JPH0891942A - フェライト用粉体の製造方法 - Google Patents

フェライト用粉体の製造方法

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JPH0891942A
JPH0891942A JP6231506A JP23150694A JPH0891942A JP H0891942 A JPH0891942 A JP H0891942A JP 6231506 A JP6231506 A JP 6231506A JP 23150694 A JP23150694 A JP 23150694A JP H0891942 A JPH0891942 A JP H0891942A
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ferrite
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JP6231506A
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Toshihito Shiyou
豪仁 庄
Takeshi Nomura
武史 野村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は噴霧焙焼法により得られたフェライ
ト用粉体を、脱塩素の効果があると同時に粉の分散状態
を改善する熱処理を行い、これを粒度分布を変えること
なく短時間粉砕することにより、得られた粉体を成形体
としたときの圧縮密度を制御できるフェライト用粉体の
製造方法を提供することを目的とするものである。 【構成】 噴霧焙焼法により得られたフェライト用粉体
を、雰囲気の水蒸気圧が0〜350mmHg、処理温度
が500〜1000℃で熱処理後、1次粒子サイズの分
布を変化させないで凝集粒子だけを0.5〜5時間粉砕
して得られた粉体を、圧縮し成形体としたときに圧縮密
度が2.6〜3.2g/cm3の範囲であるフェライト
用粉体の製造方法。 【効果】 この処理方法によって得られた粉の成形体は
成形密度を広く、かつ連続的に制御することができる。
高密度焼成の可能な最適成形密度の粉を提供することが
可能になり、最終製品の寸法精度および磁気特性の優れ
たフェライトを安定的に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軟磁性材料等に用いら
れるフェライト用粉体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フェライト用粉体の製造方法の一例とし
て、Mn−Znフェライトの製造方法について説明す
る。
【0003】フェライト粉は、通常、図1の固相法によ
る製造工程に示すように、主要構成金属元素である鉄、
マンガン、亜鉛の個々の酸化物または加熱により容易に
酸化物に変化するしゅう酸塩、炭酸塩等の化合物を所定
のモル比で混合した後、800℃〜1000℃の温度で
仮焼し、その後1〜2μmになるまで粉砕することによ
り得られる。これをコア等のフェライト部品とするには
このフェライト粉に添加物を添加して、造粒し、所定形
状へ成形した後、焼成すればよい。しかし、このフェラ
イト用粉体の製造方法には次の問題点がある。
【0004】(1) 0.1〜1μmの粒径の原料を混
合分散するために、組成の均一混合が必ずしも充分では
なく、製品の磁気特性を劣化させる。
【0005】(2) 仮焼工程で原料混合粉が2〜10
μmと粒成長を起こすため、次工程の粉砕工程において
1μm程度まで機械的に粉砕する際に長時間を要する上
に、粉砕媒体の摩耗による不純物汚染や組成のずれが避
けられない。
【0006】これらの問題を改善するために、混合塩化
物を噴霧焙焼することによるフェライト粉の製造方法で
ある噴霧焙焼法が提案された(特公昭47ー11550
号)。図2は噴霧焙焼法の一つである共焙焼法を説明す
るものである。共焙焼法では、フェライト用粉体の原料
として塩化物を用いる。これら塩化物を混合溶液とし、
空気中でこれを噴霧焙焼する。この後、粉体中の残留塩
素を除去するために熱処理し、粉砕することによりフェ
ライト用粉体を得る。この共焙焼法によるフェライト用
粉体は化学組成の均一性が良く、粒径は極細微(1μm
以下)であり、しかも1次粒子サイズの均一性が良いの
で磁気特性の優れたフェライト製品を得ることが可能で
ある。
【0007】このように共焙焼法では、焙焼済みのフェ
ライト粉に0.3〜3wt%の塩素が残留しているた
め、この残留塩素を排出するために熱処理を行わなけれ
ばならない。しかしながら、1次粒子サイズは非常に小
さく焼結活性が高いため、熱処理する際に1次粒子が粒
成長して1次粒子の間に焼結現象が起こり、強く凝集す
る凝集粒子が生成してしまい、成形時に充分高い成形密
度が得られず、そのため焼成時の焼結に伴う収縮が大き
くなり最終製品の寸法精度が得にくくなる。あるいは焼
成時にクラックを発生する。この技術の欠点を解消する
ために、噴霧焙焼後、熱処理したフェライト粉を乾式粉
砕と湿式粉砕の両者を組み合わせて強く粉砕することで
粒子を微細化し、成形体の圧縮密度を制御する方法が提
案されている(特開平5−43248号)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図3は特開平5−43
248号に示された図であり、粉砕方式と比表面積値お
よび成形密度との関係を表すものである。図3から湿
式、湿式+乾式、乾式粉砕によって、粉の比表面積値が
大幅に増加し、成形密度が2.6g/cm3から3.2
g/cm3まで向上することがわかる。つまり、高い圧
縮密度を得るためにはフェライト用粉体粒子の比表面積
を大きくしなければならず、そのためには強い機械粉砕
が必要である。
【0009】しかしながら、この強い機械粉砕には下記
の問題がある。
【0010】(1) 強く機械粉砕することで噴霧焙焼
法により得られた粒子の均一な粒度分布を保持すること
ができない。さらに1次粒子の粒度分布が極端に広くな
る場合にはこの粉を成形し焼成する際に磁気特性の劣化
や異常粒成長現象が起こりやすい。
【0011】(2) 強く機械粉砕することによって、
粉砕媒体の摩耗による不純物汚染や組成ずれ現象が避け
られない。
【0012】(3) 強く機械粉砕するために長時間粉
砕が必要であり製造コストが高くなる。
【0013】すなわち、フェライト粉を成形体とする際
に、圧縮密度を制御するため強い機械粉砕を行う必要が
あるが、このとき1次粒子を粉砕してしまうため粉砕の
前後で比表面積値が大幅に増加してしまい、噴霧焙焼法
により得られた粉の均一な粒度分布を維持することがで
きず、磁気特性の優れた製品が得られない。
【0014】そこで、本発明は噴霧焙焼法により得られ
たフェライト用粉体を、脱塩素の効果があると同時に粉
の分散状態を改善する熱処理を行い、これを粒度分布を
変えることなく短時間粉砕することにより、得られた粉
体を成形体としたときの圧縮密度を制御できるフェライ
ト用粉体の製造方法を提供することを目的とするもので
ある。
【0015】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(7)の本発明により達成される。
【0016】(1) 噴霧焙焼法により得られたフェラ
イト用粉体を、乾燥空気または空気−水蒸気の雰囲気中
で熱処理後、短時間粉砕して得られた粉体を圧縮し成形
体としたときに圧縮密度が2.6〜3.2g/cm3
範囲であるフェライト用粉体の製造方法。
【0017】(2) 前記熱処理条件が、雰囲気の水蒸
気圧が0〜350mmHg、処理温度が500〜100
0℃であることを特徴とする(1)のフェライト用粉体
の製造方法。
【0018】(3) 前記短時間粉砕は1次粒子サイズ
の分布を変化させないで凝集粒子だけを粉砕することを
特徴とする(1)のフェライト用粉体の製造方法。
【0019】(4) 前記短時間粉砕を0.5〜5時間
行うことを特徴とする(3)のフェライト用粉体の製造
方法。
【0020】(5) 前記短時間粉砕の前後において、
フェライト用粉体の比表面積の変化率が20%以下であ
る(3)のフェライト用粉体の製造方法。
【0021】(6) 前記フェライト用粉体が、熱処理
前の塩素含有量が0.3〜3%、1次粒子の平均粒子径
が1μm以下である(1)のフェライト用粉体の製造方
法。
【0022】(7) 前記フェライト用粉体を成形体と
したときの圧縮密度が2.8〜3.1g/cm3の範囲
であり、前記熱処理条件が、雰囲気の水蒸気圧が0〜3
50mmHg、処理温度が600〜1000℃であるこ
とを特徴とする(1)のフェライト用粉体の製造方法。
【0023】
【作用】本発明のフェライト用粉体の製造方法は、噴霧
焙焼法により得られたフェライト粉を乾燥空気または空
気と水蒸気からなる雰囲気下で熱処理を行い、この際の
雰囲気の水蒸気圧をコントロールすることによって、塩
素が離脱する際の粉の分散状態を改善させ、その後短時
間で軽く粉砕することで、得られた粉を成形体とした際
の圧縮密度を広く、かつ連続的に制御することを可能と
するものである。この製造方法により、高密度焼成可能
な最適成形密度の粉を提供することができ、最終製品の
寸法精度および磁気特性の優れたフェライトを安定に製
造することができる。
【0024】
【具体的構成】本発明者らは、脱塩素処理する際の水蒸
気圧と熱処理温度が粉体の成形性および粉体の凝集状態
に及ぼす影響を調べるために、次の実験を行った。
【0025】噴霧焙焼法によって得られた塩素の含有量
が1.6%、1次粒子サイズが0.1μmのMn−Zn
フェライト粉200gを、乾燥空気、空気および水蒸気
の蒸気圧30mmHg、空気および水蒸気の蒸気圧35
0mmHgの三種の雰囲気中で、昇温速度5℃/mi
n、熱処理温度500〜1000℃の種々の温度、保持
時間2時間で熱処理した。その後ボールミルで2時間粉
砕して、18種類の試料を得た。乾燥空気は一定流量の
空気を濃硫酸で脱水したものを用いた。30mmHgと
350mmHgの水蒸気の雰囲気は、それぞれ水蒸気の
提供源である水の温度を調節することにより制御した。
熱処理は空気と水蒸気からなる雰囲気を通過しながら行
った。HClなどを含む排気はアルカリ性溶液で吸収し
てから排出した。得られた試料の粉砕前の塩素含有量、
粉砕前後の比表面積値、粉砕後の粉の成形体の圧縮密度
を測定した。測定は次のようにして行った。
【0026】残留塩素は蛍光X線定量分析により塩素残
留量を分析した。比表面積はBET1点法により測定し
た。粉体の成形密度は12gの粉を円形の金型にセット
して、1.5t/cm2の圧力をかけて成形したのち、
試料の重量値と体積値から求めた。これらの結果を表1
に示す。
【0027】
【表1】
【0028】表1に示すとおり、熱処理後のフェライト
粉について粉砕前後の比表面積の変化率は20%以下で
あり、さらにこのフェライト粉を成形体としたときに十
分な密度が得られた。すなわち、機械粉砕の前後で1次
粒子サイズと粒度分布の変化が少なくても、熱処理の際
の雰囲気の水蒸気圧および温度を調節することによって
1次粒子の粒成長を抑えることができ、成形密度を大幅
にかつ連続的に制御することができる。これは雰囲気の
水蒸気圧および熱処理温度が低い場合に粒子の分散凝集
状態が改善するからである。なお、比表面積の変化率は
(粉砕後の比表面積−粉砕前の比表面積)/(粉砕前の
比表面積)×100(%)の式により計算した。
【0029】また、図4に熱処理および粉砕後のフェラ
イト粉の成形密度値と熱処理条件の関係を示す。図4か
ら雰囲気の水蒸気圧および熱処理温度によって、粉の成
形体密度が大きく変わることがわかる。
【0030】本発明の熱処理による脱塩素の効果は、図
5に示すように熱処理温度が高いほど得られた粉体の塩
素含有量は少なくなる。含有塩素量1.6%のフェライ
ト粉を熱処理する際、雰囲気の水蒸気圧0〜350mm
Hg、熱処理温度500〜1000℃の範囲で熱処理す
れば、残留塩素の含有量が800ppm以下となり、雰
囲気の水蒸気圧0〜350mmHg、熱処理温度600
〜1000℃の範囲で熱処理すれば、残留塩素の含有量
が500ppm以下となる。
【0031】脱塩素処理のための熱処理により、フェラ
イト粉の1次粒子が凝集し2次以上の凝集粒子が生成す
る。粉体の成形性を向上させるにはこの凝集粒子を粉砕
する必要があるが、本発明の熱処理を行うことにより1
次粒子の分散凝集性が向上するため1次粒子が強固に結
合することがないので、粉砕はフェライト粉の粒度分布
が変わらないことを条件として、凝集粒子のみを短時間
で軽く機械粉砕すればよい。具体的には粉砕時間を0.
5〜5時間とし、粉砕の前後において、フェライト粉の
比表面積の変化率が20%以下となるようにする。機械
粉砕の方式は湿式でも、乾式でも良い。本発明に使用す
る乾式粉砕機としては、乾式ボールミル、振動ミルなど
があり、湿式粉砕機としては、湿式ボールミル、アトラ
イター等がある。
【0032】本発明は上記の知見に基づくものであり、
フェライト成形体の成形密度の制御は、フェライト用粉
体を熱処理する際の空気−水蒸気雰囲気の水蒸気圧およ
び熱処理温度をコントロールすることにより可能とな
る。具体的には、フェライト粉を1.5t/cm2の圧
力で成形体としたときに圧縮密度を2.6〜3.2g/
cm3の範囲で連続的に制御するためには、噴霧焙焼に
より得られたフェライト用粉末を、水蒸気圧0〜350
mmHg、処理温度500〜1000℃の雰囲気で熱処
理し、短時間粉砕すればよい。さらに、成形体の密度を
理論密度の60%程度である2.8〜3.1g/cm3
の範囲で連続的に制御するには、水蒸気圧0〜350m
mHg、処理温度600〜1000℃の雰囲気で熱処理
し、短時間粉砕すればよい。
【0033】
【実施例】以下本発明の具体的実施例を示し、本発明を
さらに詳細に説明する。
【0034】(実施例1)噴霧焙焼法により得られた塩
素含有量1.6%、1次平均粒径0.1μmのフェライ
ト用粉体200gを炉に設置し、乾燥空気の雰囲気、5
℃/minの昇温速度で昇温し、500℃〜1000℃
で2時間保持による熱処理をし、炉冷してさらに2時間
湿式ボールミルで粉砕し、試料粉を得た。この試料粉を
1.5t/cm2で成形したときの成形密度は2.80
〜3.20g/cm3であり、塩素の残留量は100〜
710ppmであった。これは表1のNo.1〜6に対
応する。この粉を造粒、成形し、1300℃〜1450
℃で焼成したところ寸法精度及び磁気特性の優れたフェ
ライト製品を得た。
【0035】(実施例2)噴霧焙焼法により得られた塩
素含有量1.6%、1次平均粒径0.1μmのフェライ
ト用粉体200gを炉に設置し、水蒸気圧30mmHg
の空気−水蒸気雰囲気、5℃/minの昇温速度で昇温
し、500℃〜1000℃で2時間保持による熱処理を
し、炉冷してさらに2時間湿式ボールミルで解砕し、試
料粉を得た。この試料粉を1.5t/cm2で成形した
ときの成形密度は2.70〜2.95g/cm3であ
り、塩素の残留量は80〜500ppmであった。これ
は表1のNo.7〜12に対応する。この粉を造粒、成
形し、1300℃〜1450℃で焼成したところ寸法精
度及び磁気特性の優れたフェライト製品を得た。
【0036】また、塩素含有量1.1%、1次平均粒径
0.1μmのフェライト用粉体を用いて上記と同様に実
験を行ったところ、同等の結果が得られた。
【0037】(実施例3)噴霧焙焼法により得られた塩
素含有量1.6%、1次平均粒径0.1μmのフェライ
ト用粉体200gを炉に設置し、水蒸気圧350mmH
gの空気−水蒸気雰囲気、5℃/minの昇温速度で昇
温し、500℃〜1000℃で2時間保持による熱処理
をし、炉冷してさらに2時間湿式ボールミルで解砕し、
試料粉を得た。この試料粉を1.5t/cm2で成形し
たときの成形密度は2.60〜2.84g/cm3であ
り、塩素の残留量は50〜450ppmであった。これ
は表1のNo.13〜18に対応する。この粉を造粒
し、成形し、1300℃〜1450℃で焼成したところ
寸法精度及び磁気特性の優れたフェライト製品を得た。
【0038】また、塩素含有量1.1%、1次平均粒径
0.1μmのフェライト用粉体を用いて上記と同様に実
験を行ったところ、同等の結果が得られた。
【0039】
【発明の効果】噴霧焙焼法により得られたフェライト粉
を熱処理する際に、乾燥空気または空気と水蒸気からな
る雰囲気の水蒸気圧および温度を制御することによっ
て、粒子の分散状態を改善でき、これにより成形体の圧
縮密度を向上させ、また2.6〜3.2g/cm3の範
囲で連続的に制御する事ができる。これにより、高密度
焼成の可能な最適成形密度のフェライト用粉体を提供す
ることが可能になり、最終製品の寸法精度および磁気特
性の優れたフェライトを安定的に製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の固相法によるMn−Znフェライト
の製造方法
【図2】噴霧共焙焼法によるMn−Znフェライトの製
造方法
【図3】従来技術の粉砕による粉の比表面積値と圧縮密
度の関係を示すグラフ
【図4】本発明の熱処理条件による粉の成形密度
【図5】本発明の熱処理条件による粉の残留塩素量

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 噴霧焙焼法により得られたフェライト用
    粉体を、乾燥空気または空気−水蒸気の雰囲気中で熱処
    理後、短時間粉砕して得られた粉体を圧縮し成形体とし
    たときに圧縮密度が2.6〜3.2g/cm3の範囲で
    あるフェライト用粉体の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記熱処理条件が、雰囲気の水蒸気圧が
    0〜350mmHg、処理温度が500〜1000℃で
    あることを特徴とする請求項1のフェライト用粉体の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 前記短時間粉砕は1次粒子サイズの分布
    を変化させないで凝集粒子だけを粉砕することを特徴と
    する請求項1のフェライト用粉体の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記短時間粉砕を0.5〜5時間行うこ
    とを特徴とする請求項3のフェライト用粉体の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 前記短時間粉砕の前後において、フェラ
    イト用粉体の比表面積の変化率が20%以下である請求
    項3のフェライト用粉体の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記フェライト用粉体が、熱処理前の塩
    素含有量が0.3〜3%、1次粒子の平均粒子径が1μ
    m以下である請求項1のフェライト用粉体の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記フェライト用粉体を成形体としたと
    きの圧縮密度が2.8〜3.1g/cm3の範囲であ
    り、前記熱処理条件が、雰囲気の水蒸気圧が0〜350
    mmHg、処理温度が600〜1000℃であることを
    特徴とする請求項1のフェライト用粉体の製造方法。
JP6231506A 1994-09-27 1994-09-27 フェライト用粉体の製造方法 Withdrawn JPH0891942A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005236132A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 希土類ハイブリッドボンド磁石用組成物および希土類ハイブリッドボンド磁石
CN102295454A (zh) * 2011-05-12 2011-12-28 深圳航天科技创新研究院 一种制备铁氧体纳米粉体的微反应系统和制备方法

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