[发明专利]含钴磁性氧化铁及其生产方法

说明书

本发明涉及含钴的磁性氧化铁粉粒，用于磁性记录介质(elements)，尤其是图象记录介质中的元件；也涉及上述粉粒的生产方法。本发明特别涉及视频噪音特性极好的极适合于磁性记录介质生产的含钴磁性氧化铁粉粒以及其生产方法。

用于磁性记录介质如录音磁带、录相磁带、磁盘、磁卡的磁性氧化铁可由各种方法制得，包括以下方法：一种铁盐如硫酸铁或氯化铁的溶液，以碱中和而后氧化，产生水合氧化铁如针状的针铁矿α-FeOOH或纤铁矿γ-FeOOH，以它们为母体依次经焙烧(脱水、热处理)、还原和氧化，生成针状磁铁矿(Fe₃O₄)和磁赤铁矿(γ-Fe₂O₃)。由此产生的磁性氧化铁粉粒主要用于声记录介质。上述产品磁性氧化铁进一步经过钴化合物的包复处理，生成Co-Fe₃O₄和Co-γ-Fe₂O₃。由此产生的含钴磁性氧化铁粉粒有高的矫顽力，主要用于图象记录载体，作为最通用的技术。

从母体如针铁矿(α-FeOOH)与纤铁矿(γ-FeOOH)生产含钴磁性氧化铁粉粒，例如，就α-FeOOH来说，它在250-800℃脱水，转变为α-Fe₂O₃，随后在300°-500℃还原成Fe₃O₄，或者进一步在200°-300℃氧化生成γ-Fe₂O₃，继之用含钴的金属化合物包复处理γ-Fe₂O₃粉粒的表面，产生含钴的磁性氧化铁粉粒。α-FeOOH的脱水作用在250-300℃完成，使α-FeOOH转变成α-Fe₂O₃。通常α-Fe₂O₃经相当高的温度600°-800℃热处理，以使α-Fe₂O₃晶体生长以及减小由于脱水作用产生的空穴，由此使含钴磁性氧化铁粉粒的磁性特性得到改善。

另一方面，γ-FeOOH与α-FeOOH有明显区别，它在沉淀(积)过程中决不形成孪生的晶体，因而由母体γ-FeOOH生产最终所得的磁性粉粒被说成是直线针状颗粒，没有分岔的结构。这种粉粒加工成磁带的过程，在合成树脂介质中有较高的分散性、极好的取向性和较高的矫顽磁力，促进生产更好的产品。γ-FeOOH的脱水在相对低的温度200°-300℃直接生成γ-Fe₂O₃，而γ-Fe₂O₃结晶性很差，致使不能满足磁的特性。由于这个理由，已进行了从还原γ-FeOOH和氧化此还原产物以产生γ-Fe₂O₃粉粒用于声记录介质的一些试尝〔JP 47-40097A,JP 57-129828A和JP 58-84127A〕；或由γ-FeOOH脱水之后进行还原和氧化〔JP 39-20939B,JP 54-28299A和JP 58-84407A〕。在上述步骤的过程中，也进行了另外的尝试，以和α-FeOOH相同的方式，将γ-FeOOH在500℃或更高的温度一次转化为α-Fe₂O₃稠密结晶，其后实施还原和氧化。此外，在产生γ-Fe₂O₃的过程中，提出用Ti、B、Si、P的有机化合物(以及类似的化合物)处理γ-FeOOH粉粒，以防止在热处理时粒子间熔结和粒子变形的技术〔JP 57-129828A,JP 58-74529A,JP 58-84407A,JP 63-69714A和JP 63-69715A〕。然而用γ-FeOOH作母体比用α-FeOOH作母体时，在热处理时更容易引起熔结和粒子表面的变形，并且一般说来，所得到的γ-Fe₂O₃粉粒在大多数情况下其性能比α-FeOOH母体得到的粉粒更差。