JPS60157203A - 粉末磁性材料 - Google Patents

粉末磁性材料

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JPS60157203A
JPS60157203A JP59010999A JP1099984A JPS60157203A JP S60157203 A JPS60157203 A JP S60157203A JP 59010999 A JP59010999 A JP 59010999A JP 1099984 A JP1099984 A JP 1099984A JP S60157203 A JPS60157203 A JP S60157203A
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JP
Japan
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powder
gas
magnetic material
metal
treated
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JP59010999A
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English (en)
Inventor
Haruyuki Morita
治幸 森田
Jiro Yoshinari
次郎 吉成
Masatoshi Nakayama
正俊 中山
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets 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
    • H01F1/04Magnets 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
    • H01F1/06Magnets 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
    • H01F1/063Magnets 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 with a non magnetic core

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は粉末磁性材料に関し、特に磁気記録媒体で使用
される高保磁力の粉末磁性材料に関するものである。
従来技術 従来、磁気記録媒体用の粉末磁性材料としては、主に針
状酸化鉄が使用されてきたが、家庭用VTRの普及や高
性能オーディオカセットテープの実用化に代表されるよ
うに、磁気記録媒体に使用される信号の記録密度、が高
まるにつれて、針状酸化鉄のみでは磁気記録の高密度化
に対処できなくなり、現在、さらに高保磁力、高磁束密
度を有する磁性材料が種々開発されつつある。
このような材料の1つとして、針状γ−Fe203粒子
の表面にコバルト化合物を被着した、いわゆるコバルト
被着型γ−Fe203粒子が開発され、高性能オーディ
オテープ、ビデオテープ等で実用化されている。代表的
なコバルト被着型γ−Fe203粒子の作製は、特公昭
56−48444の実施例中に示されているように、次
のようにして行なわれる。
保磁力4000eの針状7−Fe2O31000Fを水
10tに分散させる。これに硫酸コバルト1911を1
tの水に溶解したものを加える。これに苛性ソーダ40
02を1tの水に溶解したものを加える。さらに硫酸第
1鉄7502を2tの水に溶解したものを加える。この
ようにして出来たスラリーを加熱し、1時間煮沸し、洗
浄、ろ過、乾燥して磁性粉を得る。
このようにして得られた磁性粉は高い保磁力 1(上記
の実施例では8000e )を有し、温度安定性が高い
ことが示されている。
上記した方法によりコバルト被着型γ−F@203粒子
を得る場合、粒子の還元、酸化というドライプロセスで
作製されたγ−Fe203粒子を再び水中に分散させコ
バルト被着処理するというウェットプルセスを経て、そ
してまた再度乾燥させるというドライとウェットの混在
した磁性粉製造プロセスとなるという欠点を有している
さらに、コバルト被着処理において多量のアルカリを使
用するため、被着処理後に洗浄する必要があり、これに
人足の水と時間を要する。
発明の目的 本発明の目的は、高い保磁力を有し、温度安定性のすぐ
れた粉末磁性材料をドライプロセスで提供することにあ
る。
発明の構成 本発明の目的は、減圧された真空容器内に1種類以上の
金属化合物気体を含む反応ガスを導入し、該反応ガスに
誘導エネルギーを加えることにより該反応ガスを低温プ
ラズマ界囲気とし、これと粉末状の被処理物とを接触さ
せることにより達成される。
低圧に保った気体に電界を作用させると、気体中に存在
する自由電子が電界加速されて運動エネルギーを獲得す
る。このとき、系内は低圧であるため分子あるいは原子
間の距離は常圧に比べて非常に大きくなっており、原子
は空間中を充分長く加速されて10〜20 eVものエ
ネルギーを持つようになる。このように高いエネルギー
を持つ電子が気体中の分子や原子に衝突すると、これら
を励起しラジカル、イオン、電子などを生成する。
ここで生成した電子は再び電界加速を受けて別の分子や
原子に衝突し、これらを励起する。こうした連釦作用で
系内の気体は電子、イオン、ラジカルなどを豊富に含ん
だ状態となり、これはプラズマガスと呼ばれている。
上記のプラズマ中ではイオンも当然電界加速を受けるが
、電子に比べてはるかに質量が大きいので速度をあまり
獲得できず、またラジカル−や未励起分子、原子はまっ
たく加速されない。このように、低圧におけるプラズマ
では、イオン、ラジカル、未励起分子、原子はほとんど
速度を持たず、電子だけが高速度を持っている。この状
態を低温プラズマと呼び、化学的に活性なラジカルやイ
オンを豊富に含んでいるため化学反応の起りやすい状態
になっている。本発明は、この状態を利用して被処理物
粒子表面に金属または金属の酸化物の層を形成しようと
いう新規な方法によるものであり、工程がドライ化でき
るという点に特徴がある。
本発明の好適な実施態様は、減圧された真空容器内にコ
バルト化合物気体を含む反応ガスを導入し、これを低温
プラズマ雰囲気に変換して針状酸化鉄粉末(F e30
4 、γ−Fe2.03など)と接触させることにより
、針状酸化鉄粒子表面にコバルトまたはコバルトを含む
酸化物の層を形成したコバルト被着針状酸化鉄である。
本発明における金属化合物は金属のカルボニル化合物、
ハロゲ、ン化物、ア七チルアセトン塩、ビスジクロペン
タジェニル化合物、アルコラード等が利用できる。しか
し本発明では、これらの化合物を真空容器内に気体とし
て導入しなければならず、この目的のためにはFe (
Co )5 N Cot (Co)s −。
N1(Co)、などの低温で気化可能な金属カルボニル
が最も有効に使用しうる。
上記金属化合物気体の他に、Hz 、Ar、 He、H
z0.02、C01C02、N2などのガスが真空容器
内に導入される。これらのガスは、真空容器内の圧力を
コントロールしたり、真空容器内での低温プラズマの発
生を容易にしたり、反応ガス中の金属化合物と反応して
金属または金属の酸化物の層を被処理物粒子表面に形成
させるために使用される。
低温プラズマ雰囲気を形成するために加えられる誘導エ
ネルギーとしては、DC電界、103〜10”Hzのラ
ジオ波電界、109〜10口Hzのマイクロ波電界など
が利用できる。
低温プラズマ雰囲気と被処理物との接触は通常室温−で
行なわれる。室温で行なっても被処理物粒子表面には金
属または金属の酸化物の層が充分に形成されるが、接触
を加熱下で行なうと層の形成速度が増し、針状酸化鉄粒
子表面にコバルト化合物の層を形成した時の保磁力の上
昇も大きく好ましい。加熱する温度は100℃以上が望
ましい。
さらに、被処理物粒子表面に金属または金属の酸化物の
層を形成した後に熱処理を施すと、やはり保磁力が上昇
し好ましい。この−加熱は200℃以上が望ましい。ま
たこの加熱は低温プラズマ中で行なうこともできるが、
この時の加熱は100℃以上とすることが望ましい。 
− 以下に図面を用いて本発明をく−わしく説明する。
第1図は、本発明で使用された低温プラズマ処理装置の
1例である。被処理粉*1は”容器29中に入れられ、
さらに真空容器3に納められている。
容器2および3は内部の反応ガスに誘導エネルギーがよ
く伝達されるように石英ガラスで作られている。容器2
および3は、排気装置4によって排気される。このとき
、被処理物粒子表面に金属の層を形成したい場合は容器
2および3内を1×3 10 Torr以下の高真空に排気するのが望ましい。
次にボンベ5および6からHz、A r % H@ S
n20.02 、C0% COx 、N2などのガスを
、またボンベ7および8からは金属カルボニルなどの原
料ガスをミキサー9およびガス導入?ズル10を介して
容器2内に導入する。ここで、ボンベ5および6から導
入されるガスは、被処理物粒子表面に金属の層を形成し
たい場合はHzあるいはN HzとAr。
He 、、N2などの不活性ガスとの混合ガスが好適に
選定される。また被処理物粒子表面に酸化物を形成した
い場合は、Hz0、Co5CO2,02などが、あるい
は、これらとAr、HeXN2などの不活性ガスとの混
合ガスが好適に選定される。
次いで、真空容器2および6内を圧力フントt+−ルバ
ルブ11の開閉を利用して0.01〜10Torrに制
御する。次に、容器2内の被処理粉末1が均一に処理さ
れるように、外部回転装置12で容器2を1〜30回転
/回転中っくりした速度で回転させながら、電極13お
よび13′に誘導エネルギーを加え、容器2および3内
に低温プラズマを発生させ、被処理物粒子表面に金属ま
たは金属の酸化物の層を形成する。この処理の過程で、
電気炉14.14′により加熱しながら行なうことも可
能であるし、また処理後に加熱を行なうこ七もできる。
針状酸化鉄粒子を上記のように処理し、粒子表面にコバ
ルFあるいはコバルトを含む酸化物の層を形成した場合
、処理された針状酸化鉄粒子は高保磁力を有し、しかも
温度安定性のすぐれたものになる。
以下実施例により本発明をさらに詳細に説明するO 〔実施例1〕 第1図において、被処理粉末1としてγ−F6203s
oot(針状比7 : 1.6 =78 emu/S’
、Ilc=3800e)を容器2内に入れ、容器2およ
び3内を排気装置4によって7X10 Torrまで排
気した。次にボンベ5から)I2ガスを毎分200 c
m”の割合で、またボンベ7からコバルトカルボニルC
og(Co)aのガスを毎分200 cm”の割合で容
器2内に流した。1次いで、容′n2および3内をa、
5Torrに制御し、容器2を毎分5回転で回転させな
がら、電極13.13′に1&56MHzの高周波を2
00W印加し、γ−Fe203粉末を処理した。
第2図に処理時間とコバルトの付着量を示した。・また
第3図は、コバルトの付着量と保磁力fleの関係を示
している。これらの図中、21および51の線は上記の
方法で処理した場合の関係を示しており、22および3
2の線は上記の方法において150℃に加熱しながら処
理した場合の関係を示している。
〔実施例2〕 第1図において、被処理粉末1としてγ−Fa203s
oar(針状比7:1、σ、=78 emu/f s 
He=5800e)を容器2内に入れ、容器2および3
内を排気装置4によってI X 10 Torrまで排
気した。次にボンベ5からArガスを毎分150cm”
の割合で、またボンベ6から02ガスを毎分50cm’
の割合で、またボンベ7からコバルトカルボニルCod
(Co)龜のガスを毎分200 am”の割合で、また
ボンベ8から鉄カルボニ/I/F・(CO)、のガスを
毎分200 cm”の割合で容器2内に流した。次いで
、容器2および3内を0.5 Torrに制御し、容器
2を毎分5回転で回転させながら、電filii13.
13′にIN54MHzの高周波を200W印加し、γ
−Fe20B粉末を処理した。
第4図は処理時間とコバルトの付着量の関係を示す。ま
た第5図は、このときのコバルト付着量と保磁力Heの
関係を示している。第6図は上記の方法において、加熱
しながら10分間処理した場合の処理時の温度とコバル
ト付着量との関係(61)および処理時の温度と保磁力
Heの関係(62)を示している。
第7図は、上記の方法において、コバルト付着量Co/
γ−Fez03が3wt%になるように室温で処理した
後、各温度で熱処理した時の熱処理温度と保磁力Heの
関係を示している。図中71の線は空気中30分間熱処
理したものであり、72の線は空気のプラズマ(容器内
の圧力はI Torrに制御した)中で熱処理を行なっ
たものである。
第8図は、温度安定性を示すものであり、各温度におけ
る保磁力と25℃における保磁力の比を加熱温度に対し
て示している。図中82の線が本実施例で得られたもの
であり、コバルト付着量Co/γF@203が5vt%
になるように室温で処理したものである。また図中81
および83の線は、比較のためそれぞれγF103およ
びコバルトドープyF@10aの温度依存性を示してい
る。
〔発明の効果〕
、 実施例1における第2図及び第3図の結果、及び書
施例2における第4図及び第5図の結果から分るように
、プラズマ処理時間やガス組成を調整することによりC
o被着量を制御することができ、それに比例して保磁力
Heを広い範囲で制御することができる。また、第2図
、第3図、及び第6図に示されたように、ブラズヤ処理
温度を変えることによりCo被着量及び保磁力を制御す
ることができる。さらに、得られたCo被着磁性粉は第
7図に示すように熱処理を行うことによって保磁力を制
御することも可能である0これらのデータから分るよう
に、本発明のプラズマ処理プロセスにより、磁性粉の保
磁力は6重量%程度までのC。
被着によりHc=80DO・程度までの保磁力を有する
磁性粉末を自由に得ることができる。また、本発明のC
o被着γFe2O3粉末はビデオテープ等に応用される
もので、広範囲の使用温度条件下に使用されるが、第8
図の結果から分るように、本発明の磁性粉末(82のも
の)は従来のCoドープrFe*ox(8!iのもの)
よりもはるかに温度安定性が良い。
以上のように、本発明によると、ドライプロセスにより
Co等を被着したγFe2O3等の高保磁力及び高安定
性の磁性粉末が得られる。またこのため、従来必要であ
った湿式処理の欠点が無くなり、工程上も非常に有利に
なる。
なお、本発明はγFe2O31’にCoまたはCo−F
eを被着する例について説明したが、Fe3O4粉末に
対するドライブ田七入処理にも適用できるし、さらに被
着金属もCo、F@、Ni、Crの少くとも1種などを
用いうる。そして、一般には、プラズマ化が可能な金属
化合物気体を用いて、当該金属の被着が必要な被処理磁
性粉末をプラズマ処理することも本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施する処理の概念図、第2図
は本発明の実施例1におけるプラズマ処理時間とコバル
ト被着量の関係を示すグラフ、第3図は実施例1におけ
るコパル)含有量と保磁力の関係を示すグラフ、第4図
は実施例2におけるプラズマ処理時間とコバルト被着量
の関係を示すグラフ、第5図は実施例2におけるコバル
ト被着量と保磁力の関係を示すグラフ、第6図は実施例
2におけるプラズマ処理温度とコバルト被着量及び保磁
力の関係を示すグラフ、第7図は実施例2で得た磁性粉
末の熱処理温度と保磁力の関係を示すグラフ、及び第8
図は実施例2で得た磁性粉末の保磁力の熱安定性を比較
例と共に示すグラフであ処1叶門(泳 Co7TFe203(57010) 第2図 第3図 第4図 0 ’10 20 30 7(埋晴間C冷) 第5図 :!I[ ″″″0 島−フ7[」 第80 手続補正書 昭和59年 3月21[1 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 市(’lの表示 昭和59年 特願第 10999 号
発明′)名称 粉末・・1超・注材料 補市をずろ者 ltl’lとの関係 特〃削11願人 名(イ1、(306)ティーディーケイ株式会社代理人 抽11′、の対象 1ili i+:、の内容 別紙の通り先きに提出した
図面中第2図を別紙の通り補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、減圧された真空容器内に1種類以上の金属化合物気
    体を含む反応ガスを導入し、該反応ガスに誘導エネルギ
    ーを加えることにより該反応ガスを低温プラズマ雰囲気
    とし、これと被処理物粉末扮末とを接触させることによ
    り被処理物粉末の粒子表面に金属または金属の酸化物の
    層を形成したことを特徴とする粉末磁性材料。 2、 粉末磁性材料は熱処理されている特許請求の範囲
    第1項に記載の粉末磁性材料。 五 金属化合物が金属力〃ボニルであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項または第2項記載の粉末磁性材
    料。 4、 反応ガスとして導入される少なくとも1種類の金
    属化合物にコバルトを含むことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の粉末磁性材
    料。 5、 粉末状の被処理物が針状酸化鉄粉末であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれ
    かに記載の粉末磁性材料。 & 反応ガスの低温プラズマ雰囲気と粉末状の被処理物
    との接触が加熱下で行なわれることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載の粉末磁
    性材料。
JP59010999A 1984-01-26 1984-01-26 粉末磁性材料 Pending JPS60157203A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03120704A (ja) * 1989-10-03 1991-05-22 Fuji Photo Film Co Ltd 強磁性金属粉末の処理方法及び磁気記録媒体の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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