專利名稱：一種摻銅包硅的磁記錄材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性材料，特別是既摻銅又包硅的磁記錄材料及其制備工藝。
目前應(yīng)用最廣的磁記錄材料是針狀r-Fe2O3磁粉，它又是鈷改性r-Fe2O3錄相帶磁粉的原料。一般制備r-Fe2O3磁粉采用硫酸亞鐵和NaOH溶液反應(yīng)，生成Fe(OH)2，通空氣氧化生成針狀α-FeOOH，生成它的溶液可為弱酸性或強(qiáng)堿性。但是在強(qiáng)堿性溶液中(稱強(qiáng)堿法)制得的α-FeOOH的針形好，長(zhǎng)軸與短軸之比(軸比)大，(晶形和軸比大小是衡量磁粉性好壞的重要參數(shù)，軸比愈大磁粉性能愈好)。經(jīng)還原，氧化成r-Fe2O3磁粉后的矯頑力較在弱酸性溶液中所得到的r-Fe2O3磁粉的矯頑力高。因此一般都選用堿法制高矯頑力磁粉，日本人所申請(qǐng)的摻銅專利也是如此，他們目的在于制備摻銅針形好的磁記錄材料，雖然他們通過摻銅堿法生產(chǎn)的磁粉針形好了，矯頑力有提高，但是由于未解決磁粉在還原和氧化過程中的粒子之間的粘結(jié)問題，顆粒粒度分布較寬，使之磁性能不可能大幅度提高，另外每批制備的磁粉重復(fù)性差。
參考文獻(xiàn)(1)日本專利，公開特許公報(bào)(A)昭57-88034(2)磁記錄材料，第3期P4(1986)本發(fā)明的目的，在摻銅的磁粉粒子外面進(jìn)行包硅，使磁粉的粒子針形好，另外解決粒子之間粘結(jié)問題使顆粒粒度分布窄，進(jìn)而大大地提高磁粉的矯頑力，和提高產(chǎn)品的重復(fù)性。
本發(fā)明是在鐵黃制備過程中摻銅，繼而在摻銅鐵黃表面包硅，然后在較寬溫度范圍還原和氧化，并進(jìn)行兩次表面密實(shí)化處理，實(shí)現(xiàn)制備針形好的r-Fe2O3磁粉。
工藝流程首先制備α-FeooH然后包硅，經(jīng)水洗、過濾，然后包附有(無)機(jī)物，再進(jìn)行密實(shí)化處理，經(jīng)還原、氧化，再一次包附有機(jī)物和密實(shí)化處理就制備出成品。
下面對(duì)上述的簡(jiǎn)要工藝流程分步說明(1)α-FeOOH合成反應(yīng)采取一般的堿法制備α-FeOOH。在FeSO4和NaOH溶液沉淀過程中加入CuSO4，Cu/α-FeOOH從0.1-3wt%，在反應(yīng)液的溫度為40-50℃攪拌，通入空氣使Fe(OH)2全部氧化，至Fe2+完全消失，反應(yīng)結(jié)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。方法如下將α-FeOOH在水中攪拌分散0.5小時(shí)，調(diào)PH值至7-9.溫度可從室溫至80℃。將Na2SiO3溶液加入反應(yīng)器中，再攪拌0.5小時(shí)，終止反應(yīng)。包硅量為0.1-2wt%(Si/α-FeOOH)。
(3)α-FeOOH有機(jī)物包附有機(jī)物可選用棉籽油，可溶性淀粉、皂化油等。方法將有機(jī)物用水或溶劑稀釋，與FeOOH均勻混和成干糊狀，在100℃左右烘干。包附有機(jī)物的重量為鐵黃重量的1-10wt%均可。
(4)第一次密實(shí)化處理將混好的α-FeOOH在碾機(jī)滾軸間壓碾至適當(dāng)?shù)谋碛^密度為止，表觀密度可從0.2-1.2克/(厘米)3，然后在烘房中烘干。
(5)還原處理還原溫度可選在300-600℃。還原氣氛為氫氮混合氣體。時(shí)間一般為一小時(shí)。
(6)氧化處理溫度可選在150-300℃。時(shí)間一般為一小時(shí)。以空氣為氧化氣氛。
(7)r-Fe2O3有機(jī)物包附方法如(3)節(jié)，但選用的有機(jī)物略有不同為鈦酸酯、草酸和油酸鈉等。
(8)r-Fe2O3二次密實(shí)處理如(4)節(jié)所述。
實(shí)施例1在3000ml反應(yīng)器內(nèi)加入166.8g FeSO4·7H2O溶于750ml水溶液，加入100.8g NaOH溶于750ml水溶液(升溫至45℃，攪拌)。通入0.4l/h空氣氧化Fe(OH)2，直到Fe
消失、水洗、過濾，在110℃干燥，α-FeOOH，包附2wt%皂化油，在400℃氫氮混合氣中還原1小時(shí)成Fe3O40在280℃爐中空氣氧化1小時(shí)成r-Fe2O3，其性能如下Hc(Oe)
(emu/g) ρ(g/cm)42078.60.16Hc矯頑力;比飽和磁化強(qiáng)度;ρ表觀密度實(shí)施例2按實(shí)施例1的方法制備α-FeOOH，在反應(yīng)器內(nèi)冷到室溫后調(diào)PH值至7-9，攪拌0.5小時(shí)，將Na2SiO3溶液加入，包硅量為0.5wt%，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)。終止反應(yīng)。水洗、過濾、烘干、粉碎。包附2%皂化油，在420℃氫氮混合氣中還原1小時(shí)，在300℃空氣中氧化1小時(shí)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將上述r-Fe2O3磁粉包附2%鈦酸酯，用碾機(jī)壓至表觀密度ρ＝0.65，其性能如表1(b)。
實(shí)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，升溫至45℃攪拌，通0.4l/hr空氣氧化Fe(OH)2，直到Fe2+消失，水洗、過濾，在110℃干燥，將α-FeOOH包2wt%皂化油，在400℃氫氮混合氣體中還原1小時(shí)成Fe3O4，又在280℃爐中空氣氧化1小時(shí)成r-Fe2O3磁粉，其性能如下Hc(Oe)
(emu/g) ρ(g/cm)44374.50.15實(shí)施例4如例3方法制備α-FeOOH待冷至室溫后調(diào)PH值至7-9將Na2SiO3溶液加入反應(yīng)器中，包硅量為0.5%，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，終止反應(yīng)，水洗、過濾、烘干、粉碎、包附2%皂化油，在420℃氫氮混合氣中還原1小時(shí)，在300℃通空氣的爐中氧化1小時(shí)，得r-Fe2O3磁粉，其性能如表2(a)矯頑力Hc(Oe) 比飽和磁化強(qiáng)度
(emu/g) 表觀密度ρ(g/cm)(a)46272.80.15(b)37173.10.6將上述所得r-Fe2O3磁粉，包附2wt%鈦酸酯，用碾機(jī)壓至表觀密度ρ＝0.60，其性能如表2中(b)。
以上實(shí)施例所用化學(xué)試劑純度均為化學(xué)純。
本發(fā)明制備的包硅摻銅磁粉具有針形好，孔洞少，顆粒的分布窄，可大幅度提高磁粉的磁性能，與日本專利制得的磁粉相比如下磁參數(shù) Hc
樣品 (Oe) emu/g日本 385 68.4本發(fā)明 440 72本發(fā)明制備方法與國內(nèi)外方法相比，生產(chǎn)效率高，更適合實(shí)際生產(chǎn)，不同批次產(chǎn)品的性能重復(fù)性好。
權(quán)利要求
以硫酸亞鐵為基本原料，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，按通常的堿法制備鐵黃的工藝路線，其特征在于在制備鐵黃用FeSO4與NaOH溶液沉淀過程中加入CuSO4，其銅的含量按Cu/α-FeOOH從0.1-3wt%，在反應(yīng)溫度40-50℃攪拌，通入空氣使Fe(OH)2全部氧化生成摻銅的α-FeOOH，然后把摻銅α-FeOOH在水中攪拌0.5小時(shí)，調(diào)PH值為7-9，溫度在室溫--80℃，將Na2SiO3加入反應(yīng)器中，包硅量為Si/α-FeOOH=0.1-5wt%，再進(jìn)行攪拌至少半小時(shí)；經(jīng)過300-600℃還原成Fe3O4；再在150-300℃氧化成r-Fe2O3磁粉，并采用鐵黃和磁粉兩次表面密實(shí)化處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁性材料及其制備方法，特別是既摻銅又包硅的磁記錄材料及其制備工藝。本發(fā)明制備的磁記錄材料針形好、孔洞少、而且顆粒粒度分布較窄，因而可獲較高矯頑力，Hc＝440Oe本發(fā)明提供的方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易行，重復(fù)性好，并且適于工業(yè)上推廣生產(chǎn)。
文檔編號(hào)G11B5/84GK1047583SQ89103370
公開日1990年12月5日 申請(qǐng)日期1989年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月23日
發(fā)明者李秀英, 馮遠(yuǎn)冰, 羅河烈 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院物理研究所