JPH0629113A - 強磁性金属粉末とその製造方法 - Google Patents

強磁性金属粉末とその製造方法

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JPH0629113A
JPH0629113A JP4207473A JP20747392A JPH0629113A JP H0629113 A JPH0629113 A JP H0629113A JP 4207473 A JP4207473 A JP 4207473A JP 20747392 A JP20747392 A JP 20747392A JP H0629113 A JPH0629113 A JP H0629113A
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JP
Japan
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metal powder
ferromagnetic metal
powder
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carbon
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JP4207473A
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Toshio Kanzaki
壽夫 神崎
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Maxell Ltd
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Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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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
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/33Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials mixtures of metallic and non-metallic particles; metallic particles having oxide skin

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 飽和磁化などの磁気特性にすぐれ、かつ安定
性にすぐれて酸化劣化を生じにくく、長期にわたつて良
好な磁気特性を保持でき、そのうえ製造容易な強磁性金
属粉末を提供する。 【構成】 鉄を主成分とする金属粉末の粒子表面に、そ
の粒子金属と炭素と酸素を含む複合物層を設けて強磁性
金属粉末を構成させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気テ―プや磁気デ
イスクなどの磁気記録媒体の記録素子として有用な強磁
性金属粉末とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄を主成分とする強磁性金属粉末は、た
とえば、第一鉄塩水溶液にアルカリを加えて生成する水
酸化第一鉄を空気酸化するなどの方法で得た針状のα−
FeOOH粉末、これを焼成したγ−Fe2 3 などの
針状の酸化鉄粉末を原料とし、これを水素気流中などの
還元性雰囲気中で加熱還元して針状の金属鉄とすること
により、製造されている。
【0003】ところが、このような強磁性金属粉末は、
表面活性が大きく空気中で酸化されやすいため、保存中
に発火の危険性があると共に、酸化に伴う磁気特性の経
時的低下が大きいという問題がある。
【0004】そこで、従来より、表面活性を抑えて安定
化を図る手段として、加熱還元して得た金属粉末をトル
エンなどの有機溶剤中に取り出して風乾させたり、この
金属粉末を微量の酸素を含む窒素ガスと接触させること
により、粒子表面部を酸化物層に転化させる方法や、粒
子表面に樹脂、金属化合物、非金属化合物などの特殊な
耐酸化性被膜を設ける方法などが、採用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前者の粒子
表面部を酸化物層に転化する方法では、ある程度は表面
活性を抑えられるものの、粒子の表面全体に均一な酸化
物層を形成しにくいために十分な安定性が得られず、ま
た酸化処理中の発熱により粒子の凝集や発火を生起する
おそれがあつた。また、後者の特殊な耐酸化性被膜を設
ける方法では、比較的良好な安定性は得られるが、飽和
磁化などの磁気特性が低下して、強磁性金属粉末として
の本来の性能が損なわれやすく、そのうえ被膜形成のた
めに煩雑な操作を必要とする難点があつた。
【0006】この発明は、上述の情況に鑑み、飽和磁化
などの磁気特性にすぐれ、かつ安定性にすぐれて酸化劣
化を生じにくく、長期にわたつて良好な磁気特性を保持
でき、そのうえ製造容易な強磁性金属粉末を提供するこ
とを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明者らは、上記の
目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、加熱還元
にて得た鉄を主成分とする金属粉末を特定のガスに接触
させた場合に、その粉末粒子の表面全体に均一で緻密な
複合物層が形成され、この層に基づくすぐれた耐酸化性
によつて金属粉末の安定性が向上し、かつ飽和磁化など
の磁気特性が高い水準に維持されることを見い出し、こ
の発明をなすに至つた。
【0008】すなわち、この発明の第1は、鉄を主成分
とする金属粉末の粒子表面に、その粒子金属と炭素と酸
素を含む複合物層を有してなる強磁性金属粉末に係るも
のであり、この粉末において、核となる鉄を主成分とす
る金属粉末が、副成分としてCo、Ni、Ti、Al、
Si、PおよびBの中から選ばれる少なくとも一種の元
素を含む構成を、特に好適な態様としている。
【0009】また、この発明の第2は、酸化鉄またはオ
キシ水酸化鉄を主体とする粉末を加熱還元して得た鉄を
主成分とする金属粉末に、水分を含む一酸化炭素ガスま
たは水分を含む二酸化炭素ガスを接触させて、上記粉末
の粒子表面にその粒子金属と炭素と酸素を含む複合物層
を形成することを特徴とする強磁性金属粉末の製造方法
に係るものである。
【0010】
【発明の構成・作用】この発明の強磁性金属粉末は、前
記のように、鉄を主成分とする金属粉末の粒子表面にそ
の粒子金属と炭素と酸素を含む複合物層を有するもので
あるが、この層が内部の金属の酸化を阻止する非常にす
ぐれた耐酸化性被膜として機能すると共に、この層自体
の存在に起因する飽和磁化などの磁気特性の低下が少な
いため、安定性にすぐれて長期にわたつて高い磁気特性
を維持する。
【0011】このような強磁性金属粉末としては、平均
長軸径が0.05〜0.3μm程度、平均軸比(平均長
軸径/平均短軸径)が5〜20程度の針状粒子からなる
ものが好適である。また、複合物層は粒子全体の0.0
1〜5重量%程度を占める範囲にあるのがよく、少なす
ぎると十分な安定性が得られず、逆に多すぎると飽和磁
化などの磁気特性の低下を招くことになる。さらに、こ
の複合物層の組成としては、粒子金属:炭素:酸素の重
量比が1:(0.2〜1):(1〜3)程度となるもの
が好適である。
【0012】核となる鉄を主成分とする金属粉末は、F
e単独からなるか、あるいはFe以外にCo、Ni、T
i、Al、Si、PおよびBの中から選ばれる少なくと
も一種の元素を副成分として含んでいてもよい。上記の
副成分を含むと安定性がより向上するという利点がある
が、その比率が高すぎると、却つて磁気特性が低下する
ため、強磁性金属粉末中の20重量%以下であるのがよ
い。
【0013】この発明の強磁性金属粉末を得る手段は、
特に制限されないが、この発明の方法、すなわち、酸化
鉄またはオキシ水酸化鉄を主体とする粉末を加熱還元し
て得た鉄を主成分とする金属粉末に、水分を含む一酸化
炭素ガスまたは水分を含む二酸化炭素ガスを接触させる
方法によれば、緻密でかつ均一な複合物層を容易に形成
できるという利点がある。
【0014】ここで、酸化鉄またはオキシ水酸化鉄を主
体とする粉末としては、たとえば、第一鉄塩水溶液にア
ルカリを加えて生成する水酸化第一鉄を空気酸化するな
どの方法で得た針状のα−FeOOH粉末、これを焼成
したγ−Fe2 3 などの針状の酸化鉄粉末などが挙げ
られる。
【0015】また、これらの粉末は、副成分として、C
o、Ni、Ti、Al、Si、PおよびBの中より選ば
れる少なくとも一種の元素を単体、酸化物、水酸化物、
複合物などの種々の形で粒子の表面または内部に含んで
いてもよい。これらの副成分は、通常、α−FeOOH
合成時の原料中に適当な塩の形で加えたり、合成後のα
−FeOOH粉末またはγ−Fe2 3 などの酸化鉄粉
末に対する表面処理により、導入されるものである。
【0016】酸化鉄またはオキシ水酸化鉄を主体とする
粉末の加熱還元は、常法に準じて行うことができ、一般
には、水素気流中などの還元性雰囲気中において、35
0〜600℃の温度で10〜300分程度の加熱処理を
行えばよい。
【0017】このような加熱還元にて得た鉄を主成分と
する金属粉末に対して、水分を含む一酸化炭素ガスまた
は水分を含む二酸化炭素ガスを接触させると、還元直後
の金属粉末の粒子表面が非常に強い活性を有する状態に
あるため、この粒子表面の金属と上記ガス成分とが反応
して前記の複合物層を生成する。
【0018】このとき、温度が高いほど複合物層が厚く
なり、それだけ強磁性金属粉末の安定性が向上するが、
その反面で飽和磁化などの磁気特性が低下するため、上
記ガスとの接触温度は、通常では室温〜100℃の範囲
が好適である。また、接触時間は、一般に1〜24時間
程度であり、金属粉末の量、ガス流量、反応温度などに
応じて適宜設定すればよい。
【0019】複合物層の形成に用いる上記のガスは、脱
酸素後の一酸化炭素ガスまたは二酸化炭素ガスを水中に
バブリングさせることにより、水蒸気を混入させたもの
を使用すればよい。水蒸気の混入量は、水中に導入する
際のガスの温度と水温の調整によつて任意に設定でき、
過少または過多では適正な反応性が得られないため、通
常は100〜10,000ppm程度とするのがよい。
【0020】このようなガスの接触によつて形成される
層は、金属粉末の粒子表層部の金属と炭素と酸素よりな
る酸化物形態の複合物層であるが、その生成において急
激な温度上昇を生起しないため、粒子相互の凝集を生じ
ず、しかも極めて緻密で粒子表面全体に均一な厚さの被
覆層となる。
【0021】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、飽和
磁化などの磁気特性にすぐれ、かつ安定性にすぐれて酸
化劣化を生じにくく、長期にわたり良好な磁気特性を保
持でき、そのうえ製造容易な強磁性金属粉末を提供する
ことができる。
【0022】
【実施例】つぎに、この発明の実施例を記載して、より
具体的に説明する。
【0023】実施例1 Alを5重量%含有するγ−Fe2 3 粉末(平均長軸
径0.2μm、平均軸比10)を、水素気流中、450
℃で3時間の加熱還元を行い、得られた金属粉末10g
に、水中バブリングを経た水蒸気含有量1,000pp
mの二酸化炭素ガスを、温度50℃にて流量1リツトル
/分で10時間接触させ、室温まで冷却後に取り出し、
粒子表面に金属と炭素と酸素の複合物層を有する強磁性
金属粉末を製造した。
【0024】実施例2 水分含有二酸化炭素ガスに代えて、同じく水中バブリン
グを経た水蒸気含有量2,000ppm、温度50℃の
一酸化炭素ガスを、流量1リツトル/分で10時間接触
させた以外は、実施例1と同様の操作にて、粒子表面に
金属と炭素と酸素の複合物層を有する強磁性金属粉末を
製造した。
【0025】比較例1 実施例1と同様の加熱還元にて得た金属粉末10gを使
用し、これをトルエン中に取り出して10時間放置した
のち、風乾して、粒子表面に酸化被膜を有する強磁性金
属粉末を製造した。
【0026】比較例2 実施例1と同様の加熱還元にて得た金属粉末10gを使
用し、これに酸素含有量1,000ppmの窒素ガス
を、90℃にて流量1リツトル/分で1時間接触させ、
室温まで冷却後に取り出し、粒子表面に酸化被膜を有す
る強磁性金属粉末を製造した。
【0027】比較例3 酸素含有窒素ガスの接触時間を4時間とした以外は、比
較例2と同様にして、粒子表面に酸化被膜を有する強磁
性金属粉末を製造した。
【0028】実施例3 加熱還元用の原料酸化鉄粉末として、Bを2重量%、S
iを4重量%含有するγ−Fe2 3 粉末(平均長軸径
0.2μm、平均軸比10)を用いた以外は、実施例1
と同様の操作にて、粒子表面に金属と炭素と酸素の複合
物層を有する強磁性金属粉末を製造した。
【0029】実施例4 加熱還元用の原料酸化鉄粉末として、Coを8重量%、
Niを1重量%含有するγ−Fe2 3 粉末(平均長軸
径0.2μm、平均軸比10)を用いた以外は、実施例
1と同様の操作にて、粒子表面に金属と炭素と酸素の複
合物層を有する強磁性金属粉末を製造した。
【0030】以上の実施例1〜4および比較例1〜3で
得られた各強磁性金属粉末につき、製造直後の保磁力
(Hc)および飽和磁化(σs)を、振動式磁気特性測
定装置を用いて、印加磁場10KGで測定した。また、
90℃,60%RHで7日間放置したのちの飽和磁化の
劣化率を、下記の方法で求めた。これらの測定結果は、
後記の表1に示されるとおりであつた。
【0031】<飽和磁化の劣化率>90℃,60%RH
で7日間放置後の飽和磁化(σs1 )を、振動式磁気特
性測定装置により、印加磁場10KGで測定し、これと
初期の飽和磁化(σs0 )とより、下記の式にしたがつ
て、飽和磁化の劣化率を求めた。
【0032】
【表1】
【0033】上記の表1の結果から、粒子表面に特定の
複合物層を設けたこの発明の強磁性金属粉末(実施例1
〜4)は、保磁力および飽和磁化の磁気特性にすぐれる
と共に、飽和磁化の劣化率が低く、安定性にすぐれてい
ることがわかる。
【0034】これに対し、風乾による酸化被膜を設けた
従来の強磁性金属粉末(比較例1)は、飽和磁化の経時
的劣化が著しく、安定性に劣つており、また酸素含有ガ
スによる酸化処理で粒子表面に酸化層を形成した従来の
強磁性金属粉末(比較例2,3)では、飽和磁化の劣化
率はやや小さいが、この発明の強磁性金属粉末に比べて
大きく、やはり安定性が不十分であることがわかる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄を主成分とする金属粉末の粒子表面
    に、その粒子金属と炭素と酸素を含む複合物層を有して
    なる強磁性金属粉末。
  2. 【請求項2】 鉄を主成分とする金属粉末が、副成分と
    して、Co、Ni、Ti、Al、Si、PおよびBの中
    から選ばれる少なくとも一種の元素を含んでなる請求項
    1に記載の強磁性金属粉末。
  3. 【請求項3】 酸化鉄またはオキシ水酸化鉄を主体とす
    る粉末を加熱還元して得た鉄を主成分とする金属粉末
    に、水分を含む一酸化炭素ガスまたは水分を含む二酸化
    炭素ガスを接触させて、上記粉末の粒子表面にその粒子
    金属と炭素と酸素を含む複合物層を形成することを特徴
    とする強磁性金属粉末の製造方法。
JP4207473A 1992-07-09 1992-07-09 強磁性金属粉末とその製造方法 Withdrawn JPH0629113A (ja)

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Effective date: 19991005