KR20160022409A - ferrite composition, ferrite magnetic substance using the same and method of fabricating ferrite magnetic substance - Google Patents

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Abstract

In a method for manufacturing a ferrite magnetic material according to an embodiment of the present invention, provided is a first mixture including 52.0-54.5 mol% of iron oxide (Fe2O3), 36.4-38.8 mol% of manganese oxide (MnO), 7.3-9.0 mol% of zinc oxide (ZnO), and other inevitable impurities. A second mixture is manufactured by adding 300-600 ppm of calcium oxide (CaO), 10-30 ppm of silicon oxide (SiO2), 250-500 ppm of niobium oxide (Nb2O3), and 3000-5000 ppm of cobalt oxide (Co3O4) powder to the first mixture. A sintered body is manufactured by thermally processing the second mixture.

Description

페라이트 조성물, 이를 이용하는 페라이트 자성체 및 페라이트 자성체의 제조 방법{ferrite composition, ferrite magnetic substance using the same and method of fabricating ferrite magnetic substance}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ferrite composition, a ferrite magnetic material using the ferrite composition, and a method for producing the ferrite magnetic material,

본 발명은 대체로 페라이트 조성물체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코어손실을 방지하고 포화자속밀도를 향상시킬 수 있는 페라이트 조성물, 이를 이용하는 페라이트 자성체 및 페라이트 자성체의 제조 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a ferrite composition capable of preventing core loss and improving saturation magnetic flux density, a ferrite magnetic material using the ferrite composition, and a method for producing the ferrite magnetic material.

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 특징이다. 경성 페라이트는 일종의 영구자석이며, 자계를 발생하는 데 적용되고 있다. 일 예로서, Ba, Sr 페라이트가 대표적이며, 자기이방성(磁氣異方性)이 크고, 값이 싼 것이 특징이다. 반경자성 페라이트는 쉽게 자화(磁化)되지 않으나, 일단 자화되면 그 상태를 유지할 수 있다. 또한, 반경자성 페라이트는 소자(degauss)가 용이할 수 있어서, 기억 메모리, 매체로서 테이프, 디스크 등에 적용되고 있다.Ferrite is an oxide-based magnetic material containing iron oxide (Fe 2 O 3 ) as a main component and can be divided into soft ferrite, hard ferrite and radial ferrite depending on its magnetic properties. Soft ferrite is a soft magnetic material that exhibits magnetism in a magnetic field, and is characterized by less eddy current loss in a high frequency band as compared with a metal. Hard ferrite is a kind of permanent magnet and is applied to generate a magnetic field. As an example, Ba and Sr ferrite are typical, and magnetic anisotropy is large and low in value. The radial magnetic ferrite is not easily magnetized, but once magnetized, it can maintain its state. Further, the radial magnetic ferrite can be easily degauss, and is applied to a storage memory, a tape, a disk, or the like as a medium.

상술한 응용 중에서, 코일 부품의 자심에 적용되는 페라이트 코어는 연성 페라이트 소재를 압축 및 열처리 소결하여 제조될 수 있다. 상기 페라이트 코어는, 일 예로서, 저전압 DC-DC 컨버터(Low Voltage DC-DC Converter, 이하 LDC)용 메인 변압기, 출력 인버터의 자성 코어로 활용되고 있다. 최근에는 하이브리드차(HEV) 또는 전기차(EV) 개발이 확대되면서, 변압기 또는 인덕터용 연자성 소재가 주목받기 시작하였다.Among the above-mentioned applications, ferrite cores which are applied to the core of a coil part can be manufactured by compressing and heat-treating and sintering a ferrite material. The ferrite core is used as a magnetic core of a main transformer and an output inverter for a low voltage DC-DC converter (LDC), for example. Recently, the development of hybrid electric vehicle (HEV) or electric vehicle (EV) has expanded, and soft magnetic materials for transformers or inductors have begun to attract attention.

한편, 하이브리드차의 LDC 변압기 또는 인덕터용 페라이트 코어에 적용되는 자성체에 요구되는 중요 특성은 낮은 코어 손실 및 높은 포화 자속 밀도이다. 즉, 코어 손실값이 작을수록 포화 자속 밀도가 클수록 전류에 의한 발열 손실이 감소하므로 안정적인 동작을 구현할 수 있다. On the other hand, an important characteristic required for a magnetic body to be applied to a ferrite core for an LDC transformer or an inductor of a hybrid car is a low core loss and a high saturation magnetic flux density. That is, as the core loss value becomes smaller, the larger the saturation magnetic flux density, the more the heat loss due to the current decreases, so that the stable operation can be realized.

종래의 경우, 페라이트 코어는 주로 가전 및 통신 기기의 변압기 및 인버터에 적용되어 왔으나, 최근의 하이브리드차의 LDC 변압기 또는 인덕터용 자성 코어에 적용하기에는 코어 손실 값이 비교적 크고 포화 자속 밀도 값이 비교적 작아서, 발열에 의한 성능 저하가 발생할 수 있다. 이를 극복하기 위해, 페라이트 코어의 크기를 증가시키는 방법이 있으나, 이 경우, 공간의 제약을 받는 자동차 용으로서는 적합하지 않을 수 있다. 또한, 종래의 페라이트 코어는 온도 변화에 따른 코어 손실의 변화가 심해 극한 환경에서 동작하는 자동차용에는 적합하지 않을 수 있다. 이에 따라, 하이브리드차의 LDC 변압기 또는 인덕터용 자성 코어에 적용될 수 있는 저손실 페라이트 코어 개발이 필요한 실정이다.In recent years, ferrite cores have been mainly applied to transformers and inverters of home appliances and communication equipments. However, since the core loss value is relatively large and the saturation magnetic flux density value is relatively small to be applied to the LDC transformer or the magnetic core for inductors of recent hybrid cars, Performance deterioration due to heat generation may occur. In order to overcome this problem, there is a method of increasing the size of the ferrite core, but in this case, it may not be suitable for space-restricted automobiles. In addition, the conventional ferrite core may not be suitable for automobiles operating in extreme environments due to a significant change in core loss due to temperature changes. Accordingly, it is necessary to develop a low-loss ferrite core applicable to an LDC transformer of a hybrid car or a magnetic core for an inductor.

본 발명의 실시 예들은 낮은 코어 손실 및 높은 포화 자속 밀도를 가지도록 구성되는 자성 코어에 적용되는 페라이트 조성물을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a ferrite composition applied to a magnetic core configured to have a low core loss and a high saturation magnetic flux density.

본 발명의 일 측면에 따르는 페라이트 자성체의 제조 방법이 개시된다. 상기 페라이트 자성체의 제조 방법에 있어서, 산화철(F2O3) 52.0 내지 54.5 mol%, 산화망간(MnO) 36.4 내지 38.8 mol%, 산화아연(ZnO) 7.3 내지 9.0 mol% 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 제1 혼합물을 제공한다. 상기 제1 혼합물에 대해, 산화칼슘(CaO) 300 내지 600 ppm, 실리콘산화물(SiO2) 10 내지 30 ppm, 산화니오븀(Nb2O3) 250 내지 500 ppm, 산화코발트(Co3O4) 3000 내지 5000 ppm의 분말을 첨가하여 제2 혼합물을 제조한다. 상기 제2 혼합물을 열처리하여 소결체를 제조한다.A method of manufacturing a ferrite magnetic body according to an aspect of the present invention is disclosed. In the method for producing a ferrite magnetic material, it is preferable that the ferrite magnetic material contains 52.0 to 54.5 mol% of iron oxide (F 2 O 3 ), 36.4 to 38.8 mol% of manganese oxide (MnO), 7.3 to 9.0 mol% of zinc oxide (ZnO) Thereby providing a first mixture. Wherein the first mixture contains 300 to 600 ppm of calcium oxide (CaO), 10 to 30 ppm of silicon oxide (SiO 2 ), 250 to 500 ppm of niobium oxide (Nb 2 O 3 ), and cobalt oxide (Co 3 O 4 ) To 5,000 ppm of powder is added to prepare a second mixture. The second mixture is heat-treated to prepare a sintered body.

본 발명의 다른 측면에 따르는 페라이트 조성물이 개시된다. 상기 페라이트 조성물은 산화철(F2O3) 52.0 내지 54.5 mol%, 산화망간(MnO) 36.4 내지 38.8 mol%, 산화아연(ZnO) 7.3 내지 9.0 mol% 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 제1 혼합물에 첨가물이 혼합된 제2 혼합물의 형태이다. 상기 첨가물은 상기 제2 혼합물 중, 산화칼슘(CaO) 300 내지 600 ppm, 실리콘산화물(SiO2) 10 내지 30 ppm, 산화니오븀(Nb2O3) 250 내지 500 ppm, 산화코발트(Co3O4) 3000 내지 5000 ppm의 농도를 가진다.A ferrite composition according to another aspect of the present invention is disclosed. The ferrite composition is prepared by mixing an additive in a first mixture of 52.0 to 54.5 mol% of iron oxide (F2O3), 36.4 to 38.8 mol% of manganese oxide (MnO), 7.3 to 9.0 mol% of zinc oxide (ZnO), and other unavoidable impurities 2 mixture. The additive is the first of the two mixtures, calcium (CaO) 300 to 600 ppm, silicon dioxide oxide (SiO 2) 10 to 30 ppm, and niobium (Nb 2 O 3) 250 to 500 ppm, the oxidation of cobalt oxide (Co 3 O 4 ) Has a concentration of 3000 to 5000 ppm.

본 발명의 또다른 측면에 따르는 페라이트 자성체는 상술한 조성의 페라이트 조성물의 소결체이며, 5 내지 10 ㎛의 결정립 크기를 가진다.The ferrite magnetic material according to another aspect of the present invention is a sintered product of the ferrite composition of the above composition and has a grain size of 5 to 10 mu m.

본 개시의 실시예들에 따르면, 상술한의 조성을 가지는 페라이트 조성물을 적용함으로써, 종래에 비해 코어 손실값이 작고 포화 자속 밀도가 큰 페라이트 자성체를 제조할 수 있다. 또한, 종래에 비해, 온도별 코어손실 값 편차가 작은 페라이트 자성체를 제조할 수 있다.According to the embodiments of the present disclosure, by applying the ferrite composition having the composition described above, it is possible to manufacture a ferrite magnetic body having a smaller core loss value and a larger saturation magnetic flux density than conventional ones. Further, it is possible to manufacture a ferrite magnetic body having a small core loss value deviation per temperature as compared with the prior art.

구체적으로, 주배합원재료인 산화철, 산화망간, 산화아연 이외에, 미량 첨가물로서, 산화칼슘, 실리콘산화물, 산화코발트, 산화니오븀을 소정의 조성으로 포함함으로써, 상술한 자기적 특성을 구현하는 페라이트 자성체를 제공할 수 있다.Specifically, by incorporating calcium oxide, silicon oxide, cobalt oxide and niobium oxide in a predetermined composition as a minor additive in addition to iron oxide, manganese oxide and zinc oxide, which are main raw materials for mixing, a ferrite magnetic material that realizes the above- .

도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 페라이트 자성체의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 페라이트 자성체의 미세 조직을 나타내는 현미경 사진이다.
1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a ferrite magnetic material according to an embodiment of the present application.
2 is a photomicrograph showing microstructure of a ferrite magnetic body manufactured according to an embodiment of the present invention.

본 개시의 실시예의 기재에서 어느 부재의 "상"에 위치하거나 “상부” 또는 “하부”, “측면”에 위치한다는 기재는 상대적인 위치 관계를 의미하는 것이지 그 부재에 직접 접촉하거나 또는 사이 계면에 다른 부재가 더 도입되는 특정한 경우를 한정하는 것은 아니다. 또한, 어느 한 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “설치되어 있다”의 기재는, 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수 있으며, 또는, 중간에 다른 별도의 구성 요소들이 개재되어 연결 관계 또는 접속 관계를 구성할 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미할 수 있다.
In the description of the embodiments of the present disclosure, the description that a substrate is located on the "upper" or "upper" or "lower" side of a member refers to a relative positional relationship, But does not limit the particular case in which further elements are introduced. It should also be understood that the description of " connected " or " installed " to one component may be directly connected or connected to another component, Elements may be intervened to form a connection or connection relationship. Like reference numerals throughout the specification may mean substantially identical components.

도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 페라이트 자성체의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 1을 참조하면, 먼저, S110 단계에서, 산화철(Fe2O3) 52.0 내지 54.5 mol%, 산화망간(MnO) 36.4 내지 38.8 mol%, 산화아연(ZnO) 7.3 내지 9.0 mol% 을 포함하는 제1 혼합물을 제공한다. 상기 제1 혼합물은 상술한 소재외에, 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a ferrite magnetic material according to an embodiment of the present application. Referring to FIG. 1, first, in step S110, a first ( first ) layer containing 52.0 to 54.5 mol% iron oxide (Fe 2 O 3), 36.4 to 38.8 mol% manganese oxide (MnO), and 7.3 to 9.0 mol% Lt; / RTI > The first mixture may contain, in addition to the above-mentioned materials, other unavoidable impurities.

상술한 조성의 산화철, 산화망간 및 산화아연은 분말의 형태로 제공되어, 혼합됨으로써, 상기 제1 혼합물이 제조될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 산화철, 상기 산화망간 및 상기 산화아연의 분말은 하위 50% 평균 입경이 1.10 내지 1.20 ㎛를 가지도록 분쇄되어 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 산화철, 상기 산화망간 및 상기 산화아연의 분말은 하위 90% 평균 입경이 1.80 내지 1.90 ㎛을 가지도록 분쇄되어 제공될 수 있다.The iron oxide, manganese oxide and zinc oxide of the above-mentioned composition are provided in the form of powders and mixed so that the first mixture can be produced. In one embodiment, the powder of the iron oxide, the manganese oxide, and the zinc oxide may be pulverized to have a lower 50% average particle diameter of 1.10 to 1.20 mu m. More specifically, the iron oxide, the manganese oxide, and the zinc oxide powder may be pulverized to have a lower 90% average particle diameter of 1.80 to 1.90 탆.

상술한 산화철, 산화망간 및 산화아연은 후술하는 과정을 통해 제조되는 페라이트 자성체의 기본 골격을 이루는 소재이나 페라이트 자성체 내에서의 함량에 따라 다음과 같은 특성을 가질 수 있다. 상기 산화철은 페라이트 자성체의 투자율, 자속밀도 및 큐리온도(Tc)를 증가시킬 목적으로 적용될 수 있다. 상기 산화망간은 페라이트 자성체의 투자율(μi)에 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며, 비표면적이 클수록 유리할 수 있다. 일 예로서, 페라이트 자성체 내의 산화망간의 함량이 낮을수록 페라이트 자성체의 투자율, 포화 자속 밀도, 및 코어 손실이 향상될 수 있다. 이에 반하여, 페라이트 자성체 내의 산화아연의 함량이 증가할수록, 투자율이 증가하고 포화 자속 밀도는 감소할 수 있다. 또한, 산화아연의 함량이 증가할수록 큐리 온도가 감소하고 코어 손실은 증가할 수 있다. 이를 고려하여, 본 실시 예에서는, 상술한 바와 같은 산화철, 산화망간 및 산화아연의 혼합 비율을 제시하고 있다.The above-described iron oxide, manganese oxide and zinc oxide may have the following characteristics depending on the content of the ferrite magnetic body or the material constituting the basic framework of the ferrite magnetic body manufactured through the process described below. The iron oxide may be applied for the purpose of increasing the permeability, magnetic flux density and Curie temperature (Tc) of the ferrite magnetic body. The manganese oxide is known to affect the permeability ([mu] i ) of the ferrite magnetic material, and the larger the specific surface area, the more advantageous it can be. As one example, the lower the content of manganese oxide in the ferrite magnetic body, the higher the magnetic permeability, saturation flux density, and core loss of the ferrite magnetic body. On the other hand, as the content of zinc oxide in the ferrite magnetic body increases, the permeability increases and the saturation magnetic flux density decreases. Also, as the content of zinc oxide increases, the Curie temperature decreases and the core loss increases. Taking this into consideration, in this embodiment, the mixing ratios of iron oxide, manganese oxide and zinc oxide as described above are presented.

S120을 참조하면, 상기 제1 혼합물에 대해, 산화칼슘(CaO) 300 내지 600 ppm, 실리콘산화물(SiO2) 10 내지 30 ppm, 산화니오븀(Nb2O3) 250 내지 500 ppm, 산화코발트(Co3O4) 3000 내지 5000 ppm의 분말을 첨가하여 제2 혼합물을 제조한다. 상기 산화칼슘, 실리콘산화물, 산화니오븀 및 산화코발트의 농도는 제2 혼합물 전체에 대한 질량 ppm 단위일 수 있다. Referring to S120, to the first mixture, calcium (CaO) 300 to 600 ppm, silicon dioxide oxide (SiO 2) 10 to 30 ppm, niobium oxide (Nb 2 O 3) 250 to 500 ppm, cobalt oxide (Co 3 O 4 ) 3000 to 5000 ppm powder is added to prepare a second mixture. The concentration of the calcium oxide, silicon oxide, niobium oxide and cobalt oxide may be in terms of ppm by mass with respect to the whole second mixture.

상기 산화칼슘은 결정입계에 편석하여, 입계 저항을 높여 코어 손실을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 이경우, 산화칼슘의 농도가 300 ppm 미만일 경우, 오히려 비저항이 감소하고 코어 손실 방지의 효과는 작고, 오히려, 600 ppm을 초과하면 코어 손실이 증가하고 소재 취성이 높아질 수 있다.The calcium oxide is segregated at the crystal grain boundaries to increase the grain boundary resistance and to prevent the core loss. In this case, when the concentration of calcium oxide is less than 300 ppm, the specific resistance decreases and the effect of preventing the core loss is small. On the contrary, when the concentration exceeds 600 ppm, the core loss increases and the material embrittlement may be increased.

상기 실리콘산화물은 후술하는 소결체 제조시 결정입계에 위치하여 비저항을 증가시켜 코어 손실을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 이때, 상기 실리콘산화물은 상기 산화칼슘과 공존하여 결정입계에 존재할 수도 있다. 이 경우, 실리콘산화물의 농도가 10 ppm 미만일 경우, 비저항이 감소하고 코어 손실 방지의 효과는 작고, 오히려, 30 ppm을 초과하면 코어 손실이 증가하고 소재 취성이 높아질 수 있다.The silicon oxide may be located at crystal grain boundaries when fabricating a sintered body to be described later, and may increase the specific resistance to prevent core loss. At this time, the silicon oxide may coexist with the calcium oxide and exist in the crystal grain boundaries. In this case, when the concentration of the silicon oxide is less than 10 ppm, the resistivity decreases and the effect of preventing the core loss is small. On the contrary, when the concentration exceeds 30 ppm, the core loss increases and the material embrittlement increases.

상기 산화니오븀은 결정립의 성장을 억제하여 결정립의 크기를 작게 형성하여 비저항을 증가시킬 수 있다. 이로써, 코어 손실을 방지할 수 있다. 특히, 산화니오븀은 페라이트 자성체의 고주파 특성을 개선시킬 수 있다. 이 경우, 산화니오븀의 농도가 250 ppm 미만일 경우, 결정립의 크기 억제 효과가 미비하여 코어 손실 감소의 효과는 작고, 500 ppm을 초과하면 페라이트 자성체 내부의 결함 발생률이 높아지고 코어 손실이 증가할 수 있다.The niobium oxide can suppress the growth of the crystal grains and reduce the size of the crystal grains and increase the resistivity. As a result, the core loss can be prevented. In particular, niobium oxide can improve the high frequency characteristics of the ferrite magnetic body. In this case, when the concentration of niobium oxide is less than 250 ppm, the effect of suppressing the grain size is insufficient and the effect of decreasing the core loss is small. When the concentration exceeds 500 ppm, the defect occurrence rate in the ferrite magnetic body is increased and the core loss may be increased.

상기 산화코발트는 스피넬 격자 내에서 용해될 때, 철이온(Fe2+)과 치환되어 결정자기 이방성을 줄이는 역할을 수행할 수 있다. 이로써, 투자율을 증가시키고 코어 손실을 감소시킬 수 있다. 다만, 상기 산화코발트의 농도가 3000 ppm 미만일 경우, 투자율 증가 및 코어 손실 감소의 효과는 작고, 오히려 온도 변화에 따른 코어손실 변화량이 증가할 수 있다. 5000 ppm을 초과하면 페라이트 자성체 내부의 결함 발생률이 높아지고 코어 손실이 증가할 수 있다.When the cobalt oxide is dissolved in the spinel lattice, it may be substituted with iron ions (Fe 2+ ) to reduce the crystal magnetic anisotropy. As a result, the permeability can be increased and the core loss can be reduced. However, when the concentration of the cobalt oxide is less than 3000 ppm, the effect of increasing the permeability and decreasing the core loss is small, and the amount of change in the core loss due to the temperature change may increase. If it exceeds 5,000 ppm, the rate of occurrence of defects in the ferrite magnetic body is increased and the core loss may increase.

이를 고려하여, 본 실시 예에서는, 상술한 바와 같은 산화칼슘, 실리콘산화물, 산화니오븀 및 산화코발트의 제2 혼합물 내의 혼합 비율을 제시하고 있다.Taking this into consideration, in this embodiment, mixing ratios in the second mixture of calcium oxide, silicon oxide, niobium oxide, and cobalt oxide as described above are presented.

S130을 참조하면, 상기 제2 혼합물을 열처리하여 소결체를 제조한다. 일 실시 예에 있어서, 상기 제2 혼합물을 열처리하는 단계는 소결로에 상기 제2 혼합물을 장입하고 1300℃ 내지 1400℃ 의 온도에서 5시간 내지 6시간 유지하는 공정으로 진행될 수 있다. 이후에, 공랭 또는 질소 유입의 방법으로 냉각시켜서 페라이트 자성체를 제조할 수 있다.Referring to S130, the second mixture is heat-treated to produce a sintered body. In one embodiment, the step of heat-treating the second mixture may be carried out by charging the second mixture into a sintering furnace and holding the mixture at a temperature of 1300 ° C to 1400 ° C for 5 hours to 6 hours. Thereafter, the ferrite magnetic body can be produced by cooling with a method of air cooling or nitrogen flow.

상술한 본 발명의 실시 예를 통해, 페라이트 조성물로부터 소결 공정을 통해 페라이트 자성체를 제조할 수 있다. 상기 페라이트 조성물은 산화철(Fe2O3) 52.0 내지 54.5 mol%, 산화망간(MnO) 36.4 내지 38.8 mol%, 산화아연(ZnO) 7.3 내지 9.0 mol% 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 제1 혼합물에 첨가물이 혼합된 제2 혼합물의 형태를 가질 수 있다. 이때, 상기 첨가물은 상기 제2 혼합물 중, 산화칼슘(CaO) 300 내지 600 ppm, 실리콘산화물(SiO2) 10 내지 30 ppm, 니오븀산화물(Nb2O3) 250 내지 500 ppm, 산화코발트(Co3O4) 3000 내지 5000 ppm의 농도를 가질 수 있다.
Through the above-described embodiment of the present invention, a ferrite magnetic body can be produced from a ferrite composition through a sintering process. The ferrite composition is characterized in that the additive is added to the first mixture of 52.0 to 54.5 mol% of iron oxide (Fe 2 O 3 ), 36.4 to 38.8 mol% of manganese oxide (MnO), 7.3 to 9.0 mol% of zinc oxide (ZnO) and other unavoidable impurities And may have the form of a mixed second mixture. In this case, the additive is the first of the two mixtures, calcium (CaO) 300 to 600 ppm, silicon dioxide oxide (SiO 2) 10 to 30 ppm, niobium oxide (Nb 2 O 3) 250 to 500 ppm, cobalt oxide (Co 3 O 4 ) may have a concentration of 3000 to 5000 ppm.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 페라이트 자성체의 미세 조직을 나타내는 현미경 사진이다. 구체적으로, 도 2의 (a)는 일 비교예로서, 종래의 페라이트 자성체의 조직 사진이며, 도 2의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따르는 페라이트 자성체의 조직 사진이다. 2 is a photomicrograph showing microstructure of a ferrite magnetic body manufactured according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 2A is a photograph of a conventional ferrite magnetic body as a comparative example, and FIG. 2B is a photograph of a structure of a ferrite magnetic body according to an embodiment of the present invention.

일 비교예로서의 페라이트 자성체는, 산화철(Fe2O3) 53.43 mol%, 산화망간(MnO) 37.93 mol%, 산화아연(ZnO) 8.64 mol% 을 포함하는 혼합물을 1300 ℃의 온도에서 소결하여 제조하였다. 한편, 일 실시예로서의 페라이트 자성체는, 산화철(Fe2O3) 53.43 mol%, 산화망간(MnO) 37.93 mol%, 산화아연(ZnO) 8.64 mol% 을 포함하는 제1 혼합물에, 산화칼슘(CaO) 400 ppm, 실리콘산화물(SiO2) 20 ppm, 니오븀산화물(Nb2O3) 300 ppm, 산화코발트(Co3O4) 4000 ppm의 농도를 가지도록 첨가물을 추가하여 제2 혼합물을 제조하였다. 상기 제2 혼합물을 1300 ℃의 온도에서 소결하여 제조하였다.The ferrite magnetic material as a comparative example was prepared by sintering a mixture containing 53.43 mol% iron oxide (Fe 2 O 3 ), 37.93 mol% manganese oxide (MnO) and 8.64 mol% zinc oxide (ZnO) at a temperature of 1300 ° C. On the other hand, the ferrite magnetic material as one embodiment is a mixture of calcium oxide (CaO) and magnesium oxide (CaO) in a first mixture containing 53.43 mol% iron oxide (Fe 2 O 3 ), 37.93 mol% manganese oxide (MnO), and 8.64 mol% A second mixture was prepared by adding additives such that the concentration of the first mixture was 400 ppm, silicon oxide (SiO 2 ) 20 ppm, niobium oxide (Nb 2 O 3 ) 300 ppm, and cobalt oxide (Co 3 O 4 ) 4000 ppm. The second mixture was prepared by sintering at a temperature of 1300 ° C.

도 2의 (a) 및 (b)를 참조하면, 도 2의 (a)의 일 비교예의 페라이트 자성체의 결정립 크기는 약 10 내지 30 ㎛ 일 수 있으며, 편차는 약 20 ㎛일 수 있다. 이에 반하여, 도 2의 (b)에 도시되는 본 발명의 실시 예의 페라이트 자성체의 결정립 크기는 약 5 내지 10 ㎛ 일 수 있으며, 편차는 약 5 ㎛일 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르는 페라이트 자성체는 종래의 페라이트 자성체에 비해, 결정입의 크기가 균일하게 분포하고 있으며, 따라서 내부 결함 밀도로 낮은 것으로 판단된다.Referring to FIGS. 2 (a) and 2 (b), the grain size of the ferrite magnetic material of the comparative example of FIG. 2 (a) may be about 10 to 30 .mu.m, and the deviation may be about 20 .mu.m. On the contrary, the grain size of the ferrite magnetic material of the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 (b) may be about 5 to 10 μm, and the deviation may be about 5 μm. As described above, the ferrite magnetic body according to the embodiment of the present invention has a crystal grain size uniformly distributed as compared with the conventional ferrite magnetic body, and therefore, it is judged to have a low internal defect density.

이어서, 비교예로서의 상기 종래의 페라이트 자성체와 상기 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 페라이트 자성체의 온도별 코어 손실 및 포화 자속밀도를 측정하고 이를 표 1에 나타내었다. 온도별 코어 손실은 100 kHz, 및 200mT의 조건에서 측정하였다.Then, the core loss and the saturation magnetic flux density of the conventional ferrite magnetic material as a comparative example and the ferrite magnetic material prepared according to the embodiment of the present invention were measured and shown in Table 1. The core loss per temperature was measured at 100 kHz, and 200 mT.

포화 자속 밀도(mT)Saturated magnetic flux density (mT) 코어 손실(mW/cm3)Core loss (mW / cm 3 ) 온도Temperature 25℃ 25 ℃ 100℃ 100 ℃ 25℃ 25 ℃ 80℃ 80 ℃ 100℃ 100 ℃ 120℃ 120 DEG C 비교예Comparative Example 480480 370370 650650 450450 350350 400400 실시예Example 530530 420420 350350 290290 310310 350350

표 1에 적시되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 페라이트 자성체의 포화 자속 밀도는 25℃ 에서 530 mT, 100℃ 에서 370 mT를 가짐으로써, 비교예의 페라이트 자성체에 비해 각각 50 mT 높은 수치를 나타내었다. 이로써, 종래의 페라이트 자성체보다 우수한 포화 자속 밀도를 나타냄을 알 수 있다.As shown in Table 1, the saturation magnetic flux density of the ferrite magnetic material according to the embodiment of the present invention is 530 mT at 25 ° C and 370 mT at 100 ° C, respectively, which is 50 mT higher than the ferrite magnetic material of the comparative example . As a result, it can be seen that the saturation magnetic flux density is superior to that of the conventional ferrite magnetic body.

한편, 코어 손실의 경우, 본 발명의 실시예에 따르는 페라이트 자성체의 온도에 따른 코어 손실 수치가 290 내지 350 mW/cm3 의 값을 유지하고 있다. 즉, 온도별 최대 편차는 60 mW/cm3를 나타내고 있다. 특히, 25℃ 와 120℃ 에서 동일한 코어 손실을 나타내고 있어서, 온도별 편차가 비교예 대비 현저히 감소한 것을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of the core loss, the core loss value according to the temperature of the ferrite magnetic body according to the embodiment of the present invention is maintained at a value of 290 to 350 mW / cm < 3 >. That is, the maximum deviation by temperature is 60 mW / cm 3. Particularly, since the same core loss was exhibited at 25 ° C and 120 ° C, it can be confirmed that the temperature-dependent variation was significantly reduced compared with the comparative example.

또한, 페라리트 자성체의 코어 손실의 절대적 수치도 비교예 대비하여, 40 내지 360 mW/cm3 낮았다. 특히, 25℃ 및 80℃ 에서 비교예 대비 코어 손실 수치가 상대적으로 더 낮았으며, 100℃ 및 120℃에서 비교예 대비 각가 40 mW/cm3 낮았다.In addition, the absolute value of the core loss of the ferrite magnetic body was also lower than that of the comparative example by 40 to 360 mW / cm < 3 >. Particularly, the core loss value was relatively lower at 25 캜 and 80 캜 than the comparative example, and was lower than that of Comparative Example at 100 캜 and 120 캜 by 40 mW / cm 3.

상술한 표 1의 실험 결과를 통해, 본 발명의 실시 예에 따라 제조되는 페라이트 자성체의 자기 특성이 종래의 페라이트 자성체의 자기 특성보다 우수함을 확인할 수 있다.
From the experimental results shown in Table 1, it can be seen that the magnetic properties of the ferrite magnetic body manufactured according to the embodiment of the present invention are superior to those of the conventional ferrite magnetic body.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 형태들을 도면들을 예시하며 설명하지만, 이는 본 개시에서 제시하고자 하는 바를 설명하기 위한 것이며, 세밀하게 제시된 형상으로 본 개시에서 제시하고자 하는 바를 한정하고자 한 것은 아니다. 본 개시에서 제시한 기술적 사상이 반영되는 한 다양한 다른 변형예들이 가능할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been illustrated and described with reference to the drawings, it is to be understood that the present disclosure is intended to be illustrative and not restrictive. Various other modifications will be possible as long as the technical ideas presented in this disclosure are reflected.

--

Claims (7)

산화철(Fe2O3) 52.0 내지 54.5 mol%, 산화망간(MnO) 36.4 내지 38.8 mol%, 산화아연(ZnO) 7.3 내지 9.0 mol% 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 제1 혼합물을 제공하는 단계;
상기 제1 혼합물에 대해, 산화칼슘(CaO) 300 내지 600 ppm, 실리콘산화물(SiO2) 10 내지 30 ppm, 산화니오븀(Nb2O3) 250 내지 500 ppm, 산화코발트(Co3O4) 3000 내지 5000 ppm의 분말을 첨가하여 제2 혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 제2 혼합물을 열처리하여 소결체를 제조하는 단계를 포함하는
페라이트 자성체의 제조 방법.
Providing a first mixture comprising 52.0 to 54.5 mol% of iron oxide (Fe 2 O 3 ), 36.4 to 38.8 mol% of manganese oxide (MnO), 7.3 to 9.0 mol% of zinc oxide (ZnO), and other unavoidable impurities;
Wherein the first mixture contains 300 to 600 ppm of calcium oxide (CaO), 10 to 30 ppm of silicon oxide (SiO 2 ), 250 to 500 ppm of niobium oxide (Nb 2 O 3 ), and cobalt oxide (Co 3 O 4 ) To 5,000 ppm of powder to prepare a second mixture; And
And heat treating the second mixture to produce a sintered body
A method of manufacturing a ferrite magnetic body.
제1 항에 있어서,
상기 제1 혼합물을 제조하는 단계는
상기 산화철(F2O3), 상기 산화망간 및 상기 산화아연을 분말의 형태로 혼합하는 단계를 포함하는
페라이트 자성체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The step of preparing the first mixture
Mixing the iron oxide (F2O3), the manganese oxide and the zinc oxide in powder form
A method of manufacturing a ferrite magnetic body.
제2 항에 있어서,
상기 산화철, 상기 산화망간 및 상기 산화아연의 분말은 하위 50% 평균 그레인 크기가 1.10 내지 1.20 ㎛를 가지는
페라이트 자성체의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The iron oxide, manganese oxide and zinc oxide powder have a lower 50% average grain size of 1.10 to 1.20 mu m
A method of manufacturing a ferrite magnetic body.
제1 항에 있어서,
상기 제2 혼합물을 열처리하는 단계는
1300℃ 내지 1400℃ 의 온도에서 5시간 내지 6시간 유지하는 단계를 포함하는
페라이트 자성체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The step of heat treating the second mixture
Lt; RTI ID = 0.0 > 1300 C < / RTI > to 1400 C for 5 to 6 hours
A method of manufacturing a ferrite magnetic body.
산화철(Fe2O3) 52.0 내지 54.5 mol%, 산화망간(MnO) 36.4 내지 38.8 mol%, 산화아연(ZnO) 7.3 내지 9.0 mol% 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 제1 혼합물에 첨가물이 혼합된 제2 혼합물의 형태이며,
상기 첨가물은 상기 제2 혼합물 중, 산화칼슘(CaO) 300 내지 600 ppm, 실리콘산화물(SiO2) 10 내지 30 ppm, 산화니오븀(Nb2O3) 250 내지 500 ppm, 산화코발트(Co3O4) 3000 내지 5000 ppm의 농도를 가지는
페라이트 조성물.
A second mixture of additives is added to a first mixture consisting of 52.0 to 54.5 mol% of iron oxide (Fe 2 O 3 ), 36.4 to 38.8 mol% of manganese oxide (MnO), 7.3 to 9.0 mol% of zinc oxide (ZnO) and other unavoidable impurities It is a form of mixture,
The additive is the first of the two mixtures, calcium (CaO) 300 to 600 ppm, silicon dioxide oxide (SiO 2) 10 to 30 ppm, and niobium (Nb 2 O 3) 250 to 500 ppm, the oxidation of cobalt oxide (Co 3 O 4 ) Having a concentration of 3000 to 5000 ppm
Ferrite composition.
제5 항의 조성을 구비하는 소결체이며,
5 내지 10 ㎛의 결정립 크기를 가지는
페라이트 자성체.
A sintered body having the composition of claim 5,
Having a grain size of 5 to 10 mu m
Ferrite magnetic body.
제6 항에 있어서,
100 KHz 및 200 mT의 조건에서,
25℃ 내지 120℃의 온도 범위 내에서 290 내지 350 mW/cm3 의 코어손실을 가지는
페라이트 자성체.

The method according to claim 6,
At 100 KHz and 200 mT,
Having a core loss of 290 to 350 mW / cm < 3 > within a temperature range of 25 &
Ferrite magnetic body.

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