• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1991010241A1
    申请号:PCT/JP1990/001017
    申请日:1990-08-09
    公开日:1991-07-11
    发明作者:Kiyoshi Shoji；Tsutomu Otsuka；Atsushi Yonekura；Tetsuyoshi Chiba；Tatsuya Chiba
    申请人:Tokin Corporation；
    IPC主号:C04B35-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 低損失酸化物磁性材料
    [0002] 「技術分野」
    [0003] 本発明は， 電源トラ ンス等に用いられる低損失酸化物磁 性材料に関する。
    [0004] 「背景技術」
    [0005] 従来のスィ ッチング電源用の変圧器においては， スイ ツ チング周波数と して， 専ら 1 0〜 200 kHz 程度のものが 使用されており， これに対応すべき低損失酸化物磁性材料 と して， 主成分として， 30〜42モル％の一酸化マンガ ン （M n 0 ) , 4〜 1 9モル％の酸化亜鉛 （ Z n 0 ) 及び 残部と して， 酸化第二鉄 （F e 2 03 ) を含み， 副成分と して， 0. 02〜0. 1 5重量％の酸化カルシウム
    [0006] ( C a 0) と 0. 005〜0. 1 00重量％の二酸化ゲイ 素 （S i 02 ) とを含む Mn— Z n系スピネル型フヱライ トがすでに開発されている。
    [0007] 近年， スイ ッチング電源を小型 ·軽量化するために， ス ィ ツチング周波数が 1 0 OkHz 以上の高周波で使用するの が, —般的となりつつある。
    [0008] ところが， 従来の成分を有する低損失酸化物磁性材料を： スイ ツチング周波数が 1 00 kHz 以上のスイ ツチング電源 用の変圧器の磁心材料と して使用すると， 鉄損による電力 損失が大きく， それによる発熱のため， 許容温度以上に温 度が上昇し， トランス自体やその周辺部品を損ない使用に 耐えないという欠点があつた。
    [0009] そこで， 本発明の技術的課題は， 周波数が 1 0 0 kHz 以 上の高い周波数で使用しても鉄損を小さく， 従って発熱を 許容温度以下に抑えて実用に供し得る低損失酸化物磁性材 料を提供することにある。
    [0010] 「発明の開示」
    [0011] 本発明によれば， 第 1成分として， 3 0〜 4 2モル％の 一酸化マンガン （Μ η Ο) , 4〜 1 9モル％の酸化亜鉛 ( Z n 0) 及び残部として酸化第二鉄 （F e 2 03 ) を含 み， 第 2成分として 0. 0 2〜 0. 1 5重量％の酸化カル シゥム （ C a O) と， 0. 0 0 5〜 0. 1 0 0重量％の二 酸化ゲイ素 （ S i 02 ) とを含み， 第 3成分として 1. 0 0重量％以下の酸化ハフニウム （H f 02 ) を含むことを 特徴とする低損失酸化物磁性材料が得られる。
    [0012] 本発明によれば， 前記低損失酸化物磁性材料において， 前記第 3成分として， さらに 0. 3 0重量％以下の酸化ジ ルコニゥム （ Z r 02 ) , 0. 2 0重量％以下の酸化バナ ジゥム （ V 2 05 ) 及び 0. 3 0重量％以下の酸化タンタ ル （T a 2 05 ) の少なく とも一種を含むことを特徵とす る低損失酸化物磁性材料が得られる。
    [0013] 本発明によれば， 前記したいずれかの低損失酸化物磁性 材料において， 前記第 3成分として， さらに 0. 5 0重量 %以下 （ 0を含まず） の酸化アルミニウム A 1 2 03 , 及 び 0, 3 0重量％以下 （ 0を含まず） の酸化チタ ン T i 0
    [0014] 2 の少なく とも一種を含むことを特徴とする低損失酸化物 磁性材料が得られる。
    [0015] 本発明によれば， 低損失酸化物磁性材料において， 前記 第 3成分と して， さらに， 0.50重量％以下 （ 0を含まず） の酸化ガリ ウム （G a 2 03 ) , 0.80重量％以下 （ 0を含 まず） の酸化タ ンタル （T a 2 05 ) , 0.50重量％以下 ( 0を含まず） の酸化ジルコニウム （ Z r 02 ) の少なく とも 1種以上を含むことを特徴とする低損失酸化物磁性材 料が得られる。
    [0016] こ こで， 本発明において， 第 3成分のうちの必須添加物 を， 1. 0 0重量％以下 （ 0を含まず） の酸化ハフニウム (H f 02 ) と したのは， この元素の上記適量は， 粗大結 晶粒成長の抑制を行うとともに， 結晶粒界に析出して， 粒 界の比抵抗を増加させる効果があるからである。
    [0017] また， 本発明において， 第 3成分のうちの任意添加物と して， 0. 3 0重量％以下 （ 0を含まず） の酸化ジルコ二 ゥム （ Z r 02 ) , 0. 20重量％以下 （ 0を含まず） の 酸化バナジウム （V 2 05 ) , 及び 0. 3 0 0重量％以下 の酸化タンタル （T a 2 03 ) の少なく とも一種と したの は， これらの元素の上記適量は， 酸化ハフニウム （H f 0 2 ) と同様に， 粗大結晶粒成長の抑制を行うとともに， 結 晶粒界に析出して， 粒界の比抵抗を増加させる効果があり， これら酸化ハフニウム， 酸化ジルコニウム， 酸化バナジゥ ム， 及び酸化タ ンタルの添加量は， それぞれの成分の上記 した適量の上限値を越えると著しい粒成長が生じ， 経済的 でなく， また， 電力損失特性が劣化するからである。
    [0018] また， 本発明において， 上記第 3成分のうちの必須添加 物及び任意添加物の他に， 第 3成分として， さらに 0. 5 0重量％以下 （0を含まず） の酸化アルミニウム （A 1 2
    [0019] 03 ) , 及び 0, 3 0重量％以下 （ 0を含まず） の二酸化 チタン （T i 02 ) の少なく とも一種を含むとしたのは， 酸化アルミニウム （A l 2 03 ) , 及び二酸化チタン （T
    [0020] 1 02 ) は， 上記上限値内において， 結晶内に固溶し， 結 晶粒内の組織を均一にし， 結晶内部の抵抗を増加させるか らである。 なお， この上限値を越えると著しい電力損失を 増加させる。
    [0021] —方， 本発明において， 酸化ガリ ウム （G a 2 03 ) は、 フ ライ ト主成分と反応して液相を形成し、 焼結時の漏れ 性を改善させる効果を有する。 その結果、 酸化ガリ ウムは、 焼結性が促進され、 結晶粒径が均一化して、 ヒステリ シス 損は低減する。
    [0022] 「図面の簡単な説明」
    [0023] 第 1図は本発明の実施例に係る低損失酸化物磁性材料の 温度と電力損失 （P B ) との関係を示す図で， 比較例とし. て， 酸化ハフニウム （H f 02 ) を添加しない材料 （曲線 1 ) 及び 1. 1 0重量％の酸化ハフニウム （H f 02 ) を 添加した材料 （曲線 7) を併せて示し， 第 2図は実施例 8 に関わる周波数 1 MHz , 最大磁束密度 5 0 0 Gのときの電 力損失 P B の温度特性を従来の電源用フユライ 卜の場合と 比較して示すグラフ， 第 3図は実施例 9に関わる最大磁束 密度 5 0 0 G, 温度 2 9てのときの電力損失の周波数特性 を従来の電源用フヱライ トの場合と比較して示すグラフで める。
    [0024] 「発明を実施するための最良の形態」
    [0025] 以下， 本発明の実施例について， 図面を参照して， 説明 する。
    [0026] 一実施例 1一
    [0027] 主成分として， 53モル％の酸化第二鉄 （F e 2 03 ) ， 37モル％の一酸化マンガン （Mn O) 及び 1 0モル％の 酸化亜鉛 （Z n 0) を含有し， 副成分として， 0. 0 1 5 重量％の二酸化ケイ素 （S i 02 ) と 0. 080重量％の 酸化カルシウム （C a O) を含有し， 添加成分として酸化 ハフニウム （H f 02 ) を添加し， これらを混合し， 予焼 し， 微粉碎し， 造粒し， 成形プレスした後， 酸素分圧 0. 1 a t %, 温度
    [0028] 1 1 50 において焼結し， 酸化物磁性材料を得た。
    [0029] 第 1図は得られた酸化物磁性材料に対し酸化ハフニウム (H f 02 ) の添加量をパラメ一夕とした時の温度 T [°C] と電力損失 PB CkW/m3 3 の関係を示した図である。 第 1 図においては電力損失は P B [kW/ra3 ] は周波数が 1MHz , 最大磁束密度 Bm が 500 Gの場合を示している。 また， 第 1図において， 曲線 1は酸化ハフニウム （H f 02 ) を 添加しない場合， 曲線 2は 0. 20重量％の酸化ハフニゥ ム （H f 02 ) を添加した場合， 曲線 3は 0. 40重量％ の酸化ハフニウム （H f 02 ) を添加した場合， 曲線 4は. 0. 60重量％の酸化ハフニウム （H f 02 ) を添加した 場合， 曲線 5は 0. 80重量％の酸化ハフニウム (H f 02 ) を添加した場合， 曲線 6は 1. 00重量％の 酸化ハフニウム （H f 02 ) を添加した場合， 曲線 7は 1. 1 0重量％の酸化ハフニウム （H f 02 ) を添加した場合 の特性をそれぞれ示している。
    [0030] 第 1図より周波数 1 MHz の場合においては電力損失 P B は酸化ハフニウム （H f 02 ) を添加するか否かに無関係 に温度が約 60°Cの時最小値を有する。 そして酸化ハフ二 ゥム （H f 02 ) の添加量を増加していく につれて， 電力 損失 P B は小さく なり， 添加量が 0. 60重量％の時が最 も電力損失 P B は小さく なり， それより も添加量を増加し ていく につれて， 電力損失 P B が増加していき， 添加量が
    [0031] 1. 1 0重量％を越えると， 添加しない時より も電力損失 P B が大きく なる。
    [0032] 以上から， 周波数 1MHz において酸化ハフニウム （H f 02 ) を 1. 00重量％以下 （0%を含まず） 添加した方 が， 添加しないものより電力損失 PB が小さく なる事がわ かる。
    [0033] 第 1表に， 実施例 1により得られた酸化物磁性材料 （副 成分と して， 0. 0 1 5重量％の二酸化ケイ素 （S i 02 ) , 0. 080重量％の酸化カルシウム （C a O) 及び 0. 60重量％の酸化ハフニウム （H f 02 ) を含有） と， 従 来の酸化物磁性材料 （副成分と して 0. 01 5重量％の二. 酸化ゲイ素 （S i 02 ) と 0. 080重量％の酸化カルシ ゥム （C a 0) を含有し， 酸化ハフニウム （H f 02 ) は添加しない） の諸特性 （初透磁率 i ， 飽和磁束密度 B is (磁化力 1 5 [Oe]における磁束密度） [G] ， 残留磁束 密度 B r [G] , 保持力 He[0e]を示す。 尚， 主成分はいずれ も酸化第二鉄 （F e 2 03 ) を 53モル％, 酸化マンガン
    [0034] (M n 0 ) を 37モル％及び酸化亜鉛 （ Z n 0 ) を 10モ ル％含有している。
    [0035] 第 1表より明らかな如く， 本発明の実施例 1のものは， スイ ッチング電源用磁心材料として求められる諸特性， 例 えば初透磁率 i が 1 000以上， 飽和磁束密度が 500 0 G以上等という特性を十分に満たしている。
    [0036] 以上のことより添加物として酸化ハフニウム （H f 02 ) は， スイ ッチング電源用磁心材料として求められる諸特性 を十分に満たし， 周波数が 200kHz 以上において， 電力 損失 PB を， 例えば約 0. 60重量％添加した場合， 添加 しない場合に比較し， 温度 60 で約 500 kW/m3 改善で きることがわかる。
    [0037] 磁気特性 Β 1 5 B r H e 1
    [0038] [G] [G] [Oe] 本発明 1818 5480 1880 0.46 従来例 2110 5000 1770 0.35
    [0039] 一実施例 2 - 酸化物粉末を混合， 成形， 焼成してなる酸化物磁性材料 を主成分として， 53モル％の酸化第二鉄 （F e 2 03 ) ， 36モル％の一酸化マンガン （Μη Ο) , 及び 1 1モル％ の酸化亜鉛 （Z n O) を含有し， 副成分として酸化カルシ ゥム （C a 0) , 及び二酸化ケイ素 （S i 02 ) を従来の 低損失酸化物磁性材料の成分範囲 （酸化カルシウム （C a 0) が 0. 02〜0. 1 5重量％, 二酸化ケイ素 （S i 0 2 ) が 0. 005〜0. 100重量％の範囲） で含有する 従来の低損失酸化物磁性材料に， さらに， 酸化ジルコニゥ 厶 （ Z r 02 ) , 酸化アルミニゥム （ A 12 03 ) 及び酸 化ハフニウム （H f 02 ) の添加物を種々の割合で複合添 加した複数の実施例 2の低損失酸化物磁性材料， 上記添加 物を添加しない従来例， 及び比較例 2として， 上記添加物 の単独または複合添加した複数の低損失酸化物磁性材料を 試作した。 これらの実施例 2, 従来例， 及び比較例 2の試 作においては， それぞれの酸化物原料を所定量秤量し混合 した後， 造粒， 成形プレスし， 窒素ガス雰囲気中において， 酸素分圧 5. 0 a t %以下で， 1 100〜 1300ての温 度で焼成して試料を得た。
    [0040] 第 2表は， 試作した実施例 2の試料 N( l 1 , 1 3〜1 7， No.1 9, 20 , 22， 23, 25, 26と， 従来例として 試料 No.8, 及び比較例 2の試料 No.18 , 21， 24につい て， それぞれの副成分及び添加成分の含有量と， 周波数 2 00 kHz で最大磁束密度 Bmが 1 000 Gの場合の電力損 失 PB の試料温度に対する最小値を示したものである。
    [0041] 第 2表によれば， 添加物である二酸化ジルコニウム （Z r 02 ) , 酸化アルミニゥム （ A 12 03 ) 及び酸化ハフ ニゥム （H f 02 ) の複合添加によって， 従来例の試料 No.
    [0042] 8より電力損失が減少していることがわかる。
    [0043] これは， これらの添加物において， Z r 02 と H f 02 は， 低損失酸化物磁性材料の粒界に析出して， 粒界の抵抗 率を増大させ， A l 2 03 は結晶内に固溶して結晶内の抵 抗率を増大させ， 且つ結晶組織を均一にする効果があった と考えられ， これらの複合作用によって， 組織内部の電磁 気特性の均一化と組織全体の抵抗率を増大せしめ， これが 鉄損失を減少せしめたものと， 考えられる。
    [0044] また， 第 2表において， H f 02 1. 1 0添加した試料 No.24においては， 異常粒の成長が認められ， そのため電 力損失が大きく なつたと考えられる。
    [0045] 第 2 表
    [0046] 副成分 (wt%) 添加成分 (wt%) 電力 ί鉄
    [0047] No. S ί 0 C a 0 7 r Oo AO 0¾ H f O9 PB (KV/m3 ) 従来例 8 n 015 n 040 o n o 450
    [0048] 11 n u o uu 370
    [0049] 13 n n β(] 315 u n in n 335 本発明 15 ff π in 190
    [0050] 2 n
    [0051] 17 ί 0 30 970 比較例 18 0.40 460 本発明 19 0.10 0.25 210
    [0052] 20 0.50 255 比較例 21 0.60 450 本発明 22 0.05 0.80 225
    [0053] 23 1.00 265 比較例 24 0 0 1.10 500 本発明 25 0.025 0.10 0.05 0.60 200
    [0054] 26 0.015 0.060 0.60 245
    [0055] 一実施例 3 - 実施例 2と同様の主成分と従来の副成分範囲を含有する 従来の低損失酸化物磁性材料に， さらに二酸化チタ ン （T i 02 ) , 五酸化バナジウム （V 2 05 ) , 及び酸化ハフ ニゥム （H f 02 ) の添加物を種々の割合で複合添加した 複数の実施例 3の低損失酸化物磁性材料を各種試作し， こ の比較例として， 上記添加物を添加しない従来の低損失酸 化物磁性材料， 及び比較例 3と して上記添加物を単独また は複合添加した複数の低損失磁性材料を併せて各種試作し 実施例 3, 従来例， 及び比較例 3の試作においては， 実 施例 2と同様に， それぞれの酸化物原料を所定量秤量し混 合した後， 造粒， 成形プレスし， 窒素ガス雰囲気中におい て， 酸素分圧 5. 0 a t %以下で， 1 1 0 C！〜 1 300 °C の温度で焼成して試料を得た。
    [0056] 第 3表は， 試作した実施例 3の試料 No.29, 31〜35， 37, 38, 40, 4 1， 43, 44と， 従来例として試 料 No.8, 及び比較例 3の試料 No.36 , 39, 42について， それぞれの副成分及び添加物成分の含有量と， 周波数 20 0 kHz で最大磁束密度 Bmが 1 000 Gの場合の電力損失 の試料温度に対する最小値を示したものである。 第 3表 によれば， 添加物である二酸化チタン （T i 02 ) , 五酸 化バナジウム （V 2 05 ) , 及び酸化ハフニウム （H f 0 2 ) の複合添加によって， 従来の比較例の試料 No.8より電 力損失が減少していることがわかる。 これは， 添加物， V 2 0 , 及び H f 02 が粒界に析出して粒界の抵抗率を増大 させ， 且つ結晶組織を均一にする効果があつたと考えられ， これらの複合作用によって， 実施例 2と同様にして， 電力 損失を減少せしめたものと考えられる。
    [0057] 第 3表において， H f 02 を 1. 10重量％添加した試 料 No.42においては， 異常粒の成長が認められ， そのため 電力損失が大きく なつたと考えられる。
    [0058] 第 4表は， 従来の試料 1¼8と本発明の実施例 2の試料 No. 1 5について， 第 5表は， 従来の試料 No.8と， 実施例 3の 試料 No.33について， それぞれの初透磁率； 飽和磁束密 度 Β 15, 残留磁束密度 B r, 及び抵抗率 pの各電磁気特性 について比較したものである。
    [0059] 第 4表及び第 5表では， (JL , B 15, B rについては， 試 料 No.8と No.1 5, 又は， 試料 No.33のいずれも遜色なく， 抵抗率のみが実施例 2の No.1 5又は実施例 3の No.33のそ れぞれが， 従来の Να8の十倍以上の値を示している。 この 抵抗率の格段の向上が， 渦電流損失を減少せしめた主な原 因になっていることが理解される。 第 3 表
    [0060] ；-式料 副成分 (wt%) 添加成分 (wt%) 電力 ί跌
    [0061] No. S i 02 C a O T i 02 v2 05 H f 02 P B (KW/m3 ) 従来例 8 0.015 0.040 0 0 0 450 本発明 29 〃 〃 0 0 0.40 380
    [0062] 31 〃 〃 0 0.05 0.60 380
    [0063] 32 〃 0.05 0 〃 335
    [0064] 33 〃 〃 0.05 0.05 〃 230
    [0065] 34 〃 〃 0.10 〃 ft 270
    [0066] 35 〃 0.30 〃 〃 300 比較例 36 〃 〃 0.40 〃 ft 470 本発明 37 〃 〃 ' 0.05 0.10 〃 245
    [0067] 38 〃 〃 0.20 〃 465 比較例 39 〃 〃 0.80 〃 410 本発明 40 〃 〃 〃 0.05 0.80 255
    [0068] 41 〃 〃 〃 〃 1.00 305 比較例 42 〃 〃 〃 〃 1.10 520 本発明 43 0.025 〃 〃 〃 0.60 250
    [0069] 44 0.015 0.060 〃 〃 0.60 270
    [0070] 第 4 表
    [0071] 磁気特性 t> 1 5 B r P 試料 No. (100kHz) [G] [G] [Qcm] 本発明 15 2180 5020 1275 1220 従来 8 2110 5000 1770 110
    [0072] 第 5 表
    [0073] 磁気特性. β B 1 5 B r P 試料 No. (100kHz) [G] [G] [Qcm] 本発明 33 2200 5035 1310 1175 従来 8 2110 5000 1770 110
    [0074] 以上， 本発明の実施例 2, 3によって， 1 00kHz 以上 の電力損失の低減がなされ， 1 00kHz 以上の高周波にお けるスィ ツチング電源用 トランスコア材料として優れた低 損失酸化物磁性材料が得られることが確認された。
    [0075] 一実施例 4一
    [0076] 主成分と して， 53モル％の酸化第二鉄 （F e 2 03 ) , 39モル％の一酸化マンガン （Mn O) 及び 8モル％の酸 化亜鉛 （Z n 0) に， 副成分と して， 二酸化ケイ素 （S i 02 ) ， 酸化カルシウム （ C a 0 ) , 酸化ハフニウム （ H f 02 ) , 酸化ジルコニウム （Z r 02 ) , 三酸化アルミ ニゥム （A 1 2 03 ) , 五酸化バナジウム （V 2 05 ) を 単独または複合添加し， 混合し， 造粒し， 成形プレスした 後， 窒素ガス雰囲気中において， 酸素分圧 5. 0 a t %以 下， 各組成において， 最適焼結温度である 1 1 00〜 1 3 00 °C温度で焼結した。
    [0077] 第 6表は， 主成分として 53モル％酸化第二鉄 （F e 2 03 ) ， 39モル％の一酸化マンガン （Mn O) 及び 8モ ル％の酸化亜鉛 （Ζ η Ο) を含有する Μ η— Ζ ηフヱライ トに， 副成分として二酸化ケイ素 （S i 02 ) ， 酸化カル シゥム （C a O) を添加し， 更に， 酸化ハフニウム （H f 02 ) と酸化ジルコニウム
    [0078] (Z r 02 ) , 及び選択成分として， 酸化アルミニゥム
    [0079] ( A 1 2 03 ) と五酸化バナジウム （V 2 05 ) とを複合 添加したときの， 周波数が 1 MHz , 最大磁束密度 Bの値が 5 0 0 G (ガウス） の場合の電力損失 （鉄損） の 6 0。C付 近に於ける夫々の副成分に於ける値を示す。
    [0080] 本発明の副成分と電力損失 （鉄損） との値を示す第 6表 を参照して説明する。
    [0081] 第 6表より， 二酸化ハフニウム （H f 02 ) , 二酸化ジ ルコニゥム （ Z Γ 02 ) ， 酸化アルミニゥム （ A 1 2 03 )
    [0082] ， 五酸化バナジウム （V 2 05 ) の複合添加によって， 電 力損失の値は， 従来の低損失酸化物磁性材料の値に比べて 低い値を示し， 特性値は， 従来の値に比べて， ほぼ 5 0 % 程向上していることがわかる。
    [0083] 酸化ハフニウム （H f 02 ) を過剰に添加した 1. 1 0 重量％添加 （試料番号 58) は電力損失が大きく なつてい る 0
    [0084] 第 6 表
    [0085]
    [0086] %は第 7表の試料と共通副成分を有する c 一実施例 5—
    [0087] 実施例 4と同様にして， 主成分として， 5 3モル％の酸 化第二鉄 （F e 2 03 ) ， 3 9モル％の一酸化マンガン (M n 0) 及び 8モル％の酸化亜鉛 （Ζ π Ο) に， 副成分 として， 二酸化ケイ素 （S i 02 ) , 酸化カルシウム （C a 0) , 酸化ハフニウム （H f 02 ) , 酸化ジルコニウム (Z r 02 ) , 及び選択成分として酸化アルミニゥム （A 1 2 03 ) , 二酸化チタン （T i 02 ) を単独または複合 添加し， 混合し， 造粒し， 成形プレスした後， 窒素ガス雰 囲気中において， 酸素分圧 5. 0 & 1 %以下， 各組成にお いて， 最適焼結温度である 1 1 0 0〜 1 3 0 0で温度で焼 し o
    [0088] 第 7表は， 主成分として 5 3モル％の酸化第二鉄 （F e 2 04 ) 3 9モル％の一酸化マンガン （Mn O) を含有し， 副成分として二酸化ケイ素 （ S i 02 ) , 酸化カルシウム ( C a 0) を基本とし， さらに酸化ハフニウム （H f 02 ) と酸化ジルコニウム （Z r 02 ) ， 及び選択成分として酸 化アルミニウム （A 1 2 03 ) と二酸化チタ ン （T i 02 ) とを複合添加したときの， 周波数が Ι ΜΗζ , 動作磁束密度 Bが 50 0 G (ガウス） の場合の電力損失 （鉄損） の 60 °C付近に於ける各組成の於ける値を示す。
    [0089] 本発明の組成と， 電力損失 （鉄損） との値を示す第 7表 について説明する。 —
    [0090]
    [0091] *は第 6表の試料と共通副成分を有する c 第 7表より， 酸化ハフニウム （H f 02 ) , 二酸化ジル コニゥム （ Z r 02 ) , 酸化アルミニウム （A l 2 03 ) , 二酸化チタン （T i 02 ) の複合添加によって， 電力損失 が向上していることがわかる。 又， 電力損失は， 例として 前述の通り周波数が 1 MHz , 最大磁束密度 500 G (ガウ ス） での測定値を示す。
    [0092] 酸化ハフニウム （H f 02 ) を過剰に添加した 1, 1 〇 重量％添加 （試料番号 85) は電力損失が大きく なつてい 第 8表は， 実施例 4における試料番号 56と実施例 5に おける試料番号 83と， 従来副成分 （試料番号 45, 72) について， 初透磁率 i ， 飽和磁束密度 B 15, 残留磁束密 度 B r, 保持力 H e , 比抵抗 pの比較を示すが， 本発明に よる低損失磁性材料の比抵抗の値は， 従来の組成の低損失 磁性材料に比べて， 20倍以上の高い値となっている。
    [0093] 尚， 実施例 4, 実施例 5において， 窒素ガス雰囲気中酸 素分圧 0. 5%における焼結温度は，
    [0094] 1 1 00〜 1300 の範囲において， 最適温度で焼結し た。 8 表 磁気特性 B 1 5 B r H e P 料 No. (100kHz) [G] [G] [Oe] [Qcm] 実施例 4 56 1500 5400 1900 0.46 2200 難例 5 83 1750 5350 1850 0.45 2300 従 来 15/72 1900 5000 1770 0.35 100
    [0095] —実施例 6 - 主成分として 5 3モル％の酸化第二鉄 （F e 2 03 ) ， 3 9モル％の一酸化マンガン （Μη Ο) , 及び 8モル％の 酸化亜鉛 （Z n 0 ) を含有し， 副成分として， 0. 0 1 0 〜 0. 04 0重量％, 二酸化ケイ素 （ S i 02 ) ， 0. 0 2 0〜 0. 1 5重量％の酸化カルシゥム （ C a 0 ) を含有 し， 添加成分として 0. 0 1〜 0. 80重量％の酸化ハフ ニゥム （H f 02 ) , 0. 0 0 5〜 0. 3 0 0重量％の酸 化タンタル （ T a 2 05 ) を添加し， これらをボールミル にて混合した後， 予焼し， 粉砕し， 造粒し， 成形プレスし た後， 酸素分圧 0〜3 % ( 0を含まず） ， 温度 1 1 0 0〜 1 3 0 0でで 1〜4時間焼結し， 酸化物磁性材料を得た。 第 9表は， 各組成に於いて焼锆条件を変化させて得られ た酸化物磁性材料の中で最も優れたコアロス特性を示した 試料について， 二酸化ケイ素 （ S i 02 ) , 酸化カルシゥ ム （ C a 0 ) , 酸化ハフニウム （H f 02 ) , 酸化夕 ンタ ル （T a 2 05 ) をパラメータとしたときの温度 6 0 °C, 磁束密度 5 0 0 Gとしたときの電力損失 P B (KW/DI3 ) を 示したものである。
    [0096] 第 9表において， 試料番号 1 06は主成分として 5 3モ ル％の酸化第二鉄 （ F e 2 03 ) , 3 モル％の一酸化マ ンガン （Μ η Ο) , 及び 8モル％の酸化亜鉛 （Z n O) を 含有し， 0. 0 1 5重量％の二酸化ケイ素
    [0097] ( S i 02 ) , 0. 080重量％の酸化カルシウム'（ C a 0) を副成分と し， 酸化ハフニウム （H f 02 ) , 酸化夕 ンタル （T a 2 05 ) を添加していない従来の電源用 M n — Z n系フヱライ トである。
    [0098] 本発明における酸化物磁性材料は， いずれの場合も従来 のもの （試料 1 06) より優れていることがわかる。 また， 二酸化ケイ素 （S i 02 ) が 0. 030重量 酸化カル シゥム （C a 0) が 0. 060重量％, 酸化ハフニウム (H f 02 ) が 0. 1 5重量％, 酸化タン夕ル （T a 2 0 5 ) が 0. 05重量％を添加して作製した試料番号 1 02 は， 従来のフユライ トと比較して電力損失 P B が約 1ノ 2 程度になっており， 著しい低損失特性を実現している。
    [0099] 第 9 表
    [0100]
    [0101] 1MHz 500G, 60て， 各添加量とも単位は wt%
    [0102] 一実施例 7 - まず、 第 1 0表に示す通り， 主成分と して， 5Sモル％の 酸化第二鉄 （F e 2 03 ) , 39モル％の一酸化マンガン
    [0103] (M n 0) 及び 8 モル％の酸化亜鉛 （Z n O) を含有し， 添加成分として微量の二酸化ケイ素 （S i 02 ) ， 及び， 酸化カルシウム （C a 0) ， 0.50重量％以下 （0を含まず） の酸化ガリ ウム （G a 2 05 ) ， さらに， 0.80重量％以下
    [0104] (0を含まず） の酸化ハフニウム （H ί 02 ) , 0.50重量 %以下 （0を含まず） の酸化タンタル （T a 2 05 ) , 0. 50重量％以下 （0を含まず） の酸化ジルコニウム （Z r 0 2 ) , 少なく とも 1種を添加し， これらをボールミ ルにて 混合した後， 予焼し， 粉砕し， 造粒し， 成形プレスした後， 酸素分圧 0〜3% (0%を含まず） ， 温度 1 1 00〜： L 3 00°Cで 1〜4時間焼結し， 酸化物磁性材料を得た。
    [0105] 第 1 0表は各組成において焼結条件を変化させて得られ た酸化物磁性材料の中で， 最も優れたコアロス特性を示し た試料について， 酸化ガリ ウム （G a 2 05 ) , 酸化ハフ ニゥム （H f 02 ) , 酸化夕 ンタル （T a 2 05 ) , 酸化 ジルコニウム （Z r 02 ) をパラメータとし， 温度 60。C, 磁束密度 500 Gの場合の電力損失 PB (Kw/m3 ) を示し たものである。 一
    [0106] 第 1 0表
    [0107] (各添加量を変化させた時の， コアロス特性）
    [0108] ( 1 MHz 5 0 0 G 6 0で）
    [0109] 各添加物とも単位は wt% こ こで， 試料番号 21 3は， 主成分と して 53モル％の酸 化第二鉄 （ F e 2 03 ) , 39モル％の一酸化マンガン （M n 0) , 8 モル％の酸化亜鉛 （Z n O) ， 0.08重量％の酸 化カルシウム （C a 0) ， 0.015 重量％の二酸化ケイ素
    [0110] ( S i 02 ) を含有し， 酸化ガリ ウム （G a 2 05 ) ， 酸 化ハフニウム （H f 02 ) , 酸化タ ンタル （T a 2 05 ) , 酸化ジルコニウム （Z r 02 ) , を添加していない M n— Z nフェライ トである。
    [0111] この結果， 本発明における酸化物磁性材料 （試料番号 2 0 1〜21 2) は， いずれの場合も， 従来のものより優れ ているこ とがわかる。
    [0112] また， 酸化ガリ ウム （ G a 2 05 ) , 酸化ハフニウム
    [0113] ( H f 02 ) , 酸化タ ンタル （ T a 2 05 ) , 酸化ジルコ ニゥム （ Z r 02 ) が 0.40重量％の酸化ガリ ゥム （ G a 2 05 ) , 0.15重量％の酸化ハフニウム （H f 02 ) を添加 して作成した試料番号 207は， 従来の電源用フユライ ト と比較して， 電力損失 PB が 1 Z3程度になっており， 著 しい低損失化を実現している。
    [0114] 一実施例 8 - 第 2図は実施例 7で得られた試料番号 203, 207, 21 1を摘出し， 周波数 1 MHz 、 最大磁束密度 500 Gの 場合における電力損失 PB の温度特性を， 従来の電源用フ . ェライ 卜の場合と比較して示した。
    [0115] この実施例 8の第 2図から， 発明品は全温度範囲で電力 損失が従来の電源用フユライ トに比べ極めて優れているこ とがわかる。
    [0116] 一実施例 9 一
    [0117] 第 3図は， 実施例 7で得られた試料番号 2 0 3， 2 0 7 , 2 1 1 について， 温度 6 0て， 最大磁束密度 5 0 0 Gの場 合における電力損失 P B の周波数特性を， 従来の電源用フ ュライ 卜の場合と比較して示した。 いずれの発明品も全周 波数領域で従来の電源用フエライ トと比べ著しく優れてい ることがわかる。
    [0118] 「産業上の利用可能性」
    [0119] 本発明によれば， 二酸化ケイ素及び酸化カルシウムを含 む M n— Z nフユライ ト酸化物磁性材料において， 1 . 0 0重量％以下 （0を含まず） の H f 0 2 を添加することに より， スイ ッチング電源用 トラ ンスとして求められる諸特 性を充分満足するとともに， 周波数が 1 0 0 k H z以上の 高周波においても従来より も電力損失を低減でき， 高周波 磁心用材料としてスイ ツチング電源の小型， 軽量化に十分 に適合した材料を提供することができる。
    [0120] また， 本発明によれば， この M n— Z nフェライ ト酸化 物磁性材料において， 添加物として， さらに， 0 . 3 0重 量％以下 （ 0を含まず） の酸化ジルコニウム （ Z r 0 2 ) , 〇. 3 0重量％以下 （ 0を含まず） の酸化タ ンタル （T a 2 0 5 ) の少なく とも一種を含むことにより， スィ ッチン グ電源用 トラ ンスとして求められる諸特性を更に向上させ ることができる。
    [0121] また， 本発明によれば， これら Mn— Z nフェライ ト系 酸化物磁性材料において， 0. 50重量％以下 （0を含ま ず） の A 12 03 及び 0. 30重量％以下 （ 0を含まず） の T i 02 の少なく とも一種を含むことにより， 更に， 電 力損失等の諸特性を向上させることができる。
    [0122] できる。
    [0123] —方， 本発明によれば， M n— Z nフヱライ ト系酸化物 磁性材料において， 0.50重量％以下 （0を含まず） の酸化 ガリ ウム （G a 2 03 ) を含み， 0.30重量％以下 （0を含 まず） の酸化タンタル （T a 2 05 ) , 1.00重量％以下 (0を含まず） の酸化ハフニウム （H f 02 ) , 0.50重量 %以下 （0を含まず） の酸化ジルコニウム （Z r 02 ) の 少なく とも 1種を添加することにより， スィ ッチング電源 用材料として求められる特性を十分に満足するとともに周 波数が 200 kHz 以上の高周波においても， 従来のものよ り， 電力損失 P B が著しく低減できた低損失酸化物磁性材 料を提供でき， 高周波磁芯用材料と してスイ ッチング電源 の小型， 軽量化に十分適した材料を提供可能とするもので め
    权利要求:
    Claims 請求 の 範 囲
    1. 第 1成分として， 3 0〜42モル％の一酸化マンガ ン （Mn 0) ， 4〜 1 9モル％の酸化亜鉛 （ Z n 0) , 及 び残部として酸化第二鉄 （F e 2 03 ) を含み，
    第 2成分として， 0. 0 2〜 0. 1 5重量％の酸化カル シゥム （ C a O) と， 0. 0 0 5〜 0. 1 0重量％のニ酸 化ゲイ素 （ S i 02 ) とを含み，
    第 3成分として， 1. 0 0重量％以下 （ 0を含まず） の 酸化ハフニウム （H f 02 ) を含む
    ことを特徵とする低損失酸化物磁性材料。
    2. 第 1の請求項記載の低損失酸化物磁性材料において， 前記第 3成分として， さらに 0. 3 0重量％以下 （ 0を 含まず） の酸化ジルコニウム （Z r 02 ) ， 0. 2 0重量 %以下 （0を含まず） の酸化バナジウム （V 2 05 ) , 及 び 0. 3 0重量％以下 （ 0を含まず） の酸化タンタル （T a 2 05 ) の少なく とも一種を含む
    ことを特徴とする低損失酸化物磁性材料。
    3. 第 1又は第 2の請求項記載の低損失酸化物磁性材料 において，
    前記第 3成分として， さらに 0. 5 0重量％以下 （0を 含まず） の A 1 2 03 , 及び 0. 3 0重量％以下 （ 0を含 まず） の T i 02 の少なく とも一種を含むことを特徵とす る低損失酸化物磁性材料。
    4. 第 1請求項記載の低損失酸化物磁性材料において， 前記第 3成分と して， さらに，
    0.5 重量％以下 （ 0を含まず） の酸化ガリ ゥム （G a 2 03 ) , 0.8 重量％以下 （ 0を含まず） の酸化タンタル (T a 2 03 ) ， 0.5 重量％以下 （ 0を含まず） の酸化ジ ルコニゥム （Z r 02 ) の少なく とも 1種以上を含むこと を特徴とする低損失酸化物磁性材料。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    KR101540516B1|2015-07-29|페라이트 소결체
    JP4244193B2|2009-03-25|ＭｎＺｎフェライトの製造方法及びＭｎＺｎフェライト
    JP3889354B2|2007-03-07|Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、トランス用磁心およびトランス
    KR100389821B1|2003-07-02|ＭｎＺｎ계 페라이트의 제조방법, ＭｎＺｎ계 페라이트 및전원용 페라이트코어
    EP1816111A1|2007-08-08|LOW-LOSS Mn-Zn FERRITE AND UTILIZING THE SAME, ELECTRONIC PART AND SWITCHING POWER SUPPLY
    EP1702903B1|2012-02-08|Ferrite sintered compact and method for producing the same, and electronic parts using the same
    EP1286366B1|2007-01-24|Mn-Zn ferrite and coil component with magnetic core made of same
    JP2005150425A|2005-06-09|トランス、トランス用磁心およびその製造方法
    EP1547988A1|2005-06-29|Ferrite material
    JP2005132715A|2005-05-26|Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料及びその製造方法
    JP4129917B2|2008-08-06|フェライト材料およびその製造方法
    KR100567467B1|2006-04-03|니켈망간아연을 기본물로 하는 페라이트와 이를 구비하는 변압기 및 쵸크코일
    JP5332254B2|2013-11-06|フェライト焼結体
    EP2383242B1|2017-10-25|MnZn FERRITE CORE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
    EP1293994B1|2004-09-29|Transformer with ferrite core and method for driving it
    US5846448A|1998-12-08|Ferrite and ferrite core for power supply
    EP1394116A1|2004-03-03|Mn-Zn ferrite, transformer magnetic core and transformer
    KR20010050237A|2001-06-15|망간 아연계 페라이트
    JP3108803B2|2000-11-13|Ｍｎ−Ｚｎフェライト
    TW200421360A|2004-10-16|Electromagnetic wave absorber formed of Mn-Zn ferrite
    EP3187475B1|2020-07-29|MnZn-BASED FERRITE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
    JP4281990B2|2009-06-17|フェライト材料
    EP1283529B1|2006-03-08|Mn-Zn ferrite and coil component using the same
    TW201031763A|2010-09-01|Mn-Zn-Co based ferrite core and method for manufacturing the same
    Sun et al.2014|Effects of nano-TiO2 and normal size TiO2 additions on the microstructure and magnetic properties of manganese–zinc power ferrites
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0460215A1|1991-12-11|
    DE69020726D1|1995-08-10|
    EP0460215A4|1993-10-20|
    EP0460215B1|1995-07-05|
    DE69020726T2|1996-01-04|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1991-07-11| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB IT LU NL SE |
    1991-08-23| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1990912078 Country of ref document: EP |
    1991-12-11| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1990912078 Country of ref document: EP |
    1995-07-05| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1990912078 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP33935889||1989-12-26||
    JP1/339358||1989-12-26||
    JP1/341277||1989-12-28||
    JP34127789||1989-12-28||
    JP2/24364||1990-02-05||
    JP2024364A|JP2551491B2|1989-02-04|1990-02-05|低損失酸化物磁性材料|EP19900912078| EP0460215B1|1989-12-26|1990-08-09|Low-loss oxide magnetic material|
    DE1990620726| DE69020726T2|1989-12-26|1990-08-09|Oxid-magnetmaterial mit geringem verlust.|
    [返回顶部]