铁氧体烧结体和其制造方法技术

本发明专利技术提供了Ｚ型六方铁氧体的铁氧体烧结体，包含１７ｍｏｌ％至２１ｍｏｌ％的ＢａＯ、６ｍｏｌ％至１３ｍｏｌ％的ＣｏＯ和余量Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］作其主组分；而且还含有基于主组分按Ｌｉ↓［２］ＣＯ↓［３］计算为０．０５质量％至１．０质量％的Ｌｉ和基于主组分按ＳｉＯ↓［２］计算为０．０５质量％至０．５质量％的Ｓｉ。此外，按烧结体的截面面积比计算，尖晶石型铁氧体相占包含Ｚ型铁氧体相和尖晶石型铁氧体相的全部相的比例为５％或更小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在高频领域使用的磁性材料，更特别涉及Z型六方铁氧体的烧结体，该Z型六方铁氧体的烧结体可用于在数MHz至数GHz的高频段使用的电子元件和/或电磁波吸收器中，所述电子元件如扼流线圈、噪音抑制设备等。
技术介绍
近年来随着移动电话、无线局域网(LAN)和个人计算机在高频段的使用越来越多，要求安装在电子产品中的电子元器件本身也可以在高频环境中工作。但是，由于称为Snoek’s限制的频率限制，常规的尖晶石铁氧体不能在高频中使用。为解决上述问题，正在对具有易磁化面和六方晶体结构的六方铁氧体进行研究，以用作能克服频率限制问题并能在高频领域使用的材料。在六方铁氧体产品中，已知含Co的Z型六方铁氧体具有较高的初始导磁率和优良的高频特性。当在线圈部件等电子元件中使用六方铁氧体时，从获得绝缘性的角度看，要求六方铁氧体除具有高的初始导磁率和优良的高频特性外，还需具有高的体积电阻率。为满足上述要求，在日本专利公报特开平9-110432中公开了适合用于电感元件的Z型六方铁氧体，该铁氧体是通过使Si(硅)和Ca(钙)含于其中制造的。此外，日本专利公报特开平9-129433描述了通过添加Si和Ca可以提高高频特性。此外，日本专利公报特开平10-92624描述了可以如下制造的高电阻率六方铁氧体使用作主组分的氧化物以及Si和Pb等含于其中以使SiO2和PbO玻璃化。类似地，日本专利公报特开2001-39718描述了高电阻效果，以及通过在煅烧处理后同时添加Bi2O3和Mn3O4，然后进行烧结，从而制造在高频段具有优良磁性并具有高电阻率的氧化物磁性材料的方法。日本专利公报特开2002-362968描述了无需任何添加剂而制造高电阻铁氧体的方法在烧结过程的冷却步骤中提供低冷却率区，其中冷却率大于或等于0℃/min但小于1℃/min，由此可以得到高电阻率的铁氧体。此外，日本专利公报特开2003-2656描述了如下提高电阻的方法掺混1-10质量％的碳酸钡或碳酸锶或碳酸钡和碳酸锶二者或0.5质量％的SiO2。此外，日本专利公报特开昭50-32207描述了如下可以提高初始导磁率的温度特性的方法用Co3+和Li+代替Z型铁氧体的部分二价离子。然而，在上述参考文献中公开的常规六方铁氧体中，不能制得能够同时满足所需高导磁率和所需高体积电阻率的高频特性优良的六方铁氧体。即，常规的Z型六方铁氧体的铁氧体烧结体不能提供完全令人满意的特性。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供具有高密度(下文，“密度”是指烧结体的密度)和优良初始导磁率、优良高频特性及优良体积电阻率的铁氧体烧结体以及制造上述铁氧体烧结体的方法。根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了包含如下组分的Z型六方铁氧体的铁氧体烧结体17mol％至21mol％的BaO、6mol％至13mol％的CoO和余量的Fe2O3作主组分；基于主组分按Li2CO3计算为0.05质量％至1.0质量％的Li；和基于主组分按SiO2计算为0.05质量％至0.5质量％的Si。也就是说，通过使Li和Si共同含于烧结体中，可以得到具有高初始导磁率、高密度和高体积电阻率的Z型六方铁氧体。此外，术语“Z型六方铁氧体的铁氧体烧结体”并不意味着仅由Z型六方铁氧体组成的铁氧体烧结体。换言之，术语“Z型六方铁氧体的铁氧体烧结体”可包含其它相，如尖晶石型铁氧体相等。在下文中，该结构具有相同的含义。此外，术语如“17mol％至21mol％”意指“介于17mol％和21mol％之间，包括两端点”。下文，包含“至”的术语具有相同的含义。在前述中，优选方式是其中按铁氧体烧结体的截面面积比计算，铁氧体烧结体中尖晶石型铁氧体相占由Z型铁氧体相和尖晶石型铁氧体相组成的全部相的比例为5％或更小的铁氧体烧结体。也就是说，通过使Li和Si含于其中并使尖晶石型铁氧体相的比例在上述范围内，可以得到具有高初始导磁率和高密度的Z型六方铁氧体。烧结体中尖晶石型铁氧体相占由Z型铁氧体相和尖晶石型铁氧体相组成的全部相的比例，是以尖晶石型铁氧体相占由Z型铁氧体相和尖晶石型铁氧体相组成的全部相的面积比计算的，它是如下获得的在烧结体的截面上进行镜面抛光，然后利用SEM(扫描电子显微镜)/EDX(能量弥散X-射线荧光分光计)在放大1000倍的观测像中进行相的识别和观察。另一优选方式是其中主组分含18.2mol％至19.8mol％的BaO、8mol％至11.5mol％的CoO和余量Fe2O3的铁氧体烧结体。也就是说，通过使主组分的组成落在上述范围内可以抑制尖晶石型铁氧体相的产生。另一优选方式是其中密度为4.95×103kg/m3或更大的铁氧体烧结体。也就是说，通过使Li和Si含于其中，可以得到4.95×103kg/m3或更大的密度，并且可以得到具有高导磁率和高强度的铁氧体烧结体。另一优选方式是其中烧结体截面的平均晶粒直径为20μm或更大的铁氧体烧结体。也就是说，除了通过使Li含于其中得到高密度效果外，通过使烧结体的平均晶粒直径落在上述范围内，还可以得到高初始导磁率的效果。平均晶粒直径表示用引出的直线上长1mm的线段的长度除以在镜面抛光和蚀刻后的烧结体截面的显微观测图像中的晶粒数量得到的值。如果线段一端在晶粒中消失，则将该晶粒计数为0.5个。另一优选方式是其中在100kHz的频率下初始导磁率μi为14或更大的铁氧体烧结体。也就是说，通过使Li和Si含于其中得到高密度，可以获得在100kHz的频率下为14或更大的初始导磁率。Z型六方铁氧体原本就在高频特性方面性能优良，这用来为使用它的电子器件提供高性能。而且，在本专利技术中，除非另外说明，初始导磁率值为在100kHz频率下获得的值。另一优选方式是其中含有基于主组分按Mn3O4计算为0.05质量％至5质量％的Mn的铁氧体烧结体。也就是说，含有Mn可用来保持高电阻和提高初始导磁率。另一优选方式是其中在100kHz的频率下初始导磁率μi大于或等于15，且体积电阻率ρ大于或等于104Ω·m的铁氧体烧结体。也就是说，如上所述的烧结体可适合用于在高频下运行的电子元件中。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了制造铁氧体烧结体的方法，包括煅烧过程，用以煅烧混合的原料粉末；粉碎过程，用以粉碎在煅烧过程中得到的煅烧粉末；成型过程，用以将粉碎过程中得到的粉碎粉末成型；和烧结过程，用以烧结在成型过程中得到的压坯(green compact)，从而得到Z型六方铁氧体的烧结体。其中铁氧体烧结体含有17mol％至21mol％的BaO、6mol％至13mol％的CoO和余量的Fe2O3作为其主组分，并含有基于主组分按Li2CO3计算为0.05质量％至1.0质量％的Li和基于主组分按SiO2计算为0.05质量％至0.5质量％的Si，而且其中煅烧过程是在950℃至1150℃的温度下进行的。也就是说，通过在上述温度范围内进行煅烧处理，可以抑制尖晶石型相的产生并可以得到高的导磁率。在前述中，优选方式是其中在煅烧过程中得到的煅烧粉末基本上具有由M型六方铁氧体相和Y型六方铁氧体相组成的两相。也就是说，通过使煅烧粉末具有M型六方铁氧体相和Y型六方铁氧体相，可以提高通过煅烧过程得到的Z型六方铁氧体相的铁氧体烧结体的初始导磁率。而且，在煅烧过程中得到的煅烧粉末基本上具有由M型六方本文档来自技高网...

【技术保护点】
Ｚ型六方铁氧体的铁氧体烧结体，包括：１７ｍｏｌ％至２１ｍｏｌ％的ＢａＯ、６ｍｏｌ％至１３ｍｏｌ％的ＣｏＯ和余量Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］作为其主组分；基于所述主组分按Ｌｉ↓［２］ＣＯ↓［３］计算为０．０５质量％至１．０质量％的Ｌｉ；和基于所述主组分按ＳｉＯ↓［２］计算为０．０５质量％至０．５质量％的Ｓｉ。

【技术特征摘要】
JP 2005-3-31 2005-101898;JP 2005-6-29 2005-1897341.Z型六方铁氧体的铁氧体烧结体，包括17mol％至21mol％的BaO、6mol％至13mol％的CoO和余量Fe2O3作为其主组分；基于所述主组分按Li2CO3计算为0.05质量％至1.0质量％的Li；和基于所述主组分按SiO2计算为0.05质量％至0.5质量％的Si。2.如权利要求1所述的铁氧体烧结体，其中按所述铁氧体烧结体的截面面积比计算，铁氧体烧结体中尖晶石型铁氧体相占由Z型铁氧体相和尖晶石型铁氧体相组成的全部相的比例为5％或更小。3.如权利要求2所述的铁氧体烧结体，其中在100kHz的频率下初始导磁率为14或更大。4.如权利要求2所述的铁氧体烧结体，其中按面积比计算，所述尖晶石型铁氧体相的比例为4％或更小。5.如权利要求4所述的铁氧体烧结体，其中在100kHz的频率下初始导磁率为15或更大。6.如权利要求1所述的铁氧体烧结体，其中所述主组分包括18.2mol％至19.8mol％的BaO、8mol％至11.5mol％的CoO和余量的Fe2O3。7.如权利要求6所述的铁氧体烧结体，其中所述主组分包括18.2mol％至19.8mol％的BaO、9mol％至10mol％的CoO和余量的Fe2O3。8.如权利要求1所述的铁氧体烧结体，其中按SiO2计算Si含量为0.05质量％至0.2质量％。9.如权利要求1所述的铁氧体烧结体，其中按Li2CO3计算Li含量为0.2质量％至0.8质量％。10.如权利要求9所述的铁氧体烧结体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤智绍，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]