JPH0761893B2 - 高密度多結晶フェライト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は高密度多結晶フェライトに係り、
特にＶＴＲ，ＦＤＤ，ＲＤＤ等におけるメタルテープ，
蒸着テープ等の高保持力磁気記録媒体への記録・再生ヘ
ッドに好適に使用され得る、周波数に対する透磁率の変
化が少なく、高磁束密度のＭｎ−Ｚｎ系フェライト材料
に関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来から、ＶＴＲ等の磁気記録・再生ヘッ
ド用材料として、Ｍｎ−Ｚｎフェライトにて代表される
フェライト材料が用いられているが、このようなフェラ
イト材料（焼結体）は、一般に、酸化第二鉄をモル比で
５０〜５４％含む組成のフェライト原料粉末混合物を仮
焼して、フェライト化率を約８０％或いはそれ以上とし
た後、その仮焼物を粉砕し、そしてそれを所定の形状に
成形して得られる成形体を、先ず、真空下において１２
００℃以下の温度で焼成した後、略平衡酸素分圧（酸素
濃度として０．１〜１００％）の下に、１２５０℃以上
の温度で焼結せしめて、フェライト粒子径や磁気特性を
制御する、所謂真空焼成法によって、製造されている。
なお、前記真空下における焼成工程では、９００℃前後
で成形体のフェライト化率が略１００％となるようにさ
れ、また成形体内部の気体を抜いて、１２００℃までに
成形体中の気孔が閉気孔となるようにされる。

【０００３】しかしながら、上記の如き酸化鉄組成を有
するフェライトは、その飽和磁束密度（Ｂ₁₀）が５６０
０Ｇ（ガウス）以下であるために、メタルテープ等の高
保持力磁気記録媒体の記録・再生ヘッド用フェライト材
料として用いることが出来るものではなかったのであ
る。

【０００４】また、多結晶フェライトを高密度化する手
法の一つとして、上記した成形体を熱間静水圧プレス
（ＨＩＰ）法やホットプレス（ＨＰ）法による加圧下に
おいて焼成する方法も検討されており、これによって、
気孔率が０．０１％以下のフェライト焼成体が得られる
ことが認められているが、このように気孔率が低下せし
められた高密度多結晶フェライト体にあっては、それが
１０００℃以上の温度に再加熱されることによって、該
フェライト体内に気孔が蘇生して、再び気孔率の高いフ
ェライト体となる現象が惹起され、それ故そのようなフ
ェライト体を、固相反応による単結晶化手法にて単結晶
化することは、問題であったのである。

【０００５】一方、特開昭５９−６４５９９号公報に
は、モル比で、酸化第二鉄を６１．５〜６５％、酸化亜
鉛を１０〜２０％、酸化マンガンを２８．５〜１５％含
む組成を有し、融液（液相）より育生する所謂ブリッジ
マン製法による単結晶フェライトが提案され、このよう
なフェライト組成によって、飽和磁束密度（Ｂ₁₀）が５
５００Ｇ以上であるフェライトを得ることができること
が明らかにされている。

【０００６】しかしながら、このような酸化第二鉄の含
有量が６０モル％を超えるようなフェライト体を得るべ
く、酸化第二鉄の配合割合の高いフェライト原料粉末混
合物を空気中において仮焼すると、そのフェライト化率
は４０〜６０％程度となり、そしてこのようなフェライ
ト化率の仮焼物を粉砕し、更に所定の成形を施して得ら
れた成形体を、上記した真空下における焼成手法にて焼
成すると、フェライト化率が１０００℃前後の温度で略
１００％となり、即ち焼成体中のヘマタイトが全く消滅
し、そのためにその後１２５０℃以上の温度下での焼結
操作によっても充分に緻密化せず、得られる焼結体の気
孔率を０．０１％以下とすることは、著しく困難であっ
たのである。しかも、得られるフェライト体中に気孔が
多いために、それを固相反応による単結晶化手法にて単
結晶化しようとしても、その温度がかなり高温になって
しまい、単結晶化の制御が難しくなる他、結晶粒子が粗
大化したり、或いは異種方位結晶が発生する等の問題を
内在し、また得られた単結晶内に多量の気孔が残存する
問題もある。

【０００７】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、周波数に対する透磁率の変化が少なく、飽和磁
束密度（Ｂ₁₀）が５８００Ｇ以上であって、高保持力磁
気記録媒体用磁気ヘッド材料に好適に使用することので
きる高密度多結晶フェライトを提供することにあり、ま
た他の解決課題は、気孔率が０．０１％以下と、磁気ヘ
ッドの摺動特性を損なわない高密度多結晶フェライトを
提供することにあり、更に他の解決課題とするところ
は、固相反応による単結晶化手法における単結晶化温度
が低く、また異種結晶の発生が少ない、加熱による気孔
の蘇生の問題を解消した高密度多結晶フェライトを提供
することにある。

【０００８】

【解決手段】 そして、このような課題を解決するため
に、本発明に従う高密度多結晶フェライトは、固相反応
法により単結晶化せしめられる高密度多結晶フェライト
にして、常圧焼結法によって形成されると共に、モル比
で、６０〜６８％の酸化第二鉄と１０〜２０％の酸化亜
鉛と３０〜１２％の酸化マンガンとからなる組成を有
し、且つ飽和磁束密度（Ｂ₁₀）が５８００Ｇ以上、後で
規定するところの気孔率（Ｐ）が０．０１％以下であ
り、しかも１０００℃以上の温度での加熱処理におい
て、気孔率が実質的に増大しないことを、その特徴とす
るものである。

【０００９】

【発明の具体的な構成】ところで、かかる本発明に従う
高密度多結晶フェライトを得るべく、所定の組成を与え
るＭｎ−Ｚｎ系フェライトの原料粉末混合物が、常法に
従って仮焼せしめられた後、粉砕され、そしてブロック
の如き適当な形状に成形された成形体が、フェライト素
材として、用いられる。なお、そのような成形体は、一
般に、４０〜６０重量％程度がフェライト相にて構成さ
れ、残りの６０〜４０重量％がヘマタイト相を主体とし
た未反応物相にて構成されている。

【００１０】また、このようなフェライト素材の組成
は、そのまま、それを焼成して得られる高密度多結晶フ
ェライトの組成となるものであるが、本発明に係る高飽
和磁束密度（Ｂ₁₀）の高密度多結晶フェライトは、モル
比にて、６０〜６８％の酸化第二鉄（Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）、１
０〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び３０〜１２％の酸
化マンガン（ＭｎＯ）からなる組成を有するフェライト
素材を用いて得られ、中でも特に酸化第二鉄が６３〜６
５モル％、酸化亜鉛が１０〜１５モル％、酸化マンガン
が２７〜２０モル％の組成のフェライト素材が好適に用
いられ、これによって飽和磁束密度が５８００Ｇ以上、
好ましくは６０００Ｇ以上の高密度多結晶フェライトが
有利に得られることとなるのである。

【００１１】そして、上記のフェライト相と共にヘマタ
イト相を有するフェライト素材（仮焼物成形体）は、先
ず、０．０１〜５０％の酸素濃度の、Ｈｅ，ＡｒやＮ₂
等の雰囲気中において焼成せしめられて、該フェライト
素材中のヘマタイト相が漸次減少せしめられ、そして１
１００〜１２５０℃の温度領域において該ヘマタイト相
が実質的に消滅せしめられるようにされる（第一の焼成
工程）。換言すれば、この第一の焼成工程では、１１０
０〜１２５０℃の温度範囲でヘマタイト相が実質的に消
滅するように、フェライト素材の酸化第二鉄組成に応じ
て、温度と酸素分圧（濃度）が調整されることとなる。

【００１２】なお、この焼成雰囲気中の酸素濃度が０．
０１％よりも低くなると、フェライト素材のフェライト
化の進行が早く、低い温度領域でヘマタイト相が実質的
に消滅してしまうため、フェライト素材の気孔率を十分
に減少せしめ得ない問題があり、また酸素濃度が５０％
を超えるようになるとフェライト化の進行が遅く、ヘマ
タイト相の消滅が第二の焼成工程にずれ込むため、焼結
体内部に粗大気孔が残ってしまう問題がある。

【００１３】また、ヘマタイト相が１１００℃未満の温
度で実質的に消滅してしまうと、第二の焼成工程におけ
るフェライト素材の緻密化が充分に為され得ず、最終焼
成体における気孔率を充分に低下せしめることが困難と
なる。更に、ヘマタイト相の消滅が１２５０℃以上の温
度で行なわれると、後の第二の焼成工程において粗大気
孔が生成する問題がある。

【００１４】さらに、この第一の焼成工程におけるフェ
ライト素材の焼成温度としては、一般に８００℃以上の
温度が用いられることとなる。けだし、８００℃よりも
温度が低くなると、フェライト化の進行が遅く、またヘ
マタイト相の有効な減少反応を惹起し得ないからであ
る。そして、このような第一の焼成工程では、段階的に
若しくは連続的に昇温する昇温操作を用いて、フェライ
ト素材を焼成する手法が採用されることとなるが、一般
的には、複数段の昇温工程に従って、段階的に焼成温度
が高められ、そしてその最後の昇温工程によって、フェ
ライト素材が１１００〜１２５０℃の温度に加熱され
て、フェライト素材中のヘマタイト相が消滅せしめられ
るようにされるのである。

【００１５】より具体的には、第一の焼成工程における
好ましい段階的昇温操作は、約８００℃から漸次昇温せ
しめて、１２００℃よりも低い温度に到達せしめる第一
の昇温工程と、それに続く到達温度での所定時間の保持
からなる第一の保持工程と、その後の１１００〜１２５
０℃の領域内の所定温度に上昇せしめる第二の昇温工程
と、そしてその到達温度で所定時間保持して、ヘマタイ
ト相を実質的に消滅させる第二の保持工程とを含んでい
る。そして、その際の昇温スピードは、通常、８００℃
までは１５０〜２００℃／ｈｒ程度とされ、また第一及
び第二の昇温工程では、何れも３０〜４０℃／ｈｒ程度
とされることとなる。

【００１６】次いで、このような第一の焼成工程におい
てヘマタイト相の消滅させられたフェライト素材は、更
に第二の焼成工程において焼成され、その一層の緻密化
が行なわれることとなる。この第二の焼成工程における
焼成雰囲気としては、０．１〜１００％の酸素濃度を有
する雰囲気が用いられるものであって、このような酸素
濃度は、最終的に気孔率を０．０１％以下に減少せし
め、フェライトの結晶粒子径、磁気特性を制御するため
に必要なものである。なお、この焼成雰囲気中の酸素以
外の成分は、Ｈｅ，ＡｒやＮ₂ 等の不活性ガス成分であ
る。また、焼成温度としては１２５０℃を超える温度を
用いる必要があり、これによって有効な焼結を進行せし
め、以て気孔率が効果的に低下せしめられた、緻密なフ
ェライト焼結体を得ることが出来るのである。

【００１７】かかる第一の焼成工程並びに第二の焼成工
程を経て得られたフェライト焼結体は、その気孔率が
０．０１％以下の高密度多結晶フェライトであり、記録
・再生ヘッド用高密度フェライト材料として加工性に優
れ、また磁気テープとの摺動の際にヘッドのチッピング
や磁性粉の気孔への目詰まりによるノイズの発生等の問
題を惹起することがなく、更には気孔率の大きな従来の
多結晶フェライトや、単結晶フェライトに比して、周波
数に対する透磁率の変化が少ない優れた特徴を備えてい
る。

【００１８】また、常圧焼結法であるために、コスト的
に、ＨＩＰ法やホットプレス法に比べて安価であり、大
型装置を必要とせず、また工程としても簡単である特徴
があり、更には１０００℃以上の加熱処理によっても気
孔の蘇生が効果的に抑制されて、気孔率が実質的に増大
せず、これによって固相反応による単結晶化手法にて、
かかる高密度フェライト（多結晶フェライト）を単結晶
化せしめても、気孔率の増加が惹起されず、得られる単
結晶体の気孔率も０．０１％以下とすることが出来るの
である。なお、ここで、気孔率が実質的に増大しないと
いうことは、再加熱前後の気孔率が測定誤差範囲であ
り、殆ど変化しないことを意味するものである。そし
て、この場合の測定誤差範囲内とは、気孔率測定の精度
より、測定値の±５０％程度の範囲内の変化と考えるこ
とも出来る。

【００１９】さらに、本発明の高密度多結晶フェライト
の組成を、６０〜６８モル％の酸化第二鉄と、１０〜２
０モル％の酸化亜鉛と、３０〜１２モル％の酸化マンガ
ンとからなる組成のＭｎ−Ｚｎ系フェライトとしたこと
により、飽和磁束密度（Ｂ₁₀）を５８００Ｇ以上、好ま
しくは６０００Ｇ以上の高密度多結晶フェライトを得る
ことができ、これは、高保持力の磁気記録媒体であるメ
タルテープや蒸着テープ等の記録・再生用ヘッド材とし
て、有利に用いられ得るものである。

【００２０】なお、本発明における気孔率とは、試料の
任意の切断面における気孔の占める面積を百分率にして
示したものであり、具体的には次のようにして求められ
ることとなる。即ち、所定の試料の任意の切断面に対し
て研磨を施し、そしてその研磨面を金属顕微鏡を用いて
１０００倍の倍率にて検査して、視野中の気孔径：ｄ
と、その個数：ｎを測定し、全視野面積に対する気孔面
積より気孔率を測定し、下式に従って、気孔率：Ｐ％を
求めるものである。

【００２１】

【数１】

【００２２】また、フェライト化率とは、フェライト相
の重量％を示したものであり、調合時のヘマタイト相の
重量と、仮焼後のヘマタイト相の重量を測定し、消滅し
たヘマタイトが全てフェライト相になったとして、算出
したものである。さらに、飽和磁束密度（Ｂ₁₀）とは、
１０Ｏｅの磁場中における飽和磁束密度を示すものであ
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の幾つかの実施例を示すが、本発明がその
ような実施例の記載によって何等制限的に解釈されるも
のでないことは、言うまでもないところである。

【００２４】なお、本発明は、上述した本発明の具体的
な説明並びに以下の実施例の他にも各種の態様において
実施され得るものであり、本発明の趣旨を逸脱しない限
りにおいて、当業者の知識に基づいて実施され得る種々
なる態様のものが、何れも、本発明の範疇に属するもの
と理解されるべきである。

【００２５】実施例 １ モル比で、水熱合成マグネタイトを焙焼して得た酸化第
二鉄：６１．０％，炭酸マンガン：２７．０％，酸化亜
鉛：１２．０％からなる組成のフェライト原料粉末混合
物を、空気中において約１０００℃の温度で２時間仮焼
した後、その仮焼物を粉砕し、所定の形状に成形を行な
った。

【００２６】そして、この得られた成形体（フェライト
素材）を、次のように焼成した。即ち、先ず、室温から
８００℃までは１５０℃／ｈｒの昇温速度で、そして８
００℃から１０００℃までは４０℃／ｈｒの昇温速度
で、それぞれ昇温し、更にその後１０００℃の温度で４
時間保持した。なお、この焼成の間、焼成雰囲気は、酸
素濃度が０．１％の窒素雰囲気とした。次いで、４０℃
／ｈｒの昇温速度で昇温し、１２００℃で２時間保持す
ることにより、第一の焼成操作を続け、成形体中のヘマ
タイト相を消滅させた。なお、１１００℃に昇温直後の
焼成体及び１２００℃で２時間保持後の焼成体を途中で
取り出し、焼成体内部の切断面をＸ線回折法により調べ
たところ、前者ではヘマタイト相が残っているのに対
し、後者では１００％フェライト相となっており、この
間にヘマタイト相が消滅していることを確認した。ま
た、この焼成の間、焼成雰囲気は酸素濃度が１％の窒素
雰囲気とした。

【００２７】更にその後、１５０℃／ｈｒの昇温速度で
１３００℃まで昇温し、その温度に８時間保持すること
により、第二の焼成操作を実施した。また、この焼成の
間、焼成温度は酸素濃度５％の窒素雰囲気とした。そし
て、かかる焼成の後、１１００℃以下の冷却工程を窒素
雰囲気中で行ない、目的とするフェライト焼成体（多結
晶体）を得た。この得られた多結晶体は平均粒径：９．
８μｍ，気孔率：０．０１％，不連続粒成長温度：１３
４０℃であった。

【００２８】また、この得られた多結晶体を、５mm×５
mm×１０mmの大きさに切断し、加熱処理を以下のように
行ない、加熱処理後の気孔率の変化を調べた。先ず、室
温から１１００℃までを３００℃／ｈｒで昇温し、この
間の雰囲気を窒素とした。その後、更に、３００℃／ｈ
ｒで１３００℃まで昇温し、そして２時間保持した。こ
の間の雰囲気を酸素濃度５％の窒素雰囲気とした。次い
で、３００℃／ｈｒで降温し、そして１１００℃から窒
素雰囲気中で冷却し、加熱処理したフェライト焼成体を
得た。

【００２９】実施例 ２ モル比で、水熱合成マグネタイトを焙焼して得た酸化第
二鉄：６２．５％，炭酸マンガン：２６．５％，酸化亜
鉛：１１．０％からなる組成のフェライト原料粉末混合
物を、空気中において約１０００℃の温度で２時間仮焼
した後、その仮焼物を粉砕し、所定の形状に成形を行な
った。

【００３０】そして、この得られた成形体を、次のよう
に焼成した。即ち、室温から８００℃までは１５０℃／
ｈｒの昇温速度で、更に８００℃から１０００℃までは
４０℃／ｈｒの昇温速度で、それぞれ昇温し、そして１
０００℃の温度で４時間保持した。なお、この焼成の
間、焼成雰囲気として、酸素濃度が０．５％の窒素雰囲
気を用いた。そして、その後４０℃／ｈｒの昇温速度で
昇温し、更に１２２０℃の温度で２時間保持して、成形
体中のヘマタイト相を消滅させた。なお、１１００℃に
昇温直後の焼成体及び１２２０℃で２時間保持後の焼成
体を途中で取り出し、焼成体内部の切断面をＸ線回折法
により調べたところ、前者ではヘマタイト相が残ってい
るのに対し、後者では１００％フェライト相となってお
り、この間にヘマタイト相が消滅していることを確認し
た。その間、雰囲気を酸素濃度１％の窒素雰囲気とし
た。

【００３１】次いで、１５０℃／ｈｒの昇温速度で１３
００℃の温度まで昇温し、その温度に８時間保持するこ
とにより、最終の焼成操作を実施した。また、この焼成
の間、焼成雰囲気は、酸素濃度が３％の窒素雰囲気とし
た。そして、焼成後、１１００℃以下の冷却工程を窒素
雰囲気で行ない、目的とするフェライト焼成体（多結晶
体）を得た。この得られた多結晶体は、平均粒径：８．
９μｍ，気孔率：０．００８％，不連続粒成長温度：１
３５０℃であった。

【００３２】また、このようにして得られた多結晶体
を、５mm×５mm×１０mmの大きさに切断し、その加熱処
理を実施例１と同じ方法により行ない、加熱処理後の気
孔率の変化を調べた。

【００３３】実施例 ３ モル比で、水熱合成マグネタイトを焙焼して得た酸化第
二鉄：６３．５％，炭酸マンガン：２２．５％，酸化亜
鉛：１４．０％からなる組成のフェライト原料粉末混合
物を、空気中において約１０００℃の温度で２時間仮焼
した後、その仮焼物を粉砕し、所定の形状に成形を行な
った。

【００３４】そして、この得られた成形体を、次のよう
に焼成した。即ち、室温から８００℃までは１５０℃／
ｈｒの昇温温度で、更に８００℃から１０００℃までは
４０℃／ｈｒの昇温温度で、それぞれ昇温し、そして１
０００℃の温度で４時間保持した。なお、この焼成の
間、焼成雰囲気は、酸素濃度が１％の窒素雰囲気とし
た。更にその後、４０℃／ｈｒの昇温速度で１２００℃
まで昇温し、そして１２００℃の温度で２時間保持する
ことにより、焼成操作を続行し、成形体中のヘマタイト
相を消滅させた。なお、１１００℃に昇温直後の焼成体
及び１２００℃で２時間保持後の焼成体を途中で取り出
し、焼成体内部の切断面をＸ線回折法により調べたとこ
ろ、前者ではヘマタイト相が残っているのに対し、後者
では１００％フェライト相となっており、この間にヘマ
タイト相が消滅していることを確認した。その間、焼成
雰囲気は、酸素濃度１％の窒素雰囲気とした。

【００３５】次いで、１５０℃／ｈｒの昇温速度で１３
５０℃の温度まで昇温し、そしてその温度に８時間保持
することにより、最終の焼成操作を施した。また、この
焼成の間、焼成雰囲気は、酸素濃度が１％の窒素雰囲気
とした。そして、かかる焼成の後、１１００℃以下の冷
却工程を窒素雰囲気中で行ない、目的とするフェライト
焼成体（多結晶体）を得た。この多結晶体は、平均粒
径：１０．２μｍ，気孔率：０．００８％，不連続粒成
長温度：１４２０℃であった。

【００３６】また、このようにして得られた多結晶体を
５mm×５mm×１０mmの大きさに切断し、その加熱処理を
実施例１と同じ方法により行ない、加熱処理後の気孔率
の変化を調べた。

【００３７】実施例 ４ モル比で、水熱合成マグネタイトを焙焼して得た酸化第
二鉄：６５．０％，炭酸マンガン：２５．０％，酸化亜
鉛：１０．０％からなる組成のフェライト原料粉末混合
物を、空気中において約１０００℃の温度で２時間仮焼
した後、その仮焼物を粉砕し、所定の形状に成形を行な
った。

【００３８】そして、この得られた成形体を、次のよう
に焼成した。即ち、室温から８００℃までは１５０℃／
ｈｒの昇温速度で、更に８００℃から１０５０℃までは
４０℃／ｈｒの昇温速度で、それぞれ昇温し、そして１
０５０℃の温度で４時間保持した。なお、この焼成の
間、焼成雰囲気は酸素濃度が３．０％の窒素雰囲気とし
た。更にその後、４０℃／ｈｒの昇温速度で昇温し、そ
して１２２０℃の温度で２時間保持することにより、成
形体中のヘマタイト相を消滅させた。なお、１１００℃
に昇温直後の焼成体及び１２２０℃で２時間保持後の焼
成体を途中で取り出し、焼成体内部の切断面をＸ線回折
法により調べたところ、前者ではヘマタイト相が残って
いるのに対し、後者では１００％フェライト相となって
おり、この間にヘマタイト相が消滅していることを確認
した。その間、焼成雰囲気は、酸素濃度１．０％の窒素
雰囲気とした。

【００３９】次いで、１５０℃／ｈｒの昇温速度で１３
５０℃の温度まで昇温し、そしてその温度に８時間保持
することにより、最終の焼成操作を実施した。また、こ
の焼成の間、焼成雰囲気は、酸素濃度が１．０％の窒素
雰囲気とした。そして、かかる焼成の後、１１００℃以
下の冷却工程を窒素雰囲気中で行ない、目的とするフェ
ライト焼成体（多結晶体）を得た。この多結晶体は、平
均粒径：９．２μｍ，気孔率：０．００９％，不連続粒
成長温度：１３８０℃であった。

【００４０】また、このようにして得られた多結晶体を
５mm×５mm×１０mmの大きさに切断し、その加熱処理を
実施例１と同じ方法により行ない、加熱処理後の気孔率
の変化を調べた。

【００４１】実施例 ５ モル比で、水熱合成マグネタイトを焙焼して得た酸化第
二鉄：６６．５％，炭酸マンガン：１７．０％，酸化亜
鉛：１６．５％からなる組成のフェライト原料粉末混合
物を、空気中において約１０００℃の温度で２時間仮焼
した後、その仮焼物を粉砕し、所定の形状に成形を行な
った。

【００４２】そして、この得られた成形体を、次のよう
に焼成した。即ち、室温から８００℃までは１５０℃／
ｈｒの昇温速度で、更に８００℃から１０００℃までは
４０℃／ｈｒの昇温速度で、それぞれ昇温し、そして１
０００℃の温度で４時間保持した。なお、この焼成の
間、焼成雰囲気は、酸素濃度が１０％の窒素雰囲気とし
た。更にその後、４０℃／ｈｒの昇温速度で昇温し、そ
して１２００℃の温度で２時間保持することにより、成
形体中のヘマタイト相を消滅させた。なお、１１００℃
に昇温直後の焼成体及び１２００℃で２時間保持後の焼
成体を途中で取り出し、焼成体内部の切断面をＸ線回折
法により調べたところ、前者ではヘマタイト相が残って
いるのに対し、後者では１００％フェライト相となって
おり、この間にヘマタイト相が消滅していることを確認
した。その間、焼成雰囲気は、酸素濃度が３％の窒素雰
囲気とした。

【００４３】次いで、１５０℃／ｈｒの昇温速度で１３
５０℃まで昇温し、その温度に８時間保持することによ
り、最終の焼成操作を実施した。また、この焼成の間、
焼成雰囲気は、酸素濃度が０．５％の窒素雰囲気とし
た。そして、かかる焼成の後、１１００℃以下の冷却工
程を窒素雰囲気で行ない、目的とするフェライト焼成体
（多結晶体）を得た。この多結晶体は、平均粒径：１
０．５μｍ，気孔率：０．００８％，不連続粒成長温
度：１４１０℃であった。

【００４４】また、このようにして得られた多結晶体を
５mm×５mm×１０mmの大きさに切断し、その加熱処理を
実施例１と同じ方法により行ない、加熱処理後の気孔率
の変化を調べた。

【００４５】実施例 ６ モル比で、水熱合成マグネタイトを焙焼して得た酸化第
二鉄：６７．５％，炭酸マンガン：２０．５％，酸化亜
鉛：１２．０％からなる組成のフェライト原料粉末混合
物を、空気中において約１０００℃の温度で２時間仮焼
した後、その仮焼物を粉砕し、所定の形状に成形を行な
った。

【００４６】そして、この得られた成形体を、次のよう
に焼成した。即ち、室温から８００℃までは１５０℃／
ｈｒの昇温速度で、更に８００℃から１１００℃までは
３５℃／ｈｒの昇温速度で、それぞれ昇温し、そして１
１００℃の温度で４時間保持した。なお、この焼成の間
の焼成雰囲気は、酸素濃度が２０％の窒素雰囲気とし
た。更にその後、３５℃／ｈｒの昇温速度で昇温し、１
２５０℃の温度で２時間保持することにより、成形体中
のヘマタイト相を消滅させた。なお、１１００℃に昇温
直後の焼成体及び１２５０℃で２時間保持後の焼成体を
途中で取り出し、焼成体内部の切断面をＸ線回折法によ
り調べたところ、前者ではヘマタイト相が残っているの
に対し、後者では１００％フェライト相となっており、
この間にヘマタイト相が消滅していることを確認した。
その間、焼成雰囲気は、酸素濃度５％の窒素雰囲気とす
る。

【００４７】次いで、１５０℃／ｈｒの昇温速度で１３
７０℃の温度まで昇温し、その温度に８時間保持するこ
とにより、最後の焼成操作を実施した。また、この焼成
の間、焼成雰囲気は、酸素濃度が０．３％の窒素雰囲気
とした。そして、かかる焼成の後、１１００℃以下の冷
却工程を窒素雰囲気中で行ない、目的とするフェライト
焼成体（多結晶体）を得た。この多結晶体は、平均粒
径：１０．３μｍ，気孔率：０．０１％，不連続粒成長
温度：１４３０℃であった。

【００４８】また、このようにして得られた多結晶体を
５mm×５mm×１０mmの大きさに切断し、その加熱処理を
実施例１と同じ方法により行ない、加熱処理後の気孔率
の変化を調べた。

【００４９】比較例 １ モル比で、水熱合成マグネタイトを焙焼して得た酸化第
二鉄：５８．０％，炭酸マンガン：２４．０％，酸化亜
鉛：１８．０％からなる組成のフェライト原料粉末混合
物を、空気中において約１０００℃の温度で２時間仮焼
した後、その仮焼物を粉砕し、所定の形状に成形を行な
った。

【００５０】そして、この得られた成形体を、次のよう
に焼成した。即ち、室温から８００℃までは１５０℃／
ｈｒの昇温速度で、更に８００℃から１０００℃までは
４０℃／ｈｒの昇温速度で、それぞれ昇温し、その後１
０００℃の温度で４時間保持した。なお、この焼成の
間、焼成雰囲気は、酸素濃度が０．０５％の窒素雰囲気
とした。更にその後、４０℃／ｈｒの昇温速度で昇温
し、そして１２００℃の温度で２時間保持した。なお、
１１００℃に昇温直後の焼成体を途中で取り出し、焼成
体内部の切断面をＸ線回折法により調べたところ、１０
０％フェライト相となっており、すでにヘマタイト相が
消滅していることを確認した。その間、焼成雰囲気は、
酸素濃度０．５％の窒素雰囲気とした。

【００５１】次いで、１５０℃／ｈｒの昇温速度で１３
５０℃の温度まで昇温し、その温度に８時間保持するこ
とにより、最終的な焼成操作を実施した。なお、この焼
成の間、焼成雰囲気は、酸素濃度が１０％の窒素雰囲気
とした。そして、かかる焼成の後、１１００℃以下の冷
却工程を窒素雰囲気中で行ない、目的とするフェライト
焼成体（多結晶体）を得た。この多結晶体は、平均粒
径：１０．５μｍ，気孔率：０．０３％，不連続粒成長
温度：１４７０℃であった。

【００５２】また、このようにして得られた多結晶体を
５mm×５mm×１０mmの大きさに切断し、その加熱処理を
実施例１と同じ方法により行ない、加熱処理後の気孔率
の変化を調べた。

【００５３】比較例 ２ モル比で、水熱合成マグネタイトを焙焼して得た酸化第
二鉄：７０．０％，炭酸マンガン：１５．０％，酸化亜
鉛：１５．０％からなる組成のフェライト原料粉末混合
物を、空気中において約１０００℃の温度で２時間仮焼
した後、その仮焼物を粉砕し、所定の形状に成形を行な
った。

【００５４】そして、この得られた成形体を、次のよう
に焼成した。即ち、室温から８００℃までは１５０℃／
ｈｒの昇温速度で、更に８００℃から１０００℃までは
４０℃／ｈｒの昇温速度で、それぞれ昇温し、その後１
０００℃の温度で４時間保持した。なお、この焼成の
間、焼成雰囲気は、酸素濃度が３０％の窒素雰囲気とし
た。更にその後、４０℃／ｈｒの昇温速度で昇温し、そ
して１２００℃の温度で２時間保持した。なお、１２０
０℃に２時間保持した焼成体を途中で取り出して、焼成
体内部の切断面をＸ線回折法により調べたところ、ヘマ
タイト相が残っており、この間にフェライト化が完了し
ないことを確認した。その間、雰囲気は、酸素濃度１％
の窒素雰囲気とした。

【００５５】次いで、１５０℃／ｈｒの昇温速度で１３
５０℃の温度まで昇温し、その温度に８時間保持するこ
とにより、最終的な焼成操作を実施した。なお、この焼
成の間、焼成雰囲気は、酸素濃度が０．１％の窒素雰囲
気とした。そして、かかる焼成の後、１１００℃以下の
冷却工程を窒素雰囲気中で行ない、目的とするフェライ
ト焼成体（多結晶体）を得た。この多結晶体は、平均粒
径：１０．３μｍ，気孔率：０．０５％，不連続粒成長
温度：１４６０℃であった。

【００５６】また、このようにして得られた多結晶体を
５mm×５mm×１０mmの大きさに切断し、その加熱処理を
実施例１と同じ方法により行ない、加熱処理後の気孔率
の変化を調べた。

【００５７】比較例 ３ モル比で、水熱合成マグネタイトを焙焼して得た酸化第
二鉄：５２．５％，炭酸マンガン：３１．０％，酸化亜
鉛：１６．５％からなる組成のフェライト原料粉末混合
物を、空気中において約１０００℃の温度で２時間仮焼
した後、その仮焼物を粉砕し、所定の形状に成形を行な
った。

【００５８】そして、この得られた成形体を、次のよう
に焼成した。即ち、室温から８００℃までは１５０℃／
ｈｒの昇温速度で、更に８００℃から１０００℃までは
４０℃／ｈｒの昇温速度で、それぞれ昇温し、そして１
０００℃の温度で４時間保持した。この間、１０^-3torr
以下の真空雰囲気とした。なお、この１０００℃で４時
間保持した焼成体を途中で取り出し、焼成体内部の切断
面をＸ線回折法により調べたところ、１００％フェライ
ト相となっており、すでにヘマタイト相が消滅している
ことを確認した。更にその後、４０℃／ｈｒの昇温速度
で昇温し、そして１２００℃の温度で２時間保持した。
この間、１０^-3torr以下の真空雰囲気とした。

【００５９】次いで、１５０℃／ｈｒの昇温速度で１３
５０℃の温度まで昇温し、その温度に８時間保持するこ
とにより、最終的な焼成操作を施した。なお、この焼成
の間、雰囲気は、酸素濃度が１％の窒素雰囲気とした。
そして、かかる焼成の後、１１００℃以下の冷却工程を
窒素雰囲気中で行ない、目的とするフェライト焼成体
（多結晶体）を得た。この多結晶体は、平均粒径：８．
５μｍ，気孔率：０．００８％，不連続粒成長温度：１
４２０℃であった。

【００６０】また、このようにして得られた多結晶体を
５mm×５mm×１０mmの大きさに切断し、その加熱処理を
実施例１と同じ方法により行ない、加熱処理後の気孔率
の変化を調べた。

【００６１】比較例 ４ モル比で、水熱合成マグネタイトを焙焼して得た酸化第
二鉄：６３．５％，炭酸マンガン：２２．５％，酸化亜
鉛：１４．０％からなる組成のフェライト原料粉末混合
物を、空気中において約１０００℃の温度で２時間仮焼
した後、その仮焼物を粉砕し、所定の形状に成形を行な
った。

【００６２】そして、この得られた成形体を、次のよう
に焼成した。即ち、室温から８００℃までは１５０℃／
ｈｒの昇温速度で、更に８００℃から１０００℃までは
４０℃／ｈｒの昇温速度で、それぞれ昇温し、その後１
０００℃の温度で４時間保持した。そして、その間、１
０^-3torr以下の真空雰囲気とした。更にその後、４０℃
／ｈｒの昇温速度で昇温し、そして１２００℃の温度で
２時間保持した。この間、１０^-3torr以下の真空雰囲気
とした。なお、１１００℃に昇温直後の焼成体を途中で
取り出し、焼成体内部の切断面をＸ線回折法により調べ
たところ、１００％フェライト相となっており、すでに
ヘマタイト相が消滅していることを確認した。

【００６３】次いで、１５０℃／ｈｒの昇温速度で１３
５０℃の温度まで昇温し、その温度に８時間保持するこ
とにより、最終的な焼成操作を施した。なお、焼成雰囲
気は、酸素濃度が１％の窒素雰囲気とした。そして、か
かる焼成の後、１１００℃以下の冷却工程を窒素雰囲気
中で行ない、目的とするフェライト焼成体（多結晶体）
を得た。この多結晶体は、平均粒径：９．８μｍ，気孔
率：０．０６％，不連続粒成長温度：１５００℃であっ
た。

【００６４】また、このようにして得られた多結晶体を
５mm×５mm×１０mmの大きさに切断し、その加熱処理を
実施例１と同じ方法により行ない、加熱処理後の気孔率
の変化を調べた。

【００６５】比較例 ５ モル比で、水熱合成マグネタイトを焙焼して得た酸化第
二鉄：６３．５％，炭酸マンガン：２２．５％，酸化亜
鉛：１４．０％からなる組成のフェライト原料粉末混合
物を、空気中において約１０００℃の温度で２時間仮焼
した後、その仮焼物を粉砕し、所定の形状に成形を行な
った。

【００６６】そして、この得られた成形体を、１２００
℃の温度で２時間、酸素濃度が１０％の窒素雰囲気中で
予備焼成を行なった。この時の昇温，降温は、３００℃
／ｈｒで行ない、また１１００℃以下は窒素雰囲気とし
た。

【００６７】次いで、以下のようなＨＩＰ処理を行なっ
た。なお、還元防止のため、ほぼ同組成のＭｎ−Ｚｎフ
ェライト粉末を上記予備焼成体のまわりに充填し、Ａｒ
ガスを圧力媒体として、次のようにして焼成した。圧
力：１０００kg／cm² 、温度：１３００℃で、２時間処
理し、この時の昇温、降温は３００℃／ｈｒ，また昇
圧，降圧は、約１０００℃で行なった。ＨＩＰ後、予備
焼成と同一条件でアニール処理し、目的とするフェライ
ト焼結体を得た。

【００６８】−性能比較− 上記実施例１〜６及び比較例１〜５でそれぞれ得られた
各種のフェライト焼結体の特性、即ち気孔率、１０Ｏｅ
における飽和磁束密度並びに加熱処理後の気孔率につい
て調べ、その結果を下記表１に示した。

【００６９】

【表１】

【００７０】この表１の結果から明らかなように、本発
明に従う実施例１〜６のフェライト焼結体にあっては、
飽和磁束密度が著しく高く、また気孔率が何れも０．０
１％以下となり、しかもそのような気孔率は加熱処理後
においても変化せず、気孔の蘇生がないものであること
が認められる。

【００７１】これに対して、酸化鉄のモル％の低い比較
例１，３のフェライト焼結体は飽和磁束密度が低く、ま
た酸化鉄のモル％を高くすると、比較例２，４，５のフ
ェライト焼結体の如く気孔率が高いものとなったり、加
熱によって気孔が蘇生して、気孔率が増大することが認
められる。

【００７２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従う高密度多結晶フェライトは、飽和磁束密度
（Ｂ₁₀）が５８００Ｇ以上と高く、また周波数に対する
透磁率の変化が少ない特徴を有し、高保持力磁気記録媒
体用磁気ヘッド材料として好適に使用され得ると共に、
また気孔率が０．０１％以下であることにより、磁気ヘ
ッドの摺動特性を損なわないフェライト材料として、好
適に使用され得るものである。また、かかる本発明に従
う高密度多結晶フェライトは、１０００℃以上の加熱処
理後においても気孔率が実質的に増大しないものである
ところから、固相反応による単結晶化材料として有利に
用いられ、特に固相反応による単結晶化手法における単
結晶化温度が低く、また異種結晶の発生が少ない、加熱
による気孔の蘇生の問題を解消した材料となるものであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固相反応法により単結晶化せしめられる
   高密度多結晶フェライトにして、常圧焼結法によって形
   成されると共に、モル比で、６０〜６８％の酸化第二鉄
   と１０〜２０％の酸化亜鉛と３０〜１２％の酸化マンガ
   ンとからなる組成を有し、且つ飽和磁束密度（Ｂ₁₀）が
   ５８００Ｇ以上、本文中にて規定する気孔率（Ｐ）が
   ０．０１％以下であり、更に１０００℃以上の温度での
   加熱処理において、気孔率が実質的に増大しないことを
   特徴とする高密度多結晶フェライト。