JPH0699209B2

JPH0699209B2 - 単結晶フェライトの製造方法

Info

Publication number: JPH0699209B2
Application number: JP11315687A
Authority: JP
Inventors: 健一小川; 昌人長縄
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1987-05-09
Filing date: 1987-05-09
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPS63277595A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は単結晶フェライトの製造方法に関するものであ
り、更に詳しくは固相反応によって単結晶フェライトを
有利に製造する方法に関するものである。

（背景技術）従来から、単結晶フェライト体の製造法としては、原料
を溶融点以上の温度で溶融せしめてなる液相より、単結
晶を固化させつつ育成するブリッジマン法が知られてい
る。而して、このブリッジマン法を実施するに際して
は、高価な設備と原料溶融用に白金ツルボを用いる必要
があり、このために得られる単結晶フェライト体が高価
となる問題があった。しかも、結晶方位の制御が難しい
ために、単結晶フェライト体を加工する際に、その利用
出来る部分が少なくなり、歩留りが低下する問題もあっ
た。また、このブリッジマン法で作られる単結晶フェラ
イト体は、その単結晶育成過程が液相，固相の共存状態
での成長であるために組成変動が惹起され易く、更に
は、原料の溶融に用いられる容器（白金製ルツボ）等か
ら白金粒の如き不純物が混入して、得られる単結晶の結
晶性が一様でない欠点も内在している。

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

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

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

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

さらに、本発明の他の異なる目的は、単結晶フェライト
の製造に供される、シェル部分とコア部分とからなる所
定の複合成形体の成形時やその焼成時におけるクラック
の発生を効果的に抑制乃至は阻止し得る方法を提供する
ことにある。

（解決手段）そして、かかる目的を達成するために、本発明は、不連
続な結晶粒成長を示し且つ単結晶化され得る多結晶体を
与える第一のフェライト粉体よりなるコア部分と、不連
続な結晶粒成長を示さないか若しくは示しても該第一の
フェライト粉体よりフェライト単結晶の成長開始温度の
高い多結晶体を与える第二のフェライト粉体を用いて、
前記コア部分を覆うように形成されたシェル部分とから
構成される成形体を成形した後、該成形体の焼成と共に
或いはその焼成の後に、該成形体の、少なくとも前記第
一のフェライト粉体にて構成されたコア部分を単結晶化
することにより、単結晶フェライトを製造するようにす
ると共に、前記成形体の成形を、前記第一のフェライト
粉体のスラリーを用いて前記コア部分を成形した後、前
記第一のフェライト粉体の粒径よりも0.1μｍ以上大き
な粒径を有する前記第二のフェライト粉体のスラリーを
用いて、前記シェル部分を成形することによって、行な
うようにしたことを特徴とするものである。

ところで、かかる本発明において、シェル部分の水分率
が前記得られた成形コア部分の水分率よりも低く且つそ
の差が10％以内であることと、第一のフェライト粉体の
スラリーを成形して得られる成形コア部分は、一般に、
10〜15％程度の水分率を有していることが望ましく、そ
してそのような成形コア部分の外面に、第一のフェライ
ト粉体のスラリーの水分率より低く、水分率が10％以
内、特に好ましくは５〜９％程度の割合で低い第二のフ
ェライト粉体のスラリーを用いて、所定のシェル部分が
成形されることとなるのである。

また、本発明の好ましい実施態様によれば、成形体のコ
ア部分を構成する第一のフェライト粉体は、一般に、１
〜２μｍ程度の粒径（平均）を有していることが望まし
く、他方成形体のシェル部分を構成する第二のフェライ
ト粉体としても、１〜２μｍ程度の粒径（平均）のもの
が用いられることとなる。

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

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

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

（具体的構成・作用）ところで、かかる本発明において、単結晶フェライト材
料の形成に用いられる第一及び第二のフェライト粉体
は、よく知られているように、酸化第二鉄（Fe₂O₃）を
主成分として、それが所定の割合で含まれるフェライト
組成を有するものであって、そのような組成を与えるフ
ェライト原料粉末混合物、例えばMn−Znフェライトにあ
っては酸化鉄、酸化マンガン（炭酸マンガン）及び酸化
亜鉛からなる混合物が、出発原料として用いられ、それ
らの原料粉末混合物が常法に従って仮焼せしめられた
後、粉砕されて用いられることとなるのである。

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

なお、ここで、不連続な結晶粒成長を示す多結晶体と
は、よく知られているように、加熱温度がある特定の温
度に到達すると、突発的に一部の結晶粒子が周りの微細
な結晶粒子を合体し、周りの微細粒子の成長速度より、
極めて大きな粒子成長速度で巨大な結晶粒子に成長する
ものであって、通常、フェライトの主成分の一つである
酸化鉄の原料に、スピネル構造を有する酸化鉄若しくは
スピネル構造の履歴を有する酸化鉄或いはそれらの混合
物を用いて、有利に形成されるものである。そして、そ
のような多結晶体は、それに接するフェライト単結晶の
存在によって、該フェライト単結晶を多結晶体側に成長
せしめ、そのフェライト単結晶を大きく育成せしめるこ
とにより、自ら単結晶化されるものである。

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

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

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

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

ところで、第一のフェライト粉体用酸化鉄と第二のフェ
ライト粉体用酸化鉄におけるスピネル構造若しくはその
履歴を有する酸化鉄の含有割合の差が20％のとき、単結
晶成長開始温度が約20℃異なることが明らかとなってい
る。また、フェライト粉体用酸化鉄原料において、スピ
ネル構造若しくはその履歴を有する酸化鉄の含有量が減
少すると、かかるフェライト粉体から得られる多結晶体
の単結晶成長開始温度が高くなり、高温で単結晶を育成
する必要があって、量産性が劣る。従って、第一のフェ
ライト粉体用酸化鉄原料にあっては、スピネル構造を有
する酸化鉄若しくはスピネル構造履歴を有する酸化鉄原
料の含有割合は多い方が良く、一般に60重量％以上、好
ましくは80重量％以上とされることとなる。

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

そして、本発明にあっては、上記のような第一及び第二
のフェライト粉体を用いて、所定の成形手法、即ちその
ようなフェライト粉体のスラリーを用いる泥漿鋳込法
（流込み成形法）によって少なくとも２層構造の成形体
を成形するのである。即ち、第一のフェライト粉体から
なる第一層部分と第二のフェライト粉体からなる第二層
部分とから構成された複合成形体が形成されることとな
るのである。

より具体的には、かかる複合成形体は、第一のフェライ
ト粉体よりなるコア部分と、このコア部分を覆うように
形成された第二のフェライト粉体からなるシェル部分と
から構成されるものであって、それは、先ず、第一のフ
ェライト粉体のスラリーを用いて所定形状のコア部分を
成形し、次いでかかる成形コア部分の存在下において、
該成形コア部分の周囲に第二のフェライト粉体のスラリ
ーを用いてシェル部分を成形することによって、製造さ
れることとなるが、その際、第二のフェライト粉体のス
ラリーは、かかる第一のフェライト粉体のスラリーの水
分率よりも低く且つそれとの差が10％（重量基準。以下
同じ）以内である割合の水分率を有するように調整せし
められることが望ましい。けだし、内側の成形コア用粉
末スラリーの水分率に対して、その外側にシェル部分を
形成する第二のフェライト粉体のスラリーの水分率が余
りにも高くなり過ぎると、かかるシェル部分にクラック
が惹起され、そしてそのようなクラックの存在によっ
て、内側に位置するコア部分における単結晶の成長を阻
害するようになり、また低過ぎると、スラリー粘性が高
くなり、成形性が悪く、シェル部分にクラックが惹起さ
れるからであり、特に本発明にあっては、そのような水
分率の差としては、５〜９％程度が好適に採用されるの
である。

なお、本発明における複合成形体のコア部分の成形は、
第一のフェライト粉体からなる通常のスラリーを用い
て、所定形状の成形体を与える鋳型内に、かかるスラリ
ーを流し込み、除水、固化させることによって、行なわ
れることとなるが、かかる第一のフェライト粉体からな
るスラリーは、一般に、20〜35％程度の水分率において
用いられ、また所定の鋳型から離型して得られた成形コ
ア部分は、一般に、10〜15％程度の水分率の成形物とし
て、次のシェル部分の成形工程に供されることとなるの
である。

また、シェル部分の成形は、かかる成形コア部分（成形
物）の存在下において、その外側に、前記した水分率条
件を満足する第二のフェライト粉体からなるスラリーを
流し込んで、前記コア部分の成形操作と同様に除水、固
化せしめることにより、行なわれ、これによって目的と
するシェル部分が成形コア部分の外側に成形されること
となる。ここで、シェル部分を形成する第二のフェライ
ト粉体のスラリーは、前記した水分率条件を満足する限
りにおいて、各種の水分率を有するものが用いられるこ
ととなるが、一般に、15〜25％程度の水分率を有するス
ラリーとして用いられることとなる。

さらに、本発明にあっては、かくして得られる複合成形
体のコア部分における単結晶の大きな成長を図る上にお
いて、それらコア部分とシェル部分をそれぞれ構成する
第一及び第二のフェライト粉体の粒径（平均）を規制し
て、第一のフェライト粉体の粒径よりも0.1μｍ以上大
きな粒径を有する第二のフェライト粉体を用いるように
したものであって、これによって、複合成形体の焼成時
における焼成収縮差に基づくシェル部分におけるクラッ
クの発生を効果的に抑制乃至は阻止せしめて、そのよう
なクラックの存在によるコア部分における単結晶の成長
の阻害原因を排除せしめ得たのである。なお、かかる粒
径差は一般に0.2μｍ以上とすることが望ましく、それ
によってより一層の優れた効果が達成され得るものであ
るが、またその上限は１μｍ程度である。そしてこのよ
うな粒径差を与える限りにおいて、第一及び第二のフェ
ライト粉体は、それぞれ通常のものを使用することが可
能であるが、一般に、両フェライト粉体共、１〜２μｍ
程度の粒径のものが好適に用いられ、特に第一のフェラ
イト粉体としては、1.2〜1.7μｍ程度、なかでも1.3〜
1.5μｍ程度のものが有利に用いられる。

なお、本発明にあっては、かかる成形体を、第一のフェ
ライト粉体からなる第一層部分が、第二のフェライト粉
体からなる第二層部分にて取り囲まれた構造の複合成形
体とすることが望ましい。特に、かかる第一層部分は、
板状若しくはブロック状の六面体のコアとして成形体の
中心に配置され、そしてそのようなコアの６面の内、少
なくとも５面を覆う用に構成し、第二層部分がシェルと
して形成されることとなる。このように第一のフェライ
ト粉体からなる第一層部分の表面の大部分を、第二のフ
ェライト粉体からなる第二層部分にて取り囲むようにす
ることにより、かかる第一層部分の単結晶化が有利に行
なわれ得て、大きなフェライト単結晶を形成することが
出来る利点が生ずる。けだし、第一層部分の表面や角部
の活性が、第二層部分にて被覆されることにより効果的
に低下され得て、単結晶化に際して、かかる第一層部分
の表面部に異方位結晶が発生しないからである。

次いで、このような第一のフェライト粉体からなる第一
層部分と第二のフェライト粉体からなる第二層部分を有
する複合成形体には、常法に従って静水圧プレス乾燥操
作等が加えられ、更にその後、その焼成操作と該第一層
部分の単結晶化操作が施されることとなるが、それに
は、次の４通りの方法がある。

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

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

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

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

なお、上記の三つの方法は、何れも種子単結晶フェライ
ト体を用いて、それを複合成形体若しくはそれを焼成し
て得られる複合多結晶フェライト体（焼結体）の少なく
とも第一層部分に当接せしめて、かかる種子単結晶フェ
ライト体からフェライト単結晶を該第一層部分側に漸次
成長せしめるようにしたものであって、これによって、
かかる種子単結晶フェライト体と同一の結晶方位を有す
る単結晶フェライト材料を得ることが出来る利点があ
る。また、ここで用いられる種子単結晶としての単結晶
フェライトは、単結晶化されるべき第一層部分のフェラ
イト組成と同一若しくは類似の組成を有するものが用い
られ、更にその全体が一つの単結晶にて形成されたもの
の他、部分的に単結晶フェライト部分を有するフェライ
ト材料であっても何等差支えない。

また、第一のフェライト粉体と第二のフェライト粉体か
らなる複合成形体の焼成・単結晶化のための第四の方法
としては、上記の三つの方法とは異なり、種子単結晶を
使用せずに、複合成形体を加熱処理せしめ、特開昭57−
92591号公報に示される如く、第一のフェライト粉体か
らなる多結晶体の不連続粒子成長の起こる温度に局部的
に加熱することにより、かかる複合成形体の第一層部分
に大多結晶粒子を形成せしめ、その後加熱して、かかる
大多結晶粒子を成長させ、単結晶フェライト材料を形成
せしめる方法である。なお、この方法にあっては、得ら
れる単結晶フェライト材料における単結晶フェライト部
分の結晶方位を規定することは困難である。

このようにして、本発明に従って得られる単結晶フェラ
イト材料は、少なくともその第一のフェライト粉体から
なるコア部分においてフェライト単結晶を有するもので
あり、またその第二のフェライト粉体からなるシェル部
分は、それが単結晶化され得るものであって且つその単
結晶化条件下におかれた場合において単結晶化され、全
体が一つの単結晶からなる単結晶フェライト材料となる
のである。

一方、上記のように第二のフェライト粉体からなるシェ
ル部分が単結晶化されない場合においては、そのシェル
部分が多結晶フェライト部分として存在し、それ故単結
晶フェライト部分と多結晶フェライト部分を有するフェ
ライト材料が得られることとなるが、そのようなフェラ
イト材料からは、その大きく成長した単結晶フェライト
部分のみが切り出されて、大きな形状の単結晶フェライ
ト体として用いられることとなる。

ここでいう水分率は、次式によった。

また、粉体粒径は空気透過法により測定した値である。

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

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

実施例１第一のフェライト粉体用酸化鉄原料として、スピネル構
造履歴を有する酸化鉄を、第二のフェライト粉体用酸化
鉄原料として、スピネル構造履歴を持たない酸化鉄を、
それぞれ用いると共に、他原料として炭酸マンガン、酸
化亜鉛を用い、それらを、その組成がMnO＝31モル％、Z
nO＝16.5モル％、Fe₂O₃＝52.5％となるように均一に混
合した後、空気中において約1000℃の温度で２時間仮焼
せしめ、そして粉砕することにより、下記第１表に示さ
れる如き粒子径の異なる各種の第一及び第二のフェライ
ト粉末を製造した。

次いで、この得られた第一及び第二のフェライト粉末を
用い、先ず、その第一のフェライト粉末の所定の水分率
（30％）のスラリーを、泥漿鋳込法により40mm×38mm×
6.4mmの大きさとなるように鋳型に流し込んで、除水・
固化せしめて、成形を行ない、そして鋳型から離型する
ことにより、各種のコア用成形体を製造した。

その後、かかる得られた各種のコア用成形体の38mm×6.
4mmの１面を除いた他の５面を囲むようにして、かかる
コア用成形体の周囲に、泥漿鋳込法により、第１表に示
される如き水分率（20％）の第二のフェライト粉末のス
ラリーを流し込み、かかる第二のフェライト粉末にてシ
ェル部分を形成せしめて、46mm×42mm×9mmの大きさに
成形した２層成形体を形成せしめ、その後この２層成形
体を鋳型から離型した。そして、それを乾燥した後、２
トン／cm²の圧力で静水圧プレスを行なうことによっ
て、第一のフェライト粉末からなるブロック状乃至は板
状のコア部分と、その周囲の５面を取り囲む第二のフェ
ライト粉末からなるシェル部分とを有する２層構造の複
合成形体を作製した。

そして、この得られた複合成形体を30mm×5mm×１mm^tの
大きさの単結晶フェライト板の上に乗せ、平衡酸素分圧
の雰囲気中において1350℃の温度で４時間焼成した後、
続いて酸素を５容量％含む窒素雰囲気中において、10℃
/hrの昇温速度にて1440℃の温度まで昇温することによ
って、単結晶成長のための熱処理を施した後、冷却し、
かかる複合成形体における単結晶成長の様子を調べ、そ
の結果を下記第１表に示した。

かかる第１表の結果から明らかなように、複合成形体を
構成する第一及び第二のフェライト粉末の粒子径の差
（Ｂ−Ａ）が0.1μｍよりも大きな場合において、各複
合成形体のコア部分は全て単結晶化しており、31mm×30
mm×5mmの大きさの大きな単結晶フェライト部分を有す
る単結晶フェライトを得ることが出来た。

一方、第二のフェライト粉末よりも粒子径の大きな第一
のフェライト粉末を用いた場合にあっては（No.1,3,
7）、シェル部分に著しいクラックの発生が認められ
た。

実施例２実施例１と同様な方法に従って、平均粒子径がそれぞれ
1.4μｍ及び1.6μｍの第一及び第二のフェライト粉末を
製造した。

次いで、この得られた各種の第一及び第二のフェライト
粉末を、第２表に示される如く種々組み合わせて、実施
例１の手法に従って複合成形体を成形した。

その後、これら得られた複合成形体を、それぞれ平衡酸
素分圧の雰囲気中において1350℃の温度で４時間焼成す
ることにより、複合多結晶体（フェライト焼結体）を得
た。

かくして得られた複合多結晶フェライトのコア部分の露
出している面を表面層部分より1mm切断除去加工し、ダ
イヤモンド砥粒を用いて平滑度:Rmaxが0.1μｍとなるよ
うに研磨した。一方、これらの複合多結晶フェライト体
と略同一組成の単結晶フェライト体より、30mm×5mm×
１cm^tの板（種単結晶フェライト部材）を切断し、同様
にダイヤモンド砥粒を用いて研磨した。

そして、それら研磨された複合多結晶フェライト部材と
上記の種単結晶フェライト部材を用い、それらの研磨面
間に6NのHNO₃溶液を１滴付け、重ね合わせて乾燥するこ
とにより、それらフェライト部材を仮に接着せしめた。

その後、かかる仮接着物を、窒素雰囲気中において1150
℃の温度で30分間加熱した後、５容量％の酸素を含む窒
素雰囲気下において1150℃の温度から300℃/hrの昇温速
度にて1350℃の温度まで昇温せしめ、さらにその温度か
ら10℃/hrの昇温速度で1440℃の温度まで昇温した後、
冷却することにより、かかる仮接着物を構成する前記複
合多結晶フェライト部材におけるフェライト単結晶の成
長した様子を調べた。

その結果、かかる複合多結晶フェライト部材中のコア層
部分における、種単結晶フェライト部材からの単結晶の
成長長さは、下記第２表に示す通りであり、第一フェラ
イト粉末スラリーと第二フェライト粉末スラリーとの間
に、水分率差（Ｃ−Ｄ）がない場合（No.9）や大き過ぎ
る場合（No.15）にあつては、クラックが発生して、成
長が阻害され、種単結晶からの単結晶成長長さはそれぞ
れ3mm,6mmであったが、水分率差（Ｃ−Ｄ）が10％以内
のNo.10〜No.14の場合にあっては、すべて単結晶化して
おり、第２図に示される如く、30mm×30mm×5mmの単結
晶となった。

実施例３第一及び第二のフェライト粉体として、実施例１の第一
及び第二のフェライト粉末を使用して、矩形形状の複合
成形体を次のようにして成形した。即ち、まず、所定の
鋳型底部に、25mm×3mm×1mmの単結晶フェライトを置
き、上記第一のフェライト粉末を、泥漿鋳込成形法によ
り、40mm×38mm×6.4mmの大きさとなるように、鋳型に
流し込むことによって、矩形の板状乃至ブロック状のコ
ア用成形体を成形し、それを鋳型から離型した（水分
率:12％）。次いで、上記第二のフェライト粉末のスラ
リー（水分率:20％）を用いて、同様な泥漿鋳込成形法
により、かかるコア用成形体の５面を囲むようにして、
該コア用成形体の外周部に流し込み、46mm×42mm×9mm
の大きさの２層構造の成形体を成形し、その後鋳型から
離型して、乾燥せしめた後、２トン／cm²の圧力で静水
圧プレスすることにより、種子単結晶を埋設した２層複
合成形体を作製した。

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

その結果、複合成形体を構成する第一のフェライト粉体
用粉末からなるコア部分は全て単結晶化していた。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明は、加熱過程で
結晶粒成長現象の異なる多結晶体を与える所定粒度差の
フェライト粉体を用いて、スラリーの水分率を制御しつ
つ、泥漿鋳込法によって少なくとも２層の構造の複合成
形体を成形せしめ、そして少なくともその単結晶化され
易い第一のフェライト粉体からなる第一層部分を単結晶
化せしめて、目的とする単結晶フェライト材料を得るよ
うにしたものである。

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

また、本発明手法に従えば、単結晶フェライトの製造に
供される複合成形体において、その成形時のクラックの
発生やその焼成時のクラックの発生が、水分率の規制や
粒径の規制によって効果的に抑制乃至は阻止され得るこ
ととなり、これによってコア部分における単結晶の成長
長さの増大を更に有利に図り得ることとなったのであ
る。

さらに、本発明にあっては、異方位結晶の発生防止のた
めに、ダミー材の接合が必要でなく、従って母結晶（多
結晶フェライト部材）背面とダミー材の接合面を鏡面研
磨するという、複雑な工程を省くことが出来るところか
ら、量産性に富む方法としての利点も有しているのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スピネル構造履歴の異なる酸化鉄原料を用い
たフェライト粉末から得られる多結晶フェライト体の加
熱温度と平均粒子径との関係を示すグラフであり、また
第２図は、実施例２において得られた複合多結晶フェラ
イト部材を単結晶化したものにおける単結晶が成長した
様子を示す説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不連続な結晶粒成長を示し且つ単結晶化さ
れ得る多結晶体を与える第一のフェライト粉体よりなる
コア部分と、不連続な結晶粒成長を示さないか若しくは
示しても該第一のフェライト粉体よりフェライト単結晶
の成長開始温度の高い多結晶体を与える第二のフェライ
ト粉体を用いて、前記コア部分を覆うように形成された
シェル部分とから構成される成形体を成形した後、該成
形体の焼成と共に或いはその焼成の後に、該成形体の、
少なくとも前記第一のフェライト粉体にて構成されたコ
ア部分を単結晶化することにより、単結晶フェライトを
製造するようにすると共に、前記成形体の成形を、前記第一のフェライト粉体のスラ
リーを用いて前記コア部分を成形した後、前記第一のフ
ェライト粉体の粒径よりも0.1μｍ以上大きな粒径を有
する前記第二のフェライト粉体のスラリーを用いて、前
記シェル部分を成形することによって、行なうことを特
徴とする単結晶フェライトの製造方法。
【請求項２】前記シェル部分の水分率が、前記コア部分
の水分率よりも低く且つその差が10％以内である特許請
求の範囲第１項記載の製造方法。
【請求項３】前記第一のフェライト粉体のスラリーから
得られた成形コア部分の水分率が、10〜15％である特許
請求の範囲第１項または第２項記載の製造方法。
【請求項４】前記第一のフェライト粉体の粒径が、１〜
２μｍである特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れか
に記載の製造方法。
【請求項５】前記コア部分が板状若しくはブロック状で
あり、該コア部分の少なくとも５面を前記シェル部分で
覆うように、前記成形体が成形される特許請求の範囲第
１項乃至第４項の何れかに記載の製造方法。
【請求項６】前記単結晶化が、前記成形体の、前記第一
のフェライト粉体にて構成されたコア部分に対して、所
定の種子単結晶フェライト体を接触せしめて、加熱する
ことにより、該成形体の焼成と共に行なわれる特許請求
の範囲第１項乃至第５項の何れかに記載の製造法。
【請求項７】前記成形体の成形操作が所定の種子単結晶
フェライト体の存在下において行なわれ、該種子単結晶
フェライト体が少なくとも前記第一のフェライト粉体か
らなるコア部分に接する状態で埋設された成形体が成形
された後、かかる成形体に対して熱処理が施されること
により、該成形体の焼成と共に、前記第一のフェライト
粉体からなるコア部分の単結晶化が行なわれる特許請求
の範囲第１項乃至第４項の何れかに記載の製造方法。
【請求項８】前記単結晶化が、前記成形体を焼成して得
られる多結晶フェライト体の、少なくとも前記第一のフ
ェライト粉体にて構成されたコア部分に対して、所定の
種子単結晶フェライト体を接触せしめて、熱処理するこ
とにより、行なわれる特許請求の範囲第１項乃至第５項
の何れかに記載の製造方法。