JPS6317212A

JPS6317212A - 炭化鉄を含有する粒子

Info

Publication number: JPS6317212A
Application number: JP61158369A
Authority: JP
Inventors: Takuya Arase; 琢也荒瀬; Yoshiyuki Shibuya; 吉之渋谷; Shigeo Daimon; 大門　茂男
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1988-01-25
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH0635326B2

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】（産業上の利用分野）本発明はニッケル及び炭化鉄を含有する粒子及びその製
造法に関する。

（従来の技術）一般に磁気記録用磁性材料を用いた記録媒体の記録密度
を高め−る上では、その磁性材料の保磁力は高い方が良
い。しかし再生装置のヘッドの能力に応じて、種々の保
磁力を有する磁性材料が求められている。

炭化鉄を含有する針状粒子は高保磁力を有する上に、導
電性があり、硬度も高く、優れた磁気記録媒体用の磁性
粉末である。かかる炭化鉄を含有する針状粒子は、例え
ば針状オキシ水酸化鉄粒子または針状酸化鉄粒子を還元
炭化剤に２５０〜４００℃で接触させることにより製造
される。この炭化鉄を含有する針状粒子は炭化鉄の主成
分とじてＦｅ、Ｃ２を含み、そのｆｉＦｅ、Ｏ，（マグ
ネタイト）及び遊離炭素を含むことが知られている。し
がし、この炭化鉄を含有する針状粒子は余りに高い保磁
力を有するためにヘッドの能力によっては使用が制限さ
れる場合がある。そこで任意の保磁力を有する炭化鉄の
開発が要望されるようになった。また、磁気記ｊｉＷｃ
体用の磁性粉末は、出力を高める上で磁化量が大きいこ
とが求められる。

炭化鉄の保磁力をコントロールするには（１）炭化反応
を途中で停止する、（２）炭化反応の温度を高くするの
２つの方法がある。しかしく１）の場合はＦ　Ｃ３０＝
が多量に存在し、そのために磁化量が小さく好適な磁気
記録材料が得られない。また（２）の場合は副反応とし
て炭化剤の分解により多量の炭素が析出するので、全体
として低磁化量の針状粒子しか得ることができないとい
う問題点がある。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的はＦｅ、０．及び単体炭素の含有率が低く
、且つ保磁力をコントロールすることが可能な炭化鉄を
含有する粒子及びその製造法を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段）本発明はニッケル及び炭化鉄を含有する粒子に係る。

本発明のニッケル及び炭化鉄を含有する粒子は、例えば
ニッケル塩水溶液、鉄（ＩＩ）塩水溶液、アルカリ水溶
液を混合して懸濁液を得、酸素又は酸素含有気体を通じ
てニッケルを含有するａ−オキシ水酸化鉄を生成させ、
これを濾別、乾燥して、炭化することにより得られる。

また本発明の上記粒子はオキシ水酸化鉄粒子または酸化
鉄粒子、水溶性ニッケル塩及び水から成るスラリーに前
記ニッケル塩を難溶性のニッケル化合物に変える試剤を
加え、該粒子の表面を難溶性ニッケル化合物で被覆し、
これをｆ別、乾燥して、炭化することによっても得られ
る。

上記第１の方法においてニッケル塩としては塩化ニッケ
ル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル等を、
鉄（Ｉ［）塩としては塩化第１鉄、硫酸第１鉄等を挙げ
ることができる。アルカリ水溶液としてはＮａｔ　ＫＩ
　Ｃａｔ　Ｍｇ等の水酸化物、炭酸塩等の水溶液、アン
モニア水溶液などを例示できる。これらニッケル塩と鉄
（ｎ）塩の使用割合は通常、ニッケルが鉄に対して０．
２〜３０原子％、好ましくは０．２〜１０原子％となる
ようにするのが好ましい。アルカリ水溶液の、添加量は
鉄（Ｉｆ）に対して２倍当量以上、好ましくは３倍当量
以上とするのがよい。

本発明の第１の方法ではニッケル塩水溶液、鉄（ｎ）塩
水溶液、アルカリ水溶液を混合して懸濁液を得、これに
酸素又は酸素含有気体、例えば空気等を通じてニッケル
を含有するα−オキシ水酸化鉄を生成させる。酸素又は
酸素含有気体の通気量は懸濁液中に生成したＦ　ｅ（Ｏ
Ｈ）２　（水酸化第１鉄）１．０モル当り純酸素ガス換
算１０−１０００ｃｃ／　ｗｉｎの吹込流量にて酸化を
行うことが好ましい。

次にこのように生じた沈殿物を濾別、乾燥して炭化する
ことによりニッケル及び炭化鉄を含有する粒子が得られ
る。乾燥は室温〜２５０°Ｃで放置または加熱するのが
好ましい。炭化剤としてはＣ○、メタノール、ギ酸メチ
ル等を用いることができる。

本発明において炭化剤は希釈しであるいは希釈せずに使
用することができ、希釈剤としては、例えばＮ２、アル
ゴン、ヘリウム等を挙げることができる。また希釈率は
任意に選択できるが、１を超えて１０倍まで（容量比）
にとどめて希釈するのが好ましい。接触温度、接触時間
、流速等の接触条件は、適宜選択するのがよいが、好ま
しい接触温度は、約２５０−４００℃、ヨ’）好マシく
ハ約３００−４００℃、好ましい接触時間は約０．５〜
６時間である。

好ましい流速は、沈殿物１８当り希釈剤を除いて約１〜
１０１００ＯＳ、Ｔ、Ｐ／分、好ましくは約５〜５００
ｍ（ｌ　Ｓ、Ｔ、Ｐ、７分である。なお、接触圧力は、
希釈剤をも含めて、１〜２気圧が常用されるが、特に制
限はない。

本発明の第２の方法において、オキシ水酸化鉄としては
例えばａ　　Ｆ　ｅ　ＯＯＨ＋　β−Ｆｅ００Ｈ。

γ−ＦｅＯＯＨ等を、酸化鉄としてはα−Ｆｅ２０コ。

γ−Ｆｅ２０）、Ｆ　ｅｓ　Ｏ４等を、ニッケル塩とし
ては上記第１の方法と同様のものを用いることができる
。この方法ではオキシ水酸化鉄粒子または酸化鉄粒子、
水溶性ニッケル塩及び水から成るスラリーに前記ニッケ
ル塩を難溶性のニッケル化合物に変える試剤を加え、該
粒子の表面を難溶性ニッケル化合物で被覆し、これをｆ
別、乾燥して、炭化することによりニッケル及び炭化鉄
を含有する粒子が得られる。ニッケルは炭化ニッケルの
形か、酸化ニッケルの形か、その他の形か不明である。

ニッケル塩と鉄粒子の使用割合は通常、ニッケルが鉄に
対して０．２〜３０原子％、好ましくは０．２〜２０原
子％とするのが好適である。ニッケル塩を難溶性化合物
に変える試剤としては、ＫＯＨ，ＮａＯＨ等の水酸化ア
ルカリ；　　Ｎａ２ＣＯ，、Ｎ１１ＨＣＯ３等の酸化ア
ルカリ；　アンモニア；ＫＣＮ、ＮａＣＮ等のシアン化
アルカリ；　リン酸又はＮａ２ＨＰ　Ｏ＝−Ｎ　ａＨ２
Ｐ　Ｏ４等のリン酸塩；　硫化水素；シュウ酸又はシュ
ウ酸カリウム等のシェフ酸塩；アセチルアセトン、ジメ
チルグリオキシム等のキレート剤などを挙げることがで
きる。試剤の量は難溶性のニッケル化合物を生じるのに
十分な量を加えればよい。表面を難溶性ニッケル化合物
で被覆された鉄粒子の濾別、乾燥、炭化は前記第１の方
法と同様に行うことができる。

本発明において得られる粒子は、電子顕微鏡で観察する
と、平均的に一様な粒子であり、その内部又は表面にニ
ッケルを含有している。また、得られる粒子は、元素分
析により炭素を含有し、更にＸ線回折パターンにより、
炭化鉄を含有することが明らかである。Ｘ線回折パター
ンは、面間隔が２．２８．２．２０．２．０８．２．０
５及び１．９２Ａを示す、かかるパターンは、Ｆ　ｅ５
　Ｃ２に相当し、本発明の炭化鉄の主成分はＦ　ｅ５　
Ｃ２からなる。

また、本発明で得られる粒子は酸化鉄、主としてＦｅ＝
Ｏ，をも含有することがある。

また本発明の粒子は遊離炭素を含有することがあるが、
その含有量は２０重量％以下であることが必要である。

２０重量％を越える場合は磁化量が低いので不適当であ
る。

また、得られる粒子の平均軸比及び平均粒径は、原料の
粒子のそれらと比較して若干小さくなるが殆ど差はない
。従って、この製法で得られる粒子の平均軸比は、通常
１〜２０、好適には３〜２０であり、平均粒径（長軸）
は、通常２μ論以下、好適には０．１〜２μｍ、最適に
は０．１〜１．０μｍである。

本発明のニッケル及び炭化鉄を含有する粒子は、前述の
特徴等から明らかなとおり、磁気記録用磁性材料として
用いることができるが、これに限られるものではなく、
低級脂肪族炭化水素のＣＯとＮ２とからの合成のための
触媒等として用いることもできる。

第１図に内部にＮｉを入れた場合及び表面にＮｉを被着
した場合の、それぞれのＮｉ含有量と保磁力の関係を示
す。即ちＡ　Ｉ！　Ｆ　ｅＣｌ□０，８ｍｏ１＃’溶液
０．５１中にＮｉＣｌ□をＮｉ／Ｆｅ＝１−１０原子％
になるように添加しておき、これをＮ　ａｏ　Ｈ２，６
７ｍｏ１／ｌ溶ａ１．５／中に加えた後、空気を０，５
１／＋ｉｎで通気してＮｉを含むα−ＦｅＯＯＨを生成
させ、空気中で３５０’Ｃに加熱した後、３４０　’Ｃ
でＣＯを流しながら加熱することによって得られた磁性
粉末の保磁力とＮｉの添加量の関係を示す。またＢはＮ
ｉ／Ｆｅ＝０〜２５原子％になるようにＮ　ｉ　Ｃｌ□
を溶解したＱ　　Ｆｅ０ＯＨを２０ｇ含むスラリー２１
にＮａＯＨを加え、Ｎ　ｉ（ＯＨ）２をα−Ｆｅ００８
表面に析出させた後、空気中で６００℃に加熱した後、
３００’Ｃでｃｏを流しながら加熱することによって得
られた磁性粉末の保磁力とＮｉの添加量の関係を示す。

図から明らかなようにＮｉの含有量を変えることにより
、磁性粉末の保磁力を自由にコントロールすることがで
きる。しがもマグネタイト及び単体炭素の含有率は低く
粒子間の焼結も殆ど見られない。

（発明の効果）本発明により得られるニッケル及び炭化鉄を含有する粒
子はＦｅ５０．及び単体炭素の含有率が低く、且つ保磁
力をフントロールすることが可能であり、種々の規格の
磁気記録媒体に使用することができる。

（実　施　例）以下に実施例及び比較例を挙げて詳しく説明する。尚、
各種特性等はそれぞれ次の方法によって求めた。

（１）磁気特性特別に記載がない限り次の方法によって求める。

磁化特性は最大磁場が２５０００ｅである理研電子株式
会社製ＢＨＨ−５０直流磁化特性自動記録装置により測
定する。

実施例ＩＮｉ／Ｆｅ＝５原子％になるようにＮｉＣｌ２を０、０
２ＩＩｌｏｔ’を含むＦ　ｅＣ１２０，８ｍｏ＆＃！溶
液０．５１をＮａＯＨ２，６７ｍｏｊ！／１２溶液１．
５２中に加え、空気を０．５ｆｆｉ／ｎ＋ｉｎで通気し
てＮｉを含有するα−Ｆｅ００８粒子を得た。生成粒子
をＩ別（シ戸液中のＮｉは１　ｐ−ｐｒｏ以下であった
）、水洗、乾燥、粉砕を行ない、空気中、３５０℃で１
時間加熱した後、ＣＯを流速２００ｎ＋ｆ／ａ＋ｉｎで
流しながら、３４０℃で２時間還元、炭化を行った。得
られた粉末の平均粒径は０．７μｍ（長軸）、平均軸比
は１０であり、保磁力は６９５０ｅ５飽和磁化量は７９
．７ｅｗｒｕ／ｇであったり比較例１Ｎｉを添加しない他は実施例１と同様にして得た粉末の
保磁力は９３００ｅ、飽和磁化量は８８．１ｅ＋ｏｕ／
ｇであった。

実施例２Ｎ　ｉ／　Ｆ　ｅ＝　１０原子％となるように、ＮｉＣ
ｌ２・６　Ｈ２０（６，１６ｇ）ヲ２１（ｎ水に溶解し
、ＨＣＩＣ”ｐＨを３に調整した溶液中にデーサイ）　
２０ｇを入れ、均ニなスラリーとした。激しく撹拌しな
からＮａ０）１を滴下しｐＨを１０に調整し、さらに水
ガラス３号ヲＳ　ｉｏ　２／　Ｆ　ｅｏ　ＯＨ＝＝０．
５ｕ＋ｔ％トナルヨウニ０．３５ｇ加えた後、濾別、水
洗、乾燥、粉砕を行った。シ戸液中のＮｉは１　ｐｐｍ
以下であった。得られた粉末を空気中、６００°Ｃで１
時間加熱した後、ｃ。

を流速２００社／ｌ１ｉｎで流しながら３１０″Ｃで６
時間処理した。得られた粉末の平均粒径は０．７μ＋６
（長軸）、平均軸比は１０であり、保磁力は７１００ｅ
、飽和磁化量は７７、５ｅｍｕ／ｇであった。

実施例３Ｎｉ／Ｆｅ＝１０原子％となるように、Ｎ　ｉ　Ｓ　Ｏ
＜　’７　Ｈ２０（６，３２ｇ）を２１の水に溶解し、
Ｈ２ＳＯ，でｐＨ＝３に調整した溶液中にレピドクロサ
イ）　２０ｇを入れ、均一なスラリーとした。激しく撹
拌しながらＮ　ａ２ＣＯ、を滴下し、ｐＨ＝９に調整し
た後、濾別、水洗、乾燥、粉砕を行った。シ戸液中のＮ
ｉ量は１　ｐｐｍ以下であった。得られた粉末を空気中
、３５０’Ｃで１時間加熱した後、ＣＯを流速２００＋
ａ／／ｍｉｎで流しながら３００℃で６時間処理した。

得られた粉末の平均粒径は０．７μｔｏ（長細）、平均
軸比は１０であり、保磁力は６４３０ｅ、飽和磁化量は
７２，９ｅｍｕ／ｇであった。

実施例４常法により合成したデーサイトを空気中、３５０°Ｃで
１時間加熱脱水してヘマタイトを得た。Ｎｉ／Ｆｅ＝１
０原子％となるように、Ｎ１（ＣＨコＣ００）２・４　
Ｈ２０（５，６０ｇ）を２１の水に溶解し、ＣＨ３ＣＯ
０ＨでｐＨ＝４．７に調整した溶液中に上記のへマタイ
トを入れ、均一なスラリーとした。激しくｍ件しなから
瘍アンモニア水を滴下し、ｐＨ＝１０に調整した後、−
戸別、水洗、乾燥、粉砕を行った。

得られた粉末をＣＯを流速２００ａｔ！／ｍｉｎで流し
なから３００°Ｃで６時間処理した。得られた粉末の平
均粒径は０．７μτｎ（長軸）、平均軸比は１０であり
、保磁力は８３３０ｅ、飽和磁化量は７７．２ｅｍｕ／
ｇであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は内部にＮｉを入れた場合（Ａ）及び表面にＮｉ
を被着した場合（Ｂ）の、それぞれのＮ；含有量と保磁
力の関係を示すグラフである。〈以　上）特許出願人　　ダイキン工業株式会社代　理　人　　弁理士　１）村　　巌第　　ｌ　　図Ｎｉ／Ｆｅ　　（原子％〕

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ニッケル及び炭化鉄を含有する粒子。
（２）ニッケルが鉄に対して０．２〜３０原子％である
特許請求の範囲第１項記載の粒子。
（３）ニッケル塩水溶液、鉄（II）塩水溶液、アルカリ
水溶液を混合して懸濁液を得、酸素又は酸素含有気体を
通じてニッケルを含有するα−オキシ水酸化鉄を生成さ
せ、これを濾別、乾燥して、炭化することを特徴とする
ニッケル及び炭化鉄を含有する粒子の製造法。
（４）オキシ水酸化鉄粒子または酸化鉄粒子、水溶性ニ
ッケル塩及び水から成るスラリーに前記ニッケル塩を難
溶性のニッケル化合物に変える試剤を加え、該粒子の表
面を難溶性ニッケル化合物で被覆し、これを濾別、乾燥
して、炭化することを特徴とするニッケル及び炭化鉄を
含有する粒子の製造法。