JPH05315123A

JPH05315123A - 高密度焼結フェライト

Info

Publication number: JPH05315123A
Application number: JP3075576A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nagata; 伸二永田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1993-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】製造が容易で、しかも微小粒径且つ高密度な
焼結フェライトを提供する。【構成】出発原料として用いられる共沈フェライト材
料をアルカリ性水溶液中へ浸漬し、上記共沈フェライト
材料の表面に存在する水酸基（ＯＨ基）の量を減少させ
る。そして、この共沈フェライト材料を焼成して焼結体
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドのコア材等
として広く利用される高密度焼結フェライトに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高周波帯域における磁気ヘッ
ドのコア材としては、多結晶フェライト材（所謂ソフト
フェライト）が広く用いられている。この多結晶フェラ
イト材を製造する方法としては、酸化鉄、炭酸マンガ
ン、酸化亜鉛等の微細な原料粉末を混合して配合原料を
作製し、この配合原料を約９００℃で仮焼してスピネル
化させ、再度粉砕した後所望の形状に圧縮成型して、最
後に約１３００℃で本焼成を行う一般的なセラミック・
プロセスがある。このような方法により得られた焼結フ
ェライトには、粒径１〜３μｍ程度の気孔が残存してい
る。そこで、この気孔をなくし、緻密で粒径の小さい焼
結フェライトを得るために、本焼成後、更に高温、高圧
下で加熱処理を行う、所謂熱間静水圧ホットプレス（Ｈ
ＩＰ）等が採用されている。

【０００３】しかし、この熱間静水圧ホットプレス（Ｈ
ＩＰ）を行う場合、工業的観点から考慮してかなり煩雑
な工程を必要とするために、生産性に乏しいという問題
がある。これに対して、近年、水溶液中での共沈反応に
よって合成される共沈フェライト材料を出発原料として
使用する方法が知られている。この共沈フェライト材料
は、既にスピネル相であるので、スピネル化させるため
の仮焼工程を必要とせず、乾燥後、成型、焼成を行うと
いう簡略なプロセスで焼成体を製造し得ることや、組成
の均一性に優れていること等の点で上記配合原料よりも
有利である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
共沈フェライト材料を用いる場合、通常の焼成法では微
小粒径且つ高密度な焼結体を得ることは困難とされてい
る。

【０００５】そこで、共沈フェライト材料から高密度な
焼結体を得るための手法として、例えば特開昭６０−１
４１６６９号公報や特開昭６３−２５２９２９号公報等
に開示される技術が知られている。特開昭６３−２５２
９２９号公報に記載される技術は、出発原料である配合
原料中に含有される鉄成分のうち二価鉄の含有率を制御
することにより、熱処理時における気孔の発生を抑え、
高密度化を図るものである。また、特開昭６０−１４１
６６９号公報に記載される技術によれば、共沈フェライ
ト材料をＮ₂ガスとＨ₂ガスの混合ガス雰囲気中で仮焼
してスピネル相を９０重量％以上に保持することによ
り、良好な焼結フェライトを得ることができる。

【０００６】しかし、これらの手法は、何れも煩雑な工
程を必要とすることから、実用性に乏しいという問題が
ある。そこで、本発明はこのような実情に鑑みて提案さ
れたものであって、容易に微小粒径の高密度焼結フェラ
イトを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意研究の結果、共沈フェライト材
料の表面に存在する水酸基が焼成後に得られる焼結体の
微細構造等に大きく影響を及ぼしていることから、予め
この表面に存在する水酸基の量を減少させる処理を行え
ば、焼成時の粒子間の融合を防止することができ、微小
粒径で高密度な焼結体を得ることができることを見出
し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の高密度
焼結フェライトは、アルカリ性水溶液中への浸漬処理が
施された共沈フェライト材料が焼結されてなることを特
徴とするものである。

【０００８】本発明の高密度焼結フェライトにおいて、
出発原料としては共沈フェライト材料が使用される。共
沈フェライト材料は、Ｍｎ²⁺，Ｚｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｆｅ³⁺
等の水溶性塩が所定の組成となるように調整された水溶
液中でのアルカリ溶液の添加による共沈反応、或いはこ
の共沈の酸化反応等から合成されるものである。上記水
溶性塩としては、特に限定されず、例えば硫酸塩、塩酸
塩等が何れも使用可能である。

【０００９】本発明では、この共沈フェライト材料に対
してアルカリ性水溶液中への浸漬処理を行う。これによ
り、共沈フェライト材料の表面に存在する水酸基の量が
減少するので、焼成初期において粒子同士が融合するこ
とが防止され、微小粒径で高密度な焼結体を得ることが
できる。上記アルカリ性水溶液としては、例えば水酸化
マグネシウム、水酸化リチウム等が使用可能である。

【００１０】

【作用】金属酸化物では、一般にその表面には表面水酸
基（ＯＨ基）が存在することが知られている。この表面
水酸基の量等は、同一組成の金属酸化物であっても、そ
の金属酸化物を製造する際の工程等の影響を大きく受け
る。本発明においては、水溶液中での共沈反応により合
成される共沈フェライト材料を出発原料として用いてい
るが、その表面には非常に多くの表面水酸基が存在して
おり、この表面水酸基が焼成後に得られる焼結体の微細
構造等に大きく影響している。

【００１１】これを具体的に説明すると、上記共沈フェ
ライト材料は成型、焼成を経て焼結体とされる。その焼
成の際に、先ず下記化１に示すように、上記出発原料の
粒子と粒子とが接触する部位を中心にして互いの粒子の
表面に存在する水酸基同士が脱水縮合反応して、粒子間
の初期の融合が進む。

【化１】

【００１２】しかし、この初期の融合が速く進みすぎる
と、粒子に取り囲まれた空間に大きな空隙が残存し、こ
の空隙が焼結過程でも消滅せずに、結局得られた焼結体
は多くの空隙を保有したかたちとなる。従って、高密度
な焼結体を製造するためには、焼結の初期に上述のよう
な空隙が生成しないようにすることが要求される。これ
に対して、共沈フェライト材料の表面水酸基の量を減少
させ、焼結初期に粒子間の融合が速く進みすぎないよう
にすることが有効と考えられる。

【００１３】表面水酸基の量等の状態を調整する方法と
しては、酸性水溶液中への浸漬処理を行う方法、アルカ
リ性水溶液中への浸漬処理を行う方法等が可能である。
しかしながら、上記酸性水溶液中への浸漬処理を行う方
法では、下記化２に示すように、表面水酸基に酸ＨＸが
吸着した状態であるために、焼成の途中で熱分解反応等
によって前記酸ＨＸが比較的容易に離脱してしまい、元
の表面水酸基等が復元する。このため、酸性水溶液中へ
の浸漬処理では、十分な効果が得られない。

【化２】

【００１４】一方、アルカリ性水溶液中への浸漬処理を
行う方法においては、下記化３に示すように、元の表面
水酸基が復元すためには水（Ｈ₂Ｏ）の存在が必要であ
るので、容易には分解反応を起こさないことがうかがえ
る。

【化３】

【００１５】従って、上記共沈フェライト材料をアルカ
リ性水溶液中へ浸漬して処理することにより、高密度焼
結フェライトを製造することが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例により説明す
るが、本発明がこの実施例に限定されるものでないこと
は言うまでもない。先ず、原料としてＦｅ原料（例えば
ＦｅＳＯ₄），Ｍｎ原料（例えばＭｎＳＯ₄・６Ｈ
₂Ｏ）及びＺｎ原料（例えばＺｎＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ）を
用い、ＭｎＯ：ＺｎＯ：Ｆｅ₂Ｏ₃＝２８：２０：５２
なる割合で含む水溶液を調整した。そして、この水溶液
にアルカリ成分として水酸化カリウムを加えて、水溶液
のｐＨが１１となるように調整した。

【００１７】続いて、この水溶液を十分攪拌しながら、
酸化剤として例えば塩素酸カリウムＫＣｌＯ₃を添加
し、反応溶液の温度を１００℃とし１時間保持して反応
を進行させた。反応終了後、得られた反応生成物を十分
に水洗した後、濾過、乾燥させて、共沈Ｍｎ−Ｚｎフェ
ライト微粒子粉末を得た。そして、この共沈Ｍｎ−Ｚｎ
フェライト微粒子粉末２ｇを５００ｃｃの水酸化マグネ
シウムＭｇ（ＯＨ）₂飽和水溶液中に浸漬し、十分に攪
拌しながら、温度１００℃にて１時間保持して浸漬処理
を行った。なお、この浸漬処理溶液のｐＨは、処理前に
はｐＨ＝１０であったが、処理後にはｐＨ＝８．５に低
下した。このことから、処理が確かに行われたことが確
認できる。

【００１８】この浸漬処理後、共沈Ｍｎ−Ｚｎフェライ
ト微粒子粉末を濾過、乾燥させて回収し、処理粉体を得
た。このようにして得られた処理粉末及び上述のような
浸漬処理を施さない他は上記実施例と同様にして得られ
た未処理の共沈Ｍｎ−Ｚｎフェライト微粒子粉末（比較
例とする。）を用いて、それぞれＮ₂気流中で焼成し、
得られた焼結体の微細構造を電子顕微鏡により調べた。
これら焼結体の電子顕微鏡写真（倍率５０００倍）を図
１及び図２に示す。

【００１９】図１は、本実施例の処理粉体の焼結体の微
細構造を示すものである。図１に示すように、水酸化マ
グネシウムＭｇ（ＯＨ）₂飽和水溶液中への浸漬処理を
施した場合、焼結体は１〜２μｍの微小な粒径を有し、
また緻密化も十分に達成されていることが判った。これ
に対して、図２は、比較例の未処理の共沈Ｍｎ−Ｚｎフ
ェライト微粒子粉末の焼結体の微細構造を示すものであ
るが、この場合では、焼結体中に多くの空隙が残存して
おり、高密度な焼結体は得られないことが明らかとなっ
た。なお、焼結体の状態は、焼成条件を種々変化させて
もほぼ同様であった。

【００２０】

【発明の効果】上述のように、本発明では、出発原料と
して用いられる共沈フェライト材料にアルカリ性溶液中
への浸漬処理を施しているので、焼結初期に粒子同士の
融合によって生じる閉空間の生成が防止される。このた
め、粒径の小さい高密度焼結フェライトを提供すること
ができる。また、本発明では、煩雑な工程を必要とせ
ず、単に浸漬処理を行うだけで容易に高密度化を図るこ
とができるので、非常に実用性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルカリ性溶液中への浸漬処理を行った共沈Ｍ
ｎ−Ｚｎフェライト微粒子粉末の焼結体の粒子構造を示
す電子顕微鏡写真である。

【図２】アルカリ性溶液中への浸漬処理を施さない未処
理の共沈Ｍｎ−Ｚｎフェライト微粒子粉末の焼結体の粒
子構造を示す電子顕微鏡写真である。

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１２月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例により説明す
るが、本発明はこの実施例に限定されるものでないこと
は言うまでもない。先ず、原料としてＦｅ原料（例えば
ＦｅＳＯ _４・７Ｈ_２Ｏ），Ｍｎ原料（例えばＭｎＳＯ
_４・５Ｈ_２Ｏ）及びＺｎ原料（例えばＺｎＳＯ_４・７Ｈ
_２Ｏ）を用い、ＭｎＯ：ＺｎＯ：Ｆｅ_２Ｏ_３＝２８：２
０：５２なる割合で含む水溶液を調製した。そして、こ
の水溶液にアルカリ成分として水酸化カリウムを加え
て、水溶液のｐＨが１１となるように調製した。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ性水溶液中への浸漬処理が施さ
れた共沈フェライト材料が焼結されてなる高密度焼結フ
ェライト。