KR101822299B1 - 페라이트 자성체 및 그 제조방법 - Google Patents

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ferrite magnetic
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함철환
이기양
강희복
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용인전자주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른, 페라이트 자성체 제조방법은 Fe: 47 ~ 49wt%, Mn: 16 ~ 18wt%, Zn: 5.2~7.2wt% 나머지 산소 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 제1 혼합물을 마련하는 제1 혼합과정; 상기 제1 혼합물에 100 중량부에 대하여, 첨가물로 Si: 28 ~ 51ppm, Nb: 140 ~ 210ppm 및 Zr: 155 ~ 185ppm을 혼합하여 제2 혼합물을 마련하는 제2 혼합과정; 및 상기 제2 혼합물을 소결하여 페라이트 자성체를 제조하는 마무리 과정;을 포함한다.

Description

페라이트 자성체 및 그 제조방법{FERRITE MAGNETIC SUBSTANCE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 페라이트 자성체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페라이트 조성물의 입도 및 성분을 조절하여 고온에서도 철손이 낮아 고온 자기특성이 우수한 페라이트 자성체 및 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어 화석 에너지의 고갈과 환경오염으로 인하여 화석 에너지를 사용을 최소화하기 위한 기술개발에 대한 관심이 높아짐에 따라, 내연기관의 동력과 전기동력을 조합하여 구동되는 하이브리드 자동차와 전기동력을 이용한 전기 자동차와 같은 친환경 자동차에 대한 관심이 높아지고 있다.
일반적으로 친환경 자동차는 종래 유압 또는 기계적 힘 등에 의해 구동되던 시스템과 달리 전기에 의해 구동되는 시스템으로, 차량에 적용되는 전동기의 종류 및 수량이 증가되고 있다.
따라서, 차량의 연비 등 효율을 향상시키기 위해서는 전동기의 고효율화가 필연적으로 요구되는데, 전동기의 효율은 자성체의 자기특성의 영향이 크기 때문에 종래에는 자기특성이 우수한 희토류계 자성체를 주로 사용하였다.
그러나 상기와 같은 희토류계 자성체는 고가로 전동기의 가격을 상승시키고 나아가 차량의 제조원가를 상승시키는 문제점이 있었으며, 자석 수급이 원활하지 않은 문제점도 가지고 있었다.
이에, 최근 가격이 저렴하면서 우수한 자기적 특성을 갖는 자성체의 개발이 진행되고 있다.
이러한 자성 재료 중 하나인 페라이트(ferrite)는 산화철(Fe2O3)을 주성분으로 하는 산화물계 자성 재료로서, 그 자기특성에 따라 연성 페라이트, 경성 페라이트 및 반경자성 페라이트로 나눌 수 있다.
연성 페라이트는 자계(magnetic field) 내에서 자성을 나타내는 연자성체로서, 금속에 비해 고주파대역에서의 와전류 손실이 적은 것이 특징이며, 경성 페라이트는 일종의 영구자석으로 자계를 발생하는데 사용되는데, 일 예로서, Ba, Sr 페라이트가 대표적이며, 자기 이방성(磁氣異方性)이 크고, 값이 싼 것이 특징이다.
한편, 반경자성 페라이트는 쉽게 자화(磁化)되지 않으나, 일단 자화되면 그 상태를 유지할 수 있으며, 반경자성 페라이트는 소자(degauss)가 용이할 수 있어서, 기억 메모리, 매체로서 테이프, 디스크 등에 적용된다.
이중 친환경 차량의 변압기 또는 인덕터 등에 적용되는 페라이트 코어에 적용되는 페라이트 자성체는 연성 페라이트 소재를 압축 및 열처리 소결하여 제조될 수 있는데, 자성 코어로 적용하기에는 코어 손실 값이 비교적 크며 철손으로 인한 발열 및 자기특성 저하 등의 문제점이 있었다.
특히, 고온에서 코어 손실이 높아, 다양한 환경에서 작동되어야 하는 차량에 적용하기 어려운 문제점이 있었다. 이에 따라, 친환경 차량의 변압기 또는 인덕터 등에 사용될 수 있도록 고온에서 코어 손실 및 철손이 낮은 페라이트 조성물의 개발이 시급한 실정이다.
공개특허공보 제10-2006-0057651호(2006. 05. 26.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고온에서 코어 손실 및 철손이 낮아, 고온에서도 우수한 자기특성을 확보할 수 있는 페라이트 조성물, 이를 이용하는 페라이트 자성체 및 페라이트 자성체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 페라이트 자성체 제조방법은 Fe: 47 ~ 49wt%, Mn: 16 ~ 18wt%, Zn: 5.2~7.2wt% 나머지 산소 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 제1 혼합물을 마련하는 제1 혼합과정; 상기 제1 혼합물에 100 중량부에 대하여, 첨가물로 Si: 28 ~ 51ppm, Nb: 140 ~ 210ppm 및 Zr: 155 ~ 185ppm을 혼합하여 제2 혼합물을 마련하는 제2 혼합과정; 및 상기 제2 혼합물을 소결하여 페라이트 자성체를 제조하는 마무리 과정;을 포함한다.
상기 제1 혼합물을 마련하는 과정에서, 상기 제1 혼합물은 분말상태의 철 산화물(Fe2O3) 67.8 ~ 69.9wt%, 아연 산화물(ZnO) 6.8 ~ 8.8wt%, 망간 산화물(Mn3O4) 22.3 ~ 24.3wt% 및 기타 불가피한 불순물이 혼합되어 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트 자성체 제조방법은 상기 제1 혼합물을 마련하는 과정 이전에, 상기 철 산화물의 입도가 1.15㎛ 이하가 되도록 조분쇄하는 준비과정;을 더 포함할 수 있다.
상기 마무리 과정에서, 상기 페라이트 자성체는 밀도가 4.8g/㎤ 이상이고, 투자율이 3,300 이상이며, 자속밀도는 520mT 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 페라이트 자성체는, 100K㎐, 200mT, 80 ~ 100℃의 조건에서 철손이 380mW/cc 이하인 것이 바람직하다.
상기 제2 혼합과정에서, 상기 첨가물은 상기 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 분말상태의 규소 산화물(SiO2) 60 ~ 100ppm, 니오븀 산화물(Nb2O5) 200 ~ 300ppm 및 지르코늄 산화물(ZrO2) 200 ~ 250ppm이 혼합되어 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실싱에 따른 페라이트 자성체는, 소결 형성된 페라이트 자성체로서, Fe: 47.42 ~ 48.89 wt%, Mn: 16.06 ~ 17.50 wt%, Zn: 5.46~ 7.07 wt%, Si: 28 ~ 47 ppm, Nb: 140 ~ 210 ppm, Zr: 148 ~ 185 ppm, 나머지 산소 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트 자성체는 밀도가 4.8g/㎤ 이상이고, 기공율은 3.5% 이하며, 이때, 투자율은 3,300 이상이며, 자속밀도는 520mT 이상인 것이 바람직하다.
또한, 100K㎐, 200mT, 80 ~ 100℃의 조건에서 철손이 380mW/cc 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 페라이트 자성체는, 철 산화물(Fe2O3): 67.8 ~ 69.9wt%, 아연 산화물(ZnO): 6.8 ~ 8.8wt% 및 망간 산화물(Mn3O4): 22.3 ~ 24.3wt% 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 첨가물로 규소 산화물(SiO2): 60 ~ 100ppm, 니오븀 산화물(Nb2O5): 200 ~ 300ppm, 지르코늄 산화물(ZrO2): 200 ~ 250ppm이 첨가되어 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 종래에 비해 80 ~ 100℃의 온도범위에서 철손을 감소시켜 고온 자기특성이 우수한 페라이트계 자성체를 제조할 수 있으며, 나아가 이를 이용한 변압기 또는 인덕터 등의 성능을 향상시켜 친환경 차량의 연비 및 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트 자성체 제조방법을 보여주는 순서도이고,
도 2는 Zr 및 Mn의 함량에 따른 철손을 도시한 그래프이며,
도 3 및 도 4는 종래 사용되는 철 산화물과 본 발명의 실시예에 사용된 철 산화물을 보여주는 사진이고,
도 5 및 도 6은 종래 일반적인 페라이트 자성체와 본 발명의 실시예에 따라 제조된 페라이트 자성체의 기공율을 비교하기 위한 사진이며,
도 7은 100K㎐, 200mT 조건에서, 철 산화물의 입도에 따른 철손을 나타낸 그래프이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 페라이트 자성체의 온도에 따른 철손을 보여주는 그래프이며,
도 9는 다양한 실시예 및 비교예에 대하여 조성 및 생산된 페라이트 자성체의 자기특성을 보여주는 표이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트 자성체 제조방법을 보여주는 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트 자성체 제조방법은 제1 혼합물을 제조하는 제1 혼합과정과 제1 혼합물에 자기 특성을 향상시킬 수 있는 첨가물을 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 제2 혼합과정 및 제2 혼합물을 소결하여 페라이트 자성체를 제조하는 마무리 과정을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 혼합물은 Fe: 47 ~ 49wt%, Mn: 16 ~ 18wt%, Zn: 5.2~7.2wt% 및 나머지 산소 및 불가피한 불순물을 포함하여 조성된다.
이때, 바람직하게 제1 혼합과정은 상기와 같은 조성을 분말상태의 철 산화물(Fe2O3)과 아연 산화물(ZnO) 및 망간 산화물(Mn3O4)을 혼합하여 제1 혼합물을 제조될 수 있으며, 그 함량은 철 산화물: 67.8 ~ 69.9wt%, 아연 산화물: 6.8 ~ 8.8wt%, 망간 산화물: 22.3 ~ 24.3wt%로 제한될 수 있다.
상기 나열한 산화물은 이후 제조되는 페라이트 자성체의 기본 소재로서 철 산화물은 페라이트 자성체의 투자율과 자속밀도 및 큐리온도를 향상시켜 자기적 특성을 높일 수 있다.
한편, 망간 산화물은 페라이트 자성체의 투자율에 영향을 주는 성분이며, 아연 산화물은 페라이트 자성체의 큐리온도를 감소시키나 철손을 증가시킬 수 있어 상기 혼합 비율을 만족하도록 첨가되는 것이 바람직하다.
이때, 철 산화물(Fe2O3)을 예를 들어 철 산화물, 아연 산화물 및 망간 산화물의 함량과 Fe, Mn, 및 Zn의 조성과의 관계를 설명하면, 본 발명에서 사용된 철 산화물은 Fe 원자가 2개와 O원자는 3개가 결합된 구조로, Fe의 원자량은 55.845 g/mol이고 O의 원자량은 15.9994 g/mol으로 철 산화물의 분자량은 159.6882 g/mol이 된다.
즉, 하기의 식 (1)에 따라 철 산화물 중 Fe 원자의 wt%를 계산하면, 69.9425wt%가 된다.
((Fe 원자량 × 2) ÷ Fe2O3 분자량) × 100 ----------------------- (1)
부연하자면, 제1 혼합물 제조시 철 산화물(Fe2O3)이 68.85wt%가 함유되는 경우, 제1 혼합물 중 철의 함량은 48.155wt%로 계산되는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 혼합과정에서 Fe, Zn 및 Mn의 함량을 철 산화물, 아연 산화물 및 망간 산화물을 이용하는 경우 상기의 식에 따라 그 양을 산출할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 혼합과정은 상기와 같이 제1 혼합물이 마련되면 제조되는 페라이트 자성체의 자기특성을 향상시키기 위해 첨가물로 Si, Nb 및 Zr을 첨가하여 제2 혼합물을 마련하는데, 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 중량 ppm으로 Si 28 ~ 51ppm, Nb 140 ~ 210ppm 및 Zr 155 ~ 185ppm이 첨가물로 혼합되는 것이 바람직하다.
이때, Si, Nb 및 Zr은 산화물 형태로 첨가될 수 있는데, 규소 산화물, 니오븀 산화물 및 지르코늄 산화물의 량은 상기 식 (1)과 같은 방법으로 산출될 수 있으며, 그 함량은 규소 산화물(SiO2): 60 ~ 100ppm, 니오븀 산화물(Nb2O5): 200 ~ 300ppm, 지르코늄 산화물(ZrO2): 200 ~ 250ppm으로 첨가될 수 있다.
이때, 지르코늄 산화물(ZrO2)은 페라이트 자성체에서 입계 편석제로 사용되는 것으로, 비저항이 높은 절연막을 생성함으로써 철손을 감소시키는 효과가 있다.
이때, 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 중량 ppm으로 지르코늄 산화물이 200ppm 미만으로 첨가되는 경우 절연막이 충분히 형성되지 않아 철손 저감율이 저하될 수 있으며, 250ppm을 초과하는 절연막이 과도하게 생성되어 경우 페라이트 자성체의 취성이 높아질 수 있으며 오히려 자기특성을 저하시킬 수 있기 때문에 상기 범위로 제한하는 것이 바람직하다.
한편, 니오븀 산화물(Nb2O5)은 소결시 페라이트 자성체의 결정립을 미세하게 형성하고, 페라이트 자성체의 입계에 존재하는 고저항의 칼슘 산화물(CaO)과 규소 산화물(SiO2)의 복합상을 개선하여 자기특성을 저하시키는 것을 방지하기 위해 첨가되는 첨가물로 그 함량이 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 200ppm 미만으로 첨가되는 경우 결정립 성장 억제효과가 미미할 뿐만 아니라 칼슘 산화물(CaO)과 규소 산화물(SiO2)의 복합상 개선 효과가 미미하여 자기특성이 저하되고, 300ppm을 초과하는 경우 내부 결함을 유발하거나 생산되는 페라이트 자성체의 내구성을 저하시킬 수 있기 때문에 상기 범위로 제한한다.
규소 산화물(SiO2)은 자성체의 입계에 위치하여 철손을 방지하는 역할을 하나, 앞에서 설명한 바와 같이 과도하게 첨가되는 경우 칼슘 산화물과 복합상을 형성하여 오히려 철손을 증가시킬 수 있기 때문에 상기 범위로 제한한다.
도 2는 Zr 및 Mn의 함량에 따른 철손을 도시한 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, Zr 및 Mn의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우 80℃, 100K㎐, 200mT의 조건에서 철손이 350mW/cc으로 우수한 반면, 상기 범위를 초과하는 경우 철손이 급격히 증가됨을 알 수 있다.
즉, 제2 혼합물 제조시 첨가물의 함량을 상기와 같이 제한하는 경우 80℃의 고온조건에서도 철손이 저감되어 제조되는 페라이트 자성체의 자기특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
바람직하게, 본 발명의 일 실시예에에 따른 페라이트 자성체 제조방법은 제1 혼합과정 이전에, 철 산화물을 조분쇄하는 준비과정을 더 포함할 수 있다.
준비과정은 철 산화물의 평균 입도가 1.15㎛ 이하가 되도록 철 산화물을 조분쇄하는 과정으로 준비과정에 따라 마련된 철 산화물을 도 4에 나타내었으며, 도 3은 종래 페라이트 자성체 제조시 사용되는 일반적인 철 산화물을 나타내었으며, 아래 표 1에 각각의 분체의 특성을 나타내었다.
겉보기밀도(g/cc) 입도
(㎛)		 비표면적
(㎡/g)		 성분(wt%)
Fe2O3 Mn SiO2 Cl SO3
비교예 0.42 0.79 3.43 99.45 0.2602 0.0085 0.141 0.0421
실시예 0.62 0.61 6.34 99.34 0.3044 0.0090 0.156 0.0916
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 사용된 철 산화물은 종래 일반적으로 사용된 철 산화물과 성분은 유사하지만 입도가 약 22% 작아짐에 따라 겉보기 밀도는 약 48% 증가되었으며, 비표면적은 약 2배 증가됨을 알 수 있다.
또한, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이 종래에 비하여 조분 비율이 낮고 입도가 균일해짐을 알 수 있다.
이와 같이, 종래에 비하여 사용되는 철 산화물의 입도를 미세하게 함으로써, 겉보기 밀도와 비표면적을 크게 향상시킬 수 있으며, 이와 같은 철 산화물은 페라이트 자성체 제조시 가장 많이 투입되는 성분으로 제조되는 페라이트 자성체의 겉보기 밀도를 증가시킴으로써, 자기특성을 크게 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 제2 혼합물이 마련되면, 마무리과정에서 상기 제2 혼합물을 소결로에 장입하고 소결시켜 페라이트 자성체를 제조한다.
상기와 같이 제조된 페라이트 자성체는 Fe: 47.42 ~ 48.89 wt%, Mn: 16.06 ~ 17.50 wt%, Zn: 5.46~ 7.07 wt%, Si: 28 ~ 47 ppm, Nb: 140 ~ 210 ppm, Zr: 148 ~ 185 ppm, 나머지 산소 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 마련될 수 있다.
도 5 및 도 6은 종래 일반적인 페라이트 자성체와 본 발명의 실시예에 따라 제조된 페라이트 자성체의 기공율을 비교하기 위한 사진이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 철 산화물의 입도를 작게 하여 겉보기 밀도 및 비표면적을 증가시킴으로써, 소결하여 제조된 페라이트 자성체의 기공율을 종래 10.1%에서 3.2%로 약 69% 감소시킴으로써, 생산되는 페라이트 자성체의 조직을 치밀하게 할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 도 7은 100K㎐, 200mT 조건에서, 철 산화물의 입도에 따른 철손을 나타낸 그래프이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 페라이트 자성체의 온도에 따른 철손을 도시한 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 철 산화물의 평균 입도가 1.15㎛ 이하로 작아짐에 따라 100K㎐, 200mT 및 100℃ 고온조건에서 철손이 350mW/cc 이하로 자기특성이 우수한 페라이트 자성체를 제조할 수 있다.
또한, 도 8에서 알 수 있듯 종래 일반적인 페라이트 자성체는 80 ~ 100℃의 고온 조건에서 철손이 350mw/cc를 초과하는 반면, 본 발명의 실시예에 따르면 80 ~ 100℃의 고온 조건에서도 철손을 350mw/cc이하로 유지함으로써 자기 특성이 우수한 페라이트 자성체를 제조할 수 있음을 알 수 있다.
도 9는 다양한 실시예 및 비교예에 대하여 조성 및 생산된 페라이트 자성체의 자기특성을 보여주는 표이다.
도 9에서 알 수 있듯, 철 산화물과 망간 산화물 및 아연 산화물이 본 발명의 실시예를 만족하는 경우 제조된 페라이트 자성체는 온도에 따른 철손 변화가 낮고 특히 차량의 변압기 또는 인덕터의 사용환경에서 고온 범위인 80 ~ 100℃의 온도 범위에서도 철손이 350mw/cc 이하를 만족하여 차량용 변압기 및 인덕터 등의 열적 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. Fe: 47 ~ 49wt%, Mn: 16 ~ 18wt%, Zn: 5.2~7.2wt% 나머지 산소 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 제1 혼합물을 마련하는 제1 혼합과정;
    상기 제1 혼합물에 100 중량부에 대하여, 첨가물로 Si: 28 ~ 51ppm, Nb: 140 ~ 210ppm 및 절연막 형성을 위한 Zr: 155 ~ 185ppm을 혼합하여 제2 혼합물을 마련하는 제2 혼합과정; 및
    상기 제2 혼합물을 소결하여 페라이트 자성체를 제조하는 마무리 과정;을 포함하는, 페라이트 자성체 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 혼합물을 마련하는 과정은,
    분말상태의 철 산화물(Fe2O3) 67.8 ~ 69.9wt%, 아연 산화물(ZnO) 6.8 ~ 8.8wt%, 망간 산화물(Mn3O4) 22.3 ~ 24.3wt% 및 기타 불가피한 불순물을 혼합하여 상기 제1 혼합물을 마련하는 것을 특징으로 하는, 페라이트 자성체 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 혼합물을 마련하는 과정 이전에,
    상기 철 산화물의 입도가 1.15㎛ 이하가 되도록 조분쇄하는 준비과정;을 더 포함하는, 페라이트 자성체 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 마무리 과정에서,
    상기 페라이트 자성체는 밀도가 4.8g/㎤ 이상이고, 투자율이 3,300 이상이며, 자속밀도는 520mT 이상인 것을 특징으로 하는, 페라이트 자성체 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 페라이트 자성체는,
    100K㎐, 200mT, 80 ~ 100℃의 조건에서 철손이 380mW/cc 이하인 것을 특징으로 하는, 페라이트 자성체 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 혼합과정에서,
    상기 첨가물은 상기 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 분말상태의 규소 산화물(SiO2) 60 ~ 100ppm, 니오븀 산화물(Nb2O5) 200 ~ 300ppm 및 지르코늄 산화물(ZrO2) 200 ~ 250ppm이 혼합된 것을 특징으로 하는, 페라이트 자성체 제조방법.
  7. 소결 제조된 페라이트 자성체로서,
    Fe: 47.42 ~ 48.89 wt%, Mn: 16.06 ~ 17.50 wt%, Zn: 5.46~ 7.07 wt%, Si: 28 ~ 47 ppm, Nb: 140 ~ 210 ppm, Zr: 148 ~ 185 ppm, 나머지 산소 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는, 페라이트 자성체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    밀도가 4.8g/㎤ 이상이고, 기공율은 3.5% 이하인 것을 특징으로 하는, 페라이트 자성체.
  9. 청구항 8에 있어서,
    투자율이 3,300 이상이며, 자속밀도는 520mT 이상인 것을 특징으로 하는, 페라이트 자성체.
  10. 청구항 8에 있어서,
    100K㎐, 200mT, 80 ~ 100℃의 조건에서 철손이 380mW/cc 이하인 것을 특징으로 하는, 페라이트 자성체.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 페라이트 자성체는, 철 산화물(Fe2O3): 67.8 ~ 69.9wt%, 아연 산화물(ZnO): 6.8 ~ 8.8wt% 및 망간 산화물(Mn3O4): 22.3 ~ 24.3wt% 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 첨가물로 규소 산화물(SiO2): 60 ~ 100ppm, 니오븀 산화물(Nb2O5): 200 ~ 300ppm, 지르코늄 산화물(ZrO2): 200 ~ 250ppm이 첨가되어 마련된 것을 특징으로 하는, 페라이트 자성체.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020101427A1 (ko) * 2018-11-16 2020-05-22 엘지이노텍(주) 복합 소재를 이용한 자성 코어
US11631519B2 (en) 2019-07-19 2023-04-18 Lg Innotek Co., Ltd. Magnetic core

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4936110B2 (ja) * 2006-07-05 2012-05-23 日立金属株式会社 複合磁性体の製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5846448A (en) * 1994-04-27 1998-12-08 Tdk Corporation Ferrite and ferrite core for power supply
JPH11214213A (ja) * 1998-01-23 1999-08-06 Tdk Corp フェライト、ならびにトランスおよびその駆動方法
JP3607203B2 (ja) * 2000-03-31 2005-01-05 Ｔｄｋ株式会社 ＭｎＺｎ系フェライトの製造方法、ＭｎＺｎ系フェライト、および電源用フェライトコア
CN1186785C (zh) * 2002-09-13 2005-01-26 无锡晶石磁性电子器件有限公司 一种锰锌铁氧体磁芯的制造方法
JP4244193B2 (ja) * 2004-01-30 2009-03-25 Ｔｄｋ株式会社 ＭｎＺｎフェライトの製造方法及びＭｎＺｎフェライト
CN100484900C (zh) 2004-03-04 2009-05-06 Tdk株式会社 铁氧体磁性材料、铁氧体烧结磁体及其制造方法
KR20070084472A (ko) * 2004-11-19 2007-08-24 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 저손실 Ｍｎ-Ｚｎ 페라이트 및 이를 이용한 전자 부품 및스위칭 전원
KR101141278B1 (ko) 2004-12-28 2012-05-04 주식회사 포스코 자성이 우수한 무방향성 전기강판 제조방법
CN101429016A (zh) * 2008-12-02 2009-05-13 广东风华高新科技股份有限公司 一种高温高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料及其制备磁芯的方法
CN102531559B (zh) * 2010-12-22 2015-09-30 上海宝钢磁业有限公司 一种高性能锰锌铁氧体料粉的制造方法
CN102690112B (zh) 2012-05-25 2013-09-18 南通华兴磁性材料有限公司 一种用于宽频抗电磁干扰的锰锌铁氧体材料及其制造方法
KR102157808B1 (ko) 2014-08-19 2020-09-21 현대모비스 주식회사 페라이트 조성물, 이를 이용하는 페라이트 자성체 및 페라이트 자성체의 제조 방법
JP6409553B2 (ja) * 2014-12-16 2018-10-24 Tdk株式会社 フェライトコア、電子部品、及び、電源装置
US10919809B2 (en) * 2016-03-25 2021-02-16 Hitachi Metals, Ltd. MnZn ferrite and its production method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4936110B2 (ja) * 2006-07-05 2012-05-23 日立金属株式会社 複合磁性体の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020101427A1 (ko) * 2018-11-16 2020-05-22 엘지이노텍(주) 복합 소재를 이용한 자성 코어
US11631519B2 (en) 2019-07-19 2023-04-18 Lg Innotek Co., Ltd. Magnetic core

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