(57)【要約】      （修正有）【課題】鉄元素を含む複合磁性材料であって、経時安定性の高い複合磁性材料を提供する。【解決手段】軟質磁性材料Ｓと硬質磁性材料Ｈとを含有する複合磁性材料１０１であって、軟質磁性材料Ｓおよび硬質磁性材料Ｈが鉄元素をそれぞれ含み、軟質磁性材料Ｓに含まれる鉄元素の９０原子％以上１００原子％以下が第１の酸化物または第１の複合酸化物を形成しており、硬質磁性材料Ｈに含まれる鉄元素の９０原子％以上１００原子％以下が第２の酸化物または第２の複合酸化物を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟質磁性材料と硬質磁性材料とを含有する複合磁性材料であって、
前記軟質磁性材料および前記硬質磁性材料が鉄元素をそれぞれ含み、
前記軟質磁性材料に含まれる鉄元素の９０原子％以上１００原子％以下が第１の酸化物または第１の複合酸化物を形成しており、
前記硬質磁性材料に含まれる鉄元素の９０原子％以上１００原子％以下が第２の酸化物または第２の複合酸化物を形成していることを特徴とする複合磁性材料。
【請求項２】
前記第２の酸化物または前記第２の複合酸化物が、ε−Ｆｅ２Ｏ３またはε−Ｆｅ２Ｏ３のＦｅの一部がＧａ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏからなる群から選択される少なくとも１つで置換された複合酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載の複合磁性材料。
【請求項３】
前記第１の酸化物または前記第１の複合酸化物が、Ｆｅ３Ｏ４またはＦｅ３Ｏ４のＦｅの一部がＧａ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏからなる群から選択される少なくとも１つで置換された複合酸化物を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合磁性材料。
【請求項４】
前記第１の酸化物または前記第１の複合酸化物が、γ−Ｆｅ２Ｏ３またはγ−Ｆｅ２Ｏ３のＦｅの一部がＧａ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏからなる群から選択される少なくとも１つで置換された複合酸化物を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の複合磁性材料。
【請求項５】
前記軟質磁性材料を含む海部と、前記硬質磁性材料を含む島部と、を有する海島構造を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の複合磁性材料。
【請求項６】
前記硬質磁性材料を含むコア部と、前記コア部の少なくとも一部を被覆する前記軟質磁性材料を有するシェル部と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の複合磁性材料。
【請求項７】
前記軟質磁性材料と前記硬質磁性材料とが磁気的に結合していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の複合磁性材料。
【請求項８】
Ｎｄ元素の含有量が３質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の複合磁性材料。
【請求項９】
磁石を有するモータであって、
前記磁石が請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の複合磁性材料を含有することを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合磁性材料、およびモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能な磁石として、ネオジム磁石（組成：Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ等）が知られている。ネオジム磁石は残留磁束密度および保磁力がともに大きいため、広く利用されている。
【０００３】
ネオジム磁石は希土類元素であるネオジムを必須成分としている。希土類元素は高価であるとともに供給が不安定になる恐れがあるため、希土類元素の使用量を抑制したいという要請がある。そこで、希土類の使用量を抑制しつつ、高性能な磁石を作製する試みが行われている。
【０００４】
特許文献１には、イプシロン酸化鉄（ε−Ｆｅ２Ｏ３）を含む硬質磁性相のコアと、アルファ鉄（α−Ｆｅ）を含み、かつコアの少なくとも一部を被覆する軟質磁性相のシェルと、を有する、コアシェル型の磁性材料が記載されている。特許文献１では、保磁力の高い硬質磁性相としてε−Ｆｅ２Ｏ３、飽和磁束密度の高い軟質磁性相としてα−Ｆｅ、をそれぞれ用い、両者を交換結合作用によって磁気的に結合させたナノコンポジット磁石を作製している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３５００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
鉄元素を含む鉄系材料を用いた磁性材料においては、鉄系材料が磁性材料の表面に露出する場合がある。これは、鉄系材料を特許文献１に記載のようにコアシェル型の磁性材料のシェルとして用いた場合に特に顕著になる。
【０００７】
鉄系材料として鉄や鉄合金を用いた場合、鉄や鉄合金は空気や水分によって酸化されやすい。そのため、磁性材料を構成する鉄や鉄合金が表面に露出していると空気や水分によって酸化され、磁性材料の磁気特性が低下してしまう。すなわち、鉄元素を含む複合磁性材料は、経時安定性が低いという課題があった。
【０００８】
そこで本発明では、上述の課題に鑑み、鉄元素を含む複合磁性材料であって、経時安定性の高い磁性材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としての複合磁性材料は、軟質磁性材料と硬質磁性材料とを含有する複合磁性材料であって、前記軟質磁性材料および前記硬質磁性材料が鉄元素をそれぞれ含み、前記軟質磁性材料に含まれる鉄元素の９０原子％以上１００原子％以下が第１の酸化物または第１の複合酸化物を形成しており、前記硬質磁性材料に含まれる鉄元素の９０原子％以上１００原子％以下が第２の酸化物または第２の複合酸化物を形成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、鉄元素を含む複合磁性材料であって、経時安定性の高い複合磁性材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る複合磁性材料の構造を模式的に示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る複合磁性材料の構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対して適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に含まれる。
【００１３】
（第１の実施形態）
本実施形態に係る複合磁性材料は、軟質磁性材料と硬質磁性材料とを含有する複合磁性材料であって、軟質磁性材料および硬質磁性材料が鉄元素をそれぞれ含んでいる。さらに、軟質磁性材料に含まれる鉄元素の９０原子％以上１００原子％以下が第１の酸化物または第１の複合酸化物を形成しており、硬質磁性材料に含まれる鉄元素の９０原子％以上１００原子％以下が第２の酸化鉄または第２の複合酸化物を形成している。
【００１４】
ここで、本明細書において「軟質磁性材料」とは、保磁力が小さく、飽和磁束密度が大きな材料を指す。また、本明細書において「硬質磁性材料」とは、保磁力が大きい材料を指す。
【００１５】
本実施形態に係る複合磁性材料は、軟質磁性材料の相（軟質磁性相）と硬質磁性材料の相（硬質磁性相）の２つの相がｎｍ（ナノメートル）オーダーで隣接して存在する微細な混合構造を有する。このような微細な混合構造を有することで、軟質磁性相と硬質磁性相との間に交換結合作用を働かせることができる。軟質磁性相と硬質磁性相との間に交換結合作用が働いていると、反転磁場を与えたときに、交換結合している硬質磁性相の磁化によって軟質磁性相の磁化反転が抑制される。このとき磁化曲線は、交換結合作用により軟質磁性相と硬質磁性相とがあたかも単相磁石であるかのように振る舞う。そのため、軟質磁性相の大きな飽和磁束密度と、硬質磁性相の大きな保磁力を併せ持つ磁化曲線が実現されるようになる。その結果、高いエネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを実現することができる。なお、このように軟質磁性相と硬質磁性相との間に交換結合作用を働かせた磁石は、ナノコンポジット磁石や交換スプリング磁石として知られている。
【００１６】
図１は、第１の実施形態に係る複合磁性材料の構造例を模式的に示す図である。本実施形態に係る複合磁性材料１０１は、図１（ａ）や図１（ｂ）に示すように、軟質磁性材料Ｓを含む海部中に、硬質磁性材料Ｈを含む島部と、を有する海島構造を有する。
【００１７】
（軟質磁性材料Ｓ）
軟質磁性材料Ｓは、硬質磁性材料Ｈよりも飽和磁束密度が大きな材料である。軟質磁性材料Ｓの飽和磁束密度は特に限定されるものではないが、５０ｅｍｕ／ｇ以上であることが好ましく、７０ｅｍｕ／ｇ以上であることがより好ましい。
【００１８】
軟質磁性材料Ｓは鉄元素を含み、軟質磁性材料Ｓに含まれる鉄元素の９０原子％以上１００原子％以下が第１の酸化物または第１の複合酸化物を形成している。軟質磁性材料Ｓに含まれる鉄元素が鉄または鉄合金を形成している場合、当該鉄元素は酸化されやすく、軟質磁性材料Ｓの磁気特性の経時安定性が低くなる恐れがある。一方、本実施形態では軟質磁性材料Ｓに含まれる鉄元素の９０原子％以上が第１の酸化物または第１の複合酸化物を形成しているため、当該鉄元素が酸化されにくく、軟質磁性材料Ｓの磁気特性が経時的に低下してしまうことを抑制することができる。
【００１９】
軟質磁性材料Ｓに含まれる鉄元素が形成している第１の酸化物または第１の複合酸化物は、Ｆｅ３Ｏ４またはＦｅ３Ｏ４のＦｅの一部がＧａ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏからなる群から選択される少なくとも１つで置換された複合酸化物を含むことが好ましい。Ｆｅ３Ｏ４（マグネタイト）は大気下での安定性が高く、軟質磁性材料ＳがＦｅ３Ｏ４を含むことで、複合磁性材料１０１の経時安定性をより効果的に向上させることができる。またＦｅ３Ｏ４は鉄系酸化物材料の中では特に高い飽和磁束密度を有しているため、軟質磁性材料ＳがＦｅ３Ｏ４を含むことで複合磁性材料１０１の飽和磁束密度を高くすることができ、エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘをより高めることができる。
【００２０】
軟質磁性材料Ｓに含まれる鉄元素が形成している第１の酸化物または第１の複合酸化物は、γ−Ｆｅ２Ｏ３またはγ−Ｆｅ２Ｏ３のＦｅの一部がＧａ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏからなる群から選択される少なくとも１つで置換された複合酸化物を含むことが好ましい。γ−Ｆｅ２Ｏ３は大気下での安定性が高く、軟質磁性材料Ｓがγ−Ｆｅ２Ｏ３を含むことで、複合磁性材料１０１の経時安定性をより効果的に向上させることができる。
【００２１】
また、軟質磁性材料Ｓに含まれる鉄元素が形成している第１の酸化物または第１の複合酸化物は、α−Ｆｅ２Ｏ３またはα−Ｆｅ２Ｏ３のＦｅの一部がＧａ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏからなる群から選択される少なくとも１つで置換された複合酸化物を含んでいてもよい。
【００２２】
（硬質磁性材料Ｈ）
硬質磁性材料Ｈは、軟質磁性材料Ｓよりも保磁力が大きな材料である。硬質磁性材料Ｈの保磁力は特に限定されるものではないが、５００Ｏｅ以上であることが好ましく、１０００Ｏｅ以上であることがより好ましい。
【００２３】
硬質磁性材料Ｈは鉄元素を含み、硬質磁性材料Ｈに含まれる鉄元素の９０原子％以上１００原子％以下が第２の酸化物または第２の複合酸化物を形成している。硬質磁性材料Ｈに含まれる鉄元素が鉄または鉄合金を形成している場合、当該鉄元素は酸化されやすく、硬質磁性材料Ｈの磁気特性の経時安定性が低くなる恐れがある。一方、本実施形態では硬質磁性材料Ｈに含まれる鉄元素の９０原子％以上が第２の酸化物または第２の複合酸化物を形成しているため、当該鉄元素が酸化されにくく、硬質磁性材料Ｈの磁気特性が経時的に低下してしまうことを抑制することができる。
【００２４】
硬質磁性材料Ｈに含まれる鉄元素が形成している第２の酸化物または第２の複合酸化物は、ε−Ｆｅ２Ｏ３またはε−Ｆｅ２Ｏ３の一部がＧａ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏからなる群から選択される少なくとも１つで置換された複合酸化物を含むことが好ましい。ε−Ｆｅ２Ｏ３は大気下での安定性が高く、硬質磁性材料Ｈがε−Ｆｅ２Ｏ３を含むことで、複合磁性材料１０１の経時安定性をより効果的に向上させることができる。またε−Ｆｅ２Ｏ３は鉄系酸化物材料の中では特に高い保磁力を有しているため、硬質磁性材料Ｈがε−Ｆｅ２Ｏ３を含むことで、複合磁性材料１０１の保磁力を高くすることができ、エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘをより高めることができる。
【００２５】
（複合磁性材料の構成元素）
本実施形態に係る複合磁性材料１０１は、複合磁性材料１０１の全量を１００質量％としたときに、Ｎｄ元素の含有量が０質量％以上３質量％以下であることが好ましく、０質量％以上１質量％以下であることがより好ましい。複合磁性材料１０１は、Ｎｄ元素を実質的に含まないことが特に好ましい。このように、複合磁性材料１０１中のＮｄ元素の含有量を小さくすることで、複合磁性材料１０１のコストを低減させることができる。
【００２６】
本実施形態に係る複合磁性材料１０１に含まれる鉄元素は、複合磁性材料１０１に含まれる鉄元素の全量を１００原子％としたときに、９０原子％以上１００原子％以下が酸化物または複合酸化物を形成していることが好ましい。
【００２７】
（構造）
本実施形態に係る複合磁性材料１０１は、軟質磁性材料Ｓを含む海部と、硬質磁性材料Ｈを含む島部と、を有する海島構造を有する。
【００２８】
なお、本実施形態では海部が軟質磁性材料Ｓを含み、島部が硬質磁性材料Ｈを含むものとしたが、海部が硬質磁性材料Ｈを含み、島部が軟質磁性材料Ｓを含んでいてもよい。
【００２９】
軟質磁性材料Ｓと硬質磁性材料Ｈとは、交換結合作用によって磁気的に結合していることが好ましい。そのため、島部と海部との間の界面から交換結合作用が働く距離（以下、「交換結合距離」と称する）をａとすると、複合磁性材料１０１において、隣接する２つの島部の間の平均距離ｄは、ｄ≦２ａを満たすことが好ましい。すなわち、隣接する２つの島部の間の平均距離は、交換結合距離の２倍以下であることが好ましい。
【００３０】
硬質磁性材料Ｈを含む粒子状の島部の平均粒径は、硬質磁性材料Ｈの保磁力が低下しない程度に大きいことが好ましい。また、硬質磁性材料Ｈがε−Ｆｅ２Ｏ３を含む場合、硬質磁性材料Ｈを含む粒子状の島部の平均粒径は、ε−Ｆｅ２Ｏ３がイプシロン構造を保つことができる程度に小さいことが好ましい。具体的には、硬質磁性材料Ｈを含む粒子状の島部の平均粒径は、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００３１】
（複合磁性材料の製造方法）
本実施形態に係る複合磁性材料１０１の製造方法は特に限定はされないが、例えば下記の方法が挙げられる。
【００３２】
第１の方法は、軟質磁性材料Ｓの粒子と、硬質磁性材料Ｈの粒子と、をそれぞれ準備して、これらを適当な混合比で混合する方法である。これらを混合して圧縮成型した後に、熱処理してもよい。
【００３３】
軟質磁性材料ＳとしてＦｅ３Ｏ４を用いる場合は、溶液中での化学的プロセスを用いて酸化鉄や水酸化鉄のナノ粒子を生成し、生成したナノ粒子を還元雰囲気下で熱処理することでＦｅ３Ｏ４ナノ粒子を比較的容易に合成することができる。還元雰囲気下で熱処理を行う場合、熱処理の温度を高くしすぎたり時間を長くしすぎたりすると、還元が進行しすぎてα−Ｆｅなどが生成する可能性がある。そのため、熱処理の温度は２００℃以上４００℃以下とすることが好ましく、時間は２時間以上５時間以下とすることが好ましい。
【００３４】
軟質磁性材料Ｓとしてγ−Ｆｅ２Ｏ３を用いる場合は、溶液中での化学的プロセスを用いて酸化鉄や水酸化鉄のナノ粒子を生成し、生成したナノ粒子を酸化雰囲気下で熱処理することでγ−Ｆｅ２Ｏ３ナノ粒子を比較的容易に合成することができる。例えば、熱処理の温度は２００℃以上４００℃以下とすることが好ましく、時間は２時間以上５時間以下とすることが好ましい。
【００３５】
硬質磁性材料Ｈとしてε−Ｆｅ２Ｏ３を用いる場合は、溶液中での化学的プロセスを用いて酸化鉄や水酸化鉄のナノ粒子を生成し、生成したナノ粒子を酸化雰囲気で加熱することで比較的容易にε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を合成することができる。溶液中での化学的プロセスとしては、例えば、硝酸鉄水和物を出発原料とした逆ミセル法やゾルゲル法等を用いることができる。なお、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を合成する工程においては、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の表面をシリカ（ＳｉＯ２）で被覆する工程を加えてもよい。
【００３６】
第２の方法は、軟質磁性材料Ｓの粒子、および硬質磁性材料Ｈの粒子のいずれかを準備して、軟質磁性材料Ｓの粒子または硬質磁性材料Ｈの粒子に対して処理を施すことで、一方の磁性材料の一部をもう一方の磁性材料に変化させる方法である。
【００３７】
例えば、軟質磁性材料ＳとしてＦｅ３Ｏ４を用い、硬質磁性材料Ｈとしてε−Ｆｅ２Ｏ３を用いる場合、上述の方法でε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を合成した後に、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を還元雰囲気下で熱処理する方法がある。これにより、ε−Ｆｅ２Ｏ３の一部が還元され、Ｆｅ３Ｏ４が生成される。この場合、後述する第２の実施形態のようなコアシェル型の複合磁性材料が生成される。
【００３８】
第３の方法は、軟質磁性材料Ｓおよび硬質磁性材料Ｈのうちの一方の材料の原料が溶解した溶液中にもう一方の材料の粒子を分散させた分散液を用意し、この分散液中で前記原料から磁性材料粒子またはその前駆体粒子を析出させる方法である。その後、得られた複合粒子の粉末を熱処理してもよい。
【００３９】
例えば、軟質磁性材料Ｓに含まれる少なくとも１種の遷移金属元素がイオン化して溶解した溶液中に硬質磁性材料Ｈの粒子（硬質磁性粒子）を分散させて分散液を得る。その後、分散液を撹拌しながら、分散液にｐＨ調整剤等の添加剤を添加して、前記遷移金属を含有する粒子を析出させる。このとき、析出させる粒子は目的の軟質磁性材料Ｓの粒子であってもよいし、その後の熱処理等によって軟質磁性材料Ｓに変換可能な前駆体粒子であってもよい。分散液中には硬質磁性粒子が分散されているため、分散液中において、硬質磁性粒子の周りには、硬質磁性粒子を取り囲むように、上記イオンが存在している。この状態でイオンが反応し、イオン中の遷移金属元素を含む粒子または析出物が析出するため、硬質磁性粒子の周囲を囲む形で粒子または析出物が析出する。なお、軟質磁性材料Ｓと硬質磁性材料Ｈを入れ替えても、同様の方法で複合磁性材料を形成できる。
【００４０】
例えば、塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、または硝酸鉄（ＩＩＩ）等の３価の鉄を含む原料を水に溶解させて得られるＦｅ３＋イオンを含む水溶液にｐＨ調整剤であるアンモニア水を添加してｐＨを変化させると、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）を析出させることができる。この方法によれば、析出する水酸化鉄粒子の平均粒径は析出条件に依存するが、おおむね５ｎｍから１５ｎｍ程度になる。この水酸化鉄を第１の方法と同様に還元処理することで、軟質磁性材料ＳであるＦｅ３Ｏ４を得ることができる。
【００４１】
また、塩化鉄（ＩＩ）等の２価の鉄を含む原料を水に溶解させて得られるＦｅ２＋イオンを含む水溶液にｐＨ調整剤であるアンモニア水を添加してｐＨを変化させると、Ｆｅ３Ｏ４粒子を析出させることができる。この方法によれば、析出するＦｅ３Ｏ４粒子の平均粒径は析出条件に依存するが、おおむね１３ｎｍから１００ｎｍ程度になる。
【００４２】
（磁石）
本実施形態に係る複合磁性材料は、所望の形状に成形してナノコンポジット磁石とすることができる。本実施形態に係るナノコンポジット磁石は、軟質磁性材料と硬質磁性材料とを含有し、質磁性材料が鉄または鉄合金を含み、軟質磁性材料の表面が結晶性の酸化鉄で被覆されている。本実施形態に係るナノコンポジット磁石は、焼結磁石であってもよいし、ボンド磁石であってもよい。
【００４３】
［１］焼結磁石
本実施形態に係る複合磁性材料を所望の形状に成形し、得られた成形体を不活性雰囲気下または真空下で熱処理することで、焼結磁石が得られる。また、プラズマ活性化焼結（ＰＡＳ：Ｐｌａｓｍａ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）、または放電プラズマ焼結（ＳＰＳ：Ｓｐａｒｋ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）で成形体を焼結することによっても、焼結磁石を得ることができる。また、磁場中で成形することで、異方性焼結磁石が得られる。
【００４４】
［２］ボンド磁石
本実施形態に係る複合磁性材料と結合剤（バインダ）とを配合し、成形することによってボンド磁石が得られる。結合剤としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の樹脂材料、またはＡｌ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ等の低融点金属、もしくはこれらの低融点金属からなる合金等を用いることができる。複合磁性材料と結合剤との混合物を圧縮成形したり射出成形したりすることによって、複合磁性材料を所望の形状に成形できる。また、複合磁性材料を磁場中で成形することで、異方性ボンド磁石が得られる。
【００４５】
（モータ）
本実施形態に係る複合磁性材料は、モータ中の回転子（ロータ）を形成する材料として好適に用いることができる。すなわち、本実施形態に係るモータは、磁石を有し、当該磁石が本実施形態に係る複合磁性材料を含有している。
【００４６】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る複合磁性材料の構造例を模式的に示す図である。本実施形態に係る複合磁性材料２０１は、図２に示すように、硬質磁性材料Ｈを含むコア部と、コア部の少なくとも一部を被覆する軟質磁性材料Ｓを含むシェル部と、を有するコアシェル構造を有する。さらに、複合磁性材料２０１は、軟質磁性材料Ｓの表面の少なくとも一部を被覆する結晶性の酸化鉄Ｏを有する。複合磁性材料２０１が有する硬質磁性材料Ｈ、軟質磁性材料Ｓ、および結晶性の酸化鉄Ｏ等、第１の実施形態と同様である説明については、適宜省略する。
【００４７】
（構造）
本実施形態に係る複合磁性材料２０１は、硬質磁性材料Ｈを含むコア部と、コア部の少なくとも一部を被覆する軟質磁性材料Ｓを含むシェル部と、を有するコアシェル構造を有する。複合磁性材料２０１は、図２に示すように、複数のコアシェル粒子の集合体であってもよい。
【００４８】
軟質磁性材料Ｓと硬質磁性材料Ｈとは、交換結合作用によって磁気的に結合していることが好ましい。そのため、コア部とシェル部との間の界面から交換結合作用が働く距離（以下、「交換結合距離」と称する）をａとすると、シェル部の厚さｔは、ｔ≦ａを満たすことが好ましい。すなわち、シェル部の厚さは交換結合距離以下であることが好ましい。
【００４９】
硬質磁性材料Ｈを含むコア部の平均粒径は、硬質磁性材料Ｈの保磁力が低下しない程度に大きいことが好ましい。また、硬質磁性材料Ｈがε−Ｆｅ２Ｏ３を含む場合、硬質磁性材料Ｈを含むコア部の平均粒径は、ε−Ｆｅ２Ｏ３がイプシロン構造を保つことができる程度に小さいことが好ましい。具体的には、硬質磁性材料Ｈを含むコア部の平均粒径は、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることがより好ましい。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下に使用される「％」は、特に示さない限りすべて質量基準である。
【００５１】
［実施例１］
実施例１では、Ｆｅ３Ｏ４ナノ粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子とをそれぞれ作製し、これらを混合して熱処理することで、Ｆｅ３Ｏ４とε−Ｆｅ２Ｏ３とを含む複合磁性材料を作製した。
【００５２】
（Ｆｅ３Ｏ４ナノ粒子の作製）
軟質磁性材料であるＦｅ３Ｏ４ナノ粒子を、以下の手順で作製した。
【００５３】
まず、硝酸鉄水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を６ｇ秤量し、純水７５ｍＬに溶解させて、硝酸鉄水溶液を得た。２８％アンモニア水７５ｍＬを撹拌しながら、アンモニア水に対して硝酸鉄水溶液を添加して、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）を析出させた。析出させた水酸化鉄をフィルターろ過により回収し、純水で十分に洗浄した後に真空乾燥して、水酸化鉄ナノ粒子を得た。得られた水酸化鉄ナノ粒子の粒径を動的光散乱法（ＤＬＳ）で測定した結果、体積基準の平均粒径は８ｎｍであった。
【００５４】
次に、得られた水酸化鉄ナノ粒子をアルミナルツボに入れ、水酸化鉄ナノ粒子を還元雰囲気下で加熱処理することで、Ｆｅ３Ｏ４ナノ粒子を得た。加熱処理の際の雰囲気ガスとして２％水素−９８％窒素の混合ガスを用い、該混合ガスの流量は３００ｓｃｃｍとした。加熱処理の際の温度は３５０℃とし、３５０℃で３時間保持した後、室温まで冷却した。得られたＦｅ３Ｏ４ナノ粒子の粒径を動的光散乱法（ＤＬＳ）で測定した結果、体積基準の平均粒径は１８ｎｍであった。また、得られたＦｅ３Ｏ４ナノ粒子の結晶構造をＸ線回折（ＸＲＤ）によって評価した結果、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の回折ピークが確認され、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【００５５】
（ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の作製）
硬質磁性材料であるε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を、以下の手順で作製した。
【００５６】
（１）まず、２種類のミセル溶液（ミセル溶液（Ａ）およびミセル溶液（Ｂ））を、以下のように調製した。
【００５７】
（１−１）反応容器に、純水３０ｍＬ、ｎ−オクタン９２ｍＬ、および１−ブタノール１９ｍＬを入れて混合した。そこに、硝酸鉄水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を６ｇ添加し、撹拌しながら十分に溶解させた。次に、界面活性剤としての臭化セチルトリメチルアンモニウムを、（純水のモル数）／（界面活性剤のモル数）で表されるモル比が３０となるような量で添加し、撹拌により溶解させた。これにより、ミセル溶液（Ａ）を得た。
【００５８】
（１−２）別の反応容器に、２８％アンモニア水１０ｍＬを純水２０ｍＬに混ぜて撹拌し、その後、さらにｎ−オクタン９２ｍＬと１−ブタノール１９ｍＬを加え、よく撹拌した。その溶液に、界面活性剤として臭化セチルトリメチルアンモニウムを、（（純水＋アンモニア水中の水分）のモル数）／（界面活性剤のモル数）で表されるモル比が３０となるような量で添加し、撹拌により溶解させた。これにより、ミセル溶液（Ｂ）を得た。
【００５９】
（２）ミセル溶液（Ａ）をよく撹拌しながら、ミセル溶液（Ａ）に対してミセル溶液（Ｂ）を滴下した。滴下が完了した後は、継続して３０分間撹拌した。
【００６０】
（３）得られた混合液を撹拌しながら、当該混合液にテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）７．５ｍＬを加え、そのまま１日の間撹拌を継続した。この工程で、混合液中の鉄含有粒子の表面にシリカ層を形成した。
【００６１】
（４）得られた溶液を遠心分離機にセットして、４５００ｒｐｍの回転数で３０分間遠心分離処理し、沈殿物を回収した。回収された沈殿物をエタノールで複数回洗浄した。
【００６２】
（５）得られた沈殿物を乾燥させた後、大気雰囲気の焼成炉内に入れ、１１５０℃で４時間加熱処理を行った。
【００６３】
（６）加熱処理後の粉末を濃度２ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液中に分散させ、２４時間撹拌して、粒子表面のシリカ層を除去した。その後、ろ過・水洗・乾燥して、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を得た。また、得られたε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の結晶構造をＸＲＤによって評価した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークが確認され、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【００６４】
（複合磁性材料の作製）
上述の方法によってそれぞれ作製したＦｅ３Ｏ４ナノ粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を、それぞれ０．３１ｇ、０．２ｇ秤量し、遊星ボールミルを用いて窒素ガス雰囲気下で混合した。次に、この混合粉末を加圧成型機で加工し、成形体を得た。
【００６５】
得られた成型体を電気炉にセットし、水素と窒素の混合ガス（２％Ｈ２−９８％Ｎ２）雰囲気下、２７０℃で５時間加熱処理した。室温まで冷却した後、遊星ボールミルを用いて窒素ガス雰囲気下で粗粉砕した。粗粉砕によって得られた粉末を再度電気炉にセットし、水素と窒素の混合ガス（２％Ｈ２−９８％Ｎ２）雰囲気下、２７０℃で３時間加熱処理して、複合磁性材料１を得た。
【００６６】
（複合磁性材料の構造分析）
得られた複合磁性材料１の結晶構造をＸＲＤによって評価した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークとマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の回折ピークがそれぞれ確認でき、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【００６７】
また、粒子状の複合磁性材料１の断面をＴＥＭで観察した結果、Ｆｅ３Ｏ４からなる海（連続相）中に、ε−Ｆｅ２Ｏ３からなる島が複数存在する海島構造が確認できた。
【００６８】
（複合磁性材料の磁気特性評価）
得られた複合磁性材料１について、磁気特性の経時安定性を評価した。複合磁性材料の作製直後に振動試料型磁力計を用いて残留磁束密度と保磁力を測定し、大気雰囲気下、室温で３０日間保存した後、同様にしてもう一度残留磁束密度と保磁力を測定した。磁気特性の経時安定性は、３０日経過後の残留磁束密度と保磁力の、作製直後の残留磁束密度と保磁力に対する比率（保持率）で評価した。結果を表１に示す。
【００６９】
［実施例２］
実施例２では、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を還元雰囲気下で加熱処理することでε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の表面を還元し、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子のコアと、該コアを覆うＦｅ３Ｏ４のシェルと、を有するコアシェル粒子状の複合磁性材料を作製した。
【００７０】
（ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の作製）
実施例１と同様の方法で、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を作製した。
【００７１】
（複合磁性材料の作製）
作製したε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を電気炉にセットし、水素と窒素の混合ガス（２％Ｈ２−９８％Ｎ２）雰囲気下、２５０℃で３０分間加熱処理した。室温まで冷却した後、遊星ボールミルを用いて窒素ガス雰囲気下で粗粉砕した。粗粉砕によって得られた粉末を再度電気炉にセットし、水素と窒素の混合ガス（２％Ｈ２−９８％Ｎ２）雰囲気下、２５０℃で３０分間加熱処理して、複合磁性材料２を得た。
【００７２】
（複合磁性材料の構造分析）
得られた複合磁性材料２の結晶構造をＸＲＤによって評価した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークとマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の回折ピークがそれぞれ確認でき、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【００７３】
また、粒子状の複合磁性材料２の断面をＴＥＭで観察した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の表層にマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）層が形成されていることが確認できた。
【００７４】
（複合磁性材料の磁気特性評価）
実施例１と同様にして、複合磁性材料２の磁気特性の経時安定性を評価した。結果を表１に示す。
【００７５】
［実施例３］
実施例１の「Ｆｅ３Ｏ４ナノ粒子の作製」の際の加熱処理の雰囲気ガスおよび「複合磁性材料の作製」の際の加熱処理の雰囲気ガスを２％水素−９８％窒素の混合ガスから水素ガスに変えた以外は実施例１と同様にして、複合磁性材料３を作製した。
【００７６】
（複合磁性材料の構造分析）
得られた複合磁性材料３の結晶構造をＸＲＤによって評価した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークとマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の回折ピークがそれぞれ確認でき、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【００７７】
また、粒子状の複合磁性材料３の断面をＴＥＭで観察した結果、Ｆｅ３Ｏ４からなる海（連続相）中に、ε−Ｆｅ２Ｏ３からなる島が複数存在する海島構造が確認できた。
【００７８】
（複合磁性材料の磁気特性評価）
実施例１と同様にして、複合磁性材料３の磁気特性の経時安定性を評価した。結果を表１に示す。
【００７９】
［実施例４］
実施例３の「Ｆｅ３Ｏ４ナノ粒子の作製」の際の加熱処理の温度および「複合磁性材料の作製」の際の加熱処理の温度を３５０℃から３７０℃に変えた以外は実施例３と同様にして、複合磁性材料４を作製した。
【００８０】
（複合磁性材料の構造分析）
得られた複合磁性材料４の結晶構造をＸＲＤによって評価した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークとマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の回折ピークがそれぞれ確認でき、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【００８１】
また、粒子状の複合磁性材料４の断面をＴＥＭで観察した結果、Ｆｅ３Ｏ４からなる海（連続相）中に、ε−Ｆｅ２Ｏ３からなる島が複数存在する海島構造が確認できた。
【００８２】
（複合磁性材料の磁気特性評価）
実施例１と同様にして、複合磁性材料４の磁気特性の経時安定性を評価した。結果を表１に示す。
【００８３】
［実施例５］
実施例５では、γ−Ｆｅ２Ｏ３ナノ粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子とをそれぞれ作製し、これらを混合して熱処理することで、γ−Ｆｅ２Ｏ３とε−Ｆｅ２Ｏ３とを含む複合磁性材料を作製した。
【００８４】
（γ−Ｆｅ２Ｏ３ナノ粒子の作製）
軟質磁性材料であるγ−Ｆｅ２Ｏ３ナノ粒子を、以下の手順で作製した。
【００８５】
まず、硝酸鉄水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を６ｇ秤量し、純水７５ｍＬに溶解させて、硝酸鉄水溶液を得た。２８％アンモニア水７５ｍＬを撹拌しながら、アンモニア水に対して硝酸鉄水溶液を添加して、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）を析出させた。析出させた水酸化鉄をフィルターろ過により回収し、純水で十分に洗浄した後に真空乾燥して、水酸化鉄ナノ粒子を得た。得られた水酸化鉄ナノ粒子の粒径を動的光散乱法（ＤＬＳ）で測定した結果、体積基準の平均粒径は８ｎｍであった。
【００８６】
次に、得られた水酸化鉄ナノ粒子をアルミナルツボに入れ、水酸化鉄ナノ粒子を酸化雰囲気下で加熱処理することで、γ−Ｆｅ２Ｏ３ナノ粒子を得た。加熱処理の際の雰囲気ガスとして空気を用い、空気の流量は３００ｓｃｃｍとした。加熱処理の際の温度は３５０℃とし、３５０℃で３時間保持した後、室温まで冷却した。得られたγ−Ｆｅ２Ｏ３ナノ粒子の粒径を動的光散乱法（ＤＬＳ）で測定した結果、体積基準の平均粒径は２０ｎｍであった。また、得られたγ−Ｆｅ２Ｏ３ナノ粒子の結晶構造をＸ線回折（ＸＲＤ）によって評価した結果、γ−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークが確認され、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【００８７】
（ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の作製）
実施例１と同様の方法で、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を作製した。
【００８８】
（複合磁性材料の作製）
上述の方法によってそれぞれ作製したγ−Ｆｅ２Ｏ３ナノ粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を、それぞれ０．３２ｇ、０．２ｇ秤量し、遊星ボールミルを用いて窒素ガス雰囲気下で混合した。次に、この混合粉末を加圧成型機で加工し、成形体を得た。
【００８９】
得られた成型体を電気炉にセットし、空気雰囲気下、２７０℃で５時間加熱処理した。室温まで冷却した後、遊星ボールミルを用いて窒素ガス雰囲気下で粗粉砕した。粗粉砕によって得られた粉末を再度電気炉にセットし、空気雰囲気下、２７０℃で３時間加熱処理して、複合磁性材料５を得た。
【００９０】
（複合磁性材料の構造分析）
得られた複合磁性材料５の結晶構造をＸＲＤによって評価した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークとγ−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークがそれぞれ確認でき、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【００９１】
また、粒子状の複合磁性材料５の断面をＴＥＭで観察した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３とγ−Ｆｅ２Ｏ３の複合構造が確認できた。
【００９２】
（複合磁性材料の磁気特性評価）
実施例１と同様にして、複合磁性材料５の磁気特性の経時安定性を評価した。結果を表１に示す。
【００９３】
［比較例１］
比較例１では、αＦｅナノ粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子とをそれぞれ作製し、これらを混合して熱処理することで、α鉄（α−Ｆｅ）とε−Ｆｅ２Ｏ３とを含む複合磁性材料を作製した。
【００９４】
（α−Ｆｅナノ粒子の作製）
軟質磁性材料であるα−Ｆｅナノ粒子を、以下の手順で作製した。
【００９５】
まず、実施例１と同様にして水酸化鉄ナノ粒子を得た。得られた水酸化鉄ナノ粒子の粒径を動的光散乱法（ＤＬＳ）で測定した結果、体積基準の平均粒径は８ｎｍであった。
【００９６】
次に、得られた水酸化鉄ナノ粒子をアルミナルツボに入れ、水酸化鉄ナノ粒子を還元雰囲気下で加熱処理することで、α−Ｆｅナノ粒子を得た。加熱処理の際の雰囲気ガスとして２％水素−９８％窒素の混合ガスを用い、該混合ガスの流量は３００ｓｃｃｍとした。加熱処理の際の温度は５００℃とし、５００℃で５時間保持した後、室温まで冷却した。得られたα−Ｆｅナノ粒子の粒径を動的光散乱法（ＤＬＳ）で測定した結果、体積基準の平均粒径は２５ｎｍであった。また、得られたα−Ｆｅナノ粒子の結晶構造をＸＲＤによって評価した結果、α−Ｆｅ（アルファ鉄）の回折ピークが確認され、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【００９７】
（ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の作製）
実施例１と同様の方法で、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を作製した。
【００９８】
（複合磁性材料の作製）
上述の方法によってそれぞれ作製したα−Ｆｅナノ粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を、それぞれ０．４８ｇ、０．２ｇ秤量し、遊星ボールミルを用いて窒素ガス雰囲気下で混合した。次に、この混合粉末を加圧成型機で加工し、成形体を得た。
【００９９】
得られた成型体を電気炉にセットし、水素と窒素の混合ガス（２％Ｈ２−９８％Ｎ２）雰囲気下、２６０℃で５時間加熱処理した。室温まで冷却した後、遊星ボールミルを用いて窒素ガス雰囲気下で粗粉砕した。粗粉砕によって得られた粉末を再度電気炉にセットし、水素と窒素の混合ガス（２％Ｈ２−９８％Ｎ２）雰囲気下、２６０℃で３時間加熱処理して、複合磁性材料６を得た。
【０１００】
（複合磁性材料の構造分析）
得られた複合磁性材料６の結晶構造をＸＲＤによって評価した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークとα−Ｆｅの回折ピークがそれぞれ確認でき、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【０１０１】
また、粒子状の複合磁性材料６の断面をＴＥＭで観察した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３とαＦｅの複合構造が確認できた。また、粒子表面に露出したα−Ｆｅの表層には、約３ｎｍの厚さで非晶質の酸化鉄が形成されていた。
【０１０２】
（複合磁性材料の磁気特性評価）
実施例１と同様にして、複合磁性材料６の磁気特性の経時安定性を評価した。結果を表１に示す。
【０１０３】
［比較例２］
比較例２では、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を還元雰囲気下で加熱処理することでε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の表面を還元し、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子のコアと、該コアを覆うα−Ｆｅのシェルと、を有するコアシェル粒子状の複合磁性材料を作製した。
【０１０４】
（ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の作製）
実施例１と同様の方法で、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を作製した。
【０１０５】
（複合磁性材料の作製）
作製したε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を電気炉にセットし、水素と窒素の混合ガス（２％Ｈ２−９８％Ｎ２）雰囲気下、５００℃で３０分間加熱処理した。室温まで冷却した後、遊星ボールミルを用いて窒素ガス雰囲気下で粗粉砕した。粗粉砕によって得られた粉末を再度電気炉にセットし、水素と窒素の混合ガス（２％Ｈ２−９８％Ｎ２）雰囲気下、５００℃で３０分間加熱処理して、複合磁性材料７を得た。
【０１０６】
（複合磁性材料の構造分析）
得られた複合磁性材料７の結晶構造をＸＲＤで評価した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３とαＦｅの回折ピークがそれぞれ確認でき、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【０１０７】
また、粒子状の複合磁性材料７の断面をＴＥＭで観察した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を覆うようにしてα−Ｆｅ層が形成されていることが確認できた。さらに、粒子表面に露出したαＦｅの表層には、約３ｎｍの厚さで非晶質の酸化鉄が形成されていた。
【０１０８】
（複合磁性材料の磁気特性評価）
実施例１と同様にして、複合磁性材料７の磁気特性の経時安定性を評価した。結果を表１に示す。
【０１０９】
［実施例６］
実施例６では、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を分散した分散液中でＦｅ（ＯＨ）３粒子を析出させて、これを熱処理することで、Ｆｅ３Ｏ４とε−Ｆｅ２Ｏ３とを含む複合磁性材料を作製した。
【０１１０】
（分散液の作製）
硝酸鉄水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を６ｇ秤量し、純水７５ｍＬに溶解させて、硝酸鉄水溶液を得た。次に、比較例１と同様にして得られたε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を０．３６ｇ秤量して硝酸鉄水溶液に添加し、超音波分散機で十分に分散させ、分散液を作製した。
【０１１１】
（前駆体粒子の析出）
作製した分散液を撹拌しながら２８％アンモニア水７５ｍＬを添加して、Ｆｅ３Ｏ４の前駆体粒子となるＦｅ（ＯＨ）３粒子を析出させ、Ｆｅ（ＯＨ）３粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子とを含む複合粒子を形成した。得られた複合粒子中のＦｅ（ＯＨ）３粒子の粒径をＳＥＭで観察したところ、１０ｎｍ〜２０ｎｍであった。
【０１１２】
（複合磁性材料の作製）
Ｆｅ（ＯＨ）３粒子を還元してＦｅ３Ｏ４に変換し、複合磁性材料を作製した。Ｆｅ（ＯＨ）３粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の複合粒子の粉末１ｇを加圧成型機で加工し、成形体を作製した。
【０１１３】
得られた成形体を電気炉にセットし、水素と窒素の混合ガス（２％Ｈ２−９８％Ｎ２）雰囲気下、３５０℃で５時間加熱処理した。なお、混合ガスの流量は３００ｓｃｃｍとした。室温まで冷却した後、遊星ボールミルを用いて窒素ガス雰囲気下で粗粉砕した。粗粉砕によって得られた粉末を再度電気炉にセットし、空気雰囲気下、２７０℃で３時間加熱処理して、複合磁性材料８を得た。
【０１１４】
（複合磁性材料の構造分析）
得られた複合磁性材料８の結晶構造をＸＲＤによって評価した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークとマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の回折ピークがそれぞれ確認でき、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【０１１５】
また、粒子状の複合磁性材料８の断面をＴＥＭで観察した結果、Ｆｅ３Ｏ４からなる海（連続相）中に、ε−Ｆｅ２Ｏ３からなる島が複数存在する海島構造が確認できた。
【０１１６】
（複合磁性材料の磁気特性評価）
実施例１と同様にして、複合磁性材料８の磁気特性の経時安定性を評価した。結果を表１に示す。
【０１１７】
［実施例７］
実施例７では、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を分散した分散液中でＦｅ３Ｏ４粒子を析出させて、Ｆｅ３Ｏ４とε−Ｆｅ２Ｏ３とを含む複合磁性材料を作製した。
【０１１８】
（分散液の作製）
塩化鉄水和物（ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ）を３ｇ秤量し、純水７５ｍＬに溶解させて、塩化鉄水溶液を得た。次に、比較例１と同様にして得られたε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を０．３６ｇ秤量して塩化鉄水溶液に添加し、超音波分散機で十分に分散させ、分散液を作製した。
【０１１９】
（前駆体粒子の析出）
作製した分散液を撹拌しながら２８％アンモニア水７５ｍＬを添加して、Ｆｅ３Ｏ４粒子を析出させ、Ｆｅ３Ｏ４粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子との複合粒子を形成した。得られた複合粒子中のＦｅ３Ｏ４粒子の粒径をＳＥＭで観察したところ、５０ｎｍ〜８０ｎｍであった。
【０１２０】
（複合磁性材料の作製）
得られた複合粒子の粉末を加熱処理し、複合磁性材料を作製した。Ｆｅ３Ｏ４粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の複合粒子の粉末１ｇを加圧成型機で加工し、成形体を作製した。
【０１２１】
得られた成形体を電気炉にセットし、窒素ガス雰囲気下、４１０℃で５時間加熱処理した。なお、窒素ガスの流量は３００ｓｃｃｍとした。室温まで冷却した後、遊星ボールミルを用いて窒素ガス雰囲気下で粗粉砕した。粗粉砕によって得られた粉末を再度電気炉にセットし、空気雰囲気下、２７０℃で３時間加熱処理して、複合磁性材料９を得た。
【０１２２】
（複合磁性材料の構造分析）
得られた複合磁性材料９の結晶構造をＸＲＤによって評価した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークとマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の回折ピークがそれぞれ確認でき、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【０１２３】
また、粒子状の複合磁性材料９の断面をＴＥＭで観察した結果、Ｆｅ３Ｏ４からなる海（連続相）中に、ε−Ｆｅ２Ｏ３からなる島が複数存在する海島構造が確認できた。
【０１２４】
（複合磁性材料の磁気特性評価）
実施例１と同様にして、複合磁性材料９の磁気特性の経時安定性を評価した。結果を表１に示す。
【０１２５】
［実施例８］
実施例８では、ε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を分散した分散液中でＦｅ３Ｏ４粒子を析出させて、Ｆｅ３Ｏ４とε−Ｆｅ２Ｏ３とを含む複合磁性材料を作製した。実施例８では、実施例７よりも析出させるＦｅ３Ｏ４粒子の粒径を小さくして、複合磁性材料を作製した。
【０１２６】
（分散液の作製）
塩化鉄水和物（ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ）を１．５ｇ秤量し、純水１５０ｍＬに溶解させて、塩化鉄水溶液を得た。次に、比較例１と同様にして得られたε−Ｆｅ２Ｏ３粒子を０．１８ｇ秤量して塩化鉄水溶液に添加し、超音波分散機で十分に分散させ、分散液を作製した。
【０１２７】
（前駆体粒子の析出）
作製した分散液を撹拌しながら２８％アンモニア水７５ｍＬを添加して、Ｆｅ３Ｏ４粒子を析出させ、Ｆｅ３Ｏ４粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子との複合粒子を形成した。得られた複合粒子中のＦｅ３Ｏ４粒子の粒径をＳＥＭで観察したところ、１０ｎｍ〜３０ｎｍであった。
【０１２８】
（複合磁性材料の作製）
得られた複合粒子の粉末を加熱処理し、複合磁性材料を作製した。Ｆｅ３Ｏ４粒子とε−Ｆｅ２Ｏ３粒子の複合粒子の粉末１ｇを加圧成型機で加工し、成形体を作製した。
【０１２９】
得られた成形体を電気炉にセットし、窒素ガス雰囲気下、４００℃で５時間加熱処理した。なお、窒素ガスの流量は３００ｓｃｃｍとした。室温まで冷却した後、遊星ボールミルを用いて窒素ガス雰囲気下で粗粉砕した。粗粉砕によって得られた粉末を再度電気炉にセットし、空気雰囲気下、２７０℃で３時間加熱処理して、複合磁性材料１０を得た。
【０１３０】
（複合磁性材料の構造分析）
得られた複合磁性材料１０の結晶構造をＸＲＤによって評価した結果、ε−Ｆｅ２Ｏ３の回折ピークとマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の回折ピークがそれぞれ確認でき、それ以外の結晶構造に由来する回折ピークは確認されなかった。
【０１３１】
また、粒子状の複合磁性材料１０の断面をＴＥＭで観察した結果、Ｆｅ３Ｏ４からなる海（連続相）中に、ε−Ｆｅ２Ｏ３からなる島が複数存在する海島構造が確認できた。
【０１３２】
（複合磁性材料の磁気特性評価）
実施例１と同様にして、複合磁性材料１０の磁気特性の経時安定性を評価した。結果を表１に示す。
【０１３３】
【表１】
2018182301.tif 000003
【０１３４】
表１に示すように、実施例１〜８の複合磁性材料はいずれも、残留磁束密度、保磁力の保持率が９９％以上と高く、経時安定性が高かった。一方、比較例１〜２の複合磁性材料はいずれも、残留磁束密度、保磁力の保持率が８０％程度と低く、経時安定性が低かった。
【符号の説明】
【０１３５】
Ｓ  軟質磁性材料
Ｈ  硬質磁性材料
【図１】
2018182301.tif 000004
【図２】
2018182301.tif 000005