特許 6112396 Ｍｎ−Ｚｎフェライトおよびそれを用いたコイル部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6112396

(24)【登録日】2017年3月24日

(45)【発行日】2017年4月12日

(54)【発明の名称】Ｍｎ−Ｚｎフェライトおよびそれを用いたコイル部品

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/38 20060101AFI20170403BHJP

   H01F 1/34 20060101ALI20170403BHJP

【ＦＩ】

   C04B35/38

   H01F1/34 140

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-40545(P2013-40545)

(22)【出願日】2013年3月1日

(65)【公開番号】特開2014-169194(P2014-169194A)

(43)【公開日】2014年9月18日

【審査請求日】2016年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(72)【発明者】

【氏名】多田 智之

(72)【発明者】

【氏名】三吉 康晴

(72)【発明者】

【氏名】小湯原 徳和

【審査官】 末松 佳記

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０７５６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１０３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１６１５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０２９４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６７９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３１２１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ３５／２６−３５／４０

Ｈ０１Ｆ １／３４−１／３８

Ｃ０１Ｇ ４９／００−４９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主成分が６２ｍｏｌ％以上、かつ６５ｍｏｌ％以下のＦｅ_２Ｏ_３、１４ｍｏｌ％以上、かつ２０ｍｏｌ％以下のＺｎＯ、０．５ｍｏｌ％を超え、かつ１．５ｍｏｌ％未満の（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏ、０ｍｏｌ％を超え、かつ１．０ｍｏｌ％未満のＣｕＯ、残部ＭｎＯからなり、
焼結体の三点曲げ強度が８０ＭＰａ超であるＭｎ−Ｚｎフェライト。

【請求項2】

前記主成分１００質量部に対して、副成分として、Ｂｉ_２Ｏ_３換算で、０質量部を超え、かつ０．０６質量部以下のＢｉを含み、
１００℃における測定磁界１２００Ａ／ｍでの最大磁束密度が４８０ｍＴ以上、かつ周波数１００ｋＨｚ、印加磁束密度２００ｍＴの条件で測定したコアロスが最小となるボトム温度が８０℃以上であり、前記ボトム温度におけるコアロスが９７０ｋＷ／ｍ^３以下である請求項１に記載のＭｎ−Ｚｎフェライト。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のＭｎ−Ｚｎフェライトと、前記Ｍｎ−Ｚｎフェライト焼結体の周囲に巻装されたコイルとを備えることを特徴とするコイル部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チョークコイルやリアクタ等のコイル部品に好適に用いられるＭｎ−Ｚｎフェライトおよびそれを用いたコイル部品に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ノート型パソコン等、各種電子機器においてＬＳＩの高集積化、多機能化および高速化が進んでいるため、それに電力を供給する電源系にも高パワー（大電流）での動作に適応可能であることが要求されてきている。また、電子部品の集積度が上がると電子部品からの発熱により回路周辺の温度が上昇し、使用される電子部品の実用上の使用環境温度は１００℃近くの高温に達する。したがってこれらの環境で使用される電源系は、大電流かつ高温の環境に適応したものであることが必要である。

【0003】

また、ＥＶ（電気自動車）、ＨＥＶ（ハイブリッド電気自動車）等の車両に使用される高パワーを扱う電源系においても、その使用環境温度が広く、１００℃近く、または１００℃以上でも所定の性能を維持する必要がある。すなわち、ＥＶ等の車両用途においても、大電流かつ高温の環境に適応可能な電源系が要求されている。

【0004】

上記電源系に用いられるチョークコイルには、高温においても、高い電流値までインダクタンス値が低下しにくいことが求められため、かかるチョークコイルを構成する磁性コアには、高い電流値まで磁気飽和しにくい高い最大磁束密度を有するものが要求される。これらチョークコイル等に使用される磁性コアとしては、価格、形状自由度等の観点からフェライトが適しており、その中でも特に最大磁束密度が高いＭｎ−Ｚｎフェライトが適している。

【0005】

従来、電源用チョークコイルに用いられるものも含め、Ｍｎ−Ｚｎフェライトでは５０〜５５ｍｏｌ％程度のＦｅ_２Ｏ_３を含有するのが一般的である。一方、Ｍｎ-Ｚｎフェライトでは、Ｆｅ_２Ｏ_３含有量を増やすことで最大磁束密度等を向上できることが知られている。特許文献１には、さらにＬｉ_１／２Ｏ等を含有することによって最大磁束密度と保磁力をよりいっそう改善することを目的としたＭｎ−Ｚｎフェライトの発明が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６−１９３３４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一般に、通常のＭｎ−ＺｎフェライトよりもＦｅ_２Ｏ_３リッチなＭｎ−Ｚｎフェライトでは最大磁束密度は大きくなるものの、コアロスが大きい。コアロスが大きいと発熱も大きくなるため、コアロスが最小となる温度（以下、ボトム温度ともいう）が実用上の使用環境温度よりも大幅に低いと、発熱による熱暴走の危険も高まる。したがって、ボトム温度を使用環境温度に近づけることおよびコアロス自体を低減することが、上記用途等に用いられるＭｎ−Ｚｎフェライトの実用上の課題の一つとなる。
この点に関して、特許文献１では、Ｌｉ_１／２Ｏを含有することによって最大磁束密度が高められるとともに直流ＢＨ曲線における保磁力が低減されているものの、コアロスについては認識されていない。そこで、本発明者らがＬｉ_１／２Ｏの添加と高周波でのコアロスの関係を評価したところ、Ｌｉ_１／２Ｏの添加によってコアロスが増加してしまうことがわかった。すなわち、Ｌｉ_１／２Ｏの添加は、Ｆｅ_２Ｏ_３リッチなＭｎ−Ｚｎフェライトにおいて、最大磁束密度とコアロスの両方を同時に改善する手段にはならないことを確認した。

【0008】

本発明は上記課題に鑑み、高温・大電流の用途に好適であるとともに、最大磁束密度とコアロスを同時に改善することが可能なＭｎ−Ｚｎフェライトおよびこれを用いたコイル部品を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のＭｎ−Ｚｎフェライトは、主成分が６２ｍｏｌ％以上、かつ６５ｍｏｌ％以下のＦｅ_２Ｏ_３、１４ｍｏｌ％以上、かつ２０ｍｏｌ％以下のＺｎＯ、０．５ｍｏｌ％を超え、かつ１．５ｍｏｌ％未満の（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏ、０ｍｏｌ％を超え、かつ１．０ｍｏｌ％未満のＣｕＯ、残部ＭｎＯからなり、焼結体の三点曲げ強度が８０ＭＰａ超であることを特徴とする。

【0010】

また、前記Ｍｎ−Ｚｎフェライトにおいて、前記主成分１００質量部に対して、副成分として、Ｂｉ_２Ｏ_３換算で、０質量部を超え、かつ０．０６質量部以下のＢｉを含み、１００℃における測定磁界１２００Ａ／ｍでの最大磁束密度が４８０ｍＴ以上、かつ周波数１００ｋＨｚ、印加磁束密度２００ｍＴの条件で測定したコアロスが最小となるボトム温度が８０℃以上であり、前記ボトム温度におけるコアロスが９７０ｋＷ／ｍ^３以下であることが好ましい。

【0013】

本発明のコイル部品は、前記Ｍｎ−Ｚｎフェライトと、前記Ｍｎ−Ｚｎフェライトの周囲に巻装されたコイルとを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、高温・大電流の用途に好適であるとともに、最大磁束密度とコアロスを同時に改善することが可能なＭｎ−Ｚｎフェライトおよびこれを用いたコイル部品を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係るＭｎ−Ｚｎフェライトの実施形態を、具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0016】

本発明では、特定の元素としてＬｉとＣｕを選択し、これらを複合で特定の範囲含有することで、最大磁束密度とコアロスの両方の改善が可能となったものである。以下、詳しく説明する。

【0017】

本発明に係るＭｎ-Ｚｎフェライトは、６２ｍｏｌ％以上、かつ６５ｍｏｌ％以下のＦｅ_２Ｏ_３、１４ｍｏｌ％以上、かつ２０ｍｏｌ％以下のＺｎＯ、０.５ｍｏｌ％を超え、かつ１．５ｍｏｌ％未満の（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏ、０ｍｏｌ％を超え、かつ１.０ｍｏｌ％未満のＣｕＯ、残部ＭｎＯ、の比率で表される主成分組成を有する。最大磁束密度の向上とボトム温度の上昇に寄与するＦｅリッチな組成において、さらに（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）ＯとＣｕＯを同時に含むことによって、従来は困難であった、最大磁束密度とコアロスの両方の改善が可能となる。これによって、高温・大電流の用途に好適なＭｎ−Ｚｎフェライトが提供できる。

【0018】

また、本発明においては、１００℃における測定磁界１２００Ａ／ｍでの最大磁束密度が４８０ｍＴ以上、かつ周波数１００ｋＨｚ、印加磁束密度２００ｍＴの条件で測定したコアロスが最小となるボトム温度が８０℃以上の特性を有するＭｎ-Ｚｎフェライトを得ることができる。かかる構成によって、１００℃近傍の高温でも磁気飽和しにくくなり、しかも熱暴走の危険も低減される。すなわち、１００℃近傍の実用上の使用環境に特に好適なＭｎ−Ｚｎフェライトが提供できる。ボトム温度はより好ましくは１００℃以上である。前記ボトム温度の上限はこれを特に限定するものではないが、他の磁気特性等を維持しながらボトム温度を上昇させることには限界があること、および実用的な使用環境温度を考慮すれば、ボトム温度は１４０℃以下とすることが好ましく、１２０℃以下がさらに好ましい。なお、以下、特にことわらない限り、最大磁束密度は１００℃における測定磁界１２００Ａ／ｍでの最大磁束密度をいい、コアロスは周波数１００ｋＨｚ、印加磁束密度２００ｍＴの条件で測定したコアロスをいうものとする。

【0019】

上記主成分はスピネルフェライト相を構成する部分である。該組成比の限定理由を以下に説明する。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が増えると最大磁束密度が増加し、ボトム温度も上昇する一方、コアロスも増加する。４８０ｍＴ以上の高い最大磁束密度を得るためにはＦｅ_２Ｏ_３の含有量は６２ｍｏｌ％以上であることが必要である。また、コアロスを実用的な１０００ｋＷ／ｍ^３以下に抑えるためには、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は６５ｍｏｌ％以下であることが必要である。

【0020】

ＺｎＯの含有量を増やすことによってコアロスのボトム温度を高めることができる一方、最大磁束密度が低下し、コアロスも大きくなる。８０℃以上のボトム温度を確保するためには、ＺｎＯの含有量は１４ｍｏｌ％以上であることが必要である。また、４８０ｍＴ以上の最大磁束密度、１０００ｋＷ／ｍ^３以下のコアロスを確保するためにはＺｎＯの含有量は２０ｍｏｌ％以下であることが必要である。

【0021】

上述のように、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）ＯとＣｕＯを同時に含むことによって、最大磁束密度とコアロスの両方の改善が可能となる。（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏを単独で含有することで、最大磁束密度を高めることができる。しかしながら、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏの含有量が増加するにしたがいコアロスも増加するため、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏだけを一方的に含有しても、最大磁束密度とコアロスの両方を同時に改善することはできない。これに対して、本発明では（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）ＯにＣｕＯを併用することによって最大磁束密度の低下を抑えつつ、コアロスを低減することができたものである。

【0022】

４８０ｍＴ以上の最大磁束密度を得るためには、０.５ｍｏｌ％を超える（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏを含有することが好ましい。一方、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏの含有量が過度に多くなると、コアロスが大きくなりすぎ、ＣｕＯを添加してもコアロスを十分な水準まで低減することが困難になる。そのため、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏの含有量は１.５ｍｏｌ％未満にすることが好ましい。

【0023】

上述のようにＣｕＯは（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏとの同時置換でコアロスを低減する効果を発揮するため、ＣｕＯは０ｍｏｌ％を超えて含有するものとする。一方、ＣｕＯが多くなりすぎると、逆にコアロスが増加するようになるとともに、最大磁束密度の低下も大きくなる。ＣｕＯを含有しない場合に比べて低いコアロスを得るためには、ＣｕＯの含有量は１.０ｍｏｌ％未満が好ましい。コアロス低減の観点からは、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）ＯとＣｕＯの含有量の合計が１.５ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。また、ＣｕＯと（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏとの同時置換の効果をより明確に享受する観点からは、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）ＯとＣｕＯの含有量の合計は０.７ｍｏｌ％以上がさらに好ましい。

【0024】

また、ＣｕＯの含有は、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏの含有だけでは得られない、焼結体強度向上の効果も発揮する。Ｍｎ-Ｚｎフェライトの組成が６０ｍｏｌ％を超えるＦｅリッチな組成になると、焼結体密度が上がりにくくなる。そのため、焼結体密度の増加を通じて焼結体強度の向上を図ることは困難になってくる。これに対して、ＣｕＯの含有によれば、必ずしも焼結体密度が向上せずとも、焼結体強度の向上が可能である。

【0025】

主成分のうちＦｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）ＯおよびＣｕＯ以外の残部はＭｎＯで構成すればよい。ただし、ＭｎＯの一部をＣｏＯ、ＮｉＯ等で置換してもよい。ボトム温度を上昇させるためには、ＺｎＯ量を多くする必要があるため、ＭｎＯの含有量は２０ｍｏｌ％未満にすることがより好ましい。また、不可避不純物は含まれる。

【0026】

また、例えば以下に示すような副成分を含むこともできる。主成分１００質量部に対して副成分としてＣａをＣａＣＯ_３換算で０．０２〜０．３質量部、ＳｉをＳｉＯ_２換算で０．００３〜０．０１５質量部含有させることによって高い電気抵抗率を併せ持ったフェライト焼結体を得ることができる。Ｃａの含有量が前記範囲よりも少ないと電気抵抗率向上の十分な効果が得られず、Ｃａの含有量が前記範囲よりも多いと焼結性が低下する。また、Ｓｉの含有量が前記範囲よりも少ないと電気抵抗率向上の十分な効果が得られず、Ｓｉの含有量が前記範囲をよりも多いと焼結体組織中に粗大粒が発生し、磁気特性・体積抵抗率が低下する恐れがある。

【0027】

また、コアロスの低減、初透磁率の向上の観点からＢｉを含有することも好ましい。かかるＢｉの効果を発揮させるためには、主成分１００質量部に対してＢｉをＢｉ_２Ｏ_３換算で０質量部を超えて含有すればよい。一方、Ｂｉの含有量が多くなりすぎると、異常粒成長が生じ、コアロスの増加や初透磁率の低下を招くおそれがあるため、その含有量はＢｉ_２Ｏ_３換算で０.０６質量部以下が好ましい。Ｂｉ含有の効果を享受しつつ、より安定にＭｎ-Ｚｎフェライトを製造するためには、Ｂｉの含有量は、Ｂｉ_２Ｏ_３換算で０.０４質量部以下であることがさらに好ましい。また、コアロス低減等の観点から、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌおよび希土類金属（Ｙを含む）を酸化物換算で０．２質量部以下含んでもよい。

【0028】

上述のように（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）ＯおよびＣｕＯを同時に含有する構成等を採用することで、高最大磁束密度を維持しながら、ボトム温度におけるコアロスを１０００ｋＷ／ｍ^３以下にすることができる。コアロスを９７０ｋＷ／ｍ^３以下にした、より低損失なＭｎ-Ｚｎフェライトを提供することも可能である。

【0029】

本発明に係るＭｎ−Ｚｎフェライトは、例えばＭｎ−Ｚｎフェライトの製造に従来から適用されている粉末冶金的方法によって製造することができる。すなわち所定の割合で秤量したＦｅ_２Ｏ_３、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｌｉ_２ＣＯ_３、ＣｕＯなどの主原料を混合する混合工程、混合工程を経た原料粉を仮焼する仮焼工程、仮焼工程を経た原料粉を粉砕する粉砕工程、粉砕工程を経た原料粉（以下粉砕粉ともいう）を用いて所定形状の成形体を形成する成形工程、および前記成形体を焼成する焼成工程を経て、Ｍｎ−Ｚｎフェライトの焼結体を得ることができる。

【0030】

ＣａＣＯ_３等の副成分の原料は、仮焼後の原料粉に添加することが好ましいが、仮焼前の混合工程において添加することも可能である。仮焼の条件は、仮焼後のスピネル相の割合や粉砕性等を考慮して決める。例えば、雰囲気中の酸素量が少ないほど仮焼後のスピネル相の割合が上昇する。雰囲気中の酸素量を制御して仮焼を行うこともできるが、量産性・コストの観点からは、大気中で仮焼を行うことが好ましい。また、仮焼温度が高くなると、スピネル化反応は進むものの、仮焼後の原料粉が粗大化し、粉砕しにくくなる。したがって、仮焼温度は８５０℃〜１０００℃とすることが好ましい。仮焼温度での保持時間は例えば１〜４時間であるが、これに限定されるものではない。

【0031】

仮焼工程を経た原料粉は、ボールミルやアトライタ等の粉砕機を用いた粉砕工程によって微細化される。粒径の小さい粉砕粉を用いることで高密度の焼結体が得やすくなる。一方、粉砕粉の粒径が小さくなりすぎると、焼結体に異常粒成長が生じる可能性が高まる。また、粒径が小さい粉砕粉を得るためには、粉砕工程に多大な時間を要する。したがって、粉砕粉の平均粒径は、空気透過法による平均粒径で１.２〜１.６μｍとすることが好ましい。

【0032】

成形工程として金型を用いた加圧成形を適用する場合、成形性の観点から、例えばスプレードライヤを用いて粉砕粉を造粒するのが一般的である。造粒のためのバインダとしては、例えばポリビニルアルコール等の有機バインダを用いることができる。バインダの添加量を増やすことで成形性が向上するが、多すぎると造粒後の原料粉の粒径制御や取り扱いが困難になる。バインダの添加量は、粉砕粉１００質量部に対して、固形分で０.５〜２質量部が好ましい。また、成形工程は、加圧成形に限らず、押し出し成形等、他の成形方法を適用することもできる。

【0033】

バインダを含んだ成形体は、脱バインダ工程を経て焼成される。脱バインダ工程は、焼成工程の中に組み込まれていてもよいし、焼成工程とは別個の工程として設けてもよい。成形体を加熱することによりバインダが分解、飛散し、脱バインダが行われる。通常、８００℃以下で脱バインダが完了する。かかる温度までの雰囲気は大気中とすることが簡易で好ましい。一方、窒素雰囲気のように、大気雰囲気よりも低い酸素濃度の雰囲気に制御することで、脱バインダ時に還元作用を強めることもできる。

【0034】

焼成温度は、１２５０〜１４００℃の範囲とすることが好ましい。焼結温度が１２５０℃未満となると焼結体密度および最大磁束密度が上がりにくくなる。また、１４００℃を超えると焼結体中に異常粒成長が生じる可能性が高くなる。焼成温度保持時の雰囲気の酸素濃度は、０.５〜５ｖｏｌ％が好ましい。また、脱バインダ後の８００℃〜１２７５℃までの昇温時の雰囲気は０.５ｖｏｌ％以下の酸素濃度が好ましい。８００℃以上の昇温時に酸素濃度を下げるのは、この温度範囲で起こるスピネル化反応を促進させるためである。さらに、焼成温度保持後の冷却時の雰囲気は、フェライトの平衡酸素分圧に沿って冷却することが好ましい。冷却時の酸素濃度が高すぎるとヘマタイト相が発生し、磁気特性が劣化するおそれがある。また、冷却時の酸素濃度が低すぎると、表面のＺｎ成分の気散により焼結体に歪が生じ、磁気特性が劣化するおそれがある。

【0035】

さらに、高い最大磁束密度を得る観点から、Ｍｎ−Ｚｎフェライトの焼結体の密度は４.８５×１０^３ｋｇ／ｍ^３以上であることが好ましい。焼結体密度は、より好ましくは４.９０×１０^３ｋｇ／ｍ^３以上である。

【0036】

本発明のＭｎ−Ｚｎフェライトは、チョーク、インダクタ、トランス等、各種のインダクタンス素子に用いることができる。本発明のコイル部品は、上記のＭｎ−Ｚｎフェライトと、該Ｍｎ−Ｚｎフェライトの周囲に巻装されたコイルとを備える。例えば、ドラム型、Ｅ型等の形状のＭｎ−Ｚｎフェライトの焼結体を作製し、それをコアとしてその周囲にコイルを配置する。コイルは、ボビンに導線を巻回して構成してもよい。本発明に係るＭｎ−Ｚｎフェライトを用いてコイル部品を構成することによって、高温かつ大電流の環境下での使用に好適なコイル部品および該コイル部品を用いたＤＣ−ＤＣコンバータ等の電源装置の提供できる。

【実施例】

【0037】

表１に示す組成になるよう秤量したＦｅ_２Ｏ_３、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｌｉ_２ＣＯ_３およびＣｕＯを湿式アトライタにて１時間混合した後乾燥し、これを大気中９６０℃で１.５時間仮焼した。仮焼後の原料粉１００質量部に対して、添加物としてＣａをＣａＣＯ_３換算で０.１２５質量部、ＳｉをＳｉＯ_２換算で０.００９質量部、ＮｂをＮｂ_２Ｏ_５換算で０.０２質量部添加し、粉砕粉の空気透過法での平均粒径が１.３〜１.４μｍの範囲になるように粉砕時間を調整して湿式アトライタによる粉砕を行った。粉砕した原料粉１００質量部に対して、バインダとして固形分で１.２質量部のポリビニルアルコールを添加した後、造粒を行った。造粒後の原料粉を加圧成形し、リング状の成形体を得た。得られた成形体は、１００℃／ｈの昇温速度で昇温し、１３２５℃にて５時間焼成した。８００℃までの脱バインダ工程、脱バインダ終了後から焼成温度保持にいたる工程、焼成温度およびその後の冷却工程は、空気と窒素ガスを混合して調整した酸素濃度雰囲気下で行った。

【0038】

得られた外径３０ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ７ｍｍのリング状焼結体について、２３℃における１００ｋＨｚでの初透磁率μi、１００℃における測定磁界１２００Ａ／ｍでの最大磁束密度Ｂｍを測定した。また、周波数１００ｋＨｚ、印加磁束密度２００ｍＴの条件でコアロスＰ_ｃｖの温度依存性を測定し、コアロスのボトム温度Ｔｂも求めた。結果を表２に示す。

【0039】

また、比較のために、ＣｕＯを含有せず、Ｌｉ_２ＣＯ_３の含有量等を変えたＭｎ-Ｚｎフェライトを上記と同様にして作製した。作製したＭｎ-Ｚｎフェライトの組成および評価結果を表３に示す。

【0040】

【表1】

【0041】

【表2】

【0042】

【表3】

【0043】

表３に示すように、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏを単独で用いた場合には、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏの含有量を増やすことによって、最大磁束密度Ｂｍを高めることが可能であるが、同時にコアロスＰｃｖも増加し、１０００ｋＷ／ｍ^３を超える大きな値となってしまうことがわかる。

【0044】

これに対して、表１および２に示すように、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏの一部をＣｕＯで置換し、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏと同時にＣｕＯを０ｍｏｌ％を超え、かつ１.０ｍｏｌ％未満含有することによって、ＣｕＯを含有しない場合に対して、最大磁束密度Ｂｍの低下を抑えながらコアロスＰｃｖを低減できることがわかる。ＣｕＯの含有量が０.８ｍｏｌ％以下のＭｎ-Ｚｎフェライト（Ｎｏ２〜５、Ｎｏ８〜１１）では、ＣｕＯを含有しないＭｎ-Ｚｎフェライト（Ｎｏ１、Ｎｏ７）に比べて、最大磁束密度Ｂｍの低下を１％以下に抑えながら、コアロスＰｃｖを低減することが可能であった。本発明の組成範囲を採用したＮｏ２〜５、Ｎｏ８〜１１のＭｎ-Ｚｎフェライトでは、いずれも４８０ｍＴ以上の最大磁束密度Ｂｍと８０℃以上のボトム温度Ｔｂが実現されている。したがって、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）ＯとＣｕＯとを所定量同時に含有することが、かかる高Ｂｍ等の特性を維持しながらコアロスＰｃｖを低減するうえで特に有効であることがわかる。

【0045】

Ｎｏ７〜１２の組成のＭｎ-Ｚｎフェライトについては、別途直方体状の焼結体試料を作製し、焼結体強度を評価した。長さ５１.５ｍｍ、幅１０.３ｍｍ、厚さ３.０ｍｍの試料を用い、スパン３０ｍｍ、荷重速度１０ｍｍ／分の条件で、三点曲げ強度を測定した。結果を表４に示す。

【0046】

【表4】

【0047】

表４に示すように、（Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５）Ｏを単独で含有するＮｏ７のＭｎ-Ｚｎフェライトの強度は６０ＭＰａと低いものとなった。これに対して、ＣｕＯを同時に含有したＭｎ-Ｚｎフェライト（Ｎｏ８〜１１）では三点曲げ強度は８０ＭＰａを超え、ＣｕＯを含まないＮｏ７のＭｎ-Ｚｎフェライトに比べて３０％以上向上した。表２に示すように、ＣｕＯを含有しても焼結体密度は４.９０×１０^３ｋｇ／ｍ^３以下のままで大きな変化を示していないことから、単純な高密度化以外の作用機序によってＭｎ-Ｚｎフェライトの強度が高められていることがわかる。

【0048】

次に、表１のＮｏ８の組成に対して、異なる量のＢｉを含有させ、Ｂｉの含有以外は上記実施例と同様にしてＭｎ-Ｚｎフェライトを作製し、評価した。Ｂｉ_２Ｏ_３換算で示したＢｉの含有量と評価結果を表５に示す。

【0049】

【表5】

【0050】

表５に示すように、Ｂｉ_２Ｏ_３の添加量が増加するにしたがい、初透磁率が増加した。表３の結果から０.０６質量部以下のＢｉ_２Ｏ_３を添加することによって、高Ｂｍ、低コアロスの特性を備えつつ、初透磁率をさらに向上できることがわかる。