金属磁性粉およびその製造法
【課題】飽和磁化の高い軟質磁気特性に優れた金属磁性粉を提供する。
【解決手段】ＦｅXＭ1-X（ただしＭはＣｏ等の遷移元素、Ｘ：０.３５〜０.８５）の組成を有する平均粒子径ＤM：５〜５００ｎｍの粒子で構成され、保磁力Ｈｃが４００ Ｏｅ以下、飽和磁化σｓが１２０ｅｍｕ／ｇ以上、角形比σｒ／σｓが０.２０以下、好ましくは耐候性Δσｓが４０％以下である金属磁性粉。この金属磁性粉は、不活性ガスを吹き込みながら１００℃以上まで昇温し、脱酸素・脱水処理を施したポリオール溶媒に、できあがる金属磁性粉のＦｅとＭ成分の原子比が１：（１−Ｘ）、ただしＸ：０.３５〜０.８５、となるようにこれらの元素を含む金属塩を投入し、その金属塩を溶媒のポリオールで１００℃以上の温度に保持することにより還元して合金粒子を析出させる方法で製造できる。
【解決手段】ＦｅXＭ1-X（ただしＭはＣｏ等の遷移元素、Ｘ：０.３５〜０.８５）の組成を有する平均粒子径ＤM：５〜５００ｎｍの粒子で構成され、保磁力Ｈｃが４００ Ｏｅ以下、飽和磁化σｓが１２０ｅｍｕ／ｇ以上、角形比σｒ／σｓが０.２０以下、好ましくは耐候性Δσｓが４０％以下である金属磁性粉。この金属磁性粉は、不活性ガスを吹き込みながら１００℃以上まで昇温し、脱酸素・脱水処理を施したポリオール溶媒に、できあがる金属磁性粉のＦｅとＭ成分の原子比が１：（１−Ｘ）、ただしＸ：０.３５〜０.８５、となるようにこれらの元素を含む金属塩を投入し、その金属塩を溶媒のポリオールで１００℃以上の温度に保持することにより還元して合金粒子を析出させる方法で製造できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飽和磁化が高く軟質磁気特性に優れた金属磁性粉末、およびその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリオールによる還元反応を利用した方法（以下「ポリオール法」という）によってＦｅ−Ｐｔ系、Ｃｏ−Ｐｔ系、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｐｔ系等の合金微粉末を合成する手法が知られている（特許文献１、２）。これらの方法によると、粒径が例えば２０ｎｍ以下のナノ粒子が得られ、その保磁力も高いことから、超高密度磁気記録媒体に好適な磁性粉が得られる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５４０１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２７７８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、Ｆｅと遷移金属（Ｃｏ等）との合金は、本来、低保磁力、高透磁率を呈する軟磁性合金として優れた特性を有することが知られている。これは、磁気記録媒体等の高保磁力が要求される硬磁性用途とは異なり、磁気ヘッド、電磁石の鉄心、トランスコア、電磁気シールド材といった軟磁性用途に適するものである。
【０００５】
しかしながら、上記Ｆｅと遷移金属との合金は、微粉末の状態で優れた軟磁気特性を呈するものを実現することは容易ではなく、粒径が５００ｎｍ以下の微粉末としては実用化されるには至っていない。その大きな要因の１つに、微粉末において高い飽和磁化を実現することが困難であったことが挙げられる。
本発明は、Ｆｅを主体とする磁性合金の微粉末において、飽和磁化が高く、優れた軟質磁気特性を呈するものを提供しようというものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者らは種々検討の結果、ポリオール法でＦｅ合金微粉を合成する際に、溶媒および還元剤となるポリオールを１００℃以上の温度域で予め十分に脱酸素処理したのちに金属塩を投入し、還元することにより、飽和磁化の高い合金粉末が合成できることを見出した。
【０００７】
すなわち本発明では、ＦｅXＭ1-X（ただしＭは１種以上の遷移元素、Ｘ：０.３５〜０.８５）の組成を有する平均粒子径ＤM：５〜５００ｎｍの粒子で構成され、保磁力Ｈｃが４００ Ｏｅ以下、飽和磁化σｓが１２０ｅｍｕ／ｇ以上、角形比σｒ／σｓが０.２０以下であり、さらに好ましくは耐候性Δσｓが４０％以下である金属磁性粉が提供される。
また、本発明では粉体粒子の形状が球状ないし多角形状であり、整粒性の高い金属磁性粉が提供される。すなわち、粉体を構成する粒子の平均アスペクト比が２.０以下であるもの、あるいはさらに、粉体を構成する粒子の８０個数％以上が、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲の粒径を有するものが提供される。
【０００８】
なかでも前記Ｍ成分が「ＣｏおよびＮｉの１種または２種」を含む１種以上の遷移元素からなるものが好適な対象となる。例えば、Ｍ成分がＣｏおよびＮｉの１種または２種と不可避的不純物からなる、Ｆｅ−Ｃｏ合金粉、Ｆｅ−Ｎｉ合金粉、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金粉などが挙げられる。
【０００９】
ここで、平均粒子径ＤMおよび平均アスペクト比は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）またはＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により観察される粉末粒子の画像において、任意に選んだ１００個以上の粒子の粒径（長径および短径）を測定することによって求められる。各粒子の粒径は画像上に現れる長径および短径を測定して求める。例えば画像をプリントアウトした写真上でノギスまたはデジタイザーによって粒径を測定する方法が採用できる。平均粒子径ＤMは各測定粒子の長径を算術平均したものである。各粒子のアスペクト比は長径／短径の値（１が最小）で表され、平均アスペクト比は各測定粒子のアスペクト比を算術平均したものである。
【００１０】
本発明では特に、この金属磁性粉において、不純物としてフェライトを含まないものが提供される。
ここで「フェライトを含まない」とは、当該粉末のＸ線回折パターンにおいてフェライトの存在が確認されないことをいう。極めて微量のフェライトが含まれているとしても、その回折ピークがノイズに埋もれて判別できない場合は、「フェライトを含まない」に該当する。ここでいうフェライトとは、マグネタイト、Ｃｏフェライト、Ｎｉフェライト等、原料塩から生成されうるフェライトを含み、これらの混在する状態のものをも含む。
【００１１】
また本発明では、これらの金属磁性粉の製造法として、不活性ガスを吹き込みながら１００℃以上まで昇温し、脱酸素・脱水処理を施したポリオール溶媒に、できあがる金属磁性粉のＦｅとＭ成分の原子比が１：（１−Ｘ）、ただしＸ：０.３５〜０.８５、となるようにこれらの元素を含む金属塩を投入し、その金属塩を溶媒のポリオールで１００℃以上の温度に保持することにより還元して合金粒子を析出させる製造法が提供される。
ここで、還元反応に伴って生成する水の少なくとも一部を溶媒中から除去しながら還元を進行させることが好ましい。例えば一旦蒸発した水ができるだけ溶媒中に戻らないように分離・除去する手法が採用できる。
不活性ガスは、希ガスおよび窒素ガスをいう。Ｆｅの原料には２価の鉄塩を用いることが、フェライトの生成を抑止する上で極めて有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、飽和磁化の高い合金磁性粉末が提供された。この粉末は、アスペクト比が２.０以下と粒子の形状異方性が小さく、また、粉砕により作製した粒子のように角張っておらず、球状ないしは多角形状の滑らかな表面をもち、整粒性も高い。本発明の金属磁性粉は以下のような用途への適用が期待される。
i) ＭＨｚ〜ＧＨｚの広帯域で使用可能な電波吸収体。
ii) 分子やＤＮＡの分離技術。すなわち、磁気を利用して当該磁性粒子の周囲に特定の分子をくっつけ、この分子と反応性の高い分子やＤＮＡなどを分離する。
iii) 温熱治療。すなわち、体内の病理組織（癌細胞など）の周囲に当該磁性粒子をドーピングし、外部から振動磁界を付与して磁性粒子を発熱させ、その病理組織を死滅させてしまう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明者らの詳細な検討によれば、合金粉末を合成するためのポリオール法において、金属塩をポリオールで還元する前に、予めポリオール中に含まれる溶存酸素と水分を十分除去しておくと、飽和磁化の高い金属磁性粉が得られることがわかった。その理由については未解明の部分も多いが、溶媒中の溶存酸素や水分が少ない状態で金属塩を還元したとき、析出後に分離・抽出された合金粉中への不純物フェライトの混入が顕著に防止されるという現象が見られた。この現象は、１００℃以上の温度域での脱酸素・脱水処理を予め施していないポリオールを溶媒に用いて還元する従来一般的な方法では起こらない。すなわち、従来一般的なポリオール法では不純物としてフェライトの混入が避けられなかったが、予め１００℃以上の温度域で脱酸・脱水素処理したのち還元反応を開始するとフェライトが検出されない合金粉が得られるのである。このことが飽和磁化の改善に大きく寄与しているものと推察される。
【００１４】
以下、本発明を特定するための事項について説明する。
〔組成〕
本発明の合金粉末は原子比でＦｅXＭ1-Xの組成をもつ。
Ｍは１種以上の遷移元素である。Ｍ成分は、Ｆｅの標準電極電位（−０.４４Ｖ）よりも高い遷移元素を主体として構成することが好ましい。それより標準電極電位が低い場合は、ポリオールで還元することが困難となり、均一な合金の作成が困難となるため、好ましくない。
【００１５】
好適なＭ成分としてＣｏ（標準電極電位：−０.２８Ｖ）やＮｉ（標準電極電位：−０.２５Ｖ）を主体としたものが挙げられる。Ｆｅ−Ｃｏ系合金やＦｅ−Ｎｉ系合金の微粉末では軟磁気特性に優れたものが得られやすい。Ｃｏ以外にはＰｔその他の遷移金属元素を含むことができるが、Ｍ成分をＣｏおよび不可避的不純物からなる構成とすることで飽和磁化の顕著な向上が十分達成できる。
【００１６】
Ｆｅの原子比を表すＸは０.３５〜０.８５の範囲とする。Ｘがこの範囲を外れると保磁力Ｈｃを４００ Ｏｅ以下、飽和磁化を安定して１２０ｅｍｕ／ｇ以上に安定して向上させること、角形比σｒ／σｓが０.２以下の軟磁気特性を安定して得ること、あるいはさらに耐候性Δσｓを４０％以下に安定して改善することが難しくなる。
【００１７】
〔平均粒子径、アスペクト比〕
平均粒子径ＤMは５〜５００ｎｍの範囲をとることができるが、高密度磁気記録媒体の場合とは異なり、磁性粒子の粒径を特に小さくする必要はない。前述のi)〜iii)のような用途を考慮すると、ＤMは１０〜２００ｎｍ程度とすればよく、２０〜１００ｎｍ程度がさらに好ましい。また、平均アスペクト比は２.０以下であることが好ましい。さらに、粉体を構成する粒子のＤMのバラツキが小さいこと、すなわち整粒性が高いことが望ましく、具体的には、粉体を構成する粒子の８０個数％以上が、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲の粒径を有するものが好ましい対象となる。粉体を構成する粒子の９５個数％以上が、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲の粒径を有するものが一層好ましい対象となる。
平均粒子径ＤMは、核剤や界面活性剤といった添加物の種類および添加量を制御することによってコントロール可能である。平均アスペクト比や整粒性は、後述の製造法を実施することによって適正化される。
【００１８】
〔磁気特性〕
粉末としての磁気特性はＶＳＭを用いて最大印加磁場強度１０ｋＯｅをかけ、従来一般的な方法で測定することができる。磁気特性の測定温度は特に断らない限り室温とする。
本発明の合金粉は、飽和磁化σｓが１２０ｅｍｕ／ｇ以上を呈するものである。飽和磁化σｓの上限は特に規定されないが、前記i)〜iii)の用途では概ね１２０〜２５０ｅｍｕ／ｇの範囲で良好な結果が得られ、１５０ｅｍｕ／ｇ以上とするのが一層好ましい。飽和磁化σｓは、組成を前述のようにするとともに、フェライトの混入防止を図ることによって１２０ｅｍｕ／ｇ以上にコントロールできる。
【００１９】
保磁力については、あまり大きいと軟磁気特性を阻害するので、４００ Ｏｅ以下に抑えることが望ましい。特に良好な軟磁気特性が要求される用途では２００ Ｏｅ以下あるいはさらに１００ Ｏｅ以下にすることが一層好ましい。角形比（＝残留磁化／飽和磁化）は０.０５〜０.２程度とすることができる。金属塩濃度や還元温度、時間、添加物量などのプロセスパラメータによってコントロールすることができる。
【００２０】
耐候性を示す指標として、Δσｓを用いる。この指標は、粉体作製直後に測定した飽和磁化σｓ（０日目）と、温度６０℃、湿度９０％の雰囲気に７日間暴露した後に測定した飽和磁化σｓ（７日目）の値から次式により定められる。
Δσｓ（％）＝｛σｓ（０日目）−σｓ（７日目）｝／σｓ（０日目）×１００
Δσｓについては、その値が大きいと、使用中に時間の経過とともに酸化により飽和磁化σｓが小さくなってしまい、状況によっては金属粉が発火してしまうこともある。前記の用途を考慮したとき、Δσｓは４０％以下であることが望ましく、３０％以下がより好ましく、２０％以下が一層好ましい。このΔσｓは、金属粉を徐酸化することにより酸化被膜を形成することや、無機物・有機物をコーティングすることによって、コントロールすることができる。
【００２１】
〔製造法〕
本発明においては、ポリオールを予め１００℃以上の温度域で脱酸素処理しておくことを除き、基本的にはポリオール中で金属塩を還元して合金を析出させ、これを分離抽出する従来のポリオール法の手順が採用できる。
【００２２】
ポリオールは複数の水酸基を有する有機物質であり、多価アルコールとも言われる。その代表的なものとしてエチレングリコールが挙げられる。また、ポリオールの誘導体を溶媒に使用することもできる。本発明では、その誘導体もポリオールとして取り扱う。
【００２３】
まず、ポリオールを脱酸素・脱水処理する。この処理は、ポリオールに不活性ガスを吹き込みながら１００℃以上まで昇温を行い、さらに、１００℃以上の温度で、所定の時間（例えば２０ｍｉｎ以上）保持することにより、実施される。不活性ガスによるバブリング自体で攪拌効果が得られるが、機械的攪拌を兼用することが望ましい。ただし、特段の強攪拌は必要ない。不活性ガスの吹き込みおよび攪拌は、常温からの昇温過程で既に開始することができる。還元温度は使用する溶媒の沸点以下で実施する。沸点以上では、耐圧容器等特殊な反応設備を必要とし、不経済である。
【００２４】
次いで、１００℃以上の温度域で脱酸素処理したポリオール中に金属塩を投入する。Ｆｅを含む金属塩と、Ｍ成分を含む金属塩を、できあがる金属磁性粉のＦｅとＭ成分の原子比が１：（１−Ｘ）、ただしＸ：０.３５〜０.８５、となるように投入する。反応条件にもよるが、例えば、標準電極電位の低い金属は還元されにくく液中に残りやすい傾向があるので、標準電極電位の低い金属の添加割合を目標組成に対し多めにすると良好な結果が得られやすい。Ｆｅを含む金属塩としては例えば塩化第一鉄が挙げられ、Ｍ成分のＣｏを含む金属塩としては例えば酢酸コバルトが、Ｎｉを含む金属塩としては酢酸ニッケルが挙げられる。Ｆｅの原料に関しては３価の金属塩より２価の金属塩を採用する方が還元速度の向上およびマグネタイト等の酸化物の生成抑制に効果的である。金属塩の濃度は、ＦｅとＭ成分の総量が０.０２〜０.１ｍｏｌ／Ｌの範囲になるように調整することが好ましい。また、溶媒に可溶な塩基性物質（ＮａＯＨなど）を投入することで、液中での還元反応速度をコントロールすることができる。添加する塩基性物質は、ＯＨ濃度で０.５〜１０ｍｏｌ／Ｌとすることが好ましい。そうすることにより、軟磁気特性に優れた粒子を合成することができる。
【００２５】
金属塩（必要に応じてさらに塩基性物質）投入時のポリオール温度は９０℃以上とすることが望ましい。通常は、不活性ガスの吹き込みおよび攪拌を継続しながら金属塩を投入すればよい。還元反応を促進するためには１２０℃以上に昇温することが望ましい。１５０℃以上に昇温することがより好ましい。実際には加熱を継続しながらポリオールの沸点まで昇温していき、その後、還流状態で還元反応を進めるとよい。エチレングリコールの場合、沸点は１９７.６℃である。ただし、沸点が３００℃を超える溶媒の場合は、概ね３００℃前後で還流を行うことが望ましい。還元反応が進行すると合金が析出してくる。投入した金属塩が全量反応し終えるまで還元を続けることが好ましい。金属塩の濃度が上記範囲であるとき、還流状態で概ね２ｈ程度保持すると全量を十分に反応させることができる。
【００２６】
金属塩を添加する前に予め脱水処理を行っても、還元反応に伴って金属塩の結晶水に由来する水や、ポリオールの分解に起因する水が、溶媒中に生じてくる。金属塩の仕込み濃度が低いときには影響が小さいが、前述の脱酸素・脱水処理を行ってもフェライトが生成する場合には、還元中に生成する水も溶媒中より除去することが望ましい。しかし、還元中は還流状態であるため、水は溶媒からいったん蒸発しても再び溶媒中へ戻ってくることになる。このような場合は、反応容器と還流器（冷却器）の途中に、モレキュラーシーブでトラップを作る等の工夫をすることにより、効果的に水の除去が可能である。
【００２７】
還元終了後、溶液を室温まで冷却する。強制冷却してもよいし、放冷してもよい。その後、析出粒子を洗浄すれば目的の金属磁性粉が得られる。洗浄は、例えば溶媒中の析出粒子を取り出してエタノール等の液中に移し、遠心分離→回収→液中に移す、という操作を繰り返す方法により行うことができる。
【実施例】
【００２８】
〔実施例１〕
ポリオール法でＦｅ−Ｃｏ合金粒子を合成した。ポリオールとしてエチレングリコール（沸点１９７.６℃）を使用した。Ｆｅ供給源として塩化第一鉄４水和物ＦｅＣｌ2・４Ｈ2Ｏ、Ｃｏ供給源として酢酸コバルト４水和物Ｃｏ(ＣＨ3ＣＯＯ)2・４Ｈ2Ｏを使用した。
まず、溶媒および還元剤として働くエチレングリコール１００ｍＬを還流器のついたガラス容器に入れ、窒素ガスをガラス管により底部付近から吹き込んだ。窒素ガスの吹き込み量は４００ｍＬ／ｍｉｎとした。併せてテフロン（登録商標）攪拌羽根により１６０ｒｐｍの回転速度で液を機械攪拌した。この状態で溶媒を加熱し、液温が１００℃になってから１２０℃になるまでの間、約３０ｍｉｎ、窒素ガスの吹き込みと機械攪拌を継続することにより脱酸素・脱水処理を行った。
【００２９】
その後、液温が約１２０℃の状態で上記Ｆｅ塩とＣｏ塩を溶媒中に投入した。Ｆｅ塩とＣｏ塩の量比はＦｅとＣｏの原子比が８０：２０となるように調整し、ＦｅとＣｏの総濃度［Ｍ］が０.０６５ｍｏｌ／Ｌとなる量を投入した。さらに、［Ｍ］に対するＯＨの総濃度［ＯＨ］の比［ＯＨ］／［Ｍ］が４０となるようにＮａＯＨを投入した。この間、容器は還流器のついたガラス容器であるが、脱水のために、還流器（冷却器）には冷却水を流さない。
上記工程終了後、還流器に冷却しを流し、窒素ガスの吹き込みおよび機械攪拌を継続しながら加熱して、１８０℃の状態で還流しながら２ｈ保持し、還元反応させた。析出した粒子は、溶液を室温まで放冷してからエタノール中に移し、遠心分離→回収→エタノール中に移す、という操作を数回繰り返すことにより洗浄し、エタノール中に保管した。
【００３０】
得られた粉末についてＣｕ−ｋα線によるＸ線回折を行った。そのＸ線回折パターンを図１に示す。ＦｅＣｏ合金（ｆｃｃ構造）の各回折ピークが認められた。また、Ｘ線回折パターンにはフェライトの回折ピークは認められなかった。
この粉末粒子をＳＥＭにより観察し、平均粒子径ＤMを求めた。図２にＳＥＭ像の１例を示す。個々の粒子は球状性の高いものであることがわかる。このようなＳＥＭ像において、任意に選んだ１００個以上の粒子の直径（長径）を測定し、その平均値を算出することで平均粒子径ＤMを求めた。その結果、平均粒子径ＤMは約１８０.７ｎｍ、平均アスペクト比は１.１５であり、測定した全ての粒子の粒径は、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲であった。
この粉末についてＶＳＭにより磁気測定を行った。そのヒステリシス曲線を図３に例示する。保磁力Ｈｃ＝１６３.１ Ｏｅ、飽和磁化σｓ＝２１０.３ｅｍｕ／ｇ、角形比０.０７８４であった。この粉末は飽和磁化が大きく、優れた軟磁気特性を呈するものである。また、耐候性Δσｓ＝３６％であった。
【００３１】
〔実施例２〕
実施例１において、金属塩投入量をＦｅとＣｏの総濃度［Ｍ］が０.０２５ｍｏｌ／Ｌとなるように変えたことを除き、実施例１と同様の方法で実験を行った。
Ｘ線回折パターンには、実施例１と同様にＦｅＣｏ合金（ｆｃｃ構造）の各回折ピークが認められ、フェライトの回折ピークは認められなかった。ＳＥＭ像から求めた平均粒子径ＤMは１４１.８ｎｍ、平均アスペクト比は１.１４であり、測定した全ての粒子の粒径は、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲であった。ＶＳＭによる磁気測定の結果、保磁力Ｈｃ＝３８９.６ Ｏｅ、飽和磁化σｓ＝１６６.８ｅｍｕ／ｇ、角形比０.１４１３であった。また、耐候性Δσｓ＝３８％であった。
【００３２】
〔実施例３〕
実施例１において、金属塩投入量をＦｅとＣｏの総濃度［Ｍ］が０.０７０ｍｏｌ／Ｌとなるように変えたことを除き、実施例１と同様の方法で実験を行った。
Ｘ線回折パターンには、実施例１と同様にＦｅＣｏ合金（ｆｃｃ構造）の各回折ピークが認められ、フェライトの回折ピークは認められなかった。ＳＥＭ像から求めた平均粒子径ＤMは２７１.３ｎｍ、平均スペクト比は１.７９であり、測定した全ての粒子の粒径は、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲であった。ＶＳＭによる磁気測定の結果、保磁力Ｈｃ＝１０１.９ Ｏｅ、飽和磁化σｓ＝２０３.８ｅｍｕ／ｇ、角形比０.０５９であった。また、耐候性Δσｓ＝３４％であった。
【００３３】
〔比較例１〕
実施例１において、窒素ガス吹き込みおよび機械攪拌による脱酸素処理を室温の状態で行ったのち、室温の状態で金属塩を投入し、その後加熱して沸騰状態で還流しながら２ｈ保持して還元反応を進行させたこと、および金属塩投入量をＦｅとＣｏの総濃度［Ｍ］が０.１０ｍｏｌ／Ｌとなるようにしたことを除き、実施例１と同様の方法で実験を行った。
得られた粉末のＸ線回折パターンを図４に示す。ＦｅＣｏ合金（ｆｃｃ構造）の各回折ピークとともに、フェライトの回折ピークも認められた。マグネタイトとＣｏフェライトは回折ピークの位置がたいへん近いため、今回の測定では、どちらか同定することはできなかった。図５にＳＥＭ像を例示する。ＳＥＭ像から平均粒子径ＤMは１６４.４ｎｍ、平均アスペクト比は２.３２であり、測定した粒子のうち、粒径が平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲に入るものは５２個数％であり、粒度のバラツキが大きかった。ＶＳＭによる磁気測定のヒステリシス曲線を図６に例示する。保磁力Ｈｃ＝３６７.５ Ｏｅ、飽和磁化σｓ＝１１５.０ｅｍｕ／ｇ、角形比０.１６であった。この粉末は保磁力が大きいとともに飽和磁化が小さく、上記各実施例のものと比べ、軟質磁気特性に劣る。また、耐候性Δσｓ＝３２％であった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１で得られた金属磁性粉についてのＸ線回折パターン。
【図２】実施例１で得られた金属磁性粉のＳＥＭ像。
【図３】実施例１で得られた金属磁性粉の交流磁気特性を示すヒステリシス曲線。
【図４】比較例１で得られた金属磁性粉についてのＸ線回折パターン。
【図５】比較例１で得られた金属磁性粉のＳＥＭ像。
【図６】比較例１で得られた金属磁性粉の交流磁気特性を示すヒステリシス曲線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飽和磁化が高く軟質磁気特性に優れた金属磁性粉末、およびその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリオールによる還元反応を利用した方法（以下「ポリオール法」という）によってＦｅ−Ｐｔ系、Ｃｏ−Ｐｔ系、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｐｔ系等の合金微粉末を合成する手法が知られている（特許文献１、２）。これらの方法によると、粒径が例えば２０ｎｍ以下のナノ粒子が得られ、その保磁力も高いことから、超高密度磁気記録媒体に好適な磁性粉が得られる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５４０１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２７７８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、Ｆｅと遷移金属（Ｃｏ等）との合金は、本来、低保磁力、高透磁率を呈する軟磁性合金として優れた特性を有することが知られている。これは、磁気記録媒体等の高保磁力が要求される硬磁性用途とは異なり、磁気ヘッド、電磁石の鉄心、トランスコア、電磁気シールド材といった軟磁性用途に適するものである。
【０００５】
しかしながら、上記Ｆｅと遷移金属との合金は、微粉末の状態で優れた軟磁気特性を呈するものを実現することは容易ではなく、粒径が５００ｎｍ以下の微粉末としては実用化されるには至っていない。その大きな要因の１つに、微粉末において高い飽和磁化を実現することが困難であったことが挙げられる。
本発明は、Ｆｅを主体とする磁性合金の微粉末において、飽和磁化が高く、優れた軟質磁気特性を呈するものを提供しようというものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者らは種々検討の結果、ポリオール法でＦｅ合金微粉を合成する際に、溶媒および還元剤となるポリオールを１００℃以上の温度域で予め十分に脱酸素処理したのちに金属塩を投入し、還元することにより、飽和磁化の高い合金粉末が合成できることを見出した。
【０００７】
すなわち本発明では、ＦｅXＭ1-X（ただしＭは１種以上の遷移元素、Ｘ：０.３５〜０.８５）の組成を有する平均粒子径ＤM：５〜５００ｎｍの粒子で構成され、保磁力Ｈｃが４００ Ｏｅ以下、飽和磁化σｓが１２０ｅｍｕ／ｇ以上、角形比σｒ／σｓが０.２０以下であり、さらに好ましくは耐候性Δσｓが４０％以下である金属磁性粉が提供される。
また、本発明では粉体粒子の形状が球状ないし多角形状であり、整粒性の高い金属磁性粉が提供される。すなわち、粉体を構成する粒子の平均アスペクト比が２.０以下であるもの、あるいはさらに、粉体を構成する粒子の８０個数％以上が、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲の粒径を有するものが提供される。
【０００８】
なかでも前記Ｍ成分が「ＣｏおよびＮｉの１種または２種」を含む１種以上の遷移元素からなるものが好適な対象となる。例えば、Ｍ成分がＣｏおよびＮｉの１種または２種と不可避的不純物からなる、Ｆｅ−Ｃｏ合金粉、Ｆｅ−Ｎｉ合金粉、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金粉などが挙げられる。
【０００９】
ここで、平均粒子径ＤMおよび平均アスペクト比は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）またはＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により観察される粉末粒子の画像において、任意に選んだ１００個以上の粒子の粒径（長径および短径）を測定することによって求められる。各粒子の粒径は画像上に現れる長径および短径を測定して求める。例えば画像をプリントアウトした写真上でノギスまたはデジタイザーによって粒径を測定する方法が採用できる。平均粒子径ＤMは各測定粒子の長径を算術平均したものである。各粒子のアスペクト比は長径／短径の値（１が最小）で表され、平均アスペクト比は各測定粒子のアスペクト比を算術平均したものである。
【００１０】
本発明では特に、この金属磁性粉において、不純物としてフェライトを含まないものが提供される。
ここで「フェライトを含まない」とは、当該粉末のＸ線回折パターンにおいてフェライトの存在が確認されないことをいう。極めて微量のフェライトが含まれているとしても、その回折ピークがノイズに埋もれて判別できない場合は、「フェライトを含まない」に該当する。ここでいうフェライトとは、マグネタイト、Ｃｏフェライト、Ｎｉフェライト等、原料塩から生成されうるフェライトを含み、これらの混在する状態のものをも含む。
【００１１】
また本発明では、これらの金属磁性粉の製造法として、不活性ガスを吹き込みながら１００℃以上まで昇温し、脱酸素・脱水処理を施したポリオール溶媒に、できあがる金属磁性粉のＦｅとＭ成分の原子比が１：（１−Ｘ）、ただしＸ：０.３５〜０.８５、となるようにこれらの元素を含む金属塩を投入し、その金属塩を溶媒のポリオールで１００℃以上の温度に保持することにより還元して合金粒子を析出させる製造法が提供される。
ここで、還元反応に伴って生成する水の少なくとも一部を溶媒中から除去しながら還元を進行させることが好ましい。例えば一旦蒸発した水ができるだけ溶媒中に戻らないように分離・除去する手法が採用できる。
不活性ガスは、希ガスおよび窒素ガスをいう。Ｆｅの原料には２価の鉄塩を用いることが、フェライトの生成を抑止する上で極めて有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、飽和磁化の高い合金磁性粉末が提供された。この粉末は、アスペクト比が２.０以下と粒子の形状異方性が小さく、また、粉砕により作製した粒子のように角張っておらず、球状ないしは多角形状の滑らかな表面をもち、整粒性も高い。本発明の金属磁性粉は以下のような用途への適用が期待される。
i) ＭＨｚ〜ＧＨｚの広帯域で使用可能な電波吸収体。
ii) 分子やＤＮＡの分離技術。すなわち、磁気を利用して当該磁性粒子の周囲に特定の分子をくっつけ、この分子と反応性の高い分子やＤＮＡなどを分離する。
iii) 温熱治療。すなわち、体内の病理組織（癌細胞など）の周囲に当該磁性粒子をドーピングし、外部から振動磁界を付与して磁性粒子を発熱させ、その病理組織を死滅させてしまう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明者らの詳細な検討によれば、合金粉末を合成するためのポリオール法において、金属塩をポリオールで還元する前に、予めポリオール中に含まれる溶存酸素と水分を十分除去しておくと、飽和磁化の高い金属磁性粉が得られることがわかった。その理由については未解明の部分も多いが、溶媒中の溶存酸素や水分が少ない状態で金属塩を還元したとき、析出後に分離・抽出された合金粉中への不純物フェライトの混入が顕著に防止されるという現象が見られた。この現象は、１００℃以上の温度域での脱酸素・脱水処理を予め施していないポリオールを溶媒に用いて還元する従来一般的な方法では起こらない。すなわち、従来一般的なポリオール法では不純物としてフェライトの混入が避けられなかったが、予め１００℃以上の温度域で脱酸・脱水素処理したのち還元反応を開始するとフェライトが検出されない合金粉が得られるのである。このことが飽和磁化の改善に大きく寄与しているものと推察される。
【００１４】
以下、本発明を特定するための事項について説明する。
〔組成〕
本発明の合金粉末は原子比でＦｅXＭ1-Xの組成をもつ。
Ｍは１種以上の遷移元素である。Ｍ成分は、Ｆｅの標準電極電位（−０.４４Ｖ）よりも高い遷移元素を主体として構成することが好ましい。それより標準電極電位が低い場合は、ポリオールで還元することが困難となり、均一な合金の作成が困難となるため、好ましくない。
【００１５】
好適なＭ成分としてＣｏ（標準電極電位：−０.２８Ｖ）やＮｉ（標準電極電位：−０.２５Ｖ）を主体としたものが挙げられる。Ｆｅ−Ｃｏ系合金やＦｅ−Ｎｉ系合金の微粉末では軟磁気特性に優れたものが得られやすい。Ｃｏ以外にはＰｔその他の遷移金属元素を含むことができるが、Ｍ成分をＣｏおよび不可避的不純物からなる構成とすることで飽和磁化の顕著な向上が十分達成できる。
【００１６】
Ｆｅの原子比を表すＸは０.３５〜０.８５の範囲とする。Ｘがこの範囲を外れると保磁力Ｈｃを４００ Ｏｅ以下、飽和磁化を安定して１２０ｅｍｕ／ｇ以上に安定して向上させること、角形比σｒ／σｓが０.２以下の軟磁気特性を安定して得ること、あるいはさらに耐候性Δσｓを４０％以下に安定して改善することが難しくなる。
【００１７】
〔平均粒子径、アスペクト比〕
平均粒子径ＤMは５〜５００ｎｍの範囲をとることができるが、高密度磁気記録媒体の場合とは異なり、磁性粒子の粒径を特に小さくする必要はない。前述のi)〜iii)のような用途を考慮すると、ＤMは１０〜２００ｎｍ程度とすればよく、２０〜１００ｎｍ程度がさらに好ましい。また、平均アスペクト比は２.０以下であることが好ましい。さらに、粉体を構成する粒子のＤMのバラツキが小さいこと、すなわち整粒性が高いことが望ましく、具体的には、粉体を構成する粒子の８０個数％以上が、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲の粒径を有するものが好ましい対象となる。粉体を構成する粒子の９５個数％以上が、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲の粒径を有するものが一層好ましい対象となる。
平均粒子径ＤMは、核剤や界面活性剤といった添加物の種類および添加量を制御することによってコントロール可能である。平均アスペクト比や整粒性は、後述の製造法を実施することによって適正化される。
【００１８】
〔磁気特性〕
粉末としての磁気特性はＶＳＭを用いて最大印加磁場強度１０ｋＯｅをかけ、従来一般的な方法で測定することができる。磁気特性の測定温度は特に断らない限り室温とする。
本発明の合金粉は、飽和磁化σｓが１２０ｅｍｕ／ｇ以上を呈するものである。飽和磁化σｓの上限は特に規定されないが、前記i)〜iii)の用途では概ね１２０〜２５０ｅｍｕ／ｇの範囲で良好な結果が得られ、１５０ｅｍｕ／ｇ以上とするのが一層好ましい。飽和磁化σｓは、組成を前述のようにするとともに、フェライトの混入防止を図ることによって１２０ｅｍｕ／ｇ以上にコントロールできる。
【００１９】
保磁力については、あまり大きいと軟磁気特性を阻害するので、４００ Ｏｅ以下に抑えることが望ましい。特に良好な軟磁気特性が要求される用途では２００ Ｏｅ以下あるいはさらに１００ Ｏｅ以下にすることが一層好ましい。角形比（＝残留磁化／飽和磁化）は０.０５〜０.２程度とすることができる。金属塩濃度や還元温度、時間、添加物量などのプロセスパラメータによってコントロールすることができる。
【００２０】
耐候性を示す指標として、Δσｓを用いる。この指標は、粉体作製直後に測定した飽和磁化σｓ（０日目）と、温度６０℃、湿度９０％の雰囲気に７日間暴露した後に測定した飽和磁化σｓ（７日目）の値から次式により定められる。
Δσｓ（％）＝｛σｓ（０日目）−σｓ（７日目）｝／σｓ（０日目）×１００
Δσｓについては、その値が大きいと、使用中に時間の経過とともに酸化により飽和磁化σｓが小さくなってしまい、状況によっては金属粉が発火してしまうこともある。前記の用途を考慮したとき、Δσｓは４０％以下であることが望ましく、３０％以下がより好ましく、２０％以下が一層好ましい。このΔσｓは、金属粉を徐酸化することにより酸化被膜を形成することや、無機物・有機物をコーティングすることによって、コントロールすることができる。
【００２１】
〔製造法〕
本発明においては、ポリオールを予め１００℃以上の温度域で脱酸素処理しておくことを除き、基本的にはポリオール中で金属塩を還元して合金を析出させ、これを分離抽出する従来のポリオール法の手順が採用できる。
【００２２】
ポリオールは複数の水酸基を有する有機物質であり、多価アルコールとも言われる。その代表的なものとしてエチレングリコールが挙げられる。また、ポリオールの誘導体を溶媒に使用することもできる。本発明では、その誘導体もポリオールとして取り扱う。
【００２３】
まず、ポリオールを脱酸素・脱水処理する。この処理は、ポリオールに不活性ガスを吹き込みながら１００℃以上まで昇温を行い、さらに、１００℃以上の温度で、所定の時間（例えば２０ｍｉｎ以上）保持することにより、実施される。不活性ガスによるバブリング自体で攪拌効果が得られるが、機械的攪拌を兼用することが望ましい。ただし、特段の強攪拌は必要ない。不活性ガスの吹き込みおよび攪拌は、常温からの昇温過程で既に開始することができる。還元温度は使用する溶媒の沸点以下で実施する。沸点以上では、耐圧容器等特殊な反応設備を必要とし、不経済である。
【００２４】
次いで、１００℃以上の温度域で脱酸素処理したポリオール中に金属塩を投入する。Ｆｅを含む金属塩と、Ｍ成分を含む金属塩を、できあがる金属磁性粉のＦｅとＭ成分の原子比が１：（１−Ｘ）、ただしＸ：０.３５〜０.８５、となるように投入する。反応条件にもよるが、例えば、標準電極電位の低い金属は還元されにくく液中に残りやすい傾向があるので、標準電極電位の低い金属の添加割合を目標組成に対し多めにすると良好な結果が得られやすい。Ｆｅを含む金属塩としては例えば塩化第一鉄が挙げられ、Ｍ成分のＣｏを含む金属塩としては例えば酢酸コバルトが、Ｎｉを含む金属塩としては酢酸ニッケルが挙げられる。Ｆｅの原料に関しては３価の金属塩より２価の金属塩を採用する方が還元速度の向上およびマグネタイト等の酸化物の生成抑制に効果的である。金属塩の濃度は、ＦｅとＭ成分の総量が０.０２〜０.１ｍｏｌ／Ｌの範囲になるように調整することが好ましい。また、溶媒に可溶な塩基性物質（ＮａＯＨなど）を投入することで、液中での還元反応速度をコントロールすることができる。添加する塩基性物質は、ＯＨ濃度で０.５〜１０ｍｏｌ／Ｌとすることが好ましい。そうすることにより、軟磁気特性に優れた粒子を合成することができる。
【００２５】
金属塩（必要に応じてさらに塩基性物質）投入時のポリオール温度は９０℃以上とすることが望ましい。通常は、不活性ガスの吹き込みおよび攪拌を継続しながら金属塩を投入すればよい。還元反応を促進するためには１２０℃以上に昇温することが望ましい。１５０℃以上に昇温することがより好ましい。実際には加熱を継続しながらポリオールの沸点まで昇温していき、その後、還流状態で還元反応を進めるとよい。エチレングリコールの場合、沸点は１９７.６℃である。ただし、沸点が３００℃を超える溶媒の場合は、概ね３００℃前後で還流を行うことが望ましい。還元反応が進行すると合金が析出してくる。投入した金属塩が全量反応し終えるまで還元を続けることが好ましい。金属塩の濃度が上記範囲であるとき、還流状態で概ね２ｈ程度保持すると全量を十分に反応させることができる。
【００２６】
金属塩を添加する前に予め脱水処理を行っても、還元反応に伴って金属塩の結晶水に由来する水や、ポリオールの分解に起因する水が、溶媒中に生じてくる。金属塩の仕込み濃度が低いときには影響が小さいが、前述の脱酸素・脱水処理を行ってもフェライトが生成する場合には、還元中に生成する水も溶媒中より除去することが望ましい。しかし、還元中は還流状態であるため、水は溶媒からいったん蒸発しても再び溶媒中へ戻ってくることになる。このような場合は、反応容器と還流器（冷却器）の途中に、モレキュラーシーブでトラップを作る等の工夫をすることにより、効果的に水の除去が可能である。
【００２７】
還元終了後、溶液を室温まで冷却する。強制冷却してもよいし、放冷してもよい。その後、析出粒子を洗浄すれば目的の金属磁性粉が得られる。洗浄は、例えば溶媒中の析出粒子を取り出してエタノール等の液中に移し、遠心分離→回収→液中に移す、という操作を繰り返す方法により行うことができる。
【実施例】
【００２８】
〔実施例１〕
ポリオール法でＦｅ−Ｃｏ合金粒子を合成した。ポリオールとしてエチレングリコール（沸点１９７.６℃）を使用した。Ｆｅ供給源として塩化第一鉄４水和物ＦｅＣｌ2・４Ｈ2Ｏ、Ｃｏ供給源として酢酸コバルト４水和物Ｃｏ(ＣＨ3ＣＯＯ)2・４Ｈ2Ｏを使用した。
まず、溶媒および還元剤として働くエチレングリコール１００ｍＬを還流器のついたガラス容器に入れ、窒素ガスをガラス管により底部付近から吹き込んだ。窒素ガスの吹き込み量は４００ｍＬ／ｍｉｎとした。併せてテフロン（登録商標）攪拌羽根により１６０ｒｐｍの回転速度で液を機械攪拌した。この状態で溶媒を加熱し、液温が１００℃になってから１２０℃になるまでの間、約３０ｍｉｎ、窒素ガスの吹き込みと機械攪拌を継続することにより脱酸素・脱水処理を行った。
【００２９】
その後、液温が約１２０℃の状態で上記Ｆｅ塩とＣｏ塩を溶媒中に投入した。Ｆｅ塩とＣｏ塩の量比はＦｅとＣｏの原子比が８０：２０となるように調整し、ＦｅとＣｏの総濃度［Ｍ］が０.０６５ｍｏｌ／Ｌとなる量を投入した。さらに、［Ｍ］に対するＯＨの総濃度［ＯＨ］の比［ＯＨ］／［Ｍ］が４０となるようにＮａＯＨを投入した。この間、容器は還流器のついたガラス容器であるが、脱水のために、還流器（冷却器）には冷却水を流さない。
上記工程終了後、還流器に冷却しを流し、窒素ガスの吹き込みおよび機械攪拌を継続しながら加熱して、１８０℃の状態で還流しながら２ｈ保持し、還元反応させた。析出した粒子は、溶液を室温まで放冷してからエタノール中に移し、遠心分離→回収→エタノール中に移す、という操作を数回繰り返すことにより洗浄し、エタノール中に保管した。
【００３０】
得られた粉末についてＣｕ−ｋα線によるＸ線回折を行った。そのＸ線回折パターンを図１に示す。ＦｅＣｏ合金（ｆｃｃ構造）の各回折ピークが認められた。また、Ｘ線回折パターンにはフェライトの回折ピークは認められなかった。
この粉末粒子をＳＥＭにより観察し、平均粒子径ＤMを求めた。図２にＳＥＭ像の１例を示す。個々の粒子は球状性の高いものであることがわかる。このようなＳＥＭ像において、任意に選んだ１００個以上の粒子の直径（長径）を測定し、その平均値を算出することで平均粒子径ＤMを求めた。その結果、平均粒子径ＤMは約１８０.７ｎｍ、平均アスペクト比は１.１５であり、測定した全ての粒子の粒径は、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲であった。
この粉末についてＶＳＭにより磁気測定を行った。そのヒステリシス曲線を図３に例示する。保磁力Ｈｃ＝１６３.１ Ｏｅ、飽和磁化σｓ＝２１０.３ｅｍｕ／ｇ、角形比０.０７８４であった。この粉末は飽和磁化が大きく、優れた軟磁気特性を呈するものである。また、耐候性Δσｓ＝３６％であった。
【００３１】
〔実施例２〕
実施例１において、金属塩投入量をＦｅとＣｏの総濃度［Ｍ］が０.０２５ｍｏｌ／Ｌとなるように変えたことを除き、実施例１と同様の方法で実験を行った。
Ｘ線回折パターンには、実施例１と同様にＦｅＣｏ合金（ｆｃｃ構造）の各回折ピークが認められ、フェライトの回折ピークは認められなかった。ＳＥＭ像から求めた平均粒子径ＤMは１４１.８ｎｍ、平均アスペクト比は１.１４であり、測定した全ての粒子の粒径は、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲であった。ＶＳＭによる磁気測定の結果、保磁力Ｈｃ＝３８９.６ Ｏｅ、飽和磁化σｓ＝１６６.８ｅｍｕ／ｇ、角形比０.１４１３であった。また、耐候性Δσｓ＝３８％であった。
【００３２】
〔実施例３〕
実施例１において、金属塩投入量をＦｅとＣｏの総濃度［Ｍ］が０.０７０ｍｏｌ／Ｌとなるように変えたことを除き、実施例１と同様の方法で実験を行った。
Ｘ線回折パターンには、実施例１と同様にＦｅＣｏ合金（ｆｃｃ構造）の各回折ピークが認められ、フェライトの回折ピークは認められなかった。ＳＥＭ像から求めた平均粒子径ＤMは２７１.３ｎｍ、平均スペクト比は１.７９であり、測定した全ての粒子の粒径は、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲であった。ＶＳＭによる磁気測定の結果、保磁力Ｈｃ＝１０１.９ Ｏｅ、飽和磁化σｓ＝２０３.８ｅｍｕ／ｇ、角形比０.０５９であった。また、耐候性Δσｓ＝３４％であった。
【００３３】
〔比較例１〕
実施例１において、窒素ガス吹き込みおよび機械攪拌による脱酸素処理を室温の状態で行ったのち、室温の状態で金属塩を投入し、その後加熱して沸騰状態で還流しながら２ｈ保持して還元反応を進行させたこと、および金属塩投入量をＦｅとＣｏの総濃度［Ｍ］が０.１０ｍｏｌ／Ｌとなるようにしたことを除き、実施例１と同様の方法で実験を行った。
得られた粉末のＸ線回折パターンを図４に示す。ＦｅＣｏ合金（ｆｃｃ構造）の各回折ピークとともに、フェライトの回折ピークも認められた。マグネタイトとＣｏフェライトは回折ピークの位置がたいへん近いため、今回の測定では、どちらか同定することはできなかった。図５にＳＥＭ像を例示する。ＳＥＭ像から平均粒子径ＤMは１６４.４ｎｍ、平均アスペクト比は２.３２であり、測定した粒子のうち、粒径が平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲に入るものは５２個数％であり、粒度のバラツキが大きかった。ＶＳＭによる磁気測定のヒステリシス曲線を図６に例示する。保磁力Ｈｃ＝３６７.５ Ｏｅ、飽和磁化σｓ＝１１５.０ｅｍｕ／ｇ、角形比０.１６であった。この粉末は保磁力が大きいとともに飽和磁化が小さく、上記各実施例のものと比べ、軟質磁気特性に劣る。また、耐候性Δσｓ＝３２％であった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１で得られた金属磁性粉についてのＸ線回折パターン。
【図２】実施例１で得られた金属磁性粉のＳＥＭ像。
【図３】実施例１で得られた金属磁性粉の交流磁気特性を示すヒステリシス曲線。
【図４】比較例１で得られた金属磁性粉についてのＸ線回折パターン。
【図５】比較例１で得られた金属磁性粉のＳＥＭ像。
【図６】比較例１で得られた金属磁性粉の交流磁気特性を示すヒステリシス曲線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦｅXＭ1-X（ただしＭは１種以上の遷移元素、Ｘ：０.３５〜０.８５）の組成を有する平均粒子径ＤM：５〜５００ｎｍの粒子で構成され、保磁力Ｈｃが４００ Ｏｅ以下、飽和磁化σｓが１２０ｅｍｕ／ｇ以上、角形比σｒ／σｓが０.２０以下である金属磁性粉。
【請求項２】
さらに耐候性Δσｓが４０％以下である請求項１に記載の金属磁性粉。
【請求項３】
粉体を構成する粒子の平均アスペクト比が２.０以下である請求項１または２に記載の金属磁性粉。
【請求項４】
粉体を構成する粒子の８０個数％以上が、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲の粒径を有する請求項１〜３のいずれかに記載の金属磁性粉。
【請求項５】
前記Ｍ成分はＣｏおよびＮｉの１種または２種を含む１種以上の遷移元素からなる請求項１〜４のいずれかに記載の金属磁性粉。
【請求項６】
前記Ｍ成分はＣｏおよびＮｉの１種または２種と不可避的不純物からなる請求項１〜４のいずれかに記載の金属磁性粉。
【請求項７】
不純物としてフェライトを含まない請求項１〜６のいずれかに記載の金属磁性粉。
【請求項８】
不活性ガスを吹き込みながら１００℃以上まで昇温し、脱酸素・脱水処理を施したポリオール溶媒に、できあがる金属磁性粉のＦｅとＭ成分の原子比が１：（１−Ｘ）、ただしＸ：０.３５〜０.８５、となるようにこれらの元素を含む金属塩を投入し、その金属塩を溶媒のポリオールで１００℃以上の温度に保持することにより還元して合金粒子を析出させる請求項１〜５のいずれかに記載の金属磁性粉の製造法。
【請求項９】
Ｆｅの原料に２価の金属塩を用いる請求項８に記載の金属磁性粉の製造法。
【請求項１０】
還元反応に伴って生成する水の少なくとも一部を溶媒中から除去しながら還元を進行させる請求項８または９に記載の金属磁性粉の製造法。
【請求項１】
ＦｅXＭ1-X（ただしＭは１種以上の遷移元素、Ｘ：０.３５〜０.８５）の組成を有する平均粒子径ＤM：５〜５００ｎｍの粒子で構成され、保磁力Ｈｃが４００ Ｏｅ以下、飽和磁化σｓが１２０ｅｍｕ／ｇ以上、角形比σｒ／σｓが０.２０以下である金属磁性粉。
【請求項２】
さらに耐候性Δσｓが４０％以下である請求項１に記載の金属磁性粉。
【請求項３】
粉体を構成する粒子の平均アスペクト比が２.０以下である請求項１または２に記載の金属磁性粉。
【請求項４】
粉体を構成する粒子の８０個数％以上が、平均粒子径ＤM×０.５以上、平均粒子径ＤM×２以下の範囲の粒径を有する請求項１〜３のいずれかに記載の金属磁性粉。
【請求項５】
前記Ｍ成分はＣｏおよびＮｉの１種または２種を含む１種以上の遷移元素からなる請求項１〜４のいずれかに記載の金属磁性粉。
【請求項６】
前記Ｍ成分はＣｏおよびＮｉの１種または２種と不可避的不純物からなる請求項１〜４のいずれかに記載の金属磁性粉。
【請求項７】
不純物としてフェライトを含まない請求項１〜６のいずれかに記載の金属磁性粉。
【請求項８】
不活性ガスを吹き込みながら１００℃以上まで昇温し、脱酸素・脱水処理を施したポリオール溶媒に、できあがる金属磁性粉のＦｅとＭ成分の原子比が１：（１−Ｘ）、ただしＸ：０.３５〜０.８５、となるようにこれらの元素を含む金属塩を投入し、その金属塩を溶媒のポリオールで１００℃以上の温度に保持することにより還元して合金粒子を析出させる請求項１〜５のいずれかに記載の金属磁性粉の製造法。
【請求項９】
Ｆｅの原料に２価の金属塩を用いる請求項８に記載の金属磁性粉の製造法。
【請求項１０】
還元反応に伴って生成する水の少なくとも一部を溶媒中から除去しながら還元を進行させる請求項８または９に記載の金属磁性粉の製造法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図６】
【図２】
【図５】
【図３】
【図４】
【図６】
【図２】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１８４４３１（Ｐ２００７−１８４４３１Ａ）
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９１９（Ｐ２００６−１９１９）
【出願日】平成１８年１月６日（２００６．１．６）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（０００２２４７９８）ＤＯＷＡホールディングス株式会社 (550)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月６日（２００６．１．６）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（０００２２４７９８）ＤＯＷＡホールディングス株式会社 (550)
【Ｆターム（参考）】
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