DE3343019C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
ferromagnetischen metallischen Pulvermaterials gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie die Verwendung des
Pulvermaterials.
Die erforderlichen Eigenschaften von magnetischen Aufzeich
nungsträgern, die ferromagnetische Materialien enthalten,
sind von Anwendung zu Anwendung verschieden. Beispiele der
zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern ver
wendeten ferromagnetischen Pulvermaterialien umfassen
γ-Fe₂O₃, Co enthaltendes γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄,
Co enthaltendes Fe₃O₄, Fe₃O₄-q-Fe₂O₃ und
CrO₂. Diese üblichen ferromagnetischen Pulvermaterialien
weisen jedoch nicht zwangsläufig zufriedenstellend magne
tische Eigenschaften wie eine geeignete Koerzitivfeldstärke
und Sättigungsflußdichte auf. Deshalb ist in neuerer Zeit
den ferromagnetischen metallischen Pulvern aufgrund ihrer
hohen Koerzitivfeldstärken und Sättigungsflußdichten
Interesse gewidmet worden.
Die bekannten ferromagnetischen metallischen Pulver weisen
jedoch derart hohe Koerzitivfeldstärke auf, daß die daraus
hergestellten Aufzeichnungsträger bei üblichen Aufzeichnungs-
und Wiedergabegeräten wie Audio-, Video- und Digitalaufzeich
nungs- und Wiedergabesystemen nicht verwendbar sind. Das heißt,
daß mit den bekannten ferromagnetischen metallischen Pulver
materialien nur Aufzeichnungsträger (metallische Träger) her
stellbar sind, für die die modernen Aufzeichnungs- und
Wiedergabegeräte ausgelegt sind.
Zur Ausweitung des Anwendungsbereiches von ferromagnetischen
Pulvermaterialien ist es erforderlich, neue ferromagnetische
metallische Pulver zu entwickeln, die im mäßigen Umfang
verringerte Koerzitivfeldstärken zusammen mit spezifischen
Sättigungsmomenten aufweisen, die so hoch wie diejenigen der
bekannten metallischen Pulver sind.
Im Umfang durchgeführter Untersuchungen sind keine metalli
schen Pulver aufgefunden worden, die die vorstehend geschil
derte erwünschte Kombination von magnetischen Eigenschaften
aufweisen.
Die Erfindung befaßt sich somit mit Verfahren zur Herstellung
von für die magnetische Aufzeichnung geeigneten ferromagnetischen
Metallpulvern, die aufgrund ihrer Koerzitivfeld
stärken und Sättigungsflußdichteeigenschaften zur Verwendung
bei magnetischen Aufzeichnungen mit hoher Dichte geeignet
sind, sowie mit der Verwendung dieser ferromagnetischen
Metallpulver.
Zur Herstellung von ferromagnetischen metallischen Pulvern
sind verschiedene Verfahren bekannt, von denen typische
Beispiele nachstehend angegeben sind.
- (1) Thermisches Zersetzen eines Metallsalzes einer orga nischen Säure (typischerweise eines Oxalats) mit nachfol gendem Reduzieren mittels eines reduzierenden Gases.
- (2) Reduzieren von sauerstoffenthaltenden Eisenverbindungen (z. B. Eisenoxyhydroxide, Eisenoxyhydroxide, die ein oder mehrere andere Metalle enthalten, Eisenoxide und Oxide einer ferritischen Zusammensetzung) im trockenen Zustand mittels eines reduzierenden Gases.
- (3) Verdampfen einer ferromagnetischen Metall-Legierung in einem Inertgas.
- (4) Zersetzen einer Carbonylverbindung eines ferromagne tischen Metalles.
- (5) Elektrolytisches Auftragen eines ferromagnetischen Metallpulvers durch ein Quecksilber-Elektrolyseverfahren mit nachfolgender Abtrennung des im Produkt eingeschlosse nen Quecksilbers.
- (6) Naßreduzieren einer Lösung eines ferromagnetischen Metall salzes mit einem Reduziermittel wie Natriumborhydrid oder Natriumhypochlorit.
- (7) Explodieren eines festen ferromagnetischen Metalls mittels einer elektrischen Entladung unter Anwendung eines sehr hohe Stromstoßes.
Das Verfahren (2) hat sich aufgrund von Vorteilen wie ein
einfaches Steuern der magnetischen Eigenschaften der Pro
dukte, der Durchführbarkeit im technischen Maßstab und
der vergleichsweise niedrigen Betriebskosten als am meisten
bevorzugt erwiesen.
Die DE 23 08 791 B2 beschreibt ein gattungsgemäßes Verfahren
zum Herstellen eines magnetischen Materials in Pulverform,
bei dem magnetischen Teilchen, die Magnetit enthalten, wenig
stens ein Salz eines ferromagnetischen Metalls und ein
wasserlösliches Reduktionsmittel in einer wäßrigen Lösung
dispergiert werden, die wäßrige Lösung heftig bewegt wird,
die Lösung auf eine Temperatur im Bereich von 30 bis 100°C
erwärmt wird, so daß eine Schicht, welche das ferromagne
tische Metall oder eine Legierung davon enthält, auf der
Oberfläche der magnetischen Teilchen niedergeschlagen wird,
und die beschichteten Teilchen zwecks Erhöhung der Koerzitiv
kraft auf eine über 100°C liegende Temperatur erwärmt
werden. Die zweite Erwärmung wird vorzugsweise in einer
inerten Atmosphäre bei einer Temperatur von 100 bis 600°C
oder in einer reduzierten Atmosphäre bei einer Temperatur
von 100 bis 300°C durchgeführt. Als Salz eines ferroma
gnetischen Metalls wird ein Cobaltsalz bevorzugt.
Dieses Verfahren wird zur Lösung der Aufgabe angegeben, ein
magnetisches Material herzustellen, das eine hohe Koerzitiv
kraft aufweist, das magnetisch stabil ist und das keine
harten Partikel enthält, die einen Magnetkopf übermäßig ab
nutzen.
Es ist entnehmbar, daß mit dem Material Koerzitivfeldstärken
von ca. 40 bis 80 kA/m, spezifische Sättigungsflußdichten von
ca. 0,10 Tcm³/g und spezifische Remanenzen von ca.
0,050 Tcm³/g erzielt werden.
DE 29 10 286 A1 beschreibt ein magnetisches Aufzeichnungs
medium mit einem magnetischen Pulver, welches durch Disper
gieren von nadelförmigen Eisenoxid in einer wäßrigen Lösung
eines Cobaltsalzes und Reduktion der Lösung mit einem
Reduktionsmittel unter Abscheidung einer Cobaltverbindung
auf dem nadelförmigen Eisenoxid erhalten wird. Die Reduktion
kann in Anwesenheit einer Base bei einer Temperatur unter
halb von 100°C erfolgen.
Dieses magnetische Aufzeichnungsmedium wird zur Lösung der
Aufgabe angegeben, eine hohe Koerzitivkraft, einen hohen
Orientierungsfaktor und eine hohe Temperaturstabilität zu
erzielen.
Es ist entnehmbar, daß mit dem Aufzeichnungsmedium Koerzi
tivfeldstärken von mehr als ca. 44 kA/m, spezifische
Sättigungsflußdichten von ca. 0,09 Tcm³/g und spezifische
Remanenzen von ca. 0,05 Tcm³/g erzielt werden.
Dagegen ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in der Weise
auszugestalten, daß ein ferromagnetisches Metallpulver er
zielt wird, das eine mäßige Koerzitivfeldstärke kombiniert
mit einer hohen spezifischen magnetischen Sättigungsfluß
dichte aufweist. In zusätzlicher Weise ist es die Aufgabe,
eine Verwendung des ferromagnetischen Metallpulvers aufzu
zeigen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus
dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. aus dem
Patentanspruch 9.
Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von
ferromagnetischen metallischen Pulvern vorgesehen, bei dem
ein teilchenförmiges Sauerstoff enthaltendes Eisenmaterial
mit einer durchschnittlichen Teilchenlänge von etwa 0,5 bis
5 µm und einer durchschnittlichen Teilchenbreite von etwa
0,02 bis 0,5 µm, das ausgewählt ist aus Eisenoxyhydroxiden
und Eisenoxiden und das ein oder mehrere andere Metalle als
Eisen, z. B. Mn, Ni, Ti, Bi, Mo und Ag vorzugsweise in einem
Anteil von etwa 0,5 bis 5 Gew.-% enthalten kann, mit einer
Ni-Verbindung in einer Flüssigkeit behandelt wird, wonach das
mit dem Nickel behandelte Material getrocknet und zu einem
ferromagnetischen metallischen Pulver reduziert wird, das et
wa 10 bis 50 Gew.-% Ni enthält. Die Behandlung mit der Ni-Ver
bindung kann auf jede übliche Weise durchgeführt werden, z. B.
durch Adsorbieren, Absorbieren, Ablagern oder Ausfällen.
Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Pulverprodukte
eine Koerzitivfeldstärke aufweisen, die geringer als diejenige
der üblichen metallischen Pulver, jedoch für eine Verwendung
des Materials innerhalb eines breiteren Anwendungsbereiches
geeignet ist. Es wurde ebenfalls gefunden, daß die erfindungs
gemäßen Pulverprodukte ein spezifisches Sättigungsmoment auf
weisen, das mit demjenigen üblicher metallischer Pulver ver
gleichbar ist. Abgesehen von einer mäßigen Koerzitivfeldstärke
haben die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
ferromagnetischen metallischen Pulver im wesentlichen die
gleichen magnetischen Eigenschaften wie übliche metallische
Pulver.
Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen ferromagnetischen
metallischen Pulver zur Herstellung von magnetischen Aufzeich
nungsträgern neuer Art einsetzbar sind. Diese Aufzeichnungs
träger sind in zufriedenstellender Weise verwendbar nicht nur
in modernen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräten wie Audio-,
Video- und Digitalaufzeichnungs- und Wiedergabesystemen, die
für den Betrieb mit aus üblichen metallischen Pulvern herge
stellten Aufzeichnungsträgern ausgelegt sind, sondern auch
in Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräten, die nicht hierzu
ausgelegt sind.
Durch die Erfindung wird ein ferromagnetisches metallisches
Pulver mit einer Koerzitivfeldstärke im Bereich von etwa 43,8 bis 71,6 kA/m
(550 bis 900 Oe) und einem Sättigungsmoment im Bereich von etwa 0,113 bis 0,214 Tcm³/g
(90 bis 170 EME/g) vorgesehen. Dieses Pulver weist eine her
vorragende Dispergierbarkeit in Trägern auf, so daß eine
stabile Überzugszusammensetzung zur Verwendung bei der Her
stellung von Aufzeichnungsträgern gebildet wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Ausgangsmate
rialteilchen wirksam vor einer Beschädigung oder Beeinträch
tigung (z. B. einer Änderung der ursprünglichen Form und Ab
messungen) und einem Sintern geschützt, weil die Teilchenab
messungen (d. h. die Teilchenlängen und -breiten) festgelegt
sind, das Ausgangsmaterial mit der Ni-Verbindung behandelt
wird und das mit dem Ni beladene Material mit einem reduzie
renden Gas, z. B. Wasserstoffgas, zu einer Legierung auf Ei
senbasis mit einem Ni-Gehalt im angegebenen Bereich reduziert
wird. Auf diese Weise wird dem metallischen Produktpulver
eine gewünschte Kombination von magnetischen Eigenschaften
wie Koerzitivfeldstärke, Sättigungsflußdichte, spezifisches
remanentes Moment und Rechteckigkeitsverhältnis, eine ausge
zeichnete Dispergierbarkeit in Flüssigkeiten und eine be
trächtlich herabgesetzte spontane Brennbarkeit verliehen.
Es wurde festgestellt, daß die Eigenschaften der Koerzitiv
feldstärke und der Sättigungsflußdichte des Produktpulvers
in vorteilhafter Weise durch Auswahl der Teilchendimensionen
des Ausgangsmaterials und der Menge des Ni, mit dem das Mate
rial behandelt wird, gesteuert werden könen. Mittels dieser
Steuerung erweist es sich als möglich, Produkte mit einer Ko
erzitivfeldstärke im Bereich von etwa 31,8 bis 79,6 kA/m (400 Oe bis etwa 1000 Oe)
zu erhalten. Es wurde jedoch gefunden, daß Produkte mit einer
geringen Koerzitivfeldstärke von etwa 31,8 kA/m (400 Oe), die auf große
Teilchenabmessungen zurückzuführen ist, dazu neigen, einen
Aufzeichnungsträger mit geringem Verhältnis von Signal zu
Rauschen zu ergeben. Produkte mit einer hohen Koerzitivfeld
stärke von etwa 79,6 kA/m (1000 Oe) sind auch von Nachteil, weil diese
Produkte zu Aufzeichnungsträgern führen, die unerwünschte
Löscheigenschaften aufweisen, d. h., daß die magnetischen
Aufzeichnungen nur unvollständig oder kaum in Geräten gelöscht
werden, die nicht mit den üblichen metallischen Aufzeich
nungsträgern betreibbar sind.
Andererseits ist es durch die Steuerung möglich, dem metalli
schen Pulverprodukt ein spezifisches Sättigungsmoment im Be
reich von etwa 0,075 bis 0,251 (60 bis 200 EME/g) zu erteilen. Ein Produkt mit
einem Sättigungsmoment von weniger als 0,113 Tcm³/g (90 EME/g) ist jedoch
für den vorgesehenen Anwendungszweck weniger geeignet, weil es
dazu neigt, magnetische Aufzeichnungsträger zu ergeben, deren
Ausgangsleistung geringer ist als diejenige von Aufzeichnungsträgern,
die aus üblichen metallischen Pulvern hergestellt
worden sind. Soll ein ferromagnetisches Pulver mit einem spe
zifischen Sättigungsmoment von mehr als 0,215 Tcm³/g (171 EME/g) hergestellt
werden, dann sollte das Reduzieren bei einer relativ erhöhten
Temperatur im Verlauf einer längeren Zeitdauer erfolgen, was
zu einer erheblichen Beschädigung oder Beeinträchtigung der
ursprünglichen Teilchenform des Ausgangsmaterials und folglich
zu einem erheblich verringerten Rechteckigkeitsverhältnis
führt.
Eine Erwägung der vorstehend angegebenen Faktoren hat zu dem
Schluß geführt, daß zur Herstellung von Aufzeichnungsträgern,
die nicht nur in den modernen, zum Betrieb mit üblichen me
tallischen Trägern ausgelegten Aufzeichnungs- und Wiedergabe
geräten, sondern auch in nicht in dieser Weise ausgelegten
Geräten verwendbar sind, das ferromagnetische Pulver eine Ko
erzitivkraft im Bereich von etwa 43,8 bis 71,6 kA/m (550 bis 900 Oe), vorzugsweise
47,7 bis 63,7 kA/m (600 bis 800 Oe), und ein spezifisches Sättigungsmoment im
Bereich von etwa 0,113 bis 0,214 Tcm³/g (90 bis 170 EME/g), vorzugsweise 0,151 bis 0,201 Tcm³/g (120 bis 160
EME/g), aufweisen sollte.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Ausgangs
materialien sollten bei stichprobenmäßiger elektronenmikro
skopischer Untersuchung durchschnittliche Teilchenlängen
und -größen ergeben, die in bestimmten Bereichen liegen. Be
tragen die mittleren Teilchenlängen weniger als etwa 0,5 µm
und die mittleren Teilchenbreiten weniger als etwa 0,02 µm,
dann ergibt sich beim metallischen Pulverprodukt eine Koer
zitivfeldstärke von mehr als etwa 71,6 kA/m (900 Oe). Sind die mittleren
Teilchenlängen größer als etwa 5 µm und die mittleren Teil
chenbreiten größer als 0,5 µm, dann ergibt sich beim Pulver
produkt eine Koerzitivfeldstärke von weniger als etwa 43,8 kA/m
(550 Oe). Somit sollte das Ausgangsmaterial eine durchschnitt
liche Teilchenlänge von vorzugsweise etwa 0,5 bis 5 µm und
in mehr bevorzugter Weise von etwa 1 bis 3 µm und eine
durchschnittliche Teilchenbreite von vorzugsweise etwa 0,02
bis 0,5 µm und in mehr bevorzugter Weise von 0,05 bis 0,3 µm
aufweisen.
Bei dem Ni-Gehalt des Pulverprodukts handelt es sich in die
sem Fall um den durch Atomabsorptionsspektroskopie bestimmten.
Es wurde gefunden, daß das metallische Pulverprodukt bei ei
nem Ni-Gehalt von weniger als etwa 10 Gew.-% eine Koerzitiv
feldstärke von mehr als etwa 71,6 kA/m (900 Oe) aufweist. Das Pulver hat
bei einem Ni-Gehalt von mehr als etwa 50 Gew.-% eine Koerzi
tivfeldstärke von weniger als etwa 43,8 kA/m (550 Oe) und ein Sättigungs
moment von weniger als etwa 0,113 Tcm³/g (90 EME/g). Somit sollte das
ferromagnetische metallische Pulver einen Ni-Gehalt im Be
reich von etwa 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 20 bis
40 Gew.-% aufweisen.
Spezielle Beispiele der beim erfindungsgemäßen Verfahren
einsetzbaren Ausgangsmaterialien umfassen Eisenoxyhydroxide
wie α-, β und γ-FeOOH, Eisenoxide wie α- und γ-Fe₂O₃,
Fe₃O₄ und γ-Fe₂O₃ · Fe₃O₄ (eine Berthollidver
bindung), sowie die vorstehend genannten Eisenoxyhydroxide
und Oxide, die mit z. B. etwa 0,5 bis 5 Gew.-% mindestens
eines Metalles wie Mn, Ni, Ti, Bi, Mo und Ag dotiert sind.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Ni-Verbin
dungen sind wasserlösliche oder kolloidbildende Verbindungen.
Spezifische Beispiele umfassen wasserlösliche Salze wie
NiCl₂, Ni(NO₃)₂ und NiSO₄, Hydroxide oder Teilhydro
xide oder kolloidbildende Materialien wie Ni(OH) x Cl2-x
und Ni (OH) x (NO3)2-x , wobei x einen Wert von 1 bis 2 auf
weist oder 0, 1 oder 2 ist. Die Nickelverbindungen sind ein
zeln oder als Mischung einsetzbar.
Werden die wasserlöslichen Verbindungen eingesetzt, wie sie
vorstehend beispielsweise angegeben sind, dann läßt sich das
als Ausgangsmaterial eingesetzte Eisenoxyhydroxid oder -oxid
lediglich durch Inkontaktbringen einer Lösung der Ni-Verbin
dung mit dem Ausgangsmaterial unter Rühren und im Verlauf
einer ausreichenden Zeitdauer mit dem Ni behandeln. Zur
Steigerung der Betriebseffizienz wird es jedoch vorgezogen,
der Mischung ein geeignetes Neutralisiermittel zuzugeben, so
daß ein Ni enthaltender Niederschlag gebildet und auf dem
Ausgangsmaterial abgelagert wird. Wenn z. B. die Lösung nach
der Zugabe des Ausgangsmaterials alkalisch ist, wird der Mi
schung eine Säure wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure
oder Salpetersäure in einer Menge zugegeben, die zur teilwei
sen oder vollständigen Neutralisierung erforderlich ist. Ist
die Lösung sauer, dann wird ein Alkali wie Natriumhydroxid,
Kaliumhydroxid oder Ammoniak zugegeben. Infolge der Neutra
lisierung wird Nickelhydroxide oder -oxid als Niederschlag ge
bildet, mit dem die Behandlung der Oberfläche des Ausgangs
materials erfolgt. Zur Erzielung einer homogenen Suspension
der Teilchen des Ausgangsmaterials in der Mischung während
der Behandlung mit dem Ni kann der umgerührten Mischung mit
Vorteil ein oberflächenaktives Mittel wie Natriumoleat oder
-alginat zugegeben werden.
Das auf diese Weise mit dem Ni behandelten Material wird dann
getrocknet (normalerweise nach dem Waschen) und in einem Ge
fäß in einer reduzierten Atmosphäre bei einer 600°C
nicht überschreitenden Temperatur, vorzugsweise bei einer
Temperatur unterhalb von 500°C reduziert. Obwohl die unte
re Grenze der Reduziertemperatur nicht kritisch ist, sollte
in der Praxis das Reduzieren bei einer Temperatur von minde
stens 250°C erfolgen, weil bei geringeren Temperaturen
eine unannehmbare verlängerte Reduzierzeit erforderlich ist.
Nach Beendigung der Reduktion wird das Reduziergefäß und der
Inhalt desselben abgekühlt. Vorzugsweise wird ein Strom einer
Gasmischung, die z. B. 1% Luft und 99% Stickstoff enthält,
durch das Gefäß geleitet, wobei im Verlauf einer Gesamtzeit
dauer von etwa vier bis fünf Stunden der Luftgehalt des gas
förmigen Kühlmittels schrittweise und letztlich auf etwa
100% erhöht wird. Danach wird das metallische Pulverprodukt
aus dem Gefäß entfernt. Das Pulver läßt sich zur Herstellung
verschiedener magnetischer Aufzeichnungsträger wie Aufzeich
nungsbänder und ähnliche Träger verwenden.
In der japanischen Patentveröffentlichung (KOKAI) Sho
52-134828 wurde von den Anmeldern offenbart, daß ein Ausgangs
material, das ein Eisenoxyhydroxid oder -oxid enthält, mit
einer Aluminium- oder Siliciumverbindung behandelt werden
kann, wonach das behandelte Material zu einem ferromagneti
schen metallischen Pulver reduziert wird. Es wurde gefunden,
daß diese Al- oder Si-Behandlung auch beim erfindungsgemäßen
Verfahren angewendet werden kann.
Anhand der nachstehenden Beispiele soll die Erfindung näher
erläutert werden.
In den Beispielen werden zur Angabe der magnetischen Eigen
schaften der hergestellten Produkte die nachstehenden Symbo
le verwendet:
Koerzitivkraft | |
H c | |
Spezifische Remanenz Moment | B r/ρ |
Spezifische Sättigungsflußdichte | B s/ρ |
Rechteckigkeitsverhältnis | B r/B s |
Es wurden 80 g nadelförmiges α-FeOOH mit einer durchschnitt
lichen Teilchenlänge von 0,8 µm und einer durchschnittlichen
Teilchenbreite von 0,03 µm unter Verwendung eines Rührers in
sechs Liter Wasser dispergiert. Der Dispersion wurden unter
Umrühren 750 cm³ einer Lösung zugegeben, die 1 mol Nickel
chlorid pro Liter enthielt.
Danach wurden 750 cm³ einer 2N-NaOH-Lösung tropfenweise der
Mischung zugegeben, die nach Beendigung der Zugabe des Alka
lis weitere 30 Minuten umgerührt wurde. Danach wurde die Mi
schung filtriert, um einen nassen, mit Ni behandelten
α-FeOOH-Kuchen zu ergeben. Der Kuchen wurde gründlich mit
Wasser gewaschen und dann über Nacht bei etwa 150°C ge
trocknet. Eine Probemenge von etwa 10 g des getrockneten
Kuchens wurde reduziert in einem Wasserstoffstrom bei einem
Durchsatz von 3 l/min und 350°C im Verlauf einer Zeitdauer
von etwa sieben Stunden, um ein ferromagnetisches Pulver
zu ergeben, das 45 Gew.-% Ni enthielt. Das Pulverprodukt wies
die nachstehend angegebenen magnetischen Eigenschaften auf,
die unter Verwendung eines magnetischen Feldes von 795,7 kA/m (10 KOe)
bestimmt wurden.
H C | |
67,6 kA/m (850 Oe) | |
B r/ρ | 0,0608 Tcm³/g (48,4 EME/g) |
B s/p | 0,129 Tcm³/g (103 EME/g) |
B r/B s | 0,47 |
(EME: elektromagnetische CGS-Einheiten)
Es wurden 80 g nadelförmiges α-FeOOH mit einer durchschnittlichen
Teilchenlänge von 1,8 µm und einer durchschnittlichen
Teilchenbreite von 0,10 µm unter Verwendung eines Rührers in
sechs Liter Wasser dispergiert. Der Mischung wurden unter Um
rühren 610 cm³ einer 1-molaren Nickelchloridlösung zuge
geben. Danach wurden 610 cm³ einer 2N-NaOH-Lösung der
Mischung zugegeben, die weitere 30 Minuten umgerührt wurde.
Danach wurde die Mischung filtriert, um einen nassen be
handelten α-FeOOOH-Kuchen zu ergeben, der mit Wasser ge
waschen wurde. Der Kuchen wurde über Nacht bei etwa 150°C
getrocknet. Eine Probemenge von etwa 10 g des getrockneten
Kuchens wurde reduziert in einem Wasserstoffstrom bei einem
Durchsatz von 3 l/min und 350°C im Verlauf einer Zeitdauer
von etwa sieben Stunden, um ein ferromagnetisches Pulver
zu ergeben, das 40 Gew.-% Ni enthielt. Das Pulverprodukt
wies die nachstehend angegebenen magnetischen Eigenschaften
auf, die unter Verwendung eines Magnetfeldes mit einer Stär
ke von 795,7 kA/m (10 KOe) bestimmt wurden.
H C | |
62,1 kA/m (780 Oe) | |
B r/ρ | 0,0622 Tcm³/g (49,5 EME/g) |
B s/p | 0,138 Tcm³/g (110 EME/g) |
B r/B s | 0,45 |
Es wurden 80 g mit Ni-dotiertes nadelförmiges α-FeOOH
(Ni/Fe=1 Gew.-%) mit einer durchschnittlichen Teilchenlänge
von 3,0 µm und einer durchschnittlichen Teilchenbreite von
0,10 µm unter Verwendung eines Rührers in sechs Liter Wasser
dispergiert. Der Mischung wurden unter Umrühren 390 cm³
einer 1-molaren Nickelchlorid zugeben. Danach wurden
390 cm³ einer 2-N-NaOH-Lösung der Mischung zugegeben, die
30 Minuten weiter gerührt und danach filtriert wurde, um einen
nassen behandelten α-FeOOH-Kuchen zu ergeben. Der Kuchen
wurde dann mit Wasser gewaschen und über Nacht bei etwa
150°C getrocknet. Eine Probenmenge von 10 g des getrockne
ten Kuchens wurde reduziert in einem Wasserstoffstrom bei einem
Durchsatz von 3 l/min und 350°C im Verlauf einer Zeit
dauer von etwa sieben Stunden, um ein ferromagnetisches Pul
ver zu ergeben, das 30 Gew.-% Ni enthielt. Das Pulverprodukt
wies die nachstehenden, unter Verwendung eines Magnetfeldes
mit einer Stärke von 795,7 kA/m (10 KOe) bestimmten magnetischen Eigen
schaften auf.
H C | |
59,7 kA/m (750 Oe) | |
B r/ρ | 0,0723 Tcm³/g (57,5 EME/g) |
B s/p | 0,157 Tcm³/g (125 EME/g) |
B r/B s | 0,46 |
Es wurden 80 g nadelförmiges α-FeOOH mit einer durchschnitt
lichen Teilchenlänge von 4,2 µm und einer durchschnittlichen
Teilchenbreite von 0,38 µm unter Verwendung eines Rührers
in sechs Liter Wasser dispergiert. Der Dispersion wurden
unter Umrühren 230 cm³ einer 1-molaren Nickelchloridlö
sung zugegeben. Danach wurden 230 cm³ einer 2-N-NaOH-Lö
sung der Mischung zugegeben, die weitere 30 Minuten gerührt
und dann filtriert wurde, um einen nassen behandelten
γ-FeOOH-Kuchen zu ergeben. Der Kuchen wurde mit Wasser ge
waschen und über Nacht bei etwa 150°C getrocknet. Eine
Probenmenge von 10 g des getrockneten Kuchens wurde reduziert
in einem Wasserstoffstrom bei einem Durchsatz von 3 l/min und
350°C während einer Zeitdauer von etwa sieben Stunden, um
ein ferromagnetisches Pulver mit einem Ni-Gehalt von 20 Gew.-%
zu ergeben. Das Produktpulver wies die nachstehend angegebe
nen, unter Anwendung eines Magnetfelds mit einer Stärke von 795,7 kA/m
(10 KOe) bestimmten magnetischen Eigenschaften auf.
H C | |
54,1 kA/m (680 Oe) | |
B r/ρ | 0,0774 Tcm³/g (61,6 EME/g) |
B s/p | 0,176 Tcm³/g (140 EME/g) |
B r/B s | 0,44 |
Es wurden 80 g nadelförmiges α-Fe₂O₃ mit einer durch
schnittlichen Teilchenlänge von 3,8 µm und einer durch
schnittlichen Teilchenbreite von 0,30 µm unter Verwendung
eines Rührers in sechs Liter Wasser dispergiert. Der Disper
sion wurden unter Umrühren 180 cm³ einer 1-molaren Nickel
chloridlösung zugegeben. Danach wurden 180 cm³ einer
2N-NaOH-Lösung der Mischung zugegeben, die weitere 30 Minu
ten gerührt und danach filtriert wurde, um einen nassen be
handelten α-Fe₂O₃-Kuchen zu ergeben. Der Kuchen wurde
mit Wasser gewaschen und dann über Nacht bei etwa 150°C
getrocknet. Eine Probenmenge von 10 g des getrockneten Ku
chens wurde reduziert in einem Wasserstoffstrom bei einem
Durchsatz von 3 l/min und 350°C während einer Zeitdauer
von etwa sieben Stunden, um ein ferromagnetisches Pulver
mit einem Ni-Gehalt von 15 Gew.-% zu ergeben. Das Pulverpro
dukt wies die nachstehend angegebenen, unter Anwendung eines
Magnetfeldes mit einer Stärke von 795,7 kA/m (10 KOe) bestimmten magne
tischen Eigenschaften auf.
H C | |
46,1 kA/m (580 Oe) | |
B r/ρ | 0,0811 Tcm³/g (64,5 EME/g) |
B s/p | 0,188 Tcm³/g (150 EME/g) |
B r/B s | 0,45 |
Es wurden 80 g nadelförmiges α-FeOOH mit einer durchschnitt
lichen Teilchenlänge von 1,8 µm und einer durchschnittlichen
Teilchenbreite von 0,10 µm unter Verwendung eines Rührers in
sechs Liter Wasser dispergiert. Der Dispersion wurden unter
Umrühren 230 cm³ einer 1-molaren Nickelsulfatlösung zuge
geben. Danach wurden 230 cm³ einer 2-N-NaOH-Lösung der Mi
schung zugegeben, die dann weitere 30 Minuten gerührt und
filtriert wurde, um einen nassen behandelten α-FeOOH-Kuchen
zu ergeben. Der Kuchen wurde mit Wasser gewaschen und über
Nacht bei etwa 150°C getrocknet. Eine Probenmenge von 10 g
des getrockneten Kuchens wurde reduziert in einem Wasser
stoffstrom bei einem Durchsatz von 3 l/min und 350°C wäh
rend einer Zeitdauer von etwa sieben Stunden, um ein ferro
magnetisches Pulver mit einem Ni-Gehalt von 20 Gew.-% zu er
geben. Das Pulverprodukt wies die nachstehend angegebenen,
unter Anwendung eines Magnetfeldes mit einer Stärke von 795,7 kA/m) (10 KOe)
bestimmten magnetischen Eigenschaften auf.
H C | |
69,2 kA/m (870 Oe) | |
B r/ρ | 0,0814 Tcm³/g (64,8 EME/g) |
B s/p | 0,170 Tcm³/g (135 EME/g) |
B r/B s | 0,48 |
Es wurden 80 g mit Mn-dotiertes nadelförmiges α-FeOOH (Mn/Fe
=2,5 Gew.-%) mit einer durchschnittlichen Teilchenlänge von
3,0 µm und einer durchschnittlichen Teilchenbreite von 0,10 µm
unter Verwendung eines Rührers in sechs Liter Wasser disper
giert. Der Dispersion wurden unter Umrühren 230 cm³ einer
1-molaren Nickelchloridlösung zugegeben. Danach wurden 230 cm³
einer 2N-NaOH-Lösung tropfenweise unter Umrühren der Mi
schung zugegeben. Die Mischung wurde weitere 30 Minuten nach
Beenden der Alkalizugabe umgerührt und dann filtriert, um einen
mit Ni behandelten α-FeOOH-Kuchen zu ergeben. Der Kuchen
wurde mit Wasser gewaschen und über Nacht bei etwa 150°C
getrocknet. Eine Probemenge von 10 g des getrockneten Kuchens
wurde reduziert in einem Wasserstoffstrom bei einem Durchsatz
von 3 l/min und 350°C während einer Zeitdauer von etwa
sieben Stunden, um ein ferromagnetisches Pulver mit einem
Ni-Gehalt von 20 Gew.-% zu ergeben. Das Pulverprodukt wies
die nachstehend angegebenen, unter Anwendung eines Magnetfel
des mit einer Stärke von 795,7 kA/m (10 KOe) bestimmten magnetischen Eigen
schaften auf.
H C | |
65,6 kA/m (825 Oe) | |
B r/ρ | 0,0798 Tcm³/g (63,5 EME/g) |
B s/p | 0,173 Tcm³/g (138 EME/g) |
B r/B s | 0,46 |
Es wurden 80 g nadelförmiges α-FeOOH mit einer durch
schnittlichen Teilchengröße von 2,0 µm und einer durch
schnittlichen Teilchenbreite von 0,05 µm unter Verwendung
eines Rührers in sechs Liter Wasser dispergiert. Der Lösung
wurden unter Umrühren 50 cm³ einer 1-molaren Nickelchlorid
lösung zugegeben. Danach wurden 50 cm³ einer 2N-NaOH-Lösung
tropfenweise der Mischung zugegeben, die nach Beendigung der
Alkalizugabe weitere 30 Minuten umgerührt wurde. Die Mischung
wurde filtriert, um einen nassen behandelten α-FeOOH-Kuchen
zu ergeben, der gewaschen und über Nacht bei etwa 150°C
getrocknet wurde. Eine Probenmenge von 10 g des getrockneten
Kuchens wurde reduziert in einem Wasserstoffstrom bei einem
Durchsatz von 3 l/min und 350°C im Verlauf einer Zeitdauer
von etwa sieben Stunden, um ein ferromagnetisches Pulver
mit einem Ni-Gehalt von 5 Gew.-% zu ergeben. Das Pulverpro
dukt wies die nachstehenden, mit einer magnetischen Feldstärke
von 795,7 kA/m (10 KOe) bestimmten magnetischen Eigenschaften auf.
H C | |
79,6 kA/m (1000 Oe) | |
B r/ρ | 0,0886 Tcm³/g (70,5 EME/g) |
B s/p | 0,189 Tcm³/g (150 EME/g) |
B r/B s | 0,47 |
Es wurden 80 g nadelförmiges γ-FeOOH mit einer durchschnitt
lichen Teilchenlänge von 6,0 µm und einer durchschnittlichen
Teilchenbreite von 0,80 µm unter Verwendung eines Rührers in
sechs Liter Wasser dispergiert. Der Dispersion wurden unter
Umrühren 1400 cm³ einer 1-molaren Nickelchloridlösung zuge
geben. Danach wurden der Dispersion unter Umrühren 1400 cm³
einer 2N-NaOH-Lösung zugegeben. Die Mischung wurde nach Been
digung der Alkalizugabe weitere 30 Minuten umgerührt. Danach
wurde die Mischung filtriert, um einen behandelten
γ-FeOOH-Kuchen zu ergeben, der danach mit Wasser gewaschen
und über Nacht bei etwa 150°C getrocknet wurde. Eine Pro
benmenge von 10 g des getrockneten Kuchens wurde reduziert in
einem Wasserstoffstrom bei einem Durchsatz von 3 l/min und
350°C während einer Zeitdauer von etwa sieben Stunden, um
ein ferromagnetisches Pulver mit einem Ni-Gehalt von 60 Gew.-%
zu ergeben. Das Pulverprodukt wies die nachstehend angegebenen,
mit einer magnetischen Feldstärke von 795,7 kA/m (10 KOe) bestimmten
magnetischen Eigenschaften auf.
H C | |
31,8 kA/m (400 Oe) | |
B r/ρ | 0,0406 Tcm³/g (32,3 EME/g) |
B s/p | 0,107 Tcm³/g (85 EME/g) |
B r/B s | 0,38 |
Es wurden 80 g nadelförmiges α-FeOOH mit einer durchschnitt
lichen Teilchenlänge von 1,8 µm und einer durchschnittlichen
Teilchenbreite von 0,1 µm unter Verwendung eines Rührers in
sechs Liter Wasser dispergiert. Der Dispersion wurden unter
Umrühren 1400 cm³ einer 1-molaren Nickelchloridlösung zu
gegeben. Danach wurden 1400 cm³ einer 2N-NaOH-Lösung unter
Umrühren der Mischung zugegeben, die nach Beendigung der Al
kalizugabe weitere 30 Minuten gerührt wurde. Die Mischung
wurde filtriert, um einen mit Ni behandelten α-FeOOH-Kuchen
zu ergeben. Der Kuchen wurde mit Wasser gewaschen und über
Nacht bei etwa 150°C getrocknet. Eine Probenmenge von
10 g des getrockneten Kuchens wurde reduziert in einem Was
serstoffstrom bei einem Durchsatz von 3 l/min und 350°C
im Verlauf einer Zeitdauer von sieben Stunden, um ein ferro
magnetisches Pulver mit einem Ni-Gehalt von 60 Gew.-% zu er
geben. Das Pulverprodukt wies die nachstehend angegebenen,
unter Anwendung eines Magnetfeldes mit einer Stärke von 795,7 kA/m (10 KOe)
bestimmten magnetischen Eigenschaften auf.
H C | |
38,2 kA/m (480 Oe) | |
B r/ρ | 0,0412 Tcm³/g (32,8 EME/g) |
B s/p | 0,103 Tcm³/g (82 EME/g) |
B r/B s | 0,40 |
Es wurden 80 g nadelförmiges α-FeOOH mit einer durchschnitt
lichen Teilchenlänge von 0,4 µm und einer durchschnittlichen
Teilchenbreite von 0,01 µm unter Verwendung eines Rührers in
sechs Liter Wasser dispergiert. Der Dispersion wurden unter
Umrühren 230 cm³ einer 1-molaren Nickelsulfatlösung zugege
ben. Danach wurden der Mischung unter Umrühren 230 cm³
einer 2N-NaOH-Lösung zugegeben. Nach Beendigung der Alkalizu
gabe wurde die Mischung weitere 30 Minuten umgerührt und dann
filtriert, um einen behandelten α-FeOOH-Kuchen zu ergeben.
Der nasse Kuchen wurde mit Wasser gewaschen und über Nacht
bei etwa 150°C getrocknet. Eine Probenmenge von 10 g des
getrocknetes Kuchens wurde reduziert in einem Wasserstoffstrom
bei einem Durchsatz von 3 l/min und 350°C Verlauf einer
Zeitdauer von etwa sieben Stunden, um ein ferromagnetisches
Pulver mit einem Ni-Gehalt von 20 Gew.-% zu ergeben. Das Pro
duktpulver wies die nachstehend angegebenen, unter Anwendung
eines Magnetfeldes mit einer Stärke von 795,7 kA/m (10 KOe) bestimmten ma
gnetischen Eigenschaften auf.
H C | |
91,5 kA/m (1,150 Oe) | |
B r/ρ | 0,0862 Tcm³/g (68,6 EME/g) |
B s/p | 0,176 Tcm³/g (140 EME/g) |
B r/B s | 0,49 |
Es wurden 80 g nadelförmiges α-FeOOH unter Verwendung eines
Rührers in sechs Liter Wasser dispergiert. Der Dispersion
wurden unter Umrühren 390 cm³ einer 1-molaren Nickelchlo
ridlösung zugegeben. Danach wurden der Mischung unter Umrüh
ren 390 cm³ einer 2N-NaOH-Lösung tropfenweise zugegeben.
Nach Beendigung der Zugabe des Alkalis wurde die Mischung
weitere 30 Minuten umgerührt und dann filtriert, um einen
nassen Kuchen aus behandeltem α-FeOOH zu ergeben. Der Kuchen
wurde gründlich mit Wasser gewaschen und über Nacht bei etwa
150°C getrocknet. Eine Probenmenge von 10 g des getrock
neten Kuchens wurde dann reduziert in einem Wasserstoffstrom
bei einem Durchsatz von 3 l/min und 350°C im Verlauf einer
Zeitdauer von etwa sieben Stunden, um ein ferromagnetisches
Pulver mit einem Ni-Gehalt von 50 Gew.-% zu ergeben. Das Pro
duktpulver wies die nachstehend angegebenen, unter Anwendung
eines Magnetfeldes mit einer Stärke von 795,7 kA/m (10 KOe) bestimmten ma
gnetischen Eigenschaften auf.
H C | |
40,6 kA/m (510 Oe) | |
B r/ρ | 0,0708 Tcm³/g (56,3 EME/g) |
B s/p | 0,161 Tcm³/g (128 EME/g) |
B r/B s | 0,44 |
Es wurden 10 g nadelförmiges α-FeOOH mit einer durchschnitt
lichen Teilchenlänge von 1,2 µm und einer durchschnittlichen
Teilchenbreite von 0,04 µm reduziert in einem Wasserstoff
strom bei einem Durchsatz von 3 l/min und 350°C, um ein
ferromagnetisches Ni-freies Pulver zu ergeben. Das Pulver
wies die nachstehend angegebenen, unter Verwendung eines Ma
gnetfeldes mit einer Stärke von 795,7 kA/m (10 KOe) bestimmten magnetischen
Eigenschaften auf.
H C | |
83,5 kA/m (1,050 Oe) | |
B r/ρ | 0,0912 Tcm³/g (72,6 EME/g) |
B s/p | 0,207 Tcm³/g (165 EME/g) |
B r/B s | 0,44 |
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung eines ferromagnetischen
metallischen Pulvermaterials, bei dem eine teilchenförmige
sauerstoffenthaltende Eisenverbindung, deren Teilchen eine
durchschnittliche Länge von 0,5 bis 5 µm und eine durch
schnittliche Breite von 0,02 bis 0,5 µm aufweisen, mit einer
Verbindung eines ferromagnetischen Metalls in einer Flüssig
keit behandelt und zu einem ferromagnetischen metallischen
Pulver reduziert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Eisenverbindung eingesetzt wird, die ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus Eisenoxyhydroxiden, Eisenoxy
hydroxiden, die ein oder mehrere andere Metalle als Eisen
enthalten, Eisenoxiden und Eisenoxiden, die ein oder mehrere
andere Metalle als Eisen enthalten, und die Eisenverbindung
in der Flüssigkeit mit einer Ni-Verbindung behandelt wird,
wonach das behandelte Material getrocknet und zu einem
ferromagnetischen metallischen Pulver reduziert wird, das
10 bis 50 Gew.-% Ni enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Ausgangsmaterial eine Eisenverbindung eingesetzt
wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
α-, β- und γ-FeOOH, α- und γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄,
γ-Fe₂O₃ · Fe₃O₄ sowie diesen Verbindungen, die
zusätzlich 0,5 bis 5 Gew.-% mindestens eines der Metalle
Mn, Ni, Ti, Bi, Mo und Ag enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Nickelverbindung eingesetzt wird, die eine lös
liche oder kolloidbildende Verbindung ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Nickelverbindung eingesetzt wird, die ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus NiCl₂, Ni(NO₃)₂,
NiSO₄, Ni(OH) x Cl2-x und Ni(OH) x (NO3)2-x , wobei
x 0 bis 2 betragen kann.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Behandlung mit der Ni-Verbindung durch Suspendieren
der eingesetzten Eisenverbindung in einer wäßrigen Lösung
der Ni-Verbindung durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Suspension ein geeignetes Neutralisierungsmittel
zur teilweise oder vollkommenen Neutralisierung der
Suspension zugegeben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Reduzieren in einer reduzierenden Atmosphäre bei
einer Temperatur bis zu 600°C durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß als weiterer Verfahrensschritt das reduzierte Material
vier bis fünf Stunden mit einem Strom einer Luft-Stickstoff
mischung behandelt wird, wobei der Luftgehalt in der Mischung
allmählich erhöht wird, so daß dieser am Ende der Behand
lungsdauer etwa 100%ig beträgt.
9. Verwendung des nach dem Verfahren einer der Ansprüche 1
bis 8 erhaltenen ferromagnetischen Pulvermaterials zur Her
stellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers.
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