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1、(10)申请公布号 CN 103038189 A (43)申请公布日 2013.04.10 CN 103038189 A *CN103038189A* (21)申请号 201180037296.9 (22)申请日 2011.08.03 2010-174538 2010.08.03 JP 2011-040087 2011.02.25 JP C04B 35/30(2006.01) H01F 1/34(2006.01) H01F 17/04(2006.01) (71)申请人 京瓷株式会社 地址 日本京都府 (72)发明人 竹之下英博 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 。
2、代理人 蒋亭 (54) 发明名称 铁氧体烧结体及具备其的噪声滤波器 (57) 摘要 本发明提供强度提高了的铁氧体烧结体及具 备其的噪声滤波器, 所述铁氧体烧结体中, Cu 的 含量以 CuO 换算为 1 摩尔以上且 10 摩尔以 下, 且包含 Fe、 Zn、 Ni、 Cu 及 O 的尖晶石结构的结 晶作为主相存在, 并且平均粒径为 0.5m 以上且 10m 以下的 Cu 化合物的粒子存在于晶界中。该 铁氧体烧结体通过使 Cu 化合物的粒子存在于晶 界中, 由此能够抑制主相的晶粒生长而成为由微 细结晶形成的组织形态, 并且能够抑制晶界的破 坏的传播, 所以成为强度提高了的铁氧体烧结体。 (30)。
3、优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.01.29 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2011/067788 2011.08.03 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/018052 JA 2012.02.09 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 13 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 13 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种铁氧体烧结体, 其特征在于, Cu 的含量以 CuO 换算为 1 摩尔以上且 10 摩尔以下, 且包含 Fe、 Zn、 Ni、 Cu 及 O 的。
4、 尖晶石结构的结晶作为主相存在, 并且平均粒径为 0.5m 以上且 10m 以下的 Cu 化合物 的粒子存在于晶界中。 2. 根据权利要求 1 所述的铁氧体烧结体, 其特征在于, 所述主相中所含的 Cu 的浓度 X 与所述 Cu 化合物中所含的 Cu 的浓度 Y 的比率 X/Y 为 0.1 以上且 0.33 以下。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的铁氧体烧结体, 其特征在于, 所述 Cu 化合物以 Cu2O 形式存在。 4. 根据权利要求 3 所述的铁氧体烧结体, 其特征在于, 所述 Cu 化合物的粒子的 50以上以所述 Cu2O 形式存在。 5. 根据权利要求 1 权利要求 4 中任一。
5、项所述的铁氧体烧结体, 其特征在于, 相对于构成所述主相的成分 100 质量, 含有以分别换算成 CaO、 SiO2及 P2O5的值的总 和计为 0.005 质量以上且 0.1 质量以下的 Ca、 Si 及 P 的氧化物。 6. 根据权利要求 1 权利要求 5 中任一项所述的铁氧体烧结体, 其特征在于, 构成所述主相的Cu以外的成分组成为以Fe2O3换算的Fe为40摩尔以上且50摩尔 以下、 以 ZnO 换算的 Zn 为 15 摩尔以上且 35 摩尔以下及以 NiO 换算的 Ni 为 10 摩尔 以上且 30 摩尔以下。 7. 根据权利要求 1 权利要求 6 中任一项所述的铁氧体烧结体, 其特。
6、征在于, 相对于构成所述主相的成分 100 质量, 含有以 TiO2换算为 0.5 质量以下且不包含 0 质量的 Ti。 8. 根据权利要求 1 权利要求 7 中任一项所述的铁氧体烧结体, 其特征在于, 所述晶界中存在 Zn 化合物。 9. 一种噪声滤波器, 其特征在于, 在权利要求 1 权利要求 8 中任一项所述的铁氧体烧结体上缠绕金属线而成。 权 利 要 求 书 CN 103038189 A 2 1/13 页 3 铁氧体烧结体及具备其的噪声滤波器 技术领域 0001 本发明涉及一种铁氧体烧结体及具备其的噪声滤波器。 背景技术 0002 由 Fe-Zn-Ni-Cu 系铁氧体材料形成的铁氧体烧。
7、结体被广泛用作感应器、 变压器、 稳定器、 电磁石、 噪声滤波器等的磁心。 0003 尤其是电动汽车、 混合动力汽车等大多搭载有复杂化、 高密度化的电子控制电路, 作为噪声对策, 大多使用以由 Fe-Zn-Ni-Cu 系铁氧体材料形成的铁氧体烧结体作为磁心的 噪声滤波器。 0004 作为这样的 Fe-Zn-Ni-Cu 系铁氧体材料, 例如专利文献 1 中提出了一种铁氧体烧 结体, 其由如下的Fe-Zn-Ni-Cu系材料形成, 即, 在铁氧体烧结体的断裂面中将晶界的Cu量 设为 X、 晶粒内的 Cu 量设为 Y 时 X/Y 3.0, 且 20 140时的损失 ( 磁心损耗 ) 的最小值 为 30。
8、kW/m3以下 (50kHz、 50mT)。 0005 现有技术文献 0006 专利文献 0007 专利文献 1 : 日本特开平 8-310856 号公报 发明内容 0008 发明要解决的问题 0009 专利文献 1 记载的是损失 ( 磁心损耗 ) 小、 且电阻率大的铁氧体烧结体, 并没有记 载对应目前的电子仪器的小型化、 薄型化而提高铁氧体烧结体所需的强度。 另外, 用于车载 用的噪声滤波器的铁氧体烧结体要求较少发生因在树脂铸模后的固化时施加的外部应力 而使烧结体的一部分产生缺损或龟裂而破损。 0010 本发明的目的在于提供强度提高了的铁氧体烧结体及具备其的噪声滤波器。 0011 用于解决问。
9、题的方案 0012 本发明的铁氧体烧结体, 其特征在于, Cu 的含量以 CuO 换算为 1 摩尔以上且 10 摩尔以下, 且包含 Fe、 Zn、 Ni、 Cu 及 O 的尖晶石结构的结晶作为主相存在, 并且平均粒径 为 0.5m 以上且 10m 以下的 Cu 化合物的粒子存在于晶界中。 0013 另外, 本发明的噪声滤波器, 其特征在于, 在上述构成的铁氧体烧结体上缠绕金属 线而成。 0014 发明效果 0015 根据本发明的铁氧体烧结体, Cu的含量以CuO换算为1摩尔以上且10摩尔以 下, 且包含 Fe、 Zn、 Ni、 Cu 及 O 的尖晶石结构的结晶作为主相存在, 并且平均粒径为 0。
10、.5m 以上且10m以下的Cu化合物的粒子存在于晶界中, 由此可以抑制作为主相的结晶的晶粒 生长而成为由微细结晶形成的组织形态, 并且能够抑制晶界的破坏的传播, 所以可以成为 强度提高了的铁氧体烧结体。 说 明 书 CN 103038189 A 3 2/13 页 4 0016 另外, 根据本发明的噪声滤波器, 通过在上述构成的铁氧体烧结体上缠绕金属线 而成, 由此可以制成具有优异的噪声除去性能的噪声滤波器。 附图说明 0017 图1中, 表示本实施方式的铁氧体烧结体的一个例子的(a)为环形磁心的立体图、 (b) 为绕线管磁心的立体图。 具体实施方式 0018 以下, 对本实施方式的铁氧体烧结体。
11、及使用其的噪声滤波器的一个例子进行说 明。 0019 本实施方式的铁氧体烧结体的特征在于, Cu 的含量以 CuO 换算为 1 摩尔以上且 10 摩尔以下, 且包含 Fe、 Zn、 Ni、 Cu 及 O 的尖晶石结构的结晶作为主相存在, 并且平均粒 径为 0.5m 以上且 10m 以下的 Cu 化合物的粒子存在于晶界中。由此, 可以抑制作为主 相的结晶的晶粒生长而成为由微细结晶形成的组织形态, 并且可以抑制由外部应力所致的 晶界的破坏的传播, 因此可以成为强度提高了的铁氧体烧结体。另外, 若 Cu 化合物的粒子 即便在晶界中也存在于三相点, 则可以更有效地抑制晶界的破坏的传播。 0020 另外。
12、, 为了抑制主相的晶粒生长而成为由更微细结晶形成的组织形态、 并且更加 抑制晶界的破坏的传播, 优选使 Cu 化合物的平均粒径为 1m 以上且小于 5m 的范围。 0021 在此, 关于铁氧体烧结体中是否存在包含 Fe、 Zn、 Ni、 Cu 及 O 的尖晶石结构的结 晶, 可以使用 X 射线衍射装置 (XRD) 进行测定、 并使用 JCPDS 卡根据得到的 X 射线衍射图谱 进行鉴定。另外, 也可以利用带有能量分散型 X 射线衍射装置 (EDS) 的扫描型电子显微镜 (SEM) 进行鉴定。另外, 也可以利用透射型电子显微镜 (TEM) 观察铁氧体烧结体的任意表 面、 并利用使用了能量分散型 。
13、X 射线衍射装置的选区电子衍射 (Selected-area electron diffraction) 法进行鉴定。 0022 另外, Cu 化合物的粒子的平均粒径可以如下求得, 即, 利用带有能量分散型 X 射线 衍射装置的扫描型电子显微镜在任意表面测定特定的多个 ( 例如 10 个 )Cu 化合物的粒径, 算出得到的 10 个粒径的平均值。需要说明的是, 粒径是以对象粒子的内接圆与外接圆的直 径的平均值作为对象粒子的粒径。另外, 也可以使用带有能量分散型 X 射线衍射装置的透 射型电子显微镜求出。 0023 另外, 本实施方式的铁氧体烧结体中, 优选使主相中所含的 Cu 的浓度 X 与 。
14、Cu 化合 物中所含的 Cu 的浓度 Y 的比率 X/Y 为 0.1 以上且 0.33 以下。比率 X/Y 为 0.1 以上且 0.33 以下时, 可以进一步提高铁氧体烧结体的强度。 0024 需要说明的是, 主相中所含的 Cu 的浓度 X 与 Cu 化合物中所含的 Cu 的浓度 Y 的比 率 X/Y 可以通过使用例如波长分散型 X 射线显微分析装置 (WDX-EPMA) 而算出。具体而言, 根据利用波长分散型 X 射线显微分析装置对铁氧体烧结体的任意表面的 Cu 元素的分布状 态进行测定而得到的颜色映射图像(color mapping image), 将检测出的特性X射线的强度 的计数值大的。
15、位置视为 Cu 化合物, 将任意选择的多个 Cu 化合物中的 Cu 的计数值的平均值 设为 Cu 的浓度 Y, 将不存在 Cu 化合物的主相部分的多个位置中的 Cu 的计数值的平均值设 为 Cu 的浓度 X, 算出比率 X/Y。另外, 关于上述计算方法中的 Cu 化合物是否存在于晶界中 说 明 书 CN 103038189 A 4 3/13 页 5 的确认, 可以使用对与颜色映射图像同样的位置进行拍摄而得到的 SEM 照片来进行。 0025 另外, 本实施方式的铁氧体烧结体优选使 Cu 化合物以 Cu2O 形式存在。 0026 在铁氧体烧结体的一部分上形成电极部时, 在酸性镀敷液例如磷酸系水溶。
16、液等中 浸渍规定时间, 然后进行从 Ni 镀敷、 Zn 镀敷、 Sn 镀敷、 Ni-Zn 镀敷或 Sn-Zn 镀敷等中适当选 择的镀敷处理。此时, 铁氧体烧结体中, Cu 化合物以 Cu2O 形式存在时, Cu2O 对酸性镀敷液 的耐腐蚀性优异, 因此即便在酸性镀敷液浸渍后也能够维持铁氧体烧结体的强度。 0027 另外, 本实施方式的铁氧体烧结体更优选 Cu 化合物粒子的 50以上以 Cu2O 形式 存在。如上所述, Cu2O 对于酸性镀敷液具有较高的耐腐蚀性, 通过提高 Cu2O 存在的比例, 能 够进一步提高对酸性镀敷液的耐腐蚀性、 更高地维持铁氧体烧结体的强度。 0028 需要说明的是,。
17、 关于 Cu 化合物是否以 Cu2O 形式存在的确认, 例如可以对铁氧体烧 结体的一部分进行机械研磨, 利用离子铣削装置对其表面进行加工, 并利用使用了透射型 电子显微镜的选区电子衍射法对存在于晶界中的 Cu 化合物的粒子的化合物结构进行确认 即可。另外, 关于 Cu 化合物的 50以上是否以 Cu2O 形式存在, 可以通过对确认到存在于晶 界中的至少 10 个 Cu 化合物反复确认上述化合物结构来进行确认。 0029 另外, 在本实施方式的铁氧体烧结体中, 优选 : 相对于构成主相的成分 100 质 量, 含有以分别换算成 CaO、 SiO2及 P2O5的值的总和计为 0.005 质量以上且。
18、 0.1 质量 以下的 Ca、 Si 及 P 的氧化物。以上述的范围含有 Ca、 Si 及 P 的氧化物时, Ca、 Si 及 P 的氧 化物作为烧结助剂起作用, 并且能够促进烧结而使组织致密化, 所以可以提高铁氧体烧结 体的强度。 0030 另外, 本实施方式的铁氧体烧结体中, 构成主相的 Cu 以外的成分组成优选分别含 有以 Fe2O3换算为 40 摩尔以上且 50 摩尔以下的 Fe、 以 ZnO 换算为 15 摩尔以上且 35 摩尔以下的 Zn 及以 NiO 换算为 10 摩尔以上且 30 摩尔以下的 Ni。在此, 以 Fe2O3换 算的 Fe 为 40 摩尔以上且 50 摩尔以下的原因。
19、为 : 如果以该范围含有 Fe, 则存在电阻值 变高、 显示良好绝缘性的倾向。另外, 以 ZnO 换算的 Zn 为 15 摩尔以上且 35 摩尔以下 的原因为 : 如果以该范围含有 Zn, 则存在居里温度 (Tc) 变高的倾向。另外, 以 NiO 换算的 Ni 为 10 摩尔以上且 30 摩尔以下的的原因为 : 如果以该范围含有 Ni, 则存在居里温度 和导磁率 () 变高的倾向。由此, 可以成为强度优异且显示良好的导磁率及居里温度的铁 氧体烧结体。 0031 另外, 为了成为强度优异且显示更良好的导磁率及居里温度的铁氧体烧结体, 构 成主相的成分优选以 Fe2O3换算的 Fe 为 49 摩尔。
20、以上且 50 摩尔以下、 以 ZnO 换算的 Zn 为 25 摩尔以上且 35 摩尔以下、 以 NiO 换算的 Ni 为 10 摩尔以上且 20 摩尔以下及 以 CuO 换算的 Cu 为 4 摩尔以上且 7 摩尔以下。 0032 进而, 本实施方式的铁氧体烧结体, 优选相对于构成主相的成分 100 质量含有 以 TiO2换算为 0.5 质量以下 ( 不包含 0) 的 Ti。相对于构成主相的成分 100 质量含有 以 TiO2换算为 0.5 质量以下 ( 不包含 0) 的 Ti 时, 可以提高导磁率、 并且可以抑制导磁 率的温度变化率。另外, 优选 Ti 成分不凝聚而分散地存在于晶界中。 003。
21、3 需要说明的是, 关于 Ti 成分在晶界中的分散性, 例如可以使用波长分散型 X 射线 显微分析装置对铁氧体烧结体的任意表面的 Ti 元素的分布状态进行测定、 并通过观察经 颜色映射而得到的图像来进行确认。观察的结果是, 分散性差时 Ti 元素在相当于晶界的部 说 明 书 CN 103038189 A 5 4/13 页 6 分出现局部性的高浓度即计数值大, 所以在经颜色映射而得到的图像中以与相当于其他晶 界的部分相比不同的色调来表示。 0034 另外, 本实施方式的铁氧体材料可以均以 0.05 质量以下的范围含有例如 S、 Cr2O3、 ZrO2等作为不可避免的杂质。 0035 另外, 关于。
22、构成铁氧体烧结体的主相的成分组成, 可以使用 ICP(Inductively Coupled Plasma : 感应耦合等离子体 ) 发射光谱分析装置或荧光 X 射线分析装置, 求出 Fe、 Zn、 Ni 及 Cu 的金属元素量, 并分别换算成 Fe2O3、 ZnO、 NiO 及 CuO, 由得到的换算值和各自的 分子量算出摩尔。 0036 另外, 关于 Ca、 Si、 P 及 Ti, 也可以同样地使用 ICP 发射光谱分析装置或荧光 X 射 线分析装置, 求出 Ca、 Si、 P 及 Ti 的金属元素量, 并分别换算成 CaO、 SiO2、 P2O5及 TiO2, 算出 相对于构成主相的成分。
23、 100 质量的质量比例。 0037 另外, 本实施方式的铁氧体烧结体中, 更优选在晶界中存在 Zn 化合物。在 Zn 化合 物存在于晶界中时, 可以抑制主相间的磁力的相互作用、 且减小导磁率的温度变化率。 特别 优选该 Zn 化合物即便在晶界中也存在于三相点。需要说明的是, 本实施方式中, Zn 化合物 是 Zn 的氧化物以及含有 Zn、 O 和 Fe、 Ni、 Cu 及 Ti 中的至少 1 种的化合物中的任一种。 0038 另外, Zn 化合物可以如下地确认, 即, 对铁氧体烧结体的一部分进行机械研磨, 利 用离子铣削装置对其表面进行加工, 并通过使用透射型电子显微镜, 利用选区电子衍射法。
24、 对存在于晶界中的粒子的化合物结构进行确认。 0039 下面, 详细示出本实施方式的铁氧体烧结体的制造方法。 0040 首先, 使用由 Fe、 Zn、 Ni、 Cu 的氧化物或者利用烧成而生成氧化物的碳酸盐、 硝酸 盐等金属盐构成的 1 次原料, 将其以规定的比例进行配合。此时, 关于以 Cu 的氧化物或者 利用烧成而生成氧化物的碳酸盐、 硝酸盐等作为 Cu 源的 1 次原料, 优选使其粒径为 1.5m 以上且 15m 以下这样的较大的粒径。更优选使粒径为 3m 以上且 10m 以下。 0041 另外, 为了含有以换算成 CaO、 SiO2及 P2O5的值的总和计为 0.005 质量以上且 0。
25、.1 质量以下的 Ca、 Si 及 P 的氧化物, 只要相对于 1 次原料 100 质量添加 0.005 质量 以上且 0.1 质量以下即可。 0042 另外, 配合各个 1 次原料后, 用球磨机、 振动磨机等进行粉碎混合后, 在 700以上 且 900以下的最高温度进行煅烧, 得到煅烧粉体。此时作为升温至最高温度的升温速度, 优选为 50 /hr 以上。若升温至最高温度的升温速度为 50 /hr 以上, 则可以抑制 Cu 在 主相中的固溶, 且容易使平均粒径为 0.5m 以上且 10m 以下的 Cu 化合物存在于晶界中。 0043 接着, 用喷雾造粒装置 ( 喷雾干燥机 ) 将向得到的煅烧粉。
26、体中加入规定量的粘合 剂而成的浆料造粒成球状颗粒, 使用得到的球状颗粒进行压制成形, 得到规定形状的成形 体。然后, 用脱脂炉在 400 800的范围对成形体进行脱脂, 制成脱脂体后, 用烧成炉在 1000 1200的最高温度对其进行烧成, 由此可以得到本实施方式的铁氧体烧结体。此时 将烧成工序中的从 700至最高温度的升温速度设为 50 /hr 以上且 300 /hr 以下。通 过以该范围的温度进行升温, 由此抑制Cu在主相中的固溶、 且容易使平均粒径为0.5m以 上且 10m 以下的 Cu 化合物存在于晶界中, 因此提高铁氧体烧结体的强度。 0044 另外, 上述成形体的烧成工序中, 将烧。
27、成时的最高温度保持规定时间后, 将降温至 300的降温速度设为400/h以上进行降温时, 可以使Cu化合物以Cu2O形式存在。 进而, 说 明 书 CN 103038189 A 6 5/13 页 7 通过将至300的降温速度设为500/h以上, 可以使存在于晶界中的Cu化合物的50以 上为 Cu2O。 0045 另外, 通过将烧成后的铁氧体烧结体以 800以上且 1200以下的温度、 3 分钟以 上且30分钟以下的时间进行热处理, 由此可以使主相所含的Cu成分容易发生移动, 能够提 高存在于晶界中的 Cu 化合物的浓度。即, 通过以上述温度进行热处理, 由此使主相中所含 的 Cu 的浓度 X 。
28、与 Cu 化合物所含的 Cu 的浓度 Y 的比率 X/Y 的值变小, 并且可以使比率 X/Y 为 0.1 以上且 0.33 以下。 0046 另外, 作为本实施方式的其他制造方法, 也可以应用向煅烧粉体中加入 1m 以上 且 12m 以下的 CuO 的方法。需要说明的是, 在使用该制造方法的情况下, 与向煅烧粉体中 加入的 CuO 的量相应地减少作为 1 次原料配合时的量。向煅烧粉体中加入的 CuO 的添加量 设定为以摩尔比率计为 CuO 总含量的 30以下为佳。 0047 需要说明的是, 如果根据需要向煅烧粉体中加入在将煅烧粉体设为 100 质量时 为 0.5 质量以下的范围内的量的 TiO。
29、2、 或者利用烧成而生成 TiO2的碳酸盐、 硝酸盐等金 属盐时, 可以使导磁率提高、 并且使导磁率的温度变化率降低。 0048 另外, 通过向煅烧粉体中加入2m以上且4m以下的ZnO, 由此可以使Zn化合物 存在于铁氧体烧结体的晶界中。需要说明的是, ZnO 在煅烧粉体中的添加量以 ZnO 换算优 选为 0.001 摩尔以上且 0.03 摩尔以下。 0049 而且, 利用这样的制造方法得到的本实施方式的铁氧体烧结体的强度优异, 所以 能够成为可与部件的小型化、 薄型化对应的烧结体。 0050 另外, 本实施方式的铁氧体烧结体可以通过缠绕金属线而作为用于除去电路的噪 声的噪声滤波器而使用。 进。
30、而, 通过构成主相的成分组成的调整, 可以成为除了具有优异的 强度外导磁率及居里温度也高、 且导磁率的温度变化率的绝对值也小的铁氧体烧结体, 因 此在其上缠绕金属线而成的噪声滤波器具有优异的噪声除去性能。 0051 图1中, 表示本实施方式的铁氧体烧结体的一个例子的(a)为环形磁心的立体图、 (b) 为绕线管磁心的立体图。 0052 另外, 本实施方式的噪声滤波器是在图 1(a) 所示的例子的环状的环形磁心 1、 或 者图 1(b) 所示例子的绕线管状的绕线管磁心 2 的各自的绕线部 1a、 2a 上缠绕金属线形成 线圈而成的噪声滤波器。 0053 下面, 对本实施方式的铁氧体烧结体的特性的评。
31、价方法进行说明。 0054 关于 3 点弯曲强度, 可以利用基于 JIS R1601-2008 的试验片形状及测定方法求 出。 0055 关于导磁率, 例如可以在外形尺寸为外径 13mm、 内径 7mm、 厚度 3mm 的图 1(a) 所示 的环状环形磁心 1 的形状的铁氧体烧结体上, 遍及绕线部 1a 的整个周围均匀地缠绕 10 圈 线径为 0.2mm 的覆膜导线, 在 LCR 测定仪中以频率 100kHz 的条件测定而求出。 0056 另外, 导磁率的温度变化率如下求得。即, 使用同样的试样, 与恒温槽内的测定夹 具连接。 需要说明的是, 测定夹具与LCR测定仪连接, 在100kHz的频率。
32、下进行测定, 将25 下时的导磁率设为 25、 从 25降温至 -40时的最低的导磁率设为 -40、 从 25升温至 150时的最高的导磁率设为 150, 以 (-40-25)/25100 的计算式求出低温侧的导磁 率的温度变化率 X-40 25, 以 (150-25)/25100 的计算式求出高温侧的导磁率的温度 说 明 书 CN 103038189 A 7 6/13 页 8 变化率 X25 150。进而, 居里温度可以使用同样的试样、 并通过使用 LCR 测定仪的电桥电路 (bridge circuit) 法求出。 0057 以下, 对本发明的实施例进行具体说明, 但本发明并不限定于该实施。
33、例。 0058 实施例 1 0059 设定成表 1 所示的 Fe2O3、 NiO、 ZnO 的总量 ( 比率相同 ), 并改变 CuO 的添加量及粒 径、 以及煅烧时及烧成时的条件, 制作铁氧体烧结体, 对存在于晶界中的 Cu 化合物的平均 粒径及 3 点弯曲强度进行了测定。 0060 首先, 按照表 1 所示的比例称量粒径为 0.5m 以上且 3m 以下的 Fe2O3、 ZnO 及 NiO 粉末和粒径为 1m 17m 的 CuO 粉末, 用球磨机粉碎混合后, 以表 1 所示的升温速 度进行升温, 在最高温度 800进行了煅烧。然后, 用喷雾造粒装置 ( 喷雾干燥机 ) 将向得 到的煅烧粉体中。
34、加入粘合剂而成的浆料造粒成球状颗粒, 使用得到的球状颗粒进行压制成 形, 得到纵 40mm、 横 55mm、 长 65mm 的棱柱形状的成形体。需要说明的是, 各试样均分别成形 多个。然后, 用脱脂炉将成形体在 600的最高温度下保持 5 小时进行脱脂, 得到脱脂体。 0061 之后, 将脱脂体放入烧成炉中, 在大气气氛中以表 1 所示的升温速度从 700升温 至最高温度 1150, 在最高温度 1150保持 3 小时, 得到烧结体。 0062 然后, 对作为得到的烧结体的各试样实施磨削加工, 得到厚度 3mm、 宽度 4mm、 总长 45mm 的试验片形状。另外, 使用该试验片基于 JIS 。
35、R1601-2008 测定 3 点弯曲强度。 0063 另外, 对于测定3点弯曲强度后的试样, 利用带有能量分散型X射线衍射装置的扫 描型电子显微镜, 对任意表面的各试样测定 10 个 Cu 化合物的粒径, 算出得到的 10 个粒径 的平均值, 由此求出平均粒径。 0064 需要说明的是, 关于铁氧体烧结体中存在包含 Fe、 Zn、 Ni、 Cu 及 O 的尖晶石结构的 结晶, 通过使用 X 射线衍射装置 (XRD) 进行测定、 并使用 JCPDS 卡根据得到的 X 射线衍射图 谱进行鉴定来确认。另外, 关于构成铁氧体烧结体的主相的成分组成, 使用 ICP 发射光谱分 析装置, 求出 Fe、 。
36、Zn、 Ni 及 Cu 的金属元素量并分别换算成 Fe2O3、 ZnO、 NiO 及 CuO, 由得到的 换算值和各自的分子量算出摩尔, 确认了如表 1 的添加量所示的组成。 0065 表 1 0066 说 明 书 CN 103038189 A 8 7/13 页 9 0067 根据表 1 的结果, 试样 No.2 5、 8 13、 16、 17 及 19 24 的 3 点弯曲强度为 150MPa 以上, 由此可见, 通过使 CuO 为 1 摩尔以上且 10 摩尔以下、 Cu 化合物的平均粒 径为 0.5m 以上且 10m 以下, 从而实现铁氧体烧结体的强度提高。 0068 另外, 可见 : C。
37、u 化合物的平均粒径为 1m 以上且小于 5m 的试样 No.4、 5、 9、 10、 17、 20 22 的 3 点弯曲强度特别高, 为 175MPa 以上。 0069 另外, 可见 : 为了使铁氧体烧结体的晶界中存在平均粒径为 0.5m 以上且 10m 以下的 Cu 化合物, 优选使 CuO 添加量为 1 摩尔以上且 10 摩尔以下、 CuO1 次原料的粒 说 明 书 CN 103038189 A 9 8/13 页 10 径为 1.5m 以上且 15m 以下、 煅烧时的升温速度为 50 /hr 以上、 烧成时的升温速度为 50 /hr 以上且 300 /hr 以下。 0070 实施例 2 。
38、0071 下面, 使用向煅烧粉体中添加 CuO 的方法制作铁氧体烧结体, 对存在于晶界中的 Cu 化合物的平均粒径及 3 点弯曲强度进行测定。 0072 需要说明的是, 有关试样的制作, 除了在煅烧后的粉体中按照表 2 所示的添加量 及粒径添加 CuO 以外, 利用与实施例 1 的表 1 的试样 No.19 同样的制造方法进行。另外, 存在于晶界中的 Cu 化合物的平均粒径的测定及 3 点弯曲强度的测定按照与实施例 1 同样 的方法进行。另外, CuO 的添加量在任意的试样中均为配合时和煅烧粉体添加时共计 5 摩 尔。结果示于表 2。 0073 表 2 0074 0075 根据表 2 的结果,。
39、 试样 No.39 41 及 44 46 的 3 点弯曲强度为 150MPa 以上, 由 此可见, 即便在通过向煅烧粉体中添加 1m 以上且 12m 以下的 CuO 而使存在于晶界中的 Cu 化合物的平均粒径为 0.5m 以上且 10m 以下时, 也可以实现铁氧体烧结体的强度提 高。 0076 另外, 由试样 No.38 42 和 43 47 的强度的结果可知, 煅烧粉体中的 CuO 添加 量以摩尔比率计优选为 CuO 的总添加量的 30以下。 0077 实施例 3 0078 下面, 使用利用与表 1 的试样 No.4 同样的制造方法制作的试样, 并以表 3 所示的 温度热处理5分钟, 获得试。
40、样No.4854。 另外, 试样No.55是与不进行热处理的试样No.4 同样的试样。另外, 关于各个试样的主相中所含的 Cu 的浓度 X 和 Cu 化合物中所含的 Cu 的 浓度Y, 使用波长分散型X射线显微分析装置对Cu元素的分布状态进行测定, 从得到的颜色 映射图像对 Cu 化合物的存在进行确认, 选择任意 5 个 Cu 化合物, 求出这些 Cu 的计数值的 平均值即 Cu 化合物中所含的 Cu 的浓度 Y。另外, 从不存在 Cu 化合物的主相部分任意选择 5 个位置, 求出这些 Cu 的计数值的平均值即主相中所含的 Cu 的浓度 X。然后, 算出比率 X/ Y。结果示于表 3。需要说明。
41、的是, 通过对与上述的 Cu 化合物的选择位置同样的位置进行拍 摄而得到的 SEM 照片, 确认到 Cu 化合物存在于晶界中。 说 明 书 CN 103038189 A 10 9/13 页 11 0079 另外, 3 点弯曲强度的测定按照与实施例 1 同样的方法进行。结果示于表 3。 0080 表 3 0081 0082 由表 3 的结果可知, 热处理温度为 800 1200的范围的试样 No.49 53 的 3 点 弯曲强度的值为 200MPa 以上、 比率 X/Y 为 0.1 以上且 0.33 以下, 由此实现强度的提高。 0083 实施例 4 0084 下面, 为了确认存在于晶界中的 C。
42、u2O 的影响进行了试验。 0085 首先, 使用与实施例 1 同样的制造方法, 准备与表 1 的试样 No.17 同样的试样的 脱脂体。然后, 在最高温度 1150保持 3 小时进行烧成, 然后分别以 300 /h、 400 /h、 500 /h、 550 /h、 600 /h 的降温速度降温至 300, 得到试样 No.56 59。需要说明的 是, 降温时开放风门 (damper), 且从插入烧成炉内的金属制导管送入常温的空气。 0086 然后, 对各试样确认 Cu 化合物是否以 Cu2O 形式存在于晶界中。首先, 利用机械加 工将各试样细细地切断成多个, 对切断后的试样表面进行机械研磨,。
43、 利用离子铣削装置对 其表面进行加工。接着, 利用使用了透射电子显微镜的选区电子衍射法对加工后的试样表 面确认存在于晶界中的 Cu 化合物粒子的化合物结构。需要说明的是, 该确认取 10 个各试 样来进行。然后, 算出有无 Cu2O 的存在及 Cu2O 的存在比例。 0087 接着, 将各试样在用于非电解镀镍的酸性镀敷液即次磷酸水溶液中浸渍 5 分钟 后, 在纯水中进行清洗, 依据 JIS R1601-2008 测定 3 点弯曲强度。结果示于表 4。 0088 表 4 0089 0090 由表 4 的结果可知, 对以 300 /h 的降温速度降温至 300的实施例 1 的试样 No.17 未确。
44、认到 Cu2O 的存在, 未浸渍时的 3 点弯曲强度为 190MPa, 与此相对, 浸渍酸性镀敷 液后的 3 点弯曲强度的值降低至 155MPa。 0091 与此相对, 在以 400 /h 以上的降温速度降温至 300的试样 No.56 59 中确认 说 明 书 CN 103038189 A 11 10/13 页 12 到 Cu2O 的存在, 3 点弯曲强度的值为 160Mpa 以上, 存在于晶界中的 Cu2O 对酸性镀敷液的耐 腐蚀性优异, 由此能够维持铁氧体烧结体的强度。 0092 另外, 可知 : 在以 500 /h 以上的降温速度降温至 300的试样 No.57 59 中, 通 过使存。
45、在 Cu2O 的晶界的存在比例为 50以上, 由此 3 点弯曲强度的值为 175MPa 以上、 且能 够更高地维持铁氧体烧结体的强度。 0093 实施例 5 0094 下面, 制作包含 Ca、 Si 及 P 的氧化物的试样, 进行 3 点弯曲强度的测定。 0095 设定成与表 1 的试样 No.17 同样的组成范围, 并在配合时相对于该成分 100 质 量按照表 5 所示的量添加 CaO、 SiO2及 P2O5, 利用与实施例 1 同样的制造方法, 得到厚度 3mm、 宽度 4mm、 总长 45mm 的试验片形状的试样 No.60 83。然后, 依据 JIS R1601-2008 测 定 3 。
46、点弯曲强度。结果示于表 5。 0096 表 5 0097 0098 根据表 5 的结果, 试样 No.67 80 的 3 点弯曲强度的值为 200MPa 以上, 可见 : 通 过含有以分别换算成 CaO、 SiO2及 P2O5的值的总和计为 0.005 质量以上且 0.1 质量以 下的 Ca、 Si 及 P 的氧化物, 可以实现强度的提高。 0099 实施例 6 0100 下面, 改变Fe2O3、 NiO、 ZnO及CuO的组成而制作试样, 为了评价这些试样的导磁率、 居里温度及导磁率的温度变化率进行了试验。 需要说明的是, 就试样的制造方法而言, 除了 说 明 书 CN 103038189 。
47、A 12 11/13 页 13 使烧成后的试样尺寸为外径 13mm、 内径 7mm、 厚度 3mm 的环形磁心的形状以外, 按照与实施 例 1 的试样 No.16 同样的制造方法进行制作。 0101 然后, 在得到的试样上缠绕 10 圈线径为 0.2mm 的覆膜铜线, 使用 LCR 测定仪在频 率为 100kHz 的条件下测定导磁率。另外, 使用与用于测定导磁率的试样同样的试样, 并利 用使用了 LCR 测定仪的电桥电路法测定电感, 求出居里温度。 0102 另外, 使用与用于测定导磁率 () 的试样同样的试样, 分别测定 -40、 25、 150的导磁率 -40、 25、 150, 以 -4。
48、0/25100 的计算式求出从 -40至 25的导磁率 的温度变化率 X-40 25, 以 150/25100 的计算式求出从 25至 150的导磁率的温度变 化率 X25 150。结果示于表 5。 0103 表 6 0104 0105 由表 6 的结果可知, 通过使以 Fe2O3换算的 Fe 为 40 摩尔以上且 50 摩尔以下、 以 ZnO 换算的 Zn 为 15 摩尔以上且 35 摩尔以下、 以 NiO 换算的 Ni 为 10 摩尔以上且 30 摩尔以下及以 CuO 换算的 Cu 为 1 摩尔以上且 10 摩尔以下, 由此能够成为导磁率 及居里温度高、 并且导磁率的温度变化率小的铁氧体烧结体。 0106 另外, 可知 : 通过使以 Fe2O3换算的 Fe 为 49 摩尔以上且 50 摩尔以下、 以 ZnO 换算的 Zn 为 25 摩尔以上且 35 摩尔以下、 以 NiO 换算的 Ni 为 10 摩尔以上且 20。