KR20220054382A - 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말 및 이의 제조 방법 - Google Patents

실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말 및 이의 제조 방법 Download PDF

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요리토 니시자와
코지 타노우에
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도와 일렉트로닉스 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 압분체로 성형할 때에 높은 체적 저항률을 갖는 압분체를 얻는 것이 가능한 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말 및 이의 제조 방법을 제공한다. [해결수단] 5질량% 이상 50질량% 이하의 물을 포함하는, 물과 한센 용해도 파라미터 값(SP 값)이 11.3 이하의 알코올의 혼합 용매 중에, Fe계 연자성 분말을 분산시켜 슬러리를 얻은 후, 그 슬러리에 실리콘 알콕사이드 및 당해 실리콘 알콕사이드의 가수분해 촉매를 첨가하여 실리콘 산화물 피복을 행함으로써, 고절연성의 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말을 얻을 수 있다.

Description

실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말 및 이의 제조 방법
본 발명은 인덕터, 초크 코일, 트랜스, 리액터나 모터 등의 전기 전자 부품의 압분 자심의 제조에 적합한, 양호한 절연성을 갖는 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 인덕터, 초크 코일, 트랜스, 리액터나 모터 등의 자심으로서, 철분이나 철을 함유하는 합금 분말, 금속 간 화합물 분말 등의 Fe계 연자성 분말을 사용한 압분 자심이 알려져 있다. 그러나, 그러한 철을 함유하는 Fe계 연자성 분말을 사용한 압분 자심은, 페라이트를 사용한 압분 자심에 비해 전기 저항률이 낮기 때문에, Fe계 연자성 분말의 표면에 절연성의 피막을 피복한 후에 압축 성형, 열 처리를 실시하여 제조된다.
절연성의 피복으로는 종래 다양한 것이 제안되고 있지만, 고절연성의 피복으로서 실리콘의 산화물 피복이 알려져 있다. 습식법에 의해 실리콘 산화물을 피복한 Fe계 연자성 분말로서는, 예를 들면 특허문헌 1에는, Si 알콕사이드를 물에 용해한 후, 당해 용액에 포함되는 Si 알콕사이드의 가수분해 생성물을, 철을 주성분으로 하는 연자성 분말의 표면에 피복하는, 압분 자심용 연자성 분말의 실리카 피복 형성 방법, 및, 그 연자성 분말을 사용한 압분 자심의 제조 방법이 개시되어 있다. 당해 실리카 피복 형성 방법에서는, Fe를 주성분으로 하는 연자성 분말의 표면에, TEOS, 유기 용제로서의 이소프로판올(IPA), 알칼리, 및 물을 포함하고, TEOS와 물의 농도를 소정의 값으로 조정한 가수분해 용액에 의해 실리카 피막을 형성하고 있다. 당해 TEOS의 가수분해 생성물을 피복한 철을 주성분으로 하는 연자성 분말을 압축 성형 중, 또는 압축 성형 후에 열처리를 행함으로써, TEOS의 가수분해 생성물은 고절연성의 실리카 피막으로 변화된다.
또한 특허문헌 2에는, 입자 직경 50㎛ 정도의 Fe계 연자성 분말의 표면에, 실리콘 레진과 Si 알콕사이드를 포함하는 실리카계 절연 피막을 피복한 압분 자심 용도의 연자성 분말 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 당해 제조 방법에 있어서는, 실리콘 레진을 용매인 IPA에 용해한 후, 당해 용액에 Si 알콕사이드로서 TEOS를 첨가하여 교반 혼합하고, 또한 그 용액에 산 촉매와 물을 첨가하여 실리카졸-겔 코팅액을 얻고 있다.
일본 공개특허공보 특개2009-231481호 일본 공개특허공보 특개2017-183681호
그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되어 있는 실리콘계 산화물의 피복 방법의 경우, 미리 IPA 중에서 TEOS를 가수분해하여, 생성한 TEOS의 가수분해 생성물의 미립자를 Fe계 연자성 분말의 표면에 부착시킴으로써 실리콘계 산화물 피막을 형성하므로, 얻어지는 실리콘계 산화물 피막은 결함이 많은 것이며, 압분체로서 성형할 때에 높은 체적 저항률을 얻는 것이 곤란하였다.
이에 대해, 본 출원인은, 압분체로서 성형할 때에 높은 체적 저항률을 얻을 수 있는 고절연성의 실리콘 산화물을 피복한 연자성 분말 및 이의 제조 방법을, 일본 특원2019-025026호로서 출원하였다. 당해 제조 방법은, 미리 물과 유기 용매를 혼합한 혼합 용매 중에 철을 20질량% 이상 함유하는 연자성 분말을 분산시키고, 당해 슬러리에 실리콘 알콕사이드를 첨가한 후, 실리콘 알콕사이드의 가수분해 촉매를 첨가함으로써, 연자성 분말 표면에서 실리콘 알콕사이드의 가수분해 반응을 일으키고, 결함이 적은 실리콘 산화물 피복을 얻는다는 것이다.
상기 특원2019-025026호에 기재된 발명은, 연자성 분말로서 주로 레이저 회절식 입도 분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 1.0㎛ 이상 5.0㎛ 이하의 미세한 연자성 분말을 대상으로 하는 것으로, 이러한 사이즈의 연자성 분말로 형성되는 압분 자심은 예를 들면 인덕터와 같은 용도에 사용된다. 본 발명자들이 예의 검토를 행한 바, 모터의 코일이나 리액터 등의 용도의 압분 자심에 통상 사용되는 레이저 회절식 입도분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 5㎛ 초과 200㎛ 이하의 Fe계 연자성 분말에 본 발명의 제조 방법을 적용하는 경우, 본 발명을 더 개량할 여지가 있음이 판명되었다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 비교적 큰 입자 직경의 D50이 5㎛ 초과 200㎛ 이하 정도의 Fe계 연자성 분말의 표면에 실리콘 산화물을 적합하게 피복함으로써, 절연성이 우수한 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는,
(1) Fe계 연자성 분말을 코어 입자로 하여, 그 표면에 평균 막 두께가 1nm 이상 80nm 이하인 실리콘 산화물 피복층을 구비하는 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말로서, 레이저 회절식 입도 분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 5㎛ 초과 200㎛ 이하이고, 이중 링 전극법을 사용하여, 12.73MPa로 압하하여 얻어지는 압분체의 체적 저항률이 1.0×104Ω·cm 이상인, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말이 제공된다.
또한, 본 발명에서는,
(2) Fe계 연자성 분말을 코어 입자로 하여, 그 표면에 평균 막 두께가 1nm 이상 80nm 이하인 실리콘 산화물 피복층을 구비하는 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말로서, 레이저 회절식 입도 분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 5㎛ 초과 200㎛ 이하이고, 하기에서 정의되는 피복율 R이 0.8 이상인, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말이 제공된다.
R: 상기 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 산소 이외의 원소에 대해 X선 광전자 분광 분석법(XPS) 측정시의, 산소 이외의 원소의 몰분율의 합계에 대한, Si의 몰분율의 비율.
(3) 상기 (1)항 및 (2)항의 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 레이저 회절식 입도 분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50은, 20㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 좋다.
본 발명에서는 또한,
(4) Fe계 연자성 분말의 표면에 평균 막 두께가 1nm 이상 80nm 이하인 실리콘 산화물을 피복한 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 제조 방법으로서, 25℃에서의 한센 용해도 파라미터 값(SP 값)이 11.3 이하의 알코올과 물을 혼합하고, 물을 5질량% 이상 50질량% 이하 포함하는 혼합 용매를 준비하는 공정, 상기 혼합 용매에 레이저 회절식 입도 분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 5㎛ 초과 200㎛ 이하의 Fe계 연자성 분말을 첨가하여, Fe계 연자성 분말이 분산된 슬러리를 얻는 분산 공정, 상기 Fe계 연자성 분말을 분산한 슬러리에, 실리콘 알콕사이드 및 실리콘 알콕사이드의 가수분해 촉매를 첨가하고, 실리콘 산화물을 피복한 Fe계 연자성 분말이 분산된 슬러리를 얻는 첨가 공정, 상기 실리콘 산화물을 피복한 Fe계 연자성 분말이 분산된 슬러리를 고액 분리하고, 실리콘 산화물을 피복한 Fe계 연자성 분말을 얻는 공정, 상기 실리콘 산화물을 피복한 Fe계 연자성 분말을 건조하는 공정을 포함하는, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 제조 방법이 제공된다.
(5) 상기 (4)항의 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50은 20㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 바람직하다.
(6) 상기 (4)항의 첨가 과정을 실시할 때의 슬러리의 온도는 10℃ 이상 70℃ 이하인 것이 바람직하다.
(7) 상기 (4)항의 첨가 과정을 실시할 때의 슬러리의 온도는 20℃ 이상 70℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
(8) 상기 (4)항의 제조 방법에 의해 얻어지는 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말은, 실리콘 산화물을 피복 후의 레이저 회절식 입도 분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50은, 5㎛ 초과 200㎛ 이하인 것이 바람직하다.
(9) 또한, 상기 (4)항의 제조 방법에 의해 얻어지는 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말은, 실리콘 산화물을 피복 후의 레이저 회절식 입도 분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 20㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 제조 방법을 이용함으로써, 절연성이 뛰어난 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말을 제조하는 것이 가능하게 되었다.
[Fe계 연자성 분말]
본 발명에서는 출발 물질로서 철을 20질량% 이상 함유하는 Fe계 연자성 분말을 사용한다. 당해 Fe계 연자성 분말은, 순철분이라도 좋고, 다른 구성 원소로서, Si, Cr, Al, Ni, Mo, Co, P, B로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함해도 좋다. Fe계 연자성 분말로서는, 구체적으로는, 철분, Fe-Si 합금, Fe-Si-Cr 합금, Fe-Al-Si 합금(센더스트), 퍼멀로이 조성인 Fe-Ni 합금(Ni의 질량 비율: 30 내지 80질량%) 등을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라 이들에 Mo, Co가 소량(10질량% 이하) 첨가되는 경우가 있다. Mo를 첨가한 합금은 결정 구조가 아몰퍼스가 되므로, 특히 아몰퍼스분이라고 불리는 경우가 있다. 본 발명의 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 제조 방법을 적합하게 적용할 수 있는 관점에서, Fe계 연자성 분말로서는, 철분, Fe-Si 합금분, Fe-Si-Cr 합금분, Fe-Al-Si 합금분이 바람직하다(이러한 합금에서 철의 비율은 바람직하게는 85 내지 98질량%이고, 보다 바람직하게는 90 내지 98질량%이다).
이하, 본 명세서에서는, 특별히 언급하지 않는 한, 상기 정의에 포함되는 연자성 분말을 단순히 「Fe계 연자성 분말」이라고 한다. 본 발명에서는, 상기 Fe계 연자성 분말의 자기 특성에 대해 특별히 규정하지 않지만, 보자력(Hc)이 낮고 포화 자화(σs)가 높은 분말이 바람직하다. Hc는 낮을수록 좋고 3.98kA/m(약 50(Oe)) 이하가 바람직하다. Hc가 3.98kA/m를 초과하면 자기장을 반전시킬 때의 에너지 손실이 커져, 자심에는 적당하지 않은 경우가 있다.
또한, σs는 높은 편이 좋고, 100A㎡/kg(100emu/g) 이상이 바람직하다. 포화 자화가 100A㎡/kg 미만에선 자성분이 다량으로 필요해지고, 필연적으로 자심의 사이즈가 커져 버리므로, 자심의 소형화를 지향하는 경우는 바람직하지 않다.
본 발명에서는 상기 Fe계 연자성 분말로서 레이저 회절식 입도분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 5㎛ 초과 200㎛ 이하인 것을 사용한다. Fe계 연자성 분말의 누적 50% 입자 직경 D50은 바람직하게는 6㎛ 이상 200㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상 200㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 40㎛ 이상 160㎛ 이하이다.
[실리콘 산화물 피복층]
본 발명에서는, 실리콘 알콕사이드를 사용한 습식의 피복법에 의해, 상기 Fe계 연자성 분말을 구성하는 입자의 표면에 절연성의 실리콘 산화물을 피복한다. 실리콘 알콕사이드를 사용한 피복법은, 일반적으로 졸-겔법으로 불리는 수법으로, 건식법과 비교하여 대량 생산성이 우수한 것이다.
실리콘 알콕사이드를 가수분해하면, 알콕시기의 일부 또는 전부가 수산기(OH기)와 치환하여 실라놀 유도체가 된다. 본 발명에서는, 이 실라놀 유도체에 의해 상기 Fe계 연자성 분말 표면을 피복하지만, 표면을 피복하는 실라놀 유도체는, 가열하면 축합 또는 중합함으로써 폴리실록산 구조를 취하고, 폴리실록산 구조를 더 가열하면 실리카(SiO2)가 된다. 본 발명에서는, 유기물인 알콕시기의 일부가 잔존하는 실라놀 유도체 피복에서부터 실리카 피복까지를 총칭하여 실리콘 산화물 피복이라고 한다.
실리콘 알콕사이드로서는, 알콕실기로서 탄소수 2 내지 5의 실리콘 알콕사이드, 예를 들면 트리에톡시실란, 테트라에톡시실란, 트리프로폭시실란, 테트라프로폭시실란, 트리부톡시실란, 테트라부톡시실란, 펜틸트리에톡시실란 등을 사용할 수 있지만, 균일한 실리콘 산화물층을 형성하고 고저항인 피복층을 얻을 수 있는 관점에서, 테트라에톡시실란(TEOS) 또는 테트라프로폭시실란(TPOS)이 바람직하고, 그 중에서도 TPOS의 사용이 바람직하다.
[막 두께]
본 발명에서는, 실리콘 산화물 피복층의 평균 막 두께는 1nm 이상 80nm이하인, 5nm 이상 65nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 막 두께 1nm 미만에서는, 피복층 중에 결함이 많이 존재하고, 절연성을 확보하는 것이 곤란한 경우가 있다. 한편, 막 두께가 80nm를 초과하면 절연성은 향상되지만, Fe계 연자성 분말의 압분 밀도가 저하되어 자기 특성이 악화되는 경우가 있다. 실리콘 산화물 피복층의 평균 막 두께는 용해법에 의해 측정하지만, 측정법의 상세는 후술한다. 또한, 용해법에 의해 측정이 어려운 경우, 실리콘 산화물 피복층의 단면을 투과 전자 현미경(TEM) 관찰 또는 주사 전자 현미경(SEM) 관찰함으로써 평균 막 두께를 구할 수 있다. 그 경우 단면의 TEM 사진 또는 SEM 사진을 촬영하고, 임의 입자의 측정점 50개소의 평균값에 의해 평균 막 두께를 구할 수 있다. 또한, 수속 이온 빔(FIB) 가공 장치를 이용하여 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말을 절단하고, 투과 전자 현미경(TEM) 관찰에 의해 측정한 실리콘 산화물 피복층의 평균 막 두께는, 실리콘 산화물 피복층의 밀도를 d=2.65(g/㎤)로서 후술하는 용해법에 의해 구한 막 두께와 정밀하게 일치하는 것이 확인되었다.
[피복율 R]
본 발명에서는, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의, 하기에서 정의되는 피복율 R이 0.8 이상인 것이 바람직하다.
R: 상기 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 산소 이외의 원소에 대해 X선 광전자 분광 분석법(XPS) 측정시의, 산소 이외의 원소의 몰분율의 합계에 대한, Si의 몰분율의 비율.
본 발명의 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말은, 실리콘 산화물 피복이 적합하게 되어 있고, 코어 입자인 Fe계 연자성 분말이 노출되어 있는 개소가 적으므로, 피복율 R이 상기와 같이 높다. 적합한 실리콘 산화물 피복에 의해 우수한 절연성을 달성하는 관점에서, 피복율 R은 0.85 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.9 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.95 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한, 피복율 R의 상한은 1이다.
[체적 기준 누적 50% 입자 직경]
본 발명의 경우, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 레이저 회절식 입도분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 5㎛ 초과 200㎛ 이하이다. 5㎛ 이하의 사이즈의 입자 직경에서는 압분 자심의 자기 특성(투자율)이 낮아져 버리므로, 또한 200㎛ 이상에서는 입자 내부에 발생하는 와전류의 영향으로 자기 손실이 커지므로 각각 바람직하지 않다. 동일한 관점에서, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 누적 50% 입자 직경 D50은 바람직하게는 6㎛ 이상 200㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상 200㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 40㎛ 이상 160㎛ 이하이다.
[압분 밀도]
본 발명의 경우, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 압분 밀도는 특별히 규정하는 것은 아니지만 4.0g/㎤ 이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 5.0g/㎤ 이상이다. 압분 밀도는 압분 자심의 투자율에 영향을 미친다. 압분 밀도가 낮으면 압분 자심의 투자율이 낮아져 결과적으로 소정의 투자율을 얻기 위해 압분 자심의 사이즈가 큰 것이 되므로, 압분 자심 소형화의 관점에서 바람직하지 않다.
[용도]
본 발명의 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말로 제조한 압분 자심은, 인덕터, 초크 코일, 트랜스, 리액터나 모터 등의 전기 전자 부품의 용도에 적합하다.
압분 밀도는 높은 편이 좋지만, Fe계 연자성 분말의 조성으로부터, 실질적으로 얻어지는 압분 밀도의 상한은 7g/㎤ 정도이다.
[혼합 용매 및 분산 공정]
본 발명의 제조 방법의 특징 중 하나는, 졸-겔법에 의한 Fe계 연자성 분말 표면으로의 실리콘 산화물 피복에 앞서, 공지의 기계적 수단에 의해 교반함으로써, 미리 Fe계 연자성 분말을 물과 유기 용매의 혼합 용매 중에 분산시키는 분산 공정을 제공하는 것이다.
Fe계 연자성 분말의 표면에는 당해 Fe계 연자성 분말의 주성분인 Fe의 극히 얇은 산화물이 존재하지만, 그 Fe의 산화물과 혼합 용매 중에 포함되는 물 분자와의 상호 작용에 의해, Fe계 연자성 분말의 표면에 물의 농축층이 형성되고, Fe 산화물이 수화 반응을 일으킨다고 생각된다. 수화된 Fe 산화물 표면은 1종의 고체산이고, 브뢴스테드산으로서 약산과 유사한 거동을 나타내므로, 다음 공정에서 혼합 용매 중에 Fe계 연자성 분말을 포함하는 슬러리에 실리콘 알콕사이드를 첨가할 때에, 실리콘 알콕사이드의 가수분해 생성물인 실라놀 유도체와 Fe계 연자성 분말 표면과의 반응성이 향상된다.
혼합 용매에 사용하는 유기 용매로서는, 25℃에서의 한센 용해도 파라미터 값(이하, 단순히 SP 값으로 표기한다)이 11.3 이하인 알코올이 바람직하다. SP 값이 11.3보다 큰 알코올은, 당해 용매와 물과의 친화성이 높고 혼합 용매 중의 물의 반응성이 저하되므로, 바람직하지 않다. 본 발명에서 SP 값의 하한은 특별히 규정하지 않지만, SP 값이 작아지면 물의 알코올로의 용해도가 감소하므로, 실용적으로는 9.0 이상, 바람직하게는 10.3 이상으로 한다. 또한, 25℃에서의 한센 용해도 파라미터 값(SP 값)은 한센 용해도 파라미터 어플리케이션(Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP) Ver.5.1.05, 개발자: Dr. Hansen, Prof. Abbott, Dr. Yamamoto)에 의해 산출할 수 있다.
이하에 1가의 지방족 알코올의 SP 값을 예시하지만, 본 발명의 혼합 용매의 경우, 1-부탄올, 2-부탄올(sec 부탄올), 2-메틸-1-프로판올(이소부탄올), 2-메틸-2-프로판올(t-부탄올), 1-펜탄올, 2-펜탄올, 이소펜탄올, t-펜탄올 등의 사용이 바람직하다.
메탄올(SP 값: 14.4, 이하 동일), 에탄올(13.0), 2-프로판올(이소프로필알코올, IPA)(11.5), 1-부탄올(11.3), 2-부탄올(10.8), 2-메틸-1-프로판올(11.1), 2-메틸-2-프로판올(10.6), 1-펜탄올(10.7), 2-펜탄올(10.5), 이소펜탄올(10.4), t-펜탄올(10.3).
혼합 용매 중의 물의 함유량은 5질량% 이상 50질량% 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5질량% 이상 20질량% 이하이다. 물의 함유량 5질량% 미만에서는 전술한 Fe 산화물을 수화하는 작용이 부족하다. 물의 함유량이 50질량%를 초과하면 실리콘 알콕사이드의 가수분해 속도가 빨라지고 균일한 실리콘 산화물 피복층을 얻을 수 없게 되므로, 각각 바람직하지 않다.
Fe계 연자성 분말의 혼합 용매에 대한 비액량은, Fe계 연자성 분말의 100질량부에 대해, 물이 5 내지 50질량부가 되는 양으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5 내지 20질량부이다.
본 발명에서는, 분산 공정의 온도(Fe계 연자성 분말을 분산시키는 혼합 용매 및 분산시킨 후의 혼합액(슬러리)의 온도)는 특별히 규정하는 것은 아니지만, 10℃ 이상 70℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 온도가 10℃ 미만에서는, Fe 산화물의 수화 반응의 속도가 늦어지는 경우가 있다. 또한, 온도가 70℃를 초과하면, 다음 공정의 알콕사이드 첨가 공정에 있어서, 첨가한 실리콘 알콕사이드의 가수분해 반응 속도가 증대해, 실리콘 산화물 피복층의 균일성(코어인 Fe계 연자성 분말의 입자의, 실리콘 산화물로 피복되지 않고 노출되어 있는 부분이 적은 것)이 악화되는 경우가 있다. 이러한 관점에서, 분산 공정의 온도는 20℃ 이상 70℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에서는, 분산 공정의 슬러리를 교반하면서 보지(保持)하는 시간도 특별히 규정하는 것은 아니지만, Fe 산화물의 수화 반응이 균일하게 일어나도록, 보지 시간이 1min 이상 30min 이하가 되도록 조건을 적절히 선택한다.
[알콕사이드 첨가 공정]
상기 분산 공정에 의해 얻어진 혼합 용매 중에 Fe계 연자성 분말을 분산시킨 슬러리를, 공지의 기계적 수단에 의해 교반하면서, 실리콘 알콕사이드를 첨가한 후, 그 상태에서 슬러리를 일정 시간 보지한다. 실리콘 알콕사이드로서는, 전술한 바와 같이, 탄소수 2 내지 5의 실리콘 알콕사이드, 예를 들면 트리에톡시실란, 테트라에톡시실란, 트리프로폭시실란, 테트라프로폭시실란, 트리부톡시실란, 테트라부톡시실란, 펜틸트리에톡시실란 등을 사용할 수 있지만, 테트라에톡시실란(TEOS) 또는 테트라프로폭시실란(TPOS)이 바람직하다.
또한, 본 알콕사이드 첨가 공정과 후술하는 가수분해 촉매 첨가 공정의 순번을 바꿔도 좋고, 또한 그것들의 2개의 공정을 동시에 행하여도 좋다.
본 공정에서 첨가한 실리콘 알콕사이드는 거의 전량 실리콘 산화물 피복층의 형성에 사용되므로, 그 첨가량은 실리콘 산화물 피복층의 평균 막 두께로 환산하여 1nm 이상 80nm가 되는 양으로 한다. 실리콘 알콕사이드의 첨가량은 구체적으로는 이하의 방법에 의해 결정한다.
슬러리 중에 포함되는 Fe계 연자성 분말의 질량을 Gp(g), 당해 Fe계 연자성 분말의 피복 전의 BET 비표면적을 S(㎡/g), 실리콘 산화물 피복층의 목표 막 두께를 t(nm)로 하면, 실리콘 산화물 피복층의 전 체적은 V=Gp×S×t(10-5㎥)이고, 실리콘 산화물 피복층의 밀도를 d=2.65(g/㎤=106g/㎥)로 하면, 실리콘 산화물 피복층의 질량은 Gc=0.1V×d(g)이 된다. 따라서, 실리콘 산화물 피복층에 포함되는 Si의 몰수는 Gc를 SiO2의 분자량 60.08로 나눈 값으로 구할 수 있다. 본 발명의 제조 방법에서는, 상기 목표 막 두께 t(nm)에 대응하는 몰수의 실리콘 알콕사이드를, 혼합 용매 중에 Fe계 연자성 분말을 분산시킨 슬러리 중에 첨가한다.
본 발명에서는, 알콕사이드 첨가 공정을 실시할 때의 슬러리의 온도는 특별히 규정하는 것은 아니지만, 10℃ 이상 70℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 온도 10℃ 미만에서는, Fe계 연자성 분말 표면과 실라놀 유도체와의 반응의 속도가 늦어질 경우가 있다. 또한, 온도가 70℃를 초과하면, 첨가한 실리콘 알콕사이드의 가수분해 반응 속도가 증대하고 실리콘 산화물 피복층의 균일성이 악화되는 경우가 있다. 이러한 관점에서, 슬러리의 온도는 20℃ 이상 70℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에서는, 알콕사이드 첨가 공정의 시간(실리콘 알콕사이드를 첨가하고, 생성한 실라놀 유도체와 Fe계 연자성 분말 표면을 반응시키는 시간)도 특별히 규정하는 것은 아니지만, Fe계 연자성 분말 표면과 실라놀 유도체와의 반응이 균일하게 일어나도록, 시간이 10min 이하가 되도록 조건을 적절히 선택한다.
[가수분해 촉매 첨가 공정]
본 발명의 제조 방법에서, 상기 알콕사이드 첨가 공정에서 Fe계 연자성 분말 표면에 실라놀 유도체의 반응층을 형성한 후, 혼합 용매 중에 Fe계 연자성 분말을 분산시킨 슬러리를 공지의 기계적 수단에 의해 교반하면서, 실리콘 알콕사이드의 가수분해 촉매를 첨가한다. 또한, 알콕사이드의 첨가와 가수분해 촉매의 첨가의 순번을 반대로 해도 좋으며, 동시에 해도 좋은 것은, 상술한 바와 같다.
본 공정에서는, 가수분해 촉매의 첨가에 의해, 실리콘 알콕사이드의 가수분해 반응이 촉진되고, 실리콘 산화물 피복층의 성막 속도가 증대한다. 또한, 본 공정 이후에는, 통상의 졸-겔법에 의한 성막법과 동일한 수법이 된다.
가수분해 촉매로서는 알칼리 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 산 촉매를 사용하면, 연자성 분말의 구성 성분인 Fe이 용해되는 경우가 있다. 알칼리 촉매로서는, 실리콘 산화물 피복층 중에 불순물이 잔존하기 어려운 것과 입수의 용이함으로부터, 암모니아수를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 가수분해 촉매 첨가 공정을 실시할 때의 슬러리 온도는 특별히 규정되지 않지만, 알콕사이드 첨가 공정을 실시할 때의 슬러리의 온도와 동일해도 상관 없다. 또한, 본 발명에서는, 가수분해 촉매 첨가 공정의 시간(가수분해 촉매를 첨가하여, Fe계 연자성 분말 표면으로의 실리콘 산화물 피복층의 성막을 행할 시간)도 특별히 규정되지 않지만, 장시간의 반응 시간은 경제적으로 불리해지므로, 반응 시간이 5min 이상 120min 이하가 되도록 조건을 적절히 선택한다.
[고액 분리 및 건조]
상기까지의 일련의 공정에서 얻어진 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말을 포함하는 슬러리로부터, 공지의 고액 분리 수단을 사용하여 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말을 회수한다. 고액 분리 수단으로서는, 여과, 원심분리, 디캔테이션 등의 공지의 고액 분리 수단을 사용할 수 있다. 고액 분리시에는 응집제를 첨가하여 고액 분리해도 상관 없다.
회수한 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말은 바람직하게는 대기 분위기, 80℃ 이상의 온도에서 건조한다. 80℃ 이상으로 건조하면, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 수분 함유량을 0.25질량% 이하로 저감할 수 있다. 건조 온도는 85℃ 이상이 바람직하고 90℃ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 실리콘 산화물 피복층이 벗겨지지 않도록, 건조 온도는 400℃ 이하인 것이 바람직하고 150℃ 이하가 보다 바람직하다. 연자성 분말의 산화를 억제하고 싶은 경우에는 불활성 가스 분위기나 진공 분위기 중에서 건조한다.
[Si 함유량의 측정]
실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말에서의 Si의 함유량의 측정은 중량법(용해법)에 의해 행하였다. 시료에 염산과 과염소산을 첨가하여 가열 분해하고, 과염소산의 흰 연기가 발생할 때까지 가열한다. 계속 가열해서 건고(乾固)시킨다. 방랭 후, 물과 염산을 첨가하여 가온해서 가용성 염류를 용해시킨다. 불용해 잔사를 여과지를 사용하여 여과하고, 잔사를 여과지마다 도가니에 옮기고, 건조, 회화시킨다. 방랭 후에 도가니마다 칭량한다. 소량의 황산과 불화 수소산을 첨가하고, 가열해서 건고시킨 후, 강열(强熱)한다. 방랭 후에 도가니마다 칭량한다. 1회째의 칭량값으로부터 2회째의 칭량값을 빼고, 중량차를 SiO2의 중량으로서 계산하여 Si 함유량을 구한다.
[실리콘 산화물 피복층의 평균 막 두께의 산출]
상기 방법(용해법)으로 측정한 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 Si 함유량을 A(질량%)로 하면, 실리콘 산화물 피복층의 질량 비율 B(질량%)는 Si의 원자량과 SiO2의 분자량으로부터, 이하의 식에 의해 산출된다.
B = A×SiO2의 분자량/Si의 원자량 = A×60.08/28.09
또한, 전술의 S(㎡/g)및 d(g/㎤)을 사용하면, 실리콘 산화물 피복층의 평균 막 두께 t(nm)는 이하의 식으로 표시된다. 또한 하기 식의 10은 환산 계수이다.
t(nm) = 10×B/(d×S)
전술한 바와 같이, d의 값을 2.65g/㎤로 하여 산출한 실리콘 산화물 피복층의 평균 막 두께는, TEM 관찰 결과와 잘 일치한다.
[BET 비표면적 측정]
BET 비표면적은, BET 비표면적 측정기(가부시키가이샤 마운텍 제조의 Macsorb)를 사용하여, 분체 표면의 부착물 등을 제거하기 위해, 측정기 내에 105℃에서 20분간 질소 가스를 흘려서 탈기한 후 질소와 헬륨의 혼합 가스(N2: 30체적%, He: 70체적%)를 흘리면서 BET 1점법에 의해 측정하였다.
[체적 저항률의 측정]
실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 체적 저항률의 측정은, 미츠비시 카가쿠 아날리텍 가부시키가이샤 제조 분체 저항 측정 유닛(MCP-PD51), 미츠비시 카가쿠 아날리텍 가부시키가이샤 제조 고저항 저항률계 하이레스타 UP(MCP-HT450) 또는 미츠비시 카가쿠 아날리텍 가부시키가이샤 제조 저저항 저항률계 로레스타(MCP-T610), 미츠비시 카가쿠 아날리텍 가부시키가이샤 제조 분체 저항률 측정 시스템(하이레스타) 또는 미츠비시 카가쿠 아날리텍 가부시키가이샤 제조 분체 저항률 측정 시스템(로레스타)을 사용하고, 분말 4.0g을 12.73MPa(4kN)으로 수직으로 가압하고, 전압을 인가한 상태에서 측정함으로써 구하였다. 또한 후술하는 비교예 1 및 2(저항이 낮은 것)에 대해서는 로레스타 및 분체 저항률 측정 시스템(로레스타)을 이용하여 4탐침 전극 방법에 의해, 후술하는 실시예 1 내지 3(저항이 높은 것)에 대해서는 하이레스타 UP 및 분체 저항률 측정 시스템(하이레스타)을 이용하여 이중 링 전극 방법에 의해 체적 저항률을 측정하였다.
12.73MPa(4kN)시의 체적 저항률은 1.0×104Ω·cm 이상이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1.0×106Ω·cm 이상이고, 특히 바람직하게는 1.0×107Ω·cm 이상이다. 상한값은 1.0×1012Ω·cm이다.
[레이저 회절식 입도 분포 측정]
피복 처리 전 및 실리콘 산화물 피복 처리 후의 Fe계 연자성 분말의 입도 분포는, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(SYMPATEC사 제조의 헤로스 입도 분포 측정 장치(HELOS & RODOS))에 의해 측정하였다. 또한, 측정 렌즈의 초점 거리는 200mm이다. 이 장치에 의해 체적 기준의 누적 10% 입자 직경(D10), 누적 25% 입자 직경(D25), 누적 50% 입자 직경(D50), 누적 75% 입자 직경(D75), 누적 90% 입자 직경(D90), 누적 99% 입자 직경(D99)을 구하고, 누적 50% 입자 직경(D50)을 평균 입자 직경으로 하였다.
[XPS 측정]
XPS 측정에는 알박 파이사 제조 PHI5800 ESCA SYSTEM을 사용하였다. 분석 영역은 φ800㎛으로 하고, X선원: Al관구, X선원의 출력: 150W, 적산 횟수: 20회, 분석 각도: 45°, 시료실의 진공도: 10-8Pa 이하로 하였다. 측정에서는 먼저 와이드 스캔(결합 에너지가 0 내지 1000eV의 범위)에서 광전자 스펙트럼을 얻고, 다음에, 와이드 스캔으로 검출된 각 원소(산소를 제외함)의 소정의 궤도에 대응하는 내로우 스캔으로의 측정을 행하였다. 백그라운드 처리는 shirley법을 이용하였다. 피복율 R을 구할 때의 각 원소의 몰분율은, 내로우 스캔으로 얻어진 광전자 스펙트럼에서의 각 원소의 소정 궤도에 대응하는 피크의 적분값비로부터, 해석 소프트 상에서 비감도 보정을 한 후 산출하였다. 또한, 시료 분말에 대해 Ar 이온에 의한 스퍼터 에칭을 행한 다음 입자의 최표면에서의 광전자 스펙트럼의 측정을 행하였다.
실시예
[실시예 1]
300mL의 반응 용기에, 실온에서 이소부틸 알코올(IBA: 25℃에서의 한센 SP 값은 11.3) 120g과 순수 21g을 투입하고, 교반 날개를 사용하여, 850rpm 혼합하여 혼합 용매를 작성한 후에, 당해 혼합 용매에 Fe계 연자성 분말로서 순Fe 분말(O2: 0.096질량%, Si: 0.00질량%, BET 비표면적: 0.096㎡/g, D50: 101.7㎛, 체적 저항률:1.1×10-2Ω·cm) 75g을 첨가하여, 순Fe 분말이 분산된 슬러리를 얻었다. 그 후 반응 용기의 상부 공간에 질소 가스를 흘려서 질소 퍼지하고, 산소 농도계의 해당 공간의 산소 농도가 제로임을 확인했다. 해당 슬러리를 850rpm의 교반 속도로 가위 넣기하면서 실온에서 40℃까지 15min 가하고 승온시켰다. 그 동안 분산 공정에서의 해당 슬러리의 유지 시간은 15min이다.
상기 혼합 용매 중에 순Fe 분말이 분산된 교반 하의 슬러리에, 소량 비커에 분취한 테트라에톡시실란(TEOS: 와코 쥰야쿠 코교사 특급 시약) 2.80g을 단숨에 첨가하였다. 소량 비커의 기벽에 부착한 TEOS는, IBA 5g을 사용하여 씻어내고, 반응 용기 중에 첨가하였다. TEOS 첨가 후, 교반을 5min 계속하여, TEOS의 가수분해 생성물과 Fe계 연자성 분말 표면과의 반응을 시켰다.
이어서, 상기 TEOS를 첨가 후 5min 보지한 슬러리에 28질량% 암모니아수 12.9g을 45min에 걸쳐 첨가하였다. 암모니아수의 첨가 종료 후, 교반을 행하면서 슬러리를 90min 보지하여 반응 생성물의 숙성을 행하고, 순Fe 분말의 표면에 실리콘 산화물 피복층을 형성시켰다.
그 후, 가압 여과 장치를 이용하여 슬러리를 여별(濾別)하여, 자성 분말의 케이크를 얻었다. 당해 자성 분말의 케이크를 100℃, 대기 중에서 10h 건조한 후, 500㎛ 메시의 체를 이용하여 파쇄하고, 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말을 얻었다.
또한, 얻어진 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말에 대해 XPS 측정을 행한 바, Si과 O의 피크가 관찰되었으므로, 실리콘 산화물이 피복되어 있음을 확인할 수 있었다. 이하의 실시예에 대해서도 마찬가지이다. 보다 구체적으로는, 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말에 대해 상정되는 함유 원소는 Fe, O, Si, C(C는 TEOS 유래)인데, 와이드 스캔으로 측정한 바, Fe의 피크(결합 에너지가 700 내지 750eV의 범위 내) 및 C의 피크(결합 에너지가 270 내지 300eV의 범위 내)는 관찰되었지만 매우 작고, 또한 Si의 피크(결합 에너지가 90 내지 120eV의 범위) 및 O의 피크(결합 에너지가 520 내지 540eV의 범위)가 관찰되었다. 또한, 와이드 스캔에서의 측정에 있어서, 기타 피크는 관찰되지 않았으므로, 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말(의 입자 표면)은 실질적으로 불순물을 함유하고 있지 않다고 생각할 수 있다.
다음에, Si, Fe 및 C에 대해, 내로우 스캔을 실시하였다. 얻어진 광전자 스펙트럼 중, Si는 2p3/2궤도(결합 에너지는 105 내지 110eV의 범위), Fe은 2p3/2궤도(결합 에너지는 710 내지 720eV의 범위), C는 1s궤도(결합 에너지는 285 내지 290eV의 범위)에 대해 검사를 실시하여, 피크를 관찰하였다.
관찰 결과로부터, 각 원소의 몰분율을 구하였다. 몰분율은 각 원소의 피크의 적분값비로부터, 해석 소프트 상에서 비감도 보정을 한 후 산출하였다. 그 결과, Fe, C 및 Si의 몰분율의 합계를 100몰%라고 하면, Fe의 몰분율은 0.2몰%, C의 몰분율 1.0몰%, Si의 몰분율은 98.8몰%였다. 이들 결과로부터, 얻어진 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말의 피복율 R은 0.988이었다.
얻어진 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말에 대해, 입도 분포, BET 비표면적 및 압분체의 체적 저항률의 측정을 행하였다. 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말의 제조 조건을 표 1에, 얻어진 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말 및 실리콘 산화물 피복 전의 순Fe 분말의 물성값(피복율 R을 포함함)을 표 2에 각각 나타낸다.
[실시예 2 및 실시예 3]
실시예 2로서, 상기 슬러리에 첨가하는 TEOS를 TPOS 3.60g으로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 동일한 순서로 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말을 얻었다. 실시예 3에서는, 상기 슬러리에 첨가하는 TEOS를 TPOS 3.60g으로 바꾸고, 숙성 시간을 150min으로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 동일한 순서로 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말을 얻었다. 실시예 2 및 3의 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말의 제조 조건을 표 1에, 얻어진 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말의, 실시예 1과 동일하게 측정한 물성값을 표 2에 각각 함께 나타낸다.
[비교예 1 및 비교예 2]
비교예 1 및 비교예 2로서, 혼합 용매에 첨가하는 알코올을 IBA에서 IPA(25℃에서의 한센 SP 값은 11.5) 주입시 120g, 세정용 5g으로 바꾼 것 이외에는, 각각 실시예 1 및 실시예 2과 동일한 순서로 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말을 얻었다. 비교예 1 및 2의 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말의 제조 조건을 표 1에, 얻어진 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말의, 실시예 1과 동일하게 측정한 물성값을 표 2에 각각 함께 나타낸다.
이상의 실시예 및 비교예로부터, 25℃에서의 한센 SP 값이 11.3 이하의 알코올을 포함하는 혼합 용매를 사용하여, 본 발명에서 규정하는 분산 공정을 마련함으로써, 압분체로서 성형할 때에 고체적 저항률의 압분체가 얻어지는 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말이 얻어짐을 알 수 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
[실시예 4]
300mL의 반응 용기에 실온에서 이소부틸알코올(IBA: 25℃에서의 한센 SP 값은 11.3) 120g과 순수 21g을 투입하고, 교반 날개를 사용하여, 850rpm 혼합하여 혼합 용매를 작성한 후에, 당해 혼합 용매에 Fe계 연자성 분말로서, 상기 실시예 1 등에서 사용했던 것과는 다른 순Fe 분말(O2: (0.9)질량%, Si: 0.00질량%, BET 비표면적: 0.669㎡/g, D50: 6.28㎛, 체적 저항률: 5.2Ω·cm) 75g을 첨가하여, 순Fe 분말이 분산된 슬러리를 얻었다. 그 후, 반응 용기의 상부 공간에 질소 가스를 흘려서 질소 퍼지하고, 산소 농도계에 의해 당해 공간의 산소 농도가 제로임을 확인하였다. 당해 슬러리를 850rpm의 교반 속도로 교반하면서 실온에서 40℃까지 15min에 걸쳐 승온시켰다. 그 동안, 분산 공정에서의 당해 슬러리의 보지 시간은 15min이다.
상기 혼합 용매 중에 순Fe 분말이 분산된 교반 하의 슬러리에, 소량 비커에 분취한 테트라에톡시실란(TEOS: 와코 쥰야쿠 코교사 특급 시약) 3.40g을 단숨에 첨가하였다. 소량 비커의 기벽에 부착한 TEOS는, IBA 5g을 사용하여 씻어내고, 반응 용기 중에 첨가하였다. TEOS 첨가 후, 교반을 5min 계속하여, TEOS의 가수분해 생성물과 Fe계 연자성 분말 표면과의 반응을 시켰다.
이어서, 상기 TEOS를 첨가 후 5min 보지한 슬러리에, 28질량% 암모니아수 12.9g을 45min에 걸쳐 첨가하였다. 암모니아수의 첨가 종료 후, 교반을 행하면서 슬러리를 90min 보지하여 반응 생성물의 숙성을 행하고, 순Fe 분말의 표면에 실리콘 산화물 피복층을 형성시켰다.
그 후, 가압 여과 장치를 이용하여 슬러리를 여별하여, 자성 분말의 케이크를 얻었다. 당해 자성 분말의 케이크를 100℃, 대기 중에서 10h 건조한 후, (500)㎛ 메시의 체를 이용하여 파쇄하여, 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말을 얻었다. 당해 분말의 제조 조건을 표 3에, 당해 분말의, 실시예 1과 동일하게 측정한 물성값을 표 4에 각각 함께 나타낸다.
[실시예 5]
실시예 5로서, 상기 슬러리에 첨가하는 TEOS를 TPOS(4.30)g으로 바꾼 것 이외에는 실시예 4와 동일한 순서로 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말을 얻었다. 당해 분말의 제조 조건을 표 3에, 당해 분말의, 실시예 1과 동일하게 측정한 물성값을 표 4에 각각 함께 나타낸다.
[비교예 3]
비교예 3으로서, 혼합 용매에 첨가하는 알코올을 IBA에서 IPA(주입시 120g, 세정용 5g)로 바꾼 것 이외에는, 실시예 4와 동일한 순서로 실리콘 산화물 피복 순Fe 분말을 얻었다. 당해 분말의 제조 조건을 표 3에, 당해 분말의, 실시예 1과 동일하게 측정한 물성값을 표 4에 각각 함께 나타낸다.
Figure pct00003
Figure pct00004

Claims (9)

  1. Fe계 연자성 분말을 코어 입자로 하여, 그 표면에 평균 막 두께가 1nm 이상 80nm 이하인 실리콘 산화물 피복층을 구비하는 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말로서, 레이저 회절식 입도분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 5㎛ 초과 200㎛ 이하이고, 이중 링 전극법을 사용하여, 12.73MPa로 압하하여 얻어지는 압분체의 체적 저항률이 1.0×104Ω·cm 이상인, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말.
  2. Fe계 연자성 분말을 코어 입자로 하여, 그 표면에 평균 막 두께가 1nm 이상 80nm 이하인 실리콘 산화물 피복층을 구비하는 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말로서, 레이저 회절식 입도분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 5㎛ 초과 200㎛ 이하이고, 하기에서 정의되는 피복율 R이 0.8 이상인, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말.
    R: 상기 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 산소 이외의 원소에 대해 X선 광전자 분광 분석법(XPS) 측정시의, 산소 이외의 원소의 몰분율의 합계에 대한, Si의 몰분율의 비율.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 20㎛ 이상 200㎛ 이하인, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말.
  4. Fe계 연자성 분말의 표면에 평균 막 두께가 1nm 이상 80nm 이하의 실리콘 산화물을 피복한 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 제조 방법으로서,
    25℃에서의 한센 용해도 파라미터 값(SP 값)이 11.3 이하의 알코올과 물을 혼합하고, 물을 5질량% 이상 50질량% 이하 포함하는 혼합 용매를 준비하는 공정,
    상기 혼합 용매에 레이저 회절식 입도분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 5㎛ 초과 200㎛ 이하의 Fe계 연자성 분말을 첨가하여, Fe계 연자성 분말이 분산된 슬러리를 얻는 분산 공정,
    상기 Fe계 연자성 분말을 분산한 슬러리에, 실리콘 알콕사이드 및 실리콘 알콕사이드의 가수분해 촉매를 첨가하고, 실리콘 산화물을 피복한 Fe계 연자성 분말이 분산된 슬러리를 얻는 첨가 공정,
    상기 실리콘 산화물을 피복한 Fe계 연자성 분말이 분산된 슬러리를 고액 분리하고, 실리콘 산화물을 피복한 Fe계 연자성 분말을 얻는 공정, 및
    상기 실리콘 산화물을 피복한 Fe계 연자성 분말을 건조하는 공정
    을 포함하는, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 20㎛ 이상 200㎛ 이하인, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 첨가 공정을 실시할 때의 온도가 10℃ 이상 70℃ 이하인, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 첨가 공정을 실시할 때의 온도가 20℃ 이상 70℃ 이하인, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 레이저 회절식 입도분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 5㎛ 초과 200㎛ 이하인, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 제조 방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 레이저 회절식 입도분포 측정법에 의해 얻어지는 체적 기준의 누적 50% 입자 직경 D50이 20㎛ 이상 200㎛ 이하인, 실리콘 산화물 피복 Fe계 연자성 분말의 제조 방법.
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