铁磁性粉末和生产该类物质的方法技术

铁磁粉是金属氧化物磁粉和在粉末颗粒表面上形成的一层磁性金属层组成，该磁性金属层中至少有一种金属选自铁、钴和镍，该铁磁粉磁化作用的易磁化轴的方向基本上与原磁粉粒的相同，磁粉的矫顽磁力和饱和磁化强度均有改进．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。更详细地说，它是有关适合于制造磁性记录元件的铁磁粉的，这种铁磁粉是作磁带、磁盘和磁卡等涂敷型磁性记录介质用的。因为氧化铁和氧化铬等金属氧化物磁粉的磁稳定性比金属或合金磁粉的优良，所以可方便地使用铁磁粉末作为磁性记录介质。近来，在将这种磁性记录介质设计成性能更为优良的产品时，努力的方向在于增加金属氧化物磁粉的矫顽磁力，以使产品能够高密度记录，同时还要增加磁粉的饱和磁化强度，以使产品的输出较大〔如度的信噪比(S/N ratio)等〕。通过增加含钴氧化铁磁粉中的钴含量虽然可将磁粉改性为具有较大的矫顽磁力(这是高密度记录所需要的)，但是其饱和磁化强度至多80电磁单位/克，而这对于要求较大的输出来说是不够的。这种含钴氧化物磁粉包括由氧化钴和氧化铁形成的均质固体溶液和在氧化铁磁粉颗粒表面形成的含氧化钴层，后者是用含钴盐的碱溶液处理磁粉而成的。作为一类既具有大的矫顽磁力，又具有大的饱和磁化强度的金属氧化物磁粉，日本专利公开书(未审查)132005/1976号专利透露了用无电镀形成带金属钴镀层的氧化铬磁粉。日本专利公开书24714/1976号专利透露了将磁铁矿(Fe3O4)粉粒分散于含钴离子的水溶液中，并将溶液与氢还原剂在高温高压下接触，使磁粉粒表面沉淀出金属钴而生产磁粉的消息。由于这类磁粉上的金属钴层是由磁粉粒表面的还原形成，可以预料这种结构的磁粉不仅具有矫顽磁力，而且具有饱和磁化强度，因而它们可适于作高密度记录和较大输出的磁记录介质。然而，不管其上述特性，它们的矩形比(剩余磁化强度/饱和磁化强度)小于未处理磁粉的，磁粉层内的分散性和定向性趋于下降。因此改进磁粉的与磁记录介质的高密度记录和较大输出有关的性能仍有必要。本专利技术的目的之一，在于提供一种铁磁性粉末，它由金属氧化物磁粉和在其颗粒表面形成的钴层等磁性金属层组成，其矫顽磁力和饱和磁化强度增加而其矩形比基本上不减小。本专利技术的另一目的是提供生产这类铁磁粉的方法。图1A-1C表示本专利技术铁磁粉的特征磁矩曲线，图2表示未处理的y-Fe2O3粉末的特征磁矩曲线，图3A和3B表示比较铁磁粉的特征磁矩曲线。用还原法使粒状金属钴沉积在磁粉表面时，作为研究如何降低磁粉矩形比的结果，已经发现金属钴在金属氧化物粉粒(作为核)表面的沉积是不均匀的，所以一部分金属钴形成堆积。因此，象针形核等粒子的形状会发生变形，沉积了的颗粒，其磁化作用的易磁化轴的指向不同于核的指向，是无定向指向。可以认为这就是造成磁粉矩形比下降的原因。这一看法的理由可以解释如下金属钴可通过水溶液中还原钴离子的无电镀，而沉积在金属氧化物粉粒上。当采用次磷酸钠等作还原剂时，进行电镀的温度是使还原剂分解的温度，例如可在高于80℃下保持几分钟至几十分钟。当采用氢气作还原剂时，电镀条件苛刻，例如需要高温高压等。因此金属钴的沉积速率不能由上述任一种方法来准确控制。在含钴氧化铁磁粉中，本专利技术人关注着用含钴盐的碱溶液处理磁粉，在磁粉表面生成含氧化钴表面层的方法。因为含氧化钴表面层可在非常温和的条件下遂渐形成，所以用钴改性的磁粉具有大的矫顽磁力，磁粉粒的原有形状保持不变，而且含氧化钴表面层(作为一个整体)在其与氧化铁磁粉的易磁化轴的相同方向上，显示出单轴各向异性，因此改性磁粉的矩形比基本上与未改性磁粉的相同。按照上述考虑，本专利技术人可得出这样的结记，即当金属钴至少是在金属氧化物磁粉粒的表面上极缓慢而均匀地沉积时，沉积金属的附着均匀，其易磁化轴基本上与核(即金属氧化物粉粒)的相同，因此，铁磁粉的矩形比也与未处理金属氧化物磁粉的基本上相同，从而可得到高的矫顽磁力和饱和磁化强度。作为广泛研究只在金属氧化物磁粉粒的表面均匀而缓慢沉积金属的结果，已经发现，氧化铁磁粉和氧化铬粉末的半导体特征对由光催化反应使金属钴沉积可起有益作用。在光催化反应中，当半导体颗粒分散于水介质中，并受能量高于价带和导带之间的带域能的光辐照时，电子即转移到导带上，并在价带上形成正电荷空穴，电子和正电荷空穴在颗粒中扩散并到达颗粒表面。若导带的电位高于氢的还原电位，颗粒表面的电子就还原水分子(或质子)而产生氢气，正电荷空穴则夺取周围水中和有机物质中的电子，并按照价带的电位使它们氧化性分解。光催化反应是一种引人注意的反应，因为它不用氧化剂或还原剂即可有效地促进氧化和还原。为了给在磁粉粒表面沉积金属钴的过程中应用光催化反应，金属氧化物磁粉(如氧化铁磁粉)等半导体颗粒与钴离子便在极性溶剂中(在还原剂存在情况下，半导体颗粒被分散于该溶剂中)发生反应，同时正电荷空穴与还原剂反应而消失，而电子仍保留在颗粒表面，因此颗粒的电位高于钴离子的还原电位。结果，磁粉粒强烈地吸引钴离子并使之还原为金属钴，而使其表面生成钴金属层。这样形成钴层均匀地附着于金属氧化物磁粉粒表面，这就是说，与无电镀形成的钴金属层或高温高压下用氢作还原剂还原形成的钴金属层相比，磁粉核及其易磁化轴，整体来说，在与核相同的方向上，具有单轴各向异性。按照光催化方法，金属钴的沉积受调节的发光强度和/或辐照时间所控制，因而所得的磁粉的磁特性受到精确控制。按照本专利技术的一个内容，它可提供铁磁性粉末，该铁磁粉包含金属氧化物磁粉和从铁、钴、镍中选出的至少一种金属在磁粉粒表面形成的磁金属层，并具有和磁粉粒基本上相同方向的易磁化轴。本专利技术的铁磁粉的生产方法可以表述如下将金属氧化物磁粉分散于含还原剂和从铁离子、钴离子和镍离子中选出的至少一种金属离子的液相介质中，将所得的分散液用能量高于磁粉的价带和导带之间的带域能的光辐照，使金属离子还原，并在磁粉粒表面形成磁性金属层。作为它的液相介质，虽然可以使用极性有机溶剂等其它极性溶剂(若还原剂可溶解于其中)，但还是优先考虑使用水，金属盐则以离子形式存在其中，它们对光催化反应均不活泼。极性有机溶剂也可作液相介质单独使用，或与水混合使用。这类极性有机溶剂可以是甲醇、乙醇、二甲基甲酰胺、碳酸丙烯、乙腈等。还原剂可以与无电镀中用的相同，它包括次磷酸钠、肼、甲醛水、乙醇、甲酸、甲酸钠及类似物质。铁、钴和镍的离子可由液相介质由溶解它们的硫酸盐、氯化物、硝酸盐等取得。磁性金属则可使用它们之中至少两种金属形成的合金。在含还原剂和有关离子的液相介质中，将金属氧化物磁粉分散其中。具体用的磁粉可以是氧化铁磁粉、含钴氧化铁磁粉、氧化铬磁粉和铁酸钡粉末。含钴磁粉包括上述固体溶液型粉末和在这类粒子表面形成一层含氧化钴的粉末。尽管这种含钴磁粉的矫顽磁力比未处理的含钴氧化铁磁粉的大，但它经过本专利技术的处理后，其矫顽磁力还可进一步增加，同时饱和磁化强度也有改进。在这类磁粉中，铁酸钡磁粉为六角平面形，其平均粒径为0.05-0.3微米，其它磁粉最好为针形粒状体，其平均针形比(主轴/副轴)至少为2，大于3更好，平均粒径为0.1-0.5微米。本专利技术中使用的磁粉具有半导体的特性。这种磁粉的价带和导带之间的带域能约为0.1-0.5电子伏，它可以被波长为200-800毫微米的光所激发。而对于氧化铁(r-Fe2O3)磁粉，其带域能约为2电子伏。尽管磁粉价带的能级较深，由于其导带的能级低于氢产生的电位，因此粒子表面的正电荷空穴就容易氧化性地分解周围的还原剂。分散液中所包含各有关组分的浓度取决于待沉积磁性金属的量在用所希望的水作介质时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
铁磁粉是由金属氧化物磁粉和粉末颗粒表面上形成的一层磁性金属层组成，该磁性金属层中至少有一种金属是从铁、钴或镍中选取的，该铁磁粉的易磁化轴的方向基本上与原磁粉粒的相同。

【技术特征摘要】
1.铁磁粉是由金属氧化物磁粉和在粉末颗粒表面上形成的一层磁性金属层组成，该磁性金属层中至少有一种金属是从铁、钴或镍中选取的，该铁磁粉的易磁化轴的方向基本上与原磁粉粒的相同。2.按权利要求1所述的铁磁粉，其中金属氧化物磁粉是从由氧化铁磁粉、含钴的氧化铁磁粉、氧化铬磁粉和铁酸钡组成的化合物组中选出的一种。3.按权利要求1所述的铁磁粉，其中以磁粉的重量为100份计算，磁性金属层的量为2至150份重。4.按权利要求1所述的铁磁粉，其中磁性金属是从钴、钴/铁铁合金和钴/镍合金中选出的一种。5.制取按权利要求1所述的铁磁粉的方法包含在含有还原剂和从铁、钴和镍离子中选出的至少一种金属离子的液相介质中分散金属氧化物磁粉;用能量大于价带和导带之间的带域能的光辐照分散液，使金属离子还...

【专利技术属性】
技术研发人员：岸本干雄，川合知二，河合七雄，
申请(专利权)人：日立马库塞鲁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]