HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Oxidmagnetmaterial, das
Weichmagnetismus aufweist, genauer einen Mn-Zn-Ferriten und insbesondere
einen Mn-Zn-Ferriten, der zur Verwendung als ein Material mit hoher
Permeabilität, das für verschiedene Induktivitätselemente,
Impedanzelemente als EMI-Gegenmaßnahme oder dergleichen verwendet wird, als ein
Material mit niedrigen Verlusten, das zum Schalten von
Leistungstransformatoren verwendet wird, und als ein elektromagnetische Wellen
absorbierendes Material und dergleichen geeignet ist, und einen Herstellprozess
dafür.
2. Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Mn-Zn-Ferrit zählt zu den typischen Oxidmagnetmaterialien, die
Weichmagnetismus aufweisen. Der Mn-Zn-Ferrit nach dem Stand der
Technik besitzt gewöhnlich eine Basiskomponentenzusammensetzung, die
mehr als 50 mol-% (im Durchschnitt 52 bis 55 mol-%) Fe&sub2;O&sub3;, 10 bis
24 mol-% ZnO und als Rest MnO umfasst. Der Mn-Zn-Ferrit wird
gewöhnlich dadurch hergestellt, dass die jeweiligen Materialpulver aus Fe&sub2;O&sub3;,
ZnO und MnO in einem vorgeschriebenen Verhältnis gemischt werden,
dies den jeweiligen Stufen einer Kalzinierung, einem Mahlen, einer
Komponenteneinstellung, einer Granulierung, einem Pressen und dergleichen
unterzogen wird, um eine gewünschte Form zu erhalten, und
anschließend eine Sinterbehandlung durchgeführt wird, bei der das resultierende
Produkt für 3 bis 4 Stunden bei 1200 bis 1400ºC in einer reduzierenden
Atmosphäre gehalten wird, in der ein Partialdruck von Sauerstoff durch
Lieferung von Stickstoff auf ein niedriges Niveau begrenzt ist. Übrigens ist
der Grund dafür, warum der Mn-Zn-Ferrit in der reduzierenden
Atmosphäre gesintert wird, der, dass, wenn er Fe&sub2;O&sub3; enthält, das 50 mol-%
überschreitet, und in der Luft gesintert wird, keine ausreichende
Verdichtung erreicht wird, wodurch kein ausgezeichneter Weichmagnetismus
erhalten wird, und der, dass, obwohl Fe²&spplus;, das durch die Reduktion von
Fe³&spplus; gebildet wird, eine positive magnetische Kristallanisotropie besitzt
und eine negative magnetische Kristallanisotropie von Fe³&spplus; beseitigt,
wodurch der Weichmagnetismus gesteigert wird, eine derartige
reduzierende Reaktion nicht erwartet werden kann, wenn das Sintern in der Luft
ausgeführt wird.
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Übrigens ist es bekannt gewesen, dass die oben erwähnte Verdichtung von
dem Partialdruck von Sauerstoff bei dem Temperaturanstieg während der
Zeitdauer des Sinters abhängt bzw. die oben erwähnte Bildung von Fe²&spplus;
von der Sauerstoffkonzentration bei dem Temperaturabfall nach dem
Sintern abhängt. Daher wird es, wenn die Einstellung des Partialdrucks
von Sauerstoff während der Zeitdauer des Sinterns falsch ist, schwierig,
einen ausgezeichneten Weichmagnetismus sicherzustellen. Somit wurde
im Stand der Technik der folgende Ausdruck (1) experimentell gebildet,
und der Partialdruck von Sauerstoff während der Zeitdauer des Sinterns
ist herkömmlich streng gemäß dieses Ausdrucks (1) gesteuert worden.
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log PO&sub2; = -14540/(T + 273) + b (1)
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wobei T die Temperatur (ºC) ist, PO&sub2; ein relativer Partialdruck von
Sauerstoff ist, wobei PO&sub2; = P'O&sub2;/Ptotal, P'O&sub2; der absolute Partialdruck (Pa) von
Sauerstoff ist, Ptotal der Gesamtdruck (Pa) ist und b eine Konstante ist. Die
Konstante b ist auf etwa 7 bis 8 festgelegt worden. Die Tatsache, dass die
Konstante b auf 7 bis 8 eingestellt ist, bedeutet, dass der Partialdruck von
Sauerstoff während des Sinterns in einem engen Bereich gesteuert werden
muss, was die Sinterbehandlung sehr schwierig macht, wodurch die
Produktionskosten erhöht werden.
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Wenn andererseits der Mn-Zn-Ferrit als ein Magnetkernmaterial
verwendet wird, fließt Wirbelstrom bei einem höheren Frequenzbereich, was in
einem größeren Verlust resultiert. Daher muss, um eine obere Grenze der
Frequenz auszudehnen, bei der der Mn-Zn-Ferrit als ein
Magnetkernmaterial verwendet werden kann, sein elektrischer Widerstand so hoch wie
möglich eingestellt werden. Jedoch besitzt der elektrische Widerstand bei
dem oben erwähnten üblichen Mn-Zn-Ferriten Werte von kleiner als 1 Ωm
infolge der Übertragung von Elektronen zwischen den oben erwähnten
Fe³&spplus;-Ionen und Fe²&spplus;-Ionen, und eine Frequenz, die zur Anwendung
verfügbar ist, ist auf maximal etwa mehrere 100 kHz begrenzt. Somit wird in
einem Frequenzbereich, der diese Grenze überschreitet, die Permeabilität
(Anfangspermeabilität) merklich abgesenkt, und die Eigenschaften des
Weichmagnetmaterials gehen verloren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist auf die oben erwähnten herkömmlichen
Probleme gerichtet. Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, einen Mn-
Zn-Ferriten vorzusehen, der einen hohen elektrischen Widerstand besitzt
und Anwendungen in einem Hochfrequenzbereich, der 1 MHz
überschreitet, ausreichend zufrieden stellen kann, und einen Produktionsprozess für
diesen vorzusehen, bei dem ein derartiger Mn-Zn-Ferrit leicht und
kostengünstig erreicht werden kann.
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Bei einer Serie von Untersuchungen in Verbindung mit dem Mn-Zn-Ferrit
wurde erkannt, dass, sogar wenn der Fe&sub2;O&sub3;-Gehalt auf 50,0 mol-% oder
weniger begrenzt ist, der Mn-Zn-Ferrit: einen hohen elektrischen
Widerstand besitzt, indem zugelassen wird, dass geeignete Mengen an TiO&sub2; und
/oder SnO&sub2; enthalten sind und ferner gegebenenfalls eine geeignete
Menge an CuO enthalten ist, und Anwendungen in einem
Hochfrequenzbereich, der 1 MHz überschreitet, ausreichend zufrieden stellen kann, und
ist bereits oben offenbart worden (siehe beispielsweise EP-A-10 43 287).
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Die Erfindungen in den oben erwähnten eingereichten Anmeldungen
wurden mit der Überlegung durchgeführt, dass Fe²&spplus; dadurch gebildet
werden kann, dass erlaubt wird, dass der Mn-Zn-Ferrit Ti und/oder Sn
enthält, sogar dann, wenn der Mn-Zn-Ferrit in der Luft oder in einer
Atmosphäre, die eine gewisse Menge an Sauerstoff enthält, gesintert wird,
was von der Feststellung abgeleitet wird, dass Eisenkomponenten in dem
Mn-Zn-Ferriten als Fe³&spplus; und Fe²&spplus; existieren und dass Ti und Sn
Elektronen von diesem Fe³&spplus; aufnehmen, um Fe²&spplus; zu bilden. Ferner ist in den
Erfindungen der oben erwähnten eingereichten Anmeldungen der Gehalt
an TiO&sub2; und/oder SnO&sub2; in der Basiskomponentenzusammensetzung auf
0,1 bis 8,0 mol-% begrenzt, um die Menge an Fe²&spplus; zu steuern, das gebildet
wird, so dass das Koexistenzverhältnis von Fe³&spplus; zu Fe²&spplus; optimiert ist, um
eine positive und negative magnetische Kristallanisotropie zu kompensieren,
wodurch ein ausgezeichneter Weichmagnetismus erhalten werden
kann. Ferner wird, da eine Anzahl von Ti&sup4;&spplus;- und Si&sup4;&spplus;-Ionen, die stabile
Valenzen besitzen, unter den Bedingungen vorhanden sind, sogar wenn
der Fe&sub2;O&sub3;-Gehalt auf ein niedriges Niveau begrenzt ist, ein Austausch von
Elektronen zwischen Fe³&spplus; und Fe²&spplus; im Wesentlichen blockiert. Dadurch
kann ein elektrischer Widerstand erreicht werden, der erheblich höher
(das etwa 10³-fache) als herkömmlich ist.
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Die vorliegenden Erfinder haben die Erfindung dadurch gemacht, dass in
einer Serie von Untersuchungen in Verbindung mit dem Mn-Zn-Ferriten
festgestellt wurde, dass die Anfangspermeabilität, insbesondere die
Anfangspermeabilität in einem Hochfrequenzbereich, dadurch weiter
gesteigert wird, dass zugelassen wird, dass eines oder mehrere aus CoO, NiO
und MgO in einer geeigneten Menge als Zusatz zu einer
Basiskomponentenzusammensetzung enthalten sind, in der der Fe&sub2;O&sub3;-Gehalt auf
50,0 mol-% oder weniger begrenzt ist, und in der TiO&sub2; und/oder SnO&sub2; in
einer geeigneten Menge enthalten ist, wie oben beschrieben ist.
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Dies bedeutet, dass ein Mn-Zn-Ferrit gemäß eines Aspektes der
vorliegenden Erfindung, um die oben erwähnten Aufgaben zu erzielen, dadurch
gekennzeichnet ist, dass die Basiskomponentenzusammensetzung 44,0
bis 50,0 mol-% Fe&sub2;O&sub3;, 4,0 bis 26,5 mol-% ZnO, 0,1 bis 8,0 mol-% von
zumindest einem aus TiO&sub2; und SnO&sub2; und als Rest MnO enthält und ferner
0,01 bis 2,00 Massen-% von zumindest einem aus CoO, NiO und MgO als
Zusatz enthält.
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Ferner ist ein Mn-Zn-Ferrit gemäß eines anderen Aspektes der
vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Basiskomponentenzusammensetzung
44,0 bis 50,0 mol-% Fe&sub2;O&sub3;, 4,0 bis 26,5 mol-% ZnO, 0,1
bis 8,0 mol-% von zumindest einem aus TiO&sub2; und SnO&sub2;, 0,1 bis 16,0 mol-
% CuO und als Rest MnO enthält und ferner 0,01 bis 2,00 Massen-% von
zumindest einem aus CoO, NiO und MgO als Zusatz enthält.
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Der Mn-Zn-Ferrit gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, dass der Fe&sub2;O&sub3;-Gehalt auf 50,0 mol-% oder weniger begrenzt ist,
wie oben beschrieben ist. Jedoch sind, da ein zu geringer Fe&sub2;O&sub3;-Gehalt zu
einer Reduktion bei der Sättigungsmagnetisierung oder
Anfangspermeabilität führt, zumindest 44,0 mol-% Fe&sub2;O&sub3; enthalten.
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ZnO beeinflusst die Curietemperatur und die Sättigungsmagnetisierung.
Wenn ZnO in einer ausreichenden Menge enthalten ist, wird die Curie-
Temperatur abgesenkt, was in praktischen Problemen resultiert. Wenn
andererseits ZnO in einer zu kleinen Menge enthalten ist, ist die
Sättigungsmagnetisierung verringert. Somit wird ein ZnO-Gehalt bevorzugt in
dem oben erwähnten Bereich von 4,0 bis 26,5 mol-% gesteuert.
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CuO besitzt eine Wirkung, um zu ermöglichen, dass der Mn-Zn-Ferrit bei
einer niedrigen Temperatur gesintert werden kann. Wenn jedoch der CuO-
Gehalt zu klein ist, ist die Wirkung klein. Wenn andererseits der CuO-
Gehalt zu groß ist, ist die Anfangspermeabilität verringert. Somit wird der
CuO-Gehalt bevorzugt in dem oben erwähnten Bereich von 0,1 bis
16,0 mol-% gesteuert.
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Da CoO, NiO und MgO alle Metalloxide sind, die Magnetismus aufweisen,
sind sie in den Spinell-Gittern des Mn-Zn-Ferrites feststoffgelöst und
verleihen gute Einflüsse bezüglich der Magnetostriktion, der magnetischen
Kristallanisotropie bzw. der induzierten magnetischen Anisotropie. Wenn
jedoch ihr Gehalt klein ist, ist die Wirkung klein. Wenn andererseits ihr
Gehalt zu groß ist, erfolgt die Reduktion der anfänglichen Permeabilität.
Somit ist der CuO-, NiO- oder MgO-Gehalt bevorzugt auf den oben
erwähnten Bereich von 0,01-2,00 Massen-% gesteuert.
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Da bei dem Mn-Zn-Ferrit gemäß der vorliegenden Erfindung der Fe&sub2;O&sub3;-
Gehalt auf 50 mol-% oder weniger begrenzt ist, wie oben beschrieben ist,
sogar wenn der Mn-Zn-Ferrit in der Luft oder in einer Atmosphäre
gesintert wird, die eine gewisse Menge an Sauerstoff enthält, wird eine
ausreichende Verdichtung erzielt, und es kann ein erwünschter
Weichmagnetismus erhalten werden.
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Dies bedeutet, dass ein Herstellprozess gemäß eines Aspektes der
vorliegenden Erfindung, um die oben erwähnten Aufgaben zu erzielen, dadurch
gekennzeichnet ist, dass gemischtes Pulver, dessen Komponenten so
eingestellt sind, um den oben erwähnten Mn-Zn-Ferriten
zusammenzustellen, gepresst wird, anschließend gesintert und in Luft gekühlt wird.
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Ferner ist ein Herstellprozess gemäß eines anderen Aspektes der
vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass gemischtes Pulver,
dessen Komponenten so eingestellt sind, um den oben erwähnten Mn-Zn-
Ferriten zusammenzustellen, gepresst wird, anschließend gesintert und in
einer Atmosphäre gekühlt wird, wobei der Partialdruck von Sauerstoff
durch Verwendung eines optionalen Wertes in einem Bereich von 6 bis 21
als die Konstante b in der vorher erwähnten Gleichung (1) erhalten wird.
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In diesem Fall wird, wenn ein Wert von größer als 21 als die Konstante b
in dem Ausdruck (1) gewählt ist, die resultierende Atmosphäre im
Wesentlichen gleich der Luft. Somit macht es keinen Sinn, den Partialdruck von
Sauerstoff zu definieren. Wenn ferner diese Konstante b kleiner als 6 ist,
wird der elektrische Widerstand zu klein, wodurch eine
Anfangspermeabilität bei hoher Frequenz verschlechtert ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei der Herstellung eines Mn-Zn-Ferriten werden Rohmaterialpulver aus
Fe&sub2;O&sub3;, ZnO, TiO&sub2; und/oder SnCO&sub2;, CuO, MnO und dergleichen, die als
Hauptkomponenten verwendet werden, vorher gewogen, um mit der oben
definierten Basiskomponentenzusammensetzung überein zu stimmen,
und gemischt. Anschließend wird das gemischte Pulver kalziniert und je
nach Erfordernis fein gemahlen. Die Kalzinierungstemperatur ist
geringfügig unterschiedlich abhängig von der Zielzusammensetzung, und eine
geeignete Temperatur kann innerhalb eines Bereiches von 800 bis 1000ºC
gewählt werden. Eine Allzweck-Kugelmühle kann zum feinen Vermählen
des gemischten Pulvers verwendet werden. Ferner wird Pulver aus CoO,
NiO oder MgO dem fein gemischten Pulver in einer vorgeschriebenen
Menge (0,01 bis 2,00 Massen-%) als der Zusatz hinzugefügt und gemischt,
um ein gemischtes Pulver mit der Zielzusammensetzung zu erhalten.
Anschließend wird das gemischte Pulver granuliert und gemäß eines
üblichen Ferritherstellprozesses gepresst und bei 900 bis 1400ºC
gesintert. Übrigens kann ein Verfahren zum Zusetzen eines Bindemittels, wie
beispielsweise Polyvinylalkohol, Polyacrylamid, Methyl-Zellulose,
Polyethylenoxid, Glyzerin oder dergleichen für die Granulierung verwendet werden,
und es kann ein Verfahren zum Aufbringen eines Druckes von
beispielsweise 80 MPa oder mehr für das Pressen verwendet werden.
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Das oben erwähnte Sintern und Kühlen nach dem Sintern kann in der
Luft oder in einer Atmosphäre durchgeführt werden, wobei der
Partialdruck von Sauerstoff basierend auf dem vorher erwähnten Ausdruck (1)
definiert ist, wobei die Konstante b innerhalb eines Bereiches von 6 bis 21
liegt. Wenn diese jedoch in einer Atmosphäre durchgeführt werden, die
Sauerstoff enthält, ist es erwünscht, den Partialdruck von Sauerstoff
dadurch zu steuern, dass zugelassen wird, dass ein Inertgas, wie
beispielsweise Stickstoff oder dergleichen, in einen Sinterofen strömen kann.
In diesem Fall kann ein optionaler Wert in einem breiten Bereich von 6 bis
21 als die Konstante b gewählt werden, die in den Ausdruck (1)
eingegeben wird. Daher kann die Steuerung des Partialdrucks von Sauerstoff
leicht durchgeführt werden.
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Da der somit erhaltene Mn-Zn-Ferrit TiO&sub2; und/oder SnO&sub2; als
Hauptkomponenten enthält, während er 50 mol-% oder weniger Fe&sub2;O&sub3; enthält,
ist der elektrische Widerstand im Vergleich zu einem herkömmlichen Mn-
Zn-Ferriten merkbar erhöht (das etwa 10³-fache).
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Ferner ist allgemein die Grenze der Anfangspermeabilität u in dem
weichmagnetischen Ferriten umgekehrt proportional zu einer Frequenz f (MHz),
bei der der Ferrit verwendet wird, und ist mit einem Wert geschätzt, der
durch den Ausdruck (2), der unten angegeben ist, erhalten wird, aber es
kann, da der Mn-Zn-Ferrit gemäß der vorliegenden Erfindung CoO, NiO
oder MgO als Zusatz in einer vorgeschriebenen Menge enthält, eine
Anfangspermeabilität n von etwa 2000 bei 1 MHz oder etwa 200 bei 10 MHz
erhalten werden, wie geschätzt ist. Somit kann der vorliegende Mn-Zn-
Ferrit ideal zur Verwendung in einem Magnetkernmaterial und einem
elektromagnetische Wellen absorbierenden Material für eine hohe
Frequenz sein, die 1 MHz überschreitet.
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u = K/f (K = 1500 bis 2000) (2)
BEISPIELE
Beispiel 1
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Eine Mischung, die aus 42,0 bis 52,0 mol-% Fe&sub2;O&sub3;, 0 bis 10,0 mol-% TiO&sub2;
oder SnO&sub2; und als Rest aus MnO und ZnO in einem Molverhältnis von
26 : 25 besteht und die durch Mischen der jeweiligen Rohmaterialpulver
hergestellt wurde, wurde in der Luft bei 900ºC für 2 Stunden kalziniert
und mit einer Kugelmühle für 20 Stunden gemahlen, um ein gemischtes
Pulver zu erhalten. Anschließend wurden, während die Komponenten
dieses gemischten Pulvers so eingestellt wurden, um mit der vorher
definierten Zusammensetzung überein zu stimmen, CoO, NiO oder MgO als
Zusatz in einer vorgeschriebenen Menge zu einem Teil des gemischten
Pulvers hinzugefügt, das mit einer Kugelmühle für eine Stunde weiter
gemischt wurde. Anschließend wurde dieses gemischte Pulver mit Zusatz
von Polyvinylalkohol granuliert und bei einem Druck von 80 MPa in
Ringkerne (Grünpresslinge) gepresst, von denen jeder einen
Außendurchmesser von 18 mm, einen Innendurchmesser von 10 mm und eine Höhe von 4
mm besaß. Die Grünpresslinge wurden in einen Sinterofen gebracht,
anschließend bei 1200ºC für 3 Stunden gesintert und unmittelbar in einer
Atmosphäre gekühlt, die dadurch eingestellt wurde, dass Stickstoff in
diese geströmt ist, um so einen relativen Partialdruck von Sauerstoff zu
erhalten, wie mit einer auf 8 eingestellten Konstante b in dem Ausdruck
(1) erhalten wird, und es wurden Proben 1-1 bis 1-7, die in der Tabelle 1
gezeigt sind, erhalten.
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An den jeweiligen Proben 1-1 bis 1-7, die somit erhalten wurden, wurde
die Endkomponentenzusammensetzung durch die
Fluoreszenz-Röntgenstrahlenanalyse überprüft, und der elektrische Widerstand wurde
gemessen, und es wurde auch die Anfangspermeabilität bei 0,1 MHz, 1 MHz und
10 MHz gemessen. Diese Ergebnisse sind gemeinsam in der Tabelle 1
gezeigt.
Tabelle 1
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Wie aus den in der Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen offensichtlich wird,
besitzen alle Proben 1-2 bis 1-7, die jeweils 50,0 mol-% oder weniger
Fe&sub2;O&sub3; besitzen, bemerkenswert hohe elektrische Widerstände im Vergleich
zu der Vergleichsprobe 1-1, die Fe&sub2;O&sub3; enthält, das 50,0 mol-%
überschreitet. Ferner können unter den Proben, die jeweils 50,0 mol-% oder weniger
Fe&sub2;O&sub3; enthalten, die Proben 1-3 und 1-6 der vorliegenden Erfindung, die
jeweils 44,0 bis 50,0 mol-% Fe&sub2;O&sub3; und 0,1 bis 8,0 mol-% TiO&sub2; oder SnO&sub2;
als Basiskomponentenzusammensetzung enthalten und auch 0,01 bis
2,00 Massen-% CoO, NiO oder MgO als Zusatz enthalten, eine merklich
hohe Anfangspermeabilität von 2000 oder mehr bei 1 MHz und sogar 200
oder mehr bei 10 MHz erhalten. Andererseits ist die Anfangspermeabilität
der Vergleichsprobe 1-1 bei einer Frequenz von 10 MHz gleich 1, was
angibt, dass die Eigenschaften des weichmagnetischen Materials
vollständig verloren gegangen sind.
Beispiel 2
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Eine Mischung, die aus 47,0 mol-% Fe&sub2;O&sub3;, 2,0 mol-% TiO&sub2; oder SnO&sub2;, 0
bis 20,0 mol-% CuO und als Rest aus MnO und ZnO in einem
Molverhältnis von 26 : 25 besteht und die durch Mischen der jeweiligen
Rohmaterialpulver hergestellt wurde, wurde in der Luft bei 900ºC für 2 Stunden
kalziniert und mit einer Kugelmühle für 20 Stunden gemahlen, um ein
gemischtes Pulver zu erhalten. Anschließend wurde, während die
Komponenten dieses gemischten Pulvers so eingestellt wurden, um die vorher
definierte Zusammensetzung zu erhalten, das gemischte Pulver mit einer
Zugabe von 0,50 Massen-% CoO, NiO oder MgO als Zusatz mit einer
Kugelmühle für eine Stunde weiter gemischt. Anschließend wurde dieses
gemischte Pulver mit Zusatz von Polyvinylalkohol granuliert und bei einem
Druck von 80 MPa in Ringkerne (Grünpresslinge) gepresst, von denen
jeder einen Außendurchmesser von 18 mm, einen Innendurchmesser von
10 mm und eine Höhe von 4 mm besaß. Die Grünpresslinge wurde in
einen Sinterofen gebracht, anschließend bei 900 bis 1200ºC für 3 Stunden
gesintert und unmittelbar in einer Atmosphäre gekühlt, die dadurch
eingestellt wurde, dass zugelassen wurde, dass Stickstoff in diese
geströmt ist, um so eine derartige Sauerstoffkonzentration zu erhalten, wie
mit der auf 8 eingestellten Konstante b in dem Ausdruck (1) erhalten wird,
und es wurden Proben 2-1 bis 2-4, die in der Tabelle 2 gezeigt sind,
erhalten.
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An den jeweiligen Proben 2-1 bis 2-4, die somit erhalten wurden, wurde
die Endkomponentenzusammensetzung durch die
Fluoreszenz-Röntgenstrahlenanalyse überprüft, und es wurde auch die Anfangspermeabilität
bei 1 MHz gemessen. Diese Ergebnisse sind gemeinsam in der Tabelle 2
gezeigt.
Tabelle 2
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Wie aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, muss in
dem Fall von Probe 2-1 (der vorliegenden Erfindung), die kein CuO
enthält, eine Sintertemperatur in der Höhe von 1200ºC eingestellt sein, um
eine hohe Anfangspermeabilität von 2000 oder mehr zu erhalten. Jedoch
könnte in dem Fall der Proben 2-2 und 2-3 (der vorliegenden Erfindung),
die eine geeignete Menge an CuO enthalten, eine hohe
Anfangspermeabilität von 2000 oder mehr sogar dann erhalten werden, wenn sie bei einer
Temperatur von kleiner als 1200ºC gesintert würden. Andererseits war in
dem Fall von Probe 2-4 (Vergleichsprobe), die eine große Menge (20,0 mol-
%) an CuO enthält, die Anfangspermeabilität erheblich abgesenkt, wenn
sie einem Sintern bei einer hohen Temperatur von 1200ºC ausgesetzt
wurde. Ferner konnte, sogar wenn ein Sintern bei einer Temperatur von
weniger als 1200ºC ausgeführt wurde, keine hohe Anfangspermeabilität,
die 2000 überschreitet, erhalten werden. Somit hat sich herausgestellt,
dass eine geeignete Menge an CuO-Gehalt wirksam zur Absenkung der
optimalen Sintertemperatur und zur Steigerung der Anfangspermeabilität
in einem Hochfrequenzbereich dient.
Beispiel 3
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Eine Mischung, die aus 47,0 mol-% Fe&sub2;O&sub3;, 2,0 mol-% TiO&sub2; oder SnO&sub2;, 0
bis 8,0 mol-% CuO und als Rest aus MnO und ZnO in einem
Molverhältnis von 26 : 25 besteht und die durch Mischen der jeweiligen
Rohmaterialpulver hergestellt wurde, wurde in der Luft bei 900ºC für 2 Stunden
kalziniert und mit einer Kugelmühle für 20 Stunden gemahlen, um ein
gemischtes Pulver zu erhalten. Anschließend wurde, während die
Komponenten dieses gemischten Pulvers so eingestellt wurden, um die vorher
definierte Zusammensetzung zu erhalten, das gemischte Pulver mit einer
Zugabe von 0,50 Massen-% CoO, NiO oder MgO als Zusatz mit einer
Kugelmühle für eine Stunde weiter gemischt. Anschließend wurde dieses
gemischte Pulver mit Zusatz von Polyvinylalkohol granuliert und bei einem
Druck von 80 MPa in Ringkerne (Grünpresslinge) gepresst, von denen
jeder einen Außendurchmesser von 18 mm, einen Innendurchmesser von
10 mm und eine Höhe von 4 mm besaß. Die Grünpresslinge wurde in
einen Sinterofen gebracht, anschließend bei 1200ºC oder 1050º (1050ºC
nur für die CuO enthaltenden Grünpresslinge) für 3 Stunden gesintert
und unmittelbar in der Luft oder in einer Atmosphäre gekühlt, die
dadurch eingestellt wurde, dass zugelassen wurde, dass Stickstoff in diese
geströmt ist, um so einen relativen Partialdruck von Sauerstoff zu
erhalten, wie mit der auf 5,5 bis 21 eingestellten Konstante b in dem Ausdruck
(1) erhalten wird, und es wurden Proben 3-1 bis 3-6, die in der Tabelle 3
gezeigt sind, erhalten.
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An den jeweiligen Proben 3-1 bis 3-6, die somit erhalten wurden, wurde
die Endzusammensetzung durch die Fluoreszenz-Röntgenstrahlenanalyse
überprüft, und der elektrische Widerstand wurde gemessen, und es wurde
auch die Anfangspermeabilität bei 0,1 MHz, 1 MHz und 10 MHz
gemessen. Diese Ergebnisse sind gemeinsam in der Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
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Wie aus den in Tabelle 3 gezeigten Ergebnissen offensichtlich ist, besitzen
die Proben 3-2 bis 3-5 der vorliegenden Erfindung, die in einer
Atmosphäre mit einem Partialdruck von Sauerstoff gesintert wurden, der durch den
Ausdruck (1) erhalten wurde, wobei die Konstante b als 6 oder größer
definiert ist, und die Probe 3-6 der vorliegenden Erfindung, die in der Luft
gesintert wurde, einen hohen elektrischen Widerstand. Demgemäß ist die
Anfangspermeabilität bei hohen Frequenzen von 1 MHz und 10 MHz auch
erhöht. Unter diesen besaß die Probe 3-6 der vorliegenden Erfindung, die
in der Luft gesintert wurde, einen hohen elektrischen Widerstand und eine
hohe Anfangspermeabilität in einem Hochfrequenzbereich im Vergleich zu
den Proben, die in anderen Atmosphären gesintert wurden. Andererseits
waren bei der Vergleichsprobe 3-1, die in einer Atmosphäre gesintert
wurde, bei der der Partialdruck von Sauerstoff erhalten wurde, wenn die
Konstante b als 5,5 definiert ist, obwohl die Anfangspermeabilitäten bei
0,1 MHz hoch sind, die Anfangspermeabilitäten bei hohen Frequenzen von
1 MHz und 10 MHz am niedrigsten.
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Gemäß des Mn-Zn-Ferriten und dessen Herstellverfahren, das in der
vorliegenden Erfindung oben beschrieben ist, kann mit einer einmaligen
Komponentenzusammensetzung, bei der der Fe&sub2;O&sub3;-Gehalt auf 50 mol-%
oder weniger begrenzt ist, indem zugelassen wird, dass TiO&sub2; oder SnO&sub2;
enthalten ist und in der CoO, NiO oder MgO als Zusatz enthalten ist, eine
ausgezeichnete Anfangspermeabilität in einem breiten Frequenzband von
einem vergleichsweise niedrigen Frequenzbereich zu einem hohen
Frequenzbereich von 10 MHz ungeachtet dessen erhalten werden, ob der Mn-
Zn-Ferrit in der Luft oder in einer Atmosphäre gesintert wird, die eine
gewisse Menge an Sauerstoff enthält.
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Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung die problematische
Steuerung der Atmosphäre beim Sintern nicht notwendig. Insbesondere kann,
wenn der Mn-Zn-Ferrit CuO enthält, dieser bei einer niedrigen Temperatur
gesintert werden, und die Kosten zum Sintern sind weiter verringert, was
erheblich zu einer Kostenverringerung des Mn-Zn-Ferriten beiträgt.