[发明专利]铁磁性粉末和生产该类物质的方法

说明书

本发明涉及铁磁性粉末和生产该类物质的方法，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〔如高信噪比（S/Nratio）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钴和氧化铁形成的均质固溶体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）132005/1980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大的矫顽力，而且具有高的饱和磁化强度，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。

美国专利3770500A公开了一种磁性粉末及其制造方法。该磁性粉末由磁性粉末芯核和芯核表面上形成的磁性金属层构成。磁性粉末芯核可以是氧化铁、氧化铬、钡铁氧体、钴铁氧体、钴铁氧体和氧化铁的固溶体。磁性金属层可以是钴、镍或其合金。磁性金属层在针形芯核表面上形成后，整个磁性粉末颗粒不改变其原有的针状构型。在Imaoka的该美国专利所述的方法中，金属离子（例如，钴、钴/铁和钴/镍离子）溶解于其中芯核颗粒，即磁性金属氧化物颗粒悬浮于有还原剂存在的分散液中，然后该还原剂由高温和高压活化。因而，在悬浮液中已溶解的金属离子首先被还原成金属。之后，所产生的金属沉积在悬浮的芯核颗粒上并在其上形成金属层。因此，金属未能在受控制的条件下沉积在芯核颗粒上，而是无规则地在分散液中形成。由于芯核颗粒和所形成的金属是无规则地存在于分散液中，因而在分散液中的磁性金属层的易磁化轴的方向也是无规则的，致使沉积金属的易磁化轴的方向不同于芯核颗粒。

本发明的目的之一，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，其矫顽力和饱和磁化强度增加而其矩形比基本上不减小。

本发明的另一目的是提供生产这类铁磁粉的方法。

图1A-1C表示本发明铁磁粉的特征磁矩曲线，

图2表示未处理的γ-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，本发明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逐渐形成，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。