JP2706774B2 - 置換型六方晶系フェライト磁性粉末の製造方法 - Google Patents

置換型六方晶系フェライト磁性粉末の製造方法

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JP2706774B2 JP63019075A JP1907588A JP2706774B2 JP 2706774 B2 JP2706774 B2 JP 2706774B2 JP 63019075 A JP63019075 A JP 63019075A JP 1907588 A JP1907588 A JP 1907588A JP 2706774 B2 JP2706774 B2 JP 2706774B2
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、高密度磁気記録媒体の製造に好適した置換
型六方晶系フェライト磁性粉末に係り、特に保磁力の温
度依存性が少なくかつ分散性の良好な置換型六方晶系フ
ェライト磁性粉末の製造方法に関する。
(従来の技術) これまで、一般に磁気記録は針状Co−γ−Fe2O3のよ
うな磁性粉末を支持体上に塗着させた記録媒体を用い、
その面内長手方向に磁化する方式で行われてきた。しか
し、この面内長手方向に磁化する方式では、記録の高密
度化にともなって記録媒体内の減磁界が増加するため、
再生出力が低下して高密度記録を達成しがたいという問
題があった。
このため、従来の面内長手方向への磁化記録方式に対
し、記録媒体の記録面に対して垂直方向に磁化する垂直
磁化記録が提案され、この垂直磁化記録に適用される磁
気記録媒体がいろいろと開発されている。このような垂
直磁化型記録媒体としては、フィルムなどの支持体上に
スパッタ法、真空蒸着法などによって形成されるCo−Cr
膜などの磁性材料膜が知られているが、この磁性材料膜
は耐摩耗性や可撓性に問題があり、またその製造も真空
プロセスを要するなど、操作が煩雑になるという難点が
ある。
これに対し、従来から慣用されてきた塗布法も検討さ
れており、塗布法により形成する垂直磁化型記録媒体に
適した磁性粉末としては六方晶系フェライトが知られて
いる。この六方晶系フェライトは結晶構造が六角板状を
なしており、かつ磁化容易軸も板面に対して垂直である
ため、塗布法による垂直磁化記録媒体に好適であるが、
単一の六方晶系フェライトでは、保磁力が大きく記録時
に磁気ヘッドが飽和して磁気記録が困難となるため、六
方晶系フェライトの構成原子の一部を特定の他の原子で
置換することにより、その保磁力を磁気記録に適する値
まで低減させることが知られている。このような置換型
六方晶系フェライトは、 一般式:AO・n(Fe1-xMx2O3 (式中、AはBa、Sr、Ca、Pbから選ばれた少なくとも1
種の元素を、MはCo、Ti、Ni、Mn、Cu、Zn、In、Ge、N
b、Zr、Sbから選ばれた1種の元素または2種以上の元
素の組合せを、nは5〜6の数を、xは0.08〜0.2の数
をそれぞれ示す。)で表されるものである。
このような置換型六方晶系フェライト磁性粉末を製造
する方法としては、六方晶系フェライトの基本成分、保
磁力低減のための置換成分およびガラス形成成分を混合
して加熱溶融させ、この溶融物を急速に冷却して非晶質
体とし、これを熱処理して六方晶系フェライトの結晶を
析出させた後、これを粉砕して、得られた微粉末をリン
酸や酢酸などの希酸で処理してガラス形成成分を溶解除
去することによって六方晶系フェライトを分離抽出す
る、いわゆるガラス結晶化法が得られる粉末の粒径が微
細でかつ粒度分布がシャープであることなどから多用さ
れている。このガラス結晶化法における原料混合物は、
第5図に示す三角成分図におけるAO 50mol%−B2O3 50m
ol%の点aとFe2O3 85.7mol%−AO 14.3mol%の点bと
を結ぶ線c上が化学量論比として知られており、通常こ
の線c上の組成となるように各原料を調合して用いてい
る。
ところで、このような置換型六方晶系フェライトは保
磁力の温度依存性が大きく、常温前後においても保磁力
の値が温度上昇とともに増加する傾向を有しており、当
然ながら垂直磁化記録方式の磁気記録媒体においても温
度変化に対して安定であることが必要であり、この温度
変化に対する磁気特性の改善が強く要求されている。
このような、磁気特性の温度変化を少なくする方法と
して、保磁力低減のための置換原子の一部としてSn原子
を含有させることが有効であるという知見が得られてい
るが、上述した従来のガラス結晶化法を用いた製造方法
では、Sn原子が添加により得られる六方晶系フェライト
の粒径が小さくなりすぎ、粉末の凝集状態が著しく強く
なって、記録媒体として用いたときにS/N比の低下をも
たらすという問題があった。
さらに、Sn原子の添加によって、六方晶系フェライト
の飽和磁化も低下し、そのため媒体出力が低下するとい
う問題もあった。
(発明が解決しようとする課題) 上述したように、置換型六方晶系フェライトの置換原
子の一部としてSn原子を使用することは、温度変化に対
する保磁力などの磁気特性の安定化に対しては効果を有
しているものの、ガラス結晶化法によってこの置換型六
方晶系フェライト磁性粉末を作製した際に、得られる粉
末の粒径が小さくなりすぎたり、飽和磁化が低下するな
どの問題が発生してしまう。
本発明は、このような従来の課題に対処するべくなさ
れたもので、保磁力などの磁気特性の温度依存性が小さ
いとともに、粒径が磁性粉末として適正な範囲にあり、
かつ飽和磁化も高い置換型六方晶系フェライト磁性粉末
を製造する方法を提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の置換型六方晶系フェライト磁性粉末の製造方
法は、六方晶系フェライトの基本成分と、保磁力低減の
ための置換成分と、ガラス形成成分としてAO(AはBa、
Sr、Ca、Pbから選ばれた少なくとも1種の元素を示す)
およびB2O3とを含有する原料混合物を用い、ガラス結晶
化により置換型六方晶系フェライト磁性粉末を製造する
にあたり、前記保磁力低減のための置換成分の一部とし
て1化学式当たりの原子数にして0.1〜1のSnを含有さ
せ、かつ前記原料混合物中の化学量論比のガラス形成成
分としてのAO成分の0.1〜2.0重量%をB2O3で置換するよ
うにしたことを特徴としている。
(作 用) 本発明の置換型六方晶系フェライト磁性粉末において
は、保磁力低減のための置換原子の一部としてSn原子を
用いているので、温度変化に対する保磁力のような磁気
特性の変化率を極力小さくすることが可能となる。この
Sn原子の含有量は、下記一般式で表されるような置換型
六方晶系フェライトの一化学式当り原子数にして0.1〜
1の範囲であることが好ましい。このSn原子の数が0.1
未満では本発明の温度変化に対する磁気特性の安定化効
果が充分に得られず、1を超えると粒子形の微粒子化と
飽和磁化の低下を招く。
一般式:AO・n(Fe1-xMx2O3 (式中、AはBa、Sr、Ca、Pbから選ばれた少なくとも1
種の元素を、MはCo、Ti、Ni、Mn、Cu、Zn、In、Ge、N
b、Zr、Sn、Sbから選ばれた1種の元素または2種以上
の元素の組合せを、nは5〜6の数を、xは0.08〜0.2
の数をそれぞれ示す。以下同じ。) また、本発明においては、その出発原料中のガラス形
成成分であるB2O3とAOとの組成比を第5図に示す三角成
分図における直線c(化学量論線)上の組成よりB2O3
分を若干過剰にすることにより、Sn原子の添加による微
粉末化および飽和磁化の低下が抑えられ、保磁力の温度
依存性が少なくかつ磁気記録媒体として良好な特性を有
する置換型六方晶系フェライト磁性粉末となる。このB2
O3成分の過剰添加量としては、化学量論比のガラス形成
成分としてのAO成分の0.1重量%〜2.0重量%の範囲をB2
O3成分で置換することが好ましい。このAO成分のB2O3
分による置換量が0.1重量%未満では上記した微粉末化
および飽和磁化の低下抑制効果が充分に得られず、2.0
重量%を超えると200nm以上の粗大粒子が混入し粒度分
布が広くなり媒体とした際に磁気特性の低下を招く。
(実施例) 次に、本発明の実施例について説明する。
実施例1〜6 この実施例における目的とする置換マグネトプランバ
イト型Baフェライト磁性粉末は、Fe3+の一部をCo4+とTi
2+およびSn2+で置換した下記(I)式で表されるもので
ある。
BaO・Fe12-xCox (Ti1-y,SnyxO18 ……(I) 上記(I)式において、xを0.89、yを0.3として、
第5図の三角成分図における線c上の組成比となる、フ
ェライト成分であるFe2O330.7重量%と、保磁力低減の
ための置換成分であるCoO2.51重量%、TiO21.78重量%
およびSnO21.70重量%と、ガラス形成成分であるBaO45.
6重量%およびB2O317.7重量%とを基準にして、BaOが第
1表に示すように、それぞれ0.1重量%、0.3重量%、0.
6重量%、0.9重量%、1.5重量%、2.0重量%ずつ同重量
のB2O3に置換えられた組成比を有する6種類の原料混合
物を調整した。
ただし、表中の各数値は重量%を表し、また実施例1
〜6の各Fe2O3、TiO2、CoG、SnO2は前述した基準重量比
である30.7重量%1.78重量%、2.51重量%、1.70重量%
である。
すなわち、上述したような組成比となるように、それ
ぞれ原料のH2BO3、BaCO3、Fe2O3、TiO2、CoOおよびSnO2
を所定量秤量し、これらを十分混合する。次いで、それ
ぞれ原料混合物を白金るつぼに収容し、1300℃以上の温
度で溶融した後、圧延急冷して非晶質体を作製する。次
に、この非晶質体を795℃の温度で5.5時間熱処理するこ
とによりガラスマトリック中にBaフェライトの結晶を析
出させた後、これを粉砕し、得られた結晶粉末を10%酢
酸で処理することによりガラス成分を溶解除去してBaフ
ェライト磁性粉末を得る。
このようにして製造した磁性粉末について、それぞれ
の平均粒径および飽和磁化を測定した。それらの結果を
グラフにして第1図および第2図に示す。第1図は横軸
にBaO→B2O3置換量(重量%)、縦軸に平均粒径(μ
m)をとったものである。この図から明らかなように、
BaO→B2O3置換量が増大するにしたがって、すなわちガ
ラス成分中のB2O3の組成比が化学量論比よりも増大する
につれて、平均粒径が大きくなっている。第2図は横軸
に第1図と同様にBaO→B2O3置換量(重量%)、縦軸に
飽和磁化(emu/g)をとったものである。同図からわか
るように、BaO→B2O3置換量が増大するにしたがって、
飽和磁化が向上している。
一方、本発明との比較のため、BaO→B2O3置換を行わ
ず、(I)式におけるyの値を0.1、0.2、0.3、0.4とし
たSn含有Baフェライト磁性粉末およびSnを含有しないBa
フェライト磁性粉末を、第2表に示す重量成分比の原料
混合物を用いて上述の実施例に準じて作製した。
得られた磁性粉末について、それぞれの平均粒径およ
び飽和磁化を測定した。それらの結果をグラフにして第
3図および第4図に示す。第3図は横軸にSnO2置換量
y、縦軸に平均粒径(μm)をとったものでる。同図か
らは、Sn置換を行ないBaフェライト粉末の平均粒径が0.
05μmであるのに比べて、Snの置換量が増大するにつれ
て微粒子化の傾向があることを示している。第4図は横
軸に第3図と同様にSnO2置換量y、縦軸に飽和磁化(em
u/g)をとったものであり、この図から明らかなよう
に、Sn置換量の増大とともに飽和磁化の低下が認められ
る。
また、上記実施例および比較例の磁性粉末の保磁力お
よび保磁力の温度変化率を測定した。その結果を第3表
に示す。
第3表からも明らかなように、Snを含有する置換型Ba
フェライト磁性粉末は、保磁力の温度変化率が低減して
おり、それはBaO→B2O3置換を行っても変わっていな
い。
上述したように、保磁力の温度依存性を低減するため
にSnを含有させた磁性粉末を作製する際に、第3図の三
角成分図における線c上の組成比にある従来のBaO、B2O
3の混合比を基準にして、BaO成分の一部をB2O3で置換す
ることにより、Sn原子含有による置換型六方晶系フェラ
イト磁性粉末の微粒子化および飽和磁化の低下を防ぎ、
磁気記録として最適な特性である平均粒径0.05μm〜0.
1μm、飽和磁化57.0emu/g以上を有し、かつ保磁力の温
度依存性の小さい置換型六方晶系フェライト磁性粉末と
なる。
[発明の効果] 以上の実施例からも明らかなように、本発明の置換型
六方晶系フェライト磁性粉末の製造方法によれば、原料
混合物におけるB2Oの配合量を化学量論比よりも多少過
剰にすることにより、Sn置換による磁性粉末の微粒子化
および飽和磁化の低下が防止されて、分散性に優れ、飽
和磁化が高く、かつ保磁力の温度依存性が小さな磁性粉
末を製造することができる。したがって、本発明により
得られた置換型六方晶系フェライト磁性粉末を用いて磁
気記録媒体を作製することにより、温度特性の改善され
た磁気記録媒体が容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例におけるB2O3によるBaO成分の
置換量と得られた磁性粉末の平均粒径との関係を示すグ
ラフ、第2図は本発明の実施例おけるB2O3によるBaO成
分の置換量と得られた磁性粉末の飽和磁化との関係を示
すグラフ、第3図は本発明の比較例におけるSnO2の添加
量と得られた磁性粉末の平均粒径との関係を示すグラ
フ、第4図は本発明の比較例におけるSnO2の添加量と得
られた磁性粉末の飽和磁化との関係を示すグラフ、第5
図はガラス結晶化法における原料混合物となる各出発原
料の化学量論組成を示す三角組成図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】六方晶系フェライトの基本成分と、保磁力
    低減のための置換成分と、ガラス形成成分としてAO(A
    はBa、Sr、Ca、Pbから選ばれた少なくとも1種の元素を
    示す)およびB2O3とを含有する原料混合物を用い、ガラ
    ス結晶化により置換型六方晶系フェライト磁性粉末を製
    造するにあたり、 前記保磁力低減のための置換成分の一部として1化学式
    当たりの原子数にして0.1〜1のSnを含有させ、かつ前
    記原料混合物中の化学量論比のガラス形成成分としての
    AO成分の0.1〜2.0重量%をB2O3で置換するようにしたこ
    とを特徴とする置換型六方晶系フェライト磁性粉末の製
    造方法。
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