磁性粒子的制造方法、磁性粒子及磁性体技术

本发明专利技术公开了一种磁性粒子的制造方法，其具有对在铁的微粒子表面形成有氧化铝层的核壳结构的原料粒子施以氮化处理，一边维持核壳结构，一边使铁的微粒子氮化的氮化处理步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在氮化铁的微粒子表面形成有氧化铝层的核壳结构的磁性粒子、该磁性粒子的制造方法、及使用该磁性粒子的磁性体；特别涉及能够最低限度地通过氮化处理，制造具有在氮化铁的微粒子表面形成有氧化铝层的核壳结构且球状的磁性粒子的磁性粒子、该磁性粒子的制造方法、及使用该磁性粒子的磁性体。
技术介绍
目前，混合动力车及电动车、空调及洗衣机等家电及产业机械等的马达均要求节能、高效率、高性能。因此，马达所使用的磁铁被要求有更高的磁力(矫顽磁力、饱和磁通密度)目前，作为构成磁铁所用的磁性粒子，氮化铁系的磁性粒子备受瞩目，针对该氮化铁系的磁性粒子已有各种提案(参照专利文献1-3)。专利文献I记载一种强磁性粒子粉末，其是由Fe16N^相组成的强磁性粒子粉末，以Si及/或Al化合物包覆Fe16N2S子粉末的粒子表面，且强磁性粒子粉末的BHmax为5MGOe以上。该强磁性粒子可以经过用Si化合物及/或Al化合物包覆铁化合物粒子粉末的粒子表面后，进行还原处理，接着，进行氮化处理而获得。并且，起始原料的铁化合物粒子粉末使用氧化铁或羟基氧化铁。专利文献2中记载一种强磁性粒子粉末，其是依据穆斯堡光谱Fe16N^合物相占70%以上比例构成的强磁性粒子粉末，且对比Fe摩尔含有0.04?25%的金属元素X，且以Si及/或Al化合物包覆粒子表面，强磁性粒子粉末的BHmax为5MGOe以上。此处，金属元素X选自Mn、N1、T1、Ga、Al、Ge、Zn、Pt、Si中的一种或两种以上。该强磁性粒子使用BET比表面积为50?250m2/g、平均长轴径为50?450nm、长宽比(长轴径/短轴径)为3?25、且对比Fe摩尔含有0.04?25 %的金属元素X (X选自Mn、N1、T1、Ga、Al、Ge、Zn、Pt、Si中的一种或两种以上)的氧化铁或轻基氧化铁作为起始原料，对通过250 μm以下的网筛的铁化合物粒子粉末进行还原处理，接着，进行氮化处理而得。专利文献3中记载一种强磁性粒子粉末，其是依据穆斯堡光谱Fe16N^合物相占80%以上比例构成的强磁性粒子粉末，强磁性粒子在粒子外壳上存在FeO，且FeO的膜厚为5nm以下。该强磁性粒子粉末是使用平均长轴径为40?5000nm、长宽比(长轴径/短轴径)为I?200的氧化铁或羟基氧化铁作为起始原料，以使D50成为40 μ m以下、D90成为150 μ m以下的方式进行凝聚粒子分散处理，进而在160?420°C下将通过250 μ m以下的网筛的铁化合物粒子粉末进行氢还原，且在130?170°C进行氮化处理而得。现有技术文献专利文献日本特开2011-91215号公报日本特开2012-69811号公报日本特开2012-149326号公报
技术实现思路
_2] 专利技术要解决的问题然而，专利文献1-3中虽获得了短轴与长轴的长度不同的磁性粒子，但无法获得球状的磁性粒子。该短轴与长轴的长度不同的磁性粒子具有磁特性的异向性。此外，专利文献1-3中所得的磁性粒子在高温下进行还原处理时，会有熔合的倾向，分散性差。本专利技术的目的在于消除基于前述以往技术的问题点，而提供一种可最低限度地，通过氮化处理，制造具有在氮化铁微子表面形成有氧化铝层的核壳结构且球状的磁性粒子的磁性粒子的制造方法、该磁性粒子及使用该磁性粒子的磁性体。_5] 用于解决问题的手段为达成上述目的，本专利技术的第一种情形是提供一种磁性粒子的制造方法，其特征是:具有对在铁的微粒子表面形成有氧化铝层的核壳结构的原料粒子施以氮化处理，一边维持核壳结构，一边使铁的微粒子氮化的氮化处理步骤。氮化处理优选是一边将含氮元素的气体供给于原料粒子，一边加热至140°C?200°C的温度，并保持3?50小时来进行。更优选地，氮化处理为加热至140°C?160°C，并保持3?20小时来进行。原料粒子的粒径优选未达200nm，更优选为5?50nm。在氮化处理步骤之前，具有对原料粒子施以干燥.还原处理的干燥.还原处理步骤，且氮化处理步骤中优选对经干燥.还原处理的原料粒子施以氮化处理。干燥.还原处理优选是一边供给氢气或含氢气的惰性气体，一边在氢气氛围中或含氢气的惰性气体氛围中将原料粒子加热至200°C?500°C的温度，并保持I?20小时来进行。该情况下，氮化处理优选是一边将含氮元素的气体供给于原料粒子，一边加热至140°C?200°C的温度，并保持3?50小时来进行。更优选地，氮化处理为加热至140°C?1600C，并保持3?20小时来进行。氮化处理步骤之前，优选地，具有对原料粒子施以氧化处理的氧化处理步骤、和对经氧化处理的原料粒子施以还原处理的还原处理步骤，且氮化处理步骤中，对经还原处理的原料粒子施以氮化处理。氧化处理优选为在空气中将原料粒子加热至100°C?500°C的温度，并保持I?20小时来进行。还原处理优选是一边将氢气与氮气的混合气体供给于原料粒子，一边加热至200 °C?500 °C的温度，并保持I?20小时来进行。氮化处理优选是一边将含氮元素的气体供给于原料粒子，一边加热至140°C?2000C的温度，并保持3?50小时而进行。该情况下，更优选地，氮化处理为加热至140°C?1600C，并保持3?20小时来进行。并且，优选在氮化处理步骤之前具有干燥.还原处理步骤，也可以在干燥.还原步骤之后依序有氧化处理步骤与还原处理步骤。本专利技术的第二种情形是提供一种磁性粒子，其特征是在氮化铁的微粒子表面形成有氧化铝层的具有核壳结构的球状粒子。本专利技术的第三种情形是提供一种磁性体，其特征是使用在氮化铁的微粒子表面形成有氧化铝层的具有核壳结构的球状粒子所形成。专利技术的效果依据本专利技术，最低限度地，可通过氮化处理获得具有在氮化铁微粒子的表面形成有氧化铝层的核壳结构且球状的磁性粒子。所得磁性粒子由于表面由氧化铝层构成，因此氮化铁微粒子彼此不直接接触。再者，通过绝缘体的氧化铝层，可使氮化铁的微粒子与其他粒子电性隔离，抑制在磁性粒子间流通的电流。藉此，可抑制因电流造成的损失。另外，通过在氮化处理步骤之前，具有对原料粒子施以干燥?还原处理的干燥?还原处理步骤或对原料粒子施以氧化处理的氧化处理步骤、和对经氧化处理的原料粒子施以还原处理的还原处理步骤，而可缩短氮化处理时间。本专利技术的磁性粒子及使用该磁性粒子所形成的磁性体由于微粒子由氮化铁构成，故具有高的矫顽磁力，且具有优异的磁特性。【附图说明】图1(a)是显示本专利技术的磁性粒子的剖面示意图，(b)是显示原料粒子的剖面示意图。图2是显示一例磁性粒子及原料粒子的磁滞曲线(B-H曲线)的图表。图3(a)?(C)是显示氮化处理后由X射线衍射法获得的晶体结构的解析结果的图表，(d)是显示氮化处理前由X射线衍射法获得的晶体结构的解析结果的图表。图4(a)、(b)是显示氮化处理后由X射线衍射法获得的晶体结构的解析结果的图表，(C)是显示Fe16N2的由X射线衍射法获得的晶体结构的解析结果的图表，(d)是显示氮化处理前由X射线衍射法获得的晶体结构的解析结果的图表。图5(a)、(b)是显示氮化处理后由X射线衍射法获得的晶体结构的解析结果的图表，(C)是显示Fe16N2的由X射线衍射法获得的晶体结构的解析结果的图表。图6(a)、(b)是显示氮化处理后由X射线衍射法获得的晶体结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性粒子的制造方法，其特征在于，具有对在铁的微粒子表面形成有氧化铝层的核壳结构的原料粒子施以氮化处理，一边维持核壳结构，一边使铁的微粒子氮化的氮化处理步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村圭太郎，木下晶弘，上村直仁，
申请(专利权)人：日清制粉集团本社股份有限公司，日清工程株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP