專利名稱：Ni－Zn系鐵氧體合成物及天線線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是頻率特性及電流值的穩(wěn)定性優(yōu)越的Ni-Zn系鐵氧體合成物及由該合成物構(gòu)成的天線線圈。
背景技術(shù)：
例如，作為如專利文獻1所示那樣的現(xiàn)有無鍵引入(keylessentry)系統(tǒng)用天線線圈所使用的磁芯材料的被重視的特性之一，列舉出了初始磁化率(μi)的溫度變化率小的特性。但是，另一方面，無鍵引入系統(tǒng)中要求發(fā)送接收靈敏度優(yōu)良、電波傳播距離增加。因此，在天線線圈的電氣特性方面也有必要進行設(shè)計使產(chǎn)生的磁通及磁場比現(xiàn)狀的強。
日本國特開2000-203846(權(quán)利要求書、摘要等)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的課題但是，外加于天線線圈的磁通以及磁場變大的話，則產(chǎn)生上述現(xiàn)有的鐵氧體偏離希望的特性領(lǐng)域范圍、無法得到頻率特性和外加電流穩(wěn)定的特性的問題。
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，謀求天線線圈構(gòu)成時所使用的特性范圍內(nèi)的頻率特性以及電流值的穩(wěn)定化。一般的，在評價鐵氧體合成物特有的磁特性時，使用以環(huán)形為代表的閉合磁路構(gòu)成的磁芯。這是因為，磁芯形狀為打開磁路構(gòu)成的情況下，由于漏磁通導(dǎo)致諸特性平均化，從而μa的溫度變化率等方面的好壞的判別也變得困難。本發(fā)明的目的在于提供一種在作為天線用線圈的磁芯材料使用時，無論磁芯材料的使用用途是閉合磁路構(gòu)成還是打開磁路構(gòu)成，都具有優(yōu)良的所希望的特性的磁芯材料。
解決課題的手段為了達成上述目的，本發(fā)明的一種Ni-Zn系鐵氧體合成物，其特征在于含有氧化鐵(Fe2O3)、氧化鎳(NiO)、氧化銅(CuO)及氧化鋅(ZnO)，在作為評價條件使用閉合磁路構(gòu)成的評價用磁芯時，以式子Δμa/μa＝(1-μa 0/μa1)×100表示的振幅相對磁導(dǎo)率的溫度變化率在-30～85℃的溫度環(huán)境下處于-6％～+6％的范圍內(nèi)。在這里，所謂的閉合磁路構(gòu)成的評價用磁芯，是指以環(huán)形形狀為代表的磁芯材料。另外，Δμa/μa、μa0、μa1分別表示振幅相對磁導(dǎo)率(μa)的溫度變化率、常溫(20℃)的μa的值和規(guī)定溫度的μa的值。
另外，本發(fā)明的一種Ni-Zn系鐵氧體合成物，含有48.2mol％～48.8mol％的氧化鐵(Fe2O3)、26.7mol％～27.3mol％的氧化鎳(NiO)和氧化銅(CuO)混合物、剩余摩爾百分比的氧化鋅(ZnO)以及相對于上述各成份總重量而言、300～1800ppm的氧化鉍(Bi2O3)，其中，氧化銅的置換率為30.0％；另外，在上述兩發(fā)明的基礎(chǔ)上，進而本發(fā)明的Ni-Zn系鐵氧體合成物中，氧化鉍(Bi2O3)的含有率在700～1300ppm范圍內(nèi)。
另外，本發(fā)明的一種天線線圈，是采用上述任意的Ni-Zn系鐵氧體合成物的天線線圈。
在此，F(xiàn)e2O3、NiO、CuO及ZnO的各摩爾比是Fe2O3、NiO、CuO及ZnO的總量為100mol％時的數(shù)值。另外，Bi2O3的含有率以其相對于鐵氧體合成物中的Fe2O3、NiO、CuO及ZnO的總重量的重量比率來表示。
Fe2O3的摩爾比率如果小于48.2mol％的話，則磁芯損耗變大，這是不理想的。又，F(xiàn)e2O3的摩爾比率如果大于48.8mol％的話，則電阻率降低，溫度特性變差。因此，F(xiàn)e2O3的含有率在48.2mol％～48.8mol％的范圍為好。
NiO+CuO的混合物為最低限度，即26.7mol％時，氧化銅的置換率如果為30.00％，則NiO為18.69mol％，CuO為8.01mol％。
NiO+CuO的混合物為最高限度，即27.3mol％時，氧化銅的置換率如果為30.00％，則NiO為19.11mol％，CuO為8.19mol％。
NiO的摩爾比率如果大于19.11mol％，則破壞了飽和磁通密度和初始磁化率的平衡。另一方面，NiO的摩爾比率即使小于18.69mol％，同樣也破壞了飽和磁通密度和初始磁化率的平衡。因此，NiO的摩爾比率在18.69mol％～19.11mol％的范圍內(nèi)為好。
另外，CuO的摩爾比率如果大于8.19mol％的話，則飽和磁通密度降低。另一方面，CuO的摩爾比率如果小于8.01mol％的話，則燒成溫度變高。因此，CuO的摩爾比率在8.01mol％～8.19mol％的范圍內(nèi)為好。另外，NiO+CuO的混合物的摩爾比在26.7mol％～27.3mol％的范圍內(nèi)為好。
另外，Bi2O3的含有率如果多于1800ppm，則強度下降。又，Bi2O3的含有率如果少于300ppm，則特性變差。因此，Bi2O3的含有率在300～1800ppm的范圍內(nèi)為好。尤其，Bi2O3的含有率在700～1300ppm的范圍更為理想。
發(fā)明的效果采用本發(fā)明，可以謀求天線線圈構(gòu)成時所使用的特性范圍內(nèi)的頻率特性以及電流值的穩(wěn)定化。


圖1表示制造本發(fā)明實施形態(tài)的Ni-Zn系鐵氧體合成物的程序的流程圖。
圖2是與本發(fā)明進行比較的比較例中，在-30℃(低溫)的條件下、(NiO+CuO)含有率＝27.00mol％時的Fe2O3含有率與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系的圖表。
圖3是與本發(fā)明進行比較的比較例中，在85℃(高溫)的條件下、(NiO+CuO)含有率＝27.00mol％時的Fe2O3含有率與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系的圖表。
圖4是與本發(fā)明進行比較的比較例中，在-30℃(低溫)的條件下、Fe2O3＝48.50mol％時的(NiO+CuO)含有率與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系的圖表。
圖5是與本發(fā)明進行比較的比較例中，在85℃(高溫)的條件下、Fe2O3＝48.50mol％時的(NiO+CuO)含有率與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系的圖表。
圖6是與本發(fā)明進行比較的比較例中，在-30℃(低溫)的條件下、Fe2O3＝49.00mol％時的(NiO+CuO)含有率與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系的圖表。
圖7是與本發(fā)明進行比較的比較例中，在85℃(高溫)的條件下、Fe2O3＝49.00mol％時的(NiO+CuO)含有率與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系的圖表。
圖8是本發(fā)明的實施例的、在-30℃(低溫)的條件下、Bi2O3的含有量與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系的圖表。另外，作為比較，也表示出了由比較例4所得出的評價用磁芯(樣品NO.10)的μa的溫度變化率(Δμa/μa)。
圖9是本發(fā)明的實施例的、在85℃(高溫)的條件下、Bi2O3的含有量與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系的圖表。另外，作為比較，也表示出了由比較例4所得出的評價用磁芯(樣品NO.10)的μa的溫度變化率(Δμa/μa)。
本發(fā)明的最佳實施形態(tài)以下，參照附圖對本發(fā)明的最佳實施形態(tài)進行詳細說明。
本發(fā)明實施形態(tài)的Ni-Zn系鐵氧體合成物適用于天線線圈的磁芯材料。在本實施形態(tài)中，對以Ni-Zn系鐵氧體合成物作為天線線圈的磁芯材料使用的例子進行說明。
圖1所示的是制造適合天線線圈的Ni-Zn系鐵氧體合成物用的評價用磁芯的工序的流程圖。
如圖1所示，制造該評價用磁芯需經(jīng)過原料混合工序(步驟S1)、造粒(?；?工序(步驟S2)、煅燒工序(步驟S3)、篩分工序(步驟S4)、粉碎工序(步驟S5)、造粒工序(步驟S6)、成形工序(步驟S7)、燒成工序(步驟S8)。在制造后將提供各種評價，以便調(diào)查評價用磁芯的性能。以下，就制造評價用磁芯的各個工序進行說明。
(原料混合工序步驟S1)首先，分別稱量Fe2O3細粉末、NiO細粉末、CuO細粉末和ZnO細粉末，與規(guī)定量的水及分散劑一同投入球磨混合機后，轉(zhuǎn)動球磨混合機。
(造粒工序步驟S2)
該工序是為提高成形密度以及之后的燒結(jié)密度而進行的。在混合工序后，將泥漿(slurry)從球磨混合機移入其它容器，并使用攪拌機與規(guī)定量的粘合劑進行混合。投入粘合劑后，如果起泡，加入消泡劑。另外，在認為分散劑不夠時，也可以一邊攪拌一邊添加分散劑。接著，將該泥漿投入噴霧干燥器內(nèi)進行造粒。
(煅燒工序步驟S3)將造粒后的原料從噴霧干燥器移入耐熱性的容器，以800℃左右的溫度進行煅燒。
(篩分工序步驟S4)接著，用30篩孔(網(wǎng)眼的大小約500微米)的篩子篩選煅燒后的原料，去除大的顆粒。
(粉碎工序步驟S5)接著，將篩落下的粉末(根據(jù)條件，添加Bi2O3細粉末作為添加物)與規(guī)定量的水和分散劑一同投入球磨混合機，轉(zhuǎn)動球磨混合機。在球磨混合機中投入鐵制的球，篩下的粉末(根據(jù)條件，可以是添加了Bi2O3的混合粉末)在球磨混合機中被粉碎。在該工序中，定期對泥漿進行抽樣，平均粒徑(D50值)變?yōu)?.3微米的話，便結(jié)束粉碎混合。粉碎后的顆粒的粒度分布通過激光法進行測定。
(造粒工序步驟S6)接著進行的造粒工序，因為是和步驟S2相同的工序，故省略該說明。
(成形工序步驟S7)接著，將造粒后的粉末放入成形用的金屬模具中，成形為環(huán)狀。
(燒成工序步驟S8)接著，從金屬模具中取出成形體，在約1100℃的溫度下以常壓燒成(常壓燒結(jié))。
而且，由上述各工序構(gòu)成的制法只不過是制造評價用磁芯的一種形態(tài)，可以采用和上述不同的工序。另外，即使在各工序中，也可以采用和上述不同的手法。
例如，在由上述步驟S1～步驟S8組成的工序中，也可以省略煅燒工序(步驟S3)、篩分工序(步驟S4)、粉碎工序(步驟S5)以及造粒工序(步驟S6)，采用由原料混合工序(步驟S1)、造粒工序(步驟S2)、成形工序(步驟S3)以及燒成工序(步驟S4)組成的制法。又，在步驟S1投入的原料的粒徑大時，也可以在原料混合工序(步驟S1)兼帶進行原料的粉碎工序。又，也可以在原料混合工序前進行篩分工序，采用由篩分工序(步驟S1)、原料混合工序(步驟S2)、造粒工序(步驟S3)、成形工序(步驟S4)以及燒成工序(步驟S5)組成的制法。進而，也可以采用由原料混合工序(步驟S1)、造粒工序(步驟S2)、篩分工序(步驟S3)、成形工序(步驟S4)以及燒成工序(步驟S5)組成的制法。另外，在原料混合工序(步驟S1)中也可以投入添加物Bi2O3。
煅燒工序的溫度也可以采用比800℃低或高的溫度。但是，條件是即使采用高于800℃的溫度，也要滿足低于燒成工序的燒成溫度的條件。另外，在篩分工序使用的篩子，并不限于30篩孔的網(wǎng)，也可以使用比30網(wǎng)眼篩的網(wǎng)眼細的篩子或網(wǎng)眼粗的篩子?？筛鶕?jù)造粒后的粉末的特性、所用原料的粒徑等，選擇適合的篩子。另外，粉碎工序的結(jié)束粉碎的標(biāo)準(zhǔn)除了平均粒徑(D50值)以外，也可以采用例如，在粒度分布方面粒徑的最大值為D100時的D90值或者D10值為標(biāo)準(zhǔn)。又，即使是采用D50值，也可以以1.3微米以外的值為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束粉碎。這是因為根據(jù)成形條件、燒結(jié)體密度的要求，粉碎程度是能夠改變的。另外，在成形工序中，除了使用金屬模具成形以外，也可以采用例如，冷靜水壓成形(Cold Isostatic PressingCIP)等方法。另外，在燒成工序中，除了常壓燒結(jié)以外，也可以采用例如，施加了熱壓、熱靜水壓(Hot Isostatic PressingHIP)等壓力的燒結(jié)方法。在采用這種加壓燒結(jié)時，也可以用低于1100℃的溫度進行燒結(jié)。另外，燒結(jié)溫度可以根據(jù)壓力做適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。
以下，就評價用磁芯的評價方法進行說明。
可以評價的項目是初始磁化率(μi)、質(zhì)量因素(Q)、相對損耗系數(shù)(tanδ/μiac)、飽和磁通密度(Bs)、磁芯損耗(Pcv)、振幅相對磁導(dǎo)率(μa)、相對溫度系數(shù)(αμir)以及電阻率(ρv)。利用上述評價項目的一部分，求出-30℃～85℃的溫度范圍的振幅相對磁導(dǎo)率的溫度變化率(Δμa/μa)。
這里，所謂初始磁化率(μi)是指磁場強度無限接近于零時的磁芯振幅磁導(dǎo)率的極限值，因此，初始磁化率(μi)是表示相對于磁芯的外部磁場的響應(yīng)性。另外，所謂質(zhì)量因素(Q)是指損耗系數(shù)tanδ(磁滯損耗系數(shù)、渦流損耗系數(shù)、剩余損耗系數(shù)的總和)的倒數(shù)。所謂相對損耗系數(shù)(tanδ/μi)是指用交流初始磁化率(μiac)除以損耗系數(shù)(tanδ)所得的數(shù)值。所謂飽和磁通密度(Bs)是指磁性材料的盡可能的最大磁通密度。所謂磁芯損耗(Pcv)是指鐵氧體等強磁體磁化后，通過外部磁場在磁滯曲線內(nèi)進行移動時所消耗的能量。一般地，磁芯損耗(Pcv)是以被轉(zhuǎn)化為熱的能耗與產(chǎn)生渦電流時的能耗之和來表示，但是，像鐵氧體等的絕緣體幾乎不產(chǎn)生渦電流，所以，主要是和因發(fā)熱產(chǎn)生的能耗相等。磁芯損耗與磁滯曲線的面積成比例，所以面積越小，磁芯損耗越少。所謂振幅相對磁導(dǎo)率(μa)是指，由將隨著時間周期性變化、且使磁場強度的平均值為零的磁場施加在處于沒有施加磁場狀態(tài)的磁芯時的磁通密度的最大值和磁場強度的最大值得到的相對磁導(dǎo)率。所謂相對溫度系數(shù)(αμir)是指用(μi2-μi1)/μi1(T2-T1)所表示的系數(shù)，在此，T1和T2表示溫度、μi1和μi2分別表示溫度T1的初始磁化率以及溫度T2的初始磁化率。所謂電阻率(ρv)是指物質(zhì)的每個單位體積的電阻。
以下，就本發(fā)明的各實施例及與其比較用的各比較例進行說明。首先，對各實施例及各比較例的制造方法和評價方法進行說明；接著，一邊參照表和附圖，一邊對評價結(jié)果進行說明。
1、制造方法及評價方法[實施例1](1)原料及混合處理Fe2O3細粉末、NiO細粉末、CuO細粉末和ZnO細粉末在評價用磁芯中的配料比率分別是48.50mol％、18.90mol％、8.10mol％和24.50mol％，且秤量各原料粉末，使原料的總重量為3Kg。此時的CuO置換率是30.00％。接著，將秤量后的各原料粉末與1,800ml的純水、約20cc的由特殊的多羧酸銨鹽組成的分散劑以及17.5kg的直徑4mm的鋼珠同時投入磨碎機(attriter)中。這時，泥漿濃度是62.5重量％。然后，在轉(zhuǎn)速200rpm和混合時間30分鐘的條件下使磨碎機進行旋轉(zhuǎn)，濕式混合各原料粉末。
(2)造粒使用磨碎機進行原料混合后，將磨碎機內(nèi)的泥漿移入不銹鋼制的容器內(nèi)，接著，將由聚乙烯醇構(gòu)成的粘合劑的稀釋水溶液放入該容器，并使用攪拌機混合1小時以上。攪拌機的攪拌速度范圍是100～150rpm。另外，粘合劑的稀釋水溶液中添加了原料粉末總重量的1％的純粘合劑。在該實施例中，因為原料粉末是3Kg，粘合劑的稀釋水溶液的濃度是10重量％(粘合劑的固體成分是10重量％，剩余90重量％是水)，所以添加了300g的粘合劑稀釋水溶液。通過添加粘合劑，泥漿粘度調(diào)整為1000～2000cps的范圍。另外，投入粘合劑后，如果起泡，則適當(dāng)?shù)靥砑臃请x子系聚醚構(gòu)成的消泡劑。接著，將被這樣調(diào)配過的泥漿一點一點地供給噴霧干燥器，用噴霧干燥器進行造粒。噴霧干燥器的磁盤轉(zhuǎn)速為8000rpm，造粒時間約用1小時。
(3)煅燒造粒后的原料從噴霧干燥器移入氧化鋁容器。接著，將放有造粒后的原料的該氧化鋁容器放入間歇式燒成爐內(nèi)。煅燒是通過從常溫起以200℃/hr升溫，在800℃保持2小時，再以100℃/hr降溫至常溫的程序的控制而進行的。
(4)篩分爐內(nèi)變冷后，取出氧化鋁容器，將煅燒后的原料撒在30篩孔的篩子上去除粗大顆粒。
(5)粉碎接著，為了使泥漿濃度在63重量％～65重量％的范圍，將篩下的粉末與規(guī)定量的水和分散劑同時投入磨碎機中。放入磨碎機的球，與最初混合時的球相同，且是相同重量。另外，將磨碎機的轉(zhuǎn)速為200rpm、約1小時的參考時間進行粉碎。中途，對泥漿進行抽樣測量其粒度。粒度測量的結(jié)果如果是平均粒徑為大約1.3微米左右的話，便停止磨碎機。另外，測量粒度使用激光式粒度分布測量裝置。
(6)造粒造粒條件與(2)中說明的條件相同，這里不進行重復(fù)說明。
(7)成形接著，將造粒后的粉末放入φ30mm×φ20mm的硬質(zhì)合金制的金屬模具中，并施加9.5t的壓力將其成形為環(huán)狀。用于成形的粉體重量為7.20g。另外，成形使用20t的壓力機。
(8)燒成接著，將成形體從金屬模具中取出，放入臥式管狀氣氛爐中進行燒成。燒成是通過從室溫起以1.6℃/min升溫至500℃，又從500℃起以3.2℃/min升溫至1089℃，在1089℃保持2小時，再以5.0℃/min降溫至室溫的程序邊控制邊進行的。將所得到的評價用磁芯作為樣品No.1。
(9)評價方法接著，對評價用磁芯的特性進行評價。μi采用阻抗/增益相位分析器求得，測量條件為線材S1-UEW-0-30-NTL、匝數(shù)20T、f＝10kHz、OSC LV＝0.1V。又，Bs采用直流磁化特性自動記錄裝置求得，測量條件為線材S1-UEW-0-35-NTL(RED)、初級側(cè)和次級側(cè)均為匝數(shù)8T、f＝130kHz、Bm＝70～100mT。μa的溫度變化率采用直流磁化特性自動記錄裝置和恒溫槽求得。直流磁化特性自動記錄裝置的測定條件為線材S1-UEW-0-35-NTL(RED)、初級側(cè)和次級側(cè)均為匝數(shù)8T、f＝130kHz、Bm＝70～100mT。另外，恒溫槽的測定條件為-30、20及85℃。20℃時的μa設(shè)為μa 0，-30℃及85℃時的μa設(shè)為μa1，μa的溫度變化率通過式子Δμa/μa＝(1-μa0/μa1)×100(單位％)求出。
除Bi2O3的量為600ppm以外，以和實施例1相同的條件進行制造。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.2。
除Bi2O3的量為900ppm以外，以和實施例1相同的條件進行制造。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.3。
除Bi2O3的量為1200ppm以外，以和實施例1相同的條件進行制造。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.4。
除Bi2O3的量為1500ppm以外，以和實施例1相同的條件進行制造。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.5。
除Bi2O3的量為1800ppm以外，以和實施例1相同的條件進行制造。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.6。
接著，就用于和本發(fā)明的實施例進行比較用的例子(比較例)進行說明。
Fe2O3細粉末、NiO細粉末、CuO細粉末和ZnO細粉末在評價用磁芯中的配料比率分別是48.00mol％、18.90mol％、8.10mol％以及25.00mol％，而且，秤量各原料粉末，使原料的總重量為3Kg。此時的CuO的置換率是30.00％。Bi2O3細粉末完全沒有添加。其他以和實施例1相同的條件進行制造。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.7。
除Fe2O3細粉末、NiO細粉末、CuO細粉末和ZnO細粉末分別為48.50mol％、17.50mol％、7.50mol％及26.50mol％以外，以和比較例1相同的條件進行制造。此時的CuO的置換率是30.00％。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.8。
除Fe2O3細粉末、NiO細粉末、CuO細粉末和ZnO細粉末分別為48.50mol％、18.20mol％、7.80mol％及25.50mol％以外，以和比較例1相同的條件進行制造。此時的CuO的置換率是30.00％。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.9。
除Fe2O3細粉末、NiO細粉末、CuO細粉末和ZnO細粉末分別為48.50mol％、18.90mol％、8.10mol％及24.50mol％以外，以和比較例1相同的條件進行制造。此時的CuO的置換率是30.00％。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.10。
除Fe2O3細粉末、NiO細粉末、CuO細粉末和ZnO細粉末在評價用磁芯中的配料比率分別是49.00mol％、17.50mol％、7.50mol％、26.00mol％以外，以和比較例1相同的條件進行制造。此時的CuO的置換率是30.00％。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.11。
除Fe2O3細粉末、NiO細粉末、CuO細粉末和ZnO細粉末在評價用磁芯中的配料比率分別是49.00mol％、18.20mol％、7.80mol％、25.00mol％以外，以和比較例1相同的條件進行制造。此時的CuO的置換率是30.00％。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.12。
除Fe2O3細粉末、NiO細粉末、CuO細粉末和ZnO細粉末在評價用磁芯中的配料比率分別是49.00mol％、18.90mol％、8.10mol％、24.00mol％以外，以和比較例1相同的條件進行制造。此時的CuO的置換率是30.00％。評價條件是和實施例1相同的條件。將所得評價用磁芯設(shè)為樣品No.13。
2、評價結(jié)果表1所示的是由上述各實施例及各比較例所得的評價用磁芯的組成。另外，表2所示的是由上述各實施例及各比較例所得的評價用磁芯的特性。還有，圖2～9表示μa的溫度變化率(Δμa/μa)與構(gòu)成評價用磁芯的各組成的關(guān)系。



根據(jù)圖2～圖5對Ni-Zn系鐵氧體的合適的主要成份組成進行說明。
首先，根據(jù)圖2及圖3觀察NiO+CuO＝27.00mol％時的Fe2O3含有率與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系，認為在-30℃(低溫)時，F(xiàn)e2O3含有率低的樣品的μa的溫度變化率(Δμa/μa)有減小的趨勢。另外，認為在85℃(高溫)時，F(xiàn)e2O3含有率在48.5mol％附近的μa的溫度變化率(Δμa/μa)有減小的趨勢。因此，可知在樣品No.7、10及13中，F(xiàn)e2O3含有率為48.5mol％的評價用磁芯(樣品No.10)具有最優(yōu)良的特性。
其次，根據(jù)圖4及圖5觀察Fe2O3＝48.5mol％時的(NiO+CuO)含有率與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系，認為在-30℃(低溫)的條件下、(NiO+CuO)含有率在26.00mol％～27.00mol％的范圍內(nèi)時，μa的溫度變化率(Δμa/μa)有減小的趨勢。另外，認為在85℃(高溫)時，(NiO+CuO)含有率在27.00mol％的μa的溫度變化率(Δμa/μa)有減小的趨勢。因此，可知在樣品No.8、9及10中，(NiO+CuO)含有率為27.00mol％的評價用磁芯(樣品No.10)具有最優(yōu)良的特性。
接著，根據(jù)圖6及圖7觀察Fe2O3＝49.00mol％時的(NiO+CuO)含有率與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系，認為在-30℃(低溫)的條件下，存在(NiO+CuO)含有率越低μa的溫度變化率(Δμa/μa)越小的趨勢。另外，認為在85℃(高溫)時，(NiO+CuO)含有率在25.00mol％～26.00mol％時的μa的溫度變化率(Δμa/μa)有減小的趨勢。但是，其結(jié)果是在樣品No.11、12及13中，任意一個的μa的溫度變化率(Δμa/μa)都比樣品No.10的大。
由以上可知，作為Ni-Zn系鐵氧體組成的評價用磁芯的主要成份組成，樣品No.10的組成，即Fe2O3＝48.50mol％、NiO+CuO＝27.00mol％、ZnO=24.50mol％的組成最佳。
接下來，根據(jù)圖8及圖9觀察樣品No.10的主要成份組成中的Bi2O3的含有量與μa的溫度變化率(Δμa/μa)之間的關(guān)系，可以得出在-30℃(低溫)時，無論Bi2O3的含有率如何，μa的溫度變化率(Δμa/μa)都低的結(jié)果。另一方面，在85℃(高溫)時，可以得出含有300～1800ppm Bi2O3的評價用磁芯(No.1～6)的μa的溫度變化率(Δμa/μa)比不含Bi2O3的評價用磁芯(樣品No.10)的還低的結(jié)果。從該結(jié)果可知，在-30℃～85℃的條件下，含有300～1800ppm Bi2O3的評價用磁芯的特性最佳。特別是90mT的μa的溫度變化率(Δμa/μa)低的樣品No.2及3(分別含有600及900ppmBi2O3)更為理想。
本發(fā)明的Ni-Zn系鐵氧體合成物可以利用于無鍵引(keylessentry)用的天線線圈。特別適合作為對三維方向的接收靈敏度良好的天線用線圈的磁芯材料。在此，可以根據(jù)上述天線線圈的使用頻率，使用棒形、十字形或U字形那樣的打開磁路構(gòu)成的磁芯材料，另外，也可以使用本發(fā)明的評價用磁芯那樣的閉合磁路構(gòu)成的磁芯材料。
通過將在使用閉合磁路構(gòu)成的評價用磁芯時使-30～85℃的振幅相對磁導(dǎo)率的溫度變化率控制在-6％～+6％范圍內(nèi)的鐵氧體合成物作為評價條件，可以以天線特性使所必須的高溫低溫中的頻率的變化率以及電流的變化率更加平穩(wěn)，可以得到高性能的無鍵引入用天線。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明可以利用于制造或使用天線線圈用的磁芯材料的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
首先，根據(jù)表1的樣品No.13～23，觀察不含有Al2O3、CaO和Cr2O3中的任意一種的Ni-Zn系鐵氧體燒結(jié)體的各主要成分、和初始磁化特性以及飽和磁通密度的關(guān)系的話，可知樣品No.23可以壓低初始磁化率，并能夠提高飽和磁通密度，具有最良好的特性。以后，將主要成分變?yōu)闃悠種o.23，調(diào)查Al2O3、CaO和Cr2O3的各添加物的添加效果。
圖3是表示表1的樣品No.23和樣品No.1～8的各樣品的初始磁化特性的圖表。由圖3的結(jié)果可知，與不含有Al2O3、CaO和Cr2O3中的任意一種的燒結(jié)體(表1的No.23)相比，含有Al2O3和CaO的燒結(jié)體(No.1～8)的初始磁化曲線的升高量要低。即，可知含有Al2O3和CaO的話，可以壓低Ni-Zn系鐵氧體燒結(jié)體的初始磁化特性，并能夠在磁通飽和前增加可外加的磁場流量。
圖4是表示表1的樣品No.23～26、No.4、No.6和No.8的各樣品的初始磁化特性的圖表。由圖4的結(jié)果可知，與不含有Al2O3、CaO和Cr2O3中的任意一種的燒結(jié)體(表1的No.23)相比，含有Al2O3、CaO和Cr2O3的初始磁化曲線的升高量低?？墒?，將含有Al2O3、CaO和Cr2O3的燒結(jié)體(表1的No.24)與不含有CaO和Cr2O3、只含有Al2O3的燒結(jié)體(表1的No.25和No.26)的特性進行比較，可知含有Al2O3、CaO和Cr2O3的燒結(jié)體(表1的No.24)的特性、與只含有1000ppm Al2O3的燒結(jié)體(表1的No.25)的特性是相同的。又，可知含有2000ppm Al2O3的燒結(jié)體(表1的No.26)，其初始磁化特性的升高量進一步變低。又，含有Al2O3和CaO的燒結(jié)體(表1的No.4、6和8)，比只含有Al2O3的燒結(jié)體(表1的No.25和No.26)及含有Al2O3、CaO和Cr2O3的燒結(jié)體(表1的No.24)更能壓低初始磁化特性的升高。
圖5是表示表1的樣品No.23、No.30、No.4和No.8的各樣品的初始磁化特性的圖表。由圖5的結(jié)果可知，將CaO的含量設(shè)定為一定量的狀態(tài)下，增加Al2O3的含量，這樣，更能夠壓低初始磁化特性。
圖6是表示表1的樣品No.23、No.2、No.4、No.6和No.8的各樣品的疊加特性的圖表。從表中可知，與不含有Al2O3、CaO和Cr2O3中的任意一種的燒結(jié)體(表1的No.23)的疊加特性相比，含有Al2O3和CaO的燒結(jié)體(表1的No.2、4、6和8)的疊加特性良好。特別是，含有1500ppm Al2O3、200ppm或500ppmCaO的燒結(jié)體(表1的No.6和8)，能夠得到更好的疊加特性。
接著，通過比較表1的樣品No.9～12，調(diào)查CuO置換率和初始磁化特性及飽和磁通密度的關(guān)系。在Al2O3和CaO的各含量為一定量(1500ppm的Al2O3、500ppm的CaO)的狀態(tài)下，改變主成分比率，僅使CuO的置換率起了變化。根據(jù)該結(jié)果，可知CuO的置換率是15.00％或20.00％，能夠同時并存初始磁化特性和飽和磁通密度。一旦將CuO的置換率增加到25.00％，則初始磁化特性降低。
以上，通過表1及圖3～6所示的結(jié)果，可知含有49.50mol％的Fe2O3、29.00mol％的NiO+CuO的混合物(但是，CuO的置換率是15.00％或20.00％)、1500ppm的Al2O3、500ppm的CaO的燒結(jié)體的特性最好。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明主要可以用于電源系統(tǒng)的磁性元件，例如制造或使用電感器、變壓器等的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種Ni-Zn系鐵氧體合成物，含有氧化鐵(Fe2O3)、氧化鎳(NiO)、氧化銅(CuO)及氧化鋅(ZnO)，作為評價條件使用閉合磁路構(gòu)成的評價用磁芯時，以式子Δμa/μa＝(1-μa0/μa1)×100表示的振幅相對磁導(dǎo)率的溫度變化率在-30～85℃的溫度環(huán)境下處于-6％～+6％的范圍內(nèi)，其中，式中μa0為20℃的振幅相對磁導(dǎo)率、μa1為規(guī)定溫度的振幅相對磁導(dǎo)率。
2.一種Ni-Zn系鐵氧體合成物，其特征在于含有48.2mol％～48.8mol％的氧化鐵(Fe2O3)、26.7mol％～27.3mol％的氧化鎳(NiO)和氧化銅(CuO)混合物、剩余摩爾百分比的氧化鋅(ZnO)以及相對于上述各成份總重量而言、300～1800ppm的氧化鉍(Bi2O3)，其中，氧化銅的置換率為30.0％；
3.如權(quán)利要求2所述的Ni-Zn系鐵氧體合成物，其特征在于上述氧化鉍的含有率在700～1300ppm范圍內(nèi)。
4.一種天線線圈，其特征在于該天線線圈采用如權(quán)利要求1、2或3所述的Ni-Zn系鐵氧體合成物。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于謀求天線線圈構(gòu)成時所使用的特性范圍內(nèi)的頻率特性以及電流值的穩(wěn)定化。本發(fā)明的Ni－Zn系鐵氧體合成物含有氧化鐵(Fe
文檔編號C01G49/00GK1787126SQ200510118630
公開日2006年6月14日 申請日期2005年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者田中寬 申請人:勝美達集團株式會社