JP5637362B2 - 磁性粉末の製造方法 - Google Patents
磁性粉末の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5637362B2 JP5637362B2 JP2010150963A JP2010150963A JP5637362B2 JP 5637362 B2 JP5637362 B2 JP 5637362B2 JP 2010150963 A JP2010150963 A JP 2010150963A JP 2010150963 A JP2010150963 A JP 2010150963A JP 5637362 B2 JP5637362 B2 JP 5637362B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- particles
- hard
- magnetic particles
- hard magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 title claims description 82
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 29
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims description 204
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 178
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 85
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 53
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 49
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 43
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 30
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 27
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 27
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 27
- -1 transition metal salt Chemical class 0.000 claims description 26
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 20
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 20
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 15
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 83
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 38
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 33
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 26
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 24
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 22
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 22
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 20
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 14
- AJCDFVKYMIUXCR-UHFFFAOYSA-N oxobarium;oxo(oxoferriooxy)iron Chemical compound [Ba]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O AJCDFVKYMIUXCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 8
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 6
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 4
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- PZBPKYOVPCNPJY-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(allyloxy)-2-(2,4-dichlorophenyl)ethyl]imidazole Chemical compound ClC1=CC(Cl)=CC=C1C(OCC=C)CN1C=NC=C1 PZBPKYOVPCNPJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910007564 Zn—Co Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 229910018979 CoPt Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000684 Cobalt-chrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020517 Co—Ti Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020521 Co—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015187 FePd Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005335 FePt Inorganic materials 0.000 description 1
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001035 Soft ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- JAWMENYCRQKKJY-UHFFFAOYSA-N [3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-ylmethyl)-1-oxa-2,8-diazaspiro[4.5]dec-2-en-8-yl]-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]methanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CC1=NOC2(C1)CCN(CC2)C(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F JAWMENYCRQKKJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JGIBNXVWKYGFLY-UHFFFAOYSA-M [NH4+].C(C(=O)[O-])(=O)[O-].[Fe+] Chemical compound [NH4+].C(C(=O)[O-])(=O)[O-].[Fe+] JGIBNXVWKYGFLY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- PLKYGPRDCKGEJH-UHFFFAOYSA-N azane;2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid;iron Chemical compound N.[Fe].OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O PLKYGPRDCKGEJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- WETINTNJFLGREW-UHFFFAOYSA-N calcium;iron;tetrahydrate Chemical group O.O.O.O.[Ca].[Fe].[Fe] WETINTNJFLGREW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+);sulfide Chemical compound [S-2].[Co+2] INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SCNCIXKLOBXDQB-UHFFFAOYSA-K cobalt(3+);2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate Chemical compound [Co+3].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O SCNCIXKLOBXDQB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010952 cobalt-chrome Substances 0.000 description 1
- JUPWRUDTZGBNEX-UHFFFAOYSA-N cobalt;pentane-2,4-dione Chemical compound [Co].CC(=O)CC(C)=O.CC(=O)CC(C)=O.CC(=O)CC(C)=O JUPWRUDTZGBNEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AQBLLJNPHDIAPN-LNTINUHCSA-K iron(3+);(z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound [Fe+3].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O AQBLLJNPHDIAPN-LNTINUHCSA-K 0.000 description 1
- XMNVMZIXNKZAJB-UHFFFAOYSA-N iron(3+);lead(2+);oxygen(2-) Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3].[Pb+2].[Pb+2] XMNVMZIXNKZAJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVFSDGKDKFSOTB-UHFFFAOYSA-K iron(3+);triacetate Chemical compound [Fe+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O PVFSDGKDKFSOTB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- NPFOYSMITVOQOS-UHFFFAOYSA-K iron(III) citrate Chemical compound [Fe+3].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NPFOYSMITVOQOS-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000702 sendust Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenenickel Chemical compound [Ni]=S WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000010947 wet-dispersion method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/06—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/17—Metallic particles coated with metal
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/68—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent
- G11B5/70—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer
- G11B5/706—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/08—Metallic powder characterised by particles having an amorphous microstructure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
- Y10T428/2991—Coated
Description
そこで、塗布型磁気記録媒体において、熱的安定性と記録性を両立するために、第2の技術を適用することが考えられる。しかし、塗布型磁気記録媒体において通常使用される非磁性有機物支持体は耐熱性に劣るため、気相製膜時に支持体が高温に晒される第2の技術を適用することは困難である。
(1)硬磁性粒子表面に軟磁性体を被着させ、軟磁性体と硬磁性粒子を交換結合させることにより、硬磁性粒子の結晶磁気異方性(高Ku)を維持しつつ、磁性粒子としての記録性を改善することができる。この理由を、本発明者らは以下のように推察している。
高い結晶磁気異方性(高Ku)を有する硬磁性粒子(以下、「硬磁性相」または「硬磁性体」ともいう)表面に軟磁性体(以下、「軟磁性相」ともいう)を交換結合させることで、軟磁性相が先に外部磁場の変化に対応し、軟磁性相のスピンの向きが変わる。その結果、軟磁性相と交換結合した硬磁性相のスピンの向きを変えることができるため、粒子としてのスイッチング磁界を下げることができる。この結果、磁気記録に好適な保磁力(好ましくは80kA/m以上240kA/m未満の範囲)を有する、高Ku磁性材料を得ることができる。
(2)硬磁性粒子を含む遷移金属塩溶液から溶媒を除去することにより、該硬磁性粒子表面に遷移金属塩を含む被覆層を形成した後、この被覆層中の遷移金属塩を還元分解することにより、硬磁性相と軟磁性相とが交換結合した磁性粒子を得ることができる。この磁性粒子の集合体からなる磁性粉末は、結合剤、溶媒等と混合し磁性塗料とすることで塗布型磁気記録媒体の作製に使用することができる。一方、前述の第2の技術は、硬磁性層上に軟磁性層をスタックするため、硬磁性層と軟磁性層との界面では微視的に見れば硬磁性粒子の硬磁性層表面に露出した部分が軟磁性体と接触した状態であるが、この状態を維持して磁性粒子を取り出すことは不可能あるため、塗布型磁気記録媒体に適用可能な磁性粉末を得ることはできない。これに対し、前述の通り、本発明者らが新たに見出した上記方法は塗布型磁気記録媒体用の磁性粉末の製造方法としても適用可能である。
本発明は、以上の知見に基づき完成された。
[1]硬磁性粒子を含む遷移金属塩溶液から溶媒を除去することにより、該硬磁性粒子表面に遷移金属塩を含む被覆層を形成すること、
前記被覆層中の遷移金属塩を還元分解することにより、硬磁性粒子表面に遷移金属を含有する軟磁性体を形成すること、
を含み、
前記硬磁性粒子は、六方晶フェライト粒子であり、
前記還元分解を、炭化水素含有ガス存在下で行う、硬磁性粒子表面に前記軟磁性体が被着した磁性粒子の集合体である磁性粉末の製造方法。
[2]前記軟磁性体形成後に酸化処理を行うことを含む[1]に記載の磁性粉末の製造方法。
[3]前記還元分解を、前記被覆層形成後の硬磁性粒子を前記炭化水素含有ガス気流中で加熱することにより行う[1]または[2]に記載の磁性粉末の製造方法。
[4]前記炭化水素はメタンである[1]〜[3]のいずれかに記載の磁性粉末の製造方法。
[5]前記硬磁性粒子表面に軟磁性体が被着した磁性粒子上に炭素成分が存在する、[1]〜[4]のいずれかに記載の磁性粉末の製造方法。
本発明は、硬磁性粒子表面に該硬磁性粒子と交換結合した状態で軟磁性体が被着してなる磁性粒子の集合体からなる磁性粉末に関する。
硬磁性粒子は、結晶磁気異方性が高く熱的安定性に優れるが、高い結晶磁気異方性を有するため保磁力が高く、記録に必要な外部磁場が大きくなるため記録性は低下する。これに対し本発明では、硬磁性粒子表面に軟磁性体を被着させ、軟磁性体と硬磁性粒子とを交換結合させることにより、硬磁性粒子の結晶磁気異方性(高Ku)を維持しつつ、磁性粒子としての保磁力を、記録に適した保磁力に制御することが可能となる。このように本発明の磁性粒子は、硬磁性粒子に起因する高い結晶磁気異方性を有するとともに、記録に適した保磁力を示すものであり、塗布型磁気記録媒体における磁性体として好適である。
また、本発明において「硬磁性」とは、保磁力が240kA/m以上であることをいい、「軟磁性」とは、保磁力が8kA/m未満であることをいうものとする。
以下、本発明のコア/シェル磁性粒子について更に詳細に説明する。
以下、希土類−遷移金属−半金属系磁性体および六方晶フェライトについて更に詳細に説明する。
希土類としてはY、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu等を挙げることができる。中でも、一軸磁気異方性を示すY、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Pr、Nd、Tb、Dyが好ましく、特に、結晶磁気異方性定数が6×10-1J/cc〜6J/cc(6×106erg/cc〜6×107erg/cc)となるY、Ce、Gd、Ho、Nd、Dyがよりいっそう好ましく、Y、Ce、Gd、Ndが特に好ましい。
低腐食性の観点からは、x=0〜45at%、y=25〜30at%、またはx=45〜50at%、y=10〜25at%の範囲であることが好ましい。
キューリー点が500℃以上で温度特性が優れるとの観点からはx=20〜45at%、y=25〜30at%、またはx=45〜50at%、y=0〜25at%の範囲であることが好ましい。
従って、保磁力、腐食性、温度特性の観点からはx=20〜45at%、y=25〜30at%、またはx=45〜50at%、y=10〜25at%の範囲であることが好ましく、x=30〜45at%、y=28〜30at%の範囲であることがより好ましい。
また、溶融金属を回転ロール上に注ぐ急冷法によりアモルファス合金を作製した後、非酸化性雰囲気(例えば不活性ガス、窒素、真空)で400〜1000℃の熱処理でナノ結晶を析出させる方法においても、微粒子状(好ましくは粒子サイズ3〜200nm)の希土類−遷移金属−ホウ素 ナノ結晶を得ることができる。
急冷薄帯の厚みは10〜100μmとすることが好ましい。上記範囲の厚みとすることができるように、溶融金属を注ぐ量をオリフィス等でコントロールすることが好ましい。
六方晶フェライトとしては、例えば、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト、鉛フェライト、カルシウムフェライトの各置換体、Co置換体等を用いることができる。具体的には、マグネートプランバイト型のバリウムフェライトおよびストロンチウムフェライト、スピネルで粒子表面を被覆したマグネートプランバイト型フェライト、更に一部スピネル相を含有したマグネートプランバイト型のバリウムフェライトおよびストロンチウムフェライト等が挙げられ、その他、所定の原子以外にAl、Si、S、Sc、Ti、V、Cr、Cu、Y、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Re、Au、Hg、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、P、Co、Mn、Zn、Ni、Sr、B、Ge、Nbなどの原子を含んでもかまわない。一般にはCo−Zn、Co−Ti、Co−Ti−Zr、Co−Ti−Zn、Ni−Ti−Zn、Nb−Zn−Co、Sb−Zn−Co、Nb−Zn等の元素を添加したものを使用できる。原料・製法によっては特有の不純物を含有するものもあるが、本発明ではそれらも使用できる。
交換結合エネルギーは界面の不純物、歪、結晶構造等で調整することができる。
ただし、上記酸化物層を形成しないことが、磁気特性の点からは好ましい場合がある。徐酸化処理により酸化される部分は主に軟磁性体の表層部であるが、酸化されることにより該表層部の磁性が失われる場合があるからである。これに対し、後述するように磁性粒子表面に炭素成分を形成することは、炭素成分の存在により保存安定性やハンドリング性を高めることができる点でも好ましい。
更に本発明は、前述の本発明の磁性粉末の製造方法に関する。本発明の製造方法は、
硬磁性粒子を含む遷移金属塩溶液から溶媒を除去することにより、該硬磁性粒子表面に遷移金属塩を含む被覆層を形成すること(以下、「第一工程」という)、
前記被覆層中の遷移金属塩を還元分解することにより、硬磁性粒子表面に遷移金属を含有する軟磁性相を形成すること(以下、「第二工程」という)、
を含む。本発明の製造方法により、硬磁性粒子表面に、該硬磁性粒子と交換結合した状態軟磁性体が被着した磁性粒子の集合体である、本発明の磁性粉末を得ることができる。なお、先に説明したように、前述の第2の技術では、上記磁性粉末を得ることはできず、したがって第2の技術を塗布型磁気記録媒体に適用することは困難である。これに対し、本発明の製造方法は、塗布型磁気記録媒体用の磁性粉末の製造方法としても適用可能である。
以下、本発明の製造方法について、更に詳細に説明する。
第一工程は、硬磁性粒子を含む遷移金属塩溶液(以下、「硬磁性粒子含有塩溶液」、または単に「塩溶液」ともいう)から溶媒を除去することにより、該硬磁性粒子表面に遷移金属塩を含む被覆層を形成する工程である。前記硬磁性粒子の詳細は、先に説明した通りである。
第二工程は、第一工程で形成した被覆層中の遷移金属塩を還元分解することにより、硬磁性粒子表面に遷移金属を含有する軟磁性相を形成する工程である。前記還元分解は、好ましくは、前記被覆層を有する硬磁性粒子を還元雰囲気中で加熱することにより行われる。還元ガスとしては水素、一酸化炭素、炭化水素等が用いられる。水素、一酸化炭素は還元分解時に酸化され、それぞれ水、二酸化炭素の形で気体として粒子から取り除かれる点で好ましい。還元分解時の雰囲気ガスは、還元分解の反応効率の点からは、還元ガスを50体積%以上含有するものが好ましく、90体積%以上含有するものがより好ましい。反応容器にガス流入口と排気口を設け、還元分解中に常時還元ガス気流を流入させつつ反応後のガスを排出することが、反応効率の点から特に好ましい。還元ガス気流中での還元分解は、Ca還元の様にCaが不純物として混入することもなく、還元分解での副生成物が気相中に移り除かれる点で有利である。なお、安全上の配慮から不活性ガスで希釈した水素も好ましく用いることができる。ただし、この場合は還元分解に長時間を要することとなる。
上記のように還元反応を穏やかに進行させたい場合に好ましい還元ガスは炭化水素である。上記炭化水素としては、飽和炭化水素であっても不飽和炭化水素であってもよく特に限定されるものではない。具体例としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン等の飽和炭化水素、エチレン、アセチレン等の不飽和炭化水素を挙げることができる。取り扱いの容易性の観点からは、メタンおよびエタンが好ましく、メタンを用いることが特に好ましい。また、還元力の調整のために、窒素等の不活性ガスで希釈した炭化水素を用いることも好ましい。また、この態様は使用するガスを不燃性ガスとして扱えることから安全性の観点からも好ましい。なお、本願発明者らは、還元ガスとして炭化水素を使用すると、還元に伴い炭化水素が酸化されることにより生成した炭素または炭化物(本発明において、これらをまとめて「炭素成分という」)が被覆層表面に形成されると推察しており、後述の実施例で示すように、実際に還元分解後の磁性粒子最表面(即ち、硬磁性粒子表面に軟磁性体が被着した構造を有する磁性粒子の最表層)において、炭素成分(グラファイト)の存在が確認されている。したがって、本発明の一態様によれば、本発明の磁性粒子として、軟磁性体が被着した硬磁性粒子上に炭素成分が存在するものを提供することができる。本願発明者らは、還元反応を穏やかに進行させるべき場合に還元ガスとして炭化水素を使用することが好ましい理由は、この炭素成分が過度に還元が進むことを抑制する役割を果たしていることにもあると推察している。
上記磁性粉末の詳細については、前述の磁性粉末およびその製造方法の説明を参照できる。
HDDR法で作製されたNd2Fe14B組成を有する硬磁性粒子(Hc:734kA/m、飽和磁化1.42×10-1A・m2/g(142emu/g)、平均結晶粒径100nm)の集合体からなる磁性粉末を粒子表面が濡れるように表1記載の塩溶液(磁性粉末1gに対し溶液0.5g)に浸漬し、窒素雰囲気下110℃で加熱することにより溶媒を除去した。この際、30分毎に塩溶液中の粒子を攪拌する処理を行った。
溶媒除去により得られた乾燥粉体を水素気流中で400℃1時間処理することで、粒子表面の被覆層に含まれるFe塩の還元分解を行った。還元分解中、排気した水素ガスには塩を分解した際の副生成物が含まれていることから、スクラバーで処理を行った。その後、室温まで温度を降温した後、反応容器内の雰囲気を窒素雰囲気に置換して粉体を取り出した。
その後、表1中の参考例3、6の磁性粉末については、窒素雰囲気で70℃昇温し、温度を70℃で保持しながら、窒素と空気を混合して酸素濃度を0.35vol%まで徐々に増加させて、表面酸化処理(徐酸化処理)を行った。
以上の工程により、Nd2Fe14B硬磁性相をコアとし、Fe含有軟磁性相をシェルとするコア/シェル磁性粒子の集合体からなる磁性粉末が得られた。
HDDR法で作製されたNd2Fe14B組成を有する硬磁性粒子(Hc:734kA/m、飽和磁化1.42×10-1A・m2/g(142emu/g)、平均結晶粒径100nm)の集合体からなる磁性粉末そのものを、比較例1の磁性粉末とした。
(1)磁気特性の評価
参考例1〜8で得られたコア/シェル磁性粒子からなる磁性粉末および比較例1の磁性粉末の磁気特性を、玉川製作所製超電導振動式磁力計(VSM)を使用し、印加磁場3184kA/m(40kOe)の条件で評価した。各磁性粉末は、急速酸化を防ぐため窒素雰囲気下でアクリル容器に封入して評価を行った。
HITACHI製のHD2300型STEM(200KV)により、各磁性粉末を構成する磁性粒子のFe/Nd比(原子比)を測定した。
ドラフト内で各磁性粉末をアルミナ性の坩堝に入れ、空気中で放置したときに温度上昇が生じるか否かを確認した。
表1中、比較例1の組成は軟磁性相なしの磁性粒子のFe/Nd組成比であり、Nd2Fe14B組成を有する硬磁性粒子中のFe/Nd組成を示すものである。参考例1〜8の組成の値は、比較例1の値より大きいことから、参考例1〜8では、硬磁性粒子表面に軟磁性相としてのFeが存在していることが確認できる。
参考例1〜8の磁性粉末の保磁力が、比較例1の磁性粉末の保磁力と比べて低かったことから、参考例1〜8の磁性粉末では硬磁性粒子(硬磁性相)表面に硬磁性相と交換結合した軟磁性相が存在することが確認できる。硬磁性相は、高い結晶磁気異方性を有することに起因し熱的安定性に優れるものの、保磁力が高く記録に必要な外部磁場が大きくなり記録しづらい。これに対し本発明によれば、上記のように硬磁性相をコアとし、軟磁性相をシェルとするコア/シェル構造においてコアとシェルを交換結合させることにより、磁性粒子の保磁力を下げることができ、参考例1〜6では80kA/m以上240kA/m未満の範囲内の記録に好適な保磁力を実現することができた。このように本発明によれば、熱的安定性に優れる硬磁性粒子の記録性を改善することができる。
更に、参考例1〜8の磁性粉末の飽和磁化が、比較例1の磁性粉末の飽和磁化と比べて高かったことから、硬磁性相に軟磁性相を交換結合させることにより、飽和磁化を高くすることができることも確認できる。
また、表1の結果から、塩濃度により硬磁性粒子上の軟磁性相量を制御することができ、その結果磁性粉末の保磁力および飽和磁化を調整できること、徐酸化処理を行うことによりハンドリング性を改善できること、がわかる。
バリウムフェライト(以下、「BaFe」と記載する)(Hc:270kA/m、飽和磁化5.2×10-2A・m2/g(52emu/g)、平均板径35nm、平均板厚8nm)の粒子の集合体からなる磁性粉末を粒子表面が濡れるように表2記載の塩溶液(BaFe粉末1gに対し溶液1g)に浸漬し、アスピレーターで減圧しながら、溶媒を除去した。この際、30分毎に塩溶液中の粒子を攪拌する処理を行った。
溶媒除去により得られた乾燥粉体を4vol%メタン96vol%窒素気流中で400℃1時間処理することで、粒子表面の被覆層に含まれるCo塩あるいはFe塩の還元分解を行った。
以上の工程により、BaFe硬磁性相をコアとし、Co,Fe含有軟磁性相をシェルとするコア/シェル磁性粒子の集合体からなる磁性粉末が得られた。
塩溶液に代えてアセトンを使用した点以外、実施例9、10と同様の処理を行い磁性粉末を得た。
塩溶液に代えてエタノールを使用した点以外、実施例11、12と同様の処理を行い磁性粉末を得た。
実施例9〜12で得られたコア/シェル磁性粒子からなる磁性粉末および比較例2および3の磁性粉末の磁気特性を、玉川製作所製超電導振動式磁力計(VSM)を使用し、印加磁場3184kA/m(40kOe)の条件で評価した。各磁性粉末は、急速酸化を防ぐため窒素雰囲気下でアクリル容器に封入して評価を行った。
上記磁気特性の評価において、実施例9〜12の磁性特性の評価で得られたヒステリシスループには、軟磁性相の保磁力に相当するところに段が見られないことを確認した。この結果から、実施例9〜12において軟磁性相と硬磁性相が交換結合した磁性粒子が得られたことが確認できる。表2中、比較例2、3の磁性粉末が未処理BaFe粉末とほぼ同等の保磁力を示したのに対し、実施例9〜12の磁性粉末の保磁力が未処理BaFe粒子の保磁力(270kA/m)と比べて低かったことは、実施例9〜12の磁性粉末ではBaFe粒子(硬磁性相)表面で軟磁性相が硬磁性相と交換結合した結果、記録性が改善できたことを示す結果である。更に実施例9〜12の磁性粉末は、表2に示すように未処理BaFe粉末と比べて飽和磁化が向上した。この結果も、硬磁性相と軟磁性相とを交換結合させることにより、記録性が改善できたことを示すものである。
実施例9〜12および比較例2、3の磁性粉末について、超電導電磁石式振動試料型磁力計(玉川製作所製TM−VSM1450−SM型)を用いて、次の手順で、磁気記録媒体の保存時に受ける反磁界相当の反磁界400Oe(≒32kA/m)と600Oe(≒48kA/m)の磁化の時間減衰の傾き、反磁界500Oe(≒40kA/m)での活性化体積を求めた。各測定において、サンプルとしては磁性粉末0.1gを測定ホルダーに圧密したものを用いた。
(1)磁化の時間減衰の傾き
熱揺らぎ磁気余効の場合、磁化の時間減衰においてΔM/(lnt1−lnt2)は一定となる。磁化は磁場によっても変化することから、磁場一定にした後の磁化を時間毎に測定することによって磁化の時間減衰の傾きを求めた。
具体的には、サンプルに40kOe(≒3200kA/m)の外部磁場をかけ、直流消磁した後、磁石を電流値制御とし目標の反磁界を発生させる電流を供給し、目標の反磁界に外部磁場を漸近させた。これは、外部磁場が変動することにより安定化処理がなされ、磁化の時間減衰が見かけ小さくなることを防ぐためである。
磁場が目標値に達した時間を零とし、1分毎に磁化を25分間測定し、磁化の時間減衰の傾きΔM/(lnt1−lnt2)を求めた。結果を表3に示す。なお、表3にはΔM/(lnt1−lnt2)を40kOeの外部磁場における磁化で割り規格化した値を示す。
(2)活性化体積
200Oe(≒16kA/m)だけ異なる反磁界H1(400Oe)とH2(600Oe)において、それぞれの反磁界で上記(1)と同様の手順で目標の反磁界に達したときから25分後の磁化を求めた。この磁化をそれぞれMBとMEとすると全磁化率Xtot=(MB−ME)/ΔH=(MB−ME)/200となる。
次に可逆磁化率Xrevは、H2から外部磁場を200Oeだけ増加させたときの磁化MFを求め、Xrev=(MF−ME)/ΔH=(MF−ME)/200により求めた。
不可逆磁化率(Xirr)はXirr=Xtot−Xrevにより求めた。
活性化体積(Vact)はVact=kT/(Ms(ΔM/Xirr(lnt1−lnt2))により求めた。ここで、k:ボルツマン定数、T:温度、Ms:サンプルの飽和磁化、である。
以上の工程により、反磁界500Oeにおける活性化体積を求めた。結果を表3に示す。
上記方法により測定される磁化の時間減衰の傾きは、磁性粒子の熱的安定性を示す指標である。表3に示したように実施例9〜12の磁性粉末の磁化の時間減衰の傾きが比較例2、3と同等であったことから、硬磁性相に軟磁性相を交換結合させたことによっても磁性粒子の熱的安定性が損なわれず良好に維持されていることが確認できる。
また、表3に示す活性化体積は凝集の有無を示す指標であり、仮に凝集を生じているのであれば千の位以上で変化が現れるが、表3に示すように実施例9〜12の活性化体積は比較例2、3と同等であった。この結果から、硬磁性相に軟磁性相を交換結合させる過程で凝集を生じることがなかったことが確認できる。以上の評価結果から、硬磁性相に軟磁性相を交換結合させたコア/シェル磁性粒子は熱的安定性に優れ、しかも硬磁性相形成前の硬磁性粒子同等の微粒子であるため、高密度記録に好適であることが確認できる。
なお、活性化体積は百の位に誤差を含んでいることが知られている。表3に示す活性化体積の数値としては、実施例9〜12と比較例2、3とは同等であったが、実際には実施例9〜12で調製した磁性粒子は比較例2、3で調製した磁性粒子と比べて、シェルが存在する分、体積が増加していると考えられる。活性化体積の数値上、この体積増加が現れない理由は、上記誤差部分に体積増加分が埋もれているからであると推察している。
実施例9〜12において硬磁性粒子として用いたBaFe(Hc:270kA/m、飽和磁化5.2×10-2A・m2/g(52emu/g)、平均板径35nm、平均板厚8nm)の粒子からなるBaFe粉末を、表4記載のガス気流中、表4記載の温度で10分間アニール処理を施した後、前述の方法で飽和磁化を測定した。結果を表4に示す。
表4に示すように、水素気流中または一酸化炭素・窒素混合気流中でアニールを施したバリウムフェライトは、アニール温度300℃までは飽和磁化が減少しアニール温度400℃では飽和磁化が増加した。これは水素、一酸化窒素は還元力が強いため、バリウムフェライトが還元分解されたためと推察される。
これに対し、メタン気流中でアニールを施したバリウムフェライトではアニール温度の違いによる飽和磁化の変化はほぼ見られなかった。これは、メタン気流中ではバリウムフェライトは還元分解されず安定であることを示す結果と考えられる。
本発明の製造方法により硬磁性相と軟磁性相が交換結合したコア/シェル磁性粒子を製造する際には、硬磁性粒子表面に遷移金属塩を含む被覆層を形成した後に還元ガス雰囲気中での還元分解を行うため、上記評価のように硬磁性粒子全表面が還元ガスに晒されることはないが、上記評価結果からバリウムフェライトは還元分解されやすい性質を有すると推察されるため、還元力の強い還元ガスを用いると、被覆層下であっても還元分解され飽和磁化等の磁気特性が変化する可能性があると考えられる。したがって、バリウムフェライトのような酸化物を硬磁性粒子として使用する場合には、比較的還元力の弱い還元ガスを用いることが好ましく、この点から、炭化水素、特にメタンの使用が好ましいと考えられる。
BaFe粒子(Hc:247kA/m(≒3100Oe)、飽和磁化4.6×10-2A・m2/g(46emu/g)、平均板径20.6nm、平均板厚6.1nm、粒子体積1680nm3)の集合体からなる磁性粉末を、6質量%塩化コバルト溶液(溶媒:アセトン)に粒子表面が濡れるように浸漬し(磁性粒子1gに対し溶液3g)、アスピレーターで減圧しながら、溶媒を除去した。この際、30分毎に塩化コバルト溶液中の粒子を攪拌する処理を行った。
溶媒除去により得られた乾燥粉体を4vol%メタン96vol%窒素気流中で350℃17時間処理することで、粒子表面の被覆層に含まれるCo塩の還元分解を行った。
以上の工程により、BaFe硬磁性相をコアとし、Co含有軟磁性相をシェルとするコア/シェル磁性粒子が得られた。
(1)走査型透過電子顕微鏡(STEM)による組成評価
得られた磁性粒子と、参照としておよび未処理の原料BaFe粒子について、HITACHI製のHD2300型STEM(200KV)により、Co/Ba比およびCl/Ba比(いずれも原子比)を測定した。結果を下記表5に示す。
得られた磁性粒子と、参照として未処理の原料BaFe粉末について、SPring−8によるX線回折分析によって組成評価を行った(Nb K edge波長0.65297Å)。結果を図1に示す。X線回折ピークの帰属は、実験過程で入り得る元素に基づきライブラリーを用いて行った。
(3)保磁力の評価
実施例13で得られたコア/シェル磁性粒子からなる磁性粉末の保磁力を、玉川製作所製超電導振動式磁力計(VSM)を使用し、印加磁場3184kA/m(40kOe)の条件で評価したところ、146kA/m(≒1830Oe)であった。磁性粉末は、急速酸化を防ぐため窒素雰囲気下でアクリル容器に封入して評価を行った。
表5に示すように、原料BaFe粉末ではCoが検出されなかったのに対し、実施例13で得られた磁性粉末ではCoと、Coと酸素および水素との化合物であるCoHO2が検出された。この結果から、実施例13では、硬磁性粒子表面に軟磁性相としてCoおよびCoHO2が被着していることが確認できる。なお、実施例13において被覆層形成のために使用した遷移金属塩はアルカリ土類金属を含まないため、形成された軟磁性相もアルカリ土類を含まないものである。また、X線回折によりピークが検出されたことから、CoおよびCoHO2は結晶性物質として被着していることも確認できる。
また、実施例13の磁性粉末の保磁力が、原料BaFe粉末の保磁力と比べて低かったことから、実施例13の磁性粉末では、硬磁性相粒子(硬磁性相)表面に硬磁性相と交換結合した軟磁性相が存在することが確認できる。なお、表5に示すように実施例13の磁性粉末ではClの存在も確認されたが、これは軟磁性相の原料として使用した塩化コバルトの一部が未反応で残存しているからであることが、図1に示すX線回折のピークから確認できる。このように原料の遷移金属塩の一部が還元分解後の磁性粒子に残存している場合には、例えば遷移金属塩の溶液調製のために使用した溶媒(実施例13ではアセトン)により洗浄除去することが、磁気特性に優れた磁性粒子を得るために好ましい。なお、図1では原料BaFe粉末のスペクトルにおいてCoおよびCo塩に相当するピークが見られるが、これはバックグラウンドであり原料BaFe粉末にCoおよびCo塩が存在することを示すものではない。
また、図1に示すように、実施例13の磁性粉末においては、原料BaFe粉末には見られない、グラファイトに特異的なピークが検出された。この結果から、炭化水素(メタン)含有雰囲気下で気相還元分解を行うことにより、最表層に炭素成分(グラファイト)が存在する磁性粒子が得られたことが確認できる。
Claims (5)
- 硬磁性粒子を含む遷移金属塩溶液から溶媒を除去することにより、該硬磁性粒子表面に遷移金属塩を含む被覆層を形成すること、
前記被覆層中の遷移金属塩を還元分解することにより、硬磁性粒子表面に遷移金属を含有する軟磁性体を形成すること、
を含み、
前記硬磁性粒子は、六方晶フェライト粒子であり、
前記還元分解を、炭化水素含有ガス存在下で行う、硬磁性粒子表面に前記軟磁性体が被着した磁性粒子の集合体である磁性粉末の製造方法。 - 前記軟磁性体形成後に酸化処理を行うことを含む請求項1に記載の磁性粉末の製造方法。
- 前記還元分解を、前記被覆層形成後の硬磁性粒子を前記炭化水素含有ガス気流中で加熱することにより行う請求項1または2に記載の磁性粉末の製造方法。
- 前記炭化水素はメタンである請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁性粉末の製造方法。
- 前記硬磁性粒子表面に軟磁性体が被着した磁性粒子上に炭素成分が存在する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の磁性粉末の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010150963A JP5637362B2 (ja) | 2009-07-30 | 2010-07-01 | 磁性粉末の製造方法 |
US12/846,107 US20110027588A1 (en) | 2009-07-30 | 2010-07-29 | Magnetic powder and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009178054 | 2009-07-30 | ||
JP2009178054 | 2009-07-30 | ||
JP2009248699 | 2009-10-29 | ||
JP2009248699 | 2009-10-29 | ||
JP2010060068 | 2010-03-17 | ||
JP2010060068 | 2010-03-17 | ||
JP2010150963A JP5637362B2 (ja) | 2009-07-30 | 2010-07-01 | 磁性粉末の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011216838A JP2011216838A (ja) | 2011-10-27 |
JP5637362B2 true JP5637362B2 (ja) | 2014-12-10 |
Family
ID=43527319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010150963A Active JP5637362B2 (ja) | 2009-07-30 | 2010-07-01 | 磁性粉末の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110027588A1 (ja) |
JP (1) | JP5637362B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101778164B1 (ko) * | 2012-02-03 | 2017-09-13 | 엘지전자 주식회사 | 코어-쉘 구조를 가지는 경-연자성 혼성 구조의 나노입자, 상기 나노입자를 이용하여 제조한 자석 및 이들의 제조방법 |
JP5906214B2 (ja) * | 2013-04-23 | 2016-04-20 | 富士フイルム株式会社 | 磁気記録用磁性粒子の製造方法 |
WO2015198981A1 (ja) * | 2014-06-27 | 2015-12-30 | オリンパス株式会社 | 内視鏡システム |
JP6565933B2 (ja) * | 2014-12-12 | 2019-08-28 | ソニー株式会社 | 磁性粉末およびその製造方法、ならびに磁気記録媒体 |
JP6406172B2 (ja) * | 2015-08-25 | 2018-10-17 | 住友金属鉱山株式会社 | 希土類元素を含む鉄系合金微粉末の製造方法 |
WO2018067926A1 (en) * | 2016-10-07 | 2018-04-12 | Regents Of The University Of Minnesota | Iron-based nanoparticles and grains |
CN109478411B (zh) * | 2016-10-17 | 2021-08-06 | 索尼公司 | 磁性粉末、磁性粉末的制造方法和磁记录介质 |
EP3561811A1 (en) * | 2016-12-20 | 2019-10-30 | Sony Corporation | Magnetic recording medium |
WO2018199105A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | ソニー株式会社 | 磁気記録媒体 |
DE112018002308T5 (de) * | 2017-05-01 | 2020-01-16 | Sony Corporation | Magnetisches aufzeichnungsmedium |
US20220139423A1 (en) * | 2019-02-15 | 2022-05-05 | Sony Group Corporation | Magnetic recording medium |
US11158339B2 (en) * | 2019-08-20 | 2021-10-26 | International Business Machines Corporation | Magnetic recording layer formulation for tape media |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4493874A (en) * | 1983-03-08 | 1985-01-15 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Production of a magnetic powder having a high dispersibility |
JPS6185622A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-05-01 | Victor Co Of Japan Ltd | 磁気記録媒体 |
JPH07254506A (ja) * | 1994-03-16 | 1995-10-03 | Toshiba Corp | 磁性粉末及びその製造方法 |
US5665465A (en) * | 1995-11-06 | 1997-09-09 | Lucent Technologies Inc. | Article comprising exchange-coupled magnetic materials |
US5735969A (en) * | 1996-03-07 | 1998-04-07 | Imation Corp. | Method of producing acicular magnetic alloy particles |
JP4154111B2 (ja) * | 2000-06-09 | 2008-09-24 | 富士フイルム株式会社 | 磁気記録媒体 |
US6972046B2 (en) * | 2003-01-13 | 2005-12-06 | International Business Machines Corporation | Process of forming magnetic nanocomposites via nanoparticle self-assembly |
JP4809586B2 (ja) * | 2003-03-05 | 2011-11-09 | 富士フイルム株式会社 | 磁性粒子の製造方法 |
JP2005293705A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | 磁気記録媒体及びその製造方法 |
JP4938285B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2012-05-23 | トヨタ自動車株式会社 | コア/シェル複合ナノ粒子を製造する方法 |
-
2010
- 2010-07-01 JP JP2010150963A patent/JP5637362B2/ja active Active
- 2010-07-29 US US12/846,107 patent/US20110027588A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20110027588A1 (en) | 2011-02-03 |
JP2011216838A (ja) | 2011-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5637362B2 (ja) | 磁性粉末の製造方法 | |
JP5416188B2 (ja) | 磁気記録媒体 | |
JP5623301B2 (ja) | 磁性粒子およびその製造方法、ならびに磁気記録媒体 | |
JP5319561B2 (ja) | 磁気記録媒体 | |
JP5130534B2 (ja) | 磁気特性を改善したε酸化鉄粉末 | |
US7189438B2 (en) | Magnetic recording medium, method of producing magnetic recording medium and magnetic storage apparatus | |
JP5124826B2 (ja) | 分散性の良いε酸化鉄粉末 | |
JP2000277311A5 (ja) | ||
WO2006100986A1 (ja) | 被覆金属微粒子及びその製造方法 | |
JP5136751B2 (ja) | FePtナノ粒子の製造方法、及びFePt磁性ナノ粒子配列体を有する磁気記録媒体の製造方法 | |
JP2012156438A (ja) | 磁性粒子およびその製造方法、磁気記録用磁性粉、ならびに磁気記録媒体 | |
JP2016042399A (ja) | 磁気記録媒体及びその製造方法 | |
US20100323219A1 (en) | FeRh-FePt CORE SHELL NANOSTRUCTURE FOR ULTRA-HIGH DENSITY STORAGE MEDIA | |
JP3141109B2 (ja) | 磁気記録媒体及び磁気記録媒体の製造方法 | |
JP2004319923A (ja) | 窒化鉄系磁性粉末 | |
JP5660566B2 (ja) | 磁性粒子およびその製造方法 | |
JP3961887B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体の製造方法 | |
JP2012156437A (ja) | 磁性粒子およびその製造方法、磁気記録用磁性粉、ならびに磁気記録媒体 | |
JP2625708B2 (ja) | 超高保磁力金属粉末の製造方法 | |
WO1994019276A1 (en) | Compound-deposited needle-shaped fine particles, method of manufacturing the same, and use of the same | |
Huang et al. | High coercivity and high saturation magnetization Mn-Al thin films | |
JP2003100515A (ja) | 高飽和磁化を有する磁心用軟磁性薄膜 | |
Sheng et al. | Quasi-Hexagonal Ordered Arrays of FePt Nanoparticles Prepared by a Micellar Method | |
JP2008084418A (ja) | 磁気記録媒体およびその製造方法 | |
Hadjipanayis et al. | Ultrafine magnetic particles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130129 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130206 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140407 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140930 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141008 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5637362 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |