JPS62167283A - 単結晶フエライトの製造法 - Google Patents

Abstract

(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】 （技術分野） 本発明は単結晶フェライトの製造法に関するものであり
、更に詳しくは固相反応によって単結晶フェライトを有
利に製造する方法に関するものである。

（背景技術・解決課題） 従来から、単結晶フェライト体の製造法としては、原料
を溶融点以上の高温で溶融した液相より、単結晶を固化
させつつ育成するブリッジマン法が知られている。而し
て、このブリッジマン法を実施するに際しては、効果な
設備と原料溶融用に白金ツルボを用いる必要があり、こ
のために得られる単結晶フェライト体が高価となる問題
があった。

しかも、結晶方位の制御が難しいために、単結晶フェラ
イト体を加工する際に、その利用出来る部分が少なくな
り、歩留りが低下する問題もあった。

また、このブリッジマン法で作られる単結晶フェライト
体は、その単結晶育成過程が液相、固相の共存状態での
成長であるために組成変動が惹起され易く、更には、原
料の溶融に用いられる容器（白金製ルツボ）等から白金
粒の如き不純物が混入して、得られる単結晶の結晶性が
一様でない欠点も内在している。

一方、本願出願人は、先に、特開昭５５−１６２４９６
号公報や特開昭５６−１５５１００号公報等において、
多結晶フェライト部材（母材）と単結晶フェライト部材
（種子）を接触させて加熱することにより、固相反応に
よって、かかる単結晶フェライト部材のフェライト単結
晶を多結晶フェライト部材側に結晶成長させて育成せし
め、目的とする単結晶フェライト体を得る方法（固相反
応法）を明らかにした。この固相反応法によって得られ
る単結晶フェライト体は組成が均質で、従って磁気特性
が安定しており、また上記ブリッジマン法で得られる単
結晶体に見られる如き白金粒等の析出物（不純物）が存
在せず、例えば磁気ヘッド用材料として優れたものであ
る。

しかしながら、このような固相反応による単結晶フェラ
イトの製造法においては、母子結晶フェライト部材と種
子単結晶フェライト部材とをそれらの接触面において鏡
面研磨仕上げして接触せしめ、加熱するに際し、多結晶
フェライト部分の一部に、不連続粒成長による、種子結
晶とは異なる方位の結晶が発生し易い。このため、本願
出願人は、先に、特開昭６０−１９５０９７号公報にお
いて、収率よく大きな単結晶フェライトを得るべく、母
子結晶フェライトの背面にダミーコアを接合する方法や
多結晶フェライトを加熱により形成する場合に表面に生
成する表皮膜を利用する方法を提案した。しかし、フェ
ライト単結晶をさらに大きく成長させるには、これらの
処置だけでは不充分であった。また、ダミーコアを接合
する方法では、母結晶背面およびダミーコアの接合面を
鏡面研磨する必要があり、工数がかかる問題点があった
。

（発明の目的） ここにおいて、本発明の主たる目的とするところは、前
述の如き固相反応法による単結晶化に際して、フェライ
ト単結晶の成長距離を効果的に長く為し得て、より大き
な単結晶フェライトを有利に製造することの出来る方法
を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、工数を少なくし、低コスト
な単結晶フェライトの製造法を提供することにある。

（発明の構成） そして、かかる目的を達成するために、本発明は、不連
続な結晶粒成長を示し且つ単結晶化され得る多結晶体を
与える第一のフェライト粉体よりなるコア部分と、不連
続な結晶粒成長を示さないか若しくは示しても該第一の
フェライト粉体よりもフェライト単結晶の成長開始温度
の高い多結晶体を与える第二のフェライト粉体を用いて
、前記コア部分を覆うように形成されたシェル部分とか
ら構成されている所定形状の成形体を成形せしめた後、
該成形体の焼成と共に若しくはその焼成の後に、該成形
体の、少なくとも前記第一のフェライト粉体にて構成さ
れたコア部分を単結晶化することを特徴とするものであ
る。

なお、上記した本発明に従う単結晶フェライト材料の製
造手法における単結晶化操作は、例えば、前記成形体を
焼成して得られる複合多結晶フェライト体の、少なくと
も前記第一のフェライト粉体にて構成されたコア部分に
対して、所定の種子単結晶フェライトを接触せしめて、
熱処理することにより、行なわれる。

また、本発明に従う好ましい実施態様によれば、前記単
結晶化操作は、前記成形体の、少なくとも第一のフェラ
イト粉体にて構成されたコア部分に対して、所定の単結
晶フェライト体（種子）を接触せしめて熱処理すること
により、かかる成形体の焼成と共に、行なわれることと
なる。更に、前記成形体の成形操作が所定の単結晶フェ
ライト体（種子）の存在下において行なわれ、かかる単
結晶フェライト体が少なくとも前記第一のフェライト粉
体からなるコア部分に接する状態で埋設された成形体が
形成された後、かかる成形体に対して熱処理が施される
ことにより、該成形体の焼成と共に、前記第一のフェラ
イト粉体からなる層部分の単結晶化が行なわれるように
した手法も、本発明においては、好適に採用されること
となる。特に、これら成形体から、その焼成操作に連続
して単結晶化のための熱処理を行なって、単結晶フェラ
イト材料を製造する手法は、その工程を著しく簡便化す
るものであり、また焼結体である複合多結晶フェライト
体の鏡面加工を施す必要がない等の格別の効果を奏する
ものである。

さらに、本発明に用いられる第一及び第二〇フェライト
粉体から構成される多層構造の成形体として、かかる第
一のフェライト粉体よりなる板状若しくはブロック状の
コア部分と、該コア部分の少なくとも５つの面を覆うよ
うに形成された、第二のフェライト粉体よりなるシェル
部分とから構成された構造の複合成形体を用いることに
より、かかる第一のフェライト粉体よりなるコア部分に
おいて、フェライト単結晶の成長距離を効果的に長くす
ることが出来る。

そしてまた、本発明における成形体の多層構造を形成す
るための第一及び第二のフェライト粉体は、好適には、
スピネル構造を有する酸化鉄及び／又はスピネル構造の
履歴を有、する酸化鉄とスピネル構造の履歴のない酸化
鉄との混合比の異なる酸化鉄を出発原料として用いて形
成されたものである。そして、その場合において、前記
第一のフェライト粉体は、スピネル構造を有する酸化鉄
及び／又はスピネル構造の履歴を有する酸化鉄を６０〜
１００重量％含有する第一の酸化鉄原料を出発原料とし
て形成されたものであり、且つ前記第二のフェライト粉
体は、そのようなスピネル構造を有する酸化鉄及び／ま
たはスピネル構造の履歴を有する酸化鉄の含有量が少な
くとも前記第一の酸化鉄原料より２０重量％少ない第二
の酸化鉄原料を出発原料として形成されたものであるこ
とが望ましい。

また、本発明の一つの実施態様に従えば、前記第一及び
第二のフェライト粉体として、ＳｉＯ□含有量の異なる
フェライト粉体が用いられることとなる。そして、この
場合において、好適には、該第一のフェライト粉体のＳ
ｉＯ２含有量：Ｘ重量％と前記第二のフェライト粉体の
ＳｉＯ２含有量：ｙ！量％とが、次式； ％式％ を満足するように調整されることとなる。

（構成の具体的な説明） ところで、かかる本発明において、単結晶フェライト材
料の形成に用いられる第一及び第二のフェライト粉体は
、よく知られているように、酸化第二鉄（Ｆｅ２０３）
を主成分として、それが所定の割合で含まれるフェライ
ト組成を有するものであって、そのような組成を与える
フェライト原料粉末混合物、例えばＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフ
ェライトにあっては酸化鉄、酸化マンガン（炭酸マンガ
ン）及び酸化亜鉛からなる混合物が、出発原料として用
いられ、それらの原料粉末混合物が常法に従って仮焼せ
しめられた後、粉砕されて用いられることとなるのであ
る。

そして、本発明にあっては、かかる第一及び第二のフェ
ライト粉体として、加熱過程で結晶粒成長現象の異なる
多結晶体を与えるフェライト粉体が組み合わされるので
ある。より具体的には、第一のフェライト粉体としては
、不連続な結晶粒成長を示し且つ単結晶化され得る多結
晶体を与えるフェライト粉体が用いられ、また第二のフ
ェライト粉体としては、不連続な結晶粒成長を示さない
、換言すれば連続的な結晶粒成長を示して、熱処理温度
の上昇に対応して結晶粒は漸次大きくなるが、単結晶化
はしない多結晶体を与えるフェライト粉体が用いられた
り、或いは不連続な結晶粒成長しても、前記第一のフェ
ライト粉体よりもフェライト単結晶の成長開始温度が高
い多結晶体を与えるフェライト粉体が用いられることと
なる。

なお、ここで、不連続な結晶粒成長を示す多結晶体とは
、よく知られているように、加熱温度がある特定の温度
に到達すると、突発的に一部の結晶粒子が周りの微細な
結晶粒子を合体し、周りの微細粒子の成長速度より、極
めて大きな粒子成長速度で巨大な結晶粒子に成長するも
のであって、通常、フェライトの主成分の一つである酸
化鉄の原料に、スピネル構造を有する酸化鉄若しくはス
ピネル構造の履歴を有する酸化鉄或いはそれらの混合物
を用いて、を利に形成されるものである。

そして、そのような多結晶体は、それに接するフェライ
ト単結晶の存在によって、該フェライト単結晶を多結晶
体側に成長せしめ、そのフェライト単結晶を大きく育成
せしめることにより、自ら単結晶化されるものである。

また、第一若しくは第二のフェライト粉体にて形成され
る多結晶体におけるフェライト単結晶の成長開始温度を
変化させる方法としては、それらフェライト粉体を製造
する際に使用される出発原料としての酸化鉄原料を変化
させる方法や、フェライト粉体中の不純物含有量を変化
させる方法等がある。

具体的には、フェライト粉体を形成するための酸化鉄原
料として、特開昭５６−１５５１００号公報に示される
如き、スピネル構造を有する若しくはスピネル構造の履
歴を有する酸化鉄にスピネル構造履歴を持たない酸化鉄
を加えた酸化鉄原料を使用した場合において、スピネル
構造若しくはその履歴を有する酸化鉄の混合割合が減少
するに従って、第１図に示される如く、該フェライト粉
体から得られる多結晶体の不連続粒成長温度が上昇し、
従って単結晶成長開始温度も上昇するようになるのであ
る。また、多結晶体の平均粒子径もそれに伴い大きくな
り、そしてスピネル構造若しくはその履歴を有する酸化
鉄量がある一定量より減少すると、不連続粒成長を起こ
さない、換言すればそのような多結晶フェライト体に種
子単結晶フェライト体を接触させても、殆んどフェライ
ト単結晶が成長しなくなるのである。

なお、多結晶フェライト体の加熱温度と、かかるフェラ
イト体中の粒子の平均粒子径との関係を示す第１図にお
いて、Ａは、酸化鉄原料にスピネル構造若しくはその履
歴を有する酸化鉄原料を用いて得られたフェライト粉末
から構成される多結晶フェライト体の場合を示し、また
Ｂは、酸化鉄原料にスピネル構造若しくはその履歴を有
するものとそのようなスピネル構造若しくはその履歴を
有しないものとを混合した混合酸化鉄原料を用いて得ら
れたフェライト粉末から構成される多結晶フェライト体
の場合を示し、更にＣは、酸化鉄原料にスピネル構造若
しくはその履歴のない酸化鉄を用いて得られたフェライ
ト粉体から構成される多結晶フェライト体の場合を示し
ている。

従って、第一のフェライト粉体と第二のフェライト粉体
との製造に際して、こうした酸化鉄の性質を利用するこ
とにより、それら粉体から得られる多結晶体の単結晶成
長開始温度を変え、また第二のフェライト粉体から得ら
れる多結晶体の平均粒子径を変化させることが可能とな
るのである。

ところで、本発明者等の実験によれば、第一のフェライ
ト粉体用酸化鉄と第二のフェライト粉体用酸化鉄におけ
るスピネル構造若しくはその履歴を有する酸化鉄の含有
割合の差が２０％のとき、単結晶成長開始温度が約２０
℃異なることが明らかとなっている。また、フェライト
粉体用酸化鉄原料において、スピネル構造若しくはその
履歴を有する酸化鉄の含有量が減少すると、かかるフェ
ライト粉体から得られる多結晶体の単結晶成長開始温度
が高くなり、高温で単結晶を育成する必要があって、量
産性がおとる。従って、第一のフェライト粉体用酸化鉄
原料にあっては、スピネル構造を有する酸化鉄若しくは
スピネル構造履歴を有する酸化鉄原料の含有割合は多い
方が良く、一般に６０重量％以上、好ましくは８゛０重
景％以上とされることとなる。

また、第二のフェライト粉体を製造するために用いられ
る酸化鉄原料としては、前述の如く、スピネル構造若し
くはその履歴を有しない酸化鉄原料、換言すれば不連続
な結晶粒成長を示さない多結晶体を与える酸化鉄原料が
用いられる他、スピネル構造若しくはその履歴を有する
酸化鉄を含み、不連続な結晶粒成長を示す多結晶体を与
える酸化鉄原料であっても、その多結晶体が前記した第
一のフェライト粉体からなる多結晶体よりも高い単結晶
成長開始温度を有しておれば、本発明において使用する
ことが可能である。なお、その場合において、第二のフ
ェライト粉体から得られる多結晶体の単結晶成長開始温
度は、第一のフェライト粉体から得られる多結晶体の単
結晶成長開始温度に対して、より大きな温度差が存在す
る方が望ましい。けだし、第一のフェライト粉体からな
る多結晶体の単結晶化に際して、その単結晶成長開始温
度以上の温度に保持される限りにおいて、フェライト単
結晶は成長して、かかる多結晶体中に延びるが、そのよ
うなフェライト単結晶を大きく成長させるためには、特
開昭５７−９２５９９号公報に示される如く、ゆっくり
昇温する必要があり、且つ第二のフェライト粉体からな
る多結晶体の単結晶成長開始温度未満の温度で加熱する
必要があるところから、６ｍ１以上単結晶を成長させる
には、その温度差としては少なくとも約２０℃とするこ
とが望ましい。従って、第二のフェライト粉体を製造す
るため酸化鉄原料にあっては、スピネル構造若しくはそ
の履歴を有する酸化鉄の含有割合は、第一のフェライト
粉体用酸化鉄原料に比べて少なくとも２０重量％以上少
なくすることが望ましく、特に３０重量％以上少なくす
ることが望ましいのである。

さらに、フェライト粉体中のＳｉＯ２含有量の程度によ
って、かかるフェライト粉体から得られる多結晶体の不
連続粒成長温度、従って単結晶成長開始温度を変化させ
ることも可能であり、第２図には、その変化の一例が示
されている。即ち、第２図は多結晶フェライト体の加熱
温度と平均粒子径との関係を示すグラフであるが、そこ
においてＤは、ｏ、　ｏ　ｏ　ｓ重量％程度のＳｉＯ□
を含むフェライト粉体を用いて得られた多結晶フエライ
ト体を加熱した場合を示しており、またＥは、０．０１
０重量％程度のＳｉｎ、を含むフェライト粉体を用いて
得られた多結晶フェライト体を加熱した場合を示し、更
にＦは、０．０２５重量％程度のＳｉＯ□を含むフェラ
イト粉体を用いて得られた多結晶フェライト体を加熱し
た場合を示している。

そして、このグラフから、フェライト粉体中のＳｉＯ２
含有量がＤ−Ｅ−Ｆと多くなるに従って不連続粒成長温
度が高くなり、最後には不連続粒成長を示さなくなるこ
とが理解される。

ところで、本発明者等の実験によれば、フェライト粉体
中の５ｉＯｚ含有量が０．００５重量％程度多くなると
、単結晶成長開始温度は約２５℃高くなることが明らか
となっている。そして、フェライト粉体中のＳｉＯ□含
有量が増すにつれ、かかるフェライト粉体から得られる
多結晶体の単結晶成長開始温度が上昇すると共に、その
ような多結晶体の気孔率が増大し、従ってそのような多
結晶体を単結晶化して得られる多結晶フェライト体の気
孔率が増大するようになるのである。

このため、本発明に使用される第一のフェライト粉体中
の５ｉＯｚ含有量は、０．０２重量％以下望ましくは０
．０１５重量％以下とされることとなる。一方、第二の
フェライト粉体中の５ｉｏ２含有量は、第一のフェライ
ト粉体からなる多結晶体よりも、単結晶成長開始温度が
少なくとも２０℃以上高い多結晶体を形成することが望
ましいものであるところから、かかる第一のフェライト
粉体の５ｉＯｚ含有量よりもＯ，ＯＯ４重量％以上、好
ましくは０．００６重量％以上多いものであることが望
ましい。換言すれば５ｉｎ２含有量差によって、不連続
粒成長温度（単結晶成長開始温度）を変化せしめる場合
にあっては、下式を満足するように第一及び第二のフェ
ライト粉体が調整されることとなる。

Ｘ≦０．０２　　、　ｘ＋ｏ、ｏ０４≦ｙ［但し、Ｘ：
第一のフェライト粉体中のＳｉ０ｇ含有量（重量％）、 ｙ：第二のフェライト粉体中のＳ　ｉ　Ｏｚ含有量（重
量％）］ そして、本発明にあっては、上記のような第一第二のフ
ェライト粉体を用いて適当な成形手法、例えば粉末プレ
ス法或いは泥漿鋳込法等によって少なくとも２層構造の
成形体が成形されるのである。即ち、第一のフェライト
粉体からなる第一層部分と第二のフェライト粉体からな
る第二層部分とから構成された複合成形体が形成される
こととなるのである。

特に、本発明にあっては、かかる成形体を、第一のフェ
ライト粉体からなる第一層部分が、第二のフェライト粉
体からなる第二層部分にて取り囲まれた構造の複合成形
体とすることが望ましい。

特に、かかる第一層部分は、板状若しくはブロック状の
六面体のコアとして成形体の中心に配置され、そしてそ
のようなコアの６面の内、少なくとも５面を覆うように
構成し、第二層部分がシェルとして形成されることとな
る。このように第一のフェライト粉体からなる第一層部
分の表面の大部分を、第二のフェライト粉体からなる第
二層部分にて取り囲むようにすることにより、かかる第
一層部分の単結晶化が有利に行なわれ得て、大きなフェ
ライト単結晶を形成することが出来る利点が生ずる。け
だし、第一層部分の表面や角部の活性が、第二層部分に
て被覆されることにより効果的に低化され得て、単結晶
化に際してかかる第一層部分の表面部に異方位結晶が発
生しないからである。

次いで、このような第一のフェライト粉体からなる第一
層部分と第二のフェライト粉体からなる第二層部分を有
する複合成形体には、その焼成操作と該第一層部分の単
結晶化操作が施されることとなるが、それには次の４通
りの方法がある。

先ず、第一の方法は、上記の複合成形体を常法に従って
焼成し、複合多結晶フェライト体を得た後、この複合多
結晶フェライト体の少なくとも第一層部分（単結晶成長
開始温度の低い部分）に対して、所定の単結晶フェライ
ト体（種子単結晶フェライト）を接触せしめて、熱処理
することにより、少なくともかかる第一層部分の単結晶
化を行なうものである。

また、第二の方法は、前記の複合成形体の少なくとも第
一のフェライト粉体にて構成された第一層部分に対して
、所定の単結晶フェライト体（種子単結晶）を接触せし
めて、熱処理することにより、少なくともかかる複合成
形体を構成する第一層部分を単結晶化させる方法である
。この方法によれば、複合成形体の焼成と単結晶の育成
とが連続したスケジュールで行なわれることとなる。

このように、複合成形体から、その焼成操作と連続して
単結晶化のための熱処理を行なって、単結晶フェライト
材料を製造する手法は、その工程を簡便化するものであ
り、また焼結体である複合多結晶フェライト体の鏡面加
工を施す必要がない等、格別の効果を奏するものである
。

さらに、第三の方法は、上記複合成形体の成形操作を所
定の単結晶フェライト体く種子単結晶）の存在下におい
て行ない、かかる単結晶フェライト体を、得られる複合
成形体の少なくとも第一層部分に接する状態で該複合成
形体中に埋設せしめ、そしてそのような複合成形体を加
熱処理して、少なくともかかる複合成形体の焼成と共に
第一のフェライト粉体からなる複合成形体の第一層部分
を単結晶化させる方法である。この方法は、前記した第
二の方法の変形であり、該第二の方法と同様な利点を有
する。

なお、上記の三つの方法は、何れも種子単結晶フェライ
ト体を用いて、それを複合成形体若しくはそれを焼成し
て得られる複合多結晶フェライト体（焼結体）の少なく
とも第一層部分に当接せしめて、かかる種子単結晶フェ
ライト体からフェライト単結晶を該第一層部分側に漸次
成長せしめるようにしたものであって、これによって、
かかる種子単結晶フェライト体と同一の結晶方位を有す
る単結晶フェライト材料を得ることが出来る利点がある
。また、ここで用いられる種子単結晶としての単結晶フ
ェライトは、単結晶化されるべき第一層部分のフェライ
ト組成と同−若しくは類似の組成を有するものが用いら
れ、更にその全体が一つの単結晶にて形成されたものの
他、部分的に単結晶フェライト部分を存するフェライト
材料であっても何等差支えない。

また、第一のフェライト粉体と第二のフェライト粉体か
らなる複合成形体の焼成・単結晶化のための第四の方法
としては、上記の三つの方法とは異なり、種子単結晶を
使用せずに、複合成形体を加熱処理せしめ、特開昭５７
−９２５９１号公報に示される如（、第一のフェライト
粉体からなる多結晶体の不連続粒子成長の起こる温度に
局部的に加熱することにより、かかる複合成形体の第一
層部分に大多結晶粒子を形成せしめ、その後加熱して、
かかる大多結晶粒子を成長させ、単結晶フェライト材料
を形成せしめる方法である。なお、この方法にあっては
、得られる単結晶フェライト材料における単結晶フェラ
イト部分の結晶方位を規定することは困難である。

このようにして、本発明に従って得られる単結晶フェラ
イト材料は、少なくともその第一のフェライト粉体から
なるコア部分においてフェライト単結晶を有するもので
あり、またその第二のフェライト粉体からなるシェル部
分は、それが単結晶化され得るものであって且つその単
結晶化条件下におかれた場合において単結晶化され、全
体が一つの単結晶からなる単結晶フェライト材料となる
のである。一方、上記のように第二のフェライト粉体か
らなるシェル部分が単結晶化されない場合においては、
そのシェル部分が多結晶フェライト部分として存在し、
それ故単結晶フェライト部分と多結晶フェライト部分を
有するフェライト材料が得られることとなるが、そのよ
うなフェライト材料からは、その大きく成長した単結晶
フェライト部分のみが切り出されて、大きな形状の単結
晶フェライト体として用いられることとなる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、加熱過程で
結晶粒成長現象の異なる多結晶体を与えるフェライト粉
体を用いて、少なくとも２層の構造の複合成形体を形成
せしめて、少なくともその単結晶化され易い第一のフェ
ライト粉体からなる第一層部分を単結晶化せしめて、目
的とする単結晶フェライト材料を得るものである。

本発明において、第一層部分をコアとし、それを取り囲
むように形成した第二層部分をシェルとして有する複合
成形体を用いることにより、従来の方法に比して、フェ
ライト単結晶を大きく成長させる利点を享受することが
出来る。即ち、第一層部分である多結晶フェライト部分
は単結晶を成長させ名ための昇温中に多結晶フェライト
部分に不連続粒成長を起こすことがあるが、その核発生
部分は、多結晶フェライト部分の直方体のコーナーある
いは表面部であることが多いところから、不連続粒成長
温度の高い第二層部分で第一層部分を囲めば、核発生の
頻度が少なくなり、それによってフェライト単結晶をよ
り長く成長させることが可能である。

また、本発明にあっては、真方位結晶の発生防止のため
、母結晶（多結晶フェライト部材）背面とダミー材の接
合面を鏡面研磨するという複雑な工程を省くことができ
る等、量産性に冨む方法である。

（実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の幾つかの実施例を示すが、本発明がそのような実施
例の記載によって何等制限的に解釈されるものではない
ことは、言うまでもないところである。

なお、本発明は、上述した本発明の詳細な説明並びに以
下の実施例の他にも各種の態様において実施され得るも
のであり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当
業者の知識に基づいて実施され得る種々なる態様のもの
が、何れも本発明の範昭に属するものと理解されるべき
である。

実施例　１ フェライト粉体の製造に使用する酸化鉄原料を吟味する
ため、酸化鉄原料として、スピネル構造履歴を有する酸
化鉄とスピネル構造履歴を持たない酸化鉄の割合が第１
表に示される如く変化された酸化鉄混合原料を用いると
共に、他原料として炭酸マンガン、酸化亜鉛を用い、そ
れらを、その組成がＭｎ０＝３１モル％、Ｚｎ０＝１６
．５％モル％、Ｆｅｚ　ｏｗｌ　＝５２．５％となるよ
うに均一に混合した後、空気中において約１０００°Ｃ
の温度で２時間仮焼した後、粉砕することにより、フェ
ライト粉末を製造した。

次いで、それぞれのフェライト粉末より３５ｔｍＸ９＋
ａｍＸ９ｍの大きさの成形体を成形し、それらを、それ
ぞれ、平衡酸素分圧下の雰囲気中において１３５０°Ｃ
の温度で４時間焼成することにより、多結晶体をそれぞ
れ得た。なお、この得られた多結晶体の平均粒子径は下
記第１表に示す通りであった。

さらに、これらの多結晶体より、２５　ｗ　Ｘ　５　Ｎ
Ｘ５ｍｍ’の板状の多結晶フェライト部材をそれぞれ切
り出す一方、この多結晶フェライト体と略同−組成の単
結晶フェライト体より２５ｍ鵬×５鳳腸×１ｍｍｔの板
状の種子単結晶フェライト部材を切り出した後、それぞ
れのフェライト部材の接合面を研磨し、そして、それら
の研磨面間に６ＮのＨＮＯ３溶液を付け、重ね合わせて
乾燥することにより、接着せしめ、その後かかる仮接着
物を窒素雰囲気中において、１１５０℃の温度で３０分
間加熱した後、５容量％の酸素を含む窒素雰囲気下にお
いて１１５０℃の温度から３００℃／　ｈ　ｒの昇温速
度にて１３５０℃の温度まで昇温せしめ、さらにその温
度から１０℃／ｈｒの昇温速度で最高保持温度まで昇温
した。その最高保持温度を１３５０〜１４４０℃の範囲
で変化せしめて、単結晶成長開始温度との関係を調べた
ところ、下記第１表に示される如くなった。

即ち、第１表から明らかなように、酸化鉄原料中におけ
るスピネル構造履歴を有する酸化鉄の割合が減少するに
つれて、単結晶成長開始温度は上昇し、それが６０％未
満になると、単結晶が成長しないことがわかった。

第　　　１　　　表 次に、第二のフェライト粉体を用いて形成したシェル部
分の効果を調べるために、始めに、第一のフェライト粉
体として、第１表のＮ［Ｌ７の粉末を用い、泥漿鋳込法
により４０ｆｌＸ３８龍Ｘ　５．４　ａｍの大きさとな
るように鋳型に流し込むことにより、コア用成形体を成
形した後、鋳型から離型し、次いでかかるコア用成形体
の３８　ａｍ　Ｘ　５．４　＊ｘの１面を除いた他の５
面を囲むようにして、かかるコア成形体の周囲に、泥漿
鋳込法により第１表の隘１の粉末を第二のフェライト粉
体用粉末として流し込み、かかる第二のフェライト粉体
用粉末にてシェル部分を形成せしめて、４６　ｗ　Ｘ　
４２　ｗ　Ｘ　９　ｍｌの大きさに成形した２層成形体
を形成せしめ、その後この２層成形体を鋳型から離型し
た。そして、それを乾燥後、２トン／−の圧力で静水圧
プレスを行なうことによって、第一のフェライト粉体用
粉末からなるブロック状乃至は板状のコア部分と、その
周囲の５面を取り囲む第二のフェライト粉体用粉末から
なるシェル部分とを有する２層構造の複合成形体を作製
した。同様にして、第一のフェライト粉体用粉末に黒７
の粉末を使用し、また第二のフェライト粉体用粉末とし
てｌ１ｈ２〜患６のものを使用して、２層構造の複合成
形体を作製した。

次いで、これらの得られた複合成形体を平衡酸素分圧の
雰囲気中において１３５０℃の温度で４時間焼成するこ
とにより、複合多結晶体（フェライト焼結体）を得た。

かくして得られた複合多結晶フェライトのコア部分の露
出している面を表面層部分より１Ｍ切断除去加工し、ダ
イヤモンド砥粒を用いて平滑度：Ｒｍａｘが０．１μｍ
となるように研磨した。一方、これらの複合多結晶フェ
ライト体と略同−組成の単結晶フェライト体より３０ｍ
Ｘ５ｍｍＸ１鶴１の板を切断し、同様にダイヤモンド砥
粒を用いて研磨した。

そして、それら研磨された複合多結晶フェライト部材と
上記の種子単結晶フェライト部材を用い、それらの研磨
面間に６ＮのＨＮＯ，溶液を１滴付け、重ね合わせて乾
燥することにより、それらフェライト部材を仮に接着せ
しめた。

その後、かかる仮接着物を、窒素雰囲気中において１１
５０℃の温度で３０分間加熱した後、５容量％の酸素を
含む窒素雰囲気下において１１５０″Ｃの温度から３０
０°Ｃ／　ｈ　ｒの昇温速度にて１３５０°Ｃの温度で
昇温せしめ、さらにその温度から１０°Ｃ／　ｈ　ｒの
昇温速度で１４４０℃の温度まで昇温した後、冷却し、
かかる仮接着物を構成する前記複合多結晶フェライト部
材におけるフェライト単結晶の成長した様子を調べた。

第２表 その結果、かかる複合多結晶フェライト部材中のコア層
部分は、単結晶フェライト部材からの単結晶の成長長さ
は第２表に示す通りであり、隘６゜阻５粉末を使用した
ものは種単結晶からの単結晶成長長さはそれぞれ８ｍｍ
、１７ｍｍであったが、隘１〜ＮＬＱ、４粉末を使用し
たものはすべて単結晶化しており、第３図に示される如
く、３０ｍＸ３０ｍ×５鶴の単結晶となった。

一方、比較のために、隘７のフェライト粉末を用い、同
様に４１０Ｘ９鶴Ｘ１５ｍｍの大きさに成形した後、そ
れを焼成して得た多結晶フェライト体の表面層部分を各
１ｍｍ切断、除去加工し、３０ｍｍＸ５ｍｍＸ１０ｎの
大きさとなるようにし、研磨加工後、種子単結晶を接着
し、単結晶を育成したところ、第４図の如く、種子単結
晶から６關単結晶が成長したが、真方位結晶が４１ｍ種
単結晶方向に成長しており、母子結晶を全部種子単結晶
と同じ方位にすることはできなかった。

以上の結果より、単結晶成長開始温度が少くとも約２０
℃であれば、単結晶成長長さが著しく太き（なることが
明らかである。

実施例　２ フェライト粉体中の５ｉＯｚ含量の影響を吟味するため
、酸化鉄原料としてスピネル構造履歴を有する酸化鉄を
利用して、これを炭酸マンガン、酸化亜鉛と混合する際
に更に所、定量のＳｉＯ２を添加し、実施例１と同様な
方法により、第３表に示される如き５ｉｎ２含量の異な
る各種のフェライト粉体を製造した。

次いで、このＳｉｎ、含量の異なるフェライト粉体を用
い、３５ｍｍＸ９■■×９鶴の大きさの成形体を成形し
た後、その成形体を平衡酸素分圧下の雰囲気中において
１３５０℃の温度で４時間焼成することにより、それぞ
れ多結晶体を得た。かくして得られた、それぞれの粉体
に対応する多結晶体の平均粒子径及び気孔率は、第３表
に示される通りであった。

さらに、この得られた多結晶体から、それぞれ、２５ｎ
Ｘ５龍Ｘ５＋ｕ’の板状の多結晶フェライト部材を切り
出す一方、その多結晶フェライト体と略同−組成の単結
晶フェライト体より２５ｍｍｘ５ｍＸ１ｗ’の板状の種
子単結晶フェライト部材を切り出し、それぞれの接合面
を研磨した後、それぞれの研磨面に６ＮのＨＮＯ３溶液
を付け、重ね合わせて、乾燥することにより、仮接着せ
しめ、その後この仮接着物を、実施例１の加熱スケジュ
ールにおける最高温度を１３５０〜１４４０℃の範囲で
変化せしめて、単結晶成長開始温度とフェライト粉体中
の５ｉｎ２含有量との関係を調べたところ、下記第３表
の如くなった。

第３表から明らかなように、フェライト粉体中のＳ　ｉ
　ＯＺ含有量が増加するにつれて、多結晶フェライト体
中におけるフェライト結晶の平均粒子径は、やや小さく
なる傾向があるものの、その気孔率は増大し、また単結
晶成長開始温度が上がり、そして、ＳｉＯ２含有量が増
大して、０．０２５重量％に達すると、最早そのような
５ｉＯｚ含有量のフェライト粉体から製造された多結晶
体は単結晶化せず、多結晶のままであることが判った。

第　　　３　　　表 以上の結果に基づき、第一のフェライト粉体として、か
かる第３表の隘１の粉末を用い、泥漿鋳込ン去により４
０１鳳×３８菖鳳×６．４璽■の大きさとなるように鋳
型に流し込むことにより、コア成形体を成形した後、鋳
型から離型し、次いでかかるコア用成形体の３３　ｍｍ
　Ｘ　６．４鰭の１面を除いた他の５面を囲むようにし
て、かかるコア成形体の周囲に、泥秦鋳込法により第３
表の患５の粉末を第二のフェライト粉体用粉末として流
し込み、かかる第二のフェライト粉体用粉末にてシェル
部分を形成せしめて、４６１ＩＸ４２■ｍＸ９ｍ重の大
きさに成形した２層成形体を形成せしめ、その後この２
層成形体を鋳型から離型した。そして、それを乾燥後、
２トン／ａｄの圧力で静水圧プレスを行なうことによっ
て、第一のフェライト粉体用粉末からなるブロック状乃
至は板状のコア部分と、その周囲の５面を取り囲む第二
のフェライト粉体用粉末からなるシェル部分とを有する
２層構造の複合成形体を作製した。

次いで、この得られた複合成形体を３０ｗＸ５鶴×１１
ｍｔの大きさの単結晶フェライト板の上に乗せ、平衡酸
素分圧の雰囲気中において１３５０°Ｃの温度で４時間
焼成した後、続いて酸素を５容量％含む窒素雰囲気中に
おいて、１０℃／　ｈ　ｒの昇温速度にて１４４０℃の
温度まで昇温することによって、単結晶成長のための熱
処理を施した後、冷却し、かかる複合成形体における単
結晶成長の様子を調べた。その結果、複合成形体を構成
する第一のフェライト粉体用粉末からなるコア部分は全
て単結晶化しており、３１ｍＸ３０１ｍＸ５酊の大きさ
の大きな単結晶フェライト部分を有する単結晶フェライ
トを得ることが出来た。

実施例　３ 第一のフェライト粉体に第１表の隘７の粉末を使用し、
また第二のフェライト粉体に同じく第１表の寛４の粉末
を使用して、矩形形状の複合成形体を次のようにして成
形した。即ち、まず、所定の鋳型底部に、２５　＊＊　
Ｘ　３　鶴ｘ　ｌ　＋＋ｎの単結晶フェライトを置き、
上記寛７のフェライト粉末を泥漿鋳込成形法により、４
０ｍｍＸ　３８ｍｍ１Ｋ６．４ｍｍの大きさとなるよう
に、鋳型に流し込むことによって、矩形の板状乃至ブロ
ック状のコア用成形体を成形し、それを鋳型から離型し
た。次いで、上記魚４のフェライト粉末を用いて同様な
泥漿鋳込成形法により、かかるコア用成形体の５面を囲
むようにして、該コア用成形体の外周部に流し込み、４
６鰭×４２１×９１１の大きさの２層構造の成形体を成
形し、その後鋳型から離型して、乾燥せしめた後、２ト
ン／　ｃｔｌの圧力で静水圧プレスすることにより、種
子単結晶を埋設した２層成形体を作製した。

次いで、この得られた複合成形体を、平衡酸素分圧の雰
囲気中において１３５０℃の温度で４時間焼成した後、
続いて酸素を５容量％含む窒素雰囲気中において、１０
℃／　ｈ　ｒの昇温速度にて１４４０°Ｃの温度まで昇
温することによって、単結晶成長のための熱処理を施し
た後、冷却し、かかる複合成形体における単結晶の成長
の様子を調べた。

その結果、複合成形体を構成する第一のフェライト粉体
用粉末からなるコア部分は全て単結晶化していた。また
、第二のフェライト粉体用粉末からなるシェル部分も一
部に異方位結晶の発達があったが、他部分は種子単結晶
と同方位の単結晶となっていた。なお、複合成形体中に
埋め込まれた種子単結晶フェライト部分に一部クラック
が入っていたため、それを切断除去し、Ｒ柊的に２７賞
１×３０龍Ｘ５ｍｍの単結晶を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図はスピネル構造履歴の異なる酸化鉄原料を用いた
フェライト粉末から得られる多結晶フェライト体の加熱
温度と平均粒子径との関係を示すグラフであり、第２図
は５ｉＯＺ含有量の異なるフェライト粉末を用いて得ら
れた多結晶フェライト体の加熱温度と平均粒子径との関
係を示すグラフである。第３図及び第４図は、それぞれ
実施例１において得られた複合多結晶フェライト部材（
本発明）及び多結晶フェライト部材（比較）を単結晶化
したものにおける単結晶が成長した様子を示す説明図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）不連続な結晶粒成長を示し且つ単結晶化され得る多
   結晶体を与える第一のフェライト粉体よりなるコア部分
   と、不連続な結晶粒成長を示さないか若しくは示しても
   該第一のフェライト粉体よりフェライト単結晶の成長開
   始温度の高い多結晶体を与える第二のフェライト粉体を
   用いて、前記コア部分を覆うように形成されたシェル部
   分とから構成されている成形体を成形せしめた後、該成
   形体の焼成と共に若しくはその焼成の後に、該成形体の
   、少なくとも前記第一のフェライト粉体にて構成された
   コア部分を単結晶化することを特徴とする単結晶フェラ
   イトの製造法。 （２）前記コア部分が板状若しくはブロック状であり、
   該コア部分の少なくとも５面を前記シェル部分で覆うよ
   うに、前記成形体が成形される特許請求の範囲第１項記
   載の製造法。 （３）前記単結晶化が、前記成形体の、前記第一のフェ
   ライト粉体にて構成されたコア部分に対して、所定の種
   子単結晶フェライト体を接触せしめて、加熱することに
   より、該成形体の焼成と共に行なわれる特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の製造法。 （４）前記成形体の成形操作が所定の種子単結晶フェラ
   イト体の存在下において行なわれ、該種子単結晶フェラ
   イト体が少なくとも前記第一のフェライト粉体からなる
   コア部分に接する状態で埋設された成形体が成形された
   後、かかる成形体に対して熱処理が施されることにより
   、該成形体の焼成と共に、前記第一のフェライト粉体か
   らなるコア部分の単結晶化が行なわれる特許請求の範囲
   第１項記載の製造法。 （５）前記単結晶化が、前記成形体を焼成して得られる
   多結晶フェライト体の、少なくとも前記第一のフェライ
   ト粉体にて構成されたコア部分に対して、所定の種子単
   結晶フェライト体を接触せしめて、熱処理することによ
   り、行なわれる特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の製造法。 （６）前記第一及び第二のフェライト粉体が、スピネル
   構造を有する酸化鉄及び／又はスピネル構造の履歴を有
   する酸化鉄とスピネル構造の履歴のない酸化鉄との混合
   比の異なる酸化鉄原料を出発原料として用いて形成され
   たものである特許請求の範囲第１項乃至第５項の何れか
   に記載の製造法。 （７）前記第一のフェライト粉体が、スピネル構造を有
   する酸化鉄及び／又はスピネル構造の履歴を有する酸化
   鉄を６０〜１００重量％含有する第一の酸化鉄原料を出
   発原料として形成されたものであり、且つ前記第二のフ
   ェライト粉体が、スピネル構造を有する酸化鉄及び／又
   はスピネル構造の履歴を有する酸化鉄の含有量が少なく
   とも前記第一の酸化鉄原料より２０重量％少ない第二の
   酸化鉄原料を出発原料として形成されたものである特許
   請求の範囲第６項記載の製造法。 （８）前記第一及び第二のフェライト粉体として、Ｓｉ
   Ｏ＿２含有量の異なるフェライト粉体が用いられる特許
   請求の範囲第１項乃至第７項の何れかに記載の製造法。 （９）前記第一のフェライト粉体のＳｉＯ＿２含有量：
   ｘ重量％と前記第二のフェライト粉体のＳｉＯ＿２含有
   量：ｙ重量％とが、次式； ｘ≦０．０２、ｘ＋０．００４≦ｙ を満足するように調整した特許請求の範囲第８項記載の
   製造法。