JPH08310855A - Ni系フェライト焼結体 - Google Patents

Ni系フェライト焼結体

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JPH08310855A
JPH08310855A JP8051401A JP5140196A JPH08310855A JP H08310855 A JPH08310855 A JP H08310855A JP 8051401 A JP8051401 A JP 8051401A JP 5140196 A JP5140196 A JP 5140196A JP H08310855 A JPH08310855 A JP H08310855A
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Hitoshi Ueda
等 上田
Tokukazu Koyuhara
徳和 小湯原
Teruo Uchikawa
晃夫 内川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比抵抗の高いNi系フェライトにて、損失
(コアロス)が小さく、スイッチング電源や液晶バック
ライト等のトランス用等として使用できるフェライトを
提供する。 【構成】 Ni系フェライト焼結体であって、Fe23
が48.0〜50.0mol%で、焼結体中のCaの含
有量が350ppm以下で、20〜140℃における損
失(コアロス)の最小値が30kW/m3以下(50k
Hz、50mT)のNi系フェライト焼結体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電
源、液晶バックライト等のトランス用等に用いられるフ
ェライト焼結体に関する。
【0002】
【従来の技術】スイッチング電源、液晶バックライト
は、民生機器をはじめOA、産業用機器へと幅広い利用
が進んでおり、現在、小型、薄型、軽量化が図られてい
る。このスイッチング電源や液晶バックライト等に使用
されるトランスには、従来、Mn系のフェライトコアが
使用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】Mn系のフェライトコ
アは、飽和磁束密度、透磁率が大きく、また損失(コア
ロス)が10kW/m3程度(50kHz、50mT)
と小さいという特長があり、これまでスイッチング電源
や液晶バックライト等のトランスに用いられてきた。し
かしながら、比抵抗が10Ω・m程度と比較的低く、コ
アに直接巻線をすると漏れ電流が発生する。このため、
スイッチング電源や液晶バックライト等のトランス用と
しては、Mn系のフェライトコアを使用する場合、コア
にボビンをかぶせたり、絶縁被膜等の処理を行ってから
巻線を行っており、製造コストが高く、小型化が難しい
という問題があった。これに対し、Ni系のフェライト
コアは、一般に比抵抗が106Ω・m程度と非常に高
く、コアに直接巻線をすることが可能であるが、損失
(コアロス)が60kW/m3(50kHz、50m
T)程度と大きいため、コアが発熱し易く、スイッチン
グ電源等のトランス用として適していなかった。本発明
は、上記のことを鑑みて、比抵抗の高いNi系フェライ
トにて、損失(コアロス)が小さく、スイッチング電源
や液晶バックライト等のトランス用等として使用できる
フェライト材料を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ni系フェラ
イト焼結体であって、Fe23が48.0〜50.0m
ol%で、焼結体中のCaの含有量が350ppm以下
で、20〜140℃における損失(コアロス)の最小値
が30kW/m3以下(50kHz、50mT)である
ことを特徴とするNi系フェライト焼結体である。また
本発明は、平均結晶粒径が3〜30μmであり、その平
均結晶粒径の2倍を超える結晶粒子の数が結晶粒子全体
の10%以下のNi系フェライト焼結体である。また本
発明は、Fe23 48.0〜50.0mol%、Ni
O 14.0〜24.0mol%、ZnO 28.0〜
36.0mol%から成る組成を有するNi−Znフェ
ライト焼結体、又はNiOの内12.0mol%以下を
CuOに置換した組成を有するNi−Cu−Znフェラ
イト焼結体である。
【0005】本発明は、Ni系フェライト材料で、スイ
ッチング電源や液晶バックライト等のトランス用として
使用できる材料を研究した所、Fe23 48.0〜5
0.0mol%で、焼結体中のCaの含有量が350p
pm以下で、20〜140℃における損失(コアロス)
が30kW/m3以下(50kHz、50mT)を得る
事ができた。なお、更に好ましくは焼結体中のCaの含
有量が6〜250ppmで、損失がより小さくなること
が判った。また、ZnOの含有量が28.0〜36.0
mol%のとき、コアロスの最小値を得る温度を20〜
140℃の範囲に制御できる。本発明によれば、Fe2
3 48.0〜50.0mol%、NiO 14.0
〜24.0mol%、ZnO 28.0〜36.0mo
l%から成る主組成を有する材料であること、又はNi
Oの内12.0mol%以下をCuOに置換した主組成
を有する材料であることが望ましい。更にFe23
9.0〜50.0mol%、NiO 15.0〜24.
0mol%、ZnO 28.0〜36.0mol%から
成る主組成を有する材料であること、又はNiOの内
3.0〜12.0mol%をCuOに置換した主組成を
有する材料であることが望ましい。また、本発明による
Ni系フェライトとしては、平均結晶粒径が3〜30μ
mであり、その平均結晶粒径の2倍を超える結晶粒子の
数が結晶粒子全体の10%以下であり、結晶粒径が所定
の大きさで、かつ均一であることが望ましい。更に好ま
しい平均結晶粒径は4〜20μmである。また平均結晶
粒径の2倍を超える結晶粒子の数が結晶粒子全体の5%
以下であることが更に好ましい。この結晶粒径は、焼結
体の断面を鏡面研磨後、酸エッチングあるいは熱処理を
施し、SEMにより所定の倍率で観察する。そして、結
晶粒子の数が50個以上入る正方形の領域を規定し、そ
の領域内の各結晶の面積を測定し、その面積から円換算
で直径を求め、これを各結晶の結晶粒径とする。その領
域内の平均を平均結晶粒径とする。従って、その領域内
で、平均結晶粒径の2倍を超える結晶粒径を有する結晶
粒子の数が領域内結晶粒子の数の10%以下となる。
尚、前記領域の領域線上に結晶が重なるものは含めない
ものとする。
【0006】また、特許請求の範囲の限定理由は、以下
の通りである。損失(コアロス)が30kW/m3を超
えると、実用性が低くなる。好ましくは、25kW/m
3以下であり、更に好ましくは20kW/m3以下であ
る。焼結体中のCaの含有量が350ppm以下である
と、本発明の効果が発揮される。Caの効果は、結晶の
肥大化防止であり、これにより結晶の均一性が向上し、
コアロスが低下するものと考えられる。なお、Caの含
有量が350ppmを超えると、焼結性が低下し、コア
ロスが大きくなる。Fe23が48.0mol%未満で
あると、コアロスが大きくなり、また、50.0mol
%を超えると、比抵抗が低くなり、Ni系の特徴である
絶縁性が損なわれ、不適当である。ZnOが28.0m
ol%未満であると、コアロスが大きくなり、また3
6.0mol%を超えると、コアロスの最小値を得る温
度が室温以下となり、実際に使用される温度範囲で低損
失とならない。コアロスの最小値を得る温度は、20〜
140℃が適当である。CuOが12mol%を超える
と、コアロスが大きくなる。結晶粒径が3μm未満であ
ると、コアロスが大きくなり、また30μmを超える
と、結晶が異常成長し、コアロス大となる。また、その
平均結晶粒径の2倍を超える結晶粒子の数が結晶粒子全
体の10%を超えると、コアロスが大きくなる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るフェライト
材料の実施例を詳細に説明する。 実施例1 Fe23、NiO、ZnO、CuOの原料粉末を所定量
秤量し、Caの含有量が種々変更するようにし、これに
所定量のイオン交換水を添加したものをボールミルにて
4時間混合し、電気炉を用いて最高温度850℃で1.
5時間仮焼した後、これを炉冷し、40メッシュのふる
いで解砕する。しかる後、再び所定量のイオン交換水を
添加したものをボールミルにて6時間粉砕し、粉砕され
たスラリー状の原料を乾燥および解砕する。これにバイ
ンダー(ポリビニルアルコール)を加えて造粒し、40
メッシュのふるいにて整粒した顆粒を乾式圧縮成形機と
金型を用いて、外径16.8mm、内径8.5mm、高さ
5.4mmのリング状コアに成形圧147MPaで成形
し、これを大気中、1100℃で1.5時間焼成した。
得られた各試料の成分組成及び焼成密度を測定した後、
周波数50kHz、磁束密度50mTの測定条件におい
て20〜140℃の温度範囲で損失(コアロス)を測定
した。また、焼結体の結晶組織(結晶粒径、組成分布)
の観察を行った。また、成分組成は、工程中で変化し、
秤量組成と若干異なるので、最終組成として表1に載せ
る。また、Ca含有量とコアロス,平均結晶粒径の関係
を図1に載せる。
【0008】
【表1】
【0009】表1及び図1に示すように、焼結体中のC
aの含有量が350ppm以下で、20〜140℃にお
けるコアロスの最小値が30kW/m3以下のNi系フ
ェライト焼結体を得る事ができた。また、図2に表1の
試料2と従来材のコアロスの周波数特性を示す。図2よ
り、本発明品のコアロスは、周波数25kHz〜1MH
zの広範な周波数領域において、従来品に比べ、約1/
3に低減されている。また、各条件において本発明品の
コアロスが優れていることが分かる。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、Ni−Znフェライト
及びNi−Cu−Znフェライトにおいて、コアロスが
30kW/m3以下という非常に低損失なフェライト焼
結体を得る事が出来、しかもNi系フェライトの特有の
比抵抗の高いフェライト焼結体が得られ、スイッチング
電源や液晶バックライト等のトランス用として有用であ
り、トランスの小型化及び製造コストの低減に大いに役
立つものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施例のCa量とコアロス,結晶
粒径の関係を示した図である。
【図2】本発明に係る実施例と従来例とのコアロスの周
波数特性の比較を示した図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ni系フェライト焼結体であって、Fe
    23が48.0〜50.0mol%で、焼結体中のCa
    の含有量が350ppm以下で、20〜140℃におけ
    る損失(コアロス)の最小値が30kW/m3以下(5
    0kHz、50mT)であることを特徴とするNi系フ
    ェライト焼結体。
  2. 【請求項2】 請求項1において、平均結晶粒径が3〜
    30μmであり、その平均結晶粒径の2倍を超える結晶
    粒子の数が結晶粒子全体の10%以下であることを特徴
    とするNi系フェライト焼結体。
  3. 【請求項3】 請求項1において、Fe23 48.0
    〜50.0mol%、NiO 14.0〜24.0mo
    l%、ZnO 28.0〜36.0mol%から成る組
    成を有することを特徴とするNi系フェライト焼結体。
  4. 【請求項4】 請求項3において、NiOの内12mo
    l%以下をCuOに置換した組成を有することを特徴と
    するNi系フェライト焼結体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7195717B2 (en) 2003-07-28 2007-03-27 Kyocera Corporation Ferrite core for RFID application, method of manufacturing the same, and ferrite coil using the same
JP2009200436A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Jfe Chemical Corp 電波吸収用のNiCuZn系フェライトタイル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7195717B2 (en) 2003-07-28 2007-03-27 Kyocera Corporation Ferrite core for RFID application, method of manufacturing the same, and ferrite coil using the same
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