JPH06333727A - Mn−Znフェライト - Google Patents

Mn−Znフェライト

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JPH06333727A
JPH06333727A JP5142835A JP14283593A JPH06333727A JP H06333727 A JPH06333727 A JP H06333727A JP 5142835 A JP5142835 A JP 5142835A JP 14283593 A JP14283593 A JP 14283593A JP H06333727 A JPH06333727 A JP H06333727A
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JP
Japan
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ferrite
permeability
coo
loss
initial
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Pending
Application number
JP5142835A
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English (en)
Inventor
Akiyo Yuguchi
昭代 湯口
Toshiharu Kawasaki
俊治 川崎
Mitsuru Tomita
充 冨田
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Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Fe2 O3 を多く含むMn−Znフェライト
において、高周波トランスへの機械加工などによる初透
磁率及び損失などの劣化を少なくし、またこれがスイッ
チング電源などに搭載され高周波トランスとして動作す
るときの環境温度による初透磁率、損失の変化を抑え、
高周波トランスとして良好に使用することができる高透
磁率、低損失Mn−Znフェライトを得ること。 【構成効果】本発明のMn−Znフェライトは、主成分
としてモル比で65〜69%のFe2 O3 、15〜25
%のMnO及び10〜16%のZnOから成り、副成分
としてCaO、SiO2 、ZrO2 及びCoOの少なく
とも1種を含むMn−Znフェライトにおいて、その初
透磁率の温度特性における第2極大値が50〜70℃に
存在するものである。よって、残留応力及び使用環境温
度による高周波での初透磁率及び保磁力などの劣化を抑
えることができ、高飽和磁束密度であって、高周波領域
で安定した高い初透磁率を有するフェライト材料を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品に使用される
Mn−Znフェライト材料に係り、さらに詳しくは1M
HZ以上の高周波トランスに使用される高周波低損失、
高透磁率のMn−Znフェライトに係る。
【0002】
【従来の技術】Mn−Znフェライトは高周波スイッチ
ング電源におけるトランス材料として多用されている
が、近年、電源の小型化、軽量化が進み、その動作周波
数が500KHZ〜1MHZと高い周波数で使用される
ようになってきており、将来はそれがさらに1MHZ以
上へと高周波化が進むものと思われる。また、高周波の
スイッチングにより実際はかなり周波数の高い高調波成
分を含んでおり、このような電源に用いられるトランス
材料も高周波でより高透磁率で低損失の材料が要求され
てきている。しかし1MHZ以上のトランス材料として
従来のFe2 O3 を50〜55モル%含むMn−Znフ
ェライトを使用すると、コア損失が大きく、発熱すると
いう問題点がある。
【0003】一方、Fe2 O3 を60モル%以上含む、
高い飽和磁束密度を有するMn−Znフェライトが知ら
れており、その高い飽和磁束密度のために高周波まで初
透磁率が高く、低損失である特徴を有している。
【0004】しかし、このようなFe2 O3 を多く含む
Mn−Znフェライトは、従来組成のMn−Znフェラ
イトに比べて磁気歪が大きいため、フェライトコアの機
械加工などによって受ける残留応力などにより、初透磁
率、保磁力及び損失などが大きく劣化する問題点があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
不都合を解消するためになされたものであり、その目的
は、Fe2 O3 を多く含むMn−Znフェライトにおい
て、高周波トランスへの機械加工などによる初透磁率及
び損失などの劣化を少なくし、またこれがスイッチング
電源などに搭載され高周波トランスとして動作するとき
の環境温度による初透磁率、損失の変化を抑え、高周波
トランスとして良好に使用することができる高透磁率、
低損失Mn−Znフェライトを得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の如き本発明の目的
を達成するために、本発明は、主成分としてモル比で6
5〜69%のFe2 O3 、15〜25%のMnO及び1
0〜16%のZnOから成り、副成分としてCaO、S
iO2 、ZrO2 及びCoOの少なくとも1種を含むM
n−Znフェライトにおいて、その初透磁率の温度特性
における第2極大値が50〜70℃に存在することを特
徴とするMn−Znフェライトを提供するものである。
【0007】本発明では、主成分としてモル比で65〜
69%のFe2 O3 、15〜25%のMnO、および1
0〜16%のZnOから成る、Fe2 O3 を多く含むフ
ェライトにおいて、その初透磁率及び保磁力などの磁気
特性が、初透磁率の温度特性における第2極大値を示す
温度(以下、S.M.P.と表す。)の前後で大きく異
なり、S.M.P.より高い温度域での磁気特性が低い
温度域よりも良好であることを見出し、このような見地
より、これらのフェライトがS.M.P.より高い温度
域で使用されるように調整することにより、残留応力及
び使用動作温度による初透磁率、保磁力及び損失などの
劣化を抑え、高周波トランスとして良好に使用される低
損失Mn−Znフェライト材料を提供できるものであ
る。すなわち、主成分として、モル比で65〜69%の
Fe2 O3 、15〜25%のMnO及び10〜16%の
ZnOから成り、副成分としてCaO、SiO2 、Zr
O2及びCoOの少なくとも1種を含むMn−Znフェ
ライトにおいて、その初透磁率の温度特性におけるS.
M.P.が50〜70℃に存在することを特徴とするも
のである。
【0008】本発明で使用されるフェライト材の主成分
は、モル比でFe2 O3 65〜69%、MnO15〜2
5%およびZnO10〜16%から成り、これにより5
800G以上の高い飽和磁束密度を有する焼成体を得る
ことができる。フェライト材の主成分を上述の範囲とし
たのは、これ以外の範囲では飽和磁束密度の減少や保磁
力および損失の増大を招き、高周波高透磁率材及び高周
波低損失材として実用的でなくなるためである。これら
の主成分のほかに、副成分としてCaO、SiO2 、Z
rO2 及びCoO、の少なくとも1種を加える。これら
のうちCaO、SiO2 、ZrO2 は焼成体の低効率を
上げる効果があり、CoOはFe2 O3の量に応じて異
方性定数K1 を調整する効果があり、いずれも高周波で
の初透磁率及び損失を改善することができる。
【0009】また、Fe2 O3 を多く含むフェライト材
を焼成する場合、スピネル化反応にともなう酸素の放出
量が多いため、必要に応じて有機系バインダーなどの還
元剤をフェライト材に添加することができる。
【0010】このようにして得られたフェライト材は、
成形した後、焼成する。焼成は酸素の放出によるヘマタ
イトの残留がなく、気孔が少なくまた結晶の粒成長を制
御した焼成体が得られるような条件で行われる必要があ
る。このために酸素濃度を制御した不活性ガス雰囲気中
で、焼成温度1150〜1250℃の範囲で行うのが好
ましい。
【0011】本発明におけるMn−Znフェライトの初
透磁率のS.M.P.は50〜70℃に存在するように
調整される。S.M.P.を上記範囲に設定するのは、
このMn−Znフェライトが使用される温度による。す
なわち、このMn−Znフェライトがスイッチング電源
などの高周波トランスとして使用されるとき、フェライ
トコアの温度は、コア自身の損失による発熱及び機器の
環境温度などにより、通常70〜100℃の範囲で変化
する。したがってこのような温度範囲において初透磁
率、保磁力及び損失が劣化なく使用できるようにするた
めにS.M.P.をこの温度範囲より低く設定する。こ
こで、もしS.M.P.の設定が70℃以上であれば、
高周波トランスとして動作するとき、S.M.P.より
低温域でフェライトコアを使用する場合が生じ、高周波
での初透磁率及び損失などの劣化及び変化が起こり、高
周波トランスとして有効に働かなくなる。またS.M.
P.の設定が50℃であれば、使用温度範囲での初透磁
率及び損失などの劣化はないが、使用温度がS.M.
P.より高すぎるため、磁気異方性K1 が大きくなり、
初透磁率の低下及び損失の増大を招く。
【0012】このようなFe2 O3 を多く含むフェライ
トにおいて、使用温度がS.M.P.より高い方が低い
方よりなぜ高周波での初透磁率が高く、損失も小さくな
るのかは明確ではないが、S.M.P.を起点に、磁化
容易軸が低温側で<111>方向、高温側で<100>
方向に変化するときに、それぞれに作用する磁気歪|λ
111 |及び|λ100 |が、それぞれ約3X10-5及び5
X10-6(常温において)で、後者の方が小さいため、
<100>方向が磁化容易軸の時、すなわち使用温度が
S.M.P.より高いときに磁気特性がより良好になる
ものと思われる。また、これらのフェライトを高周波ト
ランスにするときの機械加工などにともなう残留応力に
よる磁気特性の劣化も、使用温度がS.M.P.より高
く設定された高密度フェライトでは、上記理由により磁
気歪が小さいため、それが小さくなるものと思われる。
【0013】本発明におけるMn−Znフェライトの
S.M.P.の調整方法は、特に制約されるものではな
いが、使用するフェライト材の組成に応じて、焼成温
度、焼成雰囲気の調節あるいはCoOの添加量の調整な
どにより、それぞれの許容範囲内で任意に選ぶことがで
きる。
【0014】
【作用】上述のように、Fe2 O3 を多く含むMn−Z
nフェライトにおいて、そのS.M.P.を50〜70
℃に調整することにより、高周波トランスとして磁気歪
の小さい状態で使用されるようになるため、機械加工な
どによる残留応力あるいは使用温度による磁気特性の劣
化を抑えられることにより、高い飽和磁束密度を有し、
高周波で初透磁率が高く損失の小さい材料を提供するこ
とができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。主成分と
してFe2 O3 、MnO及びZnOを図1の図表図に示
す組成範囲で選び、これをボールミルで混合し、窒素中
で900℃、5時間仮焼した。これに副成分としてCa
O、SiO2 、ZrO2 及びCoOを図1の図表図に示
す範囲でそれぞれ添加し、ボールミルで粉砕した。この
フェライト原料粉に還元剤としてポリビリルアルコール
を0.3wt%添加し、50X10X8mmのブロック
状に成形した。そしてこの成形体を窒素中で昇温し、酸
素を含む雰囲気中で1150〜1250℃の範囲で6時
間焼成した。このMn−Znフェライトの焼成ブロック
から外径10mmφ、内径5mmφ、厚さ1mmtのリ
ングを加工し、10Oeでの飽和磁束密度Bs及びS.
M.P.、さらに80℃における5MHZでの初透磁率
μi及び相対損失係数tanδ/μiの測定を行った。
これらの結果を図2の図表図に示す。
【0016】また、実施例1及び比較例2のMn−Zn
フェライトについて、80℃における初透磁率及び相対
損失係数の周波数特性をそれぞれ図3の特性図に示す。
【0017】以上の結果から明らかなように、本発明に
よる実施例1〜4のMn−Znフェライトはにおいては
高周波トランスの動作温度付近での初透磁率が高く、損
失も小さいことがわかる。これに対して、S.M.P.
が本発明の範囲外にある比較例1〜2のMn−Znフェ
ライトでは初透磁率が低下し、損失が増大する。また主
成分のFe2 O3 量が本発明の範囲より少ない比較例3
及び4では、S.M.P.が50〜70℃の範囲より低
くなるため、やはり初透磁率及び損失の増大を招く。ま
た、主成分のFe2 O3 量が本発明の範囲より多い比較
例5及び本発明の副成分を含まない比較例6のMn−Z
nフェライトでは、S.M.P.が50〜70℃の範囲
内にあっても、初透磁率そのものが低くなり、損失の大
きいものとなる。
【0018】なお、本発明に係るフェライト材料は、捲
回されたコイルに印加される交流の通電により生じる磁
束が通過する磁路を有する磁気コアに用いてその効果は
顕著なものである。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のMn−Znフェライトにあっては、主成分としてモル
比で65〜69%のFe2 O3 、15〜25%のMnO
及び10〜16%のZnOから成り、副成分としてCa
O、SiO2 、ZrO2 及びCoOーの少なくとも1種
を含み、その初透磁率の温度特性における第2極大値
(S.M.P.)が50〜70℃に存在することによ
り、残留応力及び使用動作温度による高周波での初透磁
率及び損失などの劣化を抑える効果があるため、高周波
で安定した高い初透磁率を有する低損失材料となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例と比較例の含有成分を対比した
図表図
【図2】本発明の実施例と比較例の特性を対比した図表
【図4】本発明の実施例と比較例の他の特性を対比した
特性図
【手続補正書】
【提出日】平成6年4月7日
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例と比較例の含有成分を対比した
図表図
【図2】本発明の実施例と比鮫例の特性を対比した図表
【図3】本発明の実施例と比較例の他の特性を対比した
特性図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主成分としてモル比で65〜69%のFe
    2 O3 、15〜25%のMnO及び10〜16%のZn
    Oから成り、副成分としてCaO、SiO2 、ZrO2
    及びCoOの少なくとも1種を含むMn−Znフェライ
    トにおいて、その初透磁率の温度特性における第2極大
    値が50〜70℃に存在することを特徴とするMn−Z
    nフェライト。
  2. 【請求項2】捲回されたコイルに印加される交流の通電
    により生じる磁束が通過する磁路を有する磁気コアにお
    いて、該コアが、主成分としてモル比で65〜69%の
    Fe2 O3 、15〜25%のMnO及び10〜16%の
    ZnOから成り、副成分としてCaO、SiO2 、Zr
    O2 及びCoOの少なくとも1種を含むMn−Znフェ
    ライトであって、その初透磁率の温度特性における第2
    極大値が50〜70℃に存在するフェライトであること
    を特徴とするフェライト磁気コア。
JP5142835A 1993-05-21 1993-05-21 Mn−Znフェライト Pending JPH06333727A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005187232A (ja) * 2003-12-24 2005-07-14 Hitachi Metals Ltd フェライト焼結体及びその製造方法並びにこれを用いた電子部品
JP2012111675A (ja) * 2010-11-01 2012-06-14 Tdk Corp フェライト組成物および電子部品
JP2012140307A (ja) * 2011-01-04 2012-07-26 Tdk Corp フェライト組成物および電子部品
JP2012246154A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 Tdk Corp フェライト組成物および電子部品
WO2013002143A1 (ja) * 2011-06-29 2013-01-03 株式会社 村田製作所 フェライト材料、及びノイズ吸収部品

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