JPH065411A - 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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- JPH065411A JPH065411A JP4188611A JP18861192A JPH065411A JP H065411 A JPH065411 A JP H065411A JP 4188611 A JP4188611 A JP 4188611A JP 18861192 A JP18861192 A JP 18861192A JP H065411 A JPH065411 A JP H065411A
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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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電源トランス等に用いられる低損失酸化物磁
性材料の電力損失の最小値となる温度を、２０℃から１
２０℃の間で任意に選択でき、かつ電力損失の最小値を
更に小さくする。 【構成】 副成分としてＳｉＯ2、ＣａＯの他に更にＮ
ｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5を添加したＭｎ−Ｚｎフェライトにお
いて、焼結過程で焼結保持温度に一定時間保持した後、
冷却過程に入り、窒素１００％の雰囲気への切替温度か
ら８００℃までの温度範囲で、６０℃／時間以上、５５
０℃／時間以下の冷却速度に制御することにより、電力
損失の最小値となる温度を６０℃から１２０℃の温度範
囲で任意に選択でき、かつ電力損失の最小値自体も更に
向上できる。
性材料の電力損失の最小値となる温度を、２０℃から１
２０℃の間で任意に選択でき、かつ電力損失の最小値を
更に小さくする。 【構成】 副成分としてＳｉＯ2、ＣａＯの他に更にＮ
ｂ2Ｏ5及びＶ2Ｏ5を添加したＭｎ−Ｚｎフェライトにお
いて、焼結過程で焼結保持温度に一定時間保持した後、
冷却過程に入り、窒素１００％の雰囲気への切替温度か
ら８００℃までの温度範囲で、６０℃／時間以上、５５
０℃／時間以下の冷却速度に制御することにより、電力
損失の最小値となる温度を６０℃から１２０℃の温度範
囲で任意に選択でき、かつ電力損失の最小値自体も更に
向上できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電源トランス等に用いら
れる低損失酸化物磁性材料に関するものである。
れる低損失酸化物磁性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のスイッチング電源用変圧器におい
ては、スイッチング周波数として、専ら１０〜２００Ｋ
Ｈｚ程度のものが使用されており、これに対応すべき材
料として、主成分３０〜４２モル％の一酸化マンガン
（ＭｎＯ）、４〜１９モル％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）、及
び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含み、副成分と
して０.０２〜０.１５重量％の酸化カルシウム（Ｃａ
Ｏ）と０.００５〜０.１００重量％の二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ2）とを含むＭｎ−Ｚｎ系スピネル型フェライトが
すでに開発されている。一方、低損失酸化物磁性材料を
スイッチング電源用の変圧器の磁芯材料として使用する
場合、電力損失ＰBの温度特性を考慮し、設計するのが
一般である。即ちスイッチング電源を使用する周囲の温
度、電力損失による磁芯の発熱を考慮し電力損失ＰBが
最小値となる温度をあらかじめ決めなければならない。
ては、スイッチング周波数として、専ら１０〜２００Ｋ
Ｈｚ程度のものが使用されており、これに対応すべき材
料として、主成分３０〜４２モル％の一酸化マンガン
（ＭｎＯ）、４〜１９モル％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）、及
び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含み、副成分と
して０.０２〜０.１５重量％の酸化カルシウム（Ｃａ
Ｏ）と０.００５〜０.１００重量％の二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ2）とを含むＭｎ−Ｚｎ系スピネル型フェライトが
すでに開発されている。一方、低損失酸化物磁性材料を
スイッチング電源用の変圧器の磁芯材料として使用する
場合、電力損失ＰBの温度特性を考慮し、設計するのが
一般である。即ちスイッチング電源を使用する周囲の温
度、電力損失による磁芯の発熱を考慮し電力損失ＰBが
最小値となる温度をあらかじめ決めなければならない。
【０００３】電力損失ＰBの最小値となる温度は従来、
主成分となる一酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）、及び酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の配合比、あるい
はイオンの価数が４価のチタンＴｉ4+、スズＳｎ4+等を
添加することにより決定されたが、電力損失の最小値が
大きくなるという欠点があった。
主成分となる一酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）、及び酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の配合比、あるい
はイオンの価数が４価のチタンＴｉ4+、スズＳｎ4+等を
添加することにより決定されたが、電力損失の最小値が
大きくなるという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の技術
的課題は、電力損失が最小値となる温度を任意に選択す
ることができると共に、電力損失が最小となる温度が６
０℃〜１２０℃の範囲で低い電力損失が得られる低損失
酸化物磁性材料の製造方法を提供することにある。
的課題は、電力損失が最小値となる温度を任意に選択す
ることができると共に、電力損失が最小となる温度が６
０℃〜１２０℃の範囲で低い電力損失が得られる低損失
酸化物磁性材料の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】主成分として３０〜４２
モル％の一酸化マンガン（ＭｎＯ）、４〜１９％の酸化
亜鉛（ＺｎＯ）、及び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ
2Ｏ3）を含み、副成分として、０.０２〜０.１５重量％
の酸化カルシウム（ＣａＯ）と０.００５〜０.１０重量
％の二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を含み、更に０.３重量％
以下（０を含まず）の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、及び
０.２重量％以下（０を含まず）の五酸化バナジウム
（Ｖ2Ｏ5）の内、一種以上を含む酸化物磁性材料におい
て、焼結過程における降温速度を窒素１００％の雰囲気
への切替温度から８００℃までの温度範囲内で６０℃／
時間以上、５５０℃／時間以下で制御することにより、
６０℃〜１２０℃の範囲で電力損失ＰBの最小値となる
温度を自由に選択することができ、かつ電力損失ＰBの
最小値を、６０℃〜１２０℃の範囲で更に小さく改善で
きることを特徴とする低損失酸化物磁性材料の製造方法
を提供するものである。
モル％の一酸化マンガン（ＭｎＯ）、４〜１９％の酸化
亜鉛（ＺｎＯ）、及び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ
2Ｏ3）を含み、副成分として、０.０２〜０.１５重量％
の酸化カルシウム（ＣａＯ）と０.００５〜０.１０重量
％の二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を含み、更に０.３重量％
以下（０を含まず）の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、及び
０.２重量％以下（０を含まず）の五酸化バナジウム
（Ｖ2Ｏ5）の内、一種以上を含む酸化物磁性材料におい
て、焼結過程における降温速度を窒素１００％の雰囲気
への切替温度から８００℃までの温度範囲内で６０℃／
時間以上、５５０℃／時間以下で制御することにより、
６０℃〜１２０℃の範囲で電力損失ＰBの最小値となる
温度を自由に選択することができ、かつ電力損失ＰBの
最小値を、６０℃〜１２０℃の範囲で更に小さく改善で
きることを特徴とする低損失酸化物磁性材料の製造方法
を提供するものである。
【０００６】
【作用】本発明は、焼結時の降温速度を窒素１００％の
雰囲気への切替温度から８００℃までの温度範囲で制御
することにより、鉄イオンの２価と３価の比率Ｆｅ2+／
Ｆｅ3+、及びマンガンイオンの２価と３価の比率Ｍｎ2+
／Ｍｎ3+を制御すると共に、五酸化ニオブ（Ｎｂ
2Ｏ5）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）を結晶粒界への高
濃度に析出させ、粒界の比抵抗を高めると共に、結晶粒
を均一に成長させることにより、高温側のうず電流損
失、及びヒステリリシス損失を共に低下せしめる。
雰囲気への切替温度から８００℃までの温度範囲で制御
することにより、鉄イオンの２価と３価の比率Ｆｅ2+／
Ｆｅ3+、及びマンガンイオンの２価と３価の比率Ｍｎ2+
／Ｍｎ3+を制御すると共に、五酸化ニオブ（Ｎｂ
2Ｏ5）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）を結晶粒界への高
濃度に析出させ、粒界の比抵抗を高めると共に、結晶粒
を均一に成長させることにより、高温側のうず電流損
失、及びヒステリリシス損失を共に低下せしめる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【０００８】主成分として、５３.５モル％の酸化第二
鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、３６.５モル％の一酸化マンガン（Ｍ
ｎＯ）、及び１０モル％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有
し、副成分として０.０１５重量％の二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ2）と０.０５０重量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）
と０.０４０重量％の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）と、０.
０５０重量％の五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）を含有し、
これらを混合し、予焼し、造粒する。造粒した粉末を外
径３０ｍｍ、内径１８ｍｍ、高さ７ｍｍのリング状にプ
レス成形し、酸素分圧１.０％、温度１３００℃におい
て焼結した。窒素１００％への切替温度を１１５０℃と
し、１１５０℃から８００℃までの降温速度を６０℃／
時間、１００℃／時間、２００℃／時間、３００℃／時
間、４５０℃／時間、５５０℃／時間に変えたときの電
力損失が最小となる温度を表１に示した。
鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、３６.５モル％の一酸化マンガン（Ｍ
ｎＯ）、及び１０モル％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有
し、副成分として０.０１５重量％の二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ2）と０.０５０重量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）
と０.０４０重量％の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）と、０.
０５０重量％の五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）を含有し、
これらを混合し、予焼し、造粒する。造粒した粉末を外
径３０ｍｍ、内径１８ｍｍ、高さ７ｍｍのリング状にプ
レス成形し、酸素分圧１.０％、温度１３００℃におい
て焼結した。窒素１００％への切替温度を１１５０℃と
し、１１５０℃から８００℃までの降温速度を６０℃／
時間、１００℃／時間、２００℃／時間、３００℃／時
間、４５０℃／時間、５５０℃／時間に変えたときの電
力損失が最小となる温度を表１に示した。
【０００９】
【表１】
【００１０】降温速度が早くなるにつれて、電力損失が
最小となる温度は高温側へ移動している。又、図１には
降温速度を６０℃／時間、３００℃／時間、５５０℃／
時間にした場合の電力損失ＰBの温度特性を示す。図１
から降温温度が早くなるにつれて電力損失の最小値とな
る温度が高温側へ移動し、同時にその値も低くなってい
ることが明かである。
最小となる温度は高温側へ移動している。又、図１には
降温速度を６０℃／時間、３００℃／時間、５５０℃／
時間にした場合の電力損失ＰBの温度特性を示す。図１
から降温温度が早くなるにつれて電力損失の最小値とな
る温度が高温側へ移動し、同時にその値も低くなってい
ることが明かである。
【００１１】なお、降温速度を６０℃／時間より遅くし
た場合は、電力損失の最小値の値が大きくなり好ましく
ない。又、降温速度が５５０℃／時間を越えると、焼結
体にマイクロクラック等のひびを生じ好ましくない。
た場合は、電力損失の最小値の値が大きくなり好ましく
ない。又、降温速度が５５０℃／時間を越えると、焼結
体にマイクロクラック等のひびを生じ好ましくない。
【００１２】次に、表２に前述の焼結条件にて降温速度
を４５０℃／時間とした時の第二副成分五酸化ニオブ
（Ｎｂ2Ｏ5）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）を含まない
場合、各々を単独で含んだ場合、及び複合添加し場合の
添加量と電力損失ＰBの値を示した。
を４５０℃／時間とした時の第二副成分五酸化ニオブ
（Ｎｂ2Ｏ5）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）を含まない
場合、各々を単独で含んだ場合、及び複合添加し場合の
添加量と電力損失ＰBの値を示した。
【００１３】
【表２】
【００１４】五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）と五酸化ニオ
ブ（Ｎｂ2Ｏ5）を単独、及び複合添加した材料は、本焼
結条件により電力損失ＰBの最小となる温度は１００℃
となり、最適添加量（試料番号４）においては、従来例
（試料番号１）に対し約３０％電力損失を低減した。第
二副成分の五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）の添加量が０.
３重量％（試料番号６）、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）の
添加量が０.４重量％（試料番号８）においては、結晶
粒内にこれらの成分を主としたアモルファス状、及び多
結晶体等の異相が発生し、電力損失が大きくなってい
る。
ブ（Ｎｂ2Ｏ5）を単独、及び複合添加した材料は、本焼
結条件により電力損失ＰBの最小となる温度は１００℃
となり、最適添加量（試料番号４）においては、従来例
（試料番号１）に対し約３０％電力損失を低減した。第
二副成分の五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）の添加量が０.
３重量％（試料番号６）、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）の
添加量が０.４重量％（試料番号８）においては、結晶
粒内にこれらの成分を主としたアモルファス状、及び多
結晶体等の異相が発生し、電力損失が大きくなってい
る。
【００１５】尚、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）と五酸化
ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）を最適添加した試料（試料番号４）
の諸特性を従来例（試料番号１）と比較したものを表３
に示す。
ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）を最適添加した試料（試料番号４）
の諸特性を従来例（試料番号１）と比較したものを表３
に示す。
【００１６】
【表３】
【００１７】
【発明の効果】以上の説明に示すように、副成分として
二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化カルシウム（ＣａＯ）
以外に五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、五酸化ニオブ（Ｎ
ｂ2Ｏ5）を含有した材料を窒素１００％に切替温度から
８００℃までの範囲で、降温速度を変える方法により、
電力損失の最小値の値を６０〜１２０℃の範囲内で高温
側へ変化させると同時に、電力損失ＰBの小さい材料が
得られ、変圧器の小型化、軽量化を計ることができる。
二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化カルシウム（ＣａＯ）
以外に五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、五酸化ニオブ（Ｎ
ｂ2Ｏ5）を含有した材料を窒素１００％に切替温度から
８００℃までの範囲で、降温速度を変える方法により、
電力損失の最小値の値を６０〜１２０℃の範囲内で高温
側へ変化させると同時に、電力損失ＰBの小さい材料が
得られ、変圧器の小型化、軽量化を計ることができる。
【図１】窒素１００％の切替温度から８００℃までの温
度範囲での降温速度が６０℃／時間、３００℃／時間、
５５０℃／時間の場合の電力損失ＰBの温度特性を示す
グラフ。
度範囲での降温速度が６０℃／時間、３００℃／時間、
５５０℃／時間の場合の電力損失ＰBの温度特性を示す
グラフ。
Ａ 降温速度が６０℃の場合 Ｃ 降温速度が３００℃の場合 Ｆ 降温速度が５５０℃の場合
Claims (1)
- 【請求項１】 主成分として３０〜４２モル％の一酸化
マンガン（ＭｎＯ）、４〜１９モル％の酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、及び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を含み、
副成分として０.０２〜０.１５重量％の酸化カルシウム
（ＣａＯ）と０.００５〜０.１０重量％の二酸化ケイ素
（ＳｉＯ2）を含み、更に第二副成分として０.３重量％
以下（０を含まず）の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）及び
０.２重量％以下（０を含まず）の五酸化バナジウム
（Ｖ2Ｏ5）の内、一種以上を含む酸化物磁性材料におい
て、焼結過程における降温速度を窒素１００％の雰囲気
への切替温度から８００℃までの温度範囲内で６０℃／
時間以上、５５０℃／時間以下で制御することにより、
電力損失ＰBの最小値となる温度を６０℃〜１２０℃の
範囲で自由に選択が可能で、なおかつ低い電力損失ＰB
が得られ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 |
|---|---|---|---|
| JP4188611A JPH065411A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP4188611A JPH065411A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 低損失酸化物磁性材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065411A true JPH065411A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=16226711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4188611A Pending JPH065411A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 低損失酸化物磁性材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065411A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6627103B2 (en) | 2000-03-31 | 2003-09-30 | Tdk Corporation | Mn-Zn ferrite production process, Mn-Zn ferrite, and ferrite core for power supplies |
| JP2009227554A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Tdk Corp | フェライト焼結体及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP4188611A patent/JPH065411A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6627103B2 (en) | 2000-03-31 | 2003-09-30 | Tdk Corporation | Mn-Zn ferrite production process, Mn-Zn ferrite, and ferrite core for power supplies |
| DE10114951B4 (de) * | 2000-03-31 | 2006-04-27 | Tdk Corp. | Mn-Zn-Ferrit-Herstellungsverfahren, Mn-Zn-Ferrit und Verwendung desselben in Stromversorgungseinheiten |
| JP2009227554A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Tdk Corp | フェライト焼結体及びその製造方法 |
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