JPH02205601A - 強磁性金属粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強磁性金属粉末に関し特に高密度磁気記録媒
体に使用される強磁性金属粉末に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

非磁性支持体上に強磁性粉末と結合剤樹脂を主体とする
磁性層を有する磁気記録媒体においては、記録密度の向
上の目的からその強磁性粉末として強磁性金属粉末が使
用されている。

そして、オーディオテープ、ビデオテープ、フロッピー
ディスク等に実用化されている。

前期強磁性金属粉末の問題点として、化学的に不安定で
あって、酸素や水と反応し易く、空気中、特に高湿度下
に置かれたりすると次第にその磁気特性が劣化してしま
う。

強磁性金属粉末の化学的安定性を改良するために従来よ
り様々な方法が提案されている。

例えば、特開昭５５−１２５２０５号公報等に開示され
ているように、強磁性金属粒子の表面に酸化物の層を形
成する方法、特開昭４６−５０５７号公報等に開示され
ているように強磁性金属粒子の表面に各種の有機化合物
の保護層を形成する方法、特開昭５９−２７３７１１号
公報等に開示されているように強磁性金属粒子の表面に
酸化物の層を設けた後に加熱処理することによって酸化
物層の構造を緻密にして保護効果を高める方法等が提案
されている。

しかしながら、従来の方法にはいずれも何らかの欠点が
あり、強磁性金属粉末の化学的安定性を充分なものとす
ることができない。

すなわち、強磁性金属粒子の表面に酸化物の層を形成す
る方法では、酸素原子が経時により次第に粒子内部に拡
散して強磁性金属粉末の磁気特性を結局は低下させてし
まうという問題があった。

シリコーンや樹脂などの有機化合物の保護層を形成する
方法においては、酸素や水分を遮断するに充分なだけの
保護層とするためには、比較的多量の有機化合物を表面
に被覆せねばならず、強磁性金属粉末の飽和磁化（σＳ
）が低下を避けられないという問題があった。

酸化物の層を加熱処理して緻密にする方法は、加熱の工
程が煩雑であり、工程条件の安定性が確保し難いという
問題があり、まだなお充分な効果が得られていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あり、磁気特性が優れかつ酸化安定性の高い強磁性金属
粉末の提供を目的としている。

〔問題点を解決する手段〕

上記本発明の目的は、希土類金属と酸素よりなる表面層
を有する強磁性金属粒子よりなる強磁性金属粉末により
達成される。

本発明の強磁性金属粉末は、その強磁性金属粒子の表面
に希土類金属と酸素よりなる表面層があり、Ｆｅまたは
Ｃｏよりも希土類金属の方が酸化し易いために、酸素原
子が金属粒子に近づいても、表面層にその酸素原子を引
き付けて、粒子内部に侵入して強磁性金属粒子を達成す
る磁性金属の酸化物の生成を有効に防止できるものと考
えられる。

そのため、本発明の強磁性金属粉末の酸化安定性は著し
く向上し、空気中に長期間おかれても飽和磁化（σＳ）
等の磁気特性があまり低下することがない。

従って、本発明の強磁性金属粉末を用いた磁気記録媒体
は、出力、Ｃ／Ｎ等の電磁変換特性が優れていると同時
に保存安定性が良好で、例えば高温高湿度の苛酷な環境
条件下で使用されても特性の劣化を懸念することなく、
使用することができ本発明の強磁性金属粉末を製造する
方法としては、種々の方法があり、例えばα−ＦｅＯＯ
Ｈ及び／又はＣｏ　（ＯＨ）＊を加熱脱水した後、水素
ガス雰囲気で還元し、次いで真空蒸着法により希土類金
属を粒子表面に被着して、徐々に酸化する方法。

α−ＦｅＯＯＨなどの鉄化合物に希土類金属塩を被着し
た後、加熱脱水し、さらに水素ガス雰囲気で還元する方
法等がある。

本発明の強磁性金属粉末において、その強磁性金属粒子
の表面に希土類金属と酸素とからなる表面層が形成され
ていること及びその厚さは、オージェ電子分光法、蛍光
Ｘｉ回折により求めた含有量から計算により求めること
ができる。

前記表面層の厚さは、１００Å以下であり、望ましくは
、３０Å以下である。

前記表面層の厚さが、１００人を越えると飽和磁化量（
σＳ）が低下するので望ましくない。

前記表面層の厚さは、例えば希土類金属塩の仕込量で調
整する。または、真空蒸着法によって所望量の希土類酸
化物を蒸着する、のような方法で調整する。

前記表面層中の希土類金属と酸素の原子比率は、希土類
金属が３０％以下であることが望ましい。

希土類金属の比率が、あまり大きくなると、表面層の希
土類酸化物層の厚さが、厚すぎ、σＳが小さくなってし
まう。

前記表面層の希土類金属としては、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｄｙ、
、Ｇｄ５ＴｂＳＹ、Ｈδ、Ｅ「、Ｔｍ、Ｙｂ。

Ｌｕであり、望ましくはＮｄ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｔｂ
及びＹであり、特にＮｄ、　Ｄｙ、Ｙが好ましい。

本発明の強磁性金属粉末の組成は、ＦｅもしくはＣｏを
主体とする合金が望ましい。

本発明の強磁性金属粉末の組成は、上記以外の元素を加
えてその特性を改良することもできる。

例えば、Ｎｉｓ　Ｚｒｓ　Ｔｉ５Ａ１．、Ｓ　Ｌ　Ｂ％
■、Ｃｒ、Ｍｎｓ　Ｃｕ５ＺｎＳＰＳＳｎ、Ｓｂ等を導
入して酸化安定性をさらに改良することができる。

本発明の強磁性金属粉末における前記表面層の効果は、
強磁性金属粒子の大きさが小さいほど顕著となる。しか
し、強磁性金属粒子の大きさがあまり小さくなると表面
層の粒子に占める割合が大きくなり、磁気特性の低下を
もたらす。

従って、強磁性金属粉末の強磁性金属粒子の大きさは比
表面積で４０ｆｆｒ／ｇｒ以上、望ましくは４０ないし
８０ｎ？／ｇｒであり、Ｘ線回折分析により求められる
結晶子サイズでは、１５０乃至２５０人である。

また、前記表面層に希土類金属と酸素以外の元素を導入
することもできる０例えば、粒子同志の焼結を防止する
目的でＳｉ、Ａｊ！、Ｂを導入することもできる。

ただし、本発明の目的を有効に達成するために、希土類
金属及び酸素以外の元素は、１０重量％以下に抑えるこ
とが望ましい。

〔発明の効果〕

強磁性金属粉末の強磁性金属粒子の表面に希土類金属と
酸素とよりなる表面層を形成することにより、強磁性金
属粉末の磁気特性を劣化させることなくその酸化安定性
を向上させることができる。

以下の実施例、比較例により本発明の強磁性金属粉末の
新規な効果をなお一層明確にする。

なお、「部」とあるのは、「重量部」のことである。

〔実施例−１〕 Ｎｉを５重量％含有した２００部のα−ＦｅＯＯＨを水
の中に均一に懸濁させ、次いで、その懸濁液中にケイ酸
ナトリウム２３．６部加えて、約０．５時間撹はんした
。

次に、硝酸ネオジウムを５５部加え、０．５時間撹はん
した。

懸濁液を濾過、水洗した後、電気炉に入れて１００℃で
約１０時間乾燥して、粒子表面に希土類金属が被着した
α−ＦｅＯＯＨの乾燥粉末を得た。

得られた乾燥粉末を、２１部分の流速で窒素ガスを送り
なから４００乃至６００℃の温度に保持して１時間加熱
脱水処理後、２１部分の流速で水素ガスを送りながら、
２００乃至６００℃で３時間加熱還元処理をして、Ｆｓ
粒子表面上にＮｄを主体とする表面層有する強磁性金属
粉末を得た。

さらに、空気と窒素の体積比が１１０のガスを２１７分
で５時間導入して、Ｆｅ粒子表面に被着しているＮｄを
徐々に酸化して、Ｆｅの強磁性金属粒子の表面に希土類
金属と酸素とよりなる表面層を形成した。

以上のようにして得られた強磁性金属粉末をオージェ電
子分光法により解析したところ、Ｆｅ金属粒子の表面に
厚さ３０人の希土類金属４０原子％酸素６０原子％から
なる表面層が形成されていることが分かった。

また、ＢＥＴ法により表面積を測定したところ４７＋ｄ
／ｇｒであった。

さらに、振動試料型磁束計を用いて外部磁場１０ｋＯｅ
の条件における、前記強磁性金属粉末の飽和磁化量（σ
Ｓ）を測定したところ、１０００ｍ　ｕ　／　ｇ　ｒで
あった。

次に、前記強磁性金属粉末をｇｒ採り、６０℃９０％Ｒ
Ｈの雰囲気にある、恒温恒湿槽内に７日間保存した後、
その飽和磁化量（σＳ）を測定したところ、１３６部ｍ
ｕ／ｇｒであった。

〔比較例−１〕 ａ−ＦｅＯＯＨ懸濁液にＮｄ（ＮＯｘ）の溶液を加えて
、処理することをしなかった以外は、実施例−１と同一
の条件で、表面に希土類金属と酸素とからなる表面層が
無い強磁性金属粉末を得た。

得られた強磁性金属粉末を実施例−１と同じくオージェ
電子分光法によって、解析したところ、Ｆｅ金属粒子の
表面は、工さ２５人の酸化鉄の層が形成されていること
が分かった。

また、ＢＥＴ法により表面積を測定したところ５３ｒｒ
ｒ／ｇｒであった。

さらに、振動試料型磁束計を用いて外部磁場１０ｋＯｅ
の条件における、前記強磁性金属粉末の飽和磁化量（σ
Ｓ）を測定したところ、１０００ｍｕ／ｇｒであった。

次に、前記強磁性金属粉末を１０部採り、６０℃９０％
ＲＨの雰囲気にある、恒温恒湿槽内に７日間保存した後
、その飽和磁化量（σＳ）を測定したところ、９８　ｅ
　ｍ　ｕ　／　ｇ　ｒであった。

以上より、希土類金属と酸素とよりなる表面層がない強
磁性金属粉末では、表面に酸素があっても作成直後の飽
和磁化量（σＳ）も小さく、また、高温恒温度下に放置
されると（σＳ）が著しく低下することが分かった。（
比較例−１）それに対し、本発明の強磁性金属粉末のよ
うに、希土類金属と酸素よりなる表面層があると、作成
直後の（σＳ）も大きくできるし、また高温高湿度下に
放置されても（σＳ）の低下はかなり軽減された。

〔比較例−２〕 比較例−１において、α−ＦｅＯＯＨの加熱脱水処理後
、酸素と窒素の混合ガスにかえて、窒素ガスを導入して
４００℃で２時間加熱処理した以外は、比較例＝１と同
一の条件で、強磁性金属粉末を得た。

比表面積は、５１ｍ／ｇｒであった。

作成直後の強磁性金属粉末の飽和磁化量（σＳ）は、１
１７ｅｍｕ／ｇｒであった。

６０℃９０％ＲＨの雰囲気にある、恒温恒湿槽内に７日
間保存した後の飽和磁化量（σＳ）は、ｇ　５　ｅｍｕ
／ｇ　ｒであった。

〔実施例−２〕 硝酸ネオジウムの代わりに、希土類金属塩として、硝酸
テルビウム５０部を使用した以外、実施例−１と同一の
条件で比表面積４５ｒｒｆ／ｇｒの強磁性金属粉末を得
た。

表面層は、組成がテルビウム３８原子％、酸素６２原子
％で、厚さが２５人であった。

以上のようにして、得られた各強磁性金属粉末の飽和磁
化を作成直後と６０℃９０％ＲＨの条件の恒温恒湿槽に
７日間放置した後に測定した。

その結果は、第１表に示すとうりであった。

第１表 手続補正書 第１表に示した結果から明らかなごとく、強磁性金属粒
子の表面に、希土類金属と酸素とよりなる表面層を有す
る、実施例−１及び実施例−２の強磁性金属粉末は、そ
のよう表面層を有しない比較例−１及び比較例−２の強
磁性金属粉末よりも高温高湿度下に放置されても、その
磁気特性の低下が小さいことが分かった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）希土類金属と酸素よりなる表面層を有する強磁性
   金属粒子よりなる強磁性金属粉末。
2. （２）希土類金属が、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｔｂ及
   びＹのうちの少なくとも一種から選ばれた元素であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の強磁性金属粉末。
3. （３）強磁性金属粒子が、ＦｅもしくはＣｏを主体とす
   る合金であることを特徴とする請求項１記載の強磁性金
   属粉末。