JPH04144920A - 強磁性金属酸化物微粒子の製造方法 - Google Patents

強磁性金属酸化物微粒子の製造方法

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JPH04144920A
JPH04144920A JP2267572A JP26757290A JPH04144920A JP H04144920 A JPH04144920 A JP H04144920A JP 2267572 A JP2267572 A JP 2267572A JP 26757290 A JP26757290 A JP 26757290A JP H04144920 A JPH04144920 A JP H04144920A
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信之 平塚
Kazuo Sugiyama
和夫 杉山
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秀樹 安藤
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(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、強磁性を呈する金属酸化物微粒子の製造方法
に関する。更に詳しく述べると、水酸化鉄を主成分とす
る複数の水酸化物の混合物をマイクロ波プラズマ加熱し
てフェライト化反応を生じさせ、スピネル型や六方晶型
、あるいはガーネット型のフェライト微粒子を直接生成
する方法に関するものである。
本発明により得られる強磁性金属酸化物微粒子は各種電
気・電子材料として有用である。
[従来の技術] 強磁性金属酸化物磁性材料には、主にスピネル型、六方
晶型、及びガーネット型フェライトがある。スピネル型
フェライトはMO・FetOl(MはFe、Ni、Co
、Mn、Mg。
Cuなど2価の金属)で表される組成の化合物である。
六方晶型フェライトはA F e +tO+。
(AはBa、Sr、Pb)で表される組成の化合物、そ
してガーネット型フェライトは、R8Fe50+t(R
はイツトリウムを含む希土類金属)で表される組成の化
合物である。
周知のように、これらのフェライトは電気・電子材料と
して広く実用に供されている。それらの多くは粉末冶金
的方法によりバルクの状態で製造される。
一方、フェライトの微粒子を製造する方法としては、塊
状フェライトを粉砕する方法、蒸着法、共沈法などがあ
る。
[発明が解決しようとする課題] しかし塊状フェライトを粉砕して微粒子にする方法は粒
度分布か大きく、微粒子化する効率か悪い。蒸着法によ
る微粒子の製造は大量生産には不向きである。また共沈
させた化合物を焼成してフェライト化する方法は、粒子
同士が結合し易く微粒子を得にくい。
本発明の目的は、上記のような従来技術がもっている問
題点を解決し、各種の強磁性金属酸化物微粒子を効率よ
く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手段] 上記の目的を達成できる本発明は、水酸化鉄を主成分と
する複数の水酸化物の混合物にマイクロ波を照射し、プ
ラズマを発生させて加熱しフェライト化反応を生じさせ
強磁性金属酸化物の微粒子を生成させる方法である。
強磁性金属酸化物がスピネル型の場合は、鉄イオンに換
算して50〜95原子%の水酸化第2鉄と、残部の金属
イオンを含みM (OH)。
で表される水酸化物(但しMはFe、Co。
Ni、Mn、Zn、Cu、Mgから選ばれる1種又は2
種以上)との混合物を、マイクロ波プラズマ加熱する。
六方晶型の場合は、A (OH)*で表される金属水酸
化物(但しAはBa、Sr、Pbから選ばれる1種又は
2種以上)と水酸化第2鉄を、AイオンとFeイオンが
原子比にて1=9〜1:13となる割合で混合し、マイ
クロ波プラズマ加熱する。
更にガーネット型の場合は、R(OH)xで表される希
土類水酸化物(但しRはイツトリウムを含む希土類金属
から選ばれる1種又は2種以上)と水酸化第2鉄を、R
イオンとFeイオンが原子比にて3ニア〜9:11とな
る割合で混合し、マイクロ波プラズマ加熱する。
いずれの場合も安定したプラズマが維持されるような雰
囲気を選定するが、特に酸素を適量含む減圧雰囲気中で
行うことが好ましい。
[作用コ 水酸基を有する化合物にマイクロ波を照射すると水酸基
が励振されて内部から発熱する。また特定雰囲気中では
マイクロ波照射によりプラズマが発生し加熱される。本
発明はこれらの現象を利用している。即ち、水酸化鉄を
主成分とする複数の金属水酸化物の混合物にマイクロ波
を照射すると、その水酸基が振動し内部から均等に加熱
される。またプラズマが発生して活性化学種が生じ、プ
ラズマ加熱も加わってフェライト化反応が起こり、フェ
ライト微粒子が直接生成される。
例えば適当な酸素圧下でマイクロ波を照射すると酸素プ
ラズマが発生して効率よく発熱する。
また適当な減圧下でマイクロ波を照射すると、残存ガス
や水酸基が熱分解して生じたガスなどでプラズマが発生
して発熱する。発生した活性化酸素イオンもフェライト
化反応に寄与する。
酸素圧下と減圧下とでの反応を比べると、酸素圧下の方
が良好なプラズマが立ち易く、フェライト生成効率が高
くなる。
マイクロ波プラズマ加熱では粒子の内部から均等に加熱
されるため粒子同士が結合し難く、微粒子が得られ易い
[実施例1] スピネル型フェライトの一種であるマグネタイト(Fe
O・petoi)の微粒子を生成した。水酸化第2鉄の
粉末を直径12a+mφ、長さ200mmの石英ガラス
製U字型反応管の底部に入れ、内部をlθ〜30 To
rrに減圧した。これに導波管より引き出した2、45
GHzのマイクロ波を出力50〜150Wで照射した。
そして各マイクロ波出力毎の照射時間に対して生成した
マグネタイト微粒子の磁化値を測定した。測定結果を第
1図に示す。
同図からマイクロ波照射出力が高くなるとマグネタイト
の生成量が多くなると共に、照射時間が長くなるとフェ
ライト化反応が進行することか分かる。150Wの出力
で照射すると、約35秒でほぼ100%マグネタイトが
生成することから、本発明方法では極めて短時間でフェ
ライト微粒子を製造できることになる。
得られたマグネタイト微粒子を透過型電子顕微鏡で観察
すると、平均粒径は約3μmで、粒子形状の揃ったもの
が得られた。
[実施例2] 六方晶型フェライトの一種であるバリウムフェライト(
BaFe+*O+*)の微粒子を生成した。水酸化バリ
ウム(Ba(OH)t 二8 HtO)と水酸化第2鉄
を、BaとFeが原子比で1=3〜1:17となる割合
で配合し、これらにアルコールを加えてよく混合した。
この試料を前記と同じ石英反応管に入れ、出力150W
のマイクロ波を15分間照射してバリウムフェライト微
粒子を製造した。
第2図にその磁化値及び保磁力のF e / B a組
成依存性を示す。F e / B aが8未満では磁化
値及び保磁力は低下する。これはバリウムフェライト以
外にBaFe* Oa等の異相が生成するためである。
F e / B a = 9〜13で高い磁気特性が得
られ、はぼバリウムフェライト単相となる。電子顕微鏡
で試料を観察したところ、平均粒径約1μmの六角板状
であり、粒径の揃った微粒子が得られた。またFe/B
a=12の時に最大の磁化値65 emu/g及び保磁
力4kOeとなった。この試料の磁化曲線を第3図に示
す。
[実施例3] ガーネット盟フェライトの一種であるイツトリウム鉄ガ
ーネット(Ys F e s O+t)の微粒子を生成
した。水酸化イツトリウムと水酸化第2鉄を、原子比で
Y: Fe=2 : 8〜17 : 3の範囲で組成の
異なる10種類の試料を配合した。それらを温水中で攪
拌混合した後、乾燥させた。上記試料を前記と同じ石英
反応管に入れ、25 Torrの減圧下にて出力200
Wのマイクロ波を5分間照射した。第4図はFe*O*
含育量に対する磁化値を示している。62.5モル%(
Y:Fe=3:5)付近において最大磁化値26 、 
8 emu/gとなり、この両側の組成比で作製した試
料の磁化値はいずれも低下した。
これらの試料についてX線回折により結晶相を調べたと
ころ、Y:Fe=9 : l 1〜3 : 7の領域に
おいてはガーネット盟フェライト(Y。
Fe50+*)の単相のみが生成していた。しかしFe
*Osが50モル%より小さくなる(Y!0111)と
Ys F e s OI!以外にY F e Osが生
成し、また70モル%より大きい(Few 0sIll
)領域ではYsFesO+tとFe*O*が生成した。
Y、0.及びFe5osは強磁性体ではないため、製造
した試料の磁化値が低下した。
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記
の例のみに限られるものではない。
スピネル蟹の場合、水酸化第2鉄と組み合わせる金属水
酸化物M (OH)xのMは、Fe以外に、通常のスピ
ネル型フェライトに使用される各種金属イオン、即ちC
o、Ni、Mn、Zn。
Cu、Mgもしくはそれらの組み合わせでもよく、同様
に生成できる。
六方晶型フェライトの場合は、バリウムのみならずスト
ロンチウムや鉛でも同様の傾向がある。同じマイクロ波
照射出力で比べると、鉛フェライトが最も生成しやすく
、次いでバリウムフェライト、ストロンチウムフェライ
トの順となる。また前記実施例のフェライト粒子は完全
な六方晶型(M型)フェライト(A F e l*O+
s)であるが、類似の六方晶構造をもつW型フェライト
(A M e ! F e l*O+t)  (ここで
Meは2価の各種金属イオン)の生成にも本発明を適用
できる。
ガーネット型フェライトの場合も、イツトリウムの他、
各種希土類金属でもよいし、それらの組み合わせでもよ
い。
[発明の効果] 本発明は上記のように水酸化鉄を主成分とする複数の金
属水酸化物の混合物にマイクロ波を照射してプラズマ加
熱しフェライト化反応させる方法であるから、磁気特性
に優れた均質性の良好な強磁性金属酸化物微粒子を短時
間で製造できる。しかも工程数が従来の方法に比べて極
めて少ないため、安価で且つ連続的に製造できる効果が
ある。
本発明により得られるスピネル型フェライト微粒子は磁
気ヘッド材料や磁気記録材料として、六方晶型フェライ
ト微粒子は磁気記録材料や永久磁石材料として、更にガ
ーネット型フェライト微粒子はアイソレータや光磁気記
録材料として工業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図はマグネタイトの磁化値のマイクロ波照射出力と
照射時間依存性を示すグラフ、第2図はバリウムフェラ
イトの磁化値及び保磁力のF e / B a原子比依
存性を示すグラフ、第3図はバリウムフェライト微粒子
の磁化曲線図、第4図はイツトリウム鉄ガーネットのF
e1Oz含有量依存性を示すグラフである。 特許出願人  平 塚  信 之 特許出願人  関東電化工業株式会社 代  理  人   茂  見     積第 ■ 図 時間(秒) 第 図 Fe/Ba 第 3図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.水酸化鉄を主成分とする複数の金属水酸化物の混合
    物に、マイクロ波を照射し、プラズマを発生させて加熱
    しフェライト化反応させることを特徴とする強磁性金属
    酸化物微粒子の製造方法。
  2. 2.鉄イオンに換算して50〜95原子%の水酸化第2
    鉄と、残部の金属イオンを含みM(OH)_xで表され
    る金属水酸化物(但しMはFe,Co,Ni,Mn,Z
    n,Cu,Mgから選ばれる1種又は2種以上)との混
    合物を、マイクロ波プラズマ加熱してスピネル型フェラ
    イト微粒子を生成する請求項1記載の方法。
  3. 3.A(OH)_2で表される金属水酸化物(但しAは
    Ba,Sr,Pbから選ばれる1種又は2種以上)と水
    酸化第2鉄を、AイオンとFeイオンが原子比にて1:
    9〜1:13となる割合で混合し、マイクロ波プラズマ
    加熱して六方晶型フェライト微粒子を生成する請求項1
    記載の方法。
  4. 4.R(OH)_xで表される希土類水酸化物(但しR
    はイットリウムを含む希土類金属から選ばれる1種又は
    2種以上)と水酸化第2鉄を、RイオンとFeイオンが
    原子比にて3:7〜9:11となる割合で混合し、マイ
    クロ波プラズマ加熱してガーネット型フェライト微粒子
    を生成する請求項1記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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