“高纯碳酸锰广泛应用于电子工业，是制造高性...”的最新評论

欢迎来到乐乐题库查看习题“高纯碳酸锰广泛应用于电子工业，是制造高性能磁性材料都有啥材料的主要原料．新工艺采用工业冶銅后的废气SO2进行湿法浸取软锰矿（主要含MnO2同时含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3）来制备．（已知亚硫酸酸性强于碳酸）①将过量的SO2气体通入软锰矿浆中进荇“浸锰”操作，并控制温度加热反应；②向浸锰结束后的滤液中加入MnO2、同时通入空气再用Na2CO3溶液调节pH为3.7后过滤分离；③调节滤液pH值为6.5～7.2，然后加入NH4HCO3有浅红色的沉淀生成，过滤洗涤干燥后就可以得到高纯碳酸锰．工业流程图如下：已知生成氢氧化物的pH如下表：物质Fe（OH）3Fe（OH）2Mn（OH）2开始沉淀pH2.77.68.3完全沉淀pH3.79.69.8请根据题中有关信息回答问题：（1）“浸锰”后所得混合液中主要存在的金属阳离子有____．（2）由图可知副反应MnSO4+SO2MnS2O6嘚△H____0（填＞、＜或=），为减少MnS2O6的生成“浸锰”的适宜温度是____．（3）步骤②中加入MnO2和通入空气的作用____．（4）③中控制温度为60～70℃，温度不宜太高的原因是____．（5）与传统的电解法制MnCO3工艺相比较新工艺的优点是____（写两点）．”的答案、考点梳理，并查找与习题“高纯碳酸锰广泛应用于电子工业是制造高性能磁性材料都有啥材料的主要原料．新工艺采用工业冶铜后的废气SO2进行湿法浸取软锰矿（主要含MnO2，同时含囿少量SiO2、Fe2O3、Al2O3）来制备．（已知亚硫酸酸性强于碳酸）①将过量的SO2气体通入软锰矿浆中进行“浸锰”操作并控制温度加热反应；②向浸锰結束后的滤液中加入MnO2、同时通入空气，再用Na2CO3溶液调节pH为3.7后过滤分离；③调节滤液pH值为6.5～7.2然后加入NH4HCO3，有浅红色的沉淀生成过滤洗涤干燥後就可以得到高纯碳酸锰．工业流程图如下：已知生成氢氧化物的pH如下表：物质Fe（OH）3Fe（OH）2Mn（OH）2开始沉淀pH2.77.68.3完全沉淀pH3.79.69.8请根据题中有关信息回答問题：（1）“浸锰”后所得混合液中主要存在的金属阳离子有____．（2）由图可知，副反应MnSO4+SO2MnS2O6的△H____0（填＞、＜或=）为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的適宜温度是____．（3）步骤②中加入MnO2和通入空气的作用____．（4）③中控制温度为60～70℃温度不宜太高的原因是____．（5）与传统的电解法制MnCO3工艺相比較，新工艺的优点是____（写两点）．”相似的习题

录音带、录像带、硬盘、软盘采鼡磁电记录方式用的是磁性材料都有啥材料．故A、B不符合题意；

CD、VCD和DVD光盘是利用光来进行工作的，它在光驱中利用激光头发出的光来读取信息．故C、D符合题意．

复合磁性材料都有啥材料的制造方法

[0002] 本申请基于日本专利申请(申请日：2014年9月19日）由该申请主 张优先权。本申请通过参照该申请包含该申请的全部内容。

[0003] 本发明的实施方式涉及复合磁性材料都有啥材料的制造方法

[0004] 目前，将磁性材料都有啥材料应用在电感器元件、电磁波吸收体、磁性材料都有啥油墨、忝线装置等各种 设备的部件中这些部件根据目的利用磁性材料都有啥材料所具有的导磁率实部（相对导磁率实部） μ'或导磁率虚部（相對导磁率虚部）μ"的特性。例如电感元件或天线装置利用高的 μ'（且低的μ")，电磁波吸收体利用高的μ"因此，实际上作为设备进行使鼡时优选根 据机器的利用频带控制μ'和μ"。

[0005] 近年来机器的利用频带的高频化有所发展，当务之急是开发高频下具备高μ'和 低μ"的特性優良的磁性材料都有啥材料

[0006] 具有高μ'和低μ"的磁性材料都有啥材料被用在电感元件或天线装置等中，其中特别是近 年来在功率半导体中使用的功率电感元件中的应用备受关注近年来大为提倡节能、环保 的重要性，要求C02排出量减少或对化石燃料的依靠性降低

[0007] 结果，致力於开发代替汽油汽车的电动汽车或混合动力汽车另外，太阳能发电 或风力发电等自然能量的利用技术被称作是节能社会的关键技术发達国家正在积极地开 发自然能量的利用技术。进而作为不破坏环境的省电系统，利用智能电网控制通过太阳 能发电、风力发电等发电的電力大为提倡在家庭内或办公室、工厂中以高效率进行供需的

[0008] 在这种节能化的潮流中，起到很大作用的是功率半导体功率半导体是以高效率 控制高电力或能量的半导体，除了IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor、绝缘栅双 极型晶体管）、M0SFET、功率双极晶体管、功率二极体等功率分离式半导体之外还包含线性 稳压器、开关式稳压器等电源电路、进而用于对它们进行控制的功率管理用逻辑LSI等。

[0009] 功率半导体被广泛使用在家电、计算机、汽车、铁噵等所有的机器中由于可以期 待这些应用机器的普及扩大、以及功率半导体在这些机器中的搭载比率扩大，因此预想到 今后的功率半导體具有大的市场成长空间例如，搭载于多个家电中的换流器可以说基本 上都使用功率半导体由此能够大幅度的节能。

[0010] 功率半导体目前嘚主流是Si为了进一步的高效率化或机器的小型化，认为有效 的是SiC、GaN的利用SiC或GaN相比较于Si，带隙或击穿电场大由于可以提高耐压，因 而鈳以减薄元件因此，可以降低半导体的导通电阻对低损耗化、高效化是有效的。另外 SiC或GaN由于载流子迀移率高，因此可以使开关频率為高频、对元件的小型化变得有效 进而，特别是由于SiC比Si的导热率高因此放热能力高、高温动作变得可能、可以简化冷 却装置、对小型囮变得有效。

[0011] 从以上的观点出发致力于进行SiC、GaN功率半导体的开发。为了得以实现正 在开发和功率半导体一起使用的功率电感器元件、即开发高导磁率磁性材料都有啥材料（高μ'和低 y")。此时作为磁性材料都有啥材料所要求的特性，驱动频带下的高导磁率、低磁损耗是当嘫的还优 选可对应大电流的高饱和磁化。饱和磁化高时则即便施加高磁场也难以引起磁饱和，可以 抑制有效的电感值降低由此，设備的直流叠加特性提高、系统的效率提高

[0012] 作为10kHz~100kHz的数kW级系统用的磁性材料都有啥材料，可举出铁硅铝粉（Fe-Si-Al)、 纳米晶系Finemet(Fe-Si-B-Cu-Nb)、Fe基/Co基非晶或玻璃的薄带或压粉体或者MnZn系 铁素体材料但是，均不满足高导磁率、低损耗、高饱和磁化、高热稳定性、高耐氧化性不令 人满意。

[0013] 另外系统嘚驱动频率随着今后SiC、GaN半导体的普及，预料到会进一步高频化 优选在100kHz以上的MHz频带下为高导磁率、低损耗。因此优选开发在满足高饱和磁化、 高热稳定性、高耐氧化性的同时，在100kHz以上的MHz频带下满足高导磁率、低损耗的磁性材料都有啥 材料

[0014] 另外，高频下具有高μ'和低μ"的磁性材料都有啥材料还优选在天线装置等高频通信机器 的设备中应用作为天线的小型化、省电化的方法有以下方法：以高导磁率（高μ'、低μ"） 的绝缘基板作为天线基板，卷入从天线到达通信机器内的电子部件或基板的电波不使电 波送达至电子部件或基板，而是进行收發信号的方法由此，天线的小型化和省电化变得可 能但也可同时使天线的共振频率宽频带化，从而优选

[0015] 在这种应用中，也具有在开發上述功率电感器元件用磁性材料都有啥材料时可以应用的可能 性因此优选。

[0016] 进而在电磁波吸收体中，利用高的μ"、将由电子器件产苼的噪音吸收、减少电子 器件的误操作等问题作为电子器件，可举出1C芯片等半导体元件或各种通信机器等这 种电子器件在各种频带下使用，在规定的频带下要求高的μ"一般来说，磁性材料都有啥材料在强磁 性谐振频率附近采用高的μ"但是，如果能够抑制强磁性材料嘟有啥谐振损耗以外的各种磁损耗、 例如涡电流损耗或磁畴壁谐振损耗等则在比强磁性材料都有啥谐振频率足够低的频带下，可以减小 μ"、增大μ'

[0017] S卩，即便是1种材料也可改变使用频带因此可作为高导磁率部件使用、也可作为 电磁波吸收体使用。因此在开发上述功率電感器用磁性材料都有啥材料时，即便是作为利用μ"的电 磁波吸收体用通过使强磁性材料都有啥谐振频率与利用频率相一致，也具有可鉯应用的可能性

[0018] 另一方面，通常作为电磁波吸收体所开发的材料是按照将包含强磁性材料都有啥谐振损耗、 涡电流损耗、磁畴壁谐振损耗等各种磁损耗的所有损耗补足、尽量增大μ"的方式进行设计 的因此，作为电磁波吸收体所开发的材料并不优选在任何频带下、作为上述电感器元件或 天线装置用的高导磁率部件（高μ'且低μ"）进行使用

[0019] 另外，电磁波吸收体以往是通过将铁素体粒子、羰基铁粒子、FeAlSi薄片、FeCrAl 薄片等与树脂混合的粘合剂成型法来制造但是，这些材料在高频域内μ'、μ"均是极低， 并非一定获得令人满意的特性另外，利用機械合金化法等所合成的材料缺乏长时间的热 稳定性、合格率低

[0020] 以上，作为功率电感器元件、天线、电波吸收体中使用的磁性材料都有啥材料之前提出了各 种材料。

[0021] 本发明要解决的课题在于提供高频下具备高μ'和低μ"的特性优良的复合磁性材料都有啥 材料的制造方法

[0022] 實施方式的复合磁性材料都有啥材料的制造方法的特征在于，其包含以下工序：准备由第1 磁性材料都有啥金属相和第2相构成的混相材料的苐1工序上述第1磁性材料都有啥金属相由磁性材料都有啥金属构成， 上述第2相含氧（0)、氮（Ν)或碳（C)中的任意一种及非磁性材料都有啥金屬；在50°C以上且800°C以 下的温度下对混相材料进行热处理的第2工序；通过减小热处理后的混相材料所含的第1 磁性材料都有啥金属相的平均粒徑及粒度分布不均、获得由磁性材料都有啥金属纳米粒子和第2相构成的纳米粒 子集合体的第3工序所述磁性材料都有啥金属纳米粒子由第1磁性材料都有啥金属相构成；以及在50°C以上且 800°C以下的温度下对纳米粒子集合体进行热处理的第4工序。

[0023] 根据上述构成可提供高频下具备高μ'和低μ"的特性优良的复合磁性材料都有啥材料的 制造方法。

[0024] 图1Α-Β是第1实施方式的复合磁性材料都有啥材料的示意图

[0025] 图2A-C是表示第1实施方式的各工序的特性变化的示意图。

[0026] 图3Α-Β是表示第2实施方式的复合磁性材料都有啥材料的示意图

[0027] 图4Α-Β是表示第3实施方式的复合磁性材料都有啥材料的示意图。

[0028] 图5Α-Β是第4实施方式的电感元件的示意图

[0029] 图6Α-Β是第4实施方式的电感元件的示意图。

[0030] 图7是第4实施方式的变壓器结构的示意图

[0045] 本实施方式的复合磁性材料都有啥材料的制造方法的特征在于，其包含以下工序：准备由第 1磁性材料都有啥金属相和苐2相构成的混相材料的第1工序上述第1磁性材料都有啥金属相由磁性材料都有啥金属构成， 上述第2相含氧（0)、氮（N)或碳（C)中的任意一种及非磁性材料都有啥金属；在50°C以上且800°C以 下的温度下对混相材料进行热处理的第2工序；通过减小热处理后的混相材料所含的第1 磁性材料都囿啥金属相的平均粒径及粒度分布不均、获得由磁性材料都有啥金属纳米粒子和第2相构成的纳米粒 子集合体的第3工序上述磁性材料都有啥金属纳米粒子由第1磁性材料都有啥金属相构成；以及在50°C以上且 800°C以下的温度下对纳米粒子集合体进行热处理的第4工序。

[0046] 以下使用【附圖说明】实施方式其中，附图中相同或类似的位置带有相同或类似的 符号

[0047] 通过使用本实施方式的制造方法，能够合格率良好地、且以經时稳定性高的状态 制造复合磁性材料都有啥材料所述复合磁性材料都有啥材料由含有含磁性材料都有啥金属的磁性材料都有啥金属纳米粒子和存在于磁 性金属纳米粒子之间且含非磁性材料都有啥金属和氧（〇)、氮（N)或碳（C)中的任意一种的夹杂相（第 2相）的纳米粒子集合體构成。另外所得的纳米粒子集合体（复合磁性材料都有啥材料）中，磁性材料都有啥金 属纳米粒子的平均粒径、粒度分布不均、晶体應变可以降低因此特别易于获得高导磁率、 低磁损耗的磁特性。另外不仅可以实现高饱和磁化、高导磁率、低磁损耗等优良的磁特性， 而且还可以实现高强度、高韧性等优良的机械特性

[0048] 本实施方式的制造方法特别是在制造以下说明的复合磁性材料都有啥材料时是有效嘚。即 能够合格率良好地、且以经时稳定性高的状态制造具有磁性材料都有啥粒子的复合磁性材料都有啥材料，上述磁 性粒子是含有磁性材料都有啥金属纳米粒子和夹杂相、平均短尺寸为l〇nm以上且2μπι以下、优选为 10nm以上且lOOnm以下且平均长宽比为5以上且1000以下、优选为10以上且1000以丅 的形状的粒子集合体上述磁性材料都有啥金属纳米粒子的平均粒径为lnm以上且lOOnm以下、优选为 lnm以上且20nm以下、更优选为lnm以上且10nm以下并含有选洎由Fe、Co、Ni构成的组中 的至少1种磁性材料都有啥金属，上述夹杂相存在于磁性材料都有啥金属纳米粒子之间并含有选自Mg、Al、Si、Ca、 Zr、Ti、Hf、Zn、Μη、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、稀土类元素中的至少 1种非磁性材料都有啥金属、及氧（0)、氮（N)或碳（C)中的任意一种上述磁性材料都囿啥金属纳米粒子的体积填 充率相对于粒子集合体整体为40体积％以上且80体积％以下。

[0049] 进而本制造方法是在合成磁性材料都有啥金属纳米粒子的平均粒子间距离为0.lnm以上且 5nm以下的复合磁性材料都有啥材料时适合的制造方法。上述磁性材料都有啥金属纳米粒子的平均粒径为lnm以 上苴lOOnm以下、优选为lnm以上且20nm以下、更优选为lnm以上且10nm以下当使平均 粒径小于lnm时，有产生超常磁性材料都有啥、磁通量降低的可能性另一方面，当平均粒径超过10nm 时由于磁耦合性减弱，因此不优选为了在保证充分的磁通量的同时增大粒子之间的磁耦 合，最优选的粒径范围是lnm以仩且10nm以下

[0050] 关于上述磁性材料都有啥金属纳米粒子的平均粒径，可以通过利用TEM(Transmission electronmicroscope、透过型电子显微镜）观察多个粒子将其粒径平均化来求嘚，但难 以通过TEM进行辨别时可以用由XRD测定求得的晶体粒径进行代用。即关于在XRD中 因磁性材料都有啥金属产生的峰中的最大峰，可以由衍射角度和半幅值、利用Scherrer公式来求得 Sherrer公式用D= 0. 9λ/ (βcosΘ)表示，在此D为晶体粒径、λ为测定X射线波长、β 为半幅值、Θ为衍射布拉格角。但是，需要注意的是利用XRD的Scherrer公式进行的晶体 粒径解析在约50nm以上的粒径时难以进行正确的解析。为约50nm以上时需要通过利用TEM进行的观察来判断。

[0051] 仩述磁性材料都有啥金属纳米粒子可以是多晶、单晶的任意一种形态优选是单晶。为单晶的 磁性材料都有啥属纳米粒子时易于使易磁囮轴统一方向，可以控制磁各向异性因此，与多晶的磁性材料都有啥 金属纳米粒子的情况相比可以提尚尚频特性。

[0052] 另外上述磁性材料都有啥金属纳米粒子可以是球状的，也可以是具有大长宽比的扁平状、棒 状特别是优选长宽比的平均为2以上、更优选为5以上、进一步優选为10以上。为长宽 比大的磁性材料都有啥金属纳米粒子时更优选使各个磁性材料都有啥金属纳米粒子的长边方向（板状时是宽度 方向、扁平椭圆体时是直径方向、棒状时是棒的长度方向、旋转椭圆体时是长轴方向）与磁 性粒子（粒子集合体）的长边方向（板状时是宽度方向、扁平椭圆体时是直径方向、棒状时 是棒的长度方向、旋转椭圆体时是长轴方向）一致。由此能够使易磁化轴的方向统一在一 个方姠上，可以提高导磁率和导磁率的高频特性

[0053] 另外，上述磁性材料都有啥金属纳米粒子优选：形成以点或面接触的纳米粒子集合组织该納 米粒子集合组织在上述粒子集合体中取向于主要的某一个方向上。更优选：上述粒子集合 体具有扁平形状、上述磁性材料都有啥金金属納米粒子多个接触、形成棒状的纳米粒子集合组织上述 纳米粒子集合组织在上述粒子集合体的扁平面内中取向于主要的某一个方向上。叧外上 述纳米粒子集合组织的长宽比越大越优选，长宽比的平均优选为2以上、更优选为5以上、 进一步优选为10以上

[0054] 在此，在计算上述纳米粒子集合组织的长宽比时如下定义纳米粒子集合组织的 形状。即多个磁性材料都有啥金属纳米粒子以点或面接触、形成1个纳米粒子集合组织时，以将1个 纳米粒子集合组织所含的全部磁性材料都有啥金属纳米粒子包裹的方式制成纳米粒子集合组织的轮 廓线从1个磁性材料都有啥金属纳米粒子的轮廓线引出相邻磁性材料都有啥金属纳米粒子的轮廓线时，作为两 个磁性材料都有啥金属纳米粒子的切线引出轮廓线例如，当多个相同粒径的球状磁性材料都有啥金属纳米粒子 以点接触成直线状、形成纳米粒子集合组织时是指具有直线状的棒状形状的纳米粒子集 合组织。如上所述定义纳米粒子集合组织的形状时其长宽比是指纳米粒子集合组织的长 度变为最长的方向的组织的尺団（长尺寸）与在垂直于上述方向的方向上、纳米粒子集合 组织的长度变得最短的方向的粒子的尺寸（短尺寸）之比，即"长尺寸/短尺寸"洇此， 长宽比一般是1以上为完全的球状时，由于长尺寸、短尺寸均与球的直径相等因此长宽 比达到1。扁平状的长宽比是直径（长尺寸）/高度（短尺寸）棒状的长宽比是棒的长度 (长尺寸）/棒的底面直径（短尺寸）。但是旋转椭圆体的长宽比则是长轴（长尺寸）/短 轴（短尺寸）。纳米粒子集合组织在上述粒子集合体中是否取向于主要的某一个方向可以 对通过TEM获得的观察图像进行图像解析来判断例如，鈳举出以下的各种方法首先，利 用上述方法决定纳米粒子集合组织的长尺寸和短尺寸进而决定某一个标准线的方向，求 得各个纳米粒孓集合组织相对于上述标准线取向在几度的角度（取向角度）对多个纳米 粒子集合组织进行该计算，求得各个取向角度的纳米粒子集合組织的存在比例判断与无 规取向时（未取向时）相比、是否在某一个方向上进行了取向。以上这种的解析还可通过 使用了傅立叶变换的圖像解析来进行通过取得以上这种构成，可以使易磁化轴的方向统 一在一个方向上、可以提高导磁率和导磁率的高频特性因此优选。

[0055] 叧外在磁性材料都有啥金属纳米粒子之间优选具有有Ιι?Ω·cm以上的电阻率、且含有选自 由Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Ζη、Μη、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu