DE1907691C3

DE1907691C3 - Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen aus Eisen bestehenden magnetisch stabilen Pulvers für magnetische Aufzeichnung

Info

Publication number: DE1907691C3
Application number: DE1907691A
Authority: DE
Inventors: Aart Antonie Van Der Giessen; Cornelis Johannes Klomp
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1968-03-05
Filing date: 1969-02-15
Publication date: 1975-11-20
Also published as: NL6803122A; SE343597B; JPS5343678B1; DE1907691A1; GB1221733A; NL162233B; US3607220A; AT313338B; DE1907691B2; NL162233C; FR2003247A1; CH528321A; BE729303A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen aus Eisen bestehenden magnetisch stabilen Pulvers für magnetische Aufzeichnung. Unter einem »magnetisch stabilen Pulver« wird hier ein Pulver verstanden, dessen Sättigungsmagnetisierung, nachdem es 24 Stunden lang der atmosphärischen Luft ausgesetzt worden ist, noch mindestens 90 % des unmittelbar nach der Herstellung des Pulvers gemessenen Wertes beträgt. Derartige magnetisch stabile Pulver werden dadurch erhalten, daß die frisch hergestellten Pulver »stabilisiert« werden, nämlich dadurch, daß sie in eine geeignet gewählte organische Flüssigkeit, beispielsweise Dioxan, Aceton oder Äthanol, eingetaucht und danach aus der Flüssigkeit entfernt werden, wonach sie von der noch anhaftenden Flüssigkeit befreit werden.

Feine Eisenpulver als Material für magnetische Aufzeichnungen sind bekannt. Es wurde bereits vorgeschlagen, derartige Pulver durch Elektrolyse von Ferrosalzlösungen unter Verwendung einer Quecksilberkathode herzustellen. Die mit der Anwendung dieses Verfahrens in technischem Umfang einhergehenden Kosten sind bedeutend. Andererseits stellte es sich heraus, daß Eisenpulver, die durch Reduktion feinverteilten Eisenoxids bzw. Eisenoxidhydrats mit einem gasförmigen Reduktionsmittel, beispielsweise Wasserstoff, hergestellt sind, zum Gebrauch als Material für magnetische Aufzeichnung bisher wenig geeignet waren. Die Erfindung bezweckt, dies zu verbessern.

Nach der Erfindung wird das feinverteilte Eisenoxid bzw. Eisenoxidhydrat, bevor es mit einem gasförmigen Reduktionsmittel reduziert wird, zunächst mit einer 0,002- bis lmolaren Lösung von Stannochlorid, SnCl₂, in Wasser behandelt.

Als gasförmiges Reduktionsmittel kommt an erster Stelle Wasserstoff in Betracht. Auch Kohlenmonoxid kann als solches wirksam sein. Vorzugsweise hält man das feinverteilte Eisenoxid bzw. Eisenoxidhydrat einige* Zeit, beispielsweise einige Stunden, in der Stannochloridlösung getaucht, wobei der Kontakt zwischen dem Feststoff und der Flüssigkeit durch Schütteln und/oder Rühren gefördert werden kann. Danach wird der Feststoff, beispielsweise durch Schleudern oder Filtrieren, von der Flüssigkeit getrennt. Nötigenfalls wird der Feststoff dann noch mit einer flüssigen, mit Wasser mischbaren organischen Flüssigkeit, beispielsweise Aceton, gewaschen und an der Luft getrocknet.

Sehr gute Ergebnisse wurden dadurch erhalten, daß Eisenoxid bzw. Eisenoxidhydrat mit einer 0,004-bis 0,04molaren Lösung von Stannochlorid in Wasser behandelt wurde. Zur Vermeidung einer Hydrolyse des Stannochlorids ist es zweckmäßig, der Lösung etwas Salzsäure zuzusetzen.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Beispiel

Die folgenden Eisenoxid-(hydrat)-pulver standen zur Verfügung:

1. Ein Pulver aus «-FeO · OH mit nadeiförmigen Teilchen mit einer Länge von etwa 1 μΐη und einer Dicke von etwa 0,2 μπι (»Oxidpulver 1«).

2. Ein Pulver aus «-FeO · OH mit Teilchen derselben Form und Abmessungen wie die von »Oxidpulver 1«, aber einer anderen Herkunft (»Oxidpulver 2«).

3. Ein Pclver aus y-FeO · OH mit Teilchen derselben Form und Abmessungen wie die von »Oxidpulver 1« und »Oxidpulver 2« (»Oxidpulver 3«).

4. Ein Pulver aus (X-Fe₂O₃ mit Teilchen derselben Form und Abmessungen wie die der obengenannten Oxidpulver (»Oxidpulver 4«).

5. Ein Pulver aus y-Fe₂O₃ mit Teilchen derselben Form und Abmessungen wie die der obengenannten Oxidpulver (»Oxidpulver 5«).

6. Ein Pulver aus Fe₃O₄ mit Teilchen derselben Form und Abmessungen wie die der oben beschriebenen Pulver, (»Oxidpulver 6«).

7. Ein Pulver aus «-Fe₂O₃ mit hexagonal-bipyramidalen Teilchen mit einer Größe von etwa 0,1 μπι (»Oxidpulver 7«).

über 150 mg jedes der obenerwähnten Pulver führt man bei einer Temperatur von 350°C eine Stunde lang Wasserstoff mit einer Geschwindigkeit von 940 cm³/min. Die dadurch gebildeten Eisenpulver werden dadurch stabilisiert, daß sie 30 min lang in Dioxan eingetaucht werden, wonach sie vom Dioxan getrennt und schließlich an der Luft getrocknet werden.

An den auf diese Weise erhaltenen Eisenpulvern sind die für die Brauchbarkeit derselben als Material für magnetische Aufzeichnung wichtigsten charakteristischen Größen gemessen worden, und zwar:

μ₀ die magnetische Permeabilität (Verhältnis |, in dem B die magnetische Flußdichte in Vs/m^s und H die magnetische Feldstärke in A/m ist) im Vakuum;

iHc die magnetische Koerzitivkraft; und

σ_τ das rtmanente magnetische Moment je kg nach Magnetisierung in einem Feld von 10" A/m.

Weiter wurden die folgenden Lösungen hergestellt:

a) Eine Lösung aus 0,004mo!arem SnCl₂ in entmineralisiertem Wasser, dem zur Vermeidung von Hydrolyse etwas Salzsäure zugesetzt wurde (Lösung »Sn-0,004«).

b) Eine Lösung aus 0,04molarem SnCl, in entmineralisiertem Wasser, dem ebenfalls etwas Salzsäure zugesetzt wurde (Lösung »Sn-0,04«).

c) Eine Lösung aus 0,4molarem SnCl₂ in entmineraüsiertem Wasser, das auch etwas Salzsäure enthielt (Lösung »Sn-0,4«).

Von jedem der obengenannten Eisenoxid-(hydrat)-pulver wird eine Menge von 5 g mit einer der obengenannten Lösungen vorbehandelt, und zwar wie folgt:

Das Pulver wird einer Menge von etwa 200 bis 230 cm³ einer der genannten Lösungen, die sich in einer Flasche mit einem Inhalt von etwa 300 cm³ befindet, zugesetzt. Man läßt das Pulver etwa 3 Stunden »5 lang mit der Lösung in Kontakt, wobei man in Zwischenräumen von je etwa einer halben Stunde die an der oberen Seite geschlossene Flasche kräftig schüttelt. Danach wird das Pulver durch Schleudern von der Flüssigkeit getrennt. Weiter wird das Pulver in etwa 100 cm³ Aceton aufgerührt und wieder durch Schleudern vom Aceton getrennt, wobei beide Handlungen (Aufrühren in Aceton und Schleudern) noch zweimal wiederholt werden. Zum Schluß trocknet man das Pulver an der Luft.

Die auf diese Weise vorbehandelten Eisenoxid-(hydrat)-pulver werden in derselben Weise, wie obenstehend in bezug auf die nicht vorbehandelten Eisenoxid-(hydrat)-pulver beschrieben, in stabilisiertes Eisenpulver umgewandelt. Auch an diesen Eisenpulvern werden die obengenannten für die Brauchbarkeit der Pulver als Material für magnetische Aufzeichnung wichtigsten charakteristischen Größen gemessen.

Die Ergebnisse der durchgeführten Messungen sind in den nachfolgenden Tabellen A bis einschließlich G aufgeführt.

Tabelle A

Eisenpulver,	*Oi₀ ■ iHc) ■* 10«**	Or · 10'
hergestellt aus
»Oxidpulver 1«,	(in Vs/m^!)	(in Vs m/kg)
vorbehandelt mit Lösung	445	0,64
	758	0,71
»Sn-0,004«	705	0,74
«Sn-0,04«	608	0,65
»Sn-0,4«

Tabelle C Eisenpulver,

hergestellt aus

•Oxidpulver 3«,

vorbehandelt mit Lösung

»Sn-0,04«
»Sn-0,4«

Tabelle D Tabelle B Eisenpulver,

hergestellt aus

»Oxidpulver 2«,

vorbehandelt mit Lösung

«Sn-0,04«
»Sn-0,4«

Jt, ■ ,H_c) ■ 10« (in Vs/m¹)

638
800
520

a_r ■ 10« (in Vs m/kg)

0,69
0,74
0,58

Eisenpulver,

hergestellt aus

»Oxidpulver'4«,

vorbehandelt mit Lösung

»Sn-0,04«
»Ss-0,4«

(/<„·,//,)-10« (in Vs/m¹)

450
805

575

Tabelle E Eiserpulver,

hergestellt aus

•Oxidpulver 5«,

vorbehandelt mit Lösung

»Sn-0,04«
»Sn-0,4«

/» /Wc)· 10« (in Vs/m¹)

725
945
885

Tabelle F Eisenpulver,

heigestellt aus

»Oxidpulver 6«,

vorbehandelt mit Lösung

»Sn-0,04«
»Sn-0,4«

0<₀ ■ ,H_c) ■ 10« (in Vs/m¹)

455
600
653

Tabelle G

0,73 0,80 0,58

o, · 10« (in Vs m/kg)

0,65 0,76 0,65

o_r ■ 10« (in Vs m/kg)

0,83 0,92 0,84

O_r ■ 10«

(in Vs m/kg)

0,68 0,80 0,79

Eisenpulver, hergestellt aus »Oxidpulver 7«, vorbehandelt mit Lösung	O'o · iHc) · 10* (in Vs/m·)	Or ■ 10« (in Vs m/kg)
»Sn-0,04« »Sn-0,4«	205 510 580	0,35 0,66 0,64

55 Aus den Tabellen geht hervor, daß durch die Vorbehandlung der Eisenoxid- bzw. Eiisenoxidhydratpräparate, aus denen durch Reduktion Eisenpulverpräparate erhalten werden, die Tauglichkeit dieser Eisenpulverpräparate für den Gebrauch als Material für magnetische Aufzeichnung wesentlich verbessert wird. Bei den erfindungsgemäß hergestellten Eisenpulverpräparaten sind nämlich die Koerzitivkraft und meistens auch die Remanenz deutlich höher als die der Eisenpulverpräparate, die durch Reduktion der entsprechenden nicht vorbehandelten Eisenoxid bzw. Eisenoxidhydratpräparate hergestellt sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen aus Eisen bestenenden magnetisch stabilen Pulvers für magnetische Aufzeichnung durch Reduktion feinverteilten Eisenoxids bzw. Eisenoxidhydrats mit einem gasförmigen Reduktionsmittel und nachfolgende Stabilisierung des durch die Reduktion erhaltenen Eisenpulvers, dadurch gekennzeichnet, daß das feinverteilte Eisenoxid bzw. Eisenoxidhydrat vor der Reduktion zunächst mit einer 0,002- bis 1 molaren Lösung, von Stannochlorid, SnCl₂, in Wasser behandelt wird. »5

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-. zeichnet, daß als gasförmiges Reduktionsmittel Wasserstoff verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisenoxid, bzw. Eisen- ao oxidhydrat vor der Reduktion mit einer 0,004- bis 0,04molaren Lösung von Stannochlorid in Wasser behandelt wird.