JPS59145706A - 金属磁性粉末の製造方法 - 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】 本発明は、磁気テープ等の磁気記録媒体用の鉄を主体と
する金属磁性粉末の製造方法に関するものである。

従来、磁性粉末として主に磁性酸化鉄（γ−Ｆｅ、ａ、
）が使用されてきたが、高密度記録用としては保磁力（
Ｆｉｃ）および磁束密度（σＢ）等の磁気特性で充分と
はいえなかった。

近年、高密度記録用として、高保磁力、高磁束密度の磁
性粉末が求められ、磁性鉄粉末の開発が盛んに行われて
いる。

鉄を主体とする金属磁性粉末の製造方法としては、従来
から多くの方法が提案されているが、主として、オキシ
水酸化鉄または酸化鉄の針状粒子粉末を、水素ガス等の
還元性気体で加熱還元する方法がとられている。

しかしながら、この方法では、加熱還元時に粒子中に生
じる脱水孔、空孔２粒子の形崩れ、さらに粒子相互間の
焼結などが生じ、粒子の均一性や形の整った針状性が損
われるきらいがあシ、満足すべき磁気特性を有する金属
磁性粉末が得難い欠点がある。

その為、従来よシ加熱還元時に原料であるオキシ水酸化
鉄の針状形態を崩さないための種々の方法が検討されて
きた。特に粒子相互間の焼結や針状粒子の形崩れ防止に
は、加熱還元前に被還元物粒子粉末を加熱処理したシ、
粒子表面にケイ素化合物などを被着したりして改善が試
みられてきたが、加熱処理のみでは粒子の形崩れ防止の
効果はあっても焼結抑制には充分でなく、またケイ素化
合物などの被着では、焼結抑制効果は大きいものの、粒
子の形崩れ防止ではまだ充分とはいえないなどの問題点
を残している。

本発明者等は、これらの問題点を解決すべく絞量研究し
た結果、原料鉄化合物にニッケルおよびケイ素の化合物
を被着し加熱処理の後、加熱還元処理することによシ、
形崩れのない、しかも焼結もない金属磁性粉末を製造で
きることを見出し本発明を完成した。

すなわち、本発明は、オキシ水酸化鉄または酸化鉄を主
体とする鉄化合物表面に、ニッケル化合物および□ケイ
素化合物を鉄に対してニッケル、ケイ素としてそれぞれ
１５〜５重量％被着させ、次いで６００〜１０００℃の
非還元性雰囲気で加熱処理した後、還元性雰囲気で加熱
還元する事によう、鉄を主体とする金属磁性粉末を製造
する方法を提供するものである。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明で使用されるオキシ水酸化鉄または酸化鉄を主体
とする鉄化合物（以下鉄化合物と略す）としては、α−
ＦｅＯＯＨ，β−ＦｅｌｏＨ，γ−Ｆｅ０Ｏ＋Ｈ。

α−Ｆｅｔｏｓ、ｒ　　Ｆｅ２Ｏ２等、またこれらの中
間型に相当するものの他、これらＩｃ　Ｃｏ、　Ｏｒ、
　Ｍｎ、　Ｎｉ、　Ｃａ。

Ｚｎ、　Ｓｉ、　Ｂｉ等の金属成分を含有したものなど
いずれのものであっても使用できる。

またこれら鉄化合物は、針状でその軸比（長径／短径）
が５〜２０の範囲のものが好ましく使用できる。

本発明において、鉄化合物表面に被着されるニッケル化
合物は、水酸化ニッケルーとして被着される。

被着の方法としては、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、硝
酸ニッケルなどの水に可溶性のニッケル塩化合物を水溶
液とし、鉄化合物を分散させた溶液と該水溶液の所定量
を混合し、充分均一に攪拌した後、水酸化ナトリウムな
どのアルカリ溶液によりアルカリ性として、水酸化ニッ
ケルとして被着させることができる。また、鉄化合物を
分散させた溶液と水酸化ニッケルのアルカリ性溶液を混
合するか、あるいは鉄化合物を分散させた溶液と水酸化
ニッケルの水溶液を混合し、アルカリ性にすることによ
り、水酸化ニッケルとして被着させることもできる。

さらに、鉄化合物を分散させた溶液に、ニッケルの化合
物を添加または、ニッケルの溶液に鉄化合物を分散させ
る方法で混合しても何らさしつかえない。

該ニッケル化合物の被着量は、鉄化合物中の鉄に対して
、ニッケルとして（Ｌ５〜５重量％であることが好まし
い。α５重ｔ％よシ少ないと所望の効果が得られず、一
方５重量％を越えると磁気特性を低下させるので好まし
くない。

ニッケル化合物と共に被着処理されるケイ素化合物は、
オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、種々
の組成の水ガラスなどのケイ酸塩が好ましく使用−され
る。

該ケイ素化合物の被着量は、鉄化合物中の鉄に対して、
ケイ素として０５〜５重量％が好ましい。

被着量が少なすぎると焼結や形崩れの抑制が充分でなく
、また多すぎると保磁力の低下といった磁気特性の低下
をきたすので好ましくない。

該ケイ素化合物の被着方法としては、ニッケル化合物と
同時または、ニッケル化合物を被着後、ケイ素化合物を
被着させる場合のいずれかで処理される。ニッケル化合
物と同時にケイ素化合物を被着させる場合には、ニッケ
ル化合物とともにケイ素化合物の溶液を添加、混合する
ことにより行われる。二方ニッケル化合物を被着後、ケ
イ素化合物を被着させる場合には、ニッケル化合物被着
鉄化合物を分散させた溶液とケイ素化合物の水溶液とを
混合することによシ、ニッケル化合物被着鉄化合物を分
散させた溶液にケイ素化合物を添加まだは、ケイ素化合
物の水溶液にニッケル化合物被着鉄化合物を分散させる
といった方法により行われる。

このようにして、ニッケル化合物およびケイ素化合物を
被着された鉄化合物粒子粉末は、次いで非還元性雰囲気
中、６００〜１０００°Ｃの温度で１　　　　　　加熱
処理されて、被着被還元物粒子粉末となる。

特罠好ましい加熱処理は７００〜９００℃の温度である
。６００°Ｃ以下での処理では、所望の効果が得られず
、一方１０００″Ｃ以上では被着被還元物粒子に焼結を
生じ、針状性の維持が損なわれ、還元後の金属磁性粉末
の磁気特性が著しく低下する。従来は５００℃以下での
低温処理で焼結を防いでいたが、本発明の加熱処理によ
れば、ニッケル化合物被着により被着被還元物粒子中に
生じる脱水孔、空孔などが効果的に封孔されるとともに
、ケイ素化合物被着により粒子全体が焼きしまって、表
面積が減少し形崩れのない、焼結もないものがえられ、
還元後の金属磁性粉末の磁気特性が一段と向上したもの
となる。

このようにして得られた被着被還元物粒子粉末は、常法
に従って水素ガスなどの還元性雰囲気中で３００〜６０
０℃の温度で加熱還元され、鉄を主体とする金属磁性粉
末が製造される。

以上説明したように、本発明の方法によれば、オキシ水
酸化鉄または酸化鉄を主体とする鉄化合物表面に、ニッ
ケル化合物およびケイ素化合物を被着させ、加熱処理す
ることで、脱水孔、空孔などが効果的に封孔され、さら
に粒子全体が焼きしまり、加熱還元時焼結、形崩れが防
止でき、原料鉄化合物粒子の形状を維持した、保持力な
どの高い磁気特性に優れた金属磁性粉末を製造すること
ができる。

以下、本発明を実施例によシ説明するが、本発明はこれ
らによシ制限されるものではない。実施例および比較例
中におけるチはすべて重量％である。

実施例１〜５．比較例１．２ 長径０．６μｍで、軸比１３の針状α−オキシ水酸化鉄
（α−ＦｅＯＯ，Ｈ）１００９をｘｏｚの水に分散させ
た後、５チ硫酸ニツケル水溶液１００ｄを加えて１時間
攪拌した。次いで水酸化ナトリウム水溶液を添加し、溶
液のｐＨＩを１０以上にし再び１時間攪拌した。こうし
てα−オキシ水酸化鉄粒子表面に、Ｎ１（ｏＨ）、とし
てニッケルを被着させた。

ニッケルを被着させたα−オキシ水酸化鉄を水洗、ろ過
した後、さらにα８チ水ガラス（５１８１号）水溶液Ｓ
ａｔ中に分散させ１時間攪拌を行い、ニッケル被着α−
オキシ水酸化鉄に、ケイ素を均一に被着させた。

攪拌終了後、ろ過、乾燥、粉砕し、粒子表面に鉄に対し
てニッケル、ケイ素として、各々２．９　％。

２．６％を被着させたα−オキシ水酸化鉄を得た。

こうして得られたα−オキシ水酸化鉄粉末を分別して各
試料とした後、各試料毎に空気中で４００°Ｃ〜１．　
ｏ　ｏ　ｏ℃の各温度で１時間加熱処理し、粒子表面に
酸化ニッケルおよび酸化ケイ素を被着した酸化鉄を得た
。

次いで、この酸化鉄を管状電気炉で毎分ｃＬｏｔの水素
ガスを通気して４００°Ｃで７時間加熱還元し、ニッケ
ルとケイ素を含有する金属磁性鉄粉末を得た。

このようにして得られたニッケルとケイ素を含有する金
属鉄粉末の還元前における加熱処理温度と、還元前で加
熱処理後の粉末粒子のＮガス吸着法による比表面積およ
び還元後の金属磁性鉄粉末の印加磁場ＩＬｘｏｅでの磁
気特性を表１に示しだ。

この表から、明らかなように加熱処理温度が６００°Ｃ
を超えると、比表面積が減少するとともに、磁気特性が
向上するが、１．０００℃に至ると磁気特性が低下する
傾向にあり、このことから加熱還元前の加熱処理は温度
６００°Ｃ〜１．０００°Ｃの範囲内で行うのが好まし
く、この加熱処理によって、粒子の形崩れが有効に防止
され、磁気特性が一段と向上されることがわかる。

表１ 比較例６ 実施例１で用いた針状α−オキシ水酸化鉄に、ニッケル
被着処理をせずに実施例１と同様にしてケイ素のみを被
着させた。

このケイ素被着α−オキシ水酸化鉄を空気中で７００℃
で１時間加熱処理し、粒子表面に酸化ケイ素を被着した
酸化鉄を得た。

次いでこの酸化鉄を、実施例１と同様にして、加熱還元
しケイ素のみを含有する金属磁性鉄粉末を得た。

加熱還元前で加熱後の粉末粒子の比表面積は４５ｄ／９
で還元後の金属磁性鉄粉末の磁気特性は、保磁力Ｈｃ−
１３３ＣＢ＋ｅ、飽和磁束密度ａＢ−１５８θｒｎａ／
９．角型比σｎＢ−α４８であった。

実施例６ 長径０６μｍ、軸比１３の針状α−オキシ水酸化鉄（α
−Ｆｅ００Ｈ）１００９を２．３ｔの水に分散させた後
、５チ硫酸ニツケル水溶液１００ゴおよび４％水ガラス
（３１８１号）水溶液６００ゴを添加し１時間攪拌した
。こうして、α−オキシ水酸化鉄粒子表面に、ニッケル
およびケイ素を、同時に均一に被着させた。

攪拌終了後、ろ過、乾燥、粉砕し粒子表面に、鉄に対し
てニッケル、ケイ素として、各々２．９％。

２−５チを被着させたα−オキシ水酸化鉄を得た。

こうして得られたα−オキシ水酸化鉄粉末を、空気中で
７００°Ｃで１時間加熱処理し、粒子表面に酸化ニッケ
ルおよび酸化ケイ素を被着した酸化鉄を得た。

次いでこの酸化鉄を実施例１と同様にして、加熱還元し
ニッケルとケイ素を含有する金属磁性鉄粉末を得た。

加熱還元前で、加熱処理後の粉末粒子の比表面積は３９
ｒｒ？／９で還元後の金属磁性鉄粉末の磁気特性ｉ、保
磁力Ｈｅ　−１，４Ｓ　Ｏらｅ、飽和磁束密度σＢ−１
６１ｅｍｕ／９．角型比σｒ／ａＳ−α５０であった。

実施例７．比較例４ 長径ｃＬ７μｍで、軸比１１の針状γ−オキシ水酸化鉄
（γ−Ｆｅｏｏｕ）を使用して実施例１と同様の処理を
行い、粒子表面に鉄に対してニッケル、ケイ素として、
各々２．９％、　２−４％を被着させたγ−オキシ水酸
化鉄粉末を分別して各試料とした後、各試料毎に４００
°Ｃと７００℃の各温度で１時間加熱処理し、粒子表面
に酸化ニッケルおよび酸化ケイ素を被着した酸化鉄を得
た。

次いでこの酸化鉄を実施例１と同様にして加熱還元し、
ニッケルとケイ素を含有する金属磁性鉄粉末°を得た。

加熱還元前で、加熱処理後の粉末粒子の比表面積および
還元後の金属磁性鉄粉末の磁気特性を表２に示した。

表２ 実施例８〜１９ 実施例１で用いた斜状α−オキシ水酸化鉄（α−Ｆｅ０
０Ｈ）各々１００ｇをＸＯＺの水に分散させた後、５％
硫酸ニッケル水溶液の各々１７ｐｎｔ〜ゑ １６６−を加えて１時間攪拌した。次いで酸化ナトリウ
ム水溶液を添加し、溶液のｐＨを１０以上にし再び１時
間攪拌した。攪拌終了後水洗ろ過し、ニッケル被着量の
異なるα−オキシ水酸化鉄を得た。

こうして得られたニッケル被着量の異なるα−オキシ水
酸化鉄の各試料を各々０１５〜２．０％水ガラス（１１
８１号）水溶液１０２中に分散させ、１時間攪拌を行い
、ニッケル被着α−オキシ水酸化鉄に、ケイ素を均一に
被着させた。

攪拌終了後、ろ過、乾燥、粉砕し、ニッケルおよびケイ
素被着量の異なるα−オキシ水酸化鉄を得た。

こうして得られた、α−オキシ水酸化鉄粉末各試料を空
気中で７００°Ｃで１時間加熱処理し、粒子表面に酸化
ニッケルおよび酸化ケイ素被着量の異なる酸化鉄を得だ
。

次いで、この酸化鉄台試料を実施例１と同様にして加熱
還元しニッケルとケイ素の各量を含有する金属磁性鉄粉
末を得た。

加熱還元前で、加熱処理後の粉東粒子の比表面積および
還元後の金属磁性鉄粉末の磁気特性を表３に示した。

表３

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　オキシ水酸化鉄または酸化鉄を主体とする鉄
   化合物表面に１ニモ 素化合物を鉄に対してニッケル、ケイ素として、それぞ
   れ０．５〜５重量％被着させ、次いで６００〜１０００
   ’Ｃの非還元性雰囲気で加熱処理した後、還元性雰囲気
   で加熱還元することを特徴とする鉄を主体とする金属磁
   性粉末の製造方法。
2. （２）オキシ水酸化鉄または酸化鉄を主体とする鉄化合
   物表面に、ニッケル化合物を被着させた後、ケイ素化合
   物を被着させる特許請求の範囲第（１）項記載の製造方
   法。
3. （３）オキシ水酸化鉄または酸化鉄を主体とする鉄化合
   物表面に、ニッケル化合物とケイ素化金物を同時に被着
   させる特許請求の範囲第（１）項記載の製造方法。