JPS60162704A - 磁性流体の製造法 - Google Patents

磁性流体の製造法

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JPS60162704A
JPS60162704A JP59015281A JP1528184A JPS60162704A JP S60162704 A JPS60162704 A JP S60162704A JP 59015281 A JP59015281 A JP 59015281A JP 1528184 A JP1528184 A JP 1528184A JP S60162704 A JPS60162704 A JP S60162704A
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ferromagnetic
magnetic fluid
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medium
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Isao Nakatani
功 中谷
Takeshi Masumoto
剛 増本
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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
    • H01F1/44Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

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】 本発明は磁性流体の製造法に関するものである。
磁性流体は液体状の磁石であり、真空回転軸シール、イ
ンクジェットプリンター、比重差分離等の分野ですでに
利用もしくは利用が検討されている。これらの分野の外
、電波吸収剤、熱エネルギー変換作業物質、磁気光字素
等への巾広い応用が考えられる。
この製法としては、(1)マグネタイトの魂:を□水と
表面活性剤を混合したコロイド分散媒液中でボールミル
を用いて長時間(5〜20週間)粉砕した後、大きい粒
子を分離して磁性流体を作る湿式粉砕法。(2)第1鉄
塩と第2鉄塩の混合水溶液にアルカリを加えてマグネタ
イト微粒子を共沈させた後、表面活性剤を用いて解膠さ
せて磁性流体を作る湿式析出法がとられていた。
しかしながら、湿式粉砕法は長い粉砕時間を必要とする
と共に粉砕後粗大粒子を分離する工程を必要とするため
、生産効率が極めて悪い上、粗大粒子の分離による原料
の利用効率も悪いこと。原理的に粉砕粒子の粒子径は広
い範囲に分布されるため、磁性流体の性質の制御、並び
に−品質管理が困難であること。またこの方法に適用す
ることができる磁性流体の磁性物質としては、マグネタ
イトのような軟〈て脆い物質に限定され、ねばシ強い金
属または合金には適用し難いこと等の多くの欠点がある
他方、湿式析出法は、鉄塩の共沈反応を利用するため、
マグネタイトなどの強磁性酸化物に対象が限られ、広い
範囲の強磁性物への適用が困難である。またこの方法で
得られる微粒子の粒径は100〜200Aの範囲のそろ
ったものとなるが、更にこれよシ小さい粒径のものが得
難い欠点がある。
磁性流体の性能を特徴づける最も重要なパラメーターは
磁性流体の持つ磁化の大きさである。
マグネタイトコロイドを用いた磁性流体は、マグネタイ
ト自身の持つ磁化の値が小さいため、磁性流体の性能に
限度がある。この間肪に対する根本的解決策は、本来磁
化の大きい鉄、コバルト等の強磁性金属、鉄−コバルト
合金、鉄−ニッケル合金等の強磁性合金、あるいはホイ
スラー合金、ラーベス相化合物等の強磁性化合物からな
るコロイドを用いること。またこの場合、コロイド粒子
の粒径を20〜100Aにそろえたものとすることであ
る。
この方向に沿った従来技術としてコバルトカーボニル(
COII(Co)8 )をトルエン中で熱分解し、コバ
ルトコロイドからなる磁性流体を製造する方法が知られ
ている。しかし、この方法によると得られるコバルトコ
ロイド粒子の粒径は約200A程度であり、濃いコロイ
ド溶液中では凝集し易い欠点がある。
本発明はこれらの従来法における欠点をなくしようとす
るもので、その目的は磁化の大きい強磁性金属元素、強
磁性合金ならびに強磁性化合物の微粒子を分散質とし得
られ、しかもそれらの微粒子の粒径を20〜100Xの
凝集に対して安定性を持つコロイドとした磁性粒体の製
造法を提供せんとするにある。
本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、高
真空あるいはアルゴンガス、ヘリウで、第1図に示すよ
うに強磁性金属元素、1強磁・性合金または強磁性化合
物(以下これらを総称して強磁性物質と言う)1を加熱
装置2により例えif 1000〜2500tll”に
加熱して蒸発させ、これに対向して磁性流体の媒質とな
る液体すなわち表面活性剤と低蒸気圧の鉱物油との混合
液(以下表面活性液体と言う)3を配置すると、強磁性
物の蒸気は表面活性液体3に付着凝縮し、コロイド粒子
の粒径が20=5OAの微細で、かつ粒径の揃ったもの
が得られることを知見し得た。
その知見に基いて本発明を完成したものである。
その吸着、凝縮の状況を第2図で説明すると、第2図a
は付着前の表面活性液体30表面の状況、第2図すは強
磁性物質の蒸発中における表面活性液体の表面状況、第
2図Cは強磁性物質の超微粒子が表面活性液体分子で表
面を被覆され、鉱物油に取込まれ、安定な磁気コロイド
、すなわち、磁性流体となる状況を示す模式図である。
第2図aに示すように、表面活性剤分子4は親油基を鉱
物油8の方に向け、吸着性の基を表面に露出させ、鉱物
油の表面を一様に後って立ち並び、鉱物油表面を吸着性
に富んだ表面活性な状態に変化させる。次に第2図すに
示すように強磁性物質lから蒸発飛来した強磁性物質原
子5は表面活性液体の表面に付着、凝縮し、粒径の揃っ
た強磁性超微粒子6が個々に孤立して生成する。これを
攪拌または流動させることによシ、第2図Cに示すよう
に、これらの超微この過程が繰返えされて高濃度の磁性
流体が得られるものと考えられる。
本発明における表面活性液体を構成する媒質としては、
低蒸気圧の油例えばアルキルナフタリン等の低蒸気圧の
炭化水素、またはアルキルジフェニルエーテル、ポリフ
ェニルエーテル、ジエステル、シリコーン油、フルオロ
カーボン油等が挙げられる。ただし低蒸気圧の液体であ
れはこれらに限定されるものではない。また表面活性剤
としては、前記媒質に可溶で、それより表面張力が小さ
く、かつ強磁性物質に対して強い吸着性を示す感能基を
持つ表面活性剤が好ましい。例えば、カルボン酸と金属
またはアミンとの塩である石鹸、ソルビタンオレ■二・
ト、ペンタエリスリットオレ6−)等の多価;ルコール
脂肪酸エステル、アルキルアリルスルホン酸塩、オクタ
テシルベンゼンスルホネ−)等(7)スルホン酸塩、そ
の他リン酸塩、リン酸エステル、アミン誘導体などが挙
げられる。ただし、これらに限定されるものではない。
また、本発明の方法において使用される強磁性物質とし
ては、鉄、コバルト、ニッケル、希土類元素静の強磁性
金属元素の外、少くともこれら金属元素の一種以上を成
分元素として含む強磁性またはフェリ磁性を持つ合金ま
たは化合物、更にマンガン、クロム、バナジウムの一種
以上を成分元素として含む強磁性化合物または合金が挙
げられる。しかし、強磁性を持つ元素、合金、化合物で
あればよい。
これらの強磁性物質は高真空に排気された雰−囲気、あ
るいはアルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等の不活
性ガスを10011100l11以下の圧力で充填した
雰囲気、また酸素ガス雰囲気中において、例えは抵抗加
熱装置、電子衝撃加熱装置、電子衝撃加熱装置、レーザ
ーまたは赤外線加熱装置等の加熱装置により加熱して蒸
発させる。
得°られた蒸発物を前記表面活性液体に付着、凝縮させ
ることによシ容易に磁性流体が得られる。
本発明の方法によると、 (1)、強磁性物の蒸発物を表面活性液体に付着・凝縮
させることによって製造するので、従来法におけるマグ
ネタイト、コバルトのほか、他の強磁性物である金属は
勿論、強磁性合金、強磁性化合物の磁性流体を製造し得
られる。
従って従来法では得られなかった飽和磁化が2000ガ
ウスを示す磁性流体も製造し得られ、また熱伝導性並び
に電気伝導性の優れたものともなし得る。
(2)、雰囲気を変えることによって強磁性金属あるい
は強磁性金属酸化物からなる磁性流体になし得る。例え
ば適蟲量の酸素沖囲気とすることによって、従来型のマ
グネタイトコロイドの磁性流体は勿論、多元素フェライ
トコロイドの磁性流体の製造も可能である。
(3)、得られるコロイド粒子の粒径は20〜50Aの
ものであるため、得られる磁性流体は凝集や沈澱を起こ
し難く、高い安定を示す。しかも粒子径が揃っているの
で、従来法における粒子の選別を必要としない。そのた
め製造工程も簡単となると共に、歩止りも高く、生産製
造の自動化、品質管理も容易で、工業的生産に適する。
等の従来法では得られない優れた効果を奏し得る。
実施例1.鉄コロイド磁性流体 表面活性液体として、アルキルプロピレンジアミンを1
0%濃度でアルキルナフタリンに溶解した溶液を用いた
加熱装置として、らせん線状に巻いたタンクステン抵抗
線の中にアルミするっほを入れ、とのるつほの中に電解
鉄を装填し、これらを真空容器中に設置した。
表面活性液体を流動させながら、lQ−’m)134以
上の真空下で、るつぼ中の鉄を1800〜2000 t
ll’に加熱して蒸発させ、表面活性液体に付着凝縮さ
せた。電解鉄10?を用い、以上の操作を約10分間行
ったところ、約100ガウス/ ccの磁化を持った磁
性流体が得られた。電解鉄の量を増゛やし、これを繰返
すことにより1600ガウス/ ccの磁化を持つ強磁
性の磁性流体も製造することが可能である。
実施例2.鉄−コバルト合金コロイド磁性流体実施例1
の電解鉄に代えて50%鉄−コバルト合金を用い、他の
条件は全く同様な方法にょシ、約150ガウス/ ee
の磁化を持つ鉄−コバルト合金コロイド磁性流体が得ら
れた。更にこれを繰返すことにより2000ガウス/ 
ccの磁化を持つ磁性流体を製造することが可能である
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の磁性流体の製造法の概要説明図。 第2図は磁性流体の生成原理を示す模式図で、aは強磁
性物質蒸発物の付着前の表面活性液体の表面の状況、b
は強磁性物質の蒸発物の付着、凝縮中における表面活性
液体の表面状況Cは強磁性物の超微粒子がコロイドとな
る状況の模式%式%: 5:強磁性物質が蒸発した原子 6:強磁性超微粒子 7:磁気コロイド8:鉱物油 特許出願人 科学技術庁金属材料技術研究所長l閃 矛2配

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、強磁性金属元素、強磁性合金または強磁性化合物を
    蒸発させ、該蒸発物をそれら蒸発物質に対して吸着性を
    持つ表面活性剤を適当な濃度で溶解した低蒸気の液体に
    接触させて、強磁性の金属元素、合金または化合物のコ
    ロイドを形成させることを特徴とする磁性流体の製造法
JP59015281A 1984-02-01 1984-02-01 磁性流体の製造法 Granted JPS60162704A (ja)

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