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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein oxyd-magnetisches Material mit
einem Weichmagnetismus, insbesondere ein Mn-Zn Ferrit gemäss Anspruch 1, welcher geeignet
ist für
die Verwendung für
verschiedene Induktivitätselemente,
Impedanzelemente für
elektromagnetische Beeinflussungsgegenmassnahmen und dergleichen,
und auf eine Produktionsmethode dessen gemäss Anspruch 3.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Typische
oxyd-magnetische Materialien mit einem Weichmagnetismus umfassen
einen Mn-Zn Ferrit. Konventionell hat dieser Mn-Zn Ferrit eine Basiskomponentenzusammensetzung
enthaltend 52 bis 55 Mol% Fe2O3,
im Durchschnitt 50 Mol% übersteigend,
was die stöchiometrische
Zusammensetzung ist, 10 bis 24 Mol% ZnO und der Rest MnO. Der Mn-Zn
Ferrit wird normalerweise durch Mischen entsprechender Materialpulver
von Fe2O3, ZnO und
MnO in vorbestimmten Verhältnissen
hergestellt, wobei gemischte Pulver den Schritten der Kalzinierung,
des Vermahlens, der Komponentenanpassung, der Granulation und des
Pressens unterworfen werden, um die gewünschte Form zu erhalten, dann
wird eine Sinterungsbehandlung bei 1200 bis 1400°C für 2 bis 4 Stunden in einer
reduzierenden Atmosphäre
durchgeführt,
in welcher ein relativer Partialdruck des Sauerstoffs auf ein niedriges
Niveau durch hinzufügen
von Stickstoff kontrolliert wird. Der Grund, wieso der Mn-Zn Ferrit
in der reduzierenden Atmosphäre
gesintert wird, ist, dass Fe2+ gebildet
wird, als Resultat der Reduktion eines Teils von Fe3+.
Dieses Fe2+ hat eine positive magnetische
Kristallanisotropie, hebt eine negative magnetische Kristallanisotropie
von Fe3 auf, wodurch der Weichmagnetismus
verbessert wird.
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Die
Menge des oben genannten, gebildeten Fe2+ hängt vom
relativen Partialdruck des Sauerstoffs bei der Sinterung und beim
Kühlen
nach dem Sintern ab. Wenn der relative Partialdruck des Sauerstoffs
ungeeignet eingestellt ist, wird es daher schwierig, exzellente
Weichmagnetismus-Eigenschaften
sicher zu stellen. Konventionell wurde daher der folgende Ausdruck
experimentell eingeführt,
und der relative Partialdruck des Sauerstoffs beim Sintern und beim
Kühlen
nach dem Sintern ist strikt in Übereinstimmung
mit dem Ausdruck gesteuert. logPo2 = –14540/(T
+ 273) + b (1),wobei
T die Temperatur (°C),
Po2 der relative Partialdruck des Sauerstoffs
und b eine Konstante ist, welche normalerweise zwischen 7 bis 8
ist. Die Tatsache, dass die Konstante b 7 bis 8 ist, bedeutet, dass
der relative Partialdruck des Sauerstoffs beim Sintern in einem
schmalen Bereich eingestellt werden muss, wobei ein Problem auftritt,
dass die Sinterungsbehandlung fehleranfällig ist und die Produktionskosten
erhöht
sind.
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Zusätzlich gibt
es in den letzten Jahren mit der Miniaturisierung und der Leistungssteigerung
elektrischer Einrichtungen eine wachsende Tendenz, dass Signale
bei einer höheren
Frequenz verarbeitet werden. Daher wurde ein magnetisches Material
mit exzellenten magnetischen Eigenschaften sogar in hohen Frequenzregion
benötigt.
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Aber
wenn der Mn-Zn Ferrit als ein magnetisches Kernmaterial gebraucht
wird, fliesst in einer höheren Frequenzregion
ein Wirbelstrom, was zu einem grösseren
Verlust führt.
Um eine obere Schranke der Frequenz, bei welcher der Mn-Zn Ferrit
als ein magnetisches Kernmaterial verwendet werden kann, zu erstrecken muss
ein elektrischer Widerstand des Materials so hoch wie möglich gemacht
werden. Da aber der oben genannte Mn-Zn Ferrit im allgemeinen Fe2O3 in einer Menge
grösser
als 50 Mol% enthält,
was die stöchiometrische
Zusammensetzung ist, ist eine grosse Menge Fe2+ Ionen
vorhanden, wodurch ein Übergang
der Elektronen zwischen den oben genannten Fe3+ und
den Fe2+ Ionen erleichtert wird. Folglich
ist der elektrische Widerstand des Mn-Zn Ferrits in der Grössenordnung
von 1 Ωm
oder weniger. Folglich ist eine anwendbare Frequenz auf mehrere
Hundert kHz im Maximum limitiert, und in einer Frequenzregion oberhalb
dieser Limite ist eine Permeabilität (Anfangspermeabilität) signifikant
verkleinert, wodurch Eigenschaften des weichmagnetischen Materials
vollständig
weggenommen sind.
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Um
einen scheinbaren Widerstand des Mn-Zn Ferrits zu erhöhen, wird
in einigen Fällen
CaO, SiO2 oder dergleichen als Additiv hinzugefügt um einen
höheren
Widerstand an Korngrenzen zu verleihen und gleichzeitig ist der
Mn-Zn Ferrit bei Temperaturen so tief wie 1200°C gesintert um die Korngrösse von
ihrer normalen Grössenordnung,
ungefähr
20 μm, auf
5 μm zu
verkleinern, wodurch Massnahmen zum Verkleinern des Verhältnisses
der Korngrenzen genommen werden. Selbst dann, wenn solche Massnahmen
angewannt werden, ist es aber schwierig, einen elektrischen Widerstand
von mehr als 1 Ωm
Grössenordnung
zu erhalten, da das Korn selber einen tiefen Widerstand hat, und
die oben genannten Massnahmen einer vollständigen Lösung nicht gerecht werden.
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Weiter
wurde ein Mn-Zn Ferrit, zu welchem beispielsweise CaO, SiO2, SnO2 und TiO2 hinzugefügt werden, um einen höheren Widerstand
zu erhalten, entwickelt, und ist in der japanischen Patentanmeldung
Nr. Hei 9-18092 offenbart. Jedoch ist der elektrische Widerstand
des Mn-Zn Ferrits so tief wie 0.3 bis 2.0 Ωm, was einem Anwendung in einer
Hochfrequenz-Bereich nicht genügend
gerecht wird. Weiter, ist ein Mn-Zn Ferrit, beinhaltend 50 Mol%
oder weniger Fe2O3,
zu welchem SnO2 und dergleichen hinzugefügt sind,
in EPC 1,304,237 offenbart. Obwohl es angeblich sehr schwierig ist
Fe2+ herzustellen, wenn der Fe2O3 Gehalt 50 Mol% oder weniger ist, enthält der in
diesem EP Patent beschriebene Mn-Zn Ferrit im EP Patent soviel wie
3 bis 7 Mol% Fe2+. Daher kann der elektrische
Widerstand des Mn-Zn Ferrits im EPC Patent nicht den elektrischen Widerstand
eines konventionellen allgemeinen Mn-Zn Ferrits übersteigen.
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Andererseits
wurde ein Mn-Zn basierter Ferrit, welcher weniger als 50 Mol% Fe2O3 enthält, für einen höheren Widerstand
entwickelt, welcher als ein Kernmaterial eines Ablenkjochs benutzt
wird und in der japanischen Patentoffenlegungen Nr. Hei 7-230909,
Hei 10-208926, Hei 11-199235 und dergleichen.
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Unter
der Beurteilung der Tatsache, dass die Anwendung davon ein Kernmaterial
für ein
Ablenkjoch ist, und die Beispiele der in jeder Publikation beschriebenen
Erfindung beurteilend, sind die Mn-Zn basierten Ferrite in jeder
der obigen Publikationen Ferritmateriale, welche dazu bestimmt sind,
in Frequenzbereichen von 64 bis 100 kHz verwendet zu werden. Es
wird beschrieben, dass das Festlegen des Fe2O3 Gehalts auf 50 Mol% oder weniger, um einen
hohen elektrischen Widerstand zu erreichen, ermöglicht, einen Kupferdraht direkt
um einen Kern für
ein Ablenkjoch herumzuwickeln. Folglich legen diese Publikationen
eine Anwendung des Mn-Zn basierten Ferrits in solch einen hohen
Frequenzbereich, welcher 1 MHz übersteigt,
nicht nahe. Alle die Mn-Zn basierten Ferrite haben eine Anfangspermeabilität von ungefähr 1100
bei 100 kHz und exzellente weichmagnetische Eigenschaften, welche
nicht dadurch erhalten werden, dass lediglich der Fe2O3 Gehalt auf weniger als 50 Mol% eingestellt
wird, um einen hohen elektrischen Widerstand zu erhalten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten,
konventionellen Problemen gemach, und eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, einen Mn-Zn Ferrit bereitzustellen, welcher einen
grösseren
elektrischen Widerstand als von der Grössenordnung 1 Ωm und hohe
Anfangspermeabilitäten von
3000 oder mehr bei 100 kHz und von 100 oder mehr bei 10 MHz haben,
und auch ein Herstellungsverfahren, durch welches ein solcher Mn-Zn
Ferrit einfach hergestellt werden kann.
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Ein
Mn-Zn Ferrit gemäss
der vorliegenden Erfindung um das oben genannte Ziel zu erreichen,
ist dadurch charakterisiert, dass die Hauptkomponenten 44,0 bis
49,8 Mol% Fe2O3,
15,0 bis 26,5 Mol% ZnO, 0,02 bis 1,00 Mol% Mn2O3 und der Rest MnO beinhaltet.
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Der
vorliegende Mn-Zn Ferrit kann zusätzlich zu den oben genannten
Hauptkomponenten mindestens eines aus 0,010 bis 0,200 Massen% V2O5, 0,005 bis 0,100
Massen% Bi2O3, 0,005
bis 0,100 Massen% In2O3, 0,005
bis 0,100 Massen% PbO, 0,001 bis 0,100 Massen% MoO3 und
0,001 bis 0,100 Massen% WO3 als Zusatzstoffe
enthalten.
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Weiter
ist der vorliegende Mn-Zn Ferrit dadurch gekennzeichnet, dass die
Anfangspermeabilität
bei Raumtemperatur (25°C)
3000 oder mehr bei 100 kHz und 100 oder mehr bei 10 MHz ist.
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Weiter
ist ein Herstellungsprozess gemäss
der vorliegenden Erfindung zum Erreichen des oben genannten Ziels
dadurch charakterisiert, dass in der Mischung, deren Komponenten
derart angepasst sind, um den oben genannten Mn-Zn Ferrit zu bilden,
gepresst, dann gesintert und nach dem Sintern auf 500°C oder tiefer
runtergekühlt
wird, in einer Sauerstoffatmosphäre
mit einem relativen Partialdruck des Sauerstoffs definiert durch
einen willkürlichen
Wert, gewählt
aus einem Bereich von 6 bis 10 als eine Konstante b im Ausdruck (1).
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In
einem üblichen
Mn-Zn Ferrit gemäss
dem Stand der Technik, ist der Fe2O3 Gehalt mehr als 50 Mol%, wobei dies die
stöchiometrische
Zusammensetzung, wie weiter oben beschrieben, ist. Um dieses überschüssige Fe2O3 daran zu hindern
als Hämatit
ausgefällt
zu werden, muss das Sintern und Kühlen unter einer Bedingung
ausgeführt
werden, in welcher ein relativer Partialdruck des Sauerstoffs auf
ein signifikant tieferes Niveau mittels Zufluss von Stickstoff reduziert
wird d.h. eine Bedingung erhalten durch eine Konstante b von 7 bis
8. Andererseits fällt
kaum Hämatit
aus, da ein Mn-Zn Ferrit der vorliegenden Erfindung weniger als
50 Mol% Fe2O3 enthält. Folglich
kann sogar, falls ein Bereich des relativen Partialdrucks des Sauerstoffs
beim Sintern sogar etwas erhöht
ist, können
exzellente magnetische Eigenschaften erhalten werden. In einem herkömmlichen
Mn-Zn Ferrit, welcher mehr als 50 Mol% Fe2O3 enthält,
existieren ungefähr
3,0 Mol% Fe2+. Andererseits ist in dem Mn-Zn
Ferrit der vorliegenden Erfindung der Fe2+ Gehalt
so tief wie 0,1 bis 0,7 Mol%. Demzufolge ist der elektrische Widerstand
des Mn-Zn Ferrits der vorliegenden Erfindung sehr hoch. Demzufolge
steigt ein Wirbelstrom auch in einem sehr hohen Frequenzbereich
nicht an, und eine exzellente Anfangspermeabilität kann erhalten werden. Aber
falls dieser Fe2O3 Gehalt
zu klein ist, ist die Sättigungsmagnetisierung
verschlechtert. Folglich werden mindestens 44,0 Mol% Fe2O3 benötigt.
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ZnO
als Hauptkomponente beeinflusst die Curie-Temperatur und die Sättigungsmagnetisierung.
Eine kleine Menge von ZnO reduziert die Anfangspermeabilität, aber
andererseits setzt eine zu grosse Menge von ZnO die Sättigungsmagnetisierung
und die Curie-Temperatur nach unten, sodass der ZnO Gehalt im den
oben genannten Bereich von 15,0 bis 26,5 Mol% eingestellt wird.
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Eine
Mangankomponente im oben genannten Ferrit existiert als Mn2+ und Mn3+. Da aber
Mn3+ das Kristallgitter zerstört und dadurch,
die Anfangspermeabilität
signifikant senkt, wird der Mn2O3 Gehalt auf 1,00 Mol% oder weniger eingestellt.
Falls aber der Mn2O3 Gehalt
zu klein ist, ist der elektrische Widerstand signifikant heruntergesetzt.
Folglich ist mindestens 0,02 Mol% Mn2O3 gemacht um im Ferrit enthalten zu sein.
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In
der vorliegenden Erfindung kann mindestens eines aus V2O5, Bi2O3,
In2O3, PbO, MoO3 und WO3 als Additiv
enthalten sei. Alle diese Additive haben einen beschleunigenden
Einfluss auf das Wachstum der Körner.
Die Anfangspermeabilität
in einem vergleichsweise tiefen Frequenzbereich hängt von
der Korngrösse
ab, sodass die Anfangspermeabilität in einem tiefen Frequenzbereich
verbessert werden kann, indem die oben genannten Additive enthalten
sind. Aber falls der Gehalt deren zu klein ist, sind die Wirkungen
klein. Auf der anderen Seite, falls der Gehalt zu gross ist, wachsen
die Körner
abnormal. Folglich ist es wünschenswert,
dass V2O5 zwischen
0,01 bis 0,200 Massen% eingestellt wird, Bi2O3, In2O3 und
PbO zwischen 0,005 bis 0,100 Massen% beziehungsweise MoO3 und WO3 auf 0,001
bis 0,100 Massen% eingestellt werden.
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Wie
oben beschrieben, ist in der vorliegenden Erfindung der Gehalt von
Mn3+ geregelt durch das Durchführen des
Sinterns und des Kühlens
nach dem Sintern in einer Atmosphäre mit einem relativen Partialdruck
des Sauerstoffs erhalten durch einen arbiträren Wert in einem Bereich von
6 bis 10 für
die Konstante b im Ausdruck (1). Wenn ein Wert grösser als
10 für
die Konstante b gewählt
wird, wird die Menge von Mn3+ im Ferrit
grösser
als 1 Mol%, wodurch die Anfangspermeabilität schnell gesenkt wird. Daher
muss die Menge von Mn3+ im Ferrit verkleinert
werden, um die Anfangspermeabilität zu erhöhen. Folglich ist es wünschenswert, dass
ein kleiner Wert für
die Konstante b gewählt
wird. Aber wenn ein Wert kleiner als 6 gewählt wird, ist der elektrische
Widerstand signifikant verkleinert wegen dem Umstand, dass die Menge
von Fe2+ gross wird oder die Menge von Mn3+ zu klein wird. Folglich wird die Konstante
b auf mindestens 6 gesetzt.
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In
der Herstellung des Mn-Zn Ferrits, werden die entsprechenden Rohmaterialpulver
von Fe2O3, ZnO, Mn2O3 und MnO, welche
die Hauptkomponenten sind, im Voraus für ein vorbestimmtes Verhältnis gewogen und
gemischt, um ein gemischtes Pulver zu erhalten, und dann wird dieses
gemischte Pulver kalziniert und fein gemahlen. Obwohl die Temperatur
für das
Kalzinieren leicht abweicht, abhängig
von den Zielzusammensetzungen, sollte eine geeignete Temperatur
aus dem Bereich von 800 bis 1000°C
ausgewählt
werden. Weiter, kann eine Kugelmühle
für allgemeine
Zwecke für
das Feinmahlen des kalzinierten Pulvers benutzt werden. Im übrigen,
wenn V2O5, Bi2O3, In2O3, PbO, MoO3 und
WO3 als Additive hinzugefügt werden,
werden Pulver dieser Additive zu dem zuvor genannten feingemahlenen
Pulver in den geeigneten Mengen hinzugefügt und gemischt, um eine Mischung
mit der Zielzusammensetzung zu erhalten. Dann wird die Mischung
granuliert und gepresst in Übereinstimmung
mit dem üblichen
Ferrit-Herstellungsverfahren
und dann bei 1100 bis 1400°C
gesintert. Im übrigen
wird im Granulationsprozess eine Methode zum Hinzufügen eines
Bindemittels, wie beispielsweise Polyvinyl-Alkohol, Polyacrylamid,
Methyl-Zellulose,
Polyethylen-oxide oder Glyzerin können verwendet werden, und
im Pressprozess eine Methode unter Aufsetzen von Druck, beispielsweise
bei 80 MPa oder mehr, benutzt.
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Beim
oben genannten Sintern und Kühlen
nach dem Sintern wird ein relativer Partialdruck des Sauerstoffs
durch einfliessen eines inerten Gases, wie beispielsweise Stickstoffgas
oder dergleichen, in einen Sinterungsofen kontrolliert. In diesem
Fall kann für
die Konstante b im Ausdruck (1) ein arbiträrer Wert aus dem Bereich von
6 bis 10 ausgewählt
werden. Folglich hat die Konstante b eine sehr breite Toleranz im
Vergleich zur Konstante b (7 bis 8), welche im Fall gewählt wird,
indem ein üblicher
Mn-Zn Ferrit des Standes der Technik mit mehr als 50 Mol% Fe2O3 gesintert wird,
und der relative Partialdruck des Sauerstoffs kann einfach kontrolliert
werden. Da weiter bei Temperaturen unterhalb von 500°C die Reaktion
von Sauerstoff oder Reduktion unabhängig vom relativen Partialdruck
des Sauerstoffs vernachlässigt
werden kann, muss das Kühlen
nach dem Sintern in Übereinstimmung
mit dem oben genannten Ausdruck (1) nur bis dahin ausgeführt werden,
bis die Temperatur auf 500°C
abfällt.
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BEISPIELE
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Beispiel 1
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Entsprechende
der Rohmaterialpulver von Fe2O3,
MnO, Mn2O3 und ZnO
wurden für
eine Zusammensetzung von 42,0 bis 51,0 Mol% Fe2O3 und einen Rest beinhaltend MnO, Mn2O3 und ZnO mit einem
molaren Verhältnis
von MnO zu ZnO von 3:2 (beide MnO und Mn2O3 werden als MnO gezählt) eingewogen und gemischt
mit einer Kugelmühle.
Dann wurde das gemischte Pulver in Luft bei 900°C während 2 Stunden kalziniert und
mit einer Kugelmühle
während
20 Stunden gemahlen, wodurch ein feines, gemahlenes Pulver erhalten wird.
Darauf wurden die Komponenten des feingemahlenen Pulvers angepasst,
um die oben genannte Zusammensetzung zu erhalten, und die angepasste
Mischung wurde weiter mit einer Kugelmühle während 1 Stunde gemahlen. Dann
wurde diese Mischung mit Zusatz von Polyvinyl-Alkohol granuliert
und bei einem Druck von 80 MPa in Ringkerne (grüne Presskörper) gepresst, wobei jeder
einen äusseren
Durchmesser von 18 mm, einen inneren Durchmesser von 10 mm und eine
Höhe von
4 mm hat. Dann wurden die grünen
Presskörper
in einen Sinterungsofen platziert, in welchem eine Atmosphäre durch
Zufliessen von Stickstoff angepasst wurde, sodass diese einen relativen
Partialdruck des Sauerstoffs hat, wie durch einstellen der Konstante
b im Ausdruck (1) auf 8. Sintern bei 1300°C während 3 Stunden und Kühlen nach
dem Sintern wurden dann in der Atmosphäre, wie oben beschrieben angepasst,
ausgeführt,
und die Proben 1-1 bis 1-7, wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden erhalten.
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Bezüglich der
so erhaltenen Proben 1-1 bis 1-7 wurden die schlussendlichen Zusammensetzungen der
Komponenten durch eine Röntgenfluoreszenz-Analyse
nachgeprüft
und die elektrischen Widerstände
und die Anfangspermeabilitäten
bei 100 kHz und 10 MHz gemessen. Die Resultate sind zusammen in
Tabelle 1 gezeigt. Tabelle
1
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Wie
aus der in Tabelle 1 gezeigten Resultaten ersichtlich ist, haben
alle Proben 1-3 bis 1-7, welche weniger als 50 Mol% Fe2O3 enthalten, signifikant höhere elektrische
Widerstände
als die Vergleichsproben 1-1 und 1-2, welche mehr als 50 Mol% Fe2O3 enthalten. von
diesen Proben erhielten weiter die Proben 1-3 bis 1-6 der vorliegenden
Erfindung, enthaltend 44,0 bis 49,8 Mol% Fe2O3, zudem Anfangspermeabilitäten von
3000 oder mehr bei 100 kHz und 100 oder mehr bei 10 MHz.
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Beispiel 2
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Entsprechende
Rohmaterialpulver von Fe
2O
3,
ZnO, MnO und Mn
2O
3 wurden
für eine
Zusammensetzung von 48,0 Mol% Fe
2O
3, 12,0 bis 27,0 Mol% ZnO und einen Rest
beinhaltend MnO und Mn
2O
3 eingewogen und
mit einer Kugelmühle
gemischt und die Proben 2-1 bis 2-6, welche in Tabelle 2 gezeigt
sind, wurden erhalten durch das Einhalten derselben Herstellungsbedingungen
wie für
Beispiel 1. Bezüglich
den entsprechenden Proben 2-1 bis 2-6 wurden die schlussendlichen
Zusammensetzungen der Komponenten durch eine Röntgenfluoreszenz-Analyse überprüft und die
Anfangspermeabilitäten
bei 100 kHz und 10 MHz und die Curie-Temperaturen wurden gemessen.
Die Resultate sind zusammen in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle
2
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Wie
aus den Resultaten in Tabelle 2 ersichtlich ist, wurden für die Proben
2-2 bis 2-6, enthaltend 15,0 Mol% oder mehr ZnO, Anfangspermeabilitäten von
3000 oder mehr bei 100 kHz und 100 oder mehr bei 10 MHz erhalten.
Aber die Vergleichsprobe 2-6, welche 27,0 Mol% ZnO enthält, hat
eine tiefe Curie-Temperatur von 70°C, was bei der praktischen Anwendung
zu Problemen führt.
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Beispiel 3
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Entsprechende
Rohmaterialpulver wurde gewogen, sodass diese die gleiche Zusammensetzung
wie das Beispiel 1–5
des Beispiels 1 haben, und mit einer Kugelmühle gemischt. Dann wurde das
gemischte Pulver in Luft bei 900°C
während
2 Stunden kalziniert und weiter mit einer Kugelmühle während 2 Stunden gemahlen, um
dadurch ein feingemahlenes Pulver zu erhalten. Dann wurden die Komponenten
des fein gemahlenen Pulvers angepasst, sodass die oben spezifizierte
Zusammensetzung erhalten wurde, und die erhaltene Mischung wurde
weiter mit einer Kugelmühle
während
einer Stunde gemischt. Dann wurde die Mischung mit Zusatz von Polyvinyl-Alkohol
granuliert und anschliessend bei einem Druck von 80 MPa gepresst
um Ringkerne (grüne Presskörper) zu
erhalten, wobei jeder einen äusseren
Durchmesser von 18 mm, einen inneren Durchmesser von 10 mm und eine
Höhe von
4 mm hat. Dann wurden die grünen
Presskörper
in einem Sinterungsofen platziert, wo eine Atmosphäre durch
Einströmen
von Stickstoff angepasst wurde, sodass diese einen derartigen relativen
Partialdruck von Sauerstoff hat, wie durch das wechselnde Ändern der
Konstanten b im Ausdruck (1) in einem Bereich von 5,5 bis 12 erhalten
wird. Das Sintern bei 1300°C
während
3 Stunden und das anschliessende Kühlen an das Sintern wurde dann
in der oben genannten Atmosphäre
ausgeführt,
und die Proben 3-1 bis 3-5, welche in Tabelle 3 gezeigt sind, wurden
erhalten.
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Bezüglich den
dadurch erhaltenen Proben 3-1 bis 3-5 wurden die elektrischen Widerstände und
die Anfangspermeabilitäten
bei 100 kHz und 10 MHz gemessen. Weiter wurde eine quantitative
Analyse für
Mn2O3 in den entsprechenden
Proben durchgeführt.
Die Ergebnisse sind zusammen in Tabelle 3 gezeigt.
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Wie
aus den in Tabelle 3 gezeigten Resultaten ersichtlich ist, haben
alle Proben 3-2 bis 3-4 der vorliegenden Erfindung, welche in einer
Atmosphäre
mit einem relativen Partialdruck des Sauerstoffs, erhalten durch
das Setzen der Konstante b im Ausdruck (1) auf 6 bis 10, gesintert
wurden, höhere
Anfangspermeabilitäten
bei 100 kHz und bei 10 MHz. Da aber die Vergleichsprobe 3-1, welche
in einer Atmosphäre
mit einem relativen Partialdruck des Sauerstoffs, erhalten durch
das Setzen der Konstante b auf 5,5, gesintert wurde, einen tieferen
elektrischen Widerstand aufweist, hat diese die tiefste Anfangspermeabilität bei 10
MHz. Da andererseits die Vergleichsprobe 3-5, welche durch setzen
der Konstanten b auf 12 verarbeitet wurde, soviel wie 1,1 Mol% Mn2O3 enthält, hat
diese eine tiefere Anfangspermeabilität bei 100 kHz.
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Beispiel 4
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Entsprechende
Rohmaterialpulver wurden eingewogen, sodass diese dieselbe Zusammensetzung wie
die Probe 1-5 des Beispiels 1 haben, und mit einer Kugelmühle gemischt.
Dann wurde das gemischte Pulver in Luft bei 900°C während 2 Stunden kalziniert
und mit einer Kugelmühle
während
20 Stunden gemahlen, um ein feingemahlenes Pulver zu erhalten. Dann
wurden die Bestandteile dieses feingemahlenen Pulvers angepasst,
um die oben genannte Zusammensetzung zu erhalten, weiter wurde eine
vorbestimmte Menge von V2O5,
Bi2O3, In2O3, PbO, MoO3 oder WO3 zum feingemahlenen
Pulver als Zusatzstoff hinzugefügt
und die erhaltene Mischung wurde weiter mit einer Kugelmühle während 1
Stunde gemischt. Darauf wurde diese Mischung mit dem Zusatzstoff
Polyvinyl-Alkohol granuliert und bei einem Druck von 80 MPa in Rindkerne
(grüne Presskörper) gepresst,
wobei jeder einen äusseren
Durchmesser von 18 mm, einen inneren Durchmesser von 10 mm und eine
Höhe von
4 mm hat. Darauf wurden die grünen
Presskörper
in einen Sinterungsofen platziert, in welchem eine Atmosphäre durch
einströmen
von Stickstoff angepasst wurde, sodass ein relativer Partialdruck
des Sauerstoffs durch setzen der Konstante b im Ausdruck (1) auf
8 erhalten wurde. Das Sintern bei 1300°C während 3 Stunden und das Kühlen nach
dem Sintern wurden in der Atmosphäre, wie oben beschrieben angepasst,
ausgeführt
und die Proben 4-1 bis 4-8, welche in Tabelle 4 gezeigt sind, wurden
erhalten. Bezüglich
den dadurch erhaltenen Proben 4-1 bis 4-8, wurde die durchschnittlichen
Korngrössen
und die Anfangspermeabilität
bei 100 kHz gemessen. Die Ergebnisse sind zusammen in Tabelle 4
gezeigt.
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Wie
aus den Resultaten, welche in Tabelle 4 gezeigt sind, ersichtlich
ist, haben alle Proben 4-1, 4-2 und 4-4 bis 4-8 der vorliegenden
Erfindung, wobei jede entsprechende Mengen an Zusatzstoffen enthalten, eine
grössere
Korngrösse
und weiter verglichen mit der Probe 1-5 der vorliegenden Erfindung,
welche keinen Zusatzstoff enthält, verbesserte
Anfangspermeabilitäten.
Aber die Vergleichsprobe 4-3, welche übermässig V2O5 als Zusatzstoff enthält, generiert ein abnormales
Kornwachstum, welches die Anfangspermeabilität signifikant vermindert.
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Wie
oben beschrieben, erzielt der Mn-Zn Ferrit der vorliegenden Erfindung
exzellente Anfangspermeabilitäten
in einem breiten Bereich von 100 kHz bis 10 MHz in dem man Fe2O3 in einem Bereich
von 44,0 bis 49,8 Mol% enthalten lässt, wobei dies weniger ist
als die stöchiometrische
Zusammensetzung, ferner Mn2O3 in
einem Bereich von 0,02 bis 1,00 Mol% enthalten lässt, und in dem man in einer
Atmosphäre
mit einem geeigneten relativem Partialdruck des Sauerstoff sintert,
und weiter stellt sich der Mn-Zn Ferrit der vorliegenden Erfindung
als sehr nützlich
heraus.
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Weiter,
wenn mindestens eines von V2O5,
Bi2O3, In2O3, PbO, MoO3 und WO3 als Zusatzstoff
in geeigneten Mengen enthalten ist, kann eine noch höhere Permeabilität in einer
tiefen Frequenzregion sicher gestellt werden, und die Nützlichkeit
ist weiter erhöht.
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Gemäss dem Herstellungsverfahren
des Mn-Zn Ferrits der vorliegenden Erfindung, muss ein relativer Partialdruck
des Sauerstoffs während
und nach dem Sintern nicht streng kontrolliert werden während und
nach dem Sintern, was stark zur Stabilisation und zur Kostenreduktion
bei der Herstellung des Mn-Zn Ferrits beiträgt.
