DE60001899T2 - Mn-Zn Ferrit und seine Herstellung - Google Patents

Mn-Zn Ferrit und seine Herstellung

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • log PO&sub2; = -14540/(T + 273) + b (1)
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • u = K/f (K = 1500 bis 2000) (2)
  • BEISPIELE Beispiel 1
  • 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.
  • 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
  • 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
  • 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.
  • 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
  • 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
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (4)

1. Mn-Zn-Ferrit, wobei eine 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.
2. Mn-Zn-Ferrit, wobei eine 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.
3. Herstellverfahren für den Mn-Zn-Ferriten, wobei gemischtes Pulver, dessen Komponenten so eingestellt sind, um die Zusammensetzung des Mn-Zn-Ferriten gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 zu erhalten, gepresst, anschließend gesintert und unmittelbar in der Luft gekühlt wird.
4. Herstellverfahren für den Mn-Zn-Ferriten, wobei gemischtes Pulver, dessen Komponenten so eingestellt sind, um die Zusammensetzung des Mn-Zn-Ferriten gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 zu erhalten, gepresst, anschließend gesintert und unmittelbar auf maximal 300ºC in einer Atmosphäre mit einem Partialdruck von Sauerstoff herunter gekühlt wird, der durch den folgenden Ausdruck definiert ist:
log PO&sub2; = -14540/(T + 273) + b
wobei T: Temperatur (ºC), PO&sub2;: relativer Partialdruck von Sauerstoff, wobei PO&sub2; = P'O&sub2;/Ptotal, P'O&sub2; der absolute Partialdruck von Sauerstoff (Pa) total ist, Ptotal der Absolutdruck (Pa) ist, und b: eine Konstante ist, die aus einem Bereich von 6 bis 21 gewählt ist.
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