JPS6317886B2 - - Google Patents

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JPS6317886B2
JPS6317886B2 JP59088425A JP8842584A JPS6317886B2 JP S6317886 B2 JPS6317886 B2 JP S6317886B2 JP 59088425 A JP59088425 A JP 59088425A JP 8842584 A JP8842584 A JP 8842584A JP S6317886 B2 JPS6317886 B2 JP S6317886B2
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JP
Japan
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nickel
temperature
carbonate
iron
hydrothermal treatment
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Application number
JP59088425A
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English (en)
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JPS60234904A (ja
Inventor
Kyoji Oodan
Hiroshi Miura
Masaru Kurahashi
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁性材料として適した鉄を主体とす
る金属(メタル)粉の製造法に関するものであ
る。 更に詳しくは、本発明の粒子長(長軸)が0.05
〜0.5μmの範囲で、粒度分布幅が狭く、分散性の
優れたメタル粉の製造法に関するものである。 メタル粉を磁性材料に使用する場合、メタル粉
は、その粒子形状を含め、各種の塗料化(インク
化)において高い分散性を有すること、粒子がよ
く揃つていること、粒子長がなるべく小さいこと
等の特性が要求される。 これらの特性を満たすためには、メタル粉の前
駆体であるオキシ水酸化鉄の各粒子がよく揃つて
いること、またこれら粒子が凝集を起こしていな
いこと、さらには加熱還元処理において焼結を起
こしていないこと等が必須条件となる。一方オキ
シ水酸化鉄の粒子を揃え、分散性をよくするため
には、オキシ水酸化鉄の製造時に粒子の成長を種
種コントロールする必要があるが、粒子長が0.05
〜0.5μmで、粒度分布幅が狭く、軸比(長軸/短
軸)をコントロールすることは非常に困難を伴
う。 従来メタル粉の製造に関しては、例えば特開昭
58−15930号公報、特開昭58−159315号公報、特
開昭58−176903号公報、特開昭58−192307号公報
等をはじめ、すでに多数提案されている。 しかしながらこれらの方法によると得られたメ
タル粉は粒度分布幅が広く、粒子が不揃いであつ
たり、また塗料化において分散性があまりよくな
い等の問題点がある。 また例えば特公昭59−562号公報には、水熱処
理してメタル粉を製造する方法が記載されている
が、保磁力の低いものしか得られていない。 本発明の第1の目的は、保磁力等の磁気特性が
優れて、しかも粒度分布幅が狭く、さらには塗料
化において分散性の良好なメタル粉を製造するこ
とができる磁性メタル粉の製造法を提供すること
にある。 本発明の第2の目的は、従来のメタル粉製造法
の難点を改良することができる磁性メタル粉の製
造法を提供することにある。 これら本発明の目的は、第一鉄塩およびニツケ
ル塩と苛性アルカリを反応させて鉄およびニツケ
ルの水酸化物を製造し、これに炭酸塩を加えた
後、20〜70℃の温度で酸素含有ガスを供給し、ニ
ツケル含有オキシ水酸化鉄を製造し、次いで100
〜250℃の温度で水熱処理を施した後、ケイ酸ナ
トリウムを粒子表面に被着させ、濾過、乾燥し、
還元ガスで加熱還元してニツケル含有金属鉄粉末
にすることを特徴とする磁性金属粉の製造法によ
つて達成される。 本発明において、第一鉄塩としては硫酸第一
鉄、塩化第一鉄等が使用され、ニツケル塩として
は硫酸ニツケル、硝酸ニツケル等が使用される。
ニツケルの添加、換言するとニツケル塩の使用
は、メタル粉の磁気特性のコントロールに有効で
あり、また塗料化における分散性の向上に寄与す
る。 第一鉄塩およびニツケル塩は、一般に水に溶解
させて水溶液にして使用される。水溶液中の第一
鉄塩の濃度は、0.1〜1mol/程度が適当であ
る。 ニツケル塩の使用量は、Ni/Fe(原子比)が
0.001〜0.1にするのが望ましく、使用量が少なす
ぎるとその添加効果がなく多すぎると粒度分布幅
が広くなつたり、分散性、磁気特性等に悪影響が
あつたりする。 苛性アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム等が使用され、普通水酸化ナトリウ
ムが好適である。苛性アルカリは一般には水溶液
の形態で使用される。苛性アルカリの使用量は、
第一鉄塩に対して1〜2倍当量が適当である。 第一鉄塩およびニツケル塩と苛性アルカリを反
応させる際の温度は、高すぎると粒子が長大にな
り易いので70℃以下、好ましくは10〜50℃が望ま
しく、反応によつて鉄およびニツケルの水酸化物
が生成する。 鉄およびニツケルの水酸化物を生成させた後に
加える炭酸塩としては、鉄およびニツケルの水酸
化物を炭酸塩にすることができるものであれば特
に制限されないが、炭酸ナトリウム、重炭酸ナト
リウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム
等のナトリウムまたはアンモニアの炭酸塩が好適
に使用される。炭酸塩の使用量は、水酸化物に対
して1〜2倍当量、好ましくは1.1〜1.5倍当量が
適当である。炭酸塩を加えることによつて、鉄お
よびニツケルの水酸化物は、炭酸第一鉄、炭酸ニ
ツケル等になるが、炭酸塩の使用量が少なすぎる
と炭酸第一鉄、炭酸ニツケル等を生成させにく
く、多すぎても多くしたことによる利点は特にな
い。 炭酸塩を加える際の温度は、20〜70℃が適当で
あり、温度が高くなると粒度分布に悪影響が生じ
易い。 酸素含有ガスの供給は、一般に炭酸塩を加える
ことによつて炭酸第一鉄、炭酸ニツケル等を生成
させたスラリーに吹きこむ方法によつて行われ
る。酸素含有ガスとしては空気が便利に使用され
る。酸素含有ガスは、Fe+2の酸化速度と関連し
て生成する粒子の大きさに影響を及ぼし、Fe+2
の酸化速度が速すぎると粒子は微小になり、遅す
ぎると長大粒子になり易いので、供給量を調節す
ることによつて適宜粒子の大きさをコントロール
するのが望ましい。 酸素含有ガスを供給してニツケル含有オキシ水
酸化鉄にする際の温度は均斉のとれた形状のよい
粒子を生成させるうえで20〜70℃、好ましくは30
〜60℃にする必要がある。温度が高すぎたり低す
ぎたりすると分散性が悪く、粒度分布幅が広いメ
タル粉になり易く、磁気特性も悪くなり易い。 本発明において酸素含有ガスを供給してニツケ
ル含有オキシ水酸化鉄にした後は、水熱処理を行
う必要があるが、水熱処理によつてニツケル含有
オキシ水酸化鉄の粒子形状、粒度分布、軸比等が
さらに改善され、メタル粉にしたときの分散性が
非常によくなる。 水熱処理は、その温度が低すぎると長時間を要
するだけでなく水熱処理による効果の発現が十分
でなく、高すぎるとα−Fe2O3が生成するので、
水熱処理温度は100〜250℃、特に150〜230℃で行
う必要がある。水熱処理時間は特に制限されない
が一般には0.5〜5時間の範囲から選択される。 また水熱処理においては、PHを10以上、好まし
くは10.5以上のアルカリ性に保持して行うのが効
果的であり、PH調節には水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等の苛性アルカリが好適に使用され
る。水熱処理には一般にオートクレーブが採用さ
れる。 水熱処理後のニツケル含有オキシ水酸化鉄は、
ケイ酸ナトリウムを粒子表面に被着させた後、通
常の方法によつて濾過、乾燥する。なお濾過する
際はPHが8程度になるまで十分に水洗して不純物
を除去するのが望ましい。 水熱処理を施し、過、乾燥したニツケル含有
オキシ水酸化鉄を還元ガスで加熱還元してニツケ
ル含有金属鉄粉末にするにあたつては、公知の加
熱還元方法が採用される。還元ガスとしては一般
に水素および窒素の混合ガスが使用されるが、還
元性のガスであれば特に制限されない。還元温度
は一般に350〜500℃の範囲から選択される。温度
が低すぎると長時間を要し、高すぎると粒子の形
状が悪くなる。還元装置としてはロータリーキル
ン、レトルト炉、流動環元炉等が使用される。 次に実施例および比較例を示し、本発明を説明
する。 実施例 1 内容20の円筒型反応器に、硫酸第一鉄
〔FeSO4・7H2O〕520.9gと硫酸ニツケル
〔NiSO4・7H2O〕16.0gとを蒸留水3に溶解さ
せた溶液(Ni/Fe=0.03)を入れ、苛性ソーダ
〔NaOH〕165gを蒸留水1.5に溶解させた溶液
を、温度40℃に保持しながら滴下して反応させ、
鉄およびニツケルの水酸化物にした。 この水酸化物のスラリーに炭酸アンモニウム
〔(NH42CO3・H2O〕255.8gを蒸留水3に溶
解させた溶液を加え、温度40℃で6時間撹拌し、
炭酸第一鉄および炭酸ニツケルにし、温度50℃に
保持して空気を4/minの流量で6時間流通
し、ニツケル含有オキシ水酸化鉄を生成させた。 次いでこのニツケル含有オキシ水酸化鉄のスラ
リーに、苛性ソーダ300gを溶解させてから内容
20のオートクレーブに仕込み、180℃で2時間
水熱処理を施した。 水熱処理後、スラリーのPHが8になるまで蒸留
水で洗浄し、ケイ酸ナトリウム〔Na2SiO3〕20g
を徐々に加えてニツケル含有オキシ水酸化鉄の表
面に被着させて過し、100℃で10時間乾燥させ
てニツケル含有オキシ水酸化鉄粉末を得た。 次いで流動還元炉に、ニツケル含有オキシ水酸
化鉄粉末100gを入れ、水素ガスを4/minの
流量で5時間流し、430℃で還元してニツケル含
有金属鉄粉末を得た。 得られたニツケル含有金属鉄粉末は、透過型電
子顕微鏡(TEM)で粒子形状を観察した。TEM
写真によると、粒子50本の平均粒子長(長軸)は
0.18μmであつた。 また振動試料式磁力計(VSM)で磁気特性を
測定した結果、保持力(Hc)は1440 Oeで、飽
和磁化(σs)は135emu/gであつた。 また塗料化後の分散性および磁気特性を調べる
ために、ニツケル含有金属鉄粉末20重量部、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体2.7重量部、メチル
イソブチルケトン16.7重量部、トルエン16.7重量
部および硬化剤(商品名:コロネートL)0.8重
量部をボールミルで60時間混合して塗料化し、得
られた塗料を篩目が3μmの篩に通し、篩上に残つ
たニツケル含有金属鉄の量を調べた(全量篩を通
つた場合を過率100%とする)。また塗料をポリ
エステルフイルム上に塗布し、保磁力を測定し
た。その結果、過率は97%、Hcは1460 Oeで
あつた。 また軸比(長軸/短軸)、比表面積および粒度
分布を測定した結果、軸比は7、比表面積は51
m2/gで、粒度分布は平均粒子長に対し±(プラ
スマイナス)0.02μmの範囲内にあつた。 実施例 2〜8 実施例1において、Ni/Fe(原子比)を0.07に
かえた(実施例2)、炭酸アンモニウムを炭酸ナ
トリウムにかえた(実施例3)、炭酸アンモニウ
ムの使用量を299.1gにかえた(実施例4)、空気
流通時の温度を50℃にかえた(実施例5)、空気
流量を10/minにかえた(実施例6)、水熱処
理温度を230℃にかえた(実施例7)、および還元
温度と時間を400℃、6時間にかえた(実施例8)
ほかは、実施例1と同様にしてニツケル含有金属
鉄粉末を製造した。 ニツケル含有金属鉄粉末の特性を実施例1と同
様に測定した結果は第1表に示す。 比較例 1〜5 実施例1において、水熱処理を施さなかつた
(比較例1)、硫酸ニツケルを使用しなかつた(比
較例2)、空気流通時の温度を80℃にかえた(比
較例3)、炭酸アンモニウムを使用しなかつた
(比較例4)、および水熱処理温度を280℃にかえ
た(比較例5)ほかは、実施例1と同様にしてニ
ツケル含有金属鉄粉末(なお比較例2はニツケル
を含有しない。)を製造し、実施例1と同様に特
性を測定した。その結果は第1表に示す。 【表】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第一鉄塩およびニツケル塩と苛性アルカリを
    反応させて鉄およびニツケルの水酸化物を製造
    し、これに炭酸塩を加えた後、20〜70℃の温度で
    酸素含有ガスを供給し、ニツケル含有オキシ水酸
    化鉄を製造し、次いで100〜250℃の温度で水熱処
    理を施した後、ケイ酸ナトリウムを粒子表面に被
    着させ、濾過、乾燥し、還元ガスで加熱還元して
    ニツケル含有金属鉄粉末にすることを特徴とする
    磁性金属粉の製造法。
JP59088425A 1984-05-04 1984-05-04 磁性金属粉の製造法 Granted JPS60234904A (ja)

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CN104985192A (zh) * 2014-01-02 2015-10-21 天津大学 Ni/Fe双金属面心立方晶体纳米颗粒的制备方法

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