DE1906531B2

DE1906531B2 - Verfahren zur herstellung eines im wesentlichen aus eisen bestehenden metallpulvers fuer magnetische aufzeichnung

Info

Publication number: DE1906531B2
Application number: DE19691906531
Authority: DE
Inventors: Aart Antonie van der; Huizinga Freerk; Eindhoven Giessen (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1968-03-05
Filing date: 1969-02-10
Publication date: 1977-01-20
Also published as: DE1906531A1; BE729304A; NL6803123A; FR2003248A1; US3607219A; GB1204991A; AT306763B; CH515331A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallpulvers für magnetische Aufzeichnung durch Reduktion von Metalle«id(en) und/oder Metallhydroxiden) mit Hilfe eines gasförmigen Reduktionsmittels.

Es ist bekannt Metalloxide mittels gasförmiger Reduktionsmittel, wie Wasserstoff un Kohlenmonoxid, bei Drücken höher als Ii atm zu Metallen zu reduzieren (J. Tumarev und L A. Panyushin, Trudy Soveshchaniya Sozvainnogo Institutom Metallurgii Ural'skogo Filiala Akademii Nauk SSSR i Magnitogorskim Metallurgicheskim Kombinatom, 1955, Seiten 111-127; dieselben Autoren, Stal Ί8. Seiten 769-776 (1958). und Yu. P. S ν i η t s ο ν, Trudy Leningradskogo Politekhnicheskogo Institute imeni M. I. Kalinina, 1960, Nr. 12, Seiten 81-91). Dabei werden jedoch keine Drücke höher als 7 atm angewandt während eine etwaige Brauchbarkeit der erhaltenen Reduktionsprodukte als Material für magnetische Aufzeichnung ebenfalls nicht erwähnt ist.

In der US-PS 33 47 669 ist ferner ein Reduktionsverfahren beschrieben, bei dem Eisenoxide bei Mindesttemperatüren von 316" C und unter einem Druck von mehr als 14 atm mittels Wasserstoffgases reduziert werden. Nach diesem Verfahren werden jedoch Metallpulver für die Pulvermetallurgie hergestellt Das zu reduzierende Pulver wird zunächst gemahlen.

Verfahren der eingangs genannten Art feelöst, bei dem die Reduktion bei einer Temperatur unter 300^eC und einem Druck des gasförmigen Reduktionsmittels von mindestens 10 atm, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Wasserbindemittels im Reaktionsraum, erfolgt

Mit dem erfindungsgetnäßen Verfahren wird eine fflr die Praxis durchaus akzeptable Reduktionsgeschwindigkeit erreicht, während dennoch die Temperatur, bei der sirh die Reduktion vollzieht, das Niveau nicht

,o überschreitet, bei dem die obengenannte Sinterung der gebüdeten Metallteilen beginnt Die Reduktion wird dadurch gefördert, daß bei der Reaktion gebildetes Wasser der Gasatmosphäre im Reaktionsraum entzogen wird. Ein geeignetes Wasserbindemittel ist bei-

,cSDielsweise Calciumoxid, CaO. Ebenfalls verwendbar sind andere Wasserbindemittel, beispielsweise PhosphorpentoxiiPzOs. . .

Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert

Beispiel 1

In einen Autoklav mit einem Inhalt von 500 cm» werden zwei Porzellantiegel gestellt Im unteren Tiegel befinden sich 30 g CaO. während der obere Tiegel

V-Fe₂O₃ in Form von nadeiförmigen Teilchen mit einer größten Abmessung, die kleiner ist als 1 μπι, und mit einem Verhältnis Länge : Dicke von etwa 5 enthält Der Autoklav wird dreimal mit Wasserstoff gespült, danach mit der gewünschten Menge Wasserstoff gefüllt und

w dann auf eine Temperatur von höchstens 300⁰C erhitzt, welche Temperatur 4 Stunden lang aufrechterhalten wird. Nach dem Abkühlen wird der Autoklav evakuiert wonach in den Tiegel, in dem sich das gebildete Eisen befindet soviel Äthanol gebracht wird, daß dieses Eisen völlig darin untertaucht Dann wird dieser Tiegel aus

dem Autoklav entfernt. Das Äthanol wird dann aus dem

Tiegel abgegossen, wonach das Eisen an der Luft

getrocknet wird.

Die nachfolgende Tabelle A gibt eine Übersicht der

an den erhaltenen Eisenpulverpräparaten gemessenen Werte der Sättigungsmagnetisierung (/,), unter der in diesem Zusammenhang das magnetische Moment je kg in einem Feld von 10* A/m, ausgedrückt in Voltsekunden Meter je kg, verstanden wird, und des Produktes

Nachdem das Pulver chemisch reduziert worden ist,

wird es wiederum gemahlen. Bei dieser Verfahrensweise 45 {μο * /M) der magnetischen Permabilität μ₀ (das ist das

wird eine eventuell vorhanden gewesene nadeiförmige "—·--■—- »'" ■*-- -.:—u-„ pi..n^ui.— :-

Struktur der Teilchen derart gründlich zerstört daß das Material für magnetische Aufzeichnungszwecke völlig unbrauchbar wird.

Metallpulver für magnetische Aufzeichnung, die im wesentlichen aus Eisen, gegebenenfalls aus einer Legierung von Eisen mit Nickel und/oder Kobalt bestehen, werden bekanntlich durch Reduktion der Metalloxide und/oder Metallhydroxide mit Hilfe von Wasserstoff oder einem anderen gasförmigen Reduk· tionsmittel bei einem Druck von 1 atm hergestellt Die Reduktion verläuft dabei jedoch sehr langsam. Damit Verhältnis B/H der magnetischen Flußdichte in Voltsekunden je Quadratmeter zu der magnetischen Feldstärke im A/m, dies alles im Vakuum) und der magnetischen Koerzitivkraft;/Z₀.

Es sei bemerkt, daß die zu reduzierenden Eisenoxidmengen einigermaßen an den angewandten Wasserstoffdruck in dem Sinne angepaßt sind, daß diese Mengen größer sind, je höher der Wasserstoffdruck ist damit das Verhältnis zwischen den Eisenoxid- und Wasserstoffmengen nicht allzusehr variiert.

Tabelle A

die Reduktion mit einer für die Praxis akzeptablen Geschwindigkeit verläuft muß diese bei Temperaturen über 300⁰C durchgeführt werden. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß die Metallteilchen sintern, wodurch sich ein Produkt bildet, daß sich als Material für magnetische Aufzeichnung nicht oder weniger gut eignet.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, bei dem das Sintern der Metallteilchen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein

Eisenoxidmenge

Reaktionstemperatur

TC)

Anfangsdruck
(atm)

Jt χ ΙΟ⁴

(Vs m/kg)

μο χ iHc χ 10«

(Vs/m*)

0,20	200	1	0,99	356
0,6	200	10	0,98	358
3,0	200	50	1,01	364
0,20	300	1	1.1	374
0,6	300	10	1,5	385
3,0	300	50	1,8	452
3,0	300	100	2,0	488

Zum Vergleich sei erwähnt, daß der theoretische Tabelle B Wert von (J_s x 10⁴) für reines Eisen 2,75 Vs m/kg beträgt

Beispiel 2

Die Durchführung der Versuche weicht nur in der Hinsicht von den in Beispiel 1 beschriebenen ab, daß nur von einem Eisenoxidpräparat aus a-Fe^OrTeilchen in Form von hexagonalen Bipyramiden mit einer langen Achse von etwa 800 A ausgegangen wird. Die nachfolgende Tabelle B gibt eine Übersiüit der an den erhaltenen Eisenpuiverpräparaten gemessenen Werte der Sättigungsmagnetisierung /» des Produktes (μοχα) der magnetischen Permeabilität μο und der magnetischen Koerzitivkraft ///<>

EJsenoxidmenge

(S)

Reaktionstemperatur

Anfangsdruck
(atm)

Λ χ 10« {Vsai/kg)

us χ iHc χ 10« (Vs/m*)

3,0	150	50	0,23	309
0^0	250	1	1,42	320
0,6	250	10	237	430
0,20	300	1	1,63	323
0^0	300	1	1,80	270
0,6	300	10	2£0	370
3,0	300	50	W5	308
3,0	300	100	2,48	392

Auf gleiche Weise können nickel- und/oder kobalthaltige Eisenpulver mit analogen Eigenschaften erhalten werden.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallpulvers für magnetische Aufzeichnung durch Reduktion von Metalloxid^) und/oder Metallhydroxiden) mit Hilfe eines gasförmigen Reduktionsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion bei einer Temperatur unter 300⁰C und einem Druck des gasförmigen Reduktionsmittels von mindestens 10 atm, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Wasserbindemittels im Reaktionsraum, erfolgt