DE1667854C - Process for the production of ferromagnetic chromium dioxide - Google Patents
Process for the production of ferromagnetic chromium dioxideInfo
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Description
ι 2ι 2
Die Herstellung von ferromagnetischem Chrom- von 0,01 bis 0,1 Atm und kontinuierlich der Reakoxyd nach verschiedenen Verfahren ist aus der tionskammer zugeführt wird, deren Temperatur im Literatur, z. B. aus den USA-Patentschriften 2 9S6 9SS Bereich von 250 bis 375°C und deren Druck bei und 3 034 988. bekannt. Die Literatur beschreibt die höchstens 1 Atm gehalten wird Synthese von Chromdioxyd, seine Modifikation durch 5 Besonders wichtige mangetische Eigenschaften. Verwendung von verschiedeien Zusatzstoffen und durch die die Produkte gemäß der Erfindung für die seine Verarbeitung als magnetisches Material in Auf- verschiedensten Anwendungen wertvoll werden, sind zekhnungsbändern und -vorrichtungen. Hierfür wer- die Induktionskoerzitivkraft (Hh). die Sättigung pro den verschiedene Verfahren zur Herstellung des ferro- Gramm oder der σ-Wert (σ,) und das Remanenzmagnetischen Oxyds und modifizierten Oxyds be- ,0 verhältnjs 1M d h das Verhältnis de» Remanenz/g schrieben. Die meisten diesel Vei fahren erfordern »«■«·»"» \„j ·The production of ferromagnetic chromium from 0.01 to 0.1 atm and continuously the Reakoxyd by various methods is fed from the tion chamber, the temperature of which in the literature, z. B. from the USA patents 2 9S6 9SS range from 250 to 375 ° C and their pressure at and 3 034 988. known. The literature describes the synthesis of chromium dioxide, its modification by 5 particularly important mangetic properties, which is kept at most 1 atm. The use of various additives and which make the products according to the invention valuable for processing it as a magnetic material in a wide variety of applications are toggle tapes and devices. The induction coercive force (Hh). the saturation per the various methods for preparing the ferro- or grams of σ-value (σ i) and the modified Remanenzmagnetischen oxide and oxide loading, 0 verhältnjs 1M ie the ratio de "remanence / g written. Most diesel Vei drives require »« ■ «·» "» \ „j ·
jedoch die Verwendung von Hochdruckapparaturen. zur Sätiigung/g. Die Begriffe »Remanenz« undhowever, the use of high pressure equipment. for saturation / g. The terms "remanence" and
j:- i^k ta, rir,vu hu otu/9 snn Atmosphären eienen. »Sättigung« sind in »Ferromagnetism« ·· >n Bo- j: - i ^ k ta, rir, vu hu otu / 9 snn atmospheres eienen. "Saturation" are in "Ferromagnetism" ·· > n Bo-
wobei die bevorzugten Drücke, die für diese Verfahren zorth, ä. 3 dis o. d. -v-u.. m«.—«j ο—,~—5.The preferred pressures for these processes are zorth, ä. 3 dis od -vu .. m «.—« j ο—, ~ - 5 .
erforderlich sind, im Bereich von etwa 200 bis 500 At- 15 New York, 1951, definiert. Die hier genanntenare required in the range of about 200 to 500 at- 15 New York, 1951. The ones mentioned here
mosphären liegen. Bei dem am häufigsten angewendeten σ-Werte werden in einem Feld von 4400 Gauß mitatmospheres. The most commonly used σ values are in a field of 4400 Gauss with
Verfahren, das für diese Fälle beschrieben wurde, ist einer Apparatur bestimmt, die der Apparatur ähnlichThe procedure described for these cases is intended to be an apparatus similar to the apparatus
die Zersetzung von Chromtrioxyd in wäßrigen Medien ist, die in »Magnetic Materials in the Electricialthe decomposition of chromium trioxide in aqueous media is discussed in Magnetic Materials in the Electricial
bei Drücken von 200 bis 300 Atmosphären und Tem- Industry« von T. R. Bardell. 3. 226 bis 228at pressures from 200 to 300 atmospheres and temperature industry "by T. R. Bardell. 3. 226 to 228
peraturen von 200 bis 500 C erforderlich. 20 (Philosophical Library. New York. 1955). beschriebenTemperatures of 200 to 500 C required. 20 (Philosophical Library. New York. 1955). described
Weitere Verfahren zur Herstellung von ferro- wird. Der Begriff »Induktionskoerzitivkraft« (//*) ist in magnetischem CrO, werden in den USA-Patent- »Special Technical Publication«, Nr. A-5 der American Schriften 3 074 778 und 3 078 147 beschrieben. Hierbei Society for Testin Materials mit dem Titel »Symposium wird Cbromylchlorid auf Substraten aus anorganischen On Magnetic Testing«. 1948, S. 191 bis 198. definiert. Faserstoffen oder aus unreinem Chromdioxyd bei 35 Die hier genannten Werte der Induktionskoerzitivkraft Normaldruck in einer Sauerstoffatmosphäre bei einer werden in einer ballistischen Gleichstromapparatur Temperat'ir von 300 bis 5000C zersetzt. Ein weiteres bestimmt, die eine modifizierte Form der Apparatur Verfahren zur Herstellung von ferromagnetischem ist. die von Davis und H a r t i η in »The Review Chromdioxyd ist in der USA.-Patentschrift 3 117 093 of Scientific Instruments«, 7, S. 147 (1936). bebeschrieben. Bei diesem Verfahren werden die höheren 30 schrieben wird.Another method for the production of ferro- will. The term "induction coercive force" (// *) is in magnetic CrO, described in U.S. Patent "Special Technical Publication" No. A-5 of American Papers 3,074,778 and 3,078,147. Here Society for Testin Materials with the title "Symposium Will Cbromyl Chloride On Substrates From Inorganic On Magnetic Testing". 1948, pp. 191 to 198. Fibers or impure chromium dioxide at 35. The values mentioned here for the induction coercive force in an oxygen atmosphere at a temperature of 300 to 500 ° C. are decomposed in a ballistic direct current apparatus. Another determined which is a modified form of apparatus for the manufacture of ferromagnetic apparatus. that of Davis and H arti η in "The Review Chromdioxyd ist in der USA.-Patent 3 117 093 of Scientific Instruments", 7, p. 147 (1936). described. In this procedure, the higher 30 is written.
Oxyde des Chroms der allgemeinen Formel CrxO1,, Für die Herstellung von hochwertigen Aufzeich-Oxides of chromium of the general formula Cr x O 1 ,, For the production of high-quality recordings
wobei das Verhältnis 2y zu .y zwischen 4 und 6 liegt, nungsmaterialien sollte das magnetische Materialshould wherein the ratio of 2 to y .y 4-6 is, voltage materials, the magnetic material
in einem wäßrigen sauren Medium bei Drücken im vorzugsweise eine Sättigung/g oder einen σ-Wert σ«in an aqueous acidic medium at pressures im preferably a saturation / g or a σ value σ «
Bereich von 50 bis 3000 Atmosphären auf Tempera- von wenigstens 60 elektromagnetischen Einheiten/gRange from 50 to 3000 atmospheres to temperatures of at least 60 electromagnetic units / g
türen von 250 bis 500aC erhitzt. 35 haben. Materialien mit einer Sättigung/g von mehrDoors heated from 250 to 500 a C. 35 have. Materials with a saturation / g of more
Mit der Entdeckung eines ferromagnetischen Chrom- als 65, insbesondere solche mit einer Sättigung über
dioxyds mit geeigneten magnetischen Eigenschaften 75, ergeben besonders gute Produkte,
und gleichmäßiger geringer Teilchengröße, die es für Vorzugsweise werden eine gewünschte Menge eines
gewisse Anwendungen bei der Herstellung von magne- höheren Chromoxyds, gewöhnlich Chromtrioxyd, das
tischen Aufzeichnungsbändern, magnetischen Daten- 40 eine Wertigkeit über 4 hat, und bestimmte Menge
und Informationsspeichern oder für Datenverarbei- modifizierender Metalle in Form ihrer Oxyde oder
tungsanlagen, Generatorteile brauchbar macht, ergab zweckmäßigen Verbindungen wie Antimonoxyde, in
sich die Notwendigkeit für ein anderes, billigeres korrosions- und hitzebeständige Gefäße, beispiels-Verfahren
zu seiner Herstellung. Die Oxyde des weise aus Keramikmaterial, nichtrostendem Stahl
Chroms mit magnetischen Eigenschaften sind im all- 45 oder in Platinschiffchen gegeben und in einen gegemeinen
gleichmäßige, kleine Teilchen mit tetra- eigneten Ofen gestellt. Die Temperatur des Ofens wird
gonaler Kristallstruktur, deren durchschnittliche Länge allmählich auf den Bereich von 250 bis 375°C erhöht,
nicht größer ist als 10 μ, wobei höchstens 10% der Sobald mit dem Erhitzen begonnen wird, wird ein
Teilchen länger als 10 μ sind. Diese Teilchen enthalten Gemisch von Stickoxyd und Sauerstoff, Stickstoff
58,9 bis 61,9°/o Chrom und haben ein Röntgen- 50 oder einem Inertgas wie Argon kontinuierlich 30 Mibeugungsbild,
dessen Analyse zeigt, daß es in seiner nuten bis etwa 10 Stunden bei Normaldrücken über
Gesamtheit einer tetragonalen Kristallstruktur mit das Chromgemisch geleitet. Das schwarze kristalline
Zellkonstanten von a0 = 4,41 ± 0,10 Λ und c0 = 2,90 Produkt wird nach Abkühlung leicht mit geeigneten
± 0,10 Λ entspricht. Diese Teilchen werden in der Vorrichtungen zerkleinert, in Wasser und Aceton
USA.-Patentschrift 2 956 955 beschrieben. 55 gewaschen und anschließend an der Luft getrocknet.With the discovery of a ferromagnetic chromium as 65, especially those with a saturation via dioxyds with suitable magnetic properties 75, particularly good products result,
and uniformly small particle size, which will preferably be a desired amount of certain applications in the manufacture of magnetic higher chromium oxide, usually chromium trioxide, table recording tapes, magnetic data valency above 4, and certain amounts and information storage or data processing - Modifying metals in the form of their oxides or processing systems, making generator parts usable, resulted in useful compounds such as antimony oxides, in itself the need for another, cheaper corrosion and heat-resistant vessel, for example a process for its manufacture. The oxides of chromium, made of ceramic material, stainless steel, with magnetic properties are given in all or in platinum boats and placed in a generally uniform, small particle with a tetra-suitable furnace. The temperature of the furnace will have a gonal crystal structure, the average length of which will gradually increase to the range from 250 to 375 ° C, not greater than 10 μ, with a maximum of 10% of the Once heating is started, a particle will be longer than 10 μ . These particles contain a mixture of nitrogen oxide and oxygen, nitrogen 58.9 to 61.9% chromium and have an X-ray 50 or an inert gas such as argon continuously 30 diffraction pattern, the analysis of which shows that it is in its utes up to about 10 hours Normal pressures passed over the entirety of a tetragonal crystal structure with the chromium mixture. The black crystalline cell constant of a 0 = 4.41 ± 0.10 Λ and c 0 = 2.90 product is easily equivalent to suitable ± 0.10 Λ after cooling. These particles are ground in the apparatus described in water and acetone, U.S. Patent 2,956,955. 55 washed and then dried in the air.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Es eignet sich dann für die Prüfung der magnetischenThe invention is based on the object. It is then suitable for testing the magnetic
einfachem und billigem Wege ein den vorstehenden Eigenschaften.simple and cheap way to achieve the above properties.
Forderungen entsprechendes ferromagnetischesChrom- Die für die Herstellung des ferromagnetischenRequirements corresponding ferromagnetic chrome die for the production of the ferromagnetic
dioxyd herzustellen, das für hochwertige Aufzeich- Chromoxyds verwendeten Chemikalien sind gewöhn-Dioxide, the chemicals used for high-quality record- Chromium oxides are common
nungsmaterialien brauchbar ist. fio lieh chemisch rein, d. h., ihre Reinheit beträgt wenig-tion materials is useful. fio lent chemically pure, d. i.e., their purity is little-
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur st;ns 99,0°/0· Normalerweise wird Chromtrioxyd CrO3 The invention is based on a process for st; ns 99.0 ° / 0 · Normally, chromium trioxide is CrO 3
Herstellung von ferromagnetischem Chromdioxyd von dieser Reinheit und pulverförmiger, feingemahlenerProduction of ferromagnetic chromium dioxide of this purity and powdery, finely ground ones
durch Erhitzen einer Chromverbindung mit einer Konsistenz verwendet. Es ist jedoch auch möglich,used by heating a chromium compound with a consistency. However, it is also possible
Chromwertigkeit oberhalb 4 in einem Gas oder einer andere Oxyde wie Cr2O6 und Cr3O8 zu verwenden.Use chromium valence above 4 in a gas or other oxides such as Cr 2 O 6 and Cr 3 O 8 .
Gasmischung in einer Reaktionskammer bei erhöhter 65 Den höheren Oxyden kann ein Impfmaterial, das ausGas mixture in a reaction chamber at elevated 65 denier higher oxides can be an inoculum that consists of
Temperatur. Kennzeichnend ist dabei, daß das Gas reinem Chromdioxyd besteht und gute ferromagne-Temperature. It is characteristic that the gas consists of pure chromium dioxide and has good ferromagnetic
oder die Gasmischung beim Eintritt in die Reaktions- tische Eigenschaften Lat, beigegeben werden. Außeror the gas mixture can be added on entry into the reaction table properties Lat. Except
kammer NO unter einem Druck oder Partialdruck CrOa Impfmaterial können auch noch modifizierendechamber NO under a pressure or partial pressure CrO a inoculum can also be modified
3 43 4
werden. Die Ausgangssubstanztn werden in eine verhältnismäßig niedriger Aufheizgeschwindigkeit wäh-will. The starting substances are heated at a relatively low rate of
in den Reaktor gut gemischt. Bereich, in dem sich der Schmelzpunkt von CrO,mixed well in the reactor. Area in which the melting point of CrO,
und 2 885 365 beschrieben. Als geeignete Verbin- magnetische Kristalle in besserer Ausbeute erhaltenand 2,885,365. Obtained as suitable connecting magnetic crystals in better yield
düngen können beispielsweise Antimontrioxyd oder werden.For example, antimony trioxide can be used as fertilizer.
-pentoxyd. Zinn oder Tellurmetall oder -oxyd und Das Verfahren gemäß der Erfindung kann mit Stickgeeignete Verbindungen von Titan, Magnesium, Eisen, >o oxyd als praktisch einziges Gas, das während der Kobalt, Nickel, Ruthenium und Alkalimetallen zu Reaktion anwesend ist, durchgeführt werden. Die geätzt werden. Es hat sich gezeigt, daß diese Materia- Reaktion findet statt, indem der Druck in der Reaklien die magnetischen Eigenschaften des Oxyds tionskammer zur Entfernung eines wesentlichen Teils steigern. der Umgebungsluft gesenkt und dann etwa I bispentoxide. Tin or tellurium metal or oxide and the method according to the invention can be used with stick-suitable compounds of titanium, magnesium, iron, > Oxide is practically the only gas that is released during the Cobalt, nickel, ruthenium and alkali metals for reaction is present to be performed. the to be etched. It has been shown that this materia reaction takes place by the pressure in the Reaklien the magnetic properties of the Oxyds tion chamber to remove a substantial part increase. the ambient air is lowered and then about 1 to
wenn \_ iiruiuiriKAyu uci ixuiiiintuiui.K in r.uri v«j«-> -j to M«K....K.«t«...t j„r L„ft j_„ι, t!«:»»-_„j j .„.-.if \ _ iiruiuiriKAyu uci ixuiiiintuiui.K in r.uri v "j"-> -j to M "K .... K. " t "... tj" r L "ft j_" ι, t! ": »» -_ "yy." .-.
Sauerstoff erhitzt wird, zerset/t es sich zu niedrigeren werden.Oxygen is heated, decomposed / t it is to be lower.
Oxyden des Chroms unterhalb des positiv vierwertigen Wenn Gemische von Stickoxyd mit einem anderenOxides of chromium below the positive tetravalent if mixtures of nitric oxide with another
Zustandes. Es ist sehr schwierig, die Bedingungen Gas beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendetState. It is very difficult to use the gas conditions in the method according to the invention
dieser Zersetzung so zu beherrschen, daß die Reduk- werden, ist das Stickoxyd der entscheidend wichtigeTo control this decomposition in such a way that the reduction is achieved, nitrogen oxide is of decisive importance
tion beim positiv vierwertigen Zustand aufhört. Es 20 Bestandteil, während das andere Gas in erster Linietion ends in the positive tetravalent state. There 20 component, while the other gas primarily
wurde jedoch gefunden, daß diese Reduktion oder ein Verdünnungsmittel ist. Jedes beliebige Gas kannhowever, this was found to be a reduction or a diluent. Any gas can
Zersetzung in Gegenwart eines milden Reduktions- als Verdünnungsmittel verwendet werden, wenn es dieDecomposition in the presence of a mild reducing agent can be used as a diluent if it has the
mittels, nämlich Stickstoff, so gelenkt werden kann, reduzierende Wirkung des Stickoxyds nicht beein-by means, namely nitrogen, can be steered in this way, does not affect the reducing effect of the nitrogen oxide
daß große Mengen Chromdioxyd bei niedrigen träthtigt und keine weitere Reduktion des ferro-that large amounts of chromium dioxide occur at low levels and no further reduction of the ferro-
Drücken erhältlich sind. Wie die folgenden Beispiele »5 magnetischen CrO2 nach dessen Bildung verursacht, zeigen, wird die Zersetzung von Chromtrioxyd oderPress are available. As the following examples show, the decomposition of chromium trioxide is caused by magnetic CrO 2 after its formation
anderen höheren Chromoxyden unter Bildung von Beispiel 1
ferromagnetischem Chromdi xyd in guter Ausbeuteother higher chromium oxides to form Example 1
ferromagnetic chromium dioxide in good yield
katalysiert, wenn diese Zersetzung in Gegenwart von 3 g CrO3 wurden in ein Platinschiffchen von S cm Sauerstoff und Stickoxyd durchgeführt wird, wobei 30 Länge gewogen. Das Schiffchen wurde in ein Pyrexdas Stickoxyd zu Beginn in einer Menge von 2 bis rohr von 31mm Durchmesser und 90 cm Länge 9 Volumprozent, vorzugsweise 2.5 bis 4,5 Volum- gestellt. Das Schiffchen wurde so in einen Röhrenofen prozent, vorhanden ist. Bevorzugt für die Reaktion gestellt, daß es sich in der Mitte befand, worauf damit gemäß der Erfindung wird ein Gasgemisch, in dem begonnen wurde, ein Gas^s-nisch bei Normaldruck das Volumenverhältnis von NO/O2 im Bereich von 35 über das Schiffchen zu leiten. Das Gasgemisch be-2:98 bis 9: 91 liegt. Auch andere Gasgemische, die stand aus 3,5 Volumprozent NO und 96,5 Volum-Stickoxyd enthalten, sind verwendet worder, und prozent O2. Die Durchflußmenge des Gasgemische·» führten zur Bildung von ferromagnetischem Chrom- wurde auf 200 ml/Minute eingestellt. Die Temperatur dioxyd. Diese anderen geeigneten Gasgemische be- des Ofens wurde innerhalb von 10 Minuten von stehen aus Stickoxyd und Stickstoff in Anteilen von 40 Raumtemperatur auf 175°C und dann langsam inner-1 bis 10% Stickoxyd, Rest Stickstoff sowie Stickoxyd, halb von 1 Stunde über den Schmelzpunkt von CrO2 Rest Inertgas, ζ. B. Argon, in ähnlichen Anteilen. auf 225°C erhöht. Der Ofen wurde dann schneller Diese Gasgemische sind zwar für die Zwecke der innerhalb von 20 Minuten auf 325°C aufgeheizt. Bei Erfindung geeignet, jedoch werden die vorstehend dieser Temperatur wurde er 2 Stunden gehalten, genannten Gemische von NO und O2 bevorzugt. Im 45 während das Gasgemisch weiterhin in der obenallgemeinen wird ein Gesamtdruck von 1 Atmosphäre genannten Menge durch den Röhrenofen geleitet angewendet. Stark eduzierende Gasgemische, z. B. wurde. Am Schluß der Erhitzungszeit von 2 Stunden Kohlenoxyd-Kohlendioxyd-Gemische und Wasserstoff- wurde das Platinschiffchen aus dem Ofen genommen HjO-Gemische, Schwefeldioxyd-Sauerstoff-Gemische, und der Abkühlung auf Raumtemperatur an der Luft führen nur zur Bildung von nichtmagnetischen Oxyden 50 überlassen. Der Gewichtsverlust dieser Probe wurde oder, im letzten Fall, zu Sulfaten, z. B. Chromsulfat. mit 18,5% ermittelt. Das erhaltene Produkt v/ar eincatalyzed when this decomposition is carried out in the presence of 3 g of CrO 3 in a platinum boat of ½ cm oxygen and nitrogen oxide, being 30 length weighed. The boat was initially placed in a Pyrex nitrogen oxide in an amount of 2 to a pipe of 31 mm diameter and 90 cm length 9 percent by volume, preferably 2.5 to 4.5 volume. The boat was placed in a tube furnace percent, there is. Preferably placed for the reaction that it was in the middle, whereupon according to the invention a gas mixture in which was started, a gas ^ s-nisch at normal pressure the volume ratio of NO / O 2 in the range of 35 over the boat to direct. The gas mixture is 2:98 to 9:91. Other gas mixtures containing 3.5 percent by volume of NO and 96.5 percent by volume of nitrogen oxide have also been used, and percent O 2 . The flow rate of the gas mixture led to the formation of ferromagnetic chromium was set to 200 ml / minute. The temperature dioxide. These other suitable gas mixtures in the furnace were made up of nitrogen oxide and nitrogen in proportions from room temperature to 175 ° C within 10 minutes and then slowly within 1 to 10% nitrogen oxide, the remainder nitrogen and nitrogen oxide, half of 1 hour over the Melting point of CrO 2 rest inert gas, ζ. B. argon, in similar proportions. increased to 225 ° C. The furnace was then faster. These gas mixtures are heated to 325 ° C within 20 minutes for the purpose of this. Suitable for the invention, but the above temperature was maintained for 2 hours, said mixtures of NO and O 2 are preferred. In 45 while the gas mixture continues in the above general amount, a total pressure of 1 atmosphere is applied passed through the tube furnace. Strongly reducing gas mixtures, e.g. B. was. At the end of the heating time of 2 hours of carbon dioxide-carbon dioxide mixtures and hydrogen, the platinum boat was taken out of the furnace. The weight loss of this sample became or, in the latter case, to sulfates, e.g. B. Chromium sulfate. determined with 18.5%. The product obtained v / ar a
Da Chromtrioxyd bei Verwendung als Ausgangs- schwarzes kristallines Material. Dieses Produkt wurde material bei etwa 200°C schmilzt und, wenn seine in einem Mörser zerkleinert, in Wasser und Aceton Zersetzung beginnt, fest wird, wird es unter den gewaschen und an der Luft getrocknet, bevor seine erfindungsgemäß verwendeten Atmosphären bei Tem- 55 magnetischen Eigenschaften gemessen wurden. Die peraturen zwischen etwa 250 und 3750C, wobei ein folgenden magnetischen Eigenschaften wurden ge-Bereich von 275 bis 35O0C bevorzugt wird, in Chrom- funden: Hci = 31 Oersted; σ, = 84,9 elektromagnedioxyd umgewandelt. Die Reaktion findet bei den tische Einheiten/g; aT = 4,3 elektromagnetische Einbevorzugten Temperaturen schneller statt als außer- heiten/g.Because chromium trioxide is used as the starting material, black crystalline material. This product has melted material at about 200 ° C and, when its crushed in a mortar, begins to decompose in water and acetone, it becomes solid, it is washed under the and air dried before its atmospheres used according to the invention at temperature 55 magnetic Properties were measured. The temperatures between about 250 and 375 0 C, whereby a following magnetic properties were ge range of 275 to 35O 0 C is preferred chromium found in: H c i = 31 Oersteds; σ, = 84.9 electromagnetic converted. The reaction takes place at the table units / g; a T = 4.3 electromagnetic in-preferred temperatures faster than outside / g.
halb dieses Bereichs. Es genügt, das Reaktionsgemisch 60 Für reines CrO2 wurde ein Sättigungsmagneti-0,5 bis 10 Stunden unter den vorstehend genannten sierungswert von etwa 90 elektromagnetischen Einatmosphärischen Bedingungen zu halten, um gute heiten/g gefunden. Da die Sättigungsmagnetisierung Ergebnisse zu erzielen, während am häufigsten eine als ungefähr proportional der Menge des vorhandenen Reaktionsdauer von 1 bis 2 Stunden angewendet wird. CrO2 angesehen werden kann, läßt sich die Reinheithalf of this range. It is sufficient to keep the reaction mixture 60 For pure CrO 2 , a saturation magnet of 0.5 to 10 hours below the above-mentioned sation value of about 90 electromagnetic single-atmosphere conditions was found to be good units / g. Because the saturation magnetization achieves results, while most often a reaction time of 1 to 2 hours is applied as approximately proportional to the amount of the reaction time present. CrO 2 can be viewed, the purity can be
Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der 65 des ferromagnetischen Produkts leicht berechnen. ImEasily calculate when performing the method according to Figure 65 of the ferromagnetic product. in the
Erfindung ist die Geschwindigkeit, mit der die vorliegenden Beispiel wurde die vorhandene CrO3-Invention is the speed with which the present example was the existing CrO 3 -
Rwaktionsteilnehmer auf die endgültige Temperatur Menge auf dieser Basis mit 94% berechnet. DurchParticipants calculated on the final temperature amount on this basis at 94%. Through
erhitzt werden, bei der sie gehalten werden, nicht Röntgenanalyse wurde ferner festgestellt, daß dasare heated at which they are held, not X-ray analysis has also been found that the
I 667 854I 667 854
CrO1 in der tetiagonalen Rutilstmkiur vorlag. Ferner v;. ;n in den Rönlgenbeugungsbildern schwache Lh..en vorhanden, die einem CrtO,-Gehalt von etwa 5°/0 entsprachen.CrO 1 was present in the tetiagonal rutile structure. Furthermore v ;. n in the Rönlgenbeugungsbildern weak Lh..en present, t a Cr O, content of about 5 ° / 0 corresponded.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung eines mit Antimon modifizierten ferromagnetischen Chromoxyds mit guten ferromagnetischen Eigenschaften.This example illustrates the preparation of an antimony modified ferromagnetic chromium oxide with good ferromagnetic properties.
2.7 g CrO, un<? 0,3 g St3O1 wurden in ein Platinschiffchen gegeben, das in die Mitte des im Beispiel 1 beschriebenen Pyrexrohres von 31 mm Durchmesser gestellt wurde, worauf damit begonnen wurde, ein2.7 g CrO, un <? 0.3 g of St 3 O 1 were placed in a platinum boat, which was placed in the middle of the Pyrex tube of 31 mm diameter described in Example 1, whereupon this was started easf örmiees Gemisch von NO und O1 der im Beispiel 1The easiest mixture of NO and O 1 in Example 1
genannten Zusammensetzung oei i-sormaiuiui-κ uutui das Pyrexrohr zu leiten. Auch hier wurde der Ofen nach dem im Beispiel 1 genannten Heizprogramm auf eine Temperatur von 300° C geb' icht, die 2 Stunden aufrechterhalten wurde. Während iieser Zeit wurde das Gasgemisch weiterhin durch den Röhrenofen geleitet. Am Schluß der Heizdauer von 2 Stunden wurde das Platinschiffchen mit der darin enthaltenen Probe aus dem Ofen genommen und an der Luft gekühlt. Der Gewichtsverlust dieser Probe wurde mit 2,2% des ursprünglichen CrO3-G ewichts ermittelt. Das bei diesem Versuch erhaltene schwarze kristalline Produkt wurde im Mörser zerkleinert, in Wtsser und Aceton gewaschen und an der Luft getrocknet, bevor seine magnetischen Eigenschaften gemessen wurden. Folgende magnetischen Eigenschaften wurden für diese Probe ermittelt: Hei = 114 Oersted; as =- 65,9 elektromagnetische Einheiten/g; ar = 13,6 elekttomagnetische Einheiten/g. named composition oei i-sormaiuiui-κ uutui to direct the Pyrex pipe. Here, too, the furnace was baked to a temperature of 300 ° C. according to the heating program mentioned in Example 1, which was maintained for 2 hours. During this time the gas mixture continued to flow through the tube furnace. At the end of the heating period of 2 hours, the platinum boat with the sample contained therein was removed from the furnace and cooled in the air. The weight loss of this sample was found to be 2.2% of the original CrO 3 weight. The black crystalline product obtained in this experiment was ground in a mortar, washed in water and acetone, and air dried before its magnetic properties were measured. The following magnetic properties were determined for this sample: H ei = 114 Oersted; a s = - 65.9 electromagnetic units / g; a r = 13.6 electromagnetic units / g.
Der CrOj-Gehalt dieser Probe wurde auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise mit 73% ermittelt. Die Röntgenanalyse ergab starke Linien für CiO2 vom Rutiltyp und schwache Linien für Sb2O3. Da eine leichte Verschiebung der Lage dei CrOj-Linien vorhanden war, ist eine gewisse Löslichkeit des Sb2O3 im CrO2-Ki istallgitter anzunehmen.The CrOj content of this sample was determined in the manner described in Example 1 to be 73%. X-ray analysis showed strong lines for rutile-type CiO 2 and weak lines for Sb 2 O 3 . Since there was a slight shift in the position of the CrOj lines, a certain solubility of the Sb 2 O 3 in the CrO 2 -Ki istall lattice can be assumed.
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung von mit Tellur modifiz:.-?iten ferromagnetischen Chromoxydkristallen. This example describes the preparation of modif with tellurium: .- ith ferromagnetic Chromoxydkristallen?.
1.8 g CrO3 wui den mit 0,1 oO g kristallinem elementarem Tellur gemischt. Das Gemisch wurde zerkleinert und durch ein Sieb einer Maschenweite von 74 μ gegeben. Das kristalline Gemisch wurde in ein Platinschiffchen von 5 cm Länge gegeben, das in einen Ofen •n Form eines Pyrexrohres von 31 mm Durchmesser und 90 cm Länge gestellt wurde. Dann wurde damit begonnen, ein Gemisch von Sauerstoff und Stickoxyd in dem im Beispiel 1 genannten Mengenverhältnis bei Normaldruck durch das Rohr über das Schiffchen zu leiten, das das CrOj-Te-Gemisch enthielt. Der Ofen wurde nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Heizprogramm auf eine Temperatur von 300° C erhitzt, die 1 Stunde aufrechterhalten wurde; während dieser Zeit wurde das Gasgemisch weiterhin durch das Rohr ίο geleitet. Am Schluß dieser Erhitzungszeit wurde das Platinschiffchen aus dem Ofen genommen und der Abkühlung an der Luft überlassen. Der Gewichtsverlust betrug 17,40Z0, bezogen auf das ursprüngliche Gewicht des in das Platinschiffchen gegebenen CrO1. 1.8 g of CrO 3 was mixed with 0.1 oO g of crystalline elemental tellurium. The mixture was crushed and passed through a sieve with a mesh size of 74 μ. The crystalline mixture was placed in a platinum boat 5 cm long, which was placed in an oven in the form of a Pyrex tube 31 mm in diameter and 90 cm in length. Then a start was made to pass a mixture of oxygen and nitrogen oxide in the proportions mentioned in Example 1 at normal pressure through the tube over the boat which contained the CrOj-Te mixture. The oven was heated according to the heating program described in Example 1 to a temperature of 300 ° C., which was maintained for 1 hour; During this time, the gas mixture continued to be passed through the pipe ίο. At the end of this heating period, the platinum boat was removed from the furnace and left to cool in the air. The weight loss was 17.4 0 Z 0 , based on the original weight of the CrO 1 placed in the platinum boat.
*3 Duj Uw; j;^« D*ii«nJt%.ne «ΛιιΐιαΑβ c/»tiuiar7p kristalline Material wurde in einem Möiser zerkleinert, in Wasser und Aceton fc waschen und an der Luft getrocknet, bevor die magnetischen Eigenschaften gemessen wurden. Folgende magnetischen Eigen- * 3 Duj Uw; j; ^ «D * ii« nJt%. ne «ΛιιΐιαΑβ c /» tiuiar7p crystalline material was crushed in a Möiser, washed in water and acetone fc and dried in the air before the magnetic properties were measured. The following magnetic properties
ao schäften wurden ermittelt: H et = 49 Oersted; σ, — 84,5 elektromagnetische Einheiten/g; aT --- 10,4 elektromagnetische Einheiten/g.ao shafts were determined: H et = 49 Oersted; σ, - 84.5 electromagnetic units / g; a T --- 10.4 electromagnetic units / g.
Das Röntgendiagramm dieses kristallinen Produkts zeigte nur starke Linien für CrO2 in der Rutil-Kristall-The X-ray diagram of this crystalline product showed only strong lines for CrO 2 in the rutile crystal
»5 struktur. Da in diesem Fall keine nennenswerte Verschiebung der Linien gegenüber dem normalen CrO2-BiId vorhanden war, ist keine wesentliche Löslichkeit des Te im CrO2-Kristallgitter anzunehmen.»5 structure. Since in this case there was no significant shift of the lines compared to the normal CrO 2 image, no significant solubility of the Te in the CrO 2 crystal lattice can be assumed.
B e i s ρ i e I e 4 bis 9B e i s ρ i e I e 4 to 9
Um den Einfluß einer Änderung des Mengenverhältnisses von NO zu O2 in der Atmosphäre zu ermitteln, in der die ferromagnetischen Kristalle gebildet werden, wurden die Beispiele 4 bis 9, in derIn order to determine the influence of a change in the amount ratio of NO to O 2 in the atmosphere in which the ferromagnetic crystals are formed, Examples 4 to 9 were carried out in
gleichen Weise, wie in den vorstehenden Beispielen beschrieben, durchgeführt, mit dem Unterschied, daß das Verhältnis von NO zu O2 im Gasgemisch, das in das Rohr eingeführt wurde, verändert wurde.in the same manner as described in the previous examples, with the difference that the ratio of NO to O 2 in the gas mixture which was introduced into the pipe was changed.
Auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise wurden sechs weitere Proben von ferromagnetischem CrO2 hergestellt. Der Anteil von NO am Gasgemisch bei diesen Versuchen variierte zwischen 1,5 und 33 Volumprozent. In jedem Fall wurde die Probe für eine Dauer von 8 bis 20 Stunden auf eine Temperatur von 275° C erhitzt. Diese Proben wurden nach der Synthese nicht mit Wasser und Aceton gewaschen, jedoch hätte diese Wäsche eire leichte Verbesserung der magnetischen Eigenschaften bev/irkt. Die Ergebnisse, die mit den unter diesen Bedingungen hergestellten ferromagnetischen Oxydproben erhalten wurden, sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.In the manner described in Example 1, six additional samples of ferromagnetic CrO 2 were prepared. The proportion of NO in the gas mixture in these tests varied between 1.5 and 33 percent by volume. In each case the sample was heated to a temperature of 275 ° C for a period of 8 to 20 hours. These samples were not washed with water and acetone after the synthesis, but this washing would have resulted in a slight improvement in the magnetic properties. The results obtained with the ferromagnetic oxide samples prepared under these conditions are shown in Table I below.
Tabelle I CrOvReaktionen bei 275° C in Abhängigkeil vom NO/Oj-VerhältnisTable I CrOv reactions at 275 ° C as a function of the NO / Oj ratio
Eingeführtes NO, gemessen bei Normaldruck, Volumprozent (ReM Sauerstoff) Introduced NO, measured at normal pressure, volume percent (ReM oxygen)
Heizdauer bei :>75ÜC, Stunden Heating time at:> 75 Ü C, hours
Gewichtsverlust, % Weight loss,%
lnduktionskocvjtivkraft (//c<). Oersted Induction cocvulsive force (// c <). Oersted
Sättigung, σ,,
elektromagnetische Einhcitcn/g Saturation, σ ,,
electromagnetic units / g
Remanenz, ar,
elektromagnetische F.inhciicn/g Remanence, a r ,
electromagnetic F.inhciicn / g
CrO2, Gewichtsprozent CrO 2 , weight percent
18,2
018.2
0
10,310.3
0
110
11th
Beispiel 10 bis 13Example 10 to 13
Um den Einfluß von Änderungen der Temperatur bei der Herstellung von ferromagnetischem CrO2 gemäß der Erfindung zu ermitteln, wurden vier zusätzliche Proben unter Verwendung eines Gasgemisches aus 3,5 °/0 NO und 96,5 °/0 O, hergestellt, wobei die Proben unterschiedlich lange auf Temperaluren von 275 bis 350"C erhitzt wurden. Diese Proben wurden nach der Synthese nicht mit Wasser und Aceton gewaschen, jedoch hätte diese Wäsche eine leichte Verbesserung der magnetischen Eigenschaften bewirkt. Die ferromagnetischen Eigenschaften, die für die Produkte dieser Beispiele ermittelt wurden, sind nachstehend in Tabelle II genannt.In order to determine the influence of changes in temperature in the production of ferromagnetic CrO 2 according to the invention, four additional samples were prepared using a gas mixture of 3.5 ° / 0 NO and 96.5 ° / 0 O, the samples were heated to temperatures of 275 to 350 "C for different lengths of time. These samples were not washed with water and acetone after the synthesis, but this washing would have resulted in a slight improvement in the magnetic properties. The ferromagnetic properties that were determined for the products in these examples , are listed in Table II below.
CrOj-Reaktion in einer Atmosphäre aus 3.5°/0 NO und 96.5% O2 in Abhängigkeit von der Temperatur ao (Heizgeschwindigkeiten wie ini Beispiel 1)CrOj reaction in an atmosphere of 3.5 ° / 0 NO and 96.5% O 2 depending on the temperature ao (heating rates as in example 1)
3 g CrO3 wurden in ein Platinschiffchcn eingewogen und. wie im Beispiel 1 angegeben, in einen Röhrenofen gestellt. Das eine Ende des Röhrenofens war über ein Nadelventil mit einer NO-Gasquelle verbunden, die auf einen Druck von etwa I Atm eingestellt war. Das andere Ende des Röhrenofens war über ein Quecksilbermanometer mit einer Wasserstrahlpumpe verbunden. Nach Einführung des Platinschiffchens in den Röhrenofen wurde dieser verschlossen und ei: Wasserstrahlpumpe angestellt. Nach Evakuierung des Röhrenofens auf einen Unterdruck von etwa 18 mm/Hg (0.02 Atm) entsprechend der Mcnometeranzeige. wurde das Nadelventil geöffnet, um die Zuführung von NO-Gas in den Röhrenofen zu ermöglichen. Die Gasströmung wurde mit Hilfe des Nadelventils reguliert, bis sich auf dem Manometer ein konstanter Druck von etwa 50 mm/Hg (0.065 Atm) ablesen ließ. Dann wurde mit dem Aufheizen des Röhrenofens begonnen, wobei entsprechend Beispiel 1 verfahren wurde, mit der Ausnahme, daß eine Höchsttemperatur von 300 C an Stelle von 325C eingestellt wurde. Dann wurde das Platinschiffchen aus dem Röhrenofen genommen und bei Raumtemperatur an der Luft abkühlen geUrsen. Das schwar/e kristalline Produkt belegte einen Gewichtsverlust vrr. 19.5°/,. bezogen auf das Gewicht des a's Ausgangsmalerial angewandten CrO1. Nach Zerkleinerung. Waschunc um' Trocknung entsprechend Beispiel 1 wurde festgestellt. d;iß das Produkt /u 59 Gewichtsprozent aus IrO. bestand und folgende magnetischen Eigenschaften aufwies: Het ■- 80 bis 100 Oc, et, — 54 elektromagnetische Einheiten/g. nr --- 11.0 elektromagnetische Einheiten/g.3 g of CrO 3 were weighed into a platinum boat and. as indicated in Example 1, placed in a tube furnace. One end of the tube furnace was connected via a needle valve to a source of NO gas which was set to a pressure of about 1 atm. The other end of the tube furnace was connected to a water jet pump via a mercury manometer. After the platinum boat was introduced into the tube furnace, it was closed and a water jet pump turned on. After evacuating the tube furnace to a negative pressure of about 18 mm / Hg (0.02 Atm) according to the Mcnometer display. the needle valve was opened to allow the introduction of NO gas into the tube furnace. The gas flow was regulated with the aid of the needle valve until a constant pressure of about 50 mm / Hg (0.065 atm) could be read on the manometer. The tube furnace was then started to heat up, the procedure being as in Example 1, with the exception that a maximum temperature of 300 ° C. instead of 325 ° C. was set. The platinum boat was then taken out of the tube furnace and allowed to cool in air at room temperature. The black crystalline product demonstrated a weight loss vrr. 19.5 ° / ,. based on the weight of the starting material applied CrO 1 . After crushing. Washing after drying according to Example 1 was determined. d; eat the product / u 59 percent by weight from IrO. existed and had the following magnetic properties: Het ■ - 80 to 100 Oc, et, - 54 electromagnetic units / g. n r --- 11.0 electromagnetic units / g.
Es wurde eine andere C3O„-Probe durcli Erhitzen von CrO3 in einem Muffelofen (3 Stunden bei 3000C) hergestellt. Dabei trat ein Gewichtsverlust von etwa 7°/o auf. und das Röntgcnbeugungsbild zeigte lediglich die für Cr3O8 geltende Charakteristik. Die Probe wurde danii zermalen und 3 g, wie im Beispiel 1 beschrieben, in ein Platinschiffchen gelegt und in einen Röhrenofen eingeführt. Dann wurde auf 275°C erhitzt (etwa 8 Stunden), während welcher Zeit eine Mischung von 5.2 Volumprozent NO und 94.8 Volumprozent O2 in den Röhrenofen geleitet wurden. Das erhaltene Produkt bestand zu 49 Gewichtsprozent aus CrO2 und hatte die nachstehenden magnetischen Eigenschaften: //<·<-28 Oersted, σ» = 39.4 elektromagnetische Einheiten/g. σΓ = 0,91 elektromagnetische Einheiten/g.There was prepared a different C 3 O "sample durcli heating of CrO 3 in a muffle furnace (3 hours at 300 0 C). There was a weight loss of about 7%. and the X-ray diffraction pattern only showed the characteristic applicable to Cr 3 O 8. The sample was then ground up and 3 g, as described in Example 1, placed in a platinum boat and introduced into a tube furnace. It was then heated to 275 ° C. (about 8 hours), during which time a mixture of 5.2 percent by volume NO and 94.8 percent by volume O 2 was passed into the tube furnace. The product obtained consisted of 49 percent by weight CrO 2 and had the following magnetic properties: // <· <-28 Oersted, σ »= 39.4 electromagnetic units / g. σ Γ = 0.91 electromagnetic units / g.
Durch Ausbreiten einer dünnen Schicht von CrO3 in einer Aluminiumschale und Erhitzen auf 3603C in einer Sauerstoffatniosphäre (16 Stunden) bei Normaldruck, wurde eine Cr1O5-PrObC hergestellt.By spreading a thin layer of CrO 3 in an aluminum dish and heating it to 360 3 C in an oxygen atmosphere (16 hours) at normal pressure, a Cr 1 O 5 -PrObC was produced.
Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß an Stelle von CrO3 nunmehr Cr1O5 als Ausgangsmaterial diente. Das schwarze kristalline Endprodukt hatte, tetogen auf das Gewicht des als Ausgangsmaterial verwendeten Cr1O6 einen Gewichtsverlust von 12.2°/O und enthielt 62.4 Gewichtsprozent CrO1. Nachstehend die magnetischen Eigenschaften: /Y1-* = 100 Oersted, σ, = 57,4 clektromagnetischcEinheiten/g, (T1- = 11.5 elektromagnetische Einheiten/g.Example 1 was repeated with the exception that instead of CrO 3, Cr 1 O 5 was now used as the starting material. The black crystalline final product had tetogen on the weight of Cr 1 O 6 used as the starting material has a weight loss of 12.2 ° / O and contained 62.4 percent by weight of CrO. 1 The magnetic properties are as follows: / Y 1 - * = 100 Oersted, σ, = 57.4 clectromagnetic units / g, (T 1 - = 11.5 electromagnetic units / g.
40 Beispiele 17 bis 25 40 Examples 17 to 25
Bei jedem dieser Beispiele wurden 3 g CrO3 in ein Platinschiffchen eingewogen und. wie im Beispiel 1 beschrieben, in einen Röhrenofen eingeführt. In jedem Fall wurde der Ofen schnell auf die in dei Tabelle 111 angegebene Temperatur erhitzt und auf dieser Temperatur für die gleichfalls in der Tabelle angegebene Zeit gehalten. Während der Heizperiode wurde eine Mischung von NO + Argon in der in Tabelle Ml in Volumprozent wiedergegebenen Zusammensetzung in den Ofen eingeführt. Nach dem Waschen und Trockner zeigten die erhaltenen Produkte die in Tabelle III aufgezeigten Daten.In each of these examples, 3 g of CrO 3 were weighed into a platinum boat and. as described in Example 1, introduced into a tube furnace. In each case the oven was quickly heated to the temperature given in Table III and held at that temperature for the time also given in the table. During the heating season, a mixture of NO + argon in the composition shown in Table Ml in percentage by volume was introduced into the furnace. After washing and drying, the products obtained showed the data shown in Table III.
SS Beispiele 26 bis 30 SS Examples 26 to 30
Bei jedem dieser Beispiele wurden 3 g CrO3 in eil Platinschiftchen eingewogen und. wie im Beispiel ' bf.^chricben, in einen Röhrenofen eingeführt. In jede«iIn each of these examples, 3 g of CrO 3 were weighed into a small platinum pouch and. as in the example 'bf. ^ chricben, introduced into a tube furnace. In each «i
6.' Fall wurde der Ofen schnell auf die in der Tabelle l> angegebene Temperatur erhitzt und auf dieser Temnc ratur für die gleichfalls in Tabelle IV angegebene /ei gehalten. Während der Hitzeperiode wunle ciu Mischung von NO I N. in der Tabetic IV in Voitim pronrnt wicHcrgcgcbcnencn Zusammensetzung «ι »Ι··ι Ofen eingeführt. Nach dem W-ischen un«j IrtHknr1 zeigten die erhaltenen Produkte die in TaUlIe IY .ml gezeigten Daten.6. ' In this case, the oven was quickly heated to the temperature given in Table IV and kept at this temperature for the temperature also given in Table IV. During the hot spell wunle ciu mixture of NO I N. in the Tabetic IV in Voitim pronrnt wicHcrgcgcbcnencn composition «ι» Ι ·· ι furnace introduced. After W-een un «j IrtHknr 1, the products obtained showed the data shown in TaUlIe IY .ml.
209635/16209635/16
(ο(ο
1010
Tabelle III CrOj-Reaktion in einer Atmosphäre aus NO -\- ArgonTable III CrOj reaction in an atmosphere of NO - \ - argon
20 2120 21
300300
2222nd
275275
300300
325325
300300
96,096.0
20,420.4
4040
325325
350350
350 325350 325
97,897.8
18,1818.18
2525th
97,897.8
19,1919.19
3737
97,897.8
19,4819.48
3737
96,096.0
20,220.2
3737
96,096.0
18,7518.75
3737
96,096.0
20,0820.08
4444
95,6 88,995.6 88.9
21.28 I 20,8121.28 I 20.81
51 ! 4451! 44
6464
] 36.7 j 38.2
]
2626th
7171
7878
6969
8181
5959
41 4241 42
Gasmischung, Volumprozent bei NormaldruckGas mixture, volume percentage at normal pressure
NO NO
Argon argon
Induktionskocrzitivkraft Hd, Oersted ... Sättigung, σ,, elektromagnetischeInduction coercive force Hd, Oersted ... saturation, σ ,, electromagnetic
' Einheiten/g 'Units / g
Tabelle IV CrOj-Reaktion in einer Atmosphäre aus NO f N1 Table IV CrOj reaction in an atmosphere of NO f N 1
26 ' 27 I 28 j 2926 '27 I 28 j 29
NO NO
Ns N s
7
2757th
275
9898
20.18 32 28,420.18 32 28.4
1,0 321.0 32
300300
1,9
98,1
20,24
37
49,41.9
98.1
20.24
37
49.4
2,2 552.2 55
0,25 3250.25 325
4,2 95,8 18,49 35 69.24.2 95.8 18.49 35 69.2
3,4 773.4 77
Claims (6)
Family
ID=
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