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JP2001093718A - 磁性フェライト組成物およびその製造方法 - Google Patents

磁性フェライト組成物およびその製造方法

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JP2001093718A
JP2001093718A JP26477599A JP26477599A JP2001093718A JP 2001093718 A JP2001093718 A JP 2001093718A JP 26477599 A JP26477599 A JP 26477599A JP 26477599 A JP26477599 A JP 26477599A JP 2001093718 A JP2001093718 A JP 2001093718A
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ferrite composition
ppm
oxide
ferrite
carbon
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Takuya Aoki
卓也 青木
Takeshi Nomura
武史 野村
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TDK Corp
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TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化および薄型化しても、機械的強度が高
く、優れた磁気特性を有するフェライト焼結体およびそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｍｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｌｉの
うちの少なくとも１種類を含む磁性フェライト組成物で
あって、炭素の含有量が所定範囲内、たとえば９．７重
量ｐｐｍ超９６重量ｐｐｍ未満である磁性フェライト組
成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明、フェライト組成物お
よびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｍｎ−Ｚｎフェライト部品、Ｎｉ−Ｃｕ
−Ｚｎフェライト部品、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎフェライト部
品などの磁性フェライト部品は、たとえばコイル、トラ
ンス、磁気ヘッドなどの磁芯として、各種電子機器に広
く応用されている。
【０００３】最近の電子機器類の小型化および薄型化に
伴い、磁性フェライト部品も同様に小型化および薄型化
が望まれている。それに従い製品としての信頼性を保つ
ため、高い機械的強度、高い磁気特性が要求される。
【０００４】このような観点から、機械的強度を向上さ
せるために、ホットプレスを用いて製造したり、原料粉
末の粒径を小さくして焼成温度を下げ結晶粒径を小さく
したり、あるいは種々の添加物を添加して結晶粒径を小
さくするなどの方法が知られている。また、磁気特性を
向上させるために、種々の添加物の添加し、焼成条件の
最適化を図るなどの方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホット
プレス法により機械的強度を高める方法では、製造時間
が長くなり、しかも高価な設備を必要とするためコスト
的なデメリットが大きい。
【０００６】また、原料粉を微粉化することにより機械
的強度を向上させる方法では、微粉化工程が別途必要と
なり、また微粉化された原料粉は、磁性フェライト部品
を製造する上で取り扱い性がきわめて悪い。
【０００７】さらに、種々の添加物の添加することによ
り磁気特性を高める方法では、コスト的なデメリットが
大きくなるとともに、各種磁気特性のバランスを図るこ
とが困難となる場合がある。
【０００８】さらにまた、焼成条件の最適化を図ること
により磁気特性を高める方法では、焼成雰囲気、昇温・
降温速度などの制御が難しく、また新規設備の導入が必
要となる場合があるなどの問題があった。
【０００９】本発明の目的は、こうした従来技術の問題
点を解決し、小型化および薄型化しても、機械的強度が
高く、優れた磁気特性を有するフェライト組成物および
その製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、磁性フェ
ライト組成物中に含まれる炭素の含有量に着目し、これ
を制御することにより、本発明を完成させるに至った。
なお、本発明では、磁性フェライト組成物とは、フェラ
イト原料およびフェライト焼結体の双方を含む概念で用
いる。
【００１１】本発明に係る磁性フェライト組成物は、Ｍ
ｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｌｉのうちの少なくとも
１種類を含む磁性フェライト組成物であって、炭素の含
有量が９６重量ｐｐｍ未満、好ましくは９１重量ｐｐｍ
以下、より好ましくは７７重量ｐｐｍ以下、特に好まし
くは７０重量ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】前記フェライト組成物が、Ｍｇの他に、Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｌｉのうちの少なくとも１種を
含むことが好ましい。このようなフェライト組成物の代
表例が、Ｍｇ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト組成物である。こ
のようなフェライト組成物では、炭素の含有量は、好ま
しくは９．７重量ｐｐｍ超（９．７重量ｐｐｍよりも多
い）、より好ましくは１０重量ｐｐｍ以上、特に好まし
くは１５重量ｐｐｍ以上である。また、このようなフェ
ライト組成物では、炭素の含有量が９１重量ｐｐｍ以下
であることが好ましい。
【００１３】前記フェライト組成物が、ＭｎおよびＺｎ
を少なくとも含むフェライト組成物であっても良い。こ
のようなフェライト組成物の代表例が、Ｍｎ−Ｚｎフェ
ライト組成物である。このようなフェライト組成物で
は、炭素の含有量が５２重量ｐｐｍ未満、好ましくは５
０重量ｐｐｍ以下、より好ましくは４５重量ｐｐｍ以下
であることが望ましい。また、このようなフェライト組
成物では、炭素の含有量が、好ましくは９．８重量ｐｐ
ｍ超（９．８重量ｐｐｍよりも多い）、より好ましくは
１０重量ｐｐｍ以上、特に好ましくは１５重量ｐｐｍ以
上である。
【００１４】前記フェライト組成物は、酸化ケイ素、酸
化カルシウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化ニオブ、酸
化ジルコニウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸
化ビスマスおよび酸化タンタルからなる群から選ばれる
少なくとも１種の酸化物を添加成分としてさらに含有し
ても良い。
【００１５】また、前記フェライト組成物が、Ｎｉの他
に、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｎのうちの少なくとも１種を含むフ
ェライト組成物であっても良い。このようなフェライト
組成物の代表例が、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト組成物
である。このようなフェライト組成物では、炭素の含有
量が６７重量ｐｐｍ未満、好ましくは６０重量ｐｐｍ以
下、より好ましくは５０重量ｐｐｍ以下、特に好ましく
は４５重量ｐｐｍ以下である。また、このようなフェラ
イト組成物では、炭素の含有量が、好ましくは９．７重
量ｐｐｍ超（９．７重量ｐｐｍよりも多い）、より好ま
しくは１０重量ｐｐｍ以上、特に好ましくは１５重量ｐ
ｐｍ以上である。
【００１６】本発明に係る磁性フェライト組成物の製造
方法は、焼成炉内に吹き込むガスの流量を制御すること
により、フェライト組成物に含有される炭素量を制御す
ることを特徴とする。
【００１７】また、本発明に係る磁性フェライト組成物
の抗折強度の調整方法は、磁性フェライト組成物中に含
まれる炭素の含有量を制御することを特徴とする。
【００１８】
【作用】本発明では、磁性フェライト組成物中の炭素の
含有量を制御することで、磁性フェライト組成物の機械
的強度を向上（たとえば抗折強度が、好ましくは８ｋｇ
ｆ／ｍｍ２ 以上、より好ましくは１０ｋｇｆ／ｍｍ
２ 以上である）させていくことができ、割れや欠けの
発生が少ない高信頼性のフェライト組成物を提供するこ
とができる。
【００１９】本発明では、磁性フェライト組成物中の炭
素の含有量を所定範囲内に制御することで、所定組成の
磁性フェライト組成物では、高い透磁率μを保持したま
ま、抗折強度を向上させることができる。また、他の組
成の磁性フェライト組成物では、低いコアロス（磁芯損
失）を保持したまま、抗折強度を向上させることができ
る。
【００２０】なお、焼結後のフェライト組成物に含まれ
る炭素は、原料である炭酸塩および／または有機バイン
ダに含まれる炭素成分であると考えられる。
【００２１】本発明に係るフェライト組成物は、たとえ
ば、ラジオ、テレビ、通信装置、ＯＡ機器、スイッチン
グ電源などの電子機器に用いられるインダクタ、トラン
ス、コイルなどの磁心、あるいは映像機器または磁気デ
ィスク装置などの電子機器の磁気ヘッドコアなどとして
用いることができる。
【００２２】中でも、本発明に係るＭｇ−Ｃｕ−Ｚｎフ
ェライト組成物と、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト組成物
とは、インダクタ用として好ましく用いることができ、
Ｍｎ−Ｚｎフェライト組成物は、トランス用として好ま
しく用いることができる。
【００２３】本発明に係るフェライト組成物の製造方法
では、フェライト焼結体を製造するに際し、焼成時の焼
成炉内に所定流量のガスを吹き込み、造粒物に含まれる
炭素成分を飛ばして焼結後の炭素量を制御することがで
きる。このため、得られるフェライト焼結体の機械的強
度および磁気特性のバランスを図ることが容易である。
【００２４】本発明に係るフェライト焼結体の抗折強度
の調整方法は、組成物中の炭素量を制御することで、得
られるフェライト焼結体の抗折強度を調整することがで
きる。このような新たな知見は、本発明者等により見出
された。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るフェライト組
成物の実施形態について説明する。
【００２６】第１実施形態 第１実施形態に係るフェライト焼結体は、たとえば以下
のようにして製造することができる。
【００２７】まず、出発原料を、所定の組成比となるよ
うに秤量して混合し、原料混合物を得る。
【００２８】秤量は、通常１／１０００の精度で行う。
混合法としては、たとえば、ボールミルを用いる湿式混
合と、乾式ミキサーを用いる乾式混合とが挙げられる。
なお、出発原料の平均粒径は、好ましくは０．１〜３μ
ｍである。
【００２９】本実施形態における原料混合物は、鉄酸化
物または焼成後に鉄酸化物となるものの他に、マグネシ
ウム酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、亜鉛酸化物お
よびマンガン酸化物、リチウム酸化物、または焼成後に
これらの金属酸化物になるものからなる群から選ばれる
少なくとも１種を含有する。なお、焼成後に金属酸化物
になるものとしては、金属単体、炭酸塩、水酸化物、ハ
ロゲン化物などが含まれる。
【００３０】本実施形態のフェライト組成物の組成は、
特に制限はなく、目的に応じて種々の組成のものを選択
することができるが、Ｆｅ２Ｏ３およびＭｇＯと、Ｃｕ
Ｏ、ＺｎＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯおよびＬｉ２ Ｏからなる
群から選ばれる少なくとも１種の酸化物とを主成分とし
て含有することが好ましい。本実施形態のフェライト組
成物の代表例として、Ｍｇ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト組成
物がある。
【００３１】本実施形態における原料混合物には、以上
の主成分の他、各種添加成分が添加されていてもよい。
【００３２】なお、本実施形態における原料混合物中に
は、原料中の不純物元素が含まれ得る。このような元素
としてはＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｓ、Ｃｌなどが挙げられる。電力損失や磁気特
性への影響を抑えるためには、これら各元素の組成物全
体に対する重量比率が２００ｐｐｍ以下であることが好
ましいが、特にＰおよびＢは、電力損失や磁気特性への
影響が大きいため、組成物全体に対するＰの重量比率
は、好ましくは０〜３０ｐｐｍとし、また組成物全体に
対するＢの重量比率は、好ましくは０〜５０ｐｐｍとす
る。
【００３３】次いで、原料混合物の仮焼きを行い、仮焼
き材料を得る。仮焼きは、原料の熱分解、成分の均質
化、フェライトの生成、焼結による超微粉の消失と適度
の粒子サイズへの粒成長を起こさせ、原料混合物を後工
程に適した形態に変換するために行われる。こうした仮
焼きは、好ましくは７００〜１０００℃の温度で、通常
１〜３時間程度行う。仮焼きは、大気中で行ってもよ
く、大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気や純酸素雰囲気
で行っても良い。なお、フェライト組成物に添加成分を
含める場合には、主成分と添加成分との混合は、仮焼き
の前に行なってもよく、仮焼後に行なってもよい。
【００３４】次いで、仮焼き材料の粉砕を行い、粉砕材
料を得る。粉砕は、仮焼き材料の凝集をくずして適度の
焼結性を有する粉体を製造するために行われる。仮焼き
材料が大きい塊を形成しているときには、粗粉砕を行っ
てからボールミルやアトライターなどを用いて湿式粉砕
を行う。湿式粉砕は、仮焼き材料の平均粒径が、好まし
くは１〜２μｍ程度となるまで行う。
【００３５】次いで、粉砕材料の造粒（顆粒）を行い、
造粒物を得る。造粒は、粉砕材料を適度な大きさの凝集
粒子とし、成形に適した形態に変換するために行われ
る。こうした造粒法としては、たとえば、加圧造粒法や
スプレードライ法などが挙げられるが、本実施形態で
は、粉砕材料に、ポリビニルアルコールなどの通常用い
られる結合剤を加えた後、スプレードライヤー中で霧化
し、低温乾燥するスプレードライ法を用いる。
【００３６】次いで、造粒物を所定形状に成形し、成形
体を得る。造粒物の成形としては、たとえば、乾式成
形、湿式成形、押出成形などが挙げられるが、本実施形
態では、造粒物を、金型に充填して圧縮加圧（プレス）
することにより行う乾式成形法を用いる。成形体の形状
は、特に限定されず、たとえばトロイダル（Toroidal）
形状などが挙げられる。
【００３７】次いで、成形体の本焼成を行い、本実施形
態に係る組成のフェライト焼結体を得る。本焼成は、多
くの空隙を含んでいる成形体の粉体粒子間に、融点以下
の温度で粉体が凝着する焼結を起こさせ、緻密な焼結体
を得るために行われる。本焼成に用いる炉としては、バ
ッチ式、プッシャー式、台車式などが挙げられる。
【００３８】本実施形態では、焼成中の炉内に、たとえ
ば空気などのガスを、好ましくは２５ｍｌ／ｍｉｎ．よ
りも多く且つ５０００ｍｌ／ｍｉｎ．未満、より好まし
くは２００〜４０００ｍｌ／ｍｉｎ．の流量で吹き込
む。
【００３９】炉内に吹き込むガス流量が少な過ぎると、
焼成後の含有炭素量が多くなり、得られるフェライト焼
結体の機械的強度が低くなる傾向がある。また、炉内に
吹き込むガス流量があまりに多いと、焼成後の含有炭素
量が少なくなりすぎ、得られるフェライト焼結体の透磁
率が低くなる傾向がある。すなわち、所定流量のガスを
炉内に吹き込みつつ焼成を行うことにより、焼成後の含
有炭素量を制御することができ、得られるフェライト焼
結体の機械的強度（抗折強度）および磁気特性（透磁
率）のバランスを図ることができる。
【００４０】焼成温度は、好ましくは９００〜１３００
℃である。焼成温度があまりに低いと焼成不足になるの
みならず、焼結後の含有炭素量が多くなる傾向がある。
焼成時間は、通常１〜３時間程度である。本焼成は、大
気中で行ってもよく、大気中よりも酸素分圧が高い雰囲
気で行っても良い。
【００４１】以上のような工程を経ることにより、炭素
量が適正値に制御されたフェライト焼結体が得られる。
【００４２】フェライト焼結体の平均結晶粒径は、好ま
しくは１〜３０μｍである。平均結晶粒径が小さすぎる
とヒステリシス損失が大きくなり、平均結晶粒径が大き
すぎると渦電流損失が大きくなる傾向にある。
【００４３】本実施形態に係る組成のフェライト焼結体
は、炭素の含有量を所定範囲（９．７重量ｐｐｍ超９６
重量ｐｐｍ未満）内に制御することで、高透磁率を維持
しつつ、機械的強度の向上を図ることができる。また、
本実施形態の方法によれば、炉内に所定流量のガスを吹
き込みつつ焼成を行うことにより、炭素の含有量を制御
しているので、焼結後の炭素量が適量に制御されたフェ
ライト焼結体を、簡易かつ安価に製造することができ
る。したがって、このフェライト焼結体でインダクタ用
磁芯を構成すれば、高透磁率に優れ、しかも薄いもので
あっても、割れや欠けの発生を防止することができ、信
頼性に優れた製品を得ることができる。また、製品の小
型化および低価格化にも寄与する。
【００４４】第２実施形態 第２実施形態に係るフェライト焼結体は、たとえば以下
のようにして製造することができる。
【００４５】前記第１実施形態と同様に、まず、出発原
料を、所定の組成比となるように秤量して混合し、原料
混合物を得る。なお、出発原料の平均粒径は、好ましく
は０．１〜３μｍである。
【００４６】フェライト組成物の組成は、特に制限はな
く、目的に応じて種々の組成のものを選択することがで
きるが、好ましくは、Ｆｅ２Ｏ３ 以外に、ＭｎＯおよ
びＺｎＯを含有するフェライト組成物である。本実施形
態のフェライト組成物の代表例として、Ｍｎ−Ｚｎフェ
ライト組成物がある。
【００４７】この場合には、原料混合物は、鉄酸化物、
マンガン酸化物および亜鉛酸化物、または焼成後にこれ
らの金属酸化物になるものを主成分として含有する。な
お、焼成後に金属酸化物になるものとしては、金属単
体、炭酸塩、水酸化物、ハロゲン化物などが含まれる。
【００４８】本実施形態における原料混合物には、以上
の主成分の他、以下に示す添加成分が添加されているこ
とが好ましい。
【００４９】添加成分としては、酸化ケイ素、酸化カル
シウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジル
コニウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ビス
マスおよび酸化タンタルからなる群から選ばれる少なく
とも１種の酸化物である。
【００５０】好ましくは、添加成分は、組成物全体に対
して、ＳｉＯ２ 換算の添加量が５０〜２０００ｐｐｍ
の酸化ケイ素、ＣａＯ換算の添加量が１００〜３１００
ｐｐｍの酸化カルシウム、ＳｎＯ２ 換算の添加量が８
５００ｐｐｍ以下（０を含まず）の酸化スズ、ＴｉＯ
２ 換算の添加量が１２０００ｐｐｍ以下（０を含ま
ず）の酸化チタン、Ｎｂ２ Ｏ５ 換算の添加量が５０
〜３００ｐｐｍの酸化ニオブ、ＺｒＯ２ 換算の添加量
が２００〜１２００ｐｐｍの酸化ジルコニウム、Ｖ ２
Ｏ５ 換算の添加量が１００〜１１００ｐｐｍの酸化バ
ナジウム、ＭｏＯ３ 換算の添加量が５０〜３１０ｐｐｍ
の酸化モリブデン、Ｂｉ２ Ｏ３ 換算の添加量が３５
０〜８００ｐｐｍの酸化ビスマス、およびＴａ２ Ｏ
５ 換算の添加量が４００〜１４００ｐｐｍの酸化タン
タルからなる群から選ばれる少なくとも１種の酸化物で
ある。添加成分をこのような範囲で添加することによ
り、Ｂｒ（残留磁束密度）が減少し、ΔＢ（＝Ｂｍ−Ｂ
ｒ）が増大し、電力損失が減少して、磁気特性が向上す
る。
【００５１】なお、本実施形態における原料混合物中に
は、原料中の不純物元素が含まれ得る。このような元素
としてはＢ、Ａｌ、Ｐ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎａ、Ｋ、Ｓ、Ｃ
ｌなどが挙げられる。電力損失や磁気特性への影響を抑
えるためには、これら各元素の組成物全体に対する重量
比率が２００ｐｐｍ以下であることが好ましいが、特に
ＰおよびＢは、電力損失や磁気特性への影響が大きいた
め、組成物全体に対するＰの重量比率は、好ましくは０
〜３０ｐｐｍとし、また組成物全体に対するＢの重量比
率は、好ましくは０〜５０ｐｐｍとする。
【００５２】次いで、第１実施形態と同様に、原料混合
物の仮焼き、粉砕、造粒、成形を行った後、本焼成を行
い、フェライト焼結体を得る。本実施形態における本焼
成は、大気圧中で行ってもよいが、好ましくは酸素分圧
を制御した雰囲気中で行う。また、本実施形態では、焼
成中の炉内に、好ましくは焼成雰囲気と略同一の雰囲気
ガスを、好ましくは１００ｍｌ／ｍｉｎ．よりも多く、
且つ５０００ｍｌ／ｍｉｎ．未満、より好ましくは３０
０〜４０００ｍｌ／ｍｉｎ．の流量で吹き込む。炉内に
吹き込む雰囲気ガス流量があまりに少ないと、焼成後の
含有炭素量が多くなり、得られるフェライト焼結体の機
械的強度が低くなり、しかもコアロスが増加する傾向に
ある。また、炉内に吹き込む雰囲気ガス流量があまりに
多いと、焼成後の含有炭素量が少なくなりすぎ、得られ
るフェライト焼結体のコアロスが高くなる傾向がある。
すなわち、所定流量の雰囲気ガスを炉内に吹き込みつつ
焼成を行うことにより、焼成後の炭素含有量を制御する
ことができ、得られるフェライト焼結体の機械的強度
（抗折強度）および磁気特性（コアロス）のバランスを
図ることができる。
【００５３】焼成温度は、好ましくは１２００〜１４０
０℃である。焼成温度があまりに低いと焼成不足になる
のみならず、焼結後の含有炭素量が多くなる傾向があ
る。焼成時間は、通常３〜７時間程度である。
【００５４】以上のような工程を経ることにより、炭素
量が適正値に制御されたフェライト焼結体が得られる。
【００５５】フェライト焼結体の平均結晶粒径は、好ま
しくは１〜３０μｍである。平均結晶粒径が小さすぎる
とヒステリシス損失が大きくなり、平均結晶粒径が大き
すぎると渦電流損失が大きくなる傾向にある。
【００５６】本実施形態に係る組成のフェライト焼結体
は、炭素の含有量を所定範囲（９．８重量ｐｐｍ超５２
重量ｐｐｍ未満）内に制御することで、コアロスを低減
させつつ、機械的強度の向上を図ることができる。ま
た、本実施形態の方法によれば、炉内に所定流量のガス
を吹き込みつつ焼成を行うことにより、炭素の含有量を
制御しているので、焼結後の炭素量が適量に制御された
フェライト焼結体を、簡易かつ安価に製造することがで
きる。したがって、このフェライト焼結体でトランス用
磁芯を構成すれば、コアロスが小さく、しかも薄いもの
であっても、割れや欠けの発生を防止することができ、
信頼性に優れた製品を得ることができる。また、製品の
小型化および低価格化にも寄与する。
【００５７】第３実施形態 第３実施形態に係るフェライト焼結体は、たとえば以下
のようにして製造することができる。
【００５８】第１および第２実施形態と同様に、まず、
出発原料を、所定の組成比となるように秤量して混合
し、原料混合物を得る。なお、出発原料の平均粒径は、
好ましくは０．１〜３μｍである。
【００５９】本実施形態における原料混合物は、鉄酸化
物およびニッケル酸化物または焼成後にこれら金属酸化
物となるものの他に、銅酸化物、亜鉛酸化物およびマン
ガン酸化物、または焼成後にこれらの金属酸化物となる
ものからなる群から選ばれる少なくとも１種を含有す
る。なお、焼成後に金属酸化物になるものとしては、金
属単体、炭酸塩、水酸化物、ハロゲン化物などが含まれ
る。
【００６０】フェライト組成物の組成は、特に制限はな
く、目的に応じて種々の組成のものを選択することがで
きるが、好ましくは、Ｆｅ２Ｏ３ およびＮｉＯと、Ｃ
ｕＯ、ＺｎＯおよびＭｎＯからなる群から選ばれる少な
くとも１種の酸化物とを主成分として含有することが好
ましい。本実施形態のフェライト組成物の代表例とし
て、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト組成物がある。
【００６１】本実施形態における原料混合物には、以上
の主成分の他、各種添加成分が添加されていてもよい。
【００６２】なお、本実施形態における原料混合物中に
は、原料中の不純物元素が含まれ得る。このような元素
としてはＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｓ、Ｃｌなどが挙げられる。電力損失や磁気特
性への影響を抑えるためには、これら各元素の組成物全
体に対する重量比率が２００ｐｐｍ以下であることが好
ましいが、特にＰおよびＢは、電力損失や磁気特性への
影響が大きいため、組成物全体に対するＰの重量比率
は、好ましくは０〜３０ｐｐｍとし、また組成物全体に
対するＢの重量比率は、好ましくは０〜５０ｐｐｍとす
る。
【００６３】次いで、第１実施形態と同様に、原料混合
物の仮焼き、粉砕、造粒、成形を行った後、本焼成を行
い、フェライト焼結体を得る。
【００６４】本実施形態では、焼成中の炉内に、たとえ
ば空気などのガスを、好ましくは１００ｍｌ／ｍｉｎ．
よりも多くかつ５０００ｍｌ／ｍｉｎ．未満、より好ま
しくは２００〜４０００ｍｌ／ｍｉｎ．の流量で吹き込
む。炉内に吹き込むガス流量があまりに少ないと、焼成
後の含有炭素量が多くなり、得られるフェライト焼結体
の機械的強度が低くなる傾向がある。また、炉内に吹き
込むガス流量があまりに多いと、焼成後の含有炭素量が
少なくなりすぎ、得られるフェライト焼結体の透磁率が
低くなる傾向がある。すなわち、所定流量のガスを炉内
に吹き込みつつ焼成を行うことにより、焼成後の含有炭
素量を制御することができ、得られるフェライト焼結体
の機械的強度（抗折強度）および磁気特性（透磁率）の
バランスを図ることができる。なお、焼成温度、焼成時
間、焼成雰囲気は、第１実施形態と同様に行うことがで
きる。
【００６５】以上のような工程を経ることにより、炭素
量が適正値に制御されたフェライト焼結体が得られる。
【００６６】フェライト焼結体の平均結晶粒径は、好ま
しくは１〜３０μｍである。平均結晶粒径が小さすぎる
とヒステリシス損失が大きくなり、平均結晶粒径が大き
すぎると渦電流損失が大きくなる傾向にある。
【００６７】本実施形態に係る組成のフェライト焼結体
は、炭素の含有量を所定範囲（９．７重量ｐｐｍ超６０
重量ｐｐｍ未満）内に制御することで、高透磁率を維持
しつつ、機械的強度の向上を図ることができる。また、
本実施形態の方法によれば、炉内に所定流量のガスを吹
き込みつつ焼成を行うことにより、炭素の含有量を制御
しているので、焼結後の炭素量が適量に制御されたフェ
ライト焼結体を、簡易かつ安価に製造することができ
る。したがって、このフェライト焼結体でインダクタ用
磁芯を構成すれば、高透磁率に優れ、しかも薄いもので
あっても、割れや欠けの発生を防止することができ、信
頼性に優れた製品を得ることができる。また、製品の小
型化および低価格化にも寄与する。
【００６８】
【実施例】次に、本発明をより具体化した実施例を挙
げ、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら
の実施例のみに限定されるものではない。
【００６９】実施例１〜７、参考例１、比較例１ 原料として、４８．０モル％のＦｅ２ Ｏ３ 、１９．
３モル％のＭｇＯ、７．１モル％のＣｕＯ、２５．６モ
ル％のＺｎＯを秤量した後、ボールミルで１６時間湿式
混合して原料混合物を得た。
【００７０】次いで、この原料混合物を９００℃で２時
間仮焼して仮焼き材料とした後、ボールミルで１６時間
湿式粉砕して粉砕材料を得た。
【００７１】次いで、この粉砕材料１００重量％に、バ
インダーとしてのポリビニルアルコールの６％水溶液を
１０重量％添加して造粒して造粒物とし、これを、１ｔ
ｏｎ／ｃｍ２ の圧力でトロイダル形状にプレス成形し
て成形体を得た。また抗折強度試験用として１ｔｏｎ／
ｃｍ２ の圧力で５×５×５００ｍｍの棒状形状にプレ
ス成形して成形体を得た。
【００７２】次いで、これら各成形体を焼成炉に入れて
本焼成を行った。本焼成は、炉内に、空気を、表１に示
すように吹き込み流量（単位は、ｍｌ／ｍｉｎ．）を変
化させて吹き込みながら、大気圧雰囲気下、焼成温度１
０２０℃、焼成時間２時間で行い、フェライト焼結体を
得た。
【００７３】こうして得られたフェライト焼結体の炭素
量（単位はｐｐｍ）を測定した。炭素量は、堀場製作所
製の炭素・硫黄分析装置（ＥＭＩＡ５２０）を用い、試
料を酸素気流中において高周波加熱により燃焼させ、赤
外線吸収法により測定した。結果を表１に示す。
【００７４】また、得られたフェライト焼結体の透磁率
μを測定した。透磁率μは、試料に、銅製ワイヤー（線
径０．３５ｍｍ）を２０ターン巻き、測定周波数１００
ｋＨｚ、測定電流０．２５ｍＡで、ＬＣＲメーター（ヒ
ューレットパッカード（株）製）を用いてインダクタン
スを測定し、下記の式（１）を用いて算出した。結果を
表１に示し、炭素量との関係を図１に示す。
【００７５】 透磁率μ＝（ｌｅ×Ｌ）／（μ０ ×Ａｅ×Ｎ２ ） …（１） ここで、ｌｅは磁路長であり、Ｌは試料のインダクタン
ス、μ０ は真空の透磁率＝４π×１０−７（Ｈ／ｍ）
であり、Ａｅは試料の断面積、Ｎはコイルの巻数であ
る。
【００７６】さらに、棒形状のフェライト焼結体を用
い、ＪＩＳ−Ｒ１６０１に従って抗折強度試験を行っ
た。結果を表１に示し、炭素量との関係を図２に示す。
【００７７】
【表１】
【００７８】以上の結果から、焼結後の炭素量が９６ｐ
ｐｍであると（比較例１）、抗折強度が７．８ｋｇｆ／
ｍｍ２ と低く、フェライト焼結体の信頼性に欠けるこ
とが確認された。
【００７９】これに対して、焼結後の炭素量が９１ｐｐ
ｍ以下（実施例１〜７、参考例１）である場合には、抗
折強度は、８ｋｇｆ／ｍｍ２ 〜１６．５ｋｇｆ／ｍｍ
２と充分に大きく、透磁率μも７３４〜８４５と充分に
大きかった。中でも、実施例２〜７が、抗折強度と透磁
率のバランスがよい。なお、焼結後の炭素量が９．７ｐ
ｐｍの場合（参考例１）、若干透磁率が低下する傾向に
あるものの実用的にはそれほど問題がないことも確認さ
れた。
【００８０】実施例８〜１１、参考例２、参考例３ ５３．６モル％のＦｅ２ Ｏ３ 、３６．２モル％のＭ
ｎＯ、１０．２モル％のＺｎＯを秤量した後、ボールミ
ルで１６時間湿式混合して原料混合物を得た。
【００８１】次いで、この原料混合物を８５０℃で３時
間仮焼して仮焼き材料とした後、これら仮焼き材料１０
０重量％に対して、ＳｉＯ２ の粉末を１１０重量ｐｐ
ｍ、ＣａＯの粉末を５００重量ｐｐｍ、ＳｎＯ２ の粉
末を３３００重量ｐｐｍ、Ｎｂ２ Ｏ５ の粉末を３２
０重量ｐｐｍ、ＭｏＯ３ の粉末を１００重量ｐｐｍ添
加して、ボールミルで３時間湿式粉砕して粉砕材料を得
た。
【００８２】次いで、この粉砕材料１００重量％に、バ
インダーとしてのポリビニルアルコールの８％水溶液を
１０重量％添加して造粒して造粒物とし、これを、実施
例１〜７と同様に、プレス成形してトロイダル形状成形
体、棒形状成形体を得た。
【００８３】次いで、これら各成形体を焼成炉に入れて
本焼成を行った。本焼成は、炉内に、酸素分圧を制御し
た焼成雰囲気ガスを、表２に示すように吹き込み流量
（単位は、ｍｌ／ｍｉｎ．）を変化させて吹き込みなが
ら、酸素分圧を制御した雰囲気下、焼成温度１３００
℃、焼成時間５時間で行い、フェライト焼結体を得た。
【００８４】こうして得られたフェライト焼結体の炭素
量を、実施例１〜７と同様にして測定した。結果を表２
に示す。
【００８５】また、得られたフェライト焼結体につい
て、ＪＩＳ−Ｃ２５６１−１９９２に基づき１００ｋＨ
ｚ、２００ｍＴの正弦波交流磁界を印加し、１００℃に
おけるコアロス（単位はｋＷ／ｍ３ ）を測定した。結
果を表２に示し、炭素量との関係を図３に示す。
【００８６】さらに、棒状形状のフェライト焼結体を用
い、実施例１〜７と同様に、抗折強度試験を行った。結
果を表２に示し、炭素量との関係を図４に示す。
【００８７】
【表２】
【００８８】以上の結果から、焼結後の炭素量が５２ｐ
ｐｍであると（参考例２）、抗折強度が５．７ｋｇｆ／
ｍｍ２ と比較的に低いことが確認された。
【００８９】これに対して、焼結後の炭素量が４２ｐｐ
ｍ以下（実施例８〜１１、参考例３）である場合には、
抗折強度は、９．７ｋｇｆ／ｍｍ２ 〜２０．２ｋｇｆ
／ｍｍ２ と充分に大きく、コアロスも３６８ｋＷ／ｍ
３ 〜４３３ｋＷ／ｍ３ と充分に低かった。中でも、
実施例８〜１１が、抗折強度とコアロスのバランスがよ
い。なお、焼結後の炭素量が９．８ｐｐｍの場合（参考
例３）、若干コアロスが多くなる傾向にあるものの実用
的にはそれほど問題がないことも確認された。
【００９０】実施例１２〜１６、参考例４、参考例５ 原料として、４９．５モル％のＦｅ２ Ｏ３ 、９モル
％のＮｉＯ、１０モル％のＣｕＯ、３１．５モル％のＺ
ｎＯを用いた以外は、実施例１〜７と同様にして、トロ
イダル形状成形体、棒形状成形体を得た。
【００９１】次いで、これら各成形体を焼成炉に入れて
本焼成を行った。本焼成は、炉内に、空気を、表３に示
すように吹き込み流量（単位は、ｍｌ／ｍｉｎ．）を変
化させて吹き込みながら、大気圧雰囲気下、焼成温度１
１００℃、焼成時間２時間で行い、フェライト焼結体を
得た。
【００９２】こうして得られたフェライト焼結体の炭素
量を、実施例１〜７と同様にして測定した。結果を表３
に示す。
【００９３】また、得られたフェライト焼結体の透磁率
μを、実施例１〜７と同様にして測定した。結果を表３
に示し、炭素量との関係を図６に示す。
【００９４】さらに、棒状形状のフェライト焼結体を用
い、実施例１〜７と同様に、抗折強度試験を行った。結
果を表３に示し、炭素量との関係を図６に示す。
【００９５】
【表３】
【００９６】以上の結果から、焼結後の炭素量が６７ｐ
ｐｍであると（参考例４）、抗折強度が７．１ｋｇｆ／
ｍｍ２ と比較的低いことが確認された。
【００９７】これに対して、焼結後の炭素量が５８ｐｐ
ｍ以下（実施例１２〜１６、参考例５）である場合に
は、抗折強度は、８．３ｋｇｆ／ｍｍ２ 〜１３．４ｋ
ｇｆ／ｍｍ２ と充分に大きく、透磁率μも７５５〜８
６４と充分に大きかった。中でも、実施例１４〜１６
が、抗折強度と透磁率のバランスがよい。なお、焼結後
の炭素量が９．７ｐｐｍの場合（参考例５）、若干透磁
率が低下する傾向にあるものの実用的にはそれほど問題
がないことも確認された。
【００９８】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、小型化および薄型化しても、機械的強度が高く、優
れた磁気特性を有するフェライト焼結体およびその製造
方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は実施例１〜７、参考例１および比較例
１におけるフェライト焼結体の炭素量と透磁率との関係
を示すグラフである。
【図２】 図２は実施例１〜７、参考例１および比較例
１におけるフェライト焼結体の炭素量と抗折強度との関
係を示すグラフである。
【図３】 図３は実施例８〜１１、参考例２および参考
例３におけるフェライト焼結体の炭素量とコアロスとの
関係を示すグラフである。
【図４】 図４は実施例８〜１１、参考例２および参考
例３におけるフェライト焼結体の炭素量と抗折強度との
関係を示すグラフである。
【図５】 図５は実施例１２〜１６、参考例４および参
考例５におけるフェライト焼結体の炭素量と透磁率との
関係を示すグラフである。
【図６】 図６は実施例１２〜１６、参考例４および参
考例５におけるフェライト焼結体の炭素量と抗折強度と
の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G002 AA06 AA07 AA12 AB01 AE02 4G018 AA02 AA04 AA07 AA08 AA15 AA16 AA17 AA18 AA19 AA21 AA23 AA24 AA25 AA31 AA33 AA37 AA39 AC01 AC05 AC08 AC16 5E041 AB01 AB02 AB12 AB19 BD01 CA01 HB03 NN02

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｍｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｌｉの
    うちの少なくとも１種類を含む磁性フェライト組成物で
    あって、炭素の含有量が９６重量ｐｐｍ未満であること
    を特徴とする磁性フェライト組成物。
  2. 【請求項２】 前記フェライト組成物が、Ｍｇの他に、
    Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｌｉのうちの少なくとも１種
    を含む請求項１に記載のフェライト組成物。
  3. 【請求項３】 炭素の含有量が９．７重量ｐｐｍ超であ
    る請求項１または２記載のフェライト組成物。
  4. 【請求項４】 炭素の含有量が７０重量ｐｐｍ以下であ
    る請求項１〜３のいずれかに記載のフェライト組成物。
  5. 【請求項５】 前記フェライト組成物が、ＭｎおよびＺ
    ｎを少なくとも含み、炭素の含有量が５２重量ｐｐｍ未
    満である請求項１に記載のフェライト組成物。
  6. 【請求項６】 炭素の含有量が９．８重量ｐｐｍ超であ
    る請求項５記載のフェライト組成物。
  7. 【請求項７】 炭素の含有量が４５重量ｐｐｍ以下であ
    る請求項５または６記載のフェライト組成物。
  8. 【請求項８】 前記フェライト組成物が、酸化ケイ素、
    酸化カルシウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化ニオブ、
    酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、
    酸化ビスマスおよび酸化タンタルからなる群から選ばれ
    る少なくとも１種の酸化物を添加成分としてさらに含有
    する請求項５〜７の何れかに記載のフェライト組成物。
  9. 【請求項９】 前記フェライト組成物が、Ｎｉの他に、
    Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｎのうちの少なくとも１種を含み、炭素
    の含有量が６７重量ｐｐｍ未満である請求項１に記載の
    フェライト組成物。
  10. 【請求項１０】 炭素の含有量が９．７重量ｐｐｍ超で
    ある請求項９記載のフェライト組成物。
  11. 【請求項１１】 炭素の含有量が６０重量ｐｐｍ以下で
    ある請求項９または１０記載のフェライト組成物。
  12. 【請求項１２】 焼成炉内に吹き込むガスの流量を制御
    することにより、磁性フェライト組成物に含有される炭
    素量を制御することを特徴とする磁性フェライト組成物
    の製造方法。
  13. 【請求項１３】 磁性フェライト組成物中に含まれる炭
    素の含有量を制御することを特徴とする磁性フェライト
    組成物の抗折強度の調整方法。
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