WO2018012458A1 - 鉄粉およびその製造方法並びに前駆体の製造方法並びにインダクタ用成形体およびインダクタ - Google Patents

鉄粉およびその製造方法並びに前駆体の製造方法並びにインダクタ用成形体およびインダクタ Download PDF

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秀宜 山地
昌大 後藤
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Definitions

  • the present invention relates to an iron powder coated with a silicon oxide and an iron powder having a high real part ⁇ ′ of complex relative permeability and a small loss factor (tan ⁇ ), and a method for producing the same.
  • iron-based metal powder which is a magnetic material
  • iron-based metals include Fe-based amorphous alloys containing a large amount of Si and B (Patent Document 1), Fe-Si-Al-based Sendust, iron-based alloy powders such as Permalloy (Patent Document 2), Carbonyl iron powder (Non-patent Document 1) and the like are known.
  • these iron-based metal powders are combined with an organic resin to form a paint, and are also used in the manufacture of surface-mounted coil components (Patent Document 2).
  • a general method for producing metal powder for use in power system inductors is an atomizing method.
  • the size of particles that can be produced is large and a product satisfying tan ⁇ cannot be obtained.
  • a method for producing a metal powder having a small particle size a method for producing a magnetic powder for use in a coating type magnetic recording medium such as a video tape obtained by reducing iron oxide powder produced by a wet method has been known.
  • Patent Document 3 discloses a method for producing an iron oxide powder having a small aspect ratio by a wet method, but the average particle diameter of the iron oxide powder obtained by the production method is about several tens of nm. The iron powder obtained by reduction is also expected to have a low ⁇ ′.
  • Patent Document 4 discloses a technique for obtaining iron particles by applying a silicon oxide coating to an oxyhydroxide crystal generated in the presence of phosphate ions and then reducing the crystal.
  • Patent Document 4 uses needle-like oxyhydroxide as a seed crystal. Since it is used, the obtained crystal is still a needle-like crystal, and details of the silicon oxide coating are unknown.
  • the production of iron powder having a large average particle size was also studied by improving the method for producing iron powder by the above wet method, a metal powder of 0.2 ⁇ m or more could not be produced.
  • a method of increasing the particle size by heat treatment at a high temperature is also conceivable. However, such a method has a problem that the particles are sintered and tan ⁇ is increased.
  • the present invention controls the average particle size and the average axial ratio of iron powder, and thereby iron powder coated with iron powder and silicon oxide having a large ⁇ ′ and a sufficiently small tan ⁇ . It is another object of the present invention to provide a manufacturing method thereof.
  • an iron powder comprising iron particles having an average particle diameter of 0.25 ⁇ m or more and 0.80 ⁇ m or less and an average axial ratio of 1.5 or less, and the iron particles A silicon oxide-coated iron powder whose surface is coated with silicon oxide is provided.
  • the iron powder preferably has a cumulative 50% particle size on a volume basis measured by a microtrack particle size distribution measuring device of 1.2 ⁇ m or less, and is based on a volume basis measured by a microtrack particle size distribution measuring device.
  • the cumulative 90% particle size may be 2.0 ⁇ m or less.
  • the real part ⁇ ′ of the complex relative permeability measured at 100 MHz is 4 or more for a molded body obtained by mixing the iron powder and the bisphenol F-type epoxy resin at a mass ratio of 9: 1 and pressing.
  • the loss coefficient tan ⁇ of the complex relative permeability is preferably 0.025 or less.
  • the silicon oxide-coated iron powder is a real number of complex relative magnetic permeability measured at 100 MHz for a molded body obtained by mixing the iron powder and bisphenol F-type epoxy resin at a mass ratio of 9: 1 and press-molding.
  • the part ⁇ ′ is preferably 2 or more and the loss coefficient tan ⁇ of the complex relative permeability is 0.025 or less.
  • the said iron powder contains 0.1 mass% or more and 1.0 mass% or less P with respect to the mass of iron powder.
  • the silicon oxide-coated iron powder preferably has a silicon oxide coating amount of 15% by mass or less as silicon with respect to the total mass of the silicon oxide-coated iron powder. It is preferable to contain 0.1 mass% or more and 2.0 mass% or less P with respect to the mass of the whole iron powder.
  • an iron powder composed of iron particles having an average particle diameter of 0.25 ⁇ m or more and 0.80 ⁇ m or less and an axial ratio of 1.5 or less, and the surface of the iron powder is coated with silicon oxide.
  • a method for producing a silicon oxide-coated iron powder and a method for producing a precursor thereof are provided. That is, first, a precursor of silicon oxide-coated iron powder in which the surface of iron particles having an average particle diameter of 0.25 ⁇ m to 0.80 ⁇ m and an axial ratio of 1.5 or less is coated with silicon oxide.
  • An acidic aqueous solution containing a trivalent iron ion and at least one ion selected from phosphate ion, phosphite ion and hypophosphite ion (hereinafter referred to as phosphorus-containing ion) is a production method.
  • a method for producing a precursor of iron powder and silicon oxide-coated iron powder which includes a step of obtaining iron oxide particles coated with an object.
  • phosphorus-containing ions may be added to the hydrated oxide slurry after the formation of the hydrated oxide precipitate, and then coated with the hydrolysis product of the silane compound. Absent. The phosphorus-containing ions may be added between the start of addition of the silane compound and the end of addition when the hydrolyzed product of the silane compound is coated after the hydrated oxide precipitate is formed. Silicon oxide-coated iron powder is obtained by heating in a reducing atmosphere using the silicon oxide-coated iron oxide powder obtained by the above production method as a precursor.
  • the obtained silicon oxide-coated iron powder was obtained by mixing the silicon oxide-coated iron powder and the bisphenol F-type epoxy resin at a mass ratio of 9: 1 and pressing the molded body at 100 MHz.
  • the real part ⁇ ′ of the measured complex relative permeability is preferably 2 or more, and the loss coefficient tan ⁇ of the complex relative permeability is preferably 0.025 or less.
  • the silicon oxide covering iron powder obtained by the said manufacturing method has high chemical activity, it is preferable to stabilize by the slow oxidation process mentioned later.
  • the silicon oxide-coated iron oxide powder obtained by the above production method may be immersed in an alkaline aqueous solution to partially dissolve the silicon oxide coating to adjust the coating amount.
  • iron powder without silicon oxide coating is obtained.
  • the iron powder obtained by dissolving the silicon oxide coating is preferably pulverized depending on the application, and it is preferable to use a jet mill pulverizer for the pulverization.
  • the molded object for inductors and inductor which were formed using said iron powder or silicon oxide covering iron powder are provided.
  • the present invention discloses the following invention.
  • An iron powder composed of iron particles having an average particle diameter of 0.25 ⁇ m or more and 0.80 ⁇ m or less and an average axial ratio of 1.5 or less.
  • the iron powder is a real part ⁇ ′ of complex relative permeability measured at 100 MHz for a molded body obtained by mixing the iron powder and bisphenol F-type epoxy resin at a mass ratio of 9: 1 and press-molding. Is an iron powder according to any one of [1] to [4], wherein the loss coefficient tan ⁇ of the complex relative permeability is 0.025 or less.
  • the silicon oxide-coated iron powder is a complex that is measured at 100 MHz on a molded body obtained by mixing the silicon oxide-coated iron powder and a bisphenol F-type epoxy resin at a mass ratio of 9: 1 and pressing the mixture.
  • a method for producing a precursor of silicon oxide-coated iron powder comprising: [11] A precursor of silicon oxide-coated iron powder in which the surface of iron particles having an average particle diameter of 0.25 ⁇ m to 0.80 ⁇ m and an average axial ratio of 1.5 or less is coated with silicon oxide; A manufacturing method of Neutralizing an acidic aqueous solution containing trivalent iron ions with an alkaline aqueous solution to obtain a slurry of a hydrated oxide precipitate; Adding phosphorus-containing ions to the slurry; Adding a silane compound to a slurry
  • a method for producing a precursor of silicon oxide-coated iron powder comprising: [13] Method for producing silicon oxide-coated iron powder in which the surface of iron particles having an average particle diameter of 0.25 ⁇ m or more and 0.80 ⁇ m or less and an average axial ratio of 1.5 or less is coated with silicon oxide Because Heating the iron oxide powder coated with silicon oxide obtained by the method for producing a precursor of silicon oxide-coated iron powder according to any one of [10] to [12] in a reducing atmosphere, A method for producing silicon oxide-coated iron powder.
  • the silicon oxide-coated iron powder obtained by the method for producing silicon oxide-coated iron powder described in [13] above is immersed in an alkaline aqueous solution to dissolve the silicon oxide coating, and the coating amount is reduced.
  • coated iron powder including the process to adjust.
  • the silicon oxide-coated iron powder is a complex obtained by mixing the silicon oxide-coated iron powder and the bisphenol F-type epoxy resin at a mass ratio of 9: 1 and measuring the pressure-formed molded body at 100 MHz.
  • a method for producing iron powder comprising iron particles having an average particle diameter of 0.25 ⁇ m or more and 0.80 ⁇ m or less and an average axial ratio of 1.5 or less, wherein the above [13] to [16]
  • a method for producing iron powder comprising the step of immersing a silicon oxide-coated iron powder obtained by the method for producing a silicon oxide-coated iron powder according to any of the above in an aqueous alkaline solution to dissolve the silicon oxide coating .
  • a method for producing iron powder comprising a step of crushing the iron powder obtained by the production method according to [17].
  • the method for producing iron powder according to [18], wherein the crushing is performed by a jet mill crusher.
  • the iron powder is a real part ⁇ ′ of complex relative permeability measured at 100 MHz for a molded body obtained by mixing the iron powder and bisphenol F-type epoxy resin at a mass ratio of 9: 1 and press-molding.
  • the iron powder production method according to any one of [17] to [21] above, wherein the loss coefficient tan ⁇ of the complex relative permeability is 0.025 or less.
  • a molded article for an inductor comprising the iron powder according to any one of [1] to [5].
  • a molded article for an inductor comprising the silicon oxide-coated iron powder according to any one of [6] to [9].
  • FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of iron oxide powder obtained by removing the silicon oxide coating from the silicon oxide-coated iron oxide powder obtained in Example 1.
  • FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of iron oxide powder obtained by removing silicon oxide coating from the silicon oxide-coated iron oxide powder obtained in Comparative Example 1.
  • 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of iron powder obtained in Example 10.
  • the wet hydrated oxide precipitate obtained by neutralizing an acidic aqueous solution containing trivalent iron ions with an alkali is heated and dehydrated by a wet method with excellent productivity.
  • the precursor iron oxide powder is manufactured, and the iron oxide powder is reduced to obtain the target iron powder.
  • Atomized powder production requires high-pressure equipment such as a compressor to generate a high-speed gas flow or liquid flow, and carbonyl iron powder production requires large-scale equipment for distillation or evaporation of carbonyl iron.
  • a large-scale facility such as an apparatus for producing atomized powder or carbonyl iron powder becomes unnecessary.
  • the particle size distribution of the iron oxide powder obtained by the wet method is determined by adding a silane compound to a slurry containing a hydrated oxide precipitate generated by a neutralization reaction, causing a hydrolysis reaction of the silane compound, and Although it is homogenized to some extent by heating after coating the hydrated oxide precipitate, a method for controlling the particle size of the iron oxide powder to a desired value is not known.
  • the silicon oxide coating itself covers the iron powder surface even after the iron oxide powder is reduced to iron powder. Therefore, it is possible to use the silicon oxide coating as an insulating coating as it is in applications where the iron powder is used with an insulating coating, for example, in which the iron powder is used as a compact in a magnetic core.
  • the iron oxide powder is reduced to iron powder, and then the silicon oxide coating is removed before use.
  • the hydrolyzed product of the silane compound coated with the hydrated oxide precipitate is dehydrated and condensed into a silicon oxide by the subsequent heat treatment.
  • silicon oxide (SiO 2 ) having a stoichiometric composition is not necessarily used.
  • some of the OH groups forming the hydrolysis product of the silane compound remain, or some organic groups derived from the silane compound remain.
  • silicon oxide those in which some of these OH groups and organic groups remain, those containing phosphorus-containing ions derived from the reaction solution, and the like are collectively referred to as silicon oxide.
  • ⁇ ′ increases accordingly. It has been found that when the average particle diameter of the iron particles measured by a scanning electron microscope is 0.25 ⁇ m or more, ⁇ ′ is 2 or more, and the value can be put to practical use. On the other hand, with respect to tan ⁇ , if the average particle size of iron oxide is 1 ⁇ m or more, edan current loss of the silicon oxide-coated iron powder after the reduction treatment increases, which is not preferable.
  • the inventors have made the phosphorus-containing ions coexist in the aqueous solution in the process of forming the above-mentioned hydrated oxide precipitate, and then, coating the hydrolysis product of the silane compound, Alternatively, iron oxide powder particles in silicon oxide coated iron oxide powder by adding phosphorus-containing ions during the addition of silane compound for hydrolysis product coating and then growing the iron oxide particles by firing It has been found that the average particle size of can be controlled.
  • it is added to an acidic aqueous solution containing trivalent Fe ions as a starting material of the reaction, and the solution is neutralized with an alkali to form a precipitate of iron hydrated oxide.
  • phosphorus-containing ions are added to the slurry containing the precipitate.
  • silane compound is coated on the precipitate of the hydrated oxide of iron, it may be added together with the silane compound, or any method may be used.
  • the iron oxide hydrated oxide precipitate formed in the presence of phosphorus-containing ions is coated with the hydrolysis product of the silane compound and then heat-treated, so that the average particle size of the iron oxide after the heat-treatment
  • the reason for the increase is currently unknown, but the phosphorus-containing ions adsorb on the surface of the precipitate and the isoelectric point changes, which changes the aggregate state of the precipitate.
  • the reason may be that the physical properties of the silicon oxide coating have changed.
  • the present invention has been completed on the basis of such knowledge regarding addition of phosphorus-containing ions.
  • the magnetic iron particles contained in the iron powder and silicon oxide-coated iron powder obtained by the present invention are substantially pure iron particles except for impurities inevitably mixed in from the production process.
  • the iron particles preferably have an average particle diameter of 0.25 ⁇ m or more and 0.80 ⁇ m or less and an average axial ratio of 1.5 or less. By setting the average particle diameter and the average axial ratio in the range, it is possible to achieve both a large ⁇ ′ and a sufficiently small tan ⁇ for the first time. When the average particle diameter is less than 0.25 ⁇ m, ⁇ ′ is unfavorable because it decreases.
  • the average particle diameter exceeds 0.80 ⁇ m, tan ⁇ increases with an increase in eddy current loss, which is not preferable. More preferably, the average particle size is from 0.30 ⁇ m to 0.65 ⁇ m, and even more preferably, the average particle size is from 0.40 ⁇ m to 0.65 ⁇ m.
  • ⁇ ′ decreases due to an increase in magnetic anisotropy, which is not preferable.
  • the variation coefficient of the axial ratio is, for example, 0.10 or more and 0.25 or less.
  • the coating amount of silicon oxide in the silicon oxide-coated iron powder of the present invention is 15% by mass with respect to the total mass of the silicon oxide-coated iron powder from the viewpoint of increasing ⁇ ′ by suppressing the ratio of nonmagnetic components.
  • the content of P in the silicon oxide-coated iron powder of the present invention is preferably 0.1% by mass or more and 2.0% by mass or less based on the total mass of the silicon oxide-coated iron powder, and is 0.1.
  • the content is more preferably no less than mass% and no greater than 1.5 mass%, and still more preferably no less than 0.2 mass% and no greater than 1.0 mass%.
  • the inclusion of P does not contribute to the improvement of the magnetic properties, but is acceptable if it is in the above range.
  • content of P in the iron powder of this invention it is preferable to set it as 0.1 mass% or more and 1.0 mass% or less with respect to the mass of iron powder, and is 0.1 mass% or more and 0.7 mass%. It is more preferable that the content is 0.15% by mass or more and 0.4% by mass or less.
  • content of iron in the iron powder of this invention can be 75 mass% or more and 95 mass% or less with respect to the mass of iron powder.
  • the iron particles are coated with silicon oxide means that at least a part of the surface of the iron particles is coated with silicon oxide, and as a covering state, the entire surface of the iron particles is coated.
  • the real part ⁇ ′ of the complex relative permeability measured at 100 MHz is obtained for a molded body obtained by mixing silicon oxide-coated iron powder and bisphenol F-type epoxy resin at a mass ratio of 9: 1 and press-molding.
  • the loss coefficient tan ⁇ of the complex relative permeability is 0.025 or less, more preferably 0.015 or less. If ⁇ ′ is less than 2, the effect of reducing the size of electronic components typified by inductors is reduced, which is not preferable. In the present invention, the upper limit of ⁇ ′ is not particularly specified. Further, in the present invention, the real part ⁇ ′ of the complex relative permeability measured at 100 MHz is 4 or more for a molded body obtained by mixing iron powder and bisphenol F-type epoxy resin at a mass ratio of 9: 1 and pressing.
  • the loss factor tan ⁇ of complex relative permeability is 0.025 or less, more preferably 0.015 or less. If ⁇ ′ is less than 4, it is not preferable because the effect of downsizing electronic components represented by inductors becomes insufficient.
  • the volume-based cumulative 50% particle diameter measured by the microtrack measuring apparatus is D50
  • the volume-based cumulative 10% particle diameter measured by the microtrack measuring apparatus is D10
  • the volume-based cumulative 90% particle diameter by the track measuring device may be described as D90.
  • the iron powder obtained by the production method of the present invention has a mean particle size (average primary particle size) of 0.25 ⁇ m or more and 0.8 ⁇ m or less in order to achieve high ⁇ ′ and small tan ⁇ , which are problems. It is controlled to a range smaller than the powder.
  • the surface energy of the particles increases, and the secondary particles tend to be aggregates having a diameter of several ⁇ m to several tens of ⁇ m.
  • iron powder is used for power system inductor applications, etc.
  • a known iron powder can be adopted as a large iron powder having a secondary particle diameter of, for example, 10 ⁇ m or more.
  • the degree of iron powder filling when using iron powder for power inductor applications there is a limit to the degree of iron powder filling when using iron powder for power inductor applications. It was.
  • the iron powder having a small secondary particle diameter such as 2 ⁇ m or less
  • the D50 of the iron powder is preferably 1.2 ⁇ m or less, and more preferably 1.0 ⁇ m or less.
  • D90 of iron powder it is preferable that it is 2.0 micrometers or less, and it is more preferable that it is 1.6 micrometers or less.
  • an acidic aqueous solution containing trivalent Fe ions (hereinafter referred to as a raw material solution) is used as a starting material for silicon oxide-coated iron oxide powder as a precursor. If divalent Fe ions are used in place of trivalent Fe ions as starting materials, divalent iron hydrated oxides in addition to trivalent iron hydrated oxides as precipitates Since a mixture including magnetite and the like is generated and the shape of iron particles finally obtained varies, iron powder and silicon oxide-coated iron powder as in the present invention cannot be obtained.
  • acidic means that the pH of the solution is less than 7.
  • the Fe ion supply sources it is preferable to use water-soluble inorganic acid salts such as nitrates, sulfates and chlorides from the viewpoint of availability and cost.
  • water-soluble inorganic acid salts such as nitrates, sulfates and chlorides
  • these Fe salts When these Fe salts are dissolved in water, Fe ions are hydrolyzed and the aqueous solution becomes acidic.
  • neutralization is performed by adding an alkali to the acidic aqueous solution containing Fe ions, a precipitate of iron hydrated oxide is obtained.
  • the Fe ion concentration in the raw material solution is not particularly defined in the present invention, but is preferably 0.01 mol / L or more and 1 mol / L or less. If it is less than 0.01 mol / L, the amount of precipitate obtained in one reaction is small, which is economically undesirable. An Fe ion concentration exceeding 1 mol / L is not preferable because the reaction solution is easily gelled due to rapid precipitation of hydrated oxide.
  • phosphorus-containing ions are allowed to coexist in the formation of the iron hydrated oxide precipitate, or the phosphorus-containing ions are added while the silane compound is added to coat the hydrolysis product.
  • phosphorus-containing ions coexist in the system when the silane compound is coated.
  • Soluble phosphoric acid (PO 4 3 ⁇ ) salts such as phosphoric acid, ammonium phosphate, Na phosphate, and their monohydrogen salts and dihydrogen salts can be used as the source of phosphorus-containing ions.
  • phosphoric acid is a tribasic acid, and dissociates in three stages in an aqueous solution.
  • phosphate ions in an aqueous solution, phosphate ions, dihydrogen phosphate ions, and phosphate hydrogen ions can be present. Since it is determined not by the type of chemical used as the phosphate ion supply source but by the pH of the aqueous solution, the above ions containing phosphate groups are collectively referred to as phosphate ions.
  • diphosphoric acid pyrophosphoric acid
  • phosphoric acid which is condensed phosphoric acid
  • phosphite ions PO 3 3 ⁇
  • hypophosphite ions PO 2 2 ⁇
  • phosphate ions PO 4 3 ⁇
  • These oxide ions containing phosphorus (P) are collectively referred to as phosphorus-containing ions.
  • the amount of phosphorus-containing ions added to the raw material solution is preferably 0.003 or more and 0.1 or less in terms of a molar ratio (P / Fe ratio) with respect to the total Fe molar amount contained in the raw material solution.
  • the timing of adding phosphorus-containing ions to the raw material solution may be any time before the neutralization treatment described later, before the silicon oxide coating after the neutralization treatment, or during the addition of the silane compound. .
  • the raw material solution containing phosphorus-containing ions in the alkali when neutralizing the raw material solution containing phosphorus-containing ions with an alkali, in addition to the method of adding alkali to the raw material solution containing phosphorus-containing ions, the raw material solution containing phosphorus-containing ions in the alkali You may employ
  • the value of pH described in this specification was measured using a glass electrode based on JIS Z8802.
  • the pH standard solution is a value measured by a pH meter calibrated using an appropriate buffer solution corresponding to the pH range to be measured.
  • the pH described in the present specification is a value obtained by directly reading a measured value indicated by a pH meter compensated by a temperature compensation electrode under reaction temperature conditions.
  • the alkali used for neutralization may be any of alkali metal or alkaline earth metal hydroxides, ammonia water, and ammonium salts such as ammonium hydrogen carbonate. It is preferable to use ammonia water or ammonium hydrogen carbonate, which hardly retains impurities when the precipitate of the product is made of iron oxide.
  • These alkalis may be added in solid form to the aqueous solution of the starting material, but are preferably added in the form of an aqueous solution from the viewpoint of ensuring the uniformity of the reaction.
  • the slurry containing the precipitate is kept at the pH for 5 minutes to 24 hours while stirring to age the precipitate.
  • the reaction temperature during the neutralization treatment is not particularly specified, but is preferably 10 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. If the reaction temperature is less than 10 ° C. or exceeds 90 ° C., it is not preferable in view of the energy cost required for temperature adjustment.
  • an alkali is added to the raw material solution while stirring by a known mechanical means, and neutralized until the pH becomes 7 or more and 13 or less to hydrate and oxidize iron.
  • phosphorus-containing ions are added to the slurry containing the precipitate in the course of aging the precipitate.
  • the timing of adding phosphorus-containing ions may be immediately after the precipitate is formed or during the aging.
  • the aging time and reaction temperature of the precipitate in the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
  • an alkali is added to the raw material solution while stirring by a known mechanical means, and neutralized until the pH becomes 7 or more and 13 or less to hydrate and oxidize iron. After the product precipitate is formed, the precipitate is aged. The timing for adding phosphorus-containing ions will be described later.
  • the hydrous oxide precipitate of iron produced in the above steps is coated with a hydrolysis product of a silane compound.
  • a coating method of the hydrolysis product of the silane compound it is preferable to apply a so-called sol-gel method.
  • a hydrous oxide-containing silicon compound such as tetraethoxysilane (TEOS), tetramethoxysilane (TMOS), or various silane coupling agents is added to the slurry of iron hydrated oxide precipitates.
  • a hydrolysis reaction is caused to occur under stirring, and the surface of the precipitate of iron hydrated oxide is coated with the hydrolysis product of the generated silane compound.
  • an acid catalyst or an alkali catalyst may be added, but it is preferable to add these catalysts in consideration of the treatment time.
  • the acid catalyst is hydrochloric acid
  • the alkali catalyst is ammonia.
  • it is necessary to keep the addition in such an amount that the precipitate of iron hydrated oxide does not dissolve.
  • it can replace with the coating by the hydrolysis product of a silane compound, and can also be set as the coating by the sodium silicate (water glass) which is an inorganic silicon compound.
  • the ratio (Si / Fe ratio) of the total number of moles of trivalent iron ions charged into the raw material solution to the total number of moles of Si contained in the silicon compound dripped onto the slurry is 0.05 or more and 0.5 or less. Is preferred. If the Si / Fe ratio is less than 0.05, the silicon oxide coating may be incomplete. If the Si / Fe ratio exceeds 0.5, silicon oxide, which is a nonmagnetic component, increases. 'Will fall. A more preferable value of Si / Fe ratio is 0.1 or more and 0.4 or less, and an even more preferable value of Si / Fe ratio is 0.15 or more and 0.4 or less.
  • the specific method for coating with the hydrolysis product of the silane compound can be the same as the sol-gel method in the known process.
  • the reaction temperature for coating the hydrolysis product of the silane compound by the sol-gel method is 20 ° C. to 60 ° C.
  • the reaction time is about 1 h to 20 h.
  • the addition of the silicon compound having a hydrolyzable group to the slurry containing the precipitate of the hydrated iron oxide obtained by the aging after the neutralization During the period from the start to the end of the addition, phosphorus-containing ions are added simultaneously.
  • the timing of adding phosphorus-containing ions may be simultaneous with the start of addition of silicon oxide having a hydrolyzable group or at the same time as the end of addition.
  • the iron hydrated oxide precipitate coated with the hydrolysis product of the silane compound is separated from the slurry obtained by the above step.
  • the solid-liquid separation means known solid-liquid separation means such as filtration, centrifugation, and decantation can be used. During solid-liquid separation, a flocculant may be added for solid-liquid separation. Subsequently, it is preferable to perform solid-liquid separation again after washing the precipitate of hydrated iron oxide coated with the hydrolysis product of the silane compound obtained by solid-liquid separation.
  • a cleaning method known cleaning means such as repulp cleaning can be used.
  • the iron hydrated oxide precipitate coated with the finally recovered silane compound hydrolysis product is dried. In addition, the said drying process aims at removing the water
  • a silicon oxide coating that is a precursor of a silicon oxide-coated iron powder is obtained by heat-treating a precipitate of hydrated iron oxide coated with the hydrolysis product of the silane compound.
  • Obtain iron oxide powder The atmosphere of the heat treatment is not particularly specified, but may be an air atmosphere. Heating can be performed generally in the range of 500 ° C to 1500 ° C. A heat treatment temperature of less than 500 ° C. is not preferable because the particles do not grow sufficiently. Exceeding 1500 ° C. is not preferable because excessive particle growth and particle sintering occur. The heating time may be adjusted in the range of 10 min to 24 h. By the heat treatment, the iron hydrated oxide is changed to iron oxide.
  • the heat treatment temperature is preferably 800 ° C. or higher and 1250 ° C. or lower, more preferably 900 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower.
  • the hydrolysis product of the silane compound covering the precipitate of the hydrated oxide of iron also changes to silicon oxide.
  • the silicon oxide coating also has an effect of preventing sintering during heat treatment between iron hydrated oxide precipitates.
  • the silicon oxide-coated iron powder that is the final target product is obtained by heat-treating the silicon oxide-coated iron oxide powder that is the precursor obtained in the above step in a reducing atmosphere.
  • the gas forming the reducing atmosphere include hydrogen gas and a mixed gas of hydrogen gas and inert gas.
  • the temperature of the reduction heat treatment can be in the range of 300 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. If the temperature of the reduction heat treatment is less than 300 ° C., iron oxide is not sufficiently reduced, which is not preferable. If it exceeds 1000 ° C., the reduction effect is saturated.
  • the heating time may be adjusted in the range of 10 to 120 min.
  • the iron powder obtained by reductive heat treatment is often subjected to stabilization treatment by gradual oxidation because its surface is chemically extremely active.
  • the iron powder obtained by the production method of the present invention has a surface coated with a chemically inert silicon oxide, but a part of the surface may not be coated. And an oxidation protection layer is formed on the exposed portion of the iron powder surface.
  • the stabilization processing procedure the following means may be mentioned.
  • the oxygen concentration in the atmosphere is gradually increased to 20 to 200 ° C., more preferably 60 to The oxidation reaction of the exposed part is allowed to proceed at 100 ° C.
  • the inert gas one or more gas components selected from a rare gas and a nitrogen gas can be applied. Pure oxygen gas or air can be used as the oxygen-containing gas. Steam may be introduced together with the oxygen-containing gas.
  • the introduction of the oxygen-containing gas can be performed continuously or intermittently. In the initial stage of the stabilization process, it is more preferable to keep the time during which the oxygen concentration is 1.0 vol% or less for 5.0 min or more.
  • the proportion of the nonmagnetic silicon oxide coating increases, and the magnetic permeability ⁇ ′ decreases, which is not preferable.
  • the content of P in the silicon oxide-coated iron powder is 0.1 mass% or more and 2.0 mass% or less with respect to the mass of the entire silicon oxide-coated iron powder. Results. This suggests that the physical properties of the silicon oxide coating change due to the coexistence of P, and the particle size of the finally obtained iron particles changes.
  • the composition of the silicon oxide-coated iron powder was determined by ICP emission spectrometry after dissolving the iron powder for Fe and P, and by the weight method for Si.
  • the alkaline aqueous solution used for the dissolution treatment a normal alkaline aqueous solution used industrially, such as a sodium hydroxide solution, a potassium hydroxide solution, and aqueous ammonia can be used.
  • a pH of the treatment liquid is 10 or more and the temperature of the treatment liquid is 60 ° C. or more and the boiling point or less.
  • the iron powder obtained by the dissolution treatment of the silicon oxide coating may be crushed.
  • the volume-based cumulative 50% particle diameter by the iron powder microtrack measuring device can be reduced.
  • a known method such as a method using a pulverizer using a medium such as a bead mill or a method using a medialess pulverizer such as a jet mill can be employed.
  • a method using a pulverizer using a medium the particle shape of the obtained iron powder is deformed and the axial ratio is increased, and as a result, the filling degree of the iron powder when forming a molded body in a subsequent process is increased.
  • the jet mill pulverizer refers to a pulverizer of a type in which an object to be pulverized or a slurry obtained by mixing an object to be pulverized and a liquid is jetted with a high-pressure gas to collide with a collision plate or the like.
  • a type in which an object to be pulverized is jetted with a high-pressure gas without using a liquid is called a dry jet mill pulverizing apparatus, and a type using a slurry in which the object to be crushed and a liquid are mixed is called a wet jet mill pulverizing apparatus.
  • the object to be collided with the object to be ground or the slurry mixed with the object to be ground and the liquid does not need to be a stationary object such as a collision plate.
  • a general dispersion medium such as pure water or ethanol can be adopted, but ethanol is preferably used.
  • a pulverized slurry that is a mixture of pulverized iron powder and a dispersion medium is obtained, and the dispersion medium in the slurry is dried.
  • a crushed iron powder can be obtained.
  • a drying method a known method can be adopted, and the atmosphere may be air.
  • a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen gas, argon gas, hydrogen gas, or vacuum drying.
  • D50 of the iron powder in the slurry after the pulverization treatment can be substantially reproduced. That is, D50 of iron powder does not change before and after drying.
  • the particle size of the iron particles constituting the silicon oxide-coated iron powder and the particle size of the iron oxide particles constituting the silicon oxide-coated iron oxide powder were each coated with silicon oxide using a 10% by mass sodium hydroxide aqueous solution. Was dissolved and removed, and then obtained by observation with a scanning electron microscope (SEM). Dissolution removal of silicon oxide involves putting silicon oxide-coated iron powder or silicon oxide-coated iron oxide powder in a 10 mass% sodium hydroxide aqueous solution at 60 ° C. and stirring for 24 hours, followed by filtration, washing with water and drying. I went there.
  • the amount of the sodium hydroxide aqueous solution was 0.8 L with respect to 5 g of silicon oxide-coated iron powder or silicon oxide-coated iron oxide powder. SEM observation is performed after the silicon oxide is dissolved and removed, and the diameter of the smallest circle surrounding the particle is determined as the particle diameter (major axis) of the particle. Specifically, in an SEM photograph taken at a magnification of about 3,000 to 30,000 times, 300 particles at which the entire outer edge is observed are randomly selected, the particle diameter is measured, and the average is obtained. The value was defined as the average particle diameter of the iron particles constituting the silicon oxide-coated iron powder and the iron oxide particles constituting the silicon oxide-coated iron oxide powder. In addition, the particle diameter obtained by this measurement is a primary particle diameter.
  • the “average axial ratio” which is an average axial ratio as a powder can be determined as follows.
  • major axis and “minor axis” are measured for 300 particles selected at random, and the average value of the major axis and the average value of the minor axis for all particles to be measured are “average major axis” and “ The ratio of average major axis / average minor axis is defined as “average axis ratio”. For each of the long diameter, the short diameter, and the axial ratio, a variation coefficient can be calculated as an index indicating the magnitude of the variation.
  • a toroidal shaped body having an outer diameter of 7 mm and an inner diameter of 3 mm was obtained.
  • an RF impedance / material analyzer manufactured by Agilent Technologies; E4991A
  • a test fixture manufactured by Agilent Technologies; 16454A
  • the real part ⁇ ′ and imaginary part ⁇ of the complex relative permeability at 100 MHz were used.
  • tan ⁇ ⁇ ” / ⁇ ′ of the complex relative permeability was determined.
  • the molded body produced using the iron powder of the present invention exhibits excellent complex permeability characteristics and can be suitably used for applications such as inductor magnetic cores.
  • the BET specific surface area was determined by the BET one-point method using a Macsorb model-1210 manufactured by Mountec Co., Ltd.
  • a microtrack particle size distribution measuring device MT3300EXII manufactured by Microtrack Bell was used for measurement of the volume-based cumulative 50% particle size and the cumulative 90% particle size with an iron powder microtrack measuring device.
  • ethanol was used as the liquid to be put into the sample circulator of the measuring apparatus. Further, as a slurry form in which iron powder and ethanol or pure water were mixed, the slurry was supplied to the measuring apparatus after stirring the slurry just before the supply to such an extent that a non-uniform portion was not visually observed.
  • Example 1 In a 5 L reactor, 4113.24 g of pure water, 566.67 g of iron (III) nitrate nonahydrate with a purity of 99.7 mass%, and 1.39 g of 85 mass% H 3 PO 4 as the source of phosphorus-containing ions It melt
  • the resulting precipitate was aged by continuing stirring for 30 minutes. At that time, the pH of the slurry containing the precipitate was about 9 (procedure 2). While stirring the slurry obtained in procedure 2, 55.18 g of tetraethoxysilane (TEOS) having a purity of 95.0 mass% was added dropwise at 30 ° C. over 10 min. Thereafter, stirring was continued for 20 hours, and the precipitate was coated with the hydrolysis product of the silane compound produced by hydrolysis (Procedure 3). Under this condition, the Si / Fe ratio is 0.18.
  • TEOS tetraethoxysilane
  • the slurry obtained in the procedure 3 was filtered, and water of the precipitate coated with the hydrolysis product of the obtained silane compound was cut off as much as possible, and then dispersed again in pure water, followed by repulp washing.
  • the washed slurry was filtered again, and the resulting cake was dried at 110 ° C. in the atmosphere (Procedure 4).
  • the dried product obtained in Procedure 4 was heat-treated at 1050 ° C. in the atmosphere using a box-type baking furnace to obtain silicon oxide-coated iron oxide powder (Procedure 5).
  • the SEM observation results are shown in FIG. 1, the production conditions such as the raw material solution preparation conditions are shown in Table 1, and the measurement results are shown in Table 2.
  • the length shown by the 11 white vertical lines displayed on the lower right side of the SEM photograph is 1.00 ⁇ m (the same applies to FIG. 2).
  • the oxidation reaction of the surface part of the metal powder particles is started, and then the air mixing ratio is gradually increased, and finally the mixed gas (oxygen concentration about 0.80) with a nitrogen gas / air volume ratio of 25/1. %) was continuously introduced into the furnace to form an oxidation protective layer on the surface layer of the particles.
  • the temperature was maintained at 80 ° C., and the gas introduction flow rate was also kept substantially constant (procedure 7).
  • the silicon oxide-coated iron powder obtained by the above series of procedures the magnetic properties, the BET specific surface area, the particle diameter of the iron particles, and the complex permeability were measured. The measurement results are also shown in Table 2.
  • the average particle diameter of the iron oxide powder obtained up to the procedure 5 in Example 1 is 0.59 ⁇ m and the average axial ratio is 1.35. When this is reduced, the average particle diameter is 0.54 ⁇ m and the average axial ratio is 1. .34 iron powder was obtained. Further, ⁇ ′ of the silicon oxide-coated iron powder obtained in Example 1 is 4.38, and tan ⁇ is 0.014, and phosphorus-containing ions do not coexist when a precipitate of iron hydrated oxide described later is formed. The ⁇ ′ of the silicon oxide-coated iron powder obtained in Comparative Example 1 is 1.61 and tan ⁇ is better than 0.413, and the effect of the coexistence of phosphorus-containing ions, which is a feature of the production method of the present invention. Is clear. Moreover, since the molded object manufactured using the iron powder of this invention expresses the outstanding complex permeability characteristic, it turns out that it is suitable as a magnetic core of an inductor.
  • Example 2 The addition amount of Fe (III) ions was not changed, and the silicon oxide-coated iron oxide powder and the silicon oxide-coated iron powder were prepared in the same procedure as in Example 1 except that the P / Fe ratio and the Si / Fe ratio were changed. Obtained.
  • Table 2 shows the average particle diameter and average axial ratio of the obtained iron oxide powder, and the magnetic properties, BET specific surface area, and complex permeability of the silicon oxide-coated iron powder. In any of the examples, the values of ⁇ ′ and tan ⁇ were superior to those of the comparative example.
  • the addition amount of Fe (III) ions is the same.
  • Example 6 The silicon oxide-coated iron oxide powder and silicon oxide were the same as in Example 1 except that phosphoric acid was not added to the raw material solution, phosphoric acid was added at the time of 10 minutes after the start of aging, and then aging was performed for 20 minutes. Material-coated iron powder was obtained. The SEM observation results of the obtained iron oxide powder are shown in FIG. 2, and the average particle diameter and average axial ratio, and the magnetic properties, BET specific surface area, and complex permeability of the silicon oxide-coated iron powder are shown in Table 1.
  • the ⁇ ′ of the silicon oxide-coated iron powder obtained in this example is 4.38 and tan ⁇ is 0.016, which is superior to those of the comparative example, and during the ripening of the precipitation of iron hydrated oxide It can be seen that the effects of the present invention can be obtained even when phosphorus-containing ions are added.
  • Example 1 A silicon oxide-coated iron oxide powder and a silicon oxide-coated iron powder were obtained in the same procedure as in Example 1 except that no phosphorus-containing ions were added to the raw material solution.
  • the SEM observation results of the obtained iron oxide powder are shown in FIG. 2, and the average particle diameter and average axial ratio, and the magnetic properties, BET specific surface area, and complex permeability of the silicon oxide-coated iron powder are shown in Table 1.
  • the silicon oxide-coated iron powder obtained in this comparative example had a ⁇ ′ of 1.61 and a tan ⁇ of 0.413, which were inferior to those of the respective examples.
  • Example 7 silicon oxide-coated iron powder produced under the same conditions as in Example 1 was immersed in an aqueous sodium hydroxide solution at 5 mass% and 60 ° C. for 1 h to dissolve a part of the silicon oxide coating.
  • Si content of the silicon oxide-coated iron powder decreased from 7.72 mass% in Example 1 to 4.15 mass%, and the permeability ⁇ ′ increased from 4.38 to 5.83, but tan ⁇ . The value of was almost unchanged.
  • Example 8 is a result of replacing the alkaline aqueous solution of Example 7 with a 10% by mass sodium hydroxide aqueous solution, the Si content was further reduced to 2.73% by mass, and the magnetic permeability ⁇ ′ was increased to 6.63. did.
  • Example 9 is the result of dissolving a part of the silicon oxide coating of silicon oxide-coated iron powder produced under the same conditions as in Example 4. Again, compared to Example 1, the Si content was reduced. Accompanying this, the permeability ⁇ ′ increased.
  • Example 10 is the result of setting the immersion time in the alkaline aqueous solution to 24 hours under the same conditions as in Example 9.
  • Example 10 the silicon oxide coating was completely dissolved, the magnetic permeability ⁇ ′ was 6.55, and the value of tan ⁇ was 0.015.
  • the SEM observation result of the iron powder obtained in Example 10 is shown in FIG. In this case, the length indicated by eleven white vertical lines displayed at the lower right side of the SEM photograph is 10.0 ⁇ m.
  • the SEM photograph of FIG. 3 was used for the measurement of the particle diameter and axial ratio of the iron particles constituting the iron powder obtained in Example 10.
  • Example 11 In a 45 L reactor, 35.84 kg of pure water, 4.96 kg of iron (III) nitrate nonahydrate with a purity of 99.7 mass% and 0.02 kg of 85 mass% H 3 PO 4 were stirred with a stirring blade in the atmosphere. Dissolve with stirring. (Procedure 8) The pH of this solution was about 1. Under this condition, the P / Fe ratio is 0.0173. In an air atmosphere, while this charged solution was mechanically stirred with a stirring blade at 30 ° C., 3.74 kg of 22.50 mass% ammonia solution was added over 10 min (about 0.37 kg / L). After the dropping, the resulting precipitate was aged by continuing stirring for 30 minutes.
  • the pH of the slurry containing the precipitate was about 9 (procedure 9).
  • TEOS tetraethoxysilane
  • the slurry obtained in Procedure 10 was filtered, and the precipitate covered with the hydrolyzed product of the silane compound was cut as much as possible before being dispersed again in pure water and washed with repulp.
  • the slurry after washing was filtered again, and the obtained cake was dried at 110 ° C. in the atmosphere (procedure 11).
  • the dried product obtained in the procedure 11 was heat-treated at 1045 ° C. in the atmosphere using a box-type firing furnace to obtain silicon oxide-coated iron oxide powder (procedure 12).
  • silicon oxide-coated iron oxide powder obtained in step 12 was placed in a bucket that can be ventilated, charging the bucket into a through-type reduction furnace, and holding at 630 ° C. for 40 minutes while flowing hydrogen gas into the furnace A reduction heat treatment was performed (procedure 13).
  • the atmosphere gas in the furnace was converted from hydrogen to nitrogen, and the temperature in the furnace was lowered to 80 ° C.
  • the temperature was maintained at 80 ° C., and the gas introduction flow rate was also kept substantially constant (procedure 14).
  • the silicon oxide-coated iron powder obtained in the procedure 14 was put in a 20 mass% sodium hydroxide aqueous solution at 60 ° C. and stirred for 24 hours, followed by filtration, washing with water and drying at 110 ° C. in nitrogen for 2 hours.
  • the amount of the sodium hydroxide aqueous solution was 3.2 L with respect to 56 g of silicon oxide-coated iron powder.
  • the magnetic properties, the BET specific surface area, the particle diameter of the iron particles, and the complex permeability were measured. The measurement results are also shown in Table 2.
  • the obtained iron powder is mixed with ethanol to obtain an iron powder ethanol mixed slurry, which is subjected to an ultrasonic disperser for 5 minutes, and then subjected to volume-based particles using a microtrack particle size distribution measuring device (MT3300EXII manufactured by Microtrack Bell).
  • a microtrack particle size distribution measuring device M3300EXII manufactured by Microtrack Bell.
  • D10 was 0.71 ⁇ m
  • D50 was 1.60 ⁇ m
  • D90 was 4.49 ⁇ m.
  • the iron powder ethanol mixed slurry was stirred to such an extent that no non-uniform spot was visually observed before being supplied to the measuring device, and then supplied to the measuring device.
  • Example 12 The iron powder produced in the same procedure as in Example 11 was mixed with ethanol to produce an iron powder ethanol mixed slurry having an iron powder content of 10% by mass.
  • This iron powder ethanol mixed slurry was pulverized using a jet mill pulverizer (Nano atomizer G-smasher LM-1000 manufactured by Rix Corporation) to obtain a slurry after the pulverization treatment.
  • the supply rate of the iron powder ethanol mixed slurry was 100 ml / min, the air pressure was 0.6 MPa, and the crushing treatment was repeated 5 times.
  • the volume-based particle diameter of the obtained slurry after pulverization treatment was measured with a microtrack particle size distribution analyzer (MT3300EXII manufactured by Microtrack Bell), D10 was 0.51 ⁇ m, D50 was 0.83 ⁇ m, D90 was 1.42 ⁇ m.
  • ethanol was used as the liquid to be placed in the sample circulator of the Microtrac particle size distribution measuring apparatus.
  • the slurry after the pulverization treatment was stirred to such an extent that a nonuniform portion was not visually observed immediately before being supplied to the measuring device, and then supplied to the measuring device.
  • the slurry after the pulverization treatment was dried in nitrogen gas at 100 ° C.
  • Example 12 The obtained iron powder was measured for magnetic properties, BET specific surface area, particle diameter of iron particles, and complex permeability. The measurement results are also shown in Table 2. When the obtained iron powder was mixed with ethanol and microtrac particle size distribution measurement was performed, D50 of the iron powder in the slurry after the pulverization treatment was almost reproduced.
  • Example 13 The iron powder produced in the same procedure as in Example 11 was mixed with pure water to produce an iron powder pure water mixed slurry having an iron powder content of 10% by mass.
  • This slurry was pulverized using a jet mill pulverizer (Nano atomizer G-smasher LM-1000 manufactured by Rix Corporation) to obtain a slurry after pulverization.
  • the supply rate of the iron powder pure water mixed slurry was 100 ml / min, the air pressure was 0.6 MPa, and the crushing treatment was repeated 5 times.
  • the volume-based particle diameter of the obtained slurry after pulverization treatment was measured with a microtrack particle size distribution analyzer (MT3300EXII manufactured by Microtrack Bell), D10 was 0.66 ⁇ m, D50 was 1.13 ⁇ m, D90 was 1.85 ⁇ m.
  • ethanol was used as the liquid to be placed in the sample circulator of the Microtrac particle size distribution measuring apparatus.
  • the slurry after the pulverization treatment was stirred to such an extent that a nonuniform portion was not visually observed immediately before being supplied to the measuring device, and then supplied to the measuring device.
  • the slurry after the pulverization treatment was dried in nitrogen gas at 100 ° C.
  • Example 13 The obtained iron powder was measured for magnetic properties, BET specific surface area, particle diameter of iron particles, and complex permeability. The measurement results are also shown in Table 2. When the obtained iron powder was mixed with ethanol and microtrac particle size distribution measurement was performed, D50 of the iron powder in the slurry after the pulverization treatment was almost reproduced.
  • Example 11 when crushing by a jet mill crusher is not performed, iron powder having a D50 as large as 1.6 ⁇ m and a D50 of 1.2 ⁇ m or less is obtained even when ultrasonic dispersion treatment of iron powder is performed.
  • D50 can be reduced to 1.2 ⁇ m or less.
  • the liquid mixed with the object to be pulverized is ethanol, so that D50 can be made smaller than when the liquid mixed with the object to be pulverized is water. I understand that I can do it.
  • Comparative Example 2 silicon oxide-coated iron powder produced under the same conditions as Comparative Example 1 was immersed in an aqueous sodium hydroxide solution at 10 mass% and 60 ° C. for 24 hours to dissolve all the silicon oxide coating.
  • the values of ⁇ ′ and tan ⁇ of the iron powder obtained in this comparative example were 0.413, which were inferior to those of Example 10.
  • Example 14 Silicon oxide-coated iron was prepared in the same manner as in Example 1, except that 4.68 g of trisodium phosphate Na 3 PO 4 dodecahydrate having a purity of 98% by mass was dissolved in place of phosphoric acid H 3 PO 4. I got a powder. Note that the P / Fe ratio under these conditions is 0.0008.
  • Table 1 shows production conditions such as raw material solution charging conditions.
  • the obtained silicon oxide-coated iron powder was measured for the magnetic properties, the BET specific surface area, the particle diameter of the iron particles, and the complex permeability in the same procedure as in Example 1. The measurement results are shown in Table 2.
  • the average particle diameter of the iron particles of the silicon oxide-coated iron powder obtained in Example 14 was 0.39 ⁇ m, and the average axial ratio was 1.32.
  • ⁇ ′ of the silicon oxide-coated iron powder obtained in Example 14 was 3.53, and tan ⁇ was 0.008.
  • Example 15 A silicon oxide coating was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2.72 g of tetrasodium pyrophosphate Na 4 P 2 O 7 decahydrate having a purity of 99% by mass was dissolved in place of phosphoric acid H 3 PO 4. Iron powder was obtained. Note that the P / Fe ratio under these conditions is 0.0008.
  • Table 1 shows production conditions such as raw material solution charging conditions. The obtained silicon oxide-coated iron powder was measured for the magnetic properties, the BET specific surface area, the particle diameter of the iron particles, and the complex permeability in the same procedure as in Example 1. The measurement results are shown in Table 2.
  • the average particle diameter of the iron particles of the silicon oxide-coated iron powder obtained in Example 15 was 0.31 ⁇ m, and the average axial ratio was 1.29. Moreover, ⁇ ′ of the silicon oxide-coated iron powder obtained in Example 15 was 3.35, and tan ⁇ was 0.004.
  • Example 16 The silicon oxide-coated iron powder was prepared by the same procedure as in Example 1 except that 1.02 g of phosphorous acid H 3 PO 3 having a purity of 97% by mass was dissolved in place of phosphoric acid H 3 PO 4 as phosphorus-containing ions. Obtained. Note that the P / Fe ratio under these conditions is 0.0008.
  • Table 1 shows production conditions such as raw material solution charging conditions. The obtained silicon oxide-coated iron powder was measured for the magnetic properties, the BET specific surface area, the particle diameter of the iron particles, and the complex permeability in the same procedure as in Example 1. The measurement results are shown in Table 2.
  • the average particle diameter of the iron particles of the silicon oxide-coated iron powder obtained in Example 16 was 0.45 ⁇ m, and the average axial ratio was 1.31. Further, ⁇ ′ of the silicon oxide-coated iron powder obtained in Example 15 was 4.35, and tan ⁇ was 0.023.
  • Example 17 Silicon oxide-coated iron powder was obtained in the same procedure as in Example 1, except that phosphorus-containing ions were not added to the raw material solution and phosphoric acid was added at the time of 5 minutes after the start of TEOS dropping. Note that the P / Fe ratio under these conditions is 0.0008.
  • Table 1 shows production conditions such as raw material solution charging conditions.
  • the obtained silicon oxide-coated iron powder was measured for the magnetic properties, the BET specific surface area, the particle diameter of the iron particles, and the complex permeability in the same procedure as in Example 1. The measurement results are shown in Table 2.
  • the average particle diameter of the iron particles of the silicon oxide-coated iron powder obtained in Example 17 was 0.46 ⁇ m, and the average axial ratio was 1.37.
  • ⁇ ′ of the silicon oxide-coated iron powder obtained in Example 17 was 4.70, and tan ⁇ was 0.024.
  • the magnetic properties, BET specific surface area, and complex permeability of commercially available FeSiCr atomized powder are also shown in Table 2.

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Abstract

【課題】複素比透磁率のμ'が大きく、かつ十分に小さなｔａｎδを有する、鉄粉を提供する。 【解決手段】３価の鉄イオンとリン含有イオンを含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程、もしくは、３価の鉄イオンを含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して得られる水和酸化物の沈殿物を含むスラリーにリン含有イオンを添加する工程の後、得られたスラリーにシラン化合物を添加して水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆し、その被覆後の水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収し、回収した沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した鉄粒子を得た後、シリコン酸化物被覆の一部または全てを溶解除去する。

Description

鉄粉およびその製造方法並びに前駆体の製造方法並びにインダクタ用成形体およびインダクタ
　本発明は、複素比透磁率の実数部μ’が高く、かつ損失係数（ｔａｎδ）の小さな鉄粉およびシリコン酸化物を被覆した鉄粉並びにそれらの製造方法に関する。
　磁性体である鉄系金属の粉末は、従来より圧粉体として成形し、インダクタの磁心に用いられている。鉄系金属の例としては、ＳｉやＢを多量に含むＦｅ系非晶質合金（特許文献１）やＦｅ－Ｓｉ－Ａｌ系のセンダスト、パーマロイ（特許文献２）等の鉄系合金の粉末やカルボニル鉄粉（非特許文献１）等が知られている。また、これらの鉄系金属粉は有機樹脂と複合化して塗料とし、表面実装型のコイル部品の製造にも用いられている（特許文献２）。
　インダクタの１つである電源系インダクタは近年高周波化が進んでおり、１００ＭＨｚ以上の高周波で使用可能なインダクタが求められている。そのような１００ＭＨｚ以上で使用される電源系インダクタには、１００ＭＨｚ以上で複素比透磁率の実数部μ’が高く、かつ複素比透磁率の損失係数ｔａｎδ（＝μ”／μ’）が小さい材料が必要である。しかし、アトマイズ法により製造される鉄系金属粉は、１００ＭＨｚ以上でｔａｎδが大きく、また、非特許文献１で紹介される平均直径１.１μｍのカルボニル鉄粉は、１００ＭＨｚにおけるｔａｎδが０.０３～０.０４であり、高周波用途としては十分な値とは言えないものであった。したがって、現状においては、１００ＭＨｚにおいて高μ’かつ低ｔａｎδの両者を満足させる材料は得られていない。
特開２０１６－０１４１６２号公報 特開２０１４－０６０２８４号公報 国際公開第２００８／１４９７８５号 特開昭６０－０１１３００号公報
Yuichiro Sugawa et al., 12th MMM/INTERMAG CONFERENCE, CONTRIBUTED PAPER, HU-04, final manuscript.
　上述のように１００ＭＨｚ以上で使用される電源系インダクタ用途に適した高μ’かつ低ｔａｎδの両者を満足させる鉄粉、および、その製造方法が求められていた。一般的な電源系インダクタ用途の金属粉の製造方法はアトマイズ法であるが、作製できる粒子のサイズが大きくｔａｎδを満足するものが得られなかった。粒子サイズの小さい金属粉を製造する方法としては従来より、湿式法により製造された酸化鉄粉を還元して得られる、ビデオテープ等の塗布型磁気記録媒体に用いられる磁性粉の製造方法が知られているが、その製法で作製される磁性粉はアスペクト比（軸比）の大きな針状結晶であり、長軸長も０.２μｍ程度であり、さらには磁気異方性が高いためにμ’を大きくすることができないという問題があった。特許文献３には、湿式法によりアスペクト比の小さな酸化鉄粉を製造する方法が開示されているが、その製造方法により得られる酸化鉄粉の平均粒子径は数十ｎｍ程度であり、それを還元して得られる鉄粉もμ’が低いものであることが予想される。また、特許文献４には、リン酸イオンの存在下で生成したオキシ水酸化物結晶にシリコン酸化物被覆を施した後に還元して鉄粒子を得る技術が開示されている。鉄粒子をシリコン酸化物で被覆することは、渦電流損失を低減し、ｔａｎδを小さくすることに効果があるが、特許文献４に開示された技術は種結晶として針状のオキシ水酸化物を用いるため、得られる結晶はやはり針状結晶であり、シリコン酸化物被覆の詳細も不明である。
　上記の湿式法による鉄粉の製造方法を改良することにより、平均粒子径の大きな鉄粉を製造することも検討したが、０.２μｍ以上の金属粉を作製することができなかった。高い温度で熱処理することにより粒子サイズを大きくする手法も考えられるが、そのような方法では粒子の焼結が生じ、ｔａｎδも増大するという問題があった。
　本発明は、上記の問題点に鑑み、鉄粉の平均粒子径と平均軸比を制御することにより、μ’が大きく、かつ十分に小さなｔａｎδを有する鉄粉およびシリコン酸化物を被覆した鉄粉並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明では、平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子からなる鉄粉、および、その鉄粒子の表面がシリコン酸化物で被覆されたシリコン酸化物被覆鉄粉が提供される。
　前記の鉄粉は、マイクロトラック粒度分布測定装置によって測定される体積基準での累積５０％粒子径が１.２μｍ以下であることが好ましく、マイクロトラック粒度分布測定装置によって測定される体積基準での累積９０％粒子径が２.０μｍ以下であっても良い。
　前記の鉄粉は、当該鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が４以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下であるものが好ましい。
　また、前記のシリコン酸化物被覆鉄粉は、当該鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が２以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下であるものが好ましい。
　また、前記の鉄粉は、鉄粉の質量に対して０.１質量％以上１.０質量％以下のＰを含有することが好ましい。
　また、前記のシリコン酸化物被覆鉄粉は、シリコン酸化物の被覆量が、シリコン酸化物被覆鉄粉全体の質量に対してシリコンとして１５質量％以下であることが好ましく、また、シリコン酸化物被覆鉄粉全体の質量に対して０.１質量％以上２.０質量％以下のＰを含有することが好ましい。
　本発明ではさらに、平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ軸比が１.５以下の鉄粒子からなる鉄粉、および、その鉄粉の表面がシリコン酸化物で被覆されたシリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法並びにそれらの前駆体の製造方法が提供される。
　すなわち、まず、平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ軸比が１.５以下の鉄粒子の表面にシリコン酸化物被覆を施したシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法であって、３価の鉄イオンとリン酸イオン、亜リン酸イオンおよび次亜リン酸イオンから選ばれる１種以上のイオン（以下、リン含有イオンと称する）を含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程、得られたスラリーにシラン化合物を添加して水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程、シラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収する工程、および、回収したシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粒子を得る工程を含む、鉄粉およびシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法が提供される。
　当該前駆体の製造方法においては、リン含有イオンは、水和酸化物の沈殿物の生成後、水和酸化物のスラリーに添加し、その後にシラン化合物の加水分解生成物を被覆しても構わない。また、リン含有イオンは、水和酸化物の沈殿物の生成後、シラン化合物の加水分解生成物を被覆する際に、シラン化合物の添加開始から添加終了までの間に添加しても構わない。
　前記の製造方法で得られたシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を前駆体とし、還元雰囲気化で加熱することによりシリコン酸化物被覆鉄粉が得られる。また、得られたシリコン酸化物被覆鉄粉は、当該シリコン酸化物被覆鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形して作製した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が２以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下であることが好ましい。
　なお、前記の製造方法で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉は、化学的活性が高いので、後述する徐酸化処理により安定化することが好ましい。
　前記の製造方法で得られたシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を、アルカリ水溶液中に浸漬してシリコン酸化物被覆を部分的に溶解してその被覆量を調節しても構わない。なお、シリコン酸化物被覆の全部を溶解すると、シリコン酸化物被覆のない鉄粉が得られる。シリコン酸化物被覆を溶解して得られた鉄粉は、用途によっては解砕することが好ましく、解砕にはジェットミル粉砕装置を用いることが好ましい。
　また本発明では、上記の鉄粉またはシリコン酸化物被覆鉄粉を使用して形成されたインダクタ用の成形体およびインダクタが提供される。
　より具体的には、本願明細書では以下の発明を開示する。
　［１］平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子からなる鉄粉。
　［２］前記鉄粉中のＰ含有量が、前記鉄粉の質量に対して０.１質量％以上１.０質量％以下である、上記［１］に記載の鉄粉。
　［３］マイクロトラック粒度分布測定装置によって測定される体積基準での累積５０％粒子径が１.２μｍ以下である、上記［１］または［２］に記載の鉄粉。
　［４］マイクロトラック粒度分布測定装置によって測定される体積基準での累積９０％粒子径が２.０μｍ以下である、上記［１］～［３］のいずれかに記載の鉄粉。
　［５］前記の鉄粉は、当該鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が４以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下となるものである、上記［１］～［４］のいずれかに記載の鉄粉。
　［６］上記［１］に記載の鉄粒子の表面がシリコン酸化物で被覆されたシリコン酸化物被覆鉄粉。
　［７］前記のシリコン酸化物被覆鉄粉は、当該シリコン酸化物被覆鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が２以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下となるものである、上記［６］に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉。
　［８］シリコン酸化物の被覆量が、シリコン酸化物被覆鉄粉全体の質量に対してシリコンとして１５質量％以下である、上記［６］または［７］に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉。
　［９］Ｐの含有量が、シリコン酸化物被覆鉄粉全体の質量に対して０.１質量％以上２.０質量％以下である、上記［６］に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉。
　［１０］平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子の表面にシリコン酸化物被覆を施したシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法であって、
　３価の鉄イオンとリン酸イオン、亜リン酸イオンおよび次亜リン酸イオンから選ばれる１種以上のイオン（以下、リン含有イオンと称する）を含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程と、
　前記のスラリーにシラン化合物を添加し、前記水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程と、
　前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収する工程と、
　前記の回収したシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粉を得る工程、
を含む、シリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法。
　［１１］平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子の表面にシリコン酸化物被覆を施したシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法であって、
　３価の鉄イオンを含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程と、
　前記のスラリーにリン含有イオンを添加する工程と、
　前記のリン含有イオンを添加した水和酸化物の沈殿物を含むスラリーにシラン化合物を添加し、前記水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程と、
　前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収する工程と、
　前記の回収したシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粉を得る工程、
を含む、シリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法。
　［１２］平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子の表面にシリコン酸化物被覆を施したシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法であって、
　３価の鉄イオンを含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程と、
　前記の水和酸化物の沈殿物を含むスラリーにシラン化合物を添加するに当たり、前記シラン化合物の添加開始から添加終了までの間にリン含有イオンをさらに添加し、リン含有イオンの存在下で前記水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程と、
　前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収する工程と、
　前記の回収したシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粉を得る工程、
を含む、シリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法。
　［１３］平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子の表面にシリコン酸化物被覆を施したシリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法であって、
　上記［１０］～［１２］のいずれかに記載のシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法により得られたシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粉を還元雰囲気下で加熱する工程を含む、シリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法。
　［１４］前記のシリコン酸化物被覆鉄粉が、当該シリコン酸化物被覆鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が２以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下である、上記［１３］に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法。
　［１５］上記［１３］に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法により得られたシリコン酸化物被覆鉄粉をアルカリ水溶液中に浸漬して、シリコン酸化物被覆を溶解してその被覆量を調節する工程を含む、シリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法。
　［１６］前記のシリコン酸化物被覆鉄粉は、当該シリコン酸化物被覆鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が２以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下となるものである、上記［１５］に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法。
　［１７］平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子からなる鉄粉の製造法であって、上記［１３］～［１６］のいずれかに記載のシリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法により得られたシリコン酸化物被覆鉄粉をアルカリ水溶液中に浸漬して、シリコン酸化物被覆を溶解する工程を含む、鉄粉の製造方法。
　［１８］上記［１７］に記載の製造方法で得られた鉄粉を、解砕する工程を含む、鉄粉の製造方法。
　［１９］前記の解砕をジェットミル粉砕装置により行う、上記［１８］に記載の鉄粉の製造方法。
　［２０］前記の解砕を、鉄粉のマイクロトラック粒度分布測定装置によって測定される体積基準での累積５０％粒子径が１.２μｍ以下となるように行う、上記［１８］または［１９］に記載の鉄粉の製造方法。
　［２１］前記の解砕を、鉄粉のマイクロトラック粒度分布測定装置によって測定される体積基準での累積９０％粒子径が２.０μｍ以下となるように行う、上記［１８］～［２０］のいずれかに記載の鉄粉の製造方法。
　［２２］前記の鉄粉は、当該鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が４以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下となるものである、上記［１７］～［２１］のいずれかに記載の鉄粉の製造方法。
　［２３］上記［１］～［５］のいずれかに記載の鉄粉を含む、インダクタ用の成形体。
　［２４］上記［６］～［９］のいずれかに記載のシリコン酸化物被覆鉄粉を含む、インダクタ用の成形体。
　［２５］上記［１］～［５］のいずれかに記載の鉄粉を用いたインダクタ。
　［２６］上記［６］～［９］のいずれかに記載のシリコン酸化物被覆鉄粉を用いたインダクタ。
　本発明の製造方法を用いることにより、複素比透磁率の実数部μ’が高く、かつ複素比透磁率の損失係数（ｔａｎδ）の小さな鉄粉およびシリコン酸化物被覆鉄粉を製造することが可能になった。
実施例１により得られたシリコン酸化物被覆酸化鉄粉からシリコン酸化物被覆を除去した酸化鉄粉の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。 比較例１により得られたシリコン酸化物被覆酸化鉄粉からシリコン酸化物被覆を除去した酸化鉄粉の走査型電子顕微鏡　（ＳＥＭ）写真である。 実施例１０により得られた鉄粉の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
　本発明においては、磁性体である鉄粉の製造に際し、生産性に優れる湿式法により、三価の鉄イオンを含む酸性水溶液をアルカリで中和して得られる水和酸化物沈殿を加熱、脱水して前駆体の酸化鉄粉を製造し、その酸化鉄粉を還元することにより目的とする鉄粉を得る手法を採用する。アトマイズ粉の製造には高速のガス流や液流を発生させるためにコンプレッサ等の高圧設備が必要となり、カルボニル鉄粉の製造にはカルボニル鉄の蒸留や蒸発などを行うための大掛かりな設備が必要となるが、湿式法の場合には、アトマイズ粉やカルボニル鉄粉の製造装置の様な大掛かりな設備が不要となる。
　湿式法により得られる酸化鉄粉の粒子径分布は、中和反応により生成する水和酸化物沈殿を含むスラリーにシラン化合物を添加し、シラン化合物の加水分解反応を生起せしめ、加水分解生成物により水和酸化物沈殿を被覆した後に加熱することによりある程度均一化するが、酸化鉄粉の粒子径自体を所望の値に制御する方法は知られていない。
　当該シリコン酸化物被覆自体は、酸化鉄粉を還元して鉄粉とした後も鉄粉表面を被覆している。したがって、鉄粉に絶縁被覆を施して用いられる用途、例えば鉄粉を圧粉の成形体として磁心に使用する用途等においては、当該シリコン酸化物被覆を絶縁被覆としてそのまま使用することが可能であり、別途絶縁被覆を形成する必要がないので、その点も本願の発明の利点の一つとして挙げられる。絶縁被覆が不要な用途の場合には、酸化鉄粉を還元して鉄粉とした後、当該シリコン酸化物被覆を除去した後に使用に供する。
　なお、水和酸化物沈殿を被覆したシラン化合物の加水分解生成物は、引き続く加熱処理により脱水縮合してシリコン酸化物に変化するが、加熱条件によっては必ずしも化学両論組成の酸化シリコン（ＳｉＯ２）までは変化せず、シラン化合物の加水分解生成物を形成するＯＨ基の一部が残存したり、シラン化合物起因の有機基が一部残存したりすることもある。本発明においては、それらＯＨ基や有機基が一部残存するものや、反応溶液起因のリン含有イオンを含むもの等を総称して、シリコン酸化物と表現する。
　本発明者等の予備的検討によると、鉄粒子の平均粒子径を増加させると、それに伴いμ’が高くなる。走査型電子顕微鏡で測定した鉄粒子の平均粒子径が０.２５μｍ以上であると、μ’が２以上になり、実用に供することのできる値になることが判ってきた。一方、ｔａｎδに関しては、酸化鉄の平均粒子径が１μｍ以上であると還元処理後のシリコン酸化物被覆鉄粉の渦電流損失が大きくなるためにｔａｎδが大きくなり好ましくない。
　発明者らは詳細な研究の結果、前述の水和酸化物の沈殿物を生成する過程で、水溶液中にリン含有イオンを共存させ、その後にシラン化合物の加水分解生成物の被覆を施すか、または、加水分解生成物被覆のためにシラン化合物を添加する間にリン含有イオンを添加し、その後、焼成によって酸化鉄粒子を成長させることにより、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉中の酸化鉄粉粒子の平均粒子径を制御できることを見出した。
　リン含有イオンの共存の形態としては、反応の出発物質である３価のＦｅイオンを含む酸性水溶液に添加し、その溶液をアルカリで中和して鉄の水和酸化物の沈殿物を形成してもよく、また、３価のＦｅイオンを含む酸性水溶液をアルカリで中和して鉄の水和酸化物の沈殿物を形成した後、当該沈殿物を含むスラリーにリン含有イオンを添加してもよく、さらに、鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物を被覆する間に、シラン化合物とともに添加することにより共存させても、いずれの方法でも構わない。
リン含有イオンの共存下で生成した鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物の被覆を施した後や、シラン化合物を添加する間にリン含有イオンを添加して鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物を被覆した後に加熱処理を施すと、リン含有イオンの共存なしの場合と比較して、平均粒子径の大きな酸化鉄粉を含むシリコン酸化物被覆酸化鉄粉が得られ、当該シリコン酸化物被覆酸化鉄粉を還元することにより最終的に平均粒子径の大きな鉄粉を含むシリコン酸化物被覆鉄粉が得られる。当該シリコン酸化物被覆は、所望の磁気特性を得るためにその一部を除去することが可能である。また、当該シリコン酸化物被覆をすべて除去すると、被覆のない純粋な鉄粉が得られる。
　リン含有イオンの共存下で生成した鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物の被覆を施した後に加熱処理を施すことにより、加熱処理後の鉄酸化物の平均粒子径が増加する理由は現在不明であるが、沈殿物の表面にリン含有イオンが吸着して等電点が変化することにより、沈殿物の凝集状態が変化した、シリコン酸化物とリン含有イオンが反応してシリコン酸化物被覆の物性が変化したことに起因する、等の理由が考えられる。本発明は、リン含有イオン添加に関するこのような知見に基づいて完成したものである。
［鉄粒子および前駆体］
　本発明により得られる鉄粉およびシリコン酸化物被覆鉄粉に含まれる磁性鉄粒子は、その製造プロセスから不可避的に混入する不純物を除いて実質的に純粋な鉄の粒子である。鉄粒子については、その平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ平均軸比が１.５以下であることが好ましい。この平均粒子径ならびに平均軸比の範囲とする事で、初めて大きいμ’と十分に小さなｔａｎδとを両立することが可能となる。平均粒子径が０.２５μｍ未満であると、μ’が小さくなるので好ましくない。また、平均粒子径が０.８０μｍを超えると、渦電流損失の増大に伴ってｔａｎδが高くなるので好ましくない。より好ましくは、平均粒子径が０.３０μｍ以上０.６５μｍ以下であり、さらに一層好ましくは、平均粒子径が０.４０μｍ以上０.６５μｍ以下である。平均軸比については、１.５を超えると、磁気異方性の増大によりμ’が低下するので好ましくない。平均軸比については特に下限は存在しないが、通常では１.２９以上のものが得られる。軸比の変動係数は、例えば０.１０以上０.２５以下である。
　本発明のシリコン酸化物被覆鉄粉におけるシリコン酸化物の被覆量としては、非磁性成分の割合を抑えてμ’を大きくする観点から、シリコン酸化物被覆鉄粉全体の質量に対して１５質量％以下であることが好ましい。
　本発明のシリコン酸化物被覆鉄粉におけるＰの含有量としては、シリコン酸化物被覆鉄粉全体の質量に対して０.１質量％以上２.０質量％以下であることが好ましく、０.１質量％以上１.５質量％以下であることがより好ましく、０.２質量％以上１.０質量％以下であることがより一層好ましい。Ｐの含有は磁気特性向上に寄与しないが、前記範囲の含有であれば許容される。
　本発明の鉄粉中のＰの含有量としては、鉄粉の質量に対して０.１質量％以上１.０質量％以下とすることが好ましく、０.１質量％以上０.７質量％以下であることがより好ましく、０.１５質量％以上０.４質量％以下であることがより一層好ましい。Ｐの含有は磁気特性向上に寄与しないが、前記範囲の含有であれば許容される。また、本発明の鉄粉中の鉄の含有量は、鉄粉の質量に対して、例えば７５質量％以上９５質量％以下とすることができる。
　なお、鉄粒子がシリコン酸化物で被覆されているとは、鉄粒子の表面の少なくとも一部がシリコン酸化物で被覆されていることを意味し、被覆状態としては鉄粒子の表面全体が被覆されている状態のほか、鉄粒子の表面の一部が被覆され、その他の部分について鉄粒子の表面が露出している状態も含める。鉄粒子の表面がシリコン酸化物で被覆されていることは、例えばＳＥＭ－ＥＤＸによって粒子表面や粒子断面を観察して、元素分析を行うことで確認することができる。
　本発明においては、シリコン酸化物被覆鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が２以上、より好ましくは３以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下、より好ましくは０.０１５以下であることが好ましい。μ’が２未満では、インダクタに代表される電子部品の小型化効果が小さくなるので好ましくない。本発明において、μ’の上限は特に規定するものではない。
　また本発明においては、鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が４以上、より好ましくは５以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下、より好ましくは０.０１５以下であることが好ましい。μ’が４未満では、インダクタに代表される電子部品の小型化効果が不十分となるので好ましくない。
　次に、鉄粉のマイクロトラック粒度分布測定装置を用いて測定された、体積基準での累積５０％粒子径について説明する。本明細書において、マイクロトラック測定装置によって測定される体積基準の累積５０％粒子径のことをＤ５０と、マイクロトラック測定装置によって測定される体積基準の累積１０％粒子径のことをＤ１０と、マイクロトラック測定装置による体積基準の累積９０％粒子径のことをＤ９０と、それぞれ記載することがある。
　本発明の製造方法により得られる鉄粉は、課題である高いμ’ならびに小さいｔａｎδを達成するために、その平均粒子径（平均一次粒子径）が０.２５μｍ以上０.８μｍ以下と従来の鉄粉より小さい範囲に制御されている。その結果として粒子の表面エネルギーが大きくなり、二次粒子径が数μｍ～数十μｍの凝集体になってしまう傾向がある。
　鉄粉を電源系インダクタ用途等に使用する際、二次粒子径の大きな鉄粉と、二次粒子径が小さい鉄粉とを混合して使用することで、鉄粉の充填度を高めることが可能になると考えられる。これは、混合の際に二次粒子径が大きい鉄粉同士の隙間に二次粒子径が小さい鉄粉を詰めることで、充填度を向上させるものであり、鉄粉の二次粒子径が重要となる。このうち、二次粒子径がたとえば１０μｍ以上といった大きい鉄粉としては公知の鉄粉が採用できる。しかしながら、二次粒子径がたとえば２μｍ以下のように小さな鉄粉は従来得ることが困難であり、結果として鉄粉を電源系インダクタ用途等に使用する際の鉄粉の充填度には限界があった。たとえば２μｍ以下のように二次粒子径が小さな鉄粉が得られれば、鉄粉を電源系インダクタ用途等に使用する際に、鉄粉の充填度を従来より高めることができるため好ましい。二次粒子径が小さな鉄粉として、具体的には、鉄粉のＤ５０が１.２μｍ以下であることが好ましく、１.０μｍ以下であることがより好ましい。また、鉄粉のＤ９０としては、２.０μｍ以下であることが好ましく、１.６μｍ以下であることがより好ましい。
［出発物質］
　本発明の製造方法においては、前駆体であるシリコン酸化物被覆酸化鉄粉の出発物質として３価のＦｅイオンを含む酸性の水溶液（以下、原料溶液と言う。）を用いる。もし、出発物質として３価のＦｅイオンに替えて２価のＦｅイオンを用いた場合には、沈殿物として３価の鉄の水和酸化物のほかに２価の鉄の水和酸化物やマグネタイト等をも含む混合物が生成し、最終的に得られる鉄粒子の形状にバラつきが生じてしまうため、本発明のような鉄粉およびシリコン酸化物被覆鉄粉を得ることができない。ここで、酸性とは溶液のｐＨが７未満であることを指す。これらのＦｅイオン供給源としては、入手の容易さおよび価格の面から、硝酸塩、硫酸塩、塩化物の様な水溶性の無機酸塩を用いることが好ましい。これらのＦｅ塩を水に溶解すると、Ｆｅイオンが加水分解して、水溶液は酸性を呈する。このＦｅイオンを含む酸性水溶液にアルカリを添加して中和すると、鉄の水和酸化物の沈殿物が得られる。ここで鉄の水和酸化物とは一般式Ｆｅ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏで表される物質で、ｎ＝１の時にはＦｅＯＯＨ（オキシ水酸化鉄）、ｎ＝３の時にはＦｅ(ＯＨ)３（水酸化鉄）である。
　原料溶液中のＦｅイオン濃度は、本発明では特に規定するものではないが、０.０１ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましい。０.０１ｍｏｌ／Ｌ未満では１回の反応で得られる沈殿物の量が少なく、経済的に好ましくない。Ｆｅイオン濃度が１ｍｏｌ／Ｌを超えると、急速な水和酸化物の沈澱発生により、反応溶液がゲル化しやすくなるので好ましくない。
［リン含有イオン］
　本発明の製造方法は、前記の鉄の水和酸化物の沈殿物生成の際にリン含有イオンを共存させるか、加水分解生成物被覆のためにシラン化合物を添加する間にリン含有イオンを添加することが特徴であり、いずれの場合にもシラン化合物被覆の際にはリン含有イオンが系内に共存している。リン含有イオンの供給源として、リン酸やリン酸アンモニウムやリン酸Ｎａおよびそれらの１水素塩、２水素塩等の可溶性リン酸（ＰＯ４ ３－）塩を用いることができる。ここでリン酸は３塩基酸であり、水溶液中で３段解離するため、水溶液中ではリン酸イオン、リン酸２水素イオン、リン酸１水素イオンの存在形態を取り得るが、その存在形態はリン酸イオンの供給源として用いた薬品の種類ではなく、水溶液のｐＨにより決まるので、上記のリン酸基を含むイオンをリン酸イオンと総称する。また、本発明の場合リン酸イオンの供給源として、縮合リン酸である二リン酸（ピロリン酸）を用いることも可能である。また、本発明においては、リン酸イオン（ＰＯ４ ３－）に替えて、Ｐの酸化数の異なる亜リン酸イオン（ＰＯ３ ３－）や次亜リン酸イオン（ＰＯ２ ２－）を用いることも可能である。これらのリン（Ｐ）を含む酸化物イオンを総称してリン含有イオンと称する。
原料溶液に添加するリン含有イオンの量は、原料溶液中に含まれる全Ｆｅモル量に対するモル比（Ｐ／Ｆｅ比）で０.００３以上０.１以下であることが好ましい。Ｐ／Ｆｅ比が０.００３未満では、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉中に含まれる酸化鉄粉の平均粒子径を増大させる効果が不十分であり、Ｐ／Ｆｅ比が０.１を超えると、理由は不明であるが、粒径を増大させる効果が得られない。より好ましいＰ／Ｆｅ比の値は０.００５以上０.０５以下である。
　なお、前述の様に、原料溶液にリン含有イオンを添加する時期は、後述する中和処理の前、中和処理後シリコン酸化物被覆を行う前、シラン化合物を添加する間のいずれでも構わない。
［中和処理］
　本発明の製造方法の第一の実施形態においては、公知の機械的手段により撹拌しながらリン含有イオンを含む原料溶液にアルカリを添加し、そのｐＨが７以上１３以下になるまで中和して鉄の水和酸化物の沈殿物を生成する。中和後のｐＨが７未満では、鉄イオンが鉄の水和酸化物として沈殿しないので好ましくない。中和後のｐＨが１３を超えると、工程のシリコン酸化物被覆工程において添加するシラン化合物の加水分解が速く、シラン化合物の加水分解生成物の被覆が不均一となるので、やはり好ましくない。
　なお、本発明の製造方法において、リン含有イオンを含む原料溶液をアルカリで中和するにあたっては、リン含有イオンを含む原料溶液にアルカリを添加する方法以外に、アルカリにリン含有イオンを含む原料溶液を添加する方法を採用してもよい。
　なお、本明細書に記載のｐＨの値は、ＪＩＳ　Ｚ８８０２に基づき、ガラス電極を用いて測定した。ｐＨ標準液として、測定するｐＨ領域に応じた適切な緩衝液を用いて校正したｐＨ計により測定した値をいう。また、本明細書に記載のｐＨは、温度補償電極により補償されたｐＨ計の示す測定値を、反応温度条件下で直接読み取った値である。
　中和に用いるアルカリとしては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、アンモニア水、炭酸水素アンモニウムなどのアンモニウム塩のいずれであっても良いが、最終的に熱処理して鉄の水和酸化物の沈殿物を鉄酸化物とした時に不純物が残りにくいアンモニア水や炭酸水素アンモニウムを用いることが好ましい。これらのアルカリは、出発物質の水溶液に固体で添加しても構わないが、反応の均一性を確保する観点からは、水溶液の状態で添加することが好ましい。
　中和反応の終了後、沈殿物を含むスラリーを撹拌しながらそのｐＨで５ｍｉｎ～２４ｈ保持し、沈殿物を熟成させる。
　本発明の製造方法においては、中和処理時の反応温度は特に規定するものではないが、１０℃以上９０℃以下とするのが好ましい。応温度が１０℃未満、または９０℃超えでは温度調整に要するエネルギーコストを考慮すると好ましくない。
　本発明の製造方法の第二の実施形態においては、公知の機械的手段により撹拌しながら原料溶液にアルカリを添加し、そのｐＨが７以上１３以下になるまで中和して鉄の水和酸化物の沈殿物を生成した後、沈殿物を熟成させる過程で沈殿物を含むスラリーにリン含有イオンを添加する。リン含有イオンの添加時期は、沈殿物生成の直後でも熟成の途中でも構わない。
　なお、第二の実施形態における沈殿物の熟成時間および反応温度は、第一の実施形態のそれ等と同じである。
　本発明の製造方法の第三の実施形態においては、公知の機械的手段により撹拌しながら原料溶液にアルカリを添加し、そのｐＨが７以上１３以下になるまで中和して鉄の水和酸化物の沈殿物を生成した後、沈殿物を熟成させる。リン含有イオンの添加時期については後述する。
［シラン化合物の加水分解生成物による被覆］
　本発明の製造方法においては、前記までの工程で生成した鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物の被覆を施す。シラン化合物の加水分解生成物の被覆法としては、いわゆるゾル－ゲル法を適用することが好ましい。
　ゾル－ゲル法の場合、鉄の水和酸化物の沈殿物のスラリーに、加水分解基を持つシリコン化合物、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）や、各種のシランカップリング剤等のシラン化合物を添加して撹拌下で加水分解反応を生起させ、生成したシラン化合物の加水分解生成物により鉄の水和酸化物の沈殿物の表面を被覆する。また、その際、酸触媒、アルカリ触媒を添加しても構わないが、処理時間を考慮するとそれらの触媒を添加することが好ましい。代表的な例として酸触媒では塩酸、アルカリ触媒ではアンモニアとなる。酸触媒を使用する場合には、鉄の水和酸化物の沈殿物が溶解しない量の添加に留める必要がある。
　なお、シラン化合物の加水分解生成物による被覆に替えて、無機のシリコン化合物である珪酸ソーダ（水ガラス）による被覆とすることも可能である。
　原料溶液に仕込んだ３価の鉄イオンの全モル数と、スラリーに滴下するシリコン化合物に含まれるＳｉの全モル数の比（Ｓｉ／Ｆｅ比）は０.０５以上０.５以下であることが好ましい。Ｓｉ／Ｆｅ比が０.０５未満では、シリコン酸化物被覆が不完全になる恐れがあり、Ｓｉ／Ｆｅ比が０.５を超えると、非磁性成分であるシリコン酸化物が増大するため、μ’が低下する。より好ましいＳｉ／Ｆｅ比の値は０.１以上０.４以下であり、さらに一層好ましいＳｉ／Ｆｅ比の値は０.１５以上０.４以下である。
　なお、シラン化合物の加水分解生成物による被覆についての具体的手法は、公知プロセスにおけるゾル－ゲル法と同様とすることができる。例えば、ゾル－ゲル法によるシラン化合物の加水分解生成物被覆の反応温度としては２０℃以上６０℃以下、反応時間としては１ｈ以上２０ｈ以下程度である。
　本発明の製造方法の第三の実施形態においては、上記の中和後の熟成により得られた鉄の水和酸化物の沈殿物を含むスラリーに、上記の加水分解基を持つシリコン化合物の添加開始から添加終了までの間に、リン含有イオンを同時に添加する。リン含有イオンの添加時期は、加水分解基を持つシリコン酸化物の添加開始と同時、または添加終了と同時でも構わない。
［沈殿物の回収］
　前記の工程により得られたスラリーから、シラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を分離する。固液分離手段としては、濾過、遠心分離、デカンテーション等の公知の固液分離手段を用いることが出来る。固液分離時には、凝集剤を添加し固液分離しても構わない。引き続き、固液分離して得られたシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を洗浄した後、再度固液分離することが好ましい。洗浄方法はリパルプ洗浄等の公知の洗浄手段を用いることができる。最終的に回収されたシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物に乾燥処理を施す。なお、当該乾燥処理は、沈殿物に付着した水分を除去することを目的としたものであり、水の沸点以上の１１０℃程度の温度で行っても構わない。
［加熱処理］
　本発明の製造方法においては、前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を加熱処理することによりシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体であるシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を得る。加熱処理の雰囲気中は特に規定するものではないが、大気雰囲気で構わない。加熱は概ね５００℃以上１５００℃以下の範囲で行うことができる。加熱処理温度が５００℃未満では粒子が十分に成長しないため好ましくない。１５００℃を超えると必要以上の粒子成長や粒子の焼結が起こるので好ましくない。加熱時間は１０ｍｉｎ～２４ｈの範囲で調整すればよい。当該加熱処理により、鉄の水和酸化物は鉄酸化物に変化する。加熱処理温度は、好ましくは８００℃以上１２５０℃以下、より好ましくは９００℃以上１１５０℃以下である。なお、当該熱処理の際、鉄の水和酸化物の沈殿を被覆するシラン化合物の加水分解生成物もシリコン酸化物に変化する。当該シリコン酸化物被覆は、鉄の水和酸化沈殿同士の加熱処理時の焼結を防止する作用も有している。
［還元熱処理］
　本発明の製造方法においては、前記の工程で得られた前駆体であるシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を還元雰囲気中で熱処理することにより、最終的な目的物であるシリコン酸化物被覆鉄粉が得られる。還元雰囲気を形成するガスとしては、水素ガスや水素ガスと不活性ガスの混合ガスが挙げられる。還元熱処理の温度は、３００℃以上１０００℃以下の範囲とすることができる。還元熱処理の温度が３００℃未満では酸化鉄の還元が不十分となるので好ましくない。１０００℃を超えると還元の効果が飽和する。加熱時間は１０～１２０ｍｉｎの範囲で調整すればよい。
［安定化処理］
　通常、還元熱処理により得られる鉄粉は、その表面が化学的に極めて活性なため、徐酸化による安定化処理を施すことが多い。本発明の製造方法で得られる鉄粉は、その表面が化学的に不活性なシリコン酸化物で被覆されているが、表面の一部が被覆されていない場合もあるので、好ましくは安定化処理を施し、鉄粉表面の露出部に酸化保護層を形成する。安定化処理の手順として、一例として以下の手段が挙げられる。
　還元熱処理後のシリコン酸化物被覆鉄粉が曝される雰囲気を還元雰囲気から不活性ガス雰囲気に置換した後、当該雰囲気中の酸素濃度を徐々に増大させながら２０～２００℃、より好ましくは６０～１００℃で前記露出部の酸化反応を進行させる。不活性ガスとしては、希ガスおよび窒素ガスから選ばれる１種以上のガス成分が適用できる。酸素含有ガスとしては、純酸素ガスや空気が使用できる。酸素含有ガスとともに、水蒸気を導入してもよい。シリコン酸化物被覆鉄粉を２０～２００℃好ましくは６０～１００℃に保持するときの酸素濃度は、最終的には０.１～２１体積％とする。酸素含有ガスの導入は、連続的または間欠的に行うことができる。安定化工程の初期の段階で、酸素濃度が１.０体積％以下である時間を５.０ｍｉｎ以上キープすることがより好ましい。
［シリコン酸化物被覆の溶解処理］
　上述したシラン化合物の加水分解生成物による被覆処理では、最終的に得られるシリコン酸化物被覆の被覆量のコントロールにやや厳密性を欠くので、安定化処理後のシリコン酸化物被覆鉄粉をアルカリ溶液中に浸漬し、シリコン酸化物被覆の被覆量を調節することが可能である。シリコン酸化物被覆それ自体は非磁性の物質なので、シリコン酸化物被覆を一部溶解することにより、シリコン酸化物被覆鉄粉の磁気特性が向上する。また、当該シリコン酸化物被覆をすべて除去すると、被覆のない純粋な鉄粉が得られる。
　シリコン酸化物被覆の被覆量としては、シリコン酸化物被覆鉄粉全体の質量に対して１５質量％以下であることが好ましい。１５質量％を超えると、非磁性のシリコン酸化物被覆の占める割合が大きくなり、透磁率μ’が低下するので好ましくない。
　なお、本発明の場合、シリコン酸化物被覆鉄粉中のＰの含有量が、シリコン酸化物被覆鉄粉全体の質量に対して０.１質量％以上２.０質量％以下である場合に良好な結果が得られる。このことは、Ｐの共存によりシリコン酸化物被覆の物性が変化し、最終的に得られる鉄粒子の粒径が変化していることを示唆する。
　シリコン酸化物被覆鉄粉の組成は、ＦｅおよびＰについては鉄粉を溶解した後ＩＣＰ発光分光分析法により、Ｓｉについては重量法により求めた。
　溶解処理に用いるアルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液、アンモニア水等、工業的に用いられている通常のアルカリ水溶液を用いることができる。処理時間等を考慮すると、処理液のｐＨは１０以上、処理液の温度は６０℃以上沸点以下であることが好ましい。
［解砕］
　シリコン酸化物被覆の溶解処理により得られた鉄粉を解砕してもよい。解砕を行うことで、鉄粉のマイクロトラック測定装置による体積基準の累積５０％粒子径を小さくすることができる。解砕手段としては、ビーズミル等のようなメディアを用いた粉砕装置による方法や、ジェットミルのようにメディアレスの粉砕装置による方法など、公知の方法を採用することができる。メディアを用いた粉砕装置による方法の場合は、得られる鉄粉の粒子形状が変形して軸比が大きくなってしまい、その結果として後工程で成形体を作成する際の鉄粉の充填度が下がる、鉄粉の磁気特性が悪化する等の不具合が生じる恐れがあるため、メディアレスの粉砕装置を採用することが好ましく、ジェットミル粉砕装置を用いて解砕を行うことが特に好ましい。ここでジェットミル粉砕装置とは、粉砕対象物または粉砕対象物と液体とを混合したスラリーを、高圧ガスにより噴射させて衝突板などと衝突させる方式の粉砕装置をいう。液体を使用せずに粉砕対象物を高圧ガスで噴射させるタイプを乾式ジェットミル粉砕装置、粉砕対象物と液体とを混合したスラリーを用いるタイプを湿式ジェットミル粉砕装置と呼ぶ。この粉砕対象物または粉砕対象物と液体とを混合したスラリーを衝突させる対象物としては、衝突板などの静止物でなくともよく、高圧ガスにより噴射された粉砕対象物同士や、粉砕対象物と液体とを混合したスラリー同士を衝突させる方法を採用してもよい。
　また、湿式ジェットミル粉砕装置を用いて解砕を行う場合の液体としては、純水やエタノールなど一般的な分散媒を採用することができるが、エタノールを用いることが好ましい。
　解砕に湿式ジェットミル粉砕装置を用いた場合には、解砕された鉄粉と分散媒との混合物である解砕処理後のスラリーが得られ、このスラリー中の分散媒を乾燥させることで解砕された鉄粉を得ることができる。乾燥方法としては公知の方法を採用することができ、雰囲気としては大気でもよい。ただし、鉄粉の酸化を防止する観点から、窒素ガス、アルゴンガス、水素ガス等の非酸化性雰囲気での乾燥や、真空乾燥を行うことが好ましい。また、乾燥速度を速めるために例えば１００℃以上に加温して行うことが好ましい。なお、乾燥後に得られた鉄粉を再びエタノールと混合してマイクロトラック粒度分布測定を行った場合、前記解砕処理後のスラリーにおける鉄粉のＤ５０をほぼ再現することができる。すなわち、乾燥の前後で鉄粉のＤ５０は変化しない。
［粒子径］
　シリコン酸化物被覆鉄粉を構成する鉄粒子の粒子径、および、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉を構成する酸化鉄粒子の粒子径は、それぞれ１０質量％水酸化ナトリウム水溶液を用いてシリコン酸化物被覆を溶解・除去した後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察により求めた。
　シリコン酸化物の溶解除去は、シリコン酸化物被覆鉄粉またはシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を６０℃の１０質量％水酸化ナトリウム水溶液に入れて、２４ｈ撹拌させた後に、ろ過、水洗ならびに乾燥することで行った。なお、前記水酸化ナトリウム水溶液の量は、シリコン酸化物被覆鉄粉またはシリコン酸化物被覆酸化鉄粉５ｇに対して０.８Ｌの割合とした。
　シリコン酸化物の溶解除去後にＳＥＭ観察を行い、ある粒子について、その粒子を取り囲む最小円の直径をその粒子の粒子径（長径）と定める。具体的には、３,０００倍～３０,０００倍程度の倍率で撮影したＳＥＭ写真中において、外縁部全体が観察される粒子をランダムに３００個選択してその粒子径を測定し、その平均値を、当該シリコン酸化物被覆鉄粉を構成する鉄粒子およびシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を構成する酸化鉄粒子の平均粒子径とした。なお、この測定により得られる粒子径は、一次粒子径である。
［軸比］
　ＳＥＭ画像上のある粒子について、上記の「長径」に対して直角方向に測った最も長い部分の長さを「短径」と呼び、長径／短径の比をその粒子の「軸比」と呼ぶ。粉末としての平均的な軸比である「平均軸比」は以下のようにして定めることができる。ＳＥＭ観察により、ランダムに選択した３００個の粒子について「長径」と「短径」を測定し、測定対象の全粒子についての長径の平均値および短径の平均値をそれぞれ「平均長径」および「平均短径」とし、平均長径／平均短径の比を「平均軸比」と定める。長径、短径、軸比のそれぞれについて、そのばらつきの大きさを表す指標として変動係数を算出することができる。
［磁気特性］
　ＶＳＭ（東英工業社製ＶＳＭ－Ｐ７）を用い、印加磁場７９５.８ｋＡ／ｍ（１０ｋＯｅ）でＢ－Ｈ曲線を測定し、保磁力Ｈｃ、飽和磁化σｓ、角形比ＳＱについて評価を行った。
［複素透磁率］
　鉄粉またはシリコン酸化物被覆鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（株式会社テスク製；一液性エポキシ樹脂Ｂ－１１０６）を９０：１０の質量割合で秤量し、真空撹拌・脱泡ミキサー（ＥＭＥ社製；Ｖ－ｍｉｎｉ３００）を用いてこれらを混練し、供試粉末がエポキシ樹脂中に分散したペーストとした。このペーストをホットプレート上で６０℃、２ｈ乾燥させて金属粉末と樹脂の複合体としたのち、粉末状に解粒して、複合体粉末とした。この複合体粉末０.２ｇをドーナッツ状の容器内に入れて、ハンドプレス機により９８００Ｎ（１Ｔｏｎ）の荷重をかけることにより、外径７ｍｍ、内径３ｍｍのトロイダル形状の成形体を得た。この成形体について、ＲＦインピーダンス／マテリアル・アナライザ（アジレント・テクノロジー社製；Ｅ４９９１Ａ）とテストフィクスチャ（アジレント・テクノロジー社製；１６４５４Ａを用い、１００ＭＨｚにおける複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ”を測定し、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδ＝μ”／μ’を求めた。
　本発明の鉄粉を用いて製造された成形体は、優れた複素透磁率特性を示し、インダクタの磁心などの用途に好適に用いることができる。
［ＢＥＴ比表面積］
　ＢＥＴ比表面積は、株式会社マウンテック製のＭａｃｓｏｒｂ ｍｏｄｅｌ－１２１０を用いて、ＢＥＴ一点法により求めた。
［マイクロトラック粒度分布測定］
　鉄粉のマイクロトラック測定装置による体積基準の累積５０％粒子径、ならびに累積９０％粒子径の測定には、マイクロトラック・ベル社製のマイクロトラック粒度分布測定装置ＭＴ３３００ＥＸIIを用いた。なお、測定装置の試料循環器に入れる液体としては、エタノールを用いた。また、鉄粉とエタノールまたは純水とを混合したスラリーの形態として、供給直前にこのスラリーを目視で不均一な箇所が見られない程度に撹拌した後に測定装置に供給した。
［実施例１］
　５Ｌ反応槽にて、純水４１１３.２４ｇに、純度９９.７ｍａｓｓ％の硝酸鉄（III）９水和物５６６.４７ｇ、リン含有イオンの供給源として８５ｍａｓｓ％Ｈ３ＰＯ４１.３９ｇを大気雰囲気中、撹拌羽根により機械的に撹拌しながら溶解した。（手順１）この溶解液のｐＨは約１であった。なお、この条件ではＰ／Ｆｅ比は０.００８６である。
　大気雰囲気中、この仕込み溶解液を３０℃の条件下で、撹拌羽根により機械的に撹拌しながら、２３.４７ｍａｓｓ％のアンモニア溶液４０９.６６ｇを１０ｍｉｎかけて添加し（約４０ｇ／Ｌ）、滴下終了後に３０ｍｉｎ間撹拌を続けて生成した沈殿物の熟成を行った。その際、沈殿物を含むスラリーのｐＨは約９であった（手順２）。
　手順２で得られたスラリーを撹拌しながら、大気中３０℃で、純度９５.０ｍａｓｓ％のテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）５５.１８ｇを１０ｍｉｎかけて滴下した。その後２０時間そのまま撹拌し続け、加水分解により生成したシラン化合物の加水分解生成物で沈殿物を被覆した（手順３）。なお、この条件ではＳｉ／Ｆｅ比は０.１８である。
　手順３で得られたスラリーを濾過し、得られたシラン化合物の加水分解生成物で被覆した沈殿物の水分をできるだけ切ってから純水中に再度分散させ、リパルプ洗浄した。洗浄後のスラリーを再度濾過し、得られたケーキを大気中１１０℃で乾燥した（手順４）。
　手順４で得られた乾燥品を、箱型焼成炉を用い、大気中１０５０℃で加熱処理し、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉を得た（手順５）。手順５で得られたシリコン酸化物被覆酸化鉄粉から試料を採取し、前述の方法によりシリコン酸化物被覆を除去した後ＳＥＭ観察を行い酸化鉄粉の平均粒子径および平均軸比を測定した。ＳＥＭ観察結果を図１に、原料溶液の仕込み条件等の製造条件を表１に、測定結果を表２にそれぞれ示す。なお、ＳＥＭ写真の右側下部に表示した１１本の白い縦線で示す長さが１.００μｍである（図２も同じ）。
　手順５で得られたシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を通気可能なバケットに入れ、そのバケットを貫通型還元炉内に装入し、炉内に水素ガスを流しながら６３０℃で４０ｍｉｎ保持することにより還元熱処理を施した（手順６）。
　引き続き、炉内の雰囲気ガスを水素から窒素に変換し、窒素ガスを流した状態で炉内温度を降温速度２０℃／ｍｉｎで８０℃まで低下させた。その後、安定化処理を行う初期のガスとして、窒素ガス／空気の体積割合が１２５／１となるように窒素ガスと空気を混合したガス（酸素濃度約０.１７体積％）を炉内に導入して金属粉末粒子表層部の酸化反応を開始させ、その後徐々に空気の混合割合を増大させ、最終的に窒素ガス／空気の体積割合が２５／１となる混合ガス（酸素濃度約０.８０体積％）を炉内に連続的に導入することにより、粒子の表層部に酸化保護層を形成した。安定化処理中、温度は８０℃に維持し、ガスの導入流量もほぼ一定に保った（手順７）。
　以上の一連の手順により得られた、シリコン酸化物被覆鉄粉について、磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定を行った。測定結果を表２に併せて示す。
　実施例１の手順５までで得られた酸化鉄粉の平均粒子径は０.５９μｍ、平均軸比は１.３５であり、これを還元すると平均粒子径が０.５４μｍ、平均軸比が１.３４の鉄粉が得られた。また、実施例１で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉のμ’は４.３８、ｔａｎδは０.０１４であり、後述する鉄の水和酸化物の沈殿物生成時にリン含有イオンが共存しない比較例１で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉についてのμ’が１.６１、ｔａｎδが０.４１３よりも良好な値であり、本発明の製造方法の特徴であるリン含有イオン共存の効果は明瞭である。
また、本発明の鉄粉を用いて製造された成形体は優れた複素透磁率特性を発現するため、インダクタの磁心として好適であることがわかる。
［実施例２～５］
　Ｆｅ（III）イオンの添加量は変化させず、Ｐ／Ｆｅ比とＳｉ／Ｆｅ比を変化させた以外は実施例１と同じ手順でシリコン酸化物被覆酸化鉄粉とシリコン酸化物被覆鉄粉を得た。得られた酸化鉄粉の平均粒子径および平均軸比、並びにシリコン酸化物被覆鉄粉の磁気特性、ＢＥＴ比表面積、および複素透磁率を表２に示す。いずれの実施例においてもμ’およびｔａｎδの値は、比較例のそれらよりも優れていた。なお、以下の実施例および比較例においても、Ｆｅ（III）イオンの添加量は同一である。
［実施例６］
　原料溶液にリン含有イオンを添加せず、熟成開始後１０ｍｉｎの時点でリン酸を添加し、その後２０ｍｉｎ間熟成を行った以外は実施例１と同じ手順でシリコン酸化物被覆酸化鉄粉とシリコン酸化物被覆鉄粉を得た。得られた酸化鉄粉のＳＥＭ観察結果を図２に、平均粒子径および平均軸比、並びにシリコン酸化物被覆鉄粉の磁気特性、ＢＥＴ比表面積および複素透磁率を表１に示す。本実施例で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉のμ’は４.３８、ｔａｎδは０.０１６で、比較例のそれらよりも優れており、鉄の水和酸化物の沈殿の熟成の途中でリン含有イオンを添加しても本発明の効果が得られることが判る。
［比較例１］
　原料溶液にリン含有イオンを添加しなかった以外は実施例１と同じ手順でシリコン酸化物被覆酸化鉄粉とシリコン酸化物被覆鉄粉を得た。得られた酸化鉄粉のＳＥＭ観察結果を図２に、平均粒子径および平均軸比、並びにシリコン酸化物被覆鉄粉の磁気特性、ＢＥＴ比表面積および複素透磁率を表１に示す。本比較例で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉のμ’は１.６１、ｔａｎδは０.４１３であり、各実施例のそれらよりも劣ったものであった。
［実施例７～１０］
　実施例７として、実施例１と同様の条件で作製したシリコン酸化物被覆鉄粉を、５質量％、６０℃の水酸化ナトリウム水溶液に１ｈ浸漬し、シリコン酸化物被覆の一部を溶解した。その結果、シリコン酸化物被覆鉄粉のＳｉ含有量は実施例１の７.７２質量％から４.１５質量％まで減少し、透磁率μ’は４.３８から５.８３まで増加したがｔａｎδの値はほとんど変化しなかった。実施例８は、実施例７のアルカリ水溶液を１０質量％水酸化ナトリウム水溶液に替えた結果であり、Ｓｉ含有量がさらに２.７３質量％まで減少し、透磁率μ’は６.６３まで増加した。実施例９は実施例４と同様の条件で作製したシリコン酸化物被覆鉄粉のシリコン酸化物被覆の一部を溶解した結果であるが、やはり実施例１と比較し、Ｓｉ含有量の減少に伴い、透磁率μ’が増加した。
　実施例１０は、実施例９と同様な条件で、アルカリ水溶液への浸漬時間を２４時間とした結果である。この場合、シリコン酸化物被覆は全て溶解しており、透磁率μ’は６.５５、ｔａｎδの値は０.０１５であった。
　なお、実施例１０で得られた鉄粉のＳＥＭ観察結果を図３に示す。この場合、ＳＥＭ写真の右側下部に表示した１１本の白い縦線で示す長さが１０.０μｍである。実施例１０で得られた鉄粉を構成する鉄粒子の粒子径および軸比の測定には、図３のＳＥＭ写真を用いた。
［実施例１１］
　４５Ｌ反応槽にて、純水３５.８４ｋｇに、純度９９.７ｍａｓｓ％の硝酸鉄（III）９水和物４.９６ｋｇ、８５ｍａｓｓ％Ｈ３ＰＯ４０.０２ｋｇを大気雰囲気中、撹拌羽根により機械的に撹拌しながら溶解した。（手順８）この溶解液のｐＨは約１であった。なお、この条件ではＰ／Ｆｅ比は０.０１７３である。
　大気雰囲気中、この仕込み溶解液を３０℃の条件下で、撹拌羽根により機械的に撹拌しながら、２２.５０ｍａｓｓ％のアンモニア溶液３.７４ｋｇを１０ｍｉｎかけて添加し（約０.３７ｋｇ／Ｌ）、滴下終了後に３０ｍｉｎ間撹拌を続けて生成した沈殿物の熟成を行った。その際、沈殿物を含むスラリーのｐＨは約９であった（手順９）。
　手順９で得られたスラリーを撹拌しながら、大気中３０℃で、純度９５.０ｍａｓｓ％のテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）０.９７ｋｇを１０ｍｉｎかけて滴下した。その後２０時間そのまま撹拌し続け、加水分解により生成したシラン化合物の加水分解生成物で沈殿物を被覆した（手順１０）。なお、この条件ではＳｉ／Ｆｅ比は０.３６である。
　手順１０で得られたスラリーを濾過し、得られたシラン化合物の加水分解生成物で被覆した沈殿物の水分をできるだけ切ってから純水中に再度分散させ、リパルプ洗浄した。洗浄後のスラリーを再度濾過し、得られたケーキを大気中１１０℃で乾燥した（手順１１）。
　手順１１で得られた乾燥品を、箱型焼成炉を用い、大気中１０４５℃で加熱処理し、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉を得た（手順１２）。　手順１２で得られたシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を通気可能なバケットに入れ、そのバケットを貫通型還元炉内に装入し、炉内に水素ガスを流しながら６３０℃で４０ｍｉｎ保持することにより還元熱処理を施した（手順１３）。
　引き続き、炉内の雰囲気ガスを水素から窒素に変換し、窒素ガスを流した状態で炉内温度を降温速度２０℃／ｍｉｎで８０℃まで低下させた。その後、安定化処理を行う初期のガスとして、窒素ガス／空気の体積割合が１２５／１となるように窒素ガスと空気を混合したガス（酸素濃度約０.１７体積％）を炉内に導入して金属粉末粒子表層部の酸化反応を開始させ、その後徐々に空気の混合割合を増大させ、最終的に窒素ガス／空気の体積割合が２５／１となる混合ガス（酸素濃度約０.８０体積％）を炉内に連続的に導入することにより、粒子の表層部に酸化保護層を形成した。安定化処理中、温度は８０℃に維持し、ガスの導入流量もほぼ一定に保った（手順１４）。
手順１４で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉を６０℃の２０質量％水酸化ナトリウム水溶液に入れて、２４ｈ撹拌させた後に、ろ過、水洗ならびに窒素中１１０℃で２ｈ乾燥を行った。前記水酸化ナトリウム水溶液の量は、シリコン酸化物被覆鉄粉５６ｇに対して３.２Ｌの割合とした。
　以上の一連の手順により得られた、鉄粉について、磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定を行った。測定結果を表２に併せて示す。
　また、得られた鉄粉をエタノールと混合して鉄粉エタノール混合スラリーとし、超音波分散機に５ｍｉｎかけた後に、マイクロトラック粒度分布測定装置（マイクロトラック・ベル社製ＭＴ３３００ＥＸII）により体積基準の粒子径の測定を行ったところ、Ｄ１０が０.７１μｍ、Ｄ５０が１.６０μｍ、Ｄ９０が４.４９μｍであった。なお、マイクロトラック粒度分布測定にあたっては、鉄粉エタノール混合スラリーを測定装置に供給する直前に、目視で不均一な箇所が見られない程度に撹拌してから測定装置に供給した。
［実施例１２］
　実施例１１と同様の手順で作製した鉄粉をエタノールと混合して、鉄粉の含有割合が１０質量％の鉄粉エタノール混合スラリーを作製した。この鉄粉エタノール混合スラリーをジェットミル粉砕装置（リックス株式会社製のナノ微粒化装置Ｇ－ｓｍａｓｈｅｒ ＬＭ－１０００）を用いて解砕し、解砕処理後のスラリーを得た。なお、解砕にあたっては、鉄粉エタノール混合スラリーの供給速度を１００ｍｌ／ｍｉｎ、エア圧力を０.６ＭＰａとし、解砕処理を５回繰り返した。得られた解砕処理後のスラリーについて、マイクロトラック粒度分布測定装置（マイクロトラック・ベル社製ＭＴ３３００ＥＸII）で体積基準の粒子径を測定したところ、Ｄ１０が０.５１μｍ、Ｄ５０が０.８３μｍ、Ｄ９０が１.４２μｍであった。なお、マイクロトラック粒度分布測定装置の試料循環器に入れる液体としては、エタノールを用いた。また、マイクロトラック粒度分布測定にあたっては、解砕処理後のスラリーを測定装置に供給する直前に、目視で不均一な箇所が見られない程度に撹拌してから測定装置に供給した。解砕処理後のスラリーを窒素ガス中１００℃で２ｈ乾燥させ、実施例１２に係る鉄粉を得た。得られた鉄粉について、磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定を行った。測定結果を表２に併せて示す。得られた鉄粉をエタノールと混合してマイクロトラック粒度分布測定を行ったところ、解砕処理後のスラリーにおける鉄粉のＤ５０をほぼ再現した。
［実施例１３］
　実施例１１と同様の手順で作製した鉄粉を純水と混合して、鉄粉の含有割合が１０質量％の鉄粉純水混合スラリーを作製した。このスラリーをジェットミル粉砕装置（リックス株式会社製のナノ微粒化装置Ｇ－ｓｍａｓｈｅｒ ＬＭ－１０００）を用いて解砕し、解砕処理後のスラリーを得た。なお、解砕にあたっては、鉄粉純水混合スラリーの供給速度を１００ｍｌ／ｍｉｎ、エア圧力を０.６ＭＰａとし、解砕処理を５回繰り返した。得られた解砕処理後のスラリーについて、マイクロトラック粒度分布測定装置（マイクロトラック・ベル社製ＭＴ３３００ＥＸII）で体積基準の粒子径を測定したところ、Ｄ１０が０.６６μｍ、Ｄ５０が１.１３μｍ、Ｄ９０が１.８５μｍであった。なお、マイクロトラック粒度分布測定装置の試料循環器に入れる液体としては、エタノールを用いた。また、マイクロトラック粒度分布測定にあたっては、解砕処理後のスラリーを測定装置に供給する直前に、目視で不均一な箇所が見られない程度に撹拌してから測定装置に供給した。解砕処理後のスラリーを窒素ガス中１００℃で２ｈ乾燥させ、実施例１３に係る鉄粉を得た。得られた鉄粉について、磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定を行った。測定結果を表２に併せて示す。得られた鉄粉をエタノールと混合してマイクロトラック粒度分布測定を行ったところ、解砕処理後のスラリーにおける鉄粉のＤ５０をほぼ再現した。
　実施例１１の結果から、ジェットミル粉砕装置による解砕を行わない場合には、鉄粉の超音波分散処理を行ってもＤ５０が１.６μｍと大きく、Ｄ５０が１.２μｍ以下の鉄粉を得ることができない一方で、ジェットミル粉砕装置による解砕を行った実施例１２ならびに１３では、Ｄ５０を１.２μｍ以下に小さくすることができることがわかる。また、湿式ジェットミル粉砕装置による解砕を行う際に、粉砕対象物と混合する液体をエタノールとすることで、粉砕対象物と混合する液体を水にした場合と比べてＤ５０を小さくすることができることがわかる。
［比較例２］
　比較例２として、比較例１同様の条件で作製したシリコン酸化物被覆鉄粉を、１０質量％、６０℃の水酸化ナトリウム水溶液に２４ｈ浸漬し、シリコン酸化物被覆を全て溶解した。本比較例で得られた鉄粉のμ’およびｔａｎδの値は０.４１３であり、実施例１０のそれらよりも劣ったものであった。
［実施例１４］
　リン酸Ｈ３ＰＯ４に代えて純度９８質量％のリン酸三ナトリウムＮａ３ＰＯ４十二水和物４.６８ｇを溶解させた以外は、実施例１と同様の手順によりシリコン酸化物被覆鉄粉を得た。なお、この条件でのＰ／Ｆｅ比は０.００８６である。原料溶液の仕込み条件等の製造条件を表１に示す。得られたシリコン酸化物被覆鉄粉について、実施例１と同様の手順で磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定を行った。測定結果を表２に示す。
　実施例１４で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉の鉄粒子の平均粒子径は０.３９μｍ、平均軸比は１.３２であった。また、実施例１４で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉のμ’は３.５３、ｔａｎδは０.００８であった。
［実施例１５］
　リン酸Ｈ３ＰＯ４に代えて純度９９質量％のピロリン酸四ナトリウムＮａ４Ｐ２Ｏ７十水和物２.７２ｇを溶解させた以外は、実施例１と同様の手順によりシリコン酸化物被覆鉄粉を得た。なお、この条件でのＰ／Ｆｅ比は０.００８６である。原料溶液の仕込み条件等の製造条件を表１に示す。得られたシリコン酸化物被覆鉄粉について、実施例１と同様の手順で磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定を行った。測定結果を表２に示す。
　実施例１５で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉の鉄粒子の平均粒子径は０.３１μｍ、平均軸比は１.２９であった。また、実施例１５で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉のμ’は３.３５、ｔａｎδは０.００４であった。
［実施例１６］
　リン含有イオンとしてリン酸Ｈ３ＰＯ４に代えて純度９７質量％の亜リン酸Ｈ３ＰＯ３１.０２ｇを溶解させた以外は、実施例１と同様の手順によりシリコン酸化物被覆鉄粉を得た。なお、この条件でのＰ／Ｆｅ比は０.００８６である。原料溶液の仕込み条件等の製造条件を表１に示す。得られたシリコン酸化物被覆鉄粉について、実施例１と同様の手順で磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定を行った。測定結果を表２に示す。
　実施例１６で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉の鉄粒子の平均粒子径は０.４５μｍ、平均軸比は１.３１であった。また、実施例１５で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉のμ’は４.３５、ｔａｎδは０.０２３であった。
［実施例１７］
　原料溶液にリン含有イオンを添加せず、ＴＥＯＳ滴下開始後５ｍｉｎの時点でリン酸を添加した以外は実施例１と同じ手順でシリコン酸化物被覆鉄粉を得た。なお、この条件でのＰ／Ｆｅ比は０.００８６である。原料溶液の仕込み条件等の製造条件を表１に示す。得られたシリコン酸化物被覆鉄粉について、実施例１と同様の手順で磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定を行った。測定結果を表２に示す。
　実施例１７で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉の鉄粒子の平均粒子径は０.４６μｍ、平均軸比は１.３７であった。また、実施例１７で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉のμ’は４.７０、ｔａｎδは０.０２４であった。
　参考例として、市販のＦｅＳｉＣｒ系アトマイズ粉の磁気特性、ＢＥＴ比表面積および複素透磁率を表２に併せて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002

Claims (26)

  1. 　平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子からなる鉄粉。
  2. 　前記鉄粉中のＰ含有量が、前記鉄粉の質量に対して０.１質量％以上１.０質量％以下である、請求項１に記載の鉄粉。
  3. 　マイクロトラック粒度分布測定装置によって測定される体積基準での累積５０％粒子径が１.２μｍ以下である、請求項１に記載の鉄粉。
  4. 　マイクロトラック粒度分布測定装置によって測定される体積基準での累積９０％粒子径が２.０μｍ以下である、請求項１に記載の鉄粉。
  5. 　前記の鉄粉は、当該鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が４以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下となるものである、請求項１に記載の鉄粉。
  6. 　請求項１に記載の鉄粒子の表面がシリコン酸化物で被覆されたシリコン酸化物被覆鉄粉。
  7. 　前記のシリコン酸化物被覆鉄粉は、当該シリコン酸化物被覆鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が２以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下となるものである、請求項６に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉。
  8. 　シリコン酸化物の被覆量が、シリコン酸化物被覆鉄粉全体の質量に対してシリコンとして１５質量％以下である、請求項６に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉。
  9. 　Ｐの含有量が、シリコン酸化物被覆鉄粉全体の質量に対して０.１質量％以上２.０質量％以下である、請求項６に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉。
  10. 　平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子の表面にシリコン酸化物被覆を施したシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法であって、
    　３価の鉄イオンとリン酸イオン、亜リン酸イオンおよび次亜リン酸イオンから選ばれる１種以上のイオン（以下、リン含有イオンと称する）を含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程と、
    　前記のスラリーにシラン化合物を添加し、前記水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程と、
    　前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収する工程と、
    　前記の回収したシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粉を得る工程、
    を含む、シリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法。
  11. 　平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子の表面にシリコン酸化物被覆を施したシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法であって、
    　３価の鉄イオンを含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程と、
    　前記のスラリーにリン含有イオンを添加する工程と、
    　前記のリン含有イオンを添加した水和酸化物の沈殿物を含むスラリーにシラン化合物を添加し、前記水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程と、
    　前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収する工程と、
    　前記の回収したシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粉を得る工程、
    を含む、シリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法。
  12. 　平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子の表面にシリコン酸化物被覆を施したシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法であって、
    　３価の鉄イオンを含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程と、
    　前記の水和酸化物の沈殿物を含むスラリーにシラン化合物を添加するに当たり、前記シラン化合物の添加開始から添加終了までの間にリン含有イオンをさらに添加し、リン含有イオンの存在下で前記水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程と、
    　前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収する工程と、
    　前記の回収したシラン化合物の加水分解生成物を被覆した水和酸化物の沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粉を得る工程、
    を含む、シリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法。
  13. 　平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子の表面にシリコン酸化物被覆を施したシリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法であって、
    　請求項１０～１２のいずれか１項に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体の製造方法により得られたシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粉を還元雰囲気下で加熱する工程を含む、シリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法。
  14. 　前記のシリコン酸化物被覆鉄粉が、当該シリコン酸化物被覆鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が２以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下である、請求項１３に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法。
  15. 　請求項１３に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法により得られたシリコン酸化物被覆鉄粉をアルカリ水溶液中に浸漬して、シリコン酸化物被覆を溶解してその被覆量を調節する工程を含む、シリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法。
  16. 　前記のシリコン酸化物被覆鉄粉は、当該シリコン酸化物被覆鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が２以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下となるものである、請求項１５に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法。
  17. 　平均粒子径が０.２５μｍ以上０.８０μｍ以下であり、かつ、平均軸比が１.５以下の鉄粒子からなる鉄粉の製造法であって、請求項１３に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉の製造方法により得られたシリコン酸化物被覆鉄粉をアルカリ水溶液中に浸漬して、シリコン酸化物被覆を溶解する工程を含む、鉄粉の製造方法。
  18. 　請求項１７に記載の製造方法で得られた鉄粉を、解砕する工程を含む、鉄粉の製造方法。
  19. 　前記の解砕をジェットミル粉砕装置により行う、請求項１８に記載の鉄粉の製造方法。
  20. 　前記の解砕を、鉄粉のマイクロトラック粒度分布測定装置によって測定される体積基準での累積５０％粒子径が１.２μｍ以下となるように行う、請求項１８に記載の鉄粉の製造方法。
  21. 　前記の解砕を、鉄粉のマイクロトラック粒度分布測定装置によって測定される体積基準での累積９０％粒子径が２.０μｍ以下となるように行う、請求項１８に記載の鉄粉の製造方法。
  22. 　前記の鉄粉は、当該鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が４以上、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδが０.０２５以下となるものである、請求項１７に記載の鉄粉の製造方法。
  23. 　請求項１に記載の鉄粉を含む、インダクタ用の成形体。
  24. 　請求項６に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉を含む、インダクタ用の成形体。
  25. 　請求項１に記載の鉄粉を用いたインダクタ。
  26. 　請求項６に記載のシリコン酸化物被覆鉄粉を用いたインダクタ。
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