[發明專利]一種高密度磁性記錄用的氧化鐵磁性粉末的制備方法

無效

• 申請號: 98104055.1
• 申請日: 1998-01-20
• 公開（公告）號: CN1061452C
• 公開（公告）日: 2001-01-31
• 發明（設計）人: 朱以華;李春忠;吳秋芳
• 申請（專利權）人: 上海華明高技術(集團)有限公司
• 主分類號: G11B5/84
• 分類號: G11B5/84;H01F1/11
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 林蘊和

本發明涉及一種氧化鐵磁性粉末制備方法的改進，這個新的制備方法適合于制取粒子表面及粒子內部無空洞的高密度的針狀氧化鐵或含雜氧化鐵磁性粉末。

近年來，隨著磁記錄向著高密度、高輸出方向發展，要求氧化鐵磁性粉末具有大的比飽和磁化強度σ_s和高矯頑力H_c。通常制取磁性氧化鐵粒子是以針狀氧化鐵水合物為原料，在300℃下加熱脫水，制成α-Fe₂O₃，在300℃～400℃下還原成Fe₃O₄，再根據需要在200℃～300℃下氧化成γ-Fe₂O₃。這樣在低溫下脫水，熱處理制取的針狀結晶Fe₃O₄或γ-Fe₂O₃具有形狀各向異性，并保持了粉末粒子針狀結晶。

然而，氧化鐵水合物脫水時易產生空洞，經還原、氧化等熱處理，生成Fe₃O₄或γ-Fe₂O₃表面及粒子內部也有很多空洞，而且粒子間出現加橋現象，影響粒子的磁性能和在磁漿中的分散性。在上述工藝中，提高熱處理溫度，可使針狀氧化鐵磁性粉末的比飽和磁化強度有所增加，但是，這樣得到的氧化鐵粉末粒子的針形發生畸變，并且粒子之間發生嚴重燒結。因此，得到的針形氧化鐵粉末粒子的矯頑力變得非常低。

為了克服這些缺點，以前已進行過一些改進實驗，如JP?7383100，JP?7441299和USP?4133677。這些實驗采用在氧化鐵或氧化鐵水合物粒子的懸浮體中加入可溶性的硅酸鹽的表面處理方法，使粒子表面沉淀包覆一層抗燒結的氧化硅膜，從而在提高熱處理溫度，消除空洞的同時，保持粒子針形不變壞。典型的工藝包括：

將氧化鐵、氧化鐵水合物或它們各自含雜的化合物制成懸浮體，同時調節懸浮體的pH值至堿性，在非氧化氣氛中進行攪拌，加無定形水溶性硅酸鹽，得到SiO₂晶體包覆的針狀金屬氧化物粒子。

然而，這種方法需要消耗大量的酸、堿和非氧化保護性氣體，而且SiO₂包覆完畢，需要進行過濾和洗滌。另外，這種方法在形成SiO₂包覆膜的同時，由于在加入酸中和的過程中，難免造成局部過度酸性，也會形成少量SiO₂粒子沉淀。這種SiO₂粒子參差不齊地落在氧化鐵粒子表面，不利于防燒結。此外，硅酸鹽中的陽離子不可避免地會進入氧化鐵粉末中，影響產品性能。

近年來，有文獻報導利用有機硅水解在液相中對α-氧化鐵粒子表面包覆SiO₂膜(Y．Azuma，K．Nogami?and?N．Ohshima，J．Ceram．Soc．Jpn．100(5)，1992，646-651)，該工藝包括：把α-氧化鐵粒子分散在氨水-乙醇混合溶液中，然后加入正硅酸乙酯(TEOS)-乙醇溶液進行SiO₂包覆，包覆完畢，再進行過濾洗滌，最后真空干燥。

然而，這種方法的最大缺點是浪費了乙醇，且干燥麻煩，若采用普通的加熱干燥，因有殘留的乙醇，危險性大，因此，目前還沒有產業化價值。

采用流化床反應器-化學氣相淀積(FBR-CVD)方法進行粒子表面包覆，是近幾年來發展起來的又一新技術(S．Morooka，T．Okubo?and?K．Kusakabe，PowderTech．63，1990，105-112)。其特點是不需要進行液固分離與干燥，易于實現精密控制，本發明人在這一方面進行了大量的研究，在氧化鋁表面包覆氧化鈦體系的研究中發現(李春忠，韓今依，華彬等，無機材料學報，9(4)，1994，404-410)，在FBR-CVD包覆中，既存在粒子表面均勻膜層的成膜包覆，也存在粒子表面顆粒堆積的成核包覆。成核包覆是由于該體系反應過程中有較高的TiO₂氣相成核幾率。但對于防燒結，要求粒子表面的保護膜應當是致密的成膜包覆形成的膜。

本發明的目的在于克服現有技術的上述缺點，提供一種制備高密度磁性記錄用的氧化鐵磁性粉末的方法，它通過采用流化床反應器，在熱處理過程中用化學氣相淀積方法，以有機硅作為包覆原料，利用氧化鐵水合物受熱脫水，在粒子表面水解反應包覆SiO₂。這種方法有利于控制粒子表面均勻包覆SiO₂晶膜，提高抗燒結溫度，避免有害的雜質陽離子，提高生產效率。

本發明的構思是這樣的：