DE2036612C2

DE2036612C2 - Verfahren zur Herstellung eines nadelförmigen, mit Kobalt modifizierten Maghemitpulvers

Info

Publication number: DE2036612C2
Application number: DE19702036612
Authority: DE
Inventors: Shigetaka Yokohama Kanagawa Higuchi; Ariro Tokyo Kawasaki; Yoshikazu Kawasaki Kanagawa Masuya
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1969-07-26
Filing date: 1970-07-23
Publication date: 1983-08-04
Also published as: GB1318579A; JPS4810994B1; DE2036612A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (GB-PS 9 79 721) wird einer Kobaltchloridlösung, die Eisenoxidteilchen enthält, Ammoniumoxalat zugesetzt, so daß sich auf den Eisenoxidteilchen ein Niederschlag von Kobaltoxalat -bildet Die Eisenuxidteilchen mit dem darauf befindlichen Niederschlag von Kobaltoxalat werden dann einer vierstündigen Wärmebehandlung bei 500⁰C ausgesetzt Bei dieser Wärmebehandlung tritt eine sehr starke Volumenvergrößerung des Kobaltoxalats ein, so daß eine poröse und ungleichmäßige Oberfläche entsteht und sich eine breite Streuung der Koerzitivkraft ergibt.

Es ist ferner ein Verfahren bekannt (US-PS 29 41 901 und 30 75 919), bei dem ein wasserlösliches Eisensalz und ein wasserlösliches Kobaltsalz in einer wäßrigen Lösung aufgelöst und aus dieser Lösung die Hydroxide dieser Metalle gemeinsam niedergeschlagen werden. Diese niedergeschlagenen Hydroxide werden dann unter Anwendung eines basischen Mediums in kobalthaltige ferromagnetische Eisenoxide umgewandelt und einer Wärmebehandlung unterworfen. Bei diesem Verfahren erweist es sich im Hinblick auf das 5i/ gleichzeitige Ausfällen von Eisenhydroxid und Kobalthydroxid als sehr schwierig, das Wachsen der Kristalle aus kobalthaltigem ferromagnetischen Eisenoxid genau zu steuern. Die praktische Durchführung dieses Verfahrens ist daher äußerst schwierig. ,

Dur Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruches vorausgesetzten Art so auszubilden, daß es bei einfacher Verfahrensführung gestattet, ein mit Kobalt modifiziertes Maghemitpulver zu gewinnen, das eine hohe Koerzitivkraft geringer Streuung bei gleichzeitig gutem Übersprechwert und eine gute Temperaturbeständigkeit der Magnetisierung besitzt (»Übersprechwert« ist hierbei ein Maß für die unerwünschte magnetische Übertragung eines aufgezeichneten Signales auf die &5 benachbarte Spur eines aufgewickelten Magnetbandes, ausgedrückt in dB als Verhältnis des ursprünglichen Signales zum übertragenen Signal).

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch- das kehnzeichnende'Merkmal des Patentanspruches gelöst

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Kobaltmenge und der Koerzitivkraft veranschaulicht, ■

Fig.2 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Obersprechwertes von der Kobaltmenge zeigt

Beispiel 1

25,8 g eines nadelförmigen Gcethits FeO(OH) (0,5 um lang und 0,05 um im Durchmesser), wie auf dem Markt erhältlich, und 238 g Kobaltchlorid CoQ₂ -6 H₂O werden in einem Reaktionsgefäß mit 400 cm³ Wasser zusammengebracht und gut vermischt, so daß sich der Goethit im ganzen Gefäß verteilt Dann werdon 10 cm³ Ammoniakwasser, enthaltend 14 Mol Ammoniak pro Liter Wasser, der Mischung zugesetzt und gut verrührt Die resultierende disperse Lösung wird in ein mit einem Rührer versehenes, geschlossenes Gefäß gebracht und während vier Stunden bei etwa 80⁰C gerührt; hiernach erfolgt eine Abkühlung auf Zimmertemperatur. Dann wird die Mischung aus dem Gefäß entnommen, mit Wasser gespült, getrocknet und pulverisiert Man erhält auf diese Weise ein-feobalthaltiges Goethit-Pulver.

Das nadeiförmige, kobalthaltige Goethit-Pulver wurde mittels eines Elektronenmikroskopes untersucht, konnte jedoch von dem verwendeten Goethit-Pulver nicht unterschieden werden.

Das nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Goethit-Pulver wird in einen Reduktionsofen gebracht und dadurch reduziert, daß Wasserstoff in einer Menge von 1 l/min bei 400⁰C während zwei Stunden über das Goethit-Pulver geleitet wird. Dann wird der Wasserstoff durch Stickstoff ersetzt und es wird die Temperatur auf 100⁰C abgesenkt; hiernach wird der Stickstoff durch Luff ersetz.

Danach wird das Goethit-Pulver einer Oxidationsbehandlung bei 300⁰C während zwei Stunden unterworfen, so daß ein nadelförmiger, mit Kobalt modifizierter Maghemit entsteht, der im folgenden als Probe 1 bezeichnet wird.

Beispiel 2

17,8 g Goethit, entsprechend dem im Beispiel 1 verwendeten, werden in 300 cm³ Wasser gut dispergiert; dann werden 1,81g Kobaitchlorid CoCl₂-OH₂O, aufgelöst in 500 cm³ Wasser, zugesetzt. Der Mischung werden dann 10 cm³ Ammoniakwasser zugegeben, enthaltend 14 Mol Ammoniak pro Liter Wasser. Die Mischung wird während etwa einer Stunde geschüttelt bzw. umgerührt und dann mit Wasser gewaschen, getrocknet und pulverisiert. Man gewinnt auf diese Weise ein kobalthaltiges Goethit-Pulver.

Das so hergestellte Goethit-Pulver wird in einem Reduktionsofen einer Reduktion mit Wasserstoff bei 400⁰C während einer Stunde ausgesetzt, dann auf 100⁰C abgekühlt und bei 38O⁰C während einer Stunde oxidiert. Auf diese Weise erhält man ein kobaltmodifiziertes, nadeiförmiges Maghemit-Puiver, das im folgenden als Probe 2 bezeichnet wird.

Beispiel 3

Bei diesem Beispiel werden 25,3 g Goethit FeO(OH) und 3,57 g Kobaltchlorid CoCI₂ · 6 H₂O benutzt, und es wird anstelle einer Lösung von Ammoniak in Wasser

eine ¹Ao NormaUösung kaustifizierter Soda (Natriumhydroxid) verwendet Der ρίΊ-Wert der Suspension wird auf 9,0 eingestellt Mit denselben Verfahrensschritten wie im Beispiel 1 wird ein kobaltmodifiziertes Maghemit-Pufver erzeugt, das im folgenden als Probe 3 bezeichnet wird.

Beispiel 4

22,4 g nadelförmiger Magnetit wird als Ausgangsmaterial anstelle von Goethit FeO(OH) (wie beim ι ο Beispiel 1) benutzt; im übrigen werden genau dieselben Verbindungen und Behandlungen wie im Beispiel 1 zur Herstellung eines nadeiförmigen, kobalthaltigen Magnetit-Pulvers verwendet Das resultierende Pulver wird einer Oxidation in Luft bei 400⁰C während zwei Stunden ausgesetzt, wodurch man ein nadeiförmiges, kobalthaltiges Maghemit-Pulvec erhält, das im folgenden als Probe 4 bezeichnet wird.

Tabelle Beispiel 5

23,2 g nadelförmiger Maghemit y-Fe2Oa wird anstelle von Goethit (wie im Beispiel 1) benutzt; man läßt ihn eine ähnliche Reaktion wie im Beispiel 1 durchlaufen, wonach er in Luft bei 400⁰C während zwei Stunden oxidiert wird, so daß Kobalt in den nadeiförmigen Maghemit diffundiert und sich ein kobalthaltiges, nadeiförmiges Maghemit-Pulver ergibt, das im folgenden als Probe 5 bezeichnet wird.

Bei den so erzeugten fünf Proben läßt man somit Kobalt in das nadeiförmige Maghemit-Pulver diffundieren; die magnetischen Eigenschaften dieser Proben sind ausgezeichnet Die nachstehende Tabelle zeigt die Magnetisierung (in Vsm/g), die Koerzitivkraft (in A/m) und den Übersprechwert der Proben 1 bis 5 sowie eines üblichen, nadeiförmigen Maghemits, der kein Kobalt enthält

Probe	Magneti sierung (Vsm/g)	Koerzitiv kraft (A/m)	Übersprech wert (dB)
1	5,89 · ICI¹⁰	39 800	-54
2	5,89	39 800	-53
3	5.73	54 128	-56
4	5,31	40 596	-52
5	5,73	39 004	-52
Bekanntes Material	6,05	25 472	-56

Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten magnetischen Materialien eine wesentlich größere Koerzitivkraft als das bekannte, kein Kobalt enthaltende Maghemit-Pulver besitzen; trotz ihres Kobaltgehaltes -to liegt der Übersprechwert etwa bei dem des üblichen, kein Kobalt enthaltenden Pulvers.

Das Diagramm in F i g. 1 zeigt die Beziehung zwischen dem Kobaltgehalt χ und der Koerzitivkraft Hc. Der Kobaltgehalt χ ergibt sich aus der an der -»5 Abszisse aufgetragenen Gleichung. Die Kurven 1 und 2 zeigen die Koerzitivkraft für ein kubisches Maghemit-Pulver und für das erfindungsgemäße nadeiförmige Maghemit-Pulver, gemessen in einem Magnetfeld von 143 280 A/m. Ein Vergleich der beiden Kurven zeigt, "><' daß die Koerzitivkraft Hc bei dem erfindungsgemäßen nadeiförmigen Maghemit-Pulver um ca. 8000 bis 12 000 A/n:, höher als bei dem üblichen kubischen Maghemit-Pulver ist. Die Kurve 3 zeigt die Koerzitivkraft Hc des erfindungsgemäßen Maghemit-Pulvers gemessen in einem Magnetfeld von 501 480 A/m. Aus diesen Kurven ergibt sich, daß man ein magnetisches Aufzeichnungsmedium einer gewünschten Koerzitivkraft durch Wahl des für den jeweiligen Anwendungszweck geeigneten Kobaltgehaltes herstellen kann.

Das Diagramm gemäß F i g. 2 zeigt die Abhängigkeit des Übersprechwertes vom Kobaltgehalt Die Kurve A zeigt die Übersprechwert-Kennlinie eines Bandes, das ein nach dem üblichen Verfahren hergestelltes, nadeiförmiges, kobaltmodifiziertes Magheniit-Pulv<:r aufweist, während die Kurve B die Verhältnisse für ein Band mit dem erfindungsgemäß hergestellten, nadeiförmigen, kobaltmodifizierten Maghemit-Pulver veranschaulicht. Der Gehalt an Kobalt ist in Prozentsätzen von (3Co/Fe + Co) angegeben. Das Diagramm zeigt, daß der Übersprechwert des Bandes mit dem erfindungsgemäßen Puiver im ganzen Kobaltbereich besser als beim Band mit dem üblichen Pulver ist.

Hierzu 2 ßlatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch: . ■■ ■»

Verfahren zur Herstellung eines nadelförmigen, mit Kobalt modifizierten Maghemitpulyers, gemäß dem nadeiförmiges Goethit-, Magnetit- oder Maghemitpulver in einer Kobaltchloridlösung dispergiert und durch Zugabe einer Ammoniumverbindung zu dieser Dispersion eine Kobaltverbindung auf dem Pulver niedergeschlagen und anschließend eindiffundiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Dispersion Ammonium- oder Natriumhydroxid in wäßriger Lösung zur Bildung und Ausfällung von Kobalthydroxid zugesetzt und zur Eindiffundierung des Kobalts das Goethit-, Magnetit- oder Maghemitpulver in Luft erhitzt wird, wobei im Falle von Goethitpulver als Ausgangsmaterial der oxidierenden Behandlung eine Reduktion vorgeschaltet wird.

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