JPH10270229A - Ｍｎ−Ｎｉフェライト材料 - Google Patents
Ｍｎ−Ｎｉフェライト材料Info
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- JPH10270229A JPH10270229A JP9068219A JP6821997A JPH10270229A JP H10270229 A JPH10270229 A JP H10270229A JP 9068219 A JP9068219 A JP 9068219A JP 6821997 A JP6821997 A JP 6821997A JP H10270229 A JPH10270229 A JP H10270229A
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- 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】
【課題】 １MHz 程度以上の高周波数域において低損失
であるフェライト材料を提供すること。 【解決手段】 NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68
mol％を含み、残部が実質的にMnＯからなることを特徴
とするＭｎ−Ｎｉフェライト材料である。
であるフェライト材料を提供すること。 【解決手段】 NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68
mol％を含み、残部が実質的にMnＯからなることを特徴
とするＭｎ−Ｎｉフェライト材料である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、Ｍｎ−Ｎｉフェ
ライト材料に関し、とくに、電源用トランス等の磁心に
用いられる、高周波数域で損失の少ないＭｎ−Ｎｉフェ
ライト系材料について提案する。
ライト材料に関し、とくに、電源用トランス等の磁心に
用いられる、高周波数域で損失の少ないＭｎ−Ｎｉフェ
ライト系材料について提案する。
【０００２】
【従来の技術】フェライト系の酸化物磁性材料は、Ｂａ
フェライトやＳｒフェライトなどの硬質磁性材料とＭｎ
−ＺｎフェライトやＮｉ−Ｚｎフェライトなどの軟質磁
性材料とに分類される。このうち軟質磁性材料は、小さ
な磁場でも十分に磁化することから、電源や通信機器、
計測制御機器、磁気記録媒体、コンピュータなどの用途
に広く用いられている。それ故に、かかる軟質磁性材料
には、保磁力が小さく透磁率が高いこと、飽和磁束密度
が大きいこと、低損失であること、など多くの特性が要
求される。
フェライトやＳｒフェライトなどの硬質磁性材料とＭｎ
−ＺｎフェライトやＮｉ−Ｚｎフェライトなどの軟質磁
性材料とに分類される。このうち軟質磁性材料は、小さ
な磁場でも十分に磁化することから、電源や通信機器、
計測制御機器、磁気記録媒体、コンピュータなどの用途
に広く用いられている。それ故に、かかる軟質磁性材料
には、保磁力が小さく透磁率が高いこと、飽和磁束密度
が大きいこと、低損失であること、など多くの特性が要
求される。
【０００３】このような用途に用いられる軟質磁性材料
としては、上記フェライト系の酸化物磁性材料以外に金
属系の磁性材料がある。この金属系の磁性材料は、飽和
磁束密度が高いという点で酸化物磁性材料に比べると有
利である。その反面、この金属系の磁性材料は、電気抵
抗が低く、高周波数域で使用する際に渦電流に起因する
損失が大きくなるという欠点があった。例えば、100kHz
程度の周波数域で使われるスイッチング電源等に用いる
と、渦電流損による発熱が大きくなるという欠点があ
る。このため、この金属系の磁性材料は、電子機器の小
型化・高密度化に伴って使用周波数の高周波数化した電
子部品への適用が困難であった。
としては、上記フェライト系の酸化物磁性材料以外に金
属系の磁性材料がある。この金属系の磁性材料は、飽和
磁束密度が高いという点で酸化物磁性材料に比べると有
利である。その反面、この金属系の磁性材料は、電気抵
抗が低く、高周波数域で使用する際に渦電流に起因する
損失が大きくなるという欠点があった。例えば、100kHz
程度の周波数域で使われるスイッチング電源等に用いる
と、渦電流損による発熱が大きくなるという欠点があ
る。このため、この金属系の磁性材料は、電子機器の小
型化・高密度化に伴って使用周波数の高周波数化した電
子部品への適用が困難であった。
【０００４】このような背景のもとで、高周波数域で使
われるスイッチング電源に適用できる電源用トランスの
磁心材料としては、従来、酸化物軟質磁性材料であるＭ
ｎ−Ｚｎフェライトが主に用いられている。
われるスイッチング電源に適用できる電源用トランスの
磁心材料としては、従来、酸化物軟質磁性材料であるＭ
ｎ−Ｚｎフェライトが主に用いられている。
【０００５】このＭｎ−Ｚｎフェライトの場合、飽和磁
束密度およびキュリー温度は、基本成分であるMnＯ: Zn
Ｏ: FeＯの比でほぼ決まることが知られている。例え
ば、ZnＯの量が少ない領域においてはZnＯ量の増加に伴
い飽和磁束密度は増加するが、これと同時にキュリー温
度も低下する。また、損失が極小となる温度もまた上記
基本成分の比により決まることが知られている。
束密度およびキュリー温度は、基本成分であるMnＯ: Zn
Ｏ: FeＯの比でほぼ決まることが知られている。例え
ば、ZnＯの量が少ない領域においてはZnＯ量の増加に伴
い飽和磁束密度は増加するが、これと同時にキュリー温
度も低下する。また、損失が極小となる温度もまた上記
基本成分の比により決まることが知られている。
【０００６】一方で、低損失Ｍｎ−Ｚｎフェライトを得
るためには、損失を構成するヒステリシス損失、渦電流
損失、それ以外の残留損失をそれぞれ小さくすることが
必要である。これらの損失のうちヒステリシス損失は、
磁気異方性定数K1と磁歪定数λに大きく支配され、これ
らK1とλはフェライトの組成により決まることが知られ
ている。例えば、 Fe2O3＝52 mol％付近で ZnO＝20〜30
mol％である組成のＭｎ−Ｚｎフェライトは、室温にお
いて、K1ならびにλs が共にゼロに近くなり、その組成
では、透磁率が最大となり、損失も小さくなる(K.Ohta,
J. Phys. Soc.Japan 18(1963) 685)。また、 Fe2O3＝5
3〜54.5 mol％、 ZnO＝８〜12 mol％である組成のＭｎ
−Ｚｎフェライトは、 100kHz 程度までの周波数域で損
失が低くなる材料であり、スイッチング電源用パワーフ
ェライトとして用いられている（セラミックス 28 (199
3) 937) 。
るためには、損失を構成するヒステリシス損失、渦電流
損失、それ以外の残留損失をそれぞれ小さくすることが
必要である。これらの損失のうちヒステリシス損失は、
磁気異方性定数K1と磁歪定数λに大きく支配され、これ
らK1とλはフェライトの組成により決まることが知られ
ている。例えば、 Fe2O3＝52 mol％付近で ZnO＝20〜30
mol％である組成のＭｎ−Ｚｎフェライトは、室温にお
いて、K1ならびにλs が共にゼロに近くなり、その組成
では、透磁率が最大となり、損失も小さくなる(K.Ohta,
J. Phys. Soc.Japan 18(1963) 685)。また、 Fe2O3＝5
3〜54.5 mol％、 ZnO＝８〜12 mol％である組成のＭｎ
−Ｚｎフェライトは、 100kHz 程度までの周波数域で損
失が低くなる材料であり、スイッチング電源用パワーフ
ェライトとして用いられている（セラミックス 28 (199
3) 937) 。
【０００７】このような従来のＭｎ−Ｚｎフェライト
は、100kHz程度の周波数域において、高透磁率でかつ低
損失な特性を示す。しかしながら、このＭｎ−Ｚｎフェ
ライトは、使用周波数の高周波数化が進む今日では、損
失が周波数が高くなるに伴い大きくなるという欠点があ
った。かかる高周波数化の傾向はこれからも続くと考え
られ、高い周波数域でもなお低損失を示す酸化物軟質磁
性材料に対する要求が高まっている。
は、100kHz程度の周波数域において、高透磁率でかつ低
損失な特性を示す。しかしながら、このＭｎ−Ｚｎフェ
ライトは、使用周波数の高周波数化が進む今日では、損
失が周波数が高くなるに伴い大きくなるという欠点があ
った。かかる高周波数化の傾向はこれからも続くと考え
られ、高い周波数域でもなお低損失を示す酸化物軟質磁
性材料に対する要求が高まっている。
【０００８】この損失のなかでも渦電流損失は、材料の
電気抵抗に起因する損失であり、周波数が高くなるに伴
いその損失の占める割合が大きくなる。これについて
は、フェライト粒界に高抵抗層を形成してコア全体の電
気抵抗を高めることにより、渦電流損失を低減すること
ができる。残留損失もまた、周波数が高くなるに伴いそ
の損失の占める割合が増えるものと考えられている。こ
の原因については、共鳴現象等による説明もなされてい
るが現在までのところはっきりしていない。従って、こ
れら渦電流損失と残留損失を共に低減することができれ
ば、１MHz程度以上の高周波数域でも低損失を示す材料
が得られると考えられる。
電気抵抗に起因する損失であり、周波数が高くなるに伴
いその損失の占める割合が大きくなる。これについて
は、フェライト粒界に高抵抗層を形成してコア全体の電
気抵抗を高めることにより、渦電流損失を低減すること
ができる。残留損失もまた、周波数が高くなるに伴いそ
の損失の占める割合が増えるものと考えられている。こ
の原因については、共鳴現象等による説明もなされてい
るが現在までのところはっきりしていない。従って、こ
れら渦電流損失と残留損失を共に低減することができれ
ば、１MHz程度以上の高周波数域でも低損失を示す材料
が得られると考えられる。
【０００９】例えば、500kHz以上の周波数域を対象とし
た材料として、特開平６−310320号公報などでは、Mn,
Zn, Feの酸化物を基本成分とするＭｎ−Ｚｎフェライト
に添加成分として種々の酸化物を含有させてなる、300k
Hz〜数MHz の周波数域で低損失を示す磁性材料が提案さ
れている。
た材料として、特開平６−310320号公報などでは、Mn,
Zn, Feの酸化物を基本成分とするＭｎ−Ｚｎフェライト
に添加成分として種々の酸化物を含有させてなる、300k
Hz〜数MHz の周波数域で低損失を示す磁性材料が提案さ
れている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら比較的低い周波数で用いられているＭｎ−Ｚｎフェラ
イト材料では、１MHz 程度以上の高周波数域における要
求特性、とりわけ低損失特性について未だ満足できる結
果が得られていない。
ら比較的低い周波数で用いられているＭｎ−Ｚｎフェラ
イト材料では、１MHz 程度以上の高周波数域における要
求特性、とりわけ低損失特性について未だ満足できる結
果が得られていない。
【００１１】この発明は、１MHz 程度以上の高周波数域
において低損失であるフェライト材料を提供することを
目的とする。
において低損失であるフェライト材料を提供することを
目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記目的の
実現に向け、１MHz 程度以上の高周波数域で低損失を示
す組成を探索した。その結果、亜鉛を含まない組成でか
つニッケルを含む組成が低損失化に有効であることを見
出した。さらに発明者らは、ZnＯを含む場合でも、その
ZnＯ量が８ mol％以下であれば損失はそれほど大きく劣
化しないことを見出し、本発明を完成するに至った。
実現に向け、１MHz 程度以上の高周波数域で低損失を示
す組成を探索した。その結果、亜鉛を含まない組成でか
つニッケルを含む組成が低損失化に有効であることを見
出した。さらに発明者らは、ZnＯを含む場合でも、その
ZnＯ量が８ mol％以下であれば損失はそれほど大きく劣
化しないことを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】即ち、この発明のＭｎ−Ｎｉフェライト材
料は、以下に示すとおりである。 (1) NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68 mol％を含
み、残部が実質的にMnＯからなることを特徴とするＭｎ
−Ｎｉフェライト材料である。 (2) NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68 mol％、Zn
Ｏ：８ mol％以下を含み、残部が実質的にMnＯからなる
ことを特徴とするＭｎ−Ｎｉフェライト材料である。 (3) NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68 mol％を含
み、残部が実質的にMnＯの組成となる基本成分中に、Si
O2：0.02〜0.10wt％およびCaＯ：0.03〜0.30wt％を含有
することを特徴とするＭｎ−Ｎｉフェライト材料であ
る。 (4) NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68 mol％、Zn
Ｏ：８ mol％以下を含み、残部が実質的にMnＯの組成と
なる基本成分中に、SiO2：0.02〜0.10wt％およびCaＯ：
0.03〜0.30wt％を含有することを特徴とするＭｎ−Ｎｉ
フェライト材料である。 (5) また発明者らは、上記 (1)〜(4) に記載のＭｎ−Ｎ
ｉフェライト材料において、損失が極小となる温度を、
実際にトランスとして動作する60〜100 ℃程度の温度範
囲に適合できるよう 100℃以下にすることができること
を見出した。
料は、以下に示すとおりである。 (1) NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68 mol％を含
み、残部が実質的にMnＯからなることを特徴とするＭｎ
−Ｎｉフェライト材料である。 (2) NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68 mol％、Zn
Ｏ：８ mol％以下を含み、残部が実質的にMnＯからなる
ことを特徴とするＭｎ−Ｎｉフェライト材料である。 (3) NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68 mol％を含
み、残部が実質的にMnＯの組成となる基本成分中に、Si
O2：0.02〜0.10wt％およびCaＯ：0.03〜0.30wt％を含有
することを特徴とするＭｎ−Ｎｉフェライト材料であ
る。 (4) NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68 mol％、Zn
Ｏ：８ mol％以下を含み、残部が実質的にMnＯの組成と
なる基本成分中に、SiO2：0.02〜0.10wt％およびCaＯ：
0.03〜0.30wt％を含有することを特徴とするＭｎ−Ｎｉ
フェライト材料である。 (5) また発明者らは、上記 (1)〜(4) に記載のＭｎ−Ｎ
ｉフェライト材料において、損失が極小となる温度を、
実際にトランスとして動作する60〜100 ℃程度の温度範
囲に適合できるよう 100℃以下にすることができること
を見出した。
【００１４】なお、この発明は、高周波数域で損失の少
ない電源用トランス等の磁心材料に関するものであり、
磁気ヘッドコア材料に関する特開昭63−302505号公報に
記載の発明とは異なる。
ない電源用トランス等の磁心材料に関するものであり、
磁気ヘッドコア材料に関する特開昭63−302505号公報に
記載の発明とは異なる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明において、基本成
分組成を前記範囲に限定した理由について説明する。な
お、以下に述べるNiＯ，Fe2O3 ，ZnＯ以外の基本成分は
実質的にMnＯからなる。 ・NiＯ：１〜10 mol％ NiＯの含有量が１ mol％に満たないと損失低減効果が顕
著でないため、NiＯの含有量は１ mol％を下限とした。
このNiＯには他にスピネル化を促進する効果がある。即
ち、本発明の上記(1) に記載のフェライト材料のように
従来の成分組成と異なりZnＯを含まない場合は、仮焼あ
るいは焼成時の昇温過程においてスピネル化が進まず、
その時の温度や酸素濃度によっては異相が存在する場合
がしばしば生じ、磁気特性が大きく劣化する。この点、
NiＯを含有させることによりスピネル化が促進し、ZnＯ
を含む場合と同程度の効果が得られる。このことからも
１mol％以上のNiＯが必要である。一方、NiＯの含有量
が多すぎると、固有電気抵抗が小さくなり渦電流損失の
増大を招くため、10 mol％を上限とした。
分組成を前記範囲に限定した理由について説明する。な
お、以下に述べるNiＯ，Fe2O3 ，ZnＯ以外の基本成分は
実質的にMnＯからなる。 ・NiＯ：１〜10 mol％ NiＯの含有量が１ mol％に満たないと損失低減効果が顕
著でないため、NiＯの含有量は１ mol％を下限とした。
このNiＯには他にスピネル化を促進する効果がある。即
ち、本発明の上記(1) に記載のフェライト材料のように
従来の成分組成と異なりZnＯを含まない場合は、仮焼あ
るいは焼成時の昇温過程においてスピネル化が進まず、
その時の温度や酸素濃度によっては異相が存在する場合
がしばしば生じ、磁気特性が大きく劣化する。この点、
NiＯを含有させることによりスピネル化が促進し、ZnＯ
を含む場合と同程度の効果が得られる。このことからも
１mol％以上のNiＯが必要である。一方、NiＯの含有量
が多すぎると、固有電気抵抗が小さくなり渦電流損失の
増大を招くため、10 mol％を上限とした。
【００１６】 ・Fe2O3 ：55〜68 mol％ Fe2O3 の含有量が少なすぎると、飽和磁束密度が低下す
ると同時に、損失が極小となる温度が高温側にシフトし
てスイッチング電源等の動作温度である80℃付近におけ
る損失が大きくなる。このため、Fe2O3 の含有量は 55m
ol％を下限とした。一方、この発明にかかるフェライト
材料のようにNiＯを含有する場合、磁性イオンであるNi
2+イオンがフェライトのスピネル化合物の格子点に入
り、他の格子点にある磁性イオンとの相互作用により、
磁気異方性定数Ｋ１と磁歪定数λｓが変化する。そのた
め、 Fe2O3の最適含有量はNiＯ含有量に伴って変化す
る。すなわち、Fe2O3 の含有量はNiＯ含有量の増加に伴
い増やす必要がある。そこで、上記NiＯ含有量の上限に
対応する値、68 mol％をFe2O3 含有量の上限とした。
ると同時に、損失が極小となる温度が高温側にシフトし
てスイッチング電源等の動作温度である80℃付近におけ
る損失が大きくなる。このため、Fe2O3 の含有量は 55m
ol％を下限とした。一方、この発明にかかるフェライト
材料のようにNiＯを含有する場合、磁性イオンであるNi
2+イオンがフェライトのスピネル化合物の格子点に入
り、他の格子点にある磁性イオンとの相互作用により、
磁気異方性定数Ｋ１と磁歪定数λｓが変化する。そのた
め、 Fe2O3の最適含有量はNiＯ含有量に伴って変化す
る。すなわち、Fe2O3 の含有量はNiＯ含有量の増加に伴
い増やす必要がある。そこで、上記NiＯ含有量の上限に
対応する値、68 mol％をFe2O3 含有量の上限とした。
【００１７】 ・ZnＯ：８ mol％以下 この発明のＭｎ−Ｎｉフェライト材料は、ZnＯを含む場
合でも、従来材料と比べると１MHz 程度以上の高周波数
域において低損失である。しかしながら、ZnＯの含有量
が８ mol％を超えると損失の劣化が大きくなる。そこ
で、ZnＯを含む組成では、その含有量を８ mol％以下と
した。
合でも、従来材料と比べると１MHz 程度以上の高周波数
域において低損失である。しかしながら、ZnＯの含有量
が８ mol％を超えると損失の劣化が大きくなる。そこ
で、ZnＯを含む組成では、その含有量を８ mol％以下と
した。
【００１８】この発明は、基本的にはスピネルを構成す
る上記基本成分の組成に関するものであり、基本成分中
の金属酸化物は、すべて結晶粒内に固溶すると考えられ
る。この基本成分中には、従来から報告されているよう
に、SiO2、CaＯ等のような焼結体の結晶粒界に析出して
ガラス相を形成する酸化物、あるいは同様に結晶粒界に
析出して粒界抵抗を高めるZr,Ta,Hf,Mo,Nb,V,Ti 等の酸
化物を添加することが知られており、これらの添加成分
は渦電流損失の低減に寄与する。特にこの発明において
は、SiO2およびCaＯを添加することが、焼結性を高め、
結晶粒界相を高抵抗化して損失低減に寄与する点で望ま
しい。
る上記基本成分の組成に関するものであり、基本成分中
の金属酸化物は、すべて結晶粒内に固溶すると考えられ
る。この基本成分中には、従来から報告されているよう
に、SiO2、CaＯ等のような焼結体の結晶粒界に析出して
ガラス相を形成する酸化物、あるいは同様に結晶粒界に
析出して粒界抵抗を高めるZr,Ta,Hf,Mo,Nb,V,Ti 等の酸
化物を添加することが知られており、これらの添加成分
は渦電流損失の低減に寄与する。特にこの発明において
は、SiO2およびCaＯを添加することが、焼結性を高め、
結晶粒界相を高抵抗化して損失低減に寄与する点で望ま
しい。
【００１９】 ・SiO2：0.02〜0.1 wt％ CaＯ：0.03〜0.3 wt％ SiO2は、焼結促進の効果があり、この効果を充分に引き
出すためには0.02wt％以上の添加が必要であり、多すぎ
ると異常粒成長を引き起こすため、その上限を0.1 wt％
とした。ただし、この上限付近の添加量では焼結温度を
下げる等の考慮が必要である。CaＯは、SiO2とともに粒
界を高抵抗化して損失を低くする効果があり、この効果
を引き出すためには0.03wt％以上の添加が必要であり、
0.3 wt％を超えて添加すると焼結性に問題があり、コア
の損失が劣化するため、その上限を0.3 wt％以下とし
た。
出すためには0.02wt％以上の添加が必要であり、多すぎ
ると異常粒成長を引き起こすため、その上限を0.1 wt％
とした。ただし、この上限付近の添加量では焼結温度を
下げる等の考慮が必要である。CaＯは、SiO2とともに粒
界を高抵抗化して損失を低くする効果があり、この効果
を引き出すためには0.03wt％以上の添加が必要であり、
0.3 wt％を超えて添加すると焼結性に問題があり、コア
の損失が劣化するため、その上限を0.3 wt％以下とし
た。
【００２０】以上説明したような成分組成を有するＭｎ
−Ｎｉフェライト材料からなる低損失磁心材料は、ま
ず、上述した成分組成になるように原料酸化物を配合し
た混合粉を仮焼し、次いで、アトライターやボールミル
等の粉砕手段により粉砕し、その粉砕粉を所望のコア形
状に成形したのち焼成することにより得られる。このと
きの焼成温度は、成分により異なるが、概ね1100℃〜12
50℃であり、これより低い場合は焼結が進まず、高い場
合は焼結密度は上がるものの異常粒成長を招き、コアの
損失が著しく劣化する。また、この焼成過程では、酸素
・窒素混合雰囲気が必要で、酸素分圧をコントロールす
ることにより粒界相の形成を制御して抵抗を高めること
ができる。
−Ｎｉフェライト材料からなる低損失磁心材料は、ま
ず、上述した成分組成になるように原料酸化物を配合し
た混合粉を仮焼し、次いで、アトライターやボールミル
等の粉砕手段により粉砕し、その粉砕粉を所望のコア形
状に成形したのち焼成することにより得られる。このと
きの焼成温度は、成分により異なるが、概ね1100℃〜12
50℃であり、これより低い場合は焼結が進まず、高い場
合は焼結密度は上がるものの異常粒成長を招き、コアの
損失が著しく劣化する。また、この焼成過程では、酸素
・窒素混合雰囲気が必要で、酸素分圧をコントロールす
ることにより粒界相の形成を制御して抵抗を高めること
ができる。
【００２１】
(実施例１)基本成分が表１に示す最終組成となるよう
に、各成分の原料酸化物を配合し、次いで、ボールミル
を用いて湿式混合を16時間かけて行い、その後、乾燥し
て原料混合粉を得た。次に、この原料混合粉に対し、大
気雰囲気中、 900〜950 ℃で３時間の仮焼を行い、こう
して得られた仮焼粉に、SiO2を0.03wt％、CaＯを0.15wt
％、Ta2O5 を0.04wt％添加した後、再びボールミルを用
いて湿式混合粉砕して乾燥させた。その乾燥粉末にポリ
ビニルアルコール５重量％の水溶液を10重量％加えて造
粒し、次いで、外径22mm、内径11mm、高さ５mmのリング
状に成形し、その後、酸素分圧を制御した窒素・空気混
合ガス中、1150℃で２時間の焼成を行った。
に、各成分の原料酸化物を配合し、次いで、ボールミル
を用いて湿式混合を16時間かけて行い、その後、乾燥し
て原料混合粉を得た。次に、この原料混合粉に対し、大
気雰囲気中、 900〜950 ℃で３時間の仮焼を行い、こう
して得られた仮焼粉に、SiO2を0.03wt％、CaＯを0.15wt
％、Ta2O5 を0.04wt％添加した後、再びボールミルを用
いて湿式混合粉砕して乾燥させた。その乾燥粉末にポリ
ビニルアルコール５重量％の水溶液を10重量％加えて造
粒し、次いで、外径22mm、内径11mm、高さ５mmのリング
状に成形し、その後、酸素分圧を制御した窒素・空気混
合ガス中、1150℃で２時間の焼成を行った。
【００２２】このようにして得られた焼結体試料に巻線
を施し (１次側２巻, ２次側１巻)、（周波数、最大磁
束密度）の条件を（１MHz 、50mT）、（２MHz 、25m
T）、（500kHz、50mT）に設定して、損失を交流ＢＨト
レーサーにより25〜140 ℃で測定した。これらの試料の
損失極小値ならびに損失が極小になる温度を表１に示
す。また、損失極小値のNiＯ量依存性を図１に示す。こ
れらの結果から明らかなように、適切なNiＯ含有量は損
失を低減する効果があり、その効果は高周波であるほど
顕著であった。また、実際にトランスとして動作する温
度の60〜100 ℃において低損失となるよう、損失が極小
となる温度が100 ℃以下となっている。
を施し (１次側２巻, ２次側１巻)、（周波数、最大磁
束密度）の条件を（１MHz 、50mT）、（２MHz 、25m
T）、（500kHz、50mT）に設定して、損失を交流ＢＨト
レーサーにより25〜140 ℃で測定した。これらの試料の
損失極小値ならびに損失が極小になる温度を表１に示
す。また、損失極小値のNiＯ量依存性を図１に示す。こ
れらの結果から明らかなように、適切なNiＯ含有量は損
失を低減する効果があり、その効果は高周波であるほど
顕著であった。また、実際にトランスとして動作する温
度の60〜100 ℃において低損失となるよう、損失が極小
となる温度が100 ℃以下となっている。
【００２３】(実施例２)ZnＯを２〜８ mol％含有する基
本成分組成としたこと以外は、実施例１と同様にして焼
結体試料を得た。このとき、損失極小温度がZnＯを含む
ことにより変化するため、ZnＯ量の mol％の５分の１に
相当する Fe2O3の mol％を減じ、総和が100mol％となる
ようにMnＯ量を調整した。
本成分組成としたこと以外は、実施例１と同様にして焼
結体試料を得た。このとき、損失極小温度がZnＯを含む
ことにより変化するため、ZnＯ量の mol％の５分の１に
相当する Fe2O3の mol％を減じ、総和が100mol％となる
ようにMnＯ量を調整した。
【００２４】得られた焼結体試料に巻線を施し (１次側
２巻、２次側１巻) ，１MHz の周波数で最大磁束密度50
mTの条件下で、損失を交流ＢＨトレーサーにより25〜14
0 ℃で測定した。損失極小値のNiＯ量依存性をZnＯ量を
変化させて調べて結果を図２に示す。この図２に示す結
果から明らかなように、ZnＯを含まない組成では確実に
低損失を達成することができるが、ZnＯを含む組成でも
ZnＯ量が８ mol％程度以下であれば比較的低い損失に維
持できることが判った。なお、このときの損失が極小と
なる温度はすべて60〜100 ℃の範囲であった。
２巻、２次側１巻) ，１MHz の周波数で最大磁束密度50
mTの条件下で、損失を交流ＢＨトレーサーにより25〜14
0 ℃で測定した。損失極小値のNiＯ量依存性をZnＯ量を
変化させて調べて結果を図２に示す。この図２に示す結
果から明らかなように、ZnＯを含まない組成では確実に
低損失を達成することができるが、ZnＯを含む組成でも
ZnＯ量が８ mol％程度以下であれば比較的低い損失に維
持できることが判った。なお、このときの損失が極小と
なる温度はすべて60〜100 ℃の範囲であった。
【００２５】(実施例３)基本成分組成が Fe2O3：MnＯ：
NiＯ＝57.7：39.3：3.0 mol％の比になるように、実施
例１と同様にして仮焼粉を作製し、次いで、SiO2および
CaＯを表２に示す量で添加し、その後、実施例１と同様
にして粉砕、造粒、成形したものに対し、酸素分圧を制
御した窒素・酸素混合雰囲気中、1150℃で２時間の焼成
を行い、焼結体試料を得た。このようにして得られた焼
結体試料について、実施例１と同様にして、周波数１MH
z 、最大磁束密度50mTの条件下で損失を測定した。その
結果を表２に併せて示す。これらの表に示す結果から明
らかなように、適合例にかかるこの発明のフェライト材
料によれば低損失を達成することができる。なお、この
ときの損失が極小となる温度はすべて60〜100 ℃の範囲
であった。
NiＯ＝57.7：39.3：3.0 mol％の比になるように、実施
例１と同様にして仮焼粉を作製し、次いで、SiO2および
CaＯを表２に示す量で添加し、その後、実施例１と同様
にして粉砕、造粒、成形したものに対し、酸素分圧を制
御した窒素・酸素混合雰囲気中、1150℃で２時間の焼成
を行い、焼結体試料を得た。このようにして得られた焼
結体試料について、実施例１と同様にして、周波数１MH
z 、最大磁束密度50mTの条件下で損失を測定した。その
結果を表２に併せて示す。これらの表に示す結果から明
らかなように、適合例にかかるこの発明のフェライト材
料によれば低損失を達成することができる。なお、この
ときの損失が極小となる温度はすべて60〜100 ℃の範囲
であった。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
スイッチング電源トランス等の磁心に適した、１MHz 程
度以上の高周波数域において損失の小さいＭｎ−Ｎｉフ
ェライト材料を提供することができる。
スイッチング電源トランス等の磁心に適した、１MHz 程
度以上の高周波数域において損失の小さいＭｎ−Ｎｉフ
ェライト材料を提供することができる。
【図１】実施例１における、損失極小値とNiＯ量の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図２】実施例２における、損失極小値とNiＯ量の関係
を示す図である。
を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68
mol％を含み、残部が実質的にMnＯからなることを特徴
とするＭｎ−Ｎｉフェライト材料。 - 【請求項２】 NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68
mol％、ZnＯ：８mol％以下を含み、残部が実質的にMn
Ｏからなることを特徴とするＭｎ−Ｎｉフェライト材
料。 - 【請求項３】 NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68
mol％を含み、残部が実質的にMnＯの組成となる基本成
分中に、SiO2：0.02〜0.10wt％およびCaＯ：0.03〜0.30
wt％を含有することを特徴とするＭｎ−Ｎｉフェライト
材料。 - 【請求項４】 NiＯ： 1.0〜10 mol％、 Fe2O3：55〜68
mol％、ZnＯ：８mol％以下を含み、残部が実質的にMn
Ｏの組成となる基本成分中に、SiO2：0.02〜0.10wt％お
よびCaＯ：0.03〜0.30wt％を含有することを特徴とする
Ｍｎ−Ｎｉフェライト材料。 - 【請求項５】 損失が極小となる温度が 100℃以下であ
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載
のＭｎ−Ｎｉフェライト材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6821997A JP3597665B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | Ｍｎ−Ｎｉフェライト材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6821997A JP3597665B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | Ｍｎ−Ｎｉフェライト材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270229A true JPH10270229A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3597665B2 JP3597665B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=13367485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6821997A Expired - Lifetime JP3597665B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | Ｍｎ−Ｎｉフェライト材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3597665B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6391222B1 (en) | 1999-10-12 | 2002-05-21 | Tdk Corporation | NiMnZn based ferrite |
| JP2005179103A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Jfe Ferrite Corp | 高飽和磁束密度Ｍｎ−Ｚｎ−Ｎｉ系フェライト |
| JP2005272229A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Jfe Ferrite Corp | 高飽和磁束密度Ｍｎ−Ｚｎ−Ｎｉ系フェライト |
| US7294284B2 (en) | 2004-01-30 | 2007-11-13 | Tdk Corporation | Method for producing Mn-Zn ferrite |
| KR100811731B1 (ko) * | 2005-09-29 | 2008-03-11 | 티디케이가부시기가이샤 | 비자성 Ｚｎ 페라이트 및 이를 이용한 복합 적층형 전자부품 |
-
1997
- 1997-03-21 JP JP6821997A patent/JP3597665B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6391222B1 (en) | 1999-10-12 | 2002-05-21 | Tdk Corporation | NiMnZn based ferrite |
| JP2005179103A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Jfe Ferrite Corp | 高飽和磁束密度Ｍｎ−Ｚｎ−Ｎｉ系フェライト |
| US7294284B2 (en) | 2004-01-30 | 2007-11-13 | Tdk Corporation | Method for producing Mn-Zn ferrite |
| JP2005272229A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Jfe Ferrite Corp | 高飽和磁束密度Ｍｎ−Ｚｎ−Ｎｉ系フェライト |
| KR100811731B1 (ko) * | 2005-09-29 | 2008-03-11 | 티디케이가부시기가이샤 | 비자성 Ｚｎ 페라이트 및 이를 이용한 복합 적층형 전자부품 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3597665B2 (ja) | 2004-12-08 |
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