JPH0313511A - 金属磁性粉の製造法 - 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】 〔発明の背景〕 （産業上の利用分野） 本発明は、金属磁性粉の製造方法に関する。更に詳しく
は、本発明は磁気的劣化に対する抵抗力が強く、発火点
の高い、耐酸化性に優れた金属磁性粉末の簡便かつ経済
的な製造法に関する。

（従来の技術） 近年、磁気記録媒体の磁性材料として、鉄を主成分とす
る強磁性金属粉末が注目され用いられるようになった。

この強磁性金属粉末は、従来の酸化鉄系磁性材料と比較
して保磁力、飽和磁化量に優れており、高密度記録の達
成が可能であるが、他方、耐酸化性が劣るという最大の
欠点を有している。

磁気記録媒体に用いられる強磁性金属粉末は比表面接が
大きく化学的に極めて活性であり、大気中に取り出すと
急激な酸化反応による発熱や発火が起こってしまう。

このため強磁性金属粉末を安定化させる方法として、金
属粉末表面に酸化被膜を形成する方法が提案されていて
、具体的には金属粉末を有機溶剤に浸漬して酸素含有不
活性ガスを通して溶液中で酸化被膜を形成する方法（特
開昭５２−８５０５４号他）や５気相中で酸素含有不活
性ガスを接触し酸化被膜を形成する方法（特開昭４８−
７９１５３号他）等６ある。

また、本発明者等は、遷移金属カルボニル化合物を不活
性ガス中に希釈して気相熱分解を行なうことによる強磁
性粉末の製造方法を先に提案しく特開昭６３−２７０４
０５号他）、得６れた強磁性粉末について上記の徐酸化
法により強磁性粉末の安定化を試みている。

しかしながら、これらの徐酸化方法では磁気的に強く凝
集した状態で酸化反応を行うため、酸素の金属粒子表面
層への拡散が不充分で酸化反応が不均一に起こるという
不都合が生じ、酸化被膜の形成反応が不充分で実用的な
使用条件では経時劣化が起こるという問題を残していた
。

〔発明の概要〕

（要　旨） 本発明者等は、以上の状況に鑑み、耐酸化性が向上した
金属磁性粉の製造方法について鋭意検討の結果、本発明
をなし得た。

すなわち、本発明による金属磁性粉の製造法は、水素、
一酸化炭素、不活性ガス、またはこれらの混合物からな
る希釈ガスで希釈された遷移金属カルボニル化合物を気
相熱分解して該金属の磁性粉末を生成させ、次に該磁性
粉末の生成する反応部から捕集部の間で、前記生成磁性
粉末を酸素または不活性ガスで希釈した酸素と６０℃以
上の温度で接触させることにより該生成磁性粉末の表面
に酸化被膜を形成させることを特徴とするものである。

（効　果） 本発明によれば、金属磁性粉上に均一な酸化被膜を形成
することができ、磁気特性（飽和磁化）の経時変化が小
さく、発火点の高い安定な金属磁性粉末を複雑な操作な
しに、容易に得ることができる。

本発明の方法においては、金属磁性粉への酸化被膜の形
成反応が金属粉の生成直後、希釈ガスに分散された状態
で行われるため、捕集後金属磁性粉同志が凝集した状態
で酸化被膜の形成が行われる場合に比較して、酸素の金
属粒子表面層への拡散が充分に行われ、均一な酸化被膜
の形成が行われるため、極めて安定な金属磁性粉末が得
られる。

また、本発明の方法によれば、金属磁性粉の酸化被膜形
成が金属粉の移送過程で行われるため、徐酸化のための
特別な反応器を必要とせず、また気相熱分解で用いた稀
釈ガスを流用できるので、希釈ガス量も軽減できること
より経線的にも有利である。

〔発明の詳細な説明〕

く金属磁性粉の生成〉 本発明により表面に酸素被膜を形成すべき金属磁性粉は
、例えば、既に本発明者等が出願した特開昭６３−２７
０４０５号、同６３− ２７０４０６号、同６４−８３６０５号、特願昭６３−
２２１９５２号、同６３−２７４０６号他に基づいて製
造することができる。

具体的には、例えば、遷移金属カルボニル化合物を水素
、一酸化炭素、または不活性ガスで希釈してその濃度を
３体積％以下とした混合気体を、１００ガウス以上の磁
場を印加した反応系内に３００℃以上で５秒以下滞留さ
せて気相熱分解反応を行うことにより生成させることが
できる。

この方法により得られる金属磁性粉は、針状の超微粒子
であり、たとえば長軸径０．５ミクロン以下、短軸径０
．０５ミクロン以下、比表面積３０ｔｒｒ／を以上の金
属磁性粉末である。

第１図は、本発明を実施するための装置の一例を示すも
のである。

第１図において、導入管１より高温の希釈ガスを、また
、導入管５より低温の金属カルボニルと希釈ガスの混合
気体を導入し、両者を磁場の印加されているノズル出口
６の位置で接触させることにより、金属カルボニルの分
解に必要な３００℃以上、好ましくは４００〜８００℃
の範囲、の熱を高温側希釈ガスより瞬時に供給すること
ができる。

この際、導入管５内での低温の金属カルボニルの分解反
応による閉塞を防止する為に、導入管１１より低温の希
釈ガスを導入し保護する。

導入管５より導入される混合気体は、金属カルボニル化
合物（導入管２より導入）と希釈ガス（導入管３より導
入）とを混合室４において混合して、所定の濃度の金属
カルボニル化合物混合気体として得られる。この導入管
５より導入される混合気体中の遷移金属カルボニル化合
物の濃度は、０．１〜３０体積％、好ましくは０．５〜
２５体積％、の範囲である。この濃度が高過ぎると得ら
れる金属粒子の粒径が大きく成長するので、本発明が目
的とする高保磁力を有する磁性超微粉は得られず、一方
、濃度が低過ぎると生産性が劣る。

この導入管５より導入される混合気体は、２００℃以下
、好ましくは１８０〜３０℃、の温度範囲であって、そ
の導入量は導入管１と導入管５および導入管１１との総
供給量に対して１〜３０体積％、好ましくは３〜２０体
積％、である。

導入量が少な過ぎると生産性が劣り、一方、多過ぎると
十分な反応熱が得られないので反応速度が低下し、生成
金属粒子が大きく成長して超微粒子が得られない。また
、この混合ガスの温度が高ずぎると、所望の超微粒子は
得られない。

また、導入管１より導入される高温の希釈ガスは、４０
０℃以上、好ましくは４５０℃以上（上限は１０００℃
程度）、であって、その導入量は導入管１と導入管５お
よび導入管１１との総供給量に対して９６〜５５体禎％
、好ましくは９２〜７０体積％、である。このガスの温
度が低すぎたり、導入量が少ないと、十分な反応熱が得
られないので反応速度が著しく低下し、金属粒子形成時
の核発生量も減少するので粒径が大きく成長して本発明
が目的とする超微粒子は得られない。

また導入管１１より導入される低温の希釈ガスは、２０
０℃以下、好ましくは１００℃以下であって、その導入
量は総供給量の３〜１５体積％、好ましくは５〜１０体
積％である。このガス導入量が少ないと、原料金属カル
ボニル化合物導入管５内での分解反応による閉塞、ある
いは導入管５先端での付着を防止する事ができず、長時
間の安定運転が継続できない。一方、多すぎると反応温
度が充分保てず、目的とする超微粒子が得られない。

ノズル出口６の位置で接触混合されたガスは、７の反応
管内で５秒以下、好ましくは２秒以下、滞留して気相分
解反応を行う。

反応系への磁場の印加は、永久磁石、電磁石、ソレノイ
ドコイル等の装置８のいずれも使用可能である。印加す
る磁場は、３００ガウス以上、好ましくは４００〜１５
００ガウスの範囲、である。

磁場を印加する供とで、生成する金属超微粒子の針状性
を制御して、保磁力を大きくすることができる。

く酸化被膜の形成〉 本発明による金属磁性粉の酸化被膜の形成は、前記熱分
解によって生成した金属磁性粉末を管路９を経て酸化膜
形成反応管１０へ導入し、酸素導入管１２より導入する
酸素または不活性ガスで希釈した酸素と瞬時に接触させ
ることによりなされる。不活性ガスとしては、窒素、ヘ
リウム、アルゴン等が通常使用されるが、好ましくは、
安価な窒素が使用される。　反応管１０へ導入される金
属磁性粉はガス中に充分に希釈された状態にあり、捕集
器に捕集された磁性粉のように粒子間が強く凝集してい
ない。そのため、酸素の金属粒子表面層への拡散が充分
、になされるので比較的高温、短時間の反応条件で安定
な酸化被膜を形成することができる。

反応管１０での反応温度は６０℃以上、好ましくは８０
℃以上３００℃以下、滞留時間は１秒以上、好ましくは
１０秒以上１００秒以下である。

また、酸素または不活性ガスで希釈した酸素の導入量は
、反応器１０内で管路９よりの稀釈ガス並びに酸素導入
管１２よりの不活性ガスにより希釈された酸素濃度で０
．０１％以上５２６以下、好ましくは０．０５％以上２
％以下である。

反応温度は６０℃以下では酸化速度が遅く所望の酸化被
膜を形成させるのに不適であり、３００℃を越えると酸
化反応が急激に促進されるためにその制御が困難となり
、酸化被膜のむらを生じ易くなり品質上好ましくない。

反応器の滞留時間は１００秒以上では反応器容積が大き
くなり過ぎ経済的でなく、１秒以下では酸化被膜を形成
する上で不充分である。

酸化膜を形成した金属粉は、捕集室１３へ送って回収す
る。捕集した後、従来法に従い更に徐酸化を行って酸化
被膜の形成を完全なものとすることもできる。

実施例１ 第１図に示すような反応装置において、内径２７關、長
さ１ｍの反応管７に６００ガウスの磁場を印加し、下記
の（イ）〜（ホ）の反応条件でＦｅ　（Ｃｏ）　５の気
相熱分解反応を行って鉄超微粒子を生成させ、次いで内
径１０２關、長さ２ｍの反応管１０内で（へ）〜（チ）
の条件下に酸化被膜の形成を行なった。得られた金属粉
は捕集部１３で捕集され、６０℃、４時間（へ）の酸素
濃度で保持した後、大気中に取り出した。

（イ）　管路１からの窒素導入量 窒素＝５００℃、総供給量の８５体積％（ロ）　　管路
５からの混合気体導入量窒素＝６０℃、総供給量の８６
５体積％Ｆｅ　（Ｃｏ）　５：６０℃、総供給量の１．
５体積％ （ハ）　管路１１からの希釈ガス導入二窒素：６０℃、
総供給量の５体積％ （ニ）　滞留時間　　０．１秒 （ホ）　反応管（７）平均温度　　４９５℃（へ）　管
路１２からの窒素および酸素導入量窒素＝６０℃、総供
給量の４体積％ 酸索：６０℃、総供給量の１体積％ （ト）　滞留時間　　３．２秒 （チ）　反応管（１０）平均温度　　１８０℃得られた
磁性鉄粉は、透過電子顕微鏡写真の観察により、短軸径
０．０２ミクロン、長軸径０．２０ミクロンの針状形を
呈し、磁気特性は、飽和磁化（５ｓ）：　１３５ｅｓｕ
／ｇ、保磁力＝１５５０　（Ｏｅ）　、角形比：０．５
１であった。

また、この粉末の耐酸化安定性は空気中６０℃、９０％
ＲＨの条件下で３日間放置後の６８の低下率（６６ｇ）
で評価し、１．５％であった。

比較例１ 実施例１において（へ）〜（チ）の条件下の酸化被膜工
程を経ないで捕集した他は、実施例１と全く同様の操作
を行った。

得られた磁性鉄粉の磁気特性は、飽和磁化（（５ｓ）：
　１３８ｅｍｕ／ｇｓ保磁カニ１５２０（Ｏｅ）、角形
比：０．５１であった。

また、この粉末の耐酸化安定性は６Ｓの低下率（△６ｓ
）で評価し、５．２％であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施するための装置の一例を示
す概略構成図である。 １・・・高温の稀釈ガス導入管、２・・・遷移金属力ル
ボニ化合物導入管、３・・・稀釈ガス導入管、４・・・
混合槽、５・・・混合ガス導入管、６・・・ノズル出口
、７・・・反応管、８・・・磁界印加装置、９・・・管
路、１０・・・反応管、１１・・・低温の稀釈ガス導入
管、１２・・・酸素導入管、１３・・・捕集室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　水素、一酸化炭素、不活性ガス、またはこれらの混合
   物からなる希釈ガスで希釈された遷移金属カルボニル化
   合物を気相熱分解して該金属の磁性粉末を生成させ、次
   に該磁性粉末の生成する反応部から捕集部の間で、前記
   生成磁性粉末を酸素または不活性ガスで希釈した酸素と
   ６０℃以上の温度で接触させることにより該生成磁性粉
   末の表面に酸化被膜を形成させることを特徴とする、金
   属磁性粉の製造法。