(57)【要約】【課題】磁気特性の低下を抑制しつつ、表面部分の抵抗を高め、絶縁性に優れたＭｎ−Ｚｎ系のフェライト焼結体を簡易な方法で提供する。【解決手段】フェライト焼結体の製造方法であって、ＭｎＯ、ＺｎＯおよびＦｅ２Ｏ３を主成分とするフェライト焼結体の製造方法であって、焼成工程の焼成温度保持における雰囲気を不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスとし、冷却過程における雰囲気の酸素濃度を焼成温度保持における雰囲気の酸素濃度以上とすることを特徴とする。また、好ましくは前記焼成工程をマイクロ波焼結炉を用いて行う。【選択図】図１
2008273809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭｎＯ、ＺｎＯおよびＦｅ２Ｏ３を主成分とするフェライト焼結体の製造方法であって、焼成工程の焼成温度保持における雰囲気を不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスとし、冷却過程における雰囲気の酸素濃度を焼成温度保持における雰囲気の酸素濃度以上とすることを特徴とするフェライト焼結体の製造方法。
【請求項２】
前記焼成工程をマイクロ波焼結炉を用いて行うことを特徴とする請求項１に記載のフェライト焼結体の製造方法。
【請求項３】
前記不活性ガスはアルゴンガスであることを特徴とする請求項１または２に記載のフェライト焼結体の製造方法。
【請求項４】
前記還元性ガスは炭化水素系ガスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフェライト焼結体の製造方法。
【請求項５】
ＭｎＯ、ＺｎＯおよびＦｅ２Ｏ３を主成分とするフェライト焼結体であって、前記フェライト焼結体の表面には中心部よりも多くのヘマタイト相が形成されていることを特徴とするフェライト焼結体。
【請求項６】
前記ヘマタイト層は焼結体表面から２０μｍ以内の深さに形成されていることを特徴とする請求項５に記載のフェライト焼結体。
【請求項７】
前記フェライト焼結体は、焼結体表面における抵抗率が、焼結体内部のいずれかの部分の抵抗率の１００００倍以上であることを特徴とする請求項５または６に記載のフェライト焼結体。
【請求項８】
第１の磁性体に導体を巻回して構成したコイル部品であって、前記第１の磁性体として請求項５〜７のいずれかに記載のフェライト焼結体を用いたことを特徴とするコイル部品。
【請求項９】
前記第１の磁性体に、第２の磁性体が当接され、前記第１の磁性体であるフェライト焼結体表面のうち前記第２の磁性体に当接する部分は、前記ヘマタイト相が除去されていることを特徴とする請求項８に記載のコイル部品。
【請求項１０】
前記第２の磁性体に請求項５〜９のいずれかに記載のフェライト焼結体を用いるとともに、前記第２の磁性体であるフェライト焼結体の表面のうち前記第１の磁性体であるフェライト焼結体に当接する部分は、前記ヘマタイト相が除去されていることを特徴とする請求項９に記載のコイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｍｎ、ＺｎおよびＦｅを含むＭｎ系フェライト焼結体およびそれを用いたコイル部品並びにその製造方法に関し、特に絶縁性に優れたフェライト焼結体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器においてＬＳＩの高集積化、多機能化および高速化が進んでおり、それに電力を供給する電源系にも高パワーが要求されてきている。スイッチング電源は、民生機器をはじめＯＡ、産業用機器へと幅広い利用が進んでおり、現在、小型・軽量化とともに、大電流化への対応が図られている。このスイッチング電源、ＤＣ／ＤＣコンバータに使用されるトランスには、従来、Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライト焼結体であるフェライトコアが使用されていた。
【０００３】
Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアは、飽和磁束密度および透磁率が高く、また損失（コアロス）が小さいという特徴があり、これまでスイッチング電源やＤＣ／ＤＣコンバータ等のトランスに用いられてきた。しかしながら、抵抗率が数Ω・ｍ程度と比較的低く、コアに直接巻線をすると漏れ電流が発生する。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ等のトランス用としてＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコアを使用する場合、フェライトコアにボビンをかぶせたり、絶縁被膜等の処理を行ってから巻線を行っていた。そのため、製造コストが高く、小型化が難しいという問題があった。
【０００４】
このような問題に対して、例えば特許文献１には、Ｆｅ２Ｏ３量を５０ｍｏｌ％未満として高抵抗化しつつ、磁気特性の調整を図ったＭｎ−Ｚｎ系フェライトが開示されている。また、特許文献２には、冷却時に７００〜４００℃の範囲の温度から空気を導入することによって、Ｍｎ−Ｚｎ系酸化物磁性材料の表面の高抵抗化を図る製造方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５７７２４号公報
【特許文献２】特開平６−２９５８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、主成分であるＦｅ２Ｏ３の量を５０ｍｏｌ％未満としてフェライト焼結体全体を高抵抗化する手法では、Ｆｅ２Ｏ３量は磁気特性の観点から好適な範囲から大きく外れるため、透磁率や磁束密度などの磁気特性をある程度犠牲にせざるをえないという問題があった。一方、特許文献２に開示の製造方法によれば、Ｍｎ−Ｚｎ系酸化物磁性材料の表面部分の抵抗のみを向上させることができるが、絶縁性確保の観点からは必ずしも十分とはいえなかった。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、磁気特性を維持しつつ、表面部分の抵抗を高め、絶縁性に優れたＭｎ−Ｚｎ系のフェライト焼結体およびそれを用いたコイル部品を提供することを目的とする。さらに、前記焼結体を簡易な方法で提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のフェライト焼結体の製造方法は、ＭｎＯ、ＺｎＯおよびＦｅ２Ｏ３を主成分とするフェライト焼結体の製造方法であって、焼成工程の焼成温度保持における雰囲気を不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスとし、冷却過程における雰囲気の酸素濃度を焼成温度保持における雰囲気の酸素濃度以上とすることを特徴とする。かかる構成によれば、磁気特性の低下を抑制しつつ、表面抵抗を高めたフェライト焼結体を簡易な方法で提供することができる。
【０００９】
また、前記フェライト焼結体の製造方法において、前記焼成工程をマイクロ波焼結炉を用いて行うことが好ましい。かかる構成によれば焼結工程の時間を短縮し、焼結工程に要するコストを低減することができる。
【００１０】
さらに、前記フェライト焼結体の製造方法において、前記不活性ガスはアルゴンガスであることが好ましい。
【００１１】
さらに、前記フェライト焼結体の製造方法において、前記還元性ガスは炭化水素系ガスであることが好ましい。
【００１２】
本発明のフェライト焼結体は、ＭｎＯ、ＺｎＯおよびＦｅ２Ｏ３を主成分とするフェライト焼結体であって、前記フェライト焼結体の表面には中心部よりも多くのヘマタイト相が形成されていることを特徴とする。該構成によれば、フェライト焼結体の内部に対して、表面の抵抗率を高めることができる。
【００１３】
また、前記フェライト焼結体において、前記ヘマタイト層は焼結体表面から２０μｍ以内の深さに形成されていることが好ましい。ヘマタイト相の形成範囲をかかる範囲にすることで、磁気特性の低下を抑制することができる。
【００１４】
さらに、前記フェライト焼結体において、焼結体表面における抵抗率が、焼結体内部のいずれかの部分の抵抗率の１００００倍以上であることが好ましい。
【００１５】
本発明のコイル部品は、第１の磁性体に導体を巻回して構成したコイル部品であって、前記第１の磁性体として前記フェライト焼結体を用いたことを特徴とする。絶縁性に優れる前記フェライト焼結体を用いることで、導体の巻回部分の構成を簡略化し、小型のコイル部品が得られる。
【００１６】
また、前記コイル部品において、前記第１の磁性体であるフェライト焼結体に、第２の磁性体が当接され、前記第１の磁性体であるフェライト焼結体表面のうち前記第２の磁性体に当接する部分は、前記ヘマタイト相が除去されていることが好ましい。透磁率を低下させるヘマタイト相が、磁路部分では除去されていることによってコイル部品を構成した場合のインダクタンスの低下を抑制することができる。
【００１７】
さらに、前記コイル部品において、前記第２の磁性体として前記フェライト焼結体を用いるとともに、前記第２の磁性体であるフェライト焼結体の表面のうち前記第１の磁性体であるフェライト焼結体に当接する部分は、前記ヘマタイト相が除去されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、磁気特性の低下を抑制しつつ、表面部分の抵抗を高め、絶縁性に優れたＭｎ−Ｚｎ系のフェライト焼結体およびそれを用いたコイル部品を提供することができる。また、かかるフェライト焼結体を簡易な方法で提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施例とともに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本発明においては固相反応法を用いる通常の粉末冶金的方法を適用すればよい。固相反応法では、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの原料となる酸化物として例えば、Ｆｅ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、およびＺｎＯを用いることができる。それらの原料酸化物をボールミル、振動ミル等で混合した後に乾燥し、得られた混合粉末を仮焼成した後、ボールミル、振動ミル、アトライタ等を用いて１μｍ程度の粒子径となるように粉砕する。粉砕後はバインダを加えてスプレードライヤー等の装置により造粒し、油圧プレスあるいは機械プレス等の成形機を用い必要な形状に成形する。成形体は抵抗加熱式、マイクロ波加熱式等の雰囲気焼成炉で酸素濃度等の制御された雰囲気下で所望の特性を持つように焼成される。
【００２０】
また、本発明に係るフェライト焼結体はＭｎＯ、ＺｎＯおよびＦｅ２Ｏ３を主成分とするＭｎ−Ｚｎ系のフェライト焼結体であるが、その組成は特に限定するものではない。組成は必要とされる特性に応じて選択すればよい。本発明では、フェライト焼結体表面に高抵抗層を設け、フェライト焼結体全体を高抵抗とする必要がないため、Ｆｅ２Ｏ３は必ずしも、５０ｍｏｌ％未満とする必要はない。高磁気特性を得るためにはＦｅ２Ｏ３は５０ｍｏｌ％以上であることが好ましい。例えば、高磁束密度と低ロスを備えたＭｎ−Ｚｎ系フェライト焼結体を得る場合には、Ｆｅ２Ｏ３５３〜５８ｍｏｌ％、ＺｎＯ６〜１０ｍｏｌ％、残部ＭｎＯを主成分とすればよい。また、粒界または粒内の高抵抗化を図るために、ＣａＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５などの副成分を添加してもよい。
【００２１】
一般にＭｎ−Ｚｎ系フェライトでは良好な磁気特性を得るため、Ｆｅ２Ｏ３が５０モル％を超える組成で用いられることが多く、そのような非化学量論組成のフェライトにおいては特性を劣化させる可能性のあるＦｅ２Ｏ３、ＦｅＯ等の異相の生成をできるだけ避ける必要があり、焼成時の雰囲気を適度の酸素濃度を有する状態に制御することが重要である。
【００２２】
これに対して本発明のフェライト焼結体では、フェライト焼結体の表面には中心部よりも多くのヘマタイト相が形成されている。中心部とは、着目する表面部分とそれに対向する表面部分との中間に位置する、フェライト焼結体の内部部分である。ヘマタイト相はスピネル相に比べて抵抗率が高いため、これをフェライト焼結体の表面に形成することによって、フェライト焼結体の表面の抵抗を高めることができる。一方、フェライト焼結体の中心部は表面に比べてヘマタイト相が少ないため、ヘマタイト相の増加による磁気特性の低下を抑制することができる。中心部ではヘマタイト相は実質的に形成されていないことが好ましい。ここで実質的に形成されていないとは、１０００倍の走査電子顕微鏡観察で確認されない程度をいう。
【００２３】
さらに、形成されたヘマタイト相の周囲のスピネル層は中心部のスピネル相よりもＦｅ含有量が少ないことが好ましい。スピネル相中のＦｅの含有量を少なくすることにより、二価のＦｅイオンが減少し、スピネル相自体の抵抗率も向上する。したがって、ヘマタイト相の形成による効果と一体となって、抵抗率向上に寄与する。
【００２４】
前記ヘマタイト層は抵抗率向上に寄与するが、フェライト焼結体内部深くまで形成されていると、透磁率等の磁気特性が低下する。したがって、ヘマタイト相は焼結体表面から２０μｍ以内の深さに形成されていることが好ましい。なお、高透磁率よりも、高抵抗が必要とされる用途には、例えば表面から５０μｍ以下の深さにヘマタイト相を形成し、高い耐電圧を備えたフェライトを用いることもできる。
【００２５】
上述のようにヘマタイト相の形成等により、フェライト焼結体表面の抵抗率を向上させることができる。この場合、焼結体表面における抵抗率を、焼結体内部のいずれかの部分の抵抗率の１００００倍以上とすれば、抵抗率として十分な水準が得られるとともに、フェライト焼結体内部での機能傾斜が大きくなり、磁気特性と抵抗率の特性バランスに優れたフェライト焼結体を得ることができる。
【００２６】
上述のように中心部より表面の抵抗率が高いフェライト焼結体は以下の方法で得ることができる。本発明のフェライト焼結体の製造方法では、成形体を焼成する焼成工程の焼成温度保持における雰囲気を不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスとし、冷却過程における雰囲気の酸素濃度を焼成温度保持における雰囲気の酸素濃度以上とする。一般にＭｎ−Ｚｎ系フェライトの焼結では、冷却過程において酸化作用によってＦｅ２Ｏ３などの異相が生成しないように、平衡酸素分圧を考慮した冷却を行う。具体的には、焼結温度から温度が低下するに従って雰囲気の酸素濃度を下げる。これに対して、本発明では、上述のように冷却過程における雰囲気の酸素濃度を焼成温度保持における雰囲気の酸素濃度以上とする。かかる構成によって、フェライト焼結体の表面を酸化させ、焼結体表面の高抵抗化を図ることができる。冷却過程すなわち、焼成保持温度よりも低い温度においても雰囲気の酸素濃度を焼成温度保持における雰囲気の酸素濃度と同じにすれば、平衡酸素分圧からすれば酸素リッチな雰囲気にしていることになり、表面の高抵抗化が進行する。冷却過程における雰囲気の酸素濃度を焼成温度保持における雰囲気の酸素濃度よりも大きくすれば高抵抗化の効果がより顕著になる。
【００２７】
また、焼成温度保持における雰囲気は不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスとする。還元性ガスを用いることで５０ｍｏｌ％超のＦｅ２Ｏ３を含む組成のフェライト焼結体の反応を十分に進行させる。該雰囲気で十分反応させた後、冷却過程における雰囲気の酸素濃度を焼成温度保持における雰囲気の酸素濃度以上とするので、表面付近と内部との機能の傾斜を大きくすることができる。表層の抵抗率を１０４Ω・ｍ以上にすることが可能である。すなわち、表層に抵抗の非常に大きい層が形成されつつ、内部は十分な磁気特性を発揮するようになるため、理想的な高絶縁性のフェライト焼結体を得ることができる。例えば単に不活性ガスを用いた場合などに比べて、高い透磁率を得ることができる。また、焼成温度保持における雰囲気を不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスとすれば、冷却時の温度域で存在したとすると酸化が進行してしまうような量の酸素が焼成温度保持時に存在していても、前記ガスの作用により、不必要に酸化が進行することを抑制することができる。かかる量の酸素が存在する雰囲気で冷却過程に移行すれば、冷却過程において該酸素が表面酸化を促進するため、簡易な方法で表面抵抗の高いフェライト焼結体を提供することができる。
【００２８】
さらに、従来のような完全密閉型の雰囲気焼成炉の代わりに、０.１〜１％程度の残留酸素を雰囲気中に有する比較的安価な雰囲気焼成炉を用いた場合でも、不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスを雰囲気制御に用いることにより、磁気特性に優れ、かつ高抵抗のＭｎ−Ｚｎ系フェライトを製造することができる。特に、焼成工程にマイクロ波焼結炉を用いることが好適である。マイクロ波焼結炉は急速な昇温と冷却が可能であり、焼成工程に要する時間を短縮することができる。比較的高価な不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスを用いる本発明において、焼成工程に要する時間の短縮はコスト低減に大きく寄与するため、マイクロ波焼結は好適な焼成方法である。また、冷却に要する時間も短いため、焼結体表面付近の抵抗率の傾斜を付けやすい。したがってマイクロ波焼結炉を用いた方法は、抵抗の高い部分を焼結体表面付近のみに形成するようにして高絶縁性のフェライト焼結体を得るために好適な方法と言える。
【００２９】
また、残留酸素量の程度、焼成に供されるフェライトの組成、必要される特性等に応じて還元性ガスの濃度を調整することが好ましい。不活性ガスとしては、例えばアルゴンガス、ネオンガス、窒素ガスなどを用いればよい。還元性ガスには、水素や炭化水素系のガスなどを用いればよい。例えば、Ａｒ−Ｈ２、Ｎ２−Ｈ２、Ａｒ−ＣＨ４、Ｎ２−ＣＨ４等の混合ガスを用いればよい。このうち、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いることが好ましい。Ａｒは窒素ガスやネオンガスに比べて分子量が大きいため、密閉性が完全でなく外部との混合・拡散を抑制したい場合に使いやすい。また、マイクロ波焼結の場合は、非加熱体である成形体の内部から発熱するので、非加熱物から周囲の雰囲気に熱が逃げるのを抑制することが好ましい。この点において、アルゴンガスは熱伝導率も低いため、熱の拡散を抑える上で好適な気体である。したがって、マイクロ波焼結の場合には、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いることが好ましい。また、還元性ガスとしてはＣＨ４ガスなどの炭化水素系のガスを用いることが好ましい。炭化水素系のガスを用いた場合は、水素を用いた場合に比べて温度上昇を促進する効果がある。
【００３０】
冷却の条件は、必要とされる特性に応じて決定すればよい。例えば、焼成保持温度から温度を低下させながら徐々に流量を下げるなどして雰囲気酸素量を増加させる、焼成温度保持終了後混合ガスの導入を止める、冷却過程で空気など酸素濃度の高いガスを導入する、などの方法がある。また、冷却工程においても焼成温度保持工程と混合ガスの導入条件を変えずに、酸素量として同じ雰囲気を保持することでも焼結体表面の抵抗を高めることは可能である。この場合は、雰囲気の切替が不要であり、工程が簡易になる。
【００３１】
昇温工程は、これを特に限定するものではない。バインダを十分に燃焼させるために、大気中など十分な酸素が存在する雰囲気で昇温してもよいし、還元を十分に行なわせるために、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気や混合ガス雰囲気としてもよい。また、昇温の途中でこれらの雰囲気を切り替えてもよい。
【００３２】
上述のフェライト焼結体をコアに用いてトランス、チョークコイル、インダクタ等のコイル部品を構成することができる。すなわち、第１の磁性体として上記本発明に係るフェライト焼結体を用い、該第１の磁性体に導体を巻回してコイル部品を構成する。本発明に係るフェライト焼結体は絶縁性に優れるため、他の絶縁体を介さずにフェライト焼結体に直接導体を形成することができる。すなわち、前記フェライト焼結体を用いることで、導体の巻回部分の構成を簡略化し、小型のコイル部品が得られる。導体は、ワイヤでもよいし、印刷や薄膜形成手段によって形成した電極パターンでもよい。
【００３３】
絶縁性確保の観点からは、フェライト焼結体表面全体にヘマタイト相が形成されていることが好ましい。しかし、ヘマタイト相が形成されている部分は磁気特性が低下し、磁路の中での磁気抵抗が大きくなるため、他の磁性体に当接させて磁気回路を構成する場合にはヘマタイト相が形成された部分がないことが好ましい。そこで、第１の磁性体であるフェライト焼結体に、第２の磁性体が当接され、前記第１の磁性体であるフェライト焼結体表面のうち前記第２の磁性体が当接する部分は、前記ヘマタイト相が除去されているコイル部品を構成すればよい。第２の磁性体としては、金属磁性体、酸化物磁性体、複合磁性体等各種磁性体を用いることができるが、前記第２の磁性体として前記フェライト焼結体を用いることが好ましい。この場合、前記第２の磁性体であるフェライト焼結体の表面のうち前記第１の磁性体であるフェライト焼結体が当接する部分も、前記ヘマタイト相が除去されている構成を用いれば、インダクタンスの低下を抑制することが可能である。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの原料となる酸化物として、Ｆｅ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４およびＺｎＯを用い、それぞれ５４ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ３、３７ｍｏｌ％ＭｎＯ、および９ｍｏｌ％ＺｎＯの組成となるように秤量を行ない、ボールミルで混合した後に乾燥し混合粉末を得た。得られた混合粉末を９００℃で仮焼成した後、ボールミルを用いて１μｍの平均粒子径となるように粉砕した。粉砕して得られたスラリーにバインダを加え、スプレードライヤー装置により造粒を行なった。造粒された顆粒を油圧プレスを用いて外径７．８ｍｍ、内径３．８ｍｍ、厚さ３ｍｍのリング形状に成形した。成形体は簡易型のマイクロ波焼成炉で酸素濃度が約５０００ｐｐｍ以下に制御された雰囲気下でＡｒ−２％Ｈ２混合ガスを用い１３００℃で焼成し、同雰囲気で冷却した（Ｎｏ.１）。なお、混合ガスの流量は毎分１５００ｍｌとし、昇温速度は４０℃／ｍｉｎとした。同様にして成形体を酸素濃度が５０００ｐｐｍ以下に制御された雰囲気下でＡｒ−２％ＣＨ４混合ガスを用い１３００℃で焼成し、同雰囲気で冷却した（Ｎｏ.２）。得られた焼結体の１０ｋＨｚでの比透磁率は、ＹＯＫＯＧＡＷＡ・ＨＥＷＬＥＴＴ・ＰＡＣＫＡＲＤ製  ４１９４Ａ  ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ／ＧＡＩＮ−ＰＨＡＳＥ  ＡＮＡＬＹＺＥＲを用いて測定したインダクタンスより求めた。
【００３５】
上記リング形状の焼結体は、厚さ方向片側を高抵抗層の影響が実質的になくなるまで（例えば１ｍｍ）研磨し、該研磨面（以下基準面という）と、表層が残る反対側の面の二面間の電気抵抗を測定した。電気抵抗の測定は、前記二面に導体ペーストで電極を形成し、二端子法によって測定した。その後更に基準面の逆側から微量研摩しては電気抵抗を測定するという作業を繰り返した。得られた電気抵抗値の変化と二面の面積Ｓおよび二面間の距離から、焼結体表面の抵抗率、および焼結体内部の抵抗率を計算により求めた。焼結体表面の抵抗率は基準面の反対側の面を研磨する前の状態で測定した抵抗をＲｎ−１（ｎは基準面の反対側の面の研磨回数）、該反対側の面から厚さＴｎだけ研磨して測定した抵抗をＲｎとし、ρｎ＝（Ｒｎ−Ｒｎ−１）・Ｓ／Ｔｎ（Ω・ｍ）を算出し、該ρｎを表層からＤ（＝Ｔｎ／２＋ΣＴｎ−１、但しＴ０＝０）の距離での抵抗率として用いる。なお、本実施例における焼結体表面の抵抗率とは、基準面の反対側の面、すなわち表層が残る反対側の面を研磨する前の状態で測定した抵抗をＲ０、該反対側の面をＴ１（＝２５μｍ）研磨して測定した抵抗をＲ１とし、ρ＝（Ｒ１−Ｒ０）・Ｓ／Ｔ１から算出した値を用いた。また、焼結体内部の抵抗率は、前記抵抗測定方法で研磨の前後で抵抗率に差が出なくなる位置での抵抗率を用いる。本実施例では表層から１ｍｍ以上の厚さ方向の略中央での抵抗率を用いた。
【００３６】
（比較例１）
実施例１と同様にして成形体を酸素濃度が５０００ｐｐｍ以下に制御された雰囲気下でアルゴンガスを用い１３００℃で焼成し、同雰囲気で冷却した（Ｎｏ.３）。
【００３７】
（比較例２）
実施例１と同様にリング形状の材料を準備し、密閉型のマイクロ波焼成炉を用い、酸素濃度１００ｐｐｍ以下の窒素ガス中で昇温を開始し、１３００℃で１５分間保持の後室温まで冷却した（Ｎｏ.４）。比透磁率および抵抗率の測定方法は実施例１におけるものと同様である。なお、炉が密閉性のため、酸素量は焼成保持から、冷却にいたるまで減少し続けていた。
【００３８】
（実施例２）
実施例１と同様にリング形状の材料を準備し、簡易型のマイクロ波焼成炉を用い、酸素濃度が約５０００ｐｐｍ以下となるように調整した後、Ａｒ−２％ＣＨ４混合ガス中で昇温を開始し、１３５０℃で１５分間保持の後室温まで冷却した（Ｎｏ.５）。比透磁率および抵抗率の測定方法は実施例１におけるものと同様である。
【００３９】
【表１】
2008273809.tif 000003
【００４０】
表１の結果からわかるように、不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスを用いて焼成したＮｏ.１および２の焼結体では、内部に比べて表面の抵抗が著しく上昇していることがわかる。表面の抵抗率は、１×１０４Ω・ｍ以上となり、巻き線をする上で十分な絶縁性を示す。また、内部の抵抗率に対する表面の抵抗率を１００００倍以上とすることも可能であり、焼結体表面の抵抗が選択的に高められていることがわかる。さらに、Ａｒガスだけを用いた雰囲気で焼成した場合に比べて、高い透磁率が得られていることがわかる。また、焼成保持における温度制御は、マイクロ波のオンオフ制御によって行なわれるが、還元性ガスとして水素ガスを用いたＮｏ１に比べて、メタンガスを用いたＮｏ.２の場合は、オン状態の時間が短くなっていた。すなわち、炭化水素系ガスを用いる後者の場合は温度上昇を促進する効果があり、消費電力も少なくて済むことがわかる。一方、雰囲気を窒素ガスとし、冷却過程にかけて雰囲気の酸素量が低下していたＮｏ.４の焼結体では、表面抵抗は著しく低く、絶縁性に劣るものとなった。
【００４１】
（実施例３）
混合ガスの流量を毎分１０００ｍｌとした以外は実施例１のＮｏ.１と同様にして焼結体を作製した。また、上述のように表層から研磨しながら抵抗を測定し、ρｎ＝（Ｒｎ−Ｒｎ−１）・Ｓ／Ｔｎ（Ω・ｍ）の式を用いて、Ｄ（＝Ｔｎ／２＋ΣＴｎ−１、但しＴ０＝０）の距離として、Ｄ＝２５μｍ（Ｒｎ−１として研磨する前の抵抗値、Ｒｎとして２５μｍまで研磨したときの抵抗値を用いた）のときの抵抗率を求めたところ、８.２×１０４Ω・ｍと非常に高い値であった。また、Ｄ＝３３μｍ（Ｒｎ−１として２５μｍまで研磨したときの抵抗値、Ｒｎとして４０μｍまで研磨したときの抵抗値を用いた）での抵抗率を求めたところ、かかる深さにおいても４.１×１０３Ω・ｍと高い値を示した。さらに、Ｄ＝６０μｍ（Ｒｎ−１として５３μｍまで研磨したときの抵抗値、Ｒｎとして６６μｍまで研磨したときの抵抗値を用いた）での抵抗率を求めたところ、かかる深さにおいても４.８×１０２Ω・ｍと高い値を示した。
【００４２】
（実施例４）
実施例１と同様にリング形状の材料を準備し、簡易型のマイクロ波焼成炉を用い、酸素濃度が約５０００ｐｐｍ以下となるように調整した後、Ａｒ−２％ＣＨ４混合ガス中で昇温を開始し、１３００℃で１５分間保持の後室温まで冷却した。Ａｒ−２％ＣＨ４混合ガス流量をそれぞれ毎分１０００ｍｌ（Ｎｏ.６）、１５００ｍｌ（Ｎｏ.７）、２０００ｍｌ（Ｎｏ.８）と変化させた。比透磁率および抵抗率の測定方法は実施例１におけるものと同様である。
【００４３】
【表２】
2008273809.tif 000004
【００４４】
表２に示すように、混合ガスの流量を制御することによって比透磁率を制御し、特性バランスに優れたフェライト焼結体を提供することができる。混合ガスの流量を制御することによって、比透磁率を１２００以上、さらには１５００以上が得られる。
【００４５】
（実施例５）
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの原料となる酸化物として、Ｆｅ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、およびＺｎＯを用い、それぞれ５４ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ３、４０ｍｏｌ％ＭｎＯ、および６ｍｏｌ％ＺｎＯの組成となるように秤量を行ない、ボールミルで混合した後に乾燥し、混合粉末を得た。得られた混合粉末を９００℃で仮焼成した後、ボールミルを用いて１μｍの平均粒子径となるように粉砕した。粉砕して得られたスラリーにバインダを加え、スプレードライヤー装置により造粒を行った。造粒された顆粒を、油圧プレスを用いて外径７．８ｍｍ、内径３．８ｍｍ、厚さ３ｍｍのリング形状に成形した。成形体は簡易型のマイクロ波焼成炉で酸素濃度が約５０００ｐｐｍ以下に制御された雰囲気下でＡｒ−２％ＣＨ４混合ガスを用い１２２０℃で焼成し、同雰囲気で冷却した（Ｎｏ.９）。なお、混合ガスの流量は毎分１５００ｍｌとし、昇温速度は４０℃／ｍｉｎとした。同様にして得た成形体を酸素濃度が約５０００ｐｐｍ以下に制御された雰囲気下でＮ２−２％ＣＨ４混合ガスを用い１２３０℃で焼成し、同雰囲気で冷却した（Ｎｏ.１０）。得られた焼結体の１０ｋＨｚでの比透磁率はＹＯＫＯＧＡＷＡ・ＨＥＷＬＥＴＴ・ＰＡＣＫＡＲＤ製  ４１９４Ａ  ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ／ＧＡＩＮ−ＰＨＡＳＥ  ＡＮＡＬＹＺＥＲを用いて測定したインダクタンスより求めた。
【００４６】
さらに、実施例１と同様にリング形状の材料を準備し、密閉型の管状焼成炉を用い、酸素濃度が約７０００ｐｐｍの窒素ガス中で昇温を開始し、１１００℃で４時間保持の後、酸素を含まない窒素ガスに雰囲気を切り替え室温まで冷却した（Ｎｏ.１１）。なお、炉が密閉性のため、酸素量は焼成保持から、冷却にいたるまで減少し続けていた。また、実施例１と同様にリング形状の材料を準備し、密閉型の管状焼成炉を用い、酸素濃度が約７０００ｐｐｍの窒素ガス中で昇温を開始し、１１２０℃で４時間保持の後室温まで冷却した（Ｎｏ.１２）。なお、炉が密閉性のため、酸素濃度は焼成保持から、冷却にいたるまでほぼ一定であった。
【００４７】
比透磁率および抵抗率を実施例１と同様に評価した結果を表３に示す。表３に示したように、Ｎｏ.９、およびＮｏ.１０の試料は、内部に比べて表面の抵抗が著しく上昇し、表面の抵抗率は１×１０４Ω・ｍ以上となり、巻き線をする上で十分な絶縁性を示した。また、内部の抵抗率に対する表面の抵抗率を１００００倍以上とすることも可能であり、焼結体表面の抵抗が選択的に高められていることがわかる。さらに、高い透磁率も得られており、チョークコイル、インダクタ等のコイル部品を構成する際に、高いインダクタンス値が得られ有利である。一方、Ｎｏ.１１の試料では、表面の抵抗率が１２Ω・ｍと低い値となった。また、Ｎｏ.１２の試料では透磁率の低下が見られるものの、表面は１×１０４Ω・ｍ以上の高抵抗率を示した。Ｎｏ.９の焼結体の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。観察結果を図1に示す。図１（ａ）は１０００倍、（ｂ）は（ａ）の表面付近を５０００倍に拡大して観察した結果である。表面から２０μｍの範囲にヘマタイト相１が形成されていたが、表面から２０μｍよりも内部側ではヘマタイト相は確認されなかった。同時に、表面から７μｍの深さまで研磨した面および表面から２０μｍの深さまで研磨した面において、Ｘ線回折を行った結果を図２に示す。表面におけるＸ線回折（図２（ａ））で明確に確認されたヘマタイト相の（１０４）ピークが、７μｍの深さにおけるＸ線回折（図２（ｂ））では大幅に小さくなっている。さらに、２０μｍの深さでは、Ｘ線回折において、ヘマタイト相のピークは確認できなかった（図２（ｃ））。また、ヘマタイト相１の周囲のスピネル相２の組成をＥＤＸで測定したところ、Ｆｅ５４.３ｗｔ％、Ｍｎ２１.２ｗｔ％、Ｚｎ５.３ｗｔ％、残部Ｏであり、中心部のスピネル相（Ｆｅ５６.３ｗｔ％、Ｍｎ２０.３ｗｔ％、Ｚｎ４.６ｗｔ％、残部Ｏ）に比べてＦｅが少なくなっていることがわかった。一方、Ｎｏ.１１の試料では、ＳＥＭ観察した結果、表面部分にヘマタイト相は確認できなかった。また、Ｘ線回折の結果からもヘマタイトのピークは確認されなかった（図３）。一方、Ｎｏ.１２の試料では、ＳＥＭ観察した結果、表面部分に大量のヘマタイト相が確認され、Ｘ線回折においてもヘマタイト相のピークが顕著に大きくなった。このＮｏ.１２の試料では、中心部ではヘマタイト相は確認されなかったが、焼結体の表面から３２μｍの深さでもヘマタイト相１が形成されていることが確認された（図４）。図４の写真において、小さな白色の部分がヘマタイト相１であり、黒色の部分は空孔である。以上の結果から、フェライト焼結体の表面に中心部よりも多くのヘマタイト相を形成することによって、フェライト焼結体の表面の抵抗を著しく向上できることがわかる。特に、ヘマタイト相を焼結体表面から２０μｍ以内の深さに形成することによって、透磁率と抵抗率に優れたフェライト焼結体が得られることがわかった。
【００４８】
【表３】
2008273809.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る一実施形態のフェライト焼結体の断面のＳＥＭ観察像である。
【図２】本発明に係る一実施形態のフェライト焼結体のＸ線回折パターンを示す図である。
【図３】比較例のフェライト焼結体のＸ線回折パターンを示す図である。
【図４】Ｎｏ.１２のフェライト焼結体の断面の光学顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００５０】
１：ヘマタイト相  ２：スピネル相
【図１】
2008273809.tif 000006
【図２】
2008273809.tif 000007
【図３】
2008273809.tif 000008
【図４】
2008273809.tif 000009