NiMnZn系鐵素體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供NiMnZn系鐵素體，其可以大幅降低2MHz左右的頻率下的磁損耗，因此與以往相比使鐵心更小而可以實現(xiàn)感應元件的小型化。作為主成分含有：以Fe2O3換算計54～56mol%的氧化鐵、以ZnO換算計5～8mol%的氧化鋅、以NiO換算計2～4mol%的氧化鎳、以及余部氧化錳(MnO)，并且，相對于該主成分，作為副成分含有：以CaCO3換算計0.08～0.18wt%的鈣、以SiO2換算計0.001～0.007wt%的硅、以TiO2換算計0.3～0.6wt%的鈦、以Co2O3換算計0.3～0.6wt%的鈷、以ZrO2換算計0.03～0.07wt%的鋯以及以Sb2O3換算計0.05～0.12wt%的銻。
【專利說明】
Ni MnZn系鐵素體
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及可減少2MHz左右的頻率中的磁損耗、因而適用于高頻開關電源的變壓器等的鐵心(core)的NiMnZn系鐵素體。
【背景技術】
[0002]在高頻開關電源中所用的變壓器等的感應元件中，從確保其用途所要求的居里溫度、飽和磁通密度等特性的必要性方面考慮，作為主成分廣泛使用由Fe2O3 50?56 mo I %, ZnO3-25 mol%、余部MnO組成的MnZn系鐵素體，在其中添加各種副成分，由此實現(xiàn)低損失化。
[0003]上述MnZn系鐵素體中，特別是添加了N1的NiMnZn系鐵素體，具有在2MHz以上的高頻下鐵心損耗(磁損耗)小的特性，在下述專利文獻I中提出了一種NiMnZn系鐵素體，其特征在于，作為副成分含有:以Ca⑶3換算計800?3000ppm的鈣、以S12換算計100?100ppm的硅、以及以Nb2O5換算計520?100ppm的鈮，鐵素體晶粒的平均結(jié)晶粒徑為2.1?8.Ιμπι。
[0004]根據(jù)下述專利文獻I，具有上述構成的NiMnZn系鐵素體，作為優(yōu)選的方式，可以構成為:在2MHz、50mT、100°C下測定的磁損耗Pcv為2700kw/m3以下。
[0005]現(xiàn)有技術文獻專利文獻
專利文獻1:日本特開2010-83692號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]然而，根據(jù)近年來這種感應元件的小型化的要求，強烈希望進一步減少磁損耗。
[0007]本發(fā)明是鑒于上述狀況而完成的發(fā)明，其要解決的技術問題是提供一種NiMnZn系鐵素體，其可以大幅減少2MHz左右的頻率中的磁損耗、因此與以往相比使鐵心更小而可以實現(xiàn)感應元件的小型化。
[0008]為了解決上述技術問題，權利要求1記載的發(fā)明是NiMnZn系鐵素體，其特征在于，作為主成分含有:以Fe203換算計54?56 mol%的氧化鐵、以ZnO換算計5?8 mol%的氧化鋅、以N1換算計2?4 mol%的氧化鎳、以及余部氧化猛(MnO)，
并且，相對于該主成分，作為副成分含有:以Ca⑶3換算計0.08?0.18wt%的鈣、以S12換算計0.001?0.007wt%的娃、以TiC>2換算計0.3?0.6wt%的鈦、以C02O3換算計0.3?0.6wt%的鈷、以ZrO2換算計0.03?0.07wt%的鋯以及以Sb2O3換算計0.05?0.12wt%的銻。
[0009]應予說明，利用權利要求1所述的NiMnZn系鐵素體成形鐵心時，從防止產(chǎn)品中的裂紋、缺口的產(chǎn)生的觀點考慮，優(yōu)選控制燒結(jié)溫度等，使燒結(jié)密度達到4.8g/cm3以上。
[0010]權利要求1所述的發(fā)明中，通過在NiMnZn系鐵素體中作為副成分添加所定范圍量的Sb，在低溫下進行燒結(jié)、抑制晶粒生長，從而使初始導磁率變小。隨之，由于共振頻率移動到尚頻側(cè)，從而可以減少尚頻下的鐵心損耗。
[0011]此外，根據(jù)本發(fā)明，如后述實施例的結(jié)果可見，可以將100°C下的鐵心損耗(2MHZ-50mT)減少至600 kW/m3以下。該結(jié)果與以往相比使鐵心更小而可以實現(xiàn)感應元件的小型化。
[0012]這里，在室溫至150°C的區(qū)域中，為了使磁各向異性變小而減小鐵心損耗，必要的是，作為主成分含有以Fe203換算計54?56 mol%的氧化鐵、以ZnO換算計5?8 mol%的氧化鋅和以N1換算計2?4 mol%的范圍的氧化鎳，余部為氧化猛(MnO)。應予說明，如果氧化鎳以N1換算計不足2mo 1%，則高頻下的鐵心損耗減少的效果變差。
[0013]此外，副成分中的Ti具有提高晶粒內(nèi)的電阻的效果，因此通過添加上述范圍內(nèi)的量，可以減少鐵心損耗，但是上限以T12換算計設為0.6的％的原因是，如果超過該值則鐵心損耗在整個溫度范圍內(nèi)變差。
[0014]進而，Ca和Si都是有助于晶粒邊界的高電阻化的成分，通過添加上述范圍內(nèi)的量而可以減少鐵心損耗。此外，對于Co而言，由于Co特異性的各向異性而具有使磁疇壁穩(wěn)定化的效果，通過添加上述范圍內(nèi)的量而可以減少高頻的鐵心損耗。此外，如果以Co2O3換算計不足0.3wt%則無法充分獲得上述效果，如果超過0.6被%則低溫范圍的鐵心損耗變差。
【附圖說明】
[0015]圖1是示出本發(fā)明的實施例的結(jié)果的圖表。
【具體實施方式】
[0016]以下對于本發(fā)明的NiMnZn系鐵素體的一個實施方式進行說明。
[0017]該NiMnZn系鐵素體，在室溫至150°C的范圍中，為了使磁各向異性變小而將鐵心損耗抑制為較低水平，作為主成分含有以Fe2O3換算計54?56 mol%的氧化鐵、以ZnO換算計5?8 mol%的氧化鋅、以N1換算計2?4 mol%的氧化鎳，而且余部由氧化猛(MnO)組成。
[0018]而且，該NiMnZn系鐵素體，作為副成分，相對于上述主成分含有:以Ca⑶3換算計0.08 ?0.18wt°/c^Ca、以 S12換算計0.001 ?0.007wt°/c^S1、以 T12換算計0.3 ?0.6wt°/c^T1、以 Co2O3 換算計 0.3 ?0.6wt°/c^Co、以 ZrO2 換算計 0.03 ?0.07wt°/c^Zr、和以Sb2O3 換算計 0.05?0.12wt%的Sb，以使燒結(jié)密度達到4.8g/cm3以上的方式進行煅燒。
[0019]根據(jù)具有以上構成的NiMnZn系鐵素體，如后述那樣，可以將100°C下的鐵心損耗(2MHz-50mT)減少至600 kW/m3以下。
實施例
[0020]首先，稱量作為主成分的主成分原料，以使以Fe2O3換算計氧化鐵為55摩爾％、以MnO換算計氧化錳為36摩爾％、以ZnO換算計氧化鋅為6摩爾％、以N1換算計氧化鎳為3摩爾％。
[0021]接著，將稱量的原料使用球磨機進行濕式混合5小時后，在大氣中850°C下焙燒2小時，然后再次用球磨機粉碎。于是，在所得的粉末中作為副成分的原料分別如圖1所示添加Sb2O3、Co2O3、CaCO3、S12、T12、ZrO2,使用PVA造粒成顆粒狀后，用模具成形為環(huán)形(toroidal)。
[0022]應予說明，圖1所示的上述副成分的添加量的單位均為wt%。接著，在1170°C下邊控制氧分壓邊煅燒上述成形體，制作鐵素體燒結(jié)體。圖1示出如上述所得的試料在2MHz-50mT的條件下的鐵心損耗Pcv(kW/m3)和燒結(jié)密度d(g/cm3)。
[0023]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例1?18，能夠以燒結(jié)密度達到4.8g/cm3以上的方式進行煅燒，并且能夠?qū)?00°C下的鐵心損耗(2MHz-50mT)減少至600 kff/m3以下，所述本發(fā)明的實施例1?18中，相對于作為主成分的氧化鐵、氧化鋅、氧化鎳及氧化錳，作為副成分含有以Ca⑶3換算計0.08?0.18wt°/c^Ca、以S12換算計0.001?0.007wt°/c^S1、以T12換算計0.3?0.6wt°/c^T1、以Co2O3換算計0.3?0.6wt°/c^Co、以ZrO2換算計0.03?0.07wt°/c^Zr、以及以 Sb2O3 換算計 0.05 ?0.12wt°/c^Sb。
[0024]相對而言，在Sb含量小于上述范圍的比較例I?3中，燒結(jié)密度為4.8g/cm3以下，無法獲得充分的燒結(jié)密度，另一方面在Sb含量超過上述范圍的比較例4中，可知鐵心損耗(2MHz-50mT)達到600 kW/m3以上。
[0025]此外，在Co的含量不足上述范圍的比較例5和超過上述范圍的比較例6、以及Ca的含量不足上述范圍的比較例7和超過上述范圍的比較例8中，可知鐵心損耗(2MHz-50mT)均達到600 kW/m3以上。
[0026]進而，對于在Si的含量不足上述范圍的比較例9和超過上述范圍的比較例10、Ti的含量不足上述范圍的比較例11和超過上述范圍的比較例12、以及Zr的含量不足上述范圍的比較例13和超過上述范圍的比較例14，也可知鐵心損耗(2MHz-50mT)都無法減少至600 kff/m3以下。
[0027]由以上的試驗結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明的NiMnZn系鐵素體，在以燒結(jié)密度達到4.8g/cm3以上的方式進行煅燒的情況下，100°C下的鐵心損耗(2MHz-50mT)可以減少至600 kff/m3以下。
【主權項】
1.NiMnZn系鐵素體，其特征在于， 作為主成分含有:以Fe203換算計54?56 mol%的氧化鐵、以ZnO換算計5?8 mol%的氧化鋅、以N1換算計2?4 mol%的氧化鎳、以及余部氧化猛MnO， 并且，相對于該主成分，作為副成分含有:以CaCO3換算計0.08?0.18wt%的鈣、以S12換算計0.001?0.007wt%的硅、以T12換算計0.3?0.6界七％的鈦、以Co2O3換算計0.3?0.6wt°/c^鈷、以ZrO2換算計0.03?0.07wt%的鋯、以及以Sb2O3換算計0.05?0.12wt%的銻。
【文檔編號】C04B35/26GK105837192SQ201510947518
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月17日
【發(fā)明人】加藤充次, 淺枝勉
【申請人】Fdk株式會社