JPS5964531A - Ｂａ―フェライト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】 〔発明の、技術分野〕 本発明は磁性粉末の製造方法に関し、更に詳しくは、磁
気記録用媒体などに適する磁性粉末をプラズマ処理工程
を経て製造する方法に閣する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

磁気記録媒体として、特に高周波特性及び高Ｓ／Ｎ比な
どが要求される場合には、小粒径で均一な形状を有し、
かつ粒度°分布中が狭くて上記の磁気特性に優れた磁性
粉末を製造することが必要である。従来、Ｂａ−７エラ
イト粉末の視遣方法としては、 ａ）　　ＢａイオンとＦｅイオンとを含むｐＨ８以上の
水溶液をメートクレープ中にて加熱する方法（水熱合成
法）、 ｂ）　　ＢａイオンとＦｅイオンとを含む水溶液をＰＨ
８以上の状態にしてＢａイオンとＦｅイオンとを沈殿（
共沈）せしめ、得られた沈殿物を９００　’Ｇ以上の温
度で焼成する方法（共沈法）、 が知られている。

しかし、ａ）の方法では、得られる磁性粉末中に粒径数
μｍ程度の粒子が含まれるため、粒子径が不均一である
。従って、粒径０．２μｍ以下で、かつ均一な形状を有
する微結晶Ｂａ−フェライト粉末が得難いという欠点が
あった。

また、ｂ）の方法では、焼成過程において、微粒子の焼
結が進行し、粒径が粗大になり易いため、粒度中の狭い
分布を有する微結晶Ｂａ−フェライト粉末をイ！するこ
とか困難であった。

そこで、小粒径で均一な形状を有し、かつ粒度分布巾の
狭い微結晶Ｂａ−フェライト粉末を得る方法として、例
えば、 ｃ）　　ＢａイオンとＦｅイオンとを含むｐＨ１２以上
の水溶液をオートクレーブ中にて比較的低温で加温して
前駆体沈殿物を生成させ、この前駆体沈殿物を８００℃
以上の温度で焼成する方法（オートクレーブ法）、 が試みられている。

しかし、この方法によれば、ａ）及びＤの方法よりは良
好な微結晶Ｂａ−フェライト粉末がＴＡられるが、まだ
所望の特性を有するＢａ−フェライト粉末を得るまでに
は至っていない。その理由シｊ−１優れた磁気特性を有
するＢａ−フェライト粉末を得るためには、焼成工程で
ｓ　ｏ　ｏ　”ｃ以−ヒという高温で加ｉ％Ｊｊ％　ｌ
、なければならないため、ｂ）の方法の場合と同様に粒
子間の焼結が進行して粒径が和犬化するという欠点があ
ったためである。

従って、沈１設物を直接、高温で焼成する前記ｂ）の共
沈法及びＣ）のオートクレーブ法にあっては、いずれも
焼成温度を粒子の焼結が進行しない温度まで低くするこ
とが望まれるが、これらの従来［ヤ術においては、得ら
れる磁性粉末に所望の磁気特性を付与するために、どう
しても前記の温度で加熱焼成して結晶化を進めなければ
ならず、その結果焼成、工程中の粒子の焼結はさけ哩か
った。

このため、上記した欠点のない磁性粉末の製造方法の開
発が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明は、オートクレーブ法及び共沈法における前記欠
点をＭ＋４消し、もって、磁気４’に性が優れ、かつ粒
径０．２μｍ以下で均一な形状を有し、粒度分布１１］
の狭いイ１り性粉末の製造方法を提供する仁とを目的と
する。

〔発明の概要〕

本発明の最大の特徴は、磁性粉末の」１（“１造過程で
得らｊする沈殿物を、プラズマ中の活性種と隆触させな
がら、粒子間の！Ｉｌ’ｌｉ結が進行しない温度で加熱
＋１１ス成することである。

即ち、オートクレーブ法を改良した本発明の磁性粉末の
製造方法は、磁性粉末の各４Ｘｆ成元素イオン介含む水
溶液をオートクレーブ中にて加熱し、得られた前駆体沈
殿物をプラズマ中で生成される活性種と接触さすながら
加熱焼成することを特徴とする（以下、この方法をオー
トクレーブプラズマ法ノニいう）。

土た、共沈法を改良した本発明の磁性粉末の製遣方法は
、磁性粉末の各λｒ・を成元素イオンを含む水溶液から
沈殿を生成せしめ、イ！）られた沈殿物全プラズマ中で
生成される活性種と１妾触させながら加；：：ｚ′（・
、１・、成することを特徴とする（μ下、この方法を共
沈プラズマ法という）。

Ｉ″ノ、下、本宅間を更に詳細に説明−ノーる。

本発明方法（ｌよ、各種の磁性粉末をｆｉｌ、１４造す
る上において有用であるが、特に前記［７た粒径、粒度
分布、磁気１特件の問題があった次式： ％式％） （大中、Ｍ、ｎ、ｍは前記と同様の意味を有する。） で示されるＢａ−フェライト粉末の製造に有用である。

そこで、以下の説明では、上記のＢａ−フェライト粉末
について述べることとするが、この他の磁性粉末にあっ
ても、同様の方法にて製造することが可能である。

初めに、本発明のオートクレーブプラズマ法について説
明する。この方法では、前駆体沈殿物を生成せしめる工
程までは、従来のオートクレーブ法に鴻じて行なわれる
。即ち、まず、所定の化学組成を有するＢａ−フェライ
ト粉末となるように、該粉末の各構成元素イオンを含む
水溶液を調製しく通常、各構成元素の塩化物を含む水溶
液を混合する）、この水溶液をアルカリ／に溶液（通常
、ＮａＯＨで調製）に加えて沈殿を析出せしめろ。次に
、得られた沈殿物（共沈物）をオートクレーブ中に投入
して、通常１００〜２５０°Ｃにて０．２〜１０時間加
熱した後、乾燥し７て所定の化学組成を有する前駆体沈
、穀物を得る。

一方、本発明の共沈プラズマ法に訃いては、上記のオー
トクレーブプラズマ法と同様にして水溶液から得られた
共沈物を、オートクレーブ中で処理することなく、例え
ば、直ちに純水にて水洗を繰り返し十分水洗した後、乾
燥して沈殿物粉体を得る。

次に、オートクレーブプラズマ法及び共沈プラズマ法共
に、得られた沈殿物をプラズマ中の活性種と接触させな
がら加熱焼成する。

処理に用いるプラズマの発生方法としては特に制約はな
く、マイクロ波放電プラズマ、高周波放電７’　ラス７
、交流グロー放電プラズマ、直γ＋ｔｒ、　りＯ−前帆
プラズマなどを利用することができるが、特に、マイク
ロ波放電プラズマにより処理すると、沈殿物の粒子を均
一かつ効率的に処理することができるために好ましい。

ｔ）’ｉ、電用のがスとしては、酸素；酸素と希ガス（
Ａｒ　＋　Ｈｅ　＋　Ｎｅ　＋　Ｋｒ　ｒ　Ｘｅ等）の
混合がス；酸素と窒素の混合がス：二酸化炭素；二酸化
炭素と希ガス（Ａｒ　＋　Ｎｅ　＋　Ｋｒ　＋　Ｘｅ等
）の混合ガス；二酸化炭素と窒素の混合ガス；−１唆化
炭素；−酸化炭素と希ガスの混合がス；−酸化炭素と窒
素の混合がス；ハロゲン化メタン；ハロダン化メタンと
希ガスの混合がス；ハロダン化メタンと窒素の混合ガス
などを利用することができるが、このうち、酸素もしく
は希ガス又は窒素と酸素との混合ガスを利用することが
好ましい。

これらのガス圧は、一般に０．１〜１０　Ｔｏｒｒ更に
は０５〜５　Ｔｏｒｒ程度が望ましい。０．１　Ｔｏｒ
ｒ未満では放電を安定に持続することが困難である場合
が多く、１０　Ｔｏｒｒを超えるとプラズマが収束し易
くなるため均一な処理が困難になる。

また、加熱焼成する際の温度は、通常９５０　’Ｃ以下
で本・ｆ−明効果を奏することができる。

尚、参考のために、マイクロ波放電によりプラズマを発
生せしめて試料（沈殿物）を加熱ａＱ：成するだめの装
置の１例を第１図に示した。該製置において、マイクロ
波発振器１によって発振されたマイクロ波は、導波管２
に導かれ、さらにアンテナ３によって処理室５へ伝送さ
れる。伝コペするアンテナ３の先端は石英管４で保楯さ
れている。ｈｉｐ理される試料６は処理室５に入れられ
る。この処理室５は回転装ｆ適７に連結され、回転可能
な状態にある。処理室５には、ガス供給口８から所定の
ガスが導入され、がス排出口９からこのガスが排気され
て、処理室５は所定圧力に保たれる。更に処理室５の内
部は、該室５の周縁に設けられたヒーター１０（電動機
１１と接続）によシ加熱されるようになっている。

このような装置を使用し、マイクロ波発振器１を作動さ
せて、マイクロ波を発生ぜしめろことにより、処理室５
に７０ラズマ／バ発生し、更にヒーター１０の加熱によ
り試料６は加熱焼成されて所望の磁気粉末となる。

〔（１明の実、唯例〕 実施例 Ｆｅイオンとして１２６．５　ｇ含んだＦ　ｅ　Ｃｌｓ
　”　６　ＩＬＬ水溶液１．５４とＢａイオンとして３
３．６　ｇ含んだＢａＣ４・２ル０水溶液０．５１と置
換元素としてＣｏイオンとして１２．０１９含ん、だＣ
ｏＣ４＠　６■（２０水溶液０゜２５１及びＴｉイオン
として９，８Ｉ含んだＴｉＣ４水溶液０．２５１を混合
し、該混合液をあらかじめ調製しであるＮａＯＨ１、２
ｋｇを溶解した水溶液３１に攪拌しながら加え反応せし
めた。得られだ共沈物を２分し、一方の共沈物は、共沈
７°ラズマ法に供し、純水にて水洗を繰り返し十分水洗
した後、乾燥して沈殿物粉体（共沈粉）を得た。もう一
方の共沈物は、オートクレーブプラズマ法に供シ、オー
トクレーブに投入して１５０℃１時間加熱したのち、乾
燥して沈殿物粉体（オートクレーブ、粉）を得た。と刊
、ら２種の沈殿物の化学組成は、　ＢａＯ・６　（Ｆｅ
　ｏ、ｇ４ＣＯＯ，０７Ｔ　ｉ　ｏ；ｏ７）２０３であ
った。

次に、これら２２〔類の粉末を、それぞれ第１図に示し
たプラズマ発生装置において酸素がス０．５Ｔｏｒｒ、
　　５００Ｗの）０ラズマ条件で４：ｌｊ々の加熱条件
にて活性種と接触させながら焼成し、それぞれＢａ−フ
ェライト粉末を得た。

比較例 実施例と同様に処理して得た２佃頑の沈殿物粉末をプラ
ズマのない状態で種々の温度にて焼成し、Ｂａ−フェラ
イト粉末を得た。

ｆ（）られた各ｌのＢａ−フェライトの磁気特性をＶ、
Ｓ、Ｍ測定器にて各種熱処理温度における飽和磁化Ｍｓ
、（ｅｍｕ／、？　）を測定したところ、第２，３図に
示した結果が得られた。図中、Ａは実施例を表わし、Ｂ
は比較例を表わす（第４，５図において同じ）。さらに
実施例、比較例で得られた各種Ｂａ−フェライト粉末の
中から磁気特性の良好なものに対して電顕写真から粒度
分布を測定したところ、第４，５図に示した結果が得ら
れた。

第２〜５図から明らかなように、本発明にょっって得ら
れたＢａ−フェライト粉末は、比較例に比べ磁気特性及
び粒度分布が大［１〕に改善されていることがわかる。

尚、プラズマ条件を酸素と希ガスの混合ガス、及び圧力
を０５〜５　Ｔｏｒｒに変化させても特性的に差はなく
、同様の効果が認められた。

〔発９Ｊの効果〕 本発明方法によれば、粒子の焼結が進行しない程度の温
度で沈殿物を加熱焼成することができるため、磁気特性
に優れ、かっ粒径帆２μｍ以下で均一な形状を有し、粒
度分布巾の狭い磁性粉末を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラズマを発生して試料を加熱焼成する装置の
概略図、第２図はオートクレーブ粉を用いた実施例及び
比較例において各々得られた磁性粉末の飽和磁化を熱処
理温度の間数として表わした図、第３図は共沈粉を用い
た場合について第２図と同様の関数として表わした図、
第４図は、オートクレーブ粉を用いた実施例及び比較例
において各々得られた磁性粉末の粒子径の分布を表わし
だ図、第５図は共沈粉を用いた場合について第４図と同
様の分布を表わした図である。 １・・・マイクロ波発振器、２・・・導波管、３・・・
アンテナ、４・・・石英管、５・・・処理室、６・・・
試料、７・・・回転装置、８・・・ガス供給口、９・・
・ガス排出口、１０・・・ヒーター、１１・・・電動機
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）磁性粉末の各構成元素イオンを含む水溶液をオー
   トクレーブ中にて加熱し、得られた前駆体沈殿物をプラ
   ズマ中で生成される活性種と１２’５触させながら加熱
   焼成することを特徴とする磁性粉末の製造方法。 （２）前記磁性粉末が、次式： ％式％） 〔式中、Ｍは、Ｃｏ　＊　Ｔｔ　＋　Ｎｌ　＋　ＭｒＩ
   ）　ＣＩｓ　、Ｚｎ　。 Ｉｎ、Ｇｅ、Ｎｔ＞から選ばれる１種以上の元素を表わ
   し；ルは５，４〜６．０、ｍは０〜０．２（但し、ｍは
   Ｏを含まず）を表わす。〕で示されるＢａ−フェライト
   粉末である特許請求の範囲第１項記載の磁性粉末の製造
   方法。 （３）　　前記プラズマをマイクロ波放電により発生さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁性
   粉末の製造方法。 （４）　　プラズマ放電用ガスが酸素もしくは希ガス又
   は窒素とｒｒｌ、素との混合ガスであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項、第３項記載の磁性粉末の製造
   へ方法。 （５）磁性粉末の各構成元素イオンを含む水溶液から沈
   殿を生成せしめ、得られた沈殿物をプラズマ中で生成さ
   れる活性種と接触させながら加熱焼成することを特徴と
   する（磁性粉末の製造方法。 （（３）　　ｒｉ″１■記磁性粉末が、次式：％式％） 〔式中、Ｍは、Ｃｏ　ｌ　−Ｔｌ　ｌ　Ｎｉ＋　Ｒｈ　
   ｒ　Ｃｈｉ　＃　Ｚｎ　）Ｉｎ、　Ｇｅ　、　Ｎｂから
   選ばれる１種以上の元素を表わし；ルは５．４〜６．０
   、ｍは０〜０．２（但し、ｍはＯを含まず）を表わす。 〕 で示されるＢａ−フェライト粉末である特許請求の範囲
   第５項記載の磁性粉末の製造方法。 （７）前記プラズ゛マをマイクロ波放電により発生させ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の磁性粉
   末の製造方法。 （８）　プラズマ放電用ガスが酸素もしくは希ガス又は
   窒素と酸素との混合ガスであることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項、第７項ｉ己載の磁性粉末の製造方法。