[发明专利]烧结铁氧体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有主成分和副成分的烧结铁氧体及其制造方法，该 主成分含有Fe、Mn和Zn，该副成分含有Co、Ti、Si和Ca。

背景技术

烧结铁氧体被用作电源变压器等的磁芯材料。形成磁芯的烧结铁 氧体被称作铁氧体磁芯，含有Mn和Zn的Mn-Zn系铁氧体被广泛使用。 从降低机器在使用时候的发热量的观点出发，要求铁氧体磁芯在宽温 度范围内功率消耗的值比较小(参照日本特开2005-119892号公报)。 磁芯的功率消耗被称为“磁芯损耗”。

一直以来，电源变压器等机器被设计成在操作温度50～70℃附近 能够发挥合适的性能，并且，一般使用由功率消耗表示为极小值时的 温度(以下，称为“底温度”。)为80～100℃的材料组成的铁氧体磁芯。 如果机器的操作温度比底温度低，则即使在使用的时候铁氧体磁芯的 温度缓慢上升，由于发热量慢慢变小，也可以防止热失控的发生。

此外，近年来，为了应对电子机器和电源的小型化，非常需要对 占较大零部件体积的变压器磁芯进行小型化以及薄型化。同时，在电 子机器中，零部件的高密度化也在发展。在此状况下，发热引起的温 度上升有变大的倾向，相伴于此，铁氧体磁芯的温度也有变高的倾向。 为了应对操作温度的高温化，人们对各种烧结铁氧体进行了讨论(例 如，参照日本特开2004-35372号公报，日本特开2006-213532号公报， 日本特开2006-44971号公报)。

发明内容

然而，现有技术的烧结铁氧体不能充分解决变压器电源等的操作 温度的高温化，在充分且切实防止机器的热失控方面仍有改善的空间。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够充分防止 热失控的发生且适合在高温条件下使用的烧结铁氧体及其制造方法。

本发明涉及的烧结铁氧体，其特征在于，含有主成分和副成分， 在换算成各个氧化物时主成分由52～54摩尔％Fe₂O₃、35～42摩尔％ MnO以及6～11摩尔％ZnO组成，相对于主成分的上述氧化物的合计 质量1质量份，副成分含有以下(1)～(4)所示含量的Co、Ti、Si 和Ca，在励磁磁通密度为200mT和频率为100kHz的磁场中，底温度 高于120℃，且在底温度时的功率消耗为350kW/m³以下。

(1)换算成CoO时相当于1000×10^-6～3500×10^-6质量份的Co，

(2)换算成TiO₂时相当于2000×10^-6～5000×10^-6质量份的Ti，

(3)换算成SiO₂时相当于50×10^-6～150×10^-6质量份的Si，

(4)换算成CaCO₃时相当于300×10^-6～1500×10^-6质量份的Ca。

对于该烧结铁氧体而言，其功率消耗表示为极小值时的温度(底 温度)高于120℃且在底温度时的功率消耗为350kW/m³以下。因此， 由该烧结铁氧体组成的磁芯即使是在100℃左右或者其以上的高温条 件下也可以充分降低发热量，而且可以充分防止热失控的发生。

本发明涉及的烧结铁氧体优选，相对于主成分的上述氧化物合计 质量1质量份，副成分进一步含有以下(5)、(6)所示含量的Nb和/ 或Ta。

(5)换算成Nb₂O₅时相当于50×10^-6～600×10^-6质量份的Nb，

(6)换算成Ta₂O₅时相当于80×10^-6～1000×10^-6质量份的Ta。

如果本发明的烧结铁氧体含有上述(5)、(6)所示含量的Nb和/ 或Ta作为副成分，则能够提高烧结铁氧体的结晶组织的均一性，且能 更加降低功率消耗。

本发明涉及的烧结铁氧体优选，相对于主成分的上述氧化物合计 质量1质量份，副成分进一步含有以下(7)、(8)所示含量的Zr和/ 或Hf。