JP2011017057A - アルミニウム酸化物と鉄の複合焼結体、およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 アルミニウムを主成分とする化合物またはアルミニウムからなる粉末と、酸化鉄粉末とを混合する工程と、得られた混合粉を成形して成形体を得る工程と、酸化鉄を固相還元するために前記成形体を不活性ガス雰囲気中で熱処理する反応熱処理工程と、熱処理された成形体を不活性ガス雰囲気中で焼結する焼結熱処理工程とを有することを特徴とするアルミニウム酸化物と鉄の複合焼結体の製造方法。
【選択図】 図2
Description
tanδ=虚部透磁率/実部透磁率
平均粒径60nmのα−Fe2O3粉(堺化学工業株式会社製:FRO−6)と平均粒径3μmのAl粉(添川理化学製)を質量比で7:3となるように秤量し、ボールミル混合機で1000分間混合した。得られた混合粉を大気中、室温にて24時間乾燥後、乳鉢でバインダーを添加して混練し、500メッシュの篩で造粒した。造粒粉を200MPaの圧力で成形し、内径3mm、外径7mmのリング形状の成形体、および直方体形状の成形体を得た。成形体をアルミナ製の板上に載せ、窒素ガス中にて1200℃で2時間の熱処理を行ない、バルク状の複合焼結体を得た。
出発原料として、前記FRO−6の代りに平均粒径50nmのα−Fe2O3粉(ケミライト工業製:CM−1000)を用いた以外は実施例1と同様にして、リング形状のアルミニウム酸化物と鉄の複合焼結体を得た。このリング形状の複合焼結体について複素透磁率をインピーダンスアナライザー(アジレント製:4291B)を用いて測定し、100MHzにおけるtanδを求めた。得られた結果を表1に示す。また、リング形状の複合焼結体に銅線を15ターン巻き、高周波用インダクタとして、LCRメータ(アジレント製:4284A)で直流重畳特性を測定するべく、重畳電流を0〜20Aの範囲で変化させて、周波数1MHzにてインダクタンス(L)を測定した。重畳電流20Aの時のインダクタンスL20Aと重畳電流0Aの時のインダクタンスL0Aの差をL0Aで規格化したΔL(%)を表1にまとめた。
ΔL=100×(L20A−L0A)/L0A
実施例2と同様にしてリング形状の複合焼結体をもう1つ作製し、得られた高周波用インダクタについて、tanδを測定すると0.31であった。
(実施例4)
熱処理温度を1000℃とした以外は実施例2と同様にしてリング形状の複合焼結体を作製し、得られた高周波用インダクタについて、tanδ、ΔLを求めた。結果を表1にまとめた。
熱処理温度を900℃とした以外は実施例2と同様にしてリング形状の複合焼結体を作製し、得られた高周波用インダクタについて、tanδ、ΔLを求めた。結果を表1にまとめた。
出発原料として、平均粒径50nmのα−Fe2O3粉(ケミライト工業製:CM−1000)と平均粒径20nmのAlN粉((株)ATR製)を質量比で5:5となるように秤量した以外は実施例2と同様にして、造粒粉を作製し、成形体を作製し、複合焼結体を得た。この複合焼結体の磁気特性を実施例1と同様に測定したところ、飽和磁化Msは80A・m2/kgであった。得られた高周波用インダクタについて、tanδを実施例2と同様にして評価したところ、0.01であった。
実施例1と同様にしてリング形状の成形体を作製した。得られた成形体をアルミナ製の板上に載せ、不活性な窒素ガス中で熱処理を開始した。1000℃で2時間保持する反応熱処理によって、Fe2O3を固相還元してFe粒子を生成させ、同時にアルミニウムを酸化してアルミニウム酸化物を生成させる反応と隣り合うアルミニウム酸化物同士を焼結させてアルミニウム酸化物を一体のバルク状と為す焼結熱処理を行い、アルミニウム酸化物相中に粒状のFe相が分散した複合焼結体を得た。
Fe2O3粉末をアルミニウム粉末により固相還元して粒状のFe相が分散したアルミニウム酸化物粉末を得るべく、実施例1と同様の混合粉を不活性な窒素ガス中で1000℃で反応熱処理し、熱処理粉を作製した。得られた熱処理粉を実施例1と同様に造粒して成形し、リング形状の成形体を作製した。ついで、成形体中のアルミニウム酸化物同士が焼結するよう、得られた成形体を窒素ガス中で1000℃で焼結熱処理することにより、アルミニウム酸化物相中に粒状のFe相が分散した複合焼結体を得た。
実施例6と同様にしてリング形状の成形体を作製した。得られた成形体をアルミナ製の板上に載せ、不活性な窒素ガス中で反応熱処理を開始した。1000℃で2時間保持する熱処理によって、Fe2O3を固相還元してFe粒子を生成させ、同時にアルミニウムを酸化してアルミニウム酸化物を生成させる反応と隣り合うアルミニウム酸化物同士を焼結させてアルミニウム酸化物を一体のバルク状と為す焼結熱処理を行い、アルミニウム酸化物相中に粒状のFe相が分散した複合焼結体を得た。
Fe2O3を固相還元してアルミニウム酸化物に被覆されたFe粒子を形成するよう、実施例6と同様の混合粉を不活性な窒素ガス中で反応熱処理し、熱処理粉を作製した。得られた熱処理粉を実施例1と同様に造粒して成形し、リング形状の成形体を作製した。ついで、成形体中のアルミニウム酸化物同士が焼結するよう、得られた成形体を窒素ガス中で1000℃で焼結熱処理することにより、アルミニウム酸化物相中に粒状のFe相が分散した複合焼結体を得た。
Claims (6)
- アルミニウムを主成分とする化合物またはアルミニウムからなる粉末と、酸化鉄粉末とを混合する工程と、
得られた混合粉を成形して成形体を得る工程と、
酸化鉄を固相還元するために前記成形体を不活性ガス雰囲気中で熱処理する反応熱処理工程と、
熱処理された成形体を不活性ガス雰囲気中で焼結する焼結熱処理工程とを有することを特徴とするアルミニウム酸化物と鉄の複合焼結体の製造方法。 - アルミニウムを主成分とする化合物またはアルミニウムからなる粉末と、酸化鉄粉末とを混合する工程と、
得られた混合粉を、酸化鉄を固相還元するために、不活性ガス雰囲気中で熱処理する反応熱処理工程と、
熱処理された混合粉を成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を不活性ガス雰囲気中で焼結する焼結熱処理工程とを有することを特徴とするアルミニウム酸化物と鉄の複合焼結体の製造方法。 - アルミニウム酸化物と鉄の複合焼結体であって、
アルミニウム酸化物相中に鉄相が分散しており、
前記鉄相は、アルミニウムで酸化鉄を固相還元して形成された還元鉄であり、
前記アルミニウム酸化物相は、アルミニウム化合物またはアルミニウムを酸化して形成された酸化物であり、
100MHzでの損失係数tanδが0.35以下であることを特徴とするアルミニウム酸化物と鉄の複合焼結体。 - 飽和磁化の値が60Am2/kg以上、2×102Am2/kg以下であることを特徴とする、請求項3に記載のアルミニウム酸化物と鉄の複合焼結体。
- 前記アルミニウム酸化物相中に平均粒径0.005μm以上、1μm未満の粒状の鉄相が分散していることを特徴とする、請求項3または4に記載のアルミニウム酸化物と鉄の複合焼結体。
- 巻き線を施して1MHzの周波数でインダクタンスを測定する際に、巻き線に20Aの電流を重畳させたときのインダクタンスの値が、巻き線に0Aの電流を重畳させたときのインダクタンスの80%超、100%以下であることを特徴とする、請求項3乃至5のいずれかに記載のアルミニウム酸化物と鉄の複合焼結体。
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