JPH111702A - 鉄基金属−フェライト酸化物複合粉末の製造方法 - Google Patents
鉄基金属−フェライト酸化物複合粉末の製造方法Info
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- JPH111702A JPH111702A JP9153680A JP15368097A JPH111702A JP H111702 A JPH111702 A JP H111702A JP 9153680 A JP9153680 A JP 9153680A JP 15368097 A JP15368097 A JP 15368097A JP H111702 A JPH111702 A JP H111702A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】粉体の状態で、鉄基金属磁性粉末表面にフェラ
イト酸化物膜を均質かつ安定に形成させることによっ
て、飽和磁束密度が高く、高周波特性・初透磁率の改善
された磁芯の製造を可能にする製造方法を提供する。 【解決手段】鉄基金属磁性粉末を含むアルカリ水溶液
に、鉄の金属塩と、鉄以外の2価の金属塩1種以上とを
所定の配合比率として溶解した水溶液を、非酸化性雰囲
気中で添加した後、所定の温度に加熱しつつ、アルカリ
水溶液を添加してpH7以上とし、その後、酸素を含む
気体を吹き込み、前記鉄基金属磁性粉末の表面にフェラ
イト酸化物の被膜を形成することを特徴とする鉄基金属
−フェライト酸化物複合粉末の製造方法。
イト酸化物膜を均質かつ安定に形成させることによっ
て、飽和磁束密度が高く、高周波特性・初透磁率の改善
された磁芯の製造を可能にする製造方法を提供する。 【解決手段】鉄基金属磁性粉末を含むアルカリ水溶液
に、鉄の金属塩と、鉄以外の2価の金属塩1種以上とを
所定の配合比率として溶解した水溶液を、非酸化性雰囲
気中で添加した後、所定の温度に加熱しつつ、アルカリ
水溶液を添加してpH7以上とし、その後、酸素を含む
気体を吹き込み、前記鉄基金属磁性粉末の表面にフェラ
イト酸化物の被膜を形成することを特徴とする鉄基金属
−フェライト酸化物複合粉末の製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、初透磁率ならびに
鉄損が改善された高飽和磁束密度を有する軟磁性金属−
フェライト酸化物複合粉末の製造方法に関する。
鉄損が改善された高飽和磁束密度を有する軟磁性金属−
フェライト酸化物複合粉末の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ヘッドやスイッチング電源のトラン
スコア、平滑チョークなどの電子部品は、近年小型化、
高性能化の傾向にある、それにともなって、これらの部
品に用いられる素材についても材料の高性能化が求めら
れるようになってきた。このような材料としては、従
来、センダストやケイ素鋼(Si4−7%Fe)などの
鉄基合金系の金属磁性材料、またはソフトフェライトな
どの酸化物磁性材料のいずれかが使用されてきた。
スコア、平滑チョークなどの電子部品は、近年小型化、
高性能化の傾向にある、それにともなって、これらの部
品に用いられる素材についても材料の高性能化が求めら
れるようになってきた。このような材料としては、従
来、センダストやケイ素鋼(Si4−7%Fe)などの
鉄基合金系の金属磁性材料、またはソフトフェライトな
どの酸化物磁性材料のいずれかが使用されてきた。
【0003】上記金属磁性材料は、飽和磁束密度は高い
が、高周波特性が悪い、あるいは、酸化物磁芯に比べて
比較的初透磁率が低いという欠点があり、一方酸化物磁
性材では、高周波特性に優れ、初透磁率も比較的高くす
ることが可能だが、飽和磁束密度が低いという欠点がそ
れぞれあった。そこで、このような欠点を克服し、それ
ぞれの長所を生かした磁性材料の開発が行われ、金属磁
性材料と酸化物磁性材料を複合化することによって、磁
性材料の高性能化が図られてきた。
が、高周波特性が悪い、あるいは、酸化物磁芯に比べて
比較的初透磁率が低いという欠点があり、一方酸化物磁
性材では、高周波特性に優れ、初透磁率も比較的高くす
ることが可能だが、飽和磁束密度が低いという欠点がそ
れぞれあった。そこで、このような欠点を克服し、それ
ぞれの長所を生かした磁性材料の開発が行われ、金属磁
性材料と酸化物磁性材料を複合化することによって、磁
性材料の高性能化が図られてきた。
【0004】特開昭56−38402号公報には、1〜
10μの粒子からなる金属磁性材料の表面を、M−Fe
x O4 (但しM=Ni、Mn、Zn、Fex ≦2)で表
されるスピネル組成の金属酸化物磁性材料で被覆してな
る高密度焼結磁性体が開示され、さらに、実施例1に
は、金属磁性体を、所望の硫酸ニッケル水溶液と、硫酸
亜鉛水溶液と、硫酸鉄水溶液を混ぜ合わせた後、この混
合液を加熱して、90〜100℃に保ちながら攪拌し、
そこに金属磁性粉末を加えた後、水酸化ナトリウムをp
H12〜13になるまで加えて所定時間保持する。その
後、冷却して、純水でpH7まで洗浄した後、ろ過し、
固形物にアルコールを加えてから、真空乾燥し、金属酸
化物被覆金属磁性粉体を得る方法が開示されている。し
かし、この湿式フェライト製造方法では、フェライト粉
末が、金属磁性粉末の表面に形成されず、溶液中で独立
に形成されたり、フェライト粉末が金属表面で生成して
も、結晶粒が粗大化して、その後の工程で剥離するなど
して、金属粉末表面に均質で安定なフェライト被膜を形
成させることが困難であるという問題があった。
10μの粒子からなる金属磁性材料の表面を、M−Fe
x O4 (但しM=Ni、Mn、Zn、Fex ≦2)で表
されるスピネル組成の金属酸化物磁性材料で被覆してな
る高密度焼結磁性体が開示され、さらに、実施例1に
は、金属磁性体を、所望の硫酸ニッケル水溶液と、硫酸
亜鉛水溶液と、硫酸鉄水溶液を混ぜ合わせた後、この混
合液を加熱して、90〜100℃に保ちながら攪拌し、
そこに金属磁性粉末を加えた後、水酸化ナトリウムをp
H12〜13になるまで加えて所定時間保持する。その
後、冷却して、純水でpH7まで洗浄した後、ろ過し、
固形物にアルコールを加えてから、真空乾燥し、金属酸
化物被覆金属磁性粉体を得る方法が開示されている。し
かし、この湿式フェライト製造方法では、フェライト粉
末が、金属磁性粉末の表面に形成されず、溶液中で独立
に形成されたり、フェライト粉末が金属表面で生成して
も、結晶粒が粗大化して、その後の工程で剥離するなど
して、金属粉末表面に均質で安定なフェライト被膜を形
成させることが困難であるという問題があった。
【0005】一方、湿式フェライト形成反応機構の原理
については、木山らの研究(M, Kiyama: Bull. Chem. S
oc. Jap. 47(1974),1646. )によって、アルカリ水溶液
と2価の金属塩水溶液の中和反応で生成する2価金属の
水酸化物の酸化によって進行し、特に2価金属の水酸化
物が安定に生成する、pH、温度、雰囲気について研究
されたが、金属磁性材料粉末を添加せずに行われたの
で、この表面にフェライト酸化物被膜を形成するための
製造方法については、十分でなかった。
については、木山らの研究(M, Kiyama: Bull. Chem. S
oc. Jap. 47(1974),1646. )によって、アルカリ水溶液
と2価の金属塩水溶液の中和反応で生成する2価金属の
水酸化物の酸化によって進行し、特に2価金属の水酸化
物が安定に生成する、pH、温度、雰囲気について研究
されたが、金属磁性材料粉末を添加せずに行われたの
で、この表面にフェライト酸化物被膜を形成するための
製造方法については、十分でなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術が抱える上述したそれぞれの問題を克服し、粉体の
状態で、鉄基金属磁性粉末表面にフェライト酸化物膜を
均質かつ安定に形成させることによって、飽和磁束密度
が高く、高周波特性・初透磁率の改善された磁芯の製造
を可能にすることである。
技術が抱える上述したそれぞれの問題を克服し、粉体の
状態で、鉄基金属磁性粉末表面にフェライト酸化物膜を
均質かつ安定に形成させることによって、飽和磁束密度
が高く、高周波特性・初透磁率の改善された磁芯の製造
を可能にすることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく鋭
意研究した結果、発明者らは、特定の製造方法よにっ
て、金属磁性材料粒子表面に、この粒子と化学結合をも
った状態の安定なフェライト酸化物の微粒子からなる被
膜を形成させることによって、鉄基金属磁性材料の初透
磁率・鉄損が改善されることを見い出した。すなわち本
発明は、鉄基金属磁性粉末を含むアルカリ水溶液に、鉄
の金属塩と、鉄以外の2価の金属塩1種以上とを所定の
配合比率として溶解した水溶液を、非酸化性雰囲気中で
添加した後、所定の温度に加熱しつつ、アルカリ水溶液
を添加してpH7以上とし、その後、酸素を含む気体を
吹き込み、前記鉄基金属磁性粉末の表面にフェライト酸
化物の被膜を形成することを特徴とする鉄基金属−フェ
ライト酸化物複合粉末の製造方法を提供する。まず、本
発明の製造方法で得られる鉄基金属磁性材料の初透磁率
が高く、鉄損が小さく、改善される仕組を述べる。
意研究した結果、発明者らは、特定の製造方法よにっ
て、金属磁性材料粒子表面に、この粒子と化学結合をも
った状態の安定なフェライト酸化物の微粒子からなる被
膜を形成させることによって、鉄基金属磁性材料の初透
磁率・鉄損が改善されることを見い出した。すなわち本
発明は、鉄基金属磁性粉末を含むアルカリ水溶液に、鉄
の金属塩と、鉄以外の2価の金属塩1種以上とを所定の
配合比率として溶解した水溶液を、非酸化性雰囲気中で
添加した後、所定の温度に加熱しつつ、アルカリ水溶液
を添加してpH7以上とし、その後、酸素を含む気体を
吹き込み、前記鉄基金属磁性粉末の表面にフェライト酸
化物の被膜を形成することを特徴とする鉄基金属−フェ
ライト酸化物複合粉末の製造方法を提供する。まず、本
発明の製造方法で得られる鉄基金属磁性材料の初透磁率
が高く、鉄損が小さく、改善される仕組を述べる。
【0008】一般に初透磁率が低い金属磁性材料は、磁
気異方性が大きいことが特徴的である。磁気異方性が大
きいと、抗磁力が大きくなって外部磁界の印加に対して
磁化しにくいため、初透磁率が低い。初透磁率μi は下
記式(1)の如く磁気異方性定数K1 に反比例する。 μi ∝Ms 2 /(aK1 +bλσ)・・・・・(1) (ここで、μi は初透磁率、Ms は飽和磁化、K1 は磁
気異方性定数、λは磁歪定数、σは内部応力、aおよび
bは定数である。)
気異方性が大きいことが特徴的である。磁気異方性が大
きいと、抗磁力が大きくなって外部磁界の印加に対して
磁化しにくいため、初透磁率が低い。初透磁率μi は下
記式(1)の如く磁気異方性定数K1 に反比例する。 μi ∝Ms 2 /(aK1 +bλσ)・・・・・(1) (ここで、μi は初透磁率、Ms は飽和磁化、K1 は磁
気異方性定数、λは磁歪定数、σは内部応力、aおよび
bは定数である。)
【0009】(1)式から、K1 が大きい物質のμi を
改善するには、分子のλσを小さく、できるならば負値
にしてK1 を相殺することが望ましい。そこで発明者ら
はK 1 が大きくλ>0なる鉄基金属磁性粉末の表面に、
金属よりも熱膨張係数の小さいフェライト酸化物被膜層
を常温より60℃以上の高温で被覆させたのち常温まで
冷却すれば、金属磁性材料表面では内部応力(σ)が負
となり、(1)式の分母でK1 を相殺し、結果的に初透
磁率(μi )を上げることに思い至った。すなわち、本
発明の技術の要点は、かような内部応力を小さく、好ま
しくは負とする酸化物被膜を金属磁性材料表面に形成す
ることである。
改善するには、分子のλσを小さく、できるならば負値
にしてK1 を相殺することが望ましい。そこで発明者ら
はK 1 が大きくλ>0なる鉄基金属磁性粉末の表面に、
金属よりも熱膨張係数の小さいフェライト酸化物被膜層
を常温より60℃以上の高温で被覆させたのち常温まで
冷却すれば、金属磁性材料表面では内部応力(σ)が負
となり、(1)式の分母でK1 を相殺し、結果的に初透
磁率(μi )を上げることに思い至った。すなわち、本
発明の技術の要点は、かような内部応力を小さく、好ま
しくは負とする酸化物被膜を金属磁性材料表面に形成す
ることである。
【0010】また、鉄基金属磁性粉末は、多くは表面に
凹凸のある不定形であり、磁芯を成形した場合に空隙が
形成され、反磁界の形成点となり、これが初透磁率を低
下させる第2の要因であった。本発明では、好ましく
は、60℃以上に加熱し、pHを7以上とした製造方法
により微細なフェライト酸化物が鉄基金属磁性粉末の凹
部を充填し、初透磁率の低下が抑制されていると考えら
れる。酸化物磁性材料に比べて、金属磁性材料の鉄損が
高い原因は、電気抵抗が比抵抗で少なくとも8桁以上低
いため、磁芯を作製した場合、低周波数領域では粒子間
の、数百kHz以上の高周波領域では粒子内外郭部を中
心に渦状に誘導電流(エディ−カレント)が生じ、鉄損
を増大させている。これを減少させるには、粒界近傍を
高抵抗化することによって、磁芯の粒子間および粒子内
での誘導電流を低減させることが、有効である。本発明
では、鉄基金属磁性材料粉の表面にフェライト酸化物被
膜を形成したので、粒界近傍が高抵抗化され、上記の理
由で鉄損が広い周波数帯域にわたって低減される。
凹凸のある不定形であり、磁芯を成形した場合に空隙が
形成され、反磁界の形成点となり、これが初透磁率を低
下させる第2の要因であった。本発明では、好ましく
は、60℃以上に加熱し、pHを7以上とした製造方法
により微細なフェライト酸化物が鉄基金属磁性粉末の凹
部を充填し、初透磁率の低下が抑制されていると考えら
れる。酸化物磁性材料に比べて、金属磁性材料の鉄損が
高い原因は、電気抵抗が比抵抗で少なくとも8桁以上低
いため、磁芯を作製した場合、低周波数領域では粒子間
の、数百kHz以上の高周波領域では粒子内外郭部を中
心に渦状に誘導電流(エディ−カレント)が生じ、鉄損
を増大させている。これを減少させるには、粒界近傍を
高抵抗化することによって、磁芯の粒子間および粒子内
での誘導電流を低減させることが、有効である。本発明
では、鉄基金属磁性材料粉の表面にフェライト酸化物被
膜を形成したので、粒界近傍が高抵抗化され、上記の理
由で鉄損が広い周波数帯域にわたって低減される。
【0011】次に、本発明の好ましい製造方法を以下に
説明する。
説明する。
【0012】本発明の製造方法では、 a)まず鉄基金属磁性粉末を含むアルカリ水溶液を作成
する。鉄基金属磁性粉末としては、例えばパーマロイ、
カルボニル鉄、センダスト、けい素鋼、純鉄、アモルフ
ァス鉄等の粒径20〜150μmの粉末が例示できる。
アルカリ水溶液中の溶質は、水酸化ナトリウム、炭酸水
素ナトリウム、炭酸ナトリウムのいずれでも良く、ナト
リウム塩の代わりにカリウム塩を用いることも可能であ
る。 b)これとは別に、溶存酸素を少なくとも数mg/l以
下まで除去した水を用いて、所望のフェライト組成を形
成するに必要な配合比率とした鉄および鉄以外の一種以
上の2価の金属塩を溶解させた水溶液を作製する。鉄以
外の金属塩は、Mn,Zn,Ni,Mg,CuまたはC
oまたはこれらの任意の混合物が好ましい。公知である
が鉄および鉄以外の一種以上の2価の金属塩の水溶液が
酸性であるのは、MX2 +H2 O→M(OH)+ +H+
+2X- なる反応で水に溶解し、高濃度溶液では、強酸
性の水溶液を形成するからである。 c)これを工程a)の鉄基金属磁性材料粉末を浸漬させ
たアルカリ水溶液中に攪拌しつつ、チッ素、アルゴン等
の非酸化性雰囲気中で、常温で添加する。この金属塩溶
解水溶液は、MnZnフェライト、NiZnフェライ
ト、CuZnフェライト、フェライト等の組成を硫酸
塩、硝酸塩、塩酸塩、酢酸塩等として溶解した水溶液が
例示できる。 d)この混合溶液を60℃以上90℃以下に加熱するの
が好ましい。 e)これにさらにアルカリ水溶液を滴下して、溶液のp
Hを少なくとも7以上、望ましくは7以上11以下とす
る。 f)この後、溶液を攪拌しつつ、反応槽底部から例えば
空気、その他の酸素混合ガス等の酸素を含む気体を吹き
込み、鉄基金属磁性粉末の表面にフェライト酸化物被膜
を形成させる。
する。鉄基金属磁性粉末としては、例えばパーマロイ、
カルボニル鉄、センダスト、けい素鋼、純鉄、アモルフ
ァス鉄等の粒径20〜150μmの粉末が例示できる。
アルカリ水溶液中の溶質は、水酸化ナトリウム、炭酸水
素ナトリウム、炭酸ナトリウムのいずれでも良く、ナト
リウム塩の代わりにカリウム塩を用いることも可能であ
る。 b)これとは別に、溶存酸素を少なくとも数mg/l以
下まで除去した水を用いて、所望のフェライト組成を形
成するに必要な配合比率とした鉄および鉄以外の一種以
上の2価の金属塩を溶解させた水溶液を作製する。鉄以
外の金属塩は、Mn,Zn,Ni,Mg,CuまたはC
oまたはこれらの任意の混合物が好ましい。公知である
が鉄および鉄以外の一種以上の2価の金属塩の水溶液が
酸性であるのは、MX2 +H2 O→M(OH)+ +H+
+2X- なる反応で水に溶解し、高濃度溶液では、強酸
性の水溶液を形成するからである。 c)これを工程a)の鉄基金属磁性材料粉末を浸漬させ
たアルカリ水溶液中に攪拌しつつ、チッ素、アルゴン等
の非酸化性雰囲気中で、常温で添加する。この金属塩溶
解水溶液は、MnZnフェライト、NiZnフェライ
ト、CuZnフェライト、フェライト等の組成を硫酸
塩、硝酸塩、塩酸塩、酢酸塩等として溶解した水溶液が
例示できる。 d)この混合溶液を60℃以上90℃以下に加熱するの
が好ましい。 e)これにさらにアルカリ水溶液を滴下して、溶液のp
Hを少なくとも7以上、望ましくは7以上11以下とす
る。 f)この後、溶液を攪拌しつつ、反応槽底部から例えば
空気、その他の酸素混合ガス等の酸素を含む気体を吹き
込み、鉄基金属磁性粉末の表面にフェライト酸化物被膜
を形成させる。
【0013】pH7以上とする理由は、2価金属の水酸
化物Fe(OH)2 はpH7以上のアルカリ領域で形成
され、pH7未満の酸性領域では、これが溶解してしま
うので、フェライト被膜が形成されない。また、酸性溶
液中に酸素が混在すると、2価鉄と3価鉄が混在するい
わゆる緑さびが形成され、これがさらに酸化されると一
部はFeOOHとなって、フェライト酸化物を形成しな
いので、雰囲気を非酸化性とする。さらにフェライト酸
化被膜の効率的な形成のためには、混合の初期から溶液
のpHを7以上にすることがのぞましい。本製造方法で
は、アルカリ水溶液と金属塩水溶液との混合は、アルカ
リ水溶液中に酸性の金属塩水溶液を添加するので、2価
金属の水酸化物が優先的に形成される。
化物Fe(OH)2 はpH7以上のアルカリ領域で形成
され、pH7未満の酸性領域では、これが溶解してしま
うので、フェライト被膜が形成されない。また、酸性溶
液中に酸素が混在すると、2価鉄と3価鉄が混在するい
わゆる緑さびが形成され、これがさらに酸化されると一
部はFeOOHとなって、フェライト酸化物を形成しな
いので、雰囲気を非酸化性とする。さらにフェライト酸
化被膜の効率的な形成のためには、混合の初期から溶液
のpHを7以上にすることがのぞましい。本製造方法で
は、アルカリ水溶液と金属塩水溶液との混合は、アルカ
リ水溶液中に酸性の金属塩水溶液を添加するので、2価
金属の水酸化物が優先的に形成される。
【0014】また、アルカリ水溶液中にあらかじめ鉄基
金属磁性粉末を浸漬させるのは、前記2価金属水酸化物
を金属磁性材粒子表面に均一に形成させるためである。
金属磁性材粒子表面は、一般に酸化被膜に覆われてお
り、表面にはM−OHなる形で水酸基が形成され、溶液
中の水酸化物と水素結合を生じやすく、水酸化物の吸着
サイトとなるので2価金属水酸化物が均一に形成され
る。また、この中和反応時に酸素が存在すると、鉄基金
属磁性材粒子表面に水酸化物が吸着される以前に酸化さ
れて遊離状態でフェライト化するため、鉄基金属磁性粉
末と金属塩の水溶液との混合を非酸化性雰囲気で行われ
なければならない。
金属磁性粉末を浸漬させるのは、前記2価金属水酸化物
を金属磁性材粒子表面に均一に形成させるためである。
金属磁性材粒子表面は、一般に酸化被膜に覆われてお
り、表面にはM−OHなる形で水酸基が形成され、溶液
中の水酸化物と水素結合を生じやすく、水酸化物の吸着
サイトとなるので2価金属水酸化物が均一に形成され
る。また、この中和反応時に酸素が存在すると、鉄基金
属磁性材粒子表面に水酸化物が吸着される以前に酸化さ
れて遊離状態でフェライト化するため、鉄基金属磁性粉
末と金属塩の水溶液との混合を非酸化性雰囲気で行われ
なければならない。
【0015】また、鉄基金属磁性材粒子表面での水酸化
物の吸着サイトが、酸化被膜上に形成されることを考え
ると、金属磁性材粉末表面は、あらかじめ酸化されてい
ることが望ましいので、粉末製造の工程で表面が優先的
に酸化される、アトマイズ法によって製造された金属磁
性材粉末が好適である。
物の吸着サイトが、酸化被膜上に形成されることを考え
ると、金属磁性材粉末表面は、あらかじめ酸化されてい
ることが望ましいので、粉末製造の工程で表面が優先的
に酸化される、アトマイズ法によって製造された金属磁
性材粉末が好適である。
【0016】つぎに、酸素を含む気体を吹き込み上記水
酸化物の酸化反応を行う条件をpHを少なくとも7以上
11以下とした理由を述べる。発明者らは、60℃以上
の温度域の各温度・pH7以上の各pHで、上記湿式反
応によって鉄基金属磁性材粒子表面でのフェライト形成
反応を行ったところ、反応温度90℃、またはpH11
をそれぞれ超えると、鉄基金属磁性材粉末の表面のフェ
ライト酸化物は、粗大化し、被覆膜表面は、いわゆる肌
あれた性状で、フェライト膜質は不均質となるため、金
属磁性粉表面がフェライトに被覆されない面積が増大
し、金属粒子間の絶縁が不十分となるため、著しく鉄損
が増大することがわかった。また、pHが低いほど、反
応温度が低い程、形成される粒子は微細で、フェライト
膜質は均質であること、また、反応温度60℃以下、ま
たはpH7以下となると、反応中間体である2価金属の
水酸化物M(OH)2 が変質し、これを出発物質とした
フェライト以外の副生成物の生成量が増大し、本発明の
効果を相殺することを確認した。
酸化物の酸化反応を行う条件をpHを少なくとも7以上
11以下とした理由を述べる。発明者らは、60℃以上
の温度域の各温度・pH7以上の各pHで、上記湿式反
応によって鉄基金属磁性材粒子表面でのフェライト形成
反応を行ったところ、反応温度90℃、またはpH11
をそれぞれ超えると、鉄基金属磁性材粉末の表面のフェ
ライト酸化物は、粗大化し、被覆膜表面は、いわゆる肌
あれた性状で、フェライト膜質は不均質となるため、金
属磁性粉表面がフェライトに被覆されない面積が増大
し、金属粒子間の絶縁が不十分となるため、著しく鉄損
が増大することがわかった。また、pHが低いほど、反
応温度が低い程、形成される粒子は微細で、フェライト
膜質は均質であること、また、反応温度60℃以下、ま
たはpH7以下となると、反応中間体である2価金属の
水酸化物M(OH)2 が変質し、これを出発物質とした
フェライト以外の副生成物の生成量が増大し、本発明の
効果を相殺することを確認した。
【0017】したがって、フェライト膜形成反応のpH
については、上記領域で行うことが望ましいものと結論
した。反応温度の効果については、さらに詳しく述べ
る。図1に、同一組成のpH8.5の溶液中で、水アト
マイズ法で製造した純鉄粉表面にNiZnフェライト膜
を形成した複合粉末を用いて作製した圧粉磁芯につい
て、粉末製造温度と10kHzでの比初透磁率および1
00kHz、最大磁束密度100mTでの鉄損との関係
を示した。 比初透磁率 μi /μo μi 初透磁率、μo 真空の透磁率
については、上記領域で行うことが望ましいものと結論
した。反応温度の効果については、さらに詳しく述べ
る。図1に、同一組成のpH8.5の溶液中で、水アト
マイズ法で製造した純鉄粉表面にNiZnフェライト膜
を形成した複合粉末を用いて作製した圧粉磁芯につい
て、粉末製造温度と10kHzでの比初透磁率および1
00kHz、最大磁束密度100mTでの鉄損との関係
を示した。 比初透磁率 μi /μo μi 初透磁率、μo 真空の透磁率
【0018】図2に、同じ複合粉末を用いて作製した圧
粉磁芯の直流比抵抗を示した。図1より、反応温度が高
いほど、初透磁率は改善されるが、鉄損は、反応温度が
低いほど改善されている。図2より、磁芯の直流比抵抗
は、反応温度が低い程高くなった。反応温度が高いほ
ど、初透磁率が改善されるのは、フェライト膜形成温度
か高いほど、冷却後、熱膨張係数の大きい金属粉末表面
により大きな負の応力がかかり、(1)式での磁気異方
性を低減するためと解釈される。また、反応温度が低い
ほど、鉄損が改善されるのは、前述した通り、反応温度
が低いほど均質なフェライト膜が形成されるため、粒子
間を良く絶縁し、粒子表面がより高抵抗化されるため、
誘導電流による損失が低減されたものと解釈される。6
0〜90℃の範囲での複合粉末形成反応の温度は、複合
粉末の応用分野によって設定すればよく、初透磁率を改
善する場合は、より高温で、鉄損の改善を目的とするな
ら、より低温で行うことが望ましい。
粉磁芯の直流比抵抗を示した。図1より、反応温度が高
いほど、初透磁率は改善されるが、鉄損は、反応温度が
低いほど改善されている。図2より、磁芯の直流比抵抗
は、反応温度が低い程高くなった。反応温度が高いほ
ど、初透磁率が改善されるのは、フェライト膜形成温度
か高いほど、冷却後、熱膨張係数の大きい金属粉末表面
により大きな負の応力がかかり、(1)式での磁気異方
性を低減するためと解釈される。また、反応温度が低い
ほど、鉄損が改善されるのは、前述した通り、反応温度
が低いほど均質なフェライト膜が形成されるため、粒子
間を良く絶縁し、粒子表面がより高抵抗化されるため、
誘導電流による損失が低減されたものと解釈される。6
0〜90℃の範囲での複合粉末形成反応の温度は、複合
粉末の応用分野によって設定すればよく、初透磁率を改
善する場合は、より高温で、鉄損の改善を目的とするな
ら、より低温で行うことが望ましい。
【0019】
(実施例1)各種金属磁性粉末をそれぞれ0.5mol/l
の水酸化ナトリウム水溶液400mlに浸漬する。これ
とは別に、アルゴン雰囲気中、表1中に示した2価の金
属塩を所望のフェライト組成になる比率で、前記金属塩
の金属イオンの総量が、前記水酸化ナトリウム水溶液中
の水酸基と過不足なく水酸化物を形成するように計0.
1molを1600mlの十分溶存酸素を除去した水に溶
解して、水溶液を作製し、これを上記金属磁性材粉末を
浸漬させた上記水溶液中に非酸化性雰囲気中で常温で添
加した。この溶液を85℃に加熱しつつ、さらに6mol/
lの水酸化ナトリウム水溶液を滴下して、pHを10.
0に調整した。この後、溶液を攪拌しつつ、反応槽底部
から空気3 l/minを2時間吹き込んだ。空気の吹き込み
を停止したのち、鉄粉を含む沈殿を水洗し、これを乾燥
させて本発明の適合複合粉末を得た。
の水酸化ナトリウム水溶液400mlに浸漬する。これ
とは別に、アルゴン雰囲気中、表1中に示した2価の金
属塩を所望のフェライト組成になる比率で、前記金属塩
の金属イオンの総量が、前記水酸化ナトリウム水溶液中
の水酸基と過不足なく水酸化物を形成するように計0.
1molを1600mlの十分溶存酸素を除去した水に溶
解して、水溶液を作製し、これを上記金属磁性材粉末を
浸漬させた上記水溶液中に非酸化性雰囲気中で常温で添
加した。この溶液を85℃に加熱しつつ、さらに6mol/
lの水酸化ナトリウム水溶液を滴下して、pHを10.
0に調整した。この後、溶液を攪拌しつつ、反応槽底部
から空気3 l/minを2時間吹き込んだ。空気の吹き込み
を停止したのち、鉄粉を含む沈殿を水洗し、これを乾燥
させて本発明の適合複合粉末を得た。
【0020】上記複合粉末および比較のために上記フェ
ライト被覆処理を施さない鉄基金属磁性粉末のそれぞれ
について、0.6wt%のステアリン酸亜鉛を混合した
後、490MPaで、外形38mm×内径25mm×高さ6
mmに成形し、10kHzでの比初透磁率を測定した。結
果を、表1に示す。フェライト被膜を形成させた本発明
の適合試料の比初透磁率は、これを施さないものに比べ
て高く、金属粉末表面にフェライト被膜が安定に形成さ
れたことによる効果が確認された。
ライト被覆処理を施さない鉄基金属磁性粉末のそれぞれ
について、0.6wt%のステアリン酸亜鉛を混合した
後、490MPaで、外形38mm×内径25mm×高さ6
mmに成形し、10kHzでの比初透磁率を測定した。結
果を、表1に示す。フェライト被膜を形成させた本発明
の適合試料の比初透磁率は、これを施さないものに比べ
て高く、金属粉末表面にフェライト被膜が安定に形成さ
れたことによる効果が確認された。
【0021】(実施例2)各種金属磁性粉末をそれぞれ
0.5mol/lの水酸化カリウム水溶液400mlに浸漬
する。これとは別に、窒素雰囲気中、表2中に示した2
価の金属塩を所望のフェライト組成になる比率で、前記
金属塩の金属イオンの総量が、前記水酸化ナトリウム水
溶液中の水酸基と過不足なく水酸化物を形成するように
計0.1molを1600mlの十分溶存酸素を除去した
水に溶解して、水溶液を作製し、これを上記金属磁性材
粉末を浸漬させた上記水溶液中に常温で添加した。この
溶液を65℃に加熱しつつ、さらに6mol/lの水酸化カ
リウム水溶液を滴下して、pHを7.5に調整した。こ
の後、溶液を攪拌しつつ、反応槽底部から空気3 1/min
を6時間吹き込んだ。空気の吹き込みを停止したのち、
鉄粉を含む沈殿を水洗し、これを乾燥させて本発明の適
合複合粉末を得た。
0.5mol/lの水酸化カリウム水溶液400mlに浸漬
する。これとは別に、窒素雰囲気中、表2中に示した2
価の金属塩を所望のフェライト組成になる比率で、前記
金属塩の金属イオンの総量が、前記水酸化ナトリウム水
溶液中の水酸基と過不足なく水酸化物を形成するように
計0.1molを1600mlの十分溶存酸素を除去した
水に溶解して、水溶液を作製し、これを上記金属磁性材
粉末を浸漬させた上記水溶液中に常温で添加した。この
溶液を65℃に加熱しつつ、さらに6mol/lの水酸化カ
リウム水溶液を滴下して、pHを7.5に調整した。こ
の後、溶液を攪拌しつつ、反応槽底部から空気3 1/min
を6時間吹き込んだ。空気の吹き込みを停止したのち、
鉄粉を含む沈殿を水洗し、これを乾燥させて本発明の適
合複合粉末を得た。
【0022】上記複合粉末および比較のために上記フェ
ライト被覆処理を施さない金属磁性粉末のそれぞれにつ
いて、実施例1と同様にして試料を成形し、直流比抵抗
および100kHz、最大磁束密度100mTでの鉄損
を測定した。結果を、表2に示す。表2の結果から、適
合例7〜13と比較例4〜10とをそれぞれ対応させて
比較すると、フェライト被膜を形成させた試料の直流比
抵抗は、これを施さないものに比べて高く、鉄損は低減
している。すなわち、直流比抵抗が大となれば鉄損が小
となる関係がある。
ライト被覆処理を施さない金属磁性粉末のそれぞれにつ
いて、実施例1と同様にして試料を成形し、直流比抵抗
および100kHz、最大磁束密度100mTでの鉄損
を測定した。結果を、表2に示す。表2の結果から、適
合例7〜13と比較例4〜10とをそれぞれ対応させて
比較すると、フェライト被膜を形成させた試料の直流比
抵抗は、これを施さないものに比べて高く、鉄損は低減
している。すなわち、直流比抵抗が大となれば鉄損が小
となる関係がある。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、粉体の状態
で、鉄基金属磁性粉末表面にフェライト酸化物膜を均質
かつ安定に形成させることによって、飽和磁束密度が高
く、高周波特性・初透磁率の改善された磁芯を得ること
ができる。
で、鉄基金属磁性粉末表面にフェライト酸化物膜を均質
かつ安定に形成させることによって、飽和磁束密度が高
く、高周波特性・初透磁率の改善された磁芯を得ること
ができる。
【図1】 複合粉末の製造温度と比初透磁率および鉄損
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図2】 複合粉末の製造温度と直流比抵抗との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】鉄基金属磁性粉末を含むアルカリ水溶液
に、鉄の金属塩と、鉄以外の2価の金属塩1種以上とを
所定の配合比率として溶解した水溶液を、非酸化性雰囲
気中で添加した後、所定の温度に加熱しつつ、アルカリ
水溶液を添加してpH7以上とし、その後、酸素を含む
気体を吹き込み、前記鉄基金属磁性粉末の表面にフェラ
イト酸化物の被膜を形成することを特徴とする鉄基金属
−フェライト酸化物複合粉末の製造方法。 - 【請求項2】前記2価の金属塩が、Mn、Zn、Ni、
Mg、CuおよびCoの金属塩からなる群から選択され
る少なくとも1つである請求項1に記載の鉄基金属−フ
ェライト酸化物複合粉末の製造方法。 - 【請求項3】前記鉄基金属磁性粉末が、水アトマイズし
て製造される請求項1または2に記載の鉄基金属−フェ
ライト酸化物複合粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9153680A JPH111702A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 鉄基金属−フェライト酸化物複合粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9153680A JPH111702A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 鉄基金属−フェライト酸化物複合粉末の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH111702A true JPH111702A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15567823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9153680A Pending JPH111702A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 鉄基金属−フェライト酸化物複合粉末の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH111702A (ja) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003015109A1 (en) * | 2001-08-09 | 2003-02-20 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | Composite magnetic material prepared by compression forming of ferrite-coated metal particles and method for preparation thereof |
WO2004057627A1 (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | 電源用トランス又はリアクトル及びそれを用いたスイッチング電源、並びに複合磁性粒子粉末成形体とその製造方法 |
JP2006097124A (ja) * | 2004-09-06 | 2006-04-13 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | Mg含有酸化膜被覆軟磁性金属粉末の製造方法およびこの粉末を用いて複合軟磁性材を製造する方法 |
JP2006237548A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-09-07 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | Mg含有酸化膜被覆鉄粉末 |
JP2006233325A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-09-07 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | Mg含有酸化膜被覆鉄粉末 |
JP2006307312A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-11-09 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | 堆積膜被覆鉄粉末 |
JP2006319244A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | 酸化膜被覆鉄粉末およびその製造方法 |
CN1331169C (zh) * | 2002-06-06 | 2007-08-08 | 罗伯特·博施有限公司 | 软磁体粉末复合材料 |
JP2011009644A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Tdk Corp | フェライトコアおよび電子部品 |
EP2502689A2 (en) | 2005-01-25 | 2012-09-26 | Diamet Corporation | Iron powder coated with Mg-containing oxide film |
US8409371B2 (en) | 2004-09-06 | 2013-04-02 | Diamet Corporation | Method for producing soft magnetic metal powder coated with Mg-containing oxide film |
WO2016098961A1 (ko) * | 2014-12-18 | 2016-06-23 | (주)바이오제닉스 | 화장용 철분캡슐 및 이의 제조방법 |
JP2019033107A (ja) * | 2017-08-04 | 2019-02-28 | 日本特殊陶業株式会社 | 複合磁性粒子 |
JP2019186445A (ja) * | 2018-04-13 | 2019-10-24 | 株式会社豊田中央研究所 | 被覆処理液とその製造方法および被覆材の製造方法 |
CN113345703A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-09-03 | 马鞍山市鑫洋永磁有限责任公司 | 一种复合磁粉的制备方法 |
-
1997
- 1997-06-11 JP JP9153680A patent/JPH111702A/ja active Pending
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003015109A1 (en) * | 2001-08-09 | 2003-02-20 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | Composite magnetic material prepared by compression forming of ferrite-coated metal particles and method for preparation thereof |
CN1331169C (zh) * | 2002-06-06 | 2007-08-08 | 罗伯特·博施有限公司 | 软磁体粉末复合材料 |
WO2004057627A1 (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | 電源用トランス又はリアクトル及びそれを用いたスイッチング電源、並びに複合磁性粒子粉末成形体とその製造方法 |
JP2006097124A (ja) * | 2004-09-06 | 2006-04-13 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | Mg含有酸化膜被覆軟磁性金属粉末の製造方法およびこの粉末を用いて複合軟磁性材を製造する方法 |
US8409371B2 (en) | 2004-09-06 | 2013-04-02 | Diamet Corporation | Method for producing soft magnetic metal powder coated with Mg-containing oxide film |
US9269481B2 (en) | 2005-01-25 | 2016-02-23 | Diamet Corporation | Iron powder coated with Mg-containing oxide film |
JP2006237548A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-09-07 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | Mg含有酸化膜被覆鉄粉末 |
US8481178B2 (en) | 2005-01-25 | 2013-07-09 | Diamet Corporation | Iron powder coated with Mg-containing oxide film |
JP2006233325A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-09-07 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | Mg含有酸化膜被覆鉄粉末 |
EP2502689A2 (en) | 2005-01-25 | 2012-09-26 | Diamet Corporation | Iron powder coated with Mg-containing oxide film |
JP2006307312A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-11-09 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | 堆積膜被覆鉄粉末 |
JP2006319244A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | 酸化膜被覆鉄粉末およびその製造方法 |
JP2011009644A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Tdk Corp | フェライトコアおよび電子部品 |
WO2016098961A1 (ko) * | 2014-12-18 | 2016-06-23 | (주)바이오제닉스 | 화장용 철분캡슐 및 이의 제조방법 |
JP2019033107A (ja) * | 2017-08-04 | 2019-02-28 | 日本特殊陶業株式会社 | 複合磁性粒子 |
JP2019186445A (ja) * | 2018-04-13 | 2019-10-24 | 株式会社豊田中央研究所 | 被覆処理液とその製造方法および被覆材の製造方法 |
SE543864C2 (en) * | 2018-04-13 | 2021-08-17 | Denso Corp | Coating treatment solution, method of producing the same, and method of producing coating material |
CN113345703A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-09-03 | 马鞍山市鑫洋永磁有限责任公司 | 一种复合磁粉的制备方法 |
CN113345703B (zh) * | 2021-04-19 | 2022-11-29 | 马鞍山市鑫洋永磁有限责任公司 | 一种复合磁粉的制备方法 |
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---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
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A02 | Decision of refusal |
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