JPS5820890B2 - フエライト粒子の製造法 - Google Patents

フエライト粒子の製造法

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JPS5820890B2
JPS5820890B2 JP49023938A JP2393874A JPS5820890B2 JP S5820890 B2 JPS5820890 B2 JP S5820890B2 JP 49023938 A JP49023938 A JP 49023938A JP 2393874 A JP2393874 A JP 2393874A JP S5820890 B2 JPS5820890 B2 JP S5820890B2
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chloride
iron
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ferrite
strontium
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清治 松本
清志 深井
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16Oxides
    • C30B29/22Complex oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B9/00Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は永久磁石用としてすぐれた性能を有するマグネ
トプランバイ型バリウムフェライトもしくはストロンチ
ウムフェライト材料(M■0.6Fe203:M■−B
a 、 S r )の製造法に関する。
本発明の目的は異方性フェライト永久磁石焼結体、混練
成形操作により容易に異方性を附与することのできるゴ
ム、プラスチックボンド永久磁石などの製造に用いるこ
とのできるフェライト磁性材粉末を経済的に製造する方
法を提供するにある。
本発明によれば、得られたフェライト微粒子結晶の形状
異方性に基づき、永久磁石、例えばゴム磁石製造工程た
る磁性微粉末材料の成形加工時の圧縮、圧延、押出し、
延伸等の機械的応力により粒子の配向、配列を生ぜしめ
、製品永久磁石の異方性化(特定方向への磁性強化)を
増大せしめ得るすぐれた性能の磁性材料が得られる利点
があり、また本発明による製造法は従来法に比し、大巾
に低い温度(約300℃低い)でフェライト化反応、結
晶成長が行われるので焼成設備、燃料所要量において経
済的に有利であり、また生成した結晶粒子は相互に融着
、結着を起しておらず、水で可溶分を溶出することによ
って個々の粒子に分散させることができ、また粒子はす
でに適当な大きさに制御せられているため焼成物の破砕
、微粉末化の工程を必要としない利点を有する。
本発明は酸化鉄と炭酸バリウムもしくは炭酸ストロンチ
ウム(または両者の混合物)とのフェライト化反応、お
よびその結晶成長を塩化バリウムもしくは塩化ストロン
チウム(または両者の混合物)の存在下で行うことを特
徴とするもので、その際塩化バリウムまたは塩化ストロ
ンチウムは反応促進剤、またはフラツクスとして働き、
低温でもフェライト化反応が進行し、かつ生成する結晶
の成長の制御が可能となるものと考えられる。
このようにフェライト化反応および結晶成長を塩化バリ
ウムまたは塩化ストロンチウムの存在下で行う方法の発
明について本出願人は先に特許出願をなした(特願昭4
7−108291)。
該出願の方法は鉄成分として水酸化鉄、オキシ水酸化鉄
のごとき熱分解により微細なる酸化鉄の形骸粒子となる
材料または形骸粒子を使用し、直径に対し厚みが1/2
0以上1/4以下の比率の六角平板状単結晶粒子を得る
ことを要旨とするものであるが、その後の研究により永
久磁石用磁性材料としては、生成フェライト粒子は先出
願で規定する形状の六角平板状に合致する必要はなく、
例えばある程度の厚みを持った平板状粒子であっても十
分良特性の永久磁石用異方性フェライト材料として使用
し得ることが判明した。
このようなフェライト結晶粒子は本発明方法により安価
かつ容易に入手可能な通常の酸化鉄を原料として製造す
ることができ、一般に粒径が0.8μ以下であるとき本
発明の目的に使用可能である。
本発明方法は鉄原料として上記の0.8μ以下の粒径を
有する先出願で使用可能としたもの以外の酸化鉄を使用
すること以外は、先出願の方法に準じて行うことができ
る。
従って通常の酸化第2鉄(ベンガラ)でも粒径が0.8
μ以下のものであれば本発明の目的に対して使用するこ
とが出来る。
しかしながら粒径が0.8μ以上になるとそのフェライ
ト化反応が低温では不十分であり、高温を要するため従
来法に比し特色が消失し、また生成フェライト粒子が大
きく生長し過ぎたり、融着、結着して個々の粒子への分
散性が悪くなる欠点がある。
これに対し0.8μ以下の粒径の酸化鉄であれば低温で
フェライトの生成が行われるため不純物の影響を受けに
くく、安価な酸化鉄原料の使用が可能となり、特に安価
で豊富に入手し得るが、従来はフェライト原料として使
用できなかった含塩素酸化鉄(鉄鋼酸洗液から回収した
塩素含有粗酸化鉄)をも使用することができ極めて経済
的に有利である。
一方バリウムおよびストロンチウム原料としては、通常
使用される炭酸バリウム、炭酸ストロンチウムでよく、
粒子の大きさは多少大きくても本発明においては反応促
進剤たる塩化バリウム、塩化ストロンチウムの溶解作用
を受けるため問題なく使用することができる。
上記の酸化鉄原料と炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチ
ウムとの混合比率は、理論的には6モル対1モルである
が、従来法と同様に炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチ
ウムを過剰にした方が好結果が得られる。
本発明ではこの傾向が犬で、実験の結果4.3モル対1
モルより良結果が得られ、5.0モル対1モル附近で最
もよく、6.0モル対1モル以上では急激に特性が不良
となる。
酸化鉄と炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウムとの混
合は従来法の如く乾式法、湿式法のいずれでもよい。
この際反応促進剤として塩化バリウムまたは塩化ストロ
ンチウムを添加し、反応をその存在下に行うものである
が、その添加量が炭酸バリウム1モルに対し、0.05
モルのときにおいて効果が現れ、0.15モル以上にお
いて十分に効果が発揮される。
この添加量の上限は2モルである。
これは塩化バリウムまたは塩化ストロンチウムが反応促
進剤として働らくためには十分な量ではあるが、しかじ
液相反応を行うためには不十分な量である。
これら反応促進剤の添加に当っては粉末のまま、または
水溶液の形で用いてもよい。
前記のような割合で混合した反応原料は粉末のまま容器
に収容し、または適当な大きさに造粒(5ぼ経理下)し
て焼成を行う。
焼成反応および生成フェライト結晶の成長は反応促進剤
のフラックス効果によりスムーズに進行するため従来法
(塩化物不存在下での固相反応)より大巾に低温(約3
00℃)でよく、そのため加熱温度は添加する反応促進
剤の融点を少し上廻る温度でよい。
すなわち塩化バリウムの場合は960℃、塩化ストロン
チウムの場合は870℃以上である。
塩化バリウム使用の場合は粒度分布が良好であり、塩化
ストロンチウム使用の場合は低温で焼成できかつ生成粒
子の板状比が大きくなる(より平板的)特徴があり、こ
れらは目的に応じ選択して使用するか、または両者を併
用することによりそれぞれ特色を発揮させることができ
る。
加熱温度の上限は約1300℃である。
これより高温では本発明の有意性が消失するばかりでな
く、反応促進剤の揮散、生長粒子の過大化がおこり望ま
しくない。
従って実用的には950乃至1200℃の範囲が好適で
ある。
このようにして得られた焼成物は微細な結晶粒子よりな
り、水溶性の反応促進剤がその間に介在して固結してい
るが、水を加えることにより個々の粒子にたやすく分散
する。
その際多少の磨砕操作が有効であるが、従来法の如く、
生成結晶を粉砕し、シングルドメイン以下の微粒子とす
るような強力な磨砕操作は不要である。
ついで結晶粒子を水洗し、塩化バリウム、塩化ストロン
チウムを溶出して分離除去した後乾燥すれば微細な単結
晶粒子よりなり、平板またはやや厚みのある平板状のフ
ェライト粒子が得られる。
なお焼成物の溶出液は再び塩化バリウム、塩化ストンチ
ウムを回収するために処理し、再使用するので損失とは
ならない。
このようにして得られたフェライト粒子は、これを材料
として従来性われて来た方法によって永久磁石を製造す
ることが出来るが、特に異方性永久磁石の材料としてそ
の特徴が発揮される。
すなわち個々の粒子の形状が磁化容易軸方向に扁平なた
めに成形加工時の機械的応力により容易に粒子を配向さ
せることができ、磁場内成形の場合は勿論、無磁場成形
においても異方性焼結永久磁石を製造し得る。
さらにゴムまたはプラスチック中に本発明によって製造
したフェライト粒子を混練成形(圧延、押出し等)する
と、特に顕著にこの配向性が発揮され、その配向率は9
5%(従来品では65乃至70チ程度)に及び、極めて
高性能なゴム、プラスチック磁石をつくることができる
以上のように、本発明によれば、鉄原料として水酸化鉄
、オキシ水酸化鉄、またはこれらを脱水した形骸酸化鉄
微粒子のような特殊の酸化鉄原料に代えて通常の酸化第
2鉄を使用可能とし、しかも永久磁石用磁性材料として
は遜色のない高性能のフェライト単結晶粉末を製造し得
るものであるから一層経済的であり、実用的である。
実施例 1 平均粒子径0.2μを有し、1.2係の塩素を含む酸化
第2鉄(鋼板酸洗い塩化鉄溶液より回収した粗製酸化鉄
)2kgと、市販の炭酸ストロンチウム331、Lをミ
ル中で混合し、これに塩化ストロンチウム6水塩680
gを温水に溶解した液を加えて混合し、20朋の大きさ
に造粒し乾燥する。
造粒物を容器に収容し1075℃で1時間焼成し、冷却
する。
焼成物は粗砕後21の温水を加え、らい潰機にてほぐし
個々の粒子に分散させて泥状物とする。
ついてこれを口過、水洗して塩化ストロンチウムを分離
除去し、乾燥して微粉末フェライト粒子を得る。
この粉末は長径約185μの板状単結晶粒子よりなって
いる。
次にこの粉末180gを塩素化ポリエチレン20.6g
1ジオクチルフタレート、1’とロールで混練し、1關
の厚さのシートに引き出した。
このゴム磁石シートは磁性体の粒子配向性が95係にも
達しており、シート面に直角方向で残留磁束密度Br2
800ガウス、抗磁力BHc1800エルステッドを示
した。
実施例 2 平均粒子径0.3μの酸化第2鉄2kgと、市販の炭酸
バリウム490gと、塩化バリウム2水塩300gを7
1の温水に溶解した溶液とを使用し、実施例1の操作と
同様に造粒し1100°Cで1時間焼成し、同様に処理
して微粉末フェライト粒子を得た。
この粉末は長径約0.8μの板状単結晶粒子よりなって
おり、実施例1と同処方でゴム磁石の試験片をつくり試
験したところ、残留磁束密度Br2700ガウス、抗磁
力BHc2650エルステッドを示した。
実施例 3 平均粒子径0.2μの酸化第2鉄2kg、炭酸ストロン
チウム360g、塩化バリウム2水塩300gを使用し
、1100°C11時間で実施例1と同様に焼成、処理
して微粉末フェライト粒子を得た。
この粉末は長径約1μの板状単結晶粒子よりなっており
、実施例1と同処方でゴム磁石試験片を作成し試験した
ところ、残留磁束密度Br2800ガウス、抗磁力BH
c2730エルステッドを示した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 10.8μ以下の粒径を有する酸化鉄(ただし水酸化鉄
    、オキシ水酸化鉄またはこれらを脱水した形骸酸化第2
    鉄微粒子を除く)をFe2O3として4.3乃至6.0
    モルに対し、炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウムを
    単独もしくは両者で1モルの比率で混合し、該混合物に
    対して塩化バリウムまたは塩化ストロンチウムを単独も
    しくは両者で0.05モル以上2モル以下混在せしめ、
    該塩化バリウムまたは塩化ストロンチウムの融点以上1
    300°C以下の温度で焼成し、得られた焼成物中より
    水溶性成分を溶出除去することを特徴とするフェライト
    粒子の製造法。
JP49023938A 1974-03-01 1974-03-01 フエライト粒子の製造法 Expired JPS5820890B2 (ja)

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