JPH0283218A - 酸化物磁性材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、酸化物磁性材料、特に、自動車エンジンの点
火装置用磁心等のように高温下にて使用される磁心の材
料として用いられる酸化物磁性材料に関する。

〈従来の技術〉 磁心材料に用いられる酸化物磁性材料は、飽和磁束密度
が高く電力損失が低いことが要求される。

しかし、従来、磁心材料として用いられているＭｎ−Ｚ
ｎフェライト等では、 ■　１００℃程度以上での磁気特性が不安定である ■　１００℃程度以上で磁束密度が大幅に低下する ■　電力損失が最低になる温度（以下、Ｔｐと略称する
）が６０〜１００℃となるように設計しであるため、１
００℃程度以上では発熱が大きい というような問題がある。

このような高温・高磁界中における問題を解決した磁心
として、特開昭５６−５３２２号公報には、Ｍ　ｎ　０
１３〜３３モル％、ＺｎＯ６〜２０モル％、ＮｉＯ，Ｍ
ｇＯ１ＬｉＯ（７）うち少な（とも１種を９〜２５モル
％、Ｆ　ｅ　＊　Ｏｓ４５〜５２モル％からなる基本組
成を有するフェライト磁心が開示されている。

この磁心は放電灯光源用のものであるため、同明細書に
示されるように、５００Ｇ以上の磁界中にて駆動され、
かつ２００℃以上の高温下にて用いられるものである。

　そして、このフェライト磁心は、２００〜３００℃に
おいて現われる磁気的不安定性を改善することを目的と
している。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、本発明者等の研究によれば、例えば、自動車エ
ンジンの点火装置用磁心等のように１００℃程度以上か
つ２００℃程度以下の温度域で１００ＯＧ程度以上の磁
界強度にて使用される磁心に上記発明を適用した場合に
は所望の特性は得られず、特に磁気特性の経時変化が太
き（なる。

本発明は、これらの問題を解決するためになされたもの
であり、１００℃以上、特に１００〜２００℃の高温度
域で、１０００Ｇ以上、特に２０００〜５０００Ｇ程度
以上の磁界強度にて駆動される場合に、磁気特性の安定
性が高（、飽和磁束密度が高（、電力損失が小さい酸化
物磁性材料を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記目的は、下記の本発明により達成される。

本発明は、Ｆｅ＊Ｏｓ、Ｎｉ０１ＺｎＯおよびＭｎＯを
基本組成とし、高温下にて使用される酸化物磁性材料で
あって、 添加物として、Ｃａと、Ｔａ％Ｂｉおよび■の１種以上
とを含有することを特徴とする酸化物磁性材料である。

また、本発明は、上記酸化物磁性材料に、添加物として
さらにＴＬおよび／またはＳｎを含有することを特徴と
する酸化物磁性材料である。

さらに、本発明は、上記各酸化物磁性材料において、Ｆ
　ｅ　＊　Ｏｓの含有量が５０〜５８モル％、ＮＩＯの
含有量が０〜１５モル％（ただし、０は含まず）　　Ｚ
ｎＯの含有量が０〜２０モル％（ただし、０は含まず）
であり、残部が実質的にＭｎＯから構成される酸化物磁
性材料である。

以下、本発明の具体的構成を詳細に説明する。

本発明の酸化物磁性材料は、Ｆ　ｅ　ａ　Ｏ５Ｎｉｐ、
ＺｎＯおよびＭ　ｎ　Ｏを基本組成とするフェライトで
ある。

Ｆｅｗ　Ｏｎの含有量は、好ましくは５０〜５８モル％
である。

この値が上記範囲未満であると高温で所望の磁束密度の
確保ができず、上記範囲を超えると例えば飽和磁束密度
の劣化を生じるなどの磁気特性の経時変化が大きくなり
、信頼性を損なう。

ＮｉＯの含有量は、好ましくは０〜１５モル％（ただし
、０は含まず）　より好ましくは３〜１０モル％である
。

この値が上記範囲未満であると高温での飽和磁束密度の
劣化が生じ、上記範囲を超えると所望の透磁率が得られ
な（なる。

ＺｎＯの含有量は、０〜２０モル％（ただし、０は含ま
ず）　より好ましくは７〜１４モル％である。

この値が上記範囲未満であると高温、高磁界での経時変
化が太き（なり、また所望の透磁率を確保することが難
しくなる。　上記範囲を超えると高温での飽和磁束密度
の確保ができなくなる。

そして、残部が実質的にＭｎＯから構成される。

本発明の酸化物磁性材料は、このような基本組成に、添
加物として、Ｃａと、Ｔａ％Ｂ１およびＶの１種以上と
を添加したものである。

Ｃａを添加することにより電力損失が減少する。　　ま
た、１００〜２００℃、特に１００〜１８０℃程度での
磁気特性の経時変化を防止することができ、電力損失の
経時変化が少なくなる。

なお、このような効果を発揮するＣａの好ましい添加量
は、ＣａＣＯ５に換算した場合、上記基本組成に対し０
．０５〜０．８ｗｔ％、より好ましくは０．１〜０．５
ｗｔ％、特に好ましくは０．　１５〜０．３０ｗｔ％で
ある。　なお、Ｃａは、通常、結晶粒界中に存在する。

Ｔａ、Ｂｉ、Ｖは、焼結密度を上げ、飽和磁束密度を向
上するために添加される。　Ｔａ、Ｂｉ、Ｖの１種以上
の好ましい添加量は、Ｔａｇ　Ｏｓ　−Ｂｌｉ　０ｓＪ
５よびＶ、Ｏ，に換算して０．０１〜０．４ｗｔ％、よ
り好ましくは０、０１５〜０．　２ｗｔ％、さらに好ま
しくは０．０３〜０．１０ｗｔ％である。　なお、これ
らの元素は１通常、結晶粒中に固溶して存在する。

このような組み合わせで添加することにより、高温度域
での電力損失はきわめて低くなり、また、高温度域での
飽和磁束密度は一層向上する。

上記添加物に加え、Ｔｉおよび／またはＳｎを添加した
酸化物磁性材料も、本発明に含まれる。

Ｔｉおよび／またはＳｎの添加により、電力損失が最小
となる温度（Ｔｐ）をほぼ任意に低下させることができ
、目的に合わせて適当な’ｒｐを得ることができる。

例えば、上記基本組成にＴｉおよび／またはＳｎ以外の
上記添加物を含む酸化物磁性材料は、Ｔｉおよび／また
はＳｎの添加によりＴｐを６０〜１５０℃の範囲内の任
意の値とすることができる。

Ｔｉおよび／またはＳｎの好ましい添加量は、ＴｉＯヨ
およびＳｎＯ□に換算して０．１０〜３．０ｗｔ％、よ
り好ましい含有量は、０．５０〜２．０ｗｔ％である。

含有量が上記範囲未満であると添加の効果がなく、上記
範囲を超えると、高温での飽和磁束密度が劣化する。

上記のような本発明の酸化物磁性材料を用いた磁心は、
公知のフェライト焼結法により製造することができるが
、好ましくは下記のようにして製造する。

まず、上記基本組成となる原料混合物を８００〜１００
０℃にて仮焼成した後、上記添加元素を添加し、ボール
ミル等で粒径１〜２μｍ程度に粉砕する。

なお、上記添加元素は、上記の酸化物あるいは炭酸化物
として添加されることが好志しい。

次いで、得られた粉末をトロイダル等の所望の形状に成
形し、焼結する。

本発明の酸化物磁性材料を用いた磁心は、１００〜２０
０℃程度の温度域で、１００〜３００ｋＨｚ、１００Ｏ
Ｇ以上、より好ましくは１５００〜５０００　Ｇ、特に
２０００〜５０００Ｇの磁界中にて駆動されることが好
ましい。　この場合、きわめて優れた磁気特性が得られ
、また、その安定性が高（、電力損失もきわめて低いも
のである。

本発明の酸化物磁性材料は、上記のような条件下にて用
いられる磁心、例えば、自動車用エンジン点火装置およ
び他の高温下で使用される電子機器等のコアに好適に用
いられる。

〈実施例〉 以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳
細に説明する。

［実施例１］ ５４モル％Ｆｅａｒｓ　　４モル％Ｎｉｐ。

１２モル％ＺｎＯおよび３０モル％ＭｎＯからなる原料
混合物を、９５０℃にて３時間仮焼成した後、ボールミ
ルにて２０時間粉砕を行ない、平均粒径１．１５μｍの
粉末を得た。

この粉末に対し、表１に示す添加物を添加し、次いで６
％ポリビニルアルコールを１０ｗｔ％添加して顆粒化し
た。

次に、この粉末をＩｔ／ｃｍ”の圧力にて加圧成形し、
トロイダル状の磁心サンプルを得た。

得られたサンプルに対し、１５０℃、１００ｋＨｚ、２
５００Ｇの磁界中における電力損失（Ｐ、Ｌ、）および
飽和磁束密度（Ｂｓ）を測定した。

また、これらのサンプルに対し、磁気特性の経時変化を
評価するために、１５０℃で１００ｋＨｚ、２５００Ｇ
における電力損失の１０００時間経過後の変化率を測定
した。

結果を表１に示す。

［比較例１］ 添加物を含有しないサンプルを、実施例１に準じて作製
した。

このサンプルについて、実施例１と同様な測定を行なっ
た。

結果を表２に示す。

［比較例２］ 添加物を本発明外のものとし、その他は実施例１と同様
にして磁心サンプルを作製した。

これらのサンプルについて、上記と同様にして経時変化
率を求めた。

結果を表２に示す。

［実施例２］ 添加物としてＣａ　ＣＯｓを０．１５ｗｔ％、Ｔａｘ　
Ｏｓを０．０７５ｗｔ％　Ｖ　ｚ　Ｏｓを０．０５ｗｔ
％用い、さらに、これらに加え、ＳｎｏｗまたはＴ　ｉ
　Ｏ＊を添加量を変えて添加して、種々の磁心サンプル
を作製した。　各サンプルの添加物およびその添加量を
、表３に示す。

なお、基本組成は、実施例１と同じとした。

これらのサンプルについて、電力損失が最小となる温度
（Ｔｐ）を測定した。

なお、比較のために、ＳｎＯ□および ＴｉＯ□のいずれも含まないサンプルについても、Ｔｐ
鴬測測定た。

結果を表３に示す。

表 サンプル Ｎｏ。

添加物 ＳｎＯ衾 ＳｎＯ□ ＴｉＯ□ ＴｉＯ□ 添加量 （ｗｔ％） Ｔｐ （’Ｃ） ０、２５ ０、５０ ０、２５ ０、５０ 上記実施例の結果から、本発明の効果が明らかである。

〈発明の効果〉 本発明の酸化物磁性材料は、所定の基本組成に所定の添
加物を添加して構成される。

このため、１００℃以上、特に１００〜２００℃の高温
度域において１０００Ｇ以上、特に２０００〜５０００
Ｇの磁界中で駆動される場合に、飽和磁束密度が高く、
電力損失が小さい。　また、このような高温度域におい
て、磁気特性の経時変化が少ないため、電力損失の経時
変化が少ない。　さらに所定の添加物を添加することに
より、電力損失が最小となる温度を移動させることがで
き、用途に合わせた最適な設計が可能である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｆｅ＿２Ｏ＿３、ＮｉＯ、ＺｎＯおよびＭｎＯを
   基本組成とし、高温下にて使用される酸化物磁性材料で
   あって、 添加物として、Ｃａと、Ｔａ、ＢｉおよびＶの１種以上
   とを含有することを特徴とする酸化物磁性材料。
2. （２）添加物として、Ｔｉおよび／またはＳｎを含有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の酸化物磁性材料。
3. （３）Ｆｅ＿２Ｏ＿３の含有量が５０〜５８モル％、Ｎ
   ｉＯの含有量が０〜１５モル％（ただし、０は含まず）
   、ＺｎＯの含有量が０〜２０モル％（ただし、０は含ま
   ず）であり、残部が実質的にＭｎＯから構成される請求
   項１または２に記載の酸化物磁性材料。