(57)【要約】【課題】高周波帯域において、高い透磁率及び低い磁気損失を有する複合磁性体、及びそれを用いた高周波電子部品を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、Ｆｅ、又は、Ｆｅ及びＣｏを主成分として含有する金属粒子と樹脂とを含む複合磁性体であって、上記金属粒子の長軸径の平均値が３０〜５００ｎｍであり、上記金属粒子のアスペクト比の平均値が１．５〜１０であり、上記アスペクト比のＣＶ値が０．４０以下である、複合磁性体を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ、又は、Ｆｅ及びＣｏを主成分として含有する金属粒子と樹脂とを含む複合磁性体であって、
前記金属粒子の長軸径の平均値が３０〜５００ｎｍであり、
前記金属粒子のアスペクト比の平均値が１．５〜１０であり、
前記アスペクト比のＣＶ値が０．４０以下である、複合磁性体。
【請求項２】
前記金属粒子が金属コア部と前記金属コア部を被覆する酸化金属膜とを備える、請求項１に記載の複合磁性体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の複合磁性体を備える、高周波電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合磁性体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機及び携帯情報端末等の無線通信機器に利用される周波数帯の高周波化が進行し、例えば無線ＬＡＮ等で使用される２．４ＧＨｚ帯等、使用される無線信号周波数はＧＨｚ帯となっている。そのため、そのようなＧＨｚ帯（高周波帯域）で使用される電子部品、例えば、インダクタ、ＥＭＩフィルタ、及び、アンテナ等に対して、特性の改善及び寸法の小型化を図る目的で、高い透磁率及び低い磁気損失を有する磁性材料が求められている。ＥＭＩフィルタは電子機器の高周波ノイズ対策に用いられ、アンテナは無線通信機器に用いられる。
【０００３】
特に小型化が求められる上記の電子部品に磁性材料を用いる場合、該磁性材料は、小型であり、且つ、複雑な形状に対応可能なスクリーン印刷、射出成形、及び押出し成形等のプロセスに適用可能であることが好ましい。この場合、磁性材料の形態としては、焼結体よりも、磁性粉末と樹脂を混合して作製される複合磁性材料が適している。
【０００４】
高周波帯域においても対応可能な複合磁性材料として、特許文献１には、六方晶フェライトを主相とする磁性酸化物が樹脂に分散されて複合化された複合磁性材料が提案されている。また、特許文献２には、アスペクト比（長軸長／短軸長）が１．５〜２０の針状である磁性金属粒子を誘電体材料中に分散させた磁性体複合材料が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３８７４８号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１６３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１で開示される磁性酸化物を用いた複合磁性材料は、周波数２ＧＨｚにおいて磁気損失係数ｔａｎδμが０．０１と小さいものの、複素透磁率の実部μ’は１．４と小さくなっている。また、特許文献２で開示される磁性金属粒子を用いた磁性体複合材料に関しては、周波数３ＧＨｚにおいて損失正接ｔａｎδμが０．０１４と小さいものでは、透磁率μ’が１．３７と小さく、一方、μ’が１．９８と大きいものでは、ｔａｎδμが０．０９６と大きくなっている。このように、本発明者らの検討によれば、従来技術では、高周波帯域において、高い透磁率及び低い磁気損失の両立が十分なされているとは言えなかった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高周波帯域において、高い透磁率及び低い磁気損失を有する複合磁性体、及びそれを用いた高周波電子部品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】
【０００８】
本発明は、Ｆｅ、又は、Ｆｅ及びＣｏを主成分として含有する金属粒子と樹脂とを含む複合磁性体であって、上記金属粒子の長軸径の平均値が３０〜５００ｎｍであり、上記金属粒子のアスペクト比の平均値が１．５〜１０であり、上記アスペクト比のＣＶ値が０．４０以下である、複合磁性体を提供する。上記複合磁性体によれば、高周波帯域において、高い透磁率及び低い磁気損失を得ることができる。
【０００９】
上記複合磁性体において、上記金属粒子が金属コア部と上記金属コア部を被覆する酸化金属膜とを備えることが好ましい。金属粒子が酸化金属膜を備えることにより、金属粒子間の絶縁性が得られ、渦電流発生に伴う磁気損失を低減すことができる。
【００１０】
本発明はまた、上記複合磁性体を備える高周波電子部品を提供する。上記高周波電子部品は高周波帯域に対応可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高周波帯域において、高い透磁率及び低い磁気損失を有する複合磁性体、及びそれを用いた高周波電子部品を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
［複合磁性体］
本実施形態に係る複合磁性体は、金属粒子と樹脂とを含む成形体である。
【００１４】
（金属粒子）
金属粒子はＦｅ、又は、Ｆｅ及びＣｏを主成分として含有し、Ｆｅ及びＣｏを主成分として含有することが好ましい。金属粒子が高い飽和磁化を有するＦｅ、又は、Ｆｅ及びＣｏを主成分として含有することにより、複合磁性体が高い透磁率を有することができる。金属粒子は、Ａｌ、Ｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも１種の非磁性金属元素をさらに含有することが好ましく、Ａｌ又はＲを含有することがより好ましく、Ａｌ及びＲを含有することがさらに好ましい。Ｒは希土類元素又はＹを示し、好ましくはＹである。希土類元素としては、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ及びＹが挙げられる。金属粒子は、上記非磁性金属元素として、Ａｌ及び／又はＲに加えて、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも１種をさらに含有していてもよい。金属粒子は金属磁性粒子ということもできる。
【００１５】
金属粒子中のＦｅ及びＣｏの質量割合の合計（金属粒子がＣｏを含有しない場合には、Ｆｅの質量割合）は８０質量％以上であることが好ましく、８５質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましい。Ｆｅ及びＣｏの質量割合が８０質量％以上であることにより、高い透磁率が得られやすくなる。また、金属粒子中のＦｅ及びＣｏの質量割合は９９質量％以下であることができ、９５質量％以下であってもよい。Ｆｅ及びＣｏの質量割合が９９質量％以下であることにより、低い磁気損失が得られやすくなる。金属粒子がＣｏを含有する場合、金属粒子中のＣｏの質量割合は１．０〜３０質量％であることが好ましい。Ｃｏの質量割合が３０質量％以下であることにより、金属粒子のサイズ及び形状を安定して制御することが容易となる。同様の観点から、Ｃｏの質量割合は３．０〜２５質量％であることがより好ましく、５．０〜２０質量％であることがさらに好ましい。なお、本明細書において、質量割合とは原子番号が１１（Ｎａ）以上の元素の全質量を基準としたときの質量割合である。したがって、例えば、後述する酸化金属膜中に含まれる酸素は質量割合の測定及び算出において考慮しないものとする。
【００１６】
金属粒子中のＡｌの質量割合は０．１〜５．０質量％であることが好ましい。また、金属粒子中のＲの質量割合は０．５〜１０．０質量％であることが好ましい。Ａｌ及び／又はＲの質量割合が上記下限値以上であることにより、金属粒子の酸化金属膜がさらに強化され、磁気損失をさらに低減できるとともに、磁気特性の信頼性向上にも寄与する。Ａｌ及び／又はＲの質量割合が上記上限値以下であることにより、飽和磁化の低下を抑え、これに伴う透磁率の低下を抑えることができる。同様の観点から、Ａｌの質量割合は１．０〜３．０質量％であることがより好ましい。また、Ｒの質量割合は２．０〜６．０質量％であることがより好ましい。
【００１７】
金属粒子中のＭｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも１種の非磁性金属元素の質量割合はそれぞれ０．１〜１．０質量％であることができる。
【００１８】
本実施形態において、金属粒子は１．５〜１０の平均アスペクト比を有している。平均アスペクト比は粒子の長軸径の短軸径に対する比（アスペクト比）の平均値である。金属粒子の平均アスペクト比が上記範囲内にあることにより、自然共鳴周波数を制御し、磁気損失を低減することができる。すなわち、平均アスペクト比が１．５以上であることにより、使用周波数と共鳴周波数との差を大きくすることができ、これによって複合磁性体の磁気損失を低減することができる。また、平均アスペクト比が１０以下であることにより、複合磁性体の透磁率の低下を抑制しつつ、ＧＨｚ帯でも磁気損失の増加を抑制することができ、高周波帯域に適用可能な複合磁性体を得ることができる。同様の観点から、金属粒子の平均アスペクト比は１．８〜８であることが好ましく、２〜７であることがより好ましい。金属粒子の形状は針状であることが好ましい。
【００１９】
本実施形態において、金属粒子のアスペクト比のＣＶ値が０．４０以下である。ＣＶは変動係数を示し、下記式から求められる。
変動係数（ＣＶ）＝標準偏差値／平均値
【００２０】
金属粒子のアスペクト比のＣＶ値が０．４０以下であることにより、反磁界係数のばらつきを抑えることができる。共鳴周波数は反磁界係数の差（短軸−長軸）に比例することから、結果として共鳴周波数のばらつきを抑え、共鳴ピークの線幅を狭くすることができる。このため、複合磁性体の使用周波数を共鳴周波数近傍まで高くしても低い磁気損失を維持することができる。同様の観点から、金属粒子のアスペクト比のＣＶ値は０．３５以下であることが好ましく、０．３０以下であることがより好ましい。金属粒子のアスペクト比のＣＶ値は０．１０以上であることができる。
【００２１】
本実施形態において、金属粒子の長軸径の平均値（以下、平均長軸径ということがある）は３０〜５００ｎｍである。金属粒子の平均長軸径が３０ｎｍ以上であることにより、複合磁性体中における金属粒子の充填性が向上し、高い透磁率を得ることができる。また、金属粒子の平均長軸径が５００ｎｍ以下であることにより、単磁区化し、磁壁共鳴の損失をなくすと同時に渦電流損失を抑制することができる。同様の観点から、４０〜３５０ｎｍであることが好ましく、４５〜２００ｎｍであることがより好ましい。また、金属粒子の平均短軸径は、例えば、５〜５０ｎｍ程度であり、７〜３０ｎｍであることができる。
【００２２】
金属粒子は金属コア部と金属コア部を被覆する酸化金属膜とを備えることが好ましい。金属コア部は導電性を有するが、酸化金属膜は絶縁性を有する。金属粒子が酸化金属膜を備えることにより、金属粒子間の絶縁性が得られ、粒子間での渦電流発生に伴う磁気損失を低減することができる。
【００２３】
金属粒子において、金属コア部は金属粒子に含まれる上述の元素を金属（０価）として含有し、Ｆｅ、又は、Ｆｅ及びＣｏを主成分とする磁性部を有する。金属コア部は酸化金属膜に被覆されているため、大気中においても酸化せず存在できる。したがって、複合磁性体において、Ｆｅ、又は、Ｆｅ及びＣｏが有する高い飽和磁化が得られやすくなる。金属コア部はＦｅにＣｏが固溶したＦｅ−Ｃｏ合金であることが好ましい。金属コア部がＦｅ−Ｃｏ合金であることにより、金属粒子の飽和磁化が向上し、高い透磁率が得られやすくなる。
【００２４】
金属粒子において、酸化金属膜は金属粒子に含まれる上述の元素を酸化物として含有する。本実施形態において、Ｆｅ及びＣｏ以外の元素は酸化金属膜に含まれていることが好ましい。Ｆｅ及びＣｏ以外の元素が酸化金属膜に含まれていることにより、磁気特性を低下させることなく、金属粒子間の絶縁性を一層向上させ、渦電流発生に伴う磁気損失をより低減することができる。
【００２５】
酸化金属膜の厚みは、例えば、１〜２０ｎｍであることができる。酸化金属膜の厚みが１ｎｍ以上であると、金属粒子間の絶縁性が得られやすく、磁気損失低減の効果が得られやすくなる。酸化金属膜の厚みが２０ｎｍ以下であると、磁気特性の低下を抑制しやすくなる。同様の観点から、酸化金属膜の厚みは、１．５〜１５ｎｍであってもよく、２．０〜１０ｎｍであってもよい。
【００２６】
本実施形態において、複合磁性体中の金属粒子の体積割合は、例えば、２０〜６０体積％である。金属粒子の体積割合が２０体積％以上であると、所望の磁気特性が得られやすくなる。金属粒子の体積割合が６０体積％以下であると、加工時のハンドリングがしやすくなる。同様の観点から、３０〜６０体積％であることが好ましい。
【００２７】
（樹脂）
樹脂は電気絶縁性を有する樹脂（絶縁性樹脂）であり、複合磁性体中では金属粒子間にあってこれらを結合し、さらに金属粒子間の絶縁性の向上が可能な材料である。絶縁性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂、並びに、これらの硬化物等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
複合磁性体中の樹脂の体積割合は、例えば、２５〜６５体積％であることができる。樹脂の体積割合が２５体積％以上であると、金属粒子間の絶縁性及び結合力が得られやすくなる。樹脂の体積割合が６５体積％以下であると、金属粒子による特性を複合磁性体においても発揮しやすくなる。
【００２９】
［複合磁性体の製造方法］
本実施形態に係る複合磁性体の製造方法は、金属粒子製造工程、金属粒子と樹脂とを含むスラリー状の複合磁性材料を得る混合工程、複合磁性材料の成形工程、及び、成形体の硬化工程を備える。上記金属粒子製造工程は、中和工程、酸化工程、脱水・アニール工程、熱処理工程及び徐酸化工程を含む。上記金属粒子の製造方法は、酸化工程後、脱水・アニール工程前に、コーティング工程をさらに含んでいてもよい。まず、一例として、Ｆｅ及びＣｏを主成分として含有する金属粒子の製造方法から順に説明する。
【００３０】
（中和工程）
中和工程では、中和により水酸化第一鉄（Ｆｅ（ＯＨ）２）を含有する粒子が得られる。当該粒子はさらにＣｏを、水酸化第一鉄のＦｅの一部を置換する形態、又は、水酸化第一鉄とは独立したＣｏの水酸化物の形態等で、含有している。まず、Ｆｅ及びＣｏの原料を準備する。Ｆｅの原料としては硫酸鉄等が挙げられる。Ｃｏの原料としては硫酸コバルト等が挙げられる。中和工程では、上記原料を水中に溶かして酸性の水溶液を調製し、これとアルカリ水溶液とを混ぜ合わせる。原料の（酸性）水溶液をアルカリ水溶液で中和して、水溶液を弱酸性とすることにより、水酸化第一鉄を含有する粒子が得られる。中和工程及び後述する酸化工程の条件を種々変更することにより、酸化工程での粒子の成長と得られるゲータイト粒子のサイズ、形状を制御することができ、さらには得られる金属粒子のサイズ、形状を制御することができる。例えば、中和工程においては、上記酸性の水溶液中の金属イオン濃度を高くすることにより、ゲータイト粒子のサイズを大きくすることができる。また、上記アルカリ水溶液による中和率を高くすることにより金属粒子のアスペクト比を大きくすることができる一方で、中和率を高くしすぎないことによりアスペクト比のＣＶ値を小さくすることができる。また、中和工程後、酸化工程に供される金属イオン量を増やすことにより、酸化工程での粒子成長が促進され、アスペクト比のＣＶ値を小さくすることができる。したがって、例えば、アルカリ水溶液による中和率と酸化工程に供されるイオン量を制御することで、ゲータイト粒子のアスペクト比及びそのＣＶ値を制御することができる。ゲータイト粒子のサイズ及び形状を制御することにより、金属粒子のサイズ及び形状の制御が容易となる。
【００３１】
（酸化工程）
酸化工程では、中和工程後の水酸化第一鉄を含有する粒子が酸化される。すなわち、中和工程後の水溶液中にバブリングを行い、水溶液中に酸素を与える。水溶液中で、水酸化第一鉄を含有する粒子が酸化し、酸化反応中に粒子が成長することによって、Ｃｏを含有するゲータイト（α−ＦｅＯ（ＯＨ））粒子を得ることができる。また、上記バブリングを行う水溶液に硫酸鉄及び硫酸コバルト等の金属硫酸塩を加えてもよい。これにより、中和工程後酸化工程前の水溶液中の金属イオン濃度を高くすることができ、酸化工程での粒子成長が促進され、アスペクト比のＣＶ値を低く抑えやすくなる。上記バブリングを行う水溶液にはさらにＡｌ、Ｒ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆ等の元素の化合物を加えることもできる。Ｒは希土類元素又はＹを示す。これにより、粒子の成長の際にこれらの元素が粒子中に組み込まれ、Ｃｏに加えて上記元素を含有するゲータイト粒子が得られる。水溶液に加えられる化合物は例えば上記元素の硫酸塩であることができる。得られたゲータイト粒子はろ過され、イオン交換水で洗浄後、乾燥することにより単離される。
【００３２】
（コーティング工程）
コーティング工程では、酸化工程後に得られるＣｏを含有するゲータイト粒子の表面に非磁性金属元素がコーティングされる。コーティング工程では、酸化工程後のゲータイト粒子が、Ｍｎ、Ａｌ、Ｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＳｉ等の非磁性金属元素のアルコキシドのアルコール溶液に投入される。Ｒは希土類元素又はＹを示す。アルコキシドの加水分解を徐々に行いながら撹拌することにより、ゲータイト粒子の表面に上記非磁性金属元素をコーティングすることができる。コーティング工程では、単独の元素がコーティングされてもよいし、複数種の元素がコーティングされてもよい。複数種の元素がコーティングされる場合には、２回以上の工程を繰り返して複数種の元素がそれぞれ別々にコーティングされてもよいし、１回の工程で複数種の元素が同時にコーティングされてもよい。コーティング後のゲータイト粒子はろ過され、アルコール等で洗浄後、乾燥することにより単離される。コーティング工程では、Ａｌ又はＲがコーティングされることが好ましい。コーティングの厚さは、上記アルコール溶液中のアルコキシド濃度により制御され、所望の酸化金属膜の厚さが得られるように適宜設定される。コーティングにより、ゲータイト粒子はその表面に上記非磁性金属元素を含有するものとなる。また、コーティング工程において、コーティングされた元素は、主として金属粒子の酸化金属膜に含まれることになる。
【００３３】
（脱水・アニール工程）
脱水・アニール工程では、上記で得られたＣｏを含有するゲータイト粒子が酸化雰囲気下で加熱される。加熱により、ゲータイト粒子は脱水され、酸化されてＣｏを含有するヘマタイト（α−Ｆｅ２Ｏ３）粒子となる。加熱の温度は、例えば、３００〜６００℃である。ゲータイト粒子が非磁性金属元素を含有する場合には、Ｃｏ及び非磁性金属元素を含有するヘマタイト粒子が得られる。
【００３４】
（熱処理工程）
熱処理工程では、脱水・アニール工程で得られたＣｏを含有するヘマタイト粒子が、例えば、水素雰囲気等の還元雰囲気下で加熱される。加熱の温度は、例えば、３００〜６００℃である。また、ヘマタイト粒子がＦｅ及びＣｏ以外にＭｎ等の他の非磁性金属元素を含有する場合には、ヘマタイト粒子は、酸化還元雰囲気下で加熱されてもよい。酸化還元雰囲気とは、熱処理の対象であるＣｏを含有するヘマタイト粒子において酸化反応と還元反応の両方が起こり得る雰囲気を指す。酸化還元雰囲気は、例えば、熱処理する炉内に酸化還元性ガスを送気することにより得られる。酸化還元性ガスとしては、一酸化酸素と二酸化炭素の混合ガス、及び、水素と水蒸気の混合ガス等が挙げられる。ヘマタイト粒子を酸化還元雰囲気下で加熱すると、Ｆｅ及びＣｏのみが還元され、上記のこれら以外の元素は酸化物のまま粒子の表面に排出・濃縮される。排出・濃縮された元素は、金属粒子中では、主として酸化金属膜を構成することができる。このため、磁気特性が高く、優れた絶縁性を有する金属粒子が得られやすくなり、渦電流損失を低減しやすくなる。
【００３５】
熱処理後、炉内を（酸化）還元性ガスから不活性ガスに切り替えて、２００℃付近にまで冷却される。
【００３６】
（徐酸化工程）
徐酸化工程では、熱処理工程後２００℃付近まで冷却された炉内の酸素分圧を徐々に増やしながら、室温まで徐冷される。これにより、粒子表面が徐々に酸化し、熱処理工程前から粒子表面に存在していた元素と、熱処理工程で表面に濃縮された元素とを含む酸化金属膜が形成される。熱処理工程前から粒子表面に存在していた元素には、中和工程又は酸化工程で加えられ、酸化工程後にゲータイト粒子の表面に存在していたＦｅ、Ｃｏ及びその他の元素、並びに、コーティング工程において粒子表面にコーティングされた非磁性金属元素等が挙げられる。
【００３７】
以上のようにして、金属コア部と金属コア部を被覆する酸化金属膜とを備える金属粒子が得られる。
【００３８】
次に、得られた金属粒子を用いてスラリー状の複合磁性材料が調製される。
【００３９】
（混合工程）
混合工程では、上記のようにして得られた金属粒子と、例えば、熱硬化性樹脂と硬化剤とが混合され、複合磁性材料が得られる。熱硬化性樹脂及び硬化剤は液状であっても固形であってもよく、熱硬化性樹脂等が固形である場合には、熱硬化性樹脂は有機溶媒とともに混合される。このとき、分散剤、カップリング剤等の他の成分が加えられてもよい。混合方法としては、例えば、加圧ニーダ及びボールミル等の撹拌機・混合機が選択される。混合条件は特に限定されないが、金属粒子が樹脂中に分散できるように、例えば、室温で２０〜６０分間混合される。有機溶媒としては、例えば、アセトン、メタノール及びエタノール等が挙げられる。以上のようにして、金属粒子、熱硬化性樹脂、及び硬化剤を含むスラリー状の複合磁性材料が得られる。熱硬化性樹脂及び硬化剤に代えて、熱可塑性樹脂を用いることもできる。
【００４０】
（成形工程）
成形工程では、複合磁性材料を加熱・加圧して、成形することにより、成形体が得られる。成形温度は、樹脂の軟化点以上であり、複合磁性材料が熱硬化性樹脂及び硬化剤を含む場合には、次の硬化工程における加熱温度以下である。成形温度は、例えば、６０〜８０℃である。混合工程で有機溶媒を用いた場合には、有機溶媒を含む複合磁性材料が塗布・乾燥され、乾燥体が得られる。この乾燥体を加熱・加圧して、成形することにより、成形体が得られる。
【００４１】
（硬化工程）
硬化工程では、成形体を加熱、硬化させることにより、複合磁性体が得られる。加熱温度は、樹脂及び硬化剤の種類によって適宜選択されるが、成形工程における成形温度より高く、１２０〜２００℃であることができる。加熱時間は、０．５〜３時間であることができる。
【００４２】
なお、上記硬化の前に仮硬化を行ってもよい。仮硬化を行う場合、仮硬化後の上記硬化を本硬化ということがある。仮硬化を行う場合の加熱温度は、６０〜１２０℃であることができる。加熱時間は、０．５〜２時間であることができる。仮硬化を行うことにより、本硬化時に極端な樹脂の低粘度化を抑制することができる。
【００４３】
仮硬化及び本硬化は、大気雰囲気下、不活性ガス雰囲気下、及び真空中のいずれで行ってもよいが、金属粒子の酸化を抑制するために、不活性ガス雰囲気下、又は真空中で行うことが好ましい。
【００４４】
以上のようにして、金属粒子と樹脂とを含む複合磁性体が得られる。本実施形態に係る複合磁性体は高周波帯域において、高い透磁率及び低い磁気損失を有する。したがって、本実施形態に係る複合磁性体は高周波電子部品の構成材料として有用である。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００４６】
［複合磁性体の作製］
（実施例１）
硫酸第一鉄及び硫酸コバルトの水溶液を、金属粒子中のＦｅ及びＣｏが下記表１の質量比となるように配合し、これらをアルカリ水溶液で一部中和した（中和工程）。中和後の水溶液にバブリングを行って通気し、上記水溶液を撹拌することにより、Ｃｏを含有する針状のゲータイト粒子を得た（酸化工程）。水溶液をろ過して得られたＣｏを含有するゲータイト粒子をイオン交換水で洗浄して乾燥したあと、さらに空気中で加熱することにより、Ｃｏを含有するヘマタイト粒子を得た（脱水・アニール工程）。
【００４７】
得られたＣｏを含有するヘマタイト粒子を、水素雰囲気の炉内で、温度５５０℃で加熱した（熱処理工程）。その後、炉内雰囲気をアルゴンガスに切り替え、２００℃程度まで冷却した。さらに、２４時間かけて酸素分圧を２１％まで増やしながら、室温まで冷却することにより、金属コア部と酸化金属膜とを備え、Ｆｅ及びＣｏを主成分とする金属粒子を得た（徐酸化工程）。得られた金属粒子の評価結果を表１に示す。
【００４８】
得られた金属粒子にエポキシ樹脂（商品名：ＪＥＲ８０６、三菱ケミカル株式会社製）及び硬化剤を加えて、ミキシングロールを用いて、９５℃で混練し、７０℃まで徐冷しながら混練を続け、７０℃以下となったところで混練を止めて、室温まで急冷することにより、実施例１のスラリー状の複合磁性材料を得た（混合工程）。得られた複合磁性材料の固形分中及び複合磁性体中の金属粒子の体積割合は４０体積％であった。複合磁性体の作製条件をまとめて表１に示す。次に、得られた複合磁性材料を、１００℃に加熱した金型に投入し、９８０ＭＰａの成形圧で成形を行った。得られた成形体を１８０℃で熱硬化してから切り出し、加工することで成形体を得た。なお、成形体の形状は１ｍｍ×１ｍｍ×１００ｍｍの直方体とした。
【００４９】
（実施例２）
中和工程において、硫酸第一鉄及び硫酸コバルトの水溶液を、金属粒子中のＦｅ及びＣｏが下記表１の質量比となるように配合したこと、中和工程において、アルカリ水溶液による中和率を高くし、酸化工程に供される中和後の金属（Ｆｅ及びＣｏ）イオン濃度を高くして金属粒子の平均アスペクト比を下記表１のとおりとなるように大きくしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の複合磁性体を得た。
【００５０】
（実施例３）
中和工程において、硫酸第一鉄及び硫酸コバルトの水溶液を、金属粒子中のＦｅ及びＣｏが下記表１の質量比となるように配合したこと、中和工程において、アルカリ水溶液による中和率を高くし、酸化工程に供される中和後の金属（Ｆｅ及びＣｏ）イオン濃度を高くして金属粒子の平均アスペクト比を下記表１のとおりとなるように大きくしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の複合磁性体を得た。
【００５１】
（比較例１）
中和工程において、アルカリ水溶液による中和率を低くして、金属粒子の平均アスペクト比を下記表１のとおりとなるように小さくしたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の複合磁性体を得た。
【００５２】
（比較例２）
中和工程において、硫酸第一鉄及び硫酸コバルトの水溶液を、金属粒子中のＦｅ及びＣｏが下記表１の質量比となるように配合したこと、中和工程において、アルカリ水溶液による中和率を高くし、酸化工程に供される中和後の金属（Ｆｅ及びＣｏ）イオン濃度を高くして金属粒子の平均アスペクト比を下記表１のとおりとなるように大きくしたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の複合磁性体を得た。
【００５３】
（実施例４）
中和工程において、アルカリ水溶液による中和率を高くし、酸化工程に供される中和後の金属（Ｆｅ及びＣｏ）イオン濃度を低くして金属粒子のアスペクト比のＣＶ値を下記表１のとおりとなるように変更したこと以外は、実施例２と同様にして、実施例４の複合磁性体を得た。
【００５４】
（比較例３）
中和工程において、アルカリ水溶液による中和率を高くし、酸化工程に供される中和後の金属（Ｆｅ及びＣｏ）イオン濃度を低くして金属粒子のアスペクト比のＣＶ値を下記表１のとおりとなるように大きくしたこと以外は、実施例２と同様にして、比較例３の複合磁性体を得た。
【００５５】
（比較例４）
中和工程において、中和前の水溶液中の金属（Ｆｅ及びＣｏ）イオン濃度を低くして、金属粒子の平均長軸径を下記表１のとおりとなるように小さくしたこと以外は、実施例２と同様にして、比較例４の複合磁性体を得た。
【００５６】
（実施例５）
中和工程において、中和前の水溶液中の金属（Ｆｅ及びＣｏ）イオン濃度を低くして、金属粒子の平均長軸径を下記表１のとおりとなるように小さくしたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例５の複合磁性体を得た。
【００５７】
（実施例６）
中和工程において、中和前の水溶液中の金属（Ｆｅ及びＣｏ）イオン濃度を高くして、金属粒子の平均長軸径を下記表１のとおりとなるように大きくしたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例６の複合磁性体を得た。
【００５８】
（比較例５）
中和工程において、中和前の水溶液中の金属（Ｆｅ及びＣｏ）イオン濃度を高くして、金属粒子の平均長軸径を下記表１のとおりとなるように大きくしたこと以外は、実施例２と同様にして、比較例５の複合磁性体を得た。
【００５９】
（実施例７）
中和工程において硫酸第一鉄及び硫酸コバルトの水溶液に代えて硫酸第一鉄の水溶液を用いたこと、中和工程において水溶液中の金属（Ｆｅ）イオン濃度及びアルカリ水溶液による中和率を変更して金属粒子の平均アスペクト比及びアスペクト比のＣＶ値を下記表１のとおりとなるように変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例７の複合磁性体を得た。
【００６０】
［評価方法］
（金属粒子のサイズ、アスペクト比及びそのＣＶ値）
実施例及び比較例で得られた金属粒子を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて明視野像を倍率５０万倍で観察し、金属粒子の長軸及び短軸方向の寸法（長軸径及び短軸径）（ｎｍ）を測定し、アスペクト比を求めた。同様にして、２００〜５００個の金属粒子を観察し、長軸径、短軸径及びアスペクト比の平均値を計算した。さらに、アスペクト比については、そのＣＶ値（標準偏差値／平均値）を求めた。平均長軸径、平均アスペクト比、及び、アスペクト比のＣＶ値の評価結果を表１に示す。
【００６１】
（複素透磁率及び磁気損失）
実施例及び比較例で得られた複合磁性体の複素透磁率の実部μ’、虚部μ’’、及び磁気損失ｔａｎδμを、ネットワークアナライザ（アジレント・テクノロジー株式会社製、ＨＰ８７５３Ｄ）と空洞共振器（株式会社関東電子応用開発製）を用いて摂動法により、周波数２．４ＧＨｚで測定した。μ’及びｔａｎδμの測定結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
2019176004.tif 000002
【００６３】
表１から明らかなように、実施例１〜７の複合磁性体は高周波帯域において高い透磁率及び低い磁気損失を有することが確認できた。