DE2646348C2 - Verfahren zur Herstellung von nadelförmigen, ferromagnetischen, im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallteilchen und deren Verwendung zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von nadelförmigen, ferromagnetischen, im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallteilchen und deren Verwendung zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern

Info

Publication number
DE2646348C2
DE2646348C2 DE2646348A DE2646348A DE2646348C2 DE 2646348 C2 DE2646348 C2 DE 2646348C2 DE 2646348 A DE2646348 A DE 2646348A DE 2646348 A DE2646348 A DE 2646348A DE 2646348 C2 DE2646348 C2 DE 2646348C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
iron
acicular
production
metal particles
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2646348A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2646348A1 (de
Inventor
Werner Dipl.-Ing. Huebner
Christof Dipl.-Chem. Dr. 6900 Heidelberg Jaeckh
Werner Dipl.-Ing. Dr. 6700 Ludwigshafen Loeser
Manfred Dipl.-Chem. Dr. 6710 Frankenthal Ohlinger
Hans Henning Dipl.-Chem. Dr. 6704 Mutterstadt Schneehage
Werner Dipl.-Chem. Dr. Steck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to DE2646348A priority Critical patent/DE2646348C2/de
Priority to US05/837,936 priority patent/US4155748A/en
Priority to JP12100877A priority patent/JPS5348013A/ja
Priority to NL7711255A priority patent/NL7711255A/xx
Priority to GB42620/77A priority patent/GB1589249A/en
Priority to FR7731007A priority patent/FR2368131A1/fr
Publication of DE2646348A1 publication Critical patent/DE2646348A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2646348C2 publication Critical patent/DE2646348C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0235Starting from compounds, e.g. oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/14Treatment of metallic powder
    • B22F1/145Chemical treatment, e.g. passivation or decarburisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B22F9/22Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds using gaseous reductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/06Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/061Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder with a protective layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/06Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/065Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder obtained by a reduction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/90Magnetic feature

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von nadeiförmigen, ferromagnetisch«!, im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallteilchen durch Reduktion feinverteilter nadeiförmiger Eisenoxide mit einem gasförmigen Reduktionsmittel bei Temperaturen von 230 bis 4000C, sowie ihre Verwendung zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgem.
Ferromagnetische Metallpulver und Metalldünnschichten sind wegen ihrer hohen Sättigungsmagnetisierung und der erreichten hohen Koerzitivkraft von besonderem Interesse für die Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern. Dies steht im Zusammenhang damit, daß sich auf diese Weise das Energieprodukt und die Informationsdichte erheblich steigern lassen, was unter anderem bedeutet, daß man mit solchem Aufzeichnungsmedium gegenüber dem jetzigen Standard schmälere Signalbreiten und bessere Signalamplituden erreichen kann. Metalldünnschichten weisen gegenüber den Pigmenten noch den zusätzlichen Vorteil auf, daß man ohne den sonst notwendigen Bindemittelanteil den idealen Füllfaktor von 1,0 erhalten kann. Bei den zuletzt genannten Metallschichten bedarf es aber eines hohen Fertigungsaufwandes und zum anderen wird insbesondere der Einsatz als bandförmiges Aufzeichnungsmedium durch die Bandmechanik problematisch. Bei optimalen Schichtdicken um 1 μΐη und weniger muß die Oberfläche der Schicht wegen des Kopf/Band-Kontaktes sehr glatt sein, wobei bereits geringster Abrieb oder auch nur Staub zerstörend wirken können.
Bei der Verwendung von Metallpulvern als Magnetpigmente können zwar die mechanischen Eigenschaften des Aufzeichnungsmediums durch geeignete Auswahl der Bindemittelsysteme tn weiten Grenzen beeinflußt werden, jedoch sind hinsichtlich Form, Größe und Dispergierbarkeit der Metallpigmente besondere Anforderungen zu erfüllen.
Da hohe Koerzitivkraft und hohe Remanenz bei Magnetpigmenten für magnetische Speicherschichten Voraussetzung sind, müssen die entsprechenden Metallpigmente magnetische Einbereichsverhalten zeigen, außerdem sollte die vorhandene bzw. durch die magnetische Ausrichtung im Band zusätzlich erzielbare Anisotropie durch äußere Einwirkungen, wie z. B. Temperatur oder mechanische Belastung, nur wenig zu beeinträchtigen sein, d. h. die kleinen Teilchen sollten formanisotrop, im bevorzugten Fall nadeiförmig sein, und sie sollten im allgemeinen in der Größe zwischen 0,01 und 1 μπι liegen.
In der Patentliteratur sind zahlreiche Verfahren zur Herstellung magnetischer Metallteilchen beschrieben. So werden bei dem Verfahren nach der US-PS 29 74 104 magnetische Teilchen durch Elektroplattieren von Eisen aus einer Elektrolytlösung an einer flüssigen Quecksilberkathode abgeschieden. Nach der Plattierung müssen die Teilchen in einem aufwendigen Verfahren vom Quecksilber abgetrennt werden.
Auch die Reduktion von z. B. Eisensalzen mit Hydriden (J. Appl. Phys., Vol. 32, S. 184 S, 1961) oder die Vakuumverdampfung der Metalle mit anschließender Abscheidung als Whiskers (J. Appln. Phys., Vol. 34, S. 2905, 1963) ist bekannt, aber nicht von technischem Belang. Es ist weiter bekannt. Metallpulver der beschriebenen Art durch Reduktion feinverteilter nadeiförmiger Metallverbindungen, wie z. B. von Oxiden, mit Wasserstoff oder einem anderen gasförmigen Reduktionsmittel herzustellen. Damit die Reduktion mit einer für die Praxis geeigneten Geschwindigkeit stattfindet, muß man sie bei Temperaturen von über 3500C durchführen. Dies bringt jedoch die Schwierigkeit mit sich, daß die gebildeten Metallteilchen sintern. Dadurch entspricht jedoch die Teilchenform nicht mehr derjenigen, wie sie für die magnetischen Eigenschaften erforderlich ist. Zur Verminderung der Reduktionstemperatur wurde bereits vorgeschlagen, durch Aufbringen von Silber oder Silberverbindungen auf die Oberfläche von feinverteiltem Eisenoxid die Reduktion zu katalysieren (DE-OS 20 14 500). In derselben Weise sollen Dotierungen des zu reduzierenden Eisenoxids mit Zinn (DE-AS 19 07 691), mit Kobalt/ Nickel (DE-AS 22 12 934) und Germanium, Zinn oder Aluminium (DE-AS 19 02 270) wirksam sein. Die katalytische Beschleunigung der Reduktion der nadeiförmigen Ausgangsverbindungen durch die genannten Metalle ergibt jedoch im allgemeinen weit kleinere Nadeln als das Ausgangsprodukt mit einem außerdem geringen Längen-/Dickenverhältnis. Das hat zur Folge, daß das Endprodukt ein ziemlich großes Teilchengrößenspektrum und verbunden damit eine breite Verteilung der Formanisotropie aufweist. Aus der Literatur ist aber bekannt, daß die Teilchengrößenabhängigkeit von Koerzitivkraft und Remanenz bei magnetischen Stoffen in der Größenordnung der Einbereichteilchen sehr stark ist (Kneller, Ferromagnetismus, Springer-Verlag 1962, S. 437 ff.). Kommen hierzu noch die Einflüsse, welche durch einen Anteil superparamagnetischer Teilchen auftreten, die als Bruchstücke bei der oben genannten Verfahrensweise entstehen können, dann sind solche magnetischen Pigmente in hohem Maße, z. B. wegen ihrer schlechten Höhenaussteuerbarkeit, ungeeignet für den Einsatz bei der Herstellung magnetischer Aufzeichnungsträger. Bei solchen heterogenen Mischungen ist die magnetische Feldstärke, welche zum Ummagnetisieren der Teilchen nötig ist, sehr unterschiedlich, und auch die Verteilung der remanenten Magnetisierung als Funktion des angelegten äußeren Feldes ergibt eine wenig steile Rema-
nenzkurve.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Herstellung nadeiförmiger ferromagnetischer im wesentlichen aus Eisen bestehender Metallteilchen bereitzustellen, die sich durch ein enges Teilchengrößenspektrum bei gleichzeitig ausgeprägter Nadelform der Teilchen auszeichnen und damit eine enge Schaltfeldstärkenverteilung, eine große Steilheit der Remanenzkurve und eine geringe Temperaturabhängigkeit der magnetischen Eigenschaften aufweisen.
Es wurde nun gefunden, daß sich nadeiförmige, ferromagnetische, im wesentlichen aus Eisen bestehende Metallteilchen durch Reduktion feinverteilter nadeiförmiger Eisenoxide mit einem gasförmigen Reduktionsmittel bei Temperaturen von 230 bis 400° C gemäß den gestellten Anforderungen herstellen lassen, wenn vor der Reduktion auf das zu reduzierende Eisenoxid hydrolysebeständige Sauerstoffsäuren des Phosphors, deren Salze oder Ester in einer Menge von 0,2 bis 2 Gew.-°/o Phosphor, bezogen auf das Eisenoxid, und aliphatische ein- oder mehrbasische Carbonsäuren mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in einer Menge um 0,1 bis 1,2 Gew.-% Kohlenstoff, bezogen auf das Eisenoxid, aufgebracht werden.
Zur Herstellung der im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallteilchen eignen sich als Ausgangsmaterialien alle nadelförmigen Eisenoxide. Bevorzugt werden diese Oxide aus der Gruppe Λ-FeOOH, ;«-FeOOH und deren Gemenge, Fe3O4, ^"-Fe2O3 und deren Mischkristalle oder A-Fe2O3 ausgewählt Diese Oxide lassen sich auch dann zur Herstellung ferromagnetischer Mi>tallteilchen verwenden, wenn sie andere Elemente enthalten, vorausgesetzt, daß die Nadelform Jurch den Einbau anderer Fremdelemente nicht gestört wird. Besonders vorteilhafte ferromagnetische Metallteilchen enthalten neben Eisen bis zu 25 Atomprozent Kobalt.
Als besonders vorteilhaft im Sinne der Erfindung hat sich der Einsatz von nadeiförmigem Goethit, Lepidokrokit bzw. Gemengen davon mit einer mittleren Teilchenlänge von 0,1 bis 2 μηι, vorzugsweise 0,2 bis 1,2 μηι, einem Längen-zu-Dicken-Verhältnis von 5:1 bis 50 :1 und einer spezifischen Oberfläche S/v2 von 33 bis 80 m2, vorzugsweise 38 bis 75 m2, herausgestellt In gleicher Weise lassen sich, auch die entwässerten Produkte der genannten Eisen(III)-oxidhydrate verwenden, wobei die Entwässerung zweckmäßigerweise bei 200—600° C an Luft erfolgt
Auf die angeführten Eisenoxide werden nun nach dem Verfahren der Erfindung hydrolysebeständige Sauerstoffsäuren des Phosphors, deren Salze oder Ester und aliphatische ein- oder mehrbasische Carbonsäuren aufgebracht
Als hydrolysebeständige Substanzen kommen Phosphorsäure, löbliche Mono-, Di- oder Triphosphate wie Kalium-, Ammoniumdihydrogenphosphat, Dinatrium- oder Dilithium-ortho-phosphat, Trinatriumphosphat; Diphosphate, insbesondere Natriumpyrophosphat; Metaphosphate wie Natriummetaphosphat, in Frage. Die Verbindungen können allein oder in Mischung untereinander angewandt werden. In vorteilhafter Weise lassen sich die Ester der Phosphorsäure mit aliphatischen Monoalkoholen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie z. B. tert.-Butylester der Phosphorsäure einsetzen. Carbonsäuren im Rahmen des Verfahrens sind gesättigte oder auch ungesättigte aliphatische Carbonsäuren mit bis zu 6 C-Atomen und bis zu 3 Säureestern, wobei ein oder mehrere Wasserstoffatome der aliphatischen Kette durch Hydroxy- oder Aminoreste substituiert sein können. Besonders geeignet sind Oxidi- und Oxitricarbonsäuren, wie Oxalsäure, Weinsäure oder Zitronensäure.
Zur Durchführung der Ausrüstung der Eisenoxide werden diese in Wasser oder wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln, bevorzugt niedere aliphatische Alkohole, oder aber Mischungen dieser organischen Lösungsmittel mit Wasser, vorzugsweise jedoch in Wasser allein, durch intensives Rühren suspendiert. Dieser Suspension der Oxidteilchen wird die entsprechende Phosphorverbindung und die Carbonsäure zugegeben. Die Reihenfolge der Zugabe ist dabei ohne Belang, auch können die Zusatzstoffs auch schon vor der Suspendierung des Eisenoxids im Lösungsmittel gelöst sein. Zur gleichmäßigen Verteilung wird nach der Zugabe noch einige Zeit, zweckmäßigerweise zwischen 10 und 60 Minuten, weitergerührt und anschließend filtriert und getrocknet. Die Trocknung des ausgerüsteten Oxids erfolgt bei Temperaturen bis zu 185° C an der Luft oder im Vakuum.
Die nach dem Verfahren auf das Eisenoxid aufgebrachten Substanzen werden der Suspension in einer solchen Menge zugegeben, daß nach der Behandlung auf der Oberfläche des getrockneten Produkts eine 0,1 bis 2, vorzugsweise 0,2 bis 1,8 Gewichtsprozent Phosphor und 0,1 bis 1,2, vorzugsweise 0,2 bis 1 Gewichtsprozent Kohlenstoff, jeweils bezogen auf das Eisenoxid, entsprechende Menge an hydrolysebeständigen Sauerstoffsäuren des Phosphors, deren Salze oder Ester und aliphatischer Carbonsäuren vorhanden sind. Die hierzu erforderliehe Konzentration kann nach Auswahl der zu verwendenden Stoffe leicht durch einige Versuche und analyti sehe Bestimmungen ermittelt werden.
Nach dem Verfahren wird das derart behandelte nadeiförmige Oxid in an sich bekannter Weise zum Metall reduziert, indem man ein gasförmiges Reduktionsmittel, bevorzugt Wasserstoff, bei Temperaturen bis 500° C, vorzugsweise zwischen 230 bis 450° C, über das oxidische Material leitet.
Nach dem Stand der Technik war an unbehandelten Metalloxiden bei Temperaturen von unter 300°C ein befriedigender Reduktionsgrad nur nach langer Reduktionsdauer zu erreichen. Zwischen 300 und 400°C nahm die Reduktionsgeschwindigkeit zwar zu, jedoch trat zunehmende Versinterung des Eisenpigments ein. Die Oberflächendotierung mit katalytisch wirksamen Metallen brachte zwar höhere Reaktionsgeschwindigkeiten und eine höhere Koerzitivkraft, jedoch entsprechen die sonstigen magnetischen Werte und Pigmenteigenschaften nicht den hohen Anforderungen, die an Magnetpigmente für magnetische Aufzeichnungsmedien gestellt werden müssen.
Die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Metallteilchen zeichnen sich gegenüber dem Stand der Technik durch besonders verbesserte Werte sowohl für die Koerzitivfeldstärke als auch gleichzeitig für die Remanenz aus. Dieses Ergebnis ist nur erreichbar, wenn sich beide Komponenten, die Phosphat- wie auch die Carbonsäurekomponente, auf der Oberfläche des zu reduzierenden Eisenoxids befinden und somit die daraus nach der Reduktion entstandenen Metallteilchen den angegebenen Gehalt an Phosphor in Form von Phosphat I
und Kohlenstoff besitzen. Die Ausrüstung mit jeweils nur einer Komponente verbessert nicht Koerzitivfeldstär-
ke und Remanenz gleichzeitig.
Neben hoher Koerzitivkraft Hc und hoher Remanenz ist die sogenannte Remanenzkoerzitivkraft Hh eine wichtige Beurteilungsgröße. Bei der Gleichfeldmagnetisierung sind bei der Feldstärke Hr bezüglich des Volumens die Hälfte der Teilchen ummagnetisiert Damit stellt sie eine für Aufzeichnungsvorgänge charakteristische Größe dar, welche insbesondere den Arbeitspunkt bei der magnetischen Aufzeichnung bestimmt Je uneinheitlicher die Remanenzkoerzitivkraft der jeweils einzelnen magnetischen Teilchen in der Aufzeichnungsschicht ist, desto breiter ist die Verteilung der magnetischen Felder, welche ein begrenztes Volumen der Aufzeichnungsschicht ummagnetisieren können. Dies wirkt sich besonders dann aus, wenn wegen hoher Aufzeichnungsdichten bzw. geringen Wellenlängen der Grenzbereich zwischen entgegengesetzt magnetisierten Bereichen möglichst
ίο schmal sein sollte. Für die Charakterisierung der Verteilung der Schaltfeldstärken der einzelnen Teilchen bestimm} man aus der Gleichfeldentmagnetisierungskurve einen Wert A5 für die Gesamtbreite der Remanenzkurve und Λ25 für die Steilheit der Remanenzkurve. Die Werte werden bestimmt nach
hs =
Der Zahlenindex beim Buchstaben //besagt, wieviel der Teilchen in Prozenten jeweils ummagnetisiert sind.
Typische Werte für A5 und //25 sind 1,5 bzw. 0,6 bei Gamma-Eisen(III)oxid- und Chromdioxidpulvern und 1,0 bzw. 03 bei den damit erhaltenen Magnetbändern. Magnetische Metallteilchen nach dem Stand der Technik zeigen höhere Werte, die bei 1,8 bis 2,0 bzw. 0,6 liegen und damit auf eine breitere Verteilung der Schaltfeldstärken hinweisen.
Daran gemessen weisen die erfindungsgemäß hergestellten Metallteilchen überraschend vorteilhafte Werte auf.
Nach der Reduktion, die bereits bei Temperaturen unterhalb 3000C nahezu vollständig ist, stellt man fest, daß die Nadelform der Ausgangsoxide nur unwesentlich verändert ist Beispielhaft sind Nadeln aus Eisen mit einer Länge von 0,1 bis 0,6 μιη bei einem Längen-/Dickenverhältnis von 10 bis 25 :1 genannt
Die Werte für A5 und A25 von gemäß der Erfindung hergestellten Metallteilchen sind 1,6 bzw. 0,55 und reichen bis zu 1,45 bzw. 0,48. Mit solchen magnetischen Metallpulvern werden trotz des Herstellungsverfahrens durch Reduktion von Oxidpulvern einheitlich gut ausgebildete nadeiförmige Teilchen erhalten, die neben den vorteilhaften magnetischen Eigenschaften formanisotroper ferromagnetischer kleiner Teilchen die für die Anwendung bei magnetischen Aufzeichnungsträgern für hohe Aufzeichnungsdichten bzw. Frequenzen erforderliche enge Schaltfeldstärkenverteilung aufweisen.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Versuche näher erläutert
Die Koerzitivkraft Hc [kA/m], die spezifische Remanenz MrIp [nTm3/g] und die Sättigung MsIp [nTmVg] der Pulverproben wurden in einem Schwingmagnetometer bei einer Feldstärke von 160 kA/m gemessen. Die Koerzitivkraft Hc wurde auf die Stopfdichte 1,6 umgerechnet und zwar nach der Formel:
HCI,
Beispiel 1
50 g Goethit mit einer Teilchenlänge von 0,82 μπι und einem Längen-Dicken-Verhältnis von 35 werden unter intensivem Rühren in 750 ml Wasser suspendiert Dieser Suspension wird zuerst 1 g Oxalsäure (C2H4O4 · 2 H2O) und anschließend 0,35 ml 85°/oige Phosphorsäure zugesetzt. Nach weiterem Rühren von 10 Minuten wird der Feststoff abfiltriert und der Filterkuchen bei 1200C an Luft getrocknet. Die Reduktion des so behandelten Goethits bei 310°C im Wasserstoffstrom von 301 je Stunde ergibt nach insgesamt 8 Stunden ein nadeiförmiges Eisenpulver.
Die Werte für die magnetischen Eigenschaften und die Analysen-Werte sind in Tabelle 1 aufgeführt.
55
Beispiel 2
Es wird wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren, mit der Ausnahme, daß Phosphorsäure und Oxalsäure gleichzeitig der Suspension zugegeben werden.
Die Magnetwerde des resultierenden Eisenpulvers sowie die Analysenwerte sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsversuch 1
50 g Goethit gemäß Beispiel 1 werden in 750 ml Wasser suspendiert und
(A) ohne Zusätze,
(B) nach Zugabe von 1 g Oxalsäure,
(C) nach Zugabe von 0,35 ml 85%iger Phosphorsäure
jeweils gemäß Beispiel 1, weiterverwendet. Die Magnetwerte dieser Vergleichsversuche sowie die Analysenwerte sind ebenfalls in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1
Gehaltan -
%PO4 %C Hc Hebetp= 1,6 MsIp MrIμ
Beispiel 1 1,4 0,04 77,6 66,8 154 84 0,55
Beispiel 2 1,2 0,08 83,9 71,0 146 80 0,55 io
Vergl.-Vers. IA 0 0 73,3 62,9 130 75 0,587
Vergl.-Vers. IB 1,3 0 75,5 66,5 131 66 0,50
Vergl.-Vers. IC 0 0,06 64,4 58,9 142 81 0,57
Beispiel 3 15
In 3 parallelen Ansätzen A, B und C werden je 50 g Λ-FeOOH mit einer Nadellänge von 0,51 μηι und einem
Längen/Dicken-Verhältnis von 283 in 750 ml Wasser suspendiert.
Ansatz A wird wie in Beispiel 1 abgenutscht und der Filterkuchen bei 120°C getrocknet. Nach der Reduktion
mit 30 l/h Wasserstoff bei 3500C erhält man nach 8 Stunden ein nadeiförmiges Eisenpulver. 20
Zu Ansatz B werden 035 ml 85%ige H3PO4 gegeben und die Reduktion bei 350° C durchgeführt
Zu Ansatz C werden 035 ml 85%ige H3PO4 sowie 1 g C2H2O4 · 2 H2O gleichzeitig zugesetzt. Die Reduktion
wird bei 350° C durchgeführt.
Die Magnetwerte der Metallpigmente sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Tabelle 2
Dispersion Gehalt an
%PO4 %C Hc Hc MsIp MRlp MrIMs
1.6 30
A - - 73,0 62,5 127 70 0,55 %'
B 1,8 - 77,0 66,9 121 61 0,50 ν
C 13 0,08 82,2 71,6 133 72 0,54 I
Beispiel 4 rj
50 g Λ-FeOOH des Beispiels 1 werden in 1000 ml Äthanol suspendiert und 0,35 ml 85%iger H3PO4 und !■
0,426 ml Ameisensäure zugesetzt Die Reduktion bei 310°C ergibt ein Eisenpigment mit einem Phosphatgehalt f.
von 1.6%, einem Kohlenstoffgehalt von 0,13%, einer Koerzitivkraft Hc{ = 1.6) bei 160 kA von 74,6 kA/m sowie 40 i;
einer Remanenz MrIp von 63 nTmVg. S
B e i s ρ i e 1 5 ;·;
50 g Λ-FeOOH des Beispiels 1 werden in 1000 ml Äthanol suspendiert und 0,35 ml 85%iger H3PO4 und 0,5 g 45 %
Citronensäure zugesetzt Die Reduktion bei 350° C ergibt ein Eisenpigment mit einem Phosphatgehalt von 1,3%, !.
einem Kohlenstoffgehalt von 0,03%, einer Koerzitivkraft Hc (^= 1,6) bei 16OkA von 76,7 kA/m sowie einer ;.
Remanenz von 65 nTmVg. :;
Beispiel 6 so %
50 g Λ-FeOOH des Beispiels 1 werden in 1000 ml Äthanol suspendiert und 0,5 g Na3PO4 und 0,5 g Oxalsäure - 2 H2O zugesetzt Die Reduktion bei 310°C ergibt ein Eisenpigment mit einem Phosphatgehalt von 0,36%, äi einem Kohlenstoffgehalt von 0,08%, einer Koerzitivkraft Hc(p=lfi) bei 16OkA von 71,8 kA/m sowie einer || Remanenz von 94 nTmVg. 55 i|
Beispiel 7 §
50 g Λ-FeOOH mit einer Nadellänge von 0,65 μπι und einem Längen/Dicken-Verhältnis von 33,9 werden in S.
750 ml H2O suspendiert und 035 ml H3PO4 und 04 g Oxalsäure ■ 2 H2O zugesetzt Die Reduktion bei 350°C &o §
ergibt ein Eisenpigment mit einem Phosphatgehalt von 1,7%, einem Kohlenstoffgehalt von 0,1 %, einer Koerzi- t
ti vkraft Hc(p=\ ,6) bei 160 kA von 723 kA/m sowie einer Remanenz von 71 nTm3/g. \

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von nadeiförmigen, ferromagnetische!!, im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallteilchen durch Reduktion feinverteilter nadelföriniger Eisenoxide mit einem gasförmigen Reduktionsmittel bei Temperaturen von 230 bis 400° Qdadurchgekennzeichnet, daß vor der Reduktion auf das zu reduzierende Eisenoxid hydrolysebeständige Sauerstoffsäuren des Phosphors, deren Salze oder Ester in einer Menge von 0,2 bis 2 Gew.-% Phosphor, bezogen auf das Eisenoxid, und aliphatische ein- oder mehrbasische Carbonsäuren mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 0,1 bis 1,2 Gew.-% Kohlenstoff, bezogen auf das Eisenoxid, aufgebracht werden.
2. Verv/endung der gemäß Anspruch 1 hergestellten nadeiförmigen, ferromagnetische!!, im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallteilchen zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern.
DE2646348A 1976-10-14 1976-10-14 Verfahren zur Herstellung von nadelförmigen, ferromagnetischen, im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallteilchen und deren Verwendung zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern Expired DE2646348C2 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2646348A DE2646348C2 (de) 1976-10-14 1976-10-14 Verfahren zur Herstellung von nadelförmigen, ferromagnetischen, im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallteilchen und deren Verwendung zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern
US05/837,936 US4155748A (en) 1976-10-14 1977-09-29 Manufacture of ferromagnetic metal particles consisting essentially of iron
JP12100877A JPS5348013A (en) 1976-10-14 1977-10-11 Producing method of ferro magnetic metal particles composed of mainly iron
NL7711255A NL7711255A (nl) 1976-10-14 1977-10-13 Werkwijze ter bereiding van ferromagnetische, in hoofdzaak uit ijzer bestaande metaaldeeltjes.
GB42620/77A GB1589249A (en) 1976-10-14 1977-10-13 Acicular ferromagnetic metal particles consisting predominantly of iron and their manufacture
FR7731007A FR2368131A1 (fr) 1976-10-14 1977-10-14 Particules

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2646348A DE2646348C2 (de) 1976-10-14 1976-10-14 Verfahren zur Herstellung von nadelförmigen, ferromagnetischen, im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallteilchen und deren Verwendung zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2646348A1 DE2646348A1 (de) 1978-04-20
DE2646348C2 true DE2646348C2 (de) 1986-08-28

Family

ID=5990424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2646348A Expired DE2646348C2 (de) 1976-10-14 1976-10-14 Verfahren zur Herstellung von nadelförmigen, ferromagnetischen, im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallteilchen und deren Verwendung zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4155748A (de)
JP (1) JPS5348013A (de)
DE (1) DE2646348C2 (de)
FR (1) FR2368131A1 (de)
GB (1) GB1589249A (de)
NL (1) NL7711255A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3901027A1 (de) * 1989-01-14 1990-07-26 Studiengesellschaft Kohle Mbh Nadelfoermige eisen-magnetpigmente mit einstellbarer koezitivfeldstaerke und verfahren zu deren herstellung

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4268302A (en) * 1975-07-11 1981-05-19 Graham Magnetics Incorporated Method of producing acicular metal crystals
DE2801452C2 (de) * 1978-01-13 1985-03-28 Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen Magnetisches Aufzeichnungsmaterial
DE2815712A1 (de) * 1978-04-12 1979-10-25 Bayer Ag Eisenoxide zur magnetischen signalaufzeichnung und verfahren zu deren herstellung
US4316738A (en) * 1979-02-02 1982-02-23 Ampex Corporation Economical process for producing metal particles for magnetic recording
US4310349A (en) * 1979-02-02 1982-01-12 Ampex Corporation Highly orientable iron particles
DE2907255A1 (de) * 1979-02-24 1980-09-04 Basf Ag Verfahren zur herstellung nadelfoermiger ferromagnetischer eisenteilchen
DE2935357A1 (de) * 1979-09-01 1981-09-10 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung nadelfoermiger ferromagnetischer eisenteilchen und deren verwendung
DE2935358A1 (de) * 1979-09-01 1981-03-26 Basf Ag, 67063 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung nadelfoermiger ferromagnetischer eisenteilchen und deren verwendung
DE3021111A1 (de) 1980-06-04 1981-12-17 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von nadelfoermigen, im wesentlichen aus eisen bestehenden, ferromagnetischen metallteilchen
DE3026696A1 (de) * 1980-07-15 1982-02-18 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Ferromagnetische, im wesentlichen aus eisen bestehende metallteilchen mit einem oberflaechenueberzug, verfahren zu deren herstellung sowie ihre verwendung zur herstellung von magnetischen aufzeichnungstraegern
US4305753A (en) * 1980-07-31 1981-12-15 Hercules Incorporated Process for producing ferromagnetic metallic particles
DE3116489A1 (de) * 1981-04-25 1982-11-11 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur stabilisierung pyrophorer, im wesentlichen aus eisen bestehender ferromagnetischer nadelfoermiger metallteilchen
JPS5864225A (ja) * 1981-10-08 1983-04-16 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd 針状α−FeOOHの製造方法
US4437881A (en) * 1982-07-31 1984-03-20 Toda Kogyo Corp. Acicular ferromagnetic alloy particles and process for producing said particles
DE3228669A1 (de) * 1982-07-31 1984-02-02 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung nadelfoermiger, im wesentlichen aus eisen bestehender ferromagnetischer metallteilchen
US4514216A (en) * 1983-04-30 1985-04-30 Toda Kogyo Corp. Acicular ferromagnetic alloy particles for magnetic recording and process for producing the same
US4668283A (en) * 1984-06-25 1987-05-26 Mitsui Toatsu Chemicals, Incorporated Magnetic powder and production process thereof
US5219554A (en) * 1986-07-03 1993-06-15 Advanced Magnetics, Inc. Hydrated biodegradable superparamagnetic metal oxides
US5069216A (en) * 1986-07-03 1991-12-03 Advanced Magnetics Inc. Silanized biodegradable super paramagnetic metal oxides as contrast agents for imaging the gastrointestinal tract
KR920000071Y1 (ko) * 1988-05-31 1992-01-15 샤찌하따고오교 가부시끼가이샤 복수의 인면을 갖는 회전스탬퍼
SE9401392D0 (sv) * 1994-04-25 1994-04-25 Hoeganaes Ab Heat-treating of iron powders
US5796018A (en) * 1997-01-29 1998-08-18 Procedyne Corp. Process for coating iron particles with phosphorus and forming compacted articles
JP3866074B2 (ja) * 2001-10-12 2007-01-10 富士フイルムホールディングス株式会社 強磁性金属粉末及びその製造方法並びに磁気記録媒体
CN100463863C (zh) * 2006-11-24 2009-02-25 金川集团有限公司 一种防止超细羰基铁粉自燃的方法
EP2724717A4 (de) * 2011-06-23 2015-04-22 Nanobrick Co Ltd Oberflächenbehandlungsverfahren für magnetische teilchen, damit hergestellte magnetische zusammensetzung und magnetischer verbundstoff zur markierung von zielstoffen

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2974104A (en) * 1955-04-08 1961-03-07 Gen Electric High-energy magnetic material
GB796464A (en) * 1955-07-25 1958-06-11 George Feick Production of acicular iron and magnetic recording media containing the same
NL124758C (de) * 1963-02-28 1900-01-01
FR1587959A (de) * 1967-11-25 1970-04-03
NL160106C (nl) * 1968-01-31 1979-09-17 Philips Nv Werkwijze ter bereiding van een in hoofdzaak uit ijzer bestaand magnetisch stabiel poeder, voor magnetische registratie.
NL162233C (nl) * 1968-03-05 1980-04-15 Philips Nv Werkwijze ter bereiding van een in hoofdzaak uit ijzer bestaand magnetisch stabiel poeder, voor magnetische registratie.
NL6803121A (de) * 1968-03-05 1969-09-09
NL163355C (nl) * 1969-04-08 1980-08-15 Philips Nv Werkwijze ter bereiding van een in hoofdzaak uit ijzer bestaand magnetisch stabiel metaalpoeder, voor magnetische registratie.
DE2212934A1 (de) * 1972-03-17 1973-09-20 Philips Nv Verfahren zur herstellung eines im wesentlichen aus eisen bestehenden metallpulvers
US3837912A (en) * 1972-05-22 1974-09-24 Minnesota Mining & Mfg Environmentally stable iron-based magnetic recording medium
DE2504995C2 (de) * 1974-02-15 1983-02-10 Nippon Columbia K.K., Tokyo Verfahren zum Herstellen eines ferromagnetischen Metall- oder Legierungspulvers
DE2434096C2 (de) * 1974-07-16 1985-10-17 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Nadelförmige, vorwiegend aus Eisen bestehende ferromagnetische Metallteilchen und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2434058C2 (de) * 1974-07-16 1985-12-19 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Nadelförmige, vorwiegend aus Eisen bestehende ferromagnetische Metallteilchen und Verfahren zu ihrer Herstellung
JPS5142990A (de) * 1974-10-11 1976-04-12 Fuji Photo Film Co Ltd

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3901027A1 (de) * 1989-01-14 1990-07-26 Studiengesellschaft Kohle Mbh Nadelfoermige eisen-magnetpigmente mit einstellbarer koezitivfeldstaerke und verfahren zu deren herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
US4155748A (en) 1979-05-22
JPS6120604B2 (de) 1986-05-23
FR2368131A1 (fr) 1978-05-12
JPS5348013A (en) 1978-05-01
NL7711255A (nl) 1978-04-18
GB1589249A (en) 1981-05-07
FR2368131B1 (de) 1982-10-01
DE2646348A1 (de) 1978-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2646348C2 (de) Verfahren zur Herstellung von nadelförmigen, ferromagnetischen, im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallteilchen und deren Verwendung zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern
DE2434096C2 (de) Nadelförmige, vorwiegend aus Eisen bestehende ferromagnetische Metallteilchen und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP0072436B1 (de) Verfahren zur Herstellung feinteiliger Ferritpulver
DE2434058C2 (de) Nadelförmige, vorwiegend aus Eisen bestehende ferromagnetische Metallteilchen und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2743298C2 (de)
DE2714588C2 (de) Verfahren zur Herstellung nadelförmiger ferromagnetischer Eisenteilchen
EP0014902B1 (de) Verfahren zur Herstellung von nadelförmigem kobalthaltigem magnetischem Eisenoxid
EP0176919A2 (de) Verfahren zur Herstellung von feinteiligem isotropen Ferritpulver mit Spinellstruktur
EP0014903B1 (de) Verfahren zur Herstellung von nadelförmigem kobalthaltigem magnetischem Eisenoxid
EP0237944B1 (de) Verfahren zur Herstellung von nadelförmigem alpha-Eisen-III-Oxid
DE2705967C2 (de) Verfahren zur Herstellung von nadelförmigem kobalthaltigem magnetischem Eisenoxid
EP0027640A1 (de) Verfahren zur Herstellung von ferromagnetischem Chromdioxid sowie seine Verwendung zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern
DE2520643C2 (de) Verfahren zur Herstellung von γ-Eisen(III)oxid
EP0024694B1 (de) Verfahren zur Herstellung nadelförmiger ferromagnetischer Eisenteilchen und deren Verwendung
EP0105110B1 (de) Verfahren zur Herstellung nadelförmiger, im wesentlichen aus Eisen bestehender ferromagnetischer Metallteilchen
EP0024692B1 (de) Verfahren zur Herstellung nadelförmiger ferromagnetischer Eisenteilchen und deren Verwendung
DE2805405C2 (de)
DE2639250A1 (de) Nadelfoermiges kobaltdotiertes magnetisches eisenoxid und verfahren zu seiner herstellung
EP0261456A1 (de) Magnetische Eisenoxidpigmente und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP0014889B1 (de) Verfahren zur Herstellung nadelförmiger ferromagnetischer Eisenteilchen
DE2520379C3 (de) Verfahren zur Herstellung von nadelförmigem γ -Ferrioxid und Verwendung desselben zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichungsmaterials
EP0160877B1 (de) Verfahren zur Herstellung von feinteiligem isotropem kobalthaltigem Ferritpulver
EP0158240A2 (de) Verfahren zur Herstellung isotroper magnetischer, kobalthaltiger Eisenoxide
EP0198436B1 (de) Verfahren zur Herstellung isotroper magnetischer, kobalthaltiger Eisenoxide aus Eisen(III)-Salzen
DE69305287T2 (de) Verfahren zur Herstellung von nadelförmigen Gamma-Eisen (III) oxihydroxid Teilchen

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee