JPH05335131A - Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト - Google Patents
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトInfo
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- JPH05335131A JPH05335131A JP4138260A JP13826092A JPH05335131A JP H05335131 A JPH05335131 A JP H05335131A JP 4138260 A JP4138260 A JP 4138260A JP 13826092 A JP13826092 A JP 13826092A JP H05335131 A JPH05335131 A JP H05335131A
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- Japan
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- mol
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
- H01F1/342—Oxides
- H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 100kHz〜１MHz の高周波数領域において高い
初透磁率が維持される、周波数特性に優れたMn−Zn系フ
ェライトを得る。 【構成】 Fe2O3：52〜55 mol％、 MnO：23〜32 mol％
及び ZnO：15〜25 mol％を基本成分とするMn−Znフェラ
イト中に、副成分としてSiO2：0.003 〜0.030 wt％、 C
aO：0.02〜0.20wt％及び Sb2O3：0.005 〜0.10wt％を含
有させる。
初透磁率が維持される、周波数特性に優れたMn−Zn系フ
ェライトを得る。 【構成】 Fe2O3：52〜55 mol％、 MnO：23〜32 mol％
及び ZnO：15〜25 mol％を基本成分とするMn−Znフェラ
イト中に、副成分としてSiO2：0.003 〜0.030 wt％、 C
aO：0.02〜0.20wt％及び Sb2O3：0.005 〜0.10wt％を含
有させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、100kHz以上の高周波
数領域で使用される各種機器の磁心材料として好適な高
透磁率Mn−Zn系フェライトに関するものである。
数領域で使用される各種機器の磁心材料として好適な高
透磁率Mn−Zn系フェライトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Mn−Zn系酸化物磁性材料いわゆるMn−Zn
系フェライトは、各種通信機器及び電源等のコイルやト
ランス用磁心材料として広く用いられている。ところで
最近、電子機器に対する小型化の要求が高まり、使用さ
れる周波数が高周波化する傾向にあるが、それに伴い、
上記機器に用いられるMn−Zn系フェライトについても、
特に100kHz以上の高周波数領域において優れた磁気特性
を有することが望まれている。
系フェライトは、各種通信機器及び電源等のコイルやト
ランス用磁心材料として広く用いられている。ところで
最近、電子機器に対する小型化の要求が高まり、使用さ
れる周波数が高周波化する傾向にあるが、それに伴い、
上記機器に用いられるMn−Zn系フェライトについても、
特に100kHz以上の高周波数領域において優れた磁気特性
を有することが望まれている。
【０００３】Mn−Zn系フェライトの高周波特性を改善す
るには、フェライトの結晶粒界に偏析して材料の性質を
種々に変化させる微量化合物の添加が重要である。例え
ば、特公昭62-53446号公報では、Mn−Zn系フェライトに
V2O5及びBi2O3 を適量添加することによって、10 kHzに
おける初透磁率：約9500、損失係数：2.5×10-6程度の
特性を得ている。しかしながら、上記の技術は、使用周
波数がせいぜい100kHz程度までに限定されていて、実用
上重要性が増大している100kHz以上における初透磁率に
ついては改善効果が十分とは言えず、その改善が望まれ
ていた。
るには、フェライトの結晶粒界に偏析して材料の性質を
種々に変化させる微量化合物の添加が重要である。例え
ば、特公昭62-53446号公報では、Mn−Zn系フェライトに
V2O5及びBi2O3 を適量添加することによって、10 kHzに
おける初透磁率：約9500、損失係数：2.5×10-6程度の
特性を得ている。しかしながら、上記の技術は、使用周
波数がせいぜい100kHz程度までに限定されていて、実用
上重要性が増大している100kHz以上における初透磁率に
ついては改善効果が十分とは言えず、その改善が望まれ
ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の問
題を有利に解決するもので、100kHz〜１MHz の範囲の高
周波数領域まで高い初透磁率が維持される、周波数特性
に優れたMn−Zn系フェライトを提案することを目的とす
る。
題を有利に解決するもので、100kHz〜１MHz の範囲の高
周波数領域まで高い初透磁率が維持される、周波数特性
に優れたMn−Zn系フェライトを提案することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】さて発明者は、上記の目
的を達成すべく、基本成分をはじめとして、種々の微量
成分についてその効果を調べる実験を積み重ねた結果、
Fe2O3, MnO及びZnO を基本組成とするフェライト中に、
SiO2, CaO 及び Sb2O3を適量含有させることにより、高
周波数領域における特性が効果的に改善されること、ま
たさらにNb2O5,V2O5, Bi2O3 及びIn2O3 のうちから選ん
だ一種又は二種以上を適量添加することにより、一層の
改善効果が得られることの知見を得た。この発明は、上
記の知見に立脚するものである。
的を達成すべく、基本成分をはじめとして、種々の微量
成分についてその効果を調べる実験を積み重ねた結果、
Fe2O3, MnO及びZnO を基本組成とするフェライト中に、
SiO2, CaO 及び Sb2O3を適量含有させることにより、高
周波数領域における特性が効果的に改善されること、ま
たさらにNb2O5,V2O5, Bi2O3 及びIn2O3 のうちから選ん
だ一種又は二種以上を適量添加することにより、一層の
改善効果が得られることの知見を得た。この発明は、上
記の知見に立脚するものである。
【０００６】すなわちこの発明は、 Fe2O3 ：52〜55 mol％、 MnO ：23〜32 mol％及び ZnO ：15〜25 mol％ からなる基本成分中に、副成分として SiO2 ：0.003 〜0.030 wt％、 CaO ：0.02〜0.20wt％及び Sb2O3 ：0.005 〜0.10wt％ を含有することからなるMn−Zn系フェライト（第１発
明）である。
明）である。
【０００７】またこの発明は、 Fe2O3 ：52〜55 mol％、 MnO ：23〜32 mol％及び ZnO ：15〜25 mol％ からなる基本成分中に、副成分として SiO2 ：0.003 〜0.030 wt％、 CaO ：0.02〜0.20wt％及び Sb2O3 ：0.005 〜0.10wt％ を含み、さらに Nb2O5 ：0.05wt％以下、 V2O5 ：0.05wt％以下、 Bi2O3 ：0.05wt％以下及び In2O3 ：0.05wt％以下 のうちから選んだ一種又は二種以上を含有することから
なるMn−Zn系フェライト（第２発明）である。
なるMn−Zn系フェライト（第２発明）である。
【０００８】
【作用】この発明において、基本成分の割合を上記の範
囲に限定した理由は次のとおりである。 Fe2O3 ：52〜55 mol％、MnO ：23〜32 mol％及びZnO ：
15〜25 mol％ 初透磁率は、磁気異方性定数及び磁歪定数から大きな影
響を受け、高い初透磁率を得るためには、両者ともでき
るだけ低値となる成分組成範囲に調整することが重要で
あり、またキュリー温度及びセカンダリー・ピーク温度
を考慮した上で、室温から 100℃程度の温度範囲におけ
る初透磁率の温度依存性を正にすることが望ましい。こ
の観点からFe2O3, MnO及びZnO の好適割合を検討した結
果、上記の範囲が得られたのである。
囲に限定した理由は次のとおりである。 Fe2O3 ：52〜55 mol％、MnO ：23〜32 mol％及びZnO ：
15〜25 mol％ 初透磁率は、磁気異方性定数及び磁歪定数から大きな影
響を受け、高い初透磁率を得るためには、両者ともでき
るだけ低値となる成分組成範囲に調整することが重要で
あり、またキュリー温度及びセカンダリー・ピーク温度
を考慮した上で、室温から 100℃程度の温度範囲におけ
る初透磁率の温度依存性を正にすることが望ましい。こ
の観点からFe2O3, MnO及びZnO の好適割合を検討した結
果、上記の範囲が得られたのである。
【０００９】この発明では、上記した基本成分中に、Si
O2, CaO 及びSb2O3 、またさらにはNb2O5, V2O5, Bi2O3
及びIn2O3 のうちから選んだ一種又は二種以上を含有さ
せるところに特徴がある。この場合に、これらの成分の
適正含有量は次のとおりである。 SiO2：0.003 〜0.030 wt％、CaO ：0.02〜0.20wt％ SiO2及びCaO は、両者の共存により、焼結時の高密度化
を促進すると同時に、粒界の比抵抗を高め、損失を低減
することを通じて、高周波数領域における初透磁率の低
下防止に有効に寄与する。しかしながら、SiO2及びCaO
の含有量がそれぞれ、 0.003wt％, 0.02wt％に満たない
とそれらの添加効果に乏しく、一方SiO2については 0.0
30wt％超えると焼成時に異常粒が発生し易くなり、また
CaO については0.20wt％を超えると損失が増大し、初透
磁率の低下を招く。
O2, CaO 及びSb2O3 、またさらにはNb2O5, V2O5, Bi2O3
及びIn2O3 のうちから選んだ一種又は二種以上を含有さ
せるところに特徴がある。この場合に、これらの成分の
適正含有量は次のとおりである。 SiO2：0.003 〜0.030 wt％、CaO ：0.02〜0.20wt％ SiO2及びCaO は、両者の共存により、焼結時の高密度化
を促進すると同時に、粒界の比抵抗を高め、損失を低減
することを通じて、高周波数領域における初透磁率の低
下防止に有効に寄与する。しかしながら、SiO2及びCaO
の含有量がそれぞれ、 0.003wt％, 0.02wt％に満たない
とそれらの添加効果に乏しく、一方SiO2については 0.0
30wt％超えると焼成時に異常粒が発生し易くなり、また
CaO については0.20wt％を超えると損失が増大し、初透
磁率の低下を招く。
【００１０】Sb2O3 ：0.005 〜0.10wt％ Sb2O3 の添加は、この発明の極立った特徴の一つであ
る。その添加効果に関しては現時点では十分解明されて
いるとは言い難いけれども、SiO2及びCaO との共存によ
り、焼結密度が高まり、しかも粒成長を促進させる結
果、損失が低下すると共に初透磁率の周波数依存性が改
善されるものと考えられる。しかしながら、添加量が
0.005wt％に満たないとその添加効果に乏しく、一方0.1
0wt％を超えると損失が増大し特性が劣化するので、 0.
005〜0.10wt％の範囲に限定した。
る。その添加効果に関しては現時点では十分解明されて
いるとは言い難いけれども、SiO2及びCaO との共存によ
り、焼結密度が高まり、しかも粒成長を促進させる結
果、損失が低下すると共に初透磁率の周波数依存性が改
善されるものと考えられる。しかしながら、添加量が
0.005wt％に満たないとその添加効果に乏しく、一方0.1
0wt％を超えると損失が増大し特性が劣化するので、 0.
005〜0.10wt％の範囲に限定した。
【００１１】この発明では、Sb2O3 を添加することが最
大の特徴であるが、さらにNb2O5,V2O5, Bi2O3 及びIn2O
3 のうちから選んだ一種又は二種以上を含有させること
により、初透磁率の周波数依存性をより一層改善するこ
とができる。 Nb2O5 ：0.05wt％以下、V2O5：0.05wt％以下 Nb2O5 及びV2O5はそれぞれ、SiO2及びCaO との共存下で
損失の改善に有効に寄与するが、0.05wt％を超えて添加
すると、異常成長等により逆に磁気特性の劣化を招くの
で、0.05wt％以下（好ましくは 0.005wt％以上）で含有
させるものとした。
大の特徴であるが、さらにNb2O5,V2O5, Bi2O3 及びIn2O
3 のうちから選んだ一種又は二種以上を含有させること
により、初透磁率の周波数依存性をより一層改善するこ
とができる。 Nb2O5 ：0.05wt％以下、V2O5：0.05wt％以下 Nb2O5 及びV2O5はそれぞれ、SiO2及びCaO との共存下で
損失の改善に有効に寄与するが、0.05wt％を超えて添加
すると、異常成長等により逆に磁気特性の劣化を招くの
で、0.05wt％以下（好ましくは 0.005wt％以上）で含有
させるものとした。
【００１２】Bi2O3 ：0.05wt％以下 Bi2O3 は、焼成時に高密度化及び粒成長を促進する作用
があり、初透磁率を高める効果を有するが、0.05wt％を
超えると異常粒が発生し、逆に初透磁率の低下を招くの
で、0.05wt％以下（好ましくは 0.005wt％以上）で含有
させるものとした。
があり、初透磁率を高める効果を有するが、0.05wt％を
超えると異常粒が発生し、逆に初透磁率の低下を招くの
で、0.05wt％以下（好ましくは 0.005wt％以上）で含有
させるものとした。
【００１３】In2O3 ：0.05wt％以下 In2O3 は、その添加によって初透磁率を増加させると共
に、Bi2O3 と同様、高密度化及び粒成長の促進に有効に
寄与するが、0.05wt％を超えると磁気特性の劣化を招く
ので、0.05wt％以下（好ましくは 0.005wt％以上）で含
有させるものとした。
に、Bi2O3 と同様、高密度化及び粒成長の促進に有効に
寄与するが、0.05wt％を超えると磁気特性の劣化を招く
ので、0.05wt％以下（好ましくは 0.005wt％以上）で含
有させるものとした。
【００１４】次に、この発明に従うフェライトの好適製
造条件について説明する。この発明のフェライトを製造
するに当たっては、原料混合、仮焼、粉砕、造粒、成形
及び焼成いずれの工程についても特別な処理は必要な
く、常法に従って行えば良い。なお副成分の添加は、原
料混合時又は粉砕時に行えば良い。
造条件について説明する。この発明のフェライトを製造
するに当たっては、原料混合、仮焼、粉砕、造粒、成形
及び焼成いずれの工程についても特別な処理は必要な
く、常法に従って行えば良い。なお副成分の添加は、原
料混合時又は粉砕時に行えば良い。
【００１５】
【実施例】最終組成として Fe2O3：52.4 mol％、 MnO：
27.0 mol％、 ZnO：20.6 mol％となる基本成分の原料を
混合した後、大気中にて 900℃で仮焼した。この仮焼粉
に対し、表１に示す割合で、副成分を添加・配合し、同
時に湿式ボールミルで粉砕・混合した。ついで粉砕粉
に、バインダーとしてPVA を加え、造粒した後、外径：
36mm、内径：24mm、高さ：12mmのトロイダル形状に成形
したのち、酸素分圧を制御した窒素雰囲気中にて1330℃
で焼成を行った。
27.0 mol％、 ZnO：20.6 mol％となる基本成分の原料を
混合した後、大気中にて 900℃で仮焼した。この仮焼粉
に対し、表１に示す割合で、副成分を添加・配合し、同
時に湿式ボールミルで粉砕・混合した。ついで粉砕粉
に、バインダーとしてPVA を加え、造粒した後、外径：
36mm、内径：24mm、高さ：12mmのトロイダル形状に成形
したのち、酸素分圧を制御した窒素雰囲気中にて1330℃
で焼成を行った。
【００１６】かくして得られた焼成コアの１kHz から１
MHz にわたる周波数範囲における初透磁率について測定
した。周波数特性の改善の目安として、各焼成コアの10
0kHz及び500kHzでの初透磁率をとり、その結果を表１に
併記した。また代表例として、適合例（No.2）と比較例
（No.19)の初透磁率の周波数依存性について調べた結果
を、図１に示す。
MHz にわたる周波数範囲における初透磁率について測定
した。周波数特性の改善の目安として、各焼成コアの10
0kHz及び500kHzでの初透磁率をとり、その結果を表１に
併記した。また代表例として、適合例（No.2）と比較例
（No.19)の初透磁率の周波数依存性について調べた結果
を、図１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１及び図１から明らかなように、この発
明に従って副成分を添加配合したものはいずれも、500k
Hzの初透磁率で代表的に示される高周波数域においても
良好な初透磁率が得られたのに対し、この発明の成分組
成範囲を逸脱した比較例はいずれも、初透磁率の周波数
特性に劣っていた。
明に従って副成分を添加配合したものはいずれも、500k
Hzの初透磁率で代表的に示される高周波数域においても
良好な初透磁率が得られたのに対し、この発明の成分組
成範囲を逸脱した比較例はいずれも、初透磁率の周波数
特性に劣っていた。
【００１９】
【発明の効果】かくしてこの発明によれば、通信機器や
電源等、各種の高周波数下で使用される機器の磁心材料
として好適な、100kHz以上の高周波数領域でも高い初透
磁率を維持したMn−Zn系フェライトを得ることができ
る。
電源等、各種の高周波数下で使用される機器の磁心材料
として好適な、100kHz以上の高周波数領域でも高い初透
磁率を維持したMn−Zn系フェライトを得ることができ
る。
【図１】実施例及び比較例における初透磁率の周波数特
性を比較して示したグラフである。
性を比較して示したグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】Fe2O3 ：52〜55 mol％、 MnO ：23〜32 mol％及び ZnO ：15〜25 mol％ からなる基本成分中に、副成分として SiO2 ：0.003 〜0.030 wt％、 CaO ：0.02〜0.20wt％及び Sb2O3 ：0.005 〜0.10wt％ を含有することを特徴とするMn−Zn系フェライト。
- 【請求項２】Fe2O3 ：52〜55 mol％、 MnO ：23〜32 mol％及び ZnO ：15〜25 mol％ からなる基本成分中に、副成分として SiO2 ：0.003 〜0.030 wt％、 CaO ：0.02〜0.20wt％及び Sb2O3 ：0.005 〜0.10wt％ を含み、さらに Nb2O5 ：0.05wt％以下、 V2O5 ：0.05wt％以下、 Bi2O3 ：0.05wt％以下及び In2O3 ：0.05wt％以下 のうちから選んだ一種又は二種以上を含有することを特
徴とするMn−Zn系フェライト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4138260A JPH05335131A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4138260A JPH05335131A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335131A true JPH05335131A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15217786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4138260A Pending JPH05335131A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335131A (ja) |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP4138260A patent/JPH05335131A/ja active Pending
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