JPH06239697A - 非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶の作製方法 - Google Patents
非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶の作製方法Info
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- JPH06239697A JPH06239697A JP2825593A JP2825593A JPH06239697A JP H06239697 A JPH06239697 A JP H06239697A JP 2825593 A JP2825593 A JP 2825593A JP 2825593 A JP2825593 A JP 2825593A JP H06239697 A JPH06239697 A JP H06239697A
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- Japan
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- furnace
- crucible
- temperature gradient
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Abstract
(57)【要約】
【目的】非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶の作製方法
において、高圧容器などの高価で煩雑な装置を用いない
で，良質の単結晶を作製する方法を提供する。 【構成】融液の状態の原材料を温度勾配を有する炉中を
徐々に通過させることにより単結晶を育成するにあた
り、１６００℃付近の温度勾配が２．４〜２．６℃／ｍ
ｍの炉中を上記融液を保持するルツボを０．５〜１．０
ｍｍ／ｈの降下スピードで降下させながら単結晶を成長
させることを特徴とする非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単
結晶の作製方法。
において、高圧容器などの高価で煩雑な装置を用いない
で，良質の単結晶を作製する方法を提供する。 【構成】融液の状態の原材料を温度勾配を有する炉中を
徐々に通過させることにより単結晶を育成するにあた
り、１６００℃付近の温度勾配が２．４〜２．６℃／ｍ
ｍの炉中を上記融液を保持するルツボを０．５〜１．０
ｍｍ／ｈの降下スピードで降下させながら単結晶を成長
させることを特徴とする非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単
結晶の作製方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェ
ライト単結晶の作製方法に関するものである。
ライト単結晶の作製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶を製
造する方法として、操作が容易で設備も簡単なブリッジ
マン法が広く用いられている。このブリッジマン法は、
温度勾配を利用して結晶化を進めるものであり、例え
ば、溶融試料の一端を冷却し結晶化させ、これを徐々に
成長させるというものである。このようなブリッジマン
法によれば、Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶ばかりでなく
金属や塩類等の大きな単結晶を作製することが可能で、
工業的にも光学用材料や磁性材料、半導体、各種合金等
の単結晶を製造するのに利用されている。
造する方法として、操作が容易で設備も簡単なブリッジ
マン法が広く用いられている。このブリッジマン法は、
温度勾配を利用して結晶化を進めるものであり、例え
ば、溶融試料の一端を冷却し結晶化させ、これを徐々に
成長させるというものである。このようなブリッジマン
法によれば、Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶ばかりでなく
金属や塩類等の大きな単結晶を作製することが可能で、
工業的にも光学用材料や磁性材料、半導体、各種合金等
の単結晶を製造するのに利用されている。
【０００３】通常、磁性体として使用されているＭｎ−
Ｚｎフェライト単結晶は平衡酸素分圧が１００ｋＰａ位
なので、大気圧下で酸素を流した炉中で育成される。Ｍ
ｎ−Ｚｎフェライトの場合、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＭｎＯ、Ｚｎ
Ｏの３成分がかなり広い範囲で固溶するため、その組成
比によって性質を大きく変えることができるが、これに
伴ってその結晶化温度での平衡酸素分圧も変化する。こ
こでは、通常組成よりもＺｎＯがかなり多く、ＭｎＯの
少ない組成にすることで常温で非磁性化を実現した。し
たがって、Ｍｎ−Ｚｎフェライトでありながら、むしろ
Ｚｎフェライトに近い特性を示すものであり、その結晶
化時の平衡酸素分圧は大きく変化し、１００ｋＰａより
もかなり大きくなっている。このため、非磁性Ｍｎ−Ｚ
ｎフェライト単結晶を作製する際は、酸素の高圧がかけ
られる容器の中で反応させる必要があり、ブリッジマン
法よりもベルヌーイ法やＦＺ法が用いられる場合が多
い。
Ｚｎフェライト単結晶は平衡酸素分圧が１００ｋＰａ位
なので、大気圧下で酸素を流した炉中で育成される。Ｍ
ｎ−Ｚｎフェライトの場合、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＭｎＯ、Ｚｎ
Ｏの３成分がかなり広い範囲で固溶するため、その組成
比によって性質を大きく変えることができるが、これに
伴ってその結晶化温度での平衡酸素分圧も変化する。こ
こでは、通常組成よりもＺｎＯがかなり多く、ＭｎＯの
少ない組成にすることで常温で非磁性化を実現した。し
たがって、Ｍｎ−Ｚｎフェライトでありながら、むしろ
Ｚｎフェライトに近い特性を示すものであり、その結晶
化時の平衡酸素分圧は大きく変化し、１００ｋＰａより
もかなり大きくなっている。このため、非磁性Ｍｎ−Ｚ
ｎフェライト単結晶を作製する際は、酸素の高圧がかけ
られる容器の中で反応させる必要があり、ブリッジマン
法よりもベルヌーイ法やＦＺ法が用いられる場合が多
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の方法
はその作製装置が高額な上に操作及びメンテナンスが大
変であり、量産には不向きなものであった。特に、酸化
雰囲気で高温なため炉材や発熱体等の劣化が著しく、育
成中のトラブルも多かった。そこで本発明は、上述の実
情に鑑みて提案されたものであって、非磁性Ｍｎ−Ｚｎ
フェライト単結晶の作製方法において、高圧容器などの
高価で煩雑な装置を用いないで、良質の単結晶を作製す
る方法を提供することを目的とする。
はその作製装置が高額な上に操作及びメンテナンスが大
変であり、量産には不向きなものであった。特に、酸化
雰囲気で高温なため炉材や発熱体等の劣化が著しく、育
成中のトラブルも多かった。そこで本発明は、上述の実
情に鑑みて提案されたものであって、非磁性Ｍｎ−Ｚｎ
フェライト単結晶の作製方法において、高圧容器などの
高価で煩雑な装置を用いないで、良質の単結晶を作製す
る方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、上述
の如き目的を達成するために、融液の状態の原材料を温
度勾配を有する炉中を徐々に通過させることにより単結
晶を育成するにあたり、１６００℃付近の温度勾配が
２．４〜２．６℃／ｍｍの炉中を上記融液を保持するル
ツボを０．５〜１．０ｍｍ／ｈの降下スピードで降下さ
せながら単結晶を成長させることを特徴としている。
の如き目的を達成するために、融液の状態の原材料を温
度勾配を有する炉中を徐々に通過させることにより単結
晶を育成するにあたり、１６００℃付近の温度勾配が
２．４〜２．６℃／ｍｍの炉中を上記融液を保持するル
ツボを０．５〜１．０ｍｍ／ｈの降下スピードで降下さ
せながら単結晶を成長させることを特徴としている。
【０００６】
【作用】すなわち、結晶化温度においてある適度に急峻
な温度勾配をもつ炉中を０．５〜１．０ｍｍ／ｈの比較
的遅い降下スピードで降下させながら単結晶を成長させ
ているので、結晶化時に発生しやすい酸素不足等による
ウスタイト相出現や組成ズレが抑えられ、大気圧下でも
非磁性組成での単結晶化が可能となるのである。
な温度勾配をもつ炉中を０．５〜１．０ｍｍ／ｈの比較
的遅い降下スピードで降下させながら単結晶を成長させ
ているので、結晶化時に発生しやすい酸素不足等による
ウスタイト相出現や組成ズレが抑えられ、大気圧下でも
非磁性組成での単結晶化が可能となるのである。
【０００７】
【実施例】以下、本発明による非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェラ
イト単結晶の作製方法について、図面を参照しながら説
明する。なお、図１（Ａ）〜（Ｅ）はブリッジマン法で
一定のメルトゾーン幅を保ちながら単結晶作製を実現す
るための装置の一例を示すものである。
イト単結晶の作製方法について、図面を参照しながら説
明する。なお、図１（Ａ）〜（Ｅ）はブリッジマン法で
一定のメルトゾーン幅を保ちながら単結晶作製を実現す
るための装置の一例を示すものである。
【０００８】ここでメルトゾーン幅を一定に保つのは、
メルトゾーン内を拡散する酸素量の変化に伴う組成の変
動を小さくするためである。まず、図１（Ａ）に示すよ
うに、上部ルツボ１及び下部ルツボ２の上下２段に配置
した白金製のルツボを用意する。また、上部ルツボ１は
上方から吊り下げ、下部ルツボ２は支持管によって下か
ら支えられるようにし、上記の両方のルツボが独立に動
作できるような構造をとっている。
メルトゾーン内を拡散する酸素量の変化に伴う組成の変
動を小さくするためである。まず、図１（Ａ）に示すよ
うに、上部ルツボ１及び下部ルツボ２の上下２段に配置
した白金製のルツボを用意する。また、上部ルツボ１は
上方から吊り下げ、下部ルツボ２は支持管によって下か
ら支えられるようにし、上記の両方のルツボが独立に動
作できるような構造をとっている。
【０００９】このとき上記上部ルツボ１には、棒状の原
材料３を吊るしておくとともに、底部に溶融した原材料
３を上記下部ルツボ２に供給するための注ぎ口４を設け
ておく。次に、これら上部ルツボ１及び下部ルツボ２を
図１（Ａ）右側に模式的に示すような温度勾配を有する
炉内を徐々に降下させていく。
材料３を吊るしておくとともに、底部に溶融した原材料
３を上記下部ルツボ２に供給するための注ぎ口４を設け
ておく。次に、これら上部ルツボ１及び下部ルツボ２を
図１（Ａ）右側に模式的に示すような温度勾配を有する
炉内を徐々に降下させていく。
【００１０】このとき、本発明の非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェ
ライトの結晶化温度である１６００℃付近における温度
勾配は２．４〜２．６℃／ｍｍとなるように設定されて
いる。また、このときの上部ルツボ１と下部ルツ２2は
一定の距離を隔てたまま、育成中は常にその動作を同期
させるものとする。
ライトの結晶化温度である１６００℃付近における温度
勾配は２．４〜２．６℃／ｍｍとなるように設定されて
いる。また、このときの上部ルツボ１と下部ルツ２2は
一定の距離を隔てたまま、育成中は常にその動作を同期
させるものとする。
【００１１】そして、図１（Ｂ）に示すように原材料３
の下端がこの原材料３の溶融開始温度となっている炉内
のＸ点に達すると、上記原材料３が溶融して上記ルツボ
２へ流れ落ち、溶融状態のメルトゾーン５が形成され
る。
の下端がこの原材料３の溶融開始温度となっている炉内
のＸ点に達すると、上記原材料３が溶融して上記ルツボ
２へ流れ落ち、溶融状態のメルトゾーン５が形成され
る。
【００１２】続いて、さらに上記各ルツボ１、２を降下
させると、図１（Ｃ）に示すように下部ルツボ２の下端
が炉内温度が晶出温度となっているＹ点に達し、上記メ
ルトゾーン５の下端が結晶晶出温度以下に冷却され、こ
のメルトゾーン５の下端から単結晶６が晶出し始める。
させると、図１（Ｃ）に示すように下部ルツボ２の下端
が炉内温度が晶出温度となっているＹ点に達し、上記メ
ルトゾーン５の下端が結晶晶出温度以下に冷却され、こ
のメルトゾーン５の下端から単結晶６が晶出し始める。
【００１３】そして、さらに徐々に各ルツボ１、２を降
下させていくと、上部ルツボ１から溶融した原材料３が
次々に供給されるとともにメルトゾーン５の下端から順
次単結晶６が晶出し、図１（Ｄ）に示すように上記メル
トゾーン５が常に一定幅ｄとなるように制御されて単結
晶６が成長する。
下させていくと、上部ルツボ１から溶融した原材料３が
次々に供給されるとともにメルトゾーン５の下端から順
次単結晶６が晶出し、図１（Ｄ）に示すように上記メル
トゾーン５が常に一定幅ｄとなるように制御されて単結
晶６が成長する。
【００１４】最終的には、図１（Ｅ）に示すような状態
で上記各ルツボ１、２の移動を止め、徐々冷却して下部
ルツボ２内から棒状の単結晶６を取り出す。このとき、
本発明においては、上記各ルツボ１、２を０．５〜１．
０ｍｍ／ｈのスピードで降下させながら単結晶を成長さ
せるのである。
で上記各ルツボ１、２の移動を止め、徐々冷却して下部
ルツボ２内から棒状の単結晶６を取り出す。このとき、
本発明においては、上記各ルツボ１、２を０．５〜１．
０ｍｍ／ｈのスピードで降下させながら単結晶を成長さ
せるのである。
【００１５】この方法によれば、ブリッジマン法により
非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶を育成する際に、１
６００℃付近の温度勾配が２．４〜２．６℃／ｍｍの炉
中を、融液を保持するルツボを０．５〜１．０ｍｍ／ｈ
の降下スピードで降下させながら単結晶を成長させてい
るので、結晶化時に発生しやすい酸素不足等によるウス
タイト相出現や組成ズレが抑えられ、大気圧下でも非磁
性組成での単結晶化が可能となるのである。
非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶を育成する際に、１
６００℃付近の温度勾配が２．４〜２．６℃／ｍｍの炉
中を、融液を保持するルツボを０．５〜１．０ｍｍ／ｈ
の降下スピードで降下させながら単結晶を成長させてい
るので、結晶化時に発生しやすい酸素不足等によるウス
タイト相出現や組成ズレが抑えられ、大気圧下でも非磁
性組成での単結晶化が可能となるのである。
【００１６】次に、本発明の具体的な実施例について説
明する。なお、本発明がこの実施例に限定されるもので
ないことは言うまでもない。原材料として酸化第二鉄Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ５２ｍｏｌ％、酸化マンガンＭｎＯ １３ｍｏ
ｌ％、酸化亜鉛ＺｎＯ ３５ｍｏｌ％からなるＭｎ−Ｚ
ｎフェライト原料を用い、最高温度１７２０℃に保った
炉内を以下に示す速度で上下の各ルツボを降下し、Ｍｎ
−Ｚｎフェライト単結晶を作製した。良好な結晶性が得
られるようにメルトゾーンを４０ｍｍに設定し、ガスの
導入出口の断面積を等しくして外気の影響をなくした。
なお、このときの炉内の雰囲気は酸素９８ｋＰａとし、
酸素の流量は３ｌ／ｍｉｎとした。また、炉内の１６０
０℃付近の温度勾配を２．４〜２．６℃／ｍｍとし、下
部ルツボの回転数は２ｒｐｍとした。
明する。なお、本発明がこの実施例に限定されるもので
ないことは言うまでもない。原材料として酸化第二鉄Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ５２ｍｏｌ％、酸化マンガンＭｎＯ １３ｍｏ
ｌ％、酸化亜鉛ＺｎＯ ３５ｍｏｌ％からなるＭｎ−Ｚ
ｎフェライト原料を用い、最高温度１７２０℃に保った
炉内を以下に示す速度で上下の各ルツボを降下し、Ｍｎ
−Ｚｎフェライト単結晶を作製した。良好な結晶性が得
られるようにメルトゾーンを４０ｍｍに設定し、ガスの
導入出口の断面積を等しくして外気の影響をなくした。
なお、このときの炉内の雰囲気は酸素９８ｋＰａとし、
酸素の流量は３ｌ／ｍｉｎとした。また、炉内の１６０
０℃付近の温度勾配を２．４〜２．６℃／ｍｍとし、下
部ルツボの回転数は２ｒｐｍとした。
【００１７】 実施例１） 降下スピードが０．５ｍｍ／ｈの場合。 実施例２） 降下スピードが１．０ｍｍ／ｈの場合。 比較例１） 降下スピードが２．０ｍｍ／ｈの場合。 比較例２） 降下スピードが３．０ｍｍ／ｈの場合。 比較例３） 降下スピードが０．３ｍｍ／ｈの場合。
【００１８】また、比較のために以下のように炉内の１
６００℃付近の温度勾配を変化させ、降下スピードを
１．０ｍｍ／ｈとして、上述の条件と同じ条件のもとで
Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶を作製した。 比較例4) 温度勾配が１．８〜２．０℃／ｍｍの場合。 比較例5) 温度勾配が３．０〜３．２℃／ｍｍの場合。
６００℃付近の温度勾配を変化させ、降下スピードを
１．０ｍｍ／ｈとして、上述の条件と同じ条件のもとで
Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶を作製した。 比較例4) 温度勾配が１．８〜２．０℃／ｍｍの場合。 比較例5) 温度勾配が３．０〜３．２℃／ｍｍの場合。
【００１９】こうして得られた各単結晶インゴットの表
面および中央部断面を塩酸で腐食し、その結晶性を調べ
た。この結果を図２に示す。また、同様に得られた各単
結晶インゴットについて、キュリー温度を測定し常温で
磁性か非磁性かどうか調べた。この結果を表１に示す。
これら図２及び表１から、本発明の方法により良質の非
磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶が得られたことは明か
である。
面および中央部断面を塩酸で腐食し、その結晶性を調べ
た。この結果を図２に示す。また、同様に得られた各単
結晶インゴットについて、キュリー温度を測定し常温で
磁性か非磁性かどうか調べた。この結果を表１に示す。
これら図２及び表１から、本発明の方法により良質の非
磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶が得られたことは明か
である。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の方法によれ
ば、融液の状態の原材料を温度勾配を有する炉中を徐々
に通過させることにより単結晶を育成するにあたり、１
６００℃付近の温度勾配が２．４〜２．６℃／ｍｍの炉
中を上記融液を保持するルツボを０．５〜１．０ｍｍ／
ｈの降下スピードで降下させながら単結晶を成長させて
いるので、結晶化時に発生しやすい酸素不足等によるウ
スタイト相出現や組成ズレが抑えられ、安価で簡単な装
置でも良質な非磁性組成の単結晶作製が可能となるので
ある。
ば、融液の状態の原材料を温度勾配を有する炉中を徐々
に通過させることにより単結晶を育成するにあたり、１
６００℃付近の温度勾配が２．４〜２．６℃／ｍｍの炉
中を上記融液を保持するルツボを０．５〜１．０ｍｍ／
ｈの降下スピードで降下させながら単結晶を成長させて
いるので、結晶化時に発生しやすい酸素不足等によるウ
スタイト相出現や組成ズレが抑えられ、安価で簡単な装
置でも良質な非磁性組成の単結晶作製が可能となるので
ある。
【図１】図１（Ａ）〜（Ｅ）は、ブリッジマン法で一定
のメルトゾーン幅を保ちながら単結晶を作製する方法を
説明する模式図である。
のメルトゾーン幅を保ちながら単結晶を作製する方法を
説明する模式図である。
【図２】本発明の実施例並びに比較例で得られた単結晶
の結晶性の状態をそれぞれ示すものである。
の結晶性の状態をそれぞれ示すものである。
１ 上部ルツボ ２ 下部ルツボ ３ 原材料 ４ 注ぎ口 ５ メルトゾーン ６ 単結晶
Claims (1)
- 【請求項１】 融液の状態の原材料を温度勾配を有する
炉中を徐々に通過させることにより単結晶を育成するに
あたり、１６００℃付近の温度勾配が２．４〜２．６℃
／ｍｍの炉中を上記融液を保持するルツボを０．５〜
１．０ｍｍ／ｈの降下スピードで降下させながら単結晶
を成長させることを特徴とする非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェラ
イト単結晶の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2825593A JPH06239697A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2825593A JPH06239697A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06239697A true JPH06239697A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12243467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2825593A Pending JPH06239697A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 非磁性Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06239697A (ja) |
-
1993
- 1993-02-17 JP JP2825593A patent/JPH06239697A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021001 |