JPH07226314A - 低損失酸化物磁性材料 - Google Patents
低損失酸化物磁性材料Info
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- JPH07226314A JPH07226314A JP6037975A JP3797594A JPH07226314A JP H07226314 A JPH07226314 A JP H07226314A JP 6037975 A JP6037975 A JP 6037975A JP 3797594 A JP3797594 A JP 3797594A JP H07226314 A JPH07226314 A JP H07226314A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電力損失が小さい酸化物磁性材料を提供する
こと。 【構成】 主成分としてＦｅ2Ｏ3、ＭｎＯおよびＺｎＯ
からなり、副成分としてＳｉＯ2、ＣａＯを含有する低
損失酸化物磁性材料において、更に副成分として前記主
成分及び副成分の総重量に対してＴｉＯ2を０〜０．４
重量％（０を含まず）を含有し、また、ＴｉＯ2をＴｉ
Ｏ2総含有量に対して７０〜９５重量％の範囲でスピネ
ル結晶格子中に固溶させる。
こと。 【構成】 主成分としてＦｅ2Ｏ3、ＭｎＯおよびＺｎＯ
からなり、副成分としてＳｉＯ2、ＣａＯを含有する低
損失酸化物磁性材料において、更に副成分として前記主
成分及び副成分の総重量に対してＴｉＯ2を０〜０．４
重量％（０を含まず）を含有し、また、ＴｉＯ2をＴｉ
Ｏ2総含有量に対して７０〜９５重量％の範囲でスピネ
ル結晶格子中に固溶させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低損失酸化物磁性材料
に関し、更に詳しくは電源用トランス等に用いられるス
ピネル型Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト磁性材料に関するもの
である。
に関し、更に詳しくは電源用トランス等に用いられるス
ピネル型Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト磁性材料に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトは各種電
子機器等のコイル、トランスに多用されてきた。また、
これらの電子機器の電源は、その駆動周波数が２００ｋ
Ｈｚ程度以下のものが使用されてきた。
子機器等のコイル、トランスに多用されてきた。また、
これらの電子機器の電源は、その駆動周波数が２００ｋ
Ｈｚ程度以下のものが使用されてきた。
【０００３】近年の各種電子機器の高性能化及び小型化
の進展は著しく、それに伴い電源用トランス等に用いら
れるＭｎ−Ｚｎ系フェライトのより一層の高性能化、小
型化が望まれているところである。
の進展は著しく、それに伴い電源用トランス等に用いら
れるＭｎ−Ｚｎ系フェライトのより一層の高性能化、小
型化が望まれているところである。
【０００４】電源装置の小型軽量化のためには、駆動周
波数の高周波化が有利であるので、そのための検討も各
方面で著しく、１ＭＨｚ程度の電源も製品化されつつあ
るのが現状である。
波数の高周波化が有利であるので、そのための検討も各
方面で著しく、１ＭＨｚ程度の電源も製品化されつつあ
るのが現状である。
【０００５】ところが、従来のＭｎ−Ｚｎ系フェライト
を１ＭＨｚのような高周波で使用した場合、フェライト
の電力損失による発熱が著しく、その機能を有効に果た
すことができないという欠点を有していた。それ故、メ
イントランスあるいは平滑チョークに用いられるＭｎ−
Ｚｎ系フェライトのより一層の低損失化が望まれてい
る。
を１ＭＨｚのような高周波で使用した場合、フェライト
の電力損失による発熱が著しく、その機能を有効に果た
すことができないという欠点を有していた。それ故、メ
イントランスあるいは平滑チョークに用いられるＭｎ−
Ｚｎ系フェライトのより一層の低損失化が望まれてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの低損失化に応えるためになさ
れたもので、前記従来技術の欠点を除去し、１００ｋＨ
ｚ程度の低周波から１ＭＨｚ付近の高周波数帯域におい
ても、電力損失が少なく、発熱を有効に抑えた低損失Ｍ
ｎ−Ｚｎ系フェライト磁性材料を提供することにある。
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの低損失化に応えるためになさ
れたもので、前記従来技術の欠点を除去し、１００ｋＨ
ｚ程度の低周波から１ＭＨｚ付近の高周波数帯域におい
ても、電力損失が少なく、発熱を有効に抑えた低損失Ｍ
ｎ−Ｚｎ系フェライト磁性材料を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、主成分
として酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及
び酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）からなり、副成分として酸化
ケイ素（ＳｉＯ2）及び酸化カルシウム（ＣａＯ）を含
有する低損失酸化物磁性材料において、更に副成分とし
て、前記主成分及び前記副成分の総重量に対して酸化チ
タン（ＴｉＯ2）を０〜０．４重量％（０は含まず）含
有することを特徴とする低損失酸化物磁性材料が得られ
る。
として酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及
び酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）からなり、副成分として酸化
ケイ素（ＳｉＯ2）及び酸化カルシウム（ＣａＯ）を含
有する低損失酸化物磁性材料において、更に副成分とし
て、前記主成分及び前記副成分の総重量に対して酸化チ
タン（ＴｉＯ2）を０〜０．４重量％（０は含まず）含
有することを特徴とする低損失酸化物磁性材料が得られ
る。
【０００８】また、本発明によれば、前記の低損失酸化
物磁性材料において、スピネル結晶格子中に固溶した酸
化チタン（ＴｉＯ2）がＴｉＯ2総含有量に対して７０〜
９５重量％の範囲であることを特徴とする低損失酸化物
磁性材料が得られる。
物磁性材料において、スピネル結晶格子中に固溶した酸
化チタン（ＴｉＯ2）がＴｉＯ2総含有量に対して７０〜
９５重量％の範囲であることを特徴とする低損失酸化物
磁性材料が得られる。
【０００９】本発明におけるＭｎ−Ｚｎ系フェライトで
ある酸化物磁性材料は、主成分としてＭｎＯが１５〜４
２モル％、ＺｎＯが４〜３０モル％及びＦｅ2Ｏ3が残部
の組成が選択される。この範囲外であると透磁率、キュ
リー温度などの磁気特性に影響を及ぼす。
ある酸化物磁性材料は、主成分としてＭｎＯが１５〜４
２モル％、ＺｎＯが４〜３０モル％及びＦｅ2Ｏ3が残部
の組成が選択される。この範囲外であると透磁率、キュ
リー温度などの磁気特性に影響を及ぼす。
【００１０】また、副成分としては、ＳｉＯ2、ＣａＯ
及びＴｉＯ2を含有する。各成分の含有量は、ＳｉＯ2が
０〜０．０５重量％（０を含まず）、ＣａＯが０〜０．
１重量％（０を含まず）及びＴｉＯ2が０〜０．４重量
％（０を含まず）が好ましい。これらは電力損失を低減
する成分であるが、この範囲を越えると損失が上昇す
る。
及びＴｉＯ2を含有する。各成分の含有量は、ＳｉＯ2が
０〜０．０５重量％（０を含まず）、ＣａＯが０〜０．
１重量％（０を含まず）及びＴｉＯ2が０〜０．４重量
％（０を含まず）が好ましい。これらは電力損失を低減
する成分であるが、この範囲を越えると損失が上昇す
る。
【００１１】また、ＴｉＯ2をスピネル結晶格子中に、
ＴｉＯ2総含有量に対して７０〜９５重量％の範囲で固
溶させることにより、電力損失を低減できる。
ＴｉＯ2総含有量に対して７０〜９５重量％の範囲で固
溶させることにより、電力損失を低減できる。
【００１２】
【作用】一般的にＴｉＯ2は、フェライトの主成分と置
換してスピネル結晶格子中に固溶するとされているが、
従来の技術に於て、電力損失等の磁気特性に対して、そ
の固溶量の明確な限定は今だなされていない。
換してスピネル結晶格子中に固溶するとされているが、
従来の技術に於て、電力損失等の磁気特性に対して、そ
の固溶量の明確な限定は今だなされていない。
【００１３】本発明者は種々の検討を行った結果、副成
分であるＴｉＯ2を、結晶格子中へ特定比率固溶せしめ
ることにより、前述した問題を解決し、より一層低損失
なＭｎ−Ｚｎ系フェライトが得られることを発見したも
のである。
分であるＴｉＯ2を、結晶格子中へ特定比率固溶せしめ
ることにより、前述した問題を解決し、より一層低損失
なＭｎ−Ｚｎ系フェライトが得られることを発見したも
のである。
【００１４】すなわち、ＴｉＯ2をＴｉＯ2総含有量の７
０〜９５重量％の範囲で、スピネル結晶格子中に固溶せ
しめることにより、電力損失特性が改善でき、Ｍｎ−Ｚ
ｎ系フェライトの高特性化を実現できるものである。
０〜９５重量％の範囲で、スピネル結晶格子中に固溶せ
しめることにより、電力損失特性が改善でき、Ｍｎ−Ｚ
ｎ系フェライトの高特性化を実現できるものである。
【００１５】本発明において、副成分であるＴｉＯ
2を、結晶格子中へ特定比率固溶させることにより、電
力損失特性の向上が図れたのは、適度に酸素分圧を制御
した雰囲気下で焼成することで、ＴｉＯ2を結晶格子中
へ特定比率固溶させることができ、焼結体のスピネル結
晶格子の比抵抗が向上し、主に渦電流損失が低下したた
めと思われる。また本発明においてＴｉＯ2量を制御す
ることにより透磁率が向上したのは粒界相とスピネル相
結晶の組成及び酸化度の差によって生じる内部応力に起
因する磁気的な歪の影響をも低減することが可能となっ
たためと推定される。
2を、結晶格子中へ特定比率固溶させることにより、電
力損失特性の向上が図れたのは、適度に酸素分圧を制御
した雰囲気下で焼成することで、ＴｉＯ2を結晶格子中
へ特定比率固溶させることができ、焼結体のスピネル結
晶格子の比抵抗が向上し、主に渦電流損失が低下したた
めと思われる。また本発明においてＴｉＯ2量を制御す
ることにより透磁率が向上したのは粒界相とスピネル相
結晶の組成及び酸化度の差によって生じる内部応力に起
因する磁気的な歪の影響をも低減することが可能となっ
たためと推定される。
【００１６】
【実施例】以下、本発明に係わる低損失酸化物磁性材料
の実施例について説明する。
の実施例について説明する。
【００１７】
【実施例１】高純度のＦｅ2Ｏ3、Ｍｎ3Ｏ4及びＺｎＯの
原料粉末を、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｎＯ及びＺｎＯ換算でそれぞ
れ５３モル％、３７モル％及び１０モル％となるように
秤量し、これらの粉末をボールミルにて混合した後、約
９００℃で仮焼した。
原料粉末を、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｎＯ及びＺｎＯ換算でそれぞ
れ５３モル％、３７モル％及び１０モル％となるように
秤量し、これらの粉末をボールミルにて混合した後、約
９００℃で仮焼した。
【００１８】次に、この仮焼粉末に、この粉末の総重量
に対して、０．０２重量％のＳｉＯ2、０．０５重量％
のＣａＯ及び０〜０．５５重量％の範囲で変化させたＴ
ｉＯ2を添加して、さらにボールミルにて混合解砕を行
った。次に得られた粉末にバインダーを混合した後、約
２ｔｏｎ／ｃｍ2で成形し、得られた成形体を焼成温度
１２００〜１４００℃、酸素分圧１〜１０ｖｏｌ％の条
件で焼成した。得られた結果をＴｉＯ2含有量と、電力
損失（以下ＰBと称す）（ａｔ１００℃，１００ｋＨ
ｚ，２０００Ｇ）及び初透磁率（以下μiと称す）（ａ
ｔ常温，１００ｋＨｚ）との関係として図１に示した。
図１より、ＴｉＯ2の含有量が０〜０．４重量％（０を
除く）の時に優れた磁気特性の得られていることがわか
る。
に対して、０．０２重量％のＳｉＯ2、０．０５重量％
のＣａＯ及び０〜０．５５重量％の範囲で変化させたＴ
ｉＯ2を添加して、さらにボールミルにて混合解砕を行
った。次に得られた粉末にバインダーを混合した後、約
２ｔｏｎ／ｃｍ2で成形し、得られた成形体を焼成温度
１２００〜１４００℃、酸素分圧１〜１０ｖｏｌ％の条
件で焼成した。得られた結果をＴｉＯ2含有量と、電力
損失（以下ＰBと称す）（ａｔ１００℃，１００ｋＨ
ｚ，２０００Ｇ）及び初透磁率（以下μiと称す）（ａ
ｔ常温，１００ｋＨｚ）との関係として図１に示した。
図１より、ＴｉＯ2の含有量が０〜０．４重量％（０を
除く）の時に優れた磁気特性の得られていることがわか
る。
【００１９】
【実施例２】高純度のＦｅ2Ｏ3、Ｍｎ3Ｏ4及びＺｎＯの
原料粉末を、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｎＯ及びＺｎＯ換算でそれぞ
れ５３モル％、３７モル％及び１０モル％となるよう秤
量し、これら粉末をボールミルにて混合した後、約９０
０℃で仮焼した。
原料粉末を、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｎＯ及びＺｎＯ換算でそれぞ
れ５３モル％、３７モル％及び１０モル％となるよう秤
量し、これら粉末をボールミルにて混合した後、約９０
０℃で仮焼した。
【００２０】次にこの仮焼粉末にこの粉末の総重量に対
して０．０２重量％のＳｉＯ2、０．０５重量％のＣａ
Ｏ及び０．１５重量％のＴｉＯ2を添加して、さらにボ
ールミルにて混合、解砕を行った。次に得られた粉末に
バインダーを混合した後、約２ｔｏｎ／ｃｍ2で成形
し、得られた成形体を、焼成温度１２００〜１４００
℃、酸素分圧１〜１０ｖｏｌ％の条件で焼成した。結果
を図２に示す。
して０．０２重量％のＳｉＯ2、０．０５重量％のＣａ
Ｏ及び０．１５重量％のＴｉＯ2を添加して、さらにボ
ールミルにて混合、解砕を行った。次に得られた粉末に
バインダーを混合した後、約２ｔｏｎ／ｃｍ2で成形
し、得られた成形体を、焼成温度１２００〜１４００
℃、酸素分圧１〜１０ｖｏｌ％の条件で焼成した。結果
を図２に示す。
【００２１】図２は、スピネル結晶格子中のＴｉＯ2量
を変化させた時に得られた各試料のＰB（ａｔ１００
℃，１００ｋＨｚ，２０００Ｇ）及びμi（ａｔ常温，
１００ｋＨｚ）値を示している。スピネル結晶格子中の
ＴｉＯ2量は、化学的なエッチングにより粒界相を除去
したスピネル結晶格子中の含有量を、総含有量に対する
比率（重量％）で示した値である。
を変化させた時に得られた各試料のＰB（ａｔ１００
℃，１００ｋＨｚ，２０００Ｇ）及びμi（ａｔ常温，
１００ｋＨｚ）値を示している。スピネル結晶格子中の
ＴｉＯ2量は、化学的なエッチングにより粒界相を除去
したスピネル結晶格子中の含有量を、総含有量に対する
比率（重量％）で示した値である。
【００２２】図２より、無添加と比較し、ＴｉＯ2総含
有量の７０〜９５重量％の範囲でＴｉＯ2をスピネル結
晶格子中に固溶せしめた試料は、低い電力損失及び高い
透磁率の得られていることがわかる。
有量の７０〜９５重量％の範囲でＴｉＯ2をスピネル結
晶格子中に固溶せしめた試料は、低い電力損失及び高い
透磁率の得られていることがわかる。
【００２３】
【実施例３】高純度のＦｅ2Ｏ3、Ｍｎ3Ｏ4及びＺｎＯの
原料粉末をＦｅ2Ｏ3、ＭｎＯ及びＺｎＯ換算で５３モル
％、３９モル％、８モル％となるよう秤量し、これら粉
末をボールミルにて混合した後、約９００℃で仮焼し
た。次に、この仮焼粉末にこの粉末の総重量に対して
０．０３重量％のＳｉＯ2、０．１０重量％のＣａＯ、
及び０．２０重量％のＴｉＯ2を添加して、更にボール
ミルで混合、解砕を行った。次に、得られた粉末にバイ
ンダーを混合した後、約２ｔｏｎ／ｃｍ2で成形し、得
られた成形体を焼成温度１２００〜１４００℃、酸素分
圧３ｖｏｌ％以下の条件で焼成した。得られた結果を図
３に示した。
原料粉末をＦｅ2Ｏ3、ＭｎＯ及びＺｎＯ換算で５３モル
％、３９モル％、８モル％となるよう秤量し、これら粉
末をボールミルにて混合した後、約９００℃で仮焼し
た。次に、この仮焼粉末にこの粉末の総重量に対して
０．０３重量％のＳｉＯ2、０．１０重量％のＣａＯ、
及び０．２０重量％のＴｉＯ2を添加して、更にボール
ミルで混合、解砕を行った。次に、得られた粉末にバイ
ンダーを混合した後、約２ｔｏｎ／ｃｍ2で成形し、得
られた成形体を焼成温度１２００〜１４００℃、酸素分
圧３ｖｏｌ％以下の条件で焼成した。得られた結果を図
３に示した。
【００２４】図３は、スピネル結晶格子中のＴｉＯ2量
を変化させた時に得られた各試料のＰB（ａｔ６０℃，
１ＭＨｚ，５００Ｇ）値を示している。
を変化させた時に得られた各試料のＰB（ａｔ６０℃，
１ＭＨｚ，５００Ｇ）値を示している。
【００２５】図３のスピネル結晶格子中のＴｉＯ2量
は、実施例２と同様に化学的なエッチングにより粒界相
を除去したスピネル結晶格子中の含有量を、総含有量に
対する比率（重量％）で示した値である。
は、実施例２と同様に化学的なエッチングにより粒界相
を除去したスピネル結晶格子中の含有量を、総含有量に
対する比率（重量％）で示した値である。
【００２６】図３より、ＴｉＯ2総含有量の７０〜９５
重量％の範囲で、ＴｉＯ2をスピネル結晶格子中に固溶
せしめた試料は、低い電力損失の得られていることがわ
かる。
重量％の範囲で、ＴｉＯ2をスピネル結晶格子中に固溶
せしめた試料は、低い電力損失の得られていることがわ
かる。
【００２７】
【発明の効果】以上述べた如く、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライ
トに於て、副成分であるＴｉＯ2を、０〜０．４重量％
（０を除く）の範囲で含有せしめ、またＴｉＯ2をスピ
ネル結晶格子中にＴｉＯ2総含有量の７０〜９５重量％
固溶せしめることにより、従来のＭｎ−Ｚｎ系フェライ
トよりも優れた性能を示すＭｎ−Ｚｎ系フェライトを得
ることができる。
トに於て、副成分であるＴｉＯ2を、０〜０．４重量％
（０を除く）の範囲で含有せしめ、またＴｉＯ2をスピ
ネル結晶格子中にＴｉＯ2総含有量の７０〜９５重量％
固溶せしめることにより、従来のＭｎ−Ｚｎ系フェライ
トよりも優れた性能を示すＭｎ−Ｚｎ系フェライトを得
ることができる。
【図１】ＴｉＯ2含有量と、初透磁率及び電力損失との
関係を示す図。図１（ａ）はＴｉＯ2含有量と初透磁率
との関係を示す図。図１（ｂ）はＴｉＯ2含有量と電力
損失との関係を示す図。
関係を示す図。図１（ａ）はＴｉＯ2含有量と初透磁率
との関係を示す図。図１（ｂ）はＴｉＯ2含有量と電力
損失との関係を示す図。
【図２】スピネル結晶格子中のＴｉＯ2量と、初透磁率
及び電力損失との関係を示す図。図２（ａ）はスピネル
結晶格子中のＴｉＯ2量と初透磁率との関係を示す図。
図２（ｂ）はスピネル結晶格子中のＴｉＯ2量と電力損
失との関係を示す図。
及び電力損失との関係を示す図。図２（ａ）はスピネル
結晶格子中のＴｉＯ2量と初透磁率との関係を示す図。
図２（ｂ）はスピネル結晶格子中のＴｉＯ2量と電力損
失との関係を示す図。
【図３】スピネル結晶格子中のＴｉＯ2量と電力損失と
の関係を示す図。
の関係を示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】 主成分として酸化マンガン（ＭｎＯ），
酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）から成
り、副成分として酸化ケイ素（ＳｉＯ2）及び酸化カル
シウム（ＣａＯ）を含有する低損失酸化物磁性材料に於
て、更に副成分として前記主成分及び前記副成分の総重
量に対して、酸化チタン（ＴｉＯ2）を０〜０．４重量
％（０は含まず）含有することを特徴とする低損失酸化
物磁性材料。 - 【請求項２】 請求項１記載の低損失酸化物磁性材料に
於て、スピネル結晶格子中に固溶した酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ2）がＴｉＯ2総含有量に対して７０〜９５重量％の範
囲であることを特徴とする低損失酸化物磁性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6037975A JPH07226314A (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 低損失酸化物磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6037975A JPH07226314A (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 低損失酸化物磁性材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07226314A true JPH07226314A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=12512578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6037975A Pending JPH07226314A (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 低損失酸化物磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07226314A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105330281A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-17 | 全椒君鸿软磁材料有限公司 | 一种高磁导率软磁铁氧体磁芯材料的制备方法 |
| JP2016113328A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | Tdk株式会社 | フェライトコア、電子部品、および、電源装置 |
-
1994
- 1994-02-10 JP JP6037975A patent/JPH07226314A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016113328A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | Tdk株式会社 | フェライトコア、電子部品、および、電源装置 |
| CN105330281A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-17 | 全椒君鸿软磁材料有限公司 | 一种高磁导率软磁铁氧体磁芯材料的制备方法 |
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