TW483009B - NiMnZn based ferrite - Google Patents
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Description
483009
五、發明說明（1) 發明之背景 為變壓器及扼流圈 變壓器及扼流圈亦 本發明係關於應用錄猛鋅系肥粒鐵作 之鐵心後可使用於寬廣的溫度範圍下， 應用此發明。 相較於其它肥粒鐵材質和軟性磁性物質，當以錳 粒鐵為變壓器鐵心來轉換用於數萬至數十萬赫兹的頻率範 圍之電子供應時，可有較少的功率損失及較大的飽和磁通 密度（saturation magnetic flux density)。因此，對於 作為變壓器及扼流圈鐵心而言，錳辞系肥粒鐵已是一個相 當重要的原料。 …然而，最近，隨著電子機器的小型化及製造高輸出功 率’對於高溫情況下，如作為載具零件之使用情形（至少 1 0 0 C ’ 1 5 0 °c更佳）的需求大增，傳統的肥粒鐵之飽和磁 通密度（Bs)不足，此情形在高溫尤其明顯。 日本專利JP-B-63-59241及JP-B-63-59242揭示一種肥粒 鐵材質’其中以至少一種鎳、鎂和鐘之肥粒鐵來取代部分 猛鋅系肥粒鐵在1 5 0 °C或更高溫的情況下可降低功率損失 和有高的磁穩定性，但在高溫下其飽和磁通密度特性仍舊 不足。
依據日本專利jp-A-2-832 1 8揭示鎳錳鋅系肥粒鐵在高溫 和高磁場下其有高磁性穩定性，高飽和磁通密度及低功率 損失。然而，飽和磁通密度特性在高溫下仍是不足。 以上所描述的傳統肥粒鐵材質牵涉下列幾個問題。
(1)當肥粒鐵材質用於變壓器及扼流圈時，一般設計會 483009
依，，可能遭遇的最高溫時的特性而規劃，但上述習知的 樣〇口 /又$任何一個在高溫範圍下有足夠的飽和磁通密度。 卢（2 ) §肥粒鐵材質用於變壓器及扼流圈時，在飽和磁通 =度和矯頑力（c〇ercivity ; Hc)的關係中若飽和磁通密度 =而矯頑力低時，磁滯回線（Β —Η 1 oop)的起始磁化曲線陡 峭的上升直到磁通量接近飽和程度，結果，直流預磁化 CD(^pFeiagne1：izati〇n)是較佳的（即使直流電與飽和磁 通密度鄰近區域部分重疊，感應係數L仍沒有下降），但 在$矯頑力He的材質中，磁滯回線的起始磁化曲線在其前 半4又陡崎的上升但在中期時，曲線適度地變得傾斜，且在 接近飽和磁通的鄰近區域，曲線的斜率相當小。因此，假 如f估直流預磁化時，當感應係數在磁通量飽和前降低， 儘管有高飽和磁通密度，其特性仍不能被證實，結果是無 較佳的直流預磁化。 ^有關上述所提及之所有習知樣品皆無法得到高飽和磁通 始、度Bs和低矯頑力Hc的特性且無較佳的直流預磁化。
MlM之概沭 依照本發明之目的，在於提供一鎳錳鋅系肥粒鐵，其在
由至溫到約1 5 〇 °c間，具有極佳直流預磁化和低功率損 失。
依據此發明的第一個觀點，鎳錳鋅系肥粒鐵包含：主要 ，成物包含Fe2〇3型式的氧化鐵：53-5 9 mol%、MnO型式之 氧化猛：22-41 mol%、ZnO型式之氧化辞：4-12 mol%和 ΝιΟ型式之氧化鎳：2-7 mol% ;次要組成物包含Si 〇2型式 i \\326\2d-\90-01\89121085.ptd
第5頁 483009 五、發明說明（3) 之氧化矽·· 0· 0 0 5-0· 03 wt%、CaO型式之氧化鈣：. 0.008-0· 17 wt% 和石||(p) :〇· 〇〇〇4-0· 01 wt%。 依據此發明的第二個觀點，鎳錳鋅系肥粒鐵之主要組成 物包含Fe2 03型式之氧化鐵：5 3-5 9 mol%、MnO型式之氧化 錳·· 2 2-3 9 mol%、ZnO型式之氧化鋅：4-12 mol%和Ni〇型 式之氧化鎳·· 4-7 mol% ;次要組成物包含Si 02型式之氧化 矽：0·005_0·03 wt %、CaO 型式之氧化鈣：0.008-0.17 wt°/。和磷（P) : 0· 〇〇〇4-〇· 〇1 wt%。 對於如上述記載的鎳猛鋅系肥粒鐵，至少添加有下列一 種添加物，其種類和添加範圍分列於下：Nb2〇5 : 〇. 〇〇5- 0. 03 wt%、Ta2 05 : 〇· (Π-〇· 〇8 wt%、V2 05 : 〇· 〇卜〇· 1 wt〇/〇、
Zr02 ： 0. 0 0 5-0. 〇3 wt% ^ Bi2 03 ： 0. 0 0 5-0. 04 wt0/〇^Mo03 : 0.005-0.04 wt% 。 對於如上述記載的鎳錳鋅系肥粒鐵，其燒結體的平均晶 粒大小為6 - 2 5 // m。 對於如上述記載的鎳錳鋅系肥粒鐵，其燒結體飽和磁通 密度Bs(100°C)為440 mT或以上。 對於如上述記載的鎳錳辞系肥粒鐵，在磁滯回線中飽和 石f通密度BS(150。〇和矯頑力Hc(150。〇兩參數的關係中， 符合此公式R = (BS —3〇〇)VHc(於此R - 40 0 )。 、 …載的任何一種鎳猛辞糸肥粒鐵被應用於戀懕哭 及扼流圈。 π趴又&态 如上述的该結構，可表現下列的性能： 對於鎳錳鋅系肥粒鐵，主要組成物的含量為··⑽··
\\326\2d-\90-01\89l21085.ptd 第6頁 483009 五、發明說明（4) 5 3-5 9 mol%、MnO ·· 22-41 mol%、ZnO ·· 4-12 mol% 和NiO ·· 2-7 mol% ;而該次要組成包含si〇2 :〇·〇〇5-〇·〇3 wt%、
CaO : 〇· 〇〇8-〇· 1 7 wt% 和磷：〇. 〇〇〇4-0· 01 wt%。其飽和磁 通密度Bs是44OmT或更高且有極佳的直流預磁化。如此一 來’本鎳猛鋅系肥粒鐵能於被應用於寬廣的溫度範圍。 對於鎳錳鋅系肥粒鐵，主要組成物的含量為：Fe2〇3 : 5 3-5 9 mol%、MnO:22-39 mol%、ZnO:4-12m〇r/“nNiO·· 4-7 mol% ;而該次要組成物包含Si〇2 ·· 〇· 〇〇5-〇. 〇3 wt%、
CaO :〇·〇〇8-〇·ΐ7 wt%和磷：〇 〇〇〇4一〇 〇l wt%。因此，飽
和磁通密度Bs的特性會變得更佳且有極佳的直流預磁化。 如此一來’本鎳錳鋅系肥粒鐵能於被應用寬廣的溫度範 圍。 對於鎳猛鋅系肥粒鐵，再添加下列一、二或多種添加 物’其添加量分列於下：Nb2〇5 : 〇· 〇〇5 —〇· 〇3 wt%、Ta2〇5 : 0.01-0.08 wt% "V2〇5 ：0.〇l-〇.l wt% sZr02 ：〇.〇〇5-〇.〇3 wt%、Bi2 03 ·· 〇· 〇〇5 —〇· 〇4 wt% 和肋〇3 ·· 〇. 〇〇5 —〇· 〇4 。 其飽和磁通密度Bs是45〇1„丁或更高且有更佳的直流預磁 化。如此一來，本鎳錳鋅系肥粒鐵是低功率損失材質。
對於上述的鎳錳辞系肥粒鐵，其燒結體平均晶粒大小 、5从in因此本鎳猛辞糸肥粒鐵是低橋頭力η c、飽禾 磁流密度Bs大於或等於44〇mT，且低功率損失。 - ^進,1夂地:兒’本鎳錳鋅系肥粒鐵其燒結體的飽和磁 欲度Bs(l〇〇 C)大於或等於44〇mT。因此，有極佳的直流 磁化。
五、發明說明（5) " -------- 對於現述之鎳錳辞系肥粒鐵，在磁滯回線之飽和磁流密 C)和矯頭力Hc(15(rc)兩參數的關係中，符合此 么式1^=(；^-3 0 0 )2/此（於此1?- 4 00)。因此，有極佳的直 流預磁化且R值為參數，（R — 4⑽）。 將本鎳錳鋅系肥粒鐵被用應用於變壓器或扼流圈，則可 J使得變壓器或扼流圈有著極佳的直流預磁化且可應用於 兌廣的溫度範圍。 ' 整佳具體例之％J日說明
以下將本發明之具體例並參考表丨、2及圖丨至圖3之 來說明。 A 本叙明控制鎳錳鋅系肥粒鐵的主要組成物成分，使得鎳 錳鋅系肥粒鐵能有高居禮溫度（Cur ie temperature)及於、 磁滯回'中低矯頑力（He)的性質，控制次組成物磷、Si〇2 fCaO含1於預定範圍；其中磷用來影響燒結過程中結晶 晶粒的結構以及控制燒結體的平均晶粒大小於預定範圍 内，因此造出之鎳錳鋅系肥粒鐵，其具有高密度及低矯頑 力（HC)和飽和磁通密度Bs(10(TC)為40 0mT或以上之極佳的 直流預磁化特性。再者，本發明所調控之主成分含量使得 該材質於約l〇(TC至15〇它間使用時，僅顯示一點點功率損 失差f ’且控制燒結體的平均晶粒大小於預定範圍内，此 舉使得鎳錳鋅系肥粒鐵於室溫至約1 5 0 °C間使用時功率指 失相當的低。 、 有^上述之發明，本發明控制添加之添加物量於預定範 圍’提供了鎳鑑鋅系肥粒鐵有著較高密度的燒結體、低^ 483009
，=(He)和飽和磁通密度“〇〇〇。〇為45〇以或以上之較佳 的直流預磁化，以及低功率損失。 以實施例來作說明 表1顯不鎳錳鋅系肥粒鐵之基本肥粒鐵原料（主要成分、 次要成分、添加物）、其燒結體平均晶粒大小、電磁特性 值。在此，「C〇m.」表示比較實施例，而「Εχ.」表示 實施例。 各成_刀經過秤重、混合、鍛燒和研磨之步驟處理而成如 表1所示之主要成分、次要成分、添加物，並加入連結劑 使其成為細粒以便形成超環面形的樣品。 此樣品以每小時3 ο 〇 °c的速率加熱且在丨2丨〇至i 4 0 〇。(：間 作燒結’當達到穩定溫度後再以每小時2 〇 〇艺的速率冷卻 至至溫。％定溫度和室溫的氣壓則依照肥粒鐵的平衡氧分 壓來做決定。 飽和磁通密度Bs( 1 00 °C、1 50 °C )、矯頑力Hc( 1 50 °C)、 4 0kHz至2 0 0mT的功率損失（室溫rT、loo、2〇〇和這些 樣品的平均晶粒大小則個別地測量。 什异磁滯回線的計算方程式被設計出並列於下，且該樣 品直流預磁化的參數R值能由此方程式計算出。結果列於 表1 〇 R=(Bs - 300 )2 /Hc -----(1) 此處，Bs :(mT)在 150°C，Hc :(A/m)在 150°C。 在表1中列出，鎳錳鋅系肥粒鐵的基本肥粒鐵原料（主要 成分、次要成分、添加物）、其燒結體之平均顆粒大小、
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483009 五、發明說明（8) 表1 II u o 〇 ΓΜ r—^ ΓΝΙ cn CO r"H 215 σ\ 324 574 CO in rsi 229 377 rsi f>4 cn σ\ ΓΜ 853 OO m ΓΜ cr» vo pm 423 m o 1^ | 305 550 345 v〇 255 323 288 〇 r- m 403 σ\ m n CO m rs). 333 m m 355 ηππ， > CJ 〇 o rsj CM 4 rsi m r—» 135 GO cn 194 r"> vo σ> r- 299 613 206 538 rv m CD 308 cnj VJO in 205 677 ΓΜ 195 188 212 205 rs* in fNJ fNJ a> ΓΜ 247 cr» GO *-H Γ ΟΟ t—1 215 221 ·—< m rsi 3¾ 〇 Ph GO VO rsi in m 422 m tn fNJ 405 m Ό in o rn rsi m r\i 〇 vo in σ\ 455 CD 320 GO σ\ m r—1 r- in cn GO 398 1020 cr\ QD σ> m in CO m 405 395 | in in 480 •—4 in GO m 390 406 400 rs» rn cc r·" 4 m 268 425 n- 547 S 780 113 264 0*4 v〇 •—4 〇 UD ΓΜ v〇 a% ·—« CD vo 365 607 394 j 835 , 1130 1220 1244 1167 1077 1045 1124 1259 1250 1176 1310 1157 HC (150°C) (A/m) VO »—1 卜 CT» vo in in r〇 rsi r-H rsi CD VO ΓΜ m rsi f—4 «r •—4 m cn •—1 CO ΓΝ4 r-* cn in ΓΝ< m CD V£) <T\ in oo fNJ OO rsi oo OO cn 〇 <y^ CO ·—< OO 〇 CO ir\ GO GO r-> GO Bs (150°C) (mT) ΙΟ m 令 v〇 另 rs| CD 口： 〇 GO m · 355 r- in m o m m 342 rsj v〇 m 363 rsi oo m ao rsi 〇 r- m OO 〇 390 GO o o XT O 399 CT\ CTN m 397 o o •-H o 400 o o 403 398 Bs (100°C) (mT) ιο cn ro ΓΜ m 呀 440 u-> 〇> m 450 〇 o in rs 426 •-H ΓΝΙ 411 432 435 448 in VO 却 ao vo oo -cj- oo r- rT 〇 \£i Γ- 473 475 470 σ> vo V£> KO TT 473 rn 々 ΓΝΙ r* 令 473 tn CO < rsi •—4 v〇 ΓΜ 卜 ΓΝί in in m ao 〇 in CD rsi rsi fNi rsi OJ ΓΜ fNJ m m rsi m m ·—« m in 添加物(we%) MoOj 1 1 1 1 1 1 1 1 1. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.03 0.02 1 1 1 1 <—1 〇 o Bl2〇3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 in 〇 o 1 0.02 1 1 1 1 0.005 Zr03 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.025 1 1 1 1 1 0.01 0.01 1 ▽A 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 言 in o o 1 1 1 1 in o o o 0.02 1 0.04 0.06 Ta205 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 r 1 1 1 1 1 1 1 1 m 〇 o 1 1 1 1 1 rsr o rsj 〇 o 0.04 1 o o Nb205 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.015 1 1 1 1 1 1 LO o o O 1 1 0.02 次要組成物 (wt%) cu 0.0028 0.0028 0.0070 0.0028 0.0010 0.0028 0.0028 0.0028 0.0070 0.0028 0.0028 0.0120 0.0002 0.0005 .0.0005 0.0028 0.0028 0.0028 0.0008 0.0008 0.0008 0.0008 0.0008 0.0008 0.0008 0.0008 0.0008 0.0008 0.0008 0.0008 0.0008 CaO 0.084 0.084 0.084 oo o o 0.084 0.084 GO o o 0.084 0.084 ao o C3 vo σ\ o 0.084 CD 〇 o 0.084 0.067 0.084 GO t—4 〇 0.084 !_ 0.078 0.050 0.050 0.084 0.050 o σ> o o 0.090 0.090 o o 0.050 0.050 0.050 0.050 tn 0.015 in •-H 〇 o 0.015 ir» r-H o o 0.015 in •-η ο ο oo «-4 o o 0.018 0.018 0.035 CO r-^ o o 0.018 0.018 0.020 0.022 0.015 0.013 in o o 0.020 0.010 0.010 0.015 0.010 o f>4 o o 0.020 0.020 O ·—♦ o o 0.010 0.010 0.010 o •-H 〇 o 〇 2 o CNI m ΓΧ» •-H vo VO VO VO vo v〇 VO 令 vo 夺 m cn in in <=> vo in 卜 rs» in rsj in ΓΜ tn rsi in fNJ in ΓΜ in fNJ tn ΓΜ *n fNJ ir> rsi in rsi m rsi in rsi in ZnO in V—< VO ΓΜ 〇 o m r*W in m o o O o ψ-t 〇 〇 〇 o o o 1—« o o o o CD GO o in vo vo r- r-« a\ r—1 ΟΛ *—t r-H <n r—1 <y> —1 σ\ σ\ t—4 σ> ·—* CT\ V—« CT\ <y\ r-^ MnO in r^j GO m m rn <Ti (Nl κα <r m GO in rn rs> cr» fN4 fN4 CTi fNJ rsi ΓΜ rsi σ\ ΓΝΙ ΓΜ ON OJ CM cn rsi rsi rsi r- cri •H m fNJ 沄 m in r>* vo cy\ CO ΓΝ OO Γ>ί CT\ GO rsi σ> oo ΓΜ CD CM CT> GO ΓΜ cr\ GO CM cr» a? rs> CTi ao rsi σ\ oo rvi σ\ OD rg σ\ GO ΓΜ 28.9 rfi n q 州i 、^〆 Fe203 53.1 \o m m xr in rsi in o vo in o in r>j vo in ΓΜ VO in rsi vo in rsi vo in ΓΜ VO in rsi vo in rsi v〇 in rsj vo in rsi in CO <y\ in P- tn ΓΝΙ GO in CD in CO in ao vo in ao vo in OO VO in OO VO in OO vo m Φ vo in ao V£> tn GO vo in CD VO LO 56.8 56.Θ C0M1 COM2 d COM3 EX2 COM4 EX. 3 C0M5 C0M6 COM 7 C0M8 C0M9 COM 10 X U3 in ά COM 11 EX. 6 COM 12 卜 ή GO d CTi d EX.10 r-H X DO ΓΝΙ r-H ω m r-^ d EX.14 EX.15 EX.16 EX.17 CO r-( ή cn ή
483009 五、發明說明（9) :!ΐήί ”高飽和磁通密度仏和小矯碩力Hc的樣品中， 磁化曲線陡山肖的上升直到磁通量接近飽和 Γ =钯私1較佳的直流預磁化，但在有大矯頑力He的樣 印中，I始磁化曲線在其前半段陡峭的上升但在中 曲線適度地變得傾斜，日/垃M # ’ 、 線斜率變小 在近飽磁通的鄰近區域，曲 下：此俾估直流預磁化’感應係數在磁通量飽和前 Z:二：s有 特性’此特性無法展現，結果，並益較 佳的直流預磁化。 1…ΐχ 欠it Λ示Λ!00 °c時實施例1和比較實施例4之飽和磁通 雄、度B S和墙71員力的特性。 表2 樣品 飽和磁通量（B s) (mT) 實施例1 440 比較實施例4 --—-- __U0_ 矯頭力（He (A/m) π -所忏机％固，類不甶表2所 制 造出的變塵器其直流預磁化。由表2得知實施例1和比^ = 施例4的樣品有相同的飽和磁通密度特性，但有大烀芦 的比較實施例4樣品的直流電流值（Lie)較小，其@感1鹿 數L值開始降低，且當感應係數在直流電流重疊前下$降 時，直流電流值約為1· 4(A)。另一方面，對於實施例;中0 的小矯頑力的樣品，感應係數L值降低〗0%時，直流電流值
立、發明說明（10) 約為1.75(A)且直流預磁化較比 A · 由這些資料可得知有關 乂馬施例4之樣品^為長 密度Bs影響，飽和磁通宓IL 、磁化不僅僅只被飽和磁通 要的’尤其是對能被應；：：J J f力Hc間白:關係才是重 式（1)中的R值必須要大。 X軏圍之材質，其在方程 圓2為R值和直流預磁仆 較實施例！和實施合"、/ :::釋：明圖，代表由比 時的直流預磁化。由:材Π製作的變厂堅器在 31，425，78〇至113〇的直^員磁化隨⑽值依 質，R值要到400是相#二=上^對^見行的肥粒鐵材 _以上的肥粒鐵材質的困難。本發明提供R值能達_或 J結月，粒鐵樣品經鏡面研磨、氫I酸餘刻、以5〇。倍之 光學顯微鏡對研磨面日g禮 ^ , ^ ^ a- Ψ μ 4面…、像。千均晶粒大小則根據光學顯微 j戶“、出來的相片進行研究。在上述所拍之照片中，大約
二取包含約H 〇j固晶粒的一個平方區域，例如，2⑽以爪X ，並计异此區塊中晶粒之數目，若結晶顆粒坐落於 品塊邊界上則算為1/2個。假設數目是n，平均晶粒大小 ’則依照下列方程式計算。
Η ⑸ ΧΡ^}._(2) 曰肥粒鐵其主要組成物如實施例1至1 9所示皆在預定的含 $範圍内’次要組成物亦是如此且燒結體之平均晶粒大小 為6至25 A"1，其皆有著參數R大於或等於4 0 0、室溫至i 50
483009 五、發明說明（11) f的範圍内知失功率（pcv)為5〇〇^/^或以下及飽和磁通 禮度BS(l〇(TC)為440roT或以上的特性。 ^而若肥粒鐵之燒結體平均晶粒大小是6 //ΙΏ或以下， 如比較貫施例5所示，其矯頑力Hc大且飽和磁通密度 Bs(100 C)為440mT或以下。再者，若肥粒鐵之燒結體平均 顆粒大小是25 // m或以上，如比較實施例6.所示，其R低於 4 0 0 ’且不能得到低損失功率之特性。假使燒結體平均晶 粒大小是2 5 // m或以上，晶粒在燒結情況並不會有異常的 成長且R值能夠控制的相當好，但若考慮在使用的頻率範 圍内增加的損失功率及燒結成本，本發明之平均晶粒大小 之範圍是較佳的。 當主要組成物中的F e2 03的含量是5 9 m ο 1 %或更高及N i 〇的 含量是7 mo 1 %或更高時，如比較實施例1 1及1 2所示，磁滯 回線為恒導磁係數合金形狀（p e r m i n v a r s h a p e )且此趨勢 非常顯著。雖然飽和磁通密度Bs (1 0 0 °C )很高，但攝頑力 He亦大，導致R為4 0 0或以下，而損失功率迅速增加。假使 !^2〇3含量低於53111〇1%，無法獲得所需的飽和磁通密83。 假使N i 0含量是〇至2 m ο 1 %，對增加飽和磁通密度B s (1 〇 〇 °C )的加成效果非常少，如比較實施例1和2所示，且無法 獲得所需的特性。因此，N i 〇含量應該為2 mo 1 %或以上。 尤其以4 m ο 1 %或以上較佳，其飽和磁通密度B s (1 0 〇 )特 性顯著性地增加且R值亦大。在4至6 mo丨％間，；R值達到最 高點，過此範圍R值方別*向兩邊下降。 當主要組成物中的ZnO含量在4 mol%或以下的範圍，如
483009 五、發明說明（12) 比較實施例4所示，雖然飽和磁通密度Bs ( 1 〇 〇它）很高，但 矯項力H c亦大’導致r值較低，且無法得到較佳的直流預 磁化和低損失功率的特性。當Ζη〇含量在12 m〇1%或以上範 圍，如比較實施例3所示，居里溫度下降，以至於飽和磁 通密度Bs(100 °〇不足。 當鎳錳鋅系肥粒鐵主要組成物皆在預定的含量範圍内， 次要組成物卻在預定的含量範圍外，如比較實施例7 Si 〇 所不，在燒結過裎中，晶粒成長不完全或生長異常，飽和 磁通密度Bs及R值下降和損失功率迅速增加。 電=3量//Γ.°05爾Ca0含量低於則 ίο W ^ ’若Si02超過u3 wt%⑽㈣ 過α· 17 wti，則在燒結過程中會由於晶粒里 飽和磁通密度Bs無法符合預法m 率的特性。 _、决達到低損失功 特別疋，次要組成物磷甚至只要 的欲度’在本發明中 W t %。當磷含量大於〇 結中晶粒異常成長且 果無法得到期望的飽 0 · 0 0 0 4 w t %，如比較 此無法得到預定的飽 相反地，當鎳I孟鋅 之含量皆在預定的範 一、一或多種添加物 旦矹鈮影響燒結$ 辞έ $設定範圍為0.0 0 04至0 01 .01 WU，如比較實施例9所示，·在少 得到令人滿意的燒結體密度，含 ::通：度Bs和R值。當磷含量小於 只轭例10所示，則燒結
和磁通密度Bs*R值。此不足，S 系肥粒鐵之主要組成物 圍内，如實施例8至1物= 要組成勒 ，其預定添加量為：Nb 〜加下列
Nb2〇5 · 0. 005- 、發明說明（13)
Zr〇 : 、Ta2〇5 · 〇· 〇1—〇· 08 wt%、V2 05 : 0· ◦卜◦· 1 wt%、 〇· 〇2〇5、ίΐ·〇〇5 〇·。03 wt%、Β“〇3 ·· 〇· 0 0 5-〇· 04 wt% 和诞〇03 : 對於為、、 且平均晶粒大小控制在β至2 5 // m間，相 得低ί添加物之3結體，有添加者之密度較高，結果可獲 外，-:項力He、南餘和磁通密度Bs及高R值的特性。此 心加物Nb2 05和Ta2〇5對降低損失功率特別地有效。 確:=加物添加量低於預定的範圍時，其加成作用並不明 昱=添加物添加量高於預定的範圍時，在燒結中晶粒會 長而無法得到期望的飽和磁通密度Bs( 1 00 °C )和低 損失功率特性。
圖3為對變壓器及扼流圈之解釋說明圖，其中圖3A為EE 从之外部立體圖’圖3BgEE型之橫剖面圖，圖儿為以型之 外部立體圖。 、在圖3 A和3B所示之變壓器及扼流圈中，一對e型的肥粒 鐵，心1相對而組成磁心，中央磁底座2安裝有纏繞線圈4 的同狀線軸3，中央磁底座2間的溝槽g用來調整感應係 數，而其亦可以移掉。 在圖3 C ’ E型的肥粒鐵鐵心11和I型的肥粒鐵鐵心1 2相對
而組成磁心，E型的肥粒鐵鐵心1 1的中央磁底座1 〇 1以線圈 1 4纏繞住。 若本發明的鎳錳鋅系肥粒鐵被利用為變壓器及扼流圈的 鐵心’該變壓器及扼流圈則可被使用於寬廣的溫度範圍 内。 若鎳猛鋅系肥粒鐵，主要組成物的含量為：F e2 03 :
483009 五、發明說明（14) 5 3-5 9 mol%、MnO : 22-41 mol%、ZnO ·· 4-12 mol% 和NiO ·· 2 -7 mo 1 % ;而該鎳錳鋅系肥粒鐵次要組成物包含3丨％ : 0·005-0.03 wt°/。、CaO : 〇· 〇〇8-〇· 1 7 wt% 和磷：0· 0 0 04- 〇·〇1 wt%。因此’其飽和磁通密度Bs!44〇mT或更高且有 極佳的直流預磁化。如此，本鎳錳鋅系肥粒鐵能被應用於 寬廣的溫度範圍。 在鎳猛鋅系肥粒鐵，主要組成物的含量為：F心〇3 : 53-59 mol%、Mn0:22-39 mol%、ZnO :4-12 mol% 和NiO ·· 4-7 mol% ;而該鎳錳鋅系肥粒鐵次要組成物包含Si〇2 ·· 〇·〇05-0.03 wt%、CaO :〇·〇〇8-〇·ΐ7 wt%和磷：0.0004- 〇 · 0 1 w t %。因此，其飽和磁通密度特性進一步被改進且有 極佳的直流預磁化。如此，本鎳錳辞系肥粒鐵能被應用於 九廣的溫度範圍。 當鎳錳鋅系肥粒鐵添加下列至少一種添加物，其預定添 加量範圍分列於下：Nb2 05 : 〇. 005-0. 〇3 wt%、Ta20.5 : 〇. 01-0. 08 wt% vV2〇5 : 〇. oi-o. j wt% . Zr〇2 . 〇> 〇〇5^〇# 〇3
Wt%、Βι2〇3 : 〇· 00 5-0· 04 Wt% 和Μο03 : 〇. 0 0 5- 0· 04 wt%。 因此，其飽和磁通密度是45 0mT或更高和更佳的直流預磁 化。如此，本鎳錳鋅系肥粒鐵是低損失功率。 上述的鎳錳鋅系肥粒鐵，其平均晶粒大小為6至2 5 “爪如 此，本鎳錳辞系肥粒鐵具低矯頑力Hc、飽和磁通密度。 44OmT或更高和低損失功率。 本鎳錳鋅系肥粒鐵，燒結體之飽和磁通密度（丨〇 〇它）是 44OmT或更高。因此，直流預磁化極佳。
483009 五、發明說明（15) 本鎳錳辞系肥粒鐵，德和磁流密度Bs ( 1 5 0 °C )和矯頑 力H c ( 1 5 0 °C )兩參數的關係符合此公方程式R = ( B s - 3 0 〇 )2 / He (於此R - 4 0 0 )。因此，有極佳的直流預磁化且R值為參 數（R - 4 0 0 ) 〇 若使用本鎳錳鋅系肥雜鐵於變壓器或扼流圈，可能使製 造出的變壓器或扼流圈有著極佳的直流預磁化和被應用於 寬廣的溫度範圍。 元件編號說明 1 E型肥粒鐵鐵心 2 中央磁底座 3 筒狀線軸 4 線圈 11 E型肥粒鐵鐵心 12 I型肥粒鐵鐵心 14 線圈 10! 中央磁底座 G .溝槽
483009 圖式簡單說明 圖1為直流預磁化之解釋說明圖； 圖2為R值和直流預磁化兩參數間關係之解釋說明圖；以 及 圖3A至3C為對變壓器及扼流圈之解釋說明圖。
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Claims (1)
- 483009 ! 六、申請專利範圍 1 · 一種鎳錳鋅系肥粒鐵，其包含： 主要組成物包含Fe2〇3型式之氧化鐵·· 53-59 mol%、Mn〇 型式之氧化錳：22_41 m〇i%、ZnO型式之氧化鋅：4 — 12 mol%和Νί〇型式之氧化鎳：2 — 7 m〇1% ;以及 次要組成物包含Si〇2型式之氧化矽·· 〇· 〇〇5-〇· 〇3 wt%、 CaO型式之氧化鈣：0·〇〇8 —〇17 wt%和磷（P): 0.0004-〇·〇ι wt% 〇 2 · —種錄猛鋅系肥粒鐵，其包含： 主要組成物包含Fe2〇3型式之氧化鐵·· 53-59 mol%、MnO 型式之氣化猛.22-39 mol%、ZnO型式之氧化鋅· 4-12 mol%和Ni〇型式之氧化鎳：4-7 m〇i% ;以及 -欠要組成物包含S i 〇2型式之氧化石夕·· 〇 · 〇 〇 5 - 〇 · 〇 3 w t %、 Ca0型式之氧化鈣：0· 008-0. 1 7 wt%和磷（P): 0.0004-〇.〇lwt%。 3 ·如申請專利範圍第1項之鎳錳鋅系肥粒鐵，其特色在 於添加下列一、二或多種添加物於預定含量範圍： Nb2 05 : 〇· 〇〇5-〇· 03 wt%， Ta2 05 : 0.〇1一〇.〇8 ， V2 05 ·· 0 · 0 1 - 〇 . 1 w t %， Zr02 -0.005-0. 〇3 , Bi2 03 : 0· 0 0 5 - 0· 〇4 wt。/。，以及 Μ o 03 : 0 · 0 〇 5 - 〇 · 〇 4 w t 〇/〇。 4 ·如申請專利範圍第2項之鎳錳鋅系肥粒鐵，龙 於添加下列一、二或多種添加物於預定含量範圍、·特色在Nb205 Ta205 V2〇5 Zr02 Bi2〇3 M0O3 5 ·如 鐵，其 6.如 體飽和 7 ·如 磁通密 程式R = 8. 如 鐵，其 9. 如 鐵，其 以及 • 〇. 0 0 5-0· 〇3 • 〇·〇1 -0. 08 wt%， :0.01-0.1 wt% , :0.005-0.〇3 wt% :005-0·〇4 wt% 0. 005~0. 〇4 wt% :=利範圍第！至4項中任一項之鎳錳鋅系肥粒 :燒結體之平均晶粒大小為6至25"。 、吻專利範圍第5項之鎳猛鋅系肥粒鐵，其中燒結 磁^密度是440mT或更高。 申叫專利範圍第6項之鎳錳鋅系肥粒鐵，其中飽和 度Bs(150。〇和矯頑》Hc(15〇。〇間的關係符合此2 = (Bs-300)2/Hc(於此R- 4 0 0 )。 申請專利範圍第1至4項中任一項之鎳猛鋅系肥粒 中，該鎳錳辞系肥粒鐵可使用於變壓器。 申請專利範圍第1至4項中任一項之鎳锰鋅系肥粒 中，該鎳錳鋅系肥粒鐵可使用於扼流圈。89121085.ptc 第21頁
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