JPH05163512A - Method and device for producing magnetic metal powder - Google Patents

Method and device for producing magnetic metal powder

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Publication number
JPH05163512A
JPH05163512A JP3328626A JP32862691A JPH05163512A JP H05163512 A JPH05163512 A JP H05163512A JP 3328626 A JP3328626 A JP 3328626A JP 32862691 A JP32862691 A JP 32862691A JP H05163512 A JPH05163512 A JP H05163512A
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JP
Japan
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metal
magnetic
vapor
powder
reaction
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Pending
Application number
JP3328626A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoo Maeda
友夫 前田
Hideaki Sato
秀明 佐藤
Yoshiki Shibuya
佳樹 渋谷
Keiichi Okuyama
契一 奥山
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPH05163512A publication Critical patent/JPH05163512A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/06Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/065Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder obtained by a reduction

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Abstract

PURPOSE:To stably and highly reproducibly produce a magnetic metal powder having >=700 Oe coercive force and >=130 emu/g saturation magnetization and suitable for high-density recording by reducing the vapor of a metal halide. CONSTITUTION:The vapor of a metal halide 5 contg. at least one kind among Fe, Co and Ni is reduced in a reaction furnace 1 by a reducing gas to produce the magnetic metal powder. In this case, a reaction part 19 kept at >=900 deg.C, a part 20 for cooling the gas contg. the magnetic metal powder from the reaction part 19 to 500-750 deg.C and a soaking part 21 for keeping the gas contg. the magnetic metal powder from the cooling part 20 at 500-750 deg.C are provided in the reaction furnace 1, and a solenoid coil 13 for impressing a magnetic field on the soaking part 21 is furnished. The magnetic metal powder generated in the reaction part 19 is soaked at the soaking part 21 while impressing a magnetic field, and a magnetic metal powder excellent in magnetic characteristics is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば高密度磁気記
録媒体に用いられる高保磁力・高飽和磁化の金属磁性粉
の製造装置及び製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for producing a magnetic metal powder having a high coercive force and a high saturation magnetization used in, for example, a high density magnetic recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近時、
磁気記録媒体に対する高記録密度化の要求が高まってき
ており、今後益々高まっていくことが予想されている。
面記録密度の向上は、記録波長を短かくして線記録密度
を向上させることと、記録トラックの幅を狭くしてトラ
ック密度を向上させることの両者により図られる。周知
のように短波長記録をするためには、減磁界に打ち勝て
るだけの高い保磁力を持つ媒体が必要であり、狭トラッ
ク記録をするためには狭いトラック幅からでも十分な信
号出力が得られるように、高い残留磁化を持つ媒体が必
要とされる。即ち、今後の高記録密度化を達成するため
には、塗布型磁気記録媒体の場合は、原料の金属磁性粉
の保磁力及び飽和磁化の両者がいずれも大きいことが求
められる。
2. Description of the Related Art Recently, in recent years,
The demand for higher recording density of magnetic recording media is increasing, and it is expected to increase more and more in the future.
The areal recording density can be improved both by shortening the recording wavelength to improve the linear recording density and by narrowing the width of the recording track to improve the track density. As is well known, in order to perform short wavelength recording, a medium having a high coercive force sufficient to overcome a demagnetizing field is required, and for narrow track recording, a sufficient signal output can be obtained even from a narrow track width. Thus, a medium with high remanence is needed. That is, in order to achieve a higher recording density in the future, in the case of a coating type magnetic recording medium, both the coercive force and the saturation magnetization of the raw metal magnetic powder are required to be large.

【0003】現在、実用の磁気記録媒体用金属磁性粉は
ほとんど全てが、湿式法で形成された針状ゲーサイト
(FeOOH)を脱水・還元して製造されたものであ
る。このようにして製造された金属磁性粉は、保磁力1
000〜1600 Oe 、飽和磁化120〜130 emu/
g程度であり、未だ十分な値とはいえない。
At present, almost all practical magnetic metal powders for magnetic recording media are produced by dehydrating and reducing acicular goethite (FeOOH) formed by a wet method. The metal magnetic powder produced in this way has a coercive force of 1
000 to 1600 Oe, saturation magnetization 120 to 130 emu /
It is about g, which is not yet a sufficient value.

【0004】この方法により更に保磁力の大きい金属磁
性粉を製造することは可能ではあるが、その場合、通
常、粒子を小さく針状比を大きくしなければならない。
金属磁性粉は発火防止のため、表面に薄い酸化皮膜を形
成して安定化が図られており、粒子が小さくなると酸化
膜の体積比率が大きくなるため飽和磁化は減少する。飽
和磁化を大きくするためには、Fe−Co合金にするの
が望ましいが、針状ゲーサイトをそのような組成にする
のは容易ではない。結局、湿式法で形成された針状ゲー
サイトを脱水・還元する方法で1700 Oe 以上の高い
保磁力と130emu /g以上の高い飽和磁化を同時に達
成するのは困難である。
Although it is possible to produce a metal magnetic powder having a larger coercive force by this method, in that case, it is usually necessary to make the particles small and increase the acicular ratio.
The magnetic metal powder is stabilized by forming a thin oxide film on the surface to prevent ignition, and when the particles are small, the volume ratio of the oxide film is large and the saturation magnetization is reduced. In order to increase the saturation magnetization, it is desirable to use an Fe-Co alloy, but it is not easy to make needle-like goethite in such a composition. After all, it is difficult to simultaneously achieve a high coercive force of 1700 Oe or more and a high saturation magnetization of 130 emu / g or more by a method of dehydrating / reducing acicular goethite formed by a wet method.

【0005】一方、従来より、Fe,Co,Niの内少
くとも一種を含む金属ハロゲン化物蒸気を還元ガスによ
り気相還元して、高密度磁気記録媒体に使用し得る金属
磁性粉を製造することが試みられてきている。
On the other hand, conventionally, a metal halide powder containing at least one of Fe, Co, and Ni is vapor-phase reduced with a reducing gas to produce a metal magnetic powder that can be used in a high-density magnetic recording medium. Has been tried.

【0006】例えば、特公昭61−60123には、金
属ハロゲン化物蒸気と還元ガスに流速差をつけ、かつ反
応部を磁場中に置き、この蒸気を急冷する方法が開示さ
れている。また、特開昭63−312603には還元ガ
スに微量の活性ガスを混合して反応を促進させる方法
が、特開平1−36706には反応を減圧下で行なわせ
る方法が夫々開示されている。このように、この方法で
は多数の改良技術が公知である。
For example, Japanese Examined Patent Publication No. 61-60123 discloses a method of quenching the vapor of a metal halide vapor and a reducing gas with a flow velocity difference and placing the reaction part in a magnetic field. Further, JP-A-63-31263 discloses a method of promoting a reaction by mixing a small amount of active gas with a reducing gas, and JP-A-1-36706 discloses a method of carrying out the reaction under reduced pressure. As such, a number of improved techniques are known for this method.

【0007】この方法は、二種以上の金属ハロゲン化物
蒸気を適当な比率で混合することにより、その混合比に
対応した組成比の合金粉が作成できるため、飽和磁化の
大きいFe−Co合金粉を作ることは容易である。
According to this method, an alloy powder having a composition ratio corresponding to the mixing ratio can be prepared by mixing two or more kinds of metal halide vapors at an appropriate ratio. Is easy to make.

【0008】しかし、この技術を用いても、これら公報
の実施例に示されているように、得られる磁性粉の保磁
力は通常1600〜1650 Oe 程度までであり、17
00Oe 以上、更には2000 Oe を超えるような高保
磁力の磁性粉を容易に得ることはできていない。すなわ
ち、この技術においては保磁力の制御方法の知見が十分
でないため、高い保磁力の金属磁性粉を得ることが困難
である。従って、この方法を用いた金属磁性粉は高密度
磁気記録媒体用として未だ実用に供されていない。
However, even with this technique, the coercive force of the magnetic powder obtained is usually up to about 1600 to 1650 Oe, as shown in the examples of these publications.
It has not been possible to easily obtain a magnetic powder having a high coercive force of 00 Oe or more, and further exceeding 2000 Oe. That is, in this technique, knowledge of a method for controlling the coercive force is not sufficient, so that it is difficult to obtain a metal magnetic powder having a high coercive force. Therefore, the metal magnetic powder using this method has not been put to practical use for high density magnetic recording media.

【0009】この発明はかかる事情に鑑みてなされたも
のであって、金属ハロゲン化物蒸気の気相還元により、
高記録密度に適した1700 Oe 以上の高い保磁力と1
30emu /g以上の高い飽和磁化とを兼ね備えた金属磁
性粉を安定して再現性良く製造することが可能な製造方
法及び製造装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is achieved by the vapor phase reduction of a metal halide vapor.
High coercive force of 1700 Oe or more suitable for high recording density and 1
An object of the present invention is to provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of stably manufacturing a metal magnetic powder having a high saturation magnetization of 30 emu / g or more with good reproducibility.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者等は、
金属ハロゲン化物蒸気の気相還元反応により高保磁力と
高飽和磁化とを兼備した金属磁性粉を製造すべく種々検
討を重ねた結果、還元された金属磁性粉が受ける熱履歴
を制御しつつ特定温度で磁場を印加することにより、こ
のことが達成されることを見出した。すなわち、還元さ
れた金属磁性粉を、キュリ−点以下の特定範囲の温度
で、磁場を印加しつつ極短い時間保持することにより高
保磁力と高飽和磁化とを兼備した金属磁性粉が得られる
ことを見出したのである。この発明はこのような知見に
基づいてなされたものである。
Means and Actions for Solving the Problems The present inventors have
As a result of various studies to produce metal magnetic powder having both high coercive force and high saturation magnetization by the vapor phase reduction reaction of metal halide vapor, the specific temperature was controlled while controlling the thermal history of the reduced metal magnetic powder. It has been found that this is achieved by applying a magnetic field at. That is, a metal magnetic powder having both high coercive force and high saturation magnetization can be obtained by holding the reduced metal magnetic powder at a temperature within a specific range below the Curie point while applying a magnetic field for an extremely short time. Was found. The present invention was made based on such knowledge.

【0011】すなわち、この発明に係る金属磁性粉の製
造方法は、Fe,Co,Niのうち少くとも一種を含む
金属ハロゲン化物の蒸気を還元ガスにより気相還元して
金属磁性粉を製造する方法であって、気相還元後の金属
磁性粉を、磁場を印加した状態で500℃以上750℃
以下の範囲の温度に0.005秒以上の時間保持するこ
とを特徴とする。この場合に気相還元反応は900℃以
上の温度で進行されることが好ましい。これにより保磁
力1700 Oe 以上の金属磁性粉も容易にしかも安定的
に製造することができる。
That is, the method for producing a metal magnetic powder according to the present invention is a method for producing a metal magnetic powder by vapor-phase reducing a vapor of a metal halide containing at least one of Fe, Co and Ni with a reducing gas. In addition, the metal magnetic powder after the gas phase reduction is applied at a temperature of 500 ° C. or higher and 750 ° C. in a state where a magnetic field is applied
It is characterized in that the temperature in the following range is maintained for 0.005 seconds or more. In this case, the gas phase reduction reaction preferably proceeds at a temperature of 900 ° C. or higher. This makes it possible to easily and stably produce metal magnetic powder having a coercive force of 1700 Oe or more.

【0012】また、この発明に係る金属磁性粉の製造装
置は、Fe,Co,Niのうち少くとも一種を含む金属
ハロゲン化物の蒸気を反応炉において還元ガスにより気
相還元して金属磁性粉を製造する装置であって、前記反
応炉は反応終了後の金属粉を500℃以上750℃以下
に保持する保熱部を備え、この保熱部に磁場を印加する
磁場印加手段をさらに有することを特徴とする。この場
合に、この反応炉は、900℃以上に保持された反応部
と、反応部からの金属磁性粉を含む流出ガスを500℃
以上750℃以下に冷却する冷却部と、冷却部からの金
属磁性粉を含む流出ガスを500℃以上750℃以下の
温度に保持する保熱部とを備えたものであることが好ま
しい。以下、この発明について詳細に説明する。
Further, in the apparatus for producing metal magnetic powder according to the present invention, vapor of a metal halide containing at least one of Fe, Co and Ni is vapor-phase reduced with a reducing gas in a reaction furnace to produce metal magnetic powder. In the manufacturing apparatus, the reaction furnace includes a heat retaining unit that holds the metal powder after the reaction at 500 ° C. or more and 750 ° C. or less, and further includes a magnetic field applying unit that applies a magnetic field to the heat retaining unit. Characterize. In this case, this reaction furnace is designed to keep the reaction part maintained at 900 ° C. or higher and the outflow gas containing the magnetic metal powder from the reaction part at 500 ° C.
It is preferable to include a cooling unit that cools to 750 ° C. or lower and a heat retention unit that holds the outflow gas containing the metal magnetic powder from the cooling unit at a temperature of 500 ° C. to 750 ° C. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0013】この発明においては、不活性ガスで希釈さ
れた金属ハロゲン化物蒸気と還元ガスとを反応させて金
属磁性粉を得る。この際に、反応炉において金属ハロゲ
ン化物蒸気がノズル先で還元ガスと混合されると、還元
反応に引続き核発生と成長が起こる。ここで還元反応を
十分に生ぜしめるためには、金属ハロゲン化物蒸気の組
成にもよるが、少なくとも900℃以上、望ましくは1
000℃以上必要である。混合前の各ガスが十分高温に
予熱されていれば、特公昭61−60123に示される
ように反応部の外周を水冷壁で構成して冷却しながら反
応させることも可能であるが、このような方法を採用し
た場合には還元反応が十分起こる前に冷却され過ぎて反
応率の低下や磁気特性の劣化を招く恐れがある。このた
め、反応炉に900℃以上に保持された反応部を設け、
そこで気相還元反応を生じさせることが望ましい。
In the present invention, the metal halide vapor obtained by reacting the metal halide vapor diluted with the inert gas with the reducing gas is obtained. At this time, when the metal halide vapor is mixed with the reducing gas at the nozzle tip in the reaction furnace, nucleation and growth follow the reduction reaction. Here, in order to sufficiently bring about the reduction reaction, it depends on the composition of the metal halide vapor, but at least 900 ° C. or higher, preferably 1 or more.
000 ° C or higher is required. If each gas before mixing is preheated to a sufficiently high temperature, it is possible to configure the outer periphery of the reaction part with a water cooling wall to allow the reaction while cooling as shown in JP-B-61-60123. If such a method is adopted, there is a possibility that the reaction rate may be lowered and the magnetic properties may be deteriorated by being cooled too much before the reduction reaction sufficiently occurs. For this reason, the reactor is provided with a reaction section maintained at 900 ° C or higher,
Therefore, it is desirable to cause a gas phase reduction reaction.

【0014】その際に、粒成長を抑えるために、特開昭
63−312603、特開平1−36706に示されて
いるように還元ガスへの微量の活性ガスの添加、あるい
は減圧下での反応を行なっても良い。
At this time, in order to suppress grain growth, addition of a trace amount of active gas to the reducing gas or reaction under reduced pressure as shown in JP-A-63-313603 and JP-A-1-36706. May be done.

【0015】この反応の後、金属磁性粉を500℃以上
750℃以下の範囲の温度で0.005秒以上の時間、
磁場を印加しながら保熱する。この処理により、後述す
るように金属磁性粉の磁気特性を向上させることができ
る。この保熱処理は、反応炉に保熱部を設け、さらにそ
こに磁場を印加する磁場印加手段を設けて、磁場を印加
しつつこの保熱部に還元反応後の金属磁性粉を懸濁した
ガスを供給するようにすればよい。
After this reaction, the metal magnetic powder was heated at a temperature in the range of 500 ° C. to 750 ° C. for 0.005 seconds or more,
Keeps heat while applying a magnetic field. By this treatment, the magnetic characteristics of the metal magnetic powder can be improved as described later. In this heat-retaining process, a heat-retaining part is provided in the reaction furnace, and a magnetic field applying means for applying a magnetic field is further provided in the heat-retaining part. Should be supplied.

【0016】なお、このような処理を好ましい状態で行
うためには、反応炉に冷却部を設け、反応部から流出し
た金属磁性粉を懸濁したガスを500℃以上750℃以
下に冷却し、冷却後の金属磁性粉を保熱部に供給するよ
うにすることが好ましい。これにより、保熱部において
500℃以上750℃以下の温度で保熱することが容易
になる。
In order to carry out such a treatment in a preferable state, a cooling unit is provided in the reaction furnace, and the gas in which the magnetic metal powder flowing out from the reaction unit is suspended is cooled to 500 ° C. or higher and 750 ° C. or lower, It is preferable to supply the cooled magnetic metal powder to the heat retaining portion. This facilitates heat retention at a temperature of 500 ° C. or higher and 750 ° C. or lower in the heat retaining section.

【0017】保熱部での保持温度が750℃以下でなけ
ればならない理由は、金属磁性粉がそのキュリー温度よ
りも低温になって磁化を帯びることが必要なためであ
る。飽和磁化の大きいFeやFe−Co合金のキュリー
温度はその組成によっても異なるが通常750〜850
℃程度であり、750℃以下に冷却することにより、ガ
ス中の金属磁性粉は磁気を帯びる。磁気を帯びた個々の
球状粒子(還元反応により生成した金属磁性粉粒子は表
面張力により球形をしている)はブラウン運動をしなが
らお互いに引き合い、衝突してチェーンを形成する。
The reason why the holding temperature in the heat retaining portion must be 750 ° C. or lower is that the magnetic metal powder needs to be magnetized at a temperature lower than its Curie temperature. The Curie temperature of Fe or Fe-Co alloy having a large saturation magnetization is usually 750 to 850 though it depends on the composition.
The temperature is about ℃, and the metal magnetic powder in the gas becomes magnetized by cooling to 750 ℃ or less. Magnetic individual spherical particles (metal magnetic powder particles produced by the reduction reaction are spherical due to surface tension) attract each other with Brownian motion and collide to form a chain.

【0018】保熱処理中に金属磁性粉に対して磁場を印
加するが、その理由はチェーンをまっすぐに引き伸ばし
て磁気特性を良好なものにするためである。球状磁石が
お互いに引合い、チェーン状に連なっただけではその形
状は必らずしもまっすぐにはならず、通常は、ぐねぐね
曲った曲鎖状のチェーンになってしまうが、外部から磁
場を印加することにより、チェーンは磁力線の方向に沿
ってまっすぐに伸び直鎖状になる。この作用を起こさせ
るためにも、その位置における温度は上述したようにキ
ュリー温度以下になっていることが必要である。なお、
この場合の印加磁場は100 Oe 以上で十分な効果を有
するが、できれば300 Oe であることが好ましい。
A magnetic field is applied to the metal magnetic powder during the heat treatment, for the purpose of straightening the chain and improving the magnetic characteristics. If the spherical magnets attract each other and are connected in a chain, the shape will not necessarily be straight, and normally a chain with a wavy, curved chain will be generated. Upon application, the chain extends straight along the direction of the magnetic field lines to form a straight chain. In order to cause this action, it is necessary that the temperature at that position is equal to or lower than the Curie temperature as described above. In addition,
The applied magnetic field in this case has a sufficient effect at 100 Oe or more, but it is preferably 300 Oe if possible.

【0019】保熱部での保持温度が500℃以上必要で
ある理由は、直鎖状になったチェーン内の個々の球形粒
子間の融着を行なうためである。温度が低い場合は直鎖
状のチェーンを形成している個々の球形粒子は単に磁力
により引合ってくっついているのみであり、以後の工程
でハンドリングする際に容易に切れて長い直鎖状のチェ
ーンが分断されてしまう。それを防ぐために500℃以
上の温度で保持し、チェーンを形成している隣接粒子間
の融着を促進し、以後チェーンが切断されることがない
ようにする。
The reason why the holding temperature in the heat-retaining section is required to be 500 ° C. or higher is to fuse the individual spherical particles in the linear chain. When the temperature is low, the individual spherical particles forming the linear chain simply attract and stick to each other due to the magnetic force, and are easily broken during handling in the subsequent steps to form a long linear chain. The chain is broken. In order to prevent this, the temperature is maintained at 500 ° C. or higher to promote fusion between adjacent particles forming the chain and prevent the chain from being cut thereafter.

【0020】保熱部での保持時間を0.005秒以上と
した理由は、0.005秒未満ではチェ−ン形成が十分
に行われないからである。この保持時間は0.01秒以
上であることが一層好ましい。また、保持時間が0.5
秒を超えてもチェーン形成と融着の効果は飽和してしま
い、いたずらに装置を大きくするのみであるため、保持
時間は0.5秒以下であることが好ましい。
The reason why the holding time in the heat retaining part is set to 0.005 seconds or more is that the chain formation is not sufficiently performed in less than 0.005 seconds. The holding time is more preferably 0.01 seconds or more. The retention time is 0.5
The holding time is preferably 0.5 seconds or less because the effect of chain formation and fusion is saturated even if it exceeds the second, and the apparatus is only unnecessarily enlarged.

【0021】周知のように、金属磁性粉の保磁力を高め
る手段としては、粒径を300オングストローム以下程
度に小さくして単磁区粒子にすること、細長い形状にし
て形状異方性効果を高めることである。従来の金属ハロ
ゲン化物の気相還元による金属磁性粉の製造技術におい
ては、粒径を制御する技術はほぼ確立していたが、チェ
ーン形成に際しての温度及び磁場の効果は必ずしも解明
されておらず、ただ単に反応炉全体を冷却し、反応炉全
体に磁場を印加するのみであった。そのためにガス量を
変更して反応炉内の温度分布が変わると必らずしも同じ
特性の粉を安定して得ることができなかった。また、長
くまっすぐなチェーンを形成し、かつチェーンを形成し
ている個々の球形粒子が相互に融着して以後分断される
ことのないような性状となすというようなことも実質的
に不可能であり、1700 Oe 以上の高い保磁力の金属
磁性粉を安定的に製造することができなかった。
As is well known, as means for increasing the coercive force of the metal magnetic powder, the particle size is reduced to about 300 angstroms or less to form single domain particles, and the shape is elongated to enhance the shape anisotropy effect. Is. In the conventional production technology of metal magnetic powder by vapor-phase reduction of metal halides, the technology for controlling the particle diameter was almost established, but the effects of temperature and magnetic field in forming chains have not always been elucidated, The entire reactor was simply cooled and a magnetic field was applied to the entire reactor. Therefore, when the gas amount was changed and the temperature distribution in the reaction furnace was changed, it was not always possible to stably obtain powder having the same characteristics. In addition, it is practically impossible to form a long straight chain, and the spherical particles that form the chain are fused to each other and are not separated thereafter. Therefore, it was not possible to stably produce a metal magnetic powder having a high coercive force of 1700 Oe or more.

【0022】本発明は、金属ハロゲン化物の気相還元に
よる金属磁性粉の製造において、磁気特性に対する温度
及び磁場の効果を解明し、上述のように条件を設定する
ことによりチェーンの性状を制御し、1700 Oe 以上
の高い保磁力を持つ金属磁性粉を安定して再現性良く製
造可能ならしめたものである。
The present invention elucidates the effects of temperature and magnetic field on the magnetic properties in the production of metal magnetic powder by vapor phase reduction of metal halides, and controls the properties of the chain by setting the conditions as described above. This is to enable the stable production of metal magnetic powder having a high coercive force of 1700 Oe or more with good reproducibility.

【0023】飽和磁化に関しては、金属ハロゲン化物の
気相還元法で製造した金属磁性粉のほうが、針状ゲーサ
イトを脱水・還元したものに比べ本質的に高い傾向にあ
る。これは、金属ハロゲン化物の気相還元法では脱水・
還元時のポアが無く結晶の完全性が高いためである。さ
らに、この金属ハロゲン化物の気相還元法では飽和磁化
の高いFe−Co合金組成とすることも容易である。従
って、金属ハロゲン化物の気相還元法を基本にしている
本発明では、要求される130 emu/g以上の高い飽和
磁化を容易に得ることができる。
Regarding the saturation magnetization, the metal magnetic powder produced by the vapor phase reduction method of metal halides tends to be essentially higher than the one obtained by dehydrating and reducing acicular goethite. This is due to dehydration in the vapor phase reduction method of metal halides.
This is because there are no pores at the time of reduction and the crystal integrity is high. Further, in the vapor phase reduction method of this metal halide, it is easy to obtain a Fe—Co alloy composition having a high saturation magnetization. Therefore, according to the present invention, which is based on the vapor phase reduction method of metal halides, it is possible to easily obtain the required high saturation magnetization of 130 emu / g or more.

【0024】以上述べたように、本発明により高密度記
録に適した1700 Oe 以上の高い保磁力と130 emu
/g以上の高い飽和磁化を同時に備えた高性能の金属磁
性粉を得ることが可能となった。
As described above, according to the present invention, a high coercive force of 1700 Oe or more and 130 emu suitable for high density recording are obtained.
It has become possible to obtain a high-performance metal magnetic powder having a high saturation magnetization of not less than / g at the same time.

【0025】[0025]

【実施例】以下、この発明の実施例について詳細に説明
する。図1は本発明の方法を実施するために用いられる
装置の一例を示す概略構成図である。
Embodiments of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a schematic block diagram showing an example of an apparatus used for carrying out the method of the present invention.

【0026】図1において、参照符号1は反応炉であ
る。反応炉1はその下から上に向かって順に反応部1
9、冷却部20、保熱部21、及び冷却部22を有して
いる。この反応炉1にはその下方から原料ガス供給管2
が挿入されており、この原料ガス供給管2には2つの原
料蒸発器3が接続されている。これら原料蒸発器3には
キャリヤガス供給管4が接続されている。原料蒸発器3
内には、金属ハロゲン化物5が収容され、ヒーター6に
より加熱溶融され、そこから発生した金属ハロゲン化物
蒸気は、供給管4から供給されるキャリヤガスとしての
予熱されたN2 ,Ar等の不活性ガスにより希釈され、
このキャリヤガスにより反応炉1の反応部19にキャリ
ヤされる。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a reactor. The reaction furnace 1 has a reaction part 1 in order from the bottom to the top.
9, a cooling unit 20, a heat retaining unit 21, and a cooling unit 22. A raw material gas supply pipe 2 is attached to the reactor 1 from below.
Is inserted, and two raw material evaporators 3 are connected to the raw material gas supply pipe 2. A carrier gas supply pipe 4 is connected to the raw material evaporator 3. Raw material evaporator 3
The metal halide 5 is accommodated therein, and is heated and melted by the heater 6, and the metal halide vapor generated from the metal halide vapor is a carrier gas supplied from the supply pipe 4 and does not contain preheated N 2 , Ar or the like. Diluted with active gas,
The carrier gas carries the reaction gas into the reaction section 19 of the reaction furnace 1.

【0027】反応炉1の底部には水素ガス供給管7が取
付けられており、還元ガスとしての予熱された水素ガス
がそこから反応炉1に供給される。水素ガス供給管7か
ら反応炉1に供給された水素ガスは、原料ガス供給管2
からの金属ハロゲン化物蒸気と反応部19で混合され還
元反応が生じる。反応部19の周囲にはヒ−タ8が設け
られており。このヒ−タ8により、反応部が900℃以
上に加熱される。
A hydrogen gas supply pipe 7 is attached to the bottom of the reaction furnace 1, and preheated hydrogen gas as a reducing gas is supplied to the reaction furnace 1 from there. The hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply pipe 7 to the reaction furnace 1 is the raw gas supply pipe 2
The metal halide vapor from the above is mixed in the reaction part 19 to cause a reduction reaction. A heater 8 is provided around the reaction section 19. The heater 8 heats the reaction part to 900 ° C. or higher.

【0028】反応部19における還元反応の結果生じた
金属磁性粉はキャリヤガスで希釈された状態で冷却部2
0に至り、ここで水冷ジャケット9により500℃以
上、750℃以下の範囲に冷却される。なお、参照符号
10,11は水冷ジャケット9への冷却水の供給管と排
出管である。
The magnetic metal powder generated as a result of the reduction reaction in the reaction section 19 is diluted with the carrier gas and then cooled in the cooling section 2.
It reaches 0, and is cooled by the water cooling jacket 9 to a range of 500 ° C. or higher and 750 ° C. or lower. Reference numerals 10 and 11 are a supply pipe and a discharge pipe of cooling water to the water cooling jacket 9.

【0029】金属磁性粉を懸濁したガスは、冷却部20
で冷却された後、保熱部21に至る。この保熱部21に
おいて、金属磁性粉は500℃以上750℃以下の温度
で0.005秒以上の時間保持される。また、保熱部2
1の周囲にはソレノイドコイル13が配置されており、
これに電流を供給することにより保熱部21に1000
Oe までの範囲の磁場が印加される。
The gas in which the magnetic metal powder is suspended is cooled by the cooling unit 20.
After being cooled by, the heat retention unit 21 is reached. In the heat retaining section 21, the metal magnetic powder is held at a temperature of 500 ° C. or higher and 750 ° C. or lower for 0.005 seconds or longer. Also, the heat retention unit 2
A solenoid coil 13 is arranged around 1
By supplying electric current to the
A magnetic field in the range up to Oe is applied.

【0030】参照符号12は保熱部21の温度を500
℃以上750℃以下に保つための断熱材である。熱放散
が多い場合には、断熱材12を熱補償用のヒーターに置
き換えても良い。
Reference numeral 12 indicates the temperature of the heat retaining portion 500.
It is a heat insulating material for keeping the temperature between ℃ and 750 ℃. When a large amount of heat is dissipated, the heat insulating material 12 may be replaced with a heater for heat compensation.

【0031】保熱部21を通過した金属磁性粉を懸濁し
たガスは、排気管17を通って粉体捕集器18に至る。
この粉体捕集器18により金属磁性粉が分離される。こ
の際に、粉体捕集器の熱損傷を避けるため、及び粉体捕
集器内で金属磁性粉が融着や焼結を起こさぬようにする
ため、金属磁性粉を懸濁したガスは二段目の冷却部22
において水冷ジャケット14により200℃以下程度に
まで冷却される。なお、参照符号15,16は水冷ジャ
ットへの冷却水の供給管と排出管である。
The gas in which the magnetic metal powder has passed through the heat retaining portion 21 is suspended and reaches the powder collector 18 through the exhaust pipe 17.
The magnetic powder is separated by the powder collector 18. At this time, in order to avoid heat damage to the powder collector and to prevent the magnetic metal powder from being fused or sintered in the powder collector, the gas in which the magnetic metal powder is suspended should be Second stage cooling unit 22
In, the water cooling jacket 14 cools it down to about 200 ° C. or lower. Reference numerals 15 and 16 are a supply pipe and a discharge pipe of cooling water to the water cooling jack.

【0032】図1において、原料ガス及び水素ガスが9
00℃よりも十分高温に予熱されていれば、例えば特公
昭61−60123に図示されている如くヒーター8を
省略し、かつ水冷ジャケット9をヒーター8のある位置
まで延長し、反応部を冷却しながら反応を起こさせても
良い。しかし、この場合でも保熱部21は必らず必要で
ある。
In FIG. 1, the raw material gas and the hydrogen gas are 9
If it is preheated to a temperature sufficiently higher than 00 ° C., the heater 8 is omitted as shown in Japanese Patent Publication No. 61-60123, and the water cooling jacket 9 is extended to a position where the heater 8 is located to cool the reaction part. While reacting, you may make it react. However, even in this case, the heat retaining portion 21 is necessarily required.

【0033】磁場発生手段としてのソレノイドコイル1
3は図1において保熱部21に対応する位置にのみ配置
されているが、コイル長を延長してその他の部分例えば
冷却部20,22や更に反応部19の位置までカバーす
るようにしても構わない。ただし、前述した磁場の役割
から明らかなように、カバー範囲を広げても特別な効果
は期待できず、いたずらに設備コストを上昇させるだけ
であるから、保熱部21に対応する位置に配置すれば十
分である。
Solenoid coil 1 as magnetic field generating means
Although 3 is arranged only at the position corresponding to the heat retaining portion 21 in FIG. 1, the coil length may be extended to cover other portions such as the cooling portions 20 and 22 and the reaction portion 19 as well. I do not care. However, as is clear from the role of the magnetic field described above, no special effect can be expected even if the cover range is widened, and the facility cost is unnecessarily increased. Is enough.

【0034】次に、図1の反応炉として管径53.5mm
のものを用い、ガス流量、金属ハロゲン化物蒸気分圧、
保熱部通過時間、保熱部温度を種々変化させて金属磁性
粉を実際に製造した結果について説明する。なお、ここ
では保熱部温度の変更は、反応部ヒーター8の温度調節
及び保熱部の断熱材厚み又は保熱部ヒーター取付による
熱補償により行なった。また、保熱部通過時間はガス量
変更及び保熱部長さ変更により行なった。保熱部に印加
される磁場の大きさは500 Oe とした。さらに、金属
磁性粉の組成はCo0〜40%,Fe100〜60%の
Fe、又はFe−Co合金とした。
Next, as the reaction furnace of FIG. 1, a tube diameter of 53.5 mm
Gas flow rate, metal halide vapor partial pressure,
The results of actually producing the magnetic metal powder by varying the heat retaining portion passage time and the heat retaining portion temperature will be described. Here, the temperature of the heat retaining portion was changed by adjusting the temperature of the reaction portion heater 8 and adjusting the thickness of the heat insulating material of the heat retaining portion or by attaching heat to the heat retaining portion heater. In addition, the heat retention section transit time was changed by changing the gas amount and the heat retention section length. The magnitude of the magnetic field applied to the heat retaining part was 500 Oe. Further, the composition of the magnetic metal powder was 0 to 40% Co, 100 to 60% Fe, or an Fe-Co alloy.

【0035】表1にその際の条件及び得られた金属磁性
粉の磁気特性を示す。なお、表1中、実施例1〜8は本
発明の範囲内のものであり、比較例1〜4はこの発明の
範囲から外れるものである。
Table 1 shows the conditions in that case and the magnetic properties of the obtained metal magnetic powder. In Table 1, Examples 1 to 8 are within the scope of the present invention, and Comparative Examples 1 to 4 are outside the scope of the present invention.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】表1より明らかなように、ガス量や金属塩
化物の蒸気分圧を変えても、保熱部の温度を500℃〜
750℃の範囲に保ち、保熱部通過時間を0.005秒
以上とすることにより、1700 Oe 以上の高保磁力金
属磁性粉が安定して得られることが確認された。さら
に、保熱部通過時間が0.01秒以上となると特に高い
保磁力が得られることが確認された。また、飽和磁化に
関しては、本プロセスで製造した金属磁性粉は安定して
140〜160 emu/g程度の高い飽和磁化を示すこと
が確認された。これに対して、本発明の条件の範囲外の
場合には、保磁力が1700 Oe より低く不十分であっ
た。
As is clear from Table 1, even if the amount of gas and the vapor partial pressure of the metal chloride are changed, the temperature of the heat retaining part is 500 ° C.
It was confirmed that a high coercive force magnetic metal powder having a coercive force of 1700 Oe or more could be stably obtained by keeping the temperature in the range of 750 ° C. and the heat retention section passage time of 0.005 seconds or more. Furthermore, it was confirmed that a particularly high coercive force was obtained when the heat retention section transit time was 0.01 seconds or more. Regarding the saturation magnetization, it was confirmed that the metal magnetic powder produced by this process stably exhibits a high saturation magnetization of about 140 to 160 emu / g. On the other hand, outside the range of the conditions of the present invention, the coercive force was lower than 1700 Oe and was insufficient.

【0038】[0038]

【発明の効果】この発明によれば、Fe,Co,Niの
うち少くとも一種を含む金属ハロゲン化物の蒸気を還元
ガスにより気相還元して、高密度磁気記録材料として好
適な保磁力1700 Oe 以上、飽和磁化130 emu/g
以上の金属磁性粉を安定して製造することができる金属
磁性粉の製造方法及び製造装置が提供される。
According to the present invention, the coercive force of 1700 Oe suitable as a high density magnetic recording material is obtained by vapor-phase reducing a vapor of a metal halide containing at least one of Fe, Co and Ni with a reducing gas. Above, saturation magnetization 130 emu / g
Provided is a method and an apparatus for producing metal magnetic powder, which can stably produce the above metal magnetic powder.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の方法を実施するために用いられる装置
の一例を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus used for carrying out the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……反応炉、2……原料ガス供給管、7……水素ガス
供給管、13……ソレノイドコイル(磁場発生手段)、
19……反応部、20,22……冷却部、21……保熱
部。
1 ... Reactor, 2 ... Raw material gas supply pipe, 7 ... Hydrogen gas supply pipe, 13 ... Solenoid coil (magnetic field generating means),
19 ... Reaction part, 20, 22 ... Cooling part, 21 ... Heat retaining part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 契一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Keiichi Okuyama 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Pipe Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Fe,Co,Niのうち少くとも一種を
含む金属ハロゲン化物の蒸気を還元ガスにより気相還元
して金属磁性粉を製造する方法であって、気相還元後の
金属磁性粉を、磁場を印加した状態で500℃以上75
0℃以下の範囲の温度で0.005秒以上の時間保持す
ることを特徴とする金属磁性粉の製造方法。
1. A method of producing a metal magnetic powder by vapor-phase reducing a vapor of a metal halide containing at least one of Fe, Co and Ni with a reducing gas, the metal magnetic powder after the vapor-phase reduction. At a temperature of 500 ° C or higher with a magnetic field applied
A method for producing a metal magnetic powder, which is characterized by holding at a temperature in the range of 0 ° C. or less for 0.005 seconds or more.
【請求項2】 Fe,Co,Niのうち少くとも一種を
含む金属ハロゲン化物の蒸気を還元ガスにより気相還元
して金属磁性粉を製造する方法であって、900℃以上
の温度で気相還元反応を生じさせ、次いで還元後の金属
磁性粉を500℃以上750℃以下の範囲の温度に冷却
し、磁場を印加した状態でこの磁性粉を500℃以上7
50℃以下の範囲の温度で0.005秒以上の時間保持
することを特徴とする金属磁性粉の製造方法。
2. A method for producing a magnetic metal powder by vapor-phase reducing a vapor of a metal halide containing at least one of Fe, Co and Ni with a reducing gas, the vapor phase being at a temperature of 900 ° C. or higher. A reduction reaction is caused to occur, and then the reduced metal magnetic powder is cooled to a temperature in the range of 500 ° C. to 750 ° C., and the magnetic powder is heated to 500 ° C. to 7 ° C. under a magnetic field.
A method for producing a magnetic metal powder, which is characterized by holding at a temperature in the range of 50 ° C. or less for 0.005 seconds or more.
【請求項3】 Fe,Co,Niのうち少くとも一種を
含む金属ハロゲン化物の蒸気を反応炉において還元ガス
により気相還元して金属磁性粉を製造する装置であっ
て、前記反応炉は反応終了後の金属粉を500℃以上7
50℃以下に保持する保熱部を備え、この保熱部に磁場
を印加する磁場印加手段をさらに有することを特徴とす
る金属磁性粉の製造装置。
3. An apparatus for producing metal magnetic powder by vapor-phase reducing a vapor of a metal halide containing at least one of Fe, Co and Ni with a reducing gas in a reaction furnace, wherein the reaction furnace is a reactor. After finishing the metal powder, 500 ℃ or more 7
An apparatus for producing metal magnetic powder, comprising: a heat-retaining section for holding at 50 ° C. or lower, and further having a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the heat-retaining section.
【請求項4】 Fe,Co,Niのうち少くとも一種を
含む金属ハロゲン化物の蒸気を反応炉において還元ガス
により気相還元して金属磁性粉を製造する装置であっ
て、前記反応炉は、900℃以上に保持された反応部
と、反応部からの金属磁性粉を含む流出ガスを500℃
以上750℃以下に冷却する冷却部と、冷却部からの金
属磁性粉を含む流出ガスを500℃以上750℃以下の
温度に保持する保熱部とを備え、この保熱部に磁場を印
加する磁場印加手段をさらに有することを特徴とする金
属磁性粉製造装置。
4. An apparatus for producing metal magnetic powder by vapor-phase reducing a vapor of a metal halide containing at least one of Fe, Co and Ni with a reducing gas in a reaction furnace, wherein the reaction furnace comprises: The reaction part maintained at 900 ° C or higher and the outflow gas containing the magnetic metal powder from the reaction part are heated to 500 ° C.
A cooling unit that cools the temperature to 750 ° C. or lower and a heat retaining unit that holds the outflow gas containing the magnetic metal powder from the cooling unit at a temperature of 500 ° C. to 750 ° C. are provided, and a magnetic field is applied to the heat retaining unit. An apparatus for producing metal magnetic powder, further comprising magnetic field applying means.
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