氧化镁粉末及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够抑制退火后的线圈的内周形状变形、并且退火后能够获得充分均匀的被膜外观的氧化镁粉末及其制造方法。本发明专利技术的氧化镁粉末为含有Fe元素的氧化镁粉末，其特征在于，上述Fe元素的含量为0.03～0.20重量％，上述Fe元素的至少一部分具有团簇结构。

Magnesium oxide powder and its manufacturing method

The invention provides a magnesium oxide powder capable of restraining the inner and outer shape deformation of annealed coils and obtaining a fully uniform coating appearance after annealing and a manufacturing method thereof. The magnesium oxide powder of the invention is a magnesium oxide powder containing Fe element. Its characteristics are that the content of the Fe element is 0.03-0.20 weight, and at least part of the Fe element has a cluster structure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化镁粉末及其制造方法
本专利技术涉及一种含有Fe元素的氧化镁粉末及其制造方法，作为改善方向性电磁钢板等的被膜外观、线圈变形等的技术是有用的。
技术介绍
以往的方向性电磁钢板一般而言，通过如下方法制造。例如，对于含有硅(Si)的钢坯进行热轧、退火、冷轧等，调整为规定的板厚。然后，进行脱碳退火、再结晶等，使钢板表面形成SiO2主体的氧化被膜。另外，一般在钢板表面涂布以氧化镁为主要成分的退火分离剂的浆料，干燥后，卷取成线圈状，在规定温度下成品退火。在该成品退火时，作为退火分离剂的主要成分的MgO与在脱碳退火中形成的SiO2主体的氧化被膜反应，形成被称为玻璃被膜的镁橄榄石(Mg2SiO4)被膜。作为以往的退火分离剂，专利文献1中为了形成具有均匀且优异的被膜性能的玻璃被膜，提出了以MgO为主体且含有Fe化合物的退火分离剂。该专利文献1中记载了如下事项：将退火分离剂涂布于脱碳退火后的钢板上，该退火分离剂含有BET比表面积15～100m2/g、CAA值45～300秒的MgO以及Fe化合物，且Fe化合物的含量为0.15～5.0％(换算成Fe)。但是，如专利文献1的表1～2所示，仅在退火分离剂中含有0.50％以上的Fe化合物作为Fe的情况下获得形成玻璃被膜的效果，而在作为Fe含有0.05％的情况下未获得效果。另一方面，专利文献2中，以解决线圈的内周形状变形的问题为目的，提出了以氧化镁(MgO)为主体且含有Fe2O3的退火分离剂。该专利文献2中记载了如下事项：通过使用在以900℃以上的温度进行退火时的体积收缩率为20％～60％的退火分离剂，能够抑制线圈变形。即，如专利文献2的表2所示，记载有在MgO主体的退火分离剂中添加Fe2O3，由此可以理解，为了控制退火分离剂的体积收缩率，需要以Fe2O3存在，进而，需要控制其添加量。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平9-256068号公报专利文献2：日本特开2011-127179号公报
技术实现思路
但是，如专利文献2所示，仅为Fe元素在退火分离剂中以Fe2O3存在且控制其添加量时，无法充分提高MgO的被膜反应性，难以进一步高精度地控制被膜外观。另一方面，为了提高被膜外观而提高粉末的被膜反应性时，被膜反应性高的粉末由于自烧结反应性也高，因此退火时的体积收缩率变大，难以保持线圈形状。因此，本专利技术的目的在于提供能够抑制退火后的线圈的内周形状变形、并且能够在退火后获得充分均匀的被膜外观的氧化镁粉末及其制造方法。本专利技术人经过反复认真的研究，结果首次发现，通过使用Fe元素的至少一部分具有团簇结构的氧化镁粉末作为退火分离剂，尽管具有高的被膜反应性，也能够兼顾地解决上述课题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的氧化镁粉末为含有Fe元素的氧化镁粉末，其特征在于，上述Fe元素的含量为0.03～0.20重量％，上述Fe元素的至少一部分具有团簇结构。应予说明，本专利技术中的各种物性值为通过在实施例等中采用的方法测定的值。根据本专利技术的氧化镁粉末，能够抑制退火后的线圈的内周形状变形，并且能够在退火后获得充分均匀的被膜外观。抑制线圈变形及提高被膜外观的机制虽然没有确定，但可认为如下所述。关于提高被膜外观，可认为氧化镁粉末中的Fe元素的至少一部分在MgO晶体中形成团簇结构，通过存在这种具有团簇结构的Fe元素，在煅烧时作为催化剂发挥作用。可认为通过这种催化作用，即使Fe元素的含量是比较少量的，也能够具有高的被膜反应性，并且也能够促进退火时的被膜形成反应而形成均匀的被膜。此外，关于抑制线圈变形，可认为被膜反应性因Fe的催化作用而提高，由此不需要MgO本身的反应性太高，甚至抑制MgO的自烧结反应性而可保持低的体积收缩率，因此能够避免线圈在退火后变成松弛的线圈。本专利技术的氧化镁粉末优选BET比表面积为10～40m2/g。比表面积值在上述范围时，能够具有适度的反应性(活性)，因此能够在使氧化镁的水合反应性降低的同时抑制被膜缺陷的发生量，并且能够提高被膜的密合性。另外，可以认为，当活性过高时，将氧化镁粉末与水进行混合而形成浆料时，氧化镁粉末中的氧化镁容易与氢氧化镁进行水合反应，气氛状态容易变得不均，因此在成品退火过程中容易引起针孔等被膜缺陷。本专利技术的氧化镁粉末优选体积收缩率为20～80％。体积收缩率在上述范围时，在退火时能够实现各向同性收缩，退火过程中向线圈钢板之间的气氛气体的流通性良好，容易确保线圈内的均匀性。此外，确保了退火后的钢板间表面压力，结果钢板间摩擦力残留而能够更可靠地抑制线圈的变形。另外，由于能够抑制线圈变形，因此不会阻碍向开卷机的插入。本专利技术的氧化镁粉末优选Fe元素的化合价包含3价的化合价。就团簇结构而言，如后面所详述，可认为从MgO单元晶格来看，Mg2+成为空晶格，取而代之，存在Fe3+，因此为了稳定地形成团簇结构，Fe元素的化合价优选包含3价的化合价。此外，通过Fe元素的化合价包含3价的化合价，从而能够实现在低浓度下的团簇化，能够具有高的被膜反应性，更有利于兼顾地实现抑制线圈变形及改善被膜外观。另外，从以下观点也看出，Fe元素的化合价优选包含3价的化合价。首先，可以认为，镁橄榄石(Mg2SiO4)被膜是在成品退火时，作为氧化镁粉末的主要成分的MgO与在脱碳退火中形成的SiO2主体的氧化被膜进行反应，如式(1)所示进行反应而形成的。这时，可以认为，当存在2价的铁(例如，FeO等)时，容易发生式(2)的反应，会生成镁橄榄石和铁橄榄石的固溶体。另外，可以认为，即使是式(2)，最终伴随着退火温度的上升也会成为Fe全部用Mg置换而得的镁橄榄石，但反应结束会变慢。由此，因存在2价的Fe而会使MgO与SiO2的反应性变低，而在Fe为3价的情况下，式(2)的反应难以进行，因此Fe元素的化合价优选包含3价的化合价。2MgO+SiO2→Mg2SiO4式(1)xFeO+(2-x)MgO+SiO2→Fe(x)Mg(2-x)SiO4式(2)(式中，0＜x＜2)本专利技术的氧化镁粉末的特征在于，优选作为方向性电磁钢板的退火分离剂使用。通过将本专利技术的氧化镁粉末用于方向性电磁钢板的退火分离剂，从而能够形成高品质的镁橄榄石被膜，因此能够提高方向性电磁钢板的磁特性和绝缘特性。另一方面，本专利技术的氧化镁粉末的制造方法为含有Fe元素的氧化镁粉末的制造方法，其特征在于，包含如下工序，即，以换算成Fe时相对于可获得的氧化镁粉末含有0.03～0.20重量％的Fe元素的方式对Fe化合物的量进行调整而得到氧化镁前体，对所述氧化镁前体进行煅烧，使所述Fe元素的至少一部分形成团簇结构。通过对含有规定量的Fe化合物的氧化镁前体进行煅烧之后形成MgO，从而能够使MgO晶体中的至少一部分形成团簇结构，通过存在具有这种团簇结构的Fe元素，在煅烧时作为催化剂发挥作用，能够促进退火时的被膜形成反应。由此，能够制造出如下氧化镁粉末：能够抑制退火后的线圈的内周形状变形，并且退火后能够获得充分均匀的被膜外观。另外，能够实现线圈的生产率的提高，制造设备的稳定运转以及制品的成品率的提高(例如，防止废线圈的产生)等。在本专利技术的氧化镁粉末的制造方法中，上述Fe化合物优选为选自氧化物、氢氧化物、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硫化物、硝酸盐、磷酸盐、以及硅酸盐中的至少1种。通过使用这种Fe化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化镁粉末，其为含有Fe元素的氧化镁粉末，其特征在于，所述Fe元素的含量为0.03～0.20重量％，所述Fe元素的至少一部分具有团簇结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.13 JP 2016-0969041.一种氧化镁粉末，其为含有Fe元素的氧化镁粉末，其特征在于，所述Fe元素的含量为0.03～0.20重量％，所述Fe元素的至少一部分具有团簇结构。2.根据权利要求1所述的氧化镁粉末，其中，BET比表面积为10～40m2/g。3.根据权利要求1或2所述的氧化镁粉末，其中，体积收缩率为20～80％。4.根据权利要求1～3中任一项所述的氧化镁粉末，其中，所述Fe元素的化合价包含3价的化合价。5.根据权利要求1～4中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：木下智仁，中村将志，
申请(专利权)人：神岛化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP