JPH082922A - フェライト系磁性粉又はフェライト系磁性粉原料酸化物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細で、均一な組成、形状及び粒度を有し、
且つ結晶性を有するフェライト系磁性粉又はフェライト
系磁性粉原料酸化物の提供。 【構成】 単一酸化物換算で１〜３０mol%の酸化銅を含
み、粒径が０．２μｍ以下で粒度分布が狭く、かつ結晶
性があることを特徴とするＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性
粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フェライト系磁性粉又
は磁性粉原料酸化物、特にＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性
粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物及びそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、電子機器の軽薄短小化に
伴い、これに使用されるチップ部品も小型化が進んでい
る。このチップ部品の一つとしてフェライト磁性体と内
部導体を積層した積層型フェライトチップや、ボンド型
ソフトフェライト等が開発されている。これらのフェラ
イトチップ等には、主として、Ｎｉ−Ｚｎフェライト系
磁性粉が使用されている。

【０００３】従来、このＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉
は、一般的なフェライトの製法同様に、酸化鉄と、酸化
物や炭酸塩を主とした他の金属塩とを混合して、仮焼成
するいわゆる乾式法が工業的規模の生産の中心となって
いるが、共沈法等のいわゆる湿式法も知られている。上
記共沈法については、原料鉄イオンとしてＦｅ³⁺を用い
る方法と、Ｆｅ²⁺を用いる方法があるが、Ｆｅ²⁺を出発
原料とするものとしてした場合、Ｆｅ²⁺、Ｎｉ²⁺及びＺ
ｎ²⁺を、ＮｉＯ＋ＺｎＯ＝５０mol%、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ＝５０
mol%の組成で混合した水溶液に強アルカリ成分を加えて
これらの金属イオンを水酸化物として沈殿させた後、さ
らにこの反応液に酸化性ガス吹き込んで上記水酸化物を
酸化することにより、Ｎｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原
料酸化物を得、そしてこれを焼成してＮｉ−Ｚｎフェラ
イト系磁性粉を得る方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各製造方法には、以下のような問題があった。即ち、上
記乾式法においては、出発原料が構成元素のそれぞれの
酸化物または炭酸塩であるため、目的生成物を完全に均
一な組成にすることは困難であった。また、原料フェラ
イト粉末にするためには、７５０℃以上の温度での仮焼
成工程及びその後の粉砕工程が必要となるため、製造工
程が複雑とならざるを得なかった。さらに、得られた原
料フェライト粉末についても、粒度分布が広くなった
り、凝集粒子が生じるなどの問題点があった。

【０００５】また、上記共沈法においても、生成した沈
殿物がそれぞれの金属酸化物の複合物であるため、原料
フェライト粉末にするための仮焼成及び粉砕工程が必要
となり、上記同様に製造工程が複雑とならざるを得な
い。また、生成する粒子は組成が均一で微細となるが、
均一な形状・粒度の粒子が得られず、原料フェライト粉
末としては不適当なものであった。

【０００６】従って、本発明の目的は、微細で、均一な
組成、形状及び粒度を有し、且つ高い結晶性を有するＮ
ｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト
系磁性粉原料酸化物およびその製造方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、上記共沈法における
酸化過程において、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎの水溶性化合物と
共にＣｕ化合物を存在させることにより、生成する粒子
を微細で、粒度分布が狭いものとし、さらに、組成及び
形状が均一で且つ結晶性の良いものにし得ることを知見
した。また、その酸化条件を限定することにより、従来
のような高温度での仮焼成を行うことなしに結晶性の良
いＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉が得られることを知見
した。

【０００８】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであり、単一酸化物換算で１〜３０mol%の酸化銅を含
み、粒径が０．１μｍ以下で粒度分布が狭く、かつ結晶
性を有することを特徴とするＮｉ−Ｚｎフェライト系磁
性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物を提
供するものである。また本発明は、上記Ｎｉ−Ｚｎフェ
ライト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料
酸化物の好ましい製造方法として、Ｆｅ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｃ
ｕ²⁺、及びＺｎ²⁺を含む水溶液とアルカリ水溶液とを混
合して混合溶液とし、この混合溶液を攪拌しながら該混
合溶液に酸化性ガスを吹き込むことにより微細粒子を生
成させることを特徴とするＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性
粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物の製造
方法を提供するものである。

【０００９】上記混合溶液に、一般的にフェライトの構
造や特性を変化させる微量成分として添加されるＳｉ、
Ｃａ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｍｇ、及びＢｉ
の少なくとも一以上を、Ｆｅ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｃｕ²⁺、及び
Ｚｎ²⁺を含む上記酸性水溶液と共に水溶性化合物の状態
で混合するか、或いは、上記混合溶液に酸化性ガスを吹
き込みながら上記微量成分を含む水溶液を滴下すること
により、これら微量成分を生成するＮｉ−Ｚｎフェライ
ト系磁性粉原料酸化物に均一に取り込ませることができ
る。

【００１０】また、得られたＮｉ−Ｚｎフェライト系磁
性粉原料酸化物の成形・焼成条件など、後に続く工程の
条件のために、必要であれば、これを３００〜８００℃
の温度範囲で焼成することにより、さらに組成が均一で
結晶性が良く、粒度分布も狭いＮｉ−Ｚｎフェライト系
磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物を
得ることができる。３００℃より低温度であると反応が
十分に進まず、８００℃を超えると粒成長しすぎるため
である。

【００１１】以下に、先ず本発明に係るＮｉ−Ｚｎフェ
ライト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料
酸化物について詳細に説明する。上記本発明に係るＮｉ
−Ｚｎフェライト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系
磁性粉原料酸化物は、酸化銅成分の含有量が、単一酸化
物換算で１〜３０mol%、特に３〜２０mol%であること好
ましい。含有量が１mol%未満の場合にはその効果が期待
できず、３０mol%を超える場合には磁気特性が劣化する
からである。また、その粒度は、粒径が０．２μｍ以
下、特に０．０２〜０．２μｍの範囲の粒度分布を有す
ることが好ましい。０．２μｍを超えると焼成温度が高
くなるためである。

【００１２】また、本発明に係るＮｉ−Ｚｎフェライト
系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物
は、微量成分とされるＳｉ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、
Ｃｏ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｂｉ等を少なくとも一以上均一に含
有させて、その構造・磁気特性を変化させることことが
可能である。この場合、上記各微量成分の含有量は、含
有させる成分により異なるが、上記含有させる成分の総
量が全体の０．０１〜１０mol%、特に０．０５〜８．０
mol%であることが好ましい。

【００１３】次に、本発明に係るＮｉ−Ｚｎフェライト
系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物
の製造方法について詳細に説明する。本発明に係るＮｉ
−Ｚｎフェライト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系
磁性粉原料酸化物は、Ｆｅ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｃｕ²⁺、及びＺ
ｎ²⁺を含む酸性水溶液とアルカリ水溶液とを混合して混
合溶液とし、この混合溶液を攪拌しながらこれに酸化性
ガスを吹き込んで、微細粒子を生成させることにより得
られる。

【００１４】即ち、先ず、アルカリ水溶液（酸化反応溶
液）の温度を一定にし、窒素ガスまたは不活性ガスを水
溶液中に注気して窒素ガス置換又は不活性ガス置換を行
う。次いで、このアルカリ水溶液に、反応温度と同じ温
度に加温した目的とする組成のＦｅ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｃ
ｕ²⁺、及びＺｎ²⁺を含む酸性水溶液を攪拌しながら添加
する。そして、充分に攪拌、ガス置換した後、酸化性ガ
スを注気して酸化し、微細粒子を生成させる。

【００１５】上記酸性水溶液中のＦｅ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｃｕ
²⁺、及びＺｎ²⁺源としては、硫酸塩、塩化物、硝酸塩な
どが挙げられ、酸性溶液中の上記金属イオンの濃度が合
計で、０．０５〜０．５mol/ｌになるように添加され
る。また、アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア等の
各種の水溶液が挙げられ、その濃度は酸性溶液及びアル
カリの種類によって異なるが、例えば、Ｆｅ²⁺、Ｎ
ｉ²⁺、Ｃｕ²⁺、Ｚｎ²⁺源が塩化物である場合には、これ
に対して０．４倍モル以上の水酸化ナトリウムが加えら
れる。

【００１６】酸化性ガスとしては、空気、酸素などが好
適に用いられる。また、上記酸化性ガスの吹き込みは、
中和率が０．７〜３．０で且つ反応温度が４０℃以上、
望ましくは５０〜１００℃の範囲のときに行うと好適で
ある。中和率が０．７より低い場合には、結晶が生成し
にくく、粒子形状が不揃いになり、中和率が３．０より
高い場合には、不純物が生成しやすくなるためである。
また、温度が５０℃より低い場合にも、結晶が生成しに
くく、粒子形状が不揃いになり、温度が１００℃より高
い場合には、不純物を生成しやすくなるためである。

【００１７】なお、上記酸化性ガスの吹き込み速度は、
反応槽、反応液量、反応液濃度等によって異なるが、例
えば１０ｌ反応槽において、反応液Ｆｅ濃度が０．２Ｍ
／ｌの場合０．１〜２０ｌ／min の範囲が好適である。
上記ガスの吹き込み速度が上記範囲に達しないと反応時
間がきわめて長時間となり、また上記範囲を超えると粒
子が細くなりすぎるためである。そして、この吹き込み
速度を適宜変化させることによっても、生成するＮｉ−
Ｚｎフェライト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁
性粉原料酸化物の寸法及び形状を変化させることができ
る。

【００１８】本発明においてまた、上記Ｓｉ、Ｃａ、Ｓ
ｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｍｇ及びＢｉの少なくと
も一以上を微量成分として含有させる場合は、それらの
水溶性化合物を、Ｆｅ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｃｕ²⁺、Ｚｎ²⁺を含
む上記酸性水溶液に添加してこれに酸化性ガスを吹き込
んで酸化するか、或いは、上記混合溶液に酸化性ガスを
吹き込みながらこれに上記微量成分の水溶性化合物を含
む水溶液を滴下することにより、均一に含有させること
ができる。また、上記微量成分を粒子表面に均一に付着
させたい場合は、該微量成分の水溶性化合物を含む水溶
液を、酸化性ガスにて酸化処理した後の混合溶液に、上
記アルカリ溶液と共に滴下することができる。

【００１９】そして、酸化の終了したスラリー状の混合
溶液を、濾過、水洗及び乾燥することによって本発明に
係るＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェ
ライト系磁性粉原料酸化物を得ることができる。

【００２０】更に、成形、焼成条件など後に続く工程の
条件のために、必要であれば上記方法で得られたＮｉ−
Ｚｎフェライト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁
性粉原料酸化物を、８００℃以下、好ましくは３００℃
〜８００℃の温度範囲で焼成することにより、さらに組
成が均一で結晶性が良く、且つ粒度分布も狭いＮｉ−Ｚ
ｎフェライト系磁性粉を得ることができる。焼成温度が
３００℃より低くなると反応が不完全であり、８００℃
より高くなると焼結が進むためである。

【００２１】このようにして得られたＮｉ−Ｚｎフェラ
イト系磁性粉は、微細で、均一な組成、形状及び粒度を
有しているため、フェライト中のＣｕ等の置換量が少な
い場合でも低温で焼結させること可能である。

【００２２】従って、例えば、積層型フェライトチップ
を作製する場合に、本発明に係るＮｉ−Ｚｎフェライト
系磁性粉に、エチルセルロース、アルカリ樹脂等のバイ
ンダーと、テルピネオール、ブチルカルビトール等の溶
媒と混合してスラリーとして、これを誘導用ペーストと
積層し、８００〜９００℃で０．５〜１０ｈ焼成するこ
とにより、上記誘導ペースと層の劣化を抑えた高性能の
積層型フェライトチップとすることができる。

【００２３】また、本発明に係るＮｉ−Ｚｎフェライト
系磁性粉は、電子機器に使用されるトランスやコイル等
の他の磁性部品、特に高周波用材料や磁気ヘッド材料等
としてとして広く使用できることは勿論である。

【００２４】

【実施例】以下に、実施例を挙げ、本発明に係るＮｉ−
Ｚｎフェライト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁
性粉原料酸化物及びその製造方法を更に具体的に説明す
る。なお、本発明は、以下の実施例に限られるものでは
ない。先ず、１２mol のＮａＯＨを含む水溶液７リット
ルを反応槽中に入れ、７０℃において攪拌しながら窒素
ガスで置換した。そして、これに、４mol の塩化第一
鉄、０．２０４mol の塩化ニッケル、１．０２０mol 塩
化第二銅、及び０．８５７mol の塩化亜鉛を含む７０℃
の酸性水溶液３リットルを加えて良く攪拌し、混合溶液
とした（中和率＝１．０）。

【００２５】そして、酸化性ガスとして徐々に（１０ｌ
／min ）空気を吹き込んで酸化し、１時間で反応を終了
した。この混合溶液を濾過、純水洗浄し、乾燥してＮｉ
−Ｃｕ−Ｚｎフェライト磁性粉原料酸化物を得た。得ら
れたＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト磁性粉原料酸化物のＴ
ＥＭ写真を図１に、Ｘ線回折パターンを図２にそれぞれ
示す。

【００２６】図１に示したように、本実施例により得ら
れたＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト磁性粉原料酸化物は、
その平均粒径が０．０２〜０．０５μｍの範囲であり、
その形状が均一なものであることが確認された。また、
図２に示したように、同Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト磁
性粉原料酸化物は、高い結晶性を有することが確認され
た。

【００２７】次に、このＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト磁
性粉原料酸化物を、空気雰囲気下７００℃×１ｈｒで焼
成し、フェライト系磁性粉を得た。得られたＮｉ−Ｃｕ
−Ｚｎフェライト磁性粉のＴＥＭ写真を図３に示す。同
図に示したように、本実施例により得られたＮｉ−Ｃｕ
−Ｚｎフェライト磁性粉は、その平均粒径は、０．０２
〜０．０５μｍの範囲であり、その形状が均一であるこ
とが確認された。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係るＮｉ−Ｚｎフェライト系磁
性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物及び
その製造方法によれば、以下の効果を奏することができ
る。請求項１に記載のＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉又
はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物は、微細
で、均一な組成、形状及び粒度を有し、且つ高い結晶性
を有しているので、フェライト中のＣｕ等の置換量が少
ない場合でも低温で焼結させること可能である。したが
って、優れた磁気特性を有する焼結体を得ることができ
る。

【００２９】請求項２に記載のＮｉ−Ｚｎフェライト系
磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物に
よれば、上記効果に加えて、含有する微量成分に応じた
構造・磁気特性を得ることができる。

【００３０】請求項３に記載のＮｉ−Ｚｎフェライト系
磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物の
製造方法によれば、従来のＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性
粉のように、仮焼、粉砕工程を必要としないため、製造
工程の簡略化を図ることが可能であり、さらに、製造工
程におけるＣｕＯ₂ 、ＺｎＯ₂ 等の不純物の混入を抑え
ることができる。

【００３１】請求項４に記載のＮｉ−Ｚｎフェライト系
磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物の
製造方法によれば、上記の効果に加えて、添加した微量
成分に応じた磁気特性を備えたＮｉ−Ｚｎフェライト系
磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物を
容易に得ることができる。

【００３２】請求項５に記載のＮｉ−Ｚｎフェライト系
磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物の
製造方法によれば、上記の効果に加えて、必要な特性を
得るための微量成分を均一に添加することができる。

【００３３】請求項６に記載のＮｉ−Ｚｎフェライト系
磁性粉の製造方法によれば、上記各効果に加えて、上記
効果を奏するＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物
を８００℃以下で焼成するだけで、優れた磁気特性を備
えたＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉を容易に得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＴＥＭ観察による写真に基づく本発明に係るＮ
ｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物の構造を示す図
である。

【図２】同Ｎｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物の
Ｘ線回折パターンを示す図である。

【図３】ＴＥＭ観察による写真に基づく本発明に係るＮ
ｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉の構造を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 功 群馬県渋川市金井425番地関東電化工業株 式会社研究開発センター内 (72)発明者 鈴木 明 群馬県渋川市金井425番地関東電化工業株 式会社研究開発センター内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一酸化物換算で１〜３０mol%の酸化銅
   を含み、粒径が０．２μｍ以下で粒度分布が狭く、かつ
   結晶性であることを特徴とするＮｉ−Ｚｎフェライト系
   磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物。
2. 【請求項２】 微量成分としてＳｉ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｔ
   ｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｍｇ、及びＢｉの少なくとも一
   以上を含むことを特徴とする請求項１記載のＮｉ−Ｚｎ
   フェライト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉
   原料酸化物。
3. 【請求項３】 Ｆｅ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｃｕ²⁺、及びＺｎ²⁺を
   含む酸性水溶液とアルカリ水溶液を混合して混合溶液と
   し、この混合溶液を攪拌しながら該混合溶液に酸化性ガ
   スを吹き込むことにより微細粒子を生成させることを特
   徴とするＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎ
   フェライト系磁性粉原料酸化物の製造方法。
4. 【請求項４】 上記酸化性ガスの吹き込みを、中和率が
   ０．７〜３．０及び温度が５０〜１００℃の範囲にて行
   うことを特徴とする請求項３記載のＮｉ−Ｚｎフェライ
   ト系磁性粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化
   物の製造方法。
5. 【請求項５】 上記混合溶液に、上記酸性水溶液と共
   に、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｍ
   ｇ、及びＢｉの少なくとも一以上の水溶性化合物を含ま
   せるか、または、上記混合溶液に酸化性ガスを吹き込み
   ながら上記水溶性化合物を含む水溶液を滴下することを
   特徴とする請求項３記載のＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性
   粉又はＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物の製造
   方法。
6. 【請求項６】 上記Ｎｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉又は
   Ｎｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉原料酸化物を、さらに８
   ００℃以下で焼成することを特徴とする請求項３〜５の
   いずれかに記載のＮｉ−Ｚｎフェライト系磁性粉の製造
   方法。