CN101113506A - 适用于低噪声介质的磁性粉末 - Google Patents

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Abstract

提供一种铁系磁性粉末，特别是主要包含Fe16N2的铁系磁性粉末，其具有的总贵金属含量与铁的原子比是0.01－10％。该磁性粉末是通过使总的贵金属含量与铁的原子比是0.01－10％的羟基氧化铁或氧化铁进行还原处理而生产的。该磁性粉末的平均颗粒体积优选为4,000nm3或更小。该磁性粉末适于制造低噪声、高输出和高C/N比的适用于GMR磁头等的高记录密度介质。

Description

适用于低噪声介质的磁性粉末
技术领域
本发明涉及一种用于高记录密度磁记录介质的铁系磁性粉末，特别是由细颗粒细成的磁性粉末，该磁性粉体能够生产表现出突出的低噪声和高C/N(载体噪声比)性质的磁记录带。
背景技术
为了实现目前磁记录介质需要的日益增长的更高记录密度，记录波长被缩短。然而，磁性粉末的颗粒尺寸如果不远小于用于记录短波长信号的区域的长度，则不能产生清楚的磁性转变，实际上，这使记录成为不可能。因此，磁性粉末的颗粒必须足够小于记录波长。
实现更高记录密度还需要增加记录信号的分辨能力，因此减小磁记录介质的噪声同样重要。颗粒尺寸是噪音方面的主要因素，而且从降噪的观点看，产生的颗粒尺寸越小越有利。因此，用于高密度记录应用的磁性粉末必须有足够小的颗粒尺寸以实现需要的降噪。
然而，当颗粒变得更小时，对于颗粒越来越难以继续以独立颗粒的形式存在。例如，在通常用于数据存储磁带的金属磁性粉末情形中，在生产过程的还原阶段期间，颗粒尺寸的极端细化使得粉末对于烧结敏感。烧结增加了平均颗粒体积，这是不受欢迎的，因为较大的烧结颗粒变成噪声源，而且还通过使颗粒形状变形降低粉末的磁性。另外，当该粉末用来生产磁带时，该增大的颗粒会降低可分散性而且引起表面光洁度的损失。因此该磁性粉末变得不合适用于高记录密度介质。当磁性粉末需要具有良好的磁性以适用于高密度记录介质时，它在该磁带制造过程期间还必须显示出好的粉末特性，例如可分散性、平均颗粒体积、颗粒尺寸分布、比表面积、振实密度等等。
已知的适用于高密度记录介质的具有优异磁性的磁性粉末包括，例如日本专利2000-6147A(参考文献1)所教导的铁磁性金属粉末，其特性包括：30-120nm的主轴长度、3-8的轴比、79.6～318.5kA/m(1,000-4,000Oe)的Hc、以及100～180Am2/kg(100-180emu/g)的σs。
此外，日本专利10-69629A(参考文献2)教导了用于实现高品质的优异磁性的磁性粉末，其由包含5-50原子％的钴的铁、0.1-30原子％的铝、0.1-10原子％的稀土元素(定义为包括Y)、不多于0.05wt％的周期表1a族元素以及不多于0.1wt％的周期表2a族元素组成，并具有95.5～238.8kA/m(1,200-3,000Oe)的Hc以及100～200Am2/kg(100-200emu/g)的σs。
日本专利2003-263719A(参考文献3)教导了和MR磁头兼容的由针状颗粒组成的磁性粉末，其主要由包括钴的铁、铝、R(稀土元素；包括Y)和规定范围之内的氧组成，其中Co/Fe＝10-50原子％，固态Al/(Fe+Co)＝5-50原子％，R/(Fe+Co)＝2-25原子％，氧≤25重量％，针状颗粒的平均主轴长度＝25-80nm，而且饱和磁化强度σs＝10～130Am2/kg(10-130emu/g)。
作为适用于高密度记录介质的氮化铁系磁性粉末，WO 03/079333A1(小册子；参考文献4)教导了由基本为球状或椭球状颗粒组成的稀土元素-氮化铁系磁性粉末，并且陈述了，尽管由大约20nm(平均颗粒体积4,187nm3)的细颗粒组成，具有Fe16N2作为其主相的该稀土元素-氮化铁系磁性粉末由于它的小BET比表面面积而具有200kA/m(2,512Oe)或更大的高矫顽力，以及高的饱和磁化强度，因此通过使用该稀土元素-氮化铁系磁性粉末，可以显著地提高涂覆型磁记录介质的记录密度。
然而对更高记录密度的磁带介质的需要持续增加，并且这进而又产生了开发能够响应该需要的磁性粉末的需求。高C/N对高记录密度的实现是不可缺少的，换言之，需要噪声(N)低并且输出(C)高的磁带。颗粒体积小并且磁性优秀的磁性粉末优选用于生产这样的介质。近年来，在磁头技术方面的进展已经导致能够读取低磁化强度下记录的数据的GMR和其它高灵敏度磁头的开发。虽然当使用低磁化强度σs时这使得对输出的关注较小，但它加重了噪声的问题，这是因为当使用高灵敏度磁头时，即使轻微的噪声也会被检测为大的噪声，这显著降低C/N比。因此设计高记录密度介质必须注意介质和磁头两者，与提高输出相比，更多集中在降低噪声。
然而，在磁性粉末生产过程的还原阶段发生的烧结的结果常常比在起始粉末阶段减小颗粒尺寸的努力重要。当前用于实际应用的金属磁性粉末的颗粒尺寸是大约45-60nm(平均颗粒体积5,000-8,000nm3)。相反，低噪声介质需要平均颗粒体积是4,000nm3或更小，优选为3,000nm3或更小，但是还没有开发出这种足够小的平均颗粒体积的实用磁性粉末。当颗粒在还原阶段烧结在一起时，大颗粒在磁性粉末内的局部存在可增加颗粒诱导的噪声并且还会在磁带制造期间有害地影响粗糙度。这使生产低噪声的磁带是不可能的。
主要通过以下方法防止烧结1)改变起始粉末的组成(增加使用的烧结抑制剂的量)和2)降低金属铁所暴露的还原温度。增加非磁性的烧结抑制剂的量的第一种方法不受欢迎是因为它通过减少每单位体积磁性颗粒的数目增加了噪声。第二种方法不受欢迎是因为降低还原温度不但具有预期的减少烧结的效果，而且同时降低颗粒的还原速率，这导致多种问题，例如由于抑制了在颗粒之内的晶粒生长，晶粒边界的比例增加，并且由于颗粒表面增加的不规则性，磁极等等的出现使磁性显著降低。传统方法的这些缺点突出了对开发能够细化颗粒而不降低磁性的新烧结抑制技术的需要。
发明内容
根据这些情况完成了本发明并且本发明针对于实现在不原期间有力防止烧结且不引起上述问题，并且，籍此提供一种磁性粉末，其使得能够设计适用于GMR及其它高灵敏度磁头的低噪声、高输出、高C/N、高记录密度介质。
发明人对起始(starting)粉末组成以及还原条件进行详细实验以实现上述的目标。结果，发现可以通过以下方式获得磁性优秀并且当用于磁带生产时提供低噪声介质的磁性粉末，在制备起始粉末时，在起始粉末中以固溶体或涂层形式加入一种或多种贵金属元素，在适宜条件下对该产物进行还原并且可选地氮化还原的粉末，从而在还原期间有力防止烧结。
特别地，本发明提供铁系磁性粉末，具体地，主要包含Fe16N2的磁性粉末，其中该粉末包含一种贵金属，总的贵金属含量与铁的原子比是0.01-10％。
如本说明书中所述，元素X(贵金属)与铁的原子比是指用原子百分率表示的包含在粉末中的元素X的量与包含在其中的铁量的比率。由通过该粉末的定量分析确定的X量(原子％)和铁量(原子％)按照100x(X量[原子％])/(铁量[原子％])计算该比率。″包含元素X″意指在粉末的定量分析中检测到的元素X。元素X存在的形式可以是处于磁相中的固溶体中，或附着于颗粒表面上。
本发明的铁系磁性粉末是主要由铁组成的磁性粉末，并且可以是，例如α-Fe、铁和钴的合金(以下称作″铁+钴合金″)、氮化铁(特别是主要由Fe16N2组成的氮化铁)、或通过对上述任一种进行氧化处理获得的产物。该铁系磁性粉末优选表现出160kA/m或更大，更优选180kA/m或更大的矫顽力，以及40kA2/kg或更大的饱和磁化强度σs的粉末磁性能。
可用的贵金属元素是金、银和包括Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt的铂族元素。
除贵金属之外，主要成分铁以外可以包含的元素包括，用于加入磁相的N和Co，以及提供烧结抑制作用的已知元素，Al或稀土元素(定义为包括Y)。
通过使包含贵金属的羟基氧化铁或氧化铁经过还原过程来生产如此组成的磁性粉体，其中总的贵金属含量与铁的原子比是0.01-10％。优选提供具有4,000nm3或更小的平均颗粒体积V，最优选为3,000nm3或更的磁性粉末。
对各颗粒利用等式(1)并取所得结果的平均值来计算此处用作平均颗粒体积V(nm3)的值：
V＝L×(D/2)2×π......(1)，
其中L和D的值是经过以下方式获得的：拍摄颗粒在300,000倍或更大放大倍数下的透射电子显微照片，在成像的颗粒中选择1,000个，使得仅仅包括其边界可以与其它颗粒的边界区分的那些颗粒，并且除去在两个或更多颗粒之间的不能区分该颗粒是重叠还是烧结在一起的颗粒，测量各选定颗粒的最长和最短轴，并且将测得的最长长度定义为长轴长度L(nm)而且将最短长度定义为短轴长度D(nm)。
本发明提供了通过在生产时还原处理期间有力抑制烧结的处理获得的铁系磁性粉末。当该磁性粉末和通过添加大量铝或显示出烧结抑制作用的其它已知元素(下文称为“传统的烧结抑制元素”)细化的磁性粉末相比时，发现其即使在相同水平的平均颗粒体积上，也可表现出显著改善Hc和σs。另外，本发明的磁性粉末在相同水平的传统烧结抑制元素添加下实现了更高程度的颗粒细化。此外，发现在磁层中利用本发明的细化磁性粉末生产的磁记录介质显示出显著的降噪效果。因此可期望本发明能够在磁记录介质的记录密度方面产生大的改进，并且有助于提高配备这种介质的电子设备的性能。
附图说明
图1是显示实施例1-4和比较例1和2的磁性粉末的Hc与平均颗粒体积之间的关系的曲线图
图2是显示实施例1-4和比较例1和2的磁性粉末的σs与平均颗粒体积之间的关系的曲线图；
具体实施方式
本发明的铁系磁性粉末是通过以下方法获得的，其中在还原处理阶段之前通过加入贵金属强烈抑制还原处理期间的烧结。尽管仍不清楚这种烧结阻止机制细节的许多要点，但是发明人相信改善烧结阻止的主要原因是当还原前(羟基氧化铁)的起始粉末阶段包含贵金属时，还原开始温度低于不包含贵金属时的还原开始温度。不同于简单地降低还原温度，这会降低还原速率(如前面所述)，在饮用包含贵金属的起始粉末的情况下，即使当还原温度降低时还原开始温度的降低也可防止还原速率的下降。因此可以强有力地防止烧结使得可以生产具有优秀磁性的磁性粉末。
铝、稀土元素(定义为包括Y)及其它传统的烧结抑制元素基本上不显示出显著降低还原起始温度的作用。因此这些传统的元素和本发明使用的贵金属的区别在于它们在效果上具有根本的不同。在本发明中，通过同时使用铝、包括Y的稀土元素及其它传统的烧结抑制元素，可以实现良好的效果。
本发明中可用的贵金属元素包括金、银、钌、铑、钯、锇、铱和铂。这些元素能够降低起始粉末(羟基氧化铁或氧化铁)还原开始的温度。还原之前起始粉末中加入的贵金属元素的量优选为使加入的贵金属含量的总量与最后的磁性粉末中的铁的原子比变成0.01-10％，更优选为0.01-1.0％。在该阶段加入的量(相对于铁的原子百分数)被近似反映在最后磁性粉末的贵金属含量(相对于铁的原子百分数)中。可以使用元素或者化合物的贵金属。当磁性粉末主要由Fe16N2组成时，其足以使还原的粉末受到氮化处理。
现在解释用于获得本发明的烧结防止磁性粉末的生产方法。
首先，将羟基氧化铁或氧化铁例如赤铁矿、磁铁矿或方铁矿制备为包含贵金属的起始粉末以进行还原处理。术语″包含贵金属″定义为包括：起始粉末颗粒中存在(固溶体的形式)贵金属的情形、贵金属以附着于颗粒表面上的形式存在的情形和贵金属以两种形式存在的情形。
其中贵金属以固溶体形式存在于颗粒中的包含贵金属的羟基氧化铁的制备方法为，当通过湿法合成羟基氧化铁时，通过在羟基氧化铁产生反应中带入贵金属。例如，当通过用碱金属氢氧化物(NaOH或KOH的水溶液)中和亚铁盐溶液(FesO4、FeCl2等等的水溶液)，并随后用空气等氧化产物的方法制备羟基氧化铁时，以溶解状态存在于颗粒中的所需的包含贵金属的羟基氧化物可以通过在贵金属的硝酸盐或氯化物的存在下进行羟基氧化铁产生反应而获得。当通过用碱金属碳酸盐中和亚铁盐的水溶液并且随后用空气等氧化该产物的方法生产羟基氧化铁时，也足以在贵金属的硝酸盐或氯化物的存在下进行羟基氧化铁产生反应。
可以使用的另一个方法是通过用NaOH等中和铁盐(FeCl3等的水溶液)，在贵金属的硝酸盐或氯化物的存在下进行生产羟基氧化铁的反应。
可以进行这些生产方法使得将传统的烧结抑制元素铝加入羟基氧化铁颗粒。加入钴以改善磁性和耐气候性也是可能的。这些元素的包含可以通过在羟基氧化铁产生反应中带入含铝盐或含钴盐而实现。
可以用于加入贵金属的另一个方法是首先生产羟基氧化铁，然后用贵金属涂覆其颗粒表面。在这种情况下，执行上述的合成羟基氧化铁的方法以生产羟基氧化铁而不进行在固溶体中加入贵金属的操作。固溶体铝的加入是可选的。其次，将贵金属硝酸盐或氯化物以及含铝盐添加到羟基氧化铁的分散溶液中，并且通过用碱中和的方法或从该分散体蒸发水的方法用贵金属涂覆颗粒表面。如果需要，可以在贵金属已经以固溶体溶解到颗粒中以后进行这种涂覆操作。通过汞灯等向颗粒上照射光进行光还原作用来在羟基氧化铁颗粒表面上沉淀贵金属也是可能的。
使用铝、稀土元素(定义为包括Y)和其它传统烧结抑制元素的涂覆可以与贵金属的涂覆一起执行。这可以通过添加水溶性的铝盐、稀土元素、钇等而实现。
可用作上述贵金属硝酸盐和氯化物的化合物包括六水合氯化铂、硝酸钯、氯化钯、硝酶铑、氯化铑、氯化钌、氯化铱、氯化锇、四水合氯化金和硝酸银。能够使用的作为铝源的含铝盐是，例如，水溶性的铝盐或铝酸盐。能够使用的作为钴源的含钴盐是，例如硫酸钴或硝酸钴。能够使用的稀土元素和钇是相应元素的硫酸盐或硝酸盐。
添加的贵金属的量优选为使磁性粉末中贵金属含量与铁的原子比为0.01-10％。0.01-1.0％的原子比是特别优选的。当添加两种或多种贵金属时，使其总量落入上述范围。当贵金属与铁的原子比小于0.01％时，有时不能稳定地获得降低还原温度的效果。当贵金层含量与铁的原子比大于10％时，非磁性含量的比例增加。这使获得良好的磁性减为不可能。此外，大多数贵金属是昂贵的，以致增加使用量提高了磁性粉末生产的成本。因此贵金属含量与铁的原子比的最现实的范围是0.01-1.0％，在该范围内可以获得强的还原温度降低效果。
使如此获得的包含贵金属的羟基氧化铁通过过滤和水洗处理，然后在不高于200℃的温度干燥以获得可用的起始粉末。作为替代方案，该羟基氧化铁可以在200-600摄氏度进行脱水处理或在5-20％水浓度的氢气氛中接受还原处理，从而将该羟基氧化铁颗粒转变成可用作起始材料的改性的氧化铁颗粒。虽然要求该起始粉末是包含铁、氧和氢的化合物，然而其不受另外的限制并且可以是例如针铁矿、赤铁体、磁铁矿或方铁矿。在本说明书中，这种铁的羟基氧化物或氧化物被称作″起始粉末″。
接下来，将起始粉末还原成α-铁或铁+钴合金。通常将使用氢(H2)的干法应用于还原处理，并且可以在250-500℃的温度进行。250-400℃的温度是特别优选的，因为由于贵金属的添加，即使还原温度降低，还原速率也不会明显地降低。当还原温度低于250℃时，还原可能是不充分的，在这种情况下磁性显著地降低。此外，在还原之后进行氮化的情况下，氮化速度变得极其缓慢。过高的还原温度是不受欢迎的，因为即使加入传统的烧结抑制元素例如铝作为防范措施，颗粒也趋于发生形状劣化和颗粒间烧结，以致平均颗粒体积增加而分散能力下降。因此在不超过400℃的温度范围内实现了最佳的效果。
在上述的还原温度范围中还原成α-铁或铁+钴合金之合，可以升高温度以实现为提高结晶度的多阶段还原。
在还原之后进行氮化处理时，可以利用JP 11-340023A中所述的氨方法。这种方法通过将还原的粉末在不高于200℃的温度下保持在含氮的气流(典型为氨)中几十个小时，能够生产主要由Fe16N2组成的氮化铁粉末。用于氮化处理的气体的氧含量优选为几个ppm或更少。
为了最佳的效果，应该控制氮化处理温度、时间和气氛以使磁性粉末的氮含量与铁的原子比是5-30％，更优选为大约10-30％。当该N/Fe原子比小于5％时，提高磁晶各向异性以实现良好的磁性的氮化效果没有显示出充分程度。当该原子比超过30％时，发生过度的氮化，通过产生不同于需要的Fe16N2的相降低了磁性。
接下来，为了获得可以在空气中稳定处理的铁系磁性粉末，优选使颗粒表面在包含约0.01-2体积％氧的氮的混合气体中缓慢氧化。
实施例：
现在将描述本发明的实施例。然而，首先，将解释用于测量实施例中获得的性质的方法。
组成分析
使用Hiranuma Sangyo有限公司制造的COMTIME-980 Hiranuma自动滴定仪确定磁性粉末中铁的量。使用日本Jarrell-Ash制造的IRIS/AP高分辨率感应耦合等离子体原子发射分光计确定磁性粉末中的铝、稀土元素(定义为包括Y)、铂、钯、铑、钌、铱、锇、金、银和铜的量。这些测量结果为质量百分比形式，将其转换成元素的原子百分率，根据该原子百比率计算元素X与铁的原子比(X/Fe原子比)。
大量粉末性质的评价
平均颗粒体积V(nm3)：对各颗粒使用等式(1)并且取所得结果的平均值进行计算：
V＝L×(D/2)2×π......(1)，
其中L和D的值是通过在300,000倍或更大的放大率之下拍摄颗粒的透射电子显微照片而获得的，在成像的颗粒中选择1,000个，使得仅仅包括其边界与其它的颗粒的边界区分的那些颗粒，并且除去在两个或更多颗粒之间的不能区分该颗粒是重叠还是烧结在一起的颗粒，测量各选定颗粒的最长的和最短轴，并且将测得的最长长度定义为长轴长度L(nm)而将测得的最短长度定义为短轴长度D(nm)，然后对获得的结果取平均值。
磁性(矫顽力Hc，饱和磁化强度σs，和矩形比SQ)：使用DigitalMeasurement Systems公司制造的振动样品磁强计(VSM)在最大796kA/m的外加磁场中进行该测量。
比表面积：通过BET方法测量。
实施例1
将12mol/L的NaOH水溶液0.5L和一定量的氯化钌添加到4L(四升)0.2mol/L的FeSO4水溶液中，以使Ru/Fe＝0.1原子％。将该液体混合物维持在40℃的温度下同时以50ml/min的平均流速向其中吹入纯氧并持续2.5小时，从而沉淀出在固溶体中包含钌的羟基氧化铁(针铁矿)。当这个氧化处理完成时，滤出沉淀物(羟基氧化铁)，用水冲洗并且然后分散在水中。
将一定量的硝酸钇添加到该分散体中以使Y/Fe＝1.0原子％，并且然后在40℃加入适量的铝酸钠以使Al/Fe＝18.3原子％，并且用NaOH以调整pH到7-8，由此将钇和铝附着于颗粒表面。通过过滤从液体中分离出固体成分，用水冲洗并且在空气中在110℃下干燥。
如此获得的由羟基氧化铁组成的粉末具有25nm的平均粒径，并且通过组成分析发现包含铝、Y和钌，比率分别为Al/Fe＝17.7原子％、Y/Fe＝0.9原子％和Ru/Fe＝0.1原子％。将这种粉末作为起始材料在350℃下在氢气中还原0.5小时(还原阶段1)。然后，在氢气中将其加热到650℃，并且在此温度保持0.5小时(还原阶段2)。然后将其冷却到100℃，在该温度下将气体从氢变为氨，并且随后将其加热到127℃。在这个温度下在氨气中进行20小时的氮化。氮化处理之后，温度降低到70℃并将该气体转换为氮气，然后对其添加一定量的空气以便形成0.01-2％的O2浓度，并且使粉末表面缓慢氧化。然后将粉末取出到空气中。
通过X射线衍射分析发现获得的粉末是主要由Fe16N2组成的磁性粉末(同样在实施例2到4和比较例1和2中)并且由椭圆形颗粒组成。上述主要为Fe16N2的磁性粉末的组成、平均颗粒体积、磁性等如表1所示。
实施例2
除了贵金属钌的加入量改变为0.5原子％.之外，重复实施例1。通过组成分析发现得到的粉末包含铝、Y和钌，其比率为Al/Fe＝17.9原子％、Y/Fe＝1.0原子％和Ru/Fe＝0.4原子％。这种主要为Fe16N2的磁性粉末的性质如表1所示。
实施例3
除了贵金属钌的加入量改变为1.0原子％之外重复实施例1，并且钌没有结合进固溶体而是附着于颗粒表面上。也就是说，在通过实施例1中使用的湿法合成羟基氧化铁期间，Ru未被带入羟基氧化铁生产反应中。而是，将氯化钌添加到该合成羟基氧化铁分散在其中的液体中，其数量使Ru/Fe＝1.0原子％。通过用NaOH中和的方法，使钌附着于羟基氧化铁颗粒上，然后作为起始粉末进行还原处理。
通过成分分析发现该获得的粉末包含铝、Y和钌，其比率为Al/Fe＝16.7原子％、Y/Fe＝1.0原子％并且Ru/Fe＝0.8原子％。该主要为Fe16N2的磁性粉末的性质如表1所示。
实施例4
除了将作为贵金属加入的元素改为钯并将加入量改为1.0原子％之外，重复实施例1。通过组成分析发现得到的粉末包含铝、Y和钯，其比率为Al/Fe＝17.8原子％、Y/Fe＝0.9原子％并且Pd/Fe＝0.02原子％。这种主要为Fe16N2的磁性粉末的性质如表1所示。
比较例1
除了不加入贵金属以及将阶段1的还原温度改为450℃之外，重复实施例1。通过组成分析发现得到的粉末包含铝和Y，其比率为Al/Fe＝17.2原子％，Y/Fe＝1.0原子％。这种主要为Fe16N2的磁性粉末的性质如表1所示。
比较例2
将12mol/L的NaOH水溶液0.5L和一定量的铝酸钠添加到4L(四升)0.2mol/L的FeSO4水溶液中，以使Al/Fe＝9.1原子％。将该液体混合物维持在40℃的温度下同时以50mL/min的平均流速向其中吹入纯氧并持续2.5小时，从而沉淀出羟基氧化铁(针铁矿)。当这个氧化处理完成时，滤出沉淀物(羟基氧化铁)，用水冲洗并且然后分散在水中。
将一定量的硝酸钇添加到该分散体中以使Y/Fe＝1.0原子％，然后，在40℃用一定量的铝酸钠以使Al/Fe＝18.3原子％，并且用NaOH调整pH到7-8，由此将钇和铝附着于该颗粒表面。通过过滤从液体中分离出固体成分，用水冲洗并且在110℃在空气中干燥，然后使获得的粉末经受与实施例1相同的还原过程。
通过组成分析发现得到的粉末包含铝和Y，其比率为Al/Fe＝26.3原子％，并且Y/Fe＝1.1原子％。这种主要为Fe16N2的磁性粉末的性质如表1所示。
表1
Figure A20061006397600131
从表1可见，通过使包含规定量贵金属的起始粉末在350℃的低还原温度下进行还原处理而产生的实施例的磁性粉末被获得作为平均颗粒体积不大于4,000nm3的细磁性粉末。此外，由于它们的还原程度高，该磁性粉末显示出优秀的磁性，即160kA/m或更大的Hc以及40kA2/kg或更大的σs。
相比之下，比较例1的磁体粉末的平均颗粒体积达到4,000nm3以上，因为在还原之前起始粉末中缺少贵金属并且450℃的普通还原温度的使用不可能充分防止烧结。在比较例2中，尽管在还原之前起始粉末不包括贵金属并且使用450℃的普通还原温度，由于包含大量传统烧结抑制元素铝，仍然实现尚可的小的平均颗粒体积。然而，从后面讨论的比较例4可以看到，相对的实施例2的磁性粉末制造的磁记录介质不能表现出使用本发明的磁性粉末可获得的优异性能。
在表1所示的平均颗粒体积下获得的Hc和σs的值分别绘制在图1和2中。
从这些曲线图可以看到，在通过在低温下还原包含贵金属的起始粉末生产实施例磁性粉末的情况下，对于相同平均颗粒体积磁性显著更好。此外，与相同水平的传统烧结抑制元素含量相比，获得了平均颗粒体积更小的磁性粉末。换句话说，获得了落在连接两个比较例位置的直线之上区域中的磁性粉末并且该磁性粉末显示出平均颗粒体积和磁性之间的良好平衡。
实施例5
使用实施例1的氮化铁系磁性粉末制造包括磁性层和非磁性层的双层结构的磁带并且评价磁带的电磁变换特性。通过混和100质量份的磁性粉末和下述质量份数的其它成分制备磁性涂覆流体。通过混和80质量份的磁性粉末和下述质量份数的其它成分制备非磁性涂覆流体。使用搅拌机和砂磨机混合并分散各混合物以获得涂覆流体。将形成磁性层的涂覆流体和形成非磁性层(底层)的涂覆流体施用在芳族聚酰胺载体构成的基膜上，以便获得期望的2.0μm厚的底层和0.10μm厚的磁性层。在仍然潮湿时通过暴露于磁场使磁性层取向，然后进行干燥和压延以获得双层结构的磁带。
磁性涂敷材料组成
磁性粉末    100质量份
碳黑        5质量份
氧化铝      3质量份
氯乙烯树脂(MR110)   15质量份
聚氨酯树脂(UR8200)  15质量份
硬脂酸              1质量份
乙酰丙酮            1质量份
甲乙酮              190质量份
环己酮              80质量份
甲苯                110质量份
非磁性涂覆材料组成
非磁性粉末(α-Fe2O3)85质量份
碳黑                20质量份
氧化铝              3质量份
氯乙烯树脂(MR110)   15质量份
聚氨酯树脂(UR8200)  15质量份
甲乙酮              190质量份
环己酮              80质量份
甲苯                110质量份
测量获得的磁带的磁性和磁转换性质(噪声、输出、C/N比)。在C/N比测量中，鼓式测试仪附着于记录磁头并且以0.35μm的记录波长记录数字信号。这时，使用MR磁头测量再现的信号并且测量噪音作为解调噪音。在评估中，将使用比较例1的磁性粉末的情况下的噪声、输出和C/N比定义为0dB。评价的结果如表2所示。
实施例6-8
除使用实施例2-4的磁性粉末以外，重复实施例5。在实施例5中进行相同评价的结果如表2所示。
比较例3-4
除使用比较例1和2中获得的磁性粉末以外，重复实施例5。在实施例5中进行相同评价的结果如表2所示。
表2
    实施例序号     使用的磁性粉末     磁性转换测量
    输出(dB)     N(dB)     C/N(dB)
    实施例5     实施例1     -0.3     -2.3     2.0
    实施例6     实施例2     -0.3     -3.0     2.7
    实施例7     实施例3     -0.5     -3.7     3.2
    实施例8     实施例4     -0.2     -2.0     1.8
    比较例3     比较例1     0.0     0.0     0.0
    比较例4     比较例2     -4.4     -4.6     0.2
比较表2中所示的实施例5-8的结果和比较例3的结果，可见使用实施例1-4的磁性粉末的实施例5-8的双层磁带在噪声方面低于比较例3的双层磁带。比较例4中的双层磁带使用比较例2的磁性粉末，由于该磁性粉末包含大量传统烧结抑制元素，因此其具有小的平均颗粒体积，因此比较例4的双层磁带在噪声方面低于其它实施例。然而，其在输出方面明显低下，并且在C/N比方面也差于那些实施例。所有的实施例5-8实现了改善的C/N比，因此能获得低噪声和高C/N比的优异的磁记录介质。

Claims (6)

1.一种铁系磁性粉末，其总的贵金属含量与铁的原子比是0.01-10％。
2.主要包含Fe16N2的一种磁性粉末，其总的贵金属含量与铁的原子比是0.01-10％。
3.依据权利要求1或2的磁性粉末，其是通过使总的贵金属含量与铁的原子比为0.01-10％的羟基氧化铁或氧化铁进行还原处理而制得的。
4.依据权利要求2的磁性粉末，其是通过使总的贵金属含量与铁的原子比为0.01-10％的羟基氧化铁或氧化铁进行还原处理并且然后进行氮化处理而制得的。
5.依据权利要求1到4中任意一个的磁性粉末，其平均颗粒体积是4,000nm3或更小。
6.一种磁记录介质，其在磁性层中使用权利要求1到5中任意一个的磁性粉末。
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