本发明涉及用于各种电子元器件的磁体及其制造方法。 传统的磁体按如下方式制造。
首先，对铁氧体原料粉末进行焙烧，然后把焙烧体进行粉碎，把粉碎所得的粉末放入金属模具成型，从模具中取出成型体后进行最终烧结，从而制得磁体。
然而，对于这样制造的磁体而言，众所周知，在上述最终烧结中不可避免地存在收缩，因而考虑到这种收缩，就要按比期望尺寸略大的方式完成烧结。
因而，在最终烧结之后，对上述磁体必须按期望的大小和形状进行切削加工。
但是，由于经过最终烧结后的磁体非常硬，所以切削加工所用的切削刀具的磨损相当大，必须频繁地更换切削刀具，结果造成本提高。
因此最终烧结中，实质上不存在收缩，所以无需上述切削加工这样技术，已提出专利申请（特开平1-264959号公报）。
其中，首先在磁性粉末中混入一种选自硅、钛、铝的填充粉末，然后把该混合物置入模具进行成型，接着从模具中取出成型体，在氧气气氛中或者氮气气氛中进行最终烧结。
按照上述已有技术，由于填充粉末发生氧化膨胀或氮化膨胀，因而可以把最终烧结中的磁体的收缩抑制得非常小。
然而，磁性粉末中混入了硅、钛、铝等非磁性物，结果导致磁体的磁性能恶化。
因此，本发明的目的是提供一种因最终烧结所引起的尺寸变化较小，而又不会使磁性能恶化的磁体。
为了实现上述目的，本发明的磁体由烧结的铁氧体原料粉末形成的无数个铁氧体颗粒和铁氧体化的防止收缩颗粒组成;所述的防止收缩颗粒位于多个铁氧体颗粒之间，并通过烧结与上述的与其周边邻接的铁氧体颗粒发生烧结反应，同时与氧气发生氧化反应。
按照上述组成，由烧结引起的磁体的尺寸变化率很小，而且磁特性也不会恶化。其原因在于，防止收缩颗粒存在于铁氧体颗粒之间，并与那些与其周边邻接的铁氧体颗粒烧结，不会象已有技术那样，因铁氧体颗粒相互结合、彼此接近而产生收缩，而且防止收缩颗粒在与上述铁氧体颗粒烧结时，同时与氧气发生氧化反应，从而导致铁氧体化，由于未象已有技术那样混入的是非磁性物，得以避免磁性能的恶化。
图1是本发明一实施例中磁体内部结构的放大图;
图2是同一磁体的制造工序的一种状况的放大图;
图3是尺寸变化率的特性图。
图中参考标号：
1……铁氧体颗粒
1a……铁氧体粉末
2……防止收缩颗粒
2a……金属铁粉
3……空隙
实施例1
以下将参照附图对本发明的第一实施例进行说明。图1是本发明一个实施例的磁体内部结构的放大图。该磁体为圆筒状或平板状的。该磁体由无数个铁氧体颗粒1和位于这些无数个铁氧体颗粒1之间的防止收缩颗粒2构成。这些铁氧体颗粒1是按如下方式形成的，把Fe2O3、NiO、ZnO和CuO按摩尔比47.2∶15.5∶32.1∶5.2配成铁氧体原料粉末，把该粉末混合后进行烧结，然后经粉碎所得的铁氧体颗粒1a再次进行烧结。而且在所制得的铁氧体颗粒1中混入如图2所示的金属铁粉2a，其粒径在5μm以下，相对于铁氧体粉末，添加量为20份（重量），经烧结后，在铁氧体颗粒1之间形成防止收缩颗粒2，如图1所示。
磁体的制造方法包括，第1工序，其中把Fe2O3、NiO、ZnO和CuO按摩尔比47.2∶15.5∶32.1∶5.2配成铁氧体原料粉末，在1320℃烧结6小时;第2工序，其中把烧结体粉碎成粒径为40μm以下，制成铁氧体粉末1a;第3工序，其中在如图2的铁氧体粉末1a中混入用于形成防止收缩颗粒2的金属铁粉2a，其粒径为5μm以下，相对于铁氧体粉末1a，添加量为20份（重量）;第4工序，其中向铁氧体粉末1a和金属铁粉2a的混合物中添加7wt%的环氧树脂，制成造粒粉末;第5工序，其中把制成的造粒粉在3t/cm2的压力下制成内径7mm、外径12mm、厚3mm的圆筒状成型体;第6工序，其中把成型后的圆筒状成型体置于电炉内在1200℃烧结。
本实施例中，如图2所示的第3工序，主要特征在于用于形成防止收缩颗粒2的金属铁粉2a位于无数个铁氧体颗粒1之间，然后进行烧结。
即，按照这样，通过第6工序的烧结，金属铁粉2a和那些与其周边邻接的铁氧体颗粒1烧结，同时与氧气发生氧化反应，从而使图1所示的铁氧体颗粒1将因烧结而引起的相互接近被金属铁粉2a阻止，通过烧结金属铁粉2a成为防止收缩颗粒2，其结果尺寸变化率非常小。
而且，在第6工序中，也存在一部分铁氧体颗粒1相互烧结的情况，但如图2所示，在铁氧体颗粒1之间的大间隙中必定存在金属铁粉2a，从整体来说，铁氧体颗粒1与防止收缩颗粒2烧结，由此防止了收缩。
在第6工序的烧结时，金属铁粉2a与外部空气中的氧结合，由此产生氧化，粒径变大，如果铁氧体颗粒1之间的金属铁粉2a氧化变大，则由此也使铁氧体颗粒1之间的收缩变得微不足道。
金属铁粉2a与周边的铁氧体颗粒1烧结时，从铁氧体颗粒1扩散供给一部分元素，而且上述氧化也同时发生，从而使其自身也铁氧体化。图1中的3是烧结后形成的空隙。
此外，图3显示了金属铁粉2a的混合量与磁体尺寸变化率、机械强度的关系。相对于铁氧体粉末1a混入0-50份（重量）的金属铁粉2a，所得磁体用作试样。如图3所示，金属铁粉2a的混合量为5份（重量）以下时，机械强度很好，而防止收缩颗粒2的效果很弱，结果烧结中的尺寸变化率大，混合量为40份（重量）时，尺寸变化率很小，但不能获得足够的机械强度。因此，金属铁粉2a的混合量应在5份（重量）以上，40份（重量）以下。
此外，除了金属铁粉2a之外，添加2-30份（重量）的其它金属或金属化合物，作为防止收缩颗粒2所得的磁体特性，以及添加金属铁粉2a所得的磁体特性列在第1表以做比较。
表1
试样1-16是添加各种填充粉末（金属铁粉（Fe）、金属镍粉末（Ni）、金属锌粉末（Zn）、氧化铁粉末（FeO））所得的本实施例的磁体。
由表1可看出，为使尺寸变化率小的最佳混合量随填充粉末的种类不同而不同，而尺寸变化率随充填粉末混合量的增多而减小，可以获得与成型体尺寸相同的磁体。而且，在全部的试样1-16中，获得了非常好的磁特性和机械强度。
此外，把各种金属按任意的比例（wt%）配合成混合粉末作为填充粉末，相对于铁氧体粉末，添加15-25份（重量），所得磁体的特性列于表2以做比较。
表2
试样17-19是添加各种填充粉末（金属铁粉、金属镍粉末和金属锌粉末的混合粉末）所得的本实施例的磁体。
由表2可以看出，填充粉末也可是混合粉末，这样不但尺寸变化率小，而且磁体具有非常好的磁特性及机械强度。
实施例2
以下说明本发明的第2实施例。实施例2中所用的磁体及制造方法的构成与实施例1基本相同，因而省略。以下针对这些特性，对用于形成防止收缩颗粒2的填充粉末做各种变化的情况进行说明。
相对于用作形成铁氧体颗粒1的铁氧体粉末，添加20-25份（重量）填充粉末，所得磁体的特性列于表3。
表3
试样30-35是按不同的配合比例，添加各种填充粉末（金属铁粉（Fe）、金属镍粉末（Ni）、金属锌粉末（Zn）的混合粉末）所得的本实施例的磁体。
由表3可以看出，可以得到与成型体尺寸大体上相等的磁体，初始导磁率也比实施例1的试样大。
以各种金属或各种金属氧化物作为填充粉末，按与试样35的粉末中金属元素的构成比例相同的比例，制成混合粉末，相对于用于形成铁氧体颗粒1的铁氧体粉末，添加量为25份（重量），所得磁体的特性列于表4。
表4
试样36-38是按不同的配合比例，添加各种填充粉末（金属铁粉[粒径：5μm]、金属镍粉末[粒径：3μm]、金属锌粉末[粒径：7μm]、氧化镍粉末[粒径：1μm]、氧化锌粉末[粒径：1μm]、氧化铁粉末[粒径：1μm]的混合粉末）所得的本实施例的磁体。其中试样36的金属铁粉、氧化镍粉末和氧化锌粉末的配合重量比为57.6∶15.0∶27.4。试样37的金属镍粉末、氧化铁粉末和氧化锌粉末的配合重量比为9.7∶67.8∶22.5。试样38的金属锌粉末、氧化镍粉末和氧化铁粉末的配合重量比为18.5∶69.0∶12.5。
由表4可以看出，在试样36-38中，能获得尺寸与成型体大体相同的磁体，并具有非常好的磁特性及机械强度。
对试样30-38，做显示尖晶石结晶结构的X光衍射尖峰的观察，除了在实施例1试样观察到的尖晶石结晶结构之外，未观察到其它结晶结构的X光衍射尖峰。
由此得到启示，由于烧结生成物仅仅是具有尖晶石结晶结构的铁氧体烧结体，因而可获得初始导磁率优异的烧结体。
实施例3
下面对本发明的第3实施例进行说明。实施例3中所用的磁体及其制造方法与实施例1基本相同，因而省略。下面对关于这些特性变化填充粉末的情况进行说明。
以金属铁粉[粒径：5μm]、氧化镍粉末[粒径：1μm]、氧化锌粉末[粒径：1μm]、氧化铜粉末[粒径：1μm]作为填充粉末，按与铁氧体颗粒1的组成相同的组成，分别为55.8∶12.2∶27.6∶4.4的重量比配合成混合粉末，相对于用于形成铁氧体颗粒1的铁氧体粉末，添加25份（重量），所得磁体的特性如表5所示。
表5
由表5可看出，使试样内的组成变为均匀，可获得具有比实施例2大的初始导磁率的烧结磁体。而且，构成上述填充粉末的氧化物即使用金属粉末替换也能获得同样的结果。
实施例4
以下说明本发明的第4实施例。实施例4中所用的磁体是这样地制得的，铁氧体原料粉末摩尔配合比为47.8∶15.2∶32.0∶5.0，相对于用于形成铁氧体颗粒1的铁氧体粉末，混合50份（重量）的至少含Zn系铁氧体的填充粉末。磁体及其制造方法与实施例1大体相同，因而省略。以下说明这些特性。
本实施例的磁体的特性如表6所示。
表6
试样40-45是本实施例的磁体，比较样1是本实施例中不混合填充粉末的磁体，比较样2是本实施例中不混合填充粉末的磁体，比较样2是本实施例中不混合Zn系铁氧体的磁体，但混入按与铁氧体粉末相同组成的由金属铁粉和金属氧化物配合的充填粉末，相对于用来形成铁氧体颗粒1的铁氧体粉末，添加量为25重量份。
由表6可看出，试样40-45、比较样1、比较样2的磁特性和机械强度相同。不添加填充粉末的比较样1在烧结中产生了3%的尺寸收缩。添加填充粉末的试样40-45和比较样2的尺寸收缩率可以非常小。进一步把试样40-45与比较样2做比较，在试样40-45的情形，由于填充粉末含有Zn系铁氧体，填充粉末的最佳混合量变得较多，与比较样2相比，变形量得以改善，Zn系铁氧体粉末的混入，有助于制成尺寸精度高的磁体。
此外，实施例1-4中的初始导磁率、尺寸变化率、拉伸强度、变形量是按下列方式计算、测定的。
初始导磁率是这样测定的，首先在上述环状磁体上卷绕一层绝缘带，然后在整个周长上均匀地卷绕一层线径为0.26mm的绝缘铜线，用作准备好试样。随后，使用阻抗测定仪，测定磁场强度为0.8（A/m）以下，测定1MHz的自身电感L，算出初始导磁率。
尺寸变化率是这样测定的，对热处理前的环状成型体和热处理后的环状磁体的直径尺寸进行分别测定，算出比例。负号表示收缩。
拉伸强度是这样测定的，用二根细线分别在环状磁体上穿过一圈，其中一根固定，另一根在垂直方向上以5mm/min以下的速度拉伸，测定磁体破坏瞬间时的拉伸负荷，求出拉伸强度。
测定烧结后的环状磁体直径的最大值与最小值，根据其差算出变化量。
如上所述，本发明是关于磁体的构成，由铁氧体原料粉末经烧结形成的无数个铁氧体颗粒和铁氧体化的防止收缩颗粒构成，所述的防止收缩颗粒位于多个铁氧体颗粒之间，并通过烧结与上述的与其周边邻接的铁氧体颗粒发生烧结反应，同时与氧气发生氧化反应。
按照上述构成，可以提供烧结后磁体尺寸变化率小、而且也不会发生磁特性恶化的磁体。