JP2000086685A - 珪化カルボニル鉄の製造方法及び珪化カルボニル鉄 - Google Patents
珪化カルボニル鉄の製造方法及び珪化カルボニル鉄Info
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
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- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
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- C22C33/0228—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy comprising other non-metallic compounds or more than 5% of graphite
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 元素から簡単で、廉価な方法で、多岐の用途
に好適な鉄−珪素粉末を製造すること。 【解決手段】 ａ）２０〜９９．９重量％の微粒化カル
ボニル鉄及び ｂ）０．１〜８０重量％の微粒化珪素粉末からなり、成
分ａ）とｂ）の合計が１００重量％である鉄／珪素混合
物を加熱処理することにより珪化カルボニル鉄を製造す
る方法。
に好適な鉄−珪素粉末を製造すること。 【解決手段】 ａ）２０〜９９．９重量％の微粒化カル
ボニル鉄及び ｂ）０．１〜８０重量％の微粒化珪素粉末からなり、成
分ａ）とｂ）の合計が１００重量％である鉄／珪素混合
物を加熱処理することにより珪化カルボニル鉄を製造す
る方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、珪化カルボニル鉄
及びその製造方法に関する。
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次的な構成成分の割合の低いことが重
要である微粒化鉄粉末は、冶金学、電子工学、化学及び
薬学の多くの用途に必要とされている。ある用途では、
粉末の特定の珪素量が、その高純度であることに加え
て、望まれている。従って、珪素の添加は、鉄粉末の磁
気特性に影響を与えることが知られている。さらに、例
えばフィッシャー−トロプシュ(Fischer-Tropsch)法の
ＣＯの水素化における鉄−珪素合金の触媒作用が、文献
で知られている。さらに、鉄−珪素合金が、純粋な鉄よ
り、環境の影響に対する抵抗性が優れている。
要である微粒化鉄粉末は、冶金学、電子工学、化学及び
薬学の多くの用途に必要とされている。ある用途では、
粉末の特定の珪素量が、その高純度であることに加え
て、望まれている。従って、珪素の添加は、鉄粉末の磁
気特性に影響を与えることが知られている。さらに、例
えばフィッシャー−トロプシュ(Fischer-Tropsch)法の
ＣＯの水素化における鉄−珪素合金の触媒作用が、文献
で知られている。さらに、鉄−珪素合金が、純粋な鉄よ
り、環境の影響に対する抵抗性が優れている。
【０００３】高純度の珪素含有鉄粉は、揮発した鉄及び
珪素化合物の気相反応により得ることができる。このよ
うな方法は、先の優先権を有するが公開されていないＤ
Ｅ−Ａ１９７１６８８２に記載されいる。別の可能な方
法としては、元素から製造することである。
珪素化合物の気相反応により得ることができる。このよ
うな方法は、先の優先権を有するが公開されていないＤ
Ｅ−Ａ１９７１６８８２に記載されいる。別の可能な方
法としては、元素から製造することである。
【０００４】元素からの高純度の珪素含有鉄粉の製造
は、例えば原材料をボールミルで磨砕することによる機
械合金化により、今日屡々行われている。機械合金法
は、V.E.Martin et al., IEEE Trans. Magn. 26 (199
0), 2223-25頁及びM. Abdellaouiet al., J. Phys. IV
(1992), C3, 73-78頁に記載されている。これらの方法
の欠点は、数十時間から数百時間にも及び極めて長い加
工時間にある。
は、例えば原材料をボールミルで磨砕することによる機
械合金化により、今日屡々行われている。機械合金法
は、V.E.Martin et al., IEEE Trans. Magn. 26 (199
0), 2223-25頁及びM. Abdellaouiet al., J. Phys. IV
(1992), C3, 73-78頁に記載されている。これらの方法
の欠点は、数十時間から数百時間にも及び極めて長い加
工時間にある。
【０００５】鉄−珪素合金の加熱による製造方法が、例
えば、ＤＤ−Ａ２２８６７３及びＥＰ−Ａ０３３５２１
３に記載されている。これらの方法では、元素及び合金
粉末が、高圧で加圧され、焼結される。これらの方法
は、粉末の製造には向かず、むしろ完成成形体、例えば
磁気コア及び熱電対が得られる。
えば、ＤＤ−Ａ２２８６７３及びＥＰ−Ａ０３３５２１
３に記載されている。これらの方法では、元素及び合金
粉末が、高圧で加圧され、焼結される。これらの方法
は、粉末の製造には向かず、むしろ完成成形体、例えば
磁気コア及び熱電対が得られる。
【０００６】T.H. Song et al., J. Mater. Sci. Lett.
14 (1995), 1715-17頁には、「自己増殖高温合成(self
-propagating high-temperature synthesis)」での鉄−
珪素合金の製造が記載されている。ここでは、２０重量
％のＫＮＯ3を含む鉄と珪素粉末との混合物を１００Ｍ
ｐａで加圧してタブレットを得、次いで電気アーク放電
で発火させる。この方法は、化学工学の点から複雑であ
り、またＫＮＯ3の使用による危険性を回避できない。
14 (1995), 1715-17頁には、「自己増殖高温合成(self
-propagating high-temperature synthesis)」での鉄−
珪素合金の製造が記載されている。ここでは、２０重量
％のＫＮＯ3を含む鉄と珪素粉末との混合物を１００Ｍ
ｐａで加圧してタブレットを得、次いで電気アーク放電
で発火させる。この方法は、化学工学の点から複雑であ
り、またＫＮＯ3の使用による危険性を回避できない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、元素
から簡単で、廉価な方法で、多岐の用途に好適な鉄−珪
素粉末を製造することにある。
から簡単で、廉価な方法で、多岐の用途に好適な鉄−珪
素粉末を製造することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
が、ａ）２０〜９９．９重量％の微粒化カルボニル鉄及
び ｂ）０．１〜８０重量％の微粒化珪素粉末を含む鉄／珪
素混合物［但し、成分ａ）とｂ）の合計が１００重量％
である］を加熱処理することにより珪化カルボニル鉄を
製造する方法、により達成されることを見出した。
が、ａ）２０〜９９．９重量％の微粒化カルボニル鉄及
び ｂ）０．１〜８０重量％の微粒化珪素粉末を含む鉄／珪
素混合物［但し、成分ａ）とｂ）の合計が１００重量％
である］を加熱処理することにより珪化カルボニル鉄を
製造する方法、により達成されることを見出した。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の目的に適うのは、珪化カ
ルボニル鉄は、カルボニル鉄粉末を珪素と共に合金化す
ることにより得られる珪化鉄である。
ルボニル鉄は、カルボニル鉄粉末を珪素と共に合金化す
ることにより得られる珪化鉄である。
【００１０】本発明の方法では、合金化は、微粒化カル
ボニル鉄と珪素粉末の混合物を熱処理することにより行
われる。
ボニル鉄と珪素粉末の混合物を熱処理することにより行
われる。
【００１１】本発明の目的のために、微粒化カルボニル
鉄は、カルボニル鉄粉末及びカルボニル鉄ホイスカーを
包含する。
鉄は、カルボニル鉄粉末及びカルボニル鉄ホイスカーを
包含する。
【００１２】カルボニル鉄粉末及び及びカルボニル鉄ホ
イスカーは、公知の方法により、即ち、例えばUllmann'
s Encycopedia of Industrial Chemistry, 第5版, 第A1
4 巻, 599頁、又はＤＥ−Ａ３４２８１２１又はＤＥ−
Ａ３９４０３４７に記載されているような気相中でのペ
ンタカルボニル鉄の熱分解により得ることができ、そし
て特に純粋な金属鉄から構成されている。この粉末又は
ホイスカーが高純度であることはペンタカルボニル鉄が
高純度であることに起因する。粉末、ホイスカのいずれ
が形成されるかは、分解条件（圧力、温度）に依存して
いる。
イスカーは、公知の方法により、即ち、例えばUllmann'
s Encycopedia of Industrial Chemistry, 第5版, 第A1
4 巻, 599頁、又はＤＥ−Ａ３４２８１２１又はＤＥ−
Ａ３９４０３４７に記載されているような気相中でのペ
ンタカルボニル鉄の熱分解により得ることができ、そし
て特に純粋な金属鉄から構成されている。この粉末又は
ホイスカーが高純度であることはペンタカルボニル鉄が
高純度であることに起因する。粉末、ホイスカのいずれ
が形成されるかは、分解条件（圧力、温度）に依存して
いる。
【００１３】カルボニル鉄粉末は、灰色の、微粒化粉末
であり、この粉末は二次的構成成分の含有量が低い金属
鉄から形成され、実質的に平均粒径１０μｍまでの球形
粒子から構成されている。
であり、この粉末は二次的構成成分の含有量が低い金属
鉄から形成され、実質的に平均粒径１０μｍまでの球形
粒子から構成されている。
【００１４】本発明の方法では、機械的に硬質の非還元
カルボニル鉄粉末、或いは機械的に軟質の還元カルボニ
ル鉄粉末を使用することができる。
カルボニル鉄粉末、或いは機械的に軟質の還元カルボニ
ル鉄粉末を使用することができる。
【００１５】本発明の方法で好ましく使用される非還元
カルボニル鉄粉末は、９７重量％を超える鉄含有量、
１．０重量％未満の炭素含有量、１．０重量％未満の窒
素含有量、及び０．５重量％未満の酸素含有量を有す
る。粉末粒子の平均粒径は、好ましくは１〜１０μｍ、
特に好ましくは１．５〜５．０μｍであり、その比表面
積（ＢＥＴ）は０．２〜２．５ｍ2／ｇが好ましい。
カルボニル鉄粉末は、９７重量％を超える鉄含有量、
１．０重量％未満の炭素含有量、１．０重量％未満の窒
素含有量、及び０．５重量％未満の酸素含有量を有す
る。粉末粒子の平均粒径は、好ましくは１〜１０μｍ、
特に好ましくは１．５〜５．０μｍであり、その比表面
積（ＢＥＴ）は０．２〜２．５ｍ2／ｇが好ましい。
【００１６】本発明の方法で好ましく使用される還元カ
ルボニル鉄粉末は、９９．５重量％を超える鉄含有量、
０．０５重量％未満の炭素含有量、０．１重量％未満の
窒素含有量、及び０．６重量％未満の酸素含有量を有す
る。粉末粒子の平均粒径は、好ましくは１〜８μｍ、特
に好ましくは２〜８μｍである。この粉末粒子の比表面
積は０．２〜２．５ｍ2／ｇが好ましい。
ルボニル鉄粉末は、９９．５重量％を超える鉄含有量、
０．０５重量％未満の炭素含有量、０．１重量％未満の
窒素含有量、及び０．６重量％未満の酸素含有量を有す
る。粉末粒子の平均粒径は、好ましくは１〜８μｍ、特
に好ましくは２〜８μｍである。この粉末粒子の比表面
積は０．２〜２．５ｍ2／ｇが好ましい。
【００１７】カルボニル鉄ホイスカは微細な多結晶鉄の
糸（繊維）である。本発明の方法で好ましく使用される
カルボニル鉄ホイスカは、球径が０．１〜１μｍの球形
の糸類似の集合であり、その糸は長さが異なり、ボール
を形成することもある。またこのカルボニル鉄ホイスカ
は、８３．０重量％を超える鉄含有量、８．０重量％未
満の炭素含有量、４．０重量％未満の窒素含有量、及び
７．０重量％の酸素含有量を有することが好ましい。
糸（繊維）である。本発明の方法で好ましく使用される
カルボニル鉄ホイスカは、球径が０．１〜１μｍの球形
の糸類似の集合であり、その糸は長さが異なり、ボール
を形成することもある。またこのカルボニル鉄ホイスカ
は、８３．０重量％を超える鉄含有量、８．０重量％未
満の炭素含有量、４．０重量％未満の窒素含有量、及び
７．０重量％の酸素含有量を有することが好ましい。
【００１８】本発明の方法で好ましく使用されるカルボ
ニル鉄粉末及び及びカルボニル鉄ホイスカーは、異種金
属の含有量が極めて低く、通常原子吸光分析の検出限界
より低く、そしてそれは極めて純粋な出発化合物である
ペンタカルボニル鉄のためである。カルボニル鉄粉末
は、特に、下記の割合の異種金属を含んでいる：１００
ｐｐｍ未満のニッケル、１５０ｐｐｍ未満のクロム、２
０ｐｐｍ未満のモリブデン、２ｐｐｍ未満のヒ素、１０
ｐｐｍ未満の鉛、１ｐｐｍ未満のカドミウム、５ｐｐｍ
未満の銅、１０ｐｐｍ未満のマンガン、１ｐｐｍ未満の
水銀、１０ｐｐｍ未満の硫黄、１０ｐｐｍ未満の珪素及
び１０ｐｐｍ未満の亜鉛。
ニル鉄粉末及び及びカルボニル鉄ホイスカーは、異種金
属の含有量が極めて低く、通常原子吸光分析の検出限界
より低く、そしてそれは極めて純粋な出発化合物である
ペンタカルボニル鉄のためである。カルボニル鉄粉末
は、特に、下記の割合の異種金属を含んでいる：１００
ｐｐｍ未満のニッケル、１５０ｐｐｍ未満のクロム、２
０ｐｐｍ未満のモリブデン、２ｐｐｍ未満のヒ素、１０
ｐｐｍ未満の鉛、１ｐｐｍ未満のカドミウム、５ｐｐｍ
未満の銅、１０ｐｐｍ未満のマンガン、１ｐｐｍ未満の
水銀、１０ｐｐｍ未満の硫黄、１０ｐｐｍ未満の珪素及
び１０ｐｐｍ未満の亜鉛。
【００１９】本発明の方法においては、カルボニル鉄粉
末を使用することが好ましい。
末を使用することが好ましい。
【００２０】微粒化珪素として、市販の珪素粉末を、本
発明の方法で使用することができる。高純度の珪素を使
用することが好ましい。使用される珪素粉末の珪素含有
量は、一般に９５重量％を超える量であり、好ましくは
９８重量％を超え、特に好ましくは９９重量％を超える
量である。異種金属（鉄は別にして）の割合は、一般に
２重量％未満であり、好ましくは１重量％未満、特に
０．５重量％未満である。使用される珪素粉末の平均粒
径は一般に１０００μｍ未満であり、好ましくは５００
μｍ未満である。
発明の方法で使用することができる。高純度の珪素を使
用することが好ましい。使用される珪素粉末の珪素含有
量は、一般に９５重量％を超える量であり、好ましくは
９８重量％を超え、特に好ましくは９９重量％を超える
量である。異種金属（鉄は別にして）の割合は、一般に
２重量％未満であり、好ましくは１重量％未満、特に
０．５重量％未満である。使用される珪素粉末の平均粒
径は一般に１０００μｍ未満であり、好ましくは５００
μｍ未満である。
【００２１】珪化カルボニル鉄は、微粒化カルボニルを
珪素粉末と綿密に混合し、次いで熱処理をすることによ
り製造される。混合物中の珪素の割合は、一般に０．１
〜８０重量％、好ましくは０．５〜３０重量％、特に好
ましくは１〜２０重量％である。熱処理は、一般に、鉄
／珪素混合物を、一般に７００℃以上、好ましくは９０
０℃以上、さらに好ましくは９００〜１１００℃、特に
１０００℃の反応温度で、２０〜８０分間、好ましくは
３０〜６０分間に亘って加熱し、次いでこの温度を８０
〜１６０分間、好ましくは１００〜１４０分間保持する
ことにより行われる。
珪素粉末と綿密に混合し、次いで熱処理をすることによ
り製造される。混合物中の珪素の割合は、一般に０．１
〜８０重量％、好ましくは０．５〜３０重量％、特に好
ましくは１〜２０重量％である。熱処理は、一般に、鉄
／珪素混合物を、一般に７００℃以上、好ましくは９０
０℃以上、さらに好ましくは９００〜１１００℃、特に
１０００℃の反応温度で、２０〜８０分間、好ましくは
３０〜６０分間に亘って加熱し、次いでこの温度を８０
〜１６０分間、好ましくは１００〜１４０分間保持する
ことにより行われる。
【００２２】別の態様において、鉄／珪素混合物はカル
ボニル鉄及び珪素を含み、そして ｃ）銅元素及び／又は少なくとも１種の銅化合物、アル
ミニウム元素及び／又は少なくとも１種のアルミニウム
化合物、又はコバルト元素及び／又は少なくとも１種の
コバルト化合物を、成分ａ）、ｂ）及びｃ）の合計に対
して０．０１〜５重量％、好ましくは０．１〜２重量％
の量で含む。好ましい銅化合物は、銅(II)塩、例えば硫
酸銅(II)又は蓚酸銅(II)；特に硫酸銅(II)が好ましい。
ボニル鉄及び珪素を含み、そして ｃ）銅元素及び／又は少なくとも１種の銅化合物、アル
ミニウム元素及び／又は少なくとも１種のアルミニウム
化合物、又はコバルト元素及び／又は少なくとも１種の
コバルト化合物を、成分ａ）、ｂ）及びｃ）の合計に対
して０．０１〜５重量％、好ましくは０．１〜２重量％
の量で含む。好ましい銅化合物は、銅(II)塩、例えば硫
酸銅(II)又は蓚酸銅(II)；特に硫酸銅(II)が好ましい。
【００２３】鉄／珪素混合物は、成分ａ）、ｂ）及び必
要によりｃ）から構成され、そしてこれらとは別の他の
成分を含むことはない。
要によりｃ）から構成され、そしてこれらとは別の他の
成分を含むことはない。
【００２４】銅元素及び／又は銅化合物、アルミニウム
元素及び／又はアルミニウム化合物、又はコバルト元素
及び／又はコバルト化合物の添加により、その他は同一
の条件下で、かなり低い反応温度を使用できるできると
の驚くべき効果をもたらされる。従って、反応温度は一
般に５００℃以上、好ましくは７００℃以上、特に好ま
しくは７００〜９００℃の範囲であり、とりわけ約８０
０℃が好ましい。
元素及び／又はアルミニウム化合物、又はコバルト元素
及び／又はコバルト化合物の添加により、その他は同一
の条件下で、かなり低い反応温度を使用できるできると
の驚くべき効果をもたらされる。従って、反応温度は一
般に５００℃以上、好ましくは７００℃以上、特に好ま
しくは７００〜９００℃の範囲であり、とりわけ約８０
０℃が好ましい。
【００２５】熱処理は、粗く混合した出発物質に対し
て、成形体を形成するための前加圧を行うこと無く実施
することができる。酸化物の生成を防ぐために、熱処理
は、大気酸素を排除した保護ガス雰囲気下で行うことが
好ましい。保護ガスとしては、完全に不活性なガス、例
えばアルゴン、又は還元ガス、好ましくは水素、及びこ
れらの混合物も使用することができる。保護ガスの構成
成分として水素を用いる場合、炭素、酸素及び窒素等の
二次的構成成分を、珪化鉄を形成する間に、対応する揮
発性水素化合物に還元するので、特に純粋な生成物を得
ることができる。このようにして、例えば、炭素含有量
は０．１重量％未満に、そして窒素含有量は０．０１重
量％未満に低下させることができる。二次的構成成分の
酸素、炭素及び窒素の割合は、特に形成された珪化カル
ボニル鉄の機械特性に影響を与える。
て、成形体を形成するための前加圧を行うこと無く実施
することができる。酸化物の生成を防ぐために、熱処理
は、大気酸素を排除した保護ガス雰囲気下で行うことが
好ましい。保護ガスとしては、完全に不活性なガス、例
えばアルゴン、又は還元ガス、好ましくは水素、及びこ
れらの混合物も使用することができる。保護ガスの構成
成分として水素を用いる場合、炭素、酸素及び窒素等の
二次的構成成分を、珪化鉄を形成する間に、対応する揮
発性水素化合物に還元するので、特に純粋な生成物を得
ることができる。このようにして、例えば、炭素含有量
は０．１重量％未満に、そして窒素含有量は０．０１重
量％未満に低下させることができる。二次的構成成分の
酸素、炭素及び窒素の割合は、特に形成された珪化カル
ボニル鉄の機械特性に影響を与える。
【００２６】好ましい態様において、熱処理は、水素雰
囲気下で、又は水素含有雰囲気下で行われる。また大気
圧下で行うことが好ましい。
囲気下で、又は水素含有雰囲気下で行われる。また大気
圧下で行うことが好ましい。
【００２７】本発明の方法のさらに好ましい態様におい
て、熱処理で得られた生成物は、機械的に粉砕され、粉
末を形成する。得られた珪化カルボニル鉄の平均粒径
は、一般に０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜５０
μｍである。
て、熱処理で得られた生成物は、機械的に粉砕され、粉
末を形成する。得られた珪化カルボニル鉄の平均粒径
は、一般に０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜５０
μｍである。
【００２８】形成される珪化カルボニル鉄は、鉄及び珪
素に加えて、さらに、特に１種以上のＦｅＳｉ相、Ｆｅ
3Ｓｉ相（Ｃ、グペイアイト及びシュサイト）、Ｆｅ5Ｓ
ｉ3相（ジフェンガイト）、Ｆｅ5Ｓｉ相及びＦｅＳｉ2
相を含んでいても良い。異種金属の割合が低いこと、即
ち、典型的には１重量％未満、好ましくは０．５重量％
未満、特に好ましくは０．１重量％未満であることが特
に有利である。特に、ニッケル含有量は１００ｐｐｍ未
満、クロム含有量は１５０ｐｐｍ未満、モリブデン含有
量は２０ｐｐｍ未満、ヒ素含有量は２ｐｐｍ未満、鉛含
有量は１０ｐｐｍ未満、カドミウム含有量は１ｐｐｍ未
満、マンガン含有量は１０ｐｐｍ未満、水銀含有量は１
ｐｐｍ未満、そして亜鉛含有量は１０ｐｐｍ未満であり
得る。異種金属の含有量は、原子吸光分析により測定す
ることができる。上記珪化カルボニル鉄の平均粒径は、
一般に１００μｍ未満、好ましくは１〜５０μｍであ
る。
素に加えて、さらに、特に１種以上のＦｅＳｉ相、Ｆｅ
3Ｓｉ相（Ｃ、グペイアイト及びシュサイト）、Ｆｅ5Ｓ
ｉ3相（ジフェンガイト）、Ｆｅ5Ｓｉ相及びＦｅＳｉ2
相を含んでいても良い。異種金属の割合が低いこと、即
ち、典型的には１重量％未満、好ましくは０．５重量％
未満、特に好ましくは０．１重量％未満であることが特
に有利である。特に、ニッケル含有量は１００ｐｐｍ未
満、クロム含有量は１５０ｐｐｍ未満、モリブデン含有
量は２０ｐｐｍ未満、ヒ素含有量は２ｐｐｍ未満、鉛含
有量は１０ｐｐｍ未満、カドミウム含有量は１ｐｐｍ未
満、マンガン含有量は１０ｐｐｍ未満、水銀含有量は１
ｐｐｍ未満、そして亜鉛含有量は１０ｐｐｍ未満であり
得る。異種金属の含有量は、原子吸光分析により測定す
ることができる。上記珪化カルボニル鉄の平均粒径は、
一般に１００μｍ未満、好ましくは１〜５０μｍであ
る。
【００２９】さらに、本発明の方法は、穏和な条件下
で、工程工学の見地から簡単な方法で行うことができる
点も有利である。従って、大気圧下、保護ガス雰囲気中
で出発材料を簡単に加熱することで充分である。珪化鉄
の生成が起こる条件が、低温及び短い反応時間であると
言うことが極めて驚くべきことである。このため、上記
条件下で１〜２時間の熱処理で充分であり得る。本発明
の方法は、使用されるカルボニル鉄の構造が、形成され
る珪化カルボニル鉄において実質的に保持されるように
行われ、これは特にその電磁特性に明白な効果を与え得
る。
で、工程工学の見地から簡単な方法で行うことができる
点も有利である。従って、大気圧下、保護ガス雰囲気中
で出発材料を簡単に加熱することで充分である。珪化鉄
の生成が起こる条件が、低温及び短い反応時間であると
言うことが極めて驚くべきことである。このため、上記
条件下で１〜２時間の熱処理で充分であり得る。本発明
の方法は、使用されるカルボニル鉄の構造が、形成され
る珪化カルボニル鉄において実質的に保持されるように
行われ、これは特にその電磁特性に明白な効果を与え得
る。
【００３０】本発明の珪化カルボニル鉄は、加工してマ
イクロ波吸収材料とすることができる。この目的のため
に、この粉末を、プラスチック又はゴム様材料、そして
表面被覆材料に導入することができる。本発明の珪化カ
ルボニル鉄を、加圧して、電子部品用軟質磁気成形体、
例えば磁気コアを製造することもできる。
イクロ波吸収材料とすることができる。この目的のため
に、この粉末を、プラスチック又はゴム様材料、そして
表面被覆材料に導入することができる。本発明の珪化カ
ルボニル鉄を、加圧して、電子部品用軟質磁気成形体、
例えば磁気コアを製造することもできる。
【００３１】珪素を含有しているため、本発明の珪化カ
ルボニル鉄は向上した耐食性、及びカルボニル鉄粉末よ
り高いインダクタンスを有する。従って、これは広範な
用途に使用可能である。
ルボニル鉄は向上した耐食性、及びカルボニル鉄粉末よ
り高いインダクタンスを有する。従って、これは広範な
用途に使用可能である。
【００３２】本発明を、下記の実施例により説明する。
【００３３】
【実施例】実施例１〜２０ 分析用ミルに、表示されたグレードのカルボニル鉄粉末
（BASF AG, Ludwigshafen社製, Germany)、及び珪素粉
末ＳｉＭＰ２（H.C. Starck社製；規格：Ｓｉ＞９８重
量％、Ｃ＝０．０４重量％、Ｏ＝１．１７重量％、Ｆｅ
＝０．２７重量％、Ａｌ＝０．１５重量％、Ｃａ＝０．
０８重量％）又はMerck珪素粉末（規格：Ｓｉ＞９９
％、ＨＦ又はＨＮＯ3と共に揮発しない構成成分＜０．
５％）を、約１分間磨砕（ミル混合）した。粉末混合物
を、水晶ボートに入れ、溶融水晶から作製された加熱可
能チューブに導入した。溶融水晶チューブを室温にてま
ずアルゴンで置換し、次いで水素で置換し、その後４０
０℃の初期温度に加熱し、その間水素流を維持した。次
いで、これに水素流（１０〜２０標準ｌ／ｈ）を通過さ
せながら、これを表記した温度に１〜２時間の期間加熱
し、そしてこの温度を約１〜２時間保持し、その後チュ
ーブを室温に冷却した。放出された凝縮可能な反応生成
物は、Ｈ2Ｏ及びＮＨ3を含んでおり、これをチューブの
流出口の冷却トラップで−７８℃で凝縮、排出した。こ
うして灰色の部分的にケーキ状になった、空気中で圧縮
可能な生成物を得た。Ｘ線回折分析により、生成物は、
鉄の他に、さらにＦｅＳｉ相、Ｆｅ3Ｓｉ相、Ｆｅ5Ｓｉ
3相及びＦｅＳｉ2相を含むものであった。
（BASF AG, Ludwigshafen社製, Germany)、及び珪素粉
末ＳｉＭＰ２（H.C. Starck社製；規格：Ｓｉ＞９８重
量％、Ｃ＝０．０４重量％、Ｏ＝１．１７重量％、Ｆｅ
＝０．２７重量％、Ａｌ＝０．１５重量％、Ｃａ＝０．
０８重量％）又はMerck珪素粉末（規格：Ｓｉ＞９９
％、ＨＦ又はＨＮＯ3と共に揮発しない構成成分＜０．
５％）を、約１分間磨砕（ミル混合）した。粉末混合物
を、水晶ボートに入れ、溶融水晶から作製された加熱可
能チューブに導入した。溶融水晶チューブを室温にてま
ずアルゴンで置換し、次いで水素で置換し、その後４０
０℃の初期温度に加熱し、その間水素流を維持した。次
いで、これに水素流（１０〜２０標準ｌ／ｈ）を通過さ
せながら、これを表記した温度に１〜２時間の期間加熱
し、そしてこの温度を約１〜２時間保持し、その後チュ
ーブを室温に冷却した。放出された凝縮可能な反応生成
物は、Ｈ2Ｏ及びＮＨ3を含んでおり、これをチューブの
流出口の冷却トラップで−７８℃で凝縮、排出した。こ
うして灰色の部分的にケーキ状になった、空気中で圧縮
可能な生成物を得た。Ｘ線回折分析により、生成物は、
鉄の他に、さらにＦｅＳｉ相、Ｆｅ3Ｓｉ相、Ｆｅ5Ｓｉ
3相及びＦｅＳｉ2相を含むものであった。
【００３４】表に結果をまとめて示す。
【００３５】粉末の組成（重量％） 実施例８：Ｆｅ＝８５；Ｓｉ＝１０．２；Ｃ＝３．６；
Ｈ＜０．５；Ｎ＜０．５；Ｏ＝０．２３ 実施例９：Ｆｅ＝８８；Ｓｉ＝１０．２；Ｃ＜０．５；
Ｈ＜０．５；Ｎ＜０．５；Ｏ＝０．０５ 実施例１０：Ｆｅ＝８８；Ｓｉ＝９．７；Ｃ＜０．５；
Ｈ＜０．５；Ｎ＜０．５；Ｏ＝０．０５ 実施例１９：Ｆｅ＝８９．４；Ｓｉ＝９．９；Ｃ＝０．
４６；Ｈ＜０．５；Ｎ＜０．５；Ｏ＝０．０５
Ｈ＜０．５；Ｎ＜０．５；Ｏ＝０．２３ 実施例９：Ｆｅ＝８８；Ｓｉ＝１０．２；Ｃ＜０．５；
Ｈ＜０．５；Ｎ＜０．５；Ｏ＝０．０５ 実施例１０：Ｆｅ＝８８；Ｓｉ＝９．７；Ｃ＜０．５；
Ｈ＜０．５；Ｎ＜０．５；Ｏ＝０．０５ 実施例１９：Ｆｅ＝８９．４；Ｓｉ＝９．９；Ｃ＝０．
４６；Ｈ＜０．５；Ｎ＜０．５；Ｏ＝０．０５
【００３６】［珪化カルボニル鉄のインダクタンスの測
定］測定は、ＨＰ Ｑ−ｎｅｔｅｒ ４３４２を用いて
２０．４×１２．４ｍｍの寸法の環状コイル上で行っ
た。環状コイルは、対応する珪化カルボニル鉄又はカル
ボニル鉄粉末を４．５重量％のEpicote（バインダ）と
共に、０．３４５ＧＰａの圧力で加圧することにより製
造し、これを０．５ｍｍの銅線で巻いた（巻数３０）。
カルボニル鉄粉末の５Ｍｈｚでのインダクタンスの測定
値を、珪化カルボニル鉄粉末の測定値（５ＭＨｚ）と比
較するため、１００％とした。
定］測定は、ＨＰ Ｑ−ｎｅｔｅｒ ４３４２を用いて
２０．４×１２．４ｍｍの寸法の環状コイル上で行っ
た。環状コイルは、対応する珪化カルボニル鉄又はカル
ボニル鉄粉末を４．５重量％のEpicote（バインダ）と
共に、０．３４５ＧＰａの圧力で加圧することにより製
造し、これを０．５ｍｍの銅線で巻いた（巻数３０）。
カルボニル鉄粉末の５Ｍｈｚでのインダクタンスの測定
値を、珪化カルボニル鉄粉末の測定値（５ＭＨｚ）と比
較するため、１００％とした。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
Claims (11)
- 【請求項１】 ａ）２０〜９９．９重量％の微粒化カル
ボニル鉄及び ｂ）０．１〜８０重量％の微粒化珪素粉末を含む鉄／珪
素混合物［但し、成分ａ）とｂ）の合計が１００重量％
である。］を加熱処理することにより珪化カルボニル鉄
を製造する方法。 - 【請求項２】 鉄／珪素混合物が、更に、ｃ）銅元素及
び／又は少なくとも１種の銅化合物、アルミニウム元素
及び／又は少なくとも１種のアルミニウム化合物、又は
コバルト元素及び／又は少なくとも１種のコバルト化合
物を、成分ａ）、ｂ）及びｃ）の合計に対して０．１〜
２重量％の量で含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 鉄／珪素混合物を５００〜１１００℃の
温度で加熱する請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 鉄／珪素混合物を７００〜９００℃の温
度で加熱する請求項２に記載の方法。 - 【請求項５】 鉄／珪素混合物を還元雰囲気下で加熱す
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 鉄／珪素混合物を大気圧下で加熱する請
求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 形成された珪化カルボニル鉄を、加熱処
理後機械的に微粉砕する請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 請求項１に記載の方法により鉄／珪素混
合物を熱処理することにより得られる珪化カルボニル
鉄。 - 【請求項９】 珪素含有量が０．１〜８０重量％で、異
種金属含有量が１重量％未満である請求項８に記載の珪
化カルボニル鉄。 - 【請求項１０】 平均粒径が１００μｍ未満である請求
項８に記載の珪化カルボニル鉄。 - 【請求項１１】 カルボニル鉄粉末よりインダクタンス
が高い請求項８に記載の珪化カルボニル鉄。
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|---|---|
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ID=7875764
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|---|---|---|---|
| JP11215439A Withdrawn JP2000086685A (ja) | 1998-07-29 | 1999-07-29 | 珪化カルボニル鉄の製造方法及び珪化カルボニル鉄 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6309620B1 (ja) |
| EP (1) | EP0976680B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000086685A (ja) |
| DE (2) | DE19834236A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004099392A (ja) * | 2002-09-11 | 2004-04-02 | Nikko Materials Co Ltd | 珪化鉄粉末及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| DE60132314T2 (de) * | 2000-03-10 | 2009-01-02 | Höganäs Ab | Verfahren zur herstellung von puder auf eisen-grundlage und puder auf eisengrundlage |
| DE10114446A1 (de) * | 2001-03-23 | 2002-09-26 | Eckart Standard Bronzepulver | Eiseneffektpigmente |
| WO2003004202A1 (en) | 2001-07-03 | 2003-01-16 | Steward, Inc. | Method for making radiation absorbing material (ram) and devices including same |
| JP2003179243A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-06-27 | Basf Ag | 光電池活性材料およびこれを含む電池 |
| JP5138370B2 (ja) * | 2004-06-14 | 2013-02-06 | シグナ・ケミストリー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | アルカリ金属を含むシリサイド組成物およびその製造方法 |
| CA2974826C (en) * | 2004-06-14 | 2020-02-11 | Signa Chemistry Llc | Silicide compositions containing alkali metals and methods of making the same |
| US9102528B2 (en) | 2009-03-30 | 2015-08-11 | Intelligent Energy Limited | Hydrogen generation systems and methods utilizing sodium silicide and sodium silica gel materials |
| CA2757452A1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-07 | Signa Chemistry, Inc. | Hydrogen generation systems and methods utilizing sodium silicide and sodium silica gel materials |
| SI2493968T1 (sl) * | 2009-10-27 | 2015-02-27 | Basf Se | Toplotno stabilizirani poliamidni sestavek |
| US8895204B2 (en) | 2010-11-08 | 2014-11-25 | Intelligent Energy Limited | Water reactive hydrogen fuel cell power system |
| WO2012064749A1 (en) | 2010-11-08 | 2012-05-18 | Signa Chemistry, Inc. | Water reactive hydrogen fuel cell power system |
| CA2871602C (en) * | 2011-06-14 | 2019-05-21 | Signa Chemistry, Inc. | Enhanced crude oil recovery using metal silicides |
| CN112863801B (zh) * | 2021-01-14 | 2022-09-27 | 安徽大学 | 一种高磁导率、低磁损的复合材料及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
| DE228673C (ja) | ||||
| DE2837280A1 (de) * | 1978-08-25 | 1980-03-06 | Patra Patent Treuhand | Elektrische lampe mit lichtabdeckendem ueberzug |
| JPS56139603A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-31 | Fujitsu Ltd | Production of ferrosilicon sintered sheet material |
| JPS5743953A (en) * | 1980-08-29 | 1982-03-12 | Fujitsu Ltd | Ferrosilicon sintered thin plate |
| EP0335213A3 (en) | 1988-03-30 | 1990-01-24 | Idemitsu Petrochemical Co. Ltd. | Method for producing thermoelectric elements |
| JPH01290704A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-22 | Daido Steel Co Ltd | 焼結用磁性粉末混練物 |
| JP2545716B2 (ja) * | 1989-03-04 | 1996-10-23 | 工業技術院長 | ＦｅーＳｉーＣ系超微粒子の製造法 |
| JP3100968B2 (ja) * | 1989-12-11 | 2000-10-23 | 日本ウエルディング・ロッド株式会社 | グリーンボディからバインダーを除去する方法 |
| US5866273A (en) * | 1990-03-20 | 1999-02-02 | The Boeing Company | Corrosion resistant RAM powder |
| US5401292A (en) * | 1992-08-03 | 1995-03-28 | Isp Investments Inc. | Carbonyl iron power premix composition |
| DE19716882A1 (de) * | 1997-04-22 | 1998-10-29 | Basf Ag | Siliziumhaltige Eisenpulver |
-
1998
- 1998-07-29 DE DE19834236A patent/DE19834236A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-07-21 US US09/358,475 patent/US6309620B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-26 EP EP99114220A patent/EP0976680B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-26 DE DE59909297T patent/DE59909297D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-29 JP JP11215439A patent/JP2000086685A/ja not_active Withdrawn
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| JP2004099392A (ja) * | 2002-09-11 | 2004-04-02 | Nikko Materials Co Ltd | 珪化鉄粉末及びその製造方法 |
| JP4526758B2 (ja) * | 2002-09-11 | 2010-08-18 | 日鉱金属株式会社 | 珪化鉄粉末及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0976680B1 (de) | 2004-04-28 |
| EP0976680A1 (de) | 2000-02-02 |
| DE59909297D1 (de) | 2004-06-03 |
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| DE19834236A1 (de) | 2000-02-03 |
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