JP4858941B2 - Method for manufacturing magnetic material - Google Patents

Method for manufacturing magnetic material Download PDF

Info

Publication number
JP4858941B2
JP4858941B2 JP2005275314A JP2005275314A JP4858941B2 JP 4858941 B2 JP4858941 B2 JP 4858941B2 JP 2005275314 A JP2005275314 A JP 2005275314A JP 2005275314 A JP2005275314 A JP 2005275314A JP 4858941 B2 JP4858941 B2 JP 4858941B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic material
ferrite
magnetic
hours
calcined powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005275314A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007088215A (en
Inventor
健 廣田
良史 庄田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Doshisha
Original Assignee
Doshisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Doshisha filed Critical Doshisha
Priority to JP2005275314A priority Critical patent/JP4858941B2/en
Publication of JP2007088215A publication Critical patent/JP2007088215A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4858941B2 publication Critical patent/JP4858941B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、電子部品・電子機器において有効に使用される磁性材料製造方法に関する。 The present invention relates to a process for producing a magnetic material is effectively used in electronic components and electronic equipment.

Feを主成分とする磁性酸化物の総称であるフェライトは、組成や製造方法によって結晶構造、磁気特性が大きく変化する特徴を有しており、現在ではその様な特性を利用して永久磁石や電磁波吸収材料のほか、磁心材料や磁気記録材料として既に広く用いられている。
近年では、フェライト材料の重要性は一層増しており、例えば(1)情報通信技術の発展に伴い、100Gbit/inchを超える高密度の垂直磁気記録を可能にする垂直磁気記録材料としてのフェライトのほか、(2)パワーエレクトロニクス技術の発展に伴う機器の小型高密度化により使用周波数の高周波化が進んでいることを踏まえ、より高周波領域で使用するために磁気特性のほかに電気抵抗率の高いフェライトが要望されている。
特に、スイッチング電源その他のトランス用磁芯に用いられる磁性材料においては、高周波化への対応が急務とされ、小型化した場合の発熱を防止するために、高周波において低損失であることが強く求められている。
Ferrite, which is a general term for magnetic oxides mainly composed of Fe 2 O 3 , has a characteristic that the crystal structure and magnetic properties vary greatly depending on the composition and manufacturing method. At present, such properties are utilized. In addition to permanent magnets and electromagnetic wave absorbing materials, they are already widely used as magnetic core materials and magnetic recording materials.
In recent years, the importance of ferrite materials has further increased. For example, (1) With the development of information communication technology, ferrite as a perpendicular magnetic recording material capable of high-density perpendicular magnetic recording exceeding 100 Gbit / inch 2 can be used. In addition, (2) In view of the fact that the frequency of use is increasing due to the miniaturization and high density of equipment accompanying the development of power electronics technology, it has high electrical resistivity in addition to magnetic characteristics for use in a higher frequency range. Ferrite is desired.
In particular, magnetic materials used for switching power supplies and other transformer cores are urgently required to cope with higher frequencies, and low loss at high frequencies is strongly required to prevent heat generation when downsized. It has been.

ここで、一般的にトランス磁芯材料には、大きく分けて酸化物フェライト系材料のほか、金属系材料が存在する。しかしながら金属系の材料は、飽和磁束密度B、透磁率μとも高いという長所がある一方、電気抵抗率ρが10−6〜10−4Ω・cm程度と低いため、高周波においては渦電流損が生じ、損失が大きくなるという欠点があった。 Here, generally, a transformer magnetic core material is roughly divided into an oxide ferrite material and a metal material. However, metal materials have the advantage that both the saturation magnetic flux density B s and the magnetic permeability μ are high, while the electrical resistivity ρ is as low as about 10 −6 to 10 −4 Ω · cm. There was a drawback that loss was increased.

一方フェライト系材料は、飽和磁束密度は金属系材料の1/2程度しかないが、電気抵抗率ρは通常用いられているMnZn系のもので1Ω・cm程度と、金属系材料に比べて各段に高い値を得ることが出来る。そのため、渦電流損失が小さく、(1)特別な工夫をする事なく比較的高周波まで使用でき、また(2)複雑形状のものも容易に作れ、かつ(3)低コストであるといった特徴を持つ。従って、一般に高いスイッチング周波数を扱うスイッチング電源等に用いるトランス磁芯材料としては、このフェライト系の材料が多用されている。   Ferrite materials, on the other hand, have a saturation magnetic flux density that is only about 1/2 that of metal materials, but the electrical resistivity ρ is about 1 Ω · cm for MnZn materials that are usually used, compared to metal materials. High values can be obtained. Therefore, eddy current loss is small, (1) it can be used up to relatively high frequencies without any special measures, (2) it can be easily made in a complicated shape, and (3) it is low in cost. . Therefore, this ferrite-based material is often used as a transformer magnetic core material generally used for a switching power supply or the like that handles a high switching frequency.

しかしながら、このようなフェライト系材料においても、MHzオーダー或いはそれ以上の高周波数において使用する場合には、電気抵抗が十分ではなく、渦電流損失が大きくなって発熱が生じるという問題点があった。そこでCaOやSiOを添加する事により電気抵抗率を10〜100Ω・cm程度と高めたものも作製されているが(特許文献1参照)、このような添加物は、フェライト自身と反応してその磁気特性を劣化させ、渦電流損失はある程度減少しても、ヒステリシス損失を増加させてしまい、結果としてトータルな損失はあまり低下しないという問題があった。
又新たに、MnZn系よりも電気抵抗の大きなNiZn系フェライトや、それよりもさらに電気抵抗の大きなMgFeからなるMgフェライトなるものも既に開発されているが(非特許文献1参照)、それでもMHzオーダーの高周波で機器を動作させるに当たっては十分な性能が得られないという問題があった。その他、フェライトをより実用的な材料とするため、Li−Zn−CuフェライトのFeの一部をMnで置換し、電気抵抗を向上させたという研究も報告されている(非特許文献2参照)が、これについても理論的、性能的に十分なものではなかった。
However, even when such a ferrite-based material is used at a high frequency of the order of MHz or higher, there is a problem in that the electric resistance is not sufficient, and eddy current loss increases to generate heat. Therefore, a material having an electrical resistivity increased to about 10 to 100 Ω · cm by adding CaO or SiO 2 has been produced (see Patent Document 1). However, such an additive reacts with the ferrite itself. Even if the magnetic characteristics are deteriorated and the eddy current loss is reduced to some extent, the hysteresis loss is increased. As a result, there is a problem that the total loss is not reduced so much.
In addition, NiZn ferrite having a higher electric resistance than that of MnZn, and Mg ferrite made of MgFe 2 O 4 having a higher electric resistance than that have already been developed (see Non-Patent Document 1). Nevertheless, there is a problem that sufficient performance cannot be obtained when the device is operated at a high frequency on the order of MHz. In addition, in order to make ferrite more practical material, a study has been reported in which part of Fe of Li—Zn—Cu ferrite is replaced with Mn to improve electric resistance (see Non-Patent Document 2). However, this was not sufficient theoretically and performance.

ところで、フェライトの分子式は一般的にMO・Feのように表される(Mは2価の金属イオン)。この一群の物質は鉱物のスピネル(MgO・Al)の結晶構造と同じであることからスピネル型フェライトと呼ばれる。スピネル型フェライトは[MFe]8分子で単位胞を形成し、図12に示される様な結晶構造を持っている。ここで、単位胞は24個の金属イオンと32個の酸素イオンを含んでいる。また、金属イオンの入る位置はA及びBの2種類がある。A位置は8個あって、近接4個の酸素イオンO2−に四面体的に囲まれ、8aの点或いは四面体位置と呼ばれる。又B位置は16個あって、近接6個の酸素イオンO2−に八面体的に囲まれ、16dの点或いは八面体位置と呼ばれる。
この場合、金属イオンの入り方には3種類あり、MがA位置に入る正スピネルと呼ばれるもの、MがB位置に入る逆スピネルと呼ばれるもの、そして、正スピネルと逆スピネルの中間体に属するものがある。すなわち、正スピネル型はM2+イオンが全部A位置に、Fe3+イオンが全部B位置に入るものであり、M2+[Fe3+ ]O2− で表わされる。逆スピネル型ではM2+イオンが全部B位置に、Fe3+イオンが半分ずつA位置及びB位置に入り、Fe3+[Fe3+2+]O2− で表わされる。また、正スピネルと逆スピネルの中間体とは、MがA位置とB位置の両方に配分されているものであり、上記MgFeはそれに属する。
By the way, the molecular formula of ferrite is generally expressed as MO · Fe 2 O 3 (M is a divalent metal ion). This group of substances is called spinel ferrite because it has the same crystal structure as the mineral spinel (MgO.Al 2 O 3 ). Spinel type ferrite forms a unit cell with 8 [MFe 2 O 4 ] molecules and has a crystal structure as shown in FIG. Here, the unit cell contains 24 metal ions and 32 oxygen ions. There are two types of positions where metal ions enter, A and B. There are eight A positions, and they are tetrahedrally surrounded by four adjacent oxygen ions O 2− , and are referred to as 8a points or tetrahedral positions. Also, there are 16 B positions, and they are octahedrally surrounded by six adjacent oxygen ions O 2− , and are called 16d points or octahedral positions.
In this case, there are three ways of entering metal ions, M is called a normal spinel entering the A position, M is called a reverse spinel entering the B position, and it belongs to an intermediate between the normal spinel and the reverse spinel. There is something. That is, the positive spinel has M 2+ ions whole A position, which Fe 3+ ions enter the whole B position, represented by M 2+ [Fe 3+ 2] O 2- 4. In the reverse spinel type, all M 2+ ions enter the B position, and half of the Fe 3+ ions enter the A position and the B position, and are represented by Fe 3+ [Fe 3+ M 2+ ] O 2− 4 . Further, the intermediate of the normal spinel and the reverse spinel is one in which M is distributed to both the A position and the B position, and the MgFe 2 O 4 belongs to it.

このように、スピネルフェライトは原料混合を行うことによって多様な組み合わせが実現され得るため、非常に変化に富んだ組成をもつ磁性材料を作り出すことが可能である。その中でもMgFeは、軟磁性スピネルフェライトの中でも比較的高電気抵抗を示すものとして知られている。
しかしながら、如何に多様な組み合わせがあるといえども、MHzオーダーの高周波領域において、磁気特性である透磁率μ、磁化σに加え、電気抵抗率ρが十分に高く高周波損失特に鉄損の低減に有効な、磁気特性及び電気特性の優れたフェライトは、結局のところ現在に至るまで満足に提供されていなかったのである。
特開平1−234357号公報 武井武, “フェライトの理論と応用”, 丸善, p.44−48(1960年) T.Murase, T.Aoki, H.Umeda, Abs. Spring Meeting J. Jpn. Soc. Powder & Powder Metallurgy, p.108(2004年)
As described above, since various combinations of spinel ferrite can be realized by mixing raw materials, it is possible to create a magnetic material having a very varied composition. Among them, MgFe 2 O 4 is known as a relatively high electric resistance among soft magnetic spinel ferrites.
However, even though there are various combinations, in the high frequency region of the MHz order, in addition to the magnetic properties of permeability μ and magnetization σ s , the electrical resistivity ρ is sufficiently high to reduce high frequency loss, particularly iron loss. Effective ferrites with excellent magnetic and electrical properties have not been satisfactorily provided until now.
JP-A-1-234357 Takei Take, “Theory and Application of Ferrite”, Maruzen, p. 44-48 (1960) T.A. Murase, T .; Aoki, H .; Umeda, Abs. Spring Meeting J.M. Jpn. Soc. Powder & Powder Metallurgy, p. 108 (2004)

従って本発明は、上記課題を解決し、高周波帯域における透磁率μ、磁化σ及び電気抵抗率ρがより高く、鉄損が更に少ない磁性体材料製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention is to solve the above problems, the permeability μ at the high frequency band, the magnetization sigma s and the electrical resistivity ρ is higher, and an object thereof is to provide a manufacturing method of iron loss even less magnetic material.

上記課題を解決すべく種々検討を重ねた結果、本願発明者は、軟磁性スピネルフェライトの中でも比較的高電気抵抗を示すMgFeからなるMgフェライトについて、そのFeのサイトにMnを添加、つまりMgFeのFeの一部をMnに置換することにより、電気抵抗率ρその他の諸特性の更なる向上が期待できることを見い出し、本発明を完成した。 As a result of repeating various studies to solve the above problems, the present inventor added Mn to the Fe site of Mg ferrite composed of MgFe 2 O 4 exhibiting relatively high electrical resistance among soft magnetic spinel ferrites. That is, it was found that further improvement of the electrical resistivity ρ and other characteristics can be expected by substituting part of Fe of MgFe 2 O 4 with Mn, and the present invention was completed.

上記課題を解決可能な本発明のフェライト磁性材料を製造するための方法、()少なくとも一般式Mg(Fe1−xMn(xはMnの固溶量、0<x≦0.4)で構成されている、MgFeフェライトのFeの一部がMnに置換されてなるスピネル型フェライト磁性材料を製造するための方法であって、
Mg、Fe、Mnの各硝酸塩からなる出発原料を蒸留水に溶解して混合水溶液を調製する工程と、
前記混合水溶液にクエン酸とエチレングリコールを加えて金属−クエン酸錯体を調製する工程と、
前記金属−クエン酸錯体をゲル状になるまで加熱攪拌したのち乾燥することにより前駆体を得る工程と、
前記前駆体を粉砕したのち加熱処理することにより、前記前駆体から仮焼粉体を得る工程と、
前記仮焼粉体を整粒後、加圧成型して成形体を作製する工程と、および、
前記成形体を焼結させて焼結体を作製する工程と、
からなり、
前記前駆体を、前記金属−クエン酸錯体を80℃〜120℃の温度、及び2時間〜8時間の条件で加熱攪拌したのち、130℃〜180℃の温度、及び12時間〜36時間の条件で乾燥することにより得、
前記仮焼粉体を、前記前駆体を粉砕したのち、大気中で600℃〜1000℃の温度、及び1時間〜8時間の条件で加熱処理することにより得、
前記成形体を、前記仮焼粉体を整粒後、一軸金型成形により50MPa〜150MPaの条件で加圧成型して作製し、さらに、
前記焼結体を、前記成形体をホットプレスにより大気中で1200℃〜1400℃の温度、1時間〜4時間、及び20MPa〜50MPaの条件で焼結させて作製する、
ことを特徴とするものである。
The method for producing the ferrite magnetic material of the present invention capable of solving the above problems is as follows : ( 1 ) at least the general formula Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (x is the solid solution amount of Mn, 0 <x ≦ 0.4), a method for producing a spinel ferrite magnetic material in which a part of Fe of MgFe 2 O 4 ferrite is substituted with Mn,
A step of preparing a mixed aqueous solution by dissolving starting materials composed of nitrates of Mg, Fe, and Mn in distilled water;
Adding citric acid and ethylene glycol to the mixed aqueous solution to prepare a metal-citrate complex;
A step of obtaining a precursor by heating and stirring the metal-citric acid complex until gelled, and then drying;
A step of obtaining a calcined powder from the precursor by heat-treating after pulverizing the precursor;
After sizing the calcined powder, a step of pressure molding to produce a molded body, and
Sinter the molded body to produce a sintered body;
Consists of
The precursor is heated and stirred with the metal-citrate complex at a temperature of 80 ° C. to 120 ° C. and 2 hours to 8 hours, and then a temperature of 130 ° C. to 180 ° C. and a condition of 12 hours to 36 hours. Obtained by drying with
The calcined powder is obtained by pulverizing the precursor and then heat-treating in the atmosphere at a temperature of 600 ° C. to 1000 ° C. and 1 hour to 8 hours,
The shaped body is prepared by sizing the calcined powder and then pressure-molding under a condition of 50 MPa to 150 MPa by uniaxial mold molding,
The sintered body is produced by sintering the molded body in the atmosphere at a temperature of 1200 ° C. to 1400 ° C., 1 hour to 4 hours, and 20 MPa to 50 MPa by hot pressing.
It is characterized by this.

ここで、()前記Mg、Fe、Mnの各硝酸塩からなる出発原料は、硝酸マグネシウム(II)六水和物(Mg(NO・6HOと、硝酸鉄(III)九水和物(Fe(NO・9HOと、硝酸マンガン(II)六水和物(Mn(NO・6HOとからなることが好ましい。
また、()前記クエン酸は無水クエン酸(C(CHCOOH)(OH)(COOH))又はクエン酸一水和物C・HOからなることが好ましい。
Here, (2) the Mg, Fe, starting material consisting of nitrates of Mn is magnesium nitrate (II) hexahydrate (Mg and (NO 3) 2 · 6H 2 O, iron (III) nitrate Kyumizu dihydrate and (Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O, is preferably composed of a manganese (II) nitrate hexahydrate (Mn (NO 3) 2 · 6H 2 O.
( 3 ) The citric acid is preferably composed of anhydrous citric acid (C (CH 2 COOH) 2 (OH) (COOH)) or citric acid monohydrate C 6 H 8 O 7 .H 2 O.

[用語の定義]
尚本明細書において、錯体重合法又はクエン酸ゲル法とは、複数種の金属イオンとクエン酸との間で安定なキレート錯体を形成させ、これをエチレングリコール中に溶解分散し、この溶液を加熱重合エステル化させて均一な状態で金属錯体をポリエステル中に閉じ込め、その後、この高分子金属錯体を加熱焼成して目的物質を合成する方法を指し示すものとする。このようにして得られた高分子金属錯体のネットワーク構造は、おもにエステル重合と共重合により形成されており、非常に安定化されているため、金属イオンの移動度は小さく、その後の加熱焼成過程における金属元素の凝集や偏析を抑え得る作用効果を奏する。
以下に説明する本発明の一実施例では、金属硝酸塩を水に溶かし、クエン酸を加えて金属クエン酸錯体をつくり、そこにエチレングリコールを加えエステル重合させてゲルを得、このゲルを仮焼、本焼して酸化物を得る方法を錯体重合法又はクエン酸ゲル法と称している。
[Definition of terms]
In this specification, the complex polymerization method or the citric acid gel method means that a stable chelate complex is formed between a plurality of types of metal ions and citric acid, and this is dissolved and dispersed in ethylene glycol. A method in which a metal complex is confined in a polyester in a uniform state by heat polymerization esterification, and then the polymer metal complex is heated and fired to synthesize a target substance. The network structure of the polymer metal complex obtained in this way is mainly formed by ester polymerization and copolymerization and is very stable, so the mobility of metal ions is small, and the subsequent baking process There is an effect that can suppress aggregation and segregation of metal elements.
In one embodiment of the present invention described below, a metal nitrate is dissolved in water, citric acid is added to form a metal citrate complex, and ethylene glycol is added thereto for ester polymerization to obtain a gel, which is calcined. The method of obtaining an oxide by calcination is called a complex polymerization method or a citric acid gel method.

固相法とは、出発原料となる複数種の原料粉体を所定量に秤量、混合後、仮焼を経て目的物質を合成する方法を指し示すものとする。固相反応法とも呼ばれる。
又ホットプレスとは、粉体或いは予め成形した原料を型に入れ、高温で加熱しながら加圧焼結させる方法を指し示すものとする。理論密度に近い緻密焼結体が得られるほか、焼結体の微細構造を制御できるので、高強度焼結体など機械的性質、物理的性質の優れた焼結体を作製することが可能である。さらに、異種材料間の界面接触がよくなるほか、結晶同士或いは異種材料を結合できる等の特長がある。
さらに、格子定数とは、結晶格子の単位格子の稜の長さa、b、cと、相互の間の角度α、β、γを言う。格子定数は結晶データの1つで、物質同定の重要要素である。
The solid phase method indicates a method of synthesizing a target substance through calcination after weighing and mixing a plurality of kinds of raw material powders as starting materials in a predetermined amount. Also called solid-phase reaction method.
Hot press refers to a method in which powder or a preformed raw material is placed in a mold and pressure-sintered while being heated at a high temperature. In addition to obtaining a dense sintered body close to the theoretical density, and controlling the microstructure of the sintered body, it is possible to produce sintered bodies with excellent mechanical and physical properties such as high-strength sintered bodies. is there. In addition, the interface contact between different materials is improved, and there are advantages such that crystals or different materials can be bonded.
Furthermore, the lattice constant means the lengths a, b, and c of the unit lattice of the crystal lattice and the angles α, β, and γ between them. Lattice constant is one of crystal data and is an important factor for material identification.

体積磁化とは、単位体積当たりの磁気モーメントMを指し示すものとする。磁化の強さとも呼ばれる。単位は[emu/cm]。尚物質の磁性は、原子や分子のもつ磁気モーメントに還元される。磁性体に磁界を加えると磁気モーメントは磁界方向に向きを変え、磁化を生じる。磁化の強さは磁気分極(J)とも呼ばれ、ベクトルである。また磁性体に磁界を印加して磁気モーメントの方向を一方向にそろえることを「磁化する」という。磁性体の磁化特性は一般的に非可逆的であり、曲線的に変化する。その様な非可逆的特性をヒステリシスと呼ぶ。
尚以下に説明する本発明の一実施例では、σで標記される質量磁化(単位[emu/g])を、単に「磁化」と称している。
The volume magnetization indicates a magnetic moment M per unit volume. Also called the strength of magnetization. The unit is [emu / cm 3 ]. The magnetism of a substance is reduced to the magnetic moment of atoms and molecules. When a magnetic field is applied to the magnetic material, the magnetic moment changes its direction in the direction of the magnetic field, resulting in magnetization. The strength of magnetization is also called magnetic polarization (J) and is a vector. In addition, applying a magnetic field to a magnetic material to align the magnetic moment in one direction is called “magnetizing”. The magnetization characteristics of a magnetic material are generally irreversible and change in a curvilinear manner. Such an irreversible characteristic is called hysteresis.
In one embodiment of the present invention described below, the mass magnetization (unit [emu / g]) denoted by σ s is simply referred to as “magnetization”.

また、磁性体に磁界を印加し飽和させたときの磁化の強さを、飽和磁化(J)という。このときの対応する磁束密度Bは、飽和磁束密度Bといわれる。尚飽和に達したとする点をS点という。
飽和磁化後、その磁界を取り去ると、ヒステリシスの存在により磁化の大きさはゼロにはならず、ある大きさの磁化が残存する。この磁化の大きさを残留磁化と呼びJで表わす。さらに、残留磁化状態の磁性体に逆方向の磁界を印加すると、ある大きさの印加磁界で磁化の大きさがゼロになる。このときの磁界の大きさを「保磁力」と呼び、Hで表わす。保磁力の小さい物質を軟磁性材料という。反対に保磁力の大きい物質を硬磁性材料(永久磁石等)という。保磁力の値は、磁性材料において大きく変化する。
The strength of magnetization when a magnetic field is saturated by applying a magnetic field is called saturation magnetization (J s ). Corresponding magnetic flux density B at this time is referred to as saturation magnetic flux density B s. The point at which saturation is reached is called the S point.
When the magnetic field is removed after saturation magnetization, the magnitude of magnetization does not become zero due to the presence of hysteresis, and a certain magnitude of magnetization remains. It is called a residual magnetization magnitude of the magnetization expressed in J r. Furthermore, when a magnetic field in the reverse direction is applied to the magnetic material in the residual magnetization state, the magnitude of magnetization becomes zero with a certain magnitude of the applied magnetic field. The magnitude of the magnetic field at this time is referred to as "coercive force", represented by H c. A substance with a small coercive force is called a soft magnetic material. Conversely, a substance having a large coercive force is called a hard magnetic material (permanent magnet or the like). The value of the coercive force varies greatly in the magnetic material.

ボーア磁子Mとは、磁気モーメントの最小単位であり、原子程度の大きさの磁気双極子がもつ磁気モーメントの単位を指し示すものとする。量子力学によれば、電子の軌道運動による磁気モーメントMはボーア磁子Mの整数倍であることが知られている。 The Bohr magneton M B, a minimum unit of magnetic moment, it is assumed that points to the unit of magnetic moment with the magnetic dipole of the order of magnitude of atoms. According to quantum mechanics, it is known that the magnetic moment M l is an integer multiple of the Bohr magneton M B by electron orbital motion.

また、超交換相互作用とは、化合物磁性体において磁性イオンの間に介在する酸素やハロゲンなどの負イオンや結晶水が媒介する磁気モーメント間の相互作用のこと、つまり、マンガン酸化物などの遷移金属の酸化物やハロゲン化物において、真中に挟まれた負イオン(酸素イオン)の媒介により二つの局在した遷移金属上のスピンの間に生じる磁気的な相互作用のことを指し示すものとする。ここで、遷移金属は酸素原子を間にして離れた位置にあるが、量子力学的には相互作用が働くことが可能である。この機構の理論を基礎として、これまでの遷移金属化合物の多彩な磁性現象が解明され得る。   Super-exchange interaction is an interaction between magnetic ions mediated by negative ions such as oxygen and halogen and crystal water mediated between magnetic ions in magnetic compounds, that is, transitions such as manganese oxides. In metal oxides and halides, this indicates a magnetic interaction between spins on two localized transition metals by the mediation of a negative ion (oxygen ion) sandwiched between them. Here, although the transition metal is located at a position separated by an oxygen atom, the interaction can work quantum mechanically. Based on the theory of this mechanism, various magnetic phenomena of transition metal compounds so far can be elucidated.

透磁率μとは、磁束が磁性物質の中をどれだけ容易に通過できるか、すなわちある大きさの磁界を印加した場合の磁束変化量の大きさを表す指標を言うものとする。透磁率は磁化のしやすさを表わすものであり、磁性体の特性を評価する一つの因子である。なお、透磁率と同様に磁界と磁化との間の関係を示すものが磁化率である。
一般的に、透磁率μは次式で定義される。
μ=(Φ/A)/((N・I)/L)=B/H
ここで、H(又は(N・I)/L)は磁場であり経路の単位長さあたりに磁束を送る力、B(又はΦ/A)は結果として経路の単位面積に流れる磁束Φの量(磁束密度)、Aは断面積、Nはソレノイドの巻数、Iはソレノイドを通る電流、Lは磁路長である。
又上記透磁率と同様に、磁界と磁化との間の関係を指し示すものを磁化率(帯磁率)という。一般的に、磁化率χは次式で定義される。
χ=J/H
ここで、Hは磁場、Jは磁化の強さである。上式で表わされるとおり、磁性体に磁界が作用しているとき、その磁化は磁界の関数となる。
The magnetic permeability μ refers to an index representing how easily magnetic flux can pass through a magnetic material, that is, the amount of change in magnetic flux when a certain magnetic field is applied. The magnetic permeability indicates the ease of magnetization and is one factor for evaluating the characteristics of the magnetic material. Similar to the magnetic permeability, the magnetic susceptibility indicates the relationship between the magnetic field and the magnetization.
In general, the magnetic permeability μ is defined by the following equation.
μ = (Φ / A) / ((N · I) / L) = B / H
Here, H (or (N · I) / L) is a magnetic field and a force for sending a magnetic flux per unit length of the path, and B (or Φ / A) is an amount of the magnetic flux Φ that flows in the unit area of the path as a result. (Magnetic flux density), A is a cross-sectional area, N is the number of turns of the solenoid, I is a current passing through the solenoid, and L is a magnetic path length.
Similarly to the above-described magnetic permeability, what indicates the relationship between the magnetic field and magnetization is called magnetic susceptibility (magnetic susceptibility). In general, the magnetic susceptibility χ is defined by the following equation.
χ = J / H
Here, H is a magnetic field, and J is the strength of magnetization. As represented by the above equation, when a magnetic field is acting on the magnetic material, its magnetization is a function of the magnetic field.

さらに、外部から僅かな磁界を印加することにより大きな磁束密度が誘導される高透磁率特性を有する材料を、高透磁率材料と言う。軟磁性材料とも言われる。高透磁率材料には、透磁率μが高く、保磁力Hが小さく、飽和磁束密度Bが高く、損失が小さいことが必要とされる。酸化物である軟磁性材料のフェライトは、一般に電気抵抗が高く、高周波用に通常用いられ得る。 Furthermore, a material having a high magnetic permeability characteristic in which a large magnetic flux density is induced by applying a slight magnetic field from the outside is referred to as a high magnetic permeability material. Also called soft magnetic material. A high permeability material is required to have a high permeability μ, a small coercive force H c , a high saturation magnetic flux density B s and a small loss. Ferrite, which is a soft magnetic material that is an oxide, generally has a high electric resistance, and can generally be used for high frequencies.

鉄損とは、単位体積当たりの磁心のエネルギー損失を指し示すものとする。磁心にエネルギー損失があると、外部印加磁界の変化に磁束が即応できず、遅れ角δ(=損失角)を生じる。tanδは損失係数と呼ばれ、高周波材料では重要なパラメータで、この値が小さいほど損失の少ない優れた磁心を意味する。すなわち、鉄損は材料品質を決定する重要なパラメータである。この鉄損は、一般的にヒステリシス損、渦電流損、及び残留損に分けられる。ヒステリシス損とは、強磁性体を1周期にわたって磁化したときの単位体積当りのエネルギー損失をいう。従って、高周波になるほど、単位時間当りのヒステリシス損は増大する。又磁性体に交流磁界を印加すると、電磁誘導によって磁性体内に電流が還流してジュール熱が発生するが、この電流を渦電流、損失を渦電流損という。従ってヒステリシス損失同様、高周波になるほど、単位時間当りの渦電流損は増大する。フェライトのような酸化物では、金属磁性体に比べて電気抵抗率が桁違いに大きく、渦電流による損失も金属磁性体に比べて少ないが、現状では、高周波になるにつれて損失は増大している。   The iron loss indicates the energy loss of the magnetic core per unit volume. If there is energy loss in the magnetic core, the magnetic flux cannot immediately respond to the change of the externally applied magnetic field, and a delay angle δ (= loss angle) is generated. Tan δ is called a loss coefficient and is an important parameter in high-frequency materials. A smaller value means an excellent magnetic core with less loss. That is, iron loss is an important parameter that determines material quality. This iron loss is generally divided into hysteresis loss, eddy current loss, and residual loss. Hysteresis loss refers to energy loss per unit volume when a ferromagnetic material is magnetized over one period. Therefore, the hysteresis loss per unit time increases as the frequency becomes higher. When an AC magnetic field is applied to the magnetic material, current flows back into the magnetic material by electromagnetic induction and Joule heat is generated. This current is called eddy current, and the loss is called eddy current loss. Therefore, as with the hysteresis loss, the eddy current loss per unit time increases as the frequency increases. An oxide such as ferrite has an electrical resistivity that is an order of magnitude higher than that of a metal magnetic material, and the loss due to eddy current is less than that of a metal magnetic material, but at present, the loss increases as the frequency increases. .

本発明によれば、MHzオーダー或いはそれ以上の高周波帯域における透磁率μ、磁化σ及び電気抵抗率ρがより高く、鉄損が更に少ない磁性体材料製造方法を提供することが出来る。 According to the present invention, the magnetic permeability in order of MHz or higher frequency band mu, magnetization sigma s and the electrical resistivity ρ is higher, the core loss can be provided a method for producing fewer magnetic material.

本発明によれば、Mg(Fe1−xMn)固溶体粉体を、複数の製造法によって調製することが出来、更に、これを焼結して緻密な焼結体を作製することが可能となる。
下記に何ら限定されない本発明の一実施例によれば、固相法により、大気中、1,200℃−2時間の仮焼の後、ホットプレスを用いて1,350℃/30MPa/2時間の条件で焼結したMg(Fe1−xMn)(0<x≦0.4)セラミックスは、x=0.2の組成のときに電気抵抗率ρ、透磁率μ、磁化σが全て最大値を示した。これはMgFeのFeのサイトにMnを添加することにより、複雑に超交換相互作用が働いたためと考えられる。
また、錯体重合法により調製したMg(Fe1−xMn)(0<x≦0.4)粉体は前駆体の段階で結晶化されており、X線回折の結果からスピネル相の回折像が確認された。さらに、一実施例により得られたMg(Fe1−xMn)(0<x≦0.4)粉体は、正スピネルと逆スピネルの中間体をとり、Mg2+が8a位置(A位置)を占める割合は16%となった。
錯体重合法により調製した微粒子粉体をホットプレスにより1,350℃/30MPa/2時間の条件で焼結したMg(Fe1−xMn)(0<x≦0.4)セラミックスは、固相法を用いた場合と同様にx=0.2の組成のときに電気・磁気特性が最大値を示した。錯体重合法で作製したセラミックスは、平均粒子径Gが小さいにも関わらずμやσが高いことから、結晶粒子内部の均一性が高いと考えられる。
According to the present invention, Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 solid solution powder can be prepared by a plurality of manufacturing methods, and further sintered to produce a dense sintered body. It becomes possible.
According to one embodiment of the present invention, which is not limited to the following, after calcining in the atmosphere at 1,200 ° C. for 2 hours by a solid phase method, 1,350 ° C./30 MPa / 2 hours using a hot press. Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 <x ≦ 0.4) ceramics sintered under the conditions of: electrical resistivity ρ, permeability μ, magnetization when x = 0.2 composition All σ s showed the maximum value. This is presumably because super-exchange interaction worked complicatedly by adding Mn to the Fe site of MgFe 2 O 4 .
The Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 <x ≦ 0.4) powder prepared by the complex polymerization method is crystallized at the precursor stage, and spinel is obtained from the result of X-ray diffraction. A diffraction pattern of the phase was confirmed. Further, the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 <x ≦ 0.4) powder obtained by one example takes an intermediate of a normal spinel and a reverse spinel, and Mg 2+ is located at the 8a position. The ratio of (A position) was 16%.
Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 <x ≦ 0.4) ceramics obtained by sintering fine particle powder prepared by complex polymerization method under conditions of 1,350 ° C./30 MPa / 2 hours by hot pressing As in the case of using the solid phase method, the electric and magnetic characteristics showed the maximum values when the composition was x = 0.2. The ceramic produced by the complex polymerization method has high μ and σ s although the average particle diameter G s is small, so it is considered that the uniformity inside the crystal particles is high.

以下、添付図面に基づき、本発明の一実施形態に付き説明する。
まず、固相法により本発明のMg(Fe1−xMn)フェライト磁性材料の仮焼粉体を調製した場合について説明したのち、錯体重合法により本発明のMg(Fe1−xMn)フェライト磁性材料の仮焼粉体を調製した場合について説明する。同時に、上記各方法で得られた仮焼粉体から本発明のMg(Fe1−xMn)フェライト磁性材料の焼結体を作製する要領について説明する。固溶体の組成変化に伴う上記仮焼粉体及び焼結体等の諸特性については、実施例を用いて後に説明する。
図1は錯体重合法により本発明のフェライト磁性材料の仮焼粉体を調製するに当たっての工程図、図2は本発明のフェライト磁性材料の仮焼粉体から焼結体を作製するに当たっての工程図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, the case of preparing a calcined powder of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material of the present invention by a solid phase method, and then the Mg (Fe 1− of the present invention by a complex polymerization method is described. x Mn x) 2 O 4 when prepared calcined powder of ferrite magnetic material is described. At the same time, it will be described a manner to produce a sintered body of Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material of the present invention from the calcined powder obtained in the above method. Various characteristics of the calcined powder and the sintered body accompanying the composition change of the solid solution will be described later using examples.
FIG. 1 is a process diagram for preparing a calcined powder of the ferrite magnetic material of the present invention by a complex polymerization method, and FIG. 2 is a process for producing a sintered body from the calcined powder of the ferrite magnetic material of the present invention. FIG.

[第1実施形態]
はじめに、固相法により本発明のMg(Fe1−xMn)フェライト磁性材料の仮焼粉体を調製する要領に付き説明する。固相法による場合、出発原料となる複数種の原料粉体を所定量に秤量及び混合後、仮焼(加熱処理)を経て目的となる仮焼粉体を調製する。
混合粉から仮焼粉体を得るにあたっては、上記混合粉を、大気中で1100℃〜1250℃の温度、及び3時間〜8時間の条件で加熱処理することが好ましい。
[First Embodiment]
First, the procedure for preparing a calcined powder of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material of the present invention by a solid phase method will be described. In the case of the solid phase method, a plurality of kinds of raw material powders as starting materials are weighed and mixed in a predetermined amount, and then subjected to calcination (heat treatment) to prepare a target calcined powder.
In obtaining the calcined powder from the mixed powder, the mixed powder is preferably heat-treated in the air at a temperature of 1100 ° C. to 1250 ° C. and for 3 hours to 8 hours.

次に、コア等に加工されるフェライトの焼結体(セラミックス)を得るためには、上記仮焼粉体から焼結体を作製する必要がある。仮焼粉体から焼結体を作製する工程については、図2に示す工程図によって説明される。
すなわち、仮焼粉体8を整粒し、これを加圧成型して成形体(混合圧粉体)9を作製した後、上記成形体9を焼結させてMg(Fe1−xMn)フェライト磁性材料の焼結体10を作製する。
Next, in order to obtain a sintered body (ceramics) of ferrite processed into a core or the like, it is necessary to prepare a sintered body from the calcined powder. The process for producing a sintered body from the calcined powder will be described with reference to the process chart shown in FIG.
That is, the calcined powder 8 is sized and pressure-molded to produce a compact (mixed compact) 9, and then the compact 9 is sintered to produce Mg (Fe 1-x Mn x ) A sintered body 10 of 2 O 4 ferrite magnetic material is prepared.

成形体9は、仮焼粉体8を、整粒後、一軸金型成形により50MPa〜150MPaの条件で加圧成型して作製することが好ましい。
焼結体10は、成形体9を、ホットプレスにより大気中で1200℃〜1400℃の温度、1時間〜4時間、及び20MPa〜50MPaの条件で焼結させて作製することが好ましい。
The molded body 9 is preferably produced by pressure-molding the calcined powder 8 after sizing and uniaxial mold molding under conditions of 50 MPa to 150 MPa.
The sintered body 10 is preferably produced by sintering the molded body 9 in the atmosphere by hot pressing at a temperature of 1200 ° C. to 1400 ° C., 1 hour to 4 hours, and 20 MPa to 50 MPa.

以上の工程により、本発明のMg(Fe1−xMn)フェライト磁性材料の仮焼粉体8のほか、焼結体10を作製することができる。 Through the above steps, the sintered body 10 can be produced in addition to the calcined powder 8 of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material of the present invention.

[第2実施形態]
又以下では、錯体重合法により本発明のMg(Fe1−xMn)フェライト磁性材料の仮焼粉体を調製する要領に付き説明する。
図1は、錯体重合法により本発明のフェライト磁性材料の仮焼粉体を調製するに当たっての工程図である。錯体重合法は、Mg、Fe、Mnの各硝酸塩1a〜1cからなる出発原料を蒸留水に溶解して混合水溶液2を調製する工程と、この混合水溶液2にクエン酸3とエチレングリコール4を加えて金属−クエン酸錯体5を調製する工程と、この金属−クエン酸錯体5をゲル状になるまで加熱攪拌したのち、得られた金属−クエン酸錯体ゲル6を乾燥することにより前駆体粉体7を得る工程と、さらに、この前駆体粉体7を粉砕したのち加熱処理することにより、前駆体粉体7から本発明のMg(Fe1−xMnフェライト磁性材料の仮焼粉体8を得る工程とからなっている。
[Second Embodiment]
In the following, a description will be given with respect to a procedure for preparing a calcined powder of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material of the present invention by a complex polymerization method.
FIG. 1 is a process diagram for preparing a calcined powder of the ferrite magnetic material of the present invention by a complex polymerization method. The complex polymerization method includes a step of preparing a mixed aqueous solution 2 by dissolving starting materials composed of nitrates 1a to 1c of Mg, Fe, and Mn in distilled water, and adding citric acid 3 and ethylene glycol 4 to the mixed aqueous solution 2. The precursor powder is prepared by preparing the metal-citrate complex 5 and heating and stirring the metal-citrate complex 5 until it becomes a gel, and then drying the obtained metal-citrate complex gel 6. 7 and further, the precursor powder 7 is pulverized and then subjected to heat treatment, whereby the precursor powder 7 is used to temporarily prepare the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material of the present invention. And a step of obtaining the sintered powder 8.

ここで、上記金属−クエン酸錯体ゲル6は、金属−クエン酸錯体5を80℃〜120℃の温度、及び2時間〜8時間の条件でゲル状になるまで加熱攪拌して調製することが好ましい。   Here, the metal-citrate complex gel 6 can be prepared by heating and stirring the metal-citrate complex 5 at 80 ° C. to 120 ° C. and 2 hours to 8 hours until it becomes a gel. preferable.

また前駆体7は、金属−クエン酸錯体ゲル6を130℃〜180℃の温度、及び12時間〜36時間の条件で乾燥して調製することが好ましい。   The precursor 7 is preferably prepared by drying the metal-citrate complex gel 6 at a temperature of 130 ° C. to 180 ° C. and a condition of 12 hours to 36 hours.

さらに、Mg(Fe1−xMnフェライト磁性材料の仮焼粉体8は、前駆体7を粉末状に粉砕し、これを大気中で600℃〜1000℃の温度、及び1時間〜8時間の条件で加熱処理して調製することが好ましい。 Further, the calcined powder 8 of Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material is obtained by pulverizing the precursor 7 into a powder form, which is heated to 600 ° C. to 1000 ° C. in the atmosphere, and 1 It is preferable to prepare by heat treatment under conditions of time to 8 hours.

上記仮焼粉体8から焼結体10を作製して最終的にコア等に加工するが、この焼結体10を作製する工程については、図2に示すとおりである。
上記した錯体重合法は均質で微細な粒子粉体の調製が可能な製造方法であり、これによれば、より品質の高いMg(Fe1−xMn)フェライト磁性材料の仮焼粉体8及び焼結体10を製造することが可能となる。
A sintered body 10 is produced from the calcined powder 8 and finally processed into a core or the like. The steps for producing the sintered body 10 are as shown in FIG.
The complex polymerization method described above is a production method capable of preparing a homogeneous and fine particle powder, and according to this, calcining of a higher quality Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material The powder 8 and the sintered body 10 can be manufactured.

以下、一実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。実施例1では固相法により本発明のフェライト磁性材料の仮焼粉体を調製した場合について説明し、実施例2では錯体重合法により本発明のフェライト磁性材料の仮焼粉体を調製した場合について説明する。なお以下の説明は添付図面に基づいて行うものとする。
ここで、図3は固相法によって得られたフェライト磁性材料の仮焼粉体を粉末X線回折を用いて解析した際のX線回折パターンを示す図、図4は固相法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の測定周波数fと電気抵抗率ρとの関係を示す図、図5は固相法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の或る周波数帯域における熱消磁後(磁性体全体としては磁化方向が平均してほぼゼロの状態)の透磁率μの関係を示す図、図6は固相法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の或る磁場における磁化σの温度依存性を示す図、図7は錯体重合法によって得られたフェライト磁性材料の前駆体粉体を粉末X線回折を用いて解析した際のX線回折パターンを示す図、図8は錯体重合法によって得られたフェライト磁性材料の仮焼粉体の格子定数aの変化を示す図、図9は錯体重合法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の測定周波数fと電気抵抗率ρとの関係を示す図、図10は錯体重合法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の或る周波数帯域における熱消磁後の透磁率μの関係を示す図、図11は錯体重合法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の磁化σに係る諸特性を示す図である。
また、以下の各例では、本発明のMg(Fe1−xMn)フェライト磁性材料に対する比較例として、Mnを添加していない(x=0)試料やMnの固溶量x=0.5、x=0.6の場合のデータや測定結果等についても適宜説明を行うものとする。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to an example. Example 1 describes the case where the calcined powder of the ferrite magnetic material of the present invention is prepared by a solid phase method, and Example 2 illustrates the case of calcining the ferrite magnetic material of the present invention by a complex polymerization method. Will be described. In addition, the following description shall be based on an accompanying drawing.
Here, FIG. 3 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern when the calcined powder of ferrite magnetic material obtained by the solid phase method is analyzed using powder X-ray diffraction, and FIG. 4 is obtained by the solid phase method. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the measurement frequency f and the electrical resistivity ρ of a sintered body of ferrite magnetic material, and FIG. 5 is a diagram after thermal demagnetization in a certain frequency band of the sintered body of ferrite magnetic material obtained by the solid phase method. FIG. 6 is a diagram showing the relationship of the magnetic permeability μ in a state where the magnetization direction of the magnetic material as a whole is almost zero, and FIG. 6 shows the magnetization in a certain magnetic field of a sintered body of ferrite magnetic material obtained by the solid phase method. FIG. 7 is a diagram showing the temperature dependence of σ s , FIG. 7 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern when a precursor powder of a ferrite magnetic material obtained by a complex polymerization method is analyzed using powder X-ray diffraction, and FIG. Is a temporary magnetic material of ferrite obtained by the complex polymerization method. FIG. 9 is a diagram showing the change in the lattice constant a of the sintered powder, FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the measurement frequency f of the sintered ferrite magnetic material obtained by the complex polymerization method and the electrical resistivity ρ, and FIG. FIG. 11 is a diagram showing the relationship of magnetic permeability μ after thermal demagnetization in a certain frequency band of a sintered body of ferrite magnetic material obtained by the body polymerization method, and FIG. 11 shows the sintered body of ferrite magnetic material obtained by the complex polymerization method. It is a figure which shows the various characteristics which concern on magnetization (sigma) s .
Further, in each of the following examples, as a comparative example for the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material of the present invention, a sample not containing Mn (x = 0) and the solid solution amount x of Mn Data, measurement results, etc. when = 0.5 and x = 0.6 will be described as appropriate.

[粉体及び焼結体の調製]
まず始めに、固相法により本発明のMg(Fe1−xMn)フェライト磁性材料の仮焼粉体を調製する工程について説明し、その後、これを用いて本発明のフェライト磁性材料の焼結体を作製する工程について説明する。
[Preparation of powder and sintered body]
First, a process for preparing a calcined powder of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material of the present invention by a solid phase method will be described. A process for producing a sintered body of materials will be described.

固相法自体は、出発原料となる複数種の原料粉体を所定量に秤量及び混合後、仮焼を経て目的物質を合成する公知の方法である。本実施例では、まず、最終組成がMg(Fe1−xMn(0≦x≦0.6)となる様に、MgO、α−Fe、及びMnCOからなる出発原料を秤量して準備した。本実施例では、MgOとして純度99.9%、平均粒径φ=0.35μmのもの、α−Feとして純度99.9%、平均粒径φ=0.06μmのもの、MnCOとして純度99.0%、平均粒径φ=5.4μmのものを使用した。
その後、上記出発原料を水又はメタノール中に溶解して湿式混合を行ったのち乾燥することにより混合粉を得た。さらに、上記混合粉を大気中で1,150℃〜1,200℃で2時間加熱処理することにより、上記混合粉からMg(Fe1−xMn(0≦x≦0.6)仮焼粉体を得た。
The solid phase method itself is a known method of synthesizing a target substance through calcination after weighing and mixing a plurality of kinds of raw material powders as starting materials in a predetermined amount. In this example, first, MgO, α-Fe 2 O 3 , and MnCO 3 are used so that the final composition is Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 ≦ x ≦ 0.6). The starting material was weighed and prepared. In this example, MgO had a purity of 99.9% and an average particle diameter φ = 0.35 μm, α-Fe 2 O 3 had a purity of 99.9% and an average particle diameter φ = 0.06 μm, MnCO 3 Used were those having a purity of 99.0% and an average particle diameter φ = 5.4 μm.
Thereafter, the starting material was dissolved in water or methanol, wet mixed, and dried to obtain a mixed powder. Further, the mixed powder is heat-treated at 1,150 ° C. to 1,200 ° C. for 2 hours in the air, whereby Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 ≦ x ≦ 0. 6) A calcined powder was obtained.

次に、以下の工程を経て、上記仮焼粉体から焼結体を作製した。なお、仮焼粉体から焼結体を作製する工程については錯体重合法によって仮焼粉体を得る場合と全く同様であり、図2に示す工程図によって説明される。
すなわち、図2に示すとおり、まずMg(Fe1−xMn(0≦x≦0.6)仮焼粉体8を整粒し、これを加圧成型して成形体(混合圧粉体)9を作製した。本実施例では、仮焼粉体8に微量の蒸留水を加えてから整粒を行った。整粒に使用した器材の開口径は約75μmとした。また本実施例では、整粒後の仮焼粉体を、φ=20mmの一軸金型成形により98MPaの圧力で加圧成型して成形体9を作製した。
その後、上記成形体9を、ホットプレスを用いて大気中で1,350℃、30MPaで2時間焼結させて、上記成形体9からMg(Fe1−xMn(0≦x≦0.6)焼結体10を得た。
Next, a sintered body was produced from the calcined powder through the following steps. In addition, about the process of producing a sintered compact from calcined powder, it is completely the same as the case where a calcined powder is obtained by the complex polymerization method, and is demonstrated with the process diagram shown in FIG.
That is, as shown in FIG. 2, first, Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 ≦ x ≦ 0.6) calcined powder 8 is sized, and this is pressure-molded to form a compact ( Mixed green compact) 9 was produced. In this example, sizing was performed after adding a small amount of distilled water to the calcined powder 8. The opening diameter of the equipment used for sizing was about 75 μm. Further, in this example, the calcined powder after the sizing was press-molded at a pressure of 98 MPa by uniaxial mold molding of φ = 20 mm to produce a compact 9.
Thereafter, the molded body 9, 1,350 ° C. in air using a hot press, 2 hours sintered by sintering at 30 MPa, Mg from the shaped body 9 (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 ≦ x ≦ 0.6) A sintered body 10 was obtained.

[粉体及び焼結体の評価]
上記工程を経て得られたMg(Fe1−xMn(0≦x≦0.6)仮焼粉体については、粉末X線回折(XRD: CuのKα線を用いたもの。以下同様)を用いて解析することにより相の同定を行った。
また、焼結体についてはXRDによる結晶相の同定を行ったほか、走査型電子顕微鏡(SEM)により破面の微細構造を観察した。加えて、平均粒子径Gをインターセプト法により算出すると共に、相対密度をアルキメデス法により、嵩密度を測定した上で理論密度(MgFe: 4.53[Mg/m])に対して算出した。ここで、本実施例においては、上記MgFeの理論密度は、「Powder Diffraction File, Card No.17-464, International Centre for Diffraction Data, Newtown Square, PA, 1974」より得ている。
さらに、上記焼結体については、適当な手法により透磁率μ及び磁化σの磁気特性のほか、電気特性(電気抵抗率ρ)を測定した。
[Evaluation of powder and sintered body]
About Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 ≦ x ≦ 0.6) calcined powder obtained through the above steps, powder X-ray diffraction (XRD: using Cu Kα ray) And so on), and the phase was identified.
In addition to identifying the crystal phase by XRD, the sintered body was observed for the microstructure of the fracture surface with a scanning electron microscope (SEM). In addition, the average particle diameter G s is calculated by the intercept method, the relative density is measured by the Archimedes method, and the bulk density is measured, and then the theoretical density (MgFe 2 O 4 : 4.53 [Mg / m 3 ]) is calculated. Calculated. Here, in this example, the theoretical density of the MgFe 2 O 4 is obtained from “Powder Diffraction File, Card No. 17-464, International Center for Diffraction Data, Newtown Square, PA, 1974”.
Further, with respect to the sintered body, the electrical characteristics (electric resistivity ρ) were measured in addition to the magnetic characteristics of the magnetic permeability μ and the magnetization σ s by an appropriate method.

[粉体及び焼結体の構造、特性]
図3に示すとおり、上記工程を経て得られたMg(Fe1−xMn(0≦x≦0.6)仮焼粉体のX線回折パターンは、x=0(比較例)、0.2のとき1,150℃で2時間、x=0.4のとき1,200℃で2時間、の条件で仮焼したものについては少なくとも立方晶型スピネル型構造と完全に一致することが明らかとなった。このとき、上記仮焼粉体の格子定数aは、Mnの固溶量の増加とともにx=0.4まで直線的に増加し(x=0: a=0.8373nm → x=0.4: a=0.8413nm)、それ以降は一定の値(a=0.8413nm)を示した。また、x>0.4組成の試料ではスピネル相以外のγ−Mn相が認められたことから、固溶限界はx=0.4までと推察される。従って、本願発明の効果を得るには、例えば前記xが0.05以上0.4以下であることが好適であると考えられる。錯体重合法による場合も同様と推察される。
次に、本実施例で得られた上記焼結体の相対密度は、xの増加に依存せず、各組成とも〜99.5%となった。尚相対密度は分子量、配位数Z=8、アボガドロ数及び格子定数から算出した理論密度を用いて算出される。
また、インターセプト法により算出した平均粒子径Gは、xの増加に伴い9.6(x=0)μm→22(x=0.4)μmへと増加した。インターセプト法については、「M.I.Mendelson, J. Am. Ceram. Soc., 52, 443-446 (1969)」を参照した。
[Structure and characteristics of powder and sintered body]
As shown in FIG. 3, the X-ray diffraction pattern of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 ≦ x ≦ 0.6) calcined powder obtained through the above steps is x = 0 (comparison). Example), when calcined under conditions of 1,150 ° C. for 2 hours at 0.2, and 1,200 ° C. for 2 hours when x = 0.4, at least completely with a cubic spinel structure It became clear that it was in agreement. At this time, the lattice constant a of the calcined powder linearly increases up to x = 0.4 with increasing solid solution amount of Mn (x = 0: a = 0.8373 nm → x = 0.4: a = 0.8413 nm) and thereafter a constant value (a = 0.8413 nm). Further, since a γ-Mn 2 O 3 phase other than the spinel phase was observed in the sample of x> 0.4 composition, the solid solution limit is assumed to be up to x = 0.4. Therefore, in order to obtain the effect of the present invention, for example, it is considered that x is preferably 0.05 or more and 0.4 or less. The same is presumed when the complex polymerization method is used.
Next, the relative density of the sintered body obtained in this example did not depend on the increase of x, and became ˜99.5% for each composition. The relative density is calculated using the theoretical density calculated from the molecular weight, the coordination number Z = 8, the Avogadro number and the lattice constant.
Further, the average particle diameter G s calculated by the intercept method increased from 9.6 (x = 0) μm to 22 (x = 0.4) μm as x increased. The intercept method was referred to “MIMendelson, J. Am. Ceram. Soc., 52, 443-446 (1969)”.

[電気特性]
次に図4に、本実施例で得られたフェライト磁性材料の焼結体の測定周波数fと電気抵抗率ρとの関係を示す。周波数の増加に伴いρは減少した。ここで、電気抵抗率ρは、表面研削した焼結体の表面にAg電極を形成させ、インピーダンス測定器を用いて周波数f=100Hzから10MHzまで変化させながら測定した。
周波数f=100Hzにおいて、電気抵抗率ρは、Mnを添加していない比較例試料(x=0)のρ≒5.0×10Ω・cmから、x=0.2の時まで増加し、最大でρ=9.8×10Ω・cm(x=0.2)の値を示した。これにより、本実施例のフェライト磁性材料によれば、Mnを添加していない比較例試料(x=0)と比較して最大で4桁を超える抵抗の増加が実現され得ることが確認された。
また、MHz帯域における電気抵抗率を見ても、Mnの固溶量x=0.2とした場合には、Mn無添加の場合と比較して、周波数f=1MHzにおいては2桁弱、f=10MHzにおいても1桁弱の抵抗の増加が実現され得ることが確認された。
[Electrical characteristics]
Next, FIG. 4 shows the relationship between the measurement frequency f and the electrical resistivity ρ of the sintered ferrite magnetic material obtained in this example. As the frequency increased, ρ decreased. Here, the electrical resistivity ρ was measured while forming an Ag electrode on the surface of the surface-ground sintered body and changing the frequency f = 100 Hz to 10 MHz using an impedance measuring instrument.
At a frequency f = 100 Hz, the electrical resistivity ρ increases from ρ≈5.0 × 10 3 Ω · cm of the comparative sample (x = 0) to which Mn is not added to when x = 0.2. The maximum value was ρ = 9.8 × 10 7 Ω · cm (x = 0.2). As a result, according to the ferrite magnetic material of this example, it was confirmed that an increase in resistance exceeding a maximum of 4 digits can be realized as compared with the comparative sample (x = 0) not added with Mn. .
Also, looking at the electrical resistivity in the MHz band, when the solid solution amount of Mn is x = 0.2, compared with the case where Mn is not added, the frequency f = 1 MHz is less than two digits, f It was confirmed that a resistance increase of an order of magnitude could be achieved even at 10 MHz.

本実施例では、Mnの添加量をx=0.2からさらに増加させると抵抗は減少に転じている。一般にフェライト中の電気伝導度はFeの2価、3価間でのホッピング伝導により生じるとされており(「A.Nakamura, T.Kodama, T.Konoike, and K.Tomono, J. Jpn. Soc. Powder & Powder Metallurgy, 48, 145-149 (2000)」参照)、添加されたMnは粒内でアクセプタとして働いたため電気抵抗がx=0(比較例)の場合に比較して急激に上昇したものと考えられる。一方で、x=0.2以上の添加では、Mnの3価、4価間のホッピング伝導により電気抵抗率ρが低下したと考えられる。
なお、金属、半導体の電気伝導は多くの場合、物質中をほとんど自由に動く伝導電子によって生じ、電子の平均自由行程は原子間距離に比べて長い。これに対し、非晶質半導体や、ある種のイオン結晶等では、電子がほとんど局在的状態にあり、それらの間を次々に不連続的に飛躍(ホッピング)することによって電気伝導が担われていることがある。これをホッピング伝導という。この場合、電子の平均自由行程は原子間距離(不純物伝導では不純物原子間距離)の程度で、電気伝導率は自由電子的な場合よりもはるかに小さく、長い平均自由行程をもった自由電子と対照的な挙動を示す。また飛躍過程は原子の熱振動によって助けられるので、電気伝導率は温度の上昇と共に増大する。
In this example, when the amount of Mn added is further increased from x = 0.2, the resistance starts to decrease. In general, the electrical conductivity in ferrite is considered to be caused by hopping conduction between Fe and Bivalent (“A. Nakamura, T. Kodama, T. Konoike, and K. Tomono, J. Jpn. Soc. Powder & Powder Metallurgy, 48, 145-149 (2000) ”), the added Mn worked as an acceptor in the grains, so that the electrical resistance increased sharply compared to x = 0 (comparative example). It is considered a thing. On the other hand, when x = 0.2 or more, it is considered that the electrical resistivity ρ is reduced due to hopping conduction between trivalent and tetravalent Mn.
In many cases, electrical conduction of metals and semiconductors is caused by conduction electrons that move almost freely in a substance, and the mean free path of electrons is longer than the interatomic distance. On the other hand, in amorphous semiconductors and certain ionic crystals, electrons are almost in a localized state, and electrical conduction is carried out by jumping (hopping) between them one after another. May have. This is called hopping conduction. In this case, the mean free path of electrons is about the distance between atoms (in impurity conduction, the distance between impurity atoms), and the electric conductivity is much smaller than that of free electrons. Contrasting behavior is shown. Also, since the leap process is aided by atomic thermal oscillation, the electrical conductivity increases with increasing temperature.

[磁気特性]
また図5に、本実施例で得られたフェライト磁性材料の焼結体の測定周波数f=100Hz〜1MHzにおける熱消磁後の透磁率μの関係を示す。ここで、透磁率μは焼結体をリング状(外径およそ15〜16mm(図5及び図10のDの値参照)、内径4mm、厚さ3mm)に超音波加工したものにつき、消磁するためにMgFeキュリー温度Tが440℃(非特許文献1参照)であることを考慮して500℃−1時間の熱処理(熱消磁)を行った後、インピーダンス測定器を用いてそれぞれf=100Hz〜10MHzの範囲で測定を行うことにより求めた。
電気抵抗率ρの場合と同様、本実施例においてもx=0.2のときに透磁率が最大値を示すことが確認された。また、周波数が高くなるにつれて透磁率μが低下している。これは、周波数が高くなるにつれて、磁芯の磁気誘導は掛けた交流磁界の変化について行けなくなって一般に遅れを生じることから、周波数が高くなるにつれて損失を生じ、透磁率μが低下するものと考えられる。なお、磁芯の磁気誘導の遅れに伴うエネルギー損失の大きさの目安として、磁心の性能を表わす損失係数tanδのパラメータが用いられ得る。主な磁気損失としては渦電流損失が挙げられ、磁性体を横切る交流磁束を妨げる渦電流が流れることにより生じる。
本実施例によれば、x=0.2のとき、f=100Hzで最大の透磁率μ≒70が得られた。また、f=1MHzにおける透磁率を見ても、最大値の80%程度の値が得られた。
[Magnetic properties]
FIG. 5 shows the relationship of the magnetic permeability μ after thermal demagnetization at the measurement frequency f = 100 Hz to 1 MHz of the sintered body of the ferrite magnetic material obtained in this example. Here, the magnetic permeability μ is demagnetized when the sintered body is ultrasonically processed into a ring shape (the outer diameter is approximately 15 to 16 mm (see the values of D in FIGS. 5 and 10), the inner diameter is 4 mm, and the thickness is 3 mm). Therefore, after performing heat treatment (thermal demagnetization) at 500 ° C. for 1 hour considering that the MgFe 2 O 4 Curie temperature T c is 440 ° C. (see Non-Patent Document 1), each impedance measurement device is used. It calculated | required by measuring in the range of f = 100Hz-10MHz.
As in the case of the electrical resistivity ρ, it was confirmed that the magnetic permeability showed the maximum value when x = 0.2 in this example. Further, the magnetic permeability μ decreases as the frequency increases. This is because, as the frequency increases, the magnetic induction of the magnetic core cannot generally follow the change in the applied AC magnetic field, and generally causes a delay. Therefore, a loss occurs as the frequency increases, and the permeability μ decreases. It is done. Note that a parameter of the loss coefficient tan δ representing the performance of the magnetic core can be used as a measure of the magnitude of energy loss accompanying the magnetic induction delay of the magnetic core. The main magnetic loss is eddy current loss, which is caused by the flow of eddy current that hinders the AC magnetic flux across the magnetic material.
According to this example, when x = 0.2, the maximum permeability μ≈70 was obtained at f = 100 Hz. Further, even when looking at the permeability at f = 1 MHz, a value of about 80% of the maximum value was obtained.

さらに図6に、本実施例で得られたフェライト磁性材料の焼結体の磁場H=1[T]における磁化σの温度依存性のグラフを示す。ここで、磁化σは各組成の焼結体をアルミナ乳鉢を用いて粉砕し、得られた粉体をSQUID磁化測定装置を使用して、磁場H=1[T]の条件下、温度T=10〜300Kの範囲で測定した。
室温(300K=約27℃)では、Mnを添加していない比較例試料(x=0)のときσ=35.9[emu/g]である一方、Mnの固溶量x=0.2のときσは最大値を取り、σ=約50[emu/g]を示した。温度上昇における磁化の減少は、熱じょう乱のためモーメントの規則配列が乱されたことによるものと考えられる。
Further, FIG. 6 shows a graph of the temperature dependence of the magnetization σ s in the magnetic field H = 1 [T] of the sintered body of the ferrite magnetic material obtained in this example. Here, the magnetization σ s is obtained by pulverizing the sintered body of each composition using an alumina mortar, and using the SQUID magnetization measurement device, the obtained powder is subjected to a temperature T under the condition of a magnetic field H = 1 [T]. = Measured in a range of 10 to 300K.
At room temperature (300 K = about 27 ° C.), σ s = 35.9 [emu / g] in the case of the comparative sample (x = 0) to which Mn is not added, whereas the solid solution amount of Mn = 0. When 2, σ s took the maximum value, and σ s = about 50 [emu / g]. It is considered that the decrease in magnetization due to the temperature rise is due to the disorder of the regular arrangement of moments due to thermal disturbance.

なお、x=0.2の組成の時に最適な磁気的な構造が形成される点に関しては、[背景技術]の項で説明した、MgFeが正スピネルと逆スピネルの中間体をとる点が関係しているものと考えられる。すなわち、添加したMnが8a位置(A位置)、又は16d位置(B位置)のどちらのFeに置換するかにより複雑に超交換相互作用が働くほか、さらにMnが3価、4価、Feが2価、3価の混合原子をとることによりボーア磁子が多様な組み合わせからなり得る結果、x=0.2の組成の時に最適な磁気的な構造を形成したものと推察される。 Regarding the point that an optimal magnetic structure is formed when the composition is x = 0.2, MgFe 2 O 4 described in the section of “Background Art” takes an intermediate between a normal spinel and a reverse spinel. It is thought that the points are related. In other words, super-exchange interaction works in a complex manner depending on whether the added Mn is replaced with Fe at the 8a position (A position) or 16d position (B position), and Mn is trivalent, tetravalent, and Fe As a result of taking divalent and trivalent mixed atoms, the Bohr magneton can be composed of various combinations. As a result, it is presumed that an optimal magnetic structure was formed at the composition of x = 0.2.

又以下では、より優れた特性を実現するために、均質で微細な粒子粉体の調製が可能な錯体重合法により、新たに本発明のフェライト磁性材料の仮焼粉体を調製した一実施例について説明する。   Also, in the following, in order to realize superior characteristics, an example in which a calcined powder of the ferrite magnetic material of the present invention was newly prepared by a complex polymerization method capable of preparing a homogeneous and fine particle powder was prepared. Will be described.

[粉体及び焼結体の調製]
実施例1同様、まず始めに、錯体重合法により本発明のフェライト磁性材料の仮焼粉体を調製する工程を説明し、その後、これを用いて本発明のフェライト磁性材料の焼結体を作製する工程を説明する。
[Preparation of powder and sintered body]
As in Example 1, first, a process for preparing a calcined powder of the ferrite magnetic material of the present invention by a complex polymerization method will be described, and then a sintered body of the ferrite magnetic material of the present invention will be produced using this process. The process to perform is demonstrated.

図1に、錯体重合法により本発明のフェライト磁性材料の仮焼粉体を調製するに当たっての工程図を示す。本実施例で用いる錯体重合法は、クエン酸ゲル法とも呼ばれ、金属硝酸塩を水に溶かし、クエン酸を加えて金属クエン酸錯体をつくり、そこにエチレングリコールを加えエステル重合させてゲルを得、このゲルを仮焼、本焼して酸化物を得る方法である。   FIG. 1 is a process diagram for preparing a calcined powder of the ferrite magnetic material of the present invention by a complex polymerization method. The complex polymerization method used in this example is also called a citric acid gel method, in which a metal nitrate is dissolved in water, citric acid is added to form a metal citric acid complex, and then ethylene glycol is added thereto for ester polymerization to obtain a gel. In this method, the gel is calcined and calcined to obtain an oxide.

図1に示すとおり、先ず始めにMg、Fe、Mnの各硝酸塩からなる出発原料1a〜1cを蒸留水に溶解して混合水溶液2を調製した。本実施例では、Mg、Fe、Mnの各硝酸塩からなる出発原料を、それぞれ硝酸マグネシウム(II)六水和物(Mg(NO・6HO(純度99.9%)と、硝酸鉄(III)九水和物(Fe(NO・9HO(純度99.9%)と、硝酸マンガン(II)六水和物(Mn(NO・6HO(純度99.0%)とからなるものとした。各出発物質は、所望の組成となる様秤量後、蒸留水に溶解させた。 As shown in FIG. 1, first, a mixed aqueous solution 2 was prepared by dissolving starting raw materials 1a to 1c made of nitrates of Mg, Fe, and Mn in distilled water. In this example, starting materials composed of nitrates of Mg, Fe, and Mn are respectively magnesium nitrate (II) hexahydrate (Mg (NO 3 ) 2 .6H 2 O (purity 99.9%) and nitric acid. iron (III) and nonahydrate (Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O ( 99.9%), manganese (II) nitrate hexahydrate (Mn (NO 3) 2 · 6H 2 O ( purity 99.0%) Each starting material was weighed so as to have a desired composition and then dissolved in distilled water.

次に、混合水溶液2にクエン酸3とエチレングリコール4を加えて金属−クエン酸錯体5を調製した。クエン酸3は、無水クエン酸(C(CHCOOH)(OH)(COOH))又はクエン酸一水和物C・HOからなるものとし、エチレングリコール(HOCHCHOH)4は純度99.5%のものを用いた。
本実施例では、金属−クエン酸錯体5を調製する工程は、混合水溶液2に、Mgの硝酸塩1a:Fe、Mnの各硝酸塩1b、1c:クエン酸3:エチレングリコール4の比率がそれぞれ約1:2:5:20のモル比となるようにクエン酸3とエチレングリコール4を加えることにより実施した。
Next, citric acid 3 and ethylene glycol 4 were added to mixed aqueous solution 2 to prepare metal-citric acid complex 5. Citric acid 3, consisted of anhydrous citric acid (C (CH 2 COOH) 2 (OH) (COOH)) or citric acid monohydrate C 6 H 8 O 7 · H 2 O, ethylene glycol (HOCH 2 CH 2 OH) 4 having a purity of 99.5% was used.
In this example, the step of preparing the metal-citric acid complex 5 is carried out by mixing the mixed aqueous solution 2 with a ratio of Mg nitrate 1a: Fe, Mn nitrate 1b, 1c: citric acid 3: ethylene glycol 4, respectively. It was carried out by adding citric acid 3 and ethylene glycol 4 so that the molar ratio was 2: 5: 20.

その後、上記金属−クエン酸錯体5をゲル状になるまで加熱攪拌したのち、得られた金属−クエン酸錯体ゲル6を乾燥することによってMg(Fe1−xMn(0≦x≦0.6)フェライト磁性材料の前駆体7を調製した。
本実施例では、金属−クエン酸錯体5を100℃で6時間加熱攪拌したのち、金属−クエン酸錯体ゲル6を150℃で24時間乾燥することにより前駆体7を調製した。
Then, after heating and stirring the metal-citrate complex 5 until it becomes a gel, the obtained metal-citrate complex gel 6 is dried to obtain Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 ≦ x ≦ 0.6) A precursor 7 of ferrite magnetic material was prepared.
In this example, after the metal-citrate complex 5 was heated and stirred at 100 ° C. for 6 hours, the metal-citrate complex gel 6 was dried at 150 ° C. for 24 hours to prepare a precursor 7.

さらに、本実施例では得られた前駆体7を粉末状に粉砕し、これを大気中で800℃で2時間加熱処理することにより、前駆体粉体7からMg(Fe1−xMn(0≦x≦0.6)仮焼粉体8を得た。 Further, in this example, the obtained precursor 7 was pulverized into a powder form, and this was heat-treated in the atmosphere at 800 ° C. for 2 hours, whereby the precursor powder 7 was converted to Mg (Fe 1-x Mn x ). 2 O 4 (0 ≦ x ≦ 0.6) calcined powder 8 was obtained.

次に、図2に示す工程に従って、上記仮焼粉体8から焼結体10を作製した。
なお、仮焼粉体8から焼結体10を作製する工程については、固相法により仮焼粉体を調製した場合も、錯体重合法により仮焼粉体を調製した場合も工程的に何ら変わるところがない。図2に示す工程については、実施例1に於いて既に説明した通りである。
Next, according to the process shown in FIG. 2, the sintered compact 10 was produced from the calcined powder 8.
In addition, about the process of producing the sintered compact 10 from the calcined powder 8, even when the calcined powder is prepared by the solid phase method or when the calcined powder is prepared by the complex polymerization method, there is no process. There is no change. The steps shown in FIG. 2 are as already described in the first embodiment.

[粉体及び焼結体の評価]
錯体重合法を用いた場合の粉体特性を、固相法を用いた場合のものと比較して把握するべく、得られたMg(Fe1−xMn(0≦x≦0.6)の前駆体及び仮焼粉体については、粉末X線回折(XRD)を用いて解析して相の同定を行った。
また、焼結体については実施例1同様、XRDによる結晶相の同定を行ったほか、走査型電子顕微鏡(SEM)により破面の微細構造を観察した。加えて、平均粒子径Gをインターセプト法により算出すると共に、相対密度をアルキメデス法により、嵩密度を測定した上で理論密度(MgFe: 4.505[Mg/m])に対して算出した。本実施例で使用した上記MgFeの理論密度も、実施例1で示した参考文献より得ている。
さらに、得られた焼結体について透磁率μ、磁化σ及び電気抵抗率ρを適宜測定した。尚夫々の測定要領は実施例1の場合と同様である。
[Evaluation of powder and sintered body]
The obtained Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 ≦ x ≦) was obtained in order to grasp the powder characteristics when using the complex polymerization method compared with those when using the solid phase method. The precursor and calcined powder of 0.6) were analyzed using powder X-ray diffraction (XRD) to identify phases.
As for the sintered body, as in Example 1, the crystal phase was identified by XRD, and the microstructure of the fracture surface was observed by a scanning electron microscope (SEM). In addition, the average particle size G s is calculated by the intercept method, the relative density is measured by the Archimedes method, and the bulk density is measured, and then the theoretical density (MgFe 2 O 4 : 4.505 [Mg / m 3 ]) is calculated. Calculated. The theoretical density of the MgFe 2 O 4 used in this example is also obtained from the reference document shown in Example 1.
Furthermore, the magnetic permeability μ, the magnetization σ s, and the electrical resistivity ρ were appropriately measured for the obtained sintered body. Each measuring procedure is the same as that in the first embodiment.

[粉体及び焼結体の構造、特性]
図7に示すとおり、錯体重合法により得られた本実施例のMg(Fe1−xMn(0≦x≦0.6)フェライトの前駆体粉体7では、X線回折の結果から、全組成領域において強度が低く、幅広いスピネル相の回折像が確認された。錯体重合法では前駆体は非晶質であることが多いが、今回、スピネル相が確認された要因としては、出発原料に硝酸塩1a〜1cを用いているため加熱攪拌で金属−クエン酸錯体ゲル6を得るときに自己燃焼が起こり、そのときの発熱で結晶化が起こったものと推察される。さらに前駆体粉体については、数十nmの微粒子からなることも確認された。
[Structure and characteristics of powder and sintered body]
As shown in FIG. 7, in the precursor powder 7 of Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 ≦ x ≦ 0.6) ferrite of this example obtained by the complex polymerization method, X-ray diffraction was performed. From the results, it was confirmed that the intensity was low in all composition regions and a wide range of spinel phase diffraction images. In the complex polymerization method, the precursor is often amorphous, but this time, the cause of the confirmation of the spinel phase is that the nitrates 1a to 1c are used as starting materials, so that the metal-citrate complex gel is heated and stirred. It is inferred that self-combustion occurred when 6 was obtained, and crystallization occurred due to the heat generated at that time. Further, it was confirmed that the precursor powder is composed of fine particles of several tens of nm.

次に、仮焼粉体8について検討したところ、X線回折の結果より、各組成の仮焼粉体は立方晶スピネル型構造の単一相、即ち立方晶のスピネルフェライトであることが確認された。
また、図8に示すとおり、各組成の仮焼粉体のX線回折データを最小二乗法により精密化して算出した格子定数aの変化については、実施例1と同様、Mnの固溶量の増加とともにx=0.4まで直線的に増加し(x=0: a=0.8384nm → x=0.4: a=0.8394nm)、それ以降は一定の値(a=0.8394nm)を示した。実施例1同様、x>0.4組成(x=0.5、x=0.6)の試料ではスピネル相以外のγ−Mn相が認められたことから、固溶限界はx=0.4までであると推察される。
Next, when the calcined powder 8 was examined, the result of X-ray diffraction confirmed that the calcined powder of each composition was a single phase of a cubic spinel structure, that is, a cubic spinel ferrite. It was.
Further, as shown in FIG. 8, the change in the lattice constant a calculated by refining the X-ray diffraction data of the calcined powder of each composition by the least square method is the same as in Example 1 in the amount of solid solution of Mn. As it increases, it increases linearly up to x = 0.4 (x = 0: a = 0.8384 nm → x = 0.4: a = 0.8394 nm), and thereafter a constant value (a = 0.8394 nm) showed that. As in Example 1, since a γ-Mn 2 O 3 phase other than the spinel phase was observed in the sample of x> 0.4 composition (x = 0.5, x = 0.6), the solid solution limit was x It is inferred that = 0.4.

焼結体10についても検討を行ったところ、本実施例で得られた焼結体10の相対密度は、xの増加に依存せず、各組成とも〜99.0%となった。又インターセプト法により算出した平均粒子径Gは、xの増加に伴い4.8(x=0)μm→5.6(x=0.4)μmへと増加した。このように、錯体重合法で作製したフェライトでは、同一条件の下で固相法で作製したフェライトと比較して、平均粒子径Gを小さくできることが明らかとなった。 When the sintered body 10 was also examined, the relative density of the sintered body 10 obtained in this example did not depend on the increase of x, and was ˜99.0% for each composition. The average particle size G s calculated by the intercept method increased from 4.8 (x = 0) μm to 5.6 (x = 0.4) μm as x increased. Thus, in the ferrite produced in the complex polymerization method, compared with the ferrite produced in the solid phase method under the same conditions, it was found to be able to reduce the average particle size G s.

さらに、本実施例のMg(Fe1−xMn(0≦x≦0.6)フェライトの各組成の粒子径をTEM観察したところ、前駆体7では各組成とも約40nmと一定の値を示したが、仮焼粉体8ではMnの固溶量とともに増加し、x=0(比較例)で約115nmであったものが、x=0.4で約155nmであった。
このように、錯体重合法により得られた本発明のMg(Fe1−xMn(0<x≦0.4)フェライト磁性材料の焼結体は、平均粒子径G=約5.0μmの結晶粒子から構成された、相対密度約99.0%の高密度焼結体であることが明らかとなった。
その他、一例によれば、リートベルト解析の結果、16%のMg2+が8a位置(A位置)に存在し、また、添加したMnは8a位置のFeに置換していることが明らかとなった。
Furthermore, when the particle diameter of each composition of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 ≦ x ≦ 0.6) ferrite of this example was observed with a TEM, the precursor 7 was about 40 nm for each composition. Although it showed a certain value, the calcined powder 8 increased with the solid solution amount of Mn and was about 115 nm at x = 0 (comparative example), but was about 155 nm at x = 0.4. .
Thus, the sintered body of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 (0 <x ≦ 0.4) ferrite magnetic material of the present invention obtained by the complex polymerization method has an average particle diameter G s = It was revealed that this was a high-density sintered body composed of crystal particles of about 5.0 μm and having a relative density of about 99.0%.
In addition, according to an example, Rietveld analysis revealed that 16% of Mg 2+ was present at the 8a position (A position), and that the added Mn was replaced with Fe at the 8a position. .

[電気特性]
図9に、本実施例で得られたMg(Fe1−xMnフェライト磁性材料の焼結体の測定周波数fと電気抵抗率ρとの関係を示す。周波数の増加に伴いρは減少した。
周波数f=100Hzにおいて、電気抵抗率ρは、Mnを添加していない比較例試料(x=0)のρ=2.0×10Ω・cmから、x=0.2の時まで増加し、最大でρ=9.8×10Ω・cm(x=0.2)の値を示した。これにより、本実施例のフェライト磁性材料によれば、Mnを添加していない比較例試料(x=0)と比較して最大で4桁近い抵抗の増加が実現され得ることが確認された。
また、MHz帯域における電気抵抗率を見ても、実施例1同様、Mnの固溶量x=0.2とした場合には、Mn無添加の場合と比較して、周波数f=1MHzにおいては2桁弱、f=10MHzにおいても1桁弱の抵抗の増加が実現され得ることが確認された。
尚本実施例でも、Mnの添加量をx=0.2からさらに増加させると抵抗が減少に転じている。一般にフェライト中の電気伝導度はFeの2価、3価間でのホッピング伝導により生じるとされており、実施例1同様、添加されたMnが粒内でアクセプタとして働いたため電気抵抗がx=0(比較例)の場合に比較して急激に上昇したと考えられる。一方で、x=0.2以上の添加では、Mnの3価、4価間のホッピング伝導により電気抵抗率ρが低下したと考えられる。
[Electrical characteristics]
FIG. 9 shows the relationship between the measurement frequency f and the electrical resistivity ρ of the sintered body of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material obtained in this example. As the frequency increased, ρ decreased.
At a frequency f = 100 Hz, the electrical resistivity ρ increases from ρ = 2.0 × 10 4 Ω · cm of the comparative sample (x = 0) to which Mn is not added until x = 0.2. The maximum value was ρ = 9.8 × 10 7 Ω · cm (x = 0.2). As a result, according to the ferrite magnetic material of this example, it was confirmed that an increase in resistance of nearly 4 digits at the maximum could be realized as compared with the comparative sample (x = 0) to which Mn was not added.
Also, looking at the electrical resistivity in the MHz band, as in Example 1, when the Mn solid solution amount x = 0.2, the frequency f = 1 MHz compared to the case where Mn was not added. It has been confirmed that an increase in resistance of a little less than one digit can be realized even at a little less than two digits and f = 10 MHz.
In this example, the resistance also decreases when the amount of Mn added is further increased from x = 0.2. In general, the electrical conductivity in ferrite is caused by hopping conduction between divalent and trivalent Fe. Like in Example 1, the added Mn acts as an acceptor in the grains, so that the electric resistance is x = 0. It is thought that it rose sharply compared with the case of (Comparative Example). On the other hand, when x = 0.2 or more, it is considered that the electrical resistivity ρ is reduced due to hopping conduction between trivalent and tetravalent Mn.

[磁気特性]
また図10に、本実施例で得られたMg(Fe1−xMnフェライト磁性材料の焼結体の測定周波数f=100Hz〜1MHzにおける熱消磁後(500℃−1時間)の透磁率μの関係を示す。
電気抵抗率ρの場合と同様、本実施例においてもx=0.2のときに透磁率μが最大値を示すことが確認された。透磁率μは微細構造、磁束密度などに依存し、また、磁気異方性、磁歪などさまざまな要素が透磁率に関連する。その結果、x=0.2の組成のときに透磁率が最大値を示したと考えられる。
また、周波数が高くなるにつれて透磁率μが低下している。高周波数領域では、磁化変化が高速になる程、渦電流が発生し、磁化特性は劣化することが知られている。そのため、高周波になるにつれて透磁率μが減少するものと考えられる。
本実施例によれば、x=0.2のとき、f=100Hzで最大の透磁率μ=75が得られた。また、f=1MHzにおける透磁率を見ても、最大値の80%程度の値が得られた。
[Magnetic properties]
FIG. 10 also shows the sintered body of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material obtained in this example, after thermal demagnetization at a measurement frequency f = 100 Hz to 1 MHz (500 ° C. for 1 hour). The relationship of the magnetic permeability μ is shown.
As in the case of the electrical resistivity ρ, it was confirmed that the magnetic permeability μ shows the maximum value when x = 0.2 in this example. The magnetic permeability μ depends on the microstructure, the magnetic flux density, and various factors such as magnetic anisotropy and magnetostriction are related to the magnetic permeability. As a result, it is considered that the magnetic permeability showed the maximum value when the composition was x = 0.2.
Further, the magnetic permeability μ decreases as the frequency increases. In the high frequency region, it is known that eddy currents are generated and the magnetization characteristics deteriorate as the magnetization change becomes faster. Therefore, it is considered that the magnetic permeability μ decreases as the frequency increases.
According to this example, when x = 0.2, the maximum magnetic permeability μ = 75 was obtained at f = 100 Hz. Further, even when looking at the permeability at f = 1 MHz, a value of about 80% of the maximum value was obtained.

さらに図11(a)に、本実施例で得られたMg(Fe1−xMnフェライト磁性材料の焼結体の磁場H=1[T]における磁化σの温度依存性のグラフを、図11(b)に、本実施例で得られたMg(Fe1−xMnフェライト磁性材料の焼結体の、室温においての磁場H=−2[T]から2[T]の範囲での磁化σの変化のグラフを、そして図11(c)に、固相法と錯体重合法の双方で本発明のMg(Fe1−xMn(x=0.2)フェライト磁性材料を調製したときにおける平均粒子径G及び磁気特性の比較表を示す。
図11(a)を参照すると、室温(300K=約27℃)では、Mnを添加していない比較例試料(x=0)のときσ=約40[emu/g]である一方、Mnの固溶量x=0.2のときσは最大値を取り、σ=約50[emu/g]を示した。実施例1同様、温度上昇における磁化の減少は、熱じょう乱のためモーメントの規則配列が乱されたためと考えられる。
また図11(b)を参照すると、保磁力Hはどの組成も約10mTとなり、本実施例で得られた本発明のMg(Fe1−xMnフェライト磁性材料は、すべて軟磁性材料の特性を示すことが明らかとなった。
さらに、図11(c)を参照すると、錯体重合法で作製したフェライトでは、同一条件の下で固相法で作製したフェライトと比較して、平均粒子径Gが小さくなっている一方でμ、σが向上していることから、結晶粒子内部の均一性が高いものと推察される。
なお、x=0.2の組成の時に最適な磁気的な構造が形成される点に関しては、実施例1における考察と同様、FeとMnが複雑に混合原子価をとり、そのため、複雑に超交換相互作用が働く結果、x=0.2の組成の時に最適な磁気的な構造が形成されたものと考えられる。
Further, FIG. 11A shows the temperature dependence of the magnetization σ s in the magnetic field H = 1 [T] of the sintered body of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material obtained in this example. FIG. 11B shows a magnetic field H = −2 [T] at room temperature of the sintered body of the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material obtained in this example. A graph of the change in magnetization σ s in the range of 2 to 2 [T], and FIG. 11 (c) show the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O of the present invention in both the solid phase method and the complex polymerization method. 4 (x = 0.2) shows a comparison table of the average particle diameter G s and magnetic properties in case the preparation of the ferrite magnetic material.
Referring to FIG. 11A, at room temperature (300 K = about 27 ° C.), σ s = about 40 [emu / g] in the case of a comparative sample (x = 0) without addition of Mn, When the solid solution amount x = 0.2, σ s took the maximum value, and σ s = about 50 [emu / g]. As in the first embodiment, the decrease in magnetization due to the temperature rise is considered to be because the regular arrangement of moments is disturbed due to thermal disturbance.
Referring also to FIG. 11 (b), the coercive force H c is any composition also about 10mT next, Mg (Fe 1-x Mn x) 2 O 4 ferrite magnetic material of the present invention obtained in this example, all It became clear that the properties of soft magnetic materials were exhibited.
Further, referring to FIG. 11 (c), the ferrite produced by the complex polymerization method has a smaller average particle diameter G s than that of the ferrite produced by the solid phase method under the same conditions. Since σ s is improved, it is presumed that the uniformity inside the crystal grains is high.
As for the point that an optimal magnetic structure is formed when the composition is x = 0.2, as in the case of Example 1, Fe and Mn take a mixed valence in a complicated manner. As a result of the exchange interaction, it is considered that an optimal magnetic structure was formed when the composition was x = 0.2.

[変形例]
以上、本発明を実施例等により詳細に説明したが、本発明は上記実施例記載の構成及び条件に何ら限定されず、種々の変形が可能である。
[Modification]
As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail by the Example etc., this invention is not limited to the structure and conditions as described in the said Example at all, and various deformation | transformation are possible.

例えば、上記実施例では、出発物質に特に添加物を加えることはなかったが、例えば、微粉砕された仮焼粉体8に対して微量な添加物を加え、これらを十分に整粒、混合したのち加圧成形及び焼結を行うことにより、焼結体10の電気特性及び磁気特性を更に向上させることも可能である。好ましい添加物としては、Ca、CaO、SiO、Al或いはこれらの2種以上の混合物から選ばれるものが挙げられる。又、その添加量に関しては、添加物の種類によっても異なるが、0.01wt%以上10wt%以下であることが好ましい。なお、添加物を加えることによって基本的特性が失われることはない。 For example, in the above embodiment, no particular additive was added to the starting material, but for example, a small amount of additive was added to the finely pulverized calcined powder 8, and these were sufficiently sized and mixed. After that, by performing pressure molding and sintering, it is possible to further improve the electrical characteristics and magnetic characteristics of the sintered body 10. Preferable additives include those selected from Ca, CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 or a mixture of two or more thereof. Further, the amount added is preferably 0.01 wt% or more and 10 wt% or less, although it varies depending on the type of additive. Note that the basic characteristics are not lost by adding the additive.

また、上記各例では固相法及び錯体重合法により本発明のフェライト磁性材料を作製したが、製造方法についてはこれらに何ら限定されるものではない。公知の製法を適用して本発明のフェライト磁性材料を作製することは十分可能である。
ここで、従来知られたMnZn系或いはNiZn系軟磁性フェライト材料に関しては、錯体重合法を用いて製造を試みても、クエン酸で重合後、大気中で熱処理を行う際、(1)熱処理により立方晶系のスピネル構造が破壊され、(2)Feが遊離してスピネルから鉄の酸化物α−Feが析出することより、フェライトとしての機能が失われてしまう(単なる化合物になってしまう)という問題があった。しかしながら、Mgフェライトを基礎とする本発明のMg(Fe1−xMnフェライト磁性材料は、錯体重合法を用いて製造した場合であってもFeの遊離がなく、それゆえ本発明によれば、化学的に安定なフェライト磁性材料を提供することが可能となる。
さらに、本発明のフェライト磁性材料は、Mgフェライトを基礎としており、MgO同様、加温により塑性変形が実現される可能性が期待できるものである。
In each of the above examples, the ferrite magnetic material of the present invention was produced by a solid phase method and a complex polymerization method, but the production method is not limited to these. It is sufficiently possible to produce the ferrite magnetic material of the present invention by applying a known production method.
Here, with respect to conventionally known MnZn-based or NiZn-based soft magnetic ferrite materials, even if production is attempted using a complex polymerization method, when heat treatment is performed in the air after polymerization with citric acid, (1) The cubic spinel structure is destroyed, and (2) Fe is liberated and the iron oxide α-Fe 2 O 3 is precipitated from the spinel, so that the function as a ferrite is lost (becomes a simple compound). There was a problem that. However, the Mg (Fe 1-x Mn x ) 2 O 4 ferrite magnetic material of the present invention based on Mg ferrite has no liberation of Fe, even when manufactured using a complex polymerization method, and is therefore According to the invention, it is possible to provide a chemically stable ferrite magnetic material.
Furthermore, the ferrite magnetic material of the present invention is based on Mg ferrite, and like MgO, the possibility of plastic deformation by heating can be expected.

上記各例では、焼結体10を得るに当たり、予め一軸金型成形により仮焼粉体8を加圧成型することによって成形体9を得ていたが、成形体の形成手段は一軸金型成形に特に限定されない。   In each of the above examples, when the sintered body 10 was obtained, the molded body 9 was obtained by press-molding the calcined powder 8 in advance by uniaxial mold molding, but the forming means of the molded body was uniaxial mold molding. It is not specifically limited to.

このように、本発明は上記実施形態等に記載の構成に限定されるものではなく、当業者であれば、以上に開示された基本的技術思想及び教示に基づき、種々の変形例を想到出来る事は自明である。   As described above, the present invention is not limited to the configurations described in the above embodiments and the like, and those skilled in the art can devise various modifications based on the basic technical idea and teachings disclosed above. Things are self-explanatory.

以上に説明したとおり、本願発明は、透磁率の低下がより少なく、鉄損の増大を防止でき、高周波帯域において低鉄損のフェライト磁性材料製造方法を提供する新規かつ有用なるものであることが明らかである。 As described above, the present invention is novel and useful for providing a method for manufacturing a ferrite magnetic material having a low iron loss in a high frequency band, with less decrease in magnetic permeability, preventing an increase in iron loss. Is clear.

錯体重合法により本発明のフェライト磁性材料の仮焼粉体を調製するに当たっての工程図である。It is a process figure in preparing the calcined powder of the ferrite magnetic material of the present invention by a complex polymerization method. 本発明のフェライト磁性材料の仮焼粉体から焼結体を作製するに当たっての工程図である。It is a process figure in producing a sintered compact from the calcining powder of the ferrite magnetic material of this invention. 固相法によって得られたフェライト磁性材料の仮焼粉体を粉末X線回折を用いて解析した際のX線回折パターンを示す図である。It is a figure which shows the X-ray-diffraction pattern at the time of analyzing the calcined powder of the ferrite magnetic material obtained by the solid-phase method using powder X-ray diffraction. 固相法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の測定周波数fと電気抵抗率ρとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the measurement frequency f of the sintered compact of the ferrite magnetic material obtained by the solid-phase method, and electrical resistivity (rho). 固相法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の或る周波数帯域における熱消磁後の透磁率μの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the permeability (mu) after the thermal demagnetization in a certain frequency band of the sintered compact of the ferrite magnetic material obtained by the solid-phase method. 固相法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の或る磁場における磁化σの温度依存性を示す図である。It is a figure which shows the temperature dependence of magnetization (sigma) s in a certain magnetic field of the sintered compact of the ferrite magnetic material obtained by the solid-phase method. 錯体重合法によって得られたフェライト磁性材料の前駆体粉体を粉末X線回折を用いて解析した際のX線回折パターンを示す図である。It is a figure which shows the X-ray diffraction pattern at the time of analyzing the precursor powder of the ferrite magnetic material obtained by the complex polymerization method using powder X-ray diffraction. 錯体重合法によって得られたフェライト磁性材料の仮焼粉体の格子定数aの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the lattice constant a of the calcination powder of the ferrite magnetic material obtained by the complex polymerization method. 錯体重合法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の測定周波数fと電気抵抗率ρとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the measurement frequency f and the electrical resistivity (rho) of the sintered compact of the ferrite magnetic material obtained by the complex polymerization method. 錯体重合法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の或る周波数帯域における熱消磁後の透磁率μの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the permeability (mu) after the thermal demagnetization in a certain frequency band of the sintered compact of the ferrite magnetic material obtained by the complex polymerization method. 錯体重合法によって得られたフェライト磁性材料の焼結体の磁化σに係る諸特性を示す図である。It is a figure which shows the various characteristics which concern on magnetization (sigma) s of the sintered compact of the ferrite magnetic material obtained by the complex polymerization method. スピネル型フェライトの結晶構造を示す図である。It is a figure which shows the crystal structure of a spinel type ferrite.

符号の説明Explanation of symbols

1a〜1c 出発原料
2 混合水溶液
3 クエン酸
4 エチレングリコール
5 金属−クエン酸錯体
6 金属−クエン酸錯体ゲル
7 前駆体粉体
8 仮焼粉体
9 混合圧粉体
10 焼結体
1a-1c Starting material
2 Mixed aqueous solution 3 Citric acid 4 Ethylene glycol 5 Metal-citric acid complex 6 Metal-citric acid complex gel 7 Precursor powder 8 Calcined powder 9 Mixed green compact 10 Sintered body

Claims (3)

少なくとも一般式Mg(FeAt least the general formula Mg (Fe 1−x1-x MnMn x ) 2 O 4 (xはMnの固溶量、0<x≦0.4)で構成されている、MgFe(X is the solid solution amount of Mn, 0 <x ≦ 0.4), MgFe 2 O 4 フェライトのFeの一部がMnに置換されてなるスピネル型フェライト磁性材料を製造するための方法であって、A method for producing a spinel type ferrite magnetic material in which a part of Fe of ferrite is substituted with Mn,
Mg、Fe、Mnの各硝酸塩からなる出発原料を蒸留水に溶解して混合水溶液を調製する工程と、  A step of preparing a mixed aqueous solution by dissolving starting materials composed of nitrates of Mg, Fe, and Mn in distilled water;
前記混合水溶液にクエン酸とエチレングリコールを加えて金属−クエン酸錯体を調製する工程と、  Adding citric acid and ethylene glycol to the mixed aqueous solution to prepare a metal-citrate complex;
前記金属−クエン酸錯体をゲル状になるまで加熱攪拌したのち乾燥することにより前駆体を得る工程と、  A step of obtaining a precursor by heating and stirring the metal-citric acid complex until gelled, and then drying;
前記前駆体を粉砕したのち加熱処理することにより、前記前駆体から仮焼粉体を得る工程と、  A step of obtaining a calcined powder from the precursor by heat-treating after pulverizing the precursor;
前記仮焼粉体を整粒後、加圧成型して成形体を作製する工程と、および、  After sizing the calcined powder, a step of pressure molding to produce a molded body, and
前記成形体を焼結させて焼結体を作製する工程と、  Sinter the molded body to produce a sintered body;
からなり、Consists of
前記前駆体を、前記金属−クエン酸錯体を80℃〜120℃の温度、及び2時間〜8時間の条件で加熱攪拌したのち、130℃〜180℃の温度、及び12時間〜36時間の条件で乾燥することにより得、  The precursor is heated and stirred with the metal-citrate complex at a temperature of 80 ° C. to 120 ° C. and 2 hours to 8 hours, and then a temperature of 130 ° C. to 180 ° C. and a condition of 12 hours to 36 hours. Obtained by drying with
前記仮焼粉体を、前記前駆体を粉砕したのち、大気中で600℃〜1000℃の温度、及び1時間〜8時間の条件で加熱処理することにより得、  The calcined powder is obtained by pulverizing the precursor and then heat-treating in the atmosphere at a temperature of 600 ° C. to 1000 ° C. and 1 hour to 8 hours,
前記成形体を、前記仮焼粉体を整粒後、一軸金型成形により50MPa〜150MPaの条件で加圧成型して作製し、さらに、  The shaped body is prepared by sizing the calcined powder and then pressure-molding under a condition of 50 MPa to 150 MPa by uniaxial mold molding,
前記焼結体を、前記成形体をホットプレスにより大気中で1200℃〜1400℃の温度、1時間〜4時間、及び20MPa〜50MPaの条件で焼結させて作製する、  The sintered body is produced by sintering the molded body in the atmosphere at a temperature of 1200 ° C. to 1400 ° C., 1 hour to 4 hours, and 20 MPa to 50 MPa by hot pressing.
ことを特徴とするフェライト磁性材料の製造方法。A method for producing a ferrite magnetic material, wherein:
前記Mg、Fe、Mnの各硝酸塩からなる出発原料が、硝酸マグネシウム(II)六水和物(Mg(NOThe starting material consisting of the Mg, Fe and Mn nitrates is magnesium nitrate (II) hexahydrate (Mg (NO 3 ) 2 ・6H・ 6H 2 Oと、硝酸鉄(III)九水和物(Fe(NOO and iron (III) nitrate nonahydrate (Fe (NO 3 ) 3 ・9H・ 9H 2 Oと、硝酸マンガン(II)六水和物(Mn(NOO and manganese nitrate (II) hexahydrate (Mn (NO 3 ) 2 ・6H・ 6H 2 Oとからなることを特徴とする請求項1に記載のフェライト磁性材料の製造方法。The method for producing a ferrite magnetic material according to claim 1, comprising O. 前記クエン酸が無水クエン酸(C(CHThe citric acid is anhydrous citric acid (C (CH 2 COOH)COOH) 2 (OH)(COOH))又はクエン酸一水和物C(OH) (COOH)) or citric acid monohydrate C 6 H 8 O 7 ・H・ H 2 Oからなることを特徴とする請求項1又は2に記載のフェライト磁性材料の製造方法。The method for producing a ferrite magnetic material according to claim 1, wherein the ferrite magnetic material is made of O.
JP2005275314A 2005-09-22 2005-09-22 Method for manufacturing magnetic material Expired - Fee Related JP4858941B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005275314A JP4858941B2 (en) 2005-09-22 2005-09-22 Method for manufacturing magnetic material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005275314A JP4858941B2 (en) 2005-09-22 2005-09-22 Method for manufacturing magnetic material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007088215A JP2007088215A (en) 2007-04-05
JP4858941B2 true JP4858941B2 (en) 2012-01-18

Family

ID=37974900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005275314A Expired - Fee Related JP4858941B2 (en) 2005-09-22 2005-09-22 Method for manufacturing magnetic material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4858941B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5550013B2 (en) * 2010-03-31 2014-07-16 学校法人同志社 Magnetic nanocomposite and method for producing the same
CN103641176B (en) * 2013-12-27 2015-07-15 哈尔滨理工大学 Preparation method of lamellar spinelle type ferrite
CN103833341A (en) * 2014-01-02 2014-06-04 陕西科技大学 BaFe12O19/CoFe2O4 dual-phase magnetic composite powder and preparation method thereof
WO2015153485A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-08 The Research Foundation For The State University Of New York Electrode materials for group ii cation-based batteries
JP7054128B2 (en) * 2017-07-05 2022-04-13 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Magnetic material
CN112266024A (en) * 2020-10-15 2021-01-26 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 Preparation method of cactus-shaped magnesium ferrate nano material, product and application

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4959999A (en) * 1972-10-17 1974-06-11
JPH03271171A (en) * 1990-03-22 1991-12-03 Shin Etsu Chem Co Ltd Method for preparing mn-zn ferrite joined product
JPH07271171A (en) * 1994-03-25 1995-10-20 Canon Inc Developer supplying device
JP4277200B2 (en) * 2002-04-10 2009-06-10 独立行政法人科学技術振興機構 Method for producing composite mixed conductor
JP2003338406A (en) * 2002-05-20 2003-11-28 Tdk Corp Method for manufacturing soft magnetic ferrite powder and ferrite core, and ferrite core
JP2005209708A (en) * 2004-01-20 2005-08-04 Tdk Corp Transformer, ferrite core and manufacturing method therefor
JP4590874B2 (en) * 2004-01-30 2010-12-01 旭硝子株式会社 Method for producing soft ferrite fine particles
JP2005225711A (en) * 2004-02-12 2005-08-25 Japan Science & Technology Agency Iron oxide-based yellow pigment and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007088215A (en) 2007-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5929764B2 (en) Ferrite sintered magnet and manufacturing method thereof
Verma et al. Low temperature processing of NiZn ferrite by citrate precursor method and study of properties
Praveena et al. Structural and magnetic properties of Mn-Zn ferrites synthesized by microwave-hydrothermal process
JP6119752B2 (en) Ferrite calcined body, method for producing sintered ferrite magnet, and sintered ferrite magnet
JP4858941B2 (en) Method for manufacturing magnetic material
CN102260072A (en) Method for synthesizing high-performance barium ferrite by using molten salt as flux and reaction medium
JP4046196B2 (en) Ferrite magnet, ferrite magnet powder and method for producing the same
Kim et al. Effects of calcination conditions on magnetic properties in strontium ferrite synthesized by the molten salt method
JP6860285B2 (en) Manufacturing method of Ca-La-Co-based ferrite sintered magnet and Ca-La-Co-based ferrite sintered magnet
Mazen et al. Effect of divalent metal ions substitution on structural and magnetic properties of Li0. 25Mn0. 5-xMxFe2. 25O4 (M= Co2+, Ni2+, Cu2+) spinel ferrites
JP6070454B2 (en) Ferrite compound
JP2005259751A (en) Ferrite magnet and its manufacturing method
JP4100665B2 (en) Method for producing hexagonal ferrite sintered body
Date et al. Structural, magnetic and Mössbauer studies on nickel‐zinc ferrites synthesized via a precipitation route
JP3935325B2 (en) Ferrite magnet manufacturing method
WO2014084059A1 (en) Ferrite compound
JP3266187B2 (en) Rotating machine
Suryanarayana et al. Synthesis and magnetic studies of Ni-Cu-Zn ferrite nanocrystals
JP2002141212A (en) Rotating machine
JP6550586B2 (en) Magnetic material and method for producing the same
KR20110109677A (en) Manufacturing method for barium alumimium ferrite nano powder having high coercivity and barium alumimium ferrite nano powder manufactured thereby
Sharma Study on the Effect of Mno2 as Sintering Additive in Structural, Magnetic and Electrical Properties of Solid-State Derived Ni0. 8Zn0. 2Fe2O4
JP7054128B2 (en) Magnetic material
JP2893302B2 (en) Oxide magnetic material
Granados-Miralles et al. Permanent Magnets Based on Hard Ferrite Ceramics

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080918

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20080918

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20091019

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100223

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100303

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100423

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110209

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111005

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111026

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141111

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees