(57)【要約】【課題】広い温度範囲でコアロスが小さな磁性材料を提供する。【解決手段】Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎＯからなるＭｎ−Ｚｎ系フェライトを主成分とするとともに、ＣｏＯ、ＴｉＯ２、及びＣａＯを含む副成分が前記主成分に添加されてなる磁性材料であって、前記主成分は、５３．４５ｍｏｌ％以上５３．７５ｍｏｌ％以下の前記Ｆｅ２Ｏ３と、１０．０５ｍｏｌ％以上１０．６５ｍｏｌ％以下の前記ＺｎＯとを含むとともに、残部が前記ＭｎＯからなり、前記ＣｏＯが、前記主成分に対し、Ｃｏ２Ｏ３換算で０．３８ｗｔ％以上０．４６ｗｔ％以下の割合で含まれ、前記ＴｉＯ２が、前記主成分に対し、０．１５ｗｔ％以上０．４０ｗｔ％以下の割合で含まれ、前記ＣａＯが、前記主成分に対し、ＣａＣＯ３換算で０．０３ｗｔ％以上の割合で含まれている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎＯからなるＭｎ−Ｚｎ系フェライトを主成分とするとともに、ＣｏＯ、ＴｉＯ２、及びＣａＯを含む副成分が前記主成分に添加されてなる磁性材料であって、
前記主成分は、５３．４５ｍｏｌ％以上５３．７５ｍｏｌ％以下の前記Ｆｅ２Ｏ３と、１０．０５ｍｏｌ％以上１０．６５ｍｏｌ％以下の前記ＺｎＯとを含むとともに、残部が前記ＭｎＯからなり、
前記ＣｏＯが、前記主成分に対し、Ｃｏ２Ｏ３換算で０．３８ｗｔ％以上０．４６ｗｔ％以下の割合で含まれ、
前記ＴｉＯ２が、前記主成分に対し、０．１５ｗｔ％以上０．４０ｗｔ％以下の割合で含まれ、
前記ＣａＯが、前記主成分に対し、ＣａＣＯ３換算で０．０３ｗｔ％以上の割合で含まれている、
ことを特徴とする磁性材料。
【請求項２】
請求項１に記載の磁性材料であって、
ＺｒＯ２が、前記主成分に対して、０．０２ｗｔ％以上０．０５ｗｔ％以下の割合で前記副成分として含まれ、
Ｓｂ２Ｏ３が、前記主成分に対して、０．０９ｗｔ％以下の割合で前記副成分として含まれている、
ことを特徴とする磁性材料。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁性材料であって、４０℃以下の温度でコアロスが最小値となるとともに、１４０℃の温度におけるコアロスが３５０ｋＷ／ｍ３以下であることを特徴とする磁性材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックスである磁性材料は、酸化鉄を含む主成分の組成によって、マンガン亜鉛系フェライト（Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト）や、ニッケル亜鉛系フェライト（Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト）などに区別される。このうち、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトは、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトと比較すると磁気損失（以下、コアロスと言うことがある）が小さく、直流重量特性を容易に向上させることができるため、例えば、トランスなどのコイル素子のコアの材料として用いられる。一般的に、コイル素子のコアは、秤量、及び混合された粉体状の原料を、金型を用いて成形し、その成形体を焼成することで製造される。
【０００３】
ところで、近年、ハイブリッドカーや電気自動車など、モーターでの走行が可能な電動車両の普及が著しい。こうした電動車両には、例えばモーターの駆動用電源となる走行用バッテリーが扱う２００Ｖ〜３００Ｖ程度の高電圧を、車載用の電子機器（エアコン、オーディオなど）を作動させるための１４Ｖ程度の低電圧に変換するためのＤＣ−ＤＣコンバーターが搭載されている。
【０００４】
そして、ＤＣ−ＤＣコンバーターによる電圧の変換効率を向上させるためには、ＤＣ−ＤＣコンバーターに実装されているトランスのコアロスを低減させることも必要になる。さらに、電動車両に搭載されているＤＣ−ＤＣコンバーター用のトランスは、一般的な電源用途のトランスとは異なり、車両において、ＤＣ−ＤＣコンバーターが配置される場所の周囲温度のみならず、広い温度範囲でコアロスが低いことが求められる。
【０００５】
具体的には、電動車両用のＤＣ−ＤＣコンバーターは、低負荷時には２５℃程度から４０℃程度までの温度領域（以下、室温域と言うことがある）において動作するが、高負荷時には発熱によって周辺温度が上昇するために、１００℃程度の温度から設計仕様上の上限である１４０℃程度の温度までの温度領域（以下、高温域と言うことがある）においても安定して性能を発揮する必要がある。したがって、こうしたＤＣ−ＤＣコンバーターに実装されるトランスには、上述した室温域から高温域までの広い温度範囲において低損失であることが求められる。
【０００６】
図１に、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする磁性材料からなるコアを備えたコイル素子の一般的な温度特性を示した。図１において、横軸は温度（℃）を、縦軸は、コイル素子を１００ｋＨｚ−２００ｍＴの正弦波で励磁した際のコアロス（ｋＷ／ｍ３）を示している。図１に示したように、コアロスの温度特性曲線は、ある温度でコアロスが最小となるような谷型の形状を有している。なお、以下の特許文献１や非特許文献１には、コアロスの温度依存性を小さくするために、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトに適量のＣｏＯを添加する技術について記載されている。また、以下の非特許文献２には、従来のＭｎ−Ｚｎ系フェライトを主成分とした磁性材料であるＭｎ−Ｚｎ系フェライト材料の特徴や、その磁性材料を用いたコイル素子のコアの特性などが記載されている。以下の特許文献２には、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトにＣａＣＯ３とＳｉＯ２とを添加した磁性材料について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１１９８９２号公報
【特許文献２】特開２００１―１５５９１５号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】藤田明、後藤聡志、”広い温度範囲で鉄損の低いMnZnフェライト”川崎製鉄技報 Vol.34 No.3 2002
【非特許文献２】ＦＤＫ株式会社、”業界最高水準の低コアロスを実現したＭｎ−Ｚｎ系フェライト新材料「６Ｈ６０Ｔ」を開発〜業界標準コア形状の「ＵＵ７９／１２９Ａ」で提供開始〜”、[online]、[平成３０年９月２７日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.fdk.co.jp/whatsnew-j/release20160411-j.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載されているＭｎ−Ｚｎ系フェライト材料を含め、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト材料のコアロスと温度との関係は、図１示したような特性となる。そして、広い温度範囲においてコアロスを小さくするためには、図１に示したようなコアロスの温度依存性を小さくすることが必要となる。そこで、磁性材料に添加剤として含ませるＣｏＯの添加量を増やすことで、低温側のコアロスを低減することが考えられる。しかし、主成分の組成を保ったままＣｏＯの添加量を増減させても、図１に示した谷型の特性において、低温側のコアロスが低減するだけで、室温域から高温域までの広い温度範囲でコアロスを低くすることはできない。
【００１０】
非特許文献１には、コアロスの温度依存性が小さい磁性材料について記載されている。しかし、電動車両では、１４０℃程度の高温環境下でＤＣ−ＤＣコンバーターが使用されることが想定されている。そして、非特許文献１に記載の磁性材料は、１４０℃の温度におけるコアロスが４００ｋＷ／ｍ３以上ある。また、コアロスの最小値は３００ｋＷ／ｍ３程度であり、コアロスが極めて低いとは言い難い。
【００１１】
そこで本発明は、広い温度範囲でコアロスが小さな磁性材料を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎＯからなるＭｎ−Ｚｎ系フェライトを主成分とするとともに、ＣｏＯ及びＴｉＯ２を含む副成分が前記主成分に添加されてなる磁性材料であって、
前記主成分は、５３．４５ｍｏｌ％以上５３．７５ｍｏｌ％以下の前記Ｆｅ２Ｏ３と、１０．０５ｍｏｌ％以上１０．６５ｍｏｌ％以下の前記ＺｎＯとを含むとともに、残部が前記ＭｎＯからなり、
前記ＣｏＯが、前記主成分に対し、Ｃｏ２Ｏ３換算で０．３８ｗｔ％以上０．４６ｗｔ％以下の割合で含まれ、
前記ＴｉＯ２が、前記主成分に対し、０．１５ｗｔ％以上０．４０ｗｔ％以下の割合で含まれている、
ことを特徴とする磁性材料である。
【００１３】
上記の磁性材料には、
ＺｒＯ２が、前記主成分に対して、０．０２ｗｔ％以上０．０５ｗｔ％以下の割合で前記副成分として含まれ、
Ｓｂ２Ｏ３が、前記主成分に対して、０．０９ｗｔ％以下の割合で前記副成分として含まれている、としてもよい。
【００１４】
４０℃以下の温度でコアロスが最小値となるとともに、１４０℃の温度におけるコアロスが３５０ｋＷ／ｍ３以下である磁性材料であれば、より好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、広い温度範囲でコアロスが小さな磁性材料が提供される。その他の効果については以下の記載で明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする磁性材料の一般的な温度特性を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る磁性材料の作製手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＝＝＝実施例＝＝＝
本発明の実施例に係る磁性材料は、電動車両に搭載されているＤＣ−ＤＣコンバーターに実装されるトランスのコアに使用されることを考慮し、室温域の上限である４０℃以下の温度から、高負荷時に発熱したＤＣ−ＤＣコンバーターの温度を想定した１４０℃程度の高温域までの温度範囲において、コアロスが低いものとなっている。そして、実施例に係る磁性材料は、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎＯからなるＭｎ−Ｚｎ系フェライトを主成分とし、当該主成分に対して副成分として、ＣｏＯ、及びＴｉＯ２が添加されたものであり、主成分の組成と、副成分の添加量とが最適化されている。
【００１８】
＜本発明に想到する過程＞
磁性材料の主成分であるＭｎ−Ｚｎ系フェライトにＣｏＯを添加すると、磁性材料の温度依存性が小さくなる。すなわち、コアロスの最大値と最小値との差が小さく、図１に示したような、温度に対するコアロスの特性曲線が平坦な形状になる。そして、本発明に想到する過程で得た知見では、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎＯからなるＭｎ−Ｚｎ系フェライトにおいて、Ｆｅ２Ｏ３、及びＺｎＯの割合が不足している場合には室温域におけるコアロスが増大し、Ｆｅ２Ｏ３、及びＺｎＯの割合が過剰な場合には高温域におけるコアロスが増大する。また、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする磁性材料において、Ｃｏ２Ｏ３換算で０．４０ｗｔ％前後のＣｏＯを添加すると、低温側でのコアロスの増大を抑制することができる。さらに、ＴｉＯ２の添加量が不足すると、コアロスが最小となる温度が４０℃以下にならず、ＴｉＯ２の添加量が過剰な場合は、高温域におけるコアロスが増大する。
【００１９】
そこで、本発明者は、主成分中のＦｅ２Ｏ３、及びＺｎＯの割合と、副成分であるＴｉＯ２の添加量とを最適化しつつ、ＣｏＯを、主成分に対してＣｏ２Ｏ３換算で０．４０ｗｔ％前後添加しながら室温域におけるコアロスの増大を抑制することができれば、４０℃以下の室温域から１４０℃程度の高温域までの広い温度範囲で低損失な磁性材料を作製することができると考えた。そして、本発明は、以上の知見や考察に基づいて鋭意研究を重ねた結果なされたものである。
【００２０】
＝＝＝磁性材料の組成の最適化＝＝＝
本発明の実施例に係る磁性材料の最適な組成を決定するために、主成分、及び添加物の組成が異なる各種磁性材料を作製し、その磁性材料を焼成してなる焼結体をサンプルとした。そして、各種サンプルについて、２５℃〜１４０℃の温度範囲におけるコアロスを計測した。
【００２１】
＜サンプルの作製方法＞
図２に、サンプルの作製手順を示した。ここで採用したサンプルの作製手順は、図２に示したように、まず、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの原料である酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、及び酸化マンガン（ＭｎＯ）をそれぞれ秤量し、これらのフェライトの原料を、ボールミルなどを用いて混合した（Ｓ１）。
【００２２】
次に、上記主成分の原料混合物を約９００℃の温度で仮焼成し（Ｓ２）、仮焼成によって得られた粉体（以下、仮焼粉と言うことがある）を、ボールミルを用いて所定の粒度（例えば、平均粒径１μｍ）となるまで５時間粉砕した（Ｓ３）。そして、粉砕後の仮焼粉に、副成分の原料として、酸化チタン（ＴｉＯ２）、及びＣｏＯの起源となる酸化コバルトＩＩＩ（Ｃｏ２Ｏ３）をサンプルに応じた量だけ混合し、その混合物を乳鉢で混合した（Ｓ４）。なお、本実施例では、この副成分の原料を混合する工程（Ｓ４）において、Ｃｏ２Ｏ３、ＴｉＯ２の他に、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）と三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）を微量添加物として適量添加している。なお、ＺｒＯ２は、粒界抵抗を高めるための添加剤であり、添加量が少な過ぎると効果が得られず、多過ぎるとフェライトの抵抗率が低下してコアロスが増大する。そして、ＺｒＯ２は、主成分に対して０．０３ｗｔ％〜０．０４ｗｔ％程度を添加することが好ましい。Ｓｂ２Ｏ３の最適な添加量は、主成分に対して０．０３ｗｔ％〜０．０７ｗｔ％程度であり、Ｓｂ２Ｏ３を適量添加することによってサンプルの組織が緻密化し、コアロスを低減させることができる。
【００２３】
また、当該副成分の添加・混合工程（Ｓ４）では、副成分の原料とともに、酸化カルシウム（ＣａＯ）の起源となる炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、さらには二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を適量添加している。ＣａＯやＳｉＯ２は、磁性材料の抵抗率を高め、コアロスを低減させる。
【００２４】
なお、従来のフェライト材料において、ＳｉＯ２を添加する場合の当該ＳｉＯ２の添加量は、約０．０１ｗｔ％以下である。ここでは、全てのサンプルに対し、ＳｉＯ２を０．００５ｗｔ％添加しているが、ＳｉＯ２は、コアロスの温度特性に大きな影響を及ぼすことはない。
【００２５】
一方、ＣａＣＯ３換算でのＣａＯの添加量は、従来のフェライト材料において、０．０５〜０．１５ｗｔ％程度であるものの、少なくとも、ＣａＯの添加量の下限値については、１４０℃でのコアロスを所定の値以下にすることを目標として設定する必要がある。そして、ここでは、１４０℃でのコアロスを３５０ｋＷ／ｍ３以下とすることを目標とした。なお、コアロスの温度特性は、コアのサイズなどにも依存するため、ＣａＯの添加量の上限値については、一義的に定義することが難しい。
【００２６】
なお、後述するように、ＣａＣＯ３換算でのＣａＯの添加量は、円環状（トロイダルリング状）で、サイズが、直径がφ２５ｍｍ、および円環の軸方向と直径方向とを含む面で切断したときの断面積が約２５ｍｍ２のコアであっても、０．０３ｗｔ％以上の添加量が必要であることが判明した。これは、ＣａＯの添加量がＣａＣＯ３換算で０．０３ｗｔ％未満であると、電気抵抗が低下して渦電流損失が増大し、それによって、コアロスが悪化するものと考えられる。そして、以下では、特に断りがない限り、全てのサンプルに対し、ＣａＯをＣａＣＯ３換算で０．０８ｗｔ％添加することとする。
【００２７】
次に、主成分の仮焼粉と副成分の原料との混合物に、バインダーとしてＰＶＡを１ｗｔ％添加し、適宜な大きさの粒子径となるように造粒を行った（Ｓ５）。さらに、その造粒物を、金型を用いて上述したトロイダルリング状のコアに成形した（Ｓ６）。そして、その成形体を所定の酸素濃度において、最高約１３００℃の温度で３時間焼成し（Ｓ７）、サンプルとなる焼結体を得た。
【００２８】
＜主成分の組成の検討＞
上述したサンプルの作製手順において、本発明者は、まず、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの原料であるＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＭｎＯの割合が異なる２５種類の各種磁性材料からなる焼結体をサンプル１〜２５として作製した。そして、サンプル１〜２５のそれぞれを、交流Ｂ−Ｈアナライザーを使用して１００ｋＨｚ−２００ｍＴで正弦波励磁したときのコアロスＰｃｖ（ｋＷ／ｍ３）を、２５℃〜１４０℃の温度範囲で計測した。
【００２９】
以下の表１にサンプル１〜２５の作製条件と、各種サンプルにおけるコアロスの温度特性とを示した。
【００３０】
【表１】
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表１において、サンプル１〜２５は、いずれも副成分の添加（Ｓ４）に際して、ＴｉＯ２の添加量を０．３０ｗｔ％、ＣｏＯの添加量をＣｏ２Ｏ３換算で０．４０ｗｔ％としている。また、表１では、コアロスの最大値と最小値、及び最大値と最小値のそれぞれが測定されたときの温度を示した。なお、表１では、参考までに、温度依存性という数値を示した。温度依存性は、コアロスの最大値から最小値を減算した値を、コアロスが最大となる温度からコアロスが最小となる温度を減算した値で除算して求めた値の絶対値であり、例えば、図１に示したコアロスの温度特性曲線の平坦度を示す指標となる。そして、温度依存性の数値は、温度特性の平坦度が増すほど、すなわち、コアロスの最大値と最小値との差が小さいほど、あるいはコアロスが最大値となる温度とコアロスが最小値となる温度との差が大きいほど小さくなる。
【００３１】
ここで、上記非特許文献１に記載の磁性材料が、１４０℃の温度でコアロスが最大値４００ｋＷ／ｍ３であったことを考慮して、そのコアロスの値（４００ｋＷ／ｍ３）の９０％未満である３５０ｋＷ／ｍ３を、コアロス特性の優劣を判断するための基準にすると、表１に示したように、サンプル１〜２５は、いずれも、１４０℃の温度においてコアロスが最大となり、サンプル１、２、４、５、７〜１９、２２、及び２３では、コアロスが３５０ｋＷ／ｍ３以下であり優れたコアロス特性を示した。なお、サンプル３、６、２０、２１、２４、及び２５は、コアロスが３５０ｋＷ／ｍ３を上回った。
【００３２】
また、サンプル１、２、４、５、７〜１９、２２、及び２３のうち、サンプル２２、及び２３を除くサンプルでは４０℃以下の温度でコアロスが最小となった。さらに、サンプル２、４、７，８、１０、１２、１３、１５、１６、１７、１８、及び２１では、２５℃の温度でコアロスが最小となった。なお、サンプル３、６、２４、及び２５では、コアロスが最小となった温度が６０℃であり、サンプル２２、及び２３では、いずれもコアロスが最小となった温度が８０℃であった。
【００３３】
そして、コアロスの最大値が３５０ｋＷ／ｍ３以下であり、コアロスが最小値となる温度が４０℃以下であった、サンプル１、２、４、５、及び７〜１９の組成から、主成分であるＭｎ−Ｚｎ系フェライトにおけるＦｅ２Ｏ３の含有量が５３．４５ｍｏｌ％以上５３．７５ｍｏｌ％以下、ＺｎＯの含有量が１０．０５ｍｏｌ％以上１０．６５ｍｏｌ％以下、及び残部がＭｎＯである磁性材料では、２５〜１４０℃の温度範囲におけるコアロスの最大値を３５０ｋＷ／ｍ３以下にすることができるとともに、４０℃以下の室温域でコアロスが最小となることが分かった。また、サンプル１、２、４、５、及び７〜１９の温度依存性の平均値は、１．０５であった。
【００３４】
＜副成分の添加量の検討＞
次に、副成分の適正な添加量について検討するために、図２に示したサンプルの作製手順において、ＣｏＯ、及びＴｉＯ２の添加量が異なる３０種類の磁性材料からなる焼結体をサンプル２６〜５５として作製した。サンプル２６〜５５の主成分の組成は、いずれも表１におけるサンプル１、２、４、５、及び７〜１９におけるＦｅ２Ｏ３、及びＺｎＯの割合の中央値に基づいて、Ｆｅ２Ｏ３の割合を５３．６０ｍｏｌ％、ＺｎＯの割合を１０．３５ｍｏｌ％とし、残りの３６．０５ｍｏｌ％をＭｎＯとした。そして、各サンプルのコアロスの温度特性を調べた。
【００３５】
以下の表２に、サンプル２６〜５５の作製条件と温度特性とを示した。
【００３６】
【表２】
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表２に示したように、サンプル２６〜５５の全てにおいて、１４０℃の温度下でコアロスが最大となった。そして、サンプル２７〜３１、３４〜３８、４２、４６、４７、５０、５１、及び５３は、コアロスの最大値が３５０ｋＷ／ｍ３以下であり、コアロスが最小となるときの温度が４０℃以下であり、さらに、サンプル２７〜３１、３４、３６、４７、及び５０〜５２では、コアロスが最小となるときの温度が２５℃であった。また、サンプル２６〜３２、３５〜５１、及び５３では、コアロスの最小値が２５０ｋＷ／ｍ３以下であった。そして、表２において、コアロスの最大値が３５０ｋＷ／ｍ３以下であり、コアロスが最小となるときの温度が４０℃以下であったサンプル２７〜３１、３４〜３８、４２、４６、４７、５０、５１、及び５３の温度依存性の平均値は、０．９８であり、表１における同様の特性を有するサンプル１、２、４、５、及び７〜１９の温度依存性の平均値の１．０５よりも１．００に近かった。したがって、主成分とともに副成分の添加量が適切に調整された磁性材料は、より平坦な温度特性を有しているということが分かった。
【００３７】
＜微量添加物についての検討＞
上述したように、本発明の実施例に係る磁性材料には、極めて微量ながら、ＺｒＯ２やＳｂ２Ｏ３も添加物として含まれている。例えば上記の各種サンプルには、主成分に対して、ＺｒＯ２を０．０４ｗｔ％、Ｓｂ２Ｏ３を０．０５ｗｔ％含ませていた。なお、ＺｒＯ２やＳｂ２Ｏ３などの微量添加物は、敢えて、過少、又は過多に添加されるものではない。したがって、微量添加物の添加量は、過少、又は過多でなければ、磁性材料の温度特性に影響を及ぼさない。
【００３８】
その一方で、磁性材料の作製工程における工程管理の容易性を考慮すれば、微量添加物の添加量を厳密に規定しない方がよい。そこで、ＺｒＯ２、及びＳｂ２Ｏ３の添加量が異なる１５種類の磁性材料からなる焼結体をサンプル５６〜７０として作製し、サンプルごとに温度特性を評価した。なお、ここでも、微量添加物の添加量以外のサンプルの作製条件を一定にした。具体的には、各種サンプルの主成分を、Ｆｅ２Ｏ３の割合を５３．６０ｍｏｌ％、ＺｎＯの割合を１０．３５ｍｏｌ％とし、残りの３６．０５ｍｏｌ％をＭｎＯとするＭｎ−Ｚｎ系フェライトとし、０．３０ｗｔ％のＴｉＯ２と、Ｃｏ２Ｏ３換算で０．４０ｗｔ％のＣｏＯとを副成分として添加した。
【００３９】
以下の表３に、サンプル５６〜７０の作製条件と温度特性とを示した。
【００４０】
【表３】
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表３に示したように、サンプル５６〜７０の全てにおいても、１４０℃の温度下でコアロスが最大となった。
【００４１】
そして、サンプル５８〜６０、及び６３〜６７は、コアロスの最大値が３５０ｋＷ／ｍ３以下であり、コアロスが最小となるときの温度が４０℃以下でであった。また、サンプル５６〜６０、及び６３〜７０では、コアロスの最小値が２５０ｋＷ／ｍ３以下であった。そして、表３において、コアロスの最大値が３５０ｋＷ／ｍ３以下であり、コアロスが最小となるときの温度が４０℃以下であったサンプル５８〜６０、及び６３〜６７の温度依存性の平均値は、１．２６であり、表２において同様の特性を有するサンプル２７〜３１、３４〜３８、４２、４６、４７、５０、５１、及び５３の温度依存性の平均値の０．９８と比較して、温度特性の平坦性が損なわれた。しかしながら、主成分に対して添加するＺｒＯ２の添加量は、０．０２〜０．０５ｗｔ％であればよく、Ｓｂ２Ｏ３の添加量は、０．００〜０．０９ｗｔ％であればよい。すなわち、主成分に対して添加するＺｒＯ２やＳｂ２Ｏ３の添加量が上記の範囲内であれば、本発明の実施例に係る磁性材料は上述した効果を奏することができ、これらの微量添加物の添加量を厳密に管理する必要がないため、磁性材料の生産工程において容易に工程管理を行うことができる。
【００４２】
＜ＣａＯの最適添加量＞
上述したように、ＣａＯのＣａＣＯ３換算での添加量の下限値を求める必要がある。そこで、ＣａＣＯ３の添加量が異なる４種類の磁性材料からなる焼結体をサンプル７１〜７４として作製し、サンプルごとに温度特性を評価した。なお、微量添加物の添加量以外のサンプルの作製条件を一定にした。具体的には、各種サンプルの主成分を、Ｆｅ２Ｏ３の割合を５３．６０ｍｏｌ％、ＺｎＯの割合を１０．３５ｍｏｌ％とし、残りの３６．０５ｍｏｌ％をＭｎＯとするＭｎ−Ｚｎ系フェライトとし、０．３０ｗｔ％のＴｉＯ２と、Ｃｏ２Ｏ３換算で０．４０ｗｔ％のＣｏＯとを副成分として添加した。また、主成分に対し、ＺｒＯ２およびＳｂ２Ｏ３を、それぞれ、０．０４ｗｔ％および０．０５ｗｔ％添加した。
【００４３】
以下の表４に、サンプル７１〜７４における、ＣａＣＯ３の添加量と温度特性との関係を示した。
【００４４】
【表４】
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以上より、本発明の実施例に係る磁性材料は、５３．４５ｍｏｌ％以上５３．７５ｍｏｌ％以下のＦｅ２Ｏ３と、１０．０５ｍｏｌ％以上１０．６５ｍｏｌ％以下のＺｎＯとを含むとともに、残部がＭｎＯからなるＭｎ−Ｚｎ系フェライトを主成分とし、副成分として、ＣｏＯが、主成分に対し、Ｃｏ２Ｏ３換算で０．３８ｗｔ％以上０．４６ｗｔ％以下の割合で添加され、ＴｉＯ２が、主成分に対し、０．１５ｗｔ％以上０．４０ｗｔ％以下の割合で添加され、ＣａＯがＣａＣＯ３換算で０．０３ｗｔ％以上添加されてなる。
【００４５】
さらに、ＺｒＯ２を、主成分に対し、０．０２ｗｔ％以上０．０５ｗｔ％以下の割合で添加し、Ｓｂ２Ｏ３を、主成分に対し、０．００ｗｔ％以上０．０９ｗｔ％以下の割合で添加することによって、上記の温度特性を備える磁性材料をより確実に作製することができる。
【００４６】
実施例に係る磁性材料を、例えば、電気自動車やハイブリッドカーに車載されるＤＣ−ＤＣコンバーターの回路基板に実装されるトランスなどのコイル素子のコアに適用した場合、そのＤＣ−ＤＣコンバーターは、広い温度範囲の使用環境下において、安定に、かつ高効率で動作するものとなる。このような広い温度範囲で低損失のコアは、そのコアを備えたコイル素子や、そのコイル素子が実装されるＤＣ−ＤＣコンバーターの消費電力を低減させることができる。また、実施例に係る磁性材料を用いて作製されるコアは、コアロスが小さく、そのコアを備えたコイル素子は、発熱し難いものとなる。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバーターの設計に際し、コイル素子の大きさが規定されている場合でも、実施例に係る磁性材料をコイル素子のコアに用いることで、コイル素子のサイズを柔軟に設定することができる。特に、設計によって、表面積が小さく放熱し難い小型のコイル素子が指定されている場合であっても、想定される広い使用温度範囲においてコアロスが小さな上記実施例に係る磁性材料からなるコアを備えたコイル素子を用いることで、コイル素子の使用温度を高めつつ、コイル素子の小型化を達成することができる。
【００４７】
また、上記実施例に係る磁性材料では、副成分としてＳｉＯ２が所定量添加されていたが、この副成分の有無、あるいは添加量は、磁性材料の温度特性以外の他の特性（例えば、コアロス）を、求められる数値範囲に調整するために適宜添加されていればよい。また、ＣａＯの添加量の上限値についても、磁性材料の温度特性以外の他の特性を、求められる数値範囲に調整するために適宜に設定すればよい。
【００４８】
なお、上述した実施例についての説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。本発明は、上記実施例の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれる。
【００４９】
上述した実施例に係る磁性材料は、ＤＣ−ＤＣコンバーターの回路基板に実装されるトランスのコアに限らず、トロイダルコアなどの他のコイル素子のコアにも適用することができる。もちろん、室温域から高温域まで低いコアロス特性が必要となる電子部品に、実施例に係る磁性材料が使用されてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ１  主成分の秤量・混合工程、Ｓ２  仮焼成工程、Ｓ３  粉砕工程、Ｓ４  副成分の添加・混合工程、Ｓ５  造粒工程、Ｓ６  成形工程、Ｓ７  焼成工程、
【図１】
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【図２】
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