KR100389821B1 - ＭｎＺｎ계 페라이트의 제조방법, ＭｎＺｎ계 페라이트 및전원용 페라이트코어 - Google Patents

ＭｎＺｎ계 페라이트의 제조방법, ＭｎＺｎ계 페라이트 및전원용 페라이트코어 Download PDF

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Abstract

소성시 최고온도 유지공정과 질소분위기에서의 냉각공정을 포함하는 MnZn계 페라이트의 제조방법을 제공한다. 상기 냉각공정에서의 질소분위기 전환온도 T는 1150℃ 미만, 1000℃ 이상이고, 냉각속도 V1은 하기식 (1)의 조건을 만족한다.
T ≤(V1 + 1450)/1.5
[T: 질소분위기 전환온도(℃), V1: T에서 900℃까지의 냉각속도(℃/시간)]

Description

ＭｎＺｎ계 페라이트의 제조방법, ＭｎＺｎ계 페라이트 및 전원용 페라이트코어{MnZn ferrite production process, MnZn ferrite, and ferrite core for power supplies}
본 발명은 특히 10∼500kHz 정도의 고주파에서 동작하는 전원 트랜스용 등의 전원용 코어의 망간-아연계 페라이트 및 그 페라이트로 구성된 전원용 코어에 관한 것이다.
망간-아연계 페라이트는 각종 통신기기, 민생용기기 등의 코일이나 트랜스에 사용되는 코어의 재료로서 많이 사용되었지만, 최근에는 주파수가 높은 전원이 주로 사용됨에 따라 그 목적에 맞는 코어 재료로서의 성능이 요구된다. 특히 스위치전원에서는 10∼500kHz의 고주파영역에서 수십 W의 전력으로 사용되는 트랜스가 필요하고, 그 외에 모터드라이브용, 신호증폭용, 발진용 등의 각종 트랜스용 코어도 필요하다. 지금까지 트랜스용 코어에는 망간-아연계의 저손실 페라이트가 사용되었지만, 10∼500kHz정도의 고주파영역에서는 코일로스라는 전력손실이 증가하여 코일로스면에서의 개선이 요구되고 있고, 이로 인해 각종 제안이 고안되었다.
이러한 제안으로서 Si나 Ca의 산화물을 첨가하고, 다시 Sn, Ti, Zr등의 4가 금속산화물이나 V, Nb, Ta 등의 5가 금속산화물을 첨가하는 것이 있다. 4가 또는 5가 금속산화물을 단독첨가하거나 또는 복합첨가하는 것으로는, 예를 들어 일본국 특개소 46-2880호 공보, 특개소 48-72696호 공보, 특개소 60-262404호 공보, 특개소 61-108109호 공보, 특개소 61-252609호 공보, 특개소 61-252611호 공보, 특개소 63-222018호 공보, 특개평 1-129403호 공보, 특개평 2-54902호 공보, 특개평 3-141611호 공보, 특개평 3-163804호 공보, 특개평 3-223119호 공보, 특개평 3-248403호 공보, 특개평 3-248404호 공보, 특개평 3-248405호 공보, 특개평 3-254103호 공보, 특개평4-55362호 공보, 특개평 4-150007호 공보, 특개평 5-198416호 공보, 특개평 5-267040호 공보 등이 있다.
그러나, 이들은 예를 들어, 100kHz, 100℃에서 고주파에서의 전력손실을 작게 할 수 없다. 이 때문에 이들 종래의 페라이트를 사용한 경우에는 트랜스의 소형화가 어렵다.
또한 일본국 특개평 6-5411호 공보에는 CaO와 SiO2를 함유하고, Nb2O5및 V2O5중 1종을 또한 함유하는 MnZn계 페라이트에 있어서, 소결과정에서의 냉각속도를, 질소 100%에의 전환온도로부터 800℃까지의 온도범위에서 60℃/시간 이상, 550℃/시간 이하로 제어함에 따라 전력손실의 최소온도를 60∼120℃로 자유롭게 제어하고, 전력손실을 줄일 수 있는 것에 대해 기재되어 있다.
그러나 이 공보에는 질소 100% 분위기에의 전환온도에 대해서는 검토되어 있지 않고 실시예에서는 1150℃만이 적용되어 있으며, 달성된 전력손실이 100℃에서 최대 310kw/m3에 불과하여 특성이 뛰어나다고 말하기 어렵다.
본 발명의 목적은 자기손실 및 전력손실이 작은 페라이트의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 얻어지는 페라이트와, 이 페라이트를 이용한 전원용 코어를 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명의 제조공정의 온도조건을 모식적으로 도시한 도면.
이러한 목적은 하기 (1)∼(11)의 본 발명에 의해 달성된다.
(1) 소성시 최고온도 유지공정과 질소분위기에서의 냉각공정을 포함하는 MnZn계 페라이트의 제조방법에 있어서,
상기 냉각공정에서의 질소분위기 전환온도 T는 1150℃ 미만, 1000℃ 이상이며, 냉각속도 V1은 하기식 (1)의 조건을 만족하는 MnZn계 페라이트의 제조방법.
T ≤(V1 + 1450)/1.5 (1)
[T: 질소분위기 전환온도(℃), V1: T에서 900℃까지의 냉각속도(℃/시간)]
(2) 소성시 최고온도 유지공정과 질소분위기에서의 냉각공정을 포함하는 MnZn계 페라이트의 제조방법에 있어서,
상기 냉각공정에서의 질소분위기 전환온도 T는 1000℃ 미만, 900℃ 이상이며, 냉각속도 V1은 하기식 (2)의 조건을 만족하는 MnZn계 페라이트의 제조방법.
T ≤(V1 + 450)/0.5 (2)
[T: 질소분위기 전환온도(℃), V1: T에서 900℃까지의 냉각속도(℃/시간)]
(3) 상기 질소분위기 전환온도 T에서 900℃까지의 냉각속도 V1은 800℃/시간 이하인 상기 (1) 또는 (2)의 MnZn계 페라이트의 제조방법.
(4) 900℃에서 600℃까지의 냉각속도 V2는 200∼800℃/시간인 상기 (1)∼(3)중 어느 한 항의 MnZn계 페라이트의 제조방법.
(5) 상기 최고온도 유지공정에서의 최고온도는 1250∼1350℃이고, 최고온도 유지시간은 2∼7시간인 상기 (1)∼(4)중 어느 한 항의 MnZn계 페라이트의 제조방법.
(6) 상기 MnZn계 페라이트는 주성분으로서 Fe203로 환산한 산화철 52∼55몰%, ZnO로 환산한 산화아연 7∼12몰%, 잔부로 산화망간을 포함하며,
부성분으로서 Si02로 환산한 산화규소 60∼140ppm, CaO로 환산한 산화칼슘 350∼700ppm, Nb2O5로 환산한 산화니오브 100∼350ppm을 함유하는 상기 (1)∼(5)중 어느 한 항의 MnZn계 페라이트의 제조방법.
(7) 추가부성분으로서 ZrO2로 환산한 산화질코늄을 주성분에 대해 50∼350ppm 함유하는 상기 (6)의 MnZn계 페라이트의 제조방법.
(8) 추가부성분으로서 NiO로 환산한 산화니켈을 주성분에 대해 0∼4500ppm(단, 0은 제외) 함유하는 상기 (6) 또는 (7)의 MnZn계 페라이트의 제조방법.
(9) 인 함유량이 P로 환산하여 주성분에 대해 30ppm 이하인 상기 (6)∼(8)중어느 한 항의 MnZn계 페라이트의 제조방법.
(10) 상기 (1)∼(9) 중 어느 한 항의 방법에 의해, 상기 (1)∼(5) 중 어느 한 항에 따라 얻어지며, 100kHz, 200mT의 교류자기장을 인가했을 때 온도 100℃에서의 전력손실이 280kw/m3이하인 MnZn계 페라이트.
(11) 상기 (10)의 MnZn계 페라이트로 구성되어 있는 전원용 페라이트코어.
(실시예)
이하, 본 발명의 구체적인 구성에 대해서 상세히 설명한다. 본 발명의 망간-아연계 페라이트의 제조방법은 소성시 최고온도 유지공정과 질소분위기소에서의 냉각공정을 포함하는 MnZn계 페라이트의 제조방법에 있어서, 상기 냉각공정에서의 질소분위기 전환온도 T는 1150℃ 미만, 1000℃ 이상이고, 냉각속도 V1은 하기식 (1)의 조건을 만족한다.
T ≤(V1 + 1450)/1.5 (1)
[T: 질소분위기 전환온도(℃), V1: T에서 900℃까지의 냉각속도(℃/시간)]
또는 상기 냉각공정에서의 질소분위기 전환온도 T는 1000℃ 미만, 900℃ 이상이고, 냉각속도 V1은 하기식 (2)의 조건을 만족한다.
T ≤(V1 + 450)/0.5 (2)
[T: 질소분위기 전환온도(℃), V1: T에서 900℃까지의 냉각속도(℃/시간)]
또 바람직하게는 상기 질소분위기 전환온도 T에서 900℃까지의 냉각속도 V1은 800℃/시간 이하이며, 900℃에서 600℃까지의 냉각속도 V2는 200∼800℃/시간이다.
이와 같이 소성시의 고온유지공정에서 냉각공정으로 이행할 때 질소분위기의 온도를 소정의 범위로 하고, 냉각속도를 일정한 범위로 제어함으로써 MnZn계 페라이트의 코어로스를 상당히 줄일 수 있다.
이어서, 본 발명의 MnZn계 페라이트의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 MnZn계 페라이트는 주성분으로서 산화망간, 산화아연 및 산화철을 포함하고, 부성분으로서 산화규소, 산화칼슘, 산화니켈, 산화니오브 및 산화질코늄을 포함한다.
주성분의 원료로는 산화물 또는 가열에 의해 산화물이 되는 화합물의 분말을 사용한다. 구체적으로는 산화철분말, 산화망간분말, 탄산망간분말, 산화아연분말 등을 사용할 수 있다. 이들을 혼합하여 가소하고, 평균입경 1∼3㎛정도까지 분쇄한다. 가소는 공기중에서 800∼1000℃의 소정 온도에서 실시할 수 있다.
부성분의 원료로는 통상, 산화물 또는 가열에 의해 산화물이 되는 화합물의 분말을 사용할 수 있지만, 경우에 따라서 부성분의 구성원소인 금속단체의 분말을 사용할 수 있다.
주성분과 부성분의 혼합비율은 최종 조성에 따라 결정된다. 주성분의 원료와 부성분의 원료와의 혼합은 상기한 가소전 또는 가소후에 실시할 수 있다.
본 발명은 상기한 주성분 원료에 한정되지 않으며, 2종류 이상의 금속을 포함하는 복합산화물의 분말을 주성분 원료로 사용할 수 있다. 이러한 복합산화물의 분말은 통상, 염화물을 산화배소함으로써 제조된다. 예를 들어, 염화철, 염화망간,염화아연을 함유하는 수용액을 산화배소함에 따라 Fe, Mn 및 Zn을 포함하는 복합산화물 분말을 얻을 수 있다. 통상, 이 복합산화물은 스피넬상을 포함한다. 다만, 염화아연은 증기압이 높기 때문에 조성변형이 발생하기 쉽다. 그래서, 염화철 및 염화망간을 포함하는 수용액을 사용하여 Fe 및 Mn을 포함하는 복합산화물의 분말을 제조하고, 그 분말과 산화아연 분말 또는 아연 페라이트 분말을 혼합하여 주성분 원료로서 사용할 수 있다. 산화배소법으로 제조된 복합산화 분말을 주성분 원료로서 사용하는 경우에는 상술한 가소를 실시할 필요는 없다.
이어서, 주성분 원료와 부성분 원료의 혼합물에 적당한 바인더, 예를 들어, 폴리비닐알콜을 소량 첨가하고, 이것을 스프레이 드라이어 등으로 직경 80∼200㎛ 정도의 과립으로 한다. 그런 다음 성형하고, 이 성형품을 통상, 산소농도를 제어한 분위기하에서 바람직하게는 1250∼1350℃의 소정 온도에서 소성하여 페라이트로 한다.
도 1에 소성공정의 온도변화를 나타낸다. 도 1에서 소결온도, 즉 최고온도까지의 승온속도 T1/t1은 바람직하게는 100∼700℃/시간, 보다 바람직하게는 100∼500℃/시간이다.
최고온도 유지공정 T2에서의 최고온도는 바람직하게는 1250∼1350℃, 특히 1270∼1330℃인 것이 바람직하다. 또한 최고온도 유지시간 t2는 바람직하게는 2∼7시간, 특히 3∼6시간이다. 최고온도가 상기 범위보다 높으면 과잉소결에 의해 자기손실 및 전력손실이 증대되고, 상기 범위보다 낮으면 소결부족에 의해 자기손실 및 전력손실이 증대된다. 최고온도 유지시간이 상기 범위보다 길면 과잉소결에 의해자기손실 및 전력손실이 증대되고, 상기 범위보다 짧으면 소결부족에 의해 자기손실 및 전력손실이 증대된다.
이들 승온공정 T1은 바람직하게는 산소(O2)분압 2% 이하, 특히 0.5% 이하에서 실시하는 것이 바람직하다. 최고온도 유지공정 T2는 바람직하게는 산소(02)분압 2.0∼8.5%에서 실시하는 것이 바람직하다.
최고온도 유지공정 T2가 종료되면 냉각공정을 실행한다. 냉각공정은 초기냉각공정 T3와 질소분위기속에서의 냉각공정 T4의 2단계로 행해진다.
초기 냉각공정 T3는 최고온도 유지공정에서부터 질소분위기에서의 냉각공정으로 이행하는 냉각공정이며, 최고온도 유지공정 T2 및 초기냉각공정 T3에 의해 결정입경 등이 제어된다.
본 발명의 냉각공정에서의 질소분위기 전환온도 T가 1150℃ 미만, 1000℃ 이상, 특히 1100∼1050℃인 경우, 이 때의 냉각속도 V1는 하기식 (1)의 조건을 만족한다.
T ≤(V1 + 1450)/1.5 (1)
[T: 질소분위기 전환온도(℃), V1: T에서 900℃까지의 냉각속도(℃/시간)]
또는 상기 냉각공정에서의 질소분위기 전환온도 T는 1000℃ 미만, 900℃ 이상이고, 냉각속도 V1은 하기식 (2)의 조건을 만족한다.
T ≤(V1 + 450)/0.5 (2)
[T: 질소분위기 전환온도(℃), V1: T에서 900℃까지의 냉각속도(℃/시간)]
질소분위기에의 변환온도가 상기 범위를 벗어나면 자기손실 및 전력손실이 증대된다.
또한 이 질소분위기에서의 냉각공정중 질소분위기 변환온도 T에서 900℃까지의 냉각공정 V1은 800℃/시간 이하, 특히 600℃/시간 이하인 것이 바람직하다. 냉각속도가 상기 범위보다 크면 소성크랙이 발생하기 쉽다.
또한 900℃에서 600℃까지, 특히 900℃에서 700℃까지의 냉각속도 V2는 200∼800℃/시간, 250∼700℃/시간인 것이 바람직하다.
이와 같은 질소분위기하에서의 제1냉각속도 V1을 소정의 범위로 제어하고, 바람직하게는 제2냉각속도 V2를 제어함으로써 자기손실 및 전력손실을 상당히 감소시킬 수 있다. 질소분위기중의 산소(02)분압은 바람직하게는 0.05% 이하, 특히 0.02% 이하가 바람직하다.
상기와 같은 냉각공정에 의해 페라이트중의 입계에 부성분, 특히 칼슘, 실리콘, 니오브가 고농도로 편석되어 자기손실 및 전력손실을 감소시킬 수도 있다고 생각된다.
본 발명의 MnZn계 페라이트는 주성분으로서 산화망간, 산화아연 및 산화철을 포함하고, 바람직하게는 Fe203로 환산한 산화철 52∼55몰%, 특히 52.5∼54.5몰%, ZnO로 환산한 산화아연 7∼12몰%, 특히 8∼11몰%, 잔부로 산화망간을 포함한다. 이 범위 외에서는 전력손실이 증대되며, 고주파영역에서의 Bm 및/또는 초투자율(μi)이 저하되거나 Br이 증대된다.
주성분에 대한 부성분의 중량비율은 바람직하게는
SiO2로 환산한 산화규소 60∼140ppm, 특히 80∼120ppm,
CaO로 환산한 산화칼슘 350∼700ppm, 특히 400∼600ppm,
Nb2O5로 환산한 산화니오브 100∼350ppm, 특히 150∼300ppm을 함유한다.
산화규소 및 산화칼슘을 이와 같은 범위로 첨가함에 따라 전기저항이 증대되고, 자기손실 및 전력손실이 감소된다. 특히 산화규소의 함유량이 상기 범위를 범어나면 소성시의 이상 과립성장에 의해 자기손실이 커지게 된다. 산화니오브를 이와 같은 범위로 첨가함으로써 전력손실이 감소된다.
또 본 발명에서는 부성분으로서 Zr02로 환산한 산화지르코늄을 50∼350ppm, 바람직하게는 50∼200ppm 함유하는 것이 바람직하다. 산화지르코늄을 이와 같은 범위로 첨가함으로써 전력손실이 감소된다.
또한 본 발명에서는 NiO로 환산한 산화니오브를 4500ppm 이하(단, 0은 제외), 특히 50∼3000ppm 함유하는 것이 바람직하다. 산화니켈의 함유량이 상기 범위를 벗어나면 자기이방성이 증대되고, 자기손실및 전력손실이 증대된다.
본 발명의 페라이트에는 이들 부성분 이외에 미량첨가원소, 원료중의 불순물원소가 포함될 수 있다. 이와 같은 원소로는 P, B, Al, Cu, Li, Na, K, In, Bi 등을 들 수 있다. 전력손실 및 자기특성에 미치는 영향을 억제하기 위해서는 이들 각 원소의 주성분에 대한 중량비율이 200ppm 이하(0∼200ppm)인 것이 바람직하지만, 특히 P는 전력손실이나 자기특성에의 영향이 크기 때문에 주성분에 대한 P의 중량비율은 바람직하게는 30ppm이하, 바람직하게는 0∼20ppm, 보다 바람직하게는 0∼10ppm으로 한다. 또한 주성분에 대한 B의 중량비율은 바람직하게는 0∼50ppm, 보다 바람직하게는 0∼30ppm으로 한다. 이에 따라 Br, △B, μa 및 손실을 줄일 수 있다.
본 발명의 페라이트의 평균결정입경은 바람직하게는 8∼30㎛, 보다 바람직하게는 8∼20㎛이다. 평균결정입경이 너무 작은면 이력손실이 커지고, 평균결정입경이 너무 크면 과전류손실이 커지게 된다.
본 발명의 페라이트에서는 100kHz의 사인파 교류자기장(최대값 200mT)을 인가했을 때 100℃에서의 전력손실을 280kw/m3이하로 할 수 있고, 260kw/m3이하, 또한 250kw/m3이하로 할 수 있다. 이력손실은 주파수와 비례하고 과전류손실은 주파수의 2승에 비례하지만, 본 발명의 페라이트에서는 100kHz에서의 과전류손실이 비교적 작기때문에 100kHz을 넘는 고주파영역에서도 전력손실이 현저하게 증가되지는 않는다.
이와 같은 페라이트로 구성되는 전원트랜스용 코어는 10∼500kHz의 주파수에서 80∼110℃정도의 온도에서 동작하고, 그 전력은 통상 1∼100W정도가 된다.
(실시예)
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명한다.
<실시예 1>
하기에 나타낸 조성을 갖는 페라이트 코어 샘플을 제작하였다. 우선, 주성분원료에는 Fe203, Mn304및 Zn0를 사용하고 이들을 습식혼합한 후 스프레이 드라이어로 건조하고 900℃에서 2시간 가소하였다.
이어서, 주성분 원료의 가소물과 부성분 원료를 혼합하였다. 부성분 원료에는 Si02, CaC03, Nb205, ZrO2및 NiO를 사용하였다. 주성분 원료의 가소물에 부성분의 원료를 첨가하고 분쇄하면서 혼합하였다. 분쇄는 가소물의 평균입경이 약 2㎛가 될 때까지 실시하였다. 얻어진 혼합물에 바인더를 첨가하고 스프레이 드라이어로 평균입경 150㎛로 과립화한 후 성형하고, 산소분압을 제어한 분위기, 및 표 1에 나타낸 질소분위기에서의 냉각조건(T 및 V1)에 의해 소성하여 외경 31mm, 내경 19mm, 높이 8mm의 환상 샘플을 얻었다. 또한 이 때의 최고유지 온도공정은 1300℃에서 5시간 동안 행하였다.
Fe203: 53.2몰%
Mn0 : 37.4몰%
Zn0 : 9.4몰%
Si02: 100 ppm
Ca0 : 500 ppm
Nb205: 250 ppm
ZrO2: 100 ppm
NiO: 1200 ppm
샘플중 성분원소의 비율은 형광X선 분석에 의해 측정하고, 원료조성과 비교한 결과, 성분원소의 비율은 동등하였다. 또한 표 1에 나타낸 P의 함유량은 흡광 광도법에 의해 측정한 결과, 모든 샘플에서 P의 함유량은 30ppm 이하이었다. 또한 P는 산화철 등의 원료산화물로부터 유래되는 것으로 생각된다.
각 샘플에 대해서 100kHz, 200mT(최대값)의 사인파 교류자기장을 인가하여 각각 100℃에서의 코어손실(Pcv)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
샘플 NO. T(℃) V1(℃/hr) Tmin(℃) Tmin(kw/m3)에서의 Pcv
1(비교예)2(실시예)3(실시예)4(비교예)5(실시예)6(실시예)7(비교예)8(실시예)9(실시예)10(비교예)11(실시예)12(비교예)13(비교예) 1150110011001100105010501050100010001000950950850 400600300150400200100200100105010- 100100100100100100100100100100100100100 317242245290244255292251247289262287332
Tmin: 코어손실 극소온도
Pcv : 코어손실
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 샘플은 모두 비교샘플과 비교하여 코어손실이 낮게 억제된다는 것을 알 수 있다.
<실시예 2>
제1 냉각공정 후, 제2 냉각공정을 표 2의 조건(V2)으로 행하는 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 샘플을 제작하였다. 이 때의 제1 냉각공정의 조건(V1)은 실시예 1의 샘플 3과 동일하다.
얻어진 샘플의 코어손실을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
샘플 No. V2(℃/hr) Tmin(℃) Tmin(kw/m3)에서의 Pcv
14(비교예)15(실시예)16(실시예)17(실시예) 100300500700 100100100100 296237245273
Tmin: 코어손실 극소온도
Pcv : 코어손실
<실시예 3>
최고온도 유지공정을 표 3의 조건으로 행한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 샘플을 제작하였다. 이 때의 제1 냉각공정의 조건(V1)은 실시예 1의 샘플 3과 동일하고, 제2 냉각공정의 조건(V2)은 실시예 2의 샘플 15와 동일하다.
얻어진 샘플의 코어손실을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
샘플 No. V2(℃/hr) 최고온도 유지시간(hr) Tmin(℃) Tmin(kw/m3)에서의 Pcv
18(비교예)19(비교예)20(실시예)21(비교예)22(비교예) 12001300150013001400 51585 100100100100100 293329237308414
Tmin: 코어손실 극소온도
Pcv : 코어손실
<실시예 4>
표 4의 조성을 사용한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 샘플을 제작하였다. 이 때의 제1 냉각공정의 조건(V1)은 실시예 1의 샘플 3과 동일하고, 제2 냉각공정의 조건(V2)은 실시예 2의 샘플 15와 동일하다.
얻어진 샘플의 코어손실을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
샘플 No. SiO2(ppm) CaO(ppm) Nb2O5(ppm) ZrO2(ppm) NiO(ppm) Tmin(℃) Tmin(kw/m3)에서의 Pcv
23(비교예)24(실시예)25(비교예)26(비교예)27(비교예)28(비교예)29(비교예)30(실시예)31(비교예)32(실시예)33(실시예)34(비교예)35(실시예) 40100200100100100100100100100100100100 500500500250800500500500500500500500500 2502502502502500500250250250250250250 0000000100500000100 000000000100120055001200 100100100100100100100100100100100100100 456267411477359324348256310263252303240
Tmin: 코어손실 극소온도
Pcv : 코어손실
<실시예 5>
표 5의 P의 함유량이 되도록 한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 각 샘플을 제작하였다. 이 때의 제1 냉각공정의 조건(V1)은 실시예 1의 샘플 3과 동일하고, 제2 냉각공정의 조건(V2)은 실시예 2의 샘플 15와 동일하다.
얻어진 샘플의 코어손실을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하였다. 그 결과를표 4에 나타낸다.
샘플 No. P(ppm) Tmin(℃) Tmin(kw/m3)에서의 Pcv
36(실시예)37(실시예)38(실시예)39(비교예) 251540 100100100100 238240265312
Tmin: 코어손실 극소온도
Pcv : 코어손실
이상의 결과로부터 본 발명의 효과가 확실해진다.
본 발명에 의하면, 자기손실 및 전력손실이 작은 페라이트의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 얻어진 페라이트와, 그 페라이트를 사용한 전원용 코어를 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 소성시 최고온도 유지공정과 질소분위기에서의 냉각공정을 포함하는 MnZn계 페라이트의 제조방법에 있어서,
    상기 냉각공정에서의 질소분위기 전환온도 T는 1150℃ 미만, 1000℃ 이상이고, 냉각속도 V1은 하기식 (1)의 조건을 만족하는 MnZn계 페라이트의 제조방법.
    T ≤(V1 + 1450)/1.5 (1)
    [T: 질소분위기 전환온도(℃), V1: T에서 900℃까지의 냉각속도(℃/시간)]
  2. 소성시 최고온도 유지공정과 질소분위기에서의 냉각공정을 포함하는 MnZn계 페라이트의 제조방법에 있어서,
    상기 냉각공정에서의 질소분위기 전환온도 T는 1000℃ 미만, 900℃ 이상이며, 냉각속도 V1은 하기식 (2)의 조건을 만족하는 MnZn계 페라이트의 제조방법.
    T ≤(V1 + 450)/0.5 (2)
    [T: 질소분위기 전환온도(℃), V1: T에서 900℃까지의 냉각속도(℃/시간)]
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 질소분위기 전환온도 T에서 900℃까지의 냉각속도 V1은 800℃/시간 이하인 MnZn계 페라이트의 제조방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 900℃에서 600℃까지의 냉각속도 V2는 200∼800℃/시간인 MnZn계 페라이트의 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 최고온도 유지공정에서의 최고온도는 1250∼1350℃이고, 최고온도 유지시간은 2∼7시간인 MnZn계 페라이트의 제조방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 MnZn계 페라이트는 주성분으로서 Fe203로 환산한 산화철 52∼55몰%, ZnO로 환산한 산화아연 7∼12몰%, 잔부 산화망간을 포함하며,
    부성분으로서 Si02로 환산한 산화규소 60∼140ppm, CaO로 환산한 산화칼슘 350∼700ppm, Nb2O5로 환산한 산화니오브 100∼350ppm을 함유하는 MnZn계 페라이트의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 추가부성분으로서 ZrO2로 환산한 산화지르코늄을 주성분에 대해 50∼350ppm 함유하는 MnZn계 페라이트의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 추가부성분으로서 NiO로 환산한 산화니켈을 주성분에 대해 0∼4500ppm(단, 0은 제외) 함유하는 MnZn계 페라이트의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서, 인 함유량이 P로 환산하여 주성분에 대해 30ppm 이하인 MnZn계 페라이트의 제조방법.
  10. 100kHz, 200mT의 교류자기장을 인가했을 때 온도 100℃에서의 전력손실이 280kw/m3이하인 제1항 또는 제2항의 방법에 의해 제조되는 MnZn계 페라이트.
  11. 제10항의 MnZn계 페라이트로 구성된 전원용 페라이트코어.
  12. 제7항에 있어서, 추가부성분으로서 NiO로 환산한 산화니켈을 주성분에 대해 0∼4500ppm(단, 0은 제외) 함유하는 MnZn계 페라이트의 제조방법.
  13. 제7항 또는 제8항에 있어서, 인 함유량이 P로 환산하여 주성분에 대해 30ppm 이하인 MnZn계 페라이트의 제조방법.
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