JPH03170381A - 酸化物磁性多孔質結合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、粒状の酸化物磁性材を用い、放電・通電接合
することにより結合材を使用することなく粒子同士が直
接接合した多孔質結合体を製造する方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 構成結晶粒子が連続しており、しかも空孔の殆どが開空
孔であるような、高寸法精度の酸化物磁性体を再現性よ
く製造する方法は未だ開発されていない。高寸法精度の
酸化物磁性体を製造する方法としては、例えば射出戒形
法等による樹脂結合型酸化物磁性体の製造方法が知られ
ているのみである。

［発明が解決しようとする課題］ 例えばＣＲＴディスプレイの偏向ヨーク用コアでは画像
精度の向上のために高寸法精度化が強く求められている
。この種のコアは大型で朝顔型をなしており、従来の通
常のセラミソクス焼結製造プロセスではその寸法精度に
限界がある。そこで厳しい寸法精度をクリアするために
研削等による後加工が必要であった。射出形或法等を用
いた樹脂結合型にすれば寸法精度は向上するが、結合体
の連続性が悪くなり、所望の良好な磁気特性を得ること
が出来ない。

他方、例えばＶＴＲのロータリートランス用コア等では
、情報量の増大に伴う広帯域化のため低誘電率化が強く
求められている。磁気特性を損なわずに低誘電率を実現
するには、焼結体の構威結晶粒子が連続した多孔質酸化
物磁性材料を製造するのが最も有利である。しかし樹脂
結合型構造にすると上記のように磁気特性が劣化してし
まう。

本発明の目的は、上記のような技術的課題を解決し、磁
気特性を劣化させることなく高寸法精度で且つ低誘電率
の酸化物磁性多孔質結合体を製造できる方法を提供する
ことにある。

［課題を解決するための千段］ 上記の目的を達威できる本発明は、平均粒子径が１０μ
ｍ〜３ｍｍで且つほぼ単一相を呈する粒状の酸化物磁性
材を、成形接合用の型内に充填し、電圧印加により粒子
間放電を起こさせながら加圧戒形と放電・通電接合をほ
ぼ同時に行わせて粒子同士が直接接合した結合体を得る
酸化物磁性材料からなる多孔質結合体の製造方法である
。

ここで「ほぼ単一相を呈する」とは、粉末Ｘ線回折では
異相が検出されない程度まで単一相であるものを言う。

このようなほぼ単一相を呈する粒状の酸化物磁性材を製
造するには、固相反応による方法（乾式法や噴霧熱分解
法など）、液相反応による方法（例えば共沈法）、焼結
体を粉砕する方法などを用いてよい。

乾式法の場合には、固体粉末原料の混合一仮焼一粉砕の
工程で製造する。Ｍ　ｎ　−　Ｚ　ｎ系以外のフエライ
トは、ある程度の温度（時間との関係にもよるが８００
℃程度以上）をかければ基本的には単一相になる。Ｍ　
ｎ−Ｚ　ｎ系フエライトの場合には、減圧下や真空中で
仮焼を行う方法、水素あるいは水蒸気等の還元剤を使用
して強制的に酸素を外す方法、化学量論組或を窒素雰囲
気中で焼威しＦｅ３０４を加え混合物を粉砕する方法も
ある。

噴霧熱分解法の場合には、原料の溶解一噴霧熱分解一解
砕の工程で製造する。共沈法の場合は、原料の溶解一沈
澱析出一空気酸化一濾過一乾燥の工程で製造する。また
適当な大きさの焼結体を粉砕することによって所望の粒
径の粒状粉を得てもよい。

放電・通電接合は第１図に示すような構威の装置を用い
る。焼結接合用の型は、カーボン、炭化タングステン、
炭化ケイ素、金属等からなるセル１０と、カーボン等か
らなり加圧パンチを兼ねる電極ｌ２との組み合わせであ
り、その内部空間に試料となる粒状の酸化物磁性材１４
を充填する。電極１２には加圧機構■６によって所望の
加圧力を加えることができると共に、接合用電源１８が
接続される。接合用電源１８は直流に交流が重畳した電
流を供給できるものであり、それらは制御装置２０によ
り制御される。その他、図示されていないがセル１０内
の温度及び加圧変形量をモニターできるように構威され
ている。

本発明で用いる酸化物磁性材は、平均粒子径が１０μｍ
〜３Ｉの範囲内のものである。粒径は使用する材料の性
状によって最適範囲が異なる。乾式法などによる粉体の
場合には１０〜３００μｍ程度のものが好ましく、スプ
レードライヤーで造粒したべレソ七の焼結粉や焼結粉砕
粉のような場合には１００μｍ〜３ｍｍと大きめのもの
が好ましい。このような粒子寸法を特定した理由は、平
均粒子径が１０μｍ未満のように細か過ぎると焼結が進
み開空孔が得られ難いからであり、３ｍｍを超えて大き
くなると余程大型の製品でない限り金型に適切に充填で
きなくなる場合があるからである。乾式法や噴霧熱分解
法等で得られる粉体の場合には軽度の焼結も同時に行わ
せ、焼結粉や焼結粉砕粉の場合には専ら粉粒体間で接合
を行わせることになる。

本発明はＭ　ｎ　−　Ｚ　ｎ系フエライト、Ｎｉ−Ｚｎ
系フエライ１−、Ｍ　ｇ　−　Ｚ　ｎ系フエライト等の
製造に好適である。

なお本発明において「多孔質」とは、空孔率が１０％程
度以上のものを言う。本発明により得られる酸化物磁性
多孔質結合体は、そのままで用いる場合もあるし、内部
に樹脂を含浸させる場合も含まれる。

［作用］ 本発明によって多孔質（空孔率がｌＯ％程度以上〉で構
威結晶粒子が連続しており、しかも空孔の殆どが開空孔
であるような高寸法精度の酸化物磁性材料の結合体を得
ることができる。

型内に充填した粒状の酸化物磁性材に対して高電圧を印
加すると、粉粒体は絶縁破壊を起こし放電する。この放
電エネルギーは粒子表面を活性化し汚れ等を除去して清
浄化する。このような状態で加圧力が加わると、粉粒体
同士が接触し、接触点を中心にして粉粒体ネソトワーク
中で直接通電が生し、ジュール熱が発生する。それと同
時にプラズマの衝撃圧による放電エネルギーが加わり、
更にセルが導電性を有する場合には間接通電加熱も加わ
る。これらによって加圧加熱され、粉粒体の界面で接合
かわれる。この接合は分単位の極く短い時間に行われる
。

このようにして第２図に拡大して示すように、構威結晶
粒子２２が点接触に近い状態で連続し、しかも空孔の殆
どが開空孔であるような結合体２４が得られる。

［実施例１］ Ｆｅ２０，が４６モル％、ＭｇＯが３０モル％、ＭｎＯ
が３モル％、ＣｕＯが１モル％、ＺｎＯが２０モル％の
配合割合で高純度の材料を秤量し、一般的な乾式法によ
り酸化物磁性粒子を製造した。具体的手順は次の通りで
ある。

振動ミルで混合した後、ミキサーを用い水を加えて７〜
８ｍｍφ程度に造粒した。それをロータリーキルンを用
いて空気中で８５０℃−２時間の仮焼を行い、アトマイ
ザーで粗粉砕した。粗粉砕品に水を加えてアトライター
で粉砕した後、乾燥しバインダとしてポリビニルアルコ
ールを加えて造粒・整粒し、空気中でｌ０００℃−２時
間の焼結を行った。焼結粉を篩別し、所望の平均粒子径
の試料を実験に用いた。

この粒状の酸化物磁性材はＸ線回折的には単一相であっ
た。この粒状の酸化物磁性材を第１図に示す構戒の装置
を用いて威形接合処理を行った。実験結果を第１表に示
す。試料Ａ−Ｃはそれぞれ材料の平均粒子径のみ変えた
ものである。

第１表 共通の処理条件は次の通りである。

・接合時間・・・ｌ分 ・最大加圧力・・・５　０　０　ｋｇ／ｃｍ２・加圧速
度・・・２５０ｋｇ／ｃ−　・分・昇温時間・・・２分 ・雰囲気・・・空気中 ・セル材質・・・カーボン 第ｌ表から判るように結合体の空孔率はかなり高く、そ
れでいて透磁率は高い。また接合時間は僅か数分でよく
極めて効率がよい。

なお処理温度は、側方からセルに貫通孔を形威し、熱電
対を試料に接するように挿入して測定した。結合体は直
径２０ｍｍφ、高さ１０ｍｍである。それを上下面３ｌ
ＩＩｌｌずつ平面研削し、超音波加工によって外径８Ｉ
φ、内径６Ｉｌ＃φのトロイダル状に打抜き、燐酸又は
塩酸で表面の加工歪を除去したものを磁気測定用の試料
とした。

［実施例２］ 処理材料として大気中１０００℃で焼威したＮ　ｉ−Ｚ
ｎフェライト材を用いた。その組或はＦｅ！０３が４９
．５モル％、ＮｉＯが１７．７モル％、ＺｎＯが３２．
８モル％である。粒体の製造方法は、前記実施例１の場
合と基本的には同様である。平均粒径の異なる材料を用
いて放電・通電接合を行った。測定した結果を第２表に
示す。

第２表 なお処理条件は実施例１と同様である。

この 場合も第２表から判るように結合体の空孔率はかなり高
く、それでいて透磁率は十分高い。また接合時間は僅か
数分でよく極めて効率がよい。

［実施例３］ Ｆｅ．Ｏ．が４９．５モル％、ＮｉＯが１７．７モル％
、ＺｎＯが３２．８モル％の割合で秤量配合し、振動も
ルで混合した後、ロータリーキルンを用いて空気中で１
０００℃−２時間の仮焼を行い、ジョークラソシャーミ
ルを用いて粗粉砕した。粗粉砕品を篩別により所望の粒
径の試料を実験に用いた。

放電・通電接合条件は前記実施例１．２と同様である。

実験結果を第３表に示す。

第３表 １ ｌ ［実施例４］ Ｆｅ，Ｏ，が５２モル％、ＭｎＯが２６モル％、ＺｎＯ
が２２モル％の割合で秤量配合し、湿式ボールミルで混
合した後、乾燥した。これをバソチ炉を用い窒素雰囲気
中で１０００℃２時間の仮焼を行い、アトマイザーで粗
粉砕した。

放電・通電接合を窒素雰囲気中で前記実施例と同様に行
った後、バッチ炉で０．５％酸素雰囲気中で１０００℃
−３時間のアニール処理を行った。実験結果を第４表に
示す。

第４表 上記実施例の試料■ Ｊは空孔の半分程度が １ ２ 開空孔である。それに対して試料Ｋ，Ｌは空孔の約７０
％以上が開空孔となった。

［発明の効果］ 本発明は上記のように比較的粒径が大きく且つほぼ単一
相を呈する粒状の酸化物磁性材を、粉ね体間で放電を起
こさせながら加圧戒形と放電・通電接合をほぼ同時に行
わせる方法であるから、結合材を使用することなく粒子
同士が直接接合した酸化物磁性多孔質結合体を極めて短
時間（数分程度）に再現性よく安価に製造できる。

このようにして得られた結合体では、戒形と接合を同時
に行うため、ネットシエイプ（ｎｅｔｓｈａｐｅ　）ま
たはニアネソトシェイプ（ｎｅａｒ　ｎｅｔｓｈａｐｅ
　）が容易に得られる。従って後加工が全く不要となる
か、必要な場合でも加工しるが少なくなるため、加工コ
ストを低減できる。特にＣＲＴディスプレイの偏向ヨー
ク用コアのように高寸法精度が要求される技術分野では
極めて効果が大きい。更に本発明により得られる結合体
は構或結晶粒子が連続しており、しかも空孔の殆どが開
空孔となるため低誘電率と比較的高い透磁率を同時に実
現でき、またその後に強度向上のために樹脂含浸等行わ
せることも可能となる。そのため特に低誘電率化が強く
求められているロータリートランス用コア等では効果が
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いる威形接合装置の概念図、第２図
は本発明で得られる多孔質結合体の拡大説明図である。 １０・・・セル、１２・・・電極、１４・・・粒状の酸
化物磁性材、ｌ６・・・加圧機構、１８・・・接合用電
源、２０・・・制御装置、２２・・・構或結晶粒子、２
４・・・結合体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．平均粒子径が１０μｍ〜３ｍｍで且つほぼ単一相を
   呈する粒状の酸化物磁性材を、成形接合用の型内に充填
   し、電圧印加により粒子間放電を起こさせながら加圧成
   形と放電・通電接合をほぼ同時に行わせて粒子同士が直
   接接合した結合体を得ることを特徴とする酸化物磁性多
   孔質結合体の製造方法。