JPH01247503A - 磁性粒子およびその製造方法 - Google Patents

磁性粒子およびその製造方法

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JPH01247503A
JPH01247503A JP63077395A JP7739588A JPH01247503A JP H01247503 A JPH01247503 A JP H01247503A JP 63077395 A JP63077395 A JP 63077395A JP 7739588 A JP7739588 A JP 7739588A JP H01247503 A JPH01247503 A JP H01247503A
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magnetic
cores
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英治 茂呂
Yoshikazu Narumiya
成宮 義和
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、磁性粒子、特に、電磁クラッチ等の電磁連結
装置に用いる耐久性に優れた磁性粒子およびその製造方
法に関する。
〈従来の技術〉 電磁クラッチは、磁性粒子を媒体としてトルクの伝達を
行うものであるが、高負荷あるいは高頻度で使用される
と、例えば磁性粒子が純鉄であるような場合、磁性粒子
が微細な粉末にまで破壊されたり、磁性粒子が過熱して
その表面が酸化されて磁気特性が劣化し、伝達トルクが
低下してしまう。
このような問題点に対し、磁性粒子の耐久性を向上する
ために、磁性粒子の材質としてFeにA1、Si%Cr
% 8%Nb等を添加したものを用いたり(特公昭56
−31451号公報等)、あるいは純鉄粒子の表面にC
rやAIをメツキした粒子などを用いることも試みられ
たが、十分な耐久性は得られていない。
また、磁性粒子の硬度を高めるために、アモルファス磁
性粉の使用も提案されている(特開昭59−15943
5号、特開昭61−175329号公報等)が、アモル
ファス磁性粉はビッカース硬度700以上の硬いものが
得られる反面、熱に対する信頼性が低く、また、トルク
伝達効率に優れた球状性粉が得られない。
そこで本発明者らは、先に、磁性を有する芯部と、この
芯部を被覆する被覆層とを有し、被覆層がTiならびに
Nおよび/またはCを含有するか、あるいはAl1およ
びNを含有し、好ましくは芯部に振動を与えながらプラ
ズマCVD法により設層したものである磁性粒子を提案
している(特願昭62−49028号)。
〈発明が解決しようとする課題〉 この提案のものは、高負荷あるいは高頻度の使用におい
ても表面の熱酸化、破壊等がなく、耐久性にすぐれた電
磁クラッチ等の電磁連結装置用の磁性粒子として機能す
る。
本発明は、このような機能を実現するさらに他の被覆層
を提供しようとするものである。
すなわち本発明の目的は、高負荷あるいは高頻度の使用
においても表面の熱酸化、破壊等がなく、耐久性に優れ
た電磁り゛ラッチ等の電磁連結装置用の磁性粒子および
その製造方法を提供することにある。
く課題を解決するための手段〉 このような目的は、以下の本発明によって達成される。
すなわち、本発明は、磁性を有する芯部と、この芯部を
被覆する被覆層とを有し、 被覆層が酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ケ
イ素および炭化ケイ素のうちの1種以上を含有すること
を特徴とする磁性粒子である。
また、本発明は、磁性を有する芯部と、この芯部を被覆
する被覆層とを有し、被覆層が酸化アルミニウム、酸化
ジルコニウム、窒化ケイ素および炭化ケイ素のうちの1
種以上を含有する磁性粒子の製造方法であって、 前記芯部に振動を与えながら、プラズマCVD法により
前記被覆層を設層することを特徴とする磁性粒子の製造
方法である。
以下、本発明の具体的構成を詳細に説明する。
本発明の磁性粒子は、磁性を有する芯部と、この芯部を
被覆する被覆層とを有し、被覆層は酸化アルミニウム、
酸化ジルコニウム、窒化ケイ素および炭化ケイ素のうち
の1種以上を含有する。
酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素およ
び炭化ケイ素は一般にそれぞれの化学量論組成、AIL
20s s ZrO%S L3N4およびSiCとして
含有されるが、これらから偶奇した組成のものであって
もよい。 偶奇の程度は、それぞれAflを1としたと
き0は1.3〜1.6、Zrを1としたとき0は1.8
〜2.フ、Stを1としたときNは1.3〜1.5、C
は0.9〜1.1程度である。
また、これら各化合物は2種以上含有されてもよく、2
〜4種含有される場合、それらの量比は任意である。
また、被覆層中には、これらの他、H,CJZ等が含有
されてもよく、Oが含有される場合、その含有量は15
at%以下が好ましい、 このような被覆層の厚さは、
2〜7μm程度、より好ましくは、3〜5μm程度が好
ましい。
被覆層の厚さが2μm未満であると耐久性が不十分であ
り、7μmを越えると芯部との接着強度が不十分となり
、被覆層が剥れやすくなる。
芯部を構成する材質は、磁性を有するものであればどの
よう゛なものであってもよいが、電磁クラッチ等の電磁
連結装置に用いる場合には、コスト等の点で、Feある
いは、Fe−Cr。
Fe−Cr−3i、  Fe−B−3i  % Fe 
 −Cr−3t−An、  Fe−B−3t−Cr。
Fe−P−C,Fe−P−C−Cr等の合金が好ましい
。  また、これらは、アトマイズ粉であることが好ま
しい。 このような芯部の粒径は、用途にもよるが30
〜80μm程度である。
なお、後述する本発明の磁性粒子の製造方法によれば、
磁性を有する芯部に限らず、一般の微細な粒子に上記の
ような高硬度で耐久性に優れた被覆層を設けることがで
きる。
次に、本発明の磁性粒子の製造方法を説明する。
本発明の磁性粒子は、芯部が上記のような被N層に被覆
されて構成されるが、芯部に被覆層を設層するに際して
は、芯部に振動を与え、振動している芯部にプラズマC
VD法により被覆層を設層する。
具体的には、例えば、設層時に芯部を多数載置する載置
盤に振動子を取り付け、載置盤を介して芯部に振動を与
える。  このとき載置盤上の芯部は一定の厚さをもっ
た粉体層として存在するが、振動が与えられると、この
芯部層が攪拌され層の内部で芯部の流れが生じ、芯部層
表面に存在する芯部が次々に入れ替わる。 この芯部層
の表面に存在する芯部の表面に、プラズマCVD法によ
り被覆層を設層することにより、すべての芯部の表面に
被覆層をムラなく均一な厚さに設層することができる。
上記の載置盤に加える振動は、載置盤上のすべての芯部
にムラなく被覆層を設層するため、載置盤の周方向の成
分を有することが好ましい。 また、このような振動の
周波数は、載置盤の大きさにもよるが、50〜200H
z程度、据幅は、0.2〜0.5mm程度が好ましい。
さらに、上記と同様な理由から、載置盤には溝を設ける
ことが好ましい。 溝は載置盤に放射状に設けられるこ
とが好ましく、より好ましくは、載置盤の径方向に対し
一定の角度を有する溝を設ける。 なお、溝は湾曲して
いてもよい。
プラズマCVD法は、高周波法によっても、また、マイ
クロ波法によってもよい。
高周波法を用いるときは、1〜30MHz。
100W〜2KW程度の電力を投入すればよい。
また、マイクロ波法によるときは、1〜10GHz、1
00〜IKW程度の電力を投入すればよい。
原料ガスとしては、被覆層の組成に応じ種々のものを用
いる。
例えば、AILtOs  被覆層の場合は、A IL 
C11s等のハロゲン化アルミニウムまたはAi (O
C2Hs ) 3、An (OCHs )s等のアルミ
ニウムアルコキシド等と02、CO2、Co、H20ガ
ス等を用いればよい。
また、ZrO2被覆層の場合は、Z r CjZ4等の
ハロゲン化ジルコニウムや、 Zr (OCH3)s等のジルコニウムアルコキシド等
と02等を用いればよい。
また、Si3N4被覆層を形成する場合は、S i C
14等のハロゲン化シランやSi(CH3)4等のシラ
ン化合物とN 2 、N H3等を用い、SiC被覆層
を形成する場合は、シラン化合物とCH4、C2Ha等
の炭化水素ガスを用いる。
これらは混合して用いてもよい。
キャリアーガスとしては、H2、Ar1 He等、特に
H2を用いることが好ましい。
作動圧力はO,l〜1.5Torr程度、芯部の温度は
300〜700℃程度とすればよい。
また、パワー密度は0 、 1〜10 W/cm’、成
膜速度は100〜500人/ m i n程度とすれば
よい。
以上のようにして製造された本発明の磁性粒子は、磁性
を有する芯部の表面全面に、ムラなく均一で耐摩耗性、
耐衝磁性および耐酸化性に優れた被覆層を有することに
なる。
なお、特開昭513−171502号公報には、セラミ
ックの表面層と金属の芯部とよりなるセラミックー金属
複合微粉末体の製造方法が記載されているが、この方法
によっては本発明の磁性粒子は製造することができず、
また、この方法により磁性を有する粒子を製造しても、
磁気特性の良好な磁性粒子は得られない。
〈実施例〉 [実施例1] 下記表1に示す条件にて、プラズマCVD法により本発
明の磁性粒子を製造した(サンプルNo、1.3.4.
5.6)。
なお、磁性粒子の芯部は表1に示す組成のアトマイズ粉
であり、その平均粒径は50μmとした。 また、被覆
層の厚さは3μmとした。
なお、プラズマCVDにおいて、芯部の載置盤は直径2
00mmのディスク状とし、その表面には、放射状に溝
を設けた。 そして、載置盤には、振動子により振動数
150Hz、振幅0.4mmの振動を与えた。
このようにして設層された被覆層の厚さは、3μm±2
0%以内の均一なものであった。
[比較例1] 比較例として、被覆層を設けない他は実施例1のサンプ
ルと同様な磁性粒子を作製した(サンプルN002.7
)。
以上のサンプルについて、0wm  (eau /g)
およびHv  (K g / m m ” )を測定し
た。
結果を表1に示す。
[実施例2コ 実施例1のサンプルNo、1.3.4.5.6および7
の磁性粒子および比較例1のサンプルNO12および8
の磁性粒子を用いて耐久試験を行なった。 実施例1の
サンプルでは10000時間経過後もトルク伝達効率の
低下はみられなかったが、比較例1のサンプルでは、1
0000時間経過後に40%前後のトルク伝達効率の低
下がみられた。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
なお、このような効果は、A1203、ZrO2、Si
C,Si3N4の混合膜でも実現した。
く効果〉 本発明の磁性粒子は耐摩耗性、耐衝撃性および耐酸化性
が高く、電磁連結装置等に用いれば、高負荷、高頻度の
使用でも磁気特性の劣化がなく、耐久性が高いものであ
る。
また、本発明の磁性粒子は、製造に際し、芯部に振動を
与えながらプラズマCVD法により被覆層を設層する。
このため、すべての芯部の表面全面にムラなく均一に被
覆層が設層でき、耐久性の高い磁性粒子が高生産性、高
信頼性で得られる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)磁性を有する芯部と、この芯部を被覆する被覆層
    とを有し、 被覆層が酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ケ
    イ素および炭化ケイ素のうちの1種以上を含有すること
    を特徴とする磁性粒子。
  2. (2)磁性を有する芯部と、この芯部を被覆する被覆層
    とを有し、被覆層が酸化アルミニウム、酸化ジルコニウ
    ム、窒化ケイ素および炭化ケイ素のうちの1種以上を含
    有する磁性粒子の製造方法であって、 前記芯部に振動を与えながら、プラズマ CVD法により前記被覆層を設層することを特徴とする
    磁性粒子の製造方法。
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