フェライト・ワールド

第3回 アンテナコイルにフェライトコアが使われるのは?

過去の記事を整理・一部リライトして再掲載したものです。 古い技術情報や、 現在、TDKで扱っていない製品情報なども含まれています。

天然磁石は地球が産んだフェライト磁石

磁石=マグネットの形容詞であるマグネチック(magnetic)という言葉には、“磁石の、磁気の”という意味のほかに、“人を引きつける・魅力的”という意味があります。琥珀(こはく)を摩擦するとチリや灰を引きつける現象(静電気)や、天然磁石(磁鉄鉱の仲間)が鉄を引きつける現象は、古くから知られていました。また、加熱するとチリや灰を吸い寄せるトルマリン(電気石)は、産地の名をとって“セイロン磁石”とも呼ばれました。モノを吸い寄せる性質は、昔はすべて人の心を引きつけてやまないマグネチックな存在だったのです。
鉱物学は19世紀の電磁気学、そして20世紀のエレクトロニクスの誕生にも大きく貢献しました。圧力を加えると電圧を発生する圧電現象は、電子ブザーや超音波振動子、圧力センサなどに利用されていますが、これはフランスのキュリー兄弟(兄:ジャック、弟:ピエール)により、トルマリンや水晶などの鉱物から最初に発見されました。
1930年、東京工業大学の加藤与五郎博士と武井武博士により発明されたフェライトもまた、閃亜鉛鉱など鉱石から亜鉛を取り出す工法の研究から誕生した電子材料です。亜鉛鉱石を焼いて酸化亜鉛としたのち硫酸で溶かし、これを電気分解すると亜鉛が得られますが、このとき鉱石に含まれる鉄酸化物が亜鉛と結合してフェライトとなります。亜鉛の収率を下げるやっかいな存在であったフェライトの研究をしているとき、偶然にも強い磁性を示すフェライトがあることが発見されたのです。こうして誕生したのが世界初のフェライト磁石であるOP磁石です。ほどなく両博士は軟磁性材料のフェライト(ソフトフェライト)も発明しました。その特許を譲り受けて工業化し、“オキサイドコア” という商品名で販売したのがTDKです(1935設立。当時の社名は東京電気化学工業)。
フェライトは2価の金属イオンM2+の酸化物(Mは元素記号ではなく、さまざまな金属元素を意味する略記号)と、3価の鉄イオンFe3+の酸化物が複合したMFe2O4 あるいはMO・Fe2O3の化学式で示される物質です。Mの位置にはコバルト、銅、マンガン、亜鉛など、さまざまな金属元素が入るため、きわめて多種多様なフェライトが得られます。 Mが鉄(Fe2+)の場合は、FeO・ Fe2O3 すなわちFe3O4となり、磁鉄鉱=マグネタイト(Fe3O4)の組成となります。紀元前の昔から人々を不思議がらせてきた天然磁石(磁鉄鉱の仲間)は、実は天然のフェライト磁石だったのです。自然のダイナミズムは地中に天然のフェライト磁石を産み、人類の技術は20世紀に人工のフェライト磁石をつくりだしたというわけです。

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