JP6150303B2 - 工学設計された磁性結晶粒界フェライトコア材料 - Google Patents
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Description
本出願は、両出願に共通の係争物について、2011年5月9日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第61/483,922号に対する優先権および利益を請求する。前記仮出願の開示内容をその全体において参照によってここに組み込む。
図10は、本発明による焼結されたフェライトコアの3つの実施例の実施形態のSEM画像を示す。可視的な境界域によって示されるように、微細構造は、ナノスケールのNiZnフェライト粒子/クラスターによって囲まれたMnZnフェライト結晶粒からなる。図10の一番上の画像は実施例I(ここではB40N2と称される)を示し、それは2重量%のNiZn粒子の分布を有する。図10の中央の画像は実施例II(ここではB40N5と称される)を示し、それは5重量%のNiZn粒子の分布を有する。図10の一番下の画像は実施例III(ここではB40N7と称される)を示し、それは7重量%のNiZn粒子の分布を有する。
Claims (21)
- 磁気フェライト相を有する結晶粒成分と、
磁性かつ絶縁性であるナノ構造磁性結晶粒界成分と
を含む複合材料において、
前記ナノ構造磁性結晶粒界成分が、粉末形態の開始材料の混合によって得られる組成を有し、約250mTより大きい磁束密度を有しており、
初期透磁率が300〜1000であることを特徴とする複合材料。 - 請求項1に記載の複合材料において、前記ナノ構造磁性結晶粒界成分が約108〜1012Ω−cmの電気抵抗率を有することを特徴とする複合材料。
- 請求項1に記載の複合材料において、前記粉末形態の開始材料が、主に元素Ni、Zn、FeおよびOからなる磁性及び絶縁性フェライトを含むNiZnフェライトナノ粒子を含むことを特徴とする複合材料。
- 請求項1に記載の複合材料において、前記結晶粒成分がMnZnフェライト材料を含むことを特徴とする複合材料。
- 複合材料を含むコア成分において、前記複合材料が、
磁気フェライト相を有する結晶粒成分と、
磁性かつ絶縁性であるナノ構造磁性結晶粒界成分と
を含み、
前記ナノ構造磁性結晶粒界成分が、粉末形態の開始材料の混合によって得られる組成を有し、約250mT以上の磁束密度を有しており、
前記複合材料の初期透磁率が300〜1000であることを特徴とする、コア成分。 - 請求項5に記載のコア成分において、フェライトトロイド、フェライトプレート、フェライトディスク、フェライトCコア、フェライトCIコア、平面Eコア、ECコア、EFDコア、EPコア、ETDコア、ERコア、平面ERコア、Uコア、RM/Iコア、RM/LPコア、P/Iコア、PTコア、PTSコア、PMコア、PQコア、ギャップ付きトロイド、ボビンコア、フェライトE−コア、およびフェライトEI−コアからなる群から選択されることを特徴とするコア成分。
- 第1の粒子状成分及び第2の粒子状成分を含む圧縮可能な粉末を焼結することによって複合材料を提供する工程を含む、方法において、
前記第2の粒子状成分が、粒子の分離技術を介して得られ、ナノサイズの、磁性及び絶縁性の粒子を含んでおり、
前記第2の粒子状成分が、前記第1の成分を含む結晶粒の結晶粒界に配置され、それによってナノ構造磁性結晶粒界成分を形成し、
前記複合材料の初期透磁率が300〜1000であることを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法において、前記混合粉末中に第1の粒子状成分及び第2の粒子状成分を含んでおり、前記第2の粒子状成分がNiZnフェライトナノ粒子を含むことを特徴とする方法。
- 請求項7に記載の方法において、前記圧縮可能な粉末中に第1の粒子状成分及び第2の粒子状成分を含んでおり、前記第1の粒子状成分がMnZnフェライト粒子を含むことを特徴とする方法。
- 請求項7に記載の方法において、さらに、
前記圧縮可能な粉末を製造する工程を含んでおり、
前記圧縮可能な粉末中において、前記第1の粒子状成分及び前記第2の粒子状成分が、粒子の分離技術を介して得られる粒度を有することを特徴とする方法。 - 焼結する前に前記混合粉末にバインダを添加する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 請求項11に記載の方法において、
前記圧縮可能な粉末を形成する工程と、
加熱によって前記バインダを除去する工程と、
をさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法において、焼結の前に、前記圧縮可能な粉末が、フェライトトロイド、フェライトプレート、フェライトディスク、フェライトE−コア、フェライトEI−コア、フェライトCコア、フェライトCIコア、平面Eコア、ECコア、EFDコア、EPコア、ETDコア、ERコア、平面ERコア、Uコア、RM/Iコア、RM/LPコア、P/Iコア、PTコア、PTSコア、PMコア、PQコア、ギャップ付きトロイドおよびボビンコアからなる群から選択されるコア成分として形成されることを特徴とする方法。
- 請求項11に記載の方法において、前記複合材料を装置内に配置する工程をさらに含み、前記装置が、変圧器、電子デバイス、インダクタ、パワー電子デバイス、電力変換装置、インダクタデバイス、送受信モジュール(TRM)、電子走査フェイズドアレイ(ESPA)システム、電子戦(EW)システム、およびSMPS調整部品を有する通信デバイスからなる群から選択されることを特徴とする方法。
- 請求項7に記載の方法において、前記圧縮可能な粉末中に第1の粒子状成分及び第2の粒子状成分を含んでおり、前記第2の粒子状成分が約1〜100ナノメートルの粒度を有することを特徴とする方法。
- 請求項7に記載の方法において、前記圧縮可能な粉末中に第1の粒子状成分及び第2の粒子状成分を含んでおり、前記第1の粒子状成分が約0.5〜50マイクロメートルの粒度を有することを特徴とする方法。
- 請求項7に記載の方法において、前記圧縮可能な粉末中に第1の粒子状成分及び第2の粒子状成分を含んでおり、前記第2の粒子状成分の前記第1の粒子状成分に対する比が、約1〜20重量%の範囲内に制御され得ることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の複合材料において、前記ナノ構造磁性結晶粒界成分が、約1〜100ナノメートルの平均粒度を有することを特徴とする複合材料。
- 請求項5に記載のコア成分において、前記ナノ構造磁性結晶粒界成分が、約1〜100ナノメートルの平均粒度を有することを特徴とするコア成分。
- 請求項1に記載の複合材料において、粉末形態の開始材料が、第1の粒子状成分及び第2の粒子状成分を含んでおり、前記第2の粒子状成分の前記第1の粒子状成分に対する比が、前記複合材料の製造の際に約1〜20重量%の間に制御され、又は前記複合材料の製造後において約1〜20重量%の範囲内であることを特徴とする複合材料。
- 請求項5に記載のコア成分において、粉末形態の開始材料が、第1の粒子状成分及び第2の粒子状成分を含んでおり、前記第2の粒子状成分の前記第1の粒子状成分に対する比が、前記複合材料の製造の際に約1〜20重量%の間に制御され、又は前記複合材料の製造後において約1〜20重量%の範囲内であることを特徴とするコア成分。
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