KR920006822B1 - 바륨 페라이트 자기분말 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

바륨 페라이트 자기분말 및 그의 제조방법
도면은 실시예 4 내지 6에서 수득된 바륨 페라이트 분말 및 비교예 4 내지 6에서 수득된 바륨 페라이트 분말의 포화자화 및 비표면적간의 관계를 설명한다.
본 발명은 육각형의 마그네토 플럼비트형 바륨 페라이트 자기분말 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 통상 20 내지 70㎡/g의 비표면적 및 200 내지 2,000 Oe의 보자력을 가지며, 선행기술의 것에 비하여 현저히 향상된 포화자화를 지니고, 고밀도 자기 기록매체로 사용하기에 적절한 마그네토 플럼비트형 바륨 페라이트 자기분말 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근에, 고밀도 자기기록의 필요로, 연구 및 개발이 바륨 페라이트 자성분말을 함유하는 자기기록 매체를 사용하는 수직자기기록 방법에 대하여 진행되고 있다.
수직자기 기록법에 사용되는 바륨 페라이트 자기분말이 적절한 보자력(200 내지 2,000 Oe) 및 가능하면 높은 포화자화를 가지는 것이 바람직하다. 더우기, 개개의 입자는 미세하고 균일해야하며, 균일한 자성 특성 및 응집 또는 소결없이 양호한 분산성을 가지는 것이 바람직하다.
특히, 바륨 페라이트 자기분말이 자기기록 매체용의 다른 자기분말보다 더 낮은 포화자화를 가지므로, 가능한한 높은 포화자화를 가지는 미세 바륨 페라이트 입자가 바람직하다.
공침, 유리 결정화 및 열수합성과 같은 여러가지 방법이 바륨 페라이트 자기분말의 제조에 공지되어 있다(참고 : 일본국 특허 공고 제50323/1985호 및 제15576/1985호 및 미합중국 특허 제4,341,648호, 제4,585,568, 제4,414,124호 및 제4,529,524호).
전술된 종래의 바륨 페라이트 자기분말 BaO·nFe2O3의 Fe 원자부 대신에 Co, Ti, Ni, Mn, Cu, Zn, In, Ge, Nb 및 Zr과 같은 금속원소를 단독 또는 연합으로 치환시켜서 생성되므로 치환체 원자의 전제 원자가는 치환된 Fe 원자의 원자가와 동일하게 된다.
종래의 바륨 페라이트 자기분말은, 40㎡/g 이상의 비표면적을 가지는 미세입자의 형태일 때, 55emu/g 이하의 감소된 포화자화를 나타내는 결점을 갖는다. 이것은 바륨 페라이트 자기분말의 비표면적이 40㎡/g 이상으로 될 경우, 입자 표면의 비자기층 부분이 무시되어질 수 없기 때문인 것 같다. 보자력을 조정하기 위해 첨가되는 여러가지 금속원소는 하나의 원인으로 여겨질 수도 있다.
일본국 특허 공개 공보 제236104/1986호 및 제16232/1987호는 바륨 페라이트 자기분말의 포화자화가 Fe 원자를 Zn으로 대치시켜 증가될 수 있음을 설명한다.
일본국 특허 공개 공보 제236104/1986호에 설명된 바륨 페라이트 자기분말을 유리 결정화법으로 수득한다. 상기 특허 명세서는 치환원자로서 Zn 만을 사용하는 효과에 대해 어떤 구체적인 설명을 하고 있지 않으며, 바륨 페라이트 자기분말의 결정구조, 입자크기, 비표면적 및 보자력, 보자력의 조절, 다른 치환 원소에 대한 Zn의 관계 등을 전혀 설명하지 못하고 있다.
전술된 종래의 바륨 페라이트 자기분말의 경우에서 처럼, 일본국 특허 공개 공보 제16232/1987호에서는, 치환원자의 전체 원자가를 치환되는 Fe 원자의 원자가와 동일하게 만들어서, 원자의 원자가의 균형을 유지하는 것이 필요하다. 따라서, Zn의 첨가량이 증가될 때, 원자가의 균형에 필요한 다른 치환원자의 양도 증가하고, 결국 바륨 페라이트 자기분말의 포화자화가 감소된다.
그러므로, 본 발명의 목적은 선행 기술의 여러가지 결점을 극복하고, 높은 포화자화, 20 내지 70㎡/g의 비표면적 및 200 내지 2,000 Oe의 보자력을 가지며 고밀도 기록용의 자기 기록매체에 사용하기에 적절한 미세 바륨 페라이트 자기분말 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 바륨 페라이트 자기분말을 함유하는 자기 기록매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 그의 특징과 함께 다음의 설명으로부터 분명해질 것이다.
본 발명에 따라, 먼저, 하기 일반식으로 표시되는 육각형의 마그네토플럼비트형 바륨 페라이트 자기분말이 제공된다.
Figure kpo00001
식중에서, M1은 Co, Ni, Cu, Mg 및 Mn으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속원소를 나타내며; M2는 Zr, Ti 및 Ge로부터 선택되는 적어도 하나의 금속원소를 나타내고; n은 0.8 내지 1.0의 수이며; x는 0.1 내지 2.5의 수이고; y는 0.1 내지 1.5의 수이며; z는 0.1 내지 1.5의 수이고; α는 1/2(3-m)(x+y+z)(식중, m은 3 이하의 수이고, M1, M2및 Zn의 평균원자가를 나타낸다)이다.
따라서, 본 발명의 바륨 페라이트 자기분말은 일반식 BaO·n(Fe12O18)의 육각형의 마그네토플럼비트형 바륨 페라이트 자기분말의 Fe 부분을 금속원자 M1및 M2및 Zn으로 치환 변형시켜 생성된다.
본 발명의 자기분말에서, 치환 금속원소 M1은 Co, Ni, Cu, Mg 및 Mn으로부터 선택되는 2가 금속원자이다. 이들 금속원소는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. Co 단독 사용 또는 전술된 다른 2가 금속원소와 Co의 조합 사용은 보자력의 조절을 비교적 쉽게하기 때문에 바람직하다. Co를 다른 2가 금속원자와 조합 사용할 경우(즉, M1이 CokM3 1-k)(식중, M3는 Ni, Cu, Mg 및 Mn으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속원소이고, k는 0 이상 1 이하의 수이다)일 경우), 중간 수준의 바람직한 보자력을 가지는 바륨 페라이트 자기분말은 다른 2가 금속원소 M3의 형태에 관계없이 수득된다. 그러나, Ni은 사용시 생성된 자기분말이 날카로운 이방성 자계분포를 가지며, 그의 보자력이 온도에 따라 거의 변하지 않으므로 바람직하다. 다른 2가 금속원소에 대한 Co의 원자비(Co/M3=k/1-k)에서, k는 0 이상 1 이하의 수이다. Co를 사용하여 보자력을 조절함에 유리하게 하기 위하여, k는 바람직하게는 0.2 내지 0.8의 범위내, 특히 0.25 내지 0.50범위내이다.
금속원소 M1의 치환량, x는 0.1 내지 2.5, 바람직하게는 0.5 내지 2.0, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 1.5이다. 이것이 자기분말의 보자력을 자기 기록에 적절한 값으로 조절가능하게 한다.
본 발명의 자기분말에 사용되는 금속원소 M2는 Zr, Ti 및 Ge로부터 선택된 4가 금속원소이다. 이들 금속원소는 단독으로 또는 조합하여 사용된다. M2로서 Ti가 바람직하다.
금속원소 M2의 치환량, y는 0.1 내지 1.5, 바람직하게는 0.1 내지 1.0, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.5의 범위내이다. y가 0.1 이하이면, 생성된 자기분말은 확장된 입자크기 분포를 갖는다. 1.5를 초과한다면, 생성된 자기분말의 포화자화는 감소하는 경항이 있다.
본 발명의 자기분말에서 Fe가 Zn으로도 치환되어진다. Zn의 치환량, Z는 0.1 내지 1.5, 바람직하게는 0.3 내지 1.2, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 1.0이다. Z가 상기 구체화된 범위밖일 경우, 바륨 페라이트 자기분말의 포화자화를 향상시키는 효과를 충분히 기대할 수 없다.
세개의 치환 금속원소 M1, M2및 Zn의 전체량(x+y+z)은, x, y 및 z가 각각 상기 구체화된 범위내이고 생성된 자기분말의 목적 특성에 따라 변화될 수 있는한, 엄격히 제한되지 않는다. 유리하게는, 전체량(x+y+z)이 1 내지 4, 특히 1.5 내지 3이다.
바람직하게는 하기식으로 표시되는 치환금속원소 M1, M2및 Zn의 평균원자가는 3 이하, 통상 2.2 내지 2.8, 바람직하게는 2.3 내지 2.5이다.
Figure kpo00002
따라서, 본 발명의 바륨 페라이트 자기분말의 특성은 치환되는 Fe의 원자가 (3)가 치환금속원소 M1, M2및 Zn의 평균 원자가 (m〈3)과 균형을 이루지 않으며, 치환금속원소의 평균원자가 Fe의 원자가 보다 작다는 것이다. 상기 특성은 생성된 바륨 페라이트 자기분말의 포화자화의 현저한 증가에 기여하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 자기분말에서 치환금속원소 M1, M2및 Zn의 평균원자가 m이 3 이하이므로, 바륨 페라이트 자기분말을 구성하는 산소원자의 수는 18이 아니라 (18-α)(식중, α는 1/2(3-m)(x+y+z)이다)이고, 페라이트 전하량은 중성으로 유지될 수 있다.
상기 조성을 가지는 본 발명의 바륨 페라이트 자기분말의 전형적인 특성은 아래에 나타낸다.
비표면적 : 20 내지 70㎡/g
보자력 : 200 내지 2,000 Oe
포화자화 :
Figure kpo00003
55emu/g
평균 입자 직경 : 100 내지 30㎚
애스펙트비 : 2 내지 15
본 발명의 자기분말은 열수합성법, 예를들어 다음의 단계를 특징으로 하는 방법으로 제조될 수 있다 :
(a) 바륨, 철, 금속원소 M1, 금속원소 M2및 아연을 함유하는 수용성 화합물, 철에 대한 금속원소, 바륨의 원자비가 1 : (1-12)이고, 철/M1/M2/아연비가 (12-x-y-z) : x : y : z가 되는 비율로, 물중에 용해시키고, (b) 생성된 수용액에 알칼리 수산화물의 농도가 3몰/리터 이상에 이를때까지 알칼리 수산화물을 가하여 침전물을 형성시키고, (c) 침전물을 함유하는 수성 슬러리를 120℃ 내지 300℃의 온도에서 열수처리하고, (d) 열수 처리한 침전물을 용제와 혼합하고 혼합물을 700 내지 950℃의 온도로 하소시킨다. 상기 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저 출발물질로서 상기 금속원소를 함유하는 수용성 화합물을 설명한다.
비륨-함유 화합물의 예로는, 질산바륨, 염화바륨 또는 수산화바륨이 있다. 양호한 모양의 육각형 입자를 수득하기 위하여, 수용액중의 바륨 원자로서 0.03 내지 0.60그램-원자/리터, 바람직하게는 0.1 내지 0.25그램-원자/리터의 농도로 바륨 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
철-함유 화합물의 예로는, 질산제이철 또는 염화제이철이 있다. 철-함유 화합물의 적절한 양은 철에 대한 바륨의 원자비가 1 : (1∼12), 바람직하게는 1 : (3∼10)이다. 사용되는 철-함유 화합물의 양이 바륨-함유 화합물의 양에 대하여 너무 작을 경우, 형성된 바륨 페라이트의 양은 적고, 바륨 페라이트 입자의 모양이 목적하는 바의 육각형이 아니다. 한편, 철화합물의 양이 너무 클 경우, 적철광이 부산물로 형성되고/또는 생성된 바륨 페라이트 입자가 더 커진다. 따라서, 그의 자기 특성의 질이 저하되는 경향이 있다.
M1-함유 화합물의 예로는, Co, Ni, Cu, Mg 및 Mn으로부터 선택되는 금속원소의 염화물, 질산염 또는 수산화물 등의 무기화합물, 또는 M1의 초산염과 같은 유기화합물이 있다.
M2-함유 화합물의 예로는, Zr, Ti 및 Ge로부터 선택되는 금속원소의 염화물 또는 질산염 등의 무기화합물, 또는 M2의 이소프로피온산염과 같은 유기 화합물이 있다.
아연-함유 화합물의 예로는, 염화아연, 질산아연, 초산아연 또는 수산화아연이 있다.
바륨, 철, M1, M2및 아연을 함유하는 수용성 화합물은, 철에 대한 바륨의 원자비가 1 : (1∼12)이고, 철 : M1: M2: 아연의 원자비가 (12-x-y-z)P : x : y : z(식중, z, y 및 z는 상기 정의한 바와 같다)가 되는 비율로 물중에 용해시켜 제조된다.
이어서, 수용액에 알칼리 수산화물을 가하여 수산화물 및/또는 산화물의 형태로 금속원소를 공침시킨다. 유리하게는, 알칼리 수산화물의 예로, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨과 같은 알칼리금속 수산화물일 수 있다. 수성 암모니아 용액이 알칼리 수산화물로서 사용될 수 있다. 알칼리 수산화물의 적절한 사용량은, 침전물이 형성된 후 용액중의 알칼리 수산화물의 농도가 3몰/리터 이상, 바람직하게는 4 내지 8몰/리터이다. 알칼리 수산화물의 사용량이 너무 적을 경우, 생성된 입자크기가 증가하거나 또는 입자크기 분포가 넓어진다. 더욱이, 적철광이 부산물로 형성되기 쉽다. 과량의 알칼리 수산화물의 사용이 경제적이지 못하다.
상기 수용액에 알칼리 수산화물을 가하는 방법에 대한 특별한 제한이 없다. 예를들어, 출발물질로서 금속 화합물을 함유하는 수용액에 알칼리 수산화물을 직접첨가하거나, 수용액의 형태로 첨가할 수 있다. 달리, 알칼리 수산화물의 수용액에 바륨 화합물을 먼저 첨가하고, 이용액을 철 및 다른 금속 화합물을 함유하는 수용액과 혼합시킬 수 있다.
Si 또는 Ca의 수용성 화합물, 예를들어, 규산, 규산나트륨, 질산칼슘 또는 염화 칼슘을 출발 금속 화합물의 수용액 또는 알칼리 수산화물의 수용액에 어느정도의 양으로 가할 수 있다. 이들 첨가제는 생성된 자기입자의 모양을 조절함에 바람직하다.
형성된 침전물을 함유하는 생성된 글러리는 통상 오토클레이브와 같은 압축용기에 충진시키고, 열수처리하여 미세결정의 바륨 페라이트를 얻는다. 열수 처리 온도는 통상 120 내지 300℃이고, 바람직하게는 130 내지 280℃이다. 상기 온도에서 통상 0.5 내지 20시간 동안 열수 처리를 수행하여 바륨 페라이트의 결정을 수득한다. 열수 처리 온도가 너무 낮을 경우, 결정이 충분하게 형성되지 않는다. 너무 높을 경우, 최종 수득된 바륨 페라이트의 입자직경이 바람직하지 않게 커진다.
통상, 열수 처리에 의하여 형성된 미세 결정의 침전물을 물로 세척하여 유리 알칼리 성분을 충분하게 제거시킨다. 생성된 침전물을 용제와 혼합한다. 일반적으로, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화바륨, 염화스트론튬 및 불소화나트륨으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 용제로서 사용된다. 용제의 사용량은 일반으로 침전물의 건조중량에 대해 10 내지 180중량%, 바람직하게는 30 내지 120중량%이다. 용제의 첨가량이 너무 적을 경우, 입자의 소결이 일어나게 된다. 첨가량이 너무 많을 경우, 상응하는 잇점을 전혀 얻을 수 없고 경제적인 불리함이 유발된다. 침전물과 용제를 혼합하는 방법에 대한 제한은 없다. 예를들어, 용제를 침전물의 슬러리에 가하고 이들을 습윤 상태에서 혼합하고, 이어서 통상의 방법으로 혼합물을 건조한다. 침전물을 건조시키고 건조상태로 용제와 혼합할 수도 있다.
이어서 생성된 혼합물을 하소시켜 바륨 페라이트의 결정화를 완결한다. 하소온도는 700 내지 950℃ 바람직하게는 800 내지 930℃이다. 온도가 너무 낮을 경우, 결정화는 진행되지 않으며, 생성된 바륨 페라이트는 낮은 포화자화를 갖는다. 온도가 너무 높을 경우, 생성된 입자는 커지고 바람직하지 않게 소결된다. 적절한 하소시간은 약 10분 내지 약 30시간이다. 하소가 수행되는 대기는 특별히 제한된 것은 아니나, 일반적으로, 편리하게 공기 대기중에서 수행된다.
하소된 생성물을 세척, 여과 및 건조하여 바륨 페라이트 자기분말을 얻는다. 세척은 하소된 생성물중에서 과량의 바륨과 같은 용제 및 불순물이 완전히 제거될 정도로 수행한다. 물, 질산 또는 염산과 같은 무기산, 및 아세트산 및 프로피온산과 같은 유기산을 상기 목적의 세척액으로 사용할 수 있다.
본 발명으로 제공되는 바륨 페라이트 자기분말은 자기기록 매체로 유리하게 사용할 수 있다. 자기기록 매체는 바륨 페라이트 자기분말 및 결합제 수지를 지지체의 표면상에 공지된 방법으로 피복시켜 제조된다.
자기기록 매체의 제조에 사용되는 지지체의 예로는, 상용의 자기기록 재료에서 처럼 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 폴리아미드 수지 필름, 또는 폴리이미드 수지 필름이 있다.
결합제 수지의 예로는, 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트 공중합체, 셀룰로오스 유도체, 폴리우레탄 수지 및 에폭시 수지가 있다. 선행 기술에서 처럼, 분산제, 윤활제, 경화제, 광택제 등을 결합제 수지에 가할 수 있다. 분산제로는 레시틴이 있다. 윤활제의 예로는, 고급 지방산 및 지방산 에스테르가 있다. 경화제로서 이 관능성 또는 고급 이소시아네이트 화합물을 들 수 있다. 광택제로는 Cr2O3, Al2O3및 α-Fe2O3가 있다. 자기기록 매체는 공지된 방법, 예를들어, 자기분말, 결합제 수지 및 첨가제를 용매와 함께 반죽하여 자기피복 조성물을 제조하고, 피복 조성물을 지지체상에 도포하고, 피복된 지지체를 배양처리, 건조처리시키는 방법으로 제조될 수 있다.
다음의 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
이들 실시예에서의 여러가지 성질 및 특성은 다음의 방법으로 측정 및 결정된다.
(1) 자기분말의 입자모양
자기분말의 입자크기 및 입자크기 분포는 투과형 전자현미경하에서 100입자에 대하여 측정하며, 평균 값으로 나타낸다. 애스펙트비(=입자직경/입자두께)는, 입자가 규칙적인 육각형 프리즘의 모양이라는 가정하에 입자직경 및 비표면적으로부터 계산된다.
(2) 자기분말의 비표면적
N2를 사용하여 BET 방법으로 측정.
(3) 자기분말의 자기특성
진동시료를 사용하는 자력계로 측정.
(4) 온도에 따른 보자력의 변화
20℃ 내지 150℃ 사이에서 1℃당의 보자력의 변화이다.
(5) 자기분말의 이방성 자계 분포
다음의 방법으로 측정한다 :
1. 디스크형 셀에 자기분말을 충진하고, 진동시료형의 자력계중에 장치한다.
2. 시료에 10 kOe의 외부자장을 걸어 자화시킨다.
3. 시료를 90°까지 회전시키고, 이 위치에서 잔류자화의 90°성분의 자화를 측정한다.
4. 시료를 10°위치로 환원하고, 250 Oe의 외부자장을 걸고 90°성분의 자화를 측정한다.
5. 상기 처리를 반복하고, 90°위치에서 자화가 포화될때까지 10°위치에서 2500e의 증분을 외부자장을 건다. 포화시 90°위치에서 자화를 측정한다.
6. 자화의 변화율을 계산하고, 외부자장에 대한 그들의 관계를 그래프중에 그린다. 이방성 자계분포인 그래프의 반값 폭을 결정한다.
(6) 매체의 재생 출력
페라이트 링 헤드(0.4미크론의 간격 폭; 120미크론의 트랙폭)을 사용하여 3.5m/sec의 매체/헤드 상대속도, 및 1AT의 기록전류로 측정.
[실시예 1]
1300㎖의 탈이온수 중에서 1287.6g의 질산 제이철[Fe(NO3)3,9H2O], 64.7g의 질산 코발트[Co(NO3)2, 6H2O], 19.7g의 사염화 티탄(TiCl4) 및 35.2g의 질산 아연[Zn(NO3)2, 6H2O]을 용해시킨다. 따로, 140.2g의 수산화 바륨[Ba(OH2)2, 8H2O] 및 1480g의 수산화나트륨을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 두 용액을 혼합하여 침전물을 형성한다.
형성된 침전물을 함유하는 슬러리를 오토클레이브에 넣고, 145℃에서 8시간동안 열수처리한다. 침전물을 물로 완전히 세척하고, 여과, 건조한다. 용제로서 NaCl 및 BaCl2, 2H2O의 1 : 1중량 혼합물을 침전물과 혼합하고(용제의 중량은 침전물의 것과같다), 혼합물을 공기대기중에서 860℃로 2시간동안 하소시킨다. 하소된 생성물을 물로 완전히 세척하고, 여과 및 건조하여 바륨 페라이트 자기분말을 수득한다.
X-선 분말 회절 및 조성분석은 생성된 바륨 페라이트 자기분말이 마르네토플럼비트형 BaO.0.98(Fe10.5Co0.75Ti0.35Zn0.40O17.6)임을 나타낸다.
생성된 바륨 페라이트 자기분말의 형상특성 및 자기특성을 다음의 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
질산제이철(1270.2g), 69.0g의 질산코발트, 16.9g의 사염화 티탄 및 70.6g의 질산 아연을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 따로, 140.2g의 수산화 바륨 및 1480g의 수산화나트륨을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 두 용액을 혼합하여 침전물을 형성시킨다.
형성된 침전물을 함유하는 슬러리를 오토클레이브에 넣고, 170℃에서 8시간동안 열수 처리한다. 침전물을 물로 완전히 세척하고, 여과 및 건조한다. 용제로서 1 : 1중량혼합물의 NaCl 및 BaCl2.2H2O를 침전물과 혼합하고(용제의 질량이 침전물의 것과 동일하다), 혼합물을 공기 대기중, 890℃에서 2시간동안 하소시킨다. 하소된 생성물을 물로 충분히 세척하고, 여과 및 건조하여 바륨 페라이트 분말을 얻는다.
X-선 분말회절 및 조성분석은 생성된 바륨 페라이트 자기분말이 마그네토 플럼비트형 BaO.0.97(Fe10.10Co0.80Ti0.30Zn0.80O17.35)임을 나타낸다.
바륨 페라이트 자기분말의 형상 특성 및 자기특성은 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
질산제이철(1263.1g), 64.7g의 질산 코발트 및 42.2g의 사염화티탄을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 따로, 140.2g의 수산화바륨 및 1480g의 수산화나트륨을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 두 용액을 혼합하여 침전물을 형성시킨다.
형성된 침전물을 함유하는 슬러리를 오트클레이브에 넣고, 190℃에서 6시간동안 열수처리한다. 침전물을 물로 철저하게 세척하고, 여과 및 건조하며, 용제로서 1 : 1중량 혼합물의 NaCl 및 BaCl2.2H2O를 침전물과 혼합한다(용제의 중량은 침전물의 것과 동일하다). 혼합물을 공기 대기중, 860℃에서 2시간동안 하소시킨다. 하소된 생성물을 물로 철저하게 세척하고 여과 및 건조하여 바륨 페라이트 자기분말을 얻는다.
X-선 분말회절 및 조성분석은 생성된 바륨 페라이트 자기분말이 마그네토 플럼비트형 BaO.0.98(Fe10.5Co0.75Ti0.75O18.0)임을 나타낸다.
바륨 페라이트 자기분말의 형성 특성 및 자기특성을 표 1에 나타낸다.
[비교예 2]
질산제이철(1263.1g), 42.2g의 사염화티탄 및 70.0g의 질산아연을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 따로, 140.2g의 수산화 바륨 및 1480g의 수산화나트륨을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 두 용액을 혼합하여 침전물을 형성시킨다.
형성된 침전물을 함유하는 슬러리를 오토클레이브에 넣고, 190℃에서 6시간동안 열수 처리한다. 침전물을 물로 철저히 세척하고, 여과 및 건조한다. 이어서, 건조된 침전물을 용제로서 1 : 1중량 혼합물의 NaCl 및 BaCl2.2H2O와 혼합한다(용제의 중량이 침전물의 것과 동일하다). 혼합물을 공기 대기중, 860℃에서 2시간동안 하소시킨다.
하소된 생성물을 물로 철저하게 세척하고, 여과 및 건조하여 바륨 페라이트 자기분말을 얻는다.
X-선 분말회절 및 조성분석은 생성된 바륨 페라이트 자기분말이 마그네토 플럼비트형 BaO.0.98(Fe10.5Zn0.85Ti0.85O18.0)임을 나타낸다.
생성된 바륨 페라이트 자기분말의 형상 특성 및 자기특성은 표 1에 나타낸다.
[비교예 3]
질산제이철(1363.3g) 및 76.5g의 질산 아연을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 따로, 140.2g의 수산화 바륨 및 1480g의 수산화나트륨을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 두 용액을 혼합하여 침전물을 형성시킨다.
형성된 침전물을 함유하는 슬러리를 오토클레이브에 넣고, 170℃에서 8시간동안 열수처리한다. 침전물을 물로 철저히 세척하고, 여과건조한다. 이어서, 건조된 침전물을 용제로서 1 : 1중량 혼합물의 NaCl 및 BaCl2.2H2O와 혼합한다(용제의 중량이 침전물의 것과 동일하다). 혼합물을 공기대기중에서 860℃의 2시간동안 하소시킨다. 하소된 생성물을 물로 철저히 세척하고, 여과 및 건조하여 바륨 페라이트 자기분말을 얻는다.
X-선 분말회절 및 조성분석은 생성된 바륨 페라이트 자기분말이 주성분으로서 마그네토 플럼비트형 BaO.0.98(Fe11.15Zn0.85O17.58)와 약간량의 Zn 페라이트로 구성되어 있음을 나타낸다.
생성된 바륨 페라이트 자기분말의 형상 특성 및 자기특성을 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure kpo00004
[실시예 3]
질산제이철(1287.6g), 71.3g의 질산코발트, 36.5g의 질산아연 및 23.2g의 사염화 티탄을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 따로, 145.0g의 수산화 바륨 및 1480g의 수산화나트륨을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 두 용액을 혼합하여 침전물을 형성시킨다.
형성된 침전물을 함유하는 슬러리를 실시예 1에서와 동일한 방법으로 처리하여 바륨 페라이트 분말을 얻는다.
X-선 분말회절 및 조성분석은 생성된 바륨 페라이트 자기분말이 마그네토 플럼비트형 BaO.(Fe10.4Co0.8Ti0.4Zn0.4O17.6)임을 나타낸다.
바륨 페라이트 자기분말의 형상 특성 및 자기특성을 다음의 표 2에 나타낸다.
[실시예 4]
질산제이철(1287.6g), 53.5g의 질산코발트, 17.8g의 질산 니켈[Ni(No3)2.6H2O], 36.5g의 질산 아연 및 23.2g의 사염화 티탄올 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 따로, 145.0g의 수산화 바륨 및 1480g의 수산화나트륨을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 두 용액을 혼합하여 침전물을 형성시킨다.
형성된 침전물을 함유하는 슬러리를 오토클레이브에 넣고, 145℃에서 8시간동안 열수 처리한다. 침전물을 물로 철저하게 세척하고, 여과 및 건조한다. 용제로서 NaCl 및 BaCl2.2H2O의 1 : 1중량혼합물을 침전물과 혼합하고(용제의 중량은 침전물의 것과 동일하다), 혼합물을 공기대기중, 860℃에서 2시간동안 하소시킨다. 하소된 생성물을 물로 철저하게 세척하고, 여과 및 건조하여 바륨 페라이트 자기분말을 수득한다.
X-선 분말회절 및 조성분석은 생성된 바륨 페라이트 자기분말이 마그네토 플럼비트형 BaO.(Fe10.4Co0.6Ni0.2Ti0.4Zn0.4O17.6)임을 나타낸다.
생성된 바륨 페라이트 자기분말의 형성특성 및 자기특성을 표 2에 나타낸다.
[실시예 5∼6]
수산화 바륨의 양을 116.0g(실시예 5) 및 193.3g(실시예 6)으로 변화시킨다는 것을 제외하고 실시예 4를 반복한다.
생성된 바륨 페라이트 자기분말의 형상특성 및 자기특성을 표 2에 나타낸다.
실시예 4 내지 6에서 수득된 바륨 페라이트 자기분말의 포화자화의 비표면적간의 관계를 도면에 나타낸다.
[실시예 7]
질산제이철(1287.6g), 35.7g의 질산 코발트, 35.6g의 질산 니켈, 36.5g의 질산 아연 및 23.2g의 사염화 티탄올 1300㎖의 탈이온수중에 용해시킨다. 따로, 145.0g의 수산화 바륨 및 1480g의 수산화나트륨을 1300㎖의 탈이온수중에 용해시킨다. 두 용액을 혼합하여 침전물을 형성시킨다.
침전물을 함유하는 슬러리를 실시예 4에서와 동일한 방법으로 처리하여 바륨 페라이트 자기분말을 수득한다.
X-선 분말회절 및 조성분석은 생성된 바륨 페라이트 자기분말이 마그네토 플럼비트형 BaO.(Fe10.4Co0.4Ni0.4Ti0.4Zn0.4O17.6)임을 나타낸다.
생성된 바륨 페라이트 자기분말의 형상 특성 및 자기특성을 표 2에 나타낸다.
[실시예 8∼10]
실시예 7을 반복하여 표 2에 나타낸 조성을 가지는 바륨 페라이트 자기분말을 얻는다.
생성물의 형상특성 및 자기특성은 표 2에 나타낸다.
[비교예 4]
질산제이철(1287.6g), 71.3g의 질산 코발트 및 46.3의 사염화 티탄을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 수산화 바륨(145.0g) 및 1490g의 수산화나트륨을 1300㎖의 탈이온수에 용해시킨다. 두 용액을 혼합하여 침전물을 형성시킨다.
형성된 침전물을 함유하는 슬러리를 실시예 4에서와 동일한 방법으로 처리하여 바륨 페라이트 자기분말을 얻는다.
X-선 분말회절 및 조성분석은 생성된 바륨 페라이트 자기분말이 마그네토 플럼비트형 BaO.(Fe10.4Co0.8Ti0.8O18)임을 나타낸다.
생성된 바륨 페라이트 자기분말의 형상 특성 및 자기 특성을 표 2에 나타낸다.
[비교예 5∼6]
수산화 바륨의 양을 116.0g(비교예 5) 및 193.3g(비교예 6)으로 변화시킨다는 것을 제외하고는 비교예 4를 반복한다.
생성된 바륨 페라이트 자기분말의 형상 특성 및 자기 특성을 표 2에 나타낸다.
비교예 4 내지 6에서 수득된 바륨 페라이트 분말의 포화자화와 비표면적간의 관계를 도면에 나타낸다.
[표 2]
Figure kpo00005
[실시예 11]
하기 배합에 따라 실시예 4에서 제조된 바륨 페라이트 자기분말을 사용하여 자기 페링인를 제조한다.
Figure kpo00006
폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름상에 자기 페인트를 피복시키고, 3.5kOe로 자장 배향처리하고, 건조, 압연 및 열경화시켜 자기 기록 매체를 제조한다. 자기기록 매체의 재생출력을 측정하여 표 3에 나타낸다.
[실시예 12]
실시예 5에서 수득한 바륨 페라이트 자기분말을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 11에서와 동일한 방법으로 자기기록 매체를 제조한다.
생성된 자기기록 매체의 재생출력을 측정하고 표 3에 나타낸다.
[비교예 7]
비교예 6에서 수득된 바륨 페라이트 자기분말을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 11에서와 동일한 방법으로 자기기록 매체를 제조한다.
생성된 자기기록매체의 재생출력을 측정하고 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure kpo00007
(**) : 비교예 7의 자기기록 매체의 1MHz의 재생출력을 100%로 취했을 때 상대치.

Claims (12)

  1. 하기식으로 표시되는 육각형의 마그네토 플럼비트형 바륨 페라이트 자기분말.
    Figure kpo00008
    식중에서, M1은 Co, Ni, Cu, Mg 및 Mn으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속원소를 나타내면; M2는 Zr, Ti 및 Ge로부터 선택되는 적어도 하나의 금속원소를 나타내고; n은 0.8 내지 1.0의 수이며; x는 0.1 내지 2.5의 수이고; y는 0.1 내지 1.0의 수이며; z는 0.1 내지 1.5의 수이고; a는 1/2(3-m)(x+y+z)(식중, m은 3이하의 수이고, M1, M2및 Zn의 평균원자가를 나타낸다)이다.
  2. 제1항에 있어서, M1이 Co 또는 Co와 Ni, Cu, Mg 및 Mn으로부터 선택된 적어도 하나의 금속원소와의 조합임을 특징으로 하는 자기분말.
  3. 제2항에 있어서, M1이 (
    Figure kpo00009
    ) (식중, M3가 Ni, Cu, Mg 및 Mn으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속원소를 나타내며, k는 0이상 1이하의 수이다)를 나타냄을 특징으로 하는 자기분말.
  4. 제1항에 있어서, M2가 Ti임을 특징으로 하는 자기분말.
  5. 제3항에 있어서, M3가 Ni이고, M2가 Ti임을 특징으로 하는 자기분말.
  6. 제1항에 있어서, x가 0.5 내지 2의 수임을 특징으로 하는 자기분말.
  7. 제1항에 있어서, y가 0.1 내지 1.0의 수임을 특징으로 하는 자기분말.
  8. 제1항에 있어서, z가 0.3 내지 1.2임을 특징으로 하는 자기분말.
  9. 제1항에 있어서, x+y+z가 1 내지 4의 수임을 특징으로 하는 자기분말.
  10. 제1항에 있어서, m이 2.2 내지 2.8의 수임을 특징으로 하는 자기분말.
  11. (a) 바륨, 철, 금속원소 M1, 금속원소 M2및 아연을 함유하는 수용성 화합물을, 철에 대한 금속원소, 바륨의 원자비가 1 : (1∼12)이고, 철/M1/M2/아연비가(12-x-y-z) : x : y : z가 되는 비율로, 물중에 용해시키는 단계, (b) 용액중의 알칼리 수산화물의 농도가 3몰/리터 이상에 이를때까지 알칼리 수산화물을 생성된 수용액에 가하여 침전물을 형성시키는 단계, (c) 침전물을 함유하는 수성 슬러리를 120℃ 내지 330℃의 온도에서 열수처리하는 단계, (d) 열수처리한 침전물을 용제와 혼합하고 혼합물을 700 내지 950℃의 온도에서 하소시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 제1항에 청구된 육각형의 마그네토 플럼비트형 바륨 페라이트 자기분말의 제조방법.
  12. 지지체와 제1항에 청구된 육각형의 마그네토 플럼비트형 바륨 페라이트를 함유하는 자기기록 매체층으로 이루어짐을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
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