DE3922747A1

DE3922747A1 - Verfahren zur herstellung von feinteiligen erdalkali- und bleiferriten fuer datentraeger

Info

Publication number: DE3922747A1
Application number: DE19893922747
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dr Speer; Guenter Halbritter; Peter Dr Kleinschmit
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1988-07-25
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1990-03-08

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von plättchenförmigen, feinteiligen, dotierten Erdalkali- und Bleiferriten für Datenträger durch Auflösung von Rohferriten der Zusammensetzung AFe_12-x-yM_xSn_yO₁₉ (mit A=Ba, Sr, Ca und/oder Pb; M=Mn, Co, Cu, Mi, In, Cr, Ti, Zr, V , Hb, Ta, Mo und/oder W; X=0 bis 3; Y=0 bis 1) oder Mischungen von unreinen Oxiden der Gruppe A, der Gruppe M, Eisenoxiden und gegebenenfalls Zinnoxid in den der Ferritzusammensetzung entsprechenden Gewichtsverhältnissen in basischen Alkaliverbindungen, Herauslösen und Temperung des erhaltenen Precursers.

Gegenüber anderen Magnetpigmenten wie z. B. Chromdioxid und Eisenoxid besitzen dotierte Erdalkali- und Bleiferrite unter anderem Vorteile hinsichtlich der Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit und Aufzeichnungsdichte bzw. Datendichte pro cm². Die guten magnetischen Eigenschaften werden durch die hexagonale plättchenförmige Gestalt, die Feinteiligkeit und durch die Dotierung mit anderen Metallionen erreicht.

Die bei den üblichen Herstellungsverfahren für Ferrite aus keramischen Rohstoffen (z. B. Eisenoxid, Erdalkalioxid oder -Carbonat) durch Sintern der Gemische bei hohen Temperaturen entstehenden Rohferrite weisen große Kristallite auf, die außerdem stark miteinander verwachsen sind. Als Datenträger sind solche Ferrite ungeeignet.

Für Datenträger geeignete Bariumferrite wurden bisher entweder durch Aufschmelzen der Ausgangsoxide mit Matriumborat als glasbildendes Material bei sehr hohen Temperaturen und Herauslösen der Ferritkristallite mit Säuren gewonnen (DE-OS 36 10 250) oder aber durch Fällung von Hydroxiden aus reinen Chlorid- oder Nitratlösungen der beteiligten Elemente und Behandlung der alkalischen Lösung im Autoklaven erhalten (JP-PS 86/2 95 236). In der EP-OS 1 86 603 wird Bariumhydroxidoctahydrat mit Natriumferrit als Ausgangsstoffe für eine Autoklavenbehandlung eingesetzt. Die US-PS 37 93 443 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Ferriten durch Schmelzen der Oxidgemische in einer Alkalichloridmischung bei 1000°C und höher.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von plättchenförmigen, feinteiligen, dotierten Erdalkali und Bleiferriten als Datenträger gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu entwickeln, bei denen trotz Einsatz von unreinen, billigen Ausgangsstoffen ein für Datenträger sehr gut geeignetes Produkt definierter Zusammensetzung (Dotierung) gewonnen werden kann und Kristallplättchen mit einem Durchmesser von 1 µm und einem Durchmesser/Dickenverhältnis 6 entstehen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Das Auflösen der Ausgangssubstanzen erfolgt durch einen Aufschluß mit schmelzflüssigen Alkalikarbonaten oder Alkalihydroxiden in einem drei- bis zehnfachen Überschuß bei Temperaturen oberhalb 320°C, das Auflösen der Schmelze geschieht in Wasser und der Precursor wird nach dem Abfiltrieren 0,5 bis 6 Stunden bei Temperaturen zwischen 600 und 950°C getempert.

Vorzugsweise verwendet man für den Aufschluß Natriumhydroxid bei Temperaturen zwischen 400 und 800°C und hält die Schmelze bis zu 24 Stunden auf Temperaturen oberhalb 200°C. Die Sinterung erfolgt vorteilhafterweise bei 800 bis 850°C.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die nach dem Auflösen der Schmelze in Wasser erhaltene Suspension einer Autoklavenbehandlung bei 120 bis 400°C während 2 bis 6 Stunden zu unterziehen.

Mit diesem Verfahren lassen sich Ferrite der allgemeinen Formel: AFe_12-x-yM_xSn_yO₁₉ herstellen, mit

A = Ba, Sr. Ca und/oder Pb,
M = Mn, Co, Cu, Zn, Ni, In, Cr, Ti, Zr, V, Nb, Ta, Mo und/oder W
x = 0 bis 3
y = 0 bis 1

Man erhält auf diese Weise plättchenförmige, feinteilige Kristallite im Größenbereich bis zu 1 µm und mit Durchmesser/Dicken-Verhältnissen 6.

Folgende Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern:

1. 100 g eines Rohferrits der Formel:
Ba Fe₁₁ Co_0,5 O₁₉ werden mit 500 g Natriumhydroxid bei 800°C aufgeschmolzen und 6 Stunden bei 500°C getempert. Die Schmelze wird in Wasser gelöst, der Ferrit-Precursor, der aus Agglomeraten von scheibchenförmigen Kristalliten mit einem Durchmesser von ca. 0,0035 µm besteht, abfiltriert und 1 Stunde bei 900°C geglüht. Die entstandenen hexagonalen Bariumferritkristalle besitzen einen Durchmesser von unter 1 µm und ein Durchmesser-Dickenverhältnis von größer 6.
2. Das gleiche Produkt wie in Beispiel 1 erhält man, wenn man nicht von Rohferrit ausgeht, sondern einem Gemisch aus 79 g Fe₂O₃, 17,76 g BaCO₃, 3,61 g CO₃O₄ und 3,59 g TiO₂ und dieses Gemisch gemäß Beispiel 1 behandelt. Die Ausgangsprodukte hatten hierbei nur eine technische Reinheit. Das Fe₂O₃ enthielt z. B. etwa 5% Verunreinigungen.
3. Eine Schmelze gemäß Beispiel 1 wird in Wasser gelöst und die erhaltene Suspension 6 Stunden bei 190°C in einem Autoklaven behandelt. Der Partikeldurchmesser des Ferrit-Precursors betrug dann ca. 0,0075 µm. Nach zweistündigem Tempern bei 850°C besaßen die Bariumferritkristalle einen Durchmesser von etwa 0,2-0,3 µm und ein Durchmesser-Dickenverhältnis größer 6.
4. Eine Schmelze gemäß Beispiel 1 oder 2 wird 6 Stunden bei 320°C getempert. Auch hier betrug die Partikelgröße des Ferrit-Precursors etwa 0,0035 µm.
5. 100 g unreiner Strontiumferrit der Zusammensetzung SrFe₁₁O₁₉ oder das dieser Zusammensetzung entsprechende Gemenge aus 13,9 g SrCO₃ und 90,24 g Fe₂O₃ wird mit 600 g Soda bei 1200°C geschmolzen, in 0,5 l Wasser gelöst und bei 240°C im Autoklaven 6 Stunden lang behandelt. Der abgetrennte Ferrit-Precursor wird dann 6 Stunden bei 850°C getempert. Die entstandenen Strontiumferritkristalle besitzen einen Durchmesser von unter 1 µm.

Die auf diese Weise erhaltenen Erdalkaliferrite könnten alle für Datenträger verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von plättchenförmigen, feinteiligen, dotiertern Erdalkali- und Bleiferriten für Datenträger durch Auflösung von Rohferriten der Zusammensetzung AFe_12-x-yM_xSn_yO₁₉ (mit A=Ba, Sr, Ca und/oder Pb; M=Mn, Co, Cu, Ni, In, Cr, Ti, Zr, V , Nb, Ta, Mo und/oder W; X=0 bis 3; Y=0 bis 1) oder Mischungen von unreinen Oxiden der Gruppe A, der Gruppe M, Eisenoxiden und gegebenenfalls Zinnoxid in den der Ferritzusammensetzung entsprechenden Gewichtsverhältnissen in basischen Alkaliverbindungen, Herauslösen und Temperung des erhaltenen Precursors, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflösen durch einen Aufschluß mit schmelzflüssigen Alkalihydroxiden oder Alkalikarbonaten in einem drei- bis zehnfachen Überschuß bei Temperaturen oberhalb 320°C erfolgt, das Herauslösen mit Wasser geschieht und der Precursor nach dem Abfiltrieren 0,5 bis 6 Stunden bei Temperaturen zwischen 600 und 950°C getempert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Aufschluß Natriumhydroxid bei Temperaturen zwischen 400 und 800°C verwendet, die Schmelze bis zu 24 Stunden auf Temperaturen oberhalb 200°C gehalten wird und die Sinterung bei 800 bis 850°C erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Auflösen der Schmelze in Wasser erhaltene Suspension einer Autoklavenbehandlung bei 120 bis 400°C während 2 bis 6 Stunden unterzogen wird.