(57)【要約】【課題】１００ｋＨｚという極めて高い周波数であっても高い初透磁率を発現できるＭｎＺｎ系フェライト用の粉末を提案する。【解決手段】ＳｉＯ2の含有量が１２０質量ｐｐｍ以下、Ｐの含有量が１０質量ｐｐｍ以下、Ｃｌの含有量が０．１質量％以下、Ａｌの含有量が１５０質量ｐｐｍ超４００質量ｐｐｍ未満、およびＣｒの含有量が１５０質量ｐｐｍ超４００質量ｐｐｍ以下、残部はＦｅ2Ｏ3および不可避不純物の粉末とする。【選択図】図１
2019073434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト用の粉末であって、
ＳｉＯ2の含有量が１２０質量ｐｐｍ以下、
Ｐの含有量が１０質量ｐｐｍ以下、
Ｃｌの含有量が０．１質量％以下、
Ａｌの含有量が１５０質量ｐｐｍ超４００質量ｐｐｍ未満、
およびＣｒの含有量が１５０質量ｐｐｍ超４００質量ｐｐｍ以下、
残部はＦｅ2Ｏ3および不可避不純物であることを特徴とするフェライト用粉末。
【請求項２】
請求項１に記載のフェライト用粉末とＭｎ含有粉末とＺｎ含有粉末とを含む基本成分を混合し、仮焼した後、成形して焼成することを特徴とするＭｎＺｎ系フェライトの製造方法。
【請求項３】
前記仮焼を施した後に、さらに副成分を添加、成形して焼成することを特徴とする請求項２に記載のＭｎＺｎ系フェライトの製造方法。
【請求項４】
前記ＭｎＺｎ系フェライトは、前記基本成分が、
ＭｎＯ：２０〜３５ｍｏｌ％、
ＺｎＯ：１５〜２５ｍｏｌ％および
残部がＦｅ2Ｏ3であり、
前記副成分が
ＣａＯ：５００質量ｐｐｍ以下、
ＳｉＯ2：１５０質量ｐｐｍ以下、
Ａｌ：１０５質量ｐｐｍ超、２８０質量ｐｐｍ以下、
Ｃｒ：１０５質量ｐｐｍ超、２８０質量ｐｐｍ以下であって、
その他、不可避的不純物からなることを特徴とする請求項３に記載のＭｎＺｎ系フェライトの製造方法。
【請求項５】
前記不可避的不純物中のＰの含有量をＰ：７質量ｐｐｍ以下に抑制したことを特徴とする請求項４に記載のＭｎＺｎ系フェライトの製造方法。
【請求項６】
ＭｎＯ：２０〜３５ｍｏｌ％、
ＺｎＯ：１５〜２５ｍｏｌ％および
残部がＦｅ2Ｏ3である基本成分と、
ＣａＯ：５００質量ｐｐｍ以下、
ＳｉＯ2：１５０質量ｐｐｍ以下、
Ａｌ：１０５質量ｐｐｍ超、２８０質量ｐｐｍ以下、
Ｃｒ：１０５質量ｐｐｍ超、２８０質量ｐｐｍ以下と不可避的不純物からなるＭｎＺｎ系フェライトであって、
前記不可避的不純物中のＰの含有量を、
Ｐ：７質量ｐｐｍ以下に抑制し、
１００ｋＨｚ、３０℃での初透磁率が１００００以上であることを特徴とするＭｎＺｎ系フェライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト用粉末ならびにＭｎＺｎ系フェライトおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭｎＺｎ系フェライトを用いたＭｎＺｎ系フェライトコアは、その優れた磁気特性によって、スイッチング電源、ノイズフィルタおよびチョークコイルなどに広く使用されている。
【０００３】
ＭｎＺｎ系フェライトコアの製造は、原料である酸化鉄や、酸化マンガン、酸化亜鉛を磁気特性に応じた所定の配合比で秤量し、混合した後に仮焼してから、粉砕し、必要に応じて造粒した後、所定の形状に成形して成形体とする。次いで、この成形体を焼成炉内に装入して焼成を行うという工程を経ることが一般的である。
【０００４】
一般に、フェライト用の酸化鉄は、薄鋼板等の鋼材の酸洗工程から発生する塩酸酸洗廃液を、スプレー状に噴霧して高温焙焼する方法で製造する。上記塩酸酸洗廃液中には、通常、鋼材中に含まれる成分に由来して、ＳｉやＡｌ、Ｃｒ、Ｐ等の不純物が大量に含まれている。そのため、この酸洗廃液をそのまま焙焼してフェライトの原料となる酸化鉄を製造した場合には、この酸化鉄中にこれらの不純物が大量に残留することになる。
【０００５】
ここで、酸化鉄中の不純物であるＳｉやＰは、フェライトの結晶粒を不均一に粗大化する元素である。よって、酸化鉄をＭｎＺｎ系フェライトの原料に用いる場合には、ＳｉやＰをできるだけ含有させないことが望ましいとされる。
そこで、かかるＳｉやＰを低減するために、酸化鉄の原料である酸洗廃液の段階でＳｉやＰを不溶化して、濾過あるいは沈降分離して除去する方法が用いられている。
【０００６】
例えば、特許文献１や特許文献２には、酸洗廃液を鉄または鉄化合物やアルカリで中和してｐＨ２〜６に調整し、鉄や添加金属成分の水酸化物を晶出させて、沈降分離することで、水酸化物と同時にＳｉやＰを除去する方法と、かかる方法で精製した塩化鉄溶液を高温焙焼してフェライト原料用酸化鉄を得るフェライト原料用酸化鉄の製造方法とが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０３−００５３２４号公報
【特許文献２】特開平０１−１５３５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献１や特許文献２に開示された方法を用いることにより、塩酸酸洗廃液中のＳｉやＰの含有量を低減することができる。そのため、これを噴霧焙焼して得られる酸化鉄においても、その中に含まれるＳｉやＰの含有量を大幅に低減することができる。また、上記方法では、ＳｉやＰだけでなく、Ａｌ、ＣｒおよびＴｉなども不純物として同時に除去される。
【０００９】
ここで、特に、Ａｌ、Ｃｒは、ＭｎＺｎ系フェライト中に微量で含まれる場合、Ｓｉ、Ｐと異なり、ＭｎＺｎ系フェライトの結晶粒を粗大化する作用はなく、必ずしも除去する必要はない。なぜなら、フェライトの結晶粒内に積極的に含有することでＭｎＺｎ系フェライトの磁気特性を制御できる可能性があるからである。
しかしながら、工業レベルで製造されるフェライト用粉末の場合、上述したように、Ｓｉ、Ｐと供にＡｌ、Ｃｒも１００質量ｐｐｍ以下に除去される。そのため、ＳｉやＰの含有が抑制される一方、ＡｌやＣｒを含有するフェライト用原料は市販されていない。
【００１０】
さらに、近年、フェライトコアは、電子部品の高性能化や自動車の電装化の進展に伴い、その磁気特性の向上が求められている。例えば、ノイズフィルタに使用されるフェライトコアでは、周波数：１００ｋＨｚという極めて高い周波数で、初透磁率μｉ：１００００以上のものが求められるようになってきている。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み開発されたもので、ＳｉおよびＰの含有を抑制した酸化鉄に、ＡｌおよびＣｒを所定量含有するＭｎＺｎ系フェライト用粉末（本発明において単にフェライト用粉末とも言う）を提供するとともに、該フェライト用粉末を用いて、１００ｋＨｚという極めて高い周波数であっても高い初透磁率を発現できるＭｎＺｎ系フェライトおよびそれを製造するための方法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】
【００１２】
発明者らは、ＳｉとＰの含有が抑制された酸化鉄に、ＡｌとＣｒを所定量含有するフェライト用粉末を得るために、以下の製法を試みた。
すなわち、従来の精製法でＳｉ、Ｐ、ＡｌおよびＣｒを除去した塩化鉄溶液を作製し、この塩化鉄溶液に、所定量の塩化アルミニウム溶液、塩化クロム溶液を添加する。次いで、かかる塩化鉄溶液を高温焙焼することで、ＳｉとＰの含有量が低く、ＡｌとＣｒを所定量含有するフェライト用粉末を作製した。
このフェライト用粉末を用いてＭｎＺｎ系フェライトコアを試作し、そのフェライトコアの初透磁率μｉ（以下本明細書において単にμｉとも記す）を調べた。その結果、従来のＡｌとＣｒの含有量が低い酸化鉄粉末を用いた場合に比べて、ＡｌとＣｒを所定量含有するフェライト用粉末を用いた方が、より高い初透磁率が得られることを見出した。
【００１３】
一方、上記Ｓｉ、Ｐ、ＡｌおよびＣｒ含有量が少ない市販のフェライト用酸化鉄を用いて、フェライト原料の作製過程でアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）や酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）を添加してＡｌやＣｒの含有量を調整し、ＡｌやＣｒを適量含有させたＭｎＺｎ系フェライトを作製することもできる。
しかしながら、Ａｌ2Ｏ3やＣｒ2Ｏ3の形態で酸化鉄粉末に添加した場合は、フェライトの結晶粒内への固溶の均一性が不十分だったり、粒内および粒界に及ぼす残留応力の影響が残ったりするなどして、十分な磁気特性の改善効果が得られないことがわかった。
【００１４】
また、粉末中にＡｌやＣｒを所定量含有していたとしても、粉末中のＣｌ含有量が所定量より高いと、上述したような高い初透磁率が得られないことが併せて判った。この理由は未だ解明されていないが、粉末中にＡｌ、ＣｒおよびＣｌが高濃度に共存すると、塩化アルミニウムや、塩化クロムを形成してしまうため、粉末中に固溶するＡｌや、Ｃｒの量が減少するとともに、ＡｌやＣｒの粉末中での分布が不均一になるため、上述したような高い初透磁率が得られないものと発明者らは推測している。なお、得られたフェライト中のＣｌは検出限界以下になってしまうため、仮焼や焼成時にＣｌが系外へ排出されると考えられる。
以上の知見をもとに、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．フェライト用の粉末であって、
ＳｉＯ2の含有量が１２０質量ｐｐｍ以下、
Ｐの含有量が１０質量ｐｐｍ以下、
Ｃｌの含有量が０．１質量％以下、
Ａｌの含有量が１５０質量ｐｐｍ超４００質量ｐｐｍ未満、
およびＣｒの含有量が１５０質量ｐｐｍ超４００質量ｐｐｍ以下、
残部はＦｅ2Ｏ3および不可避不純物であることを特徴とするフェライト用粉末。
【００１６】
２．前記１に記載のフェライト用粉末とＭｎ含有粉末とＺｎ含有粉末とを含む基本成分を混合し、仮焼した後、成形して焼成することを特徴とするＭｎＺｎ系フェライトの製造方法。
【００１７】
３．前記仮焼を施した後に、さらに副成分を添加、成形して焼成することを特徴とする前記２に記載のＭｎＺｎ系フェライトの製造方法。
【００１８】
４．前記ＭｎＺｎ系フェライトは、前記基本成分が、
ＭｎＯ：２０〜３５ｍｏｌ％、
ＺｎＯ：１５〜２５ｍｏｌ％および
残部がＦｅ2Ｏ3であり、
前記副成分が
ＣａＯ：５００質量ｐｐｍ以下、
ＳｉＯ2：１５０質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする前記３に記載のＭｎＺｎ系フェライトの製造方法。
【００１９】
５．前記不可避的不純物中のＰの含有量を７質量ｐｐｍ以下に抑制したことを特徴とする前記４に記載のＭｎＺｎ系フェライトの製造方法。
【００２０】
６．ＭｎＯ：２０〜３５ｍｏｌ％、
ＺｎＯ：１５〜２５ｍｏｌ％および
残部がＦｅ2Ｏ3である基本成分と、
ＣａＯ：５００質量ｐｐｍ以下、
ＳｉＯ2：１５０質量ｐｐｍ以下、
Ａｌ：１０５質量ｐｐｍ超、２８０質量ｐｐｍ以下、
Ｃｒ：１０５質量ｐｐｍ超、２８０質量ｐｐｍ以下と不可避的不純物からなるＭｎＺｎ系フェライトであって、
前記不可避的不純物中のＰの含有量を、
Ｐ：７質量ｐｐｍ以下に抑制し、
１００ｋＨｚ、３０℃での初透磁率が１００００以上であることを特徴とするＭｎＺｎ系フェライト。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、従来のＳｉ、Ｐ、ＡｌおよびＣｒの含有量が低い酸化鉄粉末を用いた場合に比べ、高い初透磁率が得られるフェライト用粉末が提供できる。
また、本発明のフェライト用粉末を原料粉末として用いると、高い初透磁率を有するＭｎＺｎ系フェライトを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】後述する実施例の−２０〜１２０℃におけるμｉの測定結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明は、フェライト用粉末であって、ＳｉＯ2の含有量が１２０質量ｐｐｍ以下、Ｐの含有量が１０質量ｐｐｍ以下、Ｃｌの含有量が０．１質量％以下、Ａｌの含有量が１５０質量ｐｐｍ超４００質量ｐｐｍ未満、およびＣｒの含有量が１５０質量ｐｐｍ超４００質量ｐｐｍ以下、残部はＦｅ2Ｏ3および不可避不純物であることを特徴とする。
【００２４】
ここで、本発明のように高い初透磁率を得るためには、上記ＡｌおよびＣｒの含有範囲を次のように限定することが重要である。
すなわち、Ａｌ：１５０質量ｐｐｍ超４００質量ｐｐｍ未満（好ましくは１５５〜３９５質量ｐｐｍ）、Ｃｒ：１５０質量ｐｐｍ超４００質量ｐｐｍ以下（好ましくは１５５〜３９０質量ｐｐｍ）である。
ＡｌあるいはＣｒが上記範囲を満足しない場合、周波数：１００ｋＨｚという従来以上の極めて高い周波数では十分な初透磁率の改善効果が得られないからである。特に、Ｃｒの含有量が上記範囲を満足しない場合には、初透磁率の温度特性が変動して室温付近の初透磁率が低下してしまう。また、Ａｌの含有量が上記範囲を満足しない場合には、結晶組織が不均一になりやすく初透磁率の値がばらつきやすいという不利益が招来する。
【００２５】
また、本発明では、上記ＳｉＯ2、ＰおよびＣｌの含有範囲を次のように限定することが重要である。
すなわち、ＳｉＯ2の含有量：１２０質量ｐｐｍ以下（好ましくは８０質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５０質量ｐｐｍ以下）、Ｐの含有量：１０質量ｐｐｍ以下（好ましくは７質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは４質量ｐｐｍ以下）、Ｃｌの含有量：０．１質量％以下（好ましくは８００質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは６００質量ｐｐｍ以下）である。
ＳｉＯ2、ＰおよびＣｌが上記範囲を満足しない場合、例えＡｌやＣｒを所定量含有していたとしても、上述したような高い初透磁率が得られないからである。
【００２６】
また、本発明に従うフェライト用粉末の平均粒径は、０．３〜２．０μｍの範囲とすることが好ましい、より好ましくは０．５〜１．５μｍである。
フェライト用粉末の平均粒径が上記範囲から外れると、上述したような高い初透磁率が得られにくくなるからである。
なお、上記平均粒径は、公知の平均粒径測定法を用いて測定することができるが、例えば、空気透過法を用いて測定することができる。
【００２７】
次に、本発明に供するフェライト用粉末の製造方法について説明する。
フェライトの原料となる粉末は、薄鋼板表面を塩酸酸洗した廃液から塩酸を回収する際に副生する酸化鉄が利用される。そのため、鋼板中の不純物や工業用水中の不純物が多量に混入している。
そこで、本発明では、これら不純物を除去してフェライト原料に用いることができる組成とするため、例えば、前記特許文献１や特許文献２に記載の方法を、これら不純物除去に用いることができる。すなわち、前記特許文献１や特許文献２に記載の方法を用いてＳｉ、Ｐ、Ａｌ、ＣｒおよびＴｉ等を除去した精製廃酸を作製する。そして、かかる精製廃酸に対して所定量の塩化アルミニウム溶液、塩化クロム溶液を添加し、所定のＡｌ、Ｃｒを含有した廃酸を作製する。さらに、該廃酸を噴霧焙焼することで本発明に従うフェライト用粉末を得ることができる。
【００２８】
また、珪藻土フィルタやリン吸着材を用い、塩酸酸洗廃液からＳｉおよびＰのみを除去してＡｌ、Ｃｒを含有する廃酸を作製し、かかる廃酸を噴霧焙焼するという方法でも本発明に従うフェライト用粉末を得ることができる。
【００２９】
なお、通常、焙焼後の酸化鉄は０．１５〜０．２質量％程度のＣｌを含有するが、本発明のフェライト用粉末は、前述したとおり、Ｃｌ含有量を０．１質量％以下に抑制する必要がある。そこで、本発明に従うフェライト用粉末は、焙焼後の酸化鉄を水洗したり、７００℃以上の大気中で熱処理したりして得ることができる。
【００３０】
本発明で得られるフェライト用粉末中のＡｌは、ＡｌxＦｅ1-xＯ3の形態でＦｅ2Ｏ3中に固溶しているものと推測される。また、本発明で得られるフェライト用粉末中のＣｒは、ＣｒxＦｅ1-xＯ3の形態でＦｅ2Ｏ3中に固溶しているものと推測される。
【００３１】
本発明では、噴霧焙焼によってフェライト用粉末が生成される前の溶液段階でＡｌおよびＣｒを含有するところに特徴がある。そのため、従前の酸化鉄粉末に対して後から添加するＡｌ2Ｏ3によるＡｌ成分やＣｒ2Ｏ3によるＣｒ成分に比べて、本発明のフェライト用粉末により製造されるフェライトでは、その結晶粒内により均一にＡｌおよびＣｒを固溶させることができる。その結果、本発明は、より一層の磁気特性向上効果が得られると考えられる。
また、本発明では、ＡｌおよびＣｒが結晶粒界に偏析しにくいため、粒界の残留応力が抑制され、周波数：１００ｋＨｚという極めて高い周波数でも高い初透磁率を得ることができると考えられる。
【００３２】
次に、本発明で得られるＭｎＺｎ系フェライトおよびその製造方法について説明する。
上記した本発明に従うフェライト用粉末をＦｅ源として、さらにＭｎ源であるＭｎ含有粉末およびＺｎ源であるＺｎ含有粉末を混合してから、仮焼し、次いで所定形状に成形して成形体とし、さらに該成形体を焼成することによって、高い初透磁率を有するＭｎＺｎ系フェライトを得ることができる。
【００３３】
本発明に用いるＭｎ含有粉末は、公知のＭｎ酸化粉末がいずれも適用可能である。また、本発明に用いるＺｎ含有粉末は、公知のＺｎ酸化粉末がいずれも適用可能である。
さらに、Ｍｎ酸化粉末（ＭｎＯ）、Ｚｎ酸化粉末（ＺｎＯ）としては、焼成により、この形態に変わることのできる他の形態の酸化物や、炭酸塩などの化合物を使用することができる。
なお、Ｍｎ含有粉末は、Ｍｎ3Ｏ4、ＭｎＣＯ3などでも良い。
【００３４】
この発明におけるＭｎＺｎ系フェライトに用いられるフェライト用粉末や、ＭｎＯおよびＺｎＯは、初透磁率をどの程度にとるか、室温付近で磁気異方性と磁歪が小さいことによるピーク（セカンダリーピーク）や、キュリー点をどの程度に設定するか、という種々の観点から組成範囲を具体的に設定することができる。
【００３５】
ここで、ＭｎＺｎ系フェライトは、通常、磁気異方性定数および磁歪定数が小さく、室温から１２０℃程度の範囲の動作温度において、初透磁率が高く正の温度係数を持つことが要求されるから、本発明では、フェライト用粉末、ＭｎＯおよびＺｎＯの基本組成範囲を次のようにすることが重要である。
ＭｎＯ：２０．０〜３５．０ｍｏｌ％
ＺｎＯ：１５．０〜２５．０ｍｏｌ％
Ｆｅ2Ｏ3：残部であり、好ましくはＦｅ2Ｏ3：５１．０〜５４．０ｍｏｌ％である。
ここで、ＭｎＯあるいはＺｎＯは、上記範囲を超えると、スピネルの化学組成の変化により初透磁率が大幅に低下するおそれがある。
また、Ｆｅ2Ｏ3の原材料として、前記段落［００２０］に記載のフェライト用粉末を用いることが好ましい。
【００３６】
本発明のＭｎＺｎ系フェライトは上記した基本組成を有するが、さらにＣａＯ：５００質量ｐｐｍ以下、ＳｉＯ2：１５０質量ｐｐｍ以下、Ａｌ：１０５質量ｐｐｍ超、２８０質量ｐｐｍ以下、Ｃｒ：１０５質量ｐｐｍ超、２８０質量ｐｐｍ以下の副成分と不可避的不純物からなる。
また、前記不可避的不純物中のＰの含有量は、Ｐ：７質量ｐｐｍ以下に抑制する必要がある。
【００３７】
ＣａＯ：５００質量ｐｐｍ以下
本発明のＭｎＺｎ系フェライトは、ＣａＯの含有量を５００質量ｐｐｍ以下に制限する必要がある。ＣａＯの含有量が５００質量ｐｐｍ超になると結晶成長が抑制され、初透磁率が低下するからである。なお、ＣａＯの含有量の下限値に特に限定はないが、工業的には１０質量ｐｐｍ程度である。
【００３８】
ＳｉＯ2：１５０質量ｐｐｍ以下
本発明のＭｎＺｎ系フェライトは、ＳｉＯ2の含有量を１５０質量ｐｐｍ以下に制限する必要がある。ＳｉＯ2の含有量が１５０質量ｐｐｍ超になると、異常粒成長が生じやすくなり、初透磁率が低下するからである。なお、ＳｉＯ2の含有量の下限値に特に限定はないが、工業的には２０質量ｐｐｍ程度である。
【００３９】
Ａｌ：１０５質量ｐｐｍ超２８０質量ｐｐｍ以下
本発明のＭｎＺｎ系フェライトは、Ａｌの含有量を１０５質量ｐｐｍ超に限定する必要がある。Ａｌの含有量が１０５質量ｐｐｍ以下になると、初透磁率が低下するからである。一方、Ａｌの含有量の上限値は２８０質量ｐｐｍに限定される。Ａｌの含有量が２８０質量ｐｐｍ超になると、結晶組織が不均一になり、初透磁率が低下するからである。なお、好ましくは１０８〜２７５質量ｐｐｍの範囲である。
【００４０】
Ｃｒ：１０５質量ｐｐｍ超２８０質量ｐｐｍ以下
本発明のＭｎＺｎ系フェライトは、Ｃｒの含有量を１０５質量ｐｐｍ超に限定する必要がある。Ｃｒの含有量が１０５質量ｐｐｍ以下になると、初透磁率が低下するからである。一方、Ｃｒの含有量の上限値は２８０質量ｐｐｍに限定される。Ｃｒの含有量が２８０質量ｐｐｍ超になると初透磁率の温度特性が変化し、製品規格から外れるからである。なお、好ましくは１０８〜２７５質量ｐｐｍの範囲である。
【００４１】
Ｐ：７質量ｐｐｍ以下
本発明のＭｎＺｎ系フェライトは、不可避的不純物中のＰの含有量を７質量ｐｐｍ以下に抑制する必要がある。Ｐの含有量が７質量ｐｐｍ超になると、結晶組織が不均一になり初透磁率が低下するからである。なお、好ましくは５質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは３質量ｐｐｍ以下である。また、Ｐの含有量の下限値に特に限定はないが、工業的には１質量ｐｐｍ程度である。
【００４２】
Ｃｌを含有する酸化鉄等の原材料を用いても得られるＭｎＺｎ系フェライト中のＣｌは検出限界以下になる。
【００４３】
１００ｋＨｚ、３０℃での初透磁率が１００００以上
本発明のＭｎＺｎ系フェライトは１００ｋＨｚ、３０℃での初透磁率が１００００以上である。これは、効率よくノイズを除去するためである。
なお、上記初透磁率は、ＬＣＲメータを用い、１００ｋＨｚ、３０℃の条件で測定することができる。
【００４４】
本発明のＭｎＺｎ系フェライトは前記した組成にさらに、酸化カルシウム、二酸化ケイ素、酸化ビスマス、酸化インジウム、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化スズおよび酸化モリブデンのうち少なくとも一種を副成分として添加してもよい。
特に、酸化カルシウムであれば５００質量ｐｐｍ以下、二酸化ケイ素であれば前記フェライト用粉末中のものと併せて１５０質量ｐｐｍ以下含有させるのが好ましい。さらには、酸化カルシウム、二酸化ケイ素に加えて、酸化ビスマス、酸化インジウム、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化スズおよび酸化モリブデンのうち少なくとも一種を含有させ、これら副成分の合計量を３００質量ｐｐｍ以下とするのが好ましい。
【００４５】
なお、ＭｎＺｎ系フェライトの基本成分であるＭｎＯ、ＺｎＯおよびフェライト用粉末の含有量は、ＭｎＯ、ＺｎＯおよびフェライト用粉末の合計量に対するｍｏｌ％で示し、副成分の含有量は、ＭｎＺｎ系フェライト中の質量ｐｐｍで示す。
【００４６】
上記のフェライト用粉末をＭｎ源およびＺｎ源と混合してから、仮焼後、必要に応じて上記の添加成分を添加して粉砕し、所望の形状に金型成形し成形体とする。かくして得られた成形体を、好ましくは大気中または窒素、あるいはそれらの混合ガス中で、最高温度を１２００〜１４００℃程度の範囲で保持して焼成する、という一連の工程を経ることで、本発明に従う高初透磁率のＭｎＺｎ系フェライトの製造方法となる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
製鉄所内で発生した鋼板酸洗廃酸を出発原料とし、スクラップ（製鉄所内発生の冷延鋼板スクラップ片）を理論消費量の５倍以上で充填したバッチ式の溶解槽において、充填物を温度９０℃で２．５時間撹拌して、鋼板酸洗廃酸中の遊離塩酸を中和した。かかる中和中、槽内の液温を７０〜８０℃に保ちながら、１．５〜２時間、空気を液中に分散させた。さらに、かかる分散後の溶液にアンモニア水を添加し、空気酸化によるｐＨ低下を防止あるいは任意のｐＨ値にコントロールして溶液中のＦｅ分の２〜４質量％を沈澱として析出するようにした。次いで、高分子凝集剤を撹拌添加した後、静置して沈降分離し、清澄液を得た。この清澄液のＳｉＯ2、Ｐ、ＡｌおよびＣｒの含有量を高周波プラズマ発光分光分析装置で分析したところ、かかる清澄液から得られるフェライト用粉末ベースの含有量でＳｉＯ2＝４０質量ｐｐｍ、Ｐ＝３質量ｐｐｍ、Ａｌ＝３０質量ｐｐｍ、Ｃｒ＝３質量ｐｐｍであった。
【００４８】
この清澄液に２４質量％塩化アルミニウム溶液を、かかる清澄液から得られるフェライト用粉末ベースのＡｌ含有量で１００〜５００質量ｐｐｍとなるように添加し、４０質量％塩化クロム溶液を、かかる清澄液から得られるフェライト用粉末ベースのＣｒ含有量で１００〜５００質量ｐｐｍとなるように添加した。これら清澄液と添加した塩化物溶液を撹拌した後に、噴霧焙焼炉で焙焼し、ＡｌおよびＣｒ含有量の異なる粉末を得た。次いで、粉末を水洗し、濾過後に、乾燥してフェライト用粉末を得た。得られたフェライト用粉末のＳｉＯ2、Ｐ、ＡｌおよびＣｒ含有量を高周波プラズマ発光分光分析装置で、また、Ｃｌ含有量を蛍光Ｘ線分析装置で分析した。表１に各種フェライト用粉末の成分分析結果を示す。なお、フェライトコア中のＰ、Ａｌ、ＣｒおよびＣｌも上記フェライト用粉末と同じ装置でそれぞれ分析した。
【００４９】
次に、これらのフェライト用粉末を用いて、ＭｎＺｎ系フェライトコアを作製した。主成分として、上記フェライト用粉末、ＺｎＯおよびＭｎ3Ｏ4を、フェライト用粉末：ＺｎＯ：ＭｎＯ＝５２．５：２３．５：２４ｍｏｌ％の組成比となるように秤量し、ボールミルで湿式混合した後、９００℃で仮焼し、次いで、副成分としてＳｉＯ2、ＣａＣＯ3を、主成分中の不純物の含有量と併せてＳｉＯ2＝７０質量ｐｐｍ、ＣａＯ＝２００質量ｐｐｍとなるように添加して、ボールミルで湿式粉砕して平均粒径１．１μm（空気透過法）の原料粉体を得た。
この原料粉体にバインダーを加え、目開き５００μmの篩を通して造粒し、リング型試料を成形した。その後、電気炉を用いて、酸素分圧を制御した雰囲気中で１３４０℃×３時間の条件で焼成して、外径３１ｍｍ、内径１９ｍｍ、高さ７ｍｍのＭｎＺｎ系フェライトコアを得た。
比較例１として、塩化アルミニウム溶液および塩化クロム溶液を添加しない清澄液を発明例と同様の方法で噴霧焙焼した酸化鉄を用いてＭｎＺｎ系フェライトコアを作製した。
比較例２〜６では、本発明のＡｌ、ＣｒおよびＣｌのいずれかの範囲を超える酸化鉄を上記発明例と同様の方法で試作して、上記と同様の手順でＭｎＺｎ系フェライトコアを作製した。なお、比較例６のみ、酸化鉄を噴霧焙焼した後の水洗を省略した。
比較例７〜９では、本発明のＳｉＯ2、ＰおよびＣｌのいずれかの範囲を満足しない市販の工業用酸化鉄を用いて、上記と同様の手順でＭｎＺｎ系フェライトコアを作製した。
比較例１０〜１２では、市販の高純度酸化鉄を用いて、フェライトコア中のＡｌ、Ｃｒ含有量が発明例５とほぼ同量となるように、フェライトコアの作製工程でＡｌ2Ｏ3や、Ｃｒ2Ｏ3を添加し、以降は上記と同様の手順でＭｎＺｎ系フェライトコアを作製した。
【００５０】
かくして得られたフェライトコアについて、１００ｋＨｚで−２０〜１２０℃におけるμｉを、ＬＣＲメータを用いて測定した。なお、セカンダリーピーク温度は約３０℃であった。３０℃におけるμｉを表１および表２に示す。
表１および表２から、本発明に従うフェライト用粉末を用いることで、Ａｌ、Ｃｒを添加しない比較例１のμｉ＝９８８０に比べて高いμｉを実現できることが分かる。
すなわち、本発明に従うＳｉＯ2、ＰおよびＣｌの含有量で、かつ所定量のＡｌおよびＣｒを含有するフェライト用粉末を用いることで、従来のＭｎＺｎ系フェライトと同様の設備および方法で、μｉの高いＭｎＺｎ系フェライトコアを作製することができることが分かる。
【００５１】
図１に発明例５と比較例２の−２０〜１２０℃におけるμｉの測定結果を示す。該温度範囲においては、本発明に従うＭｎＺｎ系フェライトの方が、μｉが大きいことが分かる。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上説明したように、本発明によれば、従来のフェライト原料用酸化鉄に比べて、優れた磁気特性を有するＭｎＺｎ系フェライトを製造することができる。
【図１】
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