(57)【要約】【課題】複粒子径が小さく、かつ、樹脂と混合し、加圧成形した成形体の複素比透磁率の実数部μ’が高い鉄粉を提供する。【解決手段】３価のＦｅイオンを含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して得られる鉄の水和酸化物の沈殿物を含むスラリーに、Ｓｉ／Ｆｅ比で０.１〜０.３シラン化合物を添加して鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する際に、Ｐ／Ｆｅ比で０.００３〜０.１のリリン含有イオンを共存させ、その被覆後の鉄の水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収し、回収した沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した鉄粒子を得た後、シリコン酸化物被覆を溶解除去して鉄粉を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径が０.２５μｍ以上０.７０μｍ以下、平均軸比が１.５以下の鉄粒子からなる鉄粉であって、前記鉄粉中のＳｉ含有量が、前記鉄粉の質量に対して２質量％以下であり、前記の鉄粉は、当該鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が６.８以上である鉄粉。
【請求項２】
前記鉄粉中のＰ含有量が、前記鉄粉の質量に対して０.０５質量％以上１.０質量％以下である、請求項１に記載の鉄粉。
【請求項３】
請求項１に記載の鉄粉の製造方法であって、
３価のＦｅイオンと、前記３価のＦｅイオンのモル数に対するＰのモル比（Ｐ／Ｆｅ比）で０.００３〜０.１のリン含有イオン含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して鉄の水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程、
前記のスラリーに、スラリーに含まれるＦｅのモル数に対するＳｉのモル比（Ｓｉ／Ｆｅ比）で０.１〜０.３の量のシラン化合物を添加し、前記鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程と、
前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収する工程、
前記の回収したシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粉を得る工程、
前記のシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を還元雰囲気下で加熱し、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉をシリコン酸化物被覆鉄粉に還元する工程、
前記シリコン酸化物被覆鉄粉をアルカリ水溶液中に浸漬してシリコン酸化物被覆を溶解し、鉄粉に含有されるＳｉ量を２質量％以下にする工程、
を含む、鉄粉の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の鉄粉の製造方法であって、
３価のＦｅイオンを含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して鉄の水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程、
前記のスラリーに、前記３価のＦｅイオンのモル数に対するＰのモル比（Ｐ／Ｆｅ比）で０.００３〜０.１のリン含有イオンを添加する工程と、
前記のリン含有イオンを添加した鉄の水和酸化物の沈殿物を含むスラリーに、スラリーに含まれるＦｅのモル数に対するＳｉのモル比（Ｓｉ／Ｆｅ比）で０.１〜０.３の量のシラン化合物を添加し、前記鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程、
前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収する工程、
前記の回収したシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粉を得る工程、
前記のシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を還元雰囲気下で加熱し、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉をシリコン酸化物被覆鉄粉に還元する工程、
前記シリコン酸化物被覆鉄粉をアルカリ水溶液中に浸漬してシリコン酸化物被覆を溶解し、鉄粉に含有されるＳｉ量を２質量％以下にする工程、
を含む、鉄粉の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の鉄粉の製造方法であって、
３価のＦｅイオンを含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して鉄の水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程、
前記の鉄の水和酸化物の沈殿物を含むスラリーに、スラリーに含まれるＦｅのモル数に対するＳｉのモル比（Ｓｉ／Ｆｅ比）で０.１〜０.３の量のシラン化合物を添加するに当たり、前記シラン化合物の添加開始から添加終了までの間に、前記３価のＦｅイオンのモル数に対するＰのモル比（Ｐ／Ｆｅ比）で０.００３〜０.１のリン含有イオンをさらに添加し、リン含有イオンの存在下で前記鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程、
前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収する工程、
前記の回収したシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粉を得る工程、
前記のシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を還元雰囲気下で加熱し、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉をシリコン酸化物被覆鉄粉に還元する工程、
前記シリコン酸化物被覆鉄粉をアルカリ水溶液中に浸漬してシリコン酸化物被覆を溶解し、鉄粉に含有されるＳｉ量を２質量％以下にする工程、
を含む、鉄粉の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の鉄粉を含む、インダクタ用の成形体。
【請求項７】
請求項１に記載の鉄粉を用いたインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂と混合し、加圧成形した成形体の複素比透磁率の実数部μ’が高い鉄粉およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性体である鉄系金属の粉末は、従来より圧粉体として成形し、インダクタの磁心に用いられている。鉄系金属の例としては、ＳｉやＢを多量に含むＦｅ系非晶質合金（特許文献１）やＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系のセンダスト、パーマロイ（特許文献２）等の鉄系合金の粉末やカルボニル鉄粉（非特許文献１）等が知られている。また、これらの鉄系金属粉は有機樹脂と複合化して成形体とし、表面実装型のコイル部品の製造にも用いられている（特許文献２）。
一方、特許文献３には、高周波帯域用のインダクタの製造方法として、大粒径の鉄系金属粉、中粒径の鉄系金属粉、小粒径のニッケル系金属粉とを混合して使用する製法が開示されている。粒径の異なる粉を混合することで充填度を向上させ、結果としてインダクタのインダクタンスを高めることができるとされている。
インダクタの１つである電源系インダクタは近年高周波化が進んでおり、１００ＭＨｚ以上の高周波で使用可能なインダクタが求められている。その様な、１００ＭＨｚ以上で使用される電源系インダクタには、高い透磁率μ’を持つ成形体（金属粉樹脂複合体）が求められている。成形体の透磁率を高めることで、インダクタンスを高めることができ、必要なインダクタンスを得るための銅線の巻線数を少なくすることができるため、インダクタを小型化することができる。
高い透磁率を達成するためには、特許文献３に記載されている様に、粒径の異なる、高透磁率の金属粉を混合することが一般的である。特許文献３では、小粒径の金属粉として粒子径が６０〜２００ｎｍのニッケル系金属粉が用いられているが、ニッケル系金属粉に代えて鉄粉を用いようとしても、粒子径がせいぜい０.８〜１μｍ程度以上のものしか無かった。粒子径が小さく、かつ透磁率が従来品と同等以上の鉄粉が得られれば、特許文献３よりも、小粒径の金属粉の原料コストを抑制しつつ、インダクタの透磁率を高めることができると期待される。そのため、粒子径が小さく、かつ透磁率が従来品と同等以上の鉄粉が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０１４１６２号公報
【特許文献２】特開２０１４−０６０２８４号公報
【特許文献３】特開２０１６−１３９７８８号公報
【特許文献４】国際公開第２００８／１４９７８５号
【特許文献５】特開昭６０−０１１３００号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Yuichiro Sugawa et al., 12th MMM/INTERMAG CONFERENCE, CONTRIBUTED PAPER, HU-04, final manuscript.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように１００ＭＨｚ以上で使用される電源系インダクタ用途に適した高μ’の鉄粉、および、その製造方法が求められていた。一般的な電源系インダクタ用途の鉄粉の製造方法はアトマイズ法であるが、作製できる粒子のサイズが大きいものしか得られなかった。粒子サイズの小さい金属粉を製造する方法としては従来、湿式法により製造された酸化鉄粉を還元して得られる、ビデオテープ等の塗布型磁気記録媒体に用いられる磁性粉の製造方法が知られているが、その製法で作製される磁性粉はアスペクト比（軸比）の大きな針状結晶であり、長軸長も０.２μｍ程度であり、さらには磁気異方性が高いためにμ’を大きくすることができないという問題があった。特許文献４には、湿式法によりアスペクト比の小さな酸化鉄粉を製造する方法が開示されているが、その製造方法により得られる酸化鉄粉の平均粒子径は数十ｎｍ程度であり、それを還元して得られる鉄粉もμ’が低いものであることが予想される。また、特許文献５には、リン酸イオンの存在下で生成したオキシ水酸化物結晶にシリコン酸化物被覆を施した後に還元して鉄粒子を得る技術が開示されているが、特許文献５に開示された技術は種結晶として針状のオキシ水酸化物を用いるため、得られる結晶はやはり針状結晶であり、シリコン酸化物被覆の詳細も不明である。
上記の湿式法による鉄粉の製造方法を改良することにより、平均粒子径の大きな鉄粉を製造することも検討したが、０.２μｍ以上の金属粉を作製することができなかった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑み、鉄粉の平均粒子径と平均軸比、および、鉄粉に含まれる不純物濃度を制御することにより、粒子径が小さく、かつ、樹脂と混合し、加圧成形した成形体の複素比透磁率の実数部μ’が高い鉄粉およびその製造方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、平均粒子径が０.２５μｍ以上０.７０μｍ以下、平均軸比が１.５以下の鉄粒子からなる鉄粉であって、前記鉄粉中のＳｉ含有量が、前記鉄粉の質量に対して２質量％以下であり、前記の鉄粉は、当該鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が６.８以上である鉄粉が提供される。前記の鉄粉は、Ｐ含有量が、前記鉄粉の質量に対して０.０５質量％以上１.０質量％以下であっても良い。
【０００８】
本発明ではさらに、平均粒子径が０.２５μｍ以上０.７０μｍ以下であり、かつ軸比が１.５以下の鉄粒子からなる鉄粉であって、前記鉄粉中のＳｉ含有量が、前記鉄粉の質量に対して２質量％以下であり、前記の鉄粉は、当該鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が６.８以上である鉄粉の製造方法が提供される。
すなわち、３価のＦｅイオンと、前記３価のＦｅイオンのモル数に対するＰのモル比（Ｐ／Ｆｅ比）で０.００３〜０.１のリン含有イオン（後述）を含む酸性の水溶液をアルカリ水溶液で中和して鉄の水和酸化物の沈殿物のスラリーを得る工程、得られたスラリーに、スラリーに含まれるＦｅのモル数に対するＳｉのモル比（Ｓｉ／Ｆｅ比）で０.１〜０.３の量のシラン化合物を添加して鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程、シラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を固液分離して回収する工程、および、回収したシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を加熱してシリコン酸化物を被覆した酸化鉄粒子を得る工程、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉を還元雰囲気下で加熱し、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉をシリコン酸化物被覆鉄粉に還元する工程、シリコン酸化物被覆鉄粉をアルカリ水溶液中に浸漬してシリコン酸化物被覆を溶解し、鉄粉に含有されるＳｉ量を２質量％以下にする工程を含む鉄粉の製造方法が提供される。
当該鉄粉の製造方法においては、リン含有イオンは、鉄の水和酸化物の沈殿物の生成後、鉄の水和酸化物のスラリーに添加し、その後に、スラリーに含まれるＦｅのモル数に対するＳｉのモル比（Ｓｉ／Ｆｅ比）で０.１〜０.３の量のシラン化合物の加水分解生成物を被覆しても構わない。また、リン含有イオンは、鉄の水和酸化物の沈殿物の生成後、スラリーに含まれるＦｅのモル数に対するＳｉのモル比（Ｓｉ／Ｆｅ比）で０.１〜０.３の量のシラン化合物の加水分解生成物を被覆する際に、シラン化合物の添加開始から添加終了までの間に添加しても構わない。
また本発明では、上記の鉄粉またはシリコン酸化物被覆鉄粉を使用して形成されたインダクタ用の成形体およびインダクタが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法を用いることにより、粒子径が小さく、かつ、樹脂と混合し、加圧成形した成形体の複素比透磁率の実数部μ’が高い鉄粉を製造することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１により得られた鉄粉の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明においては、磁性体である鉄粉の製造に際し、生産性に優れる湿式法により、３価のＦｅイオンを含む酸性水溶液をアルカリで中和して得られる鉄の水和酸化物沈殿を加熱、脱水して前駆体の酸化鉄粉を製造し、その酸化鉄粉を還元することにより目的とする鉄粉を得る手法を採用する。アトマイズ粉の製造には、高速のガス流や液流を発生させるため、コンプレッサ等の高圧設備が必要となる。カルボニル鉄粉の製造には、カルボニル鉄の蒸留や蒸発などを行うための大掛かりな設備が必要である。しかし、湿式法の場合には、アトマイズ粉やカルボニル鉄粉の製造装置の様な大掛かりな設備が不要となる。
湿式法により得られる鉄粉の粒子径分布は、Ｆｅイオンの中和反応により生成する鉄の水和酸化物沈殿を含むスラリーにシラン化合物を添加し、シラン化合物の加水分解反応を生起せしめ、その加水分解生成物により鉄の水和酸化物沈殿を被覆した後に加熱することによりある程度均一化するが、最終的に得られる鉄粉の粒子径自体を所望の値に制御する方法は従来知られていない。
【００１２】
当該シリコン酸化物被覆自体は、酸化鉄粉を還元して鉄粉とした後も鉄粉表面を被覆している。したがって、鉄粉に絶縁被覆を施して用いられる用途、例えば鉄粉を圧粉の成形体として磁心に使用する用途等においては、当該シリコン酸化物被覆を絶縁被覆としてそのまま使用することが可能であるが、絶縁被覆が不要な用途の場合には、酸化鉄粉を還元して鉄粉とした後、当該シリコン酸化物被覆を除去した後に使用に供する。
なお、鉄の水和酸化物沈殿を被覆したシラン化合物の加水分解生成物は、引き続く加熱処理により脱水縮合してシリコン酸化物に変化するが、加熱条件によっては必ずしも化学両論組成の酸化シリコン（ＳｉＯ2）までは変化せず、シラン化合物の加水分解生成物を形成するＯＨ基の一部が残存したり、シラン化合物起因の有機基が一部残存したりすることもある。本発明においては、それらＯＨ基や有機基が一部残存するものや、反応溶液起因のリン含有イオンを含むもの等を総称して、シリコン酸化物と表現する。
【００１３】
本発明者等は詳細な研究の結果、前述の鉄の水和酸化物沈殿を含むスラリーにシラン化合物を添加し、シラン化合物の加水分解反応を生起せしめ、その加水分解生成物により鉄の水和酸化物沈殿を被覆する際に、スラリー中にリン含有イオンを共存させることにより、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉中の酸化鉄粉粒子の平均粒子径を制御でき、結果として鉄粒子の平均粒子径を制御できることを見出した。
リン含有イオンの共存の形態としては、以下が挙げられる。第一の実施形態では、反応の出発物質である３価のＦｅイオンを含む酸性水溶液に添加し、その溶液をアルカリで中和して鉄の水和酸化物の沈殿物を形成して得られたスラリーにシラン化合物を添加する。第二の実施形態では、３価のＦｅイオンを含む酸性水溶液をアルカリで中和して鉄の水和酸化物の沈殿物を形成した後、当該沈殿物を含むスラリーにリン含有イオンを添加する。第三の実施形態では、鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物を被覆する間に、シラン化合物とともにリン含有イオンを添加することにより共存させる。本発明の製造方法においては、シラン化合物の加水分解生成物により鉄の水和酸化物沈殿を被覆する際に、スラリー中にリン含有イオンを共存させる方法として、上述のいずれの方法を用いても構わない。
【００１４】
リン含有イオンの共存下で生成した鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物の被覆を施した後や、シラン化合物を添加する間にリン含有イオンを添加して鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物を被覆した後に加熱処理を施すと、リン含有イオンの共存なしの場合と比較して、平均粒子径が大きく、かつ、平均軸比が小さな酸化鉄粉を含むシリコン酸化物被覆酸化鉄粉が得られ、当該シリコン酸化物被覆酸化鉄粉を還元することにより最終的に平均粒子径が大きく、かつ、平均軸比が小さな鉄粉を含むシリコン酸化物被覆鉄粉が得られる。そして、当該シリコン酸化物被覆を除去すると、被覆層のない鉄粉が得られる。
リン含有イオンの共存下で鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物の被覆を施した後に加熱処理を施すことにより、加熱処理後の鉄酸化物の平均粒子径が増加する理由は現在不明であるが、その一つとして、シリコン酸化物とリン含有イオンが反応してシリコン酸化物被覆の物性が変化したことが考えられる。また、沈殿物の表面にリン含有イオンが吸着して等電点が変化することにより、沈殿物の凝集状態が変化した、等の理由も考えられる。本発明は、リン含有イオン添加に関するこのような知見に基づいて完成したものである。
【００１５】
［鉄粒子］
本発明により得られる鉄粉を構成する磁性鉄粒子は、その製造プロセスから不可避的に混入する不純物を除いて実質的に純粋な鉄の粒子である。鉄粒子については、その平均粒子径が０.２５μｍ以上０.７０μｍ以下であり、かつ平均軸比が１.５以下であることが好ましい。
平均粒子径が０.２５μｍ未満であると、前記の複合体のμ’が小さくなるので好ましくない。また、平均粒子径が０.７０μｍを超えると、背景技術で述べたように大粒径や中粒径の金属粉と混合して使用してインダクタにおける金属粉の充填度を向上させることができなくなるので好ましくない。より好ましくは、平均粒子径が０.３０μｍ以上０.６５μｍ以下であり、さらに好ましくは平均粒子径が０.３５μｍ以上０.６５μｍ以下であり、さらに一層好ましくは、平均粒子径が０.４０μｍ以上０.６０μｍ以下である。平均軸比については、１.５を超えると、磁気異方性の増大によりμ’が低下するので好ましくない。平均軸比については特に下限は存在しないが、通常では１.２以上のものが得られる。軸比の変動係数は、例えば０.１以上０.３以下である。
【００１６】
前記の鉄粒子は、シリコン酸化物被覆鉄粉のシリコン酸化物被覆をアルカリ水溶液中で溶解、除去することにより得られる。その際、シリコン酸化物被覆を完全に除去するためには長大な反応時間を要するため、工業的なプロセスでは製造コストの観点から、シリコン酸化物被覆が一部残存した状態で反応を停止してもよい。したがって、本発明の鉄粉は、不純物としてＳｉを少量含んでいてもよい。
本発明者等の詳細な研究の結果、鉄粉がＳｉを含むと、前記の複合体のμ’が小さくなる傾向があることが判明した。その理由としては、Ｓｉが非磁性成分であるため、Ｓｉの含有量の増加とともに鉄粉のμ’自体が小さくなる。そのため、本発明においては、鉄粉中に含まれるＳｉ量としては、鉄粉の質量に対して２質量％以下とすることが好ましい。鉄粉中に含まれるＳｉ量の下限は、本発明では特に限定するものではなく、検出下限以下であってもよい。
【００１７】
本発明の製造方法においては、前述の様に、鉄粒子の形状制御のために、前駆体となる鉄の水和酸化物沈殿にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する際に、リン含有イオンを共存させる。そのため、本発明の製造方法により得られる鉄粉は、不可避的不純物としてＰを含有する。Ｓｉ同様、Ｐも前記の複合体のμ’を減少させる作用を有する。そのため、本発明の鉄粉においては、粉中に含まれるＰとしては、鉄粉の質量に対して０.０５質量％以上１.０質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは、Ｐ含有量が０.０５質量％以上０.３２質量％以下、さらに好ましくは０.０５質量％以上０.２３質量％以下とする。
また、本発明の鉄粉中の鉄の含有量は、鉄粉の質量に対して、例えば７５質量％以上９７質量％以下とすることができる。
本発明においては、鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を９：１の質量割合で混合し、加圧成形した成形体について、１００ＭＨｚにおいて測定した複素比透磁率の実数部μ’が６.８以上であることが好ましい。μ’が６.８未満では、インダクタに代表される電子部品の小型化効果が小さくなるので好ましくない。本発明において、μ’の上限は特に規定するものではない。
【００１８】
［出発物質］
本発明の製造方法においては、前駆体であるシリコン酸化物被覆酸化鉄粉の出発物質として３価のＦｅイオンを含む酸性の水溶液（以下、原料溶液と言う。）を用いる。もし、出発物質として３価のＦｅイオンに替えて２価のＦｅイオンを用いた場合には、沈殿物として３価の鉄の水和酸化物のほかに２価の鉄の水和酸化物やマグネタイト等をも含む混合物が生成し、最終的に得られる鉄粒子の形状にバラつきが生じてしまうため、本発明のような鉄粉およびシリコン酸化物被覆鉄粉を得ることができない。ここで、酸性とは溶液のｐＨが７未満であることを指す。これらのＦｅイオン供給源としては、入手の容易さおよび価格の面から、硝酸塩、硫酸塩、塩化物の様な水溶性の無機酸塩を用いることが好ましい。これらのＦｅ塩を水に溶解すると、Ｆｅイオンが加水分解して、水溶液は酸性を呈する。このＦｅイオンを含む酸性水溶液にアルカリを添加して中和すると、鉄の水和酸化物の沈殿物が得られる。ここで鉄の水和酸化物とは一般式Ｆｅ2Ｏ3・ｎＨ2Ｏで表される物質で、ｎ＝１の時にはＦｅＯＯＨ（オキシ水酸化鉄）、ｎ＝３の時にはＦｅ(ＯＨ)3（水酸化鉄）である。
原料溶液中のＦｅイオン濃度は、本発明では特に規定するものではないが、０.０１ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましい。０.０１ｍｏｌ／Ｌ未満では１回の反応で得られる沈殿物の量が少なく、経済的に好ましくない。Ｆｅイオン濃度が１ｍｏｌ／Ｌを超えると、急速な水和酸化物の沈澱発生により、反応溶液がゲル化しやすくなるので好ましくない。
【００１９】
［中和処理］
本発明の製造方法の第一の実施形態においては、公知の機械的手段により撹拌しながら、後述するリン含有イオンを３価のＦｅイオンのモル数に対するＰのモル比（Ｐ／Ｆｅ比）で０.００３〜０.１含む原料溶液にアルカリを添加し、そのｐＨが７以上１３以下になるまで中和して鉄の水和酸化物の沈殿物を生成する。中和後のｐＨが７未満では、Ｆｅイオンが鉄の水和酸化物として沈殿しないので好ましくない。中和後のｐＨが１３を超えると、次工程のシリコン酸化物被覆工程において添加するシラン化合物の加水分解が速く、シラン化合物の加水分解生成物の被覆が不均一となるので、やはり好ましくない。
なお、本発明の製造方法において、リン含有イオンを含む原料溶液をアルカリで中和するにあたっては、リン含有イオンを含む原料溶液にアルカリを添加する方法以外に、アルカリにリン含有イオンを含む原料溶液を添加する方法を採用してもよい。
なお、本明細書に記載のｐＨの値は、ＪＩＳ  Ｚ８８０２に基づき、ガラス電極を用いて測定した。ｐＨ標準液として、測定するｐＨ領域に応じた適切な緩衝液を用いて校正したｐＨ計により測定した値をいう。また、本明細書に記載のｐＨは、温度補償電極により補償されたｐＨ計の示す測定値を、反応温度条件下で直接読み取った値である。
中和に用いるアルカリとしては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、アンモニア水、炭酸水素アンモニウムなどのアンモニウム塩のいずれであっても良いが、最終的に熱処理して鉄の水和酸化物の沈殿物を鉄酸化物とした時に不純物が残りにくいアンモニア水や炭酸水素アンモニウムを用いることが好ましい。これらのアルカリは、出発物質の水溶液に固体で添加しても構わないが、反応の均一性を確保する観点からは、水溶液の状態で添加することが好ましい。
中和反応の終了後、沈殿物を含むスラリーを撹拌しながらそのｐＨで５ｍｉｎ〜２４ｈ保持し、沈殿物を熟成させる。
本発明の製造方法においては、中和処理時の反応温度は特に規定するものではないが、１０℃以上９０℃以下とするのが好ましい。応温度が１０℃未満、または９０℃超えでは温度調整に要するエネルギーコストを考慮すると好ましくない。
【００２０】
本発明の製造方法の第二の実施形態においては、公知の機械的手段により撹拌しながら原料溶液にアルカリを添加し、そのｐＨが７以上１３以下になるまで中和して鉄の水和酸化物の沈殿物を生成した後、沈殿物を熟成させる過程で沈殿物を含むスラリーに、３価のＦｅイオンのモル数に対するＰのモル比（Ｐ／Ｆｅ比）で０.００３〜０.１のリン含有イオンを添加する。リン含有イオンの添加時期は、沈殿物生成の直後でも熟成の途中でも構わない。
なお、第二の実施形態における沈殿物の熟成時間および反応温度は、第一の実施形態のそれ等と同じである。
本発明の製造方法の第三の実施形態においては、公知の機械的手段により撹拌しながら原料溶液にアルカリを添加し、そのｐＨが７以上１３以下になるまで中和して鉄の水和酸化物の沈殿物を生成した後、沈殿物を熟成させる。リン含有イオンの添加時期については後述する。
【００２１】
［シラン化合物の加水分解生成物による被覆］
本発明の製造方法においては、前記までの工程で生成した鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物の被覆を施す。シラン化合物の加水分解生成物の被覆法としては、いわゆるゾル−ゲル法を適用することが好ましい。
ゾル−ゲル法の場合、鉄の水和酸化物の沈殿物のスラリーに、加水分解基を持つシリコン化合物、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）や、各種のシランカップリング剤等のシラン化合物を添加して撹拌下で加水分解反応を生起させ、生成したシラン化合物の加水分解生成物により鉄の水和酸化物の沈殿物の表面を被覆する。本発明の製造方法において、シラン化合物とは加水分解性基を持つ有機ケイ素化合物のことを指す。また、その際、酸触媒、アルカリ触媒を添加しても構わないが、処理時間を考慮するとそれらの触媒を添加することが好ましい。代表的な例として酸触媒では塩酸、アルカリ触媒ではアンモニアとなる。酸触媒を使用する場合には、鉄の水和酸化物の沈殿物が溶解しない量の添加に留める必要がある。
なお、シラン化合物の加水分解生成物による被覆に替えて、無機のシリコン化合物である珪酸ソーダ（水ガラス）による被覆とすることも可能である。
原料溶液に仕込んだ３価のＦｅイオンの全モル数と、スラリーに滴下するシラン化合物に含まれるＳｉの全モル数の比（Ｓｉ／Ｆｅ比）は０.１以上０.３以下であることが好ましい。Ｓｉ／Ｆｅ比が０.１以上とすることで、加熱処理時に酸化鉄の粒子が必要以上に焼結することを防止することができる。また、Ｓｉ／Ｆｅ比が０.３以下とすることで、μ’を高くすることができる。より好ましいＳｉ／Ｆｅ比の値は０.１５以上０.２５以下であり、さらに一層好ましいＳｉ／Ｆｅ比の値は０.１５以上０.２１以下である。
なお、シラン化合物の加水分解生成物による被覆についての具体的手法は、公知プロセスにおけるゾル−ゲル法と同様とすることができる。例えば、ゾル−ゲル法によるシラン化合物の加水分解生成物被覆の反応温度としては２０℃以上６０℃以下、反応時間としては１ｈ以上２０ｈ以下程度である。
本発明の製造方法の第三の実施形態においては、上記の中和後の熟成により得られた鉄の水和酸化物の沈殿物を含むスラリーに、上記のシラン化合物の添加開始から添加終了までの間に、リン含有イオンを同時に添加する。リン含有イオンの添加時期は、加水分解基を持つシリコン酸化物の添加開始と同時、または添加終了と同時でも構わない。
【００２２】
［リン含有イオン］
本発明の製造方法においては、前記の鉄の水和酸化物の沈殿物にシラン化合物の加水分解生成物を被覆する際に、リン含有イオンを共存させる。リン含有イオンの供給源としては、リン酸やリン酸アンモニウムやリン酸Ｎａおよびそれらの１水素塩、２水素塩等の可溶性リン酸（ＰＯ43-）塩を用いることができる。ここでリン酸は３塩基酸であり、水溶液中で３段解離するため、水溶液中ではリン酸イオン、リン酸２水素イオン、リン酸１水素イオンの存在形態を取り得るが、その存在形態はリン酸イオンの供給源として用いた薬品の種類ではなく、水溶液のｐＨにより決まるので、上記のリン酸基を含むイオンをリン酸イオンと総称する。また、本発明の場合リン含有イオンの供給源として、縮合リン酸である二リン酸（ピロリン酸）を用いることも可能である。また、本発明においては、リン酸イオン（ＰＯ43-）に替えて、Ｐの酸化数の異なる亜リン酸イオン（ＰＯ33-）や次亜リン酸イオン（ＰＯ22-）を用いることも可能である。これらのリン（Ｐ）を含む酸化物イオンを総称してリン含有イオンと称する。
原料溶液に添加するリン含有イオンの量は、原料溶液中に含まれる全Ｆｅモル量に対するモル比（Ｐ／Ｆｅ比）で０.００３以上０.１以下であることが好ましい。Ｐ／Ｆｅ比が０.００３未満では、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉中に含まれる酸化鉄粉の平均粒子径を増大させる効果が不十分であり、Ｐ／Ｆｅ比が０.１を超えると、理由は不明であるが、粒径を増大させる効果が得られない。より好ましいＰ／Ｆｅ比の値は０.００５以上０.０５以下である。
なお、前述の様に、原料溶液にリン含有イオンを添加する時期は、中和処理の前、中和処理後シリコン酸化物被覆を行う前、シラン化合物を添加する間のいずれでも構わない。
【００２３】
［沈殿物の回収］
前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆する工程により得られたスラリーから、シラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を分離する。固液分離手段としては、濾過、遠心分離、デカンテーション等の公知の固液分離手段を用いることが出来る。固液分離時には、凝集剤を添加し固液分離しても構わない。引き続き、固液分離して得られたシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を洗浄した後、再度固液分離することが好ましい。洗浄方法はリパルプ洗浄等の公知の洗浄手段を用いることができる。最終的に回収されたシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物に乾燥処理を施す。なお、当該乾燥処理は、沈殿物に付着した水分を除去することを目的としたものであり、水の沸点以上の１１０℃程度の温度で行っても構わない。
【００２４】
［加熱処理］
本発明の製造方法においては、前記のシラン化合物の加水分解生成物を被覆した鉄の水和酸化物の沈殿物を加熱処理することによりシリコン酸化物被覆鉄粉の前駆体であるシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を得る。加熱処理の雰囲気中は特に規定するものではないが、大気雰囲気で構わない。加熱は概ね５００℃以上１５００℃以下の範囲で行うことができる。加熱処理温度が５００℃未満では粒子が十分に成長しないため好ましくない。１５００℃を超えると必要以上の粒子成長や粒子の焼結が起こるので好ましくない。加熱時間は１０ｍｉｎ〜２４ｈの範囲で調整すればよい。当該加熱処理により、鉄の水和酸化物は鉄酸化物に変化する。加熱処理温度は、好ましくは８００℃以上１２５０℃以下、より好ましくは９００℃以上１１５０℃以下である。なお、当該熱処理の際、鉄の水和酸化物の沈殿を被覆するシラン化合物の加水分解生成物もシリコン酸化物に変化する。当該シリコン酸化物被覆は、鉄の水和酸化物沈殿同士の加熱処理時の焼結を防止する作用も有している。
【００２５】
［還元熱処理］
本発明の製造方法においては、前記の工程で得られた前駆体であるシリコン酸化物被覆酸化鉄粉を還元雰囲気中で熱処理することにより、シリコン酸化物被覆鉄粉が得られ、当該シリコン酸化物被覆鉄粉のシリコン酸化物被覆をアルカリ溶液中で溶解、除去すると、最終目的物である鉄粉が得られる。還元雰囲気を形成するガスとしては、水素ガスや水素ガスと不活性ガスの混合ガスが挙げられる。還元熱処理の温度は、３００℃以上１０００℃以下の範囲とすることができる。還元熱処理の温度が３００℃未満では酸化鉄の還元が不十分となるので好ましくない。１０００℃を超えると還元の効果が飽和する。加熱時間は１０〜１２０ｍｉｎの範囲で調整すればよい。
【００２６】
［安定化処理］
通常、還元熱処理により得られる鉄粉は、その表面が化学的に極めて活性なため、徐酸化による安定化処理を施すことが多い。本発明の製造方法で得られる鉄粉は、その表面が化学的に不活性なシリコン酸化物で被覆されているが、表面の一部が被覆されていない場合もあるので、好ましくは安定化処理を施し、鉄粉表面の露出部に酸化保護層を形成する。安定化処理の手順として、一例として以下の手段が挙げられる。
還元熱処理後のシリコン酸化物被覆鉄粉が曝される雰囲気を還元雰囲気から不活性ガス雰囲気に置換した後、当該雰囲気中の酸素濃度を徐々に増大させながら２０〜２００℃、より好ましくは６０〜１００℃で前記露出部の酸化反応を進行させる。不活性ガスとしては、希ガスおよび窒素ガスから選ばれる１種以上のガス成分が適用できる。酸素含有ガスとしては、純酸素ガスや空気が使用できる。酸素含有ガスとともに、水蒸気を導入してもよい。シリコン酸化物被覆鉄粉を２０〜２００℃好ましくは６０〜１００℃に保持するときの酸素濃度は、最終的には０.１〜２１体積％とする。酸素含有ガスの導入は、連続的または間欠的に行うことができる。安定化工程の初期の段階で、酸素濃度が１.０体積％以下である時間を５.０ｍｉｎ以上キープすることがより好ましい。
【００２７】
［シリコン酸化物被覆の溶解処理］
本発明の製造方法においては、前記の工程で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉をアルカリ水溶液中に浸漬、鉄粉に含有されるＳｉ量が２質量％以下になるまでシリコン酸化物被覆を溶解することにより鉄粉を得る。
溶解処理に用いるアルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液、アンモニア水等、工業的に用いられている通常のアルカリ水溶液を用いることができる。処理時間等を考慮すると、処理液のｐＨは１０以上、処理液の温度は３０℃以上沸点以下であることが好ましい。
得られた鉄粉は、水洗、固液分離等の操作を行った後に乾燥する。
【００２８】
［粒子径］
鉄粉を構成する鉄粒子の粒子径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察により求めた。
ＳＥＭ観察を行い、ある粒子について、その粒子を平行な２本の直線で挟みこんだ際の直線間距離の最大値をその粒子の粒子径と定める。具体的には、１０,０００倍程度の倍率で撮影したＳＥＭ写真中において、視野内に外縁部全体が観察される粒子をランダムに３００個選択してその粒子径を測定し、その平均値を、当該鉄粉の平均粒子径とした。
【００２９】
［軸比］
ＳＥＭ画像上のある粒子について、その粒子を平行な２本の直線で挟みこんだ際の直線間距離の最小値を「短径」と呼び、粒子径／短径の比をその粒子の「軸比」と呼ぶ。粉末としての平均的な軸比である「平均軸比」は以下のようにして定めることができる。ＳＥＭ観察により、ランダムに選択した３００個の粒子について「粒子径」と「短径」を測定し、測定対象の全粒子についての粒子径の平均値および短径の平均値をそれぞれ「平均粒子径」および「平均短径」とし、平均粒子径／平均短径の比を「平均軸比」と定める。なお、上記の粒子径、短径の測定にあたり、一視野にて外縁部全体が観察される粒子の個数が３００個に満たない場合には、別視野の複数のＳＥＭ写真を撮影して、粒子の個数合計が３００個になるまで測定を行うことができる。
【００３０】
［組成分析］
鉄粉の組成分析にあたり、ＦｅおよびＰの含有量（質量％）については鉄粉を溶解した後ＩＣＰ発光分光分析法により求めた。また、鉄粉のＳｉ含有量（質量％）についてはＪＩＳ  Ｍ８２１４−１９９５に記載の珪素定量方法により求めた。
【００３１】
［磁気特性］
ＶＳＭ（東英工業社製ＶＳＭ−Ｐ７）を用い、印加磁場７９５.８ｋＡ／ｍ（１０ｋＯｅ）でＢ−Ｈ曲線を測定し、保磁力Ｈｃ、飽和磁化σｓ、角形比ＳＱについて評価を行った。
【００３２】
［複素透磁率］
鉄粉とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（株式会社テスク製；一液性エポキシ樹脂Ｂ−１１０６）を９０：１０の質量割合で秤量し、真空撹拌・脱泡ミキサー（ＥＭＥ社製；Ｖ−ｍｉｎｉ３００）を用いてこれらを混練し、供試粉末がエポキシ樹脂中に分散したペーストとした。このペーストをホットプレート上で６０℃、２ｈ乾燥させて金属粉末と樹脂の複合体としたのち、粉末状に解粒して、複合体粉末とした。この複合体粉末０.２ｇをドーナッツ状の容器内に入れて、ハンドプレス機により９８００Ｎ（１Ｔｏｎ）の荷重をかけることにより、外径７ｍｍ、内径３ｍｍのトロイダル形状の成形体を得た。この成形体について、ＲＦインピーダンス／マテリアル・アナライザ（アジレント・テクノロジー社製；Ｅ４９９１Ａ）とテストフィクスチャ（アジレント・テクノロジー社製；１６４５４Ａを用い、１００ＭＨｚにおける複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ”を測定し、複素比透磁率の損失係数ｔａｎδ＝μ”／μ’を求めた。本明細書において、この複素比透磁率の実数部μ’を、「透磁率」、「μ’」と呼ぶことがある。
本発明の鉄粉を用いて製造された成形体は、優れた複素透磁率特性を示し、インダクタの磁心として好適に用いることができる。
【００３３】
［ＢＥＴ比表面積］
ＢＥＴ比表面積は、株式会社マウンテック製のＭａｃｓｏｒｂ  ｍｏｄｅｌ−１２１０を用いて、ＢＥＴ一点法により求めた。
【実施例】
【００３４】
［実施例１］
５Ｌ反応槽にて、純水４１１３.２ｇに、純度９９.７ｍａｓｓ％の硝酸鉄（III）9水和物５６６.５ｇ、８５ｍａｓｓ％Ｈ3ＰＯ4水溶液２.７９ｇを大気雰囲気中、撹拌羽根により機械的に撹拌しながら溶解し、溶解液を得た（手順１）。この溶解液のｐＨは約１であった。なお、この条件での前記溶解液中に含まれるＰ元素の量とＦｅ元素の量とのモル比Ｐ／Ｆｅは０.０１７３である。
大気雰囲気中、この溶解液を３０℃の条件下で、撹拌羽根により機械的に撹拌しながら、２３.４７ｍａｓｓ％のアンモニア溶液４０９.７ｇを１０ｍｉｎかけて添加し（約４０ｇ／Ｌ）、滴下終了後に３０ｍｉｎ間撹拌を続けて生成した沈殿物の熟成を行った。その際、沈殿物を含むスラリーのｐＨは約９であった（手順２）。
手順２で得られたスラリーを撹拌しながら、大気中３０℃で、純度９５.０ｍａｓｓ％のテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）５５.１８ｇを１０ｍｉｎかけて滴下した。その後２０ｈそのまま撹拌し続け、加水分解により生成したシラン化合物の加水分解生成物で沈殿物を被覆した（手順３）。なお、この条件でのスラリーに滴下するテトラエトキシシランに含まれるＳｉ元素の量と、前記溶解液中に含まれる３価のＦｅイオンの量とのモル比Ｓｉ／Ｆｅ比は０.１８である。
手順３で得られたスラリーを濾過し、得られたシラン化合物の加水分解生成物で被覆した沈殿物の水分をできるだけ切ってから純水中に再度分散させ、リパルプ洗浄した。洗浄後のスラリーを再度濾過し、得られたケーキを大気中１１０℃で乾燥した（手順４）。
手順４で得られた乾燥品を、箱型焼成炉を用い、大気中１０５０℃で４ｈ加熱処理し、シリコン酸化物被覆酸化鉄粉を得た（手順５）。原料溶液の仕込み条件等の製造条件を表１に、測定結果を表２にそれぞれ示す。
手順５で得られたシリコン酸化物被覆酸化鉄粉５ｇを通気可能なバケットに入れ、そのバケットを貫通型還元炉内に装入し、炉内に流量２０ＮＬ／ｍｉｎで水素ガスを流しながら６３０℃で４０ｍｉｎ保持することにより還元熱処理を施して、シリコン酸化物被覆鉄粉を得た（手順６）。
引き続き、炉内の雰囲気ガスを水素から窒素に変換し、窒素ガスを流した状態で炉内温度を降温速度２０℃／ｍｉｎで８０℃まで低下させた。その後、安定化処理を行う初期のガスとして、窒素ガス／空気の体積割合が１２５／１となるように窒素ガスと空気を混合したガス（酸素濃度約０.１７体積％）を１０分間炉内に導入して鉄粉粒子表層部の酸化反応を開始させ、その後窒素ガス／空気の体積割合が８０／１となるように窒素ガスと空気を混合したガス（酸素濃度約０.２６体積％）を１０分間、さらにその後窒素ガス／空気の体積割合が５０／１となるように窒素ガスと空気を混合したガス（酸素濃度約０.４１体積％）を１０分間炉内に導入し、最後に窒素ガス／空気の体積割合が２５／１となる混合ガス（酸素濃度約０.８０体積％）を１０分間炉内に連続的に導入することにより、粒子の表層部に酸化保護層を形成した。安定化処理中、温度は８０℃に維持し、ガスの導入流量もほぼ一定に保った（手順７）。
手順７で得られたシリコン酸化物被覆鉄粉を、１０質量％、６０℃の水酸化ナトリウム水溶液に２４ｈ浸漬し、シリコン酸化物被覆を溶解することで、実施例１に係る鉄粉を得た。
以上の一連の手順により得られた、鉄粉について、磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定ならびに組成分析を行った。測定結果を表２に併せて示す。
また、実施例１で得られた鉄粉のＳＥＭ観察結果を図１に示す。図１において、ＳＥＭ写真の右側下部に表示した１１本の白い縦線で示す長さが１０.０μｍである。鉄粉の平均粒子径は０.５７μｍ、Ｓｉ濃度は０.１１質量％、μ’は８.４６であった。
後述する比較例１のカルボニル鉄粉の平均粒子径が０.７４μｍ、μ’が６.３８であることから、本発明の鉄粉は従来の鉄粉よりも平均粒子径が小さく、μ’が大きくなっており、本発明の製造方法により、小粒径かつ高μ’の両社を満足させる鉄粉を得られることが分かる。また、本発明の鉄粉を用いて製造された成形体は優れた複素透磁率特性を発現するため、インダクタの磁心として好適であることがわかる。
【００３５】
［実施例２］
実施例１の手順１において、８５ｍａｓｓ％Ｈ3ＰＯ4水溶液の質量を１.３９ｇとした以外は、実施例１と同様の手順により、実施例２に係る鉄粉を得た。なお、この条件での溶解液中に含まれるＰ元素の量とＦｅ元素の量とのモル比Ｐ／Ｆｅ比は０.００８６である。
実施例２に係る鉄粉について、磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定ならびに組成分析を行った。測定結果を表２に併せて示す。実施例２の鉄粉の平均粒子径は０.５４μｍ、Ｓｉ濃度は検出限界である０.１質量％未満であり、μ’は８.０８であった。
【００３６】
［実施例３］
実施例１の手順１において、８５ｍａｓｓ％Ｈ3ＰＯ4水溶液の質量を１.６３ｇとし、また手順３において純度９５.０ｍａｓｓ％のテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）の滴下量を６４.３８ｇとした以外は、実施例１と同様の手順により、実施例３に係る鉄粉を得た。なお、この条件での溶解液中に含まれるＰ元素の量とＦｅ元素の量とのモル比Ｐ／Ｆｅ比は０.０１０１であり、スラリーに滴下するテトラエトキシシランに含まれるＳｉ元素の量と、溶解液中に含まれる３価のＦｅイオンの量とのモル比Ｓｉ／Ｆｅ比は０.２１である。
実施例３に係る鉄粉について、磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定ならびに組成分析を行った。測定結果を表２に併せて示す。実施例３の鉄粉の平均粒子径は０.５２μｍ、Ｓｉ濃度は検出限界である０.１質量％未満であり、μ’は８.０７であった。
【００３７】
［実施例４］
実施例１の手順１において、８５ｍａｓｓ％Ｈ3ＰＯ4水溶液の質量を１.８５ｇとし、また手順３において純度９５.０ｍａｓｓ％のテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）の滴下量を７３.５７ｇとした以外は、実施例１と同様の手順により、実施例４に係る鉄粉を得た。なお、この条件での溶解液中に含まれるＰ元素の量とＦｅ元素の量とのモル比Ｐ／Ｆｅ比は０.０１１５であり、スラリーに滴下するテトラエトキシシランに含まれるＳｉ元素の量と、溶解液中に含まれる３価のＦｅイオンの量とのモル比Ｓｉ／Ｆｅ比は０.２４である。
実施例４に係る鉄粉について、磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定ならびに組成分析を行った。測定結果を表２に併せて示す。実施例４の鉄粉の平均粒子径は０.５３μｍ、Ｓｉ濃度は０.１６質量％であり、μ’は７.６６であった。
【００３８】
［実施例５］
原料溶液にＨ3ＰＯ4水溶液を添加せず、熟成開始後１０ｍｉｎの時点で添加し、その後２０ｍｉｎ熟成を行った以外は実施例２と同じ手順で鉄粉を得た。
実施例５に係る鉄粉について、磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定ならびに組成分析を行った。測定結果を表２に併せて示す。実施例５の鉄粉の平均粒子径は０.５４μｍ、Ｓｉ濃度は検出限界である０.１質量％未満であり、μ’は８.０４であった。
【００３９】
[比較例１]
比較例１として、市販のカルボニル鉄粉の磁気特性、ＢＥＴ比表面積および複素透磁率を表２に併せて示す。なお、このカルボニル鉄粉は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定された体積基準での累積５０％粒子径が１.２μｍであり、μ’は６.３８であった。
【００４０】
[比較例２]
原料溶液にＨ3ＰＯ4水溶液を添加しなかった以外は実施例１と同じ手順で鉄粉を得た。得られた鉄粉の磁気特性、ＢＥＴ比表面積および複素透磁率ならびに組成分析の結果を表２に併せて示す。比較例２の鉄粉の平均粒子径は０.０６μｍ、Ｓｉ濃度は検出限界である０.１質量％未満であり、μ’は３.４２であった。
実施例２と比較例２の結果より、鉄の水和酸化物を含むスラリーにリン酸イオンを共存させない場合には、鉄粉の平均粒子径が０.２５μｍ未満と小さくなりすぎ、その結果μ’が低くなってしまうことがわかる。
【００４１】
[比較例３]
実施例１の手順１において、８５ｍａｓｓ％Ｈ3ＰＯ4水溶液の質量を２.７９ｇとし、また手順３において純度９５.０ｍａｓｓ％のテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）の滴下量を１１０.３６ｇとし、また手順５における大気中での加熱処理温度を１０４５℃とした以外は、実施例１と同様の手順により、鉄粉を得た。なお、この条件での溶解液中に含まれるＰ元素の量とＦｅ元素の量とのモル比Ｐ／Ｆｅ比は０.０１７３、スラリーに滴下するテトラエトキシシランに含まれるＳｉ元素の量と、溶解液中に含まれる３価のＦｅイオンの量とのモル比Ｓｉ／Ｆｅ比は０.３６である。
得られた鉄粉について、磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定ならびに組成分析を行った。測定結果を表２に併せて示す。比較例３の鉄粉の平均粒子径は０.４３μｍ、Ｓｉ濃度は０.１８質量％であり、μ’は５.９６であった。
実施例１ならびに実施例４と比較例３の結果から、Ｓｉ／Ｆｅ比が０.３を超えると、μ’が低下してしまうことがわかる。
【００４２】
[比較例４]
５質量％、６０℃の水酸化ナトリウム水溶液に１ｈ浸漬し、シリコン酸化物被覆を溶解した以外は実施例２と同じ手順で鉄粉を得た。得られた鉄粉について、磁気特性、ＢＥＴ比表面積、鉄粒子の粒子径および複素透磁率の測定ならびに組成分析を行った。測定結果を表２に併せて示す。比較例４の鉄粉の平均粒子径は０.５４μｍ、Ｓｉ濃度は４.１５質量％であり、μ’は５.８３であった。
実施例２と比較例４の結果から、鉄粉のＳｉ含有量を２.０質量％超とすると、μ’が低下してしまうことがわかる。
【００４３】
参考として、市販のＦｅＳｉＣｒ系アトマイズ粉の磁気特性、ＢＥＴ比表面積および複素透磁率を表２に併せて示す。このＦｅＳｉＣｒ系アトマイズ粉の平均粒子径は、約１０μｍである。
【００４４】
【表１】
2019056165.tif 000003
【００４５】
【表２】
2019056165.tif 000004
【図１】
2019056165.tif 000005