铁氧体磁芯、电子部件以及电源装置的制造方法_2

文档序号:9377461阅读:来源:国知局
3为 800 ~1600ppm。
[0034] 本发明铁氧体磁芯能够含有作为副成分的含量在50~750ppm范围内的Nb2O 5以 及含量在50~1500ppm范围内的Ta205。Nb以及Ta是起到一个提高晶界阻抗的作用的成 分。如果Nb换算成Nb2O5小于50ppm或者Ta换算成Ta 205小于50ppm的话则没有改善效 果。另外,如果Nb换算成Nb2O5超过750ppm或者Ta换算成Ta 205超过1500ppm的话,则缘 由异常粒子生长,磁芯损耗变大,所以将Nb2O5的含量限定在50~750ppm的范围内并且将 Ta2O5的含量限定在50~1500ppm的范围内。因为如果含量变多的话则会发生异常粒子生 长,所以优选将Nb2O5的含量控制在100~300ppm的范围内并将Ta2O 5的含量控制在100~ 600ppm的范围内。
[0035] 本发明铁氧体磁芯能够含有作为副成分的含量在50~1000 ppm范围内的V20 5。V 是起到一个提高晶界阻抗的作用的成分。如果V换算成V2O5小于50ppm的话则没有改善效 果。另外,如果V换算成V2O5超过1000 ppm的话则缘由异常粒子生长,磁芯损耗变大,所以 将V2O5的含量限定在50~1000 ppm的范围内。因为如果含量变多的话则会发生异常粒子 生长,所以优选将V2O5的含量控制在100~500ppm的范围内。
[0036] 本发明铁氧体磁芯能够含有作为副成分的含量在500~8000ppm范围内的Sn02。 SnO2是存在于一部分晶界并在烧结后的冷却过程中助长晶界再氧化以至于使损耗降低的 成分。SnO2还起到的作用是作为4价离子与尖晶石晶格的原子进行置换并使底部温度降低。 然而,因为如果添加量过多的话则会引起异常粒子生长从而损耗变高,所以要含有500~ 8000ppm范围内的SnO2。优选含有1000~3000ppm范围内的SnO2。还有,这些成分并不一定 有必要以氧化物的形式进行添加,例如即使是以碳酸盐的形式进行混合也是没有关系的。
[0037] 本发明铁氧体磁芯通过适当选择以上所述的组成从而就能够抑制在100°C条件下 的损耗。
[0038] 接着,就对于本发明所涉及的铁氧体磁芯来说适宜的制造方法作如下说明。
[0039] 作为主成分的原料使用氧化物或者由加热而成氧化物的化合物粉末。具体地来说 能够使用Fe2O3粉末、Mn 304粉末以及ZnO粉末等。各个原料粉末的平均粒径可以在0. 1~ 3 μπι范围内作适当选择。在湿式混合主成分的原料粉末之后实行预烧制。预烧制的温度如 果是在800~1100°C范围内的规定温度的话即可。预烧制的稳定时间如果是在0. 5~5小 时范围内作适当选择的即可。在预烧制之后,将预烧制材料粉碎至例如平均粒径为0. 5~ 3 μ m的程度。还有,在本发明中并不限定于以上所述的主成分原料,将含有2种以上金属的 复合氧化物的粉末作为主成分原料也是可以的。例如,通过氧化焙烧含有氯化铁以及氯化 锰的水溶液从而获得含有Fe以及Mn的复合氧化物的粉末。也可以混合该粉末和ZnO粉末 来作为主成分原料。在如此情况下,预烧制就不需要了。
[0040] 在预烧制之后添加副成分。对于预烧制后的添加来说既可以将副成分的原料添加 于预烧制材料并实行上述粉碎,又可以在预烧制材料粉碎之后添加并混合副成分的原料。 但是,对于NiO、Ti02、CoO来说也可以与主成分的原料一起提供给预烧制。
[0041] 作为副成分的原料也能够使用氧化物或者由加热而成为氧化物的化合物粉末。具 体地来说能够使用NiO粉末、Co3O4粉末、TiO 2粉末、SiO 2粉末、CaCO 3粉末、Nb 205粉末、Ta 205粉末、311〇2粉末等。
[0042] 就由主成分以及副成分构成的混合粉末而言,为了顺利地实行以后的成型工序而 对颗粒实行造粒。造粒例如能够使用喷雾干燥机来实行。将少量的粘接材料例如聚乙烯醇 (PVA)添加于混合粉末,用喷雾干燥机来对该混合物实施喷雾以及干燥。所获得的颗粒的粒 径优选为80~300 μ m的程度。
[0043] 所获得的颗粒使用例如具有规定形状的膜具的压制机从而被成型为所希望的形 状,该压制后的成型体被提供给烧成工序。
[0044] 在烧成工序中有必要控制烧成温度和烧成气氛。烧成温度能够从1250~1500°C 的范围中作适当选择,但是对于充分发挥本发明的铁氧体磁芯的效果来说优选在1300~ 1400°C的范围内实行烧成。烧成气氛如果是在氮和氧的混合气氛中适当调整氧分压的话即 可。
[0045] 被烧成了的本发明所涉及的铁氧体磁芯能够获得的相对密度优选为93%以上,更 加优选为95%以上。
[0046] 由本发明获得的铁氧体磁芯能够被用于变压器,由本发明获得的变压器能够被用 于开关电源装置。
[0047] 图I (a)是表示本实施方式所涉及的E字型铁氧体磁芯的立体图。如图I (a)所示, E字型铁氧体磁芯10被称作为E型磁芯等,并且能够被用于变压器等。作为采用了如铁氧 体磁芯10那样的E型磁芯的变压器众所周知为如图I (b)所示那样的2个E型磁芯被相对 配置于内部的结构。
[0048] 图2是表示开关电源装置结构的方块图。
[0049] 图2所表示的开关电源装置200是一种为了将直流输入电压Vin转换成直流输出 电压Vciut的装置(DC/DC转换器),并具备除去包含于直流输入电压V ιη中的噪声成分的输入 滤波器201、将输入滤波器201的输出转换成交流的开关电路202、对开关电路202的输出 实施变压的变压器203、将变压器203的输出转换成直流的整流电路204、对整流电路的输 出实行平滑化的平滑电路205。在具有像这样结构的开关电路装置200中,如果作为变压 器203的磁芯而使用本发明所涉及的磁芯的话则因为能够抑制在变压器203上发生的音鸣 声,所以能够解决开关电源装置200的噪音问题。
[0050] 图2所表示的开关电源装置200特别适宜作为汽车用的开关电源装置来进行使 用。
[0051] 图3是概略地表示装备了开关电源装置200的汽车主要部分的方块图。
[0052] 如图3所示,在将开关电源装置200用于汽车的情况下,开关电源装置200被设置 于高压电池210与电气设备220以及低压电池230之间,将从高压电池210被提供的大约 144V或大约288V的高压降压至大约14V并将该14V电压提供给电气设备220,并且起到对 低压电池230实施充电的作用。作为电气设备220可以列举汽车所具备的空调和音响设备 等。
[0053] 给高压电池210的充电是由从发电装置240被提供的电力来实行的。另外,高压 电池210的输出也被提供给电动机250,电动机250是基于从高压电池210被提供的高电压 (大约144V或大约288V)被驱动系统260驱动的。还有,在燃料电池汽车中燃料电池主体 成为发电装置240,在混合动力汽车中电动机250变成兼任发电装置240。
[0054] 以上已就本发明的优选的实施方式作了说明,但是本发明并不限定于上述实施方 式,只要是在不脱离本发明宗旨的范围内各种各样的变更都是可能的,那些变更不言而喻 也包含于本发明的范围内。
[0055] [实施例]
[0056] 以下是根据具体的实施例说明本发明。
[0057] 作为主成分原料是使用Fe2O3粉末、Mn 304粉末以及ZnO粉末,作为副成分原料是使 用NiO粉末、TiO2粉末、Co A粉末、SiO 2粉末、CaCO 3粉末、Nb 205粉末、V 205粉末、Ta 205粉末 以及SnO2粉末。主成分的组成和副成分的组成被表示于表1~3。另外,除了被表示于表 1、2中的材料之外还添加 IOOppm的SiOjP 1000 ppm的CaCO 3以及200ppm的Nb 205。在湿式 混合这些粉末之后,在大气中以900°C的温度条件预烧制3小时。
[0058] 将胶粘剂加入到所获得的混合物中,在颗粒化之后进行成型从而获得圆环形状的 成型体、I字形状的成型体以及E字形状的成型体。通过在氧分压被控制的条件下以1300°C 温度(稳定部5小时,稳定部氧分压2% )进行烧成,从而获得圆环形状的铁氧体磁芯(外 径20mm、内径10mm、厚度5mm)、I字形状的铁氧体磁芯(长度70mm、宽度8mm、厚度8mm)以 及E字形状的铁氧体磁芯(长度40mm、高度15mm
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