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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-15
(45)【発行日】2024-08-23
(54)【発明の名称】ＭｎＺｎ系フェライト
(51)【国際特許分類】
C04B 35/38 20060101AFI20240816BHJP
C01G 49/00 20060101ALI20240816BHJP
H01F 1/34 20060101ALI20240816BHJP
【ＦＩ】
C04B35/38
C01G49/00 B
H01F1/34 140
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2024541741
(86)(22)【出願日】2024-04-18
(86)【国際出願番号】 JP2024015487
【審査請求日】2024-07-10
(31)【優先権主張番号】P 2023072693
(32)【優先日】2023-04-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】591067794
【氏名又は名称】ＪＦＥケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100165696
【弁理士】
【氏名又は名称】川原 敬祐
(72)【発明者】
【氏名】菊地 孝宏
(72)【発明者】
【氏名】高橋 幹雄
(72)【発明者】
【氏名】杉本 美秋
(72)【発明者】
【氏名】友原 達矢
【審査官】田中 永一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２２－１５６９９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１９６６３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０３０８６７０５（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ ３５／３８
Ｃ０１Ｇ ４９／００
Ｈ０１Ｆ １／３４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基本成分、副成分、及び不可避的不純物からなるＭｎＺｎ系フェライトであって、前記基本成分が、鉄、亜鉛、及びマンガンの合計をＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎＯ換算で１００ｍｏｌ％として、
鉄：Ｆｅ２Ｏ３換算で５２．５～５３．５ｍｏｌ％、
亜鉛：ＺｎＯ換算で１６．４～１８．４ｍｏｌ％、及び
マンガン：ＭｎＯ換算で残部
であり、
前記副成分が、前記基本成分に対して、
Ｓｉ：ＳｉＯ２換算で３０～１００ｍａｓｓ ｐｐｍ、
Ｃａ：ＣａＯ換算で５０～１６０ｍａｓｓ ｐｐｍ、
Ｃｏ：Ｃｏ３Ｏ４換算で１５００～３５００ｍａｓｓ ｐｐｍ、
Ｎｂ：Ｎｂ２Ｏ５換算で１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍ、及び
Ｖ：Ｖ２Ｏ５換算で１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍ
であり、
前記Ｎｂ及び前記Ｖの含有量の合計が、Ｎｂ２Ｏ５及びＶ２Ｏ５換算で２００～９００ｍａｓｓ ｐｐｍ
であるＭｎＺｎ系フェライト。
【請求項2】
－４０～８５℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が２８００以上であって、当該増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にある、請求項１に記載のＭｎＺｎ系フェライト。
【請求項3】
０～６０℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が３７００以上であり、さらに、２３～４０℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が４１００以上である、請求項２に記載のＭｎＺｎ系フェライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パルストランス等の電子部品に好適な、－４０～８５℃の温度域において、２５Ａ／ｍの直流磁界印加時にも、高い増分透磁率が得られるＭｎＺｎ系フェライトに関する。
【背景技術】
【0002】
イーサネット（登録商標）機器のトランスには、入出力端子でのインピーダンスの整合を図る、もしくは電気的絶縁を保つ等の目的から、磁心に軟磁性材料を用いたパルストランスが用いられている。このパルストランスには、－４０～８５℃という広い温度域において、直流磁界印加時に高いインダクタンス、すなわち高い増分透磁率を有することが求められている。かかる増分透磁率とは、磁場が印加された状態における磁心の透磁率（磁化のしやすさ）を示す値である。なお、文献によっては増分透磁率の代わりに実効透磁率という言葉が使用されているものもあるが、両者は同義であるから、以降は増分透磁率に統一する。
【0003】
前記軟磁性材料からなる磁心には、トロイダル形状のＭｎＺｎ系フェライトが一般に用いられている。ＭｎＺｎ系フェライトは、多くの軟磁性材料の中でも、特に、高透磁率、高インダクタンスが容易に得られる。また、ＭｎＺｎ系フェライトは、アモルファス金属等の金属磁性材料と比較して安価である等の特長を有している。
【0004】
ここで、ＭｎＺｎ系フェライトは、酸化物磁性材料であることから、温度の変動によって磁気特性が大きく変化するという特性を有するため、金属磁性材料と比較して、幅広い温度域において安定した磁気特性を得るのが難しいという、欠点を有している。
【0005】
また、パルストランスは、回線終端装置等に使用した際に、屋外に設置される場合がある。そのため、パルストランスに用いられるＭｎＺｎ系フェライトは、低温から高温までの広い温度範囲、特に－４０～８５℃の温度範囲において、高い初透磁率を有することが必要になる。
【0006】
さらに、デジタル通信機器では、搬送されるパルス電圧の正負バランスの変動によってパルストランスが磁化された状態で、直流磁界印加で稼働するような場合がある。このような直流磁界印加下でも信号変換に高い増分透磁率が必要となる。なお、このような使途では、必要なインダクタンス規格や使い方などによって印加する直流磁界の大きさは異なるが、室温において増分透磁率が高いことが求められる。また、汎用的なサイズのＭｎＺｎ系フェライトコアは、最大２５Ａ／ｍの直流磁界が印加された状態で使われることが多い。
【0007】
ここで、かような分野に用いられるＭｎＺｎ系フェライトは、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｎＯを主成分として構成され、磁気異方性定数及び磁歪定数が０となるような主成分において、高い透磁率を発現する。このため、かかるＭｎＺｎ系フェライトは、トランスやノイズフィルタ等の小型あるいは薄型の磁心として用いられている。すなわち、幅広い温度域において安定した磁気特性を得るのが難しい問題はあるものの、－４０～８５℃（或いは－４０～１００℃）の温度域において、直流磁界印加の下で高い増分透磁率を実現する方法が提案されている。
【0008】
例えば、特許文献１では、－４０～８５℃の温度域において通常よりも高い３３Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が２０００以上であるＭｎＺｎ系フェライトが提案されている。他にも、特許文献２では、－４０～１００℃の温度域で推定約２５Ａ／ｍでの直流磁界印加時の増分透磁率が２０００以上であるＭｎＺｎ系フェライトが提案されている。
【0009】
加えて、特許文献１では、高い初透磁率が得られるＭｎＺｎ系フェライトの組成（Ｆｅ２Ｏ３：５２．０～５３．０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２２．０～２３．０ｍｏｌ％、ＭｎＯ：残部）において、ＳｉＯ２とＣａＯを同時に添加すると共に、酸化鉄の原料に起因して不可避に混入してくる不純物としてのＣｒ２Ｏ３の含有量を極微量に低減することで、ＭｎＺｎ系フェライトの平均結晶粒径を適正範囲に制御し、初透磁率が１００００以上（２３℃）、増分透磁率が２０００以上（－４０～８５℃、３３Ａ／ｍの直流磁界印加時）のＭｎＺｎ系フェライトを得る方法が提案されている。
【0010】
特許文献２では、ＭｎＺｎ系フェライトの主成分組成（Ｆｅ２Ｏ３：５１．０～５２．０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：１８．５～２２．０ｍｏｌ％、ＭｎＯ：残部）において、副成分としてＴｉＯ２を０．５～１．５重量％とＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５のうち任意の数種類とを微量含有し、残留磁束密度が５０ｍＴ以下、常温での磁気バイアスが１３５ｍＴの条件（２５Ａ／ｍの直流磁界印加と推定）で、－４０～１００℃の範囲で比透磁率２１００以上、直流重畳特性の劣化が少ないＭｎＺｎ系フェライトを得る方法が提案されている。
【0011】
特許文献３では、ＭｎＣｏＺｎ系フェライトの基本組成（Ｆｅ２Ｏ３：５１．０～５３．０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：１３．０～１８．０ｍｏｌ％、ＣｏＯ：０．０４～０．６０ｍｏｌ％、ＭｎＯ：残部）において、適正量のＳｉＯ２とＣａＯを同時に添加すると共に、ＴｉＯ２を必須とし、酸化鉄の原料に起因して不可避に混入してくる不純物としてのＰ及びＢの含有量を極微量に低減することで、－４０～８５℃の全温度域において３３Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が２３００以上の値を示すＭｎＣｏＺｎ系フェライトを得る方法が提案されている。なお、特許文献３では、増分透磁率の温度特性を平坦化する効果を示すＣｏを含有するため、広い組成域において１４０～２１０℃の比較的高いキュリー温度が得られている。そのため、低温（－４０℃）や高温（８５℃）でも、比較的高い増分透磁率が得られる。
【0012】
また、特許文献４や、特許文献５には、ＴｉやＢｉを含有する組成を有するＭｎＺｎ系フェライトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【文献】特開２０１３－１６６６６３号公報
【文献】特開２００４－３１９８１１号公報
【文献】特開２００８－１４３７４５号公報
【文献】特開２０２２－１５６９９１号公報
【文献】中国特許出願公開第１６８６９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
しかしながら、特許文献１に記載の方法で得られるＭｎＺｎ系フェライトは、Ｃｏのような増分透磁率の温度特性を平坦化する副成分が含まれていない。そのため、２５Ａ／ｍというマイルドな直流磁界印加条件であっても、低温（－４０℃）や高温（８５℃）における増分透磁率が室温付近の値に比べて低くなる問題がある。また、かかる特許文献１に記載の組成域では、キュリー温度が１２０～１３０℃程度と低いため、必然的に８５℃以上の高温域における増分透磁率が低くなる問題がある。
【0015】
また、特許文献２に記載の方法で得られるＭｎＺｎ系フェライトも、Ｃｏのような増分透磁率の温度特性を平坦化する副成分を含まないため、低温（－４０℃）や高温（８５℃）における増分透磁率が室温付近の値に比べて低くなる問題がある。また、かかる特許文献２に記載の組成域でも、キュリー温度は１１０～１５０℃以下と低いため、８５℃以上の高温域における増分透磁率が低くなる問題がある。
【0016】
さらに、特許文献３に記載の発明では、ＳｉＯ２やＣａＯ、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５などの副成分を多く含むため、２５Ａ／ｍの直流磁界印加であっても、－４０～８５℃の範囲における増分透磁率は、全体的に下がったものとなると考えられる。
【0017】
ここで、これらの文献に示されるＭｎＺｎ系フェライトの－４０～８５℃の範囲で保証される増分透磁率は多くは２３００程度であり、一般的なパルストランスに使用するには、特性的に問題ないレベルにはあるものの、多数のフェライトコアを製造した場合において、特性のばらつきを考慮するとコアの合格率が低いという問題があった。コアの合格率を上げたり、銅線の巻線数を減らしたり、コアをさらに小型化する等の要求に対応するためには、より高い増分透磁率の保証が求められ、このような問題に対応するには能力不足であった。
【0018】
特許文献４や、特許文献５に記載の発明のように、Ｔｉを含有すると、直流磁界を印加した場合の増分透磁率μｄｃの温度特性が低温側にずれ、高温における増分透磁率が低下する。また、Ｂｉを含有すると、直流磁界を印加しない場合の初透磁率が上がるものの、直流磁界を印加した場合の実効透磁率μが低下する。
【0019】
本発明は、上記事情に鑑み開発されたもので、パルストランス等の電子部品に好適な、－４０～８５℃の温度域において、２５Ａ／ｍの直流磁界印加時に、より高い増分透磁率が得られるＭｎＺｎ系フェライト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】
【0020】
本発明は、－４０～８５℃の温度域において、２５Ａ／ｍでの直流磁界印加時の増分透磁率が２８００以上のＭｎＺｎ系フェライトを提案するものである。かかる増分透磁率は、広い温度範囲内で高くする必要があり、特に－４０℃近傍と８５℃近傍において増分透磁率が低下しやすい。そこで本発明では、－４０℃近傍と８５℃近傍において増分透磁率を２８００以上とする。さらに、当該増分透磁率の極大値をとる温度は１０～５０℃の範囲とすることが好ましい。また、ＭｎＺｎ系フェライトは、０～６０℃程度の温度範囲において３７００以上、２３～４０℃の温度範囲において４１００以上の増分透磁率を有することが好ましい。なお、本発明において、初透磁率や増分透磁率の値は、すべて真空の透磁率μｏとの比（比透磁率）で表すこととする。
【0021】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
［１］基本成分、副成分、及び不可避的不純物からなるＭｎＺｎ系フェライトであって、前記基本成分が、鉄、亜鉛、及びマンガンの合計をＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎＯ換算で１００ｍｏｌ％として、鉄：Ｆｅ２Ｏ３換算で５２．５～５３．５ｍｏｌ％、亜鉛：ＺｎＯ換算で１６．４～１８．４ｍｏｌ％、及びマンガン：ＭｎＯ換算で残部であり、前記副成分が、前記基本成分に対して、Ｓｉ：ＳｉＯ２換算で３０～１００ｍａｓｓ ｐｐｍ、Ｃａ：ＣａＯ換算で５０～１６０ｍａｓｓ ｐｐｍ、Ｃo：Ｃｏ３Ｏ４換算で１５００～３５００ｍａｓｓ ｐｐｍ、Ｎｂ：Ｎｂ２Ｏ５換算で１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍ、及びＶ：Ｖ２Ｏ５換算で１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍであり、前記Ｎｂ及び前記Ｖの含有量の合計が、Ｎｂ２Ｏ５及びＶ２Ｏ５換算で２００～９００ｍａｓｓ ｐｐｍであるＭｎＺｎ系フェライト。
［１］基本成分、副成分、及び不可避的不純物からなるＭｎＺｎ系フェライトであって、前記基本成分が、鉄、亜鉛、及びマンガンの合計をＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎＯ換算で１００ｍｏｌ％として、鉄：Ｆｅ２Ｏ３換算で５２．５～５３．５ｍｏｌ％、亜鉛：ＺｎＯ換算で１６．４～１８．４ｍｏｌ％、及びマンガン：ＭｎＯ換算で残部であり、前記副成分が、前記基本成分に対して、Ｓｉ：ＳｉＯ２換算で３０～１００ｍａｓｓ ｐｐｍ、Ｃａ：ＣａＯ換算で５０～１６０ｍａｓｓ ｐｐｍ、Ｃo：Ｃｏ３Ｏ４換算で１５００～３５００ｍａｓｓ ｐｐｍ、Ｎｂ：Ｎｂ２Ｏ５換算で１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍ、及びＶ：Ｖ２Ｏ５換算で１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍであり、前記Ｎｂ及び前記Ｖの含有量の合計が、Ｎｂ２Ｏ５及びＶ２Ｏ５換算で２００～９００ｍａｓｓ ｐｐｍであるＭｎＺｎ系フェライト。
【0022】
［２］－４０～８５℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が２８００以上であって、当該増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にある、上記［１］に記載のＭｎＺｎ系フェライト。
【0023】
［３］０～６０℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が３７００以上であり、さらに、２３～４０℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が４１００以上である、上記［２］に記載のＭｎＺｎ系フェライト。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、２５Ａ／ｍの直流磁界印加時に、－４０～８５℃の温度域において、－４０℃近傍と８５℃近傍において増分透磁率が２８００以上と高いＭｎＺｎ系フェライトが得られる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】各測定温度における増分透磁率（μｄｃ）へのＦｅ２Ｏ３含有量の影響を表すグラフである。
【図2】各測定温度における増分透磁率（μｄｃ）へのＺｎＯ含有量の影響を表すグラフである。
【図3】各測定温度における増分透磁率（μｄｃ）へのＳｉＯ２含有量の影響を表すグラフである。
【図4】各測定温度における増分透磁率（μｄｃ）へのＣａＯ含有量の影響を表すグラフである。
【図5】各測定温度における増分透磁率（μｄｃ）へのＣｏ３Ｏ４含有量の影響を表すグラフである。
【図6】各測定温度における増分透磁率（μｄｃ）へのＮｂ２Ｏ５含有量及びＶ２Ｏ５含有量の影響を表すグラフである。
【図7】比較例１３、比較例１４、及び比較例１５の、各測定温度における増分透磁率（μｄｃ）の値を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。
【0027】
（ＭｎＺｎ系フェライト）
ＭｎＺｎ系フェライトは、基本成分、副成分、及び不可避的不純物からなる。かかる基本成分は鉄、亜鉛、及びマンガンからなり、これらは酸化物として存在している。なお、以下のｍｏｌ％は基本成分の組成比である。
ＭｎＺｎ系フェライトは、基本成分、副成分、及び不可避的不純物からなる。かかる基本成分は鉄、亜鉛、及びマンガンからなり、これらは酸化物として存在している。なお、以下のｍｏｌ％は基本成分の組成比である。
【0028】
［増分透磁率］
まずは、増分透磁率の観点から、各成分について説明する。
まずは、増分透磁率の観点から、各成分について説明する。
【0029】
本発明では、鉄を、Ｆｅ２Ｏ３換算で５２．５～５３．５ｍｏｌ％の範囲で含有する。かかる鉄の含有量は、Ｆｅ２Ｏ３換算で、好ましくは５２．６ｍｏｌ％以上、より好ましくは５２．７ｍｏｌ％以上である。一方、鉄の含有量は、Ｆｅ２Ｏ３換算で、好ましくは５３．３ｍｏｌ％以下、より好ましくは５３．１ｍｏｌ％以下である。本発明において、鉄の含有量をＦｅ２Ｏ３換算で５２．５～５３．５ｍｏｌ％とするのは以下の理由による。すなわち、鉄の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で５３．０ｍｏｌ％付近である場合に、磁歪定数λ＝０となり、２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が最も高くなるためである。一方、鉄の含有量が、Ｆｅ２Ｏ３換算で、５２．５ｍｏｌ％未満の場合、または５３．５ｍｏｌ％を超える場合は、増分透磁率が大きく低下する。また、鉄の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で５３．０ｍｏｌ％から外れるほど、印加磁場によりコアが伸び縮みして変形することでコア自体に応力がかかり、磁壁移動が阻害され、増分透磁率が大きく低下する。
【0030】
ＭｎＺｎ系フェライトは、鉄と亜鉛の比率によって、キュリー温度やセカンダリーピークが変化することが知られている。本発明において、亜鉛は、ＺｎＯ換算で１６．４～１８．４ｍｏｌ％含有する。また、亜鉛の含有量は、ＺｎＯ換算で、好ましくは１６．５ｍｏｌ％以上であって、より好ましくは１６．６ｍｏｌ％以上である。一方、亜鉛の含有量は、ＺｎＯ換算で、好ましくは１８．３ｍｏｌ％以下であって、より好ましくは１８．２ｍｏｌ％以下である。かように亜鉛の含有量をＺｎＯ換算で１６．４～１８．４ｍｏｌ％の範囲とするのは、この範囲でのキュリー温度がおよそ１６０～１９０℃となり、高温（８５℃）においても良好な増分透磁率が得られるためである。加えて、亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１６．４ｍｏｌ％を下回ると、キュリー温度は高くなるものの、初透磁率自体が低下するため直流磁界印加時の増分透磁率も低下するためである。一方、亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１８．４ｍｏｌ％を上回ると、キュリー温度が低下するため、高温（８５℃）における増分透磁率が低下するからである。
【0031】
マンガンは、基本成分の残部である。マンガンは、ＭｎＯ換算で２８．０～３１．０ｍｏｌ％の範囲で含有するのが好ましい。また、マンガンの含有量は、ＭｎＯ換算で、２８．５ｍｏｌ％以上がより好ましく、３０．７ｍｏｌ％以下がより好ましい。
【0032】
すなわち、ＭｎＺｎ系フェライトの基本成分は、鉄、亜鉛、及びマンガンの合計をＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎＯ換算で１００ｍｏｌ％とする。
【0033】
次に、副成分について説明する。本発明のＭｎＺｎ系フェライトは、上記の基本成分の他にも、副成分としてＳｉ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｎｂ、及びＶを含有し、これらからなることが好ましい。これらはそれぞれＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｎｂ２Ｏ５、及びＶ２Ｏ５等の酸化物として存在する。なお、副成分の含有量は基本成分に対するｍａｓｓ ｐｐｍで示す。
【0034】
Ｓｉ及びＣａは、共に結晶粒界の生成を促して結晶粒成長を抑制し、比抵抗を高める働きがある元素である。適量のＳｉ及びＣａを含有することにより、－４０～８５℃の広い温度域全体に亘って初透磁率の低下を抑えると共に、直流磁界印加時に、低温域と高温域における増分透磁率を高めることで、－４０～８５℃の広い温度域に亘って高い増分透磁率を得ることができる。
【0035】
Ｓｉは、ＳｉＯ２換算で３０～１００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲で含有することが肝要であり、好ましくは４０ｍａｓｓ ｐｐｍ以上含有し、好ましくは９５ｍａｓｓ ｐｐｍ以下含有する。また、Ｃａは、ＣａＯ換算で５０～１６０ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲で含有することが肝要であり、好ましくは９０ｍａｓｓ ｐｐｍ以上含有し、好ましくは１５０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下含有する。ＳｉがＳｉＯ２換算で３０ｍａｓｓ ｐｐｍ未満である場合や、ＣａがＣａＯ換算で５０ｍａｓｓ ｐｐｍよりも少ない場合は、低温域と高温域における増分透磁率が低下し、－４０～８５℃の広い温度域で２８００以上の増分透磁率を得ることができない。一方、ＳｉがＳｉＯ２換算で１００ｍａｓｓ ｐｐｍよりも多い場合や、ＣａがＣａＯ換算で１６０ｍａｓｓ ｐｐｍよりも多い場合は、初透磁率が大きく低下するため、それに伴い増分透磁率も大幅に低下し、－４０～８５℃の広い温度域で２８００以上の増分透磁率を得ることができない。
【0036】
Ｃｏは、ＭｎＺｎ系フェライトの磁気特性の温度依存性を改善するのに有効な成分である。適量のＣｏを含有させることにより、直流磁界印加時の増分透磁率の温度に対する変化が小さくなり、低温域と高温域の増分透磁率が向上する。ところが、Ｃｏには、透磁率の温度依存性を低温側にずらす働きもある。そのため、Ｃｏ含有量が少なすぎたり多すぎたりすると、低温域と高温域との透磁率のバランスが崩れ、低温域あるいは高温域における増分透磁率が低下し、－４０～８５℃の広い温度域で高い増分透磁率を得ることができなくなる。
【0037】
Ｃｏは、Ｃｏ３Ｏ４換算で１５００～３５００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲で含有することが肝要である。また、Ｃｏは、Ｃｏ３Ｏ４換算で、好ましくは１８００ｍａｓｓ ｐｐｍ以上含有し、より好ましくは２０００ｍａｓｓ ｐｐｍ以上含有する。一方、Ｃｏは、Ｃｏ３Ｏ４換算で、好ましくは３０００ｍａｓｓ ｐｐｍ以下含有し、より好ましくは２９００ｍａｓｓ ｐｐｍ以下含有する。ＣｏがＣｏ３Ｏ４換算で１５００ｍａｓｓ ｐｐｍより少ない場合は、増分透磁率の温度特性の極大点が高温側にずれ、高温での増分透磁率はよくなるものの、低温での特性が悪くなり、－４０～８５℃の広い温度域に亘って２８００以上の増分透磁率を得ることができなくなる。一方、ＣｏがＣｏ３Ｏ４換算で３５００ｍａｓｓ ｐｐｍより多い場合は、増分透磁率の温度特性の極大点が低温側にずれ、増分透磁率の低温特性はよくなるものの、高温特性が悪くなり、－４０～８５℃の広い温度域に亘って２８００以上の増分透磁率を得ることができなくなる。
【0038】
Ｎｂ及びＶは、共存することにより粗大な結晶粒の生成を抑制し、微細で均一な結晶粒を得て、比抵抗を高める効果がある元素である。適量のＮｂ及びＶを含有することで、直流磁界印加時の増分透磁率を高めることができる。
【0039】
Ｎｂは、Ｎｂ２Ｏ５換算で１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲で含有することが肝要であり、好ましくは２００ｍａｓｓ ｐｐｍ以上含有し、好ましくは５７５ｍａｓｓ ｐｐｍ以下含有する。また、Ｖは、Ｖ２Ｏ５換算で１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲で含有することが肝要であり、好ましくは２００ｍａｓｓ ｐｐｍ以上含有し、好ましくは４００ｍａｓｓ ｐｐｍ以下含有する。
【0040】
さらに、ＭｎＺｎ系フェライト中のＮｂ及びＶの含有量の合計は、Ｎｂ２Ｏ５及びＶ２Ｏ５換算で２００～９００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲とすることが肝要である。Ｎｂ及びＶの含有量の合計は、Ｎｂ２Ｏ５及びＶ２Ｏ５換算で、好ましくは２５０ｍａｓｓ ｐｐｍ以上であり、好ましくは７５０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下である。
【0041】
ＮｂがＮｂ２Ｏ５換算で１００ｍａｓｓ ｐｐｍよりも少ない場合、ＶがＶ２Ｏ５換算で１００ｍａｓｓ ｐｐｍよりも少ない場合、又はＮｂ及びＶの含有量の合計が２００ｍａｓｓ ｐｐｍよりも少ない場合は、いずれの場合も粗大な結晶粒の生成抑制が十分ではなく、比抵抗も低いため、直流磁界印加時の増分透磁率も低下する。一方、ＮｂがＮｂ２Ｏ５換算で６００ｍａｓｓ ｐｐｍよりも多い場合、ＶがＶ２Ｏ５換算で６００ｍａｓｓ ｐｐｍよりも多い場合、又はＮｂ及びＶの含有量の合計が９００ｍａｓｓ ｐｐｍよりも多い場合は、いずれの場合も結晶粒が微細化して比抵抗も高くなるため、磁壁が動きにくくなり、初透磁率が低下する。それに伴い、直流磁界印加時の増分透磁率も低下する。
【0042】
［異常粒成長による不良率］
次に、異常粒成長による不良率の観点から、各成分について説明する。一般的に、ＭｎＺｎ系フェライトに添加されるＳｉ又はＣａなどの副成分は、特性だけではなく、結晶粒の形成にも大きく影響する。副成分を適量含有する場合には、副成分が粒界に偏析することで、結晶粒の粗大化を抑制して結晶組織を均一化し、比抵抗を高める働きがある。しかし、副成分には焼結を促進させる効果もあるので、副成分を過剰に含有する場合には、異常粒成長が起こりやすくなり、結晶粒の粗大化を招く。粗大な異常粒が生成すると、比抵抗が低下し、特に低温域及び高温域における増分透磁率も低下するという問題がある。このように、一定サイズ以上の異常粒が生成したフェライトコアは、外観や特性に問題があるため、不良品として扱われる。なお、焼結コアの表面に存在する異常粒は、健全なフェライト焼結コアの色とは異なるため、目視により判別することが可能である。
次に、異常粒成長による不良率の観点から、各成分について説明する。一般的に、ＭｎＺｎ系フェライトに添加されるＳｉ又はＣａなどの副成分は、特性だけではなく、結晶粒の形成にも大きく影響する。副成分を適量含有する場合には、副成分が粒界に偏析することで、結晶粒の粗大化を抑制して結晶組織を均一化し、比抵抗を高める働きがある。しかし、副成分には焼結を促進させる効果もあるので、副成分を過剰に含有する場合には、異常粒成長が起こりやすくなり、結晶粒の粗大化を招く。粗大な異常粒が生成すると、比抵抗が低下し、特に低温域及び高温域における増分透磁率も低下するという問題がある。このように、一定サイズ以上の異常粒が生成したフェライトコアは、外観や特性に問題があるため、不良品として扱われる。なお、焼結コアの表面に存在する異常粒は、健全なフェライト焼結コアの色とは異なるため、目視により判別することが可能である。
【0043】
一方、ＭｎＺｎ系フェライトのＳｉ及びＣａの含有量が少ない場合には、異常粒の発生が抑えられるため、異常粒成長による不良率は低くなる傾向がある。また、Ｓｉ又はＣａほど影響は大きくはないが、ＭｎＺｎ系フェライトがＮｂ、Ｖ、Ｔｉ、又はＢｉなどを過剰に含有する場合にも、異常粒成長は起こりやすくなる。したがって、フェライト焼結コア表面の異常粒成長による不良率を低下させるには、異常粒の生成に寄与が大きい副成分の含有量を少なくすることが重要である。
【0044】
本発明においては、初透磁率μｉが高くなるように、基本成分並びにＳｉ及びＣａなどの副成分の含有量を適切に選定しているため、基本的に異常粒の発生が少なく、フェライトコアの異常粒成長による不良率も低いという特長がある。すなわち、ＳｉをＳｉＯ２換算で３０～１００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲、及びＣａをＣａＯ換算で５０～１６０ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲で含有する場合は、異常粒の発生が抑えられ、フェライトコアの不良率は低くなる。逆に、ＳｉがＳｉＯ２換算で１００ｍａｓｓ ｐｐｍを超える場合、又はＣａがＣａＯ換算で１６０ｍａｓｓ ｐｐｍを超える場合は、異常粒の生成が増え、フェライトコアの異常粒成長による不良率が高くなる傾向がある。
【0045】
同様に、Ｎｂ又はＶの含有量が、Ｎｂ２Ｏ５換算値とＶ２Ｏ５換算値の合計で９００ｍａｓｓ ｐｐｍを超える場合、フェライトコアの異常粒成長による不良率が高くなる。したがって、Ｎｂ又はＶの含有量は、Ｎｂ２Ｏ５換算値とＶ２Ｏ５換算値の合計で９００ｍａｓｓ ｐｐｍ以下とすることが好ましい。一方、Ｎｂ又はＶの含有量は、Ｎｂ２Ｏ５換算値とＶ２Ｏ５換算値の合計で２００ｍａｓｓ ｐｐｍ以上とすることが好ましい。
【0046】
［工程能力指数Ｃｐｋ］
次に、工程能力指数Ｃｐｋの観点から、各成分について説明する。本発明の一実施形態に係るＭｎＺｎ系フェライトは、Ｓｉ又はＣａなどの副成分の含有量が少ないため、－４０～８５℃の温度域においては、－４０℃又は８５℃のいずれかの温度で増分透磁率が最も低い値となる。本ＭｎＺｎ系フェライトは、当該温度において、Ｓｉ又はＣａなどの含有量が多いフェライトよりも、増分透磁率のばらつきが小さくなるという特長がある。そのため、本ＭｎＺｎ系フェライトは、ばらつきを考慮した増分透磁率の下限規格に対する余裕も良好となる。したがって、増分透磁率の下限規格を下回る不良の発生率の観点からも、Ｓｉ又はＣａなどの副成分の含有量が少ないことが好ましい。すなわち、Ｓｉ又はＣａなどの副成分の含有量が少ないＭｎＺｎ系フェライトは、高い工程能力指数Ｃｐｋが得られる。なお、一般にＣｐｋは１．３３以上であることが好ましい。
次に、工程能力指数Ｃｐｋの観点から、各成分について説明する。本発明の一実施形態に係るＭｎＺｎ系フェライトは、Ｓｉ又はＣａなどの副成分の含有量が少ないため、－４０～８５℃の温度域においては、－４０℃又は８５℃のいずれかの温度で増分透磁率が最も低い値となる。本ＭｎＺｎ系フェライトは、当該温度において、Ｓｉ又はＣａなどの含有量が多いフェライトよりも、増分透磁率のばらつきが小さくなるという特長がある。そのため、本ＭｎＺｎ系フェライトは、ばらつきを考慮した増分透磁率の下限規格に対する余裕も良好となる。したがって、増分透磁率の下限規格を下回る不良の発生率の観点からも、Ｓｉ又はＣａなどの副成分の含有量が少ないことが好ましい。すなわち、Ｓｉ又はＣａなどの副成分の含有量が少ないＭｎＺｎ系フェライトは、高い工程能力指数Ｃｐｋが得られる。なお、一般にＣｐｋは１．３３以上であることが好ましい。
【0047】
したがって、高い工程能力指数Ｃｐｋを得る観点から、ＭｎＺｎ系フェライトのＳｉ及びＣａの含有量の合計は、ＳｉＯ２及びＣａＯ換算で、２６０ｍａｓｓ ｐｐｍ以下とすることが好ましい。一方、ＭｎＺｎ系フェライトのＳｉ及びＣａの含有量の合計は、ＳｉＯ２及びＣａＯ換算で、８０ｍａｓｓ ｐｐｍ以上とすることができる。
【0048】
本発明のＭｎＺｎ系フェライトには、Ｐ、Ｂ、Ｓ、Ｃｌ等の不可避的不純物が含まれていてもよい。かかる不可避的不純物の含有量は合計で５００ｍａｓｓ ｐｐｍ以下に抑制する。
【0049】
（ＭｎＺｎ系フェライトの製造方法）
次に、本発明に係るＭｎＺｎ系フェライトの製造方法について説明する。
本発明のＭｎＺｎ系フェライトの製造方法については、公知の一般的な製造方法を用いることができる。一般的な製造方法とは、次の通りである。
次に、本発明に係るＭｎＺｎ系フェライトの製造方法について説明する。
本発明のＭｎＺｎ系フェライトの製造方法については、公知の一般的な製造方法を用いることができる。一般的な製造方法とは、次の通りである。
【0050】
まず、基本成分であるＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎ３Ｏ４（組成比はＭｎ３Ｏ４ではなくＭｎＯに換算して扱う）の粉末原料を本発明で規定した量を満足するように秤量し、アトライターやボールミルで混合して混合粉を得る。混合方法は、乾式法または湿式法のいずれでも構わない。
【0051】
次いで、混合粉を８００～１０００℃の範囲に加熱して仮焼し、仮焼粉を得る。次いで、かかる仮焼粉を、アトライターやボールミルを用いて、湿式粉砕を行い、粉砕粒径が０．８～１．６μｍ程度になるまで粉砕する。その際、本発明で規定した量を満足する量の副成分を加えて粉砕する。この粉砕作業においては、副成分の濃度に偏りがないように、均質化する必要がある。
【0052】
上記湿式粉砕にて得られたスラリーに、ポリビニルアルコール等の有機物バインダーを添加し、スプレードライヤーなどを用いて造粒することで造粒粉を得る。さらに、かかる造粒粉を、所定の形状の金型に充填して、成形を行い、成形体を得る。かくして得られた成形体を焼成することで、本発明に従うＭｎＺｎ系フェライトのコアが得られる。
【0053】
本発明によって得られるＭｎＺｎ系フェライトは、－４０～８５℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が２８００以上である。さらに、当該増分透磁率の極大値をとる温度が１０～５０℃の範囲にあることが好ましい。さらに、０～６０℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が３７００以上であり、かつ２３～４０℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が４１００以上の高い特性を有することが好ましい。また、ＭｎＺｎ系フェライトは増分透磁率が２８００以上と高いので、量産する際においては、今まで特性未達で不合格となっていた製品が減り、歩留まりアップとなる効果が得られる。
【0054】
また、本発明のＭｎＺｎ系フェライトのコアの、－４０～８５℃の温度範囲における、２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率は、極大値を示す上に凸の曲線となる。ここで、増分透磁率が極大値を示す温度は、初透磁率のセカンダリーピークを示す温度とは異なる。Ｃｏ３Ｏ４などの副成分を適正量添加し、極大値を示す温度が適切であれば、低温（－４０℃近傍）と高温（８５℃近傍）の増分透磁率のバランスがとれ、前述した高い増分透磁率を安定して得られる。すなわち、本発明では、適切な基本成分と副成分の含有によって、増分透磁率の極大値を示す温度を適正範囲（１０～５０℃の範囲）にするのが肝要である。増分透磁率の極大値を示す温度は、好ましくは１５℃以上、好ましくは４５℃以下である。
【実施例】
【0055】
［増分透磁率］
まず、基本成分及び副成分が増分透磁率に与える影響を調査した。ＭｎＺｎ系フェライトの基本成分であるＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎ３Ｏ４（配合比はＭｎＯに換算して扱う）を表１から表３に示す組成比となるように各原料粉末を秤量した。いずれも高純度の原料粉を用いた。
まず、基本成分及び副成分が増分透磁率に与える影響を調査した。ＭｎＺｎ系フェライトの基本成分であるＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎ３Ｏ４（配合比はＭｎＯに換算して扱う）を表１から表３に示す組成比となるように各原料粉末を秤量した。いずれも高純度の原料粉を用いた。
【0056】
ここで、比較例１３は特許文献４の実施例１１、比較例１４は特許文献５の実施例１、比較例１５は特許文献５の実施例２にそれぞれ相当する成分とした。すなわち、Ｆｅ２Ｏ３及びＺｎＯは各特許文献に記載の組成比とし、残部であるＭｎＯは基本成分の合計が１００ｍｏｌ％となるように適宜調整した。
【0057】
これらの原料粉を、ボールミルで１６時間の混合・粉砕を行い、その後、大気中で９２５℃×３時間の条件の仮焼を行い、仮焼粉を得た。次いで、この仮焼粉にＳｉＯ２、ＣａＣＯ３、Ｃｏ３Ｏ４、Ｎｂ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、ＴｉＯ２、及びＢｉ２Ｏ５を表１から表３に示す組成比となるようにそれぞれ添加し、ボールミルで１２時間の粉砕を行い、粉砕粉を得た。次いで、かかる粉砕粉にポリビニルアルコールを加えて造粒し、１１８ＭＰａの圧力を加えてトロイダルコアを成形し成形体とした。その後、この成形体を焼成炉に装入して、最高温度：１３５０℃で焼成し、外径：３０．５ｍｍ×内径：１９ｍｍ×高さ：６．５ｍｍの焼結体試料を得た。なお、Ｐ、Ｂ、Ｓ、Ｃｌ、及びその他の不可避的不純物の含有量は、ＪＩＳ Ｋ０１０２（ＩＣＰ質量分析法）に従って定量し、５００ｍａｓｓ ｐｐｍ以下であることを確認した。このようにして得た各試料に、２０ターンの巻線を施し、プレシジョンＬＣＲメータＥ４９８０Ａ（キーサイトテクノロジー製）を用いて、初透磁率及び増分透磁率を求めた。初透磁率は、２３℃、１００ｋＨｚで、直流磁界を重畳せずに測定した。また、増分透磁率の温度特性は、２５Ａ／ｍの直流磁界を重畳した状態で、周波数：１００ｋＨｚで、－４０℃、０℃、２３℃、４０℃、６０℃、及び８５℃の各温度でそれぞれ測定した。結果を表１～３及び図１～７に示す。なお、図中の実線は増分透磁率（μｄｃ）が２８００である場合を示す線である。
【0058】
【表1】
【0059】
【表2】
【0060】
【表3】
【0061】
＜基本成分＞
表１及び図１、２に示した通り、発明例１～８、比較例１～４の結果から、基本成分であるＦｅ２Ｏ３が５２．５～５３．５ｍｏｌ％の範囲、かつＺｎＯが１６．４～１８．４ｍｏｌ％の範囲であれば、２５Ａ／ｍの直流磁界を印加した際に、－４０～８５℃の温度範囲で増加透磁率：２８００以上が得られ、増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にあることがわかる。また、発明例１～８においては、０～６０℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が３７００以上であって、かつ２３～４０℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が４１００以上であることも併せてわかる。
表１及び図１、２に示した通り、発明例１～８、比較例１～４の結果から、基本成分であるＦｅ２Ｏ３が５２．５～５３．５ｍｏｌ％の範囲、かつＺｎＯが１６．４～１８．４ｍｏｌ％の範囲であれば、２５Ａ／ｍの直流磁界を印加した際に、－４０～８５℃の温度範囲で増加透磁率：２８００以上が得られ、増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にあることがわかる。また、発明例１～８においては、０～６０℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が３７００以上であって、かつ２３～４０℃の温度範囲における２５Ａ／ｍの直流磁界印加時の増分透磁率が４１００以上であることも併せてわかる。
【0062】
＜副成分ＳｉＯ２＞
表２及び図３に示した通り、発明例９～１１、比較例５～６の結果から、副成分であるＳｉＯ２が３０～１００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲であれば、２５Ａ／ｍの直流磁界を印加した際に、－４０～８５℃の温度範囲で増加透磁率：２８００以上が得られ、増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にあることがわかる。
表２及び図３に示した通り、発明例９～１１、比較例５～６の結果から、副成分であるＳｉＯ２が３０～１００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲であれば、２５Ａ／ｍの直流磁界を印加した際に、－４０～８５℃の温度範囲で増加透磁率：２８００以上が得られ、増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にあることがわかる。
【0063】
＜副成分ＣａＯ＞
表２及び図４に示した通り、発明例１２～１５、比較例７～８の結果から、副成分であるＣａＯが５０～１６０ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲であれば、２５Ａ／ｍの直流磁界を印加した際に、－４０～８５℃の温度範囲で増加透磁率：２８００以上が得られ、増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にあることがわかる。
表２及び図４に示した通り、発明例１２～１５、比較例７～８の結果から、副成分であるＣａＯが５０～１６０ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲であれば、２５Ａ／ｍの直流磁界を印加した際に、－４０～８５℃の温度範囲で増加透磁率：２８００以上が得られ、増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にあることがわかる。
【0064】
＜副成分Ｃｏ３Ｏ４＞
表２及び図５に示した通り、発明例１６～２０、比較例９～１０の結果から、副成分であるＣｏ３Ｏ４が１５００～３５００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲の範囲であれば、２５Ａ／ｍの直流磁界を印加した際に、－４０～８５℃の温度範囲で増加透磁率：２８００以上が得られ、特に発明例１７～２０は増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にあることがわかる。
表２及び図５に示した通り、発明例１６～２０、比較例９～１０の結果から、副成分であるＣｏ３Ｏ４が１５００～３５００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲の範囲であれば、２５Ａ／ｍの直流磁界を印加した際に、－４０～８５℃の温度範囲で増加透磁率：２８００以上が得られ、特に発明例１７～２０は増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にあることがわかる。
【0065】
＜副成分Ｎｂ２Ｏ５及びＶ２Ｏ５＞
表２及び図６に示した通り、発明例２１～２４、比較例１１～１２の結果から、副成分であるＮｂ２Ｏ５及びＶ２Ｏ５がいずれも１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲にあり、かつＮｂ２Ｏ５とＶ２Ｏ５の合計が２００～９００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲であれば、２５Ａ／ｍの直流磁界を印加した際に、－４０～８５℃の温度範囲で増加透磁率：２８００以上が得られ、増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にあることがわかる。
表２及び図６に示した通り、発明例２１～２４、比較例１１～１２の結果から、副成分であるＮｂ２Ｏ５及びＶ２Ｏ５がいずれも１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲にあり、かつＮｂ２Ｏ５とＶ２Ｏ５の合計が２００～９００ｍａｓｓ ｐｐｍの範囲であれば、２５Ａ／ｍの直流磁界を印加した際に、－４０～８５℃の温度範囲で増加透磁率：２８００以上が得られ、増分透磁率の極大値を示す温度が１０～５０℃の範囲にあることがわかる。
【0066】
＜特許文献４に相当する場合：比較例１３＞
表３及び図７に示した通り、比較例１３（特許文献４の実施例１１に相当）では、温度特性曲線が低温側にずれ、高温域での増分透磁率が２８００未満であり、－４０～８５℃の温度範囲において２８００以上が得られないことがわかる。
表３及び図７に示した通り、比較例１３（特許文献４の実施例１１に相当）では、温度特性曲線が低温側にずれ、高温域での増分透磁率が２８００未満であり、－４０～８５℃の温度範囲において２８００以上が得られないことがわかる。
【0067】
＜特許文献５に相当する場合：比較例１４、比較例１５＞
表３及び図７に示した通り、比較例１４（特許文献５の実施例１に相当）及び比較例１５（特許文献５の実施例２に相当）では、温度特性曲線が高温側にずれ、低温域での増分透磁率が２８００未満であり、－４０～８５℃の温度範囲において増分透磁率２８００以上が得られないことがわかる。さらに、Ｃｏが添加されていないため、増分透磁率の変化率が大きいことがわかる。
表３及び図７に示した通り、比較例１４（特許文献５の実施例１に相当）及び比較例１５（特許文献５の実施例２に相当）では、温度特性曲線が高温側にずれ、低温域での増分透磁率が２８００未満であり、－４０～８５℃の温度範囲において増分透磁率２８００以上が得られないことがわかる。さらに、Ｃｏが添加されていないため、増分透磁率の変化率が大きいことがわかる。
【0068】
［異常粒成長による不良率］
次に、異常粒成長による不良率について調査した。表４に示す発明例３、１１、１５、比較例６、８、及び１３～１８について、上述した方法と同様にしてフェライト粉砕粉を作製し、かかる粉砕粉にポリビニルアルコールを加えて造粒し、１１８ＭＰａの圧力を加えてトロイダルコアを成形し成形体とした。その後、成形体を匣鉢に入れて焼成炉に装入して、最高温度１３５０℃で焼成し、外径：６．０ｍｍ×内径：３．０ｍｍ×高さ：４．０ｍｍの焼結体試料（コア）を得た。得られた焼結体試料について、上述した方法で初透磁率及び増分透磁率を求めた。さらに、焼結体試料を１００個作製し、試料表面に０．５ｍｍ以上の異常粒がある焼結体試料の数を目視で調べ、不良率を求めた。結果を表４に示す。
次に、異常粒成長による不良率について調査した。表４に示す発明例３、１１、１５、比較例６、８、及び１３～１８について、上述した方法と同様にしてフェライト粉砕粉を作製し、かかる粉砕粉にポリビニルアルコールを加えて造粒し、１１８ＭＰａの圧力を加えてトロイダルコアを成形し成形体とした。その後、成形体を匣鉢に入れて焼成炉に装入して、最高温度１３５０℃で焼成し、外径：６．０ｍｍ×内径：３．０ｍｍ×高さ：４．０ｍｍの焼結体試料（コア）を得た。得られた焼結体試料について、上述した方法で初透磁率及び増分透磁率を求めた。さらに、焼結体試料を１００個作製し、試料表面に０．５ｍｍ以上の異常粒がある焼結体試料の数を目視で調べ、不良率を求めた。結果を表４に示す。
【0069】
ここで、比較例１６は特許文献１の実施例７と同等の成分、比較例１７は特許文献２の適合例１と同等の成分、比較例１８は特許文献３の試料番号１－５（発明例）と同等の成分とした。
【0070】
【表4】
【0071】
表４に示した通り、発明例３、１１、及び１５では、本発明の基本成分と副成分からなる条件のフェライト粉を用いてコアを作製しており、－４０～８５℃の温度範囲において増分透磁率２８００以上が得られた。さらに、異常粒があるコアは発生せず、異常粒成長による不良率が低いことがわかる。
【0072】
表４に示した通り、比較例６、８、及び１３～１７では、－４０～８５℃の温度範囲において増分透磁率２８００以上を得ることができず、また、本発明例よりも異常粒成長による不良率が高かった。また、比較例１８では、－４０～８５℃の温度範囲において増分透磁率２８００以上を得ることができたが、異常粒成長が起こったため不良となるコアが存在し、本発明例よりも異常粒成長による不良率が高かった。
【0073】
［工程能力指数Ｃｐｋ］
次に、本発明の工程能力指数Ｃｐｋについて調査した。－４０℃における増分透磁率がほぼ同等である、発明例１５及び比較例１８において、上述した方法で焼結体試料（コア）を１００個作製した。各コアの増分透磁率を測定し、増分透磁率が最も低い値を示す－４０℃における増分透磁率の標準偏差σを求めた。そして、－４０℃における増分透磁率の下限規格を２７００（片側規格）として、偏りを考慮した工程能力指数Ｃｐｋを、以下の式（１）から算出した。結果を表５に示す。
Ｃｐｋ＝（平均値－下限規格）／３σ ・・・（１）
次に、本発明の工程能力指数Ｃｐｋについて調査した。－４０℃における増分透磁率がほぼ同等である、発明例１５及び比較例１８において、上述した方法で焼結体試料（コア）を１００個作製した。各コアの増分透磁率を測定し、増分透磁率が最も低い値を示す－４０℃における増分透磁率の標準偏差σを求めた。そして、－４０℃における増分透磁率の下限規格を２７００（片側規格）として、偏りを考慮した工程能力指数Ｃｐｋを、以下の式（１）から算出した。結果を表５に示す。
Ｃｐｋ＝（平均値－下限規格）／３σ ・・・（１）
【0074】
【表5】
【0075】
表５に示すように、Ｓｉ又はＣａなどの含有量が少ない発明例１５は、Ｃｐｋが１．３５と高いのに対し、Ｃａの含有量が多い比較例１８は、Ｃｐｋが０．８２と小さかった。この結果から、発明例１５の方が、比較例１８に比べてＣｐｋが大きく、増分透磁率の規格下限に対して余裕があることがわかる。このことから、Ｓｉ又はＣａなどの含有量が少ない本発明の方が、特許文献３の発明例の条件よりも、増分透磁率の不良率が低くなり、より好ましいことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0076】
本発明により、－４０～８５℃の温度域において、パルストランス等の電子部品に好適な、２５Ａ／ｍの直流磁界印加時にも、高い増分透磁率を示すＭｎＺｎ系フェライトを得ることができる。これにより、フェライトコアの小型化や銅線の巻線数を減らすことが可能になる。
【要約】
パルストランス等の電子部品に好適な、－４０～８５℃の温度域において、２５Ａ／ｍの直流磁界印加時に、より高い増分透磁率が得られるＭｎＺｎ系フェライトを提供する。本発明のＭｎＺｎ系フェライトは、基本成分、副成分、及び不可避的不純物からなり、基本成分として、鉄：Ｆｅ２Ｏ３換算で５２．５～５３．５ｍｏｌ％、亜鉛：ＺｎＯ換算で１６．４～１８．４ｍｏｌ％及びマンガン：ＭｎＯ換算で残部であり、副成分が、前記基本成分に対して、Ｓｉ：ＳｉＯ２換算で３０～１００ｍａｓｓ ｐｐｍ、Ｃａ：ＣａＯ換算で５０～１６０ｍａｓｓ ｐｐｍ、Ｃｏ：Ｃｏ３Ｏ４換算で１５００～３５００ｍａｓｓ ｐｐｍ、Ｎｂ：Ｎｂ２Ｏ５換算で１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍ、Ｖ：Ｖ２Ｏ５換算で１００～６００ｍａｓｓ ｐｐｍであり、前記Ｎｂ及び前記Ｖの含有量の合計が、Ｎｂ２Ｏ５及びＶ２Ｏ５換算で２００～９００ｍａｓｓ ｐｐｍである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】