JP2013236021A

JP2013236021A - 磁性部品とそれに用いられる金属粉末およびその製造方法

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Publication number: JP2013236021A
Application number: JP2012108876A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Goto; 昌大後藤; Takayuki Yoshida; 貴行吉田; Kazumasa Ikari; 和正碇
Original assignee: Dowa Electronics Materials Co Ltd
Current assignee: Dowa Electronics Materials Co Ltd
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2032-05-10
Also published as: CN104285262B; JP5548234B2; KR101648658B1; TWI567765B; WO2013168411A1; KR20150002746A; US20150108392A1; CN104285262A; EP2851910A4; EP2851910B1; EP2851910A1; TW201401307A

Abstract

【課題】金属磁性粉末を用いたインダクタやアンテナ等の磁性部品は、ＧＨｚ帯での損失である透磁率の複素数成分が高かった。
【解決手段】鉄を主成分とする軟磁性金属粉末であり、平均粒子径が１００ｎｍ以下、軸比（＝長軸長／短軸長）が１．５以上、保磁力（Ｈｃ）が３９．８〜１９８．９ｋＡ／ｍ（５００〜２５００Ｏｅ）、飽和磁化１００Ａｍ^２／ｋｇ以上であることを特徴とする金属粉末を成形した磁性部品は、ｋＨｚ〜ＧＨｚ帯での損失係数を低く抑える事ができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、高周波帯で使用される磁性部品と、それを構成する金属粉末およびその金属粉末の製造方法に関する。

近年、携帯電話やノートＰＣ、液晶テレビなどの電子機器で使用される信号は、高周波化が進められている。すでに現在はＧＨｚ帯の信号も実用化に入っており、将来的には、１０ＧＨｚを超える周波数帯域の利用も予想されている。このような機器の高周波化に伴い、電子回路やその他の受動素子といった個別の部品についても高周波領域での性能向上が求められている。

また、これらの機器はモバイルとして使用されることを目的として、小型化および低消費電力化が進んでいる。したがって、個別の部品には、高周波帯域での特性、低損失化が求められる。しかし、機器を構成する部品の中でも、受動素子は、材料の物性に基づいて特性が決まる場合が多く、高周波帯域での特性向上は容易ではない。

例えば、インダクタやアンテナ等の磁性部品は、誘電率および透磁率という物理特性によって製品特性が決まるといってよい。インダクタは、部品の本体中に流れる磁束を利用する部品である。高周波帯域で使用できるインダクタを得るには、高周波領域で透磁率を保有するだけでなく、損失が小さい磁性材料を開発しなければならない。

また、アンテナの場合では、通信方式あるいは技術の進歩に伴って複数の周波数帯に対応したアンテナの搭載が必要となってきている。しかも電子機器内におけるアンテナの占有面積はできるだけ小さくすることが望まれている。所定の周波数を受信する際のアンテナ長は、透磁率の実数部と誘電率の実数部の積の１／２乗に反比例する長さでよいことが知られている。つまり、アンテナ長を短くするには、使用される周波数域で透磁率が高い磁性材料を開発しなければならない。さらに、アンテナは損失が小さいことが最も重要であるため、高周波領域で損失が小さい磁性体が必要とされる。

現在、こうしたインダクタやアンテナに用いられる磁性材料としては、フェライトに代表される磁性酸化鉄、鉄やそれらの合金を中心とした金属磁性材料（以後「従来の磁性材料」と呼ぶ）が使用される。しかし、１００ＭＨｚ以上の高周波域では、これらの磁性材料に起因する損失が増大するため好適に使用できないという問題がある。その原因は、粒子径が磁区サイズよりも大きいため、磁化が反転する際に磁壁の移動を伴い、大きなヒステリシス損失が発生することと、粒子径が表皮サイズ以上であることにより、大きな渦電流損失が発生することによるものと考えられる。

そのような背景の中、特許文献１においてはアンテナに使用される金属磁性粒子としてナノオーダーの扁平粒子が提案されている。

特開２０１０−１０３４２７号公報

ところが、特許文献１の金属磁性粒子を用いた磁性部品は、従来の磁性材料より損失は少ないものの、１ＧＨｚにおける損失を示すｔａｎδの値が段落０１０４の記載によれば０．１８であり、さらなる低損失の物質とすることが望まれていた。

そこで、本発明では、１ＧＨｚ以上といった高周波数領域でも高透磁率、低損失を維持するとともに、従来からの利用帯域であるｋＨｚ、ＭＨｚ帯域においても良好な特性を有する磁性部品を構成するのに有利な磁性材料および、その粉末を用いて得られる磁性部品を提供することを目的とする。

上記の課題は、特定の構成からなる金属粉末を用いて磁性部品を形成することで解決することができる。

より具体的には、その金属粉末は、
鉄を主成分とし、
平均粒子径が１００ｎｍ以下、
軸比（＝長軸長／短軸長）が１．５以上、
保磁力（Ｈｃ）が３９．８〜１９８．９ｋＡ／ｍ（５００〜２５００Ｏｅ）、
飽和磁化が１００Ａｍ^２／ｋｇ以上であり、
ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠した二重リング電極方法により、
前記金属粉末１．０ｇを２５ＭＰａ（８ｋＮ）で垂直に加圧した状態で、
１０Ｖの印加電圧をかけた状態で測定した体積抵抗率が１．０×１０^４Ω・ｃｍ以上である金属粉末であることを特徴とする。

さらに、その金属粉末は、
鉄を主成分とし、
平均粒子径が１００ｎｍ以下、
軸比（＝長軸長／短軸長）が１．５以上、
保磁力（Ｈｃ）が３９．８〜１１９．４ｋＡ／ｍ（５００〜１５００Ｏｅ）、
飽和磁化が１００Ａｍ^２／ｋｇ以上であり、
ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠した二重リング電極方法により、
前記金属粉末１．０ｇを２５ＭＰａ（８ｋＮ）で垂直に加圧した状態で、
１０Ｖの印加電圧をかけた状態で測定した体積抵抗率が１．０×１０^４Ω・ｃｍ以上である金属粉末であることを特徴とする。

また、上記の金属粉末は、さらに、ＴＡＰ密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以上１．５ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とする。

また、上記の金属粉末は、さらに、
コア／シェル構造を形成しており、コアが鉄又は鉄−コバルト合金、シェルが鉄、コバルト、アルミニウム、ケイ素、希土類元素（Ｙを含む）、マグネシウムの少なくとも一種を含んだ複合酸化物である。

また、上記の金属粉末は、
前記鉄−コバルト合金における鉄−コバルト比は、原子比でＣｏ／Ｆｅ＝０．０〜０．６である。

また、上記の金属粉末には、アルミニウムが含まれ、ＦｅとＣｏの総和との原子比が、Ａｌ／ＦｅとＣｏの総和の合計＝０．０１〜０．３０である。

また、上記の金属粉末は、
前記金属粉末とエポキシ樹脂を８０：２０の質量割合で混合し、加圧成形したときに、
複素透磁率の実数部をμ’、虚数部をμ”、損失係数をｔａｎδ（＝μ”／μ’）として、
１ＧＨｚの周波数においてμ’＞１．５、μ”＜０．０５、ｔａｎδ＜０．０５であり、かつ３ＧＨｚの周波数においてμ’＞１．５、μ”＜０．１５、ｔａｎδ＜０．１、かつ５ＧＨｚの周波数においてμ’＞１．５、μ”＜０．５、ｔａｎδ＜０．３であることを特徴とする。

また、上記の金属粉末は、１ｋＨｚ以上の周波数領域で使用されることを特徴とする。

また本発明は、上記の金属粉末を用いたインダクタおよびアンテナを提供するものである。

また、本発明の金属粉末の製造方法は、
鉄イオンを含む溶液中に酸素を含有する気体を吹き込みながら、アルミニウム、ケイ素、希土類元素（Ｙを含む）、マグネシウムの少なくとも一種の水溶液を添加して、アルミニウム、ケイ素、希土類元素（Ｙを含む）、マグネシウムの少なくとも一種を含む前駆体を形成する前駆体形成工程と、
前記前駆体を還元して金属粉末とする前駆体還元工程と、
前記前駆体還元工程で得られた前記金属粉末にさらに酸素を作用させ前記金属粉末表面に酸化膜を形成させる徐酸化工程と
を有することを特徴とする。

また、上記製造方法では、前記鉄イオンを含む溶液が鉄化合物とコバルト化合物の水溶液であることを特徴とする。

また、上記製造方法では、前記鉄イオンを含む溶液が鉄化合物とコバルト化合物と希土類元素（Ｙを含む）の水溶液であることを特徴とする。

また、上記製造方法では、前記前駆体還元工程は、前記前駆体を２５０℃〜６５０℃の温度下で還元性ガスに曝すことを特徴とする。

また、上記製造方法では、前記徐酸化工程は、前記金属粉末を２０℃〜１５０℃の温度下で、不活性ガスに酸素が含有されたガスに曝す工程であることを特徴とする。

本発明の金属粉末によれば、１ＧＨｚでの透磁率の実数部であるμ’が１．５以上でなおかつ損失係数が０．０５以下、かつ３ＧＨｚでのμ’が１．５以上でなおかつ損失係数が０．１以下、かつ５ＧＨｚでのμ’が１．５以上でなおかつ損失係数が０．３以下となる低損失の磁性部品を得る事ができる。

本発明の磁性部品であるアンテナの構成を例示する図である。本発明の磁性部品であるコイル部品の構成を例示する図である。本発明に係る金属粉末のＴＥＭ写真である。本発明に係る金属粉末のＴＥＭ写真である。

以下本発明の磁性部品およびそれらに用いられる金属粉末とその製造方法について説明を行う。ただし、本実施の形態は本発明の一実施形態を例示するのであり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の内容を変更することができる。

本発明の磁性部品は、本発明の金属粉末を圧縮成形した成形体によって構成される。特に、磁性部品として、アンテナとコイル部品を例示する。

図１は、高周波用磁性材料を適用したアンテナの一例を示した図である。図示したアンテナ１０は、導体板１の上に放射板４を配置し、放射板に給電するために給電点２と短絡板３を備えており、導体板１と放射板４の間に金属磁性粉末による成形体５を挟持した構造を有する。このような構造を備えることで、波長短縮が図られ、アンテナ１０の小型化を実現することができる。

図２は、高周波用磁性材料を用いて構成されるコイル部品の一例を示した図である。図示したコイル部品１２は、電極６と、鍔７と、巻線８と、巻芯９と、を備えて構成されている。金属粉末の成形体である巻芯９は細長い柱状の直方体であり直方体の短軸方向の断面が長方形断面を有している。鍔７は巻芯９の長方形断面よりも大きな長方形断面を有し、巻芯９の長軸方向に厚みの薄い直方体の構造を有している。鍔７も金属磁性粉末の成形体で形成してもよい。

次に本発明の金属粉末について詳説する。

＜金属粉末の組成＞
本発明の金属粉末は、Ｆｅ（鉄）若しくは、ＦｅとＣｏ（コバルト）に、希土類元素（Ｙ（イットリウム）を含む）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｍｇ（マグネシウム）の少なくとも一種（以後「Ａｌ等」と呼ぶ。）が含まれる。

希土類元素（Ｙ（イットリウム）を含む、以下同様）含有量は、ＦｅとＣｏの総和に対する希土類元素の含有量が１０ａｔ％以下となる範囲とする。本発明の金属粉末の製法は、後述するように前駆体を形成する前駆体形成工程と、前駆体還元工程、徐酸化工程を含むが、前駆体形成工程において、原材料となる元素を含む水溶液中のＹを含む希土類元素量を変化させることで、最終的に得られる金属粒子の軸比（＝長軸長／短軸長）を変更することができる。希土類元素が少ない場合は軸比が大きくなり、より損失を低減した金属粉末を得ることが出来るが、少なすぎる場合は透磁率が低減する。希土類元素が多い場合は軸比が小さくなり損失はやや大きくなるが、希土類元素を含まない場合と比べると透磁率が大きくなるが、適切な希土類含有量とすることで、適度な損失と透磁率を有し、従来のｋＨｚからＧＨｚ帯域において利用できうる金属粉末を得ることが出来る。また、上述のように特性のバランスを維持するために適切な元素の含有範囲は、ＦｅとＣｏの総和に対する希土類元素含有量で０ａｔ％〜１０ａｔ％とすることが望ましく、０ａｔ％〜５ａｔ％がより好ましい。また、使用する希土類元素種としては、特にＹやＬａが好ましい。

Ａｌ等含有量に関しては、ＦｅとＣｏの総和に対するＡｌ等の含有量が２０ａｔ％以下となる範囲とする。還元処理を行う前の前駆体の状態では、Ｆｅ若しくはＦｅとＣｏにＡｌ等を固溶させ、次にその前駆体を還元することで金属粉末にする。還元された金属粉末は、還元されやすいＦｅ、Ｃｏが粒子の内部に多く存在し、還元されない酸化アルミニウム等は粒子の表面に多く存在するようになる。

その後に、金属粉末の表面を強く酸化させることでＡｌ等を含む絶縁膜が形成される。これによって、金属粉末を構成する粒子の電気抵抗が高くなり、磁性部品にした際に、渦電流損失等に基づく損失が改善される。また、含有させるＡｌ量を多くすることで、表層にＡｌを多く含んだ酸化膜を形成させることができ、粒子の電気抵抗が高くなるため渦電流損失を低減することができｔａｎδは小さくなる。なお、表面にはＡｌ等だけでなく、Ｆｅ若しくはＦｅとＣｏが残留する場合もある。また、これらの被膜には磁性粉の磁気特性の劣化を抑制する働きもある。

Ｃｏを含む場合に、Ｃｏ含有量に関しては、原子割合でＦｅに対するＣｏの割合（以下「Ｃｏ／Ｆｅ原子比」という）で０〜６０ａｔ％を含有させる。Ｃｏ／Ｆｅ原子比が５〜５５ａｔ％のものがより好ましく、１０〜５０ａｔ％のものが一層好ましい。このような範囲において金属粉末は、飽和磁化が高く、かつ安定した磁気特性が得られやすい。

また、Ａｌ等は焼結防止効果も有しており、熱処理時の焼結による粒子の粗大化を抑制している。本明細書ではＡｌ等は「焼結防止元素」の１つとして扱っている。ただし、Ａｌ等は非磁性成分であり、あまりに多く含有させると磁気特性が希釈されるため好ましくない。ＦｅとＣｏの総和に対するＡｌ等含有量は１ａｔ％〜２０ａｔ％とすることが望ましく、３ａｔ％〜１８ａｔ％がより好ましく、５ａｔ％〜１５ａｔ％が一層好ましい。

本発明に従う粒子は、金属成分からなるコアと主として酸化物成分からなるシェルから構成されるコア／シェル構造を有することが好ましい。コア／シェルを取っているか否かは、例えば、ＴＥＭ写真により確認することができ、また組成分析は、例えばＩＣＰ発光分析、ＥＳＣＡ、ＴＥＭ−ＥＤＸ、ＸＰＳ、ＳＩＭＳなどの方法を挙げることができる。特に、ＥＳＣＡによれば粒子表面から深さ方向への組成の変化を確認することができ、金属で形成されるコア部分と、酸化物で形成されるシェル部分を判別することができる。また、ＴＥＭ−ＥＤＸによれば粒子にビームを絞ってＥＤＸを照射し、半定量することにより、粒子の大体の組成を確認でき、金属で形成されるコア部分と、酸化物で形成されるシェル部分を判別することができる（例えば、特開２００６−１２８５３５号［００４０］段落など参照）。

＜製法＞
本発明の金属粉末の製法は、前駆体を形成する前駆体形成工程と、得られた前駆体を還元して金属粉末とする前駆体還元工程を含む。また、前駆体還元工程後、取扱を容易にするために金属粉末の表面にわずかに酸化膜を形成させる徐酸化工程を追加してもよい。前駆体形成工程は、湿式での工程であり、前駆体還元工程および徐酸化工程は乾式での工程である。

前駆体形成工程は、原材料となる元素を含む水溶液中を酸化することで、酸化反応を行わせ、その結果原材料となる元素からなる粒子（前駆体）を得る工程である。

前駆体還元工程は、前駆体を還元することで、前駆体形成工程で含有される酸素を除去し、原材料となる元素からなる金属粉末を得る工程である。徐酸化工程は、得られた金属粉末の表面に若干の酸化膜を形成させる工程である。ナノオーダーの金属粉末は活性が高く、常温でも酸化しやすい。表面に酸化膜を形成すると、空気中でも安定して存在させることができるようになる。以下それぞれの工程を詳述する。

＜前駆体形成工程＞
前駆体形成工程では、原材料である水溶性の鉄化合物を水酸化アルカリ（ＮａＯＨやＫＯＨ水溶液）や炭酸アルカリ（炭酸ナトリウムや炭酸アンモニウム水溶液）で中和して作製した２価のＦｅイオンを含む水溶液を用意する。水溶性の鉄化合物としては、好ましくは硫酸鉄、硝酸鉄、塩化鉄などが使用でき、さらに好ましくは硫酸鉄を用いるのが良い。反応は、２価のＦｅイオンを含む水溶液に対して、酸素を含む気体を通気させるか、過酸化水素などの酸化剤の水溶液を添加することにより、オキシ水酸化鉄の核晶を生成させ、その後、残りの２価のＦｅイオンを酸化させ、前記の核晶の上にオキシ水酸化鉄を析出させることによりオキシ水酸化鉄の粒子を成長させる。成長過程における酸化反応についても酸素を含む気体を通気させるか、過酸化水素などの酸化剤の水溶液を添加することで十分進行させることができる。核晶を生成させる際は酸化剤として過酸化水素を使用し、成長過程では酸化剤として空気若しくは酸素を通気させる方法が特に好ましい。

原材料としては、鉄にコバルトを加えてもよい。コバルト原料としては、水溶性のコバルト化合物を用いるのがよい。水溶性のコバルトとしては、好ましくは硫酸コバルト、硝酸コバルト、塩化コバルトなどが使用でき、さらに好ましくは硫酸コバルトを用いるのが良い。

コバルトの添加は核晶を形成させる前に添加した方が好ましく、より好ましくは鉄原料と同時に添加するのがよい。なお、酸化反応終了後に添加して被着させることもできる。

核晶を成長させるための酸化は水溶液中に空気若しくは酸素を吹き込むのが好ましい。流量や流速を容易に調整することができ、製造装置が大型化しても、吹出し口を増設することで、溶液に均一に酸化反応を生じさせることができるからである。なお、酸化剤を添加する方法で酸化させることもできる。

さらに、本発明では、原材料である鉄若しくは鉄とコバルトに、希土類元素（Ｙを含む）を加えてもよい。希土類元素原料としては、水溶性の希土類元素化合物を用いるのがよい。湿式で反応させるからである。Ｙの場合を例に挙げると、水溶性のＹとしては、好ましくは硫酸イットリウム、硝酸イットリウム、塩化イットリウムなどが使用でき、さらに好ましくは硫酸イットリウムを用いるのが良い。

希土類元素（Ｙを含む）の添加は核晶を形成させる前に添加すると粒子の形状を制御しやすくなるため好ましく、より好ましくは鉄原料と同時に添加するのがよい。なお、酸化反応終了後に添加して被着させることで、還元工程において粒子の焼結を防止させることもできる。

原材料には、鉄、コバルト、希土類元素に加え、アルミニウム、ケイ素、マグネシウムといった元素を加えてもよい。これらの元素も水溶性の化合物を用いるのが好ましい。これらの元素は、鉄若しくは鉄とコバルトが反応容器に添加された後に添加するのが良く、酸化反応途中で添加して前駆体中に固溶させることもできるし、酸化反応終了後に添加して被着させても良い。また、添加方法としては一挙添加でも連続添加でも良い。

＜前駆体還元工程＞
以上のように湿式による工程を経て得られた前駆体を乾式の工程で処理を続ける。前駆体還元工程では、この前駆体を２５０℃〜６５０℃の温度下で、一酸化炭素、アセチレン、水素等の還元ガスに曝すことで、加熱還元処理を行う。この際、多段還元を行ってもよい。多段還元とは、被処理体を所定温度中で所定時間保持する還元処理を、温度を変化させながら複数回行うことをいう。保持する温度と時間を適正に制御することにより、出来上がりの金属磁性粉末の特性を制御することができる。この還元処理の雰囲気として、還元性ガスに水蒸気を添加したものを用いるのも好ましい。

＜徐酸化工程＞
加熱還元後に得られたものは合金磁性粒子粉末となるが、そのまま大気中で扱うと急速に酸化するおそれがあるため、次の徐酸化工程により、酸化物層を形成させる。徐酸化工程とは、不活性ガスに酸化性ガス量を徐々に増やしながら２０〜３００℃の温度で所定時間処理することにより、粒子表面に酸化物層を作成する工程である。実際には、還元が終了したあとの粉体を、この徐酸化工程を行う温度まで冷却し、その温度で徐酸化を行うのが好ましいし、この温度で弱酸化性ガスによって該粒子表面に酸化物層を形成させて安定化処理するのがよい。なお、この工程中においても、徐酸化処理の弱酸化性ガス中に水蒸気を添加したものを用いてもよく、水蒸気を添加することでより緻密な膜を形成することができるようになるので好ましい。

＜被覆工程＞
前記方法で作製した磁性粒子をインダクタやアンテナなどの高周波部品に使用する際は、磁気損失や誘電損失が重要となるため、粒子の絶縁抵抗をさらに高めることが必要となる場合がある。その場合、粒子の周囲に被覆を施す被覆工程を追加することができる。被覆する物質はＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２，ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３のような無機物や樹脂に代表される有機物がある。被覆する方法はどのような方法でも良いが、例えば液中に磁性粒子を分散させた状態で金属の水酸化物などを被覆する方法、前記方法で水酸化物などを被覆した後熱処理を行い、酸化物として被覆させる方法、液中に磁性粒子を分散させた状態でＴＥＯＳなどのアルコキシドを添加し、粒子の周囲に直接酸化物を形成する方法、気流中で絶縁物質を被覆する方法、磁性粒子と樹脂を混ぜて樹脂を被覆する方法、磁性粒子と樹脂を混ぜる際に無機物や有機物を混合し、実質的に粒子の周囲に無機物や有機物が被覆された状態にする方法などがある。また、被覆した状態で熱処理を施すと一層絶縁抵抗を高める効果があるため好ましい。

このようにして得られた徐酸化工程後の金属粉末について、以下に示す方法により粉体特性および組成を調べた。

＜長軸長、短軸長、軸比＞
粒子の長軸長と短軸長は、透過型電子顕微鏡（日本電子株式会社製のＪＥＭ−１００ＣＸＭａｒｋ−ＩＩ型）を使用し、１００ｋＶの加速電圧で、明視野で金属磁性粉末を観察した像を（例えば、倍率５８０００倍で）写真撮影して（例えば、縦横の倍率を９倍に）拡大し、複数の写真から単分散している粒子をランダムに３００個選択して長軸長および短軸長を測定し、平均値を求めた。本発明の粒子は粒子の輪郭が楕円を細長くしたような形状であるので、楕円粒子の長軸方向の頂点２点の距離を長軸長とし、短軸長については長軸を測定した２点を結ぶ直線に対し垂直となるように短軸方向の粒子外周の２点を結んだ時に、距離が最も長くなる２点の距離を短軸長とした。（これ以降に記載される長軸長、短軸長とは平均値のことである）また、粒子の軸比については、上記のように求めた長軸長、短軸長を用い、長軸長／短軸長で求めた。

＜ＢＥＴ比表面積＞
ＢＥＴ比表面積は、ユアサアイオニクス株式会社製の４ソーブＵＳを用いて、ＢＥＴ法により求めた。

＜金属粉末の磁気特性および耐候性の評価＞
得られた金属粉末の磁気特性（バルク特性）として、東英工業株式会社製のＶＳＭ装置（ＶＳＭ−７Ｐ）を使用して、外部磁場１０ｋＯｅ（７９５．８ｋＡ／ｍ）で、保磁力Ｈｃ（ＯｅおよびｋＡ／ｍ）、飽和磁化σｓ（Ａｍ^２／ｋｇ）、角形比ＳＱを測定した。また、軟磁性金属粉末の耐候性を評価する指標（Δσｓ）として、軟磁性金属粉末を設定温度６０℃、相対湿度９０％の恒温恒湿容器内に１週間保持して、該恒温恒湿下に保持する前と後の飽和磁化σｓを測定し、（保存前σｓ−保存後σｓ）／保存前σｓ×１００（％）に従って求めた。

＜金属粉末粒子の組成分析＞
金属粉末粒子の組成は、金属磁性相と酸化膜を含んだ粒子全体の質量分析を行うことによって求めた。Ｃｏ、Ａｌ、Ｙ、Ｍｇ、Ｓｉの定量は日本ジャーレルアッシュ株式会社製高周波誘導プラズマ発光分析装置ＩＣＰ（ＩＲＩＳ／ＡＰ）を用いた。また、Ｆｅの定量は平沼産業株式会社製平沼自動滴定装置（ＣＯＭＴＩＭＥ−９８０）を用いた。また、酸素の定量はＬＥＣＯＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＮＩＴＲＯＧＥＮ／ＯＸＹＧＥＮＤＥＴＥＲＭＥＴＥＲ（ＴＣ−４３６型）を用いて行った。これらの定量結果は質量％として与えられるので、適宜原子％（ａｔ％）に変換することにより、Ｃｏ／Ｆｅ原子比、Ａｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）原子比、Ｙ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）原子比を求めた。

＜金属粒子粉末の体積抵抗率の測定＞
金属粒子粉末の体積抵抗率の測定は、三菱化学アナリテック株式会社製粉体抵抗測定ユニット（ＭＣＰ―ＰＤ５１）、三菱化学アナリテック株式会社製高抵抗抵抗率計ハイレスタＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）、三菱化学アナリテック株式会社製高抵抗粉体測定システムソフトウェアを用い、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠した二重リング電極方法により、粉末１．０ｇを１３〜６４ＭＰａ（４〜２０ｋＮ）で垂直に加圧し、１０Ｖの電圧を印加した状態で測定することにより求めた。

＜金属粉末の成形体の作成＞
得られた金属粉末は、樹脂と共に混練を行い、成形体とする。この時に使用される樹脂としては、公知の熱硬化性樹脂のいずれも使用することが出来る。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、イソシアネート化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂などから選択することができる。エポキシ樹脂としては、モノエポキシ化合物、多価エポキシ化合物のいずれか又はそれらの混合物が用いられる。

ここでモノエポキシ化合物としては、ブチルグリシジルエーテル、ヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、パラ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、パラキシリルグリシジルエーテル、グリシジルアセテート、グリシジルブチレート、グリシジルヘキソエート、グリシジルベンゾエート等を挙げることができる。

多価エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、テトラメチルビスフェノールＡＤ、テトラメチルビスフェノールＳ、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラクロロビスフェノールＡ、テトラフルオロビスフェノールＡ等のビスフェノール類をグリシジル化したビスフェノール型エポキシ樹脂；ビフェノール、ジヒドロキシナフタレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン等のその他の２価フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂；１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、４，４−（１−（４−（１−（４−ヒドロキシフェニル）−１−メチルエチル）フェニル）エチリデン）ビスフェノール等のトリスフェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂；１，１，２，２，−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン等のテトラキスフェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂；フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールＡノボラック、臭素化フェノールノボラック、臭素化ビスフェノールＡノボラック等のノボラック類をグリシジル化したノボラック型エポキシ樹脂等；多価フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂、グリセリンやポリエチレングリコール等の多価アルコールをグリシジル化した脂肪族エーテル型エポキシ樹脂；ｐ−オキシ安息香酸、β−オキシナフトエ酸等のヒドロキシカルボン酸をグリシジル化したエーテルエステル型エポキシ樹脂；フタル酸、テレフタル酸のようなポリカルボン酸をグリシジル化したエステル型エポキシ樹脂；４，４−ジアミノジフェニルメタンやｍ−アミノフェノール等のアミン化合物のグリシジル化物やトリグリシジルイソシアヌレート等のアミン型エポキシ樹脂等のグリシジル型エポキシ樹脂と、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等の脂環族エポキサイド等が例示される。

上述のエポキシ樹脂の中でも、貯蔵安定性を高めるという観点から、多価エポキシ化合物が好ましい。多価エポキシ化合物のなかでも、生産性が圧倒的に高いので、グリシジル型エポキシ樹脂が好ましく、より好ましくは、硬化物の接着性や耐熱性が優れることから、多価フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂とするのが好ましい。いっそう好ましくはビスフェノール型エポキシ樹脂であるのがよく、とりわけ、ビスフェノールＡをグリシジル化したエポキシ樹脂とビスフェノールＦをグリシジル化したエポキシ樹脂がよい。

また、樹脂の形態としては液状を呈しているものが好ましい。なお、組成物を固形に保つ意味で、エポキシ当量としては３００以上であることが好ましい。

軟磁性金属粉末とエポキシ樹脂の混合の割合は、金属／樹脂で表すと、質量比で３０／７０〜９９／１が好ましく、より好ましくは５０／５０〜９５／５であり、さらに好ましくは７０／３０〜９０／１０である。樹脂が少なすぎると成形体にならず、多すぎると所望の磁気特性を得られないからである。

本発明の金属粉末は、圧縮成形によって、任意の形状にすることができる。実用として供給されるのは、図１及び図２で例示したような形状になる。しかし以下の実施例では、ドーナツ状に成形し、磁性部品としての特性を評価した。

金属粉末とエポキシ樹脂を８０：２０の重量割合で秤量し、株式会社ＥＭＥ社製真空攪拌・脱泡ミキサー（Ｖ−ｍｉｎｉ３００）を用いて、エポキシ樹脂に分散させペースト状にした。このペーストをホットプレート上で６０℃、２時間乾燥させて、金属粉末−樹脂の複合体を得た。この複合体を解粒して複合体の粉末を作製し、この複合体粉末０．２ｇをドーナッツ状の容器内に入れて、ハンドプレス機により１ｔの荷重をかけることにより、外径７ｍｍ、内径３ｍｍのトロイダル形状の成形体を得た。

＜金属粉末−樹脂の複合体の高周波特性評価＞
得られた金属粉末−樹脂複合体の成形体の高周波特性として、アジレント・テクノロジー株式会社製のネットワーク・アナライザー（Ｅ８３６２Ｃ）と株式会社関東電子応用開発製の同軸型Ｓパラメーター法サンプルホルダーキット（製品型番：ＣＳＨ２−ＡＰＣ７、試料寸法：φ７．０ｍｍ−φ３．０４ｍｍ×５ｍｍ）を用い、０．５〜５ＧＨｚにおける透磁率の実部（μ’）、透磁率の虚部（μ”）、損失係数を表すｔａｎδを測定した。

［実施例１］
前駆体形成工程を次のように行なった。５０００ｍＬビーカーに純水２６００ｍＬとＦｅ^２＋に対し炭酸が３当量となる量の炭酸アンモニウムを含む炭酸アンモニウム溶液３５０ｍｌを添加し、温調機で４０℃に維持しながら攪拌した。これに１ｍｏｌ／Ｌの硫酸第一鉄（特級試薬）水溶液と１ｍｏｌ／Ｌの硫酸コバルト（特級試薬）溶液を１００：２０の混合割合にて混合した溶液９００ｍＬを添加した。

その後、３ｍｏｌ／ＬのＨ_２Ｏ_２水溶液を２ｍｌ添加して核晶を生成させた後、６０℃まで昇温し、Ｆｅ^２＋全体の５０％が酸化するまで空気を通気した。その後、Ａｌの量がＦｅとＣｏの総モル量に対し５ａｔ％となるように、０．３ｍｏｌ／Ｌの硫酸アルミニウム（特級試薬）７０ｍｌを添加し、酸化が完結するまで空気を通気した。その後、Ｙの量がＦｅとＣｏの総モル数に対し５ａｔ％となるように、０．２ｍｏｌ／Ｌの硫酸イットリウム（特級試薬）溶液を添加し、前駆体にＹを被着した。このようにして、ＦｅにＣｏとＡｌが固溶した前駆体の粒子を得た。この前駆体を常法により濾過、水洗後、１１０℃で乾燥し、前駆体の乾燥固形物（前駆体粉末ともいう）を得た。

次に前駆体還元工程を行なった。このＦｅにＣｏとＡｌが固溶した前駆体粉末を、通気可能なバケット内に投入し、該バケットを貫通型還元炉内に装入し、水素ガスを通気しつつ、５５０℃で６０分間還元処理を施した。還元処理終了後、金属鉄の粉末（金属磁性粉末）を得た。

その後、徐酸化工程に移行するために、炉内雰囲気を水素から窒素に変換し、窒素を流した状態で炉内温度を降温レート２０℃／ｍｉｎで８０℃まで低下させた。徐酸化工程においては、酸化膜形成初期段階は金属鉄の粉末が急速に酸化しないようにＮ_２に対する空気量が１／１２５の混合割合にて混合したガスを炉内に添加し、酸素・窒素の混合雰囲気中にて酸化膜を形成させ、徐々に空気の供給量を増すことによって、雰囲気中における酸素濃度を上昇させた。

最終的に供給される空気の流量はＮ_２に対して１／２５の添加量とした。その際、炉内に導入されるガスの総量は窒素の流量を調整することによりほぼ一定に保たれるようにした。この徐酸化処理は、概ね８０℃に維持される雰囲気下で実施した。

このようにして最終的な金属粉末（表面酸化膜を有するもの）が得られた。得られた金属磁性粉体の諸物性とバルク特性を表２に、体積抵抗率を表４に、これを用いた成形体の高周波特性を表３に示した。また、組成および前駆体還元工程および徐酸化工程の条件については他の実施例も含め表１に示した。表２に示すように得られた粒子の軸比（＝長軸長／短軸長）は５．２であった。

［実施例２］
前駆体形成工程を次のように行なった。５０００ｍＬビーカーに純水２６００ｍＬとＦｅ^２＋に対し炭酸が３当量となる量の炭酸アンモニウムを含む炭酸アンモニウム溶液３５０ｍｌを添加し、温調機で４０℃に維持しながら攪拌した。これに１ｍｏｌ／Ｌの硫酸第一鉄（特級試薬）水溶液と１ｍｏｌ／Ｌの硫酸コバルト（特級試薬）溶液を１００：２０の混合割合にて混合した溶液９００ｍＬに、さらにＹの量がＦｅとＣｏの総モル数に対し２．６ａｔ％となるように、０．２ｍｏｌ／Ｌの硫酸イットリウム（特級試薬）溶液を混合して作製した溶液約１Ｌを添加した。

その後、３ｍｏｌ／ＬのＨ_２Ｏ_２水溶液を５ｍｌ添加して核晶を生成させた後、６０℃まで昇温し、Ｆｅ^２＋全体の５０％が酸化するまで空気を通気した。その後、Ａｌの量がＦｅとＣｏの総モル量に対し５ａｔ％となるように、０．３ｍｏｌ／Ｌの硫酸アルミニウム（特級試薬）７０ｍｌを添加し、酸化が完結するまで空気を通気した。このようにして、ＦｅにＣｏとＡｌが固溶した前駆体の粒子を得た。この前駆体を常法により濾過、水洗後、１１０℃で乾燥し、前駆体の乾燥固形物（前駆体粉末ともいう）を得た。

このようにして最終的な金属粉末（表面酸化膜を有するもの）が得られた。得られた金属磁性粉体の諸物性とバルク特性を表２に、体積抵抗率を表４に、これを用いた成形体の高周波特性を表３に示した。また、組成および前駆体還元工程および徐酸化工程の条件については他の実施例も含め表１に示した。表２に示すように得られた粒子の軸比（＝長軸長／短軸長）は１．８であった。

［実施例３〜５］
実施例２において、０．２ｍｏｌ／Ｌの硫酸イットリウム（特級試薬）溶液の混合割合を、Ｙの量がＦｅとＣｏの総モル数に対し１．７ａｔ％、０．９ａｔ％、０．４ａｔ％となるように変更した以外は実施例１と同じ手順を繰り返した。得られた軟磁性金属粉末の諸物性とバルク特性を表２に、体積抵抗率を表４に、これを用いた成形体の高周波特性を表３に示した。表２に示すように各実施例で得られた粒子の軸比（＝長軸長／短軸長）はそれぞれ、２．１、２．４、２．６であった。

［比較例１］
実施例２において、０．２ｍｏｌ／Ｌの硫酸イットリウム（特級試薬）溶液の混合割合を、Ｙの量がＦｅとＣｏの総モル数に対し４．３ａｔ％となるように変更した以外は実施例１と同じ手順を繰り返したが、前駆体粉末の段階で異粒子が大量に発生してしまい、軸比が小さくそろった磁性粉末を得ることができなかった。

［比較例２］
前駆体形成工程を次のように行なった。５０００ｍＬビーカーに純水３０００ｍＬと１２ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム１００ｍｌを入れ、温調機で４０℃に維持しながら攪拌した。これに１ｍｏｌ／Ｌの硫酸第一鉄（特級試薬）水溶液と１ｍｏｌ／Ｌの硫酸コバルト（特級試薬）溶液を４：１の混合割合にて混合した溶液を９００ｍＬと、さらに（Ｆｅ^２＋＋Ｃｏ^２＋）／Ｆｅ^３＋＝２０となる量の２ｍｏｌ／Ｌの硫酸第二鉄（特級試薬）溶液を同時に添加した。

その後、９０℃まで昇温し、更に２００ｍＬ／ｍｉｎで空気を通気して酸化を４０分間継続した。空気を窒素に切り替えてから１０分間熟成した後、０．３ｍｏｌ／Ｌの硫酸アルミニウム（特級試薬）を８０ｍｌ添加し、２００ｍＬ／ｍｉｎで空気を通気して酸化を５０分間継続し、酸化を完結させた。このようにして、ＦｅにＡｌが固溶した前駆体の粒子を得た。この前駆体を常法により濾過、水洗後、１１０℃で乾燥し、前駆体の乾燥固形物（前駆体粉末ともいう）を得た。

このようにして最終的な金属粉末（表面酸化膜を有するもの）が得られた。得られた金属磁性粉体の諸物性とバルク特性を表２に、体積抵抗率を表４に、これを用いた成形体の高周波特性を表３に示した。また、組成および前駆体還元工程および徐酸化工程の条件については他の実施例も含め表１に示した。表２に示すように得られた粒子の軸比（＝長軸長／短軸長）は１．４であった。つまり、実施例１〜５とは前駆体作製方法がやや異なるものの、ＦｅとＣｏとＡｌが固溶した前駆体粉末を作製し、実施例１〜５と同じ還元工程および徐酸化工程を施すことにより、軸比が１．５より小さい磁性粒子を作製することが出来た。

ここで、実施例１と比較例２の結果について考察する。ｔａｎδの値を比較すると、どの周波数においても実施例１のｔａｎδは比較例２と比べて極めて小さい結果であった。特に高周波領域におけるｔａｎδの値が比較例２や後述する実施例２〜５と比べて極めて低く、５ＧＨｚにおいても０．０３以下と優れた高周波特性を示した。ここで、ｔａｎδはμ”／μ’という数式で表され、この数式の分子であるμ”は一般的に磁気異方性に反比例することが知られている。磁気異方性は粒子の形状に影響を受け、軸比が大きい粒子ほど異方性が増大する。実施例１の粒子は比較例２に対して軸比が十分に大きいことから、形状に起因する形状磁気異方性が比較例と比べて大きくなり、そのためμ”の値が小さくなり、ｔａｎδ（＝μ”／μ’）が小さくなったことが考えられる。また、表４に示した体積抵抗率の値について、例として２５ＭＰａの荷重を加えた時の体積抵抗率の値を比較すると、比較例２の金属粒子粉末が１×１０^４Ω・ｃｍ以下の測定レンジ範囲外であったのに対し、実施例１の金属粒子粉末は５．８×１０^９と極めて高い体積抵抗率を示した。この高い体積抵抗率も、実施例１の金属粒子粉末のｔａｎδの値を比較例２と比べて極めて低い値としている理由と考えられる。

一方、μ’の値は比較例２と比べて劣る結果であったが、１ＧＨｚ以上の周波数におけるμ’の値は１．５以上を示しており、アンテナなどの用途で使用するに当たり、十分高いμ’の値を取ることが分かった。

次に、実施例２〜５と比較例２の結果について考察する。まずｔａｎδの値を比較すると、どの周波数においても実施例２〜５のｔａｎδは比較例と比べて十分に小さい結果であった。また、３ＧＨｚ、５ＧＨｚと高周波領域になるに従い、実施例と比較例２のｔａｎδの差が増大し、Ｙの含有量が少ない実施例ほどｔａｎδが小さくなる結果であった。前述したようにｔａｎδはμ”／μ’という数式で表され、この数式の分子であるμ”は一般的に磁気異方性に反比例することが知られている。磁気異方性は粒子の形状に影響を受け、軸比が大きい粒子ほど異方性が増大する。実施例２〜５の粒子はいずれも比較例２に対して軸比が大きいことから、形状に起因する形状磁気異方性が比較例と比べて大きくなり、そのためμ”の値が小さくなり、ｔａｎδ（＝μ”／μ’）が小さくなったことが考えられる。また、Ｙの含有量が少ない実施例ほどｔａｎδが小さくなった理由についても、軸比の増大により形状磁気異方性が増加したことによるものと考えられる。また、表４に示した体積抵抗率の値について、例として２５ＭＰａの荷重を加えた時の体積抵抗率の値を比較すると、比較例２の金属粒子粉末が１×１０^４Ω・ｃｍ以下の測定レンジ範囲外であったのに対し、実施例２〜５の金属粒子粉末は４．０×１０^５以上と高い体積抵抗率を示した。この高い体積抵抗率も、実施例２〜５の金属粒子粉末のｔａｎδの値を比較例２と比べて大幅に低い値としている理由と考えられる。

一方、μ’の値を比較すると、比較例２と比べて劣る結果であったものの、実施例１と比べるといずれも高い値となり、よりいっそう優れた高周波特性となった。ここで、μ’は一般的に磁気異方性に反比例することが知られている。Ｆｅと同時に添加するＹの含有量が少ない実施例の方が粒子の軸比が大きくなっていることから、Ｆｅと同時に添加するＹの含有量が少ない実施例ほど形状に起因する形状磁気異方性が増大し、磁気異方性に反比例してμ’の値が低減したものと思われる。前述したように、Ｆｅと同時に添加するＹの量を減らすとｔａｎδを小さくすることができるが、減らしすぎるとμ’が低下しすぎてしまうため、少なくとも０．２ａｔ％以上がより好ましいと思われる。

以上の結果のように、アンテナなどの高周波部品に使用することができる、損失が小さく、高い透磁率を有する優れた磁性粉末を得ることができ、さらに、核晶を形成する前に添加するＹの量を変更して粒子中に含まれるＹの量を変更することで粒子の軸比を調整することで高周波領域において損失が小さく、高い透磁率を有するより優れた磁性粉末を得ることができた。なお、本発明の金属粉末は、特にＧＨｚ以上の周波数領域で損失が低いことが特徴であるが、このことはＧＨｚ以下のＭＨｚ、ｋＨｚオーダーでも極めて低い損失を有することを意味しており、ｋＨｚオーダー以上の周波数領域においても使用することができる。

［実施例６］
前駆体形成工程を次のように行なった。５０００ｍＬビーカーに純水２６００ｍＬとＦｅ^２＋に対し炭酸が３当量となる量の炭酸アンモニウムを含む炭酸アンモニウム溶液３５０ｍｌを添加し、温調機で４０℃に維持しながら攪拌した。これに１ｍｏｌ／Ｌの硫酸第一鉄（特級試薬）水溶液７００ｍＬに、さらにＹの量がＦｅに対し２ａｔ％となるように、０．２ｍｏｌ／Ｌの硫酸イットリウム（特級試薬）溶液を混合して作製した溶液７６０ｍＬを添加した。これ以降は、実施例１と同じ手順を繰り返すことにより、Ｃｏを含まない金属磁性粉を得た。得られた金属磁性粉の諸物性とバルク特性を表２に、これを用いた成形体の高周波特性を表３に示した。表２に示すように得られた粒子の軸比（＝長軸長／短軸長）は２．２であった。

［実施例７］
前駆体形成工程を次のように行なった。５０００ｍＬビーカーに純水２６００ｍＬとＦｅ^２＋に対し炭酸が３当量となる量の炭酸アンモニウムを含む炭酸アンモニウム溶液３５０ｍｌを添加し、温調機で４０℃に維持しながら攪拌した。これに１ｍｏｌ／Ｌの硫酸第一鉄（特級試薬）水溶液と１ｍｏｌ／Ｌの硫酸コバルト（特級試薬）溶液を１００：３の混合割合にて混合した溶液７２０ｍＬに、さらにＹの量がＦｅとＣｏの総モル数に対し２ａｔ％となるように、０．２ｍｏｌ／Ｌの硫酸イットリウム（特級試薬）溶液を混合して作製した溶液約８００ｍＬを添加した。これ以降は、実施例１と同じ手順を繰り返すことにより、金属磁性粉を得た。得られた金属磁性粉の諸物性とバルク特性を表２に、これを用いた成形体の高周波特性を表３に示した。表２に示すように得られた粒子の軸比（＝長軸長／短軸長）は２．１であった。

［実施例８］
前駆体形成工程を次のように行なった。５０００ｍＬビーカーに純水２６００ｍＬとＦｅ^２＋に対し炭酸が３当量となる量の炭酸アンモニウムを含む炭酸アンモニウム溶液３５０ｍｌを添加し、温調機で４０℃に維持しながら攪拌した。これに１ｍｏｌ／Ｌの硫酸第一鉄（特級試薬）水溶液と１ｍｏｌ／Ｌの硫酸コバルト（特級試薬）溶液を１００：３０の混合割合にて混合した溶液８５０ｍＬに、さらにＹの量がＦｅとＣｏの総モル数に対し２ａｔ％となるように、０．２ｍｏｌ／Ｌの硫酸イットリウム（特級試薬）溶液を混合して作製した溶液約１Ｌを添加した。これ以降は、実施例１と同じ手順を繰り返すことにより、金属磁性粉を得た。得られた金属磁性粉の諸物性とバルク特性を表２に、これを用いた成形体の高周波特性を表３に示した。表２に示すように得られた粒子の軸比（＝長軸長／短軸長）は１．７であった。

ここで、実施例６〜８について考察する。Ｃｏを含有していない実施例６と比較するとＣｏを含有している実施例７および８の方が、ｔａｎδが小さくなる結果であった。この理由としては、Ｃｏを含有させることで、より緻密な酸化膜を形成することができたため、粉体の体積抵抗率が上がり、渦電流損失を低減することができたものと思われる。つまり、Ｃｏを含有させることで、ｔａｎδを小さくする効果があることがわかった。また、表４に示した体積抵抗率の値について、例として２５ＭＰａの荷重を加えた時の体積抵抗率の値を比較すると、比較例２の金属粒子粉末が１×１０^４Ω・ｃｍ以下の測定レンジ範囲外であったのに対し、実施例６〜８の金属粒子粉末は１．８×１０^６以上と高い体積抵抗率を示した。この高い体積抵抗率も、実施例６〜８の金属粒子粉末のｔａｎδの値を比較例２と比べて大幅に低い値としている理由と考えられる。

また、実施例８において得られた粉末のＴＥＭ写真を図３に示した。このＴＥＭ像は１００ｋＶの加速電圧をかけ撮影したものであり、コアの部分が黒く見えるようにコントラストを調整している。その結果、確認された例として示した図３には、ほぼ球状をした粒子の中心部に暗く映る球状部分と、その周囲を薄くほぼ透明に見える部分とが映っており、コア部分とシェル部分が存在していることがわかる。この写真のように、本発明で得られる軟磁性金属粉末は、金属で形成されたコア部分と、酸化膜で形成されたシェル部分で形成される。

［実施例９、１０］
実施例３において、０．３ｍｏｌ／Ｌの硫酸アルミニウム（特級試薬）溶液の添加量を、Ａｌの量がＦｅとＣｏの総モル数に対し８．５ａｔ％、１３ａｔ％となるように変更した以外は実施例３と同じ手順を繰り返した。得られた軟磁性金属粉末の諸物性とバルク特性を表２に、これを用いた成形体の高周波特性を表３に示した。表１に示すように得られた粒子の軸比（＝長軸長／短軸長）はそれぞれ２．１、１．９であった。また、実施例９で得られた粉末のＴＥＭ写真を図４に示した。この写真からも、本発明で得られる軟磁性金属粉末は、金属で形成されたコア部分と、酸化膜で形成されたシェル部分で形成されることが分かる。

ここで、実施例３および９および１０の結果について考察する。含有させるＡｌ量を増やすことで、μ’およびｔａｎδにそれほど大きな違いは見られないが、Ａｌ量が多いとμ’がやや低減する結果であった。Ａｌは非磁性であるため、非磁性成分が増加して飽和磁化が低下したことでμ’が小さくなったことが考えられる。また、理由は良く分からないが、Ａｌ量が多いと３ＧＨｚを超える高周波領域においてｔａｎδが大きくなる結果であった。以上の結果から、Ａｌは多すぎるとμ’、ｔａｎδが悪化するため、１５ａｔ％以下が好ましいと思われる。また、表４に示した体積抵抗率の値について、例として２５ＭＰａの荷重を加えた時の体積抵抗率の値を比較すると、比較例２の金属粒子粉末が１×１０^４Ω・ｃｍ以下の測定レンジ範囲外であったのに対し、実施例３および９および１０の金属粒子粉末は６．４×１０^６以上と高い体積抵抗率を示した。この高い体積抵抗率も、実施例６〜８の金属粒子粉末のｔａｎδの値を比較例２と比べて大幅に低い値としている理由と考えられる。

本発明の金属粉末は、インダクタ、アンテナだけでなく、磁気ヘッド、磁気記録媒体の下層材、電磁石の鉄心、トランスコア、アンテナ、電磁気シールド材、電波吸収体といった軟磁性用途にも利用することができる。

１導体板
２給電点
３短絡板
４放射板
５成形体
６電極
７鍔
８巻線
９巻芯
１０アンテナ
１１コイル

Claims

鉄を主成分とする金属粉末であり、
平均粒子径が１００ｎｍ以下、
軸比（＝長軸長／短軸長）が１．５以上、
保磁力（Ｈｃ）が３９．８〜１９８．９ｋＡ／ｍ（５００〜２５００Ｏｅ）、
飽和磁化１００Ａｍ^２／ｋｇ以上である金属粉末であり、
ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠した二重リング電極方法により、
前記金属粉末１．０ｇを２５ＭＰａ（８ｋＮ）で垂直に加圧した状態で、
１０Ｖの印加電圧をかけた状態で測定した体積抵抗率が１．０×１０^４Ω・ｃｍ以上である金属粉末。
鉄を主成分とする金属粉末であり、
平均粒子径が１００ｎｍ以下、
軸比（＝長軸長／短軸長）が１．５以上、
保磁力（Ｈｃ）が３９．８〜１１９．４ｋＡ／ｍ（５００〜１５００Ｏｅ）、
飽和磁化１００Ａｍ^２／ｋｇ以上である金属粉末であり、
ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠した二重リング電極方法により、
前記金属粉末１．０ｇを２５ＭＰａ（８ｋＮ）で垂直に加圧した状態で、
１０Ｖの印加電圧をかけた状態で測定した体積抵抗率が１．０×１０^４Ω・ｃｍ以上である金属粉末。
前記金属粉末はＴＡＰ密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以上１．５／ｃｍ^３以下である、請求項１ないし２に記載の金属粉末。
前記金属粉末はコア／シェル構造を形成しており、コアが鉄又は鉄−コバルト合金、シェルが鉄、コバルト、アルミニウム、ケイ素、希土類元素（Ｙを含む）、マグネシウムの少なくとも一種を含んだ複合酸化物である、請求項１ないし３に記載の金属粉末。
前記鉄−コバルト合金における鉄−コバルト比は、原子比でＣｏ／Ｆｅ＝０．０〜０．６である、請求項１ないし４のいずれかに記載の金属粉末。
前記金属粉末にはアルミニウムが含まれ、ＦｅとＣｏの総和との原子比が、Ａｌ／ＦｅとＣｏの総和の合計＝０．０１〜０．３０である、請求項１ないし５のいずれかに記載の金属粉末。
前記金属粉末とエポキシ樹脂を８０：２０の質量割合で混合し、加圧成形したときに、
複素透磁率の実数部をμ’、虚数部をμ”、損失係数をｔａｎδ（＝μ”／μ’）として、
１ＧＨｚの周波数においてμ’＞１．５、μ”＜０．０５、ｔａｎδ＜０．０５であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の金属粉末。
前記金属粉末とエポキシ樹脂を８０：２０の質量割合で混合し、加圧成形したときに、
複素透磁率の実数部をμ’、虚数部をμ”、損失係数をｔａｎδ（＝μ”／μ’）として、
１ＧＨｚの周波数においてμ’＞１．５、μ”＜０．０５、ｔａｎδ＜０．０５であり、かつ３ＧＨｚの周波数においてμ’＞１．５、μ”＜０．１５、ｔａｎδ＜０．１であることを特徴とする請求項７記載の金属粉末。
前記金属粉末とエポキシ樹脂を８０：２０の質量割合で混合し、加圧成形したときに、
複素透磁率の実数部をμ’、虚数部をμ”、損失係数をｔａｎδ（＝μ”／μ’）として、
１ＧＨｚの周波数においてμ’＞１．５、μ”＜０．０５、ｔａｎδ＜０．０５であり、かつ３ＧＨｚの周波数においてμ’＞１．５、μ”＜０．１５、ｔａｎδ＜０．１であり、かつ５ＧＨｚの周波数においてμ’＞１．５、μ”＜０．５、ｔａｎδ＜０．３であることを特徴とする請求項８に記載の金属粉末。
前記金属粉末は１ｋＨｚ以上の周波数帯域で使用されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の金属粉末。
請求項１ないし１０のいずれかに記載の金属粉末を使用して形成されたインダクタ。
請求項１ないし１０のいずれかに記載の金属粉末を使用して形成されたアンテナ。
鉄イオンと希土類元素（Ｙを含む）イオンを含む溶液中に酸素を含有する気体を吹き込みながら、アルミニウム、ケイ素、希土類元素（Ｙを含む）、マグネシウムの少なくとも一種の水溶液を添加して、アルミニウム、ケイ素、希土類元素（Ｙを含む）、マグネシウムの少なくとも一種を含む前駆体を形成する前駆体形成工程と、
前記前駆体を還元して金属粉末とする前駆体還元工程と、
前記前駆体還元工程で得られた前記金属粉末にさらに酸素を作用させ前記金属粉末表面に酸化膜を形成させる徐酸化工程と、
を有する金属粉末の製造方法。
前記鉄イオンを含む溶液が鉄化合物とコバルト化合物の水溶液である請求項１３に記載の金属粉末の製造方法。
前記前駆体還元工程は、前記前駆体を２５０℃〜６５０℃の温度下で還元性ガスに曝す請求項１３ないし１４に記載の金属粉末の製造方法。
前記徐酸化工程は、前記金属粉末を２０℃〜１５０℃の温度下で、不活性ガスに酸素が含有されたガスに曝す工程である請求項１３ないし１５のいずれかに記載の金属粉末の製造方法。