JPS59199533A - 磁性粉末 - Google Patents

磁性粉末

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JPS59199533A
JPS59199533A JP58073251A JP7325183A JPS59199533A JP S59199533 A JPS59199533 A JP S59199533A JP 58073251 A JP58073251 A JP 58073251A JP 7325183 A JP7325183 A JP 7325183A JP S59199533 A JPS59199533 A JP S59199533A
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JP
Japan
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magnetic powder
fe3o4
iron
fe2o3
iron oxide
Prior art date
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Pending
Application number
JP58073251A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Shibuya
吉之 渋谷
Shigeo Daimon
大門 茂男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Daikin Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Priority to KR1019840002220A priority patent/KR900005686B1/ko
Publication of JPS59199533A publication Critical patent/JPS59199533A/ja
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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】 本発明は新規な磁性粉末及びその製造方法に関する。
磁気記録用磁性材料としては通常の酸化鉄をベースとす
るものが知られているが、この場合の保磁力は450O
e程度である。しかし最近は益々旨性能な磁性利判が要
求されており、記録密度を二げるために、より高い保磁
力のものが要求されている。このようなものとして、コ
バルトにより友性された酸化鉄粉末、α−Fe2O3ま
たはγ−Fe2O3を水素により還元して得られるFe
(メタル)粉末等が知られている。しかしながら前者は
コバルト化合物を使用するため高価であり、また後者は
還元雰囲気から人気中に取り出すとき、大気中の酸素と
反応して燃焼する性質を有するため、安定に取り出すた
めには還元雰囲気を不活性ガスの雰囲気に置換し、大気
と接触させずにトルエン等の有機液体中に移すなどの手
段を構する必要があり、製造が面倒である。
また、α−Fe2O3又はγ−Fe2O3を水素により
還元してFe3O4を製造することも公知である。
この場合には磁性粉末を大気中に安定に取り出せるが、
反面反応系に水が生成し、この水のため磁性粒子の剣状
性が失われ、良好な保磁力を有する磁性粉末が得られな
いという問題点があった。そこで水素の代りに一酸化炭
素(CO)により還元することも行われているが、この
場合はいずれもFe3O4にまで還元した時点で還元反
応を停止し、次いでFe3O4を酸化してγ−Fe2O
3を得ることを目的としていた。
即ち、COにより還元する場合、磁性粉末の針状性の保
持や高い保磁力を得るためには高温で還元することは極
めて不利で、一般には350C付近の温度で還元を行う
。しかし、この還元条件ではFe3O4にまで還元でき
るが、それ以降は還元速度が極端に遅くなるため、Fe
OやFeにまで還元は行われず、もしFeOやFeにま
で還元したいときには水素を使用するのが通常であった
このことは例えば特公昭39−5009に記載されてい
るが、α−Fe2O3を還元ガスとしてH2またはCO
/H2混合ガスを使用して、Fe3O4から更に平均組
成としてFeO−Feの状態にまで還元し、次いでこれ
をFeO(x=1.3〜1.5)の状態まで酸化するこ
とか開示されている。
以上のように従来にもα−Fe2O3又はγ−Fe2O
3をCOにより還元することは知られていたが、H2や
H2Oの不存在下にCOにより還元し、その際Fe3O
4に還元された時点でCOによる接触反応を停止せず、
更に継続するという試みは行われたことがなく、しかも
その場合に従来知られていない新しい磁性粉末が得られ
るか否かは全く不明であった。
本発明の目的はコバルト化合物等を使用せず安価であり
、またその製造が容易であって、しかも高い保磁力を有
する新規な磁性粉末を提供することにある。
本発明は(a)酸化鉄及び炭化鉄からなる針状粒子又は
(b)酸化鉄、炭化鉄及び元素炭素からなる針状粒子を
含有する新規な磁性粉末に係り、この磁性粉末は例えば
斜状のα−Fe2O3又はγ−Fe2O3を水素、水の
不存在下にCOと接触させてFe3O4にまで還元した
後、更にCOと接触させることにより製造される。
本発明の磁性粉末はコバルト化合物等を用いないため安
価であり、しかも簡単な方法により製造することができ
る。またFe3O4に還元された後も、更にCOによる
接触を継続するにも拘らず、FeOやFeの生成は認め
られず、製造後も安定に大気中に取り出すことができ、
しかも高保磁力を有し、磁性粉末として優れたものであ
る。
本発明の製造方法において、出発原料である斜状のα−
Fe2O3またはγ−Fe2O3としては、例えば針状
のα−FeOOH(ゲーサイト)またはγ−FeOOH
(レピドクロサイト)をそれぞれ約200〜350Cに
加熱、脱水して得られたもの、あるいはこれを更に約3
50〜900Cに加熱して結晶の緻密化を図ったα−F
e2O3等を用いることができる。これらの原料酸化鉄
はその平均粒径(長軸)が約0,2〜2μmのもの、ま
だ平均縦横軸比が約1:3〜1:20のものが好ましい
本発明では上記の原料酸化鉄を水素、水の不存在十にC
Oと接触させる。COは希釈して使用することもでき、
希釈剤としては例えばN2、CO2、アルゴン、ヘリウ
ム等を挙げることができる。接触温度、接触時間、CO
の流速等の接触条件は、例えば原料酸化鉄の製造履歴、
粒径、比表面積、COの希釈比所に応じ変動するため、
画室選定するのが良いが、好ましい接触温度は約330
〜400C、好ましい接触時間はFe3O4に還元され
た後、史に約1〜10時間、好ましいCOの流速は約1
〜1000ml/分・g−酸化鉄である。
本発明の方法で得られた磁性粉末は、電子顕微鏡観察に
より平均的に一様な針状粒子からなっており、原料のα
−Fe2O3又はγ−Fe2O3の針状粒子と同形状で
ある。元素分析によると炭素を含有することが明らかで
、更にX線回折スペクトル分析によると酸化鉄及び炭化
鉄を含有する。酸化鉄は一般にFeO、Fe3O4及び
γ−Fe2O3は構造的に関連があり、この3者とも酸
素原子は立方最密詰込み構造を有しており、現実に存在
するFe3O4は、これらの幅で変動することから、本
発明の磁性粉末の成分である酸化鉄はFeOx(1<x
≦1.5)で示すのが適切である。また炭化鉄ばX線回
折スペクトル分析によればFe5C2を主としており、
炭化鉄固有の性質により、この組成式を中心として移動
し、従って本発明の磁性粉末の成分である炭化鉄はFe
yC(2≦y≦3)で示すのが適切である。
また本発明の磁性粉末が酸化鉄がFe3O4のみから成
り、炭化鉄がFe5C2のみからなるものと仮定すると
、全Feを基準とする炭化鉄のFeの割合は10〜90
グラム原子%の範囲が好ましく、15〜60グラム原子
%の範囲が特に好ましい。上記範囲内の場合には特に高
い保磁力が得られる。
史に本発明の磁性粉末において、炭化鉄の炭素及び元素
炭素の合計の含有量は、その保磁力の点より1〜15重
量%が特に好ましい。
本発明の方法により得られる磁性粉末は針状であって、
その平均粒径(長軸)及び平均縦横軸比は原料酸化鉄の
それらと比較して若干小さくなるが殆ど差はなく、通常
その平均粒径は約0.2〜2μm甲均縦横軸比は約1:
3〜1:20の範囲である。
本発明の磁性粉末はα−Fe2O3またはγ−Fe2O
3粒子をCOと一様に接触させるという固気反応の結果
生成したものであり、生成針状粒子の形状が原料酸化鉄
の形状と変らないことから、該生成針状粒子においては
、FeyC又はFeyC及び元素炭素は表面部分に全部
ないし大部分存在し、FeOxは主として内部に存在す
るものと推定される。
以下に実施例を挙げて詳しく説明する。
実施例1〜3 平均粒径0.8μm(長軸)、軸比10の針状のレピド
クロサイト粒子をマツフル炉に入れ、600Cで1時間
加熱してα−Fe2O3粉末を得た。
次にこの粉末2gを磁性ポートに入れて管状炉に挿入し
、CO/N2(30/70容量比)の混合ガスを毎分7
5nlの流速で流しながら、340Cで第1表に記載の
時間処理したところ、黒色の針状粉末を得た。
生成物をX線回折により分析したところ、マグネタイト
と未知の生成物が認められた。後者のみのX線回折を抽
出したところ、ASTMのX−Ray Powder 
Data File20−509のFe5C2Iron
 Carbideと一致した。
この生成物の磁気特性をホール素子を用いたガウスメー
ターにより試料充填率0.1で測定した結果を第1表に
示す。表より明らかなように従来、酸化鉄では到達しえ
ない588Oeの保磁力が得られている。またこの生成
物のC,H,Nの元素分析を行ったところ、保磁力の増
加と共に炭素の量の増加が見られ、またその際磁束密度
も低下しないことから、炭化鉄が生成したものと考えら
れる。
表においてHcは保磁力、Brは残留磁束密度、Bmは
飽和磁束密度を表わす。
元素分析は(株)柳本製作所製のMT2 CHNCOR
DER Yanacoを使用し、900Cで酸素(ヘリ
ウムキャリア)を通じることにより常法に従って行つだ
まだ磁性粉末がFe3O4、Fe5C2及び元素炭素か
らなるものと仮定した場合の該組成及び全Fe中の炭化
鉄のFe(重量%)を求めた。この場合、磁性粉末を白
金るつぼに入れてマツフル炉により600Cで1時間加
熱処理し、X線回折によりα−Fe2O3の存在を確認
して、常法に従って加熱処理による重量増を求め、計算
により組成を求めた。
即ちFe3O4はその重量の1.035倍に目当するF
e2O3に、またFe5C2はその重量の1.317倍
に相当するFe2O3に変化するものとして計算を行っ
た。結果を同様第1表に示す。
Fe3O4及び実施例1〜3で得られた磁性粉末のX線
回折スペクトルを第1〜4図に示す。実施例1〜3に対
応する第2〜4図においては、Fe3O4には存在しな
いA〜Eで示される新しいピークが認められ、逆にCO
との接触時間の増大と共にFe3O4のピークが減少す
ることが観察される。
第2表は実施例2におけるピークA〜Eの面間隔(dÅ
)及び強度比(I/I1)を、ASTMのX−Ray 
Powder Data File 20−509のF
e5C2 Iron Carbideのそれらと対比し
たものである。
実施例4 反応時間を5hrに固定して、反応温度を300.36
0及び400Cとする以外は実施例1と同様にして処理
したところ、それぞれ370.540及び495Oeの
保磁力を有する針状の磁性粉末を得た。
実施例5 実施例1のレピドクロサイトの代りに、平均粒径0.7
μm(長軸)、軸比10の針状のゲーサイト粒子を用い
、340Cで5hr同様に処理したところ、Hc855
Oe、Br2025ガウス、Bm3500ガウスの針状
磁性粉末を得た。
実施例6 平均粒径0.8μm(長軸)、軸比10の針状のレピド
クロサイト粒子をマツフル炉に入れ、250Cで1時間
加熱してγ−Fe2O3粉末を得た。
この粉末を便用した以外は実施例1と同様にして処理し
たところHc541Oeの針状磁性粉末を得た。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図はそれぞれFe3O4及び実施例1〜3で得
られた磁性粉末のX線回折スペクトルである。(以上) 萌許出願人 ダイキン工業株式会社 手続補正書(峠) 1治第1158年11月24日 特π[庁長官 若 杉 和 夫 殿 コ、事件の表示 昭和58年 特 許願第73251号 3 補正をする者 事件との関係  特許出願人 (285)ダイキン工業株式会社 4、代理人 (以上)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)酸化鉄及び炭化鉄からなる針状粒子又は(
    b)酸化鉄、炭化鉄及び元素炭素からなる針状粒子を含
    有することを特徴とする磁性粉末。
  2. (2)酸化鉄がFeOx(1<x≦1,5)、炭化鉄が
    FeyC(2<y<3)である請求の範囲第1項に記載
    の磁性粉末。
  3. (3)炭化鉄がFe5C2である請求の範囲第1項又は
    第2項に記賎の磁性粉末。
  4. (4)酸化鉄がFe3O4のみからなり、炭化鉄がFe
    5C2のみからなると仮定した場合に、全Feを基準と
    する炭化鉄のFeが10〜90グラム原子%である請求
    の範囲第1〜3項のいずれかに記載の磁性分末。
  5. (5)炭化鉄の炭素及び元素炭素の合計の含有量が1〜
    15重量%である請求の範囲第1〜4項のいずれかに記
    載の磁性粉末。
  6. (6)針状のα−Fe2O3又はγ−Fe2O3を水素
    、水の不存在下に一酸化炭素と接触させてFe3O4に
    まで還元した後、更に一酸化井素と接触させることを特
    徴とする、(a)酸化鉄及び炭化鉄からなる針状粒子又
    は(b)酸化鉄、炭化鉄及び元素炭素からなる針状粒子
    を含有する磁性粉末の製造方法。
  7. (7)約330〜400Cで接触させる請求の範囲第6
    項に記載の製造方法。
JP58073251A 1983-04-25 1983-04-25 磁性粉末 Pending JPS59199533A (ja)

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EP84104661A EP0123318B1 (en) 1983-04-25 1984-04-25 Acicular particulate material containing iron carbide
DE8484104661T DE3469820D1 (en) 1983-04-25 1984-04-25 Acicular particulate material containing iron carbide
KR1019840002220A KR900005686B1 (ko) 1983-04-25 1984-04-25 탄화철을 함유하는 침상입자물질
US06/918,783 US4842759A (en) 1983-04-25 1986-10-14 Acicular process for producing particulate material
US07/327,461 US5151206A (en) 1983-04-25 1989-03-22 Acicular iron carbide particulate material and process for producing same

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61106410A (ja) * 1984-10-25 1986-05-24 Daikin Ind Ltd 炭化鉄を含有する粒子、その製法及び用途
JPS61154110A (ja) * 1984-12-27 1986-07-12 Mitsui Toatsu Chem Inc 磁気記録用針状性炭化鉄微粒子及びその製造方法

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