[发明专利]MnCoZn类铁素体及其制造方法

说明书

本发明提供一种MnCoZn铁素体，其不仅具有高电阻、低矩形比的良好的磁特性，而且兼具优异的机械强度。一种由基本成分、辅助成分和不可避免的杂质组成的MnCoZn类铁素体，作为所述基本成分含有铁：以Fe₂O₃计为47.1mol％以上且不足50.0mol％，锌：以ZnO计为3.0mol％以上且不足15.5mol％，钴：以CoO计为0.5至4.0mol％，以及锰：余量；相对于所述基本成分，作为所述辅助成分含有：SiO₂：50至300质量ppm，以及CaO：300至1300质量ppm；将所述不可避免的杂质中的P、B、S、Cl、Bi和Zr的量分别控制在：P：不足50质量ppm；B：不足20质量ppm；S：不足30质量ppm；Cl：不足50质量ppm；Bi：不足20质量ppm；以及Zr：不足20质量ppm；由此，使得磨耗值不足0.85％，100℃下的矩形比在0.35以下，电阻率为30Ω·m以上，以及居里温度为170℃以上。

技术领域

本发明涉及一种MnCoZn类铁素体及其制造方法，所述MnCoZn类铁素体适合用于车载用噪声滤波器等的用途，其电阻率高，在100℃下作为残余磁通密度与饱和磁通密度之比(残余磁通密度/饱和磁通密度)的矩形比小，并且难以损坏。

背景技术

作为软磁性氧化物磁性材料的代表性例子，可以举出MnZn铁素体。以往的MnZn铁素体通过含有约2质量％以上的具有正磁各向异性的Fe²⁺，抵消具有负磁各向异性的Fe³⁺、Mn²⁺，从而在kHz区域实现高初始磁导率和低损耗。

这种MnZn铁素体因为较无定形金属等便宜而被广泛用作开关式电源等的噪声滤波器、变压器或天线的磁芯。

然而，由于MnZn铁素体具有大量的Fe²⁺，因此容易发生Fe³⁺-Fe²⁺之间的电子交换，并且存在电阻率低至0.1Ω·m的缺点。因此，当使用的频率范围变高时，由于在铁素体中流动的涡电流引起的损耗迅速增大，初始磁导率大幅降低，并且损耗也增大。因此，MnZn铁素体的耐用频率限制在几百kHz左右，在MHz级主要使用NiZn铁素体。该NiZn铁素体的电阻率为10⁵Ω·m以上，是MnZn铁素体的约1万倍，涡电流损耗小，因此即使在高频区域也不易失去高初始磁导率和低损耗的特性。

但是，NiZn铁素体存在重大问题。即，Ni具有比Mn更大的负磁各向异性能，并且几乎不含具有正磁各向异性的Fe²⁺，因此矩形比增大。矩形比是残余磁通密度除以饱和磁通密度得到的值，当该值大时，一旦从外部施加磁场之后，初始磁导率大幅降低，并且损耗同时增大。因此，显著损害作为软磁性材料的特性。

除了NiZn铁素体之外，作为获得电阻率大的铁素体的方法，存在通过减少MnZn铁素体中包含的Fe²⁺的量来增大电阻率的方法。

例如，专利文献1、专利文献2和专利文献3等中报道，通过使得Fe₂O₃成分不足50mol％来降低Fe²⁺含量以增大电阻率的MnZn铁素体。然而，由于其也如NiZn铁素体一样仅由具有负磁各向异性的离子组成，所以矩形比降低的问题根本没有得到解决。

因此，在专利文献4、专利文献5和专利文献6中公开了添加除Fe²⁺以外的具有正磁各向异性的Co²⁺的技术，但这些技术并非旨在降低矩形比。另外，由于后述的针对异常颗粒的对策不充分，因此在成本和制造效率方面也较差。

对此，专利文献7中报道了通过规划杂质的组成来抑制异常颗粒的出现、能够稳定制造、低矩形比的高电阻MnCoZn铁素体。