furnace or the like to obtain calcined powder. Also, the obtained calcined powder is pulverized using a wet ball mill or the like, and the obtained pulverized powder is molded by a press machine and fired using, for example, an electric furnace to obtain a hexagonal Z-type ferrite sintered body. obtain.

本発明においては、前記成形に供する粉砕粉を、例えば以下のようにして作製する。上述のようにして得られた焼結体をジョークラッシャーやディスクミルなどを用いて粉砕し、粗粉を得る。得られた粗粉は振動ミル、ボールミル、ジェットミルなどを用いて粉砕を行い、微粉を得る。得られた微粉に水を加えてスラリーとし、磁界を印加しながらプレスする。得られた成形体を乾燥処理した後、再焼結しフェライト焼結体を得る。   In the present invention, the pulverized powder to be subjected to the molding is produced, for example, as follows. The sintered body obtained as described above is pulverized using a jaw crusher, a disk mill or the like to obtain a coarse powder. The obtained coarse powder is pulverized using a vibration mill, ball mill, jet mill or the like to obtain fine powder. Water is added to the obtained fine powder to form a slurry, which is pressed while applying a magnetic field. The obtained molded body is dried and then re-sintered to obtain a ferrite sintered body.

以下、本発明に係る軟磁性フェライトについて具体的に説明する。本発明では、c面を磁化容易面とするフェライトを対象とする。軟磁性フェライトのうち、磁化容易面を有するものは、その性質を利用して配向させて異方性を持たせることが可能である。磁化容易面を有する軟磁性フェライトとしては、六方晶Z型フェライト、六方晶Y型フェライトがある。これらはc軸に垂直なc面を磁界容易面として持つ。かかる軟磁性フェライトの結晶粒が、そのc面が一の方向に平行になるように配向している状態が本発明に係る軟磁性フェライトの特徴の一つである。かかる構成を具現できる軟磁性フェライトの代表的な態様は、軟磁性フェライト焼結体である。すなわち軟磁性フェライト焼結体を構成する結晶粒が、そのc面が一の方向に平行になるように配向していればよく、結晶粒が大きくなり一つの結晶粒で構成されている状態は単結晶フェライトに相当する。六方晶Z型フェライトおよび六方晶Y型フェライトは代表的にはそれぞれBaCo2441、Ba2Co1222で表される。また、軟磁性フェライトである六方晶Z型フェライト焼結体および六方晶Y型フェライト焼結体は、かかる六方晶Z型フェライト相または六方晶Y型フェライトを含む焼結体である。Baの一部をSrで置換したり、Coの一部をCu、Zn、Niのうち少なくとも一種で部分的に置換することも可能である。六方晶Z型フェライト焼結体では、前記Z相以外の他の六方晶フェライト相(W相、Y相、M相)、スピネル相、BaFe相などの異相を一部に含んでいても良い。高い焼結体密度を得るうえでは、17〜21mol%のBaO、6〜13mol%のCoO、残部Feを主成分とすることが好ましい。一方、六方晶Y型フェライト焼結体では、前記Y相以外の他の六方晶フェライト相(W相、Z相、M相)、スピネル相、BaFe相などの異相を一部に含んでいても良い。さらに、前記主成分に対してLiをLiCO換算で0.05〜1.0質量%含有させることが好ましい。前記主成分組成範囲と前記Liの含有は、焼結体の高密度化に好適である。 The soft magnetic ferrite according to the present invention will be specifically described below. In the present invention, a ferrite whose c-plane is an easily magnetized surface is targeted. Among soft magnetic ferrites, those having an easily magnetized surface can be oriented by utilizing their properties to have anisotropy. Examples of soft magnetic ferrite having an easy magnetization surface include hexagonal Z-type ferrite and hexagonal Y-type ferrite. These have a c-plane perpendicular to the c-axis as a magnetic field easy surface. One of the features of the soft magnetic ferrite according to the present invention is that the crystal grains of the soft magnetic ferrite are oriented so that the c-plane is parallel to one direction. A typical embodiment of the soft magnetic ferrite that can implement such a configuration is a soft magnetic ferrite sintered body. In other words, the crystal grains constituting the soft magnetic ferrite sintered body only need to be oriented so that the c-plane is parallel to one direction. Corresponds to single crystal ferrite. The hexagonal Z-type ferrite and hexagonal Y-type ferrite are typically represented by Ba 3 Co 2 F 24 O 41 and Ba 2 Co 2 F 12 O 22 , respectively. The hexagonal Z-type ferrite sintered body and the hexagonal Y-type ferrite sintered body, which are soft magnetic ferrites, are sintered bodies containing such a hexagonal Z-type ferrite phase or hexagonal Y-type ferrite. It is also possible to substitute a part of Ba with Sr, or a part of Co with at least one of Cu, Zn, and Ni. The hexagonal Z-type ferrite sintered body partially includes other phases such as a hexagonal ferrite phase (W phase, Y phase, M phase) other than the Z phase, a spinel phase, and a BaFe 2 O 4 phase. Also good. In order to obtain a high sintered body density, it is preferable that 17 to 21 mol% BaO, 6 to 13 mol% CoO, and the balance Fe 2 O 3 are the main components. On the other hand, the hexagonal Y-type ferrite sintered body partially includes other phases such as a hexagonal ferrite phase (W phase, Z phase, M phase) other than the Y phase, spinel phase, BaFe 2 O 4 phase. You can leave. Furthermore, it is preferable to Li the contained 0.05 to 1.0 wt% with Li 2 CO 3 in terms relative to the main component. The main component composition range and the Li content are suitable for increasing the density of the sintered body.

六方晶Z型フェライト焼結体の場合、LiとSiを複合的に含有させてもよい。Siと共にLiを含有させる場合には、特有の焼結体密度向上と透磁率向上の相乗効果が得られる。Siは少量でもLiとの複合含有効果、体積抵抗率増加の効果を示すがSiO換算で0.05質量%未満ではこれらの実質的な効果が発揮されず、一方0.5質量%を超えると体積抵抗率が改善されなくなるとともに、透磁率および焼結体密度の低下を招くので0.05〜0.5質量%の範囲が好ましい。Liと複合で前記範囲のSiを含有させることにより、焼結体密度を4.95×10kg/m以上、体積抵抗率を10Ω・m以上としつつ、Li含有による初透磁率向上効果を発揮させることができる。さらに、体積抵抗率向上のために、二価の金属イオンとしてMnをMn換算で0.05〜5質量%含有させてもよい。 In the case of a hexagonal Z-type ferrite sintered body, Li and Si may be combined. When Li is contained together with Si, a synergistic effect of improvement in specific sintered body density and permeability can be obtained. Even if Si is a small amount, it shows the effect of composite inclusion with Li and the effect of increasing volume resistivity, but if it is less than 0.05% by mass in terms of SiO 2 , these substantial effects are not exhibited, whereas it exceeds 0.5% by mass Therefore, the volume resistivity is not improved, and the magnetic permeability and the sintered body density are lowered. Therefore, the range of 0.05 to 0.5% by mass is preferable. By including Si in the above-mentioned range in combination with Li, the initial permeability due to the inclusion of Li while the sintered body density is 4.95 × 10 3 kg / m 3 or more and the volume resistivity is 10 4 Ω · m or more. The improvement effect can be exhibited. Furthermore, in order to improve the volume resistivity, 0.05 to 5% by mass of Mn as a divalent metal ion in terms of Mn 3 O 4 may be contained.

次に、本発明に係る軟磁性フェライトの構成について、六方晶Z型フェライト焼結体を例にしてさらに詳述する。本発明に係る配向した軟磁性フェライトは、例えば下記に詳述する一方向配向、面配向によるものに分けることができるが、本発明の内容はこの2種類の配向方法に限定されるものではなく、特定の方向に高い透磁率を示すような異方性を持つ軟磁性フェライトであれば本発明の効果は発揮される。軟磁性フェライトを構成する全ての結晶粒が完全に一方向配向または面配向している必要はなく、配向の乱れは許容する。例えば、後述するように磁界によって配向させる場合、配向性は印加磁界強度に依存するが、六方晶Z型フェライト焼結体が、X線回折上、一方向配向または面配向の傾向を示していればよい。   Next, the configuration of the soft magnetic ferrite according to the present invention will be described in further detail using a hexagonal Z-type ferrite sintered body as an example. The oriented soft magnetic ferrite according to the present invention can be divided into, for example, those based on unidirectional orientation and plane orientation described in detail below, but the content of the present invention is not limited to these two kinds of orientation methods. If the soft magnetic ferrite has anisotropy that exhibits a high magnetic permeability in a specific direction, the effect of the present invention is exhibited. It is not necessary for all crystal grains constituting the soft magnetic ferrite to be completely unidirectionally or plane-oriented, and disorder of the orientation is allowed. For example, when oriented by a magnetic field as described later, the orientation depends on the applied magnetic field strength, but the hexagonal Z-type ferrite sintered body shows a tendency of unidirectional orientation or plane orientation on X-ray diffraction. That's fine.

一方向配向とは、c面が一の方向に平行に配向しているが、その法線であるc軸の配向性は問わない配向であり、一軸性の磁界、すなわち直流磁界によって配向した場合がこれに相当する。この場合c軸は前記一の方向に垂直な平面方向を向いており、代表的には該面内方向にランダムに向く。一方向配向の場合の配向度合いは下記のようにX線回折パターンにて確認することができる。まず、六方晶Z型フェライト焼結体の一平面のX線回折パターンにおいて、2θ=20〜80°の測定範囲範囲に含まれる、六方晶Z型フェライトに由来する全ての回折ピークの積分強度和をとってΣI(HKL)とし、前記範囲に含まれるL=0であるすべての(HK0)面の回折ピークの積分強度和をとってΣI(HK0)とする。すなわち、ΣI(HKL)は、20°〜80°の2θ全体にわたって六方晶Z型フェライトの回折ピークを積分したものである。なお、I(HKL)は、指数(HKL)で表される格子面からの回折ピークの積分強度を示す。ここでは、I(HKL)として、(HKL)面の回折線のピーク角度をθ(HKL)とした時、θ(HKL)−0.4°からθ(HKL)+0.4°までの範囲で積分した値を用いている。上記、ΣI(HKL)およびΣI(HK0)から配向度fcを定義する。配向度fcはfc=ΣI(HK0)/ΣI(HKL)で与えられる。この配向度fcが大きい、すなわち、分子のΣI(HK0)が大きいということは、X線回折を行っている面では、c軸が該面方向を向いている結晶粒が多いということを示している。六方晶Z型フェライトの中でもBaCoFe2441で表されるような組成ではc軸に垂直な方向、すなわちc面が磁化容易面となるので、c軸がX線回折を行っている面方向を向いている結晶粒が多いということは、該面に垂直な方向の透磁率が高くなるということを意味する。 Unidirectional orientation is orientation in which the c-plane is oriented parallel to one direction, but the orientation of the c-axis, which is the normal line, does not matter, and is oriented by a uniaxial magnetic field, that is, a DC magnetic field. Corresponds to this. In this case, the c-axis is oriented in a plane direction perpendicular to the one direction, and is typically oriented randomly in the in-plane direction. The degree of orientation in the case of unidirectional orientation can be confirmed by an X-ray diffraction pattern as follows. First, in the X-ray diffraction pattern of one plane of the hexagonal Z-type ferrite sintered body, the integrated intensity sum of all diffraction peaks derived from the hexagonal Z-type ferrite included in the measurement range of 2θ = 20 to 80 °. Is taken as ΣI (HKL), and the sum of integrated intensities of diffraction peaks of all (HK0) planes with L = 0 included in the above range is taken as ΣI (HK0). That is, ΣI (HKL) is obtained by integrating the diffraction peaks of hexagonal Z-type ferrite over the entire 2θ of 20 ° to 80 °. Note that I (HKL) represents the integrated intensity of the diffraction peak from the lattice plane represented by the index (HKL). Here, when I (HKL) is θ (HKL) and the peak angle of the diffraction line on the (HKL) plane is θ (HKL) −0.4 ° to θ (HKL) + 0.4 °. The integrated value is used. Hereinbefore defines the degree of orientation fc from .SIGMA.I (HKL) and ΣI (HK0). The degree of orientation fc is given by fc ⊥ = ΣI (HK0) / ΣI (HKL). Large The degree of orientation fc ⊥, i.e., that ΣI molecule (hk0) is large, in terms of doing X-ray diffraction, c-axis indicate that many grains directed toward said surface direction ing. Among the hexagonal Z-type ferrites, the composition represented by Ba 3 Co 2 Fe 24 O 41 has a direction perpendicular to the c-axis, that is, the c-plane becomes an easily magnetized surface. The fact that there are many crystal grains facing the surface direction means that the magnetic permeability in the direction perpendicular to the surface becomes high.

前記配向度fcを0.4以上とすると、X線回折を行っている面に垂直な方向の透磁率が特に高くなる。なお、本発明においては、かかる配向度を有する面をc軸配向面と称している。より好ましくは、0.45以上である。より多くの結晶粒のc軸がX線回折を行っている面方向に向いていることが好ましい。理想的な状態として、全ての結晶粒のc軸がX線回折を行っている面方向に向いている状態を図1に示す。図1から明らかなように、各結晶粒のc面は、X線回折を行っている面に垂直になっている。この場合磁化容易面であるc面がX線回折を行っている面に垂直でありさえすれば、c軸の方向がどちらを向いていてもX線回折を行っている面に垂直な方向の透磁率は高くなることがわかる。この場合にさらにc軸の方向も一の方向に揃えた状態が特許文献1にあるような面配向させた場合に相当する。すなわち、面配向とは、c軸が一方向に揃っているため、c面が一の面内方向に平行に揃っている配向状態である。回転磁界によって配向した場合がこれに相当する。 When the degree of orientation fc 0.4 or more, the permeability in the direction perpendicular to the plane is performed X-ray diffraction is particularly high. In the present invention, a surface having this degree of orientation is referred to as a c-axis oriented surface. More preferably, it is 0.45 or more. It is preferable that the c-axis of more crystal grains is oriented in the plane direction in which X-ray diffraction is performed. As an ideal state, FIG. 1 shows a state where the c-axes of all crystal grains are oriented in the plane direction in which X-ray diffraction is performed. As apparent from FIG. 1, the c-plane of each crystal grain is perpendicular to the plane on which X-ray diffraction is performed. In this case, as long as the c-plane, which is the easy magnetization plane, is perpendicular to the plane on which X-ray diffraction is performed, the direction perpendicular to the plane on which X-ray diffraction is performed no matter which direction of the c-axis is directed. It can be seen that the permeability increases. In this case, the state where the c-axis direction is also aligned in one direction corresponds to the case where the surface is aligned as in Patent Document 1. That is, the plane orientation is an orientation state in which the c-plane is aligned in parallel with one in-plane direction because the c-axis is aligned in one direction. This is the case when oriented by a rotating magnetic field.

上記特定の方向にc面を平行配向させた一方向配向の場合と面配向とを区別するために以下のようなX線回折による評価を行えばよい。図1のようにX線回折を行っている面に垂直な方向にc面が配向(c面が該方向に平行)しているとともに、該方向に垂直な面方向において、c軸がランダム状に向いている状態を判断する指標として、少なくとも、前記c軸配向面(上述のX線回折を行っている面に相当)に垂直で且つ互いに垂直な2つの面において、X線回折におけるfc//=I(0018)/I(110)から算出される配向度fc//を採用する。該配向度fc//が0.3以上という構成が好ましい。該配向度fc//が大きいということは、観察面に垂直な方向にc軸が向いた結晶粒が多いということを示している。これが、少なくとも互いに垂直な2つの面において満たされることによって、c軸がランダムに向いていることを担保している。このようにすることによって、c軸配向面に平行な方向においても、高い透磁率を得ることができる。c軸配向面に垂直な方向の透磁率に対する比においても、0.25以上とすることも可能であり、透磁率のバランスに優れた六方晶Z型フェライト焼結体が提供できる。面配向の場合は、c軸配向面に垂直な一面(面配向方向の面)ではfc//0.3以上を満たす可能性があるが、互いに垂直な2つの面においてfc//0.3以上を満たすことはできない。 In order to distinguish between the case of the unidirectional orientation in which the c-plane is oriented in parallel in the specific direction and the surface orientation, the following evaluation by X-ray diffraction may be performed. As shown in FIG. 1, the c-plane is oriented in a direction perpendicular to the plane on which X-ray diffraction is performed (the c-plane is parallel to the direction), and the c-axis is random in the plane direction perpendicular to the direction. As an index for judging the state of the X-ray diffraction, the fc / in X-ray diffraction is at least on two planes perpendicular to the c-axis orientation plane (corresponding to the above-mentioned plane performing X-ray diffraction) and perpendicular to each other. The degree of orientation fc // calculated from / = I (0018) / I (110) is adopted. A configuration in which the degree of orientation fc // is 0.3 or more is preferable. The large degree of orientation fc // indicates that there are many crystal grains having the c-axis in the direction perpendicular to the observation surface. This ensures that the c-axis is randomly oriented by being satisfied at least in two planes perpendicular to each other. By doing so, high magnetic permeability can be obtained even in a direction parallel to the c-axis orientation plane. The ratio with respect to the magnetic permeability in the direction perpendicular to the c-axis orientation plane can also be set to 0.25 or more, and a hexagonal Z-type ferrite sintered body having an excellent balance of magnetic permeability can be provided. For plane orientation, there is a possibility to meet the one surface (surface of the surface alignment direction) in fc // 0.3 or perpendicular to the c-axis-oriented plane, fc // in two perpendicular surfaces to each other 0.3 The above cannot be satisfied.

前記のような条件を満たすc軸配向面を六方晶Z型フェライト焼結体が有していればよい。焼結体が直方体である場合には、例えば、その表面のうちの一つの面においてX線回折を行って配向度fcを評価した結果、該面がc軸配向面となれば、それと直角をなす、互いに垂直な2つの他の表面において配向度fc//を評価すればよい。 It suffices that the hexagonal Z-type ferrite sintered body has a c-axis oriented plane that satisfies the above conditions. If the sintered body is a rectangular parallelepiped, for example, as a result of evaluating the degree of orientation fc performing X-ray diffraction in one plane of its surface, if said surface is a c-axis-oriented plane, at the same right angle The degree of orientation fc // may be evaluated at two other surfaces perpendicular to each other.

また本発明では上記のような一方向配向の方法に加え次に詳述する面配向と呼ばれる配向によってもその効果を充分発揮することができる。一方向配向は、c面を磁化容易面とするフェライトの結晶粒の該c面が少なくとも一の方向に平行になるような配向性に加えて、該一の方向に垂直な面内方向のうち一の方向にc軸が配向している構成である。   In the present invention, in addition to the method of unidirectional orientation as described above, the effect can be sufficiently exhibited by orientation called plane orientation described in detail below. Unidirectional orientation is an in-plane direction perpendicular to the one direction, in addition to the orientation that the c-plane of ferrite grains having the c-plane as an easily magnetized plane is parallel to at least one direction. In this configuration, the c-axis is oriented in one direction.

高い透磁率および高い焼結体強度を得るためには、六方晶Z型フェライト焼結体の密度を4.7×10kg/m以上とすることが好ましく、5.0×10kg/m以上の焼結体密度がより好ましい。 In order to obtain a high magnetic permeability and a high sintered body strength, the density of the hexagonal Z-type ferrite sintered body is preferably 4.7 × 10 3 kg / m 3 or more, and 5.0 × 10 3 kg. A sintered body density of / m 3 or more is more preferable.

上述のように配向性の向上により透磁率を改善した六方晶Z型フェライトは、組成や組織などの他の因子を制御して透磁率の向上を図った場合に比べて、透磁率の周波数特性においても有利である。他の因子を制御して透磁率の向上を図る場合は、磁気異方性等も変化するため、周波数特性が劣化し、より低い周波数で透磁率が低下してしまう。これに対して、配向性を制御して透磁率の改善を図る場合は、磁気異方性は変化していないので、周波数特性に与える影響が小さくなる。   As described above, the hexagonal Z-type ferrite with improved magnetic permeability by improving the orientation has a frequency characteristic of magnetic permeability compared with the case where the magnetic permeability is improved by controlling other factors such as composition and structure. Is also advantageous. When other factors are controlled to improve the magnetic permeability, the magnetic anisotropy and the like also change, so that the frequency characteristics deteriorate and the magnetic permeability decreases at a lower frequency. On the other hand, when the magnetic permeability is improved by controlling the orientation, since the magnetic anisotropy is not changed, the influence on the frequency characteristics is reduced.

また、透磁率の周波数特性が向上の観点からは、焼結体の平均結晶粒径を3〜50μmの範囲とすることが好ましい。ここで焼結体の結晶粒径は、観察した結晶粒の内部に引くことのできる線分の内、最も長いもの(最大径)を長軸とし、長軸に直交し結晶粒の内部に引くことのできる線分の内、最も長いものを短軸とし、短軸および長軸の平均を個々の粒子の結晶粒径とした。平均結晶粒径は、任意の100個の粒子を評価しそれらの平均をとって求めればよい。   Moreover, from the viewpoint of improving the frequency characteristics of the magnetic permeability, it is preferable that the average crystal grain size of the sintered body is in the range of 3 to 50 μm. Here, the crystal grain size of the sintered body is the longest (maximum diameter) of the line segments that can be drawn inside the observed crystal grain, the long axis being the major axis, and the crystal grain diameter being perpendicular to the major axis and drawn inside the crystal grain Among the possible line segments, the longest axis was defined as the minor axis, and the average of the minor axis and the major axis was defined as the crystal grain size of each individual particle. The average crystal grain size may be obtained by evaluating an arbitrary 100 particles and taking the average thereof.

上述の配向した六方晶Z型フェライト焼結体は、例えば以下に示す六方晶Z型フェライト焼結体の製造方法を用いて得られる。すなわち、比表面積が800〜4000m/kgの範囲内である六方晶Z型フェライト粉末を一軸性の磁界中で成形を行い成形体を得る成形工程と、前記成形体を焼結する焼成工程とを経て、六方晶Z型フェライト焼結体を得る。通常、フェライト粉末は、焼結性を上げるため細かく粉砕したものを用いる。これに対して、本発明に係る六方晶Z型フェライト焼結体の製造方法では、六方晶Z型フェライト粉末の比表面積を800〜4000m/kgに制御することが好ましい。これによって、高配向性、高透磁率を実現する。前記比表面積が小さすぎると焼結体密度が上がりにくく、配向性も低い。一方、比表面積が大きすぎると配向が低下する他、粗大粒が発生しやすくなる。 The oriented hexagonal Z-type ferrite sintered body described above is obtained, for example, by using the following method for producing a hexagonal Z-type ferrite sintered body. That is, a molding step of forming a hexagonal Z-type ferrite powder having a specific surface area in the range of 800 to 4000 m 2 / kg in a uniaxial magnetic field to obtain a molded body, and a firing step of sintering the molded body Then, a hexagonal Z-type ferrite sintered body is obtained. Usually, a finely pulverized ferrite powder is used in order to improve sinterability. On the other hand, in the method for producing a hexagonal Z-type ferrite sintered body according to the present invention, the specific surface area of the hexagonal Z-type ferrite powder is preferably controlled to 800 to 4000 m 2 / kg. This achieves high orientation and high magnetic permeability. If the specific surface area is too small, the density of the sintered body is difficult to increase and the orientation is low. On the other hand, if the specific surface area is too large, the orientation is lowered and coarse particles are easily generated.

成形方法としては、加圧成形、押出し成形、射出成形などを用いることができるが、特に簡便な加圧成形が望ましい。加圧成形の場合、磁界印加方向と加圧方向が平行である縦磁場成形法や、磁界印加方向と加圧方向が直角である横磁場成形法などを用いることができるが、高い配向を得るためには横磁場成形法が好ましい。また面配向材を作製する場合も同様であるが、この場合加圧方向と回転磁界の方向が直交していることが望ましい。   As the molding method, pressure molding, extrusion molding, injection molding and the like can be used, but particularly simple pressure molding is desirable. In the case of pressure molding, a vertical magnetic field molding method in which the magnetic field application direction and the pressurization direction are parallel, or a transverse magnetic field molding method in which the magnetic field application direction and the pressurization direction are perpendicular to each other can be used. Therefore, the transverse magnetic field forming method is preferable. The same applies to the case of producing a plane alignment material. In this case, it is desirable that the pressing direction and the direction of the rotating magnetic field are orthogonal.

配向は磁界中成形によって行う。磁界の印加方法は、上述のように一軸性の磁界、または回転磁界などを用いればよい。また、成形は、乾粉状の粉末を用いる乾式成形で行うことも可能であるが、配向性を上げるためには、六方晶Z型フェライト粉末を水などの媒体と混合して得られたスラリーを用いる湿式成形で行うことが好ましい。媒体として水の種類は、これを特に限定するものではないが、例えば安価な水道水を用いればよい。また、イオン交換水や蒸留水などを用いて不純物イオンの低減を図ることもできる。スラリー濃度、すなわちスラリー中の六方晶Z型フェライト粉末の重量割合は、85wt%以下とすればよい。85wt%超となると粒子間の摩擦が増加し、粒子の回転が十分行なわれず、配向度が低くなるためである。高い配向を得る観点からは、前記スラリー中の六方晶Z型フェライト粉末の濃度を65wt%以下として成形を行うことがより好ましい。一方、該スラリー濃度は、50wt%以上とすることが好ましい。50%未満だと成形時に脱水のため多くの時間がかかり生産性が低下するからである。また、金型キャビティ内で磁界を印加しながら乾粉状またはスラリー状の前記六方晶Z型フェライト粉末を攪拌した後に、成形すると、六方晶Z型フェライト粉末の凝集を解き、配向性をいっそう高めることができる。   Orientation is performed by molding in a magnetic field. As a magnetic field application method, a uniaxial magnetic field or a rotating magnetic field may be used as described above. In addition, the molding can be performed by dry molding using dry powder, but in order to improve the orientation, a slurry obtained by mixing hexagonal Z-type ferrite powder with a medium such as water. It is preferable to carry out by wet molding using. Although the kind of water as a medium does not specifically limit this, What is necessary is just to use cheap tap water, for example. Impurity ions can also be reduced using ion-exchanged water or distilled water. The slurry concentration, that is, the weight ratio of the hexagonal Z-type ferrite powder in the slurry may be 85 wt% or less. If the content exceeds 85 wt%, the friction between the particles increases, the particles are not sufficiently rotated, and the degree of orientation is lowered. From the viewpoint of obtaining high orientation, it is more preferable to perform molding with the concentration of hexagonal Z-type ferrite powder in the slurry being 65 wt% or less. On the other hand, the slurry concentration is preferably 50 wt% or more. If it is less than 50%, it takes a lot of time for dehydration at the time of molding, and the productivity is lowered. Further, when the dry hexagonal Z-type ferrite powder is stirred and then molded while applying a magnetic field in the mold cavity, the agglomeration of the hexagonal Z-type ferrite powder is released to further enhance the orientation. be able to.

また、スラリーを用いた加圧による湿式成形法の場合、スラリーの供給法としては、磁界印加中に金型キャビティ内へスラリーを加圧注入する方法でもよいし、キャビティ内にスラリーを投入後磁界を印加する方法でもよい。スラリー中の媒体は、加圧する際にキャビティに形成される脱水孔やクリアランスから除去される。成形後の六方晶Z型フェライト粉末、すなわち成形体は、十分乾燥後焼結に供される。   In addition, in the case of a wet molding method using pressurization using slurry, the slurry may be supplied by pressurizing and injecting the slurry into the mold cavity during application of the magnetic field, or after applying the slurry into the cavity. The method of applying may be used. The medium in the slurry is removed from dewatering holes and clearances formed in the cavities when pressurized. The molded hexagonal Z-type ferrite powder, that is, the molded body is sufficiently dried and then subjected to sintering.

前記六方晶Z型フェライト粉末は、通常のプロセスのように粉末の状態で仮焼を行い、粉砕することによって得ることも可能であるが、六方晶Z型フェライト焼結体を粉砕して得る方法が粉砕性の観点から好ましい。配向するためには、六方晶Z型フェライト粉末を構成する粒子は、単結晶であることが好ましい。この点、焼結体においては粒成長が進んでいるため、該焼結体を粉砕すれば単結晶である粒子を多く含んだ粉末を得やすい。したがって、六方晶Z型フェライト焼結体を粉砕して粉末を得る方法は、磁界中配向に好適な粉末調整方法である。この場合、かかる粉砕に供する六方晶Z型フェライト焼結体の平均結晶粒径は5〜200μmであることが好ましい。なお、通常のプロセスのように仮焼後の粉末を粉砕した六方晶Z型フェライト粉末を用いて成形することも可能であるが、この場合も仮焼後の粉末における六方晶Z型フェライトの平均結晶粒径が5〜200μmであることが好ましい。さらに、六方晶Z型フェライト焼結体を粉砕して粉末を得る方法、仮焼後の粉末を粉砕した六方晶Z型フェライト粉末を用いる方法も含めて、いずれにおいても、成形に供する粉末は実質的に六方晶M型フェライト相を含有しないことがより好ましい。六方晶M型フェライト相は、c軸を磁化容易軸とする一軸異方性を示し、一軸性の印加磁界方向に配向してしまい、焼結において六方晶Z型フェライト相に変わっても、本発明に係る配向状態とは異なる配向状態(面配向)を生じるからである。ここで、実質的に六方晶M型フェライト相を含有しないとは、X線回折において、六方晶Z型フェライトの強度最大のピークである(1016)ピークの強度に対する、六方晶M型フェライトのピークである(006)ピークの強度の比が5%以下であることをいう。また、軟磁性フェライトは、六方晶Z型フェライトとY型フェライトの混相であってもよいが、特性ばらつきを抑えるためには、Z型フェライトまたはY型フェライトを主体として構成されていることが好ましい。六方晶Z型フェライトを主体とする場合は、成形に供する粉末は実質的にY型フェライトおよびスピネルフェライトも含まない六方晶Z型フェライトであることが特に好ましい。実質的にY型フェライトおよびスピネルフェライトも含まないとは、六方晶Z型フェライトの強度最大のピークである(1016)ピークの強度に対するY型フェライトの(0012)ピークの強度の比が5%以下であり、スピネルフェライトの(440)のピークの強度の比が7%以下であることをいう。一方、六方晶Y型フェライトを主体とする場合は、成形に供する粉末は実質的にZ型フェライトおよびスピネルフェライトも含まない六方晶Y型フェライトであることが特に好ましい。実質的にZ型フェライトおよびスピネルフェライトも含まないとは、六方晶Y型フェライトの強度最大のピークである(110)ピークの強度に対するZ型フェライトの(1016)ピークの強度の比が5%以下であり、スピネルフェライトの(440)のピークの強度の比が7%以下であることをいう。   The hexagonal Z-type ferrite powder can be obtained by calcination and pulverization in a powder state as in a normal process, but a method obtained by pulverizing a hexagonal Z-type ferrite sintered body Is preferable from the viewpoint of grindability. In order to orient, the particles constituting the hexagonal Z-type ferrite powder are preferably single crystals. In this respect, since the grain growth is progressing in the sintered body, if the sintered body is pulverized, it is easy to obtain a powder containing many particles that are single crystals. Therefore, the method of pulverizing the hexagonal Z-type ferrite sintered body to obtain powder is a powder adjustment method suitable for orientation in a magnetic field. In this case, it is preferable that the average crystal grain size of the hexagonal Z-type ferrite sintered body subjected to the pulverization is 5 to 200 μm. In addition, although it is also possible to shape | mold using the hexagonal Z-type ferrite powder which grind | pulverized the powder after calcination like a normal process, the average of the hexagonal Z-type ferrite in the powder after calcination also in this case The crystal grain size is preferably 5 to 200 μm. Furthermore, in any case, including the method of pulverizing a hexagonal Z-type ferrite sintered body to obtain a powder and the method of using a hexagonal Z-type ferrite powder obtained by pulverizing the calcined powder, the powder used for molding is substantially In particular, it is more preferable not to contain a hexagonal M-type ferrite phase. The hexagonal M-type ferrite phase exhibits uniaxial anisotropy with the c-axis as the easy axis of magnetization, and is oriented in the direction of the uniaxial applied magnetic field. This is because an alignment state (plane alignment) different from the alignment state according to the invention is generated. Here, substantially not containing a hexagonal M-type ferrite phase means that the peak of the hexagonal M-type ferrite with respect to the intensity of the peak (1016) which is the maximum intensity of the hexagonal Z-type ferrite in X-ray diffraction. (006) The intensity ratio of the peak is 5% or less. The soft magnetic ferrite may be a mixed phase of hexagonal Z-type ferrite and Y-type ferrite, but is preferably composed mainly of Z-type ferrite or Y-type ferrite in order to suppress variation in characteristics. . When hexagonal Z-type ferrite is mainly used, it is particularly preferable that the powder to be molded is hexagonal Z-type ferrite substantially not including Y-type ferrite and spinel ferrite. The phrase “substantially free of Y-type ferrite and spinel ferrite” means that the ratio of the intensity of the (0012) peak of the Y-type ferrite to the intensity of the maximum peak of the hexagonal Z-type ferrite (1016) is 5% or less. The ratio of the intensity of the (440) peak of spinel ferrite is 7% or less. On the other hand, when hexagonal Y-type ferrite is mainly used, it is particularly preferable that the powder to be molded is hexagonal Y-type ferrite substantially not including Z-type ferrite and spinel ferrite. The phrase “substantially free of Z-type ferrite and spinel ferrite” means that the ratio of the intensity of the (1016) peak of the Z-type ferrite to the intensity of the (110) peak, which is the maximum intensity of the hexagonal Y-type ferrite, is 5% or less. The ratio of the intensity of the (440) peak of spinel ferrite is 7% or less.

上記のように磁界中成形して得られた六方晶Z型フェライトの焼結体は、表面付近に配向の乱れが生じる場合がある。したがって、表面を加工で除去することで、焼結体全体において配向度の高い部分の割合が増え、高い透磁率を得る上で有利である。また表面を加工で削除することは、焼結体内における配向、ひいては透磁率のばらつきを抑制することにつながる。加工は、焼結体の少なくとも一部が加工されていればよい。研磨、切断いずれによる加工面であっても、表面を削除することになる。   In the hexagonal Z-type ferrite sintered body obtained by molding in a magnetic field as described above, orientation disorder may occur in the vicinity of the surface. Therefore, by removing the surface by processing, the ratio of the portion with a high degree of orientation increases in the entire sintered body, which is advantageous in obtaining high magnetic permeability. Further, removing the surface by processing leads to suppression of orientation in the sintered body, and hence variation in magnetic permeability. It is sufficient that at least a part of the sintered body is processed. Regardless of the processed surface by polishing or cutting, the surface is deleted.

上記のようにして作製した、結晶を配向させた六方晶フェライトの焼結体をダイサー、スライサーまたは平行研削機などを用いて0より大きい反磁界係数が生じ得る形状に加工する。加工する形状は例えば、直方体、立方体、薄板形状、円柱棒、角柱棒に加え、ギャップが挿入されたリング形状など、使用する磁路に対し、0より大きな反磁界係数が発生するような形状であればどのような形状でも構わない。このような形状で用いることにより、Z型フェライトの優れた透磁率の周波数特性がより一層、高周波側まで使用な可能なものとなる。   A sintered body of hexagonal ferrite with oriented crystals produced as described above is processed into a shape that can generate a demagnetizing factor greater than 0 using a dicer, a slicer, or a parallel grinding machine. The shape to be processed is, for example, a rectangular shape, a cube, a thin plate shape, a cylindrical rod, a prismatic rod, a ring shape with a gap inserted, or the like that generates a demagnetizing factor greater than 0 for the magnetic path used. Any shape is acceptable. By using in such a shape, the frequency characteristics of the excellent magnetic permeability of the Z-type ferrite can be further used up to the high frequency side.

上記のように加工された、配向した六方晶フェライトの焼結体の中でも特に無反磁界での評価を行ったとき高い透磁率が得られた方向が磁路に沿うように用いることが特に望ましい。これは例えば一方向配向の、磁場印加方向に相当する。または面配向の場合では配向させた面内の方向を用いることに相当する。面配向の場合は環状面が配向面と平行になるようなリング試料に磁路を横断するギャップを設けても良い。また上記のように面配向、一方向配向のみではなく、c面が磁路に沿うように配向していれば、その磁路を妨げるような反磁界が発生するような形状であればよい。これによって透磁率の周波数特性が大きく改善される。本発明は、このように結晶粒のc面が一の方向に平行になるように配向した軟磁性フェライトにおいて、反磁界が生じる形状にしたときに周波数特性が向上し、さらに該周波数特性向上の効果に顕著な異方性があるという知見に基づくものである。c面が少なくとも一の方向に平行になるように配向している該一の方向と、反磁界が生じる方向とを一致させること、言い換えれば無反磁界での評価で透磁率の高い方向、すなわち成形時の磁界印加方向に反磁界を導入することが、透磁率をより高周波側まで維持することに関し極めて効果的であることを見出した。すなわち無反磁界での評価において透磁率の低い方向にギャップを設けるなどの加工を行った場合に比べ極めて大きな周波数特性向上効果が得られることを見出したものである。c面が、使用する磁路に対し平行に配向している場合、磁路に対し実効的に反磁界を生じさせうる形状で使用することで、特に顕著な効果が得られる。かかる構成を用いれば、一の方向において共鳴周波数以上の帯域においても高い透磁率を有する六方晶フェライトを提供することも可能となる。   Among the sintered hexagonal ferrites that have been processed as described above, it is particularly desirable that the direction in which a high magnetic permeability is obtained along the magnetic path, particularly when evaluated in a non-demagnetizing field. . This corresponds to, for example, a unidirectionally oriented magnetic field application direction. Or in the case of plane orientation, it corresponds to using the direction in the oriented plane. In the case of plane orientation, a gap that crosses the magnetic path may be provided in a ring sample whose annular surface is parallel to the orientation plane. In addition to the plane orientation and the unidirectional orientation as described above, as long as the c-plane is oriented along the magnetic path, the shape may be such that a demagnetizing field that prevents the magnetic path is generated. This greatly improves the frequency characteristics of the magnetic permeability. In the present invention, in the soft magnetic ferrite oriented so that the c-plane of the crystal grains is parallel to one direction, the frequency characteristics are improved when the demagnetizing field is generated, and the frequency characteristics are further improved. This is based on the knowledge that the effect has significant anisotropy. Matching the one direction in which the c-plane is oriented in parallel with at least one direction and the direction in which the demagnetizing field is generated, in other words, the direction having a high magnetic permeability in the evaluation with no demagnetizing field, that is, It has been found that introducing a demagnetizing field in the direction of magnetic field application during molding is extremely effective in maintaining the magnetic permeability to the higher frequency side. That is, it has been found that in the evaluation with no demagnetizing field, an extremely large frequency characteristic improvement effect can be obtained as compared with the case of performing processing such as providing a gap in the direction of low magnetic permeability. When the c-plane is oriented parallel to the magnetic path to be used, a particularly remarkable effect can be obtained by using a shape that can effectively generate a demagnetizing field with respect to the magnetic path. By using such a configuration, it is possible to provide a hexagonal ferrite having a high magnetic permeability even in a band equal to or higher than the resonance frequency in one direction.

上記のように配向方向によって反磁界が与える効果が異なる理由については未だ明らかではないが、反磁界の導入によりc面が平行である方向のみ磁壁の移動といった周波数特性を悪化させる透磁率成分が除去され、回転磁化による磁化のモードが支配的になるためと推測される。このような現象は以下に実施例として示した一方向配向したZ型フェライトおよび面配向したZ型フェライトに加え、同じく磁化容易面を持つY型フェライトにおいても生じる。また、六方晶フェライトのような磁化容易面を有する軟磁性フェライトだけでなく同様の結晶磁気異方性が巨視的に発現する例えば薄い円板状の金属磁性粉が配向した圧粉体や結晶配向した薄膜、または磁化容易面を持つ単結晶などでも同様な効果が生じうる。また本発明は材料が高密度化しても回転による磁化のモードが支配的であり、特に高密度化した試料において飽和磁化が増加し、透磁率も増加する。例えば理論密度の90%以上で用いることが更に望ましい。   Although the reason why the effect of the demagnetizing field varies depending on the orientation direction as described above is not yet clear, the permeability component that deteriorates the frequency characteristics such as the movement of the domain wall only in the direction in which the c-plane is parallel is removed by the introduction of the demagnetizing field. It is presumed that the mode of magnetization due to rotational magnetization becomes dominant. Such a phenomenon occurs not only in the unidirectionally oriented Z-type ferrite and the plane-oriented Z-type ferrite described below as examples, but also in a Y-type ferrite having an easily magnetized surface. In addition, not only soft magnetic ferrite such as hexagonal ferrite but also the same magnetocrystalline anisotropy appears macroscopically, for example, a compact or crystalline orientation in which a thin disc-shaped metal magnetic powder is oriented. The same effect can be produced even with a thin film or a single crystal having an easily magnetized surface. In the present invention, even if the material is densified, the mode of magnetization due to rotation is dominant. In particular, the saturation magnetization increases and the permeability increases in the densified sample. For example, it is more desirable to use at 90% or more of the theoretical density.

上記のように、使用する磁路に対し配向した六方晶フェライトの反磁界係数は0より大きい方が好ましい。透磁率の周波数特性向上の観点からは、反磁界係数は0.005より大きく、0.3以下であることがより好ましい。これは0.005以下では本発明が提供する高周波化の効果が発揮されにくいためであり、周波数特性向上の観点からは上限は特に定めないが、0.3以下であることが望ましい。これは使用する磁路に対し反磁界係数が0.3を超えると得られる透磁率の絶対値自体が極端に低下してしまうためである。反磁界係数が0.005より大きく、0.3以下であるために例えば円板、角板などの薄板形状にて板面内の方向を磁路方向として用いることが望ましい。また円柱棒や角棒などの棒形状にて長手方向を磁路方向として用いれば所望の反磁界係数を得ることができる。またはこれらに類する形状であっても実効的な反磁界係数が上記の範囲にあればよい。面配向の場合は無反磁界での評価にて透磁率の高い方向が配向面内の任意の方向に存在するので、環状面が配向面と平行となるようなリング形状またはそれに類する形状に磁路を横断するギャップを挿入しても前記効果が発揮される。このように配向された異方性フェライトの配向方向と形状との関係を制御することによって、同一の材料を用いているにもかかわらず、該材料の材料特性として捉えられている水準を超える透磁率の周波数特性を実現できるのである。これにより、例えば従来六方晶Z型フェライトでは、適用が困難と考えられていた2GHz以上、さらには3GHz以上での使用を可能とする。   As described above, the demagnetizing factor of hexagonal ferrite oriented with respect to the magnetic path to be used is preferably larger than zero. From the viewpoint of improving the frequency characteristics of magnetic permeability, the demagnetizing field coefficient is more preferably greater than 0.005 and not greater than 0.3. This is because the effect of high frequency provided by the present invention is less likely to be exhibited at 0.005 or less, and the upper limit is not particularly defined from the viewpoint of improving frequency characteristics, but is desirably 0.3 or less. This is because if the demagnetizing factor exceeds 0.3 with respect to the magnetic path to be used, the absolute value of the magnetic permeability obtained is extremely lowered. Since the demagnetizing factor is greater than 0.005 and 0.3 or less, it is desirable to use the direction in the plate plane as the magnetic path direction in a thin plate shape such as a disk or a square plate. Further, if a longitudinal direction is used as a magnetic path direction in a rod shape such as a cylindrical bar or a square bar, a desired demagnetizing factor can be obtained. Or even if it is the shape similar to these, an effective demagnetizing factor should just be in said range. In the case of plane orientation, there is a direction with high magnetic permeability in any direction in the orientation plane in the evaluation with a non-demagnetizing field, so that the ring shape or the similar shape in which the annular plane is parallel to the orientation plane. Even if a gap across the road is inserted, the above effect is exhibited. By controlling the relationship between the orientation direction and the shape of the anisotropic ferrite oriented in this way, the permeation exceeding the level perceived as the material property of the material is achieved despite the use of the same material. The frequency characteristics of magnetic susceptibility can be realized. As a result, for example, with conventional hexagonal Z-type ferrite, it is possible to use at 2 GHz or higher, which is considered to be difficult to apply, and further at 3 GHz or higher.

反磁界係数は以下のようにして算出する。直方体形状の軟磁性フェライトのうち、測定方向をX方向、板面垂直方向をZ方向、X,Zに共に直交する方向をY方向とし、測定方向の反磁界係数をNx、測定方向の試料寸法をL、板面厚さをT、Y方向の寸法をWとして、
Nx=T/(L(1+(T(1+L/W)/L)))
として近似する。本関係式を用いることにより例えば薄い直方体板、直方体などの反磁界係数を算出することができる(参考文献:Journal of Applied Physics, Volume 94, Number 6, P4013-4017 )。
The demagnetizing field coefficient is calculated as follows. Of the rectangular parallelepiped soft magnetic ferrite, the measurement direction is the X direction, the plate perpendicular direction is the Z direction, the direction perpendicular to both X and Z is the Y direction, the demagnetizing factor in the measurement direction is Nx, and the sample dimension in the measurement direction L, plate thickness T, Y dimension W
Nx = T / (L (1+ (T (1 + L / W) / L)))
Approximate as By using this relational expression, for example, the demagnetizing factor of a thin rectangular parallelepiped plate, a rectangular parallelepiped or the like can be calculated (reference: Journal of Applied Physics, Volume 94, Number 6, P4013-4017).

本発明の六方晶Z型フェライトを作製することにより、100MHzの比透磁率実数部の70%になる周波数をf70としたとき、一方向配向の場合は磁場印加方向である一の方向のf70をfa70とし、磁場印加方向である該一の方向に直交する方向におけるf70をfp70としたときfa70/fp70として1.2以上の値を得ることができる。磁場印加方向である該一の方向に直交する方向は、面方向になるが、最も低いf70を示す方向との関係でfa70/fp70として1.2以上が得られればよいので、そのいずれかの方向でfa70/fp70として1.2以上を満たせばよい。また同様に面配向の場合は、磁場印加方向である配向面内方向のうちの一の方向のf70をfa70とし、該一の方向に直交する方向におけるf70をfp70としたときfa70/fp70として1.2以上の値を得ることができる。面配向の場合、fp70を取る方向は配向面方向に直交する方向の他、配向面内にも該方向を取りうるが、最も低いf70を示す方向との関係でfa70/fp70として1.2以上が得られればよいので、前記一の方向に直交する方向のいずれかの方向で、少なくともfa70/fp70として1.2以上を満たせば、前記条件は満たされる。fa70/fp70が大きいということは、磁場印加方向によって、周波数特性の伸びの変化が異なり、磁界印加方向である一の方向の伸びが特に大きいことを示している。fa70/fp70が1.2以上となれば、磁界印加方向である一の方向の周波数特性の伸びの効果が十分な有意差として発揮されるため、該周波数の伸びを利用して、従来想定されていた使用周波数を超える周波数帯域への適用を可能とする。このことは、材料設計を変えることなく、周波数特性を制御できるという利点も有する。さらに好ましい態様として、配向方向と形状の使用方向を適正化することによってfa70/fp70の値が1.5以上、さらには2.0以上とすることも可能であり、周波数特性を顕著に改善することができる。   By preparing the hexagonal Z-type ferrite of the present invention and assuming that the frequency that becomes 70% of the real part of the relative permeability of 100 MHz is f70, in the case of unidirectional orientation, f70 in one direction which is the magnetic field application direction is Assuming fa70 and f70 in the direction perpendicular to the one direction as the magnetic field application direction being fp70, a value of 1.2 or more can be obtained as fa70 / fp70. The direction perpendicular to the one direction, which is the magnetic field application direction, is the plane direction, but it is only necessary to obtain 1.2 or more as fa70 / fp70 in relation to the direction indicating the lowest f70. It is sufficient to satisfy 1.2 or more as fa70 / fp70 in the direction. Similarly, in the case of plane orientation, when f70 in one direction of the orientation in-plane direction as the magnetic field application direction is fa70 and f70 in the direction orthogonal to the one direction is fp70, 1 as fa70 / fp70 is 1 A value of .2 or higher can be obtained. In the case of plane orientation, the direction of taking fp70 can be taken in the orientation plane in addition to the direction orthogonal to the orientation plane direction, but 1.2 or more as fa70 / fp70 in relation to the direction showing the lowest f70. Therefore, the above condition is satisfied if at least fa70 / fp70 satisfies 1.2 or more in any direction orthogonal to the one direction. The fact that fa70 / fp70 is large indicates that the change in the extension of the frequency characteristic varies depending on the magnetic field application direction, and the elongation in one direction which is the magnetic field application direction is particularly large. If fa70 / fp70 is 1.2 or more, the effect of extending the frequency characteristic in one direction, which is the direction in which the magnetic field is applied, is exhibited as a sufficiently significant difference. It is possible to apply to the frequency band exceeding the used frequency. This also has the advantage that the frequency characteristics can be controlled without changing the material design. As a more preferable aspect, the value of fa70 / fp70 can be set to 1.5 or more, further 2.0 or more by optimizing the orientation direction and the direction of use of the shape, and the frequency characteristics are remarkably improved. be able to.

また、前記構成を具備する本発明に係る六方晶Z型フェライトにおいては、f70が1GHz以上の優れた値が得られる。一の方向に垂直な面内方向にc軸が配向している一方向配向の場合、反磁界係数を0.03以上とすることでf70は1.5GHz以上となり、周波数特性がより向上する。また、一の方向に垂直な面内方向にc軸が配向している一方向配向の場合、および前記一の方向に垂直な他の一方向にc軸が配向している面配向の場合とも、反磁界係数を0.05以上とすることによりf70は2.0GHz以上の更に高い値が得られるようになる。なお、3GHzまでの比透磁率実数部の絶対値はキーコム株式会社製の(高周波磁性材料測定システム)を用いて、ワンターンコイル法の原理で測定したものを用いている。   In the hexagonal Z-type ferrite according to the present invention having the above-described configuration, an excellent value of f70 of 1 GHz or more can be obtained. In the case of the unidirectional orientation in which the c-axis is oriented in the in-plane direction perpendicular to the one direction, by setting the demagnetizing field coefficient to 0.03 or more, f70 becomes 1.5 GHz or more, and the frequency characteristics are further improved. In the case of unidirectional orientation in which the c-axis is oriented in an in-plane direction perpendicular to one direction, and in the case of plane orientation in which the c-axis is oriented in another direction perpendicular to the one direction, By setting the demagnetizing factor to 0.05 or more, f70 can be set to a higher value of 2.0 GHz or more. In addition, the absolute value of the relative permeability real part up to 3 GHz is measured by the principle of the one-turn coil method using (high frequency magnetic material measurement system) manufactured by Keycom Corporation.

本発明の軟磁性フェライトは、例えば磁気回路用、インダクタンス素子用の磁性コアとして用いることができ、磁性コアとして優れた周波数特性を示す。結晶粒のc面が少なくとも一の方向に平行になるように配向した軟磁性フェライトを上記のような形状にして、該一の方向が磁束が流れる磁路方向となるようにして高周波用の磁気回路やインダクタンス素子を構成すれば、極めて優れた周波数特性を示す。磁気回路やインダクタンス素子におけるかかる使用方法によれば、配向した軟磁性フェライトの周波数特性を効果的に利用することができる。例えば、インダクタやチョークコイル、磁性アンテナやカレントトランスなどに用いることができる。   The soft magnetic ferrite of the present invention can be used, for example, as a magnetic core for a magnetic circuit or an inductance element, and exhibits excellent frequency characteristics as a magnetic core. The soft magnetic ferrite oriented so that the c-plane of the crystal grain is parallel to at least one direction is shaped as described above, and the one direction is a magnetic path direction through which the magnetic flux flows. If a circuit or an inductance element is configured, extremely excellent frequency characteristics are exhibited. According to such a usage method in a magnetic circuit or an inductance element, the frequency characteristics of oriented soft magnetic ferrite can be effectively used. For example, it can be used for inductors, choke coils, magnetic antennas, current transformers, and the like.

先ず、主成分組成がFe:70.2mol%、BaO:18.8mol%、CoO:11.0mol%のような割合となるよう、Fe、BaCO、Coを秤量し、この主成分に対しMn:3.0質量%、LiCO:0.4質量%、SiO:0.13質量%の割合になるようにMn、LiCO、SiOをそれぞれ添加し、湿式ボールミルにて16時間混合した。なお、Mn、LiCO、SiOについては仮焼後に行う粉砕時に加えてもよい。次にこれを大気中1200℃で2時間仮焼した。この仮焼粉を湿式ボールミルにて18時間粉砕した。作製した粉砕粉にバインダー(PVA)を添加し、造粒した。造粒後圧縮成形し、その後、酸素雰囲気中1300℃で3時間焼結した。得られた焼結体をジョークラッシャーで砕きディスクミルにて粗粉砕を行い、粗粉砕粉を得た。更に粗粉砕粉を振動ミルにて3時間粉砕した。粉砕後、得られたスラリーを沈降が生じるまで静置し、上澄み液を除去しスラリー濃度が73%になるように調整した。スラリーを乾燥させた粉体をXRDにより評価したところ、この粉体はほぼZ型単相であり、Y型フェライトの(0012)のピーク、M型フェライトの(006)ピークおよびスピネルフェライトの(440)のピークのZ型フェライトの(0016)のピークに対する強度比は何れも3%以下であった。また、Macsorb社製Model−1201を用いてガス吸着法(BET法)により、この粉砕粉の比表面積を評価したところ粉体比表面積は2350m/kgであった。上記のように作製したスラリーを磁界中で湿式成形した。ここで成形圧は87.5MPaとし、0.85MA/mの1軸性の磁界をプレス方向と直交する方向に印加した。本成形方法を成形方法1と呼ぶ。得られた成形体を再度上記焼結と同条件にて再焼結し、約10mm角の立方体状焼結体を得た。以降、磁界印加方向をH方向と呼び、H方向の透磁率をμ、H方向を法線に持つ面をH−planeと呼び、同様にプレス方向の場合はP方向、μ、P−plane、磁界印加方向及びプレス方向に共に直交する方向の場合はL方向、μ、L−planeと呼ぶことにする。さらに、スラリーを、回転磁界中で湿式成形した。ここで成形圧は29.1MPaとし、0.48MA/mの回転磁界をプレス方向と直交する方向に印加した。回転磁界を印加後、1軸性の磁界を成形方向と直交させる方向に印加しながら成形した。本成形法を成形方法2と呼ぶ。得られた成形体を1310℃で焼結し、40×40×7mmの焼結体を得た。以降、成形方法2にてプレス中に印加した1軸磁界印加方向をH方向と呼び、H方向の透磁率をμ、H方向を法線に持つ面をH−planeと呼び、同様にプレス方向の場合はP方向、μ、P−plane、1軸磁界印加方向及びプレス方向に共に直交する方向の場合はL方向、μ、L−planeと呼ぶことにする。 First, Fe 2 O 3 , BaCO 3 , and Co 3 O 4 are mixed so that the main component composition has a ratio such as Fe 2 O 3 : 70.2 mol%, BaO: 18.8 mol%, and CoO: 11.0 mol%. Mn 3 O 4 , Li so as to have a ratio of Mn 3 O 4 : 3.0% by mass, Li 2 CO 3 : 0.4% by mass, SiO 2 : 0.13% by mass with respect to this main component. 2 CO 3 and SiO 2 were added and mixed for 16 hours in a wet ball mill. Note that Mn 3 O 4 , Li 2 CO 3 , and SiO 2 may be added during pulverization performed after calcination. Next, this was calcined in the atmosphere at 1200 ° C. for 2 hours. This calcined powder was pulverized in a wet ball mill for 18 hours. A binder (PVA) was added to the prepared pulverized powder and granulated. After granulation, compression molding was performed, followed by sintering at 1300 ° C. for 3 hours in an oxygen atmosphere. The obtained sintered body was crushed with a jaw crusher and coarsely pulverized with a disk mill to obtain coarsely pulverized powder. Further, the coarsely pulverized powder was pulverized with a vibration mill for 3 hours. After pulverization, the resulting slurry was allowed to stand until sedimentation occurred, and the supernatant was removed to adjust the slurry concentration to 73%. When the powder obtained by drying the slurry was evaluated by XRD, this powder was substantially Z-type single phase, and the (0012) peak of Y-type ferrite, the (006) peak of M-type ferrite, and (440) of spinel ferrite. The intensity ratio of the peak of Z) to the peak of (0016) of the Z-type ferrite was 3% or less. Moreover, when the specific surface area of this pulverized powder was evaluated by gas adsorption method (BET method) using Model-1201 manufactured by Macsorb, the powder specific surface area was 2350 m 2 / kg. The slurry produced as described above was wet-molded in a magnetic field. Here, the molding pressure was 87.5 MPa, and a uniaxial magnetic field of 0.85 MA / m was applied in a direction orthogonal to the pressing direction. This molding method is referred to as molding method 1. The obtained molded body was re-sintered again under the same conditions as in the above-mentioned sintering, and a cubic sintered body having a size of about 10 mm square was obtained. Hereinafter, the magnetic field application direction is referred to as the H direction, the permeability in the H direction is referred to as μ H , and the surface having the H direction as a normal line is referred to as H-plane. Similarly, in the press direction, the P direction, μ P , P− In the case of the direction orthogonal to the plane, the magnetic field application direction, and the press direction, they are referred to as the L direction, μ L , and L-plane. Furthermore, the slurry was wet-formed in a rotating magnetic field. Here, the molding pressure was 29.1 MPa, and a rotating magnetic field of 0.48 MA / m was applied in a direction perpendicular to the pressing direction. After applying the rotating magnetic field, molding was performed while applying a uniaxial magnetic field in a direction perpendicular to the molding direction. This molding method is referred to as molding method 2. The obtained molded body was sintered at 1310 ° C. to obtain a sintered body of 40 × 40 × 7 mm 3 . Hereinafter, the uniaxial magnetic field application direction applied during pressing in forming method 2 is referred to as the H direction, the magnetic permeability in the H direction is referred to as μ H , and the surface having the H direction as a normal line is referred to as H-plane. In the case of the direction, the P direction, μ P , P-plane, the direction of the uniaxial magnetic field application direction, and the direction orthogonal to the press direction are respectively referred to as the L direction, μ L , and L-plane.

成形方法1および成形方法2にて作製した焼結体は1軸性の磁界を印加した磁界印加方向を法線に持つ断面が得られるように試料を切断し、切断面におけるX線回折(XRD:X ray diffraction)測定を行い、配向度fcを評価した。すなわち、2θ=20〜80°の測定範囲でXRDを行い、得られたX線回折パターンにおいて、六方晶Z型フェライトの全ての回折ピークの積分強度和をΣI(HKL)とし、L=0であるすべての(HK0)の回折ピークの積分強度和をΣI(HK0)とした。fc=ΣI(HK0)/ΣI(HKL)の式から配向度fcを算出した。一方、プレス方向を法線に持つ断面並びに磁場印加方向およびプレス方向に直行する方向を法線に持つ断面が得られるように試料を切断し、これらの切断面におけるXRD測定を行い、fc//を評価した。これらの面は、上述の磁界印加方向を法線に持つ断面に垂直で且つ互いに垂直な2つの面となる。ここで定義する配向度fc//とはZ型フェライトの指数(0018)の格子面から生じる回折ピーク強度を指数(110)の格子面から生じる回折強度で除した値である。 The sintered body produced by the forming method 1 and the forming method 2 is cut to obtain a cross section having a normal direction of the magnetic field application direction to which a uniaxial magnetic field is applied, and X-ray diffraction (XRD) at the cut surface is obtained. : X ray diffraction) measurement was performed to evaluate the degree of orientation fc . That is, XRD is performed in the measurement range of 2θ = 20 to 80 °, and in the obtained X-ray diffraction pattern, the integrated intensity sum of all diffraction peaks of hexagonal Z-type ferrite is ΣI (HKL), and L = 0 The sum of integral intensities of all (HK0) diffraction peaks was ΣI (HK0). fc ⊥ = ΣI (HK0) / ΣI was calculated degree of orientation fc from the equation (HKL). On the other hand, the sample was cut so as to obtain a cross section having the press direction as a normal line and a cross section having a normal direction as a magnetic field application direction and a direction perpendicular to the press direction, and XRD measurement was performed on these cut surfaces, and fc /// Evaluated. These planes are two planes that are perpendicular to each other and perpendicular to the cross section having the normal direction of the magnetic field application described above. The degree of orientation fc // defined here is a value obtained by dividing the diffraction peak intensity generated from the lattice plane of index (0018) of Z-type ferrite by the diffraction intensity generated from the lattice plane of index (110).

比較用試料として等方性のスピネルフェライトであるNi−Znフェライトも作製した。本試料は等方的なのでリング形状の試料を成形、焼結しインピーダンスメータ4291B(Agilent社製)にて10MHz〜1.8GHzまでの無反磁界での複素透磁率の周波数特性を測定した。本試料の100MHzでの比透磁率実数部は14.3であった。本試料を比較例1とする。   Ni-Zn ferrite, which is an isotropic spinel ferrite, was also prepared as a comparative sample. Since this sample is isotropic, a ring-shaped sample was molded and sintered, and the frequency characteristic of the complex permeability in a non-demagnetizing field from 10 MHz to 1.8 GHz was measured with an impedance meter 4291B (manufactured by Agilent). The real part of the relative permeability at 100 MHz of this sample was 14.3. This sample is referred to as Comparative Example 1.

上記のように作製された成形方法1および成形方法2によって作製された配向型Z型フェライトの焼結体密度、配向度を以下の表1に示す。   The sintered body density and orientation degree of the oriented Z-type ferrite produced by the molding method 1 and the molding method 2 produced as described above are shown in Table 1 below.

Figure 0005196101
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成形方法1にて作製した試料はL−plane、P−planeともにfc//が1.4以上であり、磁界印加方向に直角の方向(c軸配向面に平行な方向)においてもc軸がランダムに向いており、c軸配向面内における配向の異方性の小さい一方向配向した六方晶Z型フェライト焼結体が得られている。一方で、成形方法2にて作製した試料のP−planeのfc//はI(0018)が非常に強く観測され(110)面の回折ピークが(0018)面の回折ピークに隠れ評価することができなかったが、fc//が0.3を超えることは明白であった。またH−planeにおけるfcは0.7以上である。一方でL−planeにおけるfc//は0.1以下の小さい値となり、P−planeのfc//と比べると小さく、H面内においてc軸は特定の方向に集中して向いていることが確かめられた。このことから成形方法2によって作製された焼結体は面配向していることが確かめられた。 Samples produced by the molding method 1 have an fc // of 1.4 or more for both L-plane and P-plane, and the c-axis is also in the direction perpendicular to the magnetic field application direction (the direction parallel to the c-axis orientation plane). A hexagonal Z-type ferrite sintered body that is oriented randomly and has a small unidirectional orientation in the c-axis orientation plane is obtained. On the other hand, the fc // of the P-plane of the sample prepared by the molding method 2 has a very strong I (0018) observation, and the (110) plane diffraction peak is hidden behind the (0018) plane diffraction peak. However, it was clear that fc // exceeded 0.3. Further, fc in H-plane is 0.7 or more. On the other hand, fc // in L-plane is a small value of 0.1 or less, which is smaller than fc // in P-plane, and the c-axis is concentrated in a specific direction in the H plane. It was confirmed. From this, it was confirmed that the sintered body produced by the molding method 2 was plane-oriented.

成形方法1および成形方法2により作製した六方晶Z型フェライト焼結体の、反磁界が生じない形状における、一方向の比透磁率の周波数特性は以下に述べる手法にて評価した。すなわち、磁界配向させたフェライト焼結体の一方向の透磁率は、リング試料では単純に測定できないため、リング環状面がH−plane、P−planeまたはL―planeに平行な3つのリング試料を切り出し、これらのリング試料の透磁率測定結果からH方向、P方向およびL方向の透磁率を算出した。   The frequency characteristics of the relative permeability in one direction in a shape in which a demagnetizing field does not occur in the hexagonal Z-type ferrite sintered body produced by the forming method 1 and the forming method 2 were evaluated by the method described below. That is, the magnetic permeability of the ferrite sintered body in one direction cannot be measured simply with a ring sample, so three ring samples whose ring annular surfaces are parallel to H-plane, P-plane or L-plane are used. The magnetic permeability in the H direction, P direction, and L direction was calculated from the magnetic permeability measurement results of these ring samples.

評価手法に触れる前に、必要な関係式を導出する。異方性の存在する磁性板の板面に沿った縦方向、横方向をそれぞれY方向(例えばP方向)、X方向(例えばH方向)と定義し、該磁性板から外径と内径との差が充分小さいリング試料を切り出し、該リング試料にN回巻線を施し、巻き線に電流Iを流して初透磁率を測定すると仮定する。なお、リング試料の断面積はSとする。図2のように原点にリング試料をθ、rを定義すると、下記式が得られる。   Before touching the evaluation method, the necessary relational expressions are derived. The longitudinal direction and the lateral direction along the plate surface of the magnetic plate having anisotropy are defined as the Y direction (for example, P direction) and the X direction (for example, H direction), respectively. It is assumed that a ring sample having a sufficiently small difference is cut out, N-turn winding is applied to the ring sample, and current I is passed through the winding to measure the initial permeability. The cross-sectional area of the ring sample is S. When θ and r are defined for the ring sample at the origin as shown in FIG. 2, the following equation is obtained.

Figure 0005196101
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また、リング試料からの磁束の漏洩が無いものとし、リング試料内部の磁束密度ベクトルの大きさが一定であるとすると下記式が得られる。   Further, assuming that there is no leakage of magnetic flux from the ring sample and the magnitude of the magnetic flux density vector inside the ring sample is constant, the following equation is obtained.

Figure 0005196101
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ここでX方向の透磁率、Y方向の透磁率をそれぞれμx、μyとおけば(μx、μyおよび下に示すμxyplaneは比透磁率とする。) Here, if the magnetic permeability in the X direction and the magnetic permeability in the Y direction are respectively set to μx and μy (μx, μy and μ xyplane shown below are assumed to be relative magnetic permeability).

Figure 0005196101
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数1〜数3の式とアンペールの法則から
=(1/μ+1/μ−1×NI/πr (式4)
の関係が得られる。ここで自己インダクタンスLは鎖交する磁束と電流との比であるから、
、式4の関係を用いて、
L=NΦ/I=NBS/I=S(1/μ+1/μ−1×N/πが得られる。真空中(μx=μy =1)の場合は、L=SN/2πrであるから、リング試料から観測される透磁率をμxyplaneとおくと
μxyplane=L/L=2×(1/μ+1/μ−1 (式5)
の関係が得られる。
From the formulas 1 to 3 and Ampere's law, B 0 = (1 / μ x + 1 / μ y ) −1 × NI / πr (formula 4)
The relationship is obtained. Here, since the self-inductance L is the ratio of the interlinkage magnetic flux and current,
Using the relationship of Equation 4,
L = NΦ / I = NB 0 S / I = S (1 / μ x + 1 / μ y) -1 × N 2 / π is obtained. For vacuo (μx = μy = 1), L 0 = SN 2 / from a 2.pi.r, placing the permeability observed from the ring sample and μ xyplane μ xyplane = L / L 0 = 2 × (1 / Μ x + 1 / μ y ) −1 (Formula 5)
The relationship is obtained.

式5のような関係を考慮し、環状面がH−plane、L−planeまたはP−planeになるように3種類のリング試料を切り出し、インピーダンスメータ4291B(Agilent社製)にて10MHz〜1.8GHzまでの複素比透磁率(μH−plane、μL−plane、μP−plane)を測定した。試料の寸法は、外形6.8mm、内径3.2mm、厚さ1.5mmとした。測定値から以下の式を用いて各方向の透磁率を算出した。
μ ={(-1/μH−plane)+(1/μL−plane)+(1/μP−plane)}-1
μ ={(1/μH−plane)+(-1/μL−plane)+(1/μP−plane)}-1
μ ={(1/μH−plane)+(1/μL−plane)+(-1/μP−plane)}-1
以下本手法をリング法と呼ぶこととする。本測定手法は方向透磁率算出に用いた元のデータであるμH−plane、μL−plane、μP−planeが無反磁界での評価であることから、上記式によって与えられる方向透磁率も無反磁界での値を示すものである。
Considering the relationship as shown in Equation 5, three types of ring samples are cut out so that the annular surface is H-plane, L-plane, or P-plane, and 10 MHz to 1 with an impedance meter 4291B (manufactured by Agilent). The complex relative magnetic permeability (μ H-plane , μ L-plane , μ P-plane ) up to 8 GHz was measured. The dimensions of the sample were an outer diameter of 6.8 mm, an inner diameter of 3.2 mm, and a thickness of 1.5 mm. The magnetic permeability in each direction was calculated from the measured value using the following formula.
[mu] H = {(-1 / [mu] H-plane ) + (1 / [mu] L-plane ) + (1 / [mu] P-plane )} -1
μ L = {(1 / μ H-plane) + (- 1 / μ L-plane) + (1 / μ P-plane)} -1
μ P = {(1 / μ H-plane) + (1 / μ L-plane) + (- 1 / μ P-plane)} -1
Hereinafter, this method is called a ring method. In this measurement method, μ H-plane , μ L-plane , and μ P-plane , which are the original data used for calculating the directional magnetic permeability, are evaluated in a non - demagnetizing magnetic field, and thus the directional magnetic permeability given by the above equation is used. Also shows a value in a non-demagnetizing field.

上記したリング法を用いて成形方法1および成形方法2にて作製した焼結体のH、L、P方向の透磁率の周波数特性を評価した。結果を図3、4に示す。図3より成形方法1ではH方向に100MHzで50を超える高い透磁率が得られていることが分かる。また直交するL、P方向には10程度の透磁率が得られることが分かる。上記によって得られた各方向の透磁率は、一つの焼結体から異なる方位を環状面の法線にもつリング試料を切り出したものを評価し、算出したものであるが、各方向透磁率を与えた試料を仮に比較例2〜4と呼ぶこととする(比較例2:H方向、比較例3:L方向、比較例4:P方向)。一方、成形方法2にて作製した試料ではH,L方向にそれぞれ100MHzで35、25を超える高い透磁率が得られていることが分かる。また成形方法2の場合P方向の透磁率が100MHzで4という低い値であることがわかる。一つの焼結体から異なる方位を環状面の法線にもつリング試料を切り出したものを評価し、算出したものであるが、各方向透磁率を与えた試料を仮に比較例6〜8と呼ぶこととする。(比較例6:H方向、比較例7:L方向、比較例8:P方向)   The frequency characteristics of the magnetic permeability in the H, L, and P directions of the sintered bodies produced by the forming method 1 and the forming method 2 using the ring method described above were evaluated. The results are shown in FIGS. From FIG. 3, it can be seen that the molding method 1 has a high permeability exceeding 50 at 100 MHz in the H direction. It can also be seen that a permeability of about 10 is obtained in the orthogonal L and P directions. The magnetic permeability in each direction obtained by the above is calculated by evaluating and calculating a ring sample having a different orientation in the normal of the annular surface from one sintered body. The given samples will be referred to as Comparative Examples 2 to 4 (Comparative Example 2: H direction, Comparative Example 3: L direction, Comparative Example 4: P direction). On the other hand, it can be seen that the sample produced by the molding method 2 has a high magnetic permeability exceeding 35 and 25 at 100 MHz in the H and L directions, respectively. In the case of the molding method 2, the permeability in the P direction is a low value of 4 at 100 MHz. A ring sample having a different orientation in the normal of the annular surface was evaluated and calculated from one sintered body, and the samples provided with magnetic permeability in each direction are temporarily referred to as Comparative Examples 6 to 8. I will do it. (Comparative Example 6: H direction, Comparative Example 7: L direction, Comparative Example 8: P direction)

反磁界影響下での透磁率の方向依存性の評価を行うため高周波薄膜透磁率測定装置PMF−3000(凌和電子社製)により評価を行った。試料は表2に示した3種類の板状形状の試料を作製した。透磁率の評価方向は加工形状1および3では8mm方向、加工形状2では5mm方向の透磁率の周波数特性を評価した。   In order to evaluate the direction dependency of the magnetic permeability under the influence of the demagnetizing field, the evaluation was performed by a high frequency thin film magnetic permeability measuring device PMF-3000 (manufactured by Ryowa Denshi Co., Ltd.). Three types of plate-shaped samples shown in Table 2 were prepared. As for the evaluation direction of the magnetic permeability, the frequency characteristics of the magnetic permeability in the 8 mm direction in the processed shapes 1 and 3 and the 5 mm direction in the processed shape 2 were evaluated.

Figure 0005196101
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3種類の薄板形状での予想される測定方向の反磁界係数を下記のように算出した。算出の仕方は上述の通りである。   The demagnetizing factor of the expected measurement direction in three types of thin plate shapes was calculated as follows. The calculation method is as described above.

成形方法1によって作製した焼結体から加工形状1の試料を切り出した。このとき加工形状1の長手方向(8mm方向)とH方向が平行となるように切り出した試料を実施例1とする。また同じ焼結体からL方向、およびP方向が加工形状1の長手方向(8mm方向)と平行になるように切り出した試料をそれぞれ実施例2、3と呼ぶ。成形方法1によって作製した焼結体から加工形状2の試料を切り出した。このとき加工形状2の5×5mmの正方形の一辺とH方向が平行となるように切り出した試料を実施例4とする。また同じ焼結体からL方向、およびP方向が加工形状2の5×5mmの正方形の一辺と平行になるように切り出した試料をそれぞれ実施例5、6とする。成形方法1によって作製した焼結体から加工形状3の試料を切り出した。このとき加工形状3の長手方向(8mm方向)とH方向が平行となるように切り出した試料を実施例7とする。また同じ焼結体からL方向、およびP方向が加工形状1の長手方向(8mm方向)と平行になるように切り出した試料をそれぞれ実施例8、9とする。成形方法2によって作製した焼結体から加工形状2の試料を切り出した。このとき加工形状2の5×5mmの正方形の一辺とH方向が平行となるように切り出した試料を実施例10とする。また同じ焼結体からL方向、およびP方向が加工形状2の5×5mmの正方形の一辺と平行になるように切り出した試料をそれぞれ実施例11、12と呼ぶ。またNi−Znフェライトから加工形状2の試料を無作為な方位にて切り出した。これを比較例5とする。 A sample of processed shape 1 was cut out from the sintered body produced by molding method 1. A sample cut out so that the longitudinal direction (8 mm direction) of the processed shape 1 and the H direction are parallel to each other is referred to as Example 1. Samples cut from the same sintered body so that the L direction and the P direction are parallel to the longitudinal direction (8 mm direction) of the processed shape 1 are referred to as Examples 2 and 3, respectively. A sample having a processed shape 2 was cut out from the sintered body produced by the molding method 1. A sample cut out so that one side of a 5 × 5 mm 2 square of the processed shape 2 is parallel to the H direction is referred to as Example 4. Samples cut out from the same sintered body so that the L direction and the P direction are parallel to one side of a 5 × 5 mm 2 square of the processed shape 2 are referred to as Examples 5 and 6, respectively. A sample having a processed shape 3 was cut out from the sintered body produced by the molding method 1. A sample cut out so that the longitudinal direction (8 mm direction) of the processed shape 3 and the H direction are parallel to each other is referred to as Example 7. Samples cut out from the same sintered body so that the L direction and the P direction are parallel to the longitudinal direction (8 mm direction) of the processed shape 1 are referred to as Examples 8 and 9, respectively. A sample having a processed shape 2 was cut out from the sintered body produced by the molding method 2. A sample cut out so that one side of a 5 × 5 mm 2 square of the processed shape 2 is parallel to the H direction is referred to as Example 10. Samples cut out from the same sintered body so that the L direction and the P direction are parallel to one side of a 5 × 5 mm 2 square of the processed shape 2 are referred to as Examples 11 and 12, respectively. In addition, a sample having a processed shape 2 was cut out from the Ni—Zn ferrite in a random orientation. This is referred to as Comparative Example 5.

PMF−3000により実施例1〜12、比較例5の方向の複素透磁率の周波数特性を評価した。透磁率の評価方向は表3に示した。測定した比透磁率実数部を100MHzの比透磁率実数部が1となるように規格化した。実施例1〜12、比較例1〜8の評価結果を図5〜図11に示す。   The frequency characteristics of the complex permeability in the directions of Examples 1 to 12 and Comparative Example 5 were evaluated by PMF-3000. The evaluation direction of the permeability is shown in Table 3. The measured relative permeability real part was normalized so that the relative permeability real part of 100 MHz was 1. The evaluation results of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 8 are shown in FIGS.

図5〜11の周波数特性から100MHzの透磁率値が70%となる周波数特性f70を評価した。上記、実施例1〜12、比較例1〜8の成形方法、加工形状、切り出し方位、測定方向の反磁界係数、f70の値を表3にそれぞれ示す。   From the frequency characteristics shown in FIGS. 5 to 11, the frequency characteristic f70 at which the permeability value at 100 MHz becomes 70% was evaluated. Table 3 shows the molding method, processed shape, cutting orientation, demagnetizing factor in the measurement direction, and f70 value of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 8, respectively.

Figure 0005196101
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表3および図11に示したように比較例1および比較例5を比較すると、透磁率の周波数特性が反磁界の効果によって高周波側にシフトしていることが分かり、f70は0.36GHzから0.8GHzと増加するが1GHzは超えない。一方で、図5および表3に示したように、一方向配向に係る成形方法1の実施例4では、f70は2.47GHzと比較例5に比べて同じ反磁界係数(0.054)であるが特に高い値を示す。また比較例2、実施例1、4、7と反磁界係数の増加に伴い、f70が増加することが分かり、反磁界係数が0.039以上で1.6GHz以上、と1GHzを超える高い値が得られる。さらに、反磁界係数が0.054以上で2.47GHz以上、反磁界係数が0.097以上で2.76GHz以上の優れた透磁率の周波数特性を示している。比較例3、4、実施例2,3,5,6,8,9に示したように反磁界係数の増加に伴い、f70はL、P方向に評価した場合でも増加する。しかし実施例2、3に示したようにL、P方向の場合、1.14GHz、1.07GHzと同じ反磁界係数である実施例1(f70は1.6GHz)に比べるとf70の増加は小さい。反磁界係数が0.097である実施例8,9でもf70は1.87GHz、1.59GHzと同じ反磁界係数である実施例7に比べると低い値であることがわかる。これらのことから反磁界係数の増加によりf70の増加が最も顕著であったのは無反磁界評価において最も高いμを持つH方向であることがわかる。   Comparing Comparative Example 1 and Comparative Example 5 as shown in Table 3 and FIG. 11, it can be seen that the frequency characteristic of the permeability is shifted to the high frequency side due to the effect of the demagnetizing field, and f70 is from 0.36 GHz to 0. It increases to .8 GHz but does not exceed 1 GHz. On the other hand, as shown in FIG. 5 and Table 3, in Example 4 of the molding method 1 related to the unidirectional orientation, f70 is 2.47 GHz, which is the same demagnetizing factor (0.054) as compared with Comparative Example 5. There is a particularly high value. In addition, it can be seen that f70 increases as the demagnetizing factor increases with Comparative Example 2, Examples 1, 4, and 7, and the demagnetizing factor is 0.039 or more, 1.6 GHz or more, and a high value exceeding 1 GHz. can get. Furthermore, it shows excellent frequency characteristics of magnetic permeability with a demagnetizing factor of 0.054 or more and 2.47 GHz or more, and a demagnetizing factor of 0.097 or more and 2.76 GHz or more. As shown in Comparative Examples 3 and 4 and Examples 2, 3, 5, 6, 8, and 9, f70 increases even when evaluated in the L and P directions as the demagnetizing factor increases. However, as shown in Examples 2 and 3, in the case of the L and P directions, the increase in f70 is small compared to Example 1 (f70 is 1.6 GHz) which has the same demagnetizing factor as 1.14 GHz and 1.07 GHz. . It can be seen that even in Examples 8 and 9 in which the demagnetizing factor is 0.097, f70 is lower than that in Example 7 having the same demagnetizing factor as 1.87 GHz and 1.59 GHz. From these facts, it can be seen that the increase in f70 due to the increase in the demagnetizing factor is the H direction having the highest μ in the non-demagnetizing field evaluation.

表3および図8、9に示したように成形方法2にて作製した焼結体でも比較例6、7に比べると反磁界係数の高い実施例11,12はf70の増加が見られ、実施例11、12(反磁界係数0.054)ではf70が1.82GHz、2.27GHzと高い値を示すことが分かる。すなわち、面配向に係る成形方法2についても、反磁界係数が0.054以上で2.27GHz以上の優れた透磁率の周波数特性が得られることが示唆されている。一方でP方向の評価である比較例8、実施例12を比較すると反磁界係数の増加に伴い、f70の値は低下した。これらのことから成形方法2において作製した焼結体において反磁界係数の増加によりf70が増加したのは無反磁界評価においてμの高い方向であるH、L方向であることがわかる。なお、L方向は磁界印加方向でもあり、かかる点でL方向はH方向と挙動が類似している。   As shown in Table 3 and FIGS. 8 and 9, even in the sintered body produced by the forming method 2, compared to Comparative Examples 6 and 7, Examples 11 and 12 having a higher demagnetizing factor showed an increase in f70. In Examples 11 and 12 (demagnetizing factor 0.054), it can be seen that f70 shows a high value of 1.82 GHz and 2.27 GHz. That is, it is suggested that the forming method 2 related to the plane orientation can also obtain excellent magnetic permeability frequency characteristics of a demagnetizing factor of 0.054 or more and 2.27 GHz or more. On the other hand, when Comparative Example 8 and Example 12 that are evaluations in the P direction were compared, the value of f70 decreased with an increase in the demagnetizing factor. From these facts, it can be seen that in the sintered body produced by the forming method 2, the f70 increased due to the increase of the demagnetizing factor in the H and L directions, which are high directions of μ in the non-demagnetizing field evaluation. The L direction is also a magnetic field application direction, and in this respect, the L direction is similar in behavior to the H direction.

成形方法1によって作製された焼結体は上述したXRDにより、H方向(磁場印加方向)にc面が平行になっているものと考えられる。ここでH方向の比透磁率実数部が100MHzにおける比透磁率実数部の70%になる周波数をfa70、LおよびP方向の比透磁率実数部が100MHzにおける比透磁率実数部の70%になる周波数をfp70とすると表3より、fa70/fp70を算出することができる。また成形方法2によって作製された焼結体は上述したXRD回折により、P面内の全ての方向にc面が平行になっているものと考えられる。この場合、fa70は面内の任意の方向の透磁率に関して評価できるが、以下ではH方向、L方向をfa70とした場合を別個に計算して表した。以上のように算出されたfa70/fp70を以下の表4に示した。   The sintered body produced by the forming method 1 is considered to have the c-plane parallel to the H direction (magnetic field application direction) by XRD described above. Here, the frequency at which the real part of relative permeability in the H direction becomes 70% of the real part of relative permeability at 100 MHz is fa70, and the real part of relative permeability in the L and P directions becomes 70% of the real part of relative permeability at 100 MHz. If the frequency is fp70, fa70 / fp70 can be calculated from Table 3. Further, the sintered body produced by the molding method 2 is considered to have the c-plane parallel to all directions in the P-plane by the XRD diffraction described above. In this case, fa70 can be evaluated with respect to the magnetic permeability in an arbitrary direction within the plane, but in the following, the case where the H direction and the L direction are set to fa70 is separately calculated and represented. The fa70 / fp70 calculated as described above is shown in Table 4 below.

表4より成形方法1では反磁界係数0の評価ではfa70/fp70はL、P方向共に1.0と低い値であった。しかし反磁界係数0.039の場合L方向、P方向ではそれぞれfa70/fp70は、1.4、1.5と1.2を超える値が得られた。また反磁界係数が0.054では最大で2.2と更に高い値を示し、反磁界係数0.097では最大1.7という値が得られた。また表4より成形方法2では反磁界係数0の評価では、faをHまたはL方向のどちらにとるかによって異なるが、最大で1.1という低いであった。また反磁界係数0.054ではL方向でfa70にとった場合、最大で2.1という高い値が得られることが分かった。上記のように結晶のc面が平行な方向に対して評価したfa70とそれに直交する方向のfp70との比の最大値は反磁界係数の導入により増加し、特に反磁界係数0.054付近では2を超える値が得られる。   Table 4 shows that fa70 / fp70 was as low as 1.0 in both the L and P directions in the evaluation of the demagnetizing factor 0 in the molding method 1. However, in the case of the demagnetizing factor 0.039, fa70 / fp70 values of 1.4, 1.5, and 1.2 were obtained in the L direction and the P direction, respectively. When the demagnetizing factor was 0.054, the maximum value was 2.2, which was even higher, and when the demagnetizing factor was 0.097, the maximum value was 1.7. Further, from Table 4, in the forming method 2, the evaluation of the demagnetizing factor 0 was as low as 1.1 at the maximum, although it differs depending on whether fa is in the H or L direction. It was also found that a demagnetizing factor of 0.054 can obtain a maximum value of 2.1 when fa is 70 in the L direction. As described above, the maximum value of the ratio of fa 70 evaluated with respect to the direction parallel to the c-plane of the crystal and fp 70 in the direction perpendicular thereto increases with the introduction of the demagnetizing factor, particularly in the vicinity of the demagnetizing factor 0.054. A value greater than 2 is obtained.

Figure 0005196101
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3GHzまでの比透磁率実数部の絶対値をキーコム株式会社製の(高周波磁性材料測定システム)を用いて、ワンターンコイル法の原理で測定した。比較例5、実施例4、5、6および実施例10、11、12の0.1GHz、0.5GHz、1GHz、2GHzおよび3GHzの比透磁率実数部の値を評価し、表5に示した。   The absolute value of the real part of relative permeability up to 3 GHz was measured by the principle of the one-turn coil method using (High Frequency Magnetic Material Measurement System) manufactured by Keycom Corporation. The values of the relative permeability real part of 0.1 GHz, 0.5 GHz, 1 GHz, 2 GHz, and 3 GHz of Comparative Example 5, Examples 4, 5, 6 and Examples 10, 11, 12 were evaluated and are shown in Table 5. .

Figure 0005196101
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表5より実施例のうちc面が一の方向に平行になるように配向し、該一の方向が直方体の長手方向と一致している実施例4では、透磁率は1GHzでもほとんど低下することなく、16以上の透磁率を示している。表4に示した実施例は非常に優れた透磁率の周波数特性を示しており、2GHzでも11以上、3GHzでも5以上の透磁率を示している。特に配向方向と形状の使用方向を適正化することによって、2GHzで13以上、3GHzでも8以上の従来にない透磁率の周波数特性を発揮している。実施例4を例にとれば、3GHzにて9.3と比較例5に比べ3倍近い高い値が得られることが分かる。一方で実施例5,6のようにL、P方向の場合では表3のf70は大きい値が得られているが、絶対値として比較例5に比べ優位性は認められない。すなわち、配向の方向によって、周波数特性の変化の挙動が著しく異なることを示している。成形方法2によって作製された実施例10〜12を例にとれば、実施例10、11は比較例に比べ各周波数にて高い透磁率を示し、特に3GHzでは5.6および8.8と比較例5の2〜3倍の値が得られた。一方でP方向に係る実施例12では各周波数にて比較例5より低い透磁率を示し優位性は認められなかった。すなわち、面配向である成形方法2の場合においても配向の方向によって、周波数特性の変化の挙動が著しく異なることを示している。   From Table 5, in Example 4, the c-plane is oriented so as to be parallel to one direction, and in Example 4 in which the one direction coincides with the longitudinal direction of the rectangular parallelepiped, the magnetic permeability almost decreases even at 1 GHz. And a permeability of 16 or more. The examples shown in Table 4 show very excellent frequency characteristics of magnetic permeability, 11 or higher at 2 GHz, and 5 or higher at 3 GHz. In particular, by optimizing the orientation direction and the direction in which the shape is used, a frequency characteristic of magnetic permeability of 13 or more at 2 GHz and 8 or more even at 3 GHz is exhibited. Taking Example 4 as an example, it can be seen that 9.3 at 3 GHz, which is three times higher than that of Comparative Example 5, is obtained. On the other hand, in the cases of the L and P directions as in Examples 5 and 6, a large value of f70 in Table 3 is obtained, but superiority is not recognized as an absolute value compared to Comparative Example 5. That is, it shows that the behavior of the change in the frequency characteristic is remarkably different depending on the orientation direction. Taking Examples 10 to 12 produced by the molding method 2 as examples, Examples 10 and 11 show higher magnetic permeability at each frequency than the comparative example, and especially compared with 5.6 and 8.8 at 3 GHz. A value two to three times that of Example 5 was obtained. On the other hand, in Example 12 in the P direction, the magnetic permeability was lower than that in Comparative Example 5 at each frequency, and no superiority was observed. That is, even in the case of the molding method 2 which is plane orientation, the behavior of the change in the frequency characteristics is remarkably different depending on the orientation direction.

結晶粒のc軸が観察面方向に向いている状態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the state in which the c-axis of a crystal grain has faced the observation surface direction. リング試料におけるr、θ、線要素の定義を示す図である。It is a figure which shows the definition of r, (theta), and a line element in a ring sample. 成形方法1にて作製した比較例の焼結体のH、L、P方向の複素透磁率の周波数特性を図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the complex magnetic permeability of H, L, and P direction of the sintered compact of the comparative example produced with the shaping | molding method 1. FIG. 成形方法2にて作製した比較例の焼結体のH、L、P方向の複素透磁率の周波数特性を図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the complex permeability of H, L, and P direction of the sintered compact of the comparative example produced with the shaping | molding method 2. FIG. 実施例1、4、7および比較例2でのH方向の複素透磁率の周波数特性と示す図である。It is a figure shown with the frequency characteristic of the complex magnetic permeability of the H direction in Example 1, 4, 7 and the comparative example 2. FIG. 実施例2、5、8および比較例3でのL方向の複素透磁率の周波数特性と示す図である。It is a figure shown with the frequency characteristic of the complex magnetic permeability of the L direction in Example 2, 5, 8 and the comparative example 3. FIG. 実施例3、6、9および比較例4でのP方向の複素透磁率の周波数特性と示す図である。It is a figure shown with the frequency characteristic of the complex magnetic permeability of the P direction in Example 3, 6, 9 and the comparative example 4. FIG. 実施例10および比較例6でのH方向の複素透磁率の周波数特性と示す図である。It is a figure shown with the frequency characteristic of the complex magnetic permeability of the H direction in Example 10 and Comparative Example 6. 実施例11および比較例7でのL方向の複素透磁率の周波数特性と示す図である。It is a figure shown with the frequency characteristic of the complex magnetic permeability of the L direction in Example 11 and Comparative Example 7. 実施例12および比較例8でのP方向の複素透磁率の周波数特性と示す図である。It is a figure shown with the frequency characteristic of the complex magnetic permeability of the P direction in Example 12 and Comparative Example 8. 比較例1および比較例5での複素透磁率の周波数特性と示す図である。It is a figure shown with the frequency characteristic of the complex permeability in comparative example 1 and comparative example 5.

Claims (6)

c面を磁化容易面とするフェライトの結晶粒を有し、前記結晶粒のc面が少なくとも一の方向に平行になるような配向性を有し、前記一の方向の反磁界係数が0より大きくなるような形状を有し、
前記一の方向に垂直な面内であって複数の方向にc軸が配向していることを特徴とする軟磁性フェライト。
a ferrite crystal grain having a c-plane as an easily magnetized plane, and an orientation such that the c-plane of the crystal grain is parallel to at least one direction, and the demagnetizing factor in the one direction is 0 have a larger such a shape,
A soft magnetic ferrite having a c-axis oriented in a plurality of directions within a plane perpendicular to the one direction .
c面を磁化容易面とするフェライトの結晶粒を有し、前記結晶粒のc面が少なくとも一の方向に平行になるような配向性を有し、前記一の方向の反磁界係数が0より大きくなるような形状を有し、a ferrite crystal grain having a c-plane as an easily magnetized plane, and an orientation such that the c-plane of the crystal grain is parallel to at least one direction, and the demagnetizing factor in the one direction is 0 It has a shape that grows,
前記一の方向に垂直な他の一方向にc軸が配向していることを特徴とする軟磁性フェライト。A soft magnetic ferrite, wherein a c-axis is oriented in another direction perpendicular to the one direction.
前記一の方向の比透磁率実数部が100MHzの比透磁率実数部の70%になる周波数をfa70とし、前記一の方向に直交する方向の比透磁率実数部が100MHzの比透磁率の70%になる周波数をfp70としたとき、fa70/fp70の最大値が1.2以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の軟磁性フェライト。The frequency at which the real part of the relative permeability in the one direction is 70% of the real part of the relative permeability of 100 MHz is fa70, and the real part of the relative permeability in the direction orthogonal to the one direction is 70 of the relative permeability of 100 MHz. 3. The soft magnetic ferrite according to claim 1, wherein the maximum value of fa70 / fp70 is 1.2 or more, where fp70 is a frequency at which% is obtained. 前記軟磁性フェライトはZ型フェライトであり、前記一の方向の比透磁率実数部の絶対値が3GHzで6以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の軟磁性フェライト。The soft magnetic ferrite according to any one of claims 1 to 3, wherein the soft magnetic ferrite is a Z-type ferrite, and an absolute value of a real part of relative permeability in the one direction is 6 or more at 3 GHz. . 請求項1〜4のいずれかに記載の軟磁性フェライトを用いた磁気回路であって、前記一方向を磁路方向として用いることを特徴とする磁気回路。5. A magnetic circuit using the soft magnetic ferrite according to claim 1, wherein the one direction is used as a magnetic path direction. 請求項1〜4のいずれかに記載の軟磁性フェライトを用いたインダクタンス素子であって、前記一方向を磁路方向として用いることを特徴とするインダクタンス素子。An inductance element using the soft magnetic ferrite according to any one of claims 1 to 4, wherein the one direction is used as a magnetic path direction.
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