專利名稱：高磁熱穩(wěn)定性鈷改性r-三氧化二鐵磁粉及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備摻雜鈷改性γ-Fe2O3磁粉的方法，特別是制備具有高磁熱穩(wěn)定性的摻Mn或P的鈷改性γ-Fe2O3磁粉及其制備方法。
鈷鐵氧體包附的γ-Fe2O3磁粉是目前廣泛用于錄像和數(shù)字記錄磁帶及磁盤等方面的磁粉。但它存在矯頑力的磁熱穩(wěn)定性不夠好的缺點(diǎn)用它做成的磁帶，在磁場(chǎng)和溫度同時(shí)作用下，有原記錄的信號(hào)不易擦除，復(fù)印效應(yīng)大等缺點(diǎn)。Eiling等人在文章中提到(1)，發(fā)明了一種高磁熱穩(wěn)定性的鈷改性γ-Fe2O3磁粉，它在40℃和3000 Oe磁場(chǎng)作用100小時(shí)后，其矯頑力只下降了原來值的1%左右，但未給出這種磁粉的制備工藝。Marcot等人在其專利中敘述(2)，在制備FeOOH時(shí)，同時(shí)加入CoSO4溶液和磷酸反應(yīng)，經(jīng)還原和氧化后，制成含Co或含P的γ-Fe2O3磁粉。這樣可使磁粉的矯頑力提高。但他們并未談及這種磁粉的具體制備方法和磁粉矯頑力提高。但他們并未談及這種磁粉的具體制備方法和磁粉矯頑力的磁熱穩(wěn)定性是否好。
參考文獻(xiàn)(1)A.EilingandR.A.Rott，IEEET..Magn.MAG-21(5)(1985)1497(2)GuyC.Marcott，pulaski，va，U.S.P.4209412本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，為了提高鈷改性γ-Fe2O3磁粉的磁熱穩(wěn)定性，從而提供一種在鈷改性γ-Fe2O3磁粉表面用化學(xué)共沉淀方法包附一層Mn或p離子，在包附P時(shí)，還要經(jīng)過熱處理，使之形成CoxPyFe3-x-yO4磁粉(其中R為Mn.P)的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將γ-Fe2O3磁粉置于反應(yīng)器內(nèi)，加入10倍磁粉重量的蒸餾水升溫至90-100℃，用轉(zhuǎn)速約100轉(zhuǎn)/分的攪拌器邊攪拌，邊按順序加入FexSO4·7H2O，CoSO4·7H2O和MnSO4·7H2O溶液(或NaPO3)6溶液，經(jīng)10-60分鐘攪拌均勻后，仍邊攪拌邊加入濃度為200g/l的NaOH溶液。之后，繼續(xù)在90-100℃之間攪拌50-150分鐘后，過濾，用蒸餾水洗至PH＝6-8之間(中性)，在60-80℃下烘干，即可得高磁熱穩(wěn)定性的CoxRyFe3-x-yO4磁粉，其中R是Mn.P;還包含把CoxPyFe3-x-yO4磁粉，放入管式爐內(nèi)，在惰性氣氛下，加氮加熱到390℃熱處理2小時(shí)，再降至200-250℃之間，氧化5-15分鐘，形成CoxPyFe3-x-yO4磁粉。在反應(yīng)中所用CoSO4·7H2O FexSO4·7H2O，MnSO4·H2O，和(Napo3)6的量分別等于γ-Fe2O3磁粉重量的5-40Wt%.50-100Wt%.2.5-25Wt%.10-40Wt%，其余量為γ-Fe2O3和不可避免的雜質(zhì)。由于在鈷改性γ-Fe2O3磁粉的鈷鐵氧體表面層中，加入Mn離子，從而使鈷鐵氧體外延層變成鈷錳鐵氧體CoxMnyFe3-x-yO4;其中x＝y(tǒng)＝0.01-0.2生成CoxMnyFe3-x-yO4的主要化學(xué)反應(yīng)如下
由于引入Mn離子，使Co離子在磁場(chǎng)作用下遷移的激活能大大提高，不易遷移，進(jìn)而改善這種磁粉矯頑力的磁熱穩(wěn)定性。
將磷引入鈷改性γ-Fe2O3磁粉體內(nèi)后，得摻磷鈷改性CoxP鐵氧體Fe3-x-yO4;其中x＝y(tǒng)＝0.01-0.2，由于P經(jīng)過在惰性氣氛下熱處理而擴(kuò)散到晶體內(nèi)部，使鈷離子在磁場(chǎng)作用下遷移的激活能提高，因而也使這種磁粉矯頑力的磁熱穩(wěn)定性得到改善，主要化學(xué)反應(yīng)如下
本發(fā)明的高磁熱穩(wěn)定性鈷改性γ-Fe2O3磁粉的組成式如下CoxRyFe3-x-yO4;
其中x＝y(tǒng)＝0.01-0.2R＝Mn.P下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明實(shí)施例1在室溫下將10克針狀γ-Fe2O3磁粉(長(zhǎng)0.5μm，平均軸比10∶1，Hc-4000o)放入一個(gè)0.5立升的反應(yīng)容器內(nèi)，加蒸餾水200毫升，分散攪拌1小時(shí)。
分散完畢后，每間隔10分鐘依次加入95克/升CoSO4·7H2O溶液20毫升，200克/升NaOH溶液5毫升，125克/升FeSO4·7H2O溶液40毫升和200克/升NaOH溶液35毫升，反應(yīng)過程中應(yīng)不斷攪拌。20分鐘后將懸浮體系的溫度升至85℃，恒溫1小時(shí)，然后過濾，水洗至中性PH＝7。
將濾餅重新攪拌分散于200毫升蒸餾水中，用NaOH調(diào)整懸浮液的PH＝8.0，加入20克/升(NaPO3)6溶液20毫升，升溫至70℃，攪拌1小時(shí)，然后過濾在60℃以下烘干。
將上述包復(fù)好的磁粉放入管式爐內(nèi)，在N2氣氛下，390℃熱處理2小時(shí)，然后于210℃氧化10分鐘至粉末中亞鐵含量在1-3%。
所得產(chǎn)物化學(xué)成分的分析結(jié)果是Co2+3.49wt%，F(xiàn)e2+2.1wt%，P 0.88wt%VSM測(cè)定粉末Hc＝721 Oe σ8＝71.6emu/g涂片樣品Hc″＝803 Oe將涂片樣品放在3000Oe的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于膜片方向，在90℃退火12小時(shí)。
VSM測(cè)定磁退火后，涂片樣品H′0″＝788 Oe涂片樣品磁退火后矯頑力與磁退火前矯頑力之比H′0″/Hc＝98%。
實(shí)施例2將10克γ-Fe2O3磁粉置于反應(yīng)器內(nèi)，再加入200毫升蒸餾水，超聲分散30分鐘，按順序加入3.93克FeSO4·7H2O、1.19克CoSO4·7H2O和0.48克MnSO·H2O，加熱至95℃攪拌10分鐘，然后一邊攪拌一邊加入50毫升濃度為200克/升的NaOH溶液，加堿完畢后繼續(xù)在95℃攪拌1小時(shí)。經(jīng)水洗至中性，80℃下烘干(約烘15小時(shí))，得到摻Mn鈷改性γ-Fe2O3磁粉。
所得產(chǎn)物化學(xué)成分的分析結(jié)果是Mn/γ-Fe2O3＝1.5wt%，Co/γ-Fe2O3＝2.3wt%，F(xiàn)e2+/γ-Fe2O3＝2.0wt%.
用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得磁粉的磁性為γ-Fe2O3Hc＝360 Oe，σ3＝72emu/g，摻Mn鈷改性-γ-Fe2O3磁粉Hc＝600 Oe，σ3＝72emu/g。
涂片樣品的磁退火條件同實(shí)施例1涂片樣品磁熱退火前Hc＝610Oe涂片樣品磁熱退火后H′c＝577 Oe磁熱退火后與磁熱退火前矯頑力之比H′c/Hc＝94.6%。
實(shí)施例3此例用于摻Mn或P后所制備的磁粉性能相比較時(shí)，作參考例，按實(shí)施例1工藝制備鈷改性γ-Fe2O3磁粉，除不加入(NaPO3)6水溶液外，其余步驟均不變，VSM測(cè)定粉末，Hc＝729 Oe，σs＝73.2emu/g涂片樣品Hc″＝815 Oe涂片樣品按與實(shí)施例1相同的條件進(jìn)行磁退火，磁退火后涂片樣品H′c″/Hc″＝88%。
權(quán)利要求
1.一種制備高磁熱穩(wěn)定性鈷改性γ-Fe2O3磁粉的方法，包括下列步驟以γ-Fe2O3磁粉為原料置于反應(yīng)容器內(nèi)，邊攪拌邊按順序加入CoSO4·7H2O、FeSO4·7H2O，MnSO4·H2O或(NaPO3)6溶液加熱溫度到90-100℃之間，攪拌10-60分鐘，再邊攪拌邊加入濃度為200g/l的NaoH溶液，共50ml，加完為止，繼續(xù)恒溫在90-100℃之間，攪拌50-150分鐘后，過濾，用蒸餾水洗至中性PH=6-8之間，在60-80℃下烘干，制備摻雜鈷改性γ-Fe2O3得量百分比為5-40wt%的CoSO4·7H2O，50-100wt%的FeSo4·7H2O，2.5-25wt%MnSO4·H2O或10-40wt%的(NaPO3)6，余量是γ-Fe2O3和不可避免的雜質(zhì)。
2.按權(quán)利要求1所述的制備高磁熱穩(wěn)定性鈷改性γ-Fe2O3磁粉的方法，其特征在于還包括將上述60-80℃下烘干的摻雜鈷改性γ-Fe2O3磁粉放入管式爐內(nèi)，在惰性氣氛保護(hù)下加熱到390℃熱處理2小時(shí)，再降溫至200℃之間氧化5-15分鐘。
3.按權(quán)利要求2所述的制備高磁熱穩(wěn)定性鈷改性γ-Fe2O3磁粉的方法，其特征在于所述的惰性氣體是N2
4.一種按權(quán)利要求1所述的制備方法所直接制造的高磁熱穩(wěn)定性磁粉，其特征在于其組成為CoxRyFe3-x-yO4;其中x＝y(tǒng)＝0.01-0.2R＝Mn，P
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備摻雜鈷改性r-Fe
文檔編號(hào)C01G49/06GK1071027SQ92105419
公開日1993年4月14日 申請(qǐng)日期1992年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月10日
發(fā)明者羅河烈, 王桂華, 鐘夏平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院物理研究所