JP2817278B2 - ガーネット微粒子粉末の製造方法 - Google Patents

ガーネット微粒子粉末の製造方法

Info

Publication number
JP2817278B2
JP2817278B2 JP29742889A JP29742889A JP2817278B2 JP 2817278 B2 JP2817278 B2 JP 2817278B2 JP 29742889 A JP29742889 A JP 29742889A JP 29742889 A JP29742889 A JP 29742889A JP 2817278 B2 JP2817278 B2 JP 2817278B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rare earth
amorphous body
fine particles
garnet fine
garnet
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 - Lifetime
Application number
JP29742889A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03159920A (ja
Inventor
恭二 大段
徹也 藤本
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.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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 Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP29742889A priority Critical patent/JP2817278B2/ja
Publication of JPH03159920A publication Critical patent/JPH03159920A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2817278B2 publication Critical patent/JP2817278B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compounds Of Iron (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、磁気光学特性に優れ、光アイソレータ、光
サーキュレータ、光スイッチ、光導波路、光メモリ等の
用途に好適なガーネット微粒子粉末の製造方法に関す
る。
(従来の技術およびその問題点) 従来、磁気光学効果の優れた材料としては、希土類金
属と遷移金属との非晶質合金からなるものが知られてい
る。
しかし、このような非晶質合金材料は、酸化腐食を受
けやすく、磁気光学特性が劣化するという欠点があっ
た。また、非晶質合金は光透過性が低いので、表面での
反射による磁気光学効果(カー効果)を利用するが、非
晶質合金は一般にカー回転角が小さいため、感度が低い
という問題があった。
これに対し、特公昭56−15125号公報には、ガーネッ
トの多結晶質酸化物薄膜を用いた磁気光学材料が提案さ
れている。この酸化物を用いた磁性体は、耐触性に優れ
ており、また磁性膜の透過光による磁気光学効果(ファ
ラデー効果)を利用するため、感度が高いという利点が
ある。しかしながら、多結晶質であるために、結晶粒界
での光散乱、複屈折や磁壁移動によって雑音が大きくな
るという欠点がある。
また、前記した磁性薄膜を基板上に作製する場合に
は、作製温度が500℃以上と高いために、耐熱性のある
基板しか使用できないという問題があった。
一方、特開昭62−119758号公報には、イットリウム鉄
ガーネット粒子を用いた塗布型光磁気記録材料が開示さ
れている。このような塗布型媒体では、前記多結晶質酸
化物薄膜のような結晶粒界の悪影響はないが、該公報に
記載されているガーネット粒子は、粒子径が1.5μmと
大きく、このような粒子を用いた場合には、光の散乱が
起こるため、サブミクロン波長の光を利用する用途には
適していない。
(発明の目的) 本発明は、前記問題点を解決し、耐触性に優れ、磁気
光学効果が大きく、光透過性にも優れ、光アイソレー
タ、光サーキュレータ、光スイッチ、光導波路、光メモ
リ等の用途に好適なガーネット微粒子粉末の製造方法を
提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、一般式 RaBibFecMdOe (ただし、RはY及びランた系列元素からなる群より選
ばれる一種以上の希土類元素を示し、MはAl,Ga,Cr,Mn,
Sc,In,Ru,Rh,Co,Fe(II),Cu,Ni,Zn,Li,Si,Ge,Zr,Ti,H
f,Sn,Pb,Mo,V及びNbからなる群より選ばれる一種以上の
元素を示し、a+b+c+d=7.5〜8.0、a+b=2.0
〜3.5、c+d=4.5〜6.0、a=0.5〜3.5、b=0〜2.
5、c=3.0〜6.0、d=0〜2.0であり、eは他の元素の
原子価を満足する酸素の原子数である。)で表される希
土類鉄ガーネットを構成する割合で選ばれた各元素の化
合物と、ガラス形成物質とを混合し、これを加熱、溶融
した後、急速冷却して非晶質体を得る工程と、該非晶質
体を熱処理して、該非晶質体中に希土類鉄ガーネット微
粒子を析出させた後、該非晶質体を酸処理してガラス形
成物質を除く工程により、前記一般式で表され、かつ平
均粒子径が30〜1000Åである希土類鉄ガーネット微粒子
を得ることを特徴とするガーネット微粒子粉末の製造方
法に関する。
本発明における希土類鉄ガーネット微粒子は、R3Fe5O
12で表されるガーネット又は該ガーネットの希土類元素
の一部がBiで置換されたもの、及び/又はFeの一部がM
で置換されたものである。
前記一般式におけるRは、Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,G
d,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb及びLuからなる群より選ばれる一
種以上の希土類元素を示す。
また、Mは鉄と置換可能な元素であり、Al,Ga,Cr,Mn,
Sc,In,Ru,Rh,Co,Fe(II),Cu,Ni,Zn,Li,Si,Ge,Zr,Ti,H
f,Sn,Pb,Mo,V及びNbからなる群より選ばれる一種以上の
元素を示す。Mの元素の中、3価元素のAl,Ga,Cr,Mn,S
c,In,Ru,Rh及びCoは単独で、2価元素のCo,Fe,Cu,Ni及
びZn、又は1価元素のLiは、4価元素のSi,Ge,Zr,Ti,H
f,Sn,Pb及びMo、又は5価元素のV及びNbとの組み合わ
せで3価と等価な元素として置換されることが好まし
い。
前記一般式におけるそれぞれの元素の割合は、a+b
+c+d=7.5〜8.0、a+b=2.0〜3.5、c+d=4.5
〜6.0、a=0.5〜3.5、b=0〜2.5、c=3.0〜6.0、d
=0〜2.0であり、eは他の元素の原子価を満足する酸
素の原子数である。
本発明において、ガーネットの希土類元素の一部を好
ましくは0.25〜2.5のBiで置換することにより、ファラ
デー回転角を大きくすることができる。また、鉄の一部
を好ましくは0.3〜2.0のMで置換することにより、キュ
リー温度を下げ、飽和磁化を小さくすることができる。
また、本発明においては、前記希土類元素鉄ガーネッ
ト微粒子のRの一部がさらに、Pb,Ca,Mg等の2価元素で
置換されてもよく、その場合に、Mの4価または5価元
素で電荷補償してもよい。
本発明における希土類鉄ガーネット微粒子の平均粒子
径は30〜1000Å、好ましくは100〜600Åである。平均粒
子径が30Åよりも小さくなると熱撹乱のために超常磁性
となってしまう。また、1000Åよりも大きくなると光の
散乱が起こり、ノイズが発生するので好ましくない。ま
た、粒子形状は光学的に対称であることが好ましく、球
状が望ましいが、多面体状、板状でもよい。
本発明においては、前記一般式で表される希土類鉄ガ
ーネットを構成する割合で選ばれた各元素の化合物と、
ガラス形成物質とを混合し、これを加熱、溶融した後、
急速冷却して非晶質体を得る工程と、該非晶質体を熱処
理して、該非晶質体中に希土類鉄ガーネット微粒子を析
出させた後、該非晶質体を酸処理してガラス形成物質を
除く工程により希土類鉄ガーネット微粒子が得られる。
本発明の第1工程では、前記一般式で表される希土類
鉄ガーネットを構成する割合で選ばれた各元素の化合物
と、ガラス形成物質とを混合し、これを加熱、溶融した
後、急速冷却して非晶質体を得る。
前記各元素の化合物としては、例えば、酸化物、水酸
化物、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、有機酸塩、キレート化
合物、アルコキシド等を用いることができる。
また、各元素の割合は、前記一般式で表される希土類
ガーネットを構成する各元素の割合で定まるが、R及び
Biについては、その必要量よりも10モル%程度まで過剰
に用いてもよい。
ガラス形成物質としては、溶融温度で融解するが分解
しない化合物が用いられ、例えば、ホウ酸、酸化ホウ素
等のホウ素化合物や酸化バリウム、炭酸バリウム、酸化
ストロンチウム、炭酸ストロンチウム等のアルカリ土類
金属化合物等が用いられる。
ガラス形成物質の使用量は、前記各元素の化合物とガ
ラス形成物質との混合物に対して、10〜80重量%、特に
20〜70重量%の範囲が好ましい。ガラス形成物質が10重
量%よりも少ないと、粒子が大きくなったり、粒度分布
が広くなったりする。また80重量%よりも多いと第2工
程におけるガラス形成物質の除去に多大な労力や時間を
要するので好ましくない。
前記各元素の化合物とガラス形成物質との混合は、同
時に行ってもよく、逐次行ってもよい。また、前記各元
素の化合物を含む共沈殿物を共沈法などの方法により調
製し、これにガラス形成物質を混合してもよい。
次いで、得られた混合物を加熱、溶融する。溶融温度
は、900〜1400℃、特に1000〜1400℃の範囲が好まし
い。溶融に用いる容器は、白金、マグネシア、ジルコニ
ア等の耐熱性の材質のものを用いることができる。溶融
は空気又は酸素雰囲気で行うことができる。
次に、この溶融液を急速冷却して非晶質体を獲る。冷
却の速度は1000℃/秒以上が好ましい。溶融液を冷却す
る方法としては、例えば、2枚の厚手の金属板の一方に
溶融液を滴下し、溶融液が冷却・固化する前に他方の金
属板で押さえつける方法、溶融液を加圧、噴出させて回
転双ロールの間に注ぐ方法等が用いられる。
本発明の第2工程では、第1工程で得られた非晶質体
を熱処理して、該非晶質体中に希土類鉄ガーネット微粒
子を析出させた後、得られた非晶質体を酸処理してガラ
ス形成物質を除く。
熱処理は、酸素含有雰囲気中で400〜900℃で1〜10時
間行うことが望ましい。熱処理後の非晶質体の冷却は、
3℃/分よりも遅い速度で冷却することが好ましい。
次いで、得られた非晶質体を酸処理した後、洗浄、濾
過、乾燥することにより、希土類鉄ガーネット微粒子粉
末が得られる。酸としては、塩酸、硝酸、硫酸等の鉱酸
の5重量%以下の濃度の水溶液、酢酸、プロピオン酸、
酪酸等の有機酸が用いられる。
本発明により得られるガーネット微粒子粉末は、光ア
イソレータ、光サーキュレータ、光スイッチ、光導波
路、光メモリ等の用途に用いられる。
例えば、基板上に、ガーネット微粒子粉末とバインダ
ーからなる磁性層を設けることにより光磁気記録媒体が
得られる。
バインダーとしては、無機酸化物の非晶質バインダー
や有機バインダーが用いられる。特に、光散乱によるノ
イズを少なくするために、バインダの屈折率が希土類鉄
ガーネット微粒子の屈折率とマッチングしていることが
望ましく、希土類鉄ガーネット微粒子の屈折率に対する
ずれが±20%以下、特に±10%以下であることが好まし
い。
磁性層の厚みは、0.05〜2.0μm、特に0.2〜1.0μm
の範囲が記録ビットの安定性の上で好ましい。
磁性層は、希土類鉄ガーネット微粒子及びバインダー
を水又は有機溶媒中に分散又は溶解させ、基板上に塗布
した後、加熱処理等によりバインダーを硬化させること
により形成される。この際、希土類鉄ガーネット微粒子
に、バインダーの硬化による応力がかかることにより基
板に対して垂直方向に磁化が揃う。また、磁場を基板に
対して垂直方向にかけることにより、配向処理を行って
もよい。
基板としては、特に制限はなく、単結晶基板、多結晶
基板、ガラス等の非晶質基板、その他複合基板等の無機
材料基板、またはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹
脂等の有機材料基板を用いることができる。
また、基板と磁性層の間又は磁性層の上に光反射層を
設けることもできる。光反射層としては、Cu,Cr,Al,Ag,
Au,TiN等が用いられる。この光反射層は、塗布法、めっ
き法、蒸着法等により基板上又は磁性層上に形成され
る。
(実施例) 以下に実施例および比較例を示し、さらに詳しく本発
明について説明する。
実施例1 B2O326.7モル%、BaO 33.3モル%、Fe2O325.0モル%
及びY2O315.0モル%になるように、H3BO3、BaCO3、Fe2O
3及びY2O3の粉末を混合し、その100gを先端にノズルを
有する白金坩堝に入れ、高周波加熱ヒーターを用いて、
酸素雰囲気下で1350℃で加熱・溶融させた。この溶融液
を、空気圧を用いてノズル先端より噴出させ、回転双ロ
ール上に注いで、厚み50μmの非晶質体を作製した。回
転双ロールの直径は20cmで、回転数は1000rpmであっ
た。溶融液の冷却速度は、5000℃/秒であった。
この非晶質体を、電気炉中で800℃で2時間熱処理し
た。熱処理後の非晶質体を30重量%酢酸水溶液で洗浄
し、ガラス形成物質を除去した後、水洗、濾過、乾燥し
てガーネット微粒子を得た。
得られたガーネット微粒子は、平均粒子径380Åであ
り、X線粉末回折スペクトルおよび組成分析の結果、 Y3.0Fe5.0O12 であり、ガーネット単相であった。
実施例2 実施例1において、B2O326.7モル%、BaO33.3モル
%、Fe2O325.0モル%、Y2O37.5モル%及びBi2O37.5モル
%の割合の混合粉末を用いたほかは、実施例1と同様に
して非晶質体を作製した。
この非晶質体を、電気炉中で700℃で2時間熱処理し
た。熱処理後の非晶質体を30重量%酢酸水溶液で洗浄
し、ガラス形成物質を除去した後、水洗、濾過、乾燥し
てガーネット微粒子を得た。
得られたガーネット微粒子は、平均粒子径370Åであ
り、X線粉末回折スペクトルおよび組成分析の結果、 Y1.5Bi1.5Fe5.0O12 であり、ガーネット単相であった。
実施例3 実施例1において、B2O326.7モル%、BaO33.3モル
%、Fe2O321.0モル%、Al2O34.0モル%、Ga2O37.5モル
%及びBi2O37.5モル%の割合の混合粉末を用いたほか
は、実施例1と同様にして非晶質体を作製した。
この非晶質体を、電気炉中で700℃で2時間熱処理し
た。熱処理後の非晶質体を30重量%酢酸水溶液で洗浄
し、ガラス形成物質を除去した後、水洗、濾過、乾燥し
てガーネット微粒子を得た。
得られたガーネット微粒子は、平均粒子径410Åであ
り、X線粉末回折スペクトルおよび組成分析の結果、 Gd1.5Bi1.5Fe4.2Al0.8O12 であり、ガーネット単相であった。
実施例4 実施例1において、B2O326.7モル%、BaO33.3モル%F
e2O321.0モル%、Al2O34.0モル%、Dy2O37.5モル%及び
Bi2O37.5モル%の割合の混合粉末を用いたほかは、実施
例1と同様にして非晶質体を作製した。
この非晶質体を、電気炉中で700℃で2時間熱処理し
た。熱処理後の非晶質体を30重量%酢酸水溶液で洗浄
し、ガラス形成物質を除去した後、水洗、濾過、乾燥し
てガーネット微粒子を得た。
得られたガーネット微粒子は、平均粒子径390Åであ
り、X線粉末回折スペクトルおよび組成分析の結果、 Dy1.5Bi1.5Fe4.2Al0.8O12 であり、ガーネット単相であった。
また、この微粒子の屈折率は2.6であった。
この微粒子粉末を、硝酸ビスマス、硝酸イットリウム
及び硝酸第二鉄をBi:Y:Fe=28:10:62のモル比で含有す
る水溶液中に加え、十分分散させた後、直径3インチ、
厚さ1mmのガラス基板上に塗布した。次いで、250℃で加
熱分解することにより、希土類鉄ガーネット微粒子を含
有するアモルファスBiYFe酸化物膜を形成させた。この
バインダの屈折率は2.6であった。
得られた塗膜の厚みは0.5μmであった。
この塗膜の上にアルミニウムの反射膜を蒸着法により
形成させて光磁気記録媒体を得た。
得られた媒体の膜面に垂直な方向の磁界に対する633n
mの光のファラデー回転角を偏光面変調法により測定し
たところ1.0degであった。
また、この媒体についてS/Nを評価したところ、60dB
と非常に高くノイズが少ないことがわかった。
比較例1 Bi2O30.030モル、Dy2O30.030モル、Fe2O30.085モル、
Al2O30.016モルをNaClと混合して1200℃で焼成すること
により、ガーネット微粒子を得た。
得られたガーネット微粒子は、平均粒子径3μmであ
り、X線粉末回折スペクトルおよび組成分析の結果、 Dy1.5Bi1.5Fe4.2Al0.8O12 であり、ガーネット単相であった。
この粒子を用いて、実施例4と同様にして光磁気記録
媒体を製造した。
得られた媒体の膜面に垂直な方向の磁界に対する633n
mの光のファラデー回転角を偏光面変調法により測定し
たところ0.9degであった。
また、この媒体についてS/Nを評価したところ、20dB
と低かった。
(発明の効果) 本発明により得られるガーネット微粒子粉末は、耐触
性に優れ、磁気光学効果が大きく、光透過性にも優れて
おり、光アイソレータ、光サーキュレータ、光スイッ
チ、光導波路、光メモリ等の用途に好適に用いられる。
また、生産性も良好である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 RaBibFecMdOe (ただし、RはY及びランタン系列元素からなる群より
    選ばれる一種以上の希土類元素を示し、MはAl,Ga,Cr,M
    n,Sc,In,Ru,Rh,Co,Fe(II),Cu,Ni,Zn,Li,Si,Ge,Zr,Ti,
    Hf,Sn,Pb,Mo,V及びNbからなる群より選ばれる一種以上
    の元素を示し、a+b+c+d=7.5〜8.0、a+b=2.
    0〜3.5、c+d=4.5〜6.0、a=0.5〜3.5、b=0〜2.
    5、c=3.0〜6.0、d=0〜2.0であり、eは他の元素の
    原子価を満足する酸素の原子数である。)で表される希
    土類鉄ガーネットを構成する割合で選ばれた各元素の化
    合物と、ガラス形成物質とを混合し、これを加熱、溶融
    した後、急速冷却して非晶質体を得る工程と、該非晶質
    体を熱処理して、該非晶質体中に希土類鉄ガーネット微
    粒子を析出させた後、該非晶質体を酸処理してガラス形
    成物質を除く工程により、前記一般式で表され、かつ平
    均粒子径が30〜1000Åである希土類鉄ガーネット微粒子
    を得ることを特徴とするガーネット微粒子粉末の製造方
    法。
JP29742889A 1989-11-17 1989-11-17 ガーネット微粒子粉末の製造方法 Expired - Lifetime JP2817278B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29742889A JP2817278B2 (ja) 1989-11-17 1989-11-17 ガーネット微粒子粉末の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29742889A JP2817278B2 (ja) 1989-11-17 1989-11-17 ガーネット微粒子粉末の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03159920A JPH03159920A (ja) 1991-07-09
JP2817278B2 true JP2817278B2 (ja) 1998-10-30

Family

ID=17846388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29742889A Expired - Lifetime JP2817278B2 (ja) 1989-11-17 1989-11-17 ガーネット微粒子粉末の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2817278B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM397267U (en) * 2010-07-20 2011-02-01 Zhu Zhen Gang Oscillation exercise device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03159920A (ja) 1991-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4493874A (en) Production of a magnetic powder having a high dispersibility
US4341648A (en) Method for manufacturing magnetic powder for high density magnetic recording
JPS6015577B2 (ja) 磁気記録用磁性粉の製造方法
US4690768A (en) Process for the preparation of ferrite magnetic particulate for magnetic recording
US4493779A (en) Process for the preparation of ferrite magnetic particulate for magnetic recording
Ram Crystallisation of BaFe12O19 hexagonal ferrite with an aid of B2O3 and the effects on microstructure and magnetic properties useful for permanent magnets and magnetic recording devices
JP2817278B2 (ja) ガーネット微粒子粉末の製造方法
JPH0986906A (ja) 機能性薄膜用機能性酸化物粉末の製造方法
JP2721205B2 (ja) 非晶質酸化物磁性体及び磁心及び磁気記録媒体
JP5420959B2 (ja) 六方晶系フェライト粉末およびそれを用いた磁気記録媒体並びにその製造方法
EP0428155A2 (en) Rare earth-iron-garnet fine particles and magneto-optical material using the same
JP2611845B2 (ja) ガーネット微粒子粉末の製造方法
JPH0497915A (ja) ガーネット微粒子粉末の製造方法
JPS6015575B2 (ja) 磁気記録用磁性粉の製造方法
JP2611844B2 (ja) ガーネット微粒子粉末の製造方法
JP2687185B2 (ja) 磁気光学材料及び光磁気記録媒体
JP2935385B2 (ja) 複合酸化物磁性粉末及びそれを用いた光磁気記録媒体
JP4051767B2 (ja) 希土類鉄ガーネット粒子および光磁気記録媒体
JPS61101450A (ja) 非晶質強磁性酸化物
JP2611843B2 (ja) ガーネット微粒子粉末の製造方法
JPH0791067B2 (ja) ガーネット微粒子粉末の製造方法
JP2696726B2 (ja) ガーネット微粒子粉末
JPH0757694B2 (ja) ガーネット微粒子粉末
JPH0474722A (ja) ガーネット微粒子粉末の製造法
JPS6127329B2 (ja)