JP6157552B2 - 六方晶フェライト磁性粉の製造方法 - Google Patents
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本発明に従う性質を有する磁性粉末は、例えば下記のような手法を用いて製造することができる。本明細書ではいわゆるガラス結晶化法といわれる手法を用いた例について示す。
本発明に従う粒子は、主構成成分となる鉄とアルカリ土類金属(A)の他、保磁力を調整するための2価、4価の添加元素(M1,M2)や、形状を制御するための添加元素であるビスマス(Bi)、および熱安定性のためのニオブ(Nb)の添加を含む。また、さらなる添加元素として希土類元素が含まれる。とりわけ希土類元素の添加は粒子の微粒子化が促進されるようになり、上述の課題の1つである小粒子体積化(高比表面積化)が比較的調整しやすくなるので好ましい。
本発明のフェライト磁性粉の粒子は、次に示す物理特性を有する。すなわち、平均粒子径(板状であるときは板径、球形である場合には直径に該当する)が10〜50nm、好ましくは10〜25nmである。50nmよりも大きいと、記録媒体化した時のノイズが高くなるため高密度記録に適さない。また、10nmよりも小さい粒子になると、熱安定性が悪くなるので好ましくない。
得られた磁性粉は、以下に示す方法により物性を評価した。
得られたフェライト磁性粉の組成は、最終的に得られたフェライト磁性粉を下記に示す方法により評価した。鉄は試料を溶解し、平沼産業株式会社製の平沼自動滴定装置(CONTIME−980型)を使用して定量した。また、その他の成分の定量は、粉体を溶解させ、日本ジャーレルアッシュ株式会社製の高周波誘導プラズマ発光分析装置ICP(IRIS/AP)を使用し定量した。
窒素を用いた比表面積の算出は、BET一点法を用いて測定し、測定装置はユアサイオニクス株式会社製の4ソーブUSを使用して測定した。
水銀を用いた細孔径分布と比表面積の算出は水銀圧入法を用いて測定した。測定装置は、Micromeritics Instrument Corporation社製のAuto Pore IV 9500を用いた。測定時の加圧は0.4〜30000psiの範囲とした。これにより測定できる細孔の大きさはおおよそ440000〜6.5nmの範囲に相当する。
粒子が球形であると近似し、比表面積と粒子径の間に成立する(換算粒子径)=6/バリウムフェライトの密度/比表面積、で算出した。それぞれ、水銀圧入法、BET法から算出される比表面積値、およびバリウムフェライトの密度としては5.3(g/cm3)として計算した。なお、後述する表1では、水銀圧入法で求めた換算粒子径は「圧入粒子径」とよび、BET法で求めた換算粒子径を「BET粒子径」と呼ぶ。
フェライト磁性粉またはガラス体をφ6mmのプラスチック製容器に詰め、東英工業株式会社製のVSM装置(VSM−P7−15)を使用して、外部磁場795.8kA/m(10kOe)で、保磁力Hc(kA/m、Oe)、飽和磁化σs(Am2/kg)、角形比SQ、粉体のBSFD(バルク状態におけるSFD値)を測定した。
得られた磁性粉末(最終製品としてのフェライト磁性粉)0.35gを秤量して(内径45mm、深さ13mmの)ポットに入れ、蓋を開けた状態で10分間放置した後、マイクロピペットでビヒクル(日本ゼオン株式会社製の塩化ビニル系樹脂MR−555(20質量%)と、東洋紡株式会社製のバイロン(登録商標)UR−8200(30質量%)、シクロヘキサノン(50質量%)と、アセチルアセトン(0.3質量%)と、ステアリン酸−n−ブチル(0.3質量%)の混合溶液)1.1mLを添加し、その直後にスチールボール(2φ)30g、ナイロンボール(8φ)10個をポットに加えて、蓋を閉じた状態で10分間静置した。
主構成成分として、酸化鉄162.0g(株式会社テツゲン製/HRT)、炭酸バリウム(堺化学工業株式会社製/BW−P)290.0gを秤量し、ガラス形成成分として酸化ホウ素(Borax製/工業用)89.4g、添加物として酸化コバルト(和光純薬工業株式会社製/特級試薬)6.1g、二酸化チタン(和光純薬工業株式会社製/特級試薬)6.5g、酸化ビスマス(関東化学株式会社製/試薬)18.9g、酸化ニオブ(キシダ化学製/試薬)27.3gをそれぞれ秤量した。
ガラス体の形成は同様にし、熱処理時の昇温速度を各々変化させた以外は同様にしてフェライト磁性粉を形成させた。得られたフェライト磁性粉の物理特性を表1に、磁気特性を表2に示す。また、実施例4のフェライト磁性粉について表面の細孔分布の状態を水銀圧入法により測定したところ、図2に示すような細孔の存在状態であった。
ガラス体の形成法において、吹き出し速度を各々変化させ、ガラス体の冷却速度を調整することでガラス体の飽和磁化(初期ガラスσs)を各々変化させたものを比較した。また、実施例8は実施例7の熱処理時の昇温速度違いを示す。得られたフェライト磁性粉の物理特性を表1に、磁気特性を表2に示す。
主構成成分として、酸化鉄484.4g(株式会社テツゲン製/HRT)、炭酸バリウム(堺化学工業株式会社製/BW−P)810.2gを秤量し、ガラス形成成分として酸化ホウ素(Borax製/工業用)436.6g、添加物として酸化コバルト(和光純薬工業株式会社製/特級試薬)2.9g、二酸化亜鉛(和光純薬工業株式会社製/特級試薬)8.8g、酸化ビスマス(関東化学株式会社製/試薬)56.5g、酸化ニオブ(キシダ化学製/試薬)9.6gをそれぞれ秤量した。
実施例1における熱処理時の昇温速度(0.2℃/min)を早めた(30℃/min)以外は実施例1を繰り返した。得られたフェライト磁性粉の物理特性を表1に、磁気特性を表2に示す。
Claims (4)
- 酸化ホウ素を含むガラス成分および六方晶フェライト形成成分を溶融させる工程と、
該溶融物をアトマイズ法で急冷し、飽和磁化0.25Am2/kg以下の範囲に調整した固形物を得る工程と、
該固形物を450〜700℃の熱処理温度で熱処理して固形物中にフェライトを析出させる工程とを含み、
BET法による比表面積値と水銀圧入法による比表面積値の比に基づいて(2)式で算出される6.5nm以下の微細細孔径の構成割合が35%以下であり、
前記熱処理温度には、0.2〜4.0℃/minの昇温速度で到達させる六方晶フェライト磁性粉の製造方法。
微細細孔径の構成割合=100−(水銀圧入法での比表面積値)/(BET法での比表面
積値)×100・・(2) - 前記熱処理温度は、2段階で行われる請求項1に記載された六方晶フェライト磁性粉の製造方法。
- 前記アトマイズ法はガスアトマイズ法である、請求項1または2に記載の六方晶フェライト磁性粉の製造方法。
- 前記六方晶フェライト磁性粉の形成成分には、ビスマスおよびニオブまたは希土類元素を含む、請求項1ないし3のいずれか1の請求項に記載の六方晶フェライト磁性粉の製造方法。
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