ε氧化铁及其制造方法、磁性涂料和磁记录介质技术

本发明专利技术提供ε氧化铁及其制造方法，所述ε氧化铁是铁元素的一部分被置换元素置换而成的ε氧化铁，其具有10～18nm的平均粒径、矫顽力为14kOe以下并且该粒径的变异系数为40％以下。本发明专利技术提供ε氧化铁的制造方法，其特征在于，具有如下工序：使羟基氧化铁粘附作为置换元素的金属，得到粘附有前述金属的羟基氧化铁的工序；用硅氧化物涂覆粘附有前述金属的羟基氧化铁，得到涂覆有前述硅氧化物的羟基氧化铁的工序；和、在氧化性气氛下对涂覆有前述硅氧化物的羟基氧化铁进行热处理的工序，从而制造铁元素的一部分被前述置换元素置换而成的ε氧化铁。

Epsilon iron oxide and its manufacturing methods, magnetic coatings and magnetic recording medium

The invention provides epsilon iron oxide and its manufacturing method. The said iron oxide is a part of iron oxide which is replaced by substitutional elements. It has an average particle diameter of 10 to 18NM and a coercive force of less than 14kOe, and the coefficient of variation of the particle diameter is less than 40%. The invention provides a manufacturing method of epsilon iron oxide, which is characterized in that comprises the following steps: the ferric hydroxide as replacement of metal adhesion, adhesion with iron oxyhydroxide obtained the metal process; silicon oxide coated with the metal oxide adhesion hydroxyl, hydroxyl iron oxide coated with the process by the silicon oxide; heat and, the silicon oxide of iron oxyhydroxide coated in the oxidizing atmosphere of the process, thus making a part of iron is the replacement element replacement into epsilon iron oxide.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】ε氧化铁及其制造方法、磁性涂料和磁记录介质
本专利技术涉及可适用于高密度磁记录介质、电波吸收材料等的ε氧化铁及其制造方法、使用了该ε氧化铁的磁性涂料和磁记录介质。
技术介绍
在磁记录介质中，为了实现记录的高密度化而需要缩小记录单元。另外，在保存和使用该磁记录介质时所暴露这样的通常的环境下，例如在室温条件下，也需要维持强磁性状态。特别是，可认为磁化对于热的稳定性与磁各向异性常数和颗粒体积成比例。此处可认为可以通过提高该磁记录介质的矫顽力来提高磁各向异性常数。因此，可认为为了得到颗粒体积小、热稳定性高的颗粒，将矫顽力高的物质用作磁性材料是有效的。基于上述考察，本专利技术人等发现了ε氧化铁，其为纳米级的颗粒、且作为在室温条件下显示出20kOe这样巨大的矫顽力的材料，以非专利文献1的形式进行了发表。另外，发现通过用与铁不同的金属元素置换该ε氧化铁的铁元素的一部分，从而可以控制矫顽力，以专利文献1～4的形式进行了公开。非专利文献1：JianJin，ShinichiOhkoshiandKazuhitoHashimotoADVANCEDMATERIALS2004，16，No.1January5pp.48-51专利文献1：日本特愿2006-096907号专利文献2：日本特愿2006-224954号专利文献3：日本特愿2006-234958号专利文献4：日本特愿2009-517830号
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术人等通过非专利文献1发表的ε氧化铁是具有20kOe水平的巨大矫顽力的物质。但是，为了将具有这样巨大的矫顽力的磁性颗粒用于磁记录用途，就需要使用具有更高水平的饱和磁通密度的磁头来产生高的磁场、写入信息。然而，可认为作为现有磁头材料已知的物质中完全不存在满足这种要求的材料，因此难以将上述磁性颗粒作为磁记录介质用使用。此处，如本专利技术人等在专利文献1～3中所公开的那样，可认为只要使用Fe位点的一部分被不同种类的3价金属置换了的ε氧化铁，就可以将矫顽力减少至期望值。另外，如专利文献4所公开的那样，也可以在确保ε氧化铁的矫顽力的任意调整性的同时赋予热稳定性。然而本专利技术人等为了使用ε氧化铁来实现记录的高密度化，除了减小该ε氧化铁的粒径来减小记录单元之外，还想到将(例如，在施加磁场70kOe下的)矫顽力设为14kOe以下，进而使该ε氧化铁的粒径更均匀是至关重要的。因此，本专利技术要解决的技术课题在于提供ε氧化铁及其制造方法、使用了该ε氧化铁的磁性涂料和磁记录介质，所述ε氧化铁是铁元素的一部分被置换元素置换而成的ε氧化铁，其具有10～18nm的平均粒径、矫顽力为14kOe以下并且该粒径的变异系数为40％以下。用于解决问题的方案在上述情况的前提下，本专利技术人等进行了研究。此外，得到如下见解：通过实施如下工序而能够得到铁元素的一部分被置换元素置换而成的ε氧化铁，其具有10～18nm的平均粒径并且该粒径的变异系数为40％以下，所述工序是：使羟基氧化铁粘附作为置换元素的金属化合物，得到粘附有前述金属化合物的羟基氧化铁的工序；用硅氧化物涂覆粘附有前述金属化合物的羟基氧化铁，得到涂覆有前述硅氧化物的羟基氧化铁的工序；和、在氧化性气氛下对涂覆有前述硅氧化物的羟基氧化铁进行热处理的工序，从而完成了专利技术。即，为了解决上述课题的第一方案是：一种ε氧化铁的制造方法，其特征在于，具有如下工序：使羟基氧化铁粘附作为置换元素的金属化合物，得到粘附有前述金属化合物的羟基氧化铁的工序；用硅氧化物涂覆粘附有前述金属化合物的羟基氧化铁，得到涂覆有前述硅氧化物的羟基氧化铁的工序；和在氧化性气氛下对涂覆有前述硅氧化物的羟基氧化铁进行热处理的工序，制造铁元素的一部分被前述置换元素置换而成的ε氧化铁。第二方案是：根据第一方案所述的ε氧化铁的制造方法，其特征在于，对在前述热处理工序中得到的热处理粉进一步用碱性水溶液进行处理来制造ε氧化铁。第三方案是：根据第一或第二方案所述的ε氧化铁的制造方法，其特征在于，得到粘附有前述金属化合物的羟基氧化铁的工序具有如下工序：使前述置换元素的金属盐溶解于前述羟基氧化铁的悬浮液中的工序；向溶解有前述金属盐的羟基氧化铁的悬浮液中添加碱性水溶液而得到粘附有前述金属化合物的羟基氧化铁的工序。第四方案是：根据第一～第三方案中任一项所述的ε氧化铁的制造方法，其特征在于，用硅氧化物涂覆粘附有前述金属化合物的羟基氧化铁后，进行干燥而得到涂覆有前述硅氧化物的羟基氧化铁。第五方案是：一种ε氧化铁，其特征在于，其是铁元素的一部分被置换元素置换而成的ε氧化铁，其具有10～18nm的平均粒径，该粒径的变异系数为40％以下。第六方案是：根据第五方案所述的ε氧化铁，其特征在于，颗粒体积(1)的值为500nm3以上、颗粒体积(2)的值为10000nm3以下，其中，颗粒体积(1)是如下求出的值：求出第五方案所述的ε氧化铁的粒径分布的标准偏差，将从该ε氧化铁的平均粒径的值减去该标准偏差的值而得到的值考虑成该ε氧化铁的粒径的下限，将该ε氧化铁颗粒设为近似球形而求出体积得到的值。颗粒体积(2)是如下求出的值：求出第五方案所述的ε氧化铁的粒径分布的标准偏差，将该ε氧化铁的平均粒径的值加上该标准偏差的值而得到的值考虑成该ε氧化铁的粒径的上限，将该ε氧化铁颗粒设为近似球形而求出体积得到的值。第七方案是：根据第六方案所述的ε氧化铁，其特征在于，从颗粒体积(2)的值减去颗粒体积(1)的值而得到的值为5000nm3以下。第八方案是：一种磁性涂料，其特征在于，其使用了第四～第七方案中任一项所述的ε氧化铁。第九方案是：一种磁记录介质，其特征在于，其使用了第四～第七方案中任一项所述的ε氧化铁。专利技术的效果本专利技术的ε氧化铁可以将矫顽力设为14kOe以下，具有10～18nm的平均粒径，该粒径的变异系数为40％以下，因此适合作为高密度记录用途的氧化铁。附图说明图1是实施例的ε氧化铁的制造流程的前半部(热处理前)。图2是制造实施例的ε氧化铁时的热处理条件。图3是实施例的ε氧化铁的制造流程的后半部(热处理后)。具体实施方式以下，针对用于实施本专利技术的方式，依次对ε氧化铁、置换元素、透射电子显微镜(TEM)观察、颗粒体积分布、ε氧化铁的制造方法、磁性涂料的制造方法、磁记录介质的制造方法进行说明。(ε氧化铁)本专利技术的ε氧化铁是铁元素的一部分被置换元素置换而成的ε氧化铁粉，是具有10～18nm的平均粒径、该粒径的变异系数为40％以下的ε氧化铁粉(在本专利技术中有时记载为“ε氧化铁”。)。对于具有该构成的本专利技术的ε氧化铁，通过单独或以混合物形式使用例如规定量的Ga、Al、Co、Ti等作为前述置换元素，从而可以将(例如，在施加磁场70kOe下的)矫顽力控制在14kOe以下。其结果，本专利技术的ε氧化铁成为最适合作为高密度记录用的氧化铁。另外，将本专利技术的ε氧化铁用于磁屏蔽膜等不同的用途时，通过控制前述置换元素的种类/置换量，从而还可以设定为所需的矫顽力。(置换元素)作为前述置换元素，为了稳定地保持ε氧化铁的晶体结构，优选使用2价金属、4价金属、3价金属。进而，作为优选的例子可以列举出：作为2价金属，选自Co、Ni、Mn、Zn中的1种以上的金属元素；作为4价金属的Ti；作为3价金属，选自In、Ga、Al中的1种以上的金属元素。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ε氧化铁的制造方法，其特征在于，具有如下工序：使羟基氧化铁粘附作为置换元素的金属化合物，得到粘附有所述金属化合物的羟基氧化铁的工序；用硅氧化物涂覆粘附有所述金属化合物的羟基氧化铁，得到涂覆有所述硅氧化物的羟基氧化铁的工序；和在氧化性气氛下对涂覆有所述硅氧化物的羟基氧化铁进行热处理的工序，制造铁元素的一部分被所述置换元素置换而成的ε氧化铁。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.12 JP 2015-1196801.一种ε氧化铁的制造方法，其特征在于，具有如下工序：使羟基氧化铁粘附作为置换元素的金属化合物，得到粘附有所述金属化合物的羟基氧化铁的工序；用硅氧化物涂覆粘附有所述金属化合物的羟基氧化铁，得到涂覆有所述硅氧化物的羟基氧化铁的工序；和在氧化性气氛下对涂覆有所述硅氧化物的羟基氧化铁进行热处理的工序，制造铁元素的一部分被所述置换元素置换而成的ε氧化铁。2.根据权利要求1所述的ε氧化铁的制造方法，其特征在于，对在所述热处理工序中得到的热处理粉进一步用碱性水溶液进行处理来制造ε氧化铁。3.根据权利要求1或2所述的ε氧化铁的制造方法，其特征在于，得到粘附有所述金属化合物的羟基氧化铁的工序具有如下工序：使所述置换元素的金属盐溶解于所述羟基氧化铁的悬浮液中的工序；和向溶解有所述金属盐的羟基氧化铁的悬浮液中添加碱性水溶液而得到粘附有所述金属化合物的羟基氧化铁的工序。4.根据权利要求1～3中任一项所述的ε氧化铁的制造方法，其特征在于，用硅氧化物涂覆粘附有所述金属化合物的羟基氧化铁后，进行干燥而得到涂覆有...

【专利技术属性】
技术研发人员：大越慎一，冈俊介，生井飞鸟，正田宪司，
申请(专利权)人：国立大学法人东京大学，同和电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP