(57)【要約】  Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト磁器を製造する際に、Ｆｅ２Ｏ３及びＮｉＯ、さらにはＺｎＯに加え、ＣｕＯを５mol％以下（０mol％を含む。）、好ましくは１．７５mol％以下の範囲で混合してフェライト粉末を作製し、該フェライト粉末を成形処理した後、酸素濃度０．１体積％以下の雰囲気で焼成し、フェライト磁器を製造する。そして、コア部材３がこのフェライト磁器で形成されている。これにより１０００℃以下の低温で焼成しても焼結性や絶縁性が良好で、かつ直流重畳特性の良好なフェライト磁器の製造方法、フェライト磁器、及びコイル部品を実現する。
2011102452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＦｅ２Ｏ３及びＮｉＯを含有したフェライト磁器の製造方法であって、
前記Ｆｅ２Ｏ３及び前記ＮｉＯに加え、ＣｕＯを５mol％以下（０mol％を含む。）の範囲で混合してフェライト粉末を作製し、該フェライト粉末を成形処理した後、酸素濃度０．１体積％以下の雰囲気で焼成し、フェライト磁器を製造することを特徴とするフェライト磁器の製造方法。
【請求項２】
前記ＣｕＯを１．７５mol％以下の範囲で前記Ｆｅ２Ｏ３及び前記ＮｉＯと混合することを特徴とする請求項１記載のフェライト磁器の製造方法。
【請求項３】
前記フェライト粉末中にガラス成分を含まないことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のフェライト磁器の製造方法。
【請求項４】
前記フェライト粉末は、ＺｎＯを含有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフェライト磁器の製造方法。
【請求項５】
前記ＺｎＯの含有量は、１０〜２８mol％であることを特徴とする請求項４記載のフェライト磁器の製造方法。
【請求項６】
前記フェライト粉末にＳｎＯ２を添加することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のフェライト磁器の製造方法。
【請求項７】
前記Ｆｅ２Ｏ３の含有量は、４４〜４９．８mol％であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のフェライト磁器の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の製造方法で製造されたことを特徴とするフェライト磁器。
【請求項９】
請求項８記載のフェライト磁器で形成されたコア部材を備えていることを特徴とするコイル部品。
【請求項１０】
前記コア部材が、軸芯部と該軸芯部の両端に形成された鍔部とを有し、巻線が前記軸芯部に巻回されていることを特徴とする請求項９記載のコイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフェライト磁器の製造方法、フェライト磁器、及びコイル部品に関し、より詳しくは、少なくともＮｉＯ及びＦｅ２Ｏ３を含有したフェライト磁器の製造方法、この製造方法を使用して製造されたフェライト磁器、及び該フェライト磁器をコア部材に使用した単板コイル部品、フェライト磁器を磁性層に使用した積層インダクタや複合積層部品等の各種コイル部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト磁器は、単板コイル部品のコア部材（磁心）、積層インダクタ、複合積層部品等に広く使用されており、フェライト材料の開発も盛んに行なわれている。【０００３】
例えば、特許文献１には、Ｆｅ２Ｏ３が４７．５mol％〜５０．５mol％、ＮｉＯが１８．０mol％〜３４．０mol％、ＺｎＯが１２．０mol％〜２８．０mol％、ＣｕＯが１．５mol％〜１０．０mol％の組成を有し、焼結体グレインの平均円相当径が１μｍ〜５μｍのノイズフィルタ用フェライトコアが提案されている。【０００４】
この特許文献１では、大気雰囲気で焼成することにより、比抵抗ρが１０６Ω・ｃｍ以上であり、かつ、室温の飽和磁化が４４０ｍＴ以上のフェライトコアを得ている。そして、特許文献１では、飽和磁化を向上させるためには、ＣｕＯの含有量を少なくするのが効果的であることが記載されている。【０００５】
すなわち、フェライト磁器をコア部材に使用したコイル部品では、大電流が通電された場合であっても安定したインダクタンスＬが得られることが重要であり、そのためには、コイルに大きな直流電流を通電してもインダクタンスＬの低下が抑制されるような直流重畳特性を有することが必要となる。そして、直流重畳特性が高磁界まで保てるような良好な直流重畳特性を得るためには、飽和磁化（飽和磁束密度Ｂｓ）を向上させる必要がある。【０００６】
そして、特許文献１では、４４０ｍＴ以上の飽和磁化の高いフェライト材料を使用することにより、コイルに大電流を流したときでもインダクタンスが低下するのを抑制することができ、これにより大電流用途に適したフェライト磁器の実現を可能にしている。【０００７】
また、特許文献２には、フェライト母体の原料組成が、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト１００重量部に対し、ＰｂＯ成分を０．３重量部以上５．０重量部以下の割合で添加した銅導体一体焼成型フェライト素子が提案されている。【０００８】
さらに、この特許文献２には、フェライト母体の原料組成が、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト１００重量部に対し、ＰｂＯ成分を０．３重量部以上５．０重量部以下、Ｂ２Ｏ３成分を０．０３重量部以上１．５重量部以下、ＳｉＯ２成分を０．０３重量部以上１．５重量部以下の割合で添加した銅導体一体焼成型フェライト素子が提案されている。【０００９】
この特許文献２では、フェライト材料にＰｂＯ、又はＰｂＯ、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２の低融点のガラス成分を添加することにより、窒素雰囲気下、９５０〜１０３０℃の低温での焼成を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３４３６２０号公報（請求項６、請求項４、表２）
【特許文献２】特公平７−９７５２５号公報（請求項１、請求項２、第（３）頁第５欄第７行目〜同頁同欄第８行目）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１では、ＣｕＯの含有量を減少させることにより、飽和磁化を向上させているものの、融点が１０２６℃と低いＣｕＯの含有量を減少させてゆくと、焼成温度を例えば１０５０〜１２５０℃程度に上げざるを得ず、省エネルギーや低コスト化の観点から問題があった。【００１２】
また、特許文献２では、ガラス成分であるＰｂＯ、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２を添加しているため、焼成処理中にこれらのガラス成分が異常粒成長を引き起こして透磁率の低下等を招き、このため所望の良好な磁気特性を得られないという問題があった。【００１３】
しかも、この特許文献２では、フェライト中にＰｂＯが含有されるため、環境負荷の面でも問題があった。【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、１０００℃以下の低温で焼成しても焼結性や絶縁性が良好で、かつ直流重畳特性の良好なフェライト磁器の製造方法、フェライト磁器、及びコイル部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記目的を達成するためにＮｉ系フェライト材料を使用して鋭意研究を行ったところ、フェライト粉末中のＣｕＯの含有量を５mol％以下とし、酸素濃度を０．１体積％以下に雰囲気調整して焼成したところ、１０００℃以下の低温で焼成しても、焼結性や絶縁性が良好で、かつ直流重畳特性の良好なフェライト磁器を得ることができるという知見を得た。【００１６】
本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係るフェライト磁器の製造方法は、少なくともＦｅ２Ｏ３及びＮｉＯを含有したフェライト磁器の製造方法であって、前記Ｆｅ２Ｏ３及び前記ＮｉＯに加え、ＣｕＯを５mol％以下（０mol％を含む。）の範囲で混合してフェライト粉末を作製し、該フェライト粉末を成形処理した後、酸素濃度０．１体積％以下の雰囲気で焼成し、フェライト磁器を製造することを特徴としている。【００１７】
また、本発明のフェライト磁器の製造方法は、前記ＣｕＯを１．７５mol％以下の範囲で前記Ｆｅ２Ｏ３及び前記ＮｉＯと混合するのが好ましい。【００１８】
さらに、本発明のフェライト磁器の製造方法は、前記フェライト粉末中にガラス成分を含まないのが好ましい。【００１９】
また、本発明のフェライト磁器の製造方法は、前記フェライト粉末は、ＺｎＯを含有しているのが好ましい。【００２０】
さらに、本発明のフェライト磁器の製造方法は、前記ＺｎＯの含有量は、１０〜２８mol％であるのが好ましい。【００２１】
また、本発明者らの更なる鋭意研究の結果、フェライト粉末にＳｎＯ２を添加することにより、直流重畳特性の更なる向上を図ることができることが分かった。【００２２】
すなわち、本発明のフェライト磁器の製造方法は、前記フェライト粉末にＳｎＯ２を添加するのが好ましい。【００２３】
また、本発明のフェライト磁器の製造方法は、前記Ｆｅ２Ｏ３の含有量が、４４〜４９．８mol％であるのが好ましい。【００２４】
また、本発明に係るフェライト磁器は、上記製造方法で製造されたことを特徴としている。【００２５】
また、本発明に係るコイル部品は、上記フェライト磁器で形成されたコア部材を備えていることを特徴としている。【００２６】
また、本発明に係るコイル部品は、前記コア部材が、軸芯部と該軸芯部の両端に形成された鍔部とを有し、巻線が前記軸芯部に巻回されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
上記フェライト磁器の製造方法によれば、Ｆｅ２Ｏ３及びＮｉＯ、さらにはＺｎＯに加え、ＣｕＯを５mol％以下（０mol％を含む。）、好ましくは１．７５mol％以下の範囲で混合してフェライト粉末を作製し、該フェライト粉末を成形処理した後、酸素濃度０．１体積％以下の雰囲気で焼成し、フェライト磁器を製造するので、フェライト組成中にガラス成分を含んでいなくても良好な焼結性を得ることができ、１０００℃以下の低温で焼成しても良好な絶縁性を確保しつつ、飽和磁束密度Ｂｓの高い直流重畳特性の良好なフェライト磁器を製造することができる。【００２８】
また、フェライト粉末中にガラス成分を含まないので、焼成中に異常粒成長を引き起こすこともなく、したがって透磁率の低下を招くこともなく、良好な磁気特性を確保することができる。しかも、ガラス成分としてのＰｂ系成分を含んでいないので、環境汚染を招くこともない。【００２９】
さらに、前記フェライト粉末にＳｎＯ２を添加することにより、飽和磁束密度がより一層向上し、これにより直流重畳特性が更に向上した所望のフェライト磁器を製造することができる。【００３０】
また、本発明のコイル部品は、上記のようにして製造されたフェライト磁器からなるコア部材を備えているので、絶縁性を確保しつつ高磁界まで良好な直流重畳特性を有するコイル部品を得ることができる。したがって、大きな直流電流が通電されてもインダクタンスＬの低下を抑制することが可能となり、大電流用途に適したコイル部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のフェライト磁器の製造方法を使用して製造されたコイル部品の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】大気雰囲気で焼成した場合のＣｕＯの含有量と焼結密度との関係を示す図である。
【図３】大気雰囲気で焼成した場合のＣｕＯの含有量と比抵抗との関係を示す図である。
【図４】酸素濃度０．１体積％の雰囲気で焼成した場合のＣｕＯの含有量と焼結密度との関係を示す図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】酸素濃度０．１体積％の雰囲気で焼成した場合のＣｕＯの含有量と比抵抗との関係を示す図である。
【図７】ＣｕＯの含有量と飽和磁束密度との関係を示す図である。
【図８】ＣｕＯの含有量と飽和磁束密度の増加率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に、本発明の実施の形態を詳説する。
【００３３】
本発明の一実施の形態としてのフェライト磁器は、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、及びＣｕＯを含有したＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料で形成されている。
【００３４】
そして、本実施の形態では、フェライト組成中のＣｕＯの含有量が、５mol％以下（０mol％を含む。）となるように配合されている。
【００３５】
ここで、上述のようにフェライト組成中のＣｕＯの含有量を、５mol％以下（０mol％を含む。）としたのは以下の理由による。
【００３６】
フェライト磁器をコア材料に使用したコイル部品では、直流重畳特性が高磁界まで保てるような良好な直流重畳特性を有することが要請される。そのためにはフェライト磁器が高い飽和磁束密度Ｂｓを有する必要がある。そして、特許文献１にも記載されているように飽和磁束密度Ｂｓを高くするためには、ＣｕＯの含有量を低くすることが効果的である。
【００３７】
しかしながら、ＣｕＯの含有量が５mol％を超えると、十分に高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができなくなる。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、ＣｕＯの含有量が５mol％以下（０mol％を含む。）、好ましくは０〜１．７５mol％となるように組成成分を配合している。
【００３９】
また、フェライト組成中のＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、及びＺｎＯの含有量は、特に限定されるものではないが、所望特性を得る観点からは、Ｆｅ２Ｏ３：４４〜４９．８mol％、ＺｎＯ：１０〜２８mol％、及びＮｉＯ：残部となるように配合するのが好ましい。
【００４０】
すなわち、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が、４４mol％未満になると、透磁率の低下を招くおそれがあり、一方４９．８mol％を超えると焼結性の低下を招くおそれがある。また、ＺｎＯの含有量が、１０mol％未満になると、透磁率の低下を招くおそれがあり、一方２８mol％を超えると飽和磁束密度Ｂｓの低下を招くおそれがある。
【００４１】
さらに、本発明は、上記フェライト粉末にＳｎＯ２を添加するのも好ましく、直流重畳特性がより一層向上したフェライト磁器を得ることが可能となる。この場合、所望の特性向上を得るためには、ＳｎＯ２は、フェライト粉末１００重量部に対し少なくとも０．３重量部以上添加する必要がある。ただし、フェライト粉末１００重量部に対し１．３重量部を超えると、透磁率の大幅な低下を招く。このためＳｎＯ２を添加する場合は、フェライト粉末１００重量部に対し０・３〜１．３重量部が好ましい。
【００４２】
そして、上記フェライト磁器は、酸素濃度が０．１体積％以下の窒素雰囲気中で焼成されており、これにより１０００℃以下の低温で焼成しても焼結性や絶縁性が良好で、直流重畳特性の良好なフェライト磁器を得ることができる。
【００４３】
次に、上記フェライト磁器の製造方法を詳述する。
【００４４】
まず、セラミック素原料として、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、及びＣｕＯを用意し、例えばＦｅ２Ｏ３：４４〜４９．８mol％、ＺｎＯ：１０〜２８mol％、ＣｕＯ：０〜５mol％、ＮｉＯ：残部となるようにこれらセラミック素原料を秤量し、更に必要に応じＳｎＯ２を所定量秤量する。
【００４５】
次いで、これら秤量物を純水及びＰＳＺ（Partial Stabilized Zirconia ; 部分安定化ジルコニア）ボール等の玉石と共にボールミルに入れ、湿式で十分に混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、７００〜８００℃の温度で所定時間仮焼し、仮焼物を得る。
【００４６】
次いで、この仮焼物を再びボールミル内で十分に湿式粉砕し、ポリビニルアルコール等の有機バインダを適量添加し、加圧プレス等を使用して成形加工し、セラミック成形体を得る。
【００４７】
次いで、得られたセラミック成形体を酸素濃度０．１体積％以下に調整されたＮ２−Ｏ２混合ガス雰囲気下、９５０〜１０００℃の温度で２〜３時間焼成し、これによりフェライト磁器を作製することができる。
【００４８】
ここで、焼成雰囲気を酸素濃度０．１体積％以下としたのは以下の理由による。
【００４９】
焼成時の酸素濃度を低くすることで、結晶構造中に酸素欠陥が形成され、結晶中に存在するＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎの相互拡散が促進され、低温焼結性を高めることができる。
【００５０】
しかしながら、焼成雰囲気の酸素濃度が０．１体積％を超えると、結晶構造中の酸素欠陥の形成が不十分となり、低温での焼成が困難になる。
【００５１】
そこで、本実施の形態では、焼成雰囲気の酸素濃度を０．１体積％以下に調整している。
【００５２】
そして、このように焼成雰囲気の酸素濃度を０．１体積％以下とすることにより、Ｃｕ−ＣｕＯの平衡酸素濃度の関係から９５０〜１０００℃の低温で焼成してもＣｕＯがＣｕに還元されるのを極力回避することができ、したがって比抵抗ρが低下することもなく所望の絶縁性を確保することができる。
【００５３】
また、上述したように焼成雰囲気の酸素濃度を０．１体積％以下とし、かつＣｕＯの含有量を０〜５mol％の範囲に低減することにより、焼結性の向上と相俟って飽和磁束密度Ｂｓを向上させることができ、これにより直流重畳特性を向上させることができる。
【００５４】
ただし、酸素濃度が０．００１体積％未満になると、酸素欠陥が必要以上に形成され、その結果フェライト磁器の比抵抗ρの低下を招くおそれがある。したがって酸素濃度は０．００１体積％以上が好ましい。
【００５５】
このように本実施の形態では、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯに加え、ＣｕＯを０〜５mol％以下（好ましくは０〜１．７５mol％）の範囲で混合してフェライト粉末を作製し、該フェライト粉末を成形処理した後、酸素濃度０．１体積％以下の雰囲気で焼成し、フェライト磁器を製造しているので、フェライト組成中にガラス成分を含まなくても、１０００℃以下の低温で焼成することができる良好な焼結性を得ることができ、かつ絶縁性が良好で直流重畳特性の良好なフェライト磁器を得ることができる。
【００５６】
具体的には、焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ３以上の良好な焼結性と、比抵抗ρが１０５Ω・ｃｍ以上（好ましくは１０７Ω・ｃｍ以上）の良好な絶縁性を有し、かつ高い飽和磁束密度Ｂｓを有する直流重畳特性が良好なフェライト磁器を１０００℃以下の低温焼成で得ることができる。そしてこれにより、大電流を通電してもインダクタンスＬの低下が抑制されたフェライト磁器を省エネルギーかつ低コストで得ることができる。
【００５７】
しかも、フェライト組成中にガラス成分（ＰｂＯ、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３等）を含んでいないので、焼成中に異常粒成長を引き起こすこともなく、透磁率の低下を招くのを回避することができ、良好な磁気特性を確保することができる。特に、ガラス成分としてのＰｂ系成分を含んでいないので、環境汚染を招くこともない。
【００５８】
また、フェライト粉末に所定量のＳｎＯ２を添加することにより、飽和磁束密度Ｂｓの更なる向上を図ることができ、直流重畳特性がより一層向上したフェライト磁器を得ることができる。
【００５９】
図１は上記フェライト磁器を使用して製造されたコイル部品の一実施の形態を示す断面図である。
【００６０】
このコイル部品は、外観が円板状に形成されると共に、軸芯部１と該軸芯部１の両端に連接された一対の鍔部２ａ、２ｂとからなるコア部材３を備えている。そして、巻線４は前記軸芯部１に巻回され、さらに該巻線４はエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を主成分とする保護部材５で外装されている。また、コア部材３の一方の主面に実装用電極６ａ、６ｂが形成されている。そして、前記コア部材３が、上記フェライト磁器で形成されている。
【００６１】
このように上記コイル部品は、コア部材３が本発明のフェライト磁器で形成されているので、絶縁性が良好でかつ直流重畳特性が高磁界まで保てるような良好な直流重畳特性を有することができ、したがって大きな直流電流を通電してもインダクタンスＬの低下を抑制できる大電流用途に適したコイル部品を得ることができる。
【００６２】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では、本発明のフェライト磁器をコア部材に使用した場合について説明したが、積層インダクタや積層ＬＣ部品のような積層複合部品の磁性層に使用できるのはいうまでもない。
【００６３】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【実施例１】
【００６４】
〔試料の作製〕
セラミック素原料として、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、及びＣｕＯを用意し、表１のような組成となるように、これらセラミック素原料を秤量した。次いで、これら秤量物を純水及びＰＳＺボールと共にボールミルに入れ、湿式で１６時間混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、７５０℃の温度で２時間仮焼した。【００６５】
これら仮焼物を再びボールミル内で１０時間湿式粉砕し、適量のポリビニルアルコール（有機バインダ）を添加した後、加圧プレスを使用し、外径が２０ｍｍ、内径が１２ｍｍ、厚みが１ｍｍのリング状試料を作製した。また同様に加圧プレスを使用し、直径１０ｍｍ、厚み１ｍｍの円板状試料を作製した。【００６６】
そして、得られた各試料を大気雰囲気中、又は酸素濃度が０．１体積％に調整されたＮ２−Ｏ２の混合ガス雰囲気中、９５０〜１１００℃の温度で２時間焼成させ、試料番号１〜１０のリング状試料及び円板状試料を作製した。【００６７】
〔試料の評価〕
（焼結性及び絶縁性）
試料番号１〜１０の各リング状試料について、アルキメデス法を使用し、焼結密度（ｇ／ｃｍ３）を求め、焼結性を評価した。【００６８】
また、試料番号１〜１０の各円板状試料について、両面に銀を塗布し、焼き付けて電極を形成し、直流電圧５０Ｖを印加して絶縁抵抗（ＩＲ）を測定し、この測定値と試料寸法とから比抵抗logρ（Ω・ｃｍ）を求めた。そして、焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ３以上を焼結性「良」と評価し、比抵抗logρが５．０以上を絶縁性「良」と評価した。【００６９】
表１は、試料番号１〜１０の各試料のフェライト組成、焼成温度、各焼成雰囲気（大気及び酸素濃度０．１体積％）における焼結密度及び比抵抗logρを示している。【００７０】
【表１】
2011102452.tif 000003
【００７１】
ａ．大気雰囲気で焼成した場合
試料番号１〜６のようにフェライト組成中のＣｕＯの含有量が０〜１．７５mol％と少ない場合は、９５０〜１０５０℃又は１１００℃の各温度で焼成しても、焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ３未満となり、焼結性に劣ることが確認された。【００７２】
試料番号７は、フェライト組成中のＣｕＯの含有量を２．５mol％に増量したため、１１００℃の温度で焼成した場合に焼結密度が５．２２ｇ／ｃｍ３に向上し、比抵抗logρも９．３と良好となったが、焼成温度が高く、所望の低温焼成を行うことができなかった。【００７３】
試料番号８は、フェライト組成中のＣｕＯの含有量を５．０mol％に増量したため、１０５０℃の温度で焼成した場合に焼結密度が５．２０ｇ／ｃｍ３に向上し、比抵抗logρも９．３と良好となった。すなわち、ＣｕＯの含有量を５．０mol％とすることにより、試料番号７よりも低温で焼結させることができるものの、焼成温度は未だ高く、所望の低温焼成を行うことができなかった。【００７４】
試料番号９は、フェライト組成中のＣｕＯの含有量が７．０mol％と多いため、９５０℃の低温で焼成しても焼結密度が５．０５ｇ／ｃｍ３となって低温焼成が可能となり、比抵抗logρも６．４と良好であった。しかしながら、この場合は、後述するように所望の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができなかった。【００７５】
試料番号１０は、フェライト組成中のＣｕＯの含有量が９．０mol％と多いため、試料番号９と同様、９５０℃の低温で焼成しても５．０ｇ／ｃｍ３以上の焼結密度と５．０以上の比抵抗logρを確保できるが、この場合も、試料番号９と同様、所望の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができなかった。【００７６】
図２は、ＣｕＯの含有量と焼結密度の関係を示す図であり、横軸がＣｕＯの含有量（mol％）、縦軸が焼結密度（ｇ／ｃｍ３）である。図中、◇印は焼成温度９５０℃、△印は焼成温度１０００℃、□印は焼成温度１０５０℃、○印は焼成温度１１００℃を示している。【００７７】
この図２から明らかなように、焼成温度を上昇させることにより、またＣｕＯの含有量を増量させることにより、焼結密度が大きくなり、焼結性が向上する。特にＣｕＯの含有量が７．０mol％以上になると、９５０〜１０００℃の温度で焼成しても５．０ｇ／ｃｍ３以上の焼結密度を確保できる。ただし、後述するように大気雰囲気で焼成した場合は、所望の直流重畳特性を満足するような十分に高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができなかった。【００７８】
図３は、ＣｕＯの含有量と比抵抗logρの関係を示す図であり、横軸がＣｕＯの含有量（mol％）、縦軸が比抵抗logρ（Ω・ｃｍ）である。図中、◇印は焼成温度９５０℃、△印は焼成温度１０００℃、□印は焼成温度１０５０℃、○印は焼成温度１１００℃を示している。【００７９】
この図３から明らかなように、大気雰囲気で焼成した場合は、焼成温度を上げることにより、比抵抗logρも上昇傾向となり、また、９５０〜１０００℃の低温で焼成しても比抵抗logρは５．０以上を確保できた。しかしながら、後述するように大気雰囲気で焼成した場合は、所望の直流重畳特性を満足するような高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができなかった。【００８０】
ｂ．酸素濃度０．１体積％で焼成した場合
試料番号１〜１０のいずれにおいても、９５０〜１１００℃の温度範囲で焼成することにより、５．００ｇ／ｃｍ３以上の焼結密度を確保することができ、良好な焼結性を得ることができた。これは焼成時の酸素濃度が０．１体積％と低いので、結晶構造中に酸素欠陥が形成され、結晶中に存在するＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎの相互拡散が促進され、焼結性を高めることができたものと思われる。【００８１】
しかしながら、試料番号９は、フェライト組成中のＣｕＯの含有量が７．０mol％と多すぎるため、比抵抗logρが５．０未満に低下し、絶縁性が低下した。これはＣｕＯの含有量が多いため、Ｃｕに還元されるＣｕＯが増加し、このため比抵抗logρが低下したものと思われる。【００８２】
試料番号１０は、フェライト組成中のＣｕＯの含有量が９．０mol％と多すぎるため、試料番号９と同様の理由から、比抵抗logρが５．０未満に低下し、絶縁性が低下した。【００８３】
また、試料番号１、５で焼成温度を１１００℃に設定した場合は、比抵抗logρが５．０未満に低下した。これは、ＣｕＯの含有量は０mol％又は１．０mol％ＣｕＯと少ないものの、１１００℃におけるＣｕ−ＣｕＯの平衡酸素濃度の関係から、焼成雰囲気が還元雰囲気となってＣｕＯの還元が促進され、比抵抗logρの低下を招いたものと思われる。【００８４】
試料番号６〜８で焼成温度を１０５０℃〜１１００℃に設定した場合も、比抵抗logρがいずれも５．０未満に低下した。これは、ＣｕＯの含有量は１．７５mol％〜５mol％と少ないものの、１０５０℃〜１１００℃におけるＣｕ−ＣｕＯの平衡酸素濃度の関係から、焼成雰囲気が還元雰囲気となってＣｕＯの還元が促進され、上述と同様、比抵抗logρの低下を招いたものと思われる。【００８５】
これに対し試料番号１〜８で焼成温度を９５０℃〜１０００℃に設定した場合は、比抵抗logρがいずれも５．０以上となり、１０００℃以下の低温で焼成しても良好な絶縁性の得られることが分かった。【００８６】
特に、ＣｕＯの含有量が１．７５mol％以下の試料番号１〜６は、１０００℃以下の低温で焼成することにより、７．０以上の比抵抗logρを得ることができ、より好ましいことが分かった。【００８７】
図４は、ＣｕＯの含有量と焼結密度の関係を示す図であり、図５は図４の要部拡大図である。尚、横軸はＣｕＯの含有量（mol％）、縦軸が焼結密度（ｇ／ｃｍ３）である。また、図中、◇印は焼成温度９５０℃、□印は焼成温度１０００℃、△印は焼成温度１０５０℃を示している。【００８８】
この図４及び図５から明らかなように、酸素濃度を０．１体積％に設定して焼成した場合は、５．０ｇ／ｃｍ３以上の焼結密度を確保できることが分かった。【００８９】
図６は、ＣｕＯの含有量と比抵抗logρの関係を示す図であり、横軸がＣｕＯの含有量（mol％）、縦軸が比抵抗logρ（Ω・ｃｍ）である。図中、◇印は焼成温度９５０℃、△印は焼成温度１０００℃、□印は焼成温度１０５０℃を示している。【００９０】
この図６から明らかなように焼成温度を上げてゆくと、Ｃｕ−ＣｕＯの平衡酸素濃度の関係からＣｕＯが還元されてＣｕとなりやすく比抵抗logρは低下傾向となる。【００９１】
また、ＣｕＯの含有量を５mol％以下とし、かつ１０００℃以下の温度で焼成した場合は、比抵抗logρは５．０以上を確保できた。特に、ＣｕＯの含有量を１．７５mol％以下とし、かつ１０００℃以下の温度で焼成した場合は、比抵抗logρが７．０以上の良好な絶縁性を得ることができた。【００９２】
一方、ＣｕＯの含有量が７mol％以上になると、比抵抗logρは５．０以下に低下し、絶縁性を損なう結果となった。【００９３】
（直流重畳特性）
試料番号１〜１０の各リング状試料について、１０００℃の温度で焼成させた場合の飽和磁束密度Ｂｓ（ｍＴ）を測定し、また、飽和磁束密度Ｂｓの増加率（％）を算出し、直流重畳特性を評価した。【００９４】
ここで、飽和磁束密度Ｂｓは、振動試料型磁力計（東英工業株式会社製、ＶＳＭ−５−１５）を使用し、１Ｔの磁束密度で飽和磁化を測定し、その測定値と焼結密度とから算出した。【００９５】
また、飽和磁束密度Ｂｓの増加率は、ＣｕＯの含有量が９mol％で大気雰囲気で焼成した場合（試料番号１０）の飽和磁束密度Ｂｓを基準（１００％）として算出した。【００９６】
表２は、試料番号１〜１０の各試料のフェライト組成、焼成温度、各焼成雰囲気（大気及び酸素濃度０．１体積％）における飽和磁束密度Ｂｓ、飽和磁束密度Ｂｓの増加率（％）を示している。【００９７】
【表２】
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【００９８】
この表２から明らかなように、大気雰囲気で焼成した場合は飽和磁束密度Ｂｓが３４９〜４６２ｍＴと低かった。これは、試料番号１〜８では、１０００℃の温度で焼成した場合、融点の低いＣｕＯの含有量が５mol％以下と少ないため、５．０ｇ／ｃｍ３以上の焼結密度を得ることができず、焼結性の低下を招いたためと思われる。また試料番号９、１０では、ＣｕＯの含有量が７mol％又は９mol％と多すぎることから（表１参照）、所望の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができなかったものと思われる。【００９９】
一方、酸素濃度を０．１体積％とした場合であっても、試料番号９、１０のように、ＣｕＯの含有量が７mol％又は９mol％と多すぎると、飽和磁束密度Ｂｓは４８０ｍＴ未満となって所望の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができなかった。【０１００】
これに対し酸素濃度を０．１体積％とし、かつＣｕＯの含有量を５mol％以下とした場合は、試料番号１〜８のように飽和磁束密度Ｂｓは４８０ｍＴ以上となり、大気雰囲気で焼成した試料番号１０に対し５％以上の増加率を得ることができた。特にＣｕＯの含有量を０〜１．７５mol％の試料番号１〜６は、飽和磁束密度Ｂｓの増加率は１０％以上に向上した。【０１０１】
図７は、ＣｕＯの含有量と飽和磁束密度Ｂｓの関係を示す図であり、横軸がＣｕＯの含有量（mol％）、縦軸が飽和磁束密度Ｂｓ（ｍＴ）である。図中、○印が酸素濃度を０．１体積％の雰囲気下で焼成した場合、●印が大気雰囲気下で焼成した場合を示している。【０１０２】
この図７から明らかなように大気雰囲気ではＣｕＯの含有量を減少させると焼結性が低下して所望の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることはできず、一方でＣｕＯの含有量を増量させると焼結性は向上するが、飽和磁束密度Ｂｓを高くすることはできない。【０１０３】
これに対し酸素濃度０．１％で焼成させた場合は、焼結性が良好であるためＣｕＯの含有量が５mol％以下の領域で４８０ｍＴ以上の飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。特に、ＣｕＯの含有量が１．７５mol％以下に抑制した場合は、５００ｍＴ以上の良好な飽和磁束密度Ｂｓを得ることができる。【０１０４】
図８は、ＣｕＯの含有量と飽和磁束密度Ｂｓの増加率の関係を示す図であり、横軸がＣｕＯの含有量（mol％）、縦軸が飽和磁束密度Ｂｓ（ｍＴ）である。図中、○印が酸素濃度を０．１体積％の雰囲気下で焼成した場合、●印が大気雰囲気下で焼成した場合を示している。【０１０５】
この図８から明らかなように、大気雰囲気下、１０００℃で焼成した場合、ＣｕＯの含有量が５mol％以下の領域では焼結性に劣るため、ＣｕＯの減少と共に飽和磁束密度Ｂｓも減少傾向にある。【０１０６】
これに対し酸素濃度０．１％で焼成した場合は、大気雰囲気で焼成した試料番号１０に比べ、飽和磁束密度Ｂｓは増加している。そして、ＣｕＯの含有量を５mol％以下とすることにより、飽和磁束密度Ｂｓは５％以上増加し、特にＣｕＯの含有量を１．７５mol％以下とすることにより、飽和磁束密度Ｂｓは１０％以上増加することが分かった。【０１０７】
（総合評価）
以上より大気雰囲気で焼成した場合は、ＣｕＯの含有量を増量させ、かつ１０５０℃以上の高温で焼成しないと十分に焼結させることができない。また１０５０℃の高温で焼結できたとしてもＣｕＯの含有量が多いため、所望の高い飽和磁束密度Ｂｓを得ることができず、良好な直流重畳特性を得ることができない。【０１０８】
これに対しフェライト組成中のＣｕＯの含有量を５．０mol％以下とし、酸素濃度を０．１％に雰囲気調整した場合は、焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ３以上の高い焼結性を得ることができ、１０００℃の温度で焼成しても比抵抗logρが５．０以上の良好な絶縁性を確保したまま、４８０ｍＴ以上で増加率が５％以上の良好な飽和磁束密度Ｂｓを得ることができることが分かった。【０１０９】
特に、フェライト組成中のＣｕＯの含有量を１．７５mol％以下とし、酸素濃度を０．１％に設定した雰囲気下では、９５０℃の温度で焼成しても焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ３以上の高い焼結性を得ることができると共に、比抵抗logρが７．０以上の良好な絶縁性を有し、かつ５００ｍＴ以上で増加率が１０％以上の良好な飽和磁束密度Ｂｓを得ることができることが分かった。
【実施例２】
【０１１０】
Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、及びＣｕＯの含有量が表３のような組成となるように、これらセラミック素原料を秤量し、その後は実施例１と同様の方法・手順で、外径が２０ｍｍ、内径が１２ｍｍ、厚みが１ｍｍのリング状試料を作製した。【０１１１】
そして、得られた試料を酸素濃度が０．１体積％に調整されたＮ２−Ｏ２の混合ガス雰囲気中、１０００℃の温度で２時間焼成し、試料番号１１〜２０の試料を作製した。【０１１２】
次に、試料番号１１〜２０の各試料について、軟銅線を２０ターン巻回し、インピーダンスアナライザ（アジレント・テクノロジー社製、Ｅ４９９１Ａ）を使用し、周波数１ＭＨｚでのインダクタンスを測定し、測定値から透磁率μを求めた。【０１１３】
また、試料番号１１〜２０の各試料について、実施例１と同様の方法・手順で磁束飽和密度Ｂｓを求めた。【０１１４】
表３は、試料番号１１〜２０の各試料のフェライト組成、焼成温度及び透磁率μを示している。【０１１５】
【表３】
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【０１１６】
この表３から明らかなように、Ｆｅ２Ｏ３：４４〜４９．８mol％、ＺｎＯ：１０〜２８mol％の範囲で、磁束飽和密度Ｂｓを損なうこともなく、透磁率μは１００以上となり、実用上有効な値を確保できることが分かった。
【実施例３】
【０１１７】
Ｆｅ２Ｏ３：４９．０mol％、ＮｉＯ：２６．０mol％、ＺｎＯ：２４．０mol％、及びＣｕＯ：１．０mol％となるように、これらセラミック素原料を秤量し、さらに、ＳｎＯ２の含有量が、フェライト粉末１００重量部に対し、表４に示す重量部となるようにＳｎＯ２を秤量した。【０１１８】
そしてその後は実施例１と同様の方法・手順で、外径が２０ｍｍ、内径が１２ｍｍ、厚みが１ｍｍのリング状試料を作製した。【０１１９】
得られた試料を酸素濃度が０．１体積％に調整されたＮ２−Ｏ２の混合ガス雰囲気中、１０００℃の温度で２時間焼成し、試料番号３１〜３５の試料を作製した。【０１２０】
次いで、試料番号３１〜３５の各試料について、実施例３と同様の方法・手順でインダクタンスの初期値Ｌ０を測定し、この初期値Ｌ０から透磁率μを求めた。次いで、これらの試料について、ＪＩＳ規格のＣ２５６０−２に準拠し、磁界が５００Ａ／ｍとなるように直流電流を重畳し、インダクタンスＬを測定した。そしてこのインダクタンスＬとインダクタンスの初期値Ｌ０とに基づいてインダクタンス変化率を求め、直流重畳特性を評価した。【０１２１】
表４は、試料番号３１〜３５の各試料のフェライト組成、ＳｎＯ２の含有量、焼成温度、透磁率μ、インダクタンス変化率を示している。【０１２２】
【表４】
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【０１２３】
試料番号３１と試料番号３２〜３５との対比から明らかなように、ＳｎＯ２を添加することにより、インダクタンス変化率が低減し、直流重畳特性が向上することが分かった。また、ＳｎＯ２の添加量が増加するに伴い、インダクタンス変化率も低減し、直流重畳特性が向上することも分かった。すなわち、ＳｎＯ２の添加が直流重畳特性の向上に寄与し、しかも添加量が増えるに従い、直流重畳特性も向上することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
１０００℃以下の低温で焼成しても、焼結性及び絶縁性が良好で、良好な直流重畳特性を有する大電流用途に適したフェライト磁器及びコイル部品を実現できる。
【符号の説明】
【０１２５】
１  軸芯
２ａ、２ｂ  鍔部
３  コア部材
４  巻線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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