JPH06333723A - 低損失酸化物磁性材料の製造方法 - Google Patents
低損失酸化物磁性材料の製造方法Info
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- JPH06333723A JPH06333723A JP5122692A JP12269293A JPH06333723A JP H06333723 A JPH06333723 A JP H06333723A JP 5122692 A JP5122692 A JP 5122692A JP 12269293 A JP12269293 A JP 12269293A JP H06333723 A JPH06333723 A JP H06333723A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電力損失が低いＭｎ−Ｚｎ系ソフトフェライ
トコアを安価に製造する方法を提供する。 【構成】 Ｆｅ、ＭｎおよびＺｎを塩化物溶液の形で混
合し、これを噴霧焙焼炉中に噴霧し、熱分解して得られ
る平均一次粒子径０．１μｍ以下のＭｎ−Ｚｎ系ソフト
フェライト原料粉に対し、ＳｉＯ2 ＣａＯを混合後、
仮焼を施すことなく直接、造粒成形を施し、平均結晶粒
径が４μｍ以上、２０μｍ以下、結晶粒径が１００μｍ
を超える結晶粒子の割合が結晶粒子全体の５％以下であ
ることを特徴とする低損失酸化物磁性材料の製造方法。
トコアを安価に製造する方法を提供する。 【構成】 Ｆｅ、ＭｎおよびＺｎを塩化物溶液の形で混
合し、これを噴霧焙焼炉中に噴霧し、熱分解して得られ
る平均一次粒子径０．１μｍ以下のＭｎ−Ｚｎ系ソフト
フェライト原料粉に対し、ＳｉＯ2 ＣａＯを混合後、
仮焼を施すことなく直接、造粒成形を施し、平均結晶粒
径が４μｍ以上、２０μｍ以下、結晶粒径が１００μｍ
を超える結晶粒子の割合が結晶粒子全体の５％以下であ
ることを特徴とする低損失酸化物磁性材料の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パワートランス等に使
用可能な、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト焼結体の製造方法に
関するものである。
用可能な、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト焼結体の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スイッチング電源用等に用いられるパワ
ートランス用コアは、通常、数kHz 〜数１００kHz の周
波数領域で使用され、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトが用いら
れている。近年、トランス用コアの小型化に伴い、電力
損失が小さい材質が求められている。さらに、従来のも
のよりもより安価な材質が強く要求されている。
ートランス用コアは、通常、数kHz 〜数１００kHz の周
波数領域で使用され、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトが用いら
れている。近年、トランス用コアの小型化に伴い、電力
損失が小さい材質が求められている。さらに、従来のも
のよりもより安価な材質が強く要求されている。
【０００３】フェライトコアのコスト削減のためには、
製造工程の簡略化による製造コストのコストダウンが有
効である。例えば、仮焼工程を省略した場合、約２０％
ものコストダウンが期待できる。しかしながら、仮焼前
のＦｅ2 Ｏ3 、ＭｎＯ、ＺｎＯの各フェライト原料の混
合粉を直接、造粒、成形し、焼成した場合には、原料粉
が微細であること、および組成の不均一性により異常粒
成長が発生しやすく、電力損失が著しく悪化し、歩留り
が低下する問題が生じる。
製造工程の簡略化による製造コストのコストダウンが有
効である。例えば、仮焼工程を省略した場合、約２０％
ものコストダウンが期待できる。しかしながら、仮焼前
のＦｅ2 Ｏ3 、ＭｎＯ、ＺｎＯの各フェライト原料の混
合粉を直接、造粒、成形し、焼成した場合には、原料粉
が微細であること、および組成の不均一性により異常粒
成長が発生しやすく、電力損失が著しく悪化し、歩留り
が低下する問題が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、原料粉を仮
焼することなく焼成を施しても、異常粒成長を発生する
ことなく、焼結体を製造することを目的とし、更に、焼
成条件を変化させることにより、一つの原料粉から種々
の結晶粒径を有する焼結体を任意に製造する技術を確立
し、幅広い用途に対応したフェライトコアを提供するこ
とを目的とする。
焼することなく焼成を施しても、異常粒成長を発生する
ことなく、焼結体を製造することを目的とし、更に、焼
成条件を変化させることにより、一つの原料粉から種々
の結晶粒径を有する焼結体を任意に製造する技術を確立
し、幅広い用途に対応したフェライトコアを提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明ではＭｎ−Ｚｎフェライトの原料粉としてＦ
ｅ、Ｍｎ、Ｚｎの塩化物溶液を噴霧焙焼して得られる平
均一次粒子径０．１μｍ以下の粉を使用した場合、これ
を仮焼なしに直接、焼成しても異常粒成長が殆ど起こら
ないことを知見し、本発明を完成させるに至った。
め、本発明ではＭｎ−Ｚｎフェライトの原料粉としてＦ
ｅ、Ｍｎ、Ｚｎの塩化物溶液を噴霧焙焼して得られる平
均一次粒子径０．１μｍ以下の粉を使用した場合、これ
を仮焼なしに直接、焼成しても異常粒成長が殆ど起こら
ないことを知見し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】本発明は、下記の事項を要旨とするもので
ある。 （１） Ｆｅ、ＭｎおよびＺｎを塩化物溶液の形で混合
し、これを噴霧焙焼炉中に噴霧し、熱分解して得られる
平均一次粒子径０．１μｍ以下のＭｎ−Ｚｎ系ソフトフ
ェライト原料粉に対し、ＳｉＯ2 ８０〜３００ppm 、
ＣａＯ ２００〜２０００ppm を混合した後、直接、造
粒成形、焼成を施し、結晶粒径が１００μｍを超える結
晶粒子の割合が結晶粒子全体の５％以下である焼結体を
得ることを特徴とする低損失酸化物磁性材料の製造方
法。 （２） Ｆｅ、ＭｎおよびＺｎを塩化物溶液の形で混合
し、これを噴霧器焙焼炉中に噴霧し、熱分解して得られ
る平均一次粒子径０．１μｍ以下のＦｅ2 Ｏ3 ５１〜５
５モル％、ＭｎＯ ３４〜４１モル％、ＺｎＯ ７〜１
３モル％の組成を有するＭｎ−Ｚｎ系ソフトフェライト
原料粉に対し、ＳｉＯ2 ８０〜３００ppm 、ＣａＯ
２００〜２０００ppm を混合した後、直接、造粒成形を
施し、１１５０℃以上、１３３０℃以下で焼成し、平均
結晶粒径が４μｍ以上、２０μｍ以下、結晶粒径が１０
０μｍを超える結晶粒子の割合が結晶粒子全体の５％以
下である焼結体を得ることを特徴とする低損失酸化物磁
性材料の製造方法。
ある。 （１） Ｆｅ、ＭｎおよびＺｎを塩化物溶液の形で混合
し、これを噴霧焙焼炉中に噴霧し、熱分解して得られる
平均一次粒子径０．１μｍ以下のＭｎ−Ｚｎ系ソフトフ
ェライト原料粉に対し、ＳｉＯ2 ８０〜３００ppm 、
ＣａＯ ２００〜２０００ppm を混合した後、直接、造
粒成形、焼成を施し、結晶粒径が１００μｍを超える結
晶粒子の割合が結晶粒子全体の５％以下である焼結体を
得ることを特徴とする低損失酸化物磁性材料の製造方
法。 （２） Ｆｅ、ＭｎおよびＺｎを塩化物溶液の形で混合
し、これを噴霧器焙焼炉中に噴霧し、熱分解して得られ
る平均一次粒子径０．１μｍ以下のＦｅ2 Ｏ3 ５１〜５
５モル％、ＭｎＯ ３４〜４１モル％、ＺｎＯ ７〜１
３モル％の組成を有するＭｎ−Ｚｎ系ソフトフェライト
原料粉に対し、ＳｉＯ2 ８０〜３００ppm 、ＣａＯ
２００〜２０００ppm を混合した後、直接、造粒成形を
施し、１１５０℃以上、１３３０℃以下で焼成し、平均
結晶粒径が４μｍ以上、２０μｍ以下、結晶粒径が１０
０μｍを超える結晶粒子の割合が結晶粒子全体の５％以
下である焼結体を得ることを特徴とする低損失酸化物磁
性材料の製造方法。
【０００７】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
においては、ＳｉＯ2 ８０〜３００ppm 、ＣａＯ ２
００〜２０００ppm を添加するのはこれらが共存化にお
いて、渦電流損の低減に有効に作用するためである。Ｓ
ｉＯ2 の含有量を８０〜３００ppm の範囲に限定したの
は、含有量を８０ppm 未満にした場合には渦電流損の低
減の効果が乏しく、また３００ppm を超えた場合には焼
結時に異常粒成長の発生を招きやすく、電力損失を悪化
させるからである。また、ＣａＯの含有量を８０〜３０
０ppm の範囲に限定したのは、含有量が２００ppm に満
たない場合には損失低減の効果が薄く、一方２０００pp
m を超えると損失が大きくなるからである。なお、本発
明においては必要に応じて、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｓｎ
Ｏ2 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｔａ2 Ｏ5 等を添加して
も良い。
においては、ＳｉＯ2 ８０〜３００ppm 、ＣａＯ ２
００〜２０００ppm を添加するのはこれらが共存化にお
いて、渦電流損の低減に有効に作用するためである。Ｓ
ｉＯ2 の含有量を８０〜３００ppm の範囲に限定したの
は、含有量を８０ppm 未満にした場合には渦電流損の低
減の効果が乏しく、また３００ppm を超えた場合には焼
結時に異常粒成長の発生を招きやすく、電力損失を悪化
させるからである。また、ＣａＯの含有量を８０〜３０
０ppm の範囲に限定したのは、含有量が２００ppm に満
たない場合には損失低減の効果が薄く、一方２０００pp
m を超えると損失が大きくなるからである。なお、本発
明においては必要に応じて、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｓｎ
Ｏ2 、Ｖ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｔａ2 Ｏ5 等を添加して
も良い。
【０００８】本発明において、結晶粒径が１００μｍを
超える結晶粒子の割合は、コアの断面積中において、１
００μｍを超える結晶粒子の全断面積に対する面積比で
定義した。また、本発明において主成分組成が、Ｆｅ2
Ｏ3 ５１〜５５モル％、ＭｎＯ３４〜４１モル％、Ｚ
ｎＯ ７〜１３％の場合、電力損失が低くなる。また、
平均結晶粒径を４μｍ以上、２０μｍ以下とした場合
に、本発明が意図する数kHz 〜数１００kHz の周波数領
域における電力損失を小さくすることができ、これに対
応して焼成温度は１１５０℃以上、１３３０℃以下とす
るのが良い。
超える結晶粒子の割合は、コアの断面積中において、１
００μｍを超える結晶粒子の全断面積に対する面積比で
定義した。また、本発明において主成分組成が、Ｆｅ2
Ｏ3 ５１〜５５モル％、ＭｎＯ３４〜４１モル％、Ｚ
ｎＯ ７〜１３％の場合、電力損失が低くなる。また、
平均結晶粒径を４μｍ以上、２０μｍ以下とした場合
に、本発明が意図する数kHz 〜数１００kHz の周波数領
域における電力損失を小さくすることができ、これに対
応して焼成温度は１１５０℃以上、１３３０℃以下とす
るのが良い。
【０００９】本発明において、フェライト原料粉として
Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎの塩化物溶液から噴霧焙焼粉を用いた
場合、異常粒成長が発生し難いのは、たとえ粒が微細で
あっても、個々の一次粒子が単独で存在し、その粒度分
布も狭いので、焼結が均一に起きるからであり、しかも
ミクロな化学組成が均一であるので、局所的な粒成長が
起こらないからである。
Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎの塩化物溶液から噴霧焙焼粉を用いた
場合、異常粒成長が発生し難いのは、たとえ粒が微細で
あっても、個々の一次粒子が単独で存在し、その粒度分
布も狭いので、焼結が均一に起きるからであり、しかも
ミクロな化学組成が均一であるので、局所的な粒成長が
起こらないからである。
【００１０】さらに本発明では、焼成条件、特に焼成温
度を制御することにより、焼結体の結晶粒子径を任意に
制御することができ、用途に応じた使用が可能である。
即ち、電力損失はヒステリシス損失と渦電流損失からな
るが、一般に、ヒステリシス損失は粒径が大きくなる程
小さくなるのに対し、渦電流損失は粒径が小さい、つま
り粒界を多くして高抵抗化させる程小さくなる。そし
て、低周波においてはヒステリシス損失が支配的である
のに対し、高周波においては渦電流損失が支配的とな
る。従って、使用する周波数に応じて最適な結晶粒径が
存在する。本発明によれば、用途に応じて任意に粒径を
制御することが可能である。
度を制御することにより、焼結体の結晶粒子径を任意に
制御することができ、用途に応じた使用が可能である。
即ち、電力損失はヒステリシス損失と渦電流損失からな
るが、一般に、ヒステリシス損失は粒径が大きくなる程
小さくなるのに対し、渦電流損失は粒径が小さい、つま
り粒界を多くして高抵抗化させる程小さくなる。そし
て、低周波においてはヒステリシス損失が支配的である
のに対し、高周波においては渦電流損失が支配的とな
る。従って、使用する周波数に応じて最適な結晶粒径が
存在する。本発明によれば、用途に応じて任意に粒径を
制御することが可能である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。噴霧焙焼によりＦｅ2 Ｏ3 ５３．５モル％、Ｍｎ
Ｏ ３６．５モル％、ＺｎＯ １０．０モル％の組成を
有する平均粒径４００Ａの焙焼粉を作製し、これにＳｉ
Ｏ2 １５０ppm 、ＣａＯ ６００ppm を添加し、混合
した。これを仮焼することなく、直接バインダーとして
ＰＶＡを１．０wt％加えて造粒した後、外径２９mm、内
径１８mm、高さ７mmのリング状に成形した。この成形体
を酸素濃度を制御した窒素雰囲気中、１１５０℃〜１３
３０℃で、４時間焼成した。このようにして得られた焼
成コアの平均結晶粒径、結晶粒径が１００μｍを超える
結晶粒子の割合（Ｓ100 ）、１００℃での電力損失の値
を、表１に示す。
る。噴霧焙焼によりＦｅ2 Ｏ3 ５３．５モル％、Ｍｎ
Ｏ ３６．５モル％、ＺｎＯ １０．０モル％の組成を
有する平均粒径４００Ａの焙焼粉を作製し、これにＳｉ
Ｏ2 １５０ppm 、ＣａＯ ６００ppm を添加し、混合
した。これを仮焼することなく、直接バインダーとして
ＰＶＡを１．０wt％加えて造粒した後、外径２９mm、内
径１８mm、高さ７mmのリング状に成形した。この成形体
を酸素濃度を制御した窒素雰囲気中、１１５０℃〜１３
３０℃で、４時間焼成した。このようにして得られた焼
成コアの平均結晶粒径、結晶粒径が１００μｍを超える
結晶粒子の割合（Ｓ100 ）、１００℃での電力損失の値
を、表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１から明らかなように、原料仮焼粉とし
て噴霧焙焼粉を用いることにより異常粒が少なく、低損
失なフェライトコアを容易に得られることが分る。
て噴霧焙焼粉を用いることにより異常粒が少なく、低損
失なフェライトコアを容易に得られることが分る。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、異常粒
が少なく、かつ低損失なフェライトコアが、仮焼工程を
省略することにより安価に製造でき、しかも粒径を任意
に制御することができることから、スイッチング電源用
トランスコア等、広い用途に供しうるコアを製造できる
ため、産業上極めて有益である。
が少なく、かつ低損失なフェライトコアが、仮焼工程を
省略することにより安価に製造でき、しかも粒径を任意
に制御することができることから、スイッチング電源用
トランスコア等、広い用途に供しうるコアを製造できる
ため、産業上極めて有益である。
Claims (2)
- 【請求項１】Ｆｅ、ＭｎおよびＺｎを塩化物溶液の形で
混合し、これを噴霧焙焼炉中に噴霧し、熱分解して得ら
れる平均一次粒子径０．１μｍ以下のＭｎ−Ｚｎ系ソフ
トフェライト原料粉に対し、ＳｉＯ2 ８０〜３００pp
m 、ＣａＯ ２００〜２０００ppm を混合した後、直
接、造粒成形、焼成を施し、結晶粒径が１００μｍを超
える結晶粒子の割合が結晶粒子全体の５％以下である焼
結体を得ることを特徴とする低損失酸化物磁性材料の製
造方法。 - 【請求項２】Ｆｅ、ＭｎおよびＺｎを塩化物溶液の形で
混合し、これを噴霧器焙焼炉中に噴霧し、熱分解して得
られる平均一次粒子径０．１μｍ以下のＦｅ2 Ｏ3 ５
１〜５５モル％、ＭｎＯ ３４〜４１モル％、ＺｎＯ
７〜１３モル％の組成を有するＭｎ−Ｚｎ系ソフトフェ
ライト原料粉に対し、ＳｉＯ2 ８０〜３００ppm 、Ｃ
ａＯ ２００〜２０００ppm を混合した後、直接、造粒
成形を施し、１１５０℃以上、１３３０℃以下で焼成
し、平均結晶粒径が４μｍ以上、２０μｍ以下、結晶粒
径が１００μｍを超える結晶粒子の割合が結晶粒子全体
の５％以下である焼結体を得ることを特徴とする低損失
酸化物磁性材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5122692A JPH06333723A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 低損失酸化物磁性材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5122692A JPH06333723A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 低損失酸化物磁性材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06333723A true JPH06333723A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14842260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5122692A Pending JPH06333723A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 低損失酸化物磁性材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06333723A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010076988A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Dowa Electronics Materials Co Ltd | 軟磁性フェライト粒子の製造方法 |
-
1993
- 1993-05-25 JP JP5122692A patent/JPH06333723A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010076988A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Dowa Electronics Materials Co Ltd | 軟磁性フェライト粒子の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020730 |