(57)【要約】      （修正有）【課題】粉体嵩密度が大きく、成形時にクラックが発生しにくい顆粒を製造できるフェライト粉末の提供。【解決手段】ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で３５〜４５ｍｏｌ％、ＮｉをＮｉＯ換算で４５〜５５ｍｏｌ％、ＣｕをＣｕＯ換算で０．１〜２ｍｏｌ％、ＭｇをＭｇＯ換算で５〜１０ｍｏｌ％、ＭｎをＭｎＯ換算で０．１〜０．５ｍｏｌ％の範囲で含有する主成分１００質量部に対して、ＳｉをＳｉＯ２換算で３〜８質量部の範囲で含有する酸化物からなるフェライト粉末で、Ｘ線回折におけるフォルステライトの（２２２）面に帰属するピーク強度をＸ１、ニッケルフェライトの（３１１）面に帰属するピーク強度をＸ２、シリカの（１０１）面に帰属するピーク強度をＸ3、銅マンガンシリケートの（２２４）面に帰属するピーク強度をＸ4とするとき、Ｘ1／Ｘ2≦０．０１１（ゼロを除く）、Ｘ3／Ｘ2≧０．０２、Ｘ4／Ｘ2≧０．０１とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で３５ｍｏｌ％以上４５ｍｏｌ％以下、
ＮｉをＮｉＯ換算で４５ｍｏｌ％以上５５ｍｏｌ％以下、
ＣｕをＣｕＯ換算で０．１ｍｏｌ％以上２ｍｏｌ％以下、
ＭｇをＭｇＯ換算で５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下、
ＭｎをＭｎＯ換算で０．１ｍｏｌ％以上０．５ｍｏｌ％以下の範囲で含有する主成分１００質量部に対して、ＳｉをＳｉＯ２換算で３質量部以上８質量部以下の範囲で含有する酸化物からなるフェライト粉末であって、Ｘ線回折におけるフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）の（２２２）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ１、ニッケルフェライト（ＮｉＦｅ２Ｏ4）の（３１１）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ２、シリカ（ＳｉＯ２）の（１０１）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ3、銅マンガンシリケート（ＣｕＭｎ6ＳｉＯ12）の（２２４）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ4とするとき、Ｘ1／Ｘ2≦０．０１１（ゼロを除く）、Ｘ3／Ｘ2≧０．０２、Ｘ4／Ｘ2≧０．０１であることを特徴とするフェライト粉末。
【請求項２】
前記Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ４は、０．００４≦Ｘ1／Ｘ2、Ｘ3／Ｘ2≦０．０３０、Ｘ4／Ｘ2≦０．０２５であることを特徴とする請求項１に記載のフェライト粉末。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフェライト粉末を用いたことを特徴とするフェライト質焼結体。
【請求項４】
ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で３５ｍｏｌ％以上４５ｍｏｌ％以下、
ＮｉをＮｉＯ換算で４５ｍｏｌ％以上５５ｍｏｌ％以下、
ＣｕをＣｕＯ換算で０．１ｍｏｌ％以上２ｍｏｌ％以下、
ＭｇをＭｇＯ換算で５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下、
ＭｎをＭｎＯ換算で０．１ｍｏｌ％以上０．５ｍｏｌ％以下の範囲で含有する主成分１００質量部に対して、ＳｉをＳｉＯ２換算で３質量部以上８質量部以下の範囲で含有する酸化物からなるフェライト粉末の製造方法であって、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉの各金属元素の酸化物または加熱によりこれら金属元素の酸化物を生成する化合物から選択される原料粉末を混合して混合粉末を得る工程と、前記混合粉末を造粒することにより平均粒径１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の顆粒を得る工程と、前記顆粒を８５０℃以上で仮焼、粉砕する工程と、を有することを特徴とするフェライト粉末の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の製造方法によりフェライト粉末を得た後、該フェライト粉末を造粒することにより成形用原料を得る工程と、前記成形用原料を所定形状に成形して成形体を得る工程と、前記成形体を焼成する工程とを有することを特徴とするフェライト質焼結体の製造方法。
【請求項６】
請求項３に記載のフェライト質焼結体を用いて成ることを特徴とするフェライトコア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト粉末およびフェライト粉末を用いてなるフェライト質焼結体とこれらの製造方法、およびこのフェライト質焼結体を用いてなるフェライトコアに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライト質焼結体は、インダクター、変圧器、安定器、電磁石、ノイズ除去のフェライトコアとして多用されている。Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライト質焼結体は、先ず、フェライト粉末をボールミルやビーズミルにて湿式粉砕してスラリーを得、このスラリーに所定のバインダー等を添加した後、噴霧乾燥する造粒工程を経て成形用原料を得、次いで、得られた成形用原料を所定形状に成形して成形体を得、この成形体を焼成することで焼結体を得られるものである。また、前記フェライト粉末は、所定の原料粉末を調合して混合粉末とし、この混合粉末を造粒して顆粒を得、得られた顆粒を仮焼、粉砕して得られるものである。
【０００３】
Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライト質焼結体を得るためのフェライト粉末は、例えば特許文献１では、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｃｏを含むＭｇ−Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系の酸化物を混合した後、８００〜９５０℃で仮焼して得られることが示されている。特許文献２には、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕを主成分とするＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系の酸化物を混合した後、９００℃以上で仮焼し、仮焼後の粉体のＢＥＴ粒径を０．７μｍ以上に調整して得ることで、得られたフェライト粉末を用いて作製されたフェライト質焼結体は、電力損失の小さなフェライト焼結体を得ることが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１０２２０９号公報
【特許文献２】特開２００２−３４３６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のフェライト質焼結体は、フェライト粉末を得る際に８００〜９５０℃で仮焼しているものの、得られた粉末を用いた成形体にクラックが発生しやすいという問題を有していた。これは、造粒後の平均粒径が大きく、または仮焼温度が低く、その結果、フェライト粉末を用いたスラリーを噴霧乾燥することで得られる成形用原料は、粉体嵩密度が低いものであったためと考えられる。粉体嵩密度とは、一定容積中に占める粉末の重量のことであり、粉体嵩密度の低い顆粒は成形時に圧縮比が著しく大きくなるため、金型内に封入された空気に起因するラミネーションクラックが発生するという欠点を有している。この場合、圧縮比とは、プレス用の金型に充填された粉体の厚みを、成形後の成形体の厚みで割った値を言う。成形における圧縮比を小さくするためには顆粒の粉体嵩密度は高い方が良いが、逆に粉体嵩密度の高い顆粒は硬くなりつぶれにくいので高い成形圧を必要とする。
【０００５】
特許文献２のフェライト質焼結体は、フェライト粉末を得る際に仮焼温度と仮焼後の粉体の粒径を調整しているが、仮焼前の粉体の粒径が大きいと、仮焼合成が不十分となる場合がある。合成が不十分となる原因はＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯの各粉末が未反応のまま存在するためであり、仮焼合成が不十分な場合、後に粉砕、造粒しても成形用原料の粉体嵩密度が低くなりやすく、成形体にクラックが発生しやすいという問題を有している。一方、仮焼を十分に行いすぎた場合、仮焼粉の粉砕を十分に行わないと過度に大きな粒径のフェライト粉末が多くなり、焼成した際に結晶構造が十分規則化した焼結体が得られない。さらにこの場合、高い粉体嵩密度は得られるが、上記と同様に成形用原料が硬いためにつぶれにくく、高い成形圧を必要とする。このように仮焼温度や仮焼後の粉体の粒径、さらにはＢＥＴ粒径を所定範囲にしたとしても、仮焼合成が適度に行われたか判断できないことがある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、粉体嵩密度が大きく、成形時にクラックが発生しにくい顆粒を製造することができるフェライト粉末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】
【０００７】
本発明は、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で３５ｍｏｌ％以上４５ｍｏｌ％以下、ＮｉをＮｉＯ換算で４５ｍｏｌ％以上５５ｍｏｌ％以下、ＣｕをＣｕＯ換算で０．１ｍｏｌ％以上２ｍｏｌ％以下、ＭｇをＭｇＯ換算で５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下、ＭｎをＭｎＯ換算で０．１ｍｏｌ％以上０．５ｍｏｌ％以下の範囲で含有する主成分１００質量部に対して、ＳｉをＳｉＯ２換算で３質量部以上８質量部以下の範囲で含有する酸化物からなるフェライト粉末であって、Ｘ線回折におけるフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）の（２２２）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ１、ニッケルフェライト（ＮｉＦｅ２Ｏ4）の（３１１）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ２、シリカ（ＳｉＯ２）の（１０１）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ3、銅マンガンシリケート（ＣｕＭｎ6ＳｉＯ12）の（２２４）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ4とするとき、Ｘ1／Ｘ2≦０．０１１（ゼロを除く）、
Ｘ3／Ｘ2≧０．０２、Ｘ4／Ｘ2≧０．０１であることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、前記Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ４は、０．００４≦Ｘ1／Ｘ2、Ｘ3／Ｘ2≦０．０３０、Ｘ4／Ｘ2≦０．０２５であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のフェライト粉末の製造方法は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉの各金属元素の酸化物または加熱によりこれら金属元素の酸化物を生成する化合物から選択される原料粉末を混合して混合粉末を得る工程と、前記混合粉末を造粒することにより平均粒径１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の顆粒を得る工程と、前記顆粒を８５０℃以上で仮焼、粉砕する工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明のフェライト質焼結体の製造方法は、上述の製造方法によりフェライト粉末を得た後、該フェライト粉末を造粒することにより成形用原料を得る工程と、前記成形用原料を所定形状に成形して成形体を得る工程と、前記成形体を焼成する工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明は、これらフェライト粉末を用いたフェライト質焼結体、さらにはこのフェライト質焼結体を用いて成るフェライトコアであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のフェライト粉末によれば、Ｘ線回折におけるフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）の（２２２）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ１、ニッケルフェライト（ＮｉＦｅ２Ｏ4）の（３１１）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ2、シリカ（ＳｉＯ２）の（１０１）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ3、銅マンガンシリケート（ＣｕＭｎ6ＳｉＯ12）の（２２４）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ4とするとき、Ｘ1／Ｘ2≦０．０１１（ゼロを除く）、Ｘ3／Ｘ2≧０．０２０、Ｘ4／Ｘ2≧０．０１０であることから、このフェライト粉末を造粒して得られる成形用原料の粉体嵩密度を高くできるため、成形時にクラックの発生を抑制することができる。
【００１３】
このフェライト粉末は、さらに上述のＸ線回折において０．００４≦Ｘ1／Ｘ2、Ｘ3／Ｘ2≦０．０３０、Ｘ4／Ｘ2≦０．０２５とすることで、成形用原料の粉体嵩密度のばらつきを小さくすることができるため、成形時のクラックの発生を特に抑制することができるとともに、低圧での成形が可能になる。
【００１４】
これらフェライト粉末を用いて成る本発明のフェライト質焼結体は、周波数１５０ＭＨｚ以上でのＱ値が１００以上、透磁率が６以上、透磁率の温度係数（（８０℃における透磁率−２０℃における透磁率）／２０℃における透磁率）が１５０ｐｐｍ／℃以下と優れた特性を有する焼結体とすることができる。
【００１５】
本発明のフェライト粉末の製造方法は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉの各金属元素の酸化物または加熱によりこれら金属元素の酸化物を生成する化合物から選択される原料粉末を混合して混合粉末を得る工程と、前記混合粉末を造粒することにより平均粒径１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の顆粒を得る工程と、前記顆粒を８５０℃以上で仮焼、粉砕する工程とを有することから、この製造方法によって得られたフェライト粉末を造粒して得られる成形用原料の粉体嵩密度を高くすることが可能となり、成形の際のクラックの発生を抑制することができる。
【００１６】
本発明のフェライト質焼結体の製造方法は、上述の製造方法によりフェライト粉末を得た後、該フェライト粉末を造粒することにより成形用原料を得る工程と、前記成形用原料を所定形状に成形して成形体を得る工程と、前記成形体を焼成する工程とを有することから、上述と同様に成形用原料の粉体嵩密度を高くすることが可能となり、この成形用原料を用いて成形した際のクラックの発生を抑制することができる。
【００１７】
また、本発明のフェライトコアは、得られたフェライト質焼結体を用いて成ることから、高周波で使用しても電力損失を少なくすることが可能となり、このフェライトコアを信号用チップインダクタ等に用いた場合、移動体通信機器や基地局、各種コンピュータの高周波化に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１９】
本発明のフェライト粉末およびこのフェライト粉末を用いたフェライト質焼結体は、各成分を以下の範囲で含有するものである。
【００２０】
ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で３５ｍｏｌ％以上４５ｍｏｌ％以下、
ＮｉをＮｉＯ換算で４５ｍｏｌ％以上５５ｍｏｌ％以下、
ＣｕをＣｕＯ換算で０．１ｍｏｌ％以上２ｍｏｌ％以下、
ＭｇをＭｇＯ換算で５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下、
ＭｎをＭｎＯ換算で０．１ｍｏｌ％以上０．５ｍｏｌ％以下
の範囲で含有する主成分１００質量部に対して、
ＳｉをＳｉＯ２換算で３質量部以上８質量部以下の範囲で含有する酸化物からなる。
【００２１】
このフェライト粉末におけるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉの含有量は、上述の範囲を外れるとフェライト粉末を用いて得られるフェライト質焼結体の周波数１５０ＭＨｚ以上でのＱ値、透磁率および透磁率の温度係数の各特性を低下させやすい。Ｆｅ２Ｏ３の含有量が３５ｍｏｌ％未満では透磁率が低下し、４５ｍｏｌ％を超えるとＱ値が低下する。ＮｉＯの含有量が４５ｍｏｌ％未満ではＱ値が低下し、５５ｍｏｌ％を超えると透磁率が低下する。ＣｕＯの含有量が０．１ｍｏｌ％未満では焼結性が低下し、２ｍｏｌ％を超えると温度係数が大きくなる。ＭｇＯの含有量が５ｍｏｌ％未満ではＱ値が低下し、１０ｍｏｌ％を超えると透磁率が低下する。ＭｎＯの含有量が０．１ｍｏｌ％未満では透磁率が低下し、０．５ｍｏｌ％を超えるとＱ値が低下する。ＳｉＯ２の含有量が３質量部未満では透磁率の温度係数が大きくなり、８質量部を超えると透磁率が低下する。したがって、フェライト粉末およびこのフェライト粉末を用いたフェライト質焼結体は、各成分を上述の範囲で含有することに特定される。
【００２２】
なお、フェライト粉末中におけるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉの含有量の測定は、フェライト粉末にホウ酸と炭酸ナトリウムを加え、塩酸溶液に溶解させ、溶液中のＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、ＳｉをＩＣＰ発行分光分析装置（株式会社島津製作所製  ＩＣＰＳ−８１００）にて定量分析を行えばよい。
【００２３】
このように各成分を所定量含有するフェライト粉末は、Ｘ線回折におけるフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）の（２２２）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ１、ニッケルフェライト（ＮｉＦｅ２Ｏ4）の（３１１）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ２、シリカ（ＳｉＯ２）の（１０１）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ3、銅マンガンシリケート（ＣｕＭｎ6ＳｉＯ12）の（２２４）面に帰属するＸ線回折ピーク強度をＸ4とするとき、Ｘ1／Ｘ2≦０．０１１（ゼロを除く）、Ｘ3／Ｘ2≧０．０２０、Ｘ4／Ｘ2≧０．０１０とすることが重要である。
【００２４】
Ｘ線回折において、それぞれＸ１〜Ｘ４を規定した理由は、各ピーク比が仮焼温度、しいては仮焼状態の変化に敏感に反応するためである。
【００２５】
フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）は、例えばＪＣＰＤＳ−ＩＣＤＤのＮｏ．３４−０１８９に記載された化合物であり、Ｃｕ−Ｋα線によるＸ線回折では（２２２）面に帰属するピークの回折角２θは５２〜５３°付近に現れ、その回折ピーク強度をＸ１とする。ニッケルフェライト（ＮｉＦｅ２Ｏ4）は、例えばＪＣＰＤＳ−ＩＣＤＤのＮｏ．４４−１４８５に記載された化合物であり、Ｃｕ−Ｋα線によるＸ線回折では（３１１）面に帰属するピークの回折角２θは３５〜３６℃付近に現れ、その回折ピーク強度をＸ2とする。シリカ（ＳｉＯ２）は、例えばＪＣＰＤＳ−ＩＣＤＤのＮｏ．０５−０４９０に記載された化合物であり、Ｃｕ−Ｋα線によるＸ線回折では（１０１）面に帰属するピークの回折角２θは２６〜２７℃付近に現れ、その回折ピーク強度をＸ3とする。銅マンガンシリケート（ＣｕＭｎ6ＳｉＯ12）、例えばＪＣＰＤＳ−ＩＣＤＤのＮｏ．４１−０５７６に記載された化合物であり、Ｃｕ−Ｋα線によるＸ線回折では（２２４）面に帰属するピークの回折角２θは３３〜３４℃付近に現れ、その回折ピーク強度をＸ4とする。
【００２６】
このように規定されるＸ１〜Ｘ４を、Ｘ１／Ｘ２≦０．０１１（ゼロを除く）、Ｘ３／Ｘ２≧０．０２、Ｘ４／Ｘ２≧０．０１とすることで、このフェライト粉末を用いてフェライト質焼結体を得る際に生成される成形用原料の粉体嵩密度を１．５ｇ／ｃｍ３より高くすることができ、この成形用原料を用いて成形する際のクラックの発生を十分に抑制することができる。同時に、このフェライト粉末を用いて得られるフェライト質焼結体の周波数１５０ＭＨｚ以上でのＱ値を１００以上、透磁率を６以上、透磁率の温度係数（（８０℃における透磁率−２０℃における透磁率）／２０℃における透磁率）を１５０ｐｐｍ／℃以下とすることができる。
【００２７】
フェライト粉末を用いてフェライト質焼結体を得る工程について、詳細は後述するが、フェライト粉末を湿式粉砕等によりスラリーを得、このスラリーにバインダー等を添加して噴霧乾燥する造粒工程を経て成形用原料を得る。その後、この成形用原料を所定形状に成形して成形体を得、成形体を焼成することでフェライト質焼結体を得ることができる。なお、前記粉体嵩密度は、フェライト粉末を造粒した後に得られる成形用原料の粉体嵩密度を示すものであり、粉体嵩密度とは、一定容積中に占める粉末の重量のことであり、粉体嵩密度の低い成形用原料は成形時に圧縮比が著しく大きくなるため、成形用の金型内に封入された空気に起因するラミネーションクラックが発生するという欠点を有する。ここで、圧縮比とは、成形用の金型に充填された成形用原料の厚みを成形後の成形体の厚みで割った値、即ち成形前後の厚みの比である。成形における圧縮比を小さくするためには成形用原料の粉体嵩密度は高い方が良いが、逆に粉体嵩密度の高い成形用原料は硬くなるために変形しにくく高い成形圧を必要とする。したがって、成形用原料の粉体嵩密度は１．６ｇ／ｃｍ３以下とすることが好ましく、上述で規定されたＸ１〜Ｘ４が０．００４≦Ｘ1／Ｘ2、Ｘ3／Ｘ2≦０．０３０、Ｘ4／Ｘ2≦０．０２５とすることで得られる。これにより、成形時のクラックの発生を十分に抑制することができ、圧縮比、成形圧のバラツキが小さくなる。さらに、成形時のクラックの発生を抑制し、圧縮比、成形圧のバラツキをより小さくするために、成形用原料の粉体嵩密度を１．５２ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下とすることが好ましく、上述で規定されたＸ１〜Ｘ４が０．００４≦Ｘ1／Ｘ2、Ｘ3／Ｘ2≦０．０３０、Ｘ4／Ｘ2≦０．０２５とすることで得られる。これにより、成形時のクラックの発生を十分に抑制することができ、圧縮比、成形圧のバラツキが小さくなる。
【００２８】
上述のようにＸ１〜Ｘ４をＸ１／Ｘ２≦０．０１１（ゼロを除く）、Ｘ３／Ｘ２≧０．０２、Ｘ４／Ｘ２≧０．０１としたフェライト粉末を用いて得られた成形用原料の粉体嵩密度を１．５ｇ／ｃｍ３より高くできる根拠は明確には不明であるが、フェライト粉末が上述のようなＸ線回折により観察される複数の結晶相を有し、これらが所定範囲にあることに起因するものと考えられる。また、フェライト粉末のＸ１〜Ｘ４を、Ｘ１／Ｘ２≦０．０１１（ゼロを除く）、Ｘ３／Ｘ２≧０．０２、Ｘ４／Ｘ２≧０．０１とするには、詳細は後述するが、フェライト粉末を得る際の造粒後の顆粒の平均粒径および顆粒を仮焼するときの仮焼温度を調整することで得ることができる。
【００２９】
一方、上述で規定されたＸ１〜Ｘ４がＸ１／Ｘ２＞０．０１１、０．０２＞Ｘ３／Ｘ２、０．０１＞Ｘ4／Ｘ2の場合は、成形用原料の粉体嵩密度が１．５ｇ／ｃｍ３より低くなるため、成形用原料が成形用の金型に緻密に充填されにくく、成形時にクラックが発生しやすい。
【００３０】
Ｘ１／Ｘ２＜０．００４（ゼロを除く）、Ｘ３／Ｘ２＞０．０３０、Ｘ４／Ｘ２＞０．０２５の場合は、顆粒の粉体嵩密度が１．６００ｇ／ｃｍ３以上になる。この場合、成形時の圧縮比はより小さくなるものの、顆粒は硬くなりつぶれにくく、成形圧が高くなり、また成形体内に空孔が残りやすく、高密度な焼結体を得ることができないおそれがある。
【００３１】
なお、０．００９＜Ｘ1／Ｘ2＜０．０１１、０．０２０＜Ｘ３／Ｘ２＜０．０２２、０．０１＜Ｘ４／Ｘ２＜０．０１２の場合は、顆粒の粉体嵩密度が１．５００−１．５２０ｇ／ｃｍ３となり、成形時にクラックを発生させないという効果は得られるが、圧縮比を小さくできないおそれがある。
【００３２】
なお、フェライト粉末のＸ線回折は、Ｘ線回折装置（スペクトリス社製  ＰＷ３０５０）を用い、回折角２θ＝２０〜７０°にて測定を行うことができる。
【００３３】
本発明のフェライト粉末およびこのフェライト粉末を用いたフェライト質焼結体の製造方法について図１を用いて説明する。
【００３４】
本発明のフェライト粉末の製造方法は、図１に示すように、得られるフェライト粉末のＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で３５ｍｏｌ％以上４５ｍｏｌ％以下、ＮｉをＮｉＯ換算で４５ｍｏｌ％以上５５ｍｏｌ％以下、ＣｕをＣｕＯ換算で０．１ｍｏｌ％以上２ｍｏｌ％以下、ＭｇをＭｇＯ換算で５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下、ＭｎをＭｎＯ換算で０．１ｍｏｌ％以上０．５ｍｏｌ％以下の範囲で含有する主成分１００質量部に対して、ＳｉをＳｉＯ２換算で３質量部以上８質量部以下の範囲で含有するように、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉの各金属元素の酸化物または加熱によりこれら金属元素の酸化物を生成する化合物から選択される原料粉末を混合して混合粉末を得る工程と、前記混合粉末を造粒することにより平均粒径１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の顆粒を得る工程と、前記顆粒を８５０℃以上で仮焼、粉砕する工程とを有する。
【００３５】
原料粉末としては、例えば、酸化鉄粉末と、酸化ニッケル粉末と、酸化銅粉末と、水酸化マグネシウム粉末と、酸化マンガン粉末または炭酸マンガン粉末のうち少なくとも１種と、酸化珪素とを用いることができる。化合物としては、例えば水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、蓚酸塩を選択することができる。これら原料粉末を得られるフェライト粉末の各成分の含有量は上述の範囲になるように調合し混合粉末を得る。
【００３６】
次いで、得られた混合粉末を造粒する。造粒の工程は、先ず混合粉末を乾式の場合は振動ミルで湿式の場合は混合粉末に水やバインダーを添加してアトライター、ボールミルまたは振動ミルを用いて粉砕した後に脱水を行う。このように粉砕混合された粉体に〜〜〜等を添加して転動造粒機等を用いて平均粒径１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の顆粒を得るための造粒を行う。
【００３７】
次いで、得られた顆粒を、加熱され、回転する筒内を粉体が通過して仮焼が行われる炉内で８５０℃以上で仮焼する。
【００３８】
その後、スチールボール等を粉砕用メディアとして用いた振動ミル等で粉砕することによって、本発明のフェライト粉末を製造する。
【００３９】
ここで、顆粒の平均粒径を１ｍｍ以上２０ｍｍ以下とするのは、平均粒径がこの範囲内であると、仮焼温度が８５０℃以上の場合に、得られたフェライト粉末を用いてフェライト質焼結体とする工程で得られる成形用原料の粉体嵩密度を１．５ｇ／ｃｍ３以上とすることができるからである。一方、平均粒径が２０ｍｍを超える場合または仮焼温度が８５０℃未満の場合には、得られる成形用原料の粉体嵩密度が１．５ｇ／ｃｍ３未満となってしまう。このような条件で造粒、仮焼することにより得られるフェライト粉末は上述で規定されたＸ線回折におけるＸ１〜Ｘ４をＸ1／Ｘ2≦０．０１１（ゼロを除く）、Ｘ3／Ｘ2≧０．０２、Ｘ4／Ｘ2≧０．０１の範囲とすることができる。
【００４０】
また、顆粒の平均粒径は５ｍｍ以上１５ｍｍ以下とすることがより好ましく、仮焼温度は８５０℃以上９１０℃以下とすることがより好ましい。これにより、得られる成形用原料の粉体嵩密度を１．５２ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下とすることができる。これは、フェライト化した結晶の粒度分布を略一定にでき、さらに顆粒が緻密に充填されやすいからであると考えられる。これにより得られるフェライト粉末は上述で規定されたＸ線回折におけるＸ１〜Ｘ４を０．００４≦Ｘ1／Ｘ2、Ｘ3／Ｘ2≦０．０３０、Ｘ4／Ｘ2≦０．０２５とすることができる。
【００４１】
このようにして得られたフェライト粉末を用いてフェライト質焼結体を得るには、図１に示すように、フェライト粉末を造粒することにより成形用原料を得る工程と、前記成形用原料を所定形状に成形して成形体を得る工程と、前記成形体を焼成する工程とを有する。先ず、フェライト粉末をボールミルやビーズミルで湿式粉砕してスラリーを得、得られたスラリーにバインダーとしてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール、アクリル、トリエチレングリコール、ワックス等から選択される少なくとも１種を所定量添加して、噴霧乾燥した後、平均粒径が約８０μｍの成形用原料を得る。なお、上述の粉体嵩密度とはこの成形用原料の粉体嵩密度を示すものである。
【００４２】
次いで、成形用原料を金型にて所定形状にプレス成形し、成形体を得る。
【００４３】
最後に、成形体を焼成炉にて例えば９５０℃以上１２００℃以下で焼成することによってフェライト焼結体が製造できる。
【００４４】
このような方法にて得られたフェライト質焼結体は、周波数１５０ＭＨｚ以上でのＱ値が１００以上で、６以上の透磁率を有し、透磁率の温度係数（（８０℃における透磁率−２０℃における透磁率）／２０℃における透磁率）が１５０ｐｐｍ／℃以下の特性を有し、図２（ａ）に示すようなリング状のトロイダルコア１、あるいは図２（ｂ）に示すようなボビン状コア２等のフェライトコアとして好適に用いられ、フェライトコアのそれぞれの巻き線部１ａ、２ａに巻き線を施すことによってコイルとすることができる。これらコイルはチップインダクタ等に用いられ、高周波領域で高いＱ値が要求される移動体通信機器やコンピュータ等の信号処理系の部品として利用することができる。
【実施例】
【００４５】
（実施例１）
酸化鉄粉末、酸化ニッケル粉末、酸化銅粉末、水酸化マグネシウム粉末、炭酸マンガン粉末、酸化珪素粉末をアトライターで粉砕混合した後、フィルタープレスで脱水した。脱水後、ロータリードライヤーで平均粒径が１０ｍｍになるように造粒した後、８９０℃で仮焼した。得られた仮焼粉をビーズミルにて粉砕した後、仮焼粉１００質量部に対して、ＰＶＡ１重量部、ポリエチレングリコール１重量部、パラフィンワックス１重量部をそれぞれ加えて、スプレードライヤーにより噴霧乾燥して、得られた成形用原料を金型を用いてトロイダルコアの形状に２０個づつ加圧成形し、得られた各成形体を９５０〜１２００℃で焼成し、大きさが外径１４ｍｍ、内径８ｍｍ、厚み３．５ｍｍの試料Ｎｏ．１〜２４を作製した。
【００４６】
また、表１、２に示した条件以外は、上述の実施例と同様にして本発明の範囲外の試料を作製し、実施例と同様に比較例として評価する。
【００４７】
表１に示す得られたフェライト粉末におけるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉの含有量の測定は、フェライト粉末にホウ酸と炭酸ナトリウムを加え、塩酸溶液に溶解させ、溶液中のＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、ＳｉをＩＣＰ発行分光分析装置（株式会社島津製作所製  ＩＣＰＳ−８１００）にて定量分析により測定し、Ｘ線回折における各比は、実施形態に示した方法にて測定した。
【００４８】
表２に示すフェライト粉末を製造する過程における造粒後の顆粒の平均粒径は、マイクロメーターにより測定した。また、仮焼粉の平均粒径Ｄ５０の測定は日機装製マイクロトラックを用いて測定し、ＢＥＴは一点法でマイクロメトリックス製フローソープII２３００を用いて測定した。フェライト粉末を用いて造粒して得られた成形用原料の粉体嵩密度は、粉体を容器の中に自然落下させて充填し、一定容積を与える重量から求めることにより測定した。
【００４９】
得られた試料の評価は、先ず成形性の評価は、成形体を双眼顕微鏡で観察して、クラックが発生している成形体の個数割合を求め、この割合を発生率とする方法により行った。◎（特に良好）は成形体のクラック発生率が０．５％未満、○（良好）はクラック発生率が０．５％以上１％未満、×（悪い）はクラックの発生率が１％以上である。また、成形圧の評価は、生密度が３．２ｇ／ｃｍ３以上となる成形圧が２００ＭＰａ未満の場合に◎（特に良好）、２００ＭＰａ以上の場合に○（良好）とした。また、焼結性の良否は、１２００℃以下で焼結密度が５ｇ／ｃｍ３以上の焼結体が得られた場合を○（良い）、１２００℃よりも高い温度範囲のみで焼結密度が５ｇ／ｃｍ３以上の焼結体が得られた場合を×（悪い）とした。
【００５０】
次いで、得られたトロイダルコアに線径０．２ｍｍの被膜銅線を巻き付けて、以下の各特性を測定した。１００ｋＨｚの透磁率はＬＣＲメーター（ヒューレットパッカード製ＨＰ４２８５Ａ）を用いてＪＩＳ  Ｃ−２５６１に準拠して評価した。また、１５０ＭＨｚのＱ値は、Ｑメーター（目黒電波測器製ＭＱ−１７１）を用いて測定した。温度係数はＬＣＲメーター（ヒューレットパッカード製  ＨＰ４２８５Ａ）を用い、基準温度を２０℃、測定温度範囲を、２０〜８０℃としてＪＩＳ  Ｃ−２５６１の規格に従い評価した。
【００５１】
結果は表１、２に示す通りである。
【表１】
2008207988.tif 000003
【表２】
2008207988.tif 000004
【００５２】
本発明の実施例（Ｎｏ．１３〜２４）は顆粒の粉体嵩密度が１．５００ｇ／ｃｍ３よりも高く、クラックの発生率は１％以下であった。特に、０．００４≦Ｘ1／Ｘ2≦０．００９、０．０２２≦Ｘ３／Ｘ２≦０．０３、０．０１２≦Ｘ４／Ｘ２≦０．０２５であった実施例（Ｎｏ．１３−２４）では成形用原料の粉体嵩密度が１．５２０−１．６００ｇ／ｃｍ３の範囲となり、クラックの発生率は０．５％以下であった。さらに、本発明のフェライト粉末を用いて得られた焼結体は、周波数１５０ＭＨｚ以上でのＱ値が１００以上となり、６以上の透磁率を有し、透磁率の温度係数（（８０℃における透磁率−２０℃における透磁率）／２０℃における透磁率）が１５０ｐｐｍ／℃以下となり、１２００℃以下で焼結するものであることがわかった。
【００５３】
これに対し、比較例（Ｎｏ．１〜１２）は、クラックの発生率は０．５％以下であり、成形圧も２００ＭＰａ以下であったものの、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉの含有量が本発明の範囲外の試料の結果は、次の通りであった。
【００５４】
Ｆｅ２Ｏ３の含有量が３５ｍｏｌ％未満のもの（Ｎｏ．１）では透磁率が低くなった。Ｆｅ２Ｏ３の含有量が４５ｍｏｌ％を超えるもの（Ｎｏ．２）ではＱ値が低かった。ＮｉＯの含有量が４５ｍｏｌ％未満のもの（Ｎｏ．３）ではＱ値が低く、５５ｍｏｌ％を超えるもの（Ｎｏ．４）は透磁率が低かった。ＣｕＯの含有量が０．１ｍｏｌ％未満のもの（Ｎｏ．５）では焼結性が悪く、１２００℃以下で焼結せず、ＣｕＯの含有量が２ｍｏｌ％を超えるもの（Ｎｏ．６）では透磁率の温度係数が大きかった。ＭｇＯの含有量が５ｍｏｌ％未満のもの（Ｎｏ．７）ではＱ値が低く、１０ｍｏｌ％を超えるもの（Ｎｏ．８）では透磁率が低かった。ＭｎＯの含有量が０．１ｍｏｌ％未満のもの（Ｎｏ．９）では透磁率が低く、０．５ｍｏｌ％を超えるもの（Ｎｏ．１０）ではＱ値が低かった。ＳｉＯ２の含有量が３質量部未満のもの（Ｎｏ．１１）では透磁率の温度係数が大きく、１０質量部を超えるもの（Ｎｏ．１２）では透磁率が低かった。
【００５５】
（実施例２）
次に主成分として４１ｍｏｌ％のＦｅ２Ｏ３、５０ｍｏｌ％のＮｉＯ、０．８ｍｏｌ％のＣｕＯ、８．０ｍｏｌ％のＭｇＯ、０．２ｍｏｌ％のＭｎＯ、主成分１００質量部に対してＳｉＯ２を５質量部に固定し、造粒平均径と仮焼温度を表２の範囲で変化させ、その他の条件は上記実施例１と同様にして、試料Ｎｏ．３０−３３、３５−３８、４０−４３、４５−４８、５０−５３を得た。
【００５６】
表３に示す得られたフェライト粉末におけるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉの含有量の測定、Ｘ線回折における各比の測定、表４に示すフェライト粉末を製造する過程における造粒後の顆粒の平均粒径は、仮焼粉の平均粒径Ｄ５０、ＢＥＴは実施例１と同様の方法にて測定した。
【００５７】
また、成形性、成形圧、そして焼結性の評価は実施例１と同様に行い、得られた焼結体に対して、実施例１と同様にして１５０ＭＨｚのＱ値、１００ｋＨｚの透磁率、温度係数を測定し、評価した。
【００５８】
結果は表３，４に示す通りである。
【表３】
2008207988.tif 000005
【表４】
2008207988.tif 000006
【００５９】
Ｘ1／Ｘ2≦０．０１１（ゼロを除く）、Ｘ3／Ｘ2≧０．０２０、Ｘ4／Ｘ2≧０．０１０であった本発明の実施例は、顆粒の粉体嵩密度が１．５００ｇ／ｃｍ３よりも高く、クラックの発生率は１％以下であった。その実施例は、造粒後の顆粒の平均粒径が１〜２０ｍｍ以下、仮焼温度が８５０℃以上の時に得られていることがわかった。
【００６０】
さらに、０．００４≦Ｘ1／Ｘ２≦０．００９、０．０２２≦Ｘ３／Ｘ２≦０．０３、０．０１２≦Ｘ４／Ｘ２≦０．０２５であった本発明の実施例（Ｎｏ．３１、３２、３６、３７、４１、４２、４６、４７）では成形用原料の粉体嵩密度が１．５２０−１．６００ｇ／ｃｍ３の範囲となり、クラックの発生率は０．５％以下で、より少ないことが分かった。また、２００ＭＰａ以下での成形も可能であった。その実施例は造粒平均径が５−１５ｍｍ、仮焼温度が８５０−９１０℃の時に得られていることがわかった。
【００６１】
次に、表３、４に示す以外は実施例と同様にして、Ｘ1／Ｘ２、Ｘ５／Ｘ２、Ｘ４／Ｘ２が本発明の範囲外の試料を作製し、実施例と同様に評価した。結果は次の通りであった。
【００６２】
Ｘ１／Ｘ2＞０．０１１、０．０２＞Ｘ3／Ｘ2、０．０１＞Ｘ4／Ｘ2の試料（Ｎｏ．２５−２９、３４、３９、４４、４９、５４）は、成形用原料の粉体嵩密度が１．５００ｇ／ｃｍ３よりも低くなり、クラックの発生率は１％以上であった。これらの試料は、仮焼温度が８５０℃以下では造粒平均径１−２５ｍｍの範囲で得られ、仮焼温度が８５０℃以上では造粒平均径２５ｍｍの時に得られていることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明のフェライト粉末およびフェライト質焼結体の製造方法を説明するための工程図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明のフェライト質焼結体からなるフェライトコアを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１：トロイダルコア
１ａ：巻き線部
２：ボビンコア
２ａ：巻き線部
【図１】
2008207988.tif 000007
【図２】
2008207988.tif 000008