JPH03257104A - 強磁性金属粉末の製造方法 - Google Patents

強磁性金属粉末の製造方法

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JPH03257104A
JPH03257104A JP2052778A JP5277890A JPH03257104A JP H03257104 A JPH03257104 A JP H03257104A JP 2052778 A JP2052778 A JP 2052778A JP 5277890 A JP5277890 A JP 5277890A JP H03257104 A JPH03257104 A JP H03257104A
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JP
Japan
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raw material
iron
ferromagnetic metal
metal powder
air
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JP2052778A
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English (en)
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Kazuto Sudou
須藤 和冬
Takeshi Iwa
毅 岩
Yasuharu Sakurai
康晴 桜井
Kiyotake Morita
森田 潔武
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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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、高密度記録に適した磁気記録媒体に於ける磁
性素材としての強磁性金属粉末の製造方法に関する。
〔従来技術〕
磁気テープ、rIti気記録媒体として有用な磁性粉末
は、T−酸化鉄が主体であったが、近年VTR用や高級
オーディオ用の高密度記録媒体が望まれるようになり、
オキシ水酸化鉄あるいは酸化鉄を主体とする粉末を、還
元性ガスによる気相接触還元反応によって得られる金属
鉄もしくはコバルト、或いはニッケルと鉄との合金を主
体とする高い保磁力を有する磁性粉末が用いられる様に
なってきた。しかも磁気記録用媒体はオーディオ用、ビ
デオ用を問わず広い記録周波数帯域での高出力化低ノイ
ズ化が要求されている。即ち磁性粉末としてはその形状
は微細化の傾向にある。
しかし、鉄もしくは鉄化合物を主体とする金属化合物を
出発原料として還元性雰囲気中で加熱還元し、強磁性金
属粉末を得る為にいくつかの重要な問題点を解決する為
の技術が必要であった。
先ず、加熱還元に於いて生じる磁性粉末の焼結を防止し
原料形状を保持する為に焼結防止成分としてリン、珪素
、アルミニウム、クロム及びホウ素化合物等を出発原料
である鉄もしくは鉄を主体とした水酸化物もしくは酸化
物に共沈或いは被着した後、還元する方法が知られてい
る。
叉上記焼結防止成分を共沈、あるいは被着した鉄または
鉄を主体とした水酸化物もしくは酸化物をそのまま還元
反応を行うと多孔質で比表面積の大きい磁性金属粉末と
なり易い、この様な場合飽和磁化は向上出来ず、叉還元
後の表面酸化処理においても薄い緻密な酸化被膜は形成
され難く、酸化安定性も低(なるので、還元反応の前に
高温度で焼成し焼き締まった即ち比表面積を適度に制御
した酸化鉄にしてから還元反応を行う方法が提案されて
いる。(特開昭59−6502)又、加熱還元によって
得られた鉄もしくは鉄を主体とした金属はそのままでは
大気中で酸化燃焼してしまうので大気中で安全に取り扱
う事を可能にし、更に強磁性金属の酸化が進行する事に
よる磁気特性の経時劣化を防止する技術は重要であり、
従来から酸化安定性を確保する手段として気相接触反応
あるいは液相反応により強磁性金属微粒子表層部に酸化
被膜を形成する方法が知られている。更に酸化安定性を
向上する為に酸化被膜を形成後に高温において加熱処理
する方法(特開昭6l−154112)、強磁性金属微
粒子表層部に金属化合物の被膜を形成する方法(特開昭
63−184306)や強磁性金属微粒子表層部にマグ
ネタイト被膜を形成する方法(特公昭63−54041
)が提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の如く、出発原料であるオキシ水酸化鉄あるいは酸
化鉄は通常形状保持、粒子間焼結の防止の為に種々の金
属化合物を共沈あるいは被着させ高い磁気特性を得る為
の焼成温度あるいは還元温度を耐熱成分の種類や量によ
りそれぞれ適正に定める。
すなわち、焼成工程においてはその温度が低過ぎると引
き続き行う還元反応を経て製造される強磁性金属粉末は
多孔質になり好ましくない。又、加熱温度が高過ぎれば
強磁性金属粉末は各粒子では焼き締まってはいるが粒子
間の焼結が激しくなり媒体化する時の塗料分散が困難に
なり好ましくない、従って適切な焼成温度範囲があり、
それは通常還元温度より高い温度範囲となり、焼成と還
元を同一反応器で行う事ができずにそれぞれ別の装置で
処理しなければならない、これは粉体の移動等による工
程の複雑化を招き、コストアップの要因の一つともなる
為、比較的低温で効果的な焼成方法が切望されていた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者等は、上記問題点について鋭意研究を行った結
果、優れた磁気特性を有し、酸化安定性に優れ、尚且製
造工程が単純で安価な本発明に到達した。
即ち、本発明の強磁性金属粉末の製造方法は、鉄もしく
は鉄化合物を主体とする金属化合物を還元性雰囲気中で
加熱還元し、鉄もしくは鉄を主体とする強磁性金属粉末
を製造するに際し、出発原料が水酸化鉄もしくはオキシ
水酸化鉄を主体とする金属化合物であり、該原料をSt
、 AIなどの化合物により表面変性した後、窒素、希
ガス、二酸化炭素から選ばれた1種以上のガス雰囲気で
加熱昇温し水蒸気分圧3〜20volχで加熱処理した
後加熱還元反応をする事を特徴とするものである。
本発明の方法によれば通常行われる焼成温度よりも低い
温度でその効果を発揮できる。即ち、窒纂、希ガス、二
酸化炭素などの不活性ガス雰囲気またはこれらの混合ガ
ス中に水蒸気を同伴させて加熱処理を行うのである。処
理に於いて同伴させる水蒸気量は3〜20vo Iχが
好ましい。水蒸気量が少なければ、還元後多孔質な強磁
性金属粉末になってしまうし、又水蒸気量が多過ぎれば
粒子間の焼結が著しい強磁性金属粉末になってしまう。
かくして得られた強磁性金属微粒子を例えばトルエン等
の有機溶剤に浸漬し空気等の酸化性ガスを通気する湿式
の酸化安定処理、あるいは例えば窒素ガス等の不活性ガ
スを通気し、徐々に酸素ガス等の酸化性ガスの流量を増
加していく乾式の酸化安定化処理により優れた特性の強
磁性金属微粒子を製造する事ができる。
本発明の方法は還元反応の前の工程で行われる焼成工程
において不活性ガス雰囲気またはこれらの混合ガス中で
加熱処理するに際して水蒸気を同伴させる事が特徴であ
る。その結果として還元後に於ける強磁性金属粉末の粒
子内の焼結状態を良好に保つことができる。その作用は
強磁性金属粉末の比表面積測定や透過型電子顕微鏡によ
る観察でわかる。すなわち、本発明の加熱処理を実施す
る事により焼き締まった強磁性金属粉末が得られ、結果
として該強磁性金属粉末の飽和磁化を高(できる。
実施例 以下、実施例及び比較例により本発明の方法及びその効
果を詳細に説明する。
実施例1 耐熱成分として珪素を含有するα−オキシ水酸化鉄(S
t/Fe=4.3/100wtχ)を窒素ガスを流通し
ながら昇温し100℃を越えてから15volχになる
ように水蒸気を同伴させた。更に500℃に加熱し2時
間焼成を行った。焼成終了後窒素ガスだけを流通し40
0°Cに温度をさげ、水素を流通し、8時間還元した。
冷却後、窒素ガスを流通しながら空気を入れ(窒素/空
気・99/1)、徐々に空気量を増加させて10時間後
に空気だけを流通し酸化安定化処理を行った。
得られた強磁性金属鉄微粒子の磁気特性は保磁力(Ti
c) 15920e、 飽和磁化(a s) 132e
mu/g、角形比(R)は0.53であり、比表面積は
50.1イ/gであった。
比較例1 実施例1と同様の珪素含有α−オキシ水酸化鉄(Si/
Fe−4,3/100wtχ)を窒素ガスを流通しなが
ら、500℃に加熱し2時間焼成を行った。焼成終了後
400℃に温度をさげ、水素を流通し、8時間還元した
。冷却後、窒素ガスを流通しながら空気を入れ(窒素/
空気・99/1)、徐々に空気量を増加させて10時間
後に空気だけを流通し酸化安定化処理を行った。
得られた強磁性金属鉄微粒子の磁気特性は保磁力(He
) 15600e、飽和磁化(a s ) 123em
u/g、角形比(R)は0.49であり、比表面積は6
1.4ボ/gであった。
比較例2 実施例1と同様の珪素含有α−オキシ水酸化鉄(Si/
Fe=4.3/100wtχ)を窒素ガスを流通しなが
ら、770℃に加熱し2時間焼成を行った。焼成終了後
400℃に温度をさげ、水素を流通し8時間還元した。
冷却後、窒素ガスを流通しながら空気を入れ(窒素/空
気・99/l)、徐々に空気量を増加させて10時間後
に空気だけを流通し酸化安定化処理を行った。
得られた強磁性金属鉄微粒子の磁気特性は保磁力(He
)15700e 、飽和磁化(a s) 130emu
/g、角形比(R) 0.50であり、比表面積は51
.3ボ/gであった。
実施例2 耐熱成分として珪素及びアルミニウムを含有するα−オ
キシ水酸化鉄(St/Fe=0.4/100wtX、 
AI/Fe=4.8/100wtχ)を窒素ガスを流通
しながら昇温し、100″Cを越えてから5volχに
なるように水蒸気を同伴させた。更に375℃に加熱し
2時間焼成を行った。焼成終了後窒素ガスだけを流通し
更に水素を流通し、10時時間光した。冷却後、窒素ガ
スを流通しながら空気を入れ(窒素/空気・99/1)
、徐々に空気量を増加させて10時間後に空気だけを流
通し酸化安定化処理を行った。
得られた強磁性金属鉄微粒子の磁気特性は保磁力()!
c)15580e 、飽和磁化(σs) 130emu
/g 、角形比(11)は0.51であり、比表面積は
55.8が7gであった。
比較例3 実施例2と同様の珪素及びアルミニウム含有αオキシ水
酸化鉄(Si/Fe=0.4/100sitl、AI/
Fe=4.8/100wtχ)を窒素ガスを流通しなが
ら375℃で、2時間焼成し、水素ガスを流通しながら
、10時時間光を行った。冷却後、窒素ガスを流通しな
がら空気を入れ(窒素/空気・99/1)、徐々に空気
量を増加させて10時間後に空気だけを流通し酸化安定
化処理を行った。
得られた強磁性金属鉄微粒子の磁気特性は保磁力(He
) 15600e 、飽和磁化(σs) 119emu
/g 、角形比(R)は0.51であり、比表面積は6
4.7ITf/gであった。
実施例3 耐熱成分としてアルミニウムを含有するγ−オキシ水酸
化鉄(AI/Fe=2.8/loOwtχ)を窒素ガス
を流通しながら昇温し100 ’Cを越えてから5vo
lXになるように水蒸気を同伴させた。更に350°C
に加熱し2時間焼成を行った。
焼成終了後窒素ガスだけを流通し更に水素を流通し、1
0時時間光した。冷却後、窒素ガスを流通しながら空気
を入れ(窒素/空気・99/1)、徐々に空気量を増加
させて8時間後に空気だけを流通し酸化安定化処理を行
った。
得られた強磁性金属鉄微粒子の磁気特性は保磁力(He
) 13060e、飽和磁化Ca5) 142emu/
g 、角形比(R)は0.51であり、比表面積は39
.1ボ/gであった。
比較例4 実施例3と同様のアルミニウム含有T−オキシ水酸化鉄
(AI/Fe=2.8/100@tχ)を窒素ガスを流
通しながら350℃で、2時間仮焼し、更に水素力1ス
を流通しながら、10時時間光を行った。冷却後、窒素
ガスを流通しながら空気を入れ(窒素/空気・99/1
)、徐々に空気量を増加させて10時間後に空気だけを
流通し酸化安定化処理を行った。
得られた強磁性金属鉄微粒子の磁気特性は保磁力(Hc
) 12870e 、飽和磁化(a s) 134em
u/g、角形比(R)は0.50であり、比表面積は4
6.7ポ/gであった。
〔発明の効果〕
本発明の方法によれば鉄もしくは鉄を主体とする強磁性
金属粉末を製造する工程において、還元前の焼成工程を
比較的低温でしかも効果的に行うことが出来るようにな
る。これにより、焼成工程と還元工程が同一の反応器で
行え、プロセスを簡略化すると共に焼成の効果も高める
ことが出来、形状保持及び磁気特性に優れ又酸化安定性
に優れた磁気記録用素材を安価に提供する事が出来る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 鉄もしくは鉄化合物を主体とする金属化合物を還元性雰
    囲気中で加熱還元し、鉄もしくは鉄を主体とする強磁性
    金属粉末を製造するに際し、出発原料が水酸化鉄もしく
    はオキシ水酸化鉄を主体とする金属化合物であり、該原
    料をSi、Alなどの化合物により表面変性した後、窒
    素、希ガス、二酸化炭素から選ばれた1種以上のガス雰
    囲気で加熱昇温し水蒸気分圧3〜20vol%で加熱処
    理した後加熱還元することを特徴とする強磁性金属粉末
    の製造方法。
JP2052778A 1990-03-06 1990-03-06 強磁性金属粉末の製造方法 Pending JPH03257104A (ja)

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