JPS6215517B2 - - Google Patents
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- JPS6215517B2 JPS6215517B2 JP57132731A JP13273182A JPS6215517B2 JP S6215517 B2 JPS6215517 B2 JP S6215517B2 JP 57132731 A JP57132731 A JP 57132731A JP 13273182 A JP13273182 A JP 13273182A JP S6215517 B2 JPS6215517 B2 JP S6215517B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ferrite
- crystal
- polycrystalline
- single crystal
- coprecipitated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B1/00—Single-crystal growth directly from the solid state
- C30B1/02—Single-crystal growth directly from the solid state by thermal treatment, e.g. strain annealing
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、単結晶フエライトの製造法に関する
もので、その目的は、従来の単結晶フエライト製
造法に比べて組成偏析が少なく、均質で制御され
た結晶方位を有する単結晶を、高歩留りで多量に
生産する方法を提供することにある。
もので、その目的は、従来の単結晶フエライト製
造法に比べて組成偏析が少なく、均質で制御され
た結晶方位を有する単結晶を、高歩留りで多量に
生産する方法を提供することにある。
現在、酸化物系単結晶は、磁気記録用磁気ヘツ
ド材料のMn−Znフエライト単結晶、水晶発振素
子、レーザー用YAG単結晶、センサー用LiNbO3
単結晶等、電子工業の分野で多数使われている。
従来の単結晶製造法には、チヨクラルスキー法、
ブリツジマン法、ベルヌーイ法、フラツクス法、
水熱合成法、高温高圧反応法等各種の方法があ
る。
ド材料のMn−Znフエライト単結晶、水晶発振素
子、レーザー用YAG単結晶、センサー用LiNbO3
単結晶等、電子工業の分野で多数使われている。
従来の単結晶製造法には、チヨクラルスキー法、
ブリツジマン法、ベルヌーイ法、フラツクス法、
水熱合成法、高温高圧反応法等各種の方法があ
る。
これらの技術は、単結晶育成に相当な時間がか
かり、かつ得られた単結晶内部に、組成の偏析、
クラツクの発生、インゴツトが１つの単結晶にな
らずに複数個のものになる多結晶があり、良品の
歩留り率が低く、解決されなければならない問題
が多く残されている。
かり、かつ得られた単結晶内部に、組成の偏析、
クラツクの発生、インゴツトが１つの単結晶にな
らずに複数個のものになる多結晶があり、良品の
歩留り率が低く、解決されなければならない問題
が多く残されている。
本発明は、これら従来からなる単結晶体の製造
法とは異なつた、固相反応による単結晶体の育成
法、すなわち、所望の単結晶フエライトと、この
単結晶フエライトと同組成もしくはそれに近い組
成で、同じ結晶構造を有する多結晶フエライトと
を接合し、この接合体を熱処理することにより、
多結晶フエライトを単結晶フエライトと同じ結晶
方位と結晶構造をもつ単結晶フエライトに育成す
る単結晶フエライトの製造法（以後、「接合型単
結晶フエライトの製造法」と呼ぶ）において湿式
法で合成された共沈フエライト粉体を出発原料と
し、これを焼成した多結晶フエライトを単結晶化
させる出発多結晶体として用いることを特徴とす
る単結晶フエライトの製造法である。
法とは異なつた、固相反応による単結晶体の育成
法、すなわち、所望の単結晶フエライトと、この
単結晶フエライトと同組成もしくはそれに近い組
成で、同じ結晶構造を有する多結晶フエライトと
を接合し、この接合体を熱処理することにより、
多結晶フエライトを単結晶フエライトと同じ結晶
方位と結晶構造をもつ単結晶フエライトに育成す
る単結晶フエライトの製造法（以後、「接合型単
結晶フエライトの製造法」と呼ぶ）において湿式
法で合成された共沈フエライト粉体を出発原料と
し、これを焼成した多結晶フエライトを単結晶化
させる出発多結晶体として用いることを特徴とす
る単結晶フエライトの製造法である。
さらに、発明者等は、湿式法で合成される共沈
フエライト粉体について、その平均粒径が単結晶
化に及ぼす影響を調べた。その結果、本発明で用
いる共沈フエライト粉体は平均粒径0.01〜1.0μ
ｍの範囲のものが適していることが判明した。
フエライト粉体について、その平均粒径が単結晶
化に及ぼす影響を調べた。その結果、本発明で用
いる共沈フエライト粉体は平均粒径0.01〜1.0μ
ｍの範囲のものが適していることが判明した。
以下、本発明の方法について、さらに詳しく説
明する。
明する。
第１図は、本発明で用いる単結晶フエライトと
多結晶フエライトとの接合体を模式的に示したも
ので、同図Ａは熱処理前のもの、同図Ｂは適当な
熱処理後の接合体を示している。Ａ−１は種子に
使う単結晶フエライト、Ａ−２は単結晶フエライ
ト化しようとする多結晶フエライト、Ａ−３は、
単結晶フエライトと多結晶フエライトの接合界面
である。Ｂ−１はＡ−１と同じ種子単結晶フエラ
イト、Ｂ−２はまだ単結晶化していない多結晶フ
エライト、Ｂ−３は最初、熱処理前接合界面のあ
つた位置、Ｂ−４は多結晶フエライトから単結晶
フエライトに変つた部分（単結晶化した部分）、
Ｂ−５は単結晶フエライト化した領域と多結晶の
境界（界面）である。ＬはＢ−３の位置から界面
Ｂ−５まで測つた単結晶化した長さである。本発
明で用いる多結晶フエライトは、一般に接合界面
Ａ−３，Ｂ−５の多結晶フエライト側へ移動がス
ムーズに行なわれるように、小粒径で、不純物が
少なく、気孔のほとんどないものが望ましい。つ
まり小粒径であればある程、接合界面が単結晶側
に移動するために受ける駆動力が大きい。一方、
異相の析出物、気孔等は界面が移動するときの抵
抗として働くため、これらが少なければ少ない
程、単結晶フエライト化しやすい。
多結晶フエライトとの接合体を模式的に示したも
ので、同図Ａは熱処理前のもの、同図Ｂは適当な
熱処理後の接合体を示している。Ａ−１は種子に
使う単結晶フエライト、Ａ−２は単結晶フエライ
ト化しようとする多結晶フエライト、Ａ−３は、
単結晶フエライトと多結晶フエライトの接合界面
である。Ｂ−１はＡ−１と同じ種子単結晶フエラ
イト、Ｂ−２はまだ単結晶化していない多結晶フ
エライト、Ｂ−３は最初、熱処理前接合界面のあ
つた位置、Ｂ−４は多結晶フエライトから単結晶
フエライトに変つた部分（単結晶化した部分）、
Ｂ−５は単結晶フエライト化した領域と多結晶の
境界（界面）である。ＬはＢ−３の位置から界面
Ｂ−５まで測つた単結晶化した長さである。本発
明で用いる多結晶フエライトは、一般に接合界面
Ａ−３，Ｂ−５の多結晶フエライト側へ移動がス
ムーズに行なわれるように、小粒径で、不純物が
少なく、気孔のほとんどないものが望ましい。つ
まり小粒径であればある程、接合界面が単結晶側
に移動するために受ける駆動力が大きい。一方、
異相の析出物、気孔等は界面が移動するときの抵
抗として働くため、これらが少なければ少ない
程、単結晶フエライト化しやすい。
発明者等は、この接合型単結晶フエライトの製
造法において、短時間にいかに効率よく均質な単
結晶フエライトを、高い歩留りで育成するかにつ
いて種々検討した。その結果、単結晶多結晶体の
セラミツクス的特性すなわち多結晶を構成する結
晶粒の形状、粒径、粒径分布、気孔率、気孔の形
状、気孔の分布個所、粒界の形状、粒界層の厚さ
等の性質およびフエライトとしての電磁気特性を
決定する主要因子である出発原料粉体の選択が非
常に重要であるという知見から、多数の種類の原
料粉体の組み合わせを作り、これを用いて焼成し
た多結晶フエライトを準備し、これでもつて接合
型単結晶の実験を行なつた。出発原料粉の組み合
わせる方法として、混合系と非混合系の二種があ
る。混合系は各種の酸化物、水酸化物、炭酸塩等
を混合し、焼成してフエライト化させるものであ
り、非混合系は最初からフエライト化しているも
のである。混合系として、水酸化鉄（α−
FeOOH、γ−FeOOH）、立方晶系酸化鉄（γ−
Fe2O3、Fe3O4）、六方晶系酸化鉄（α−
Fe2O3）、炭酸マンガン（MnCO3）、水酸化マン
ガン（γ−MnOOH）、酸化亜鉛（ZnO）の中か
ら最終組成がFe2O350モル％、MnO25モル％、
ZnO25モル％になるように、鉄やマンガン、亜鉛
の種々の原料を秤量して用い、非混合系では、湿
式法で作製された前述のものと同組成の共沈フエ
ライトを用いる。多結晶体として、混合系では、
秤量された配合原料を、ステンレス鋼製ボールミ
ルで湿式混合し、仮焼してから、再度ボールミル
で湿式混合した。混合後、乾燥し、造粒、成形を
行ない、これを1250℃〜1300℃の範囲内の温度で
ホツトプレス（300Kg／cm2、３時間）し、結晶粒
径が10〜20μｍのものを作製した。一方、非混合
系の共沈フエライトを用いた場合には、混合系の
工程のうち、最初の配合、湿式混合工程のみを省
いた、残余の工程に従つて、多結晶フエライトを
作製した。共沈フエライトから作製した多結晶フ
エライトは、混合系の他の原料粉を用いて作製し
た多結晶フエライトに比べてその内部に残存する
気孔が少なく、気孔率が約1/3〜1/5になり、かつ
気孔の最大値径も0.1μｍ以下と小さなものにな
る。また、湿式法で合成された共沈原料は、混合
系の原料粉体に比べて不純物の含有量が少ない。
特に多結晶フエライトの結晶粒界に析出しやすい
CaOとSiO2については、含有量の少ない共沈フ
エライトを比較的容易に合成、製造ができるの
で、高純度原料を低コストで得られるという点で
も優れたものである。また、一般に、共沈フエラ
イト粉体を焼成して作つた多結晶フエライトは、
同一製造条件で作つた混合系粉体を焼成した多結
晶フエライトに比べて10％〜数10％小さい結晶粒
径のものが得られる。このことは、単結晶化する
場合には、界面移動のための駆動力が大きくなる
ので、好ましいものである。これらの性質すなわ
ち高密度（気孔率小）、小粒径で、粒界析出物が
少ないという性質は、本発明で用いる多結晶フエ
ライトとして望ましい特性である。
造法において、短時間にいかに効率よく均質な単
結晶フエライトを、高い歩留りで育成するかにつ
いて種々検討した。その結果、単結晶多結晶体の
セラミツクス的特性すなわち多結晶を構成する結
晶粒の形状、粒径、粒径分布、気孔率、気孔の形
状、気孔の分布個所、粒界の形状、粒界層の厚さ
等の性質およびフエライトとしての電磁気特性を
決定する主要因子である出発原料粉体の選択が非
常に重要であるという知見から、多数の種類の原
料粉体の組み合わせを作り、これを用いて焼成し
た多結晶フエライトを準備し、これでもつて接合
型単結晶の実験を行なつた。出発原料粉の組み合
わせる方法として、混合系と非混合系の二種があ
る。混合系は各種の酸化物、水酸化物、炭酸塩等
を混合し、焼成してフエライト化させるものであ
り、非混合系は最初からフエライト化しているも
のである。混合系として、水酸化鉄（α−
FeOOH、γ−FeOOH）、立方晶系酸化鉄（γ−
Fe2O3、Fe3O4）、六方晶系酸化鉄（α−
Fe2O3）、炭酸マンガン（MnCO3）、水酸化マン
ガン（γ−MnOOH）、酸化亜鉛（ZnO）の中か
ら最終組成がFe2O350モル％、MnO25モル％、
ZnO25モル％になるように、鉄やマンガン、亜鉛
の種々の原料を秤量して用い、非混合系では、湿
式法で作製された前述のものと同組成の共沈フエ
ライトを用いる。多結晶体として、混合系では、
秤量された配合原料を、ステンレス鋼製ボールミ
ルで湿式混合し、仮焼してから、再度ボールミル
で湿式混合した。混合後、乾燥し、造粒、成形を
行ない、これを1250℃〜1300℃の範囲内の温度で
ホツトプレス（300Kg／cm2、３時間）し、結晶粒
径が10〜20μｍのものを作製した。一方、非混合
系の共沈フエライトを用いた場合には、混合系の
工程のうち、最初の配合、湿式混合工程のみを省
いた、残余の工程に従つて、多結晶フエライトを
作製した。共沈フエライトから作製した多結晶フ
エライトは、混合系の他の原料粉を用いて作製し
た多結晶フエライトに比べてその内部に残存する
気孔が少なく、気孔率が約1/3〜1/5になり、かつ
気孔の最大値径も0.1μｍ以下と小さなものにな
る。また、湿式法で合成された共沈原料は、混合
系の原料粉体に比べて不純物の含有量が少ない。
特に多結晶フエライトの結晶粒界に析出しやすい
CaOとSiO2については、含有量の少ない共沈フ
エライトを比較的容易に合成、製造ができるの
で、高純度原料を低コストで得られるという点で
も優れたものである。また、一般に、共沈フエラ
イト粉体を焼成して作つた多結晶フエライトは、
同一製造条件で作つた混合系粉体を焼成した多結
晶フエライトに比べて10％〜数10％小さい結晶粒
径のものが得られる。このことは、単結晶化する
場合には、界面移動のための駆動力が大きくなる
ので、好ましいものである。これらの性質すなわ
ち高密度（気孔率小）、小粒径で、粒界析出物が
少ないという性質は、本発明で用いる多結晶フエ
ライトとして望ましい特性である。
本発明でいう、湿式法で合成される共沈フエラ
イト粉体は、Fe2+、M2+（＝Mn2+、Ni2+、
Zn2+、CO2+、Mg2+………等）を含む塩を所望の
組成になるようにして配合し、水溶液にして、こ
れにアルカリを添加し中性化して沈降させ、沈降
時に液を撹拌し酸素を吹き込んだり、熟成等を行
なつたりして、粒径を制御して得られるものであ
る。
イト粉体は、Fe2+、M2+（＝Mn2+、Ni2+、
Zn2+、CO2+、Mg2+………等）を含む塩を所望の
組成になるようにして配合し、水溶液にして、こ
れにアルカリを添加し中性化して沈降させ、沈降
時に液を撹拌し酸素を吹き込んだり、熟成等を行
なつたりして、粒径を制御して得られるものであ
る。
このようにして混合系、非混合系から焼成して
得られたこれらの多結晶フエライトを30×15×20
mm３の大きさに切断し、30×15mm2の接合面を粒度
2000番、4000番のSiC砥粒、ダイヤモンド砥粒
（３μｍ径）にて鏡面にまで仕上げた。ほぼ同組
成のMn−Zn−Feフエライト単結晶を（100）面
が30×15mm2の接合面になるように結晶方位を確か
めて、1.5mm〜1.7mmの厚さに切断し、多結晶フエ
ライトと同様に、接合面を鏡面に仕上げた。多結
晶フエライトと単結晶フエライト双方の接合面
に、希硝酸を塗布した後、両者を貼り合わせ、こ
れを、N2ガスを流した電気炉内にて1250℃で30
分、続いて1300℃で３時間、30Kg／cm2でホツトプ
レスし、接合界面の固相反応と多結晶フエライト
の単結晶化熱処理を行なつた。熱処理後、接合体
を、接合界面と垂直な方向に中央部を切断し、切
断面を、2000番、4000番のSiC砥粒でラツプし、
さらに粒径３μｍのダイヤモンド砥粒で鏡面ラツ
プした後、熱濃リン酸でエツチングを行ない、単
結晶化距離（第１図ＢのＬ）を測定した。
得られたこれらの多結晶フエライトを30×15×20
mm３の大きさに切断し、30×15mm2の接合面を粒度
2000番、4000番のSiC砥粒、ダイヤモンド砥粒
（３μｍ径）にて鏡面にまで仕上げた。ほぼ同組
成のMn−Zn−Feフエライト単結晶を（100）面
が30×15mm2の接合面になるように結晶方位を確か
めて、1.5mm〜1.7mmの厚さに切断し、多結晶フエ
ライトと同様に、接合面を鏡面に仕上げた。多結
晶フエライトと単結晶フエライト双方の接合面
に、希硝酸を塗布した後、両者を貼り合わせ、こ
れを、N2ガスを流した電気炉内にて1250℃で30
分、続いて1300℃で３時間、30Kg／cm2でホツトプ
レスし、接合界面の固相反応と多結晶フエライト
の単結晶化熱処理を行なつた。熱処理後、接合体
を、接合界面と垂直な方向に中央部を切断し、切
断面を、2000番、4000番のSiC砥粒でラツプし、
さらに粒径３μｍのダイヤモンド砥粒で鏡面ラツ
プした後、熱濃リン酸でエツチングを行ない、単
結晶化距離（第１図ＢのＬ）を測定した。
これらの一連の実験の結果、非混合系の共沈フ
エライトを出発原料粉末として焼成して作製した
多結晶フエライトを用いたものが、単結晶化距離
Ｌがいちじるしく大きく、混合系のもの（全然界
面が移動しないものから移動しても、最大約３
mm）に比べて約３〜５倍の12mm以上であり、また
単結晶体化したものの電磁気特性も優れたものが
得られ、本発明においては、最も好ましいもので
あつた。よつて、本発明で用いる多結晶として、
共沈フエライトを出発原料粉体として焼成された
多結晶を用いることが望ましい。
エライトを出発原料粉末として焼成して作製した
多結晶フエライトを用いたものが、単結晶化距離
Ｌがいちじるしく大きく、混合系のもの（全然界
面が移動しないものから移動しても、最大約３
mm）に比べて約３〜５倍の12mm以上であり、また
単結晶体化したものの電磁気特性も優れたものが
得られ、本発明においては、最も好ましいもので
あつた。よつて、本発明で用いる多結晶として、
共沈フエライトを出発原料粉体として焼成された
多結晶を用いることが望ましい。
さらに、発明者等は、共沈フエライト粉体につ
いて、どのように粒径のものが、接合型単結晶フ
エライトの多結晶として適しているかを調べた。
共沈フエライト粉体として、粒径が0.005μｍ程
度のものから、最大数μｍのものまで合成できる
が、本発明で用いる高密度、小粒径で粒界析出物
の少ない多結晶の原料粉体としては、製造時の取
り扱いよさ、および単結晶化しやすいか否かにつ
いて検討したところ、単結晶化しやすいというこ
とから、粒径が0.01〜1.0μｍのものが好まし
く、さらに0.1〜0.7μｍのものがより好ましい。
いて、どのように粒径のものが、接合型単結晶フ
エライトの多結晶として適しているかを調べた。
共沈フエライト粉体として、粒径が0.005μｍ程
度のものから、最大数μｍのものまで合成できる
が、本発明で用いる高密度、小粒径で粒界析出物
の少ない多結晶の原料粉体としては、製造時の取
り扱いよさ、および単結晶化しやすいか否かにつ
いて検討したところ、単結晶化しやすいというこ
とから、粒径が0.01〜1.0μｍのものが好まし
く、さらに0.1〜0.7μｍのものがより好ましい。
そして、本発明の方法は、Mn−Znフエライト
だけでなく、Ni−Zn−Feフエライト等のフエラ
イト一般に適用することができる。
だけでなく、Ni−Zn−Feフエライト等のフエラ
イト一般に適用することができる。
以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。
る。
実施例 １
最終組成比が52モル％Fe2O3、32モル％MnO、
16モル％ZnOになるように、純度99.5％のα−
Fe2O3182.5ｇと、含有量91.2％のMnCO388.7ｇ
と、純度99.8％のZnO28.7ｇを秤量し、ステンレ
スボールミルにて湿式で15時間混合し、混合後
900℃で２時間空気中で仮焼した。仮焼後、再度
ステンレスボールミルで15時間湿式混合し、その
後その泥状物を130℃で10時間乾燥した。純水を
12〜15％加えてらいかい器にて造粒し、粒度をそ
ろえた後、300Kg／cm2の成形圧で造粒粉を成形し
た。この成形体を空気中にて1280℃で３時間、
300Kg／cm2の圧力下でホツトプレスして焼結体を
得た。次に、52モル％Fe2O3、32モル％MnO、16
モル％ZnOの組成を有する平均粒径が0.1μｍ共
沈フエライト（FeSO4、MnSO4、ZnSO4溶液に
NaOHを加えて共沈させたものを、900℃で２時
間空気中で仮焼し、仮焼後、前述と同様にステン
レスボールミルにて湿式混合・乾燥・造粒成形工
程を経てほぼ同様な条件でホツトプレス焼成を行
い、平均結晶粒径20μｍ、気孔率0.01％の焼結体
を得た。これら二種類の多結晶フエライトを30×
15×20mm３にダイヤモンドカツターで切断し、30
×15mm2の面を接合面とし、この面を順次2000番、
4000番SiC砥粒にてラツプし、３μｍ径のダイヤ
モンド砥粒で鏡面にまで仕上げた。一方、この多
結晶フエライトと同組成のMn−Znフエライト単
結晶の（100）面を30×15mm2の面にし、二つの側
面を（110）とした厚さ1.5mmの単結晶板に切断
し、多結晶フエライトと同様に30×15mm2の面を、
接合面として鏡面にまで仕上げた。単結晶、多結
晶双方の接合面に1N−HNO3を塗布し、単結晶フ
エライトを種類の異なる多結晶フエライトに張り
合わせ、二種類の接合体を作製した。この二種類
の接合体を、N2ガスを流した雰囲気中にて1320
℃で３時間、30Kg／cm2の圧力でホツトプレスし、
接合体の多結晶フエライトの単結晶化を行なつ
た。このホツトプレス熱処理後、接合体試料を、
接合界面に垂直に中央部で切断し、切断面を鏡面
に仕上げた後、80℃濃リン酸にて表面をエツチン
グし、単結晶化長さＬを測定した。共沈フエライ
トを出発原料に用いた多結晶の接合体ではＬ＝８
mmであつたが、α−Fe2O3、MnCO3、ZnOを出発
原料に用いた多結晶の接合体ではＬ＝0.5mmであ
つた。共沈多結晶の単結晶化した部分の磁気特性
を測定すると、1KHzでの透磁率（μ）がμ＝
10000で、抗磁力（Hc）はHc＝0.05（Oe）であ
つた。この値は、従来のブリツジマン法で作製さ
れた同組成のMn−Znフエライトのそれと同じも
のであつた。
16モル％ZnOになるように、純度99.5％のα−
Fe2O3182.5ｇと、含有量91.2％のMnCO388.7ｇ
と、純度99.8％のZnO28.7ｇを秤量し、ステンレ
スボールミルにて湿式で15時間混合し、混合後
900℃で２時間空気中で仮焼した。仮焼後、再度
ステンレスボールミルで15時間湿式混合し、その
後その泥状物を130℃で10時間乾燥した。純水を
12〜15％加えてらいかい器にて造粒し、粒度をそ
ろえた後、300Kg／cm2の成形圧で造粒粉を成形し
た。この成形体を空気中にて1280℃で３時間、
300Kg／cm2の圧力下でホツトプレスして焼結体を
得た。次に、52モル％Fe2O3、32モル％MnO、16
モル％ZnOの組成を有する平均粒径が0.1μｍ共
沈フエライト（FeSO4、MnSO4、ZnSO4溶液に
NaOHを加えて共沈させたものを、900℃で２時
間空気中で仮焼し、仮焼後、前述と同様にステン
レスボールミルにて湿式混合・乾燥・造粒成形工
程を経てほぼ同様な条件でホツトプレス焼成を行
い、平均結晶粒径20μｍ、気孔率0.01％の焼結体
を得た。これら二種類の多結晶フエライトを30×
15×20mm３にダイヤモンドカツターで切断し、30
×15mm2の面を接合面とし、この面を順次2000番、
4000番SiC砥粒にてラツプし、３μｍ径のダイヤ
モンド砥粒で鏡面にまで仕上げた。一方、この多
結晶フエライトと同組成のMn−Znフエライト単
結晶の（100）面を30×15mm2の面にし、二つの側
面を（110）とした厚さ1.5mmの単結晶板に切断
し、多結晶フエライトと同様に30×15mm2の面を、
接合面として鏡面にまで仕上げた。単結晶、多結
晶双方の接合面に1N−HNO3を塗布し、単結晶フ
エライトを種類の異なる多結晶フエライトに張り
合わせ、二種類の接合体を作製した。この二種類
の接合体を、N2ガスを流した雰囲気中にて1320
℃で３時間、30Kg／cm2の圧力でホツトプレスし、
接合体の多結晶フエライトの単結晶化を行なつ
た。このホツトプレス熱処理後、接合体試料を、
接合界面に垂直に中央部で切断し、切断面を鏡面
に仕上げた後、80℃濃リン酸にて表面をエツチン
グし、単結晶化長さＬを測定した。共沈フエライ
トを出発原料に用いた多結晶の接合体ではＬ＝８
mmであつたが、α−Fe2O3、MnCO3、ZnOを出発
原料に用いた多結晶の接合体ではＬ＝0.5mmであ
つた。共沈多結晶の単結晶化した部分の磁気特性
を測定すると、1KHzでの透磁率（μ）がμ＝
10000で、抗磁力（Hc）はHc＝0.05（Oe）であ
つた。この値は、従来のブリツジマン法で作製さ
れた同組成のMn−Znフエライトのそれと同じも
のであつた。
実施例 ２
前述の六方晶α−Fe2O3を立方晶スピネル構造
のγ−Fe2O3および、Fe3O4に変え、他の原料は
同じである、52モル％Fe2O3、36モル％MnO、16
モル％ZnOの多結晶体を、実施例１と同様にして
秤量し混合して、800℃で２時間、空気中におい
て仮焼した。仮焼後、再度湿式混合し、乾燥、造
粒、成形後（成形圧300Kg／cm2）、1250℃で３時
間、300Kg／cm2でホツトプレス焼結を行ない、平
均結晶粒径15μｍ気孔率0.02％の焼結体を得た。
実施例１で用いた共沈フエライトを、最初の混合
以外、全て同じ条件で製造してホツトプレス焼結
体を得た。平均結晶粒径は10μｍ、気孔率は0.01
％であつた。これら三者の多結晶フエライトを用
いて実施例１と同様に接合体を作製し、N2中に
てホツトプレス熱処理を行なつた。単結晶化長さ
Ｌを測定すると、γ−Fe2O3を用いたものではＬ
＝1.5mm、Fe3O4を用いたものでは、Ｌ＝2.5mm、
共沈フエライトを用いたものではＬ＝8.5mmであ
つた。
のγ−Fe2O3および、Fe3O4に変え、他の原料は
同じである、52モル％Fe2O3、36モル％MnO、16
モル％ZnOの多結晶体を、実施例１と同様にして
秤量し混合して、800℃で２時間、空気中におい
て仮焼した。仮焼後、再度湿式混合し、乾燥、造
粒、成形後（成形圧300Kg／cm2）、1250℃で３時
間、300Kg／cm2でホツトプレス焼結を行ない、平
均結晶粒径15μｍ気孔率0.02％の焼結体を得た。
実施例１で用いた共沈フエライトを、最初の混合
以外、全て同じ条件で製造してホツトプレス焼結
体を得た。平均結晶粒径は10μｍ、気孔率は0.01
％であつた。これら三者の多結晶フエライトを用
いて実施例１と同様に接合体を作製し、N2中に
てホツトプレス熱処理を行なつた。単結晶化長さ
Ｌを測定すると、γ−Fe2O3を用いたものではＬ
＝1.5mm、Fe3O4を用いたものでは、Ｌ＝2.5mm、
共沈フエライトを用いたものではＬ＝8.5mmであ
つた。
多結晶フエライトの結晶粒径と気孔率の影響を
考慮するため、ホツトプレス温度を20〜30℃高
め、ホツトプレス圧力を下げて、共沈フエライト
焼結体を作り、結晶粒径15μｍ、気孔率0.02％の
ものを得た。この多結晶を用いてN2中ホツトプ
レス熱処理により単結晶化させたところ、単結晶
化長さＬは8.0mmであつた。
考慮するため、ホツトプレス温度を20〜30℃高
め、ホツトプレス圧力を下げて、共沈フエライト
焼結体を作り、結晶粒径15μｍ、気孔率0.02％の
ものを得た。この多結晶を用いてN2中ホツトプ
レス熱処理により単結晶化させたところ、単結晶
化長さＬは8.0mmであつた。
実施例 ３
最終組成が50モル％Fe2O3、25モル％MnO、25
モル％ZnOになるように、酸化鉄になる原料とし
て含有率95％のα−FeOOH、および同じくγ−
FeOOHをそれぞれ187.1ｇを使用し、酸化マンガ
ンになる原料として含有率95％のγ−
MnOOH46.3ｇを使用し、これらと純度99.5％の
ZnO40.88ｇを秤量、配合して混合した後、800℃
で２時間、空気中において仮焼した。それから再
度湿式混合、乾燥、造粒、成形して、1250℃で３
時間、300Kg／cm2の圧力でホツトプレス焼結を行
なつた。焼結体の平均結晶粒径は15μｍであり、
気孔率は0.04％であつた。同じ50モル％Fe2O3、
25モル％MnO、25モル％ZnO組成を持つ平均粒
径0.2μｍの共沈フエライト粉体と、不純物の含
有率は同じで平均粒径が0.005μｍのものと、1.5
μｍのもの３種類の共沈原料粉体から、800℃２
時間仮焼した後、同様にして1250℃で３時間、
300Kg／cm2でホツトプレスして焼結体を得た。平
均結晶粒径は10μｍで、気孔率は0.02％であつ
た。単結晶−多結晶フエライト接合体を作り、
N2中ホツトプレス熱処理により多結晶フエライ
トの単結晶化を行なつた。前述と同様の方法によ
り、単結晶化長さＬを測つたところ、α−
FeOOHを用いた場合にはＬ＝0.8mm、γ−
FeOOHを用いた場合にはＬ＝0.9mm、共沈フエラ
イトを用いた場合には平均粒径02μｍのものでＬ
＝8.5mm、平均粒径0.005μｍおよび1.5μｍのもの
でそれぞれＬ＝0.5mm、Ｌ＝0.8mmであつた。気孔
率の差を比較するため、平均粒径0.2μｍの共沈
フエライトを用いた場合のホツトプレス時の圧力
を300Kg／cm2から200Kg／cm2に下げて、気孔率を
0.04％と同じにしたもの（平均結晶粒径15μｍ）
を作り、同じ方法で単結晶化を行ない、単結晶化
長さＬを測定した。その結果、Ｌ＝６mmであり、
共沈フエライトを用いたものの方がいちじるしく
優れていることが確認された。
モル％ZnOになるように、酸化鉄になる原料とし
て含有率95％のα−FeOOH、および同じくγ−
FeOOHをそれぞれ187.1ｇを使用し、酸化マンガ
ンになる原料として含有率95％のγ−
MnOOH46.3ｇを使用し、これらと純度99.5％の
ZnO40.88ｇを秤量、配合して混合した後、800℃
で２時間、空気中において仮焼した。それから再
度湿式混合、乾燥、造粒、成形して、1250℃で３
時間、300Kg／cm2の圧力でホツトプレス焼結を行
なつた。焼結体の平均結晶粒径は15μｍであり、
気孔率は0.04％であつた。同じ50モル％Fe2O3、
25モル％MnO、25モル％ZnO組成を持つ平均粒
径0.2μｍの共沈フエライト粉体と、不純物の含
有率は同じで平均粒径が0.005μｍのものと、1.5
μｍのもの３種類の共沈原料粉体から、800℃２
時間仮焼した後、同様にして1250℃で３時間、
300Kg／cm2でホツトプレスして焼結体を得た。平
均結晶粒径は10μｍで、気孔率は0.02％であつ
た。単結晶−多結晶フエライト接合体を作り、
N2中ホツトプレス熱処理により多結晶フエライ
トの単結晶化を行なつた。前述と同様の方法によ
り、単結晶化長さＬを測つたところ、α−
FeOOHを用いた場合にはＬ＝0.8mm、γ−
FeOOHを用いた場合にはＬ＝0.9mm、共沈フエラ
イトを用いた場合には平均粒径02μｍのものでＬ
＝8.5mm、平均粒径0.005μｍおよび1.5μｍのもの
でそれぞれＬ＝0.5mm、Ｌ＝0.8mmであつた。気孔
率の差を比較するため、平均粒径0.2μｍの共沈
フエライトを用いた場合のホツトプレス時の圧力
を300Kg／cm2から200Kg／cm2に下げて、気孔率を
0.04％と同じにしたもの（平均結晶粒径15μｍ）
を作り、同じ方法で単結晶化を行ない、単結晶化
長さＬを測定した。その結果、Ｌ＝６mmであり、
共沈フエライトを用いたものの方がいちじるしく
優れていることが確認された。
実施例 ４
立方晶スピネル構造のγ−Fe2O3と六方晶α−
Fe2O3とNiO、ZnOを用いて、50モル％Fe2O3−
25モル％NiO−25モル％ZnOの多結晶フエライト
を、実施例１と同様に秤量、混合し、800℃で２
時間、空気中において仮焼した。仮焼後再度湿式
混合し、乾燥、造粒成形後（成形圧300Kg／cm2）
1200℃で３時間、300Kg／cm2でホツトプレス焼結
を行ない、平均結晶粒径10μｍ、気孔率0.02％の
焼結体を得た。FeSO4、NiSO4、ZnSO4の水溶液
に、NaOHを加えて共沈させた50モル％Fe2O3−
25モル％NiO−25モル％ZnO組成のNi−Zn−Feフ
エライト原料粉体平均粒径0.3μｍを、出発原料
として、実施例１〜３と同様な方法で、ホツトプ
レス焼結体（平均結晶粒径８μｍ、気孔率0.01
％）を作製した。これらの多結晶フエライトを用
いて接合体を作製し、N2中ホツトプレス熱処理
を行なつた。単結晶化長さＬを測定すると、γ−
Fe2O3を用いたものではＬ＝2.5mm、α−Fe2O3を
用いたものではＬ＝0.5mm、共沈原料を用いたも
のではＬ＝７mmであつた。
Fe2O3とNiO、ZnOを用いて、50モル％Fe2O3−
25モル％NiO−25モル％ZnOの多結晶フエライト
を、実施例１と同様に秤量、混合し、800℃で２
時間、空気中において仮焼した。仮焼後再度湿式
混合し、乾燥、造粒成形後（成形圧300Kg／cm2）
1200℃で３時間、300Kg／cm2でホツトプレス焼結
を行ない、平均結晶粒径10μｍ、気孔率0.02％の
焼結体を得た。FeSO4、NiSO4、ZnSO4の水溶液
に、NaOHを加えて共沈させた50モル％Fe2O3−
25モル％NiO−25モル％ZnO組成のNi−Zn−Feフ
エライト原料粉体平均粒径0.3μｍを、出発原料
として、実施例１〜３と同様な方法で、ホツトプ
レス焼結体（平均結晶粒径８μｍ、気孔率0.01
％）を作製した。これらの多結晶フエライトを用
いて接合体を作製し、N2中ホツトプレス熱処理
を行なつた。単結晶化長さＬを測定すると、γ−
Fe2O3を用いたものではＬ＝2.5mm、α−Fe2O3を
用いたものではＬ＝0.5mm、共沈原料を用いたも
のではＬ＝７mmであつた。
以上、本発明に用いる共沈フエライトの粒径を
図示すると、第２図に示すようになる。横軸は共
沈原料粉の平均粒径ｄ（μｍ）、縦軸のＬはN2中
ホツトプレス熱処理による単結晶化長さＬ（mm）
を、Mn−Zn−Feフエライトについて示し、斜線
を付した領域間すなわち0.01〜1.0μｍの平均粒
径のものが単結晶化がしやすい。曲線は、代表的
な平均粒径と単結晶化長との関係を示したもので
ある。
図示すると、第２図に示すようになる。横軸は共
沈原料粉の平均粒径ｄ（μｍ）、縦軸のＬはN2中
ホツトプレス熱処理による単結晶化長さＬ（mm）
を、Mn−Zn−Feフエライトについて示し、斜線
を付した領域間すなわち0.01〜1.0μｍの平均粒
径のものが単結晶化がしやすい。曲線は、代表的
な平均粒径と単結晶化長との関係を示したもので
ある。
第１図Ａ，Ｂは本発明の方法による単結晶フエ
ライト化の過程を示す図、第２図は本発明の方法
において共沈原料粉の平均粒径が単結晶化に及ぼ
す影響を示す図である。 Ａ−１……種子となる単結晶フエライト、Ａ−
２……多結晶フエライト、Ａ−３……接合界面、
Ｂ−１……種子単結晶フエライト、Ｂ−２……多
結晶フエライト、Ｂ−４……単結晶体化した部
分。
ライト化の過程を示す図、第２図は本発明の方法
において共沈原料粉の平均粒径が単結晶化に及ぼ
す影響を示す図である。 Ａ−１……種子となる単結晶フエライト、Ａ−
２……多結晶フエライト、Ａ−３……接合界面、
Ｂ−１……種子単結晶フエライト、Ｂ−２……多
結晶フエライト、Ｂ−４……単結晶体化した部
分。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単結晶フエライトと、この単結晶フエライト
と同組成もしくはそれに近い組成で、かつ前記単
結晶フエライトと同じ結晶構造を有する多結晶フ
エライトとを接合し、この接合体を熱処理するこ
とにより、前記多結晶フエライトを前記単結晶フ
エライトと同じ結晶方位で同じ結晶構造を持つ単
結晶フエライトに育成するに際して、前記多結晶
フエライトとして湿式法で合成された共沈フエラ
イト粉体を出発原料とし、これを焼成した多結晶
を使用することを特徴とする単結晶フエライトの
製造法。 ２ 共沈フエライト粉体の粒子の平均粒径が0.01
〜1.0μｍであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の単結晶フエライトの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57132731A JPS5921591A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 単結晶フエライトの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57132731A JPS5921591A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 単結晶フエライトの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5921591A JPS5921591A (ja) | 1984-02-03 |
| JPS6215517B2 true JPS6215517B2 (ja) | 1987-04-08 |
Family
ID=15088269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57132731A Granted JPS5921591A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 単結晶フエライトの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5921591A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0257918U (ja) * | 1988-10-18 | 1990-04-26 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6191091A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-09 | Ngk Insulators Ltd | フエライト単結晶の製造法 |
| JPS63230059A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Endouseijiyuu Tomonokai:Kk | 無菌生ジユ−スの製造方法 |
| JPH02231063A (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-13 | Endouseijiyuu Tomonokai:Kk | 無菌生ジュースの製造における殺菌方法の改良 |
| US8202364B2 (en) | 2002-10-11 | 2012-06-19 | Ceracomp Co., Ltd. | Method for solid-state single crystal growth |
| KR100564092B1 (ko) * | 2002-10-11 | 2006-03-27 | 주식회사 세라콤 | 고상 단결정 성장 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6020326B2 (ja) * | 1977-01-21 | 1985-05-21 | 日立マクセル株式会社 | 超微粒磁性粉末の製造法 |
| JPS55162496A (en) * | 1979-05-31 | 1980-12-17 | Ngk Insulators Ltd | Manufacture of single crystal |
-
1982
- 1982-07-28 JP JP57132731A patent/JPS5921591A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0257918U (ja) * | 1988-10-18 | 1990-04-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5921591A (ja) | 1984-02-03 |
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