JP3454472B2 - Manganese-zinc ferrite and method for producing the same - Google Patents
Manganese-zinc ferrite and method for producing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マンガン−亜鉛系フェ
ライトおよびその製造方法に関し、特に広帯域伝送用ト
ランスのコアに用いて好ましい高初透磁率μiのマンガ
ン−亜鉛系フェライトおよびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manganese-zinc system ferrite and a method for producing the same, and more particularly to a manganese-zinc system ferrite having a high initial magnetic permeability .mu.i and a method for producing the same which are preferably used in a core of a transformer for wide band transmission.
【0002】[0002]
【従来の技術】上記のような広帯域伝送用トランス、例
えばパルストランスにおいては、正確なデジタル通信を
行なうため、広帯域で透磁率が高く、10〜500kHz
の全域で高い透磁率を示すコア用のマンガン−亜鉛系フ
ェライトが必要である。2. Description of the Related Art In the above wide band transmission transformer, for example, a pulse transformer, in order to perform accurate digital communication, the magnetic permeability is high in the wide band and is 10 to 500 kHz.
There is a need for a manganese-zinc-based ferrite for a core that exhibits a high magnetic permeability over the entire area.
【0003】このような要求により、本出願人は、特開
平6−204025号公報において、広帯域で透磁率が
高く、10〜500kHz の全域で高い透磁率を示すマン
ガン−亜鉛系フェライトを提供した。この特許公開公報
で提案されたマンガン−亜鉛系フェライトは、Fe2 O
3 換算で50〜56モル%の酸化鉄と、MnO換算で2
2〜39モル%の酸化マンガンと、ZnO換算で8〜2
5モル%の酸化亜鉛とを含有するマンガン−亜鉛系フエ
ライトであって、Bi2 O3 換算で800ppm以下の酸
化ビスマス成分と、MoO3 換算で1200ppm 以下の
酸化モリブデン成分とを添加して焼結したものである。Due to such a requirement, the applicant of the present invention has proposed, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-204025, a manganese-zinc type ferrite having a high magnetic permeability in a wide band and a high magnetic permeability in the entire range of 10 to 500 kHz. The manganese-zinc system ferrite proposed in this patent publication is Fe 2 O.
50 to 56 mol% of iron oxide in terms of 3 and 2 in terms of MnO
2 to 39 mol% manganese oxide and 8 to 2 in terms of ZnO
A manganese-zinc-based ferrite containing 5 mol% of zinc oxide, which is sintered by adding a bismuth oxide component of 800 ppm or less in terms of Bi 2 O 3 and a molybdenum oxide component of 1200 ppm or less in terms of MoO 3. It was done.
【0004】この特許公開公報で提案されたマンガン−
亜鉛系フェライトは、25℃における10kHz、10
0kHzおよび500kHzの初透磁率が、それぞれ9
000以上、9000以上および3000以上と、広帯
域で高い初透磁率を示す。The manganese-proposed in this patent publication
Zinc-based ferrite has 10 kHz at 25 ° C, 10
Initial permeability of 0 kHz and 500 kHz is 9 respectively
High initial magnetic permeability in a wide band of 000 or more, 9000 or more, and 3000 or more.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のようなパルスト
ランスにおいて、小型化、高速通信化を実現するために
は、特に10kHz程度の低周波領域においてさらに高
い初透磁率を示すことが重要である。これにより、巻線
数を減らしても出力パルスの立ち上げを急峻にでき、動
作減衰量を低減できるので、正確なデジタル通信を行な
うことができる。In order to realize miniaturization and high-speed communication in the pulse transformer as described above, it is important to exhibit a higher initial permeability particularly in a low frequency region of about 10 kHz. . As a result, even if the number of windings is reduced, the rise of the output pulse can be made steep and the operation attenuation amount can be reduced, so that accurate digital communication can be performed.
【0006】そこで、本発明は、広帯域で高い初透磁率
を示し、特に10kHz程度の低周波領域において特に
高い初透磁率を示すマンガン−亜鉛系フェライトおよび
その製造方法を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a manganese-zinc system ferrite which exhibits a high initial permeability in a wide band, and particularly a high initial permeability in a low frequency region of about 10 kHz, and a manufacturing method thereof. .
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】(1) Fe2 O3 換算
で50〜56モル%の酸化鉄と、MnO換算で22〜3
9モル%の酸化マンガンと、ZnO換算で8〜25モル
%の酸化亜鉛とを主成分として含有し、前記主成分に対
し、副成分として、Bi2 O3 換算で800ppm 以下の
酸化ビスマス成分と、MoO3 換算で1200ppm 以下
の酸化モリブデン成分とを有し、平均結晶粒径が50μ
m 超150μm 以下であり、10kHzにおける初透磁
率μiが20,000以上であるマンガン−亜鉛系フェ
ライト。
(2) さらにCaO換算で50〜500ppm の酸化カ
ルシウムを含有する上記(1)のマンガン−亜鉛系フェ
ライト。
(3) 周波数10kHzにおいて、磁束密度B=100
ミリテスラで測定したときの透磁率μ100が、磁束密度
B=1ミリテスラで測定したときの透磁率μ1の1.2
0倍以上である上記(1)または(2)のマンガン−亜
鉛系フェライト。
(4) 焼成中に少なくとも1回の降温工程を有する上
記(1)〜(3)のいずれかのマンガン−亜鉛系フェラ
イト。
(5) Fe2 O3 換算で50〜56モル%の酸化鉄
と、MnO換算で22〜39モル%の酸化マンガンと、
ZnO換算で8〜25モル%の酸化亜鉛とを主成分とし
て含有し、前記主成分に対し、副成分として、Bi2 O
3 換算で800ppm 以下の酸化ビスマス成分と、MoO
3 換算で1200ppm 以下の酸化モリブデン成分とを有
し、平均結晶粒径が50μm 超150μm 以下であり、
10kHzにおける初透磁率μiが20,000以上で
あるマンガン−亜鉛系フェライトの製造方法であって、
焼成中、1200〜1450℃の主温度保持工程を有
し、この主温度保持工程の前に焼成中降温工程を設け、
この焼成中降温工程の最低温度を、1150〜1400
℃の温度範囲であって、主温度保持工程の保持温度より
少なくとも50℃以上低く設定したことを特徴とするマ
ンガン−亜鉛系フェライトの製造方法。[Means for Solving the Problems] (1) 50 to 56 mol% of iron oxide in terms of Fe 2 O 3 and 22 to 3 in terms of MnO
It contains 9 mol% of manganese oxide and 8 to 25 mol% of zinc oxide in terms of ZnO as main components, and a bismuth oxide component of 800 ppm or less in terms of Bi 2 O 3 as a subcomponent with respect to the main component. , And a molybdenum oxide component of 1200 ppm or less in terms of MoO 3 and having an average crystal grain size of 50 μm.
A manganese-zinc-based ferrite having an initial magnetic permeability μi of more than m and 150 μm or less and 10 kHz at 10 kHz or more. (2) The manganese-zinc system ferrite of (1) above, further containing 50 to 500 ppm of calcium oxide in terms of CaO. (3) Magnetic flux density B = 100 at a frequency of 10 kHz
The magnetic permeability μ 100 when measured in millitesla is 1.2 of the magnetic permeability μ 1 when measured in magnetic flux density B = 1 millitesla.
Manganese-zinc system ferrite of said (1) or (2) which is 0 times or more. (4) The manganese-zinc-based ferrite according to any one of the above (1) to (3), which has at least one temperature lowering step during firing. (5) 50 to 56 mol% of iron oxide in terms of Fe 2 O 3 and 22 to 39 mol% of manganese oxide in terms of MnO;
It contains 8 to 25 mol% of zinc oxide in terms of ZnO as a main component, and Bi 2 O as a sub-component with respect to the main component.
800ppm or less bismuth oxide component in terms of 3 and MoO
It has a molybdenum oxide component of 1200 ppm or less in terms of 3 and an average crystal grain size of more than 50 μm and 150 μm or less,
A method for producing a manganese-zinc-based ferrite having an initial permeability μi at 10 kHz of 20,000 or more,
During firing, a main temperature holding step of 1200 to 1450 ° C. is provided, and a temperature lowering step during firing is provided before the main temperature holding step,
The minimum temperature of the temperature lowering step during firing is 1150 to 1400.
A method for producing a manganese-zinc-based ferrite, characterized in that the temperature is set to a temperature range of 0 ° C and is set to be lower than the holding temperature of the main temperature holding step by at least 50 ° C or more.
【0008】[0008]
【発明の作用・効果】本発明においては、マンガン−亜
鉛系フェライトの焼成中における主温度保持工程の保持
温度を1200〜1450℃の温度範囲に設定し、この
主温度保持工程の前に焼成中降温工程を設け、この焼成
中降温工程の最低温度を、1150〜1400℃の温度
範囲であって、主温度保持工程の保持温度より少なくと
も50℃以上低く(この温度を以下「低下温度」と称す
る)設定したことにより、結晶の異常成長が生ぜず、平
均結晶粒径が50μm 超であって150μm 以下であ
り、好ましくは10kHzにおける初透磁率が20,0
00以上であるマンガン−亜鉛系フェライトが得られ
た。これにより、本発明のマンガン−亜鉛系フェライト
により得られたコアを例えばパルストランスに組み込ん
だ場合には、巻線数を減らしても、出力パルスの立ち上
げを急峻にでき、動作減衰量を低減できるので、小型化
でき、しかもより高速で正確なデジタル通信等を行なう
ことができる。In the present invention, the holding temperature of the main temperature holding step during firing of the manganese-zinc ferrite is set to a temperature range of 1200 to 1450 ° C., and the firing is performed before the main temperature holding step. A temperature lowering step is provided, and the minimum temperature of the temperature lowering step during firing is within a temperature range of 1150 to 1400 ° C. and is lower than the holding temperature of the main temperature holding step by at least 50 ° C. or less (this temperature is hereinafter referred to as “lowering temperature” ) By setting, abnormal crystal growth does not occur, the average crystal grain size is more than 50 μm and 150 μm or less, and the initial magnetic permeability at 10 kHz is preferably 20,0.
A manganese-zinc system ferrite having a size of 00 or more was obtained. As a result, when the core obtained from the manganese-zinc ferrite of the present invention is incorporated in, for example, a pulse transformer, even if the number of windings is reduced, the rise of the output pulse can be made steep, and the amount of operation attenuation can be reduced. Therefore, the size can be reduced, and more accurate digital communication and the like can be performed at high speed.
【0009】また、本発明のマンガン−亜鉛系フェライ
トは、従来のマンガン−亜鉛系フェライトと比べて、1
00kHzの初透磁率も同等かそれ以上であるので、ト
ランスとした場合に、巻線数を低減でき、トランスの小
型化を図ることができる。Further, the manganese-zinc system ferrite of the present invention is 1
Since the initial permeability at 00 kHz is also equal to or higher than that, when the transformer is used, the number of windings can be reduced and the transformer can be downsized.
【0010】さらにまた、本発明のマンガン−亜鉛系フ
ェライトは、10kHzにおいて、磁束密度B=100
ミリテスラで測定したときの透磁率μ100が、磁束密度
B=1ミリテスラで測定したときの透磁率μ1 の1.2
0倍以上であるという特異な特性を示す。ちなみに、従
来のマンガン−亜鉛系フェライトの透磁率μ100/透磁
率μ1 は、最高で、1.10倍程度である。Furthermore, the manganese-zinc system ferrite of the present invention has a magnetic flux density B = 100 at 10 kHz.
The magnetic permeability μ 100 when measured in millitesla is 1.2 of the magnetic permeability μ 1 when measured in magnetic flux density B = 1 millitesla.
It shows a unique property of being 0 times or more. By the way, the maximum magnetic permeability μ 100 / permeability μ 1 of the conventional manganese-zinc-based ferrite is about 1.10 times.
【0011】なお、特許第2914554号公報には、
極めて効率よく、低コストで、高性能の高透磁率マンガ
ン−亜鉛系フェライトを製造することのできる方法とし
て、マンガン−亜鉛系フェライトを2回以上焼成する製
造方法が開示されている。この開示された製造方法によ
れば、本発明の焼成中降温工程と同概念の焼成中降温工
程が示されているが、焼成中降温工程の最低温度は、1
100℃以下、望ましくは1000℃以下、さらに望ま
しくは500℃以下が好ましいとしている。この記載か
らは、焼成中降温工程の最低温度は、低ければ低い程望
ましいと解釈できる。Incidentally, Japanese Patent No. 2914554 discloses that
As a method capable of producing a high-permeability, high-permeability manganese-zinc-based ferrite with extremely high efficiency and low cost, a production method of firing manganese-zinc-based ferrite twice or more is disclosed. According to the disclosed manufacturing method, a temperature lowering process during firing having the same concept as the temperature lowering process during firing of the present invention is shown, but the minimum temperature of the temperature lowering process during firing is 1
It is preferably 100 ° C. or lower, preferably 1000 ° C. or lower, and more preferably 500 ° C. or lower. From this description, it can be understood that the lower the minimum temperature of the temperature lowering step during firing is, the more preferable.
【0012】これに対し、本発明においては、焼成中降
温工程の最低温度を1150〜1400℃の温度範囲に
設定した。また、本発明においては、焼成中降温工程の
上記低下温度を30℃以上、特に50℃以上であればよ
いとした。本発明において、焼成中降温工程の最低温度
を1150〜1400℃の温度範囲に設定した理由は後
述するが、これにより、本発明の焼成方法においては、
上記従来の焼成方法の焼成中降温工程に要する時間を短
縮でき、結果として全体の製造時間を短縮することがで
きる。On the other hand, in the present invention, the minimum temperature of the temperature lowering step during firing is set in the temperature range of 1150 to 1400 ° C. Further, in the present invention, the lowering temperature in the temperature lowering step during firing may be 30 ° C. or higher, particularly 50 ° C. or higher. In the present invention, the reason why the minimum temperature in the temperature lowering step during firing is set in the temperature range of 1150 to 1400 ° C will be described later, but in the firing method of the present invention,
The time required for the temperature lowering step during firing of the above conventional firing method can be shortened, and as a result, the overall manufacturing time can be shortened.
【0013】また、本発明は、主として10kHz程度
の低周波領域における初透磁率の向上を目的としている
が、上記従来例は、100kHz以上の高周波領域での
初透磁率の向上を目的としており、両者は目的からして
異なっている。Further, the present invention mainly aims to improve the initial magnetic permeability in a low frequency region of about 10 kHz, whereas the conventional example described above aims to improve the initial magnetic permeability in a high frequency region of 100 kHz or more, Both are different in terms of purpose.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成につい
て詳細に説明する。本発明のマンガン−亜鉛系フェライ
トの製造方法は、仮焼後のフェライト材料の成形体の焼
成中における主温度保持工程の保持温度を1200〜1
450℃、特に1350〜1450℃の温度範囲に設定
し、この主温度保持工程の前に焼成中降温工程を設け、
この焼成中降温工程の最低温度を、1150〜1400
℃の温度範囲であって、上記低下温度を30℃以上、特
に50℃以上に設定したことを特徴とする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The specific constitution of the present invention will be described in detail below. In the method for producing a manganese-zinc-based ferrite of the present invention, the holding temperature of the main temperature holding step during firing of the molded body of the ferrite material after calcination is 1200 to 1
The temperature range is set to 450 ° C., particularly 1350 to 1450 ° C., and a temperature lowering process during firing is provided before the main temperature holding process,
The minimum temperature of the temperature lowering step during firing is 1150 to 1400.
It is characterized in that the temperature is in the temperature range of 0 ° C. and the above-mentioned lowering temperature is set to 30 ° C. or higher, particularly 50 ° C. or higher.
【0015】上記主温度保持工程の保持温度を1200
〜1450℃の温度範囲に設定した理由は、フェライト
化促進ならびに結晶粒径の制御のためであり、この温度
範囲で特に10kHzにおける初透磁率が向上する。こ
の主温度保持工程の温度保持時間は、0.5〜10時間
程度が好ましい。The holding temperature in the main temperature holding step is set to 1200.
The reason why the temperature range is set to ˜1450 ° C. is to promote ferritization and control of the crystal grain size, and the initial magnetic permeability at 10 kHz is particularly improved in this temperature range. The temperature holding time of this main temperature holding step is preferably about 0.5 to 10 hours.
【0016】また、上記焼成中降温工程の最低温度を、
1150〜1400℃の温度範囲に設定した理由は、結
晶粒子と粒界との間に発生する応力を緩和するためと考
えている。The minimum temperature of the temperature lowering step during firing is
The reason for setting the temperature range of 1150 to 1400 ° C. is considered to be to alleviate the stress generated between the crystal grains and the grain boundaries.
【0017】この最低温度は、好ましくは、1150〜
1350℃、特に1150〜1300℃、更に好ましく
は1200〜1300℃である。This minimum temperature is preferably 1150-150.
It is 1350 ° C, particularly 1150 to 1300 ° C, and more preferably 1200 to 1300 ° C.
【0018】さらに、上記低下温度が50℃未満の場合
は、焼成中降温の効果が薄れ、10kHzにおける初透
磁率の向上が充分でない。この低下温度は、好ましくは
100〜250℃であり、特に好ましくは150〜20
0℃である。Further, if the above-mentioned lowering temperature is less than 50 ° C., the effect of lowering the temperature during firing is weak, and the initial permeability at 10 kHz is not sufficiently improved. This lowering temperature is preferably 100 to 250 ° C., particularly preferably 150 to 20 ° C.
It is 0 ° C.
【0019】なお、焼成中降温工程では、上記最低温度
での温度保持工程を設けてもよい。この最低温度での温
度保持工程を設ける場合には、3.0時間以内とするこ
とが好ましい。In the temperature lowering step during firing, a temperature holding step at the above-mentioned minimum temperature may be provided. When the temperature holding step at this minimum temperature is provided, it is preferably within 3.0 hours.
【0020】この焼成中降温工程での降温速度は、20
〜300℃/時間、好ましくは30〜200℃/時間、
昇温速度は20〜300℃/時間、好ましくは30〜2
00℃/時間に設定することが好ましい。この焼成中降
温工程は、6.0時間以内で行なわれることが好まし
い。The temperature lowering rate in the temperature lowering step during firing is 20
~ 300 ° C / hour, preferably 30-200 ° C / hour,
The temperature rising rate is 20 to 300 ° C./hour, preferably 30 to 2
It is preferably set to 00 ° C./hour. The temperature lowering step during firing is preferably performed within 6.0 hours.
【0021】上記焼成中降温工程は、本発明のマンガン
−亜鉛系フェライトを得る上で必須ではないが、主温度
保持工程の直前に設けるのが好ましい。The temperature lowering step during firing is not essential for obtaining the manganese-zinc type ferrite of the present invention, but it is preferably provided immediately before the main temperature holding step.
【0022】上記焼成中降温工程の前には、副焼成工程
あるいは副温度保持工程が設けられている。この副焼成
工程あるいは副温度保持工程においては、最高温度が、
上記主温度保持工程の保持温度と同じかそれより低く、
かつ焼成中降温工程の最低温度より高いことが必要であ
り、具体的には、1150〜1400℃程度が好まし
い。この最高温度は、ピークとしてあらわれても、5.
0時間以内の範囲で保持してもよい。なお、以下の説明
においては、最高温度がピークとしてあらわれる保持時
間が瞬間的なものも副温度保持工程と称することとす
る。Before the temperature lowering step during firing, a sub-firing step or a sub-temperature holding step is provided. In this sub-firing process or sub-temperature holding process, the maximum temperature is
The same as or lower than the holding temperature of the above main temperature holding step,
In addition, it is necessary to be higher than the minimum temperature of the temperature lowering step during firing, and specifically, about 1150 to 1400 ° C is preferable. This maximum temperature is 5.
You may hold | maintain in the range within 0 hour. In the following description, a momentary holding time that appears as a peak at the highest temperature is also referred to as a sub-temperature holding step.
【0023】本発明の焼成においては、上記副温度保持
工程にいたる昇温工程、および主温度保持工程に続く降
温工程は、従来の焼成の温度プロファイルと同様のもの
を用いることができる。具体的には、上記昇温工程にお
ける昇温速度は、20〜500℃/時間であることが好
ましい。また、この昇温速度は2段階以上に変化させる
ことができ、この場合は、当初の昇温速度を速くし、徐
々に昇温速度を遅くするのが好ましい。例えば2段とす
る場合は、1段目の昇温速度を200〜500℃/時間
程度とし、2段目の昇温速度を20〜200℃/時間程
度とすることが好ましい。一方、降温工程における降温
速度は、20〜500℃/時間であることが好ましい。
この降温工程における降温速度も2段階以上に変化させ
ることができ、2段とする場合は、1段目の降温速度を
20〜200℃/時間程度とし、2段目の降温速度を2
00〜500℃/時間程度とすることが好ましい。In the firing of the present invention, the same temperature profile as in the conventional firing can be used for the temperature raising step up to the sub-temperature holding step and the temperature lowering step following the main temperature holding step. Specifically, the rate of temperature rise in the temperature raising step is preferably 20 to 500 ° C./hour. Further, this heating rate can be changed in two or more steps. In this case, it is preferable to increase the initial heating rate and gradually decrease the heating rate. For example, in the case of two steps, it is preferable that the first step heating rate is about 200 to 500 ° C./hour and the second step heating rate is about 20 to 200 ° C./hour. On the other hand, the temperature lowering rate in the temperature lowering step is preferably 20 to 500 ° C./hour.
The temperature lowering rate in this temperature lowering step can also be changed in two or more stages, and in the case of two stages, the first stage temperature lowering rate is about 20 to 200 ° C./hour, and the second stage temperature lowering rate is 2.
It is preferable to set it to about 00 to 500 ° C./hour.
【0024】本発明の焼成においては、用いる炉は、連
続炉でもバッチ炉でもよい。また、焼成時の雰囲気は、
平衡酸素分圧の理論に従い調整すればよく、特に酸素分
圧を制御した窒素雰囲気(酸素のみの場合も存在する)
で行なうことが好ましい。In the firing of the present invention, the furnace used may be a continuous furnace or a batch furnace. The atmosphere during firing is
It may be adjusted according to the theory of equilibrium oxygen partial pressure, and in particular, a nitrogen atmosphere in which the oxygen partial pressure is controlled (oxygen only exists)
Is preferable.
【0025】以上の条件の本発明の焼成によっても、平
均結晶粒径が50超であって150μm 以下であり、1
0kHzにおける初透磁率が20,000以上であるマ
ンガン−亜鉛系フェライトが得られる。Even by the firing of the present invention under the above conditions, the average crystal grain size is more than 50 and 150 μm or less, and 1
A manganese-zinc based ferrite having an initial magnetic permeability at 0 kHz of 20,000 or more is obtained.
【0026】本発明のマンガン−亜鉛系フェライトの平
均結晶粒径は、好ましくは50超〜150μm 、さらに
好ましくは60〜130μm、特に好ましくは70〜1
20μmである。また、本発明のマンガン−亜鉛系フェ
ライトにおいては、50超〜140μmの結晶粒径のも
のが、好ましくは50vol%以上、特に70vol%
以上、更には80vol%以上存在していることが好まし
い。また、本発明のマンガン−亜鉛系フェライトの10
kHzにおける初透磁率は、20,000以上、特に2
5,000以上であることが好ましい。本発明のマンガ
ン−亜鉛系フェライトの10kHzにおける初透磁率
は、現在のところ、最高35,000程度が達成できて
おり、この値は、高ければ高いほど好ましい。The average crystal grain size of the manganese-zinc ferrite of the present invention is preferably more than 50 to 150 μm, more preferably 60 to 130 μm, and particularly preferably 70 to 1
It is 20 μm. Further, in the manganese-zinc system ferrite of the present invention, one having a crystal grain size of more than 50 to 140 μm is preferably 50 vol% or more, and particularly 70 vol%.
Above, more preferably 80 vol% or more. In addition, the manganese-zinc-based ferrite of the present invention 10
The initial permeability at kHz is 20,000 or more, especially 2
It is preferably 5,000 or more. The initial permeability of the manganese-zinc system ferrite of the present invention at 10 kHz is currently about 35,000 at maximum, and the higher the value, the more preferable.
【0027】本発明のマンガン−亜鉛系フェライトは、
10kHzにおいて、磁束密度B=100ミリテスラで
測定したときの透磁率μ100が、磁束密度B=1ミリテ
スラで測定したときの透磁率μ1 の1.20倍以上とす
ることができる。このμ100/μ1 は、現在のところ、
1.50倍程度が達成できている。The manganese-zinc ferrite of the present invention is
At 10 kHz, the magnetic permeability μ 100 when measured with the magnetic flux density B = 100 millitesla can be 1.20 times or more the magnetic permeability μ 1 measured when the magnetic flux density B = 1 millitesla. This μ 100 / μ 1 is currently
We have achieved about 1.50 times.
【0028】本発明は、広範囲の組成のマンガン−亜鉛
系フェライトに適合できるが、上記した主成分は、それ
ぞれ、Fe2 O3 換算50〜56モル%、MnO換算2
2〜39モル%、ZnO換算8〜25モル%程度とする
ことが好ましい。この範囲外では、10kHzでの初透
磁率が低下する傾向がある。The present invention can be applied to manganese-zinc type ferrites having a wide range of compositions, but the above main components are respectively 50 to 56 mol% in terms of Fe 2 O 3 and 2 in terms of MnO.
It is preferable that the amount is 2 to 39 mol%, and the amount of ZnO is about 8 to 25 mol%. Outside this range, the initial magnetic permeability at 10 kHz tends to decrease.
【0029】また、本発明のマンガン−亜鉛系フェライ
トは、酸化カルシウムや、二酸化ケイ素を副成分として
含有することもできる。これらの副成分は、それぞれ、
CaO換算50〜500ppm 、特に100〜300ppm
、SiO2 換算50〜150ppm 程度とする。なお、
CaOやSiO2 は、一般に粒界に存在する。Further, the manganese-zinc type ferrite of the present invention may contain calcium oxide or silicon dioxide as an accessory component. These subcomponents are
CaO conversion 50-500ppm, especially 100-300ppm
, Converted to SiO 2 of about 50 to 150 ppm. In addition,
CaO and SiO 2 are generally present at grain boundaries.
【0030】このような本発明のフェライトは、酸化ビ
スマスと酸化モリブデンとを、特にBi2 O3 やMoO
3 の形で含有することが好ましい。この場合、添加した
ビスマスやモリブデンの酸化物成分、特に酸化モリブデ
ン成分は、焼成により一部蒸発ないし昇華してしまうこ
とがあり、フェライト中のビスマス酸化物やモリブデン
酸化物の含有量は添加量と一致しないことがある。すな
わち、酸化ビスマスの含有量は、Bi2 O3 換算で添加
量の50〜100重量%程度、また、酸化モリブデンの
含有量は、MoO3 換算で添加量の10〜60重量%程
度、特に10〜30重量%程度が好ましい。Such a ferrite of the present invention comprises bismuth oxide and molybdenum oxide, particularly Bi 2 O 3 and MoO.
It is preferable to contain it in the form of 3 . In this case, the added bismuth or molybdenum oxide component, especially the molybdenum oxide component, may be partially evaporated or sublimated by firing, and the content of the bismuth oxide or molybdenum oxide in the ferrite is equal to the addition amount. May not match. That is, the content of bismuth oxide, Bi 2 O 3 addition amount of about 50 to 100% by weight in terms of, also, the content of molybdenum oxide, the amount of about 10 to 60 wt% calculated as MoO 3, in particular 10 It is preferably about 30% by weight.
【0031】なお、本発明のフェライト中には、必要に
応じて、さらに、酸化ニオブ、酸化インジウム、酸化バ
ナジウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム等の1種以
上を含有させてもよい。これらは、それぞれNb2 O5
換算、In2 O3 換算、V2O5 換算、Ta2O5換算、
ZrO2換算にて、合計で0〜3000ppm 程度である
ことが好ましい。The ferrite of the present invention may further contain one or more of niobium oxide, indium oxide, vanadium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide and the like, if necessary. These are Nb 2 O 5
Conversion, In 2 O 3 conversion, V 2 O 5 conversion, Ta 2 O 5 conversion,
It is preferable that the total amount is about 0 to 3000 ppm in terms of ZrO 2 .
【0032】このような成分を含有する本発明のフェラ
イトの平均結晶粒径は50μm超150μm以内が好ま
しい。平均結晶粒径が大きすぎても小さすぎても10k
Hzにおける初透磁率が低下してしまい、10kHzに
おける初透磁率20,000以上を達成できなくなるお
それがある。なお、平均結晶粒径は、鏡面研摩面を酸エ
ッチング後、光学顕微鏡にて観察される多結晶体を円換
算した場合の平均直径の平均として求めればよい。The average crystal grain size of the ferrite of the present invention containing such a component is preferably more than 50 μm and within 150 μm. 10k if average grain size is too large or too small
The initial magnetic permeability at Hz may decrease, and the initial magnetic permeability at 10 kHz may not be achieved. The average crystal grain size may be obtained as the average of the average diameters of the polycrystals observed by an optical microscope, which have been converted into circles, after acid-etching the mirror-polished surface.
【0033】このように平均結晶粒径が大きく、しかも
均一に揃っていると、25℃における10kHzの初透
磁率20,000以上、特に25,000以上、例えば
20,000〜35,000を達成でき、しかも100
kHz の初透磁率は8000以上、特に9000以上、さ
らには9500以上、例えば9500〜15000程
度、500kHz の初透磁率は2000以上、特に300
0以上、さらには3500以上、例えば3500〜60
00程度と従来と同程度かそれ以上の初透磁率が得られ
る。When the average crystal grain size is large and uniform, the initial permeability at 25 ° C. at 10 kHz is 20,000 or more, particularly 25,000 or more, for example, 20,000 to 35,000. Yes, and 100
The initial magnetic permeability at kHz is 8,000 or more, particularly 9000 or more, and further 9500 or more, for example, about 9500 to 15,000. The initial magnetic permeability at 500 kHz is 2,000 or more, especially 300.
0 or more, further 3500 or more, for example 3500 to 60
The initial magnetic permeability of about 00, which is the same as or higher than the conventional one, can be obtained.
【0034】本発明のマンガン−亜鉛系フェライトを製
造するには、まず、主成分として、通常の酸化鉄成分、
酸化マンガン成分および酸化亜鉛成分の混合物を用意す
る。これらの主成分は、フェライトの最終組成として前
記の量比になるように混合され、原料として供される。
また、副成分の原料として、炭酸カルシウム等の焼成に
より酸化カルシウムになる化合物や酸化カルシウムと、
焼成により酸化ケイ素になる化合物や酸化ケイ素等が添
加される。この場合、これらの副成分の原料は、磁性材
料の最終組成として前記の量比になるように添加され
る。In order to produce the manganese-zinc type ferrite of the present invention, first, as a main component, a usual iron oxide component,
A mixture of a manganese oxide component and a zinc oxide component is prepared. These main components are mixed as the final composition of the ferrite so as to have the above-mentioned amount ratio, and are used as raw materials.
In addition, as a raw material of the sub-component, a compound or calcium oxide that becomes calcium oxide by firing such as calcium carbonate,
A compound that becomes silicon oxide by firing, silicon oxide, or the like is added. In this case, the raw materials of these subcomponents are added so that the final composition of the magnetic material has the above-mentioned amount ratio.
【0035】そして、さらに酸化ビスマス成分と、酸化
モリブデン成分とが添加される。酸化ビスマス成分とし
ては、Bi2 O3 の他、Bi2 (SO4 )3 等を用いる
ことができるが、Bi2 O3 が好ましい。酸化ビスマス
成分の添加量は、Bi2 O3換算で800ppm 以下、特
に600ppm 以下、好ましくは100〜400ppm とす
る。添加量が前記範囲を超えると却って初透磁率が減少
する。Then, a bismuth oxide component and a molybdenum oxide component are further added. As the bismuth oxide component, Bi 2 O 3 and Bi 2 (SO 4 ) 3 can be used, but Bi 2 O 3 is preferable. The addition amount of the bismuth oxide component is 800 ppm or less, particularly 600 ppm or less, and preferably 100 to 400 ppm in terms of Bi 2 O 3 . If the amount added exceeds the above range, the initial magnetic permeability will decrease.
【0036】また、酸化モリブデン成分としては、Mo
O3 の他、MoCl3 等を用いることができるが、Mo
O3 が好適である。酸化モリブデン成分の添加量は、M
oO 3 換算で1200ppm 、特に1000ppm 以下、好
ましくは100〜1000ppm とする。添加量が前記範
囲を超えると却って初透磁率が減少する。なお、必要に
応じて、酸化ニオブ、酸化インジウム、酸化バナジウ
ム、酸化タンタル、酸化ジルコニウムの1種以上がさら
に原料混合物中に添加される。As the molybdenum oxide component, Mo is used.
O3 Other than MoCl3 Etc. can be used, but Mo
O3 Is preferred. The addition amount of molybdenum oxide component is M
oO 3 Converted to 1200ppm, especially below 1000ppm
It is preferably 100 to 1000 ppm. The amount added is within the above range
On the contrary, when it exceeds the enclosure, the initial permeability decreases. It should be noted that
Depending on niobium oxide, indium oxide, vanadium oxide
At least one of aluminum, tantalum oxide, and zirconium oxide
Is added to the raw material mixture.
【0037】このように主成分および添加微量成分を混
合した後、これに適当なバインダー、例えばポリビニル
アルコールを少量、例えば0.1〜1.0重量%加え、
スプレードライヤー等にて80〜200μm 程度の径の
顆粒とし、成型する。After mixing the main component and the minor component to be added in this way, a small amount of an appropriate binder, for example, polyvinyl alcohol, for example, 0.1 to 1.0% by weight is added thereto,
Using a spray dryer or the like, make granules with a diameter of about 80 to 200 μm and mold.
【0038】次いで、この成型品を焼成する。この焼成
条件については、上記した内容に従う。Next, this molded product is fired. The firing conditions are as described above.
【0039】以上により、本発明のマンガン−亜鉛系フ
ェライトを得ることができる。As described above, the manganese-zinc type ferrite of the present invention can be obtained.
【0040】[0040]
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
実施例1
MnO(24モル%)、ZnO(23モル%)、Fe2
O3 (53モル%)を主成分とし、副成分としてCaC
O3 (磁性材料の最終組成におけるCaO換算で200
ppm )とSiO2 (磁性材料の最終組成において100
ppm )とBi2O3(200ppm )とMoO3(200ppm
)とを添加して、サンプルを得た。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below by showing specific examples of the present invention. Example 1 MnO (24 mol%), ZnO (23 mol%), Fe 2
O 3 (53 mol%) as a main component and CaC as a secondary component
O 3 (200 in terms of CaO in the final composition of the magnetic material
ppm) and SiO 2 (100 in the final composition of the magnetic material)
ppm) and Bi 2 O 3 (200ppm) and MoO 3 (200ppm)
) And were added to obtain a sample.
【0041】これらを混合後、バインダを加えスプレー
ドライヤーにて平均粒径150μmに顆粒化し、成形
し、成形体100個を得た。これらを酸素分圧を制御し
た雰囲気中で、図1(実施例)および図2(比較例)に
示した温度プロファイルにて、50個ずつ焼成し、外径
6mm、内径3mm、高さ1.5mmのトロイダルコアを得
た。After mixing these, a binder was added and the mixture was granulated with a spray dryer to an average particle size of 150 μm and molded to obtain 100 molded products. In an atmosphere in which the oxygen partial pressure was controlled, 50 pieces each were fired according to the temperature profile shown in FIG. 1 (Example) and FIG. 2 (Comparative example), and the outer diameter was 6 mm, the inner diameter was 3 mm, and the height was 1. A toroidal core of 5 mm was obtained.
【0042】なお、上記図1(実施例)および図2(比
較例)に示した温度プロファイルを下に詳述する。The temperature profiles shown in FIG. 1 (Example) and FIG. 2 (Comparative Example) will be described in detail below.
【0043】実施例の温度プロファイル
昇温工程
1200℃までの昇温速度:300℃/時間
1200℃から1300℃までの昇温速度:100℃/
時間
副温度保持工程
1300℃で1.0時間保持
焼成中降温工程
最低温度:1200℃(主温度保持工程の保持温度との
差:200℃)
1300℃から1200℃までの降温速度:100℃/
時間
1200℃から1400℃までの昇温速度:100℃/
時間
主温度保持工程
1400℃で3.0時間保持
降温工程
1400℃から1000℃までの降温速度:100℃/
時間
1000℃から常温までの降温速度:250℃/時間Temperature profile heating step of Example Temperature rising rate up to 1200 ° C .: 300 ° C./hour Temperature rising rate from 1200 ° C. to 1300 ° C .: 100 ° C./hour
Time Sub-temperature holding process 1300 ° C Hold for 1.0 hour Temperature lowering process during firing Minimum temperature: 1200 ° C (difference from holding temperature of main temperature holding process: 200 ° C) Temperature falling rate from 1300 ° C to 1200 ° C: 100 ° C /
Time increase rate from 1200 ° C to 1400 ° C: 100 ° C /
Time Main temperature holding step 1400 ° C, 3.0 hours holding Temperature dropping step 1400 ° C to 1000 ° C Temperature falling rate: 100 ° C /
Cooling rate from 1000 ℃ to normal temperature: 250 ℃ / hour
【0044】比較例の温度プロファイル
昇温工程
1200℃までの昇温速度:300℃/時間
1200℃から1400℃までの昇温速度:100℃/
時間
副温度保持工程
なし
焼成中降温工程
なし
主温度保持工程
1400℃で3.0時間保持
降温工程
1400℃から1000℃までの降温速度:100℃/
時間
1000℃から常温までの降温速度:250℃/時間Temperature profile heating step of comparative example Temperature rising rate up to 1200 ° C .: 300 ° C./hour Temperature rising rate from 1200 ° C. to 1400 ° C .: 100 ° C./hour
No auxiliary temperature holding step No temperature lowering step during firing No main temperature holding step 3.0 hours holding at 1400 ° C Temperature dropping step from 1400 ° C to 1000 ° C: 100 ° C /
Cooling rate from 1000 ℃ to normal temperature: 250 ℃ / hour
【0045】すなわち、実施例の温度プロファイルのう
ち副温度保持工程と焼成中降温工程を除いたものを比較
例の温度プロファイルとした。That is, the temperature profile of the comparative example was obtained by removing the sub-temperature holding step and the temperature lowering step during firing from the temperature profile of the example.
【0046】なお、実施例および比較例のものの最終組
成を蛍光X線により測定したところ、主成分とCa、S
iは、原料組成とほぼ対応するものであり、酸化ビスマ
スと酸化モリブデンは添加量の10〜80重量%であっ
た。The final compositions of the examples and comparative examples were measured by fluorescent X-ray.
i substantially corresponds to the raw material composition, and bismuth oxide and molybdenum oxide were 10 to 80% by weight of the added amounts.
【0047】得られた各トロイダルコアの25℃におけ
る10kHz と100kHz と500kHz での初透磁率およ
びを平均結晶粒径を測定した。なお、透磁率の測定には
インピーダンスアナライザーを用いた。これらの結果を
表1に示す。The average crystal grain size of each of the obtained toroidal cores at 25 ° C., the initial magnetic permeability at 10 kHz, 100 kHz and 500 kHz was measured. An impedance analyzer was used to measure the magnetic permeability. The results are shown in Table 1.
【0048】[0048]
【表1】 [Table 1]
【0049】表1に示される結果から本発明の効果が明
らかである。すなわち、本発明に従い平均結晶粒径が5
2〜146μmと大きくなり、特に10kHzでの初透
磁率が従来に比べて極めて大きくなり、また、100k
Hz以上の初透磁率も従来のものと同等あるいはそれ以
上であることがわかる。また、実施例のものでは、50
超〜140μmの粒径の結晶が80vol%以上であっ
た。From the results shown in Table 1, the effect of the present invention is clear. That is, according to the present invention, the average crystal grain size is 5
2 to 146 μm, especially the initial magnetic permeability at 10 kHz is much larger than the conventional one, and 100 k
It can be seen that the initial magnetic permeability above Hz is equal to or higher than the conventional one. Also, in the example, 50
Crystals having a particle size of from super to 140 μm were 80 vol% or more.
【0050】さらに、実施例と比較例のサンプルを1つ
ずつ任意に選び出し、それぞれ、10kHzにおいて、
磁束密度1および100ミリテスラ下での透磁率
(μ1 、μ 100)を測定したしたところ、実施例では、
μ1 が32,500であり、μ100が49,700と、
μ100/μ1 が1.53となったが、比較例では、μ1
が12,500であり、μ100が13,900と、 μ
100/μ1 が1.11であった。また、これらの実施例
と比較例のサンプルの断面を研磨し、光学顕微鏡にて撮
影した写真をそれぞれ図3,図4に示す。Furthermore, one sample of the embodiment and the comparative example is prepared.
Each at 10 kHz,
Magnetic permeability under magnetic flux density of 1 and 100 millitesla
(Μ1, Μ 100) Was measured, in the example,
μ1Is 32,500 and μ100Is 49,700,
μ100/ Μ1Was 1.53, but in the comparative example, μ1
Is 12,500 and μ100Is 13,900,
100/ Μ1Was 1.11. Also, these examples
And the cross section of the sample of the comparative example was polished and photographed with an optical microscope.
The shaded photographs are shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
【0051】実施例2
マンガン−亜鉛系フェライトの組成を、主成分を実施例
1と同一にし副成分を、サンプル12および13につい
てはCaCO3およびSiO2の添加を実施例1と同様に
し、サンプル14〜16では、これらを添加せず、Bi
2O3とMoO3の添加量を下記した量とした以外は、実
施例1と同様にして、実施例と比較例のコアのサンプル
12〜16を得た。Example 2 The composition of the manganese-zinc ferrite was the same as that of Example 1 except that the main components were the same as those of Example 1 and the auxiliary components of Samples 12 and 13 were CaCO 3 and SiO 2. In 14 to 16, without adding these, Bi
Core samples 12 to 16 of Examples and Comparative Examples were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amounts of 2 O 3 and MoO 3 added were as described below.
【0052】サンプル12 Bi2O3:300ppm MoO3:0 サンプル13 Bi2O3:300ppm MoO3:300ppm サンプル14 Bi2O3:400ppm MoO3:400ppm サンプル15 Bi2O3:600ppm MoO3:200ppm サンプル16 Bi2O3:200ppm MoO3:800ppmSample 12 Bi 2 O 3 : 300ppm MoO 3 : 0 Sample 13 Bi 2 O 3 : 300ppm MoO 3 : 300ppm Sample 14 Bi 2 O 3 : 400ppm MoO 3 : 400ppm Sample 15 Bi 2 O 3 : 600ppm MoO 3 : 200ppm sample 16 Bi 2 O 3: 200ppm MoO 3: 800ppm
【0053】以上の12〜16のサンプルのコアにつ
き、実施例1と同様に初透磁率等を測定したところ、実
施例1と同様の傾向が得られた。When the initial magnetic permeability and the like of the cores of the above 12 to 16 samples were measured in the same manner as in Example 1, the same tendency as in Example 1 was obtained.
【0054】[0054]
【発明の効果】本発明のマンガン−亜鉛系フィライト
は、周波数10kHz程度の低周波領域で特に高い初透
磁率を示す。しかも周波数100kHz 以上の高周波領域
でも従来と同等かそれ以上の初透磁率を有する。The manganese-zinc type phyllite of the present invention exhibits a particularly high initial permeability in a low frequency region of about 10 kHz. Moreover, it has an initial permeability equal to or higher than that of the conventional one even in a high frequency region of 100 kHz or more.
【図1】実施例の焼成における温度プロファイルを示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing a temperature profile in firing in an example.
【図2】比較例の焼成における温度プロファイルを示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing a temperature profile in firing of a comparative example.
【図3】本発明サンプルの断面を撮影した図面代用写真
である。FIG. 3 is a drawing-substituting photograph of a cross section of a sample of the present invention.
【図4】比較サンプルの断面を撮影した図面代用写真で
ある。FIG. 4 is a drawing-substitute photograph of a cross section of a comparative sample.
Claims (5)
化鉄と、MnO換算で22〜39モル%の酸化マンガン
と、ZnO換算で8〜25モル%の酸化亜鉛とを主成分
として含有し、 前記主成分に対し、副成分として、Bi2 O3 換算で8
00ppm 以下の酸化ビスマス成分と、MoO3 換算で1
200ppm 以下の酸化モリブデン成分とを有し、 平均結晶粒径が50μm 超150μm 以下であり、 10kHzにおける初透磁率μiが20,000以上で
あるマンガン−亜鉛系フェライト。1. Main components are 50 to 56 mol% iron oxide in terms of Fe 2 O 3 , 22 to 39 mol% manganese oxide in terms of MnO, and 8 to 25 mol% zinc oxide in terms of ZnO. Contains 8 as Bi 2 O 3 as an auxiliary component to the above main component.
Bismuth oxide component of less than 00ppm and 1 in terms of MoO 3
A manganese-zinc-based ferrite having a molybdenum oxide content of 200 ppm or less, an average crystal grain size of more than 50 μm and 150 μm or less, and an initial magnetic permeability μi at 10 kHz of 20,000 or more.
酸化カルシウムを含有する請求項1のマンガン−亜鉛系
フェライト。2. The manganese-zinc system ferrite according to claim 1, which further contains 50 to 500 ppm of calcium oxide in terms of CaO.
00ミリテスラで測定したときの透磁率μ100が、磁束
密度B=1ミリテスラで測定したときの透磁率μ1 の
1.20倍以上である請求項1または2のマンガン−亜
鉛系フェライト。3. A magnetic flux density B = 1 at a frequency of 10 kHz.
The manganese-zinc system ferrite according to claim 1 or 2, wherein the magnetic permeability µ 100 when measured at 00 millitesla is 1.20 times or more the magnetic permeability µ 1 when measured at magnetic flux density B = 1 millitesla.
する請求項1〜3のいずれかのマンガン−亜鉛系フェラ
イト。4. The manganese-zinc system ferrite according to claim 1, which has at least one temperature lowering step during firing.
化鉄と、MnO換算で22〜39モル%の酸化マンガン
と、ZnO換算で8〜25モル%の酸化亜鉛とを主成分
として含有し、 前記主成分に対し、副成分として、Bi2 O3 換算で8
00ppm 以下の酸化ビスマス成分と、MoO3 換算で1
200ppm 以下の酸化モリブデン成分とを有し、 平均結晶粒径が50μm 超150μm 以下であり、 10kHzにおける初透磁率μiが20,000以上で
あるマンガン−亜鉛系フェライトの製造方法であって、 焼成中、1200〜1450℃の主温度保持工程を有
し、この主温度保持工程の前に焼成中降温工程を設け、
この焼成中降温工程の最低温度を、1150〜1400
℃の温度範囲であって、主温度保持工程の保持温度より
少なくとも50℃以上低く設定したことを特徴とするマ
ンガン−亜鉛系フェライトの製造方法。5. Main components are 50 to 56 mol% of iron oxide in terms of Fe 2 O 3 , 22 to 39 mol% of manganese oxide in terms of MnO, and 8 to 25 mol% zinc oxide in terms of ZnO. Contains 8 as Bi 2 O 3 as an auxiliary component to the above main component.
Bismuth oxide component of less than 00ppm and 1 in terms of MoO 3
A method for producing a manganese-zinc-based ferrite having a molybdenum oxide content of 200 ppm or less, an average crystal grain size of more than 50 μm and 150 μm or less, and an initial magnetic permeability μi at 10 kHz of 20,000 or more, which is during firing. , A main temperature holding step of 1200 to 1450 ° C., and a temperature lowering step during firing is provided before the main temperature holding step,
The minimum temperature of the temperature lowering step during firing is 1150 to 1400.
A method for producing a manganese-zinc-based ferrite, characterized in that the temperature is set to a temperature range of 0 ° C and is set to be lower than the holding temperature of the main temperature holding step by at least 50 ° C or more.
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