铁氧体磁性材料制造技术

一种铁氧体磁性材料，其含有主成分：以Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］计的１１～１９摩尔％氧化铁，以ＺｎＯ计的１１～２５摩尔％氧化锌，以ＣｕＯ计的０～１０摩尔％氧化铜，其余是氧化镍，还包括辅助成分：以ＰｂＯ计的０．０１～１５重量％氧化铅，以及以ＳｉＯ↓［２］计的０．０１～１５重量％氧化硅和／或滑石，其中该铁氧体磁性材料的初始磁导率不大于８，烧结密度不低于４．８ｇ／ｃｍ↑［３］，在施加与磁场方向平行的压应力Ｐ＝５ｋｇ／ｍｍ↑［２］，和１０００Ｇ磁场的条件下，抗应力和抗磁场特性电感变化率ΔＬ／Ｌ计在±５％范围内。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用作电感元件磁芯材料的铁氧体磁性材料，更具体地说，本专利技术涉及一种用作树脂模制型芯片式电感器磁芯材料的铁氧体磁性材料。近年来，在电视机、录像机和移动通信设备等领域，对树脂模制型芯片式电感器、固定线圈等等的需求迅速增加，日益要求这些部件具有小公差和高可靠性，以此满足对降低尺寸、减轻重量和提高精度的要求。为满足这一要求，需要用作这些部件磁芯的铁氧体磁芯材料具有下列特征。(1)该物质的初始磁导率(μi)低，以便精细地调节由于线圈的预定电感。特别是对垂直放置型的铁氧体磁芯，需要很低的初始磁导率(μi不大于8)，以便通过半匝进行精细调节。(2)该物质的烧结密度高。(3)该物质具有下列特性，抗模制树脂引起的外部应力的电感变化小。抗外部应力的电感变化率，即，抗施加在棒状样品上的与磁力方向平行的负荷的电感的变化率，在下文称作抗应力特性。也就是说，该物质要具有优异的抗应力特性。(4)该物质具有下列特性，即抗施加在模制树脂上的外部应力和抗施加在磁芯材料上的外部磁场的电感变化率都小。抗外部应力和抗外部磁场的电感变化率，即，抗施加在棒状样品上的与磁力方向平行的负荷，以及抗施加和取消其上磁场的电感变化率，在下文称作抗应力和抗磁场特性。也就是说，该物质要具有优异的抗应力和抗磁场特性。当装配模制电感器元件时，元件可以暴露在高磁通密度的磁场中。因此，尤其是抗应力和抗磁场特性，当电感元件实际上被放入最终产品时，即使该元件本身已被调节到预定的电感值时，能否保持初始特性是一个非常重要的问题。此外，即使在电感元件实际上被放入最终产品后，芯片式电感器本身仍然未磁屏蔽。因此，还需要避免片式电感器受周围电磁部件产生的磁场影响。为满足上述要求，JP-A-2-60110和JP-A-2-137301描述了一种通过使用含主成分的铁氧体，以改进抗应力特性的方法。然而，当使用含有这种主成分的铁氧体物质，制成初始磁导率μi不大于8的低磁导率磁芯材料时，又不能得到足够高的令人满意的烧结密度。降低烧结密度下降会带来抗应力特性低、树脂渗透或粘结剂进入铁氧体磁芯小孔等等问题。因此，不能降低烧结密度。相反，当提高烧结密度时，初始磁导率会增加到不小于8。在任何情况下，都很难得到具有令人满意特性的磁芯材料。JP-A-8-51011和JP-A-8-51012公开了一种除主要成分由5～24摩尔％Fe2O3、0～30摩尔％CuO(不包括0重量％)和其余部分的NiO组成以外，还含有0～10重量％的SiO2(不包括0重量％)，和0～10重量％的Bi2O3(不包括0重量％)的氧化物磁性材料；一种除主要成分外，还含有0～0.5重量％Co3O4(不包括0重量％)的氧化物磁性材料；含有5～24摩尔％Fe2O3、0～30摩尔％ZnO(不包括0重量％)、0～30摩尔％CuO(不包括0重量％)，和其余部分NiO的氧化物磁性材料；以及一种除了主要成分外，还含有0～0.5重量％Co3O4(不包括0重量％)、0～10重量％的SiO2(不包括0重量％)，以及0～10重量％的Bi2O3(不包括0重量％)的氧化物磁性材料，以降低由于外部应力引起的电感变化，又减少施加外部磁场后的电感。然而，JP-A-8-51011和JP-A-8-51012所讨论的组分实例是Fe2O35、10、20和24.5摩尔％；ZnO7和30摩尔％(忽略了其它组成元素)。也就是说，在JP-A-8-51011和JP-A-8-51012中，除了该组分外，没有讨论其它组分。此外，用上述范围组分得到的磁芯的抗应力和抗磁场特性都不够高。因此，为了即满足高精度的要求，又满足高可靠性的要求，需要极大地改进总特性，包括初始磁导率、烧结密度、抗磁场特性、抗应力特性、抗应力和抗磁场特性等等。例如，含有上述主成分的
技术介绍
的铁氧体磁芯材料，也就是说含有主成分Fe2O348摩尔％；NiO49摩尔％；以及CuO3摩尔％；除了主成分以外，还含有辅助成分PbO6重量％；以及滑石6.5重量％；上述材料具有下列特性烧结密度4.6g/cm3；初始磁导率μi6.0；抗应力特性ΔL/L(％)-9％(在1ton/cm2时)。如果这种
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的铁氧体磁芯的初始磁导率μi大约为6，则不仅烧结密度会低于4.6g/cm3，而且抗应力特性会大于-9％(在1ton/cm2时)。此外，图8显示的是当在具有上述成分的铁氧体中的PbO-SiO2玻璃量改变时，PbO-SiO2玻璃用量与初始磁导率μi之间的关系。从图8可以明显地看出，即使增加PbO-SiO2玻璃用量，具有该成分的铁氧体的初始磁导率也几乎不下降。此外，JP-A-3-91209还公开了一种芯片式电感器，其特征在于鼓式磁芯由尖晶石结构的铁氧体制成，包含25～45摩尔％Fe2O3、0～20摩尔％ZnO、其余是NiO和CuO，NiO的摩尔 大于CuO的摩尔，此外，作为少量成分还含有0.1～12重量％的Bi2O3，以及0.05～4.0重量％的SiO2，用线圈缠绕磁芯，并用环氧树脂模制成型。在JP-A-3-91209中，进一步还描述说，当对环氧树脂模制的芯片式电感器施加应力和外部磁场时，电感会降低。本专利技术的目的是提供一种具有低初始磁导率、高烧结密度、优异的抗磁场特性、出色的抗应力特性，以及优异的抗应力和抗磁场特性的铁氧体磁芯，使树脂模制型电感器或固定线圈既具有小公差，又具有高可靠性。根据本专利技术，通过下列方案能实现上述目的。一种铁氧体磁性材料含有主成分以Fe2O3计的11～19摩尔％氧化铁；以ZnO计的11～25摩尔％氧化锌；以CuO计0～10摩尔％氧化铜；其余是氧化镍；该铁氧体磁性材料进一步包括辅助成分以PbO计0.01～15重量％氧化铅；以及以SiO2计0.01～15重量％氧化硅和/或滑石；该铁氧体磁性材料的初始磁导率不大于8，烧结密度不低于4.8g/cm3，在施加与磁场方向平行的压应力P＝5kg/mm2，和1000G磁场的条件下，抗应力和抗磁场特性以电感变化率ΔL/L计在±5％范围内。优选的，在1000G磁场的条件下，铁氧体磁性材料的抗磁场特性以电感变化率ΔL/L计在-4％～0％范围内。更优选的，在施加与磁场方向平行的压应力P＝5kg/mm2，和1000G磁场的条件下，铁氧体磁性材料的抗应力和抗磁场特性以电感变化率ΔL/L计在±3％范围内。此外，一种铁氧体磁性材料含有主成分以Fe2O3计的14～19摩尔％氧化铁；以ZnO计的14～22摩尔％氧化锌；以CuO计的0～6摩尔％氧化铜；其余是氧化镍。此外，本专利技术还提供了一种磁芯是由上述铁氧体磁性材料制成的树脂模制型芯片式电感器。然而，JP-A-3-91209公开的芯片式电感器含有25～45摩尔％Fe2O3，其组分范围明显与本专利技术的以Fe2O3计的11～19摩尔％氧化铁的成分范围不同。此外，本专利技术的氧化物磁性材料具有低磁导率，和防止强度降低的高烧结密度，同时还具有高抗应力特性和抗磁场特性。此外，本专利技术的氧化物磁性材料还具有防止树脂渗透的作用。这些特性是JP-A-3-91209公开的芯片式电感器所不具备的，这是本专利技术独特的特点。附图说明图1是不同Fe2O3含量时，初始磁导率μi与烧结密度之间的关系曲线图。图2是本专利技术的磁芯材料、
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的磁芯材料和普通磁芯材料抗0～1t本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁氧体磁性材料，含有主成分和辅助成分，上述主成分主要包括：以Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］计的１１～１９摩尔％氧化铁；以ＺｎＯ计的１１～２５摩尔％氧化锌；以ＣｕＯ计的０～１０摩尔％氧化铜；以及其余是氧化镍；上述辅助成分包括：以ＰｂＯ计的０．０１～１５重量％氧化铅；以及以ＳｉＯ↓［２］计的０．０１～１５重量％氧化硅和／或滑石；其中上述铁氧体磁性材料的初始磁导率不大于８，烧结密度不低于４．８ｇ／ｃｍ↑［３］，在施加与磁场方向平行的压应力Ｐ＝５ｋｇ／ｍｍ↑［２］，和１０００Ｇ磁场的条件下，抗应力和抗磁场特性以电感变化率ΔＬ／Ｌ计在±５％范围内。

【技术特征摘要】
JP 1998-10-23 320027/981.一种铁氧体磁性材料，含有主成分和辅助成分，上述主成分主要包括以Fe2O3计的11～19摩尔％氧化铁；以ZnO计的11～25摩尔％氧化锌；以CuO计的0～10摩尔％氧化铜；以及其余是氧化镍；上述辅助成分包括以PbO计的0.01～15重量％氧化铅；以及以SiO2计的0.01～15重量％氧化硅和/或滑石；其中上述铁氧体磁性材料的初始磁导率不大于8，烧结密度不低于4.8g/cm3，在施加与磁场方向平行的压应力P＝5kg/mm2，和1000G磁场的条件下，抗应力和抗磁场特性以电感变化率ΔL/L计在±5％范围内。2.如权利要求1所述的铁氧体磁性材料，在1000G磁场的条件下，铁氧体磁性材料的抗磁场特性以电感变化率ΔL/L计在-4％～0％范围内。3.如权利要求1所述的铁氧体磁性材料，在施加与磁场方向平行的压应力P＝5kg/mm2，和1000G磁场的条件下，铁氧体磁性材料的抗应力和抗磁场特性以电感变化率ΔL/L计在±3％范围内。4.如权利要求1所述的铁氧体磁性材料，其中上述主成分主要包括以Fe2O3计的14～19摩尔％氧化铁；以ZnO计的14～22摩尔％氧化锌；以CuO计的0～6摩尔％氧化铜；以及其余是氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：村山聪，熊谷基，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]