(57)【要約】【課題】イーサーネット用ＬＡＮカード等のトランスコアとして使用される、１００Ｍビット／秒で利用できるのみならず、さらに−４０〜８５℃の温度範囲の広温度帯域ですぐれた特性を示すＭｎ−Ｚｎ系の酸化物磁性材料を提供すること。【解決手段】このため本発明では、主成分として酸化鉄をＦｅ２　Ｏ３　換算で５３〜５４ｍｏｌ％、酸化マンガンをＭｎＯ換算で２６〜２７．５ｍｏｌ％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で１９〜２１ｍｏｌ％からなり、この主成分に対し、副成分としてＳｉＯ２　を０．０１〜０．０２ｗｔ％、ＣａＯを０．０１５〜０．０４５ｗｔ％、Ｎｂ２　Ｏ５　を０．０１〜０．０５ｗｔ％含有することを特徴とする。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分として
酸化鉄をＦｅ２　Ｏ３　換算で５３〜５４ｍｏｌ％
酸化マンガンをＭｎＯ換算で２６〜２７．５ｍｏｌ％
酸化亜鉛をＺｎＯ換算で１９〜２１ｍｏｌ％
からなり、
この主成分に対し、副成分として
ＳｉＯ２　を０．０１〜０．０２ｗｔ％
ＣａＯを０．０１５〜０．０４５ｗｔ％
Ｎｂ２　Ｏ５　を０．０１〜０．０５ｗｔ％
含有することを特徴とする、−４０〜８５℃の広温度帯域用のＬＡＮカード用フェライト。
【請求項２】
前記主成分として、特に
酸化鉄をＦｅ２　Ｏ３　換算で５３〜５３．５ｍｏｌ％
酸化マンガンをＭｎＯ換算で２６〜２６．５ｍｏｌ％
酸化亜鉛をＺｎＯ換算で１９．５〜２０．５ｍｏｌ％
からなることを特徴とする、請求項１記載の−４０〜８５℃の広温度帯域用のＬＡＮカード用フェライト。
【請求項３】
前記副成分として、特に
ＳｉＯ２　を０．０１〜０．０１５ｗｔ％
ＣａＯを０．０３〜０．０４ｗｔ％
Ｎｂ２　Ｏ５　を０．０２〜０．０４ｗｔ％
含有することを特徴とする、請求項１記載の−４０〜８５℃の広温度帯域用のＬＡＮカード用フェライト。
【請求項４】
主成分として
酸化鉄をＦｅ２　Ｏ３　換算で５３〜５４ｍｏｌ％
酸化マンガンをＭｎＯ換算で２６〜２７．５ｍｏｌ％
酸化亜鉛をＺｎＯ換算で１９〜２１ｍｏｌ％
からなり、
この主成分に対し、副成分として
ＳｉＯ２　を０．０１〜０．０２ｗｔ％
ＣａＯを０．０１５〜０．０４５ｗｔ％
Ｎｂ２　Ｏ５　を０．０１〜０．０５ｗｔ％
含有するフェライトを、焼成工程の安定部における酸素分圧を、１０％以下（ただし０は含まない）の雰囲気で焼成したことを特徴とする、−４０〜８５℃の広温度帯域用のＬＡＮカード用フェライトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イーサーネット用ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）カード等のトランスコアとして使用される、１００Ｍビット／秒（１００Ｂａｓｅ−Ｔ）で利用でき、さらに−４０〜８５℃の温度範囲の広温度帯域ですぐれた特性を示す、Ｍｎ−Ｚｎ系の酸化物磁性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトは、高透磁率を有するため、トランスやノイズフィルタの磁心として使用されている。
【０００３】
近年、パソコン等の端末が接続されるＬＡＮの通信周波数が高くなり、高速イーサーネットが普及している。さらに現行の温度帯域の仕様が０〜７０℃であったものが、動作環境のきびしい地点での動作にも対処可能なために、−４０〜８５℃の新しいタイプへと移行してきている。
【０００４】
従ってこれらに対応するために、１００Ｍビット／秒で利用できるイーサーネット用ＬＡＮカードのトランスは、特に−４０〜８５℃の広温度帯域での直流重畳特性が優れているフェライトコアが必要となる。
【０００５】
しかし従来のＭｎ−Ｚｎ系フェライトは、この−４０〜８５℃という広温度帯域で直流重畳特性が優れているものはなかった。−４０℃で直流重畳下での目標の実効透磁率μｅが得られれば、８５℃での目標が得られず、８５℃で直流重畳下での目標のμｅが得られれば、−４０℃での目標を得ることが出来なかった。このため、μｅが低い方に合わせてインダクタンスを確保するために巻線数を増やしたりする必要がある等、非常に非効率的であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、−４０〜８５℃という広い温度範囲で、直流重畳下でも高い透磁率を有するＭｎ−Ｚｎ系フェライトを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明における前記目的は、下記（１）〜（４）により達成することができる。
【０００８】
（１）主成分として
酸化鉄をＦｅ２　Ｏ３　換算で５３〜５４ｍｏｌ％
酸化マンガンをＭｎＯ換算で２６〜２７．５ｍｏｌ％
酸化亜鉛をＺｎＯ換算で１９〜２１ｍｏｌ％
からなり、
この主成分に対し、副成分として
ＳｉＯ２　を０．０１〜０．０２ｗｔ％
ＣａＯを０．０１５〜０．０４５ｗｔ％
Ｎｂ２　Ｏ５　を０．０１〜０．０５ｗｔ％
含有することを特徴とする、−４０〜８５℃の広温度帯域用のＬＡＮカード用フェライト。
【０００９】
（２）前記主成分として、特に
酸化鉄をＦｅ２　Ｏ３　換算で５３〜５３．５ｍｏｌ％
酸化マンガンをＭｎＯ換算で２６〜２６．５ｍｏｌ％
酸化亜鉛をＺｎＯ換算で１９．５〜２０．５ｍｏｌ％
からなることを特徴とする、前記（１）記載の−４０〜８５℃の広温度帯域用のＬＡＮカード用フェライト。
【００１０】
（３）前記副成分として、特に
ＳｉＯ２　を０．０１〜０．０１５ｗｔ％
ＣａＯを０．０３〜０．０４ｗｔ％
Ｎｂ２　Ｏ５　を０．０２〜０．０４ｗｔ％
含有することを特徴とする、前記（１）記載の−４０〜８５℃の広温度帯域用のＬＡＮカード用フェライト。
【００１１】
（４）主成分として
酸化鉄をＦｅ２　Ｏ３　換算で５３〜５４ｍｏｌ％
酸化マンガンをＭｎＯ換算で２６〜２７．５ｍｏｌ％
酸化亜鉛をＺｎＯ換算で１９〜２１ｍｏｌ％
からなり、
この主成分に対し、副成分として
ＳｉＯ２　を０．０１〜０．０２ｗｔ％
ＣａＯを０．０１５〜０．０４５ｗｔ％
Ｎｂ２　Ｏ５　を０．０１〜０．０５ｗｔ％
含有するフェライトを、焼成工程の安定部における酸素分圧を、１０％以下（ただし０は含まない）の雰囲気で焼成したことを特徴とする、−４０〜８５℃の広温度帯域用のＬＡＮカード用フェライトの製造方法。
【００１２】
これにより下記の作用効果を奏することができる。
【００１３】
本発明では、室温（２５℃）の１００ｋＨｚの初透磁率が４０００以上であり、−４０〜８５℃の範囲でＨｄｃ（直流磁界）が１０ＡＴ／ｍの時の透磁率が３０００以上、Ｈｄｃが２０ＡＴ／ｍの時の透磁率が２５００以上、Ｈｄｃが３０ＡＴ／ｍの時の透磁率が２０００以上、Ｈｄｃが４０ＡＴ／ｍの時の透磁率が１５００以上のＭｎ−Ｚｎ系フェライトを得ることができる。
【００１４】
これにより本発明では、イーサーネット用ＬＡＮカード等のトランスコアとして、１００Ｍビット／秒で利用でき、さらに−４０〜８５℃の広温度帯域で使用できるフェライトコアを提供できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
本発明において、主成分の出発原料としてＦｅ２　Ｏ３　、Ｍｎ３　Ｏ４　、ＺｎＯを使用し、焼結後の組成が、後述する表１に示す如くなるように各原料を秤量した。そしてこれらを湿式混合した後、スプレードライヤーで乾燥させ、大気中で９００℃で２時間仮焼きした。
【００１７】
次いで主成分の原料の仮焼物と副成分とを下記の如く、混合した。すなわち、主成分の原料の仮焼物に、副成分としてＳｉＯ２　を０．０１５ｗｔ％、ＣａＯを０．０４ｗｔ％、Ｎｂ２　Ｏ５　を０．０２ｗｔ％含有させ、粉砕しながら混合を行った。粉砕は、仮焼物の平均粒径が約１．５μｍとなるまで行った。
【００１８】
このようにして得られた混合物にバインダとしてポリビニールアルコール（ＰＶＡ）を加え、スプレードライヤーにて顆粒化した後、この粉末を１ｔｏｎ／ｃｍ２　の圧力にて加圧成形し、トロイダル状の磁心サンプルを得た。
【００１９】
得られたトロイダル状の磁心サンプルを、焼成工程における昇温部の昇温速度は室温〜９００℃が３００℃／Ｈｒ、９００℃〜安定温度が１００℃／Ｈｒでそのときの雰囲気は窒素雰囲気とした。
【００２０】
また安定温度は１３６０℃、安定部の酸素濃度は５％の条件とした。
【００２１】
そして安定温度から１０００℃までの冷却帯は安定部の酸素分圧以下の酸素分圧で制御を行った。
【００２２】
得られた各トロイダルコアの２５℃における１００ｋＨｚの初透磁率μｉ、及び−４０℃と８５℃のＨｄｃが１０ＡＴ／ｍ、２０ＡＴ／ｍ、３０ＡＴ／ｍ、４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率μｅを測定した。なお初透磁率及び実効透磁率の測定にはインピーダンスアナライザーを用いた。
【００２３】
これらの各サンプルについて、室温（２５℃）の１００ｋＨｚの初透磁率μｉ、−４０℃と８５℃のＨｄｃが１０、２０、３０、４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率μｅを表１に示す。
【００２４】
【表１】
2004022619.tif 000002
【００２５】
表１において、試料番号Ｎｏ．１〜３は本発明の実施例を示し、試料番号Ｎｏ．４〜１５は特性比較のための比較例である。
【００２６】
表１より、本発明の実施例では、室温（Ｒ・Ｔ）での１００ｋＨｚの初透磁率が４０００以上であり、−４０℃と８５℃において、Ｈｄｃが１０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が３０００以上、Ｈｄｃが２０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が２５００以上、Ｈｄｃが３０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が２０００以上、Ｈｄｃが４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が１５００以上というすぐれたものであることがわかる。
【００２７】
Ｆｅ２　Ｏ３　が５３ｍｏｌ％より少ないと、８５℃における３０ＡＴ／ｍ、４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が２０００、１５００に達せず小さい（試料番号Ｎｏ．９参照）。
【００２８】
Ｆｅ２　Ｏ３　が５４ｍｏｌ％より大きいと、初透磁率が小さく、８５℃における１０ＡＴ／ｍ、３０ＡＴ／ｍ時の実効透磁率が３０００、２０００に達せず小さい（試料番号Ｎｏ．５、Ｎｏ．１３参照）。
【００２９】
ＭｎＯが２６ｍｏｌ％より少ないと、８５℃における３０ＡＴ／ｍ、４０ＡＴ／ｍ時の実効透磁率が２０００、１５００に達せず小さい（試料番号Ｎｏ．７参照）。
【００３０】
ＭｎＯが２７．５ｍｏｌ％より大きいと、８５℃における１０ＡＴ／ｍ時の実効透磁率が３０００に達せず小さい（試料番号Ｎｏ．１３参照）。
【００３１】
ＺｎＯが１９ｍｏｌ％より少ないと、初透磁率が４０００に達せず小さかったり、８５℃における４０ＡＴ／ｍ時の実効透磁率が１５００に達せず小さかったりする（試料番号Ｎｏ．８参照）。
【００３２】
ＺｎＯが２１ｍｏｌ％より大きいと、８５℃における３０ＡＴ／ｍ時の実効透磁率が２０００に達せず小さかったり、４０ＡＴ／ｍ時の実効透磁率が１５００に達せず小さかったりする（試料番号Ｎｏ．９参照）。
【００３３】
特に、Ｆｅ２　Ｏ３　が５３〜５３．５ｍｏｌ％、ＭｎＯが２６〜２６．５ｍｏｌ％、ＺｎＯが１９．５〜２０．５ｍｏｌ％の場合には、表１の試料番号Ｎｏ．１、Ｎｏ．２に示す如く、初透磁率や−４０℃における１０ＡＴ／ｍ、２０ＡＴ／ｍ、３０ＡＴ／ｍ時の実効透磁率が大きく、また８５℃における１０ＡＴ／ｍ、２０ＡＴ／ｍ、３０ＡＴ／ｍ時の実効透磁率がこれまた大きいことがわかる。
【００３４】
また表２にフェライト焼成工程の安定部における酸素分圧の雰囲気を異なる値にした場合の特性を示す。表２は、表１の試料番号Ｎｏ．１の試料即ち、フェライトを主成分としてＦｅ２　Ｏ３　５３．２５ｍｏｌ％、ＭｎＯ２６．５０ｍｏｌ％、ＺｎＯ２０．２５ｍｏｌ％、副成分としてＳｉＯ２　０．０１５ｗｔ％、ＣａＯ０．０４ｗｔ％、Ｎｂ２　Ｏ５　０．０２ｗｔ％で構成したものを使用し、焼成工程の安定部における酸素分圧の雰囲気を５％〜２０％の範囲で５％毎に変化した場合の室温での１００ｋＨｚの初透磁率μｉ、−４０℃と８５℃のＨｄｃが１０、２０、３０、４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率μｅを表２に示す。
【００３５】
【表２】
2004022619.tif 000003
【００３６】
表２において、試料番号Ｎｏ．１、２は本発明の実施例を示し、試料番号Ｎｏ．３、４は特性比較のための比較例である。
【００３７】
表２より、本発明の実施例である焼成工程の安定部における酸素分圧の雰囲気が１０％以下の５％、１０％である試料番号Ｎｏ．１、２の場合は、前記初透磁率が４０００以上であり、−４０℃〜８５℃の範囲でＨｄｃが１０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が３０００以上、Ｈｄｃが２０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が２５００以上、Ｈｄｃが３０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が２０００以上、Ｈｄｃが４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が１５００以上というすぐれた特性を示すことがわかる。
【００３８】
しかし比較例である試料番号Ｎｏ．３、４の番号は、−４０℃と８５℃においてＨｄｃが３０ＡＴ／ｍ、４０ＡＴ／ｍ時の実効透磁率が２０００、１５００に達せず小さいことがわかる。
【００３９】
次に副成分について説明する。
【００４０】
まず、基本組成として最終組成がＦｅ２　Ｏ３　：５３．２５ｍｏｌ％、ＭｎＯ：２６．５０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２０．２５ｍｏｌ％となるように出発原料を秤量し、これらを湿式混合した後、スプレードライヤーで乾燥させ、大気中で９００℃で２時間仮焼きした。
【００４１】
それから主成分の原料の仮焼物と、表３に示す数値のｗｔ％の副成分とを混合した（なお１．００ｐｐｍ＝０．０１％である）。
【００４２】
得られた混合物にバインダとしてＰＶＡを加え、スプレードライヤーにて顆粒化した後、この粉末を１ｔｏｎ／ｃｍ２　の圧力にて加圧成形し、トロイダル状の磁心サンプルを得た。
【００４３】
得られたトロイダル状の磁心サンプルを、焼成工程における昇温部の昇温速度は室温〜９００℃が３００℃／Ｈｒ、９００℃〜安定温度が１００℃／Ｈｒで、そのときの雰囲気は窒素雰囲気とした。
【００４４】
また安定温度は１３６０℃、安定部の酸素濃度は５％の条件とした。
【００４５】
そして安定温度から１０００℃までの冷却帯は安定部の酸素分圧以下の酸素分圧で制御を行った。
【００４６】
得られた各トロイダルコアの２５℃における１００ｋＨｚの初透磁率μｉ、及び−４０℃と８５℃のＨｄｃが１０、２０、３０、４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率を測定した。なおこれら初透磁率、実効透磁率の測定にはインピーダンスアナライザーを用いた。
【００４７】
これらの各サンプルについて室温（２５℃）の１００ｋＨｚの初透磁率、−４０℃と８５℃のＨｄｃが１０、２０、３０、４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率を表３に示す。
【００４８】
【表３】
2004022619.tif 000004
【００４９】
表３において、試料番号Ｎｏ．１〜９は本発明の実施例を示し、試料番号Ｎｏ．１０〜１６は特性比較のための比較例である。
【００５０】
表３より、本発明の実施例では、室温での１００ｋＨｚの初透磁率が４０００以上であり、−４０℃と８５℃において、Ｈｄｃが１０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が３０００以上、Ｈｄｃが２０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が２５００以上、Ｈｄｃが３０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が２０００以上、Ｈｄｃが４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が１５００以上というすぐれたものであることがわかる。
【００５１】
ＳｉＯ２　が０．０１ｗｔ％より少ないと、８５℃における３０ＡＴ／ｍ、４０ＡＴ／ｍの実効透磁率が２０００、１５００に達せず小さい（試料番号Ｎｏ．１０参照）。
【００５２】
ＳｉＯ２　が０．０２ｗｔ％より大きいと、初透磁率が４０００に達せず、また−４０℃におけるＨｄｃが１０ＡＴ／ｍ、３０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が３０００、２０００に達せず小さい（試料番号Ｎｏ．１６参照）。
【００５３】
ＣａＯが０．０１５ｗｔ％より少ないと８５℃におけるＨｄｃが３０ＡＴ／ｍ、４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が２０００、１５００に達せず小さい（試料番号Ｎｏ．１７参照）。
【００５４】
ＣａＯが０．０４５ｗｔ％より大きいと、−４０℃におけるＨｄｃが１０ＡＴ／ｍ、２０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が３０００、２５００に達せず、また８５℃におけるＨｄｃが４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が１５００に達せず小さい（試料番号Ｎｏ．１３参照）。
【００５５】
Ｎｂ２　Ｏ５　が０．０１ｗｔ％より小さいと、−４０℃におけるＨｄｃが４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が１５００に達せず、また８５℃におけるＨｄｃが３０ＡＴ／ｍ、４０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が２０００、１５００に達せず小さい（試料番号Ｎｏ．１４参照）。
【００５６】
Ｎｂ２　Ｏ５　が０．０５ｗｔ％より大きいと、初透磁率が４０００に達せず、−４０℃におけるＨｄｃが１０ＡＴ／ｍ、２０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が３０００、２５００に達せず小さい（試料番号Ｎｏ．１５参照）。
【００５７】
特にＳｉＯ２　を０．０１〜０．０１５ｗｔ％、ＣａＯを０．０３〜０．０４ｗｔ％、Ｎｂ２　Ｏ５　を０．０２〜０．０４ｗｔ％含有する場合は、表３の試料番号Ｎｏ．１、Ｎｏ．６〜８に示す如く、−４０℃、８５℃におけるＨｄｃ２０ＡＴ／ｍ、３０ＡＴ／ｍの時の実効透磁率が大きくすぐれていることがわかる。このＨｄｃ２０ＡＴ／ｍ、３０ＡＴ／ｍは利用頻度の比較的大きな範囲である。
【００５８】
本発明のフェライトコアにおける実質的な主成分は、酸化鉄をＦｅ２　Ｏ３　換算で５３〜５４ｍｏｌ％、酸化マンガンをＭｎＯ換算で２６〜２７．５ｍｏｌ％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で１９〜２１ｍｏｌ％で構成され、酸化鉄をＦｅ２　Ｏ３　換算で５３〜５３．５ｍｏｌ％、酸化マンガンをＭｎＯ換算で２６〜２６．５ｍｏｌ％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で１９．５〜２０．５ｍｏｌ％で構成されることがより好ましい。
【００５９】
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトでは、初透磁率の温度依存性曲線が２つのピークを持つものとなる。初透磁率が相対的に高いピークをプライマリーピークとし、相対的に低いピークをセカンダリーピークとしたとき、プライマリーピークは高温側に存在し、セカンダリーピークは低温側に存在する。主成分の組成比が上記範囲を外れると、セカンダリーピーク及びプライマリーピークが低温方向または高温方向に移動してしまい、−４０℃あるいは８５℃での良好な特性を得ることができなくなる。
【００６０】
また本発明では上記主成分に対して副成分をＳｉＯ２　換算で０．０１〜０．０２ｗｔ％、ＣａＯ換算で０．０１５〜０．０４５ｗｔ％、Ｎｂ２　Ｏ５　換算で０．０１〜０．０５ｗｔ％含有していることが好ましく、ＳｉＯ２　換算で０．０１〜０．０１５ｗｔ％、ＣａＯ換算で０．０３〜０．０４ｗｔ％、Ｎｂ２　Ｏ５　換算で０．０２〜０．０４ｗｔ％を含有していることがより好ましい。
【００６１】
上記副成分が上記範囲より少ないと、初透磁率は向上するが直流重畳下での実効透磁率が低下してしまい、また、上記範囲より多いと初透磁率が低下し、さらには異常粒成長を促進してしまい直流重畳下での実効透磁率の低下を引き起こしてしまう。
【００６２】
【発明の効果】本発明によれば、室温（２５℃）の１００ｋＨｚの初透磁率が４０００以上であり、−４０〜８５℃の範囲でＨｄｃ（直流磁界）が１０ＡＴ／ｍの時の透磁率が３０００以上、Ｈｄｃが２０ＡＴ／ｍの時の透磁率が２５００以上、Ｈｄｃが３０ＡＴ／ｍの時の透磁率が２０００以上、Ｈｄｃが４０ＡＴ／ｍの時の透磁率が１５００以上のＭｎ−Ｚｎ系フェライトを得ることができる。
【００６３】
これにより本発明では、イーサーネット用ＬＡＮカード等のトランスコアとして、１００Ｍビット／秒で利用でき、さらに−４０〜８５℃の広温度帯域で使用できるフェライトコアを提供できる。