JPS5864264A - 強磁性非質酸化物磁性体およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電子材料用酸化物磁性体およびその製造法に関するもの
である。

強磁性の非晶質合金は既に沢山開発されており、従来の
多結晶質磁性合金に比べてそのジノ透磁率。

飽和磁束密度、磁φ、耐磨耗性などが著しく優れている
ことが注目されている。強磁性の非晶ＩＭ＃Ｉ化物磁性
体を開発するための研究も国内および国外において盛ん
に行なわれているようであるが、未だ成功していない。

すなわち、いままで得られた非晶質酸化物は何れも常磁
性俸若しく（コ反強−性体であり、実用の磁性材料とは
なり得ないものである。

本発明の目的は、上述したような実用性のない磁性体で
な１強磁性を有する非晶質酸化＠磁性体を作−し、これ
を用いた餡隔周波帯用コア材料あるいはマイクロ仮帯磁
定材料、また元−磁気材料としての応用への基磁をなす
ことにある。

本発明は、本質的に、五酸化リンＣＰ、０５）　１０〜
ａｊモル％を含み桟部フェライトの成分組成よりなるこ
とを特徴とするものである。

また本発明は、本質的に、五酸化リン（Ｐ２Ｏ，）が７
０〜４１５モル％であり、がつ五酸化リンの組成範すの
一部を酸化硼素（Ｂ２０３）　ｌ　　酸化ゲルマニウム
（ＧｅＯ２）　ｌ　Ｈ化ビスマス（Ｂｉｂ２）　、酸化
タンタル（Ｔａ２０．）　、酸化ガリウム（Ｇａ２０３
）　Ｔ　１！！化セレン（ｓｅｏ　）、　ｒｎ化テルル
（Ｔａ０２）の中から愈ばれた／槓あるい１コ２極以上
の酸化物のｅ１ｍｓモル％以−トで１１侠した眞合散化
物を含み、残部フェライトの成分組成よりなることを特
做とするものである。

さらに本発明の１！ｌｌ！造法は、五酸化リンＣＰ２Ｏ
，）が１０−　＄３モル％であり、かつ五酸化リンの組
成範囲の一部を酸化硼素（Ｂ２０３）　ｌ酸化ゲルマニ
ウム（ＧｅＯ）　、　Ｉｆ化ビスマス（Ｂｉｂ２）　、
酸化タンタル（Ｔａ２０．）　ｌ　ｅ化ガリウム（Ｇａ
２ｏ３）　ｌ　酸化セレン（ＳｅＯ２）　、　ｅｌｋ化
チル＃　（ＴｅＯ２）の中から選ばれた／抛あるいは２
桟以上の酸化物の総置０〜ｊモル％でＷｔ侠した混合酸
化物を含み、残りフエライーよりなる酸化ｇＪＴｋ合体
を酸素分圧か０．２〜／θ気圧のの速度で超急冷し固体
化することを特徴とするものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明者等は長年に亘り、強磁性酸化物であるフェライ
トの非晶体を試作する研究に従事してきた。そして多く
の実験を惠ねた幼果、フェライトに１０−１３モル％の
五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）を加え、これを／３００℃〜／
６００℃で浴融した恢に／λ００″Ｃ以上の温度から超
急冷することによって強磁性の非晶質酸化物磁性体を得
ることに成功した。そして、数多くの金属酸化物がある
中で、五陪化リン（Ｐ２Ｏ５）だけがフェライトを非晶
質体し、強磁性をもつ酸化物磁性体を生成させる型費な
酸化物であることを確めた。すなわち、フェライトにＰ
２Ｏ５を１０〜ＩＩＳモル％添加して浴−し超ＮＡ冷Ｔ
ると強磁性の非晶實敏化物が得られる。この場合にＰ２
Ｏ，４Ｌ体の添加鳳か１０モル％以ｔの場合には、非Ｍ
Ｉｘ体を侮ることが困難であり、か加皺が１１５モル％
を餡えると、得られた非晶質酸化物の磁性が着しく低］
してしまう。さて、ここでいうフェライトとは、従来主
として電子工業に広く実用されている強磁性酸化物磁性
材料のことである。すなわち、（］ｌ　　ＭＯ−Ｆｅ２
０３（ＭはＦｅ　　、　Ｃｏ　　、　Ｎｉ　、　Ｍｎ　
、　Ｏｕ　。

町、　Ｚｎなど（０２価の金Ｍｌｆ　）　トＸ。、５Ｆ
ｅ、、Ｏ，（ＸはＬ土およびＣＵの７価の金属）なる結
晶型がスピネル型のフェライト、 （２）　　Ｍ’０・４Ｆｅ２０３（Ｍ’はＢａ　、　Ｓ
ｒ　、　Ｐｂなどの２価の金ＪＩｌ）なる六万品型フェ
ライト、（８）　　スピネルＭフェライトと六方晶型フ
ェライトの中間体であるｍ（Ｍ＋Ｍ’）・ｎＦｅ２Ｏ３
なるフエロツクスブラナ・フェライト、 （４１Ｍ’、Ｆｅ５０．　（Ｍ’はＹ　、　Ｓｍ　、　
Ｅｕ　、　Ｇｄ　、　Ｔｂ　。

ＤＹ　Ｉ　ＨＯ、Ｅｒ　、　Ｔｍ　、　Ｙｂ　、　Ｌｕ
などの３価の希土類金属）なるガーネット型フェライト
のことである。

これらの７エライトを粉末法となし、Ｐ２Ｏ５粉木と昭
合したのち、浴融して超急冷すると駒負な非晶質体が得
られる。この場合にＰ２Ｏ，の組成の一部を酸化硼素（
Ｂ２０３）　ｌ酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）１酸化ビ
スマス（Ｂｉ２０３）　、　酸化タンタル（Ｔａ２０．
Ｊ　。

酸化ガリウム（Ｇａ２０３）、酸化セレン（ＳｅＯ２）
ｌ＠化テルル（ＴｅＯ２）なる酸化物群の中から選ばれ
た率−の酸化物あるいは２権以上の饅化？ｌ１ｊｔ合体
で場合に、そのＩ１１！！ｌ！ＩｔＩＩｋが３モル％を
超えると非晶餉の酸化物が得られなくなる。ｐ、ｏ、の
組成の一部を３モル％を超えない′＠囲内で上記の酸化
物で置換すると、反って均一で良質な非晶質酸化物が得
。

られることか判った。これらの試料の非晶質を本発明者
等はＸ＠回折ならびに顧微鏡組織の観察から確認した。

フェライトにＰ２Ｏ５を１０〜４１３モル％添加して／
３００℃〜１ｔｏｏ″Ｃの温度範囲に加熱すると、試料
を均質に溶融することができる。／３００゛Ｃ以下の加
熱では試料をＪｔＪ質に浴融できない場合があり、また
７１００℃以上で浴融するとフェライトの主成分である
Ｆｅ、０３中のｙｅ　　がＦｅ　　に遠九されてその磁
気特性を着しく低下させてしまう。

そしてＰ、０．の組成の一部を上記の酸化物の５モル％
以下の鰍で１１換すると、混合酸化物の浴融湿度を低下
させ非晶質化を容易にする。例えば、Ｂ２０．３゜Ｇｅ
Ｏ２・・・・・・・・・などでこの傾向が着しい。

溶融状態のフェライトにおいては、Ｆｅ　　がＦｅ２＋
に還元され易いので、フェライトとＰ２Ｏ５などとの混
合物を溶融する際には酸素分圧が０．２〜ＩＯ気圧の酸
化性雰囲気中で行うことが望ましい。酸素分圧が高い程
、容易に良質の１１４品質酸化物磁性体を得ることがで
きる。しかし、１０気圧以上の酸素分圧の寡聞気中で工
業的に量産することは１離である。

浴融した試料は少くとも／、２００　’Ｃ以上の湿度か
ら超急冷する必要がある。もし、７２００℃以下の温度
から冷却すると、多相組織の結晶相から成る酸化物を得
ることになる。ま１冷−却逮度はできるだけ早くする方
が良質の非晶質酸化物磁性体を得るためには望ましい。

そして実績の結末、少くとも毎？　ｉｏ３℃以上１０６
°Ｃ以下の速度で冷却し固体化させればよいことを実験
によって確ｉした。

上記の方法によって製造した本発明の非晶質酸化物磁性
体を室温から徐々に丹加熱すると、ある温度から結晶負
に変化することが明らかになった。

例えば、マグネタイトを主体とする井晶質銀化物の場合
にはｓｕｓ”ｃから、コバルトフェライトを主体とする
非晶質゛酸化物の場合にはｔコＯ″Ｃから結晶化がはじ
まった。ここで重要なことは、この結晶化温度より低い
温度で加熱した場合には、それが長時間に及んでも結晶
化が起らないことであり、また、この結晶化温度以下の
温度で丹加熱すると非晶質酸化物の磁性か着しく向上す
ることである。

本究明の非晶質酸化物磁性体はガラスに近い月寅である
から、当然光の透過性に冨んでいる。したがって、光−
磁気材料としてム賛である。また大きな電気抵抗値も期
待できるので超Ａ１６ｈ！ｔ１ｍｍ用コア材料あるいは
マイク党波帯用磁性材料としても重要である。

実施例　１ ５５モル％の１フエライト（マグネタイト）とｌ３モル
％の五酸化リンの混合粉体を空気中（＃！に索分１’）
：　Ｏｏ、２気圧）で／４１１０″Ｃに溶融した後に、
／１００”ｃから１０’　”Ｃ／８６０の速度で液体窒
素中に急冷した。菫ｔＵで測定した磁気飽和価は６．Ｏ
ｅ１ｍｕ／Ｗであった。

実施例　２ ６５モル％コバルトフェライト、３０モル％五鹸化リン
および残部の組成として、２モル％酸化ホウ素、２モル
％酸化ゲルマニウムと１モル％師化ビスマ′スをそれぞ
れ添加した試料を白金坩堝中に入れ、酸素分圧がｊ気圧
の酸化性雰囲気中でｉｓｏ。

°Ｃに１時間加熱し溶融した。そして１ｏａｏ　’ｃま
で浴却した俊にｌｏ”Ｃ／ｓｅａの速度で液体窒素中に
急冷した。こうして得られた試料の呈渇での磁気飽和−
はＩＪ　ｅｍｕ／Ｑである。また、そのヒステリシス曲
彬を第１図に、磁気飽和値の温度依存性を第２図にボす
。

実施例　３ −施例２の方法によって得た非晶質酸化物を空気中でｔ
ｏｏ”ｃに／！＃間加熱加熱ところ、磁気飽和値が一〇
、１　ｆ３ＴＢｕ／９に増大した。この熱処理した試料
をＸ梅回折したところ、依然として非晶質゛酸化物であ
ることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本Ｊ明の一実施例における磁気ヒステリシス曲
線をボす図、第２図は本発明の一実施例における磁気飽
和値と温度の関１糸を不す図である。 特許出願人　　埼　　玉　　大　　学　　長第１図 印カロ磁界　　Ｋｊｊｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　本質的に、五酸化リン（Ｐ２Ｏ，）　ｔｏ〜参ｊモ
   ル％を含み残部７エライトの成分組成よりなることを４
   １ｉＦ徽とする強磁性非晶′Ｊｔ艶化膨化物磁性体　本
   質的に、五酸化リン（Ｐ２Ｏ３）が１０−　参ｊモル％
   であり、かつ五酸化リンの組成範囲の一部を酸化硼素（
   Ｂ２０３）　ｅ　ｒＨ化ゲルｗニウム（ｃａｏ２）＊酸
   化１：’ＸＹス（Ｂｉｂ２）　＋　ｍ化ｌ　ンタル（Ｔ
   ａ２０．）。 酸化ガリウＡ　（Ｇａ２０３）　ｌ　ｍ化上し＞　（ｓ
   ｅｏ２）１酸化テルル（Ｔａ０２）の中から遺はれた／
   槌あるいは一一以上の噛化笥の酩墓Ｓモル％以−トでｌ
   １１Ｎ５１１だ混合鍮化物を含み、残部フェライトの成
   分組成よりなることを％做とする強磁性非晶質酸化物磁
   性体。 ＆　五酸化リン（Ｐ２Ｏ，）がｌＯＮゲ５モル％であり
   、かつ五酸化リンの組成範囲の一部を酸化硼素（８２０
   Ｂ）　＋　ｍ化ゲルマニウム（ｃｅｏ２）＋　ｍ化ビア
   、　Ｖ　ｘ　（ＢｉＯ２）　＋　ｆｌｌ化タンタル（Ｔ
   ａ２０５）　ｒ　Ｍ化ガリウム（Ｇａ２０３）　ｌ　酸
   化セレン（Ｓｅ０２）。 酸化テルル（ＴｅＯ２）の中から癩ばれた１ｗＡあるい
   は２機以上の酸化物の５−ｏ−ｔモル％で置換した混合
   酸化物を含み、残部フェライトよりなる酸化切炭合体を
   酸素分圧がＯ，コ〜／θ気圧の酸化性雰囲気内で／３０
   ０℃〜／６００’Ｃることを特許とする強磁性非晶＊Ｉ
   ！！！化物磁性体のＩｌｉ造法。 ４ＩＩ！Ｉｉｓ冷して固体化した非晶電酸化初磁性体を
   結晶化温度以下の湿度で丹加熱することを待値と′４−
   る特許請求の軛凹第３項記歌の強磁性非晶質酸化物磁性
   体の鯛造法。