用于磁记录介质的铁磁粉,该粉末的制备方法以及使用该粉末的磁记录介质的制作方法

专利名称：用于磁记录介质的铁磁粉,该粉末的制备方法以及使用该粉末的磁记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有良好抗氧化性的用于磁记录介质的铁磁粉。
背景技术：
近年来，针对提高磁记录介质如用于家用视听设备的磁带和数据备份应用的存储磁带的密度和图像质量，进行了广泛研究。
正被研究的应用中的一个具体例子是计算机数据存储磁带。一直以来都在努力提高此类存储器的容量，这意味着将更多的信息写进在小记录区中。为实现更高的密度，必需制备更小的用来构成磁带的金属系铁磁粉颗粒。
这种尺寸细化的金属系铁磁颗粒最大问题之一涉及颗粒的氧化稳定性。正如已被广泛证明的，当在磁记录介质中使用氧化稳定性差的颗粒时，对介质保留存储数据的能力有显著不利的影响。因此，研究一直致力于找到提高磁性颗粒氧化稳定性的方法。
可以引用的例子包括如JP04-230004A(参考文件1)描述的用弱酸性气体或氧气在惰性气体中氧化颗粒的方法；如JP10-017901A(参考文件2)描述的在还原之后在惰性气氛中进行氧化处理和退火的方法；如JPS61-154112A(参考文件3)描述的在惰性气体中于100至500℃加热颗粒；如JP02-046642B(参考文件4)描述的方法，其中，在氧化处理之后，颗粒通过在惰性气体中于80至600℃温度下退火5至24小时而再次被氧化；以及如JP03-169001A(参考文件5)描述的方法，其中，使用流化床进行温和的氧化处理后，在惰性气体中于150至600℃热处理0.2至24小时，随后再次进行氧化处理。
涉及颗粒表面的研究也包括如JP06-213560A(参考文件6)中使用化学分析电子能谱(ESCA)来确定组分；表面组分在提高抗氧化性上有重要作用这一状况已广为人知。但是，正如广泛涉及随着颗粒尺寸的减小提高抗氧化性的研究所显示的，还需要建立这方面的技术手段。

发明内容
因此，由于现有技术的发明没有彻底解决涉及抗氧化性的问题，因而寻求进一步的改进。因此本发明的目的是提供用于磁记录介质的具有良好氧化稳定性的金属系磁粉。
为解决上述技术问题，本发明人对如何提高主要含铁和其它添加元素的针状铁磁金属粉颗粒的抗氧化性而同时又保持其磁性能进行了各种的研究。发明人关注于如何在还原之后操作或处理粉末。
特别地，在还原过程后用氧气形成氧化物薄膜之后，在活性气体中，使用如CO或H2或其它具备还原性的此类气体通过使用中度气相活化处理改变氧化物薄膜的状态。
使用基于ESCA的测量，出现结合能峰值的点在比不用上述处理时更偏低能量一侧，这表明获得的氧化物薄膜具有不同于用常规方法获得的氧化物薄膜的结构。不能明确认定获得的氧化物薄膜的结构，但可以假定经历了一些变化而形成了不易被氧化的物质。
由于能够消除存在于通过添加不同金属及类似物的常规技术中的对磁性能有不利影响的因素，这种方法提供的铁磁粉是理想的。
根据本发明，上述目的通过用于磁记录介质的主要含铁的针状颗粒铁磁金属粉而实现，特征在于所述粉末具有ESCA测量的结合能峰值在525至532电子伏特(eV)。针状颗粒具有不超过100nm的长轴长度，优选小于80nm，更优选不超过60nm。该目的还通过所述用于磁记录介质的铁磁粉在60℃的恒温和90％的恒定相对湿度下保存一周后，表现出饱和磁化强度降低百分比Δσs小于15％而实现(在此，以σs(i)表示在恒温和恒定湿度保存前的饱和磁化强度，并以σs(ii)表示所述一周后的饱和磁化强度，ΔHc＝100×(σs(i)-σs(ii))/σs(i))。
本发明还包括具有以Co/Fe原子百分比计不超过50％的Co成份、以Al/Fe原子百分比计Al含量不超过50％的Al成份、和/或以R/(Fe+Co)原子百分比计不超过25％包含Y的稀土元素(以R表示)成份的上述铁磁粉。铁磁粉颗粒表面可具有铁系氧化物。该上述目的还通过对由还原获得的金属铁粉进行氧化处理，在还原性气体中还原粉末颗粒的表面，以及时粉末颗粒再次进行氧化处理，从而获得的用于磁记录介质的铁磁粉而实现。该上述目的还通过制备用于磁记录介质的磁粉的方法而实现，该方法包括使用还原处理以获得金属铁粉，对粉末进行氧化处理，在还原性气体中对粉末颗粒表面进行还原，和对粉末颗粒再次进行氧化处理。用制备粉末的方法还原的物质可为羟基氧化铁或α-氧化铁。该上述目的还可以通过用铁磁粉构成磁性层的磁记录介质而实现。
相据本发明用于磁记录介质的铁磁粉具有小于15％的低Δσs，显著地改善了其抗氧化性。


图1为用ESCA测量的实施例1和对比例1的结合能峰图。
具体实施例方式
使用化学分析电子能谱(ESCA)测量，本发明的铁磁金属粉颗粒的氧化物薄膜具有在相对较低能量范围的结合能峰值。特别地，峰值出现在525至532电子伏特(eV)的范围内，更优选在525至531eV的范围内。与本发明相比具有较低氧化稳定性的常规氧化物薄膜中，峰值约为533eV，因此所述颗粒具有不同的氧结合态。
对铁磁粉颗粒的形状和形态没有特别的限制，其可以具有与通常金属系磁粉相同的形状，例如针状、纺锤状、平板针状、颗粒、棒状或者椭圆状。
可用来制备本发明磁粉方法的例子包括还原羟基氧化铁颗粒以形成金属铁的磁性颗粒，以及用还原剂还原溶液中的金属离子以获得金属铁粉。本文所描述的是从羟基氧化铁颗粒制备金属铁的磁性颗粒的方法，这是目前最广泛使用的方法。
首先，形成构成初始材料的羟基氧化铁。可用来制备羟基氧化铁的方法包括向碳酸盐水溶液中加入亚铁盐水溶液以形成碳酸亚铁(也可以加入苛性碱)，加入含氧气体以生成粒子核，并使其生长以形成羟基氧化铁，或者向亚铁盐水溶液中加入苛性碱并通过反应以形成羟基氧化铁。本发明对羟基氧化铁颗粒的形状或制备它们的方法没有特别的限制。
磁性颗粒前体可具有含钴的组成，或者具有被钴化合物包覆的外表面。如果钴被包含在氢氧化铁的组成中，其可以在加入碳酸盐之前被结合或者在氧化反应过程中被加入。当用钴化合物包覆颗粒表面时，可以通过在反应完成后以与乙二胺四乙酸(EDTA)化合物的形式加入钴而实现，或者可在将反应溶液的pH值适当调节后以水合离子的形式加入钴。
以Co/Fe原子百分比计，钴的加入量为0至50％，优选为0至40％，更优选为0至35％。加入量以基于如矫顽力、饱和磁化强度、氧化稳定性等因素得到最佳比例而选择。由于会降低每单位体积的饱和磁化强度和抗氧化性能之间的平衡，Co/Fe的比不应当超过50％。
为提高其耐磨性、赋予其适当的硬度、防止烧结以及改善在粘结剂中的分散性而向磁性颗粒中加入铝是希望的。以Al/(Fe+Co)原子百分比计，铝的加入量为0至50％，优选为1至30％，更优选为2至15％。由于颗粒变得过硬，并增加了其磨损以及导致饱和磁化强度显著下降，加入超过50％的铝是不希望的。不在粒子核形成的起始阶段加入铝。如果不遵守这一点，颗粒就不保持其针状，从而不能获得足够的来自颗粒形状磁各向异性的磁性能。加入铝的适当时机是从颗粒形状已形成了一定程度的生长期到氧化刚好完成前。
磁性颗粒中也需要加入稀土元素。稀土元素的加入帮助颗粒保持其形状，防止烧结，并且改善颗粒尺寸分布。以R/(Fe+Co)原子百分比计，稀土元素(包括Y)R的加入量为0至25％，优选为1至20％，更优选为2至15％。由于导致磁性能显著下降，加入超过25％的稀土元素是不希望的。稀土元素可在羟基氧化铁的生长期、或者在生长完成后加入。
除了在用于制备磁性颗粒的方法中必须加入的组分外，还需要加入关乎磁性能以及改善颗粒在粘结剂中分散性的组分。
将由上述方法获得的含钴羟基氧化铁按常规方法过滤、洗涤并干燥。干燥在80至300℃，优选为100至250℃，更优选为120至220℃的温度下进行。由于会导致赤铁矿形成的非均匀性，超过300℃的干燥是不希望的，而低于80℃的干燥温度则不能除去足够的水含量，这会导致非均匀的还原。
可用常规方法将如此获得的干燥产物由羟基氧化铁转化为如α-赤铁矿的铁氧化物。此时，保持颗粒在这种情况下的方法包括将颗粒置于气体能够通过的桶中，并在颗粒转化时中通入N2气，或者将颗粒置于在转化颗粒时旋转的旋转炉中；这些方法中的任一方法都可以使用。煅烧在250至750℃，优选300至600℃，更优选350至550℃的温度下进行。煅烧气氛不应当包括水蒸气或含碳酸气体。由于会导致向α-氧化铁(赤铁矿)的非均匀相转化，低于250℃的干燥温度是不合适的。由于会引起颗粒的烧结，超过750℃的煅烧温度也是不希望的。
可对羟基氧化铁或者氧化铁系颗粒进行气相还原。可用的还原气体包括一氧化碳、氢气和乙炔。可使用多步还原法，其中，温度从第一阶段温度改变为第二阶段温度。在这种多步还原中，在第一阶段还原中保持相对低的温度，然后将温度升高到第二阶段还原所保持的相对高的温度。在此，低温还原发生在300至600℃，优选300至550℃；高温还原发生在350至700℃，优选350至650℃。
如此获得的磁性金属颗粒活性高，因此必需在颗粒表面形成稳定氧化物薄膜。氧化物薄膜在含氧气氛中于不高于200℃，优选不高于180℃，更优选不高于150℃的温度下形成。高于200℃也能形成氧化物薄膜，但这是不希望的，因为如此形成的薄膜过厚。
接着，将炉中气氛改变为活性气体，如像CO或H2一类的具有还原性的气体，用来对颗粒进行温和的气相活化处理以改变氧化物薄膜的状态。然后，再次引入含氧气体，以实现氧化物薄膜的进一步形成。由于会降低退火处理改善氧化物薄膜的效果，降低Δσs的改善效果，使用低于100℃的气相活化(退火)温度是不希望的。另一方面，由于会降低退火处理效果，降低Δσs的改善效果，超过500℃的温度也是不希望的。因此，退火温度范围设定为100至500℃，优选为150至450℃，更优选为200至400℃。
实施例根据本发明所获得的材料的组成及磁性能分析如下。
组成分析在表面分析中，广泛使用ESCA和俄歇电子能谱(AES)。通过基于ESCA的测量获得了本发明所示的结果。测量采用Ulvac-Phi公司制造的ESCA-5800，接收(take-off)角设定为45度，样品置于支架上。扫描速率为5eV/min，以2nm/循环进行蚀刻，并根据10个循环(即20nm)的读数计算颗粒表面组成。在525至545eV量程内测量氧O(1S)的出现点。
Co、Al和R(实际为Y)的含量用Jarrell Ash Japan制造的Iris/AP感应耦合等离子体能谱仪确定，Fe含量用Hiranuma Sangyo Co.，Ltd制造的COMTIME-980 Hiranuma自动滴定仪确定。这些测定为重量百分比，在计算中转化为原子百分比。
颗粒长轴和短轴的长度用将透射电子显微镜的视场放大174000倍的透射电子显微照片测量500个颗粒的长轴和短轴，并将测量值平均。由于重叠而不能清楚分辨或其被显微照片的边界部分切除的颗粒不包括在内；只测量单个的、分布很好的颗粒。磁性能和抗氧化性的评估在10kOe(796kA/m)的外加磁场中，用Toei Kogyo Co，.Ltd制造的VSM-7P型振动样品磁强计(VSM)测量磁性能。
抗氧化性通过将颗粒在60℃的恒温和90％的恒定相对湿度下存放一周，然后计算存放期间饱和磁化强度降低百分比来测量，所用公式为Δσs＝100×(σs(i)-σs(ii))/σs(i)其中σs(i)为存放前测量的饱和磁化强度，σs(ii)为存放后测量的饱和磁化强度，Δσs为存放期间饱和磁化强度降低百分比。
介质的存储稳定性通过用颗粒制造磁带，将磁带样品在60℃的恒温和90％的恒定相对湿度下存放一周，然后计算存放期间最大磁通密度Bm降低百分比来测量，所用公式为ΔBm＝100×(Bm(i)-Bm(ii))/Bm(i)其中Bm(i)为存放前测量的最大磁通密度，Bm(ii)为存放后测量的最大磁通密度，ΔBm为存放期间最大磁通密度降低百分比。
磁带评估为评估磁带，将100重量份的铁磁铁合金粉与下面给出的物质按所示重量份混合，将混合物在球磨机中分散1小时，以制备磁性涂覆材料。用涂布机在聚对苯二甲酸乙二酯基底薄膜上涂布磁性涂覆材料以形成磁带。测量磁带的矫顽力Hcx，然后用它的磁滞回线计算介质的转换场分布(SFDx)。
铁磁铁合金粉100重量份聚氨酯树脂(Toyobo制备的UR8200)30重量份甲基乙基酮190重量份环己酮80重量份甲苯110重量份硬脂酸1重量份乙酰丙酮1重量份氧化铝3重量份碳黑2重量份比表面积使用Yuasa Ionics Incs制造的4-Sorb US通过BET方法计算。
Dx(微晶尺寸)测定用Rigaku Denki Co.，Ltd制造的RAD-2C型X-射线衍射仪得到Fe(110)面衍射峰的半宽值，根据D(110)＝Kλ/βcosθ由2θ得到Dx(其中，K为Sierra常数0.9，λ为X-射线辐射波长，β为衍射峰的半宽值(校正为弧度直径)，θ为衍射角)。
实施例1.
制备主要含羟基氧化铁的颗粒滤饼，羟基氧化铁通过碳酸盐，由亚铁盐和钴盐的混合溶液制备而得。滤饼中颗粒的长轴为0.062μm，轴比为8.5，BET值为129.7m2/g，Co/Fe原子百分比为20.3％，Al/(Fe+Co)原子百分比为8.7％，Y/(Fe+Co)原子百分比为6.0％，在表1中示为材料A。然后，将滤饼在130℃下干燥以获得干燥羟基氧化铁固体。将7.6g此固体材料置于桶中，在空气中于350℃煅烧，同时以对应总气体流量10体积％(1.13L/min.cm2)的流速加入水蒸气，从而获得主要含α-赤铁矿的铁系氧化物。
表1

将由此获得的主要含氧化铁的α-赤铁矿放入气体能够通过的桶中，将该桶置于流通还原炉中，在炉中，通过在以对应总气体流量10体积％(1.13L/min.cm2)的流速加入水蒸气的同时在氢气流(11.32L/min.cm2)中于400℃加热5分钟而将其还原。还原结束后，停止供应水蒸气，以10℃/min的升温速率将氢气气氛中的温度升至600℃。之后，再次以对应总气体流量10体积％(1.13L/min.cm2)的流速加入水蒸气，同时进行10分钟的高温还原处理，从而获得还原的铁合金粉。
接着，以19.66L/min.cm2的流速将炉中的气氛由氢气转变为氮气，并以20℃/min的降温速率将温度降至90℃。然后，在氧化物薄膜形成的起始阶段，向炉中加入包含16.90L/min.cm2的氮气和0.08L/min.cm2的空气的混合物的气体，并且以对应总气体流量10体积％(1.70L/min.cm2)的流速加入水蒸气，同时在这样包含水蒸气、空气和氮气混合物的气体气氛中形成氧化物薄膜。在表面氧化产生热量的点，逐渐提高空气的流速以增大炉气氛中的氧气浓度。空气的最终流速为0.78L/min.cm2。通过调整进入炉子的空气总量而调整氮气的量来保持流动通过炉子的气体总流量恒定。
然后在氮气气氛下以10℃/min的速率将温度升至350℃，并且以对应总气体流量10体积％(1.13L/min.cm2)的流速加入水蒸气的同时在氢气流(11.32L/min.cm2)中还原(称为退火处理或工艺)30分钟。
接着，再次将炉中的气氛由氢气转变为氮气，并且在停止水蒸气流之后，将炉体的内部温度降至80℃。然后向炉中加入包含16.90L/min.cm2的氮气和0.08L/min.cm2的空气的混合物的气体，并且以对应总气体流量10体积％(1.70L/min.cm2)的流速加入水蒸气，同时，在这样包含水蒸气、空气和氮气的混合物的气氛中形成氧化物薄膜。此步骤开始10分钟后，将空气的流速升至0.16L/min.cm2，20分钟后升至0.78L/min.cm2。此状态保持10分钟，从而获得金属磁粉。通过控制引入炉中的空气总量而调整氮气流速获得具有改善的氧化物薄膜的磁粉。
表2显示了如比获得的磁粉的磁性能，以及使用该粉末的磁带的评估性能。图1显示了该粉末的结合能峰。正如所示，该粉末具有531.0eV的结合能峰值和8.2％的低Δσs值，并且使用该粉末的磁带也具有2.4％的低ΔBm值。因此，粉末和磁带均表现出良好的抗氧化性。

实施例2至4除将材料A改为材料B、C或D作为滤饼颗粒外，以与实施例1相同的过程获得磁粉，其组成和性能示于表1。表2显示了磁粉的性能以及使用这些粉末的磁带的评估性能。
实施例2粉末的结合能峰值为531.3eV，实施例3粉末为531.9eV，实施例4粉末为528.9eV。同样，如表2所示，实施例2至4的粉末具有5.3至10.2％的低Δσs值，并且使用这些粉末的磁带也具有1.7至3.2％的低ΔBm值。因此，所述粉末和使用这些粉末的磁带有良好的抗氧化性。
实施例5至8除没有转化为α-氧化铁而直接由羟基氧化铁状态还原外，以与实施例1至4相同的过程获得实施例5至8的磁粉。表2显示了磁粉的性能以使用这些粉末的磁带的评估性能。实施例5粉末具有529.2eV的结合能峰值，实施例6粉末为527.3eV，实施例7粉末为525.4eV，实施例8粉末为526.9eV。同样，如表2所示，实施例5至8的粉末具有4.7至7.0％的低Δσs值，并且使用这些粉末的磁带也具有1.8至2.5％的低ΔBm值。因此，所述粉末和使用这些粉末的磁带具有良好的抗氧化性。
实施例9至12除如表2所示改变了退火处理温度外，以与实施例1相同的过程获得实施例9至12的磁粉。表2显示了磁粉的性能以及使用这些粉末的磁带的评估性能。实施例9粉末具有531.5eV的结合能峰值，实施例10为528.3eV，实施例11粉末为531.4eV，实施例12为532.0eV。同样，如表2所示，实施例9至12的粉末具有10.3至14.7％的略低的Δσs值，并且使用这些粉末的磁带也具有3.2至4.5％的略低的ΔBm值。因此，所述粉末和使用这些粉末的磁带具有良好的抗氧化性。
实施例13至16除如表2所示改变了退火处理时间外，以与实施例1相同的过程获得实施例13至16的磁粉。表2显示了磁粉的性能以及使用这些粉末的磁带的评估性能。实施例13粉末具有531.8eV的结合能峰值，实施例14为529.4eV，实施例15为530.2eV，实施例16为527.2eV。同样，如表2所示，实施例13至16的粉末具有5.5至10.8％的略低的Δσs值，并且使用这些粉末的磁带也具有1.6至7.6％的略低的ΔBm值。因此，所述粉末和使用这些粉末的磁带具有良好的抗氧化性。
实施例17除了将用于退火处理的活化气体改为一氧化碳外，以与实施例1相同的过程获得实施例17的磁粉。表2显示了磁粉的性能以及使用这些粉末的磁带的评估性能。该粉末具有526.2eV的结合能峰值和10.4的略低的Δσs值，使用该粉末的磁带也具有6.4％的略低的ΔBm值。因此，该粉末和使用该粉末的磁带具有良好的抗氧化性。
实施例18除将用于退火处理的活化气体改为乙炔外，以与实施例1相同的过程获得实施例18的磁粉。表2显示了磁粉的性能以及使用该粉末的磁带的评估性能。该粉末具有531.3eV的结合能峰值和12.3的略低的Δσs值，使用该粉末的磁带也具有7.4％的略低的ΔBm值。因此，该粉末和使用该粉末的磁带具有良好的抗氧化性。
实施例19除将用于退火处理的活化气体改为一氧化碳外，以与实施例5相同的过程获得实施例19的磁粉。表2显示了磁粉的性能以及使用该粉末的磁带的评估性能。该粉末具有529.4eV的结合能峰值和11.5的略低的Δσs值，使用该粉末的磁带也具有7.9％的略低的ΔBm值。因此，该粉末和使用该粉末的磁带具有良好的抗氧化性。
实施例20除将用于退火处理的活化气体改为乙炔外，以与实施例5相同的过程获得实施例20的磁粉。表2显示了磁粉的性能以及使用该粉末的磁带的评估性能。该粉末具有531.8eV的结合能峰值和12.8的略低的Δσs值，使用该粉末的磁带也具有7.6％的略低的ΔBm值。因此，该粉末和使用该粉末的磁带具有良好的抗氧化性。
对比例1除退火处理为在氮气中于350℃进行30分钟外，以与实施例1相同的过程获得对比例1的磁粉。表2的对比例1给出了该磁粉的性能以及使用该粉末的磁带的评估性能，且图1给出了该粉末的结合能峰。该粉末具有532.5eV的结合能峰值和17.3的高Δσs值，使用该粉末的磁带也具有8.9％的高ΔBm值。因此，该粉末和使用该粉末的磁带具有较差的抗氧化性。
对比例2至4除将材料A变为材料B、C或D作为滤饼颗粒外，以与对比例1相同的过程获树比例2至4的磁粉，表1给出了组成及性能。表2给出了磁粉的性能以及使用这些粉末的磁带的评估性能。对比例2粉末具有534.5eV的结合能峰值，对比例3为534.8eV，对比例4为533.7eV。同样，如表2所示，对比例2至4的粉末具有15.8至17.3％的高Δσs值，并且使用该粉末的磁带也具有8.1至9.3％的高ΔBm值。因此，粉末和使用这些粉末的磁带具有较差的抗氧化性。
对比例5至8除省略了前面的退火步骤外，以与实施例1至4相同的过程获得对比例5至8的磁粉。表2给出了磁粉的性能以及使用该粉末的磁带的评估性能。对比例5粉末具有535.8eV的结合能峰值，对比例6粉末为535.4eV，对比例7粉末为536.1eV，对比例8为535.2eV。对比例5粉末的Δσs值高达19.3％，并且对比例6至8的粉末也为16.0至20.5％的高Δσs值。使用该粉末的磁带的ΔBm值也很高对比例5为8.7％，对比例6至8为6.2至10.3％。因此，这些粉末和使用这些粉末的磁带的具有较差的抗氧化性。
对比例9至12除将退火处理温度改为表2所示的以外，以与对比例1相同的过程获得对比例9至12的磁粉。表2给出了磁粉的性能以及使用这些粉末的磁带的评估性能。对比例9粉末具有532.9eV的结合能峰值，对比例10粉末为532.1eV，对比例11粉末为532.7eV，对比例12粉末为533.8eV。每种粉末都表现出高的Δσs值对比例9为15.9％，对比例10至12为15.4至16.2％。使用这些粉末的磁带的ΔBm值也很高对比例9为6.1％，对比例10至12为5.8至7.3％。因此，这些粉末和使用这些粉末的磁带具有较差的抗氧化性。
对比例13至16除将羟基氧化铁直接还原而不转化(煅烧)为α-氧化铁，随后经过稳定化处理，之后在氮气中于表2所示的温度下退火处理以外，以与对比例1相同的过程获得对比例13至16的磁粉。表2给出了磁粉的性能以及使用这些粉末的磁带的评估性能。对比例13粉末具有535.6eV的结合能峰值，对比例14粉末为533.4eV，对比例15粉末为534.8eV，对比例16粉末为535.4eV。每种粉末都表现出高的Δσs值对比例13为19.4％，对比例14至16为16.4至18.6％。使用这些粉末的磁带的ΔBm值也很高对比例13为9.8％，对比例14至16为7.2至8.1％。因此，这些粉末和使用这些粉末的磁带具有较差的抗氧化性。
对比例17至20除将羟基氧化铁直接还原而不转化(煅烧)为α-氧化铁，然后进行稳定化处理，之后在氮气中按表2所示的温度和持续时间进行退火处理以外，以与对比例1相同的过程获得对比例17至20的磁粉。表2给出了磁粉的性能以及使用这些粉末的磁带的评估性能。对比例17粉末具有534.2eV的结合能峰值，对比例18粉末为532.9eV，对比例19粉末为535.8eV，对比例20粉末为535.3eV。每种粉末都表现出高的Δσs值对比例17为17.8％，对比例18至20为15.8至23.2％。使用这些粉末的磁带的ΔBm值也很高对比例17为7.6％，对比例18至20为5.7至11.3％。因此，这些粉末和使用这些粉末的磁带具有较差的抗氧化性较差。
对比例21至24除在氮气中按表2所示的温度和持续时间进行退火处理以外，以与对比例1相同的过程获得对比例21至24的磁粉。表2给出了磁粉的性能以使用这些粉末的磁带的评估性能。对比例21粉末具有539.9eV的结合能峰值，对比例22粉末为534.8eV，对比例23粉末为536.7eV，对比例24粉末为537.0eV。每种粉末都表现出高的Δσs值对比例21为17.4％，对比例22至24为15.9至20.3％。使用这些粉末的磁带的ΔBm值也很高对比例21为7.4％，对比例22至24为5.9至12.9％。因此，这些粉末和使用这些粉末的磁带具有较差的抗氧化性。
图1显示了实施例1和对比例1的结合能峰值之间明确的不同，表明氧化物薄膜的形式有一些改变。同时，表征抗氧化性的Δσs值也有显著改善。
考虑由实施例2、对比例2和对比例3构成的组，由实施例3、对比例3和对比例7构成的组，和由实施例4、对比例4和对比例8构成的组，每组中的成员都使用相同的粒子核，这使得能够研究依赖于颗粒的钴含量的本发明的效果是否丧失。结果显示，在每种情形下，通过使用本发明的手段抗氧化性都得到了提高。
对比例1至4和实施例5至8的比较使得能够确定经过煅烧和不经过煅烧之间的区别；即，当还原开始时由颗粒的状态产生的差别。基于此，发现应用本发明的手段时，以羟基氧化铁作为还原的初始物质比用赤铁矿在性能上有更大的改善。
实施例1所获结果和实施例13至16所获得的结果的比较，使得能够确定基于在还原性气氛中退火处理的持续时间的性能和抗氧化性上的差异。这表明，较长的处理时间并非必然更有效，设定合适的退火处理的持续时间反而能更有效的改善性能。
通过实施例1与实施例17和18的比较能够确定所用还原气体的影响。该比较显示出不同的还原气体能带来磁粉性能上的不同，并且氢气是最适当的还原气体。
通过实施捌1和实施例9至12的比较，可以考察在还原气氛中进行的退火处理的合适的还原温度。结果显示，稍低的温度是优选的，300至400℃之间的温度尤为有益。
对比例9至24显示了磁粉的性能是如何通过氮气中进行的退火处理所用的退火条件而改变的。具体地，在以α-氧化铁为初始材料的对比例9至12和以羟基氧化铁为初始材料的对比例13至16中，退火温度不同而使用了相同的退火时间，接着在以羟基氧化铁为初始材料的对比例17至20和以α-氧化铁为初始材料的对比例21至24中，退火时间不同而使用了相同的退火处理温度，这揭示了这种变化时磁粉性能的影响。比较这些例子与实施例1显示出在退火过程中，用氢气气氛实施较弱的还原优于用惰性气体氮气。
实施例还显示出发现通过在常规的还原和氧化稳定化处理后再次向体系中引入氢气并且使磁粉再次进行退火处理，能够得到具有本文所描述的用ESCA测定的特性的磁粉，并且该磁粉具有良好的抗氧化性。同样，也能够获得性能比用常规方法获得的磁粉性能更优越的磁粉。本发明还适用于要求更高容量、密度和图象品质的磁记录介质，如家用视所设备所用的磁带以及数据备份应用中的存储磁带。
权利要求
1.一种用于磁记录介质的主要含铁的针状颗粒的铁磁金属粉，其特征在于该粉末具有以ESCA测量的525至532电子伏特(eV)的结合能峰植。
2.根据权利要求1的铁磁金属粉，其在60℃的恒温和90％的恒定相对湿度下保存一周后，表现出饱和磁化强度下降百分比Δσs小于15％，在此，σs(i)为在恒温和恒定湿度保存前的饱和磁化强度，σs(ii)为所述一周后的饱和磁化强度，Δσs＝100×(σs(i)-σs(ii))/σs(i)。
3.根据权利要求1的铁磁金属粉，其中针状颗粒具有不超过100nm的长轴长度。
4.根据权利要求1的铁磁金属粉，其中磁粉具有以Co/Fe原子百分比计不超过50％的钻含量。
5.根据权利要求1的铁磁粉，其中磁粉颗粒表面具有铁系氧化物。
6.一种用于磁记录介质的的铁磁金属粉，通过对还原得到的金属铁粉进行氧化处理，在还原气体中还原磁粉颗粒表面，及对磁粉颗粒再次进行氧化处理而获得。
7.一种制备用于磁记录介质的的铁磁金属粉的方法，包括对还原得到的金属铁粉进行氧化处理，在还原气体中还原磁粉颗粒表面，及对磁粉颗粒再次进行氧化处理。
8.根据权利要求7的方法，其中被还原的材料为羟基氧化铁。
9.根据权利要求7的方法，其中被还原的材料为α-氧化铁。
10.一种磁记录介质，其中磁性层由根据权利要求1的磁粉构成。
全文摘要
结合良好磁性能及氧化稳定性的用于磁记录介质的铁磁金属粉，以及使用该粉末的磁记录介质。制备磁粉的方法包括用氧气形成氧化物薄膜，然后在活性气体如CO或H
文档编号B22F9/16GK1971718SQ20051012169
公开日2007年5月30日 申请日期2005年11月23日 优先权日2005年11月23日
发明者绀野慎一, 井上健一, 上山俊彦 申请人:同和矿业株式会社