专利名称：一种掺铜包硅的磁记录材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种磁性材料，特别是既掺铜又包硅的磁记录材料及其制备工艺。
目前应用最广的磁记录材料是针状r-Fe2O3磁粉，它又是钴改性r-Fe2O3录相带磁粉的原料。一般制备r-Fe2O3磁粉采用硫酸亚铁和NaOH溶液反应，生成Fe(OH)2，通空气氧化生成针状α-FeOOH，生成它的溶液可为弱酸性或强碱性。但是在强碱性溶液中(称强碱法)制得的α-FeOOH的针形好，长轴与短轴之比(轴比)大，(晶形和轴比大小是衡量磁粉性好坏的重要参数，轴比愈大磁粉性能愈好)。经还原，氧化成r-Fe2O3磁粉后的矫顽力较在弱酸性溶液中所得到的r-Fe2O3磁粉的矫顽力高。因此一般都选用碱法制高矫顽力磁粉，日本人所申请的掺铜专利也是如此，他们目的在于制备掺铜针形好的磁记录材料，虽然他们通过掺铜碱法生产的磁粉针形好了，矫顽力有提高，但是由于未解决磁粉在还原和氧化过程中的粒子之间的粘结问题，颗粒粒度分布较宽，使之磁性能不可能大幅度提高，另外每批制备的磁粉重复性差。
参考文献(1)日本专利，公开特许公报(A)昭57-88034(2)磁记录材料，第3期P4(1986)本发明的目的，在掺铜的磁粉粒子外面进行包硅，使磁粉的粒子针形好，另外解决粒子之间粘结问题使颗粒粒度分布窄，进而大大地提高磁粉的矫顽力，和提高产品的重复性。
本发明是在铁黄制备过程中掺铜，继而在掺铜铁黄表面包硅，然后在较宽温度范围还原和氧化，并进行两次表面密实化处理，实现制备针形好的r-Fe2O3磁粉。
工艺流程首先制备α-FeooH然后包硅，经水洗、过滤，然后包附有(无)机物，再进行密实化处理，经还原、氧化，再一次包附有机物和密实化处理就制备出成品。
下面对上述的简要工艺流程分步说明(1)α-FeOOH合成反应采取一般的碱法制备α-FeOOH。在FeSO4和NaOH溶液沉淀过程中加入CuSO4，Cu/α-FeOOH从0.1-3wt%，在反应液的温度为40-50℃搅拌，通入空气使Fe(OH)2全部氧化，至Fe2+完全消失，反应结束。
(2)包硅α-FeOOH生成后，可以先包硅后水洗，亦可先水洗后包硅。方法如下将α-FeOOH在水中搅拌分散0.5小时，调PH值至7-9.温度可从室温至80℃。将Na2SiO3溶液加入反应器中，再搅拌0.5小时，终止反应。包硅量为0.1-2wt%(Si/α-FeOOH)。
(3)α-FeOOH有机物包附有机物可选用棉籽油，可溶性淀粉、皂化油等。方法将有机物用水或溶剂稀释，与FeOOH均匀混和成干糊状，在100℃左右烘干。包附有机物的重量为铁黄重量的1-10wt%均可。
(4)第一次密实化处理将混好的α-FeOOH在碾机滚轴间压碾至适当的表观密度为止，表观密度可从0.2-1.2克/(厘米)3，然后在烘房中烘干。
(5)还原处理还原温度可选在300-600℃。还原气氛为氢氮混合气体。时间一般为一小时。
(6)氧化处理温度可选在150-300℃。时间一般为一小时。以空气为氧化气氛。
(7)r-Fe2O3有机物包附方法如(3)节，但选用的有机物略有不同为钛酸酯、草酸和油酸钠等。
(8)r-Fe2O3二次密实处理如(4)节所述。
实施例1在3000ml反应器内加入166.8g FeSO4·7H2O溶于750ml水溶液，加入100.8g NaOH溶于750ml水溶液(升温至45℃，搅拌)。通入0.4l/h空气氧化Fe(OH)2，直到Fe
消失、水洗、过滤，在110℃干燥，α-FeOOH，包附2wt%皂化油，在400℃氢氮混合气中还原1小时成Fe3O40在280℃炉中空气氧化1小时成r-Fe2O3，其性能如下Hc(Oe)
(emu/g) ρ(g/cm)42078.60.16Hc矫顽力;比饱和磁化强度;ρ表观密度实施例2按实施例1的方法制备α-FeOOH，在反应器内冷到室温后调PH值至7-9，搅拌0.5小时，将Na2SiO3溶液加入，包硅量为0.5wt%，继续搅拌0.5小时。终止反应。水洗、过滤、烘干、粉碎。包附2%皂化油，在420℃氢氮混合气中还原1小时，在300℃空气中氧化1小时成r-Fe2O3，其性能如表1(a)。
表1Hc(Oe)s(emu/g)(g/cm)(a)45074.80.16(b)36175.40.65将上述r-Fe2O3磁粉包附2%钛酸酯，用碾机压至表观密度ρ＝0.65，其性能如表1(b)。
实施例3在3000ml容器中加入166.8g FeSO4·7H O溶于750ml水溶液，加入2wt% CuSO4·7H2O水溶液，再加入100.8g NaOH溶于750水溶液，升温至45℃搅拌，通0.4l/hr空气氧化Fe(OH)2，直到Fe2+消失，水洗、过滤，在110℃干燥，将α-FeOOH包2wt%皂化油，在400℃氢氮混合气体中还原1小时成Fe3O4，又在280℃炉中空气氧化1小时成r-Fe2O3磁粉，其性能如下Hc(Oe)
(emu/g) ρ(g/cm)44374.50.15实施例4如例3方法制备α-FeOOH待冷至室温后调PH值至7-9将Na2SiO3溶液加入反应器中，包硅量为0.5%，继续搅拌0.5小时，终止反应，水洗、过滤、烘干、粉碎、包附2%皂化油，在420℃氢氮混合气中还原1小时，在300℃通空气的炉中氧化1小时，得r-Fe2O3磁粉，其性能如表2(a)矫顽力Hc(Oe) 比饱和磁化强度
(emu/g) 表观密度ρ(g/cm)(a)46272.80.15(b)37173.10.6将上述所得r-Fe2O3磁粉，包附2wt%钛酸酯，用碾机压至表观密度ρ＝0.60，其性能如表2中(b)。
以上实施例所用化学试剂纯度均为化学纯。
本发明制备的包硅掺铜磁粉具有针形好，孔洞少，颗粒的分布窄，可大幅度提高磁粉的磁性能，与日本专利制得的磁粉相比如下磁参数 Hc
样品 (Oe) emu/g日本 385 68.4本发明 440 72本发明制备方法与国内外方法相比，生产效率高，更适合实际生产，不同批次产品的性能重复性好。
权利要求
以硫酸亚铁为基本原料，与氢氧化钠溶液反应，按通常的碱法制备铁黄的工艺路线，其特征在于在制备铁黄用FeSO4与NaOH溶液沉淀过程中加入CuSO4，其铜的含量按Cu/α-FeOOH从0.1-3wt%，在反应温度40-50℃搅拌，通入空气使Fe(OH)2全部氧化生成掺铜的α-FeOOH，然后把掺铜α-FeOOH在水中搅拌0.5小时，调PH值为7-9，温度在室温--80℃，将Na2SiO3加入反应器中，包硅量为Si/α-FeOOH=0.1-5wt%，再进行搅拌至少半小时；经过300-600℃还原成Fe3O4；再在150-300℃氧化成r-Fe2O3磁粉，并采用铁黄和磁粉两次表面密实化处理。
全文摘要
本发明涉及一种磁性材料及其制备方法，特别是既掺铜又包硅的磁记录材料及其制备工艺。本发明制备的磁记录材料针形好、孔洞少、而且颗粒粒度分布较窄，因而可获较高矫顽力，Hc＝440Oe本发明提供的方法生产工艺简单易行，重复性好，并且适于工业上推广生产。
文档编号G11B5/84GK1047583SQ89103370
公开日1990年12月5日 申请日期1989年5月23日 优先权日1989年5月23日
发明者李秀英, 冯远冰, 罗河烈 申请人:中国科学院物理研究所