(57)【要約】【課題】広い温度範囲（−４０℃〜１００℃）で直流重畳特性の劣化が少ないＭｎ−Ｚｎフェライトを提供する。【解決手段】主成分組成が５１．０〜５２．０ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ３、１８．５〜２２．０ｍｏｌ％ＺｎＯ、残部ＭｎＯからなり、副成分としてＴｉＯ２  ０．５〜１．５重量％とＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５のうち任意の数種類を微量含有し、残留磁束密度が５０ｍＴ以下、常温の磁気バイアスが１３５ｍＴの条件で、比透磁率が−４０℃〜１００℃の範囲で２１００以上得られることを特徴とするＭｎ−Ｚｎフェライト。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分組成が５１．０〜５２．０ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ３、１８．５〜２２．０ｍｏｌ％ＺｎＯ、残部ＭｎＯからなり、副成分としてＴｉＯ２  ０．５〜１．５重量％とＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５のうち任意の数種類を微量含有し、残留磁束密度が５０ｍＴ以下、常温の磁気バイアスが１３５ｍＴの条件で、比透磁率が−４０℃〜１００℃の範囲で２１００以上得られることを特徴とするＭｎ−Ｚｎフェライト。
【請求項２】
通信用トランスとして、請求項１に記載のＭｎ―Ｚｎフェライトを組み込んだＬＡＮ用パルストランスとＡＤＳＬ用モデムトランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広い温度範囲（−４０℃〜１００℃）で直流重畳特性の劣化が少ないフェライト焼成体、およびこれを用いた通信機器用トランスに適したＭｎ−Ｚｎフェライトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信用トランスの磁心として用いられるＭｎ−Ｚｎフェライトには、高透磁率、低ｔａｎδ／μｉ（相対損失係数）、低損失等の磁気特性であることが要求される。最近では電子部品の小型化、高集積化にともなう発熱による回路周辺の温度変化、環境温度の変化に対して安定した磁気特性を得るため、磁気バイアスされた場合でも広い温度範囲で磁気特性の変化が小さいことが重要視されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような理由により通信用トランスに用いられるＭｎ−Ｚｎフェライトには、温度変化に対する磁気特性の安定が望まれている。例えばＬＡＮ用パルストランスや、ＡＤＳＬ用モデムトランスなどの単一局内で使用されるものについては、装置数の増加やモデムの多機能化による電源容量の増加により、回路周辺の温度は変化する。また、このようなトランスは公衆電話や回線終端装置など屋外で使用されるものに設置されることも考えられ、少なくとも−２０℃〜７０℃での挿入損失を制御する必要があり、そのためには漏洩インダクタンスを小さくする必要があった。しかし最近ではより広い温度範囲での磁気特性の安定が望まれており、主組成の限定および焼成雰囲気の調整などにより比透磁率（以下、μと称す）の温度特性を変化率の小さい物にし、ＳｉＯ２、ＣａＯなどの含有量を調整して直流重畳特性を改善するなどが行われていたが、これらの方法で広い温度範囲の漏洩インダクタンスを小さく制御することは難しくなっている。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決し、広い温度範囲（−４０℃〜１００℃）で直流重畳特性の劣化が少ないＭｎ−Ｚｎフェライトを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、主成分組成が５１．０〜５２．０ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ３、１８．５〜２２．０ｍｏｌ％ＺｎＯ、残部ＭｎＯからなり、副成分としてＴｉＯ２  ０．５〜１．５重量％とＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５のうち任意の数種類を微量含有し、残留磁束密度が５０ｍＴ以下、常温の磁気バイアスが１３５ｍＴの条件で、比透磁率が−４０℃〜１００℃の範囲で２１００以上得られることを特徴とするＭｎ−Ｚｎフェライトである。
【０００６】
また本発明は、通信用トランスとして上記Ｍｎ―Ｚｎフェライトを組み込んだＬＡＮ用パルストランスとＡＤＳＬ用モデムトランスである。
【０００７】
本発明は残留磁束密度を低減することにより、広い温度範囲（−４０℃〜１００℃）で直流重畳特性の劣化が少ないＭｎ−Ｚｎフェライトを提供することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
主成分組成はＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｎＯからなるＭｎ−Ｚｎフェライトであり、５１．０〜５２．０ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ３、１８．５〜２２．０ｍｏｌ％ＺｎＯ、残部ＭｎＯの範囲に限定した。その理由は請求項範囲内の添加物を含有する場合に、μの温度特性のセカンダリーピーク温度（以下、Ｔｓと称す）を２０℃〜５０℃に設定し、かつμが室温（２３℃）において３０００〜５０００得られること、また常温の直流磁気バイアスが１３５ｍＴの条件で、μが２１００以上得られることを十分検討し上記の主成分組成に決定した。
【０００９】
本発明においてμ温度特性のセカンダリーピークを２０℃〜５０℃に設定する理由は、セカンダリーピークが上記範囲を外れると、直流電流印加時のＬが高温、低温側で急激に低下し、温度カーブにうねりを生じてしまい、広い温度域で２１００以上に保つことが困難になるためである。
【００１０】
上記基本組成に加え、副成分としてＴｉＯ２とＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、を任意で数種類添加している。ＳｉＯ２、ＣａＯは互いに共存することによって粒界の比抵抗を高め、渦電流損失の低減に寄与しており、インピーダンス特性の改善にも効果がある。Ｎｂ２Ｏ５はＳｉＯ２、ＣａＯとともに粒界に析出し、高抵抗相を形成し電力損失を低減させるほか、残留磁束密度の低減にも寄与する。Ｖ２Ｏ５はＮｂ２Ｏ５が共存する場合、Ｎｂ２Ｏ５によって誘起される粒内気孔や異常粒成長の発生を抑制し、結晶組成を粒径が微細で均一な組成となるように安定化して電力損失の悪化を抑える効果がある。ＴｉＯ２はＴｉ４＋  イオンがＦｅ３＋イオンに代わって置換してＭｎ−Ｚｎフェライト結晶格子内に固容され、Ｆｅ２＋イオンとＦｅ３＋イオン間の電子移動を抑制して抵抗を増加させ、残留磁束密度の低減に寄与している。また、温度特性のＴｓおよび傾きはＭｎ−Ｚｎフェライトを構成する
Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｚｎ２＋、Ｍｎ２＋の各陽イオンの結晶磁気異方性の温度係数を合わせ持ったものであり、Ｔｉ４＋を添加することでＭｎ−Ｚｎフェライトの結晶磁気異方性定数が変化し、低温から高温まで広い温度範囲にわたって温度特性の変動を減少させる効果がある。これらの副成分は、焼成後酸化物となりうるものであれば、添加時の構造は問わない。また、その添加は本焼成前において含有されていればどの工程で行っても差し支えない。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）表１に示した組成となるように高純度の酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛を計量・混合し、大気中で９００℃×２時間仮焼を行った。この仮焼原料に副成分としてＴｉＯ２  １．０重量％と望ましくはＳｉＯ２  ０．００１〜０．００６重量％、ＣａＯ  ０．００６〜０．０１７重量％、Ｎｂ２Ｏ５  ０．０１〜０．０５重量％、Ｖ２Ｏ５  ０．０２〜０．０８重量％、となるように加え、アトライターで粉砕粒径が１．５μｍとなるまで粉砕した。この粉砕粉にポリビニルアルコールを加えて造粒し、得られた造粒顆粒を外径４ｍｍ、内径２ｍｍ、高さ２ｍｍのトロイダル状に成形した。その後、本焼成においてピーク温度の酸素濃度を０．１％〜１２％にコントロールしながら１３００℃×５時間保持した後、冷却中の酸素濃度を０．００１％〜５％にコントロールしながら、５０℃／ｈ〜３００℃／ｈの速度で降温することにより焼結サンプルを得た。このようにして得られた試料に巻線（一次１０Ｔｓ、二次３Ｔｓ）を施し、Ｂ―Ｈ／Ｚアナライザー（ＨＰ  Ｅ５０６０Ａ）にて最大磁界８００Ａ／ｍにおける飽和磁束密度（以下、Ｂｓと称す）および残留磁束密度（以下、Ｂｒと称す）を測定した。また、同一の試料に巻線２６Ｔｓを施し、ＬＣＲメーター（ＨＰ社製４２８４Ａ）にて直流重畳特性を−４０℃〜１００℃の温度範囲で測定を行った。なお測定条件は１００ＫＨｚ、１００ｍＶ、常温での直流磁気バイアス１３５ｍＴに換算した直流電流バイアス８ｍＡとした。表１に各組成の飽和磁束密度、残留磁束密度、直流磁気バイアス時のμの値を示す。また、μの温度に対する変化を図１に示す。
【００１２】
【表１】
2004319811.tif 000003
【００１３】
表１、図１より、適合例１〜６の組成では室温および１００℃のＢｒが５０ｍＴ以下であり、そのときの直流磁気バイアス時のμが−４０℃〜１００℃で２１００以上得られている。
【００１４】
請求項の範囲外にある組成の比較例では、室温および１００℃のＢｒが５０ｍＴ以下となっていないため−４０℃〜１００℃の温度範囲内でμを２１００以上に保つことができないことがわかり、直流磁気バイアス時のμを２１００以上に保つためにはＢｒを５０ｍＴ以下にしなければならないことがわかる。
【００１５】
（実施例２）Ｆｅ２Ｏ３：５１．６ｍｏｌ％，ＺｎＯ：２２．０ｍｏｌ％残部ＭｎＯとなるように高純度の酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガンを計量・混合し、大気中で９００℃×２時間仮焼を行った。この仮焼原料にＳｉＯ２  ０．００２重量％、ＣａＯ  ０．０１重量％、Ｎｂ２Ｏ５  ０．０４重量％、Ｖ２Ｏ５  ０．０４重量％となるように添加し、表２に示す分量含有するようにＴｉＯ２を添加した。その後、実施例１と同様にサンプルの作製、評価を行った。これらの室温および１００℃でのＢｓ、Ｂｒ、直流磁気バイアス時のμの値を表２に示す。
【００１６】
【表２】
2004319811.tif 000004
【００１７】
表２より、適合例７〜１１のＴｉＯ２を含有するの添加範囲では、室温および１００℃のＢｒが５０ｍＴ以下となり、直流磁気バイアス時のμが２１００以上得られることがわかる。
【００１８】
請求項の範囲外にある比較例では、ＴｉＯ２の効果が乏しくＢｒが５０ｍＴ以下にならないため、直流磁気バイアス時のμを２１００以上に保つことができないことがわかる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、主成分組成が５１．０〜５２．０ｍｏｌ％Ｆｅ２Ｏ３、１８．５〜２２．０ｍｏｌ％ＺｎＯ、残部ＭｎＯからなり、副成分としてＴｉＯ２  ０．５〜１．５重量％とＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５のうち任意の数種類を微量含有して作製するＭｎ−Ｚｎフェライトは、室温および１００℃で残留磁束密度を５０ｍＴ以下にすることにより、常温の磁気バイアスが１３５ｍＴの条件で、広い温度範囲（−４０℃〜１００℃）でμを２１００以上に保つことが可能となり、回路周辺の温度変化、環境温度の変化に対して安定した性能を発揮できるＬＡＮ用パルストランス、ＡＤＳＬ用モデムトランスを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る主成分組成の違いによる適応例および比較例の直流重畳特性の温度特性を表す図である。
【図１】
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