JPS58176902A - 磁性粉末の製法 - Google Patents

磁性粉末の製法

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JPS58176902A
JPS58176902A JP57059072A JP5907282A JPS58176902A JP S58176902 A JPS58176902 A JP S58176902A JP 57059072 A JP57059072 A JP 57059072A JP 5907282 A JP5907282 A JP 5907282A JP S58176902 A JPS58176902 A JP S58176902A
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crystal
alphafeooh
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ferric
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JP57059072A
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Kazuharu Iwasaki
和春 岩崎
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    • 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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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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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】 この発明は、磁性粉末の製法に関するものであ如、更に
詳細には、磁気記録一体として汎用されているrPe2
0Bおよび合金磁性粉の製法に関するものである◎ 磁気記録媒体に使用される針状磁性酸化鉄または針状合
金磁性粉の磁気的竺質、粉体特性など、は出発原料であ
るaFeOc[(粒子の粒子形態などに著しく影響され
る。したがって、磁気記録媒体用に適した磁性粉を得る
ため゛には株分れ結晶、すなわち双晶のない、粒度分布
の良い、ふっ、後工程で加えられる種々の加熱処314
こ対して耐えられる優れた粒子形態をもつαFeαJを
作成する必!がやる・工業的−ζは、とのareα疋を
出発原料として加熱、脱水、還元して合金磁性粉あるい
はs Fe sO4粒子とする力1、さらに酸化してy
Fe204粒子とする方法が広(行なわれてりる・ し必し、aFeOQHから磁性粒子5の還元過程ζこシ
いて、最も粒子内での結晶成長が著しい反面、粒子の変
形や粒子間焼結が著しいことが実験的lこ確認されてい
る・したがって、還元過程で脱水とFe 75g子の拡
散が起るので、粒子の変形や粒子間焼結が起)にくい粒
子にする必要がある。すなわち、従来、核晶のaFeo
OH表厘上に、Co2+イオンを含ムaFeαN(ヲx
 k’ 夕* シャル結晶成長させた後層加熱、脱水、
還元の熱処理を施して、磁性粉末とする方法(4I公昭
41−5538号公報)あるいは核晶(7) aFeO
a(表面上に、81ヲ含ムaFeoOE1 ’jeエピ
タキシャル結晶Ji!長させた後、還元してm性粉末と
する方法(特公昭56−io、1717号公@)などが
知られている。しかし、前者の場合、針状aFeOQH
粒子の章元過程で粒子内での結晶酸詐s着、シく、また
粒子の変形中粒子間焼結も著しいために、還元后の形骸
粒子は粒度分布および針状性の悪い磁性粉となる。また
後者の場合、核晶areαE表面上に形成されるαFe
0G(ic會有可能な組の添加量は微量であって、多量
ζこS!を添加して、吸着αFeα1層内に導入せしめ
ようとすると、吸着aFe00H層はエピタキシャル結
晶成長が阻害され、aFe00H構造化成長できず、8
1含有Fe(OH)1の無定形コ田イドが混入し、核晶
αFeα)粒子から分離する。したがって、核晶αFe
α犯表α上表頁上層は不均一になるきいう欠点があるo
したがって、S1添加の場合には、その添加量は微量に
限定されるために、還元過程において、充分な粒子の変
形や粒子間焼結を防止する効果を期待できないOこの発
明は、特に前述した2法の欠点を改善し、粒子の変形、
粒子間焼結を防止し、かつ、粒子的結晶成長を均一に行
なわせ、粒度分布、針状性のすぐれた磁性粉を製造する
方法を提供することを目的とするもめである・ この発明に係る方法は、出発物質たる針状aFeOQH
を核晶とし、その核晶表面に少くとも1種の難還元性元
素を含むFe(G()s:! wxイド粒子を沈積せし
め、核晶表面に均一#C吸着させた後、この吸着層をエ
ピタキシャル結晶成長せしめその添加元素を含むaFe
OcI(を核晶areαE表面に2形成させる工程を含
むことわらなっている。
この発:明において使用される出発物質は、針状性およ
び粒度分布のすぐれた枝分れ結晶のないαF電房である
・この出発物質のαFeα肘の合成法としては、第一鉄
塩溶液に当量以上のアルカリ**を加えて得られる水酸
化第一鉄のコ胃イド溶液に声11以上において酸素含有
ガスを吹き込む方法、第二鉄塩溶液から水酸化第二鉄コ
営イドを高温合成するいわゆる水熱合成法、第二鉄塩溶
液から水酸化第二鉄コ覧イドを作成し、この母液を熟成
する方法などがあるが、いずれの方法によるαF・α射
粒子でも核晶とするζ走が可能である。
次に、この核晶aFCα五粒子をH2O中に分散した後
この懸濁液中に少くとも1種の難還元性元素からなる塩
@を會むFc&+塩との混合水溶液およびアルカリ水溶
液を添加して、核晶αFe00H粒子表面にその添加元
素を含むFe(0)l)s:I Ifイド粒子を沈積さ
せ、その核晶表面に均一吸着させると共に、この懸濁液
のpHを10.0以上に調整する。なお、この発明に使
用される難還元性元素としては、例、1ば、Zr 、M
g 、Aj 、Ta 、Nb 、W%Hf すどが挙げ
られ、それらの塩類およびF@I塩としては、塩化塩、
硫酸塩および硝酸塩のいずれでも用いることができる・
また、アルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、水酸化リチウムなどの強アルカリが用いられる
〇 この懸濁液を約60tll’〜200Cの比較的高温で
短時間水熱処理し、核晶αFe0OH表面上の吸着コ四
イド層をエピタキシャル結晶成長させ、その添加元素を
含むaFa00H層を核晶表面に形成させることができ
る。この際、水熱処理温度が余〉低温であればあるいは
懸濁液の虜が低すぎると、地理時間が長くなル工業的で
はないO この発明において、その添加元素の含有量は核晶αFe
00HのFe’十に対して約a5〜51を−で効果的で
ある。その含有量が少なすぎると、還元過程における粒
子の変形、粒子間焼結を防止することができず、また多
過ぎると粒子的結晶成長の促進を阻害し、充分な磁気特
性をもつ磁性粉となり得ない。なお添加元素であるNム
およびOuは、還元過程において、αFeα1表面て酸
化物の形態をとシ、これが還元されて金属状態とな゛る
ものと思われる@この表面における酸化物は還元され易
いが原子の拡散が起シにくく、このため結晶成長が困難
である。他方、粒子内部では還元され易く、原子の拡散
が起きやすく、結晶成長が容重である。したがって、そ
の添加元素を含むaFeoOHは比較的低温還元によっ
ても十分なる磁気特性をもつ磁性粉とな)得る。この低
温還元によって、粒子の変形および粒子間焼結を高温還
元における場合よシも抑止することが可能となシ、さら
に粒子的結晶成長が均一に行なわれた形骸粒子となシ得
る。
前述したような処理を施した針状αFe00H粒子を常
法に従って還元して合金磁性粉とすることができる。こ
の合金磁性粉の製法の場合、その適正還元温度は約65
0C〜500Cの範囲である。
還元温度が低すぎると、粒子表面の易還元性酸化物とい
えども、十分に還元されず、未還元物質が残存し、十分
な磁気特性をもつ磁性粉とはなル得ない・また、還元温
度が高すぎるさ、低温還元において発揮される焼結防止
効果を無効にし、逆に、粒子の変形ならびに粒子間焼結
を招き嘉くなる。
以下、この発明を実施例によル更に説明する。
実施例1 (1)  核晶aFe00H粒子の作成工程塩化第二鉄
338.fを蒸留水に溶解し、0.50mol/lの塩
化第二鉄溶液を251準備した・これに、攪拌しながら
、水酸化ナトリウム100gを蒸留水に溶解して得た2
、 5 mol力の水酸化ナトリウム溶液1.58 j
を滴下して水酸化第二鉄コシイドの懸濁液を作成した・
この母液中のFe″aJfおよび声はそれぞれ0.30
6mol/lおよび11.11であった。その後、この
母液を室温で24時間攪拌混、J 合した後、熟成器に移して、熟成器[30Uで216時
間熟成して針状αFe0OHを得た。
(2)核晶aFa00H表面にZr許を含むaFeoo
Hを結晶成長させる工程 (II)工程て作成したaFeoOH251ヲ1000
−の蒸留水中で攪拌分散した後、硫酸第二鉄5.631
によU硫酸シル:y 二fy A (Zr(804)、
・4H,O)2.Olを300wt蒸璽水中Jζ溶解し
、この混合溶液を上記の核晶αF・OOHの懸濁液中に
添加して攪拌混合した。続いて、 2.5 mol/I
の水酸化ナトリウム溶液150−添加して、新たζこ生
成したN1を含む水酸化第二鉄コレイド粒子を核晶αP
e0OH粒子の表WJ#c吸着させた。この懸濁液の声
は13.2であった0次に、この懸濁液を100cで2
0時間、水熱処理して、核晶aFeoOH粒子表面のコ
レイド粒子をエピタキシャル成長させ、 Zrを含むd
’eαEを結晶成長させた。作成したaFe OOH中
の7..24の含有量は核晶d’e00H(7) pe
’+に対しr2at%rあって、新たにエピタキシャル
結晶成長させた吸着層のaPeoOHのFs”j(対し
テlt 20 at% テ@ ッたO C(D aF@oOH@ 水洗、乾燥後、H2気R中テ
40 OC,3時間還元して合金磁性粉末を得た。
実施例2 実M例1(11)工程テ得た核晶aFe00H501を
1000−の蒸留水中で攪拌分散した後、硫酸第2鉄1
1.2,6JFおよび塩化マグネシウムCMgCb・6
H,0)2.29JIを300耐蒸留水中に溶解し、こ
の混合溶液を核晶aFe OOHの懸濁液中lこ添加し
て攪拌混合した。続いて、 1.525 mol/lの
水酸化ナトリウム溶液350−添加して新たに生成した
Mgを含む水酸化第2鉄コロイド粒子を核晶αFe00
H粒子の表面に吸着させた。この懸濁液の声は13.0
であった。次に、この懸濁液を100Cで24時間水熱
処理して、核晶αFe0OH粒子表面のコレイド粒子を
エピタキシャル成長させMgを含むαFe00Hを結晶
成長させた。作成したαFe00H中の鳩 の含有量は
核晶αFe00HのPeB+に対して2 a1%であっ
て、また新たにエピタキシャル結晶成長させた吸着層の
αFe1onのFe’十に対して20at*であった。
この生成aFe00Hを水洗、乾燥後s H1気流中で
400Cで6時間還元し、合金磁性粉末を得たO実施例
3 実施例1(1)の工程で得た核晶αFe00H251を
1000−の蒸留水中で攪拌分散した後1塩化第2鉄五
80gおよび塩化アルJニウム(、klols・6 H
,0)α68gを300−蒸留水一に溶解し、この混合
溶液を核晶aFeoOHの懸濁液中に添加して攪拌混合
した。続いて、2.5 mat/lの水酸化ナトリウム
溶液140wt添加して、新たに生成したAlを含む水
酸化第2鉄コ四イド粒子を核晶αPe0OH粒子の表面
に吸着させた。この懸濁液のpHは12.8であった。
次に、この懸濁液を100cで23時間水熱処理して、
核晶αFe0CH粒子表面のコレイド粒子をエピタキシ
ャル成長させ、Uを含むαFe0OHを結晶成長させた
。このaFeooH中のλC+の含有量は核晶aF*o
OHのFej+に対して1at%であって、また新たに
エピタキシャル結晶成長させた吸、着層のdeooHの
pcX+lこ対して20 atq6でアラた・この生成
aFeOOHを水洗、乾燥後、H3気流中において38
0Cで3時間還元し、合金磁性粉末を得た。
実施例4 (11核晶aPeoOH粒子の作成工柵塩化第二鉄33
8Iと塩化コパル)5.95Fを蒸留水に溶解し、それ
ぞれα50 mol/lの塩化第二鉄および0.01 
mol/lの塩化コバルトの混合溶液2,5jを作成し
た。これを攪拌しながら、水酸化ナトリウム100Iを
蒸留水に溶解して得た2、 5 mol/lの水酸化ナ
トリウム溶液1.641を滴下して、C02+含有の水
酸化第二鉄コーイドの懸濁液を作成した。□この母液中
のFCi+濃度および声はそれぞれ0.502 mol
/lおよび11.15であった。
またCoの添加量は2a t3g (Co/Fe )で
あった。その後、母液を室温で12時間攪拌混合した後
、熟成器に移して、熟成温度50Cで216時間°熟成
してO。
含有の針状αFe00Hを得た。
(2)  核晶aFeoOH表面にz、24を含むd’
e00Hを一結晶成長させる工程 実施例1(2)の工程と同様にして合金磁性粉末を得た
実施例5 実施例1(1)の工程で得た核晶αFe0OHを用いて
、実施例1(2)の工程と同様な方法によ、っで、 Z
r2+含有量の異なるaFeooHを5種類作成した。
Zrを含むdeoOH粒子中のZr”十含有量は、核晶
aFe00HのFe“に対して、それぞれα2、Q、5
.3.5および6at−であつソ、新たlこエピタキシ
ャル結晶成長させた吸着層のaFeooHのFe M+
に対して30〜50 at%であった。
この生成αP@OOHを水洗、乾燥後、H2気流中で3
50〜500Cの範囲で3時間還元して合金磁性粉末を
得た・ この合金磁性粉末のHcおよび比表面積を図面に示した
実施例6 実施例1(1)の工程で得た核晶αFe00H’501
を1000−の蒸留水中で攪拌分散した後、(ii!酸
第二鉄4.501および硫酸ジ″ルコニウム(Zr(S
O2)’2・4H,0)2. ONを300wt蒸留水
中に溶解し、この混合溶液を核晶αFe00Hの懸濁液
中に添加して攪拌混合した。続いて、2.5 mol/
lの水酸化ナトリウム溶液125mを添加して新たに生
成したZrを含む水酸化第二鉄コ四オド粒午を核晶c#
e00H粒吸着させた。この懸濁液の2口は13.0で
あった。次に、このi濁液を100Cで20時間水熱処
理毛で、”核゛晶−□αFe0OH粒子表′面のコ四イ
ド粒子を二−タキシャル晟長させ、 Zrを−含む−F
eα射を結晶成長させた′。作成したa=ooH中のz
、l+含有量は核晶aFe00)iのF−¥に対して1
 at−であって、また新たにエピタキシャル結晶成長
させた吸着層のαFe0OHのFe“に対して25 a
i9Gであった。
この生成αPe00Hを水洗、乾燥後H,50%および
oo、 s’ oチの混合ガス中で4o’ot’、s時
間、還元し、−さらIc’N、 50%および空気゛5
0−の置台ガス中で250C,2時間酸化してyFe2
0墨を得′外O比較例1 実施例1(11の上程で得た核晶aF@0(刑を水洗、
乾燥後、H2気流中で350c、3時間還元し、合金磁
性粉末を得た。     □ 比較例2 実施例1(1)の工程で得た核晶td’eoOH251
を1 ’0 ’00 gItの蒸留水中で、攪拌分散し
た後、硫酸第二鉄5.651を200wt蒸留水中に溶
解し、この溶液を核晶αFe0OHの懸濁液中に添加し
て攪拌混□合した。続いて、 2.5 rnol/lの
水酸化ナトリウム溶液14゛5−添加して、新たに作成
した水酸化jI2鉄コ胃イド粒子を核晶aFeOOH粒
子の表面に吸着させた。さら゛に、ケイ酸ナトリウム(
Na2810.)α06りを100−蒸留水に溶解した
ケイ酸ナトリウム溶液を添加した。この懸濁液の声は1
3.1であった。
次に、この懸濁液を100Cで24時間、水熱処理して
、核晶αFe00H”i111表面のコ四イド粒子核晶
ap’e OOHty) Fe b十に対しテ112 
a’ttlAであって、また新たにエピタキシャル結晶
成長した吸着層のaFeooH(1) Fe” l(対
し”r2it*であった。
この生成aPeOOHを水洗、乾燥後、H2気流中で3
80c、5時間還元し、合金磁性粉末を得た。
実施例1(1)および(2)の工程と同様にしてTi(
実施例7)、Nb(実施例8)、W(実施例9)および
Hf(実施例10)を含有する合金磁性粉末を得たO 前述したようkして得られた実施例および比較例の磁性
粉末について緒特性を測定したので、下表にその結果を
示す◎ (以下余白、次頁につづ<o)
【図面の簡単な説明】
図面は実施例5において得られた合金磁性粉末のZr含
有量に対する七および比表面積の変化を示すグラフであ
る。 代理人 上屋 勝 l  常包芳男 l  杉浦俊貴 0123456? Zr含4量(aLギ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 核晶としての針状ゲーサイトの表面番こ少くとも1種の
    難還元性元素を含むゲーサイトを成長させることを特徴
    とする磁性粉末の製法・
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