(57)【要約】【課題】異方性のＷ型６方晶フェライトを製造するさいに，スピネル化合物が共存しないＷ型フェライト化合物を製造する。【解決手段】Ｗ型フェライトを製造するにあたり，Ｍ型フェライト化合物とスピネル型フェライト化合物とを，Ｗ型フェライト化合物に対応する組成となる量比で配合した混合粉を得，この混合粉を圧粉成形し，焼成し，さらに，所望により，粉砕することを特徴とするＷ型フェライトの製造方法である。Ｗ型フェライトは，Ａ〔Ｚｎ２（１−ｘ）（ＬｉＦｅ）ｘ〕Ｆｅ１８Ｏ２７（ただし，ＡはＳｒまたはＢａ，ｘ＝０〜０．５）の組成を有する化合物であることができる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｗ型フェライトを製造するにあたり，Ｍ型フェライト化合物とスピネル型フェライト化合物とを，Ｗ型フェライト化合物に対応する組成となる量比で配合した混合粉を得，その混合粉を圧粉成形し，ついで焼成することを特徴とするＷ型フェライトの製造方法。
【請求項２】
Ｗ型フェライトを製造するにあたり，Ｍ型フェライト化合物とスピネル型フェライト化合物とを，Ｗ型フェライト化合物に対応する組成となる量比で配合した混合粉を得，この混合粉を圧粉成形し，焼成し，次いで粉砕することを特徴とするＷ型フェライトの製造方法。
【請求項３】
Ｗ型フェライトは，Ａ〔Ｚｎ２（１−ｘ）（ＬｉＦｅ）ｘ〕Ｆｅ１８Ｏ２７（ただし，ＡはＳｒまたはＢａ，ｘ＝０〜０．５）の組成を有する化合物である請求項１または２に記載のＷ型フェライトの製造方法。
【請求項４】
スピネル型フェライトは２〔Ｚｎ（１−ｘ）（ＬｉＦｅ）ｘ〕Ｏ・Ｆｅ２Ｏ３（ただしｘ＝０〜０．５）の組成を有する化合物であり，Ｍ型フェライトはＡＯ・６Ｆｅ２Ｏ３  （ＡはＳｒまたはＢａ）の組成を有する化合物である請求項３に記載のＷ型フェライトの製造方法。
【請求項５】
スピネル化合物を実質的に含まないＷ型フェライト化合物の磁性粉末であって，平均粒径が５０μｍ以下の粒子からなり，飽和磁化が６０ｅｍｕ／ｇ  以上である強磁性粉末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，Ｗ型フェライトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
六方晶フェライト系磁石は、コストパフォーマンス、耐環境性等に優れているため電装用モータ等の各種磁性応用製品に多用されているが，昨今の磁性応用製品の小型化のニーズに伴い、フェライト系磁石の高性能化が求められている。
【０００３】
六方晶フェライトは，周知のように，Ｆｅ２Ｏ３  ，ＢａＯ，ＭｅＯを三成分とすると〔但し，ＢａはＣａ，Ｓｒ，Ｐｂなどで置換可能であり，Ｍｅは鉄属遷移族元素の２価イオンまたはＺｎ，Ｍｇ，或いは１価と３価の組合せ（例えばＬｉ＋１とＦｅ＋３との組合せ）を表す〕，組成上に非常に似通った六方晶構造をもつ化合物群が存在し，それぞれの組成に応じてＭ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ型などと呼ばれている。このうち，Ｍ型フェライト化合物が製造性等の点で有利なことから多用されており，その高性能化への努力が続けられてきた結果、その磁気特性は次第にその上限に近づきつつある。
【０００４】
このため，さらに高い磁気特性を得るためには、Ｍ型フェライトに代わる新たな化合物材料の開発が必要である。飽和磁化の大きな磁性材料としては、Ｍ型以外にもＷ型、Ｘ型、Ｙ型などがあり，特にＷ型フェライトは，Ｍ型より１０％程度高い飽和磁化を有し、かつＭ型とほぼ同等の異方性磁界を示すので，近年、新しい磁性材料として注目されている（例えば特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０６７１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
Ｗ型フェライトはＭ型フェライトに比べて不安定であり，このため焼成品を粉砕すると分解し易い。このため，Ｗ型フェライトは焼結磁石として得ることができても，Ｗ型フェライトの磁性粉末とすることは困難である。このため，ボンド磁石用のＷ型フェライトは未だ出現していない。また，通常の粉体原料を混合して焼成する方法では，低温で生成し易いスピネルが始めに形成し，これがＷ型フェライトの生成を抑制する現象が起こり，磁気特性に大きな影響を及ぼすことになる。
【０００７】
本発明はこのような問題の解決を目的としたものであり，スピネルを含まないＷ型フェライト化合物を安定して製造することを課題としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために，本発明では，Ｍ型フェライト化合物とスピネル型フェライト化合物とを，Ｗ型フェライト化合物に対応する組成となる量比で秤量・混合し，この混合物を必要に応じて粉砕し，得られた混合粉を圧粉成形し，ついで焼成する。これによってスピネル化合物を実質的に含まないＷ型フェライト化合物主体の磁性材料を得ることができる。この焼成品は粉砕してもＷ型フェライト化合物の形態を維持する。したがって，スピネルを実質的に含まないＷ型フェライト化合物主体の磁性粉末が得られる。粉砕したあとは，粉砕による歪を除去するためにアニール処理することが好ましい。
【０００９】
本発明のＷ型フェライトは，Ａ〔Ｚｎ２（１−ｘ）（ＬｉＦｅ）ｘ〕Ｆｅ１８Ｏ２７（ただし，ＡはＳｒまたはＢａ，ｘ＝０〜０．５）の化学組成を有する化合物であることができ，この場合には，配合に使用するスピネル型フェライト原料としては，２〔Ｚｎ（１−ｘ）（ＬｉＦｅ）ｘ〕Ｏ・Ｆｅ２Ｏ３（ただしｘ＝０〜０．５）の組成を有する化合物を用い，配合に使用するＭ型フェライト原料としてはＡＯ・６Ｆｅ２Ｏ３  （ＡはＳｒまたはＢａ）の組成を有する化合物を使用するのがよい。このようなＢａ−Ｚｎ−Ｌｉ系Ｗ型フェライトを本発明に従って合成する場合には，その焼成品を平均粒径５０μｍ以下に粉砕してもＷ型フェライトの形態を保持している。このため，スピネル化合物を実質的に含まないＷ型フェライト化合物主体の平均粒径が５０μｍ以下の粒子からなり，飽和磁化が６０ｅｍｕ／ｇ  以上の強磁性粉末を得ることができる。この粉末はボンド磁石用に供することが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者らは，Ｗ型フェライトを合成する場合に，その焼成過程でスピネル化合物が生成する挙動を種々の試験で調べてきたが，スピネルが生成するとその分，Ｗ型フェライトの磁気特性が低下することが明らかとなった。また，この場合には焼成品を微粉砕するとＷ型フェライトの結晶も崩れやすくなることがわかった。ところが，微細なスピネルを予め合成しておき，これをＭ型フェライトの粉体と混合したうえで焼成すると，スピネルは焼成の過程で消失しＷ型フェライトの生成に寄与することを知見した。すなわち，スピネル＋Ｍ型フェライト→Ｗ型フェライトに変性するのである。得られる焼成品はこれを微粉砕してもＷ型フェライトの結晶構造を維持し，磁気特性の良好な磁性粉末を得ることができる。
【００１１】
Ｗ型フェライトのうちでも，異方性Ｂａ−Ｚｎ−Ｌｉ系Ｗ型六方晶フェライトは磁気特性が優れることが知られている。本発明はこのＢａ−Ｚｎ−Ｌｉ系Ｗ型フェライトを製造する場合にも適用可能である。すなわち，一般式がＡ〔Ｚｎ２（１−ｘ）（ＬｉＦｅ）ｘ〕Ｆｅ１８Ｏ２７で表されるＷ型フェライト化合物（ただし，ＡはＳｒまたはＢａ，ｘ＝０〜０．５）を製造する場合に適用可能である。
【００１２】
本発明のＷ型フェライトの製造法は，スピネル化合物とＭ型フェライト化合物の準備工程，両者の秤量・混合工程，圧粉成形工程，焼成工程，粉砕工程，アニール工程，解砕工程からなる。以下，前記のＢａ−Ｚｎ−Ｌｉ系Ｗ型フェライトを製造する場合を例として，本発明の各工程を具体的に説明する。
【００１３】
まず，出発原料としてスピネル化合物とＭ型フェライト化合物の準備するが，その準備のために，両化合物を製造することが必要な場合には，両者を別々に製造する。Ａ〔Ｚｎ２（１−ｘ）（ＬｉＦｅ）ｘ〕Ｆｅ１８Ｏ２７系Ｗ型フェライトの製造の場合は，２〔Ｚｎ（１−ｘ）（ＬｉＦｅ）ｘ〕Ｏ・Ｆｅ２Ｏ３（ただしｘ＝０〜０．５）の組成を有するスピネル化合物を別途に製造し，さらにＡＯ・６Ｆｅ２Ｏ３  （ＡはＳｒまたはＢａ）の組成を有するＭ型フェライト化合物を別途に製造するのがよい。それらの製法は，常法に従って，原料をその組成となるように秤量・粉砕し，圧粉成形してフェライトの合成温度で焼成すればよい。
【００１４】
次いで，両者をＷ型フェライト組成となるような量比で秤量し，両原料を混合する。混合はボールミルを用いて行うことにより，両原料が粉砕と同時に混合されるので好ましい。
【００１５】
得られたＷ型フェライトに相当する組成割合の混合粉は，プレス機で所望の形状に圧粉成形し，炉に装入して合成温度で焼成する。焼成雰囲気は大気中とし，焼成温度は１１００〜１３５０℃で３０〜１８０分間の保持のあと室温にまで冷却すればよい。この焼成により，配合したスピネル化合物は実質上全てが消失し，新たにＷ型フェライトが生成する。配合したＭ型フェライトが残留することもあるが，残留量はＷ型フェライトより多くなることはなく，Ｗ型フェライトが主成分の異方性六方晶フェライトが得られる。
【００１６】
この焼成品のまま焼結磁石として磁性材料に供することもできる。その場合には，焼成品を所望の形状に切り出すことによって任意の形状の磁石製品とすることができる。
【００１７】
本発明に従うＷ型フェライトを含む焼成品は，これを粉砕することによって，ボンド磁石に適した磁性粉末とすることができる。粉砕はボールミルを用いて行うことができるが，まず乾式粉砕で粗粉を製造し，次いで乾式粉砕もしくは湿式粉砕で微粉化するのがよい。粉砕は平均粒径が１００μｍ以下，好ましくは５０μｍ以下，さらに好ましくは１０μｍ以下の微粉が得られるまで行うのが望ましい。いずれにしても，粉砕時には機械的な応力が加わるので，粒子には内部歪が残留し，これが磁気特性を劣化させることは否めない。
【００１８】
この内部歪を除去するために，粉体をアニール処理するのがよい。アニール処理は歪除去の目的が達成できるに十分な温度に保持すればよく，通常は，７００〜９５０℃の温度範囲に３０〜１２０分間保持すればよい。雰囲気は大気中とすればよい。この歪取り焼鈍の後では粉体が部分的に凝集して塊状品となり易いが，この塊状品はボールミル等で解砕することによって，ほぼもとの粉体に戻すことができる。この解砕時に再び歪が発生することを防止するために，湿式解砕を行うのが好ましい。
【００１９】
このようにして，本発明によると，Ｗ型フェライトが主体でスピネル化合物を含まない磁気特性の優れた磁性粉末，例えば飽和磁化が６０ｅｍｕ／ｇ  以上を示し，保磁力も１８００Ｏｅ  以上を示す磁性粉末を得ることができる。このものは，ボンド磁石用の磁性粉末として好適であり，バイダー樹脂に充填するさいに磁場配向することによって，さらに優れた磁気特性を示すようになる。
【００２０】
【実施例】
〔実施例１〕
（１）  スピネル化合物の製造
α−Ｆｅ２Ｏ３  ，ＺｎＯおよびＬｉ２ＣＯ３を，  ＺｎＬｉＦｅ９Ｏ１２のスピネル化合物の組成に対応する量比で秤取し，  ボールミルで１０分間乾式混合した。この混合粉を電気炉に装填し，９００℃で１時間，大気中で焼成した。得られた焼成品の結晶構造をＸ線回折したところ，図１のＸ線回折パターンに示したとおり，スピネル単相であることが確認された。
【００２１】
（２）  スピネル化合物とＭ型フェライト化合物の混合
前記のスピネル化合物と，ＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３  のＭ型フェライト化合物とを，ＳｒＺｎＬｉＦｅ１８．５Ｏ２７組成に対応する量比で秤取し，ボールミルを用いて４  時間混合・微粉砕を行い，混合粉を得た。
【００２２】
（３）  混合粉の成形と焼結
前記の混合粉をプレス圧４９ＭＰａで、φ１５ｍｍ×高さ１５ｍｍの円柱状の成形体に圧粉成形し、この成形体を電気炉に装入し，大気中，１３００℃で２時間焼成した。
【００２３】
（４）  焼成品の粉砕
得られた焼成品をロッドミルを用いて粒径１ｍｍ以下に粗粉砕したあと，さらにボールミルを用いて平均粒径１０μｍ以下に乾式で微粉砕した。なお，この平均粒径は、レーザー回折法により測定した粒径の５０％積算値として求められる数平均粒径である。
【００２４】
（５）  粉砕品のアニール処理
焼成品を粉砕するさいに発生した内部歪を除去するために，得られた微粉砕品を電気炉に装入し，大気中，９００℃で１時間のアニール処理を行った。このアニール処理で得られた塊状品をボールミルを用いて５分間湿式で解砕し，フェライト磁性粉を得た。
【００２５】
焼成品を微粉砕した段階でその微粉をＸ線回折したところ，図２に示すＸ線回折パターンが得られた。図２に見られにように，この微粉はスピネル相を有しておらず，主成分がＷ型フェライトであることが確認された。他の成分はＭ型フェライトであり，Ｗ型フェライトとＭ型フェライトのＸ線回折の強度比は，ほぼ７０：３０であった。なお図３に，本例のＸ線回折パターンを，α−Ｆｅ２Ｏ３  およびＺｎ−Ｌｉ−Ｆｅ系スピネル化合物のＸ線回折パターンと対比して示した。
【００２６】
アニール後に得られたフェライト磁性粉の磁気特性を測定したところ，表１に示す結果が得られた。
【００２７】
【表１】
2005001950.tif 000002
【００２８】
〔比較例１〕
α−Ｆｅ２Ｏ３  ，ＺｎＯ，Ｌｉ２ＣＯ３およびＢａＣＯ３を，一般式Ｂａ〔Ｚｎ２（１−ｘ）（ＬｉＦｅ）ｘ〕Ｆｅ１８Ｏ２７のＷ型フェライトにおけるＸ＝０．３となる化合物の組成に対応する量比で秤取し，  ボールミルで１８０分間湿式混合し，乾燥後，この混合粉をプレス圧４９ＭＰａで、φ３６ｍｍ×高さ７ｍｍの円板状の成形体に圧粉成形し、この成形体を電気炉に装入し，大気中，１２５０℃で１時間焼成した。得られた焼成品からサンプルを採取してＸ線回折を行ったところ，スピネル化合物とＷ型フェライト化合物のピークが観測され，その相対強度比から，スピネル化合物：Ｗ型フェライト化合物のＸ線回折の強度比はほぼ３０：７０であることが確認された。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によると，スピネル化合物が実質上共存しないＷ型フェライト化合物を得ることができる。Ｗ型フェライトはＭ型フェライトでは達成できない高い飽和磁化を有するので，Ｍ型フェライトでは得られなかった高性能の磁性材料が提供できる。またＷ型フェライトにスピネルが共存すると磁気特性が劣化するようになるが，本発明ではスピネルが共存しないので，この点でも優れた磁気特性の磁性材料を提供できる。加えて，本発明によれば，Ｗ型フェライトの磁性粉末を安定して得ることができるので，ボンド磁石用のＷ型フェライト磁性材料が得られる。そして，本発明の製造法は，複雑な雰囲気制御を必要としないので，製造性がよく安価に製造できる点でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明法に使用したスピネル化合物のＸ線回折パターンである。
【図２】本発明に従って製造したＷ型フェライト焼成品のＸ線回折パターンである。
【図３】図２のＸ線回折パターンを，図１のスピネル化合物およびα−Ｆｅ２Ｏ３  のＸ線回折パターン図を比較した図である。
【図１】
2005001950.tif 000003
【図２】
2005001950.tif 000004
【図３】
2005001950.tif 000005