JP3907642B2 - フェライト材料及びフェライト材料の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料に関し、特に使用環境下における温度変化に対する透磁率が安定なＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料に関するものである。

Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料は、例えばインダクタ、トランス、ノイズ除去用のコアとして、携帯電話、ノート型パソコン等の携帯機器に広く使用されている。携帯機器は、その携帯性ゆえ、さまざまな環境で使用されることになる。したがって、携帯機器を構成する部品には、環境変化に対する高い耐性が要求され、特に、温度変化に対しての耐性が重要である。温度は、季節による変化に加えて、携帯機器が使用される場所によって大きく変化するためである。Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料について言えば、温度変化に対して透磁率が安定していることが必要である。

Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料としてこれまで種々の提案がなされている。
例えば、特許第３１４７４９６号公報（特許文献１）には、樹脂モールド処理時の樹脂の収縮などの応力の影響を受けることが少なく、積層フェライト部品や型物（成型）フェライト部品に使用するのに適したフェライト材料として、Ｆｅ₂Ｏ₃：４６．５〜４９．５ｍｏｌ％、ＣｕＯ：５．０〜１２．０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２．０〜３０．０ｍｏｌ％、ＮｉＯ：残部の割合で含有するＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料に対して、Ｃｏ₃Ｏ₄、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、及びＳｎＯ₂を、その含有率が、Ｃｏ₃Ｏ₄：０．０５〜０．６０重量％、Ｂｉ₂Ｏ₃：０．５０〜２．００重量％、ＳｉＯ₂とＳｎＯ₂の合計量：０．１０〜２．００重量％（但し、ＳｉＯ₂、ＳｎＯ₂のどちらか一方が０重量％である場合を除く）となる割合で配合したことを特徴とするフェライト材料が開示されている。

また、特開平９−３０６７１６号公報（特許文献２）には、飽和磁束密度が高く、初透磁率の温度係数の小さなフェライト焼結体として、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯを主成分とし、この主成分１００ｍｏｌ％に対し、ＰｂＯ、Ｈ₃ＢＯ₃のうち少なくとも１種類を０．００２１１〜０．００５２８ｍｏｌ％、或いはＢｉ₂Ｏ₃を０．００１０１〜０．００２５３ｍｏｌ％、およびＳｉＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＷＯ₃のうち少なくとも１種類を０．００３９２〜０．００９８２ｍｏｌ％添加したことを特徴とするフェライト焼結体が開示されている。

さらに、特開２００１−６９１６号公報（特許文献３）には、電力損失を低減した低損失酸化物磁性材料として、主成分が４３〜５０ｍｏｌ％のＦｅ₂Ｏ₃、１０〜４０ｍｏｌ％のＮｉＯ、１〜１５ｍｏｌ％のＣｕＯ、残部ＺｎＯからなり、添加物として０.００５〜０.１ｗｔ％のＣａＯ、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃またはＰ₂Ｏ₅のうち少なくとも１種を含むことを特徴とする低損失酸化物磁性材料が開示されている。

特許第３１４７４９６号公報 特開平９−３０６７１６号公報 特開２００１−６９１６号公報

特許文献１に開示されたフェライト材料は、応力の影響に対する耐性を有しているものの、使用環境、特に温度変化に対する耐性について考慮がなされていない。
特許文献２に開示されたフェライト材料は、インダクタ用材料を高磁束密度化すると初透磁率の温度係数がつられて大きくなるという従来材料の問題を解消すべく提案されたものであり、飽和磁束密度が高く、かつ初透磁率の温度係数の小さな材料を得ることを目的としている。しかし、特許文献２に開示されているフェライト材料は、添加物を加えているために、飽和磁束密度の劣化が見られる。
特許文献３に開示されたフェライト材料は、電力損失を低減するために、焼成体の平均結晶粒径を５μｍ以上と大きく、かつ焼成体内のポアの割合を多くしている。しかし、このような低密度の材料は、透磁率、飽和磁束密度といった磁気特性の極端な低下を招いてしまう。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、磁気特性の劣化を抑制し、かつ透磁率の温度特性を向上することのできるフェライト材料を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明者は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料に含まれるＰの量について検討したところ、Ｐ量を低減することにより、磁気特性、特に初透磁率及び飽和磁束密度を向上できるとともに透磁率の温度特性を向上することができること、さらにＰ量が低減されたＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料にＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯの１種又は２種を所定量含有させることにより、透磁率の温度特性を一層向上できることを知見した。以上の知見に基づく本発明のフェライト材料は、Ｆｅ₂Ｏ₃：４７．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＣｕＯ：０〜７ｍｏｌ％、ＮｉＯ：１３〜２６ｍｏｌ％、残部実質的にＺｎＯの主成分を有する焼結体からなり、焼結体中に含まれるＰがＰ₂Ｏ₅換算で４０ｐｐｍ以下、主成分に対して、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ及びＭｇＯの１種又は２種以上の副成分を５０〜１８００ｐｐｍ含有することを特徴としている。

本発明のフェライト材料は、以上の組成を有することにより焼結体の平均結晶粒径が１２μｍ以下、結晶粒径の標準偏差が４．５μｍ以下という微細かつ均一な組織を有することができる。本発明のフェライト材料が磁気特性の劣化を抑制しつつ初透磁率の温度特性を向上できるのは、このような微細かつ均一な結晶組織に起因しているものと解される。

本発明のフェライト材料は、具体的には以下の特性を具備することができる。
初透磁率μｉ（１００ｋＨｚにおける）：３２０以上
αμｉｒ_{−４０〜２０}の絶対値：１３ｐｐｍ／℃以下
αμｉｒ_{２０〜１００}の絶対値が２２ｐｐｍ／℃以下
飽和磁束密度Ｂｓ（印加磁界４０００Ａ／ｍ）：４７０ｍＴ以上
ただし、αμｉｒ_{−４０〜２０}＝［（μｉ_２０−μｉ_−４０）／μｉ_２０ ^２］×［１／（Ｔ_２０−Ｔ_−４０）］
αμｉｒ_{２０〜１００}＝［（μｉ_１００−μｉ_２０）／μｉ_２０ ^２］×［１／（Ｔ_１００−Ｔ_２０）］
μｉ_−４０：−４０℃における初透磁率
μｉ_２０：２０℃における初透磁率
μｉ_１００：１００℃における初透磁率
Ｔ _−４０ ：−４０℃
Ｔ _２０ ：２０℃
Ｔ _１００ ：１００℃

本発明によれば、磁気特性の劣化を抑制しつつ初透磁率の温度特性を向上することができる。

以下、実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
＜主成分＞
本発明のフェライト材料は、Ｆｅ₂Ｏ₃：４７．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＣｕＯ：０〜７ｍｏｌ％、ＮｉＯ：１３〜２６ｍｏｌ％、残部ＺｎＯの主成分を有する焼結体からなる。
Ｆｅ₂Ｏ₃が４７．０ｍｏｌ％未満の場合、高い飽和磁束密度が得られなくなる。一方、Ｆｅ₂Ｏ₃が５０．０ｍｏｌ％を超えると、比抵抗が低くなり、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料の特徴である絶縁性が低くなり不適当である。そこで本発明のフェライト材料の主成分として、Ｆｅ₂Ｏ₃：４７．０〜５０．０ｍｏｌ％とする。好ましいＦｅ₂Ｏ₃は４７．０〜４９．８ｍｏｌ％、さらに好ましいＦｅ₂Ｏ₃は４７．５〜４９．８ｍｏｌ％である。

次に、ＣｕＯが７ｍｏｌ％を超えると、飽和磁束密度が低くなる。そこで本発明のフェライト材料の主成分として、ＣｕＯ：７ｍｏｌ％以下（０を含む）とした。好ましいＣｕＯは５ｍｏｌ％以下（０を含む）、さらに好ましいＣｕＯは４ｍｏｌ％以下（０を含む）である。
また、ＮｉＯが１３ｍｏｌ％未満では飽和磁束密度が低くなり、逆に２６ｍｏｌ％を超えると初透磁率μｉが低くなり、初透磁率の温度特性αμｉｒが悪化する。そこで本発明のフェライト材料の主成分として、ＮｉＯ：１３〜２６ｍｏｌ％とする。好ましいＮｉＯは１５〜２６ｍｏｌ％、さらに好ましいＮｉＯは２０〜２６ｍｏｌ％である。

＜Ｐ₂Ｏ₅＞
本発明のフェライト材料は、焼結体中に含まれるＰがＰ₂Ｏ₅換算で４０ｐｐｍ以下である。Ｐ₂Ｏ₅の量が４０ｐｐｍを超えると、透磁率及び飽和磁束密度が低下するとともに、初透磁率の温度特性も劣化するからである。好ましいＰ₂Ｏ₅の量は３５ｐｐｍ以下、さらに好ましいＰ₂Ｏ₅の量は３０ｐｐｍ以下である。なお、本発明で問題とするのは本質的にはＰの量であるが、Ｐの量を酸化物換算で示すことが慣用的に行われているため、本発明ではそれにしたがってＰ₂Ｏ₅量でＰの量を規定している。

Ｐはフェライト材料の原料であるＦｅ₂Ｏ₃に不純物として含まれている。しかし、これまで本発明で規定するレベルまでＰ₂Ｏ₅の含有量を低減したＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料の提案はなされていない。Ｐ₂Ｏ₅の量が低減された原料はコストが高いのに対して、Ｐ₂Ｏ₅含有量低減によりＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料にもたらされる顕著な効果が見出されていなかったためである。これまで見出されていなかったＰ₂Ｏ₅量低減による上記効果が本発明により初めて見出された。この効果は、温度変化の大きい環境下で使用される携帯機器にとって極めて重要である。

＜副成分＞
本発明のフェライト材料は、副成分としてＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯの１種又は２種以上を５０〜１８００ｐｐｍ含む。Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯは初透磁率の温度特性を改善する効果を奏する。この効果を得るために、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯの１種又は２種で５０ｐｐｍ以上含有する必要がある。ただし、含有量が多くなりすぎると初透磁率が劣化するとともに、初透磁率の温度特性も劣化してしまう。そこで、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯの１種又は２種以上で１８００ｐｐｍ以下とする。Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯの１種又は２種以上の好ましい範囲は１００〜１５００ｐｐｍ、さらに好ましい範囲は２００〜１２００ｐｐｍである。

ここで、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯの１種又は２種以上を含有させると、後述する実施例に示すように、飽和磁束密度が低下する。したがって、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯの１種又は２種以上を含有しただけでは、本発明の課題を解決することは困難となる。そこで本発明では、Ｐ₂Ｏ₅量低減による飽和磁束密度向上効果を前提とする。すなわち本発明は、Ｐ₂Ｏ₅量を低減するとともに、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯの１種又は２種以上を所定量含有することにより、磁気特性の劣化を最小限に抑制しつつ初透磁率の温度特性を向上するのである。

＜焼結体組織＞
本発明のフェライト材料は、通常、焼結体として実施される。本発明のフェライト材料は、Ｐ₂Ｏ₅含有量を低減するとともに、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯの１種又は２種以上を所定量含有することにより、焼結体を構成する結晶粒が微細かつ均一となる。具体的には、平均結晶粒径が１２μｍ以下の範囲にあり、かつ結晶粒径の標準偏差が４．５μｍ以下という組織を得ることができる。このように制御された組織によって、初透磁率の温度特性を向上することが可能となる。好ましい平均結晶粒径は１０μｍ以下、好ましい結晶粒径の標準偏差は４．３μｍ以下である。
また、本発明のフェライト材料は、実質的に緻密な焼結体であることが好ましい。密度が低いと、初透磁率、飽和磁束密度といった磁気特性が劣るからである。本発明のフェライト材料を構成する焼結体は、５．２０Ｍｇ／ｍ³以上の密度を有することが好ましく、５．２５Ｍｇ／ｍ³以上の密度を有することがより好ましい。

次に、本発明によるフェライト材料の好適な製造方法を工程順に説明する。
主成分をなす原料粉末として、例えば、Ｆｅ₂Ｏ₃粉末、ＣｕＯ粉末、ＺｎＯ粉末およびＮｉＯ粉末を用意する。これらの主成分をなす粉末に加えて、副成分をなすＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯの１種又は２種以上の粉末を用意する。ここで、本発明のフェライト材料は、Ｐ₂Ｏ₅の量を４０ｐｐｍ以下とするが、そのためにはＰ₂Ｏ₅量の少ない原料粉末を用いることが必要である。原料粉末の中では、Ｆｅ₂Ｏ₃粉末がＰ₂Ｏ₅の主な供給源となるため、本発明においてはＰ₂Ｏ₅量の少ない、具体的には２０ｐｐｍ以下のＦｅ₂Ｏ₃粉末を用いることが好ましい。

用意する各原料粉末の粒径は０.１〜１０μｍの範囲で適宜選択すればよい。また、用意された原料粉末は例えばボールミルを用いて湿式混合する。混合は、ボールミルの運転条件にも左右されるが、２０時間程度行なえば均一な混合状態を得ることができる。なお、副成分であるＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ及びＣａＯの１種又は２種以上の粉末は湿式混合時に添加することもできるが、後述する仮焼き後に添加することもできる。
なお、本発明では、上述の主成分の原料粉末に限らず、２種以上の金属を含む複合酸化物の粉末を主成分の原料としてもよい。例えば、塩化鉄、塩化Ｎｉを含有する水溶液を酸化培焼することによりＦｅ、Ｎｉを含む複合酸化物の粉末が得られる。この粉末とＺｎＯ粉末を混合して主成分原料としてもよい。このような場合には、後述する仮焼きは不要である。

原料粉末を混合した後、仮焼きを行なう。仮焼きは、保持温度を７００〜９５０℃の範囲とし、また、雰囲気を大気とすればよい。仮焼きにより得られた仮焼き体は、解砕された後に、ボールミルを用いて湿式粉砕により平均粒径０．５〜２．０μｍ程度まで粉砕される。

主成分および副成分からなる粉砕粉末を、後の成形工程を円滑に実行するために、顆粒に造粒することが好ましい。粉砕粉末に適当な結合材、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を少量添加し、これをスプレードライヤで噴霧、乾燥することにより顆粒を得ることができる。得られる顆粒の粒径は６０〜２００μｍ程度とすることが好ましい。

得られた顆粒は、例えば所定形状の金型を有するプレスを用いて所望の形状に成形され、この成形体は焼成工程に供される。焼成における保持温度は、９００〜１２８０℃、好ましくは１１５０〜１２４０℃の範囲とすればよい。また、焼成は大気中で行えばよい。

Ｐ含有量の異なるＦｅ₂Ｏ₃原料を用い、Ｆｅ₂Ｏ₃：４９．６ｍｏｌ％、ＣｕＯ：２．５ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２４．０ｍｏｌ％、残部がＮｉＯの組成となるようにＦｅ₂Ｏ₃、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯを秤量し、これに所定量のイオン交換水を溶媒として鋼鉄製ボールミルにて１６時間湿式混合を行った。加熱炉を用いて、得られた混合粉末を最高温度９００℃で２時間仮焼きした後、これを炉冷し、３０メッシュのふるいで解砕した。解砕された仮焼き物を所定量のイオン交換水を溶媒として鋼鉄製ボールミルにて１６時間微粉砕した。粉砕されたスラリー状の微粉体を乾燥し解砕する。得られた各微粉砕粉に、バインダーとしてポリビニルアルコール６％水溶液を１０ｗｔ％添加してフェライト顆粒を造粒した。このフェライト顆粒を金型に投入した後にも成形圧２００ＭＰａでプレスしてフェライト成形体を得た。得られたフェライト成形体を、加熱炉にて１１５０〜１２４０℃の焼成温度で焼成してフェライト焼結体を得た。

得られたフェライト焼結体に含まれるＰ₂Ｏ₅量を、蛍光Ｘ線分光法により測定した。また、得られたフェライト焼結体の密度、磁気特性（初透磁率μｉ及びその温度特性、飽和磁束密度Ｂｓ）を以下にしたがって求めた。その結果を表１、図１〜図４に示した。
・焼結体の密度：Ｔ１０（外径２０ｍｍ、内径１０ｍｍ、厚さ５ｍｍのトロイダル）形状のフェライト焼結体の重量を測定する。外径、内径、厚さの測定値よりフェライト焼結体の体積を求め、この値と策定された重量より焼結密度を求めた。
・初透磁率μｉ及び初透磁率の温度特性αμｉｒ：Ｔ１０（トロイダル）形状のフェライト焼結体にワイヤーを２０回巻線した後、ＬＣＲメーター（ヒューレットパッカード社製 ＨＰ４１９２）にて１００ｋＨｚにおける初透磁率μｉを測定し、下記の式にて−４０℃〜１００℃における初透磁率の温度特性αμｉｒを算出した。
αμｉｒ＝[（μｉ₂−μｉ₁）／μｉ₁ ²] × [１／（Ｔ₂−Ｔ₁）]
μｉ₁：温度Ｔ１における初透磁率、μｉ₂：温度Ｔ２における初透磁率
飽和磁束密度Ｂｓ：印加磁界４０００Ａ／ｍにて測定

表１及び図１に示すように、Ｐ₂Ｏ₅量が多くなるにしたがって焼結密度が低下することがわかる。
そして、表１、図２及び図３に示すように、Ｐ₂Ｏ₅量が低減するにしたがって、初透磁率μｉ及び飽和磁束密度Ｂｓが向上することがわかる。また、表１及び図４に示すように、初透磁率の温度特性αμｉｒは、Ｐ₂Ｏ₅量が多くなるにしたがって大きな値を示すが、Ｐ₂Ｏ₅が４０ｐｐｍ以下であれば、−４０℃〜２０℃のαμｉｒが１４ｐｐｍ／℃程度、２０℃〜１００℃のαμｉｒが２３ｐｐｍ／℃程度で安定した値を示している。
以上の結果に基づき、本発明では、含有されるＰ₂Ｏ₅量を４０ｐｐｍ以下に規定した。

次に、Ｆｅ₂Ｏ₃原料として試料Ｎｏ．４の作製に用いたものを使用し、Ｆｅ₂Ｏ₃：４９．６ｍｏｌ％、ＣｕＯ：２．５ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２４．０ｍｏｌ％、残部がＮｉＯの組成となるようにＦｅ₂Ｏ₃、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯを秤量し、これに所定量のイオン交換水を溶媒として鋼鉄製ボールミルにて１６時間湿式混合を行った。加熱炉を用いて、得られた混合粉末を最高温度９００℃で２時間仮焼きした後、これを炉冷し、３０メッシュのふるいで解砕した。解砕された仮焼き物に対して所定量のＡｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ、ＭｇＯを加えた後に、所定量のイオン交換水を溶媒として鋼鉄製ボールミルにて１６時間微粉砕した。粉砕されたスラリー状の微粉体を乾燥し解砕する。得られた各微粉砕粉に、バインダーとしてポリビニルアルコール６％水溶液を１０ｗｔ％添加してフェライト顆粒を造粒した。このフェライト顆粒を金型に投入した後にも成形圧２００ＭＰａでプレスしてフェライト成形体を得た。得られたフェライト成形体を、加熱炉にて１１５０〜１２４０℃の焼成温度で焼成してフェライト焼結体を得た。

得られたフェライト焼結体に含まれるＰ₂Ｏ₅量、Ａｌ₂Ｏ₃量、ＣａＯ量、ＭｇＯ量を蛍光Ｘ線分光法により測定した。また、得られたフェライト焼結体の密度、磁気特性（初透磁率μｉ及びその温度特性、飽和磁束密度Ｂｓ）を上記と同様に求めた。その結果を表２〜表４、図５〜図９に示した。

表２〜表４及び図５〜図７に示すように、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ、ＭｇＯ（以下、本発明の副成分と総称することがある）含有量が１８００ｐｐｍ以下の範囲では、焼結密度の低下がほとんど見られず、初透磁率μｉ、飽和磁束密度Ｂｓが維持されている。なお、試料Ｎｏ．５〜１６のＰ₂Ｏ₅は１７〜２０ｐｐｍの範囲にあった。
図５〜図９には、表１の試料Ｎｏ．４の特性（図中、「無添加」のプロット）も併せて示しているが、本発明の副成分を含有することにより、焼結密度及び初透磁率μｉは向上するが、飽和磁束密度Ｂｓは低下してしまうことが示されている。ただし、本発明では上述したようにＰ₂Ｏ₅量を低減することによる飽和磁束密度Ｂｓ向上効果を享受しているため、本発明の副成分による飽和磁束密度Ｂｓの低下は最小限に抑制される。

一方で、表２〜表４、図８、図９に示すように、副成分の含有量が１８００ｐｐｍ以下の範囲では、初透磁率の温度特性αμｉｒはほぼ一定である。また、図８及び図９より、１８００ｐｐｍ以下の範囲で副成分を含有させることにより、副成分を含まない場合よりも初透磁率の温度特性αμｉｒ、特に２０℃〜１００℃における初透磁率の温度特性αμｉｒを向上できることがわかる。

図１０〜図１３は、試料Ｎｏ．４、７、１１、１５の光学顕微鏡によるミクロ組織写真（×５０）を示している。この組織写真に基づいて、平均結晶粒径及びその標準偏差を求めた。その結果を表５に示す。表５に示すように、本発明の副成分を含有することにより、結晶粒径が均一かつ微細になることがわかる。この均一かつ微細な組織の実現により、初透磁率の温度特性αμｉｒが改善されたものと解される。なお、平均結晶粒径、結晶粒径の標準偏差は以下にしたがって求めた。
平均結晶粒径及び結晶粒径の標準偏差の測定方法：Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト焼結体の断面を鏡面研磨後、酸エッチングを施し、光学顕微鏡により５０倍の倍率で観察する。観察した画像上の結晶を区別した後に、スキャナを用いてその画像をパソコンに取り込み、画像解析ソフト QuickL Ver 1.0を用いて結晶を認識させる。円形近似された結晶の面積より結晶粒径を計算し、その平均値を「平均結晶粒径」とし、標準偏差の値を「結晶粒径の標準偏差」とした。

次に、Ｆｅ₂Ｏ₃原料として試料Ｎｏ．４の作製に用いたものを使用し、表６に示す組成となるように原料を秤量し、これに所定量のイオン交換水を溶媒として鋼鉄製ボールミルにて１６時間湿式混合を行った。加熱炉を用いて、得られた混合粉末を最高温度９００℃で２時間仮焼きした後、これを炉冷し、３０メッシュのふるいで解砕した。解砕された仮焼き物に対して所定量のＡｌ₂Ｏ₃を加えた後に、所定量のイオン交換水を溶媒として鋼鉄製ボールミルにて１６時間微粉砕した。粉砕されたスラリー状の微粉体を乾燥し解砕する。得られた各微粉砕粉に、バインダーとしてポリビニルアルコール６％水溶液を１０ｗｔ％添加してフェライト顆粒を造粒した。このフェライト顆粒を金型に投入した後にも成形圧２００ＭＰａでプレスしてフェライト成形体を得た。得られたフェライト成形体を、加熱炉にて１１５０〜１２４０℃の焼成温度で焼成してフェライト焼結体を得た。

得られたフェライト焼結体に含まれるＰ₂Ｏ₅及びＡｌ₂Ｏ₃を、蛍光Ｘ線分光法により測定した。また、得られたフェライト焼結体の密度、磁気特性（初透磁率μｉ及びその温度特性、飽和磁束密度Ｂｓ）を上記と同様に求めた。その結果を表６に示す。なお、試料Ｎｏ.１７〜２０のＰ₂Ｏ₅は１７〜２０ｐｐｍの範囲に、またＡｌ₂Ｏ₃は４５０〜４８０ｐｐｍの範囲にあった。
表６に示すように、Ｆｅ₂Ｏ₃量が増加するにつれて初透磁率μｉが低くなるとともに、初透磁率の温度特性αμｉｒが低下することがわかる。

以上の通りであり、焼結体中のＰ₂Ｏ₅の量を低減するとともに、所定量のＡｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ及びＭｇＯを含有させることにより、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料の磁気特性を劣化させることなく透磁率の温度特性を向上することができる。

焼結体に含まれるＰ₂Ｏ₅量と焼結密度の関係を示すグラフである。 焼結体に含まれるＰ₂Ｏ₅量と初透磁率μｉの関係を示すグラフである。 焼結体に含まれるＰ₂Ｏ₅量と飽和磁束密度Ｂｓの関係を示すグラフである。 焼結体に含まれるＰ₂Ｏ₅量と初透磁率の温度特性αμｉｒの関係を示すグラフである。 焼結体に含まれるＡｌ₂Ｏ₃量、ＣａＯ量、ＭｇＯ量と焼結密度の関係を示すグラフである。 焼結体に含まれるＡｌ₂Ｏ₃量、ＣａＯ量、ＭｇＯ量と初透磁率μｉの関係を示すグラフである。 焼結体に含まれるＡｌ₂Ｏ₃量、ＣａＯ量、ＭｇＯ量と飽和磁束密度Ｂｓの関係を示すグラフである。 焼結体に含まれるＡｌ₂Ｏ₃量、ＣａＯ量、ＭｇＯ量と初透磁率の温度特性αμｉｒの関係を示すグラフである（−４０℃〜２０℃）。 焼結体に含まれるＡｌ₂Ｏ₃量、ＣａＯ量、ＭｇＯ量と初透磁率の温度特性αμｉｒの関係を示すグラフである（２０℃〜１００℃）。 副成分を含有しない焼結体（試料Ｎｏ．４）の光学顕微鏡による組織写真である。 Ａｌ₂Ｏ₃を含有する焼結体（試料Ｎｏ．７）の光学顕微鏡による組織写真である。 ＣａＯを含有する焼結体（試料Ｎｏ．１１）の光学顕微鏡による組織写真である。 ＭｇＯを含有する焼結体（試料Ｎｏ．１５）の光学顕微鏡による組織写真である。

Claims (2)

1. Ｆｅ_２Ｏ_３：４７．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＣｕＯ：０〜７ｍｏｌ％、ＮｉＯ：１３〜２６ｍｏｌ％、残部実質的にＺｎＯの主成分を有する焼結体からなり、
   前記焼結体中に含まれるＰがＰ_２Ｏ_５換算で４０ｐｐｍ以下、
   前記主成分に対して、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ及びＭｇＯの１種又は２種以上の副成分を５０〜１８００ｐｐｍ含有し、
   前記焼結体の平均結晶粒径が１２μｍ以下、結晶粒径の標準偏差が４．５μｍ以下、密度が５．２５Ｍｇ／ｍ^３以上、
   初透磁率μｉ（１００ｋＨｚにおける）が３２０以上、
   αμｉｒ_{−４０〜２０}の絶対値が１３ｐｐｍ／℃以下、αμｉｒ_{２０〜１００}の絶対値が２２ｐｐｍ／℃以下、飽和磁束密度Ｂｓ（印加磁界４０００Ａ／ｍ）が４７０ｍＴ以上であることを特徴とするフェライト材料。
   ただし、αμｉｒ_{−４０〜２０}＝［（μｉ_２０−μｉ_−４０）／μｉ_２０ ^２］×［１／（Ｔ_２０−Ｔ_−４０）］
   αμｉｒ_{２０〜１００}＝［（μｉ_１００−μｉ_２０）／μｉ_２０ ^２］×［１／（Ｔ_１００−Ｔ_２０）］
   μｉ_−４０：−４０℃における初透磁率
   μｉ_２０：２０℃における初透磁率
   μｉ_１００：１００℃における初透磁率
   Ｔ _−４０ ：−４０℃
   Ｔ _２０ ：２０℃
   Ｔ _１００ ：１００℃
2. Ｆｅ_２Ｏ_３：４７．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＣｕＯ：０〜７ｍｏｌ％、ＮｉＯ：１３〜２６ｍｏｌ％、残部実質的にＺｎＯを主成分として、前記主成分に対して、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ及びＭｇＯの１種又は２種以上の副成分を５０〜１８００ｐｐｍ含有し、平均結晶粒径が１２μｍ以下、結晶粒径の標準偏差が４．５μｍ以下であり、
   初透磁率μｉ（１００ｋＨｚにおける）が３２０以上、
   αμｉｒ_{-４０〜２０}の絶対値が１３ｐｐｍ／℃以下、αμｉｒ_{２０〜１００}の絶対値が２２ｐｐｍ／℃以下、飽和磁束密度Ｂｓ（印加磁界４０００Ａ／ｍ）が４７０ｍＴ以上の焼結体からなり、前記焼結体中に含まれるＰがＰ_２Ｏ_５換算で４０ｐｐｍ以下であるフェライト材料の製造方法であって、
   Ｐ_２Ｏ_５量が２０ｐｐｍ以下のＦｅ_２Ｏ_３粉末を含む前記主成分の原料粉末を仮焼きする工程と、
   前記仮焼きにより得られた仮焼き体に対して、前記副成分の原料粉末を添加して粉砕する工程と、
   前記粉砕により得られた粉砕粉末を加圧成形する工程と、
   前記加圧成形によって得られた成形体を焼成する工程と、
   を備えることを特徴とするフェライト材料の製造方法。
   ただし、αμｉｒ_{−４０〜２０}＝［（μｉ_２０−μｉ_−４０）／μｉ_２０ ^２］×［１／（Ｔ_２０−Ｔ_−４０）］
   αμｉｒ_{２０〜１００}＝［（μｉ_１００−μｉ_２０）／μｉ_２０ ^２］×［１／（Ｔ_１００−Ｔ_２０）］
   μｉ_−４０：−４０℃における初透磁率
   μｉ_２０：２０℃における初透磁率
   μｉ_１００：１００℃における初透磁率
   Ｔ _−４０ ：−４０℃
   Ｔ _２０ ：２０℃
   Ｔ _１００ ：１００℃

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