DE2022013C2 - Verfahren zur Herstellung eines nadelförmigen, mit Kobalt dotierten Gamma-Eisenoxyds - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines nadelförmigen, mit Kobalt dotierten Gamma-EisenoxydsInfo
- Publication number
- DE2022013C2 DE2022013C2 DE19702022013 DE2022013A DE2022013C2 DE 2022013 C2 DE2022013 C2 DE 2022013C2 DE 19702022013 DE19702022013 DE 19702022013 DE 2022013 A DE2022013 A DE 2022013A DE 2022013 C2 DE2022013 C2 DE 2022013C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cobalt
- compound
- iron oxide
- gamma
- alpha
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 24
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 19
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910002588 FeOOH Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000001869 cobalt compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 11
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 10
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 5
- 229910006540 α-FeOOH Inorganic materials 0.000 description 5
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 2
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- JZQOJFLIJNRDHK-CMDGGOBGSA-N alpha-irone Chemical compound CC1CC=C(C)C(\C=C\C(C)=O)C1(C)C JZQOJFLIJNRDHK-CMDGGOBGSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 2
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 2
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 2
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBGSZDIMJGOUPM-XXAVUKJNSA-M (z)-octadec-9-enoate;phenylmercury(1+) Chemical compound [Hg+]C1=CC=CC=C1.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O HBGSZDIMJGOUPM-XXAVUKJNSA-M 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021503 Cobalt(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229940011182 cobalt acetate Drugs 0.000 description 1
- -1 cobalt nitrate Chemical class 0.000 description 1
- QRXDDLFGCDQOTA-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) iron(2+) oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Fe+2].[Co+2].[O-2] QRXDDLFGCDQOTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L cobalt(II) acetate Chemical compound [Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Co+2] ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical class O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/68—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent
- G11B5/70—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer
- G11B5/706—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material
- G11B5/70626—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material containing non-metallic substances
- G11B5/70642—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material containing non-metallic substances iron oxides
- G11B5/70652—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material containing non-metallic substances iron oxides gamma - Fe2 O3
- G11B5/70668—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material containing non-metallic substances iron oxides gamma - Fe2 O3 containing a dopant
- G11B5/70673—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material containing non-metallic substances iron oxides gamma - Fe2 O3 containing a dopant containing Co
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
55
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung eines nadeiförmigen, mit Kobal; dotierten
Gamma-Eisenoxyds.
Es hat sich gezeigt, daß nadeiförmige, mit Kobalt
dotierte magnetische Eisenoxydpartikel gegenüber dem normalerweise verwendeten Gamma-Eisenoxyd für
Magnetbänder überragende Eigenschaften besitzen. Es sind bereits mehrere Verfahren zur Herstellung von
derartigen, mit Kobalt dotierten Oxyden angegeben worden. Diesen Verfahren haften jedoch verschiedene
Nachteile an. Beispielsweise besitzen die nach einigf-n
Verfahren hergestellten, mit Kobalt dotierten Partikel anstelle der gewünschten nadeiförmigen Gestalt eine
kubische Gestalt Bei anderen Verfahren werden teure Rohmaterialien verwendet, so daß diese Verfahren
keine wirtschaftliche Bedeutung gewonnen haben.
Aus der US-PS 32 78 440 ist ein Verfahren zur
Herstellung eines Kobalt-Ferrits (CoFe2O4) bekanntgeworden, bei dem zunächst ein Metallsalz einer
aliphatischen Csibc-ns5<"-e auf Eisenoxyd-Partikeln
abgeschieden wird. Dies erfoi^i durch Zusatz einet Ammoniumsalzes der Carbonsäure zu einer Dispersion
der Eisenoxyd-Partikel in einer wäßrigen Lösung eines Metallsalzes, wonach die Partikel aus der Lösung
entfernt und erhitzt werden.
Dies ist jedoch ein ziemlich komplexes und ineffektives Verfahren unter Verwendung eines Salzes
der Carbonsäure als eines der Ausgangsmaterialien. Somit ist ein großer Prozentsatz eines nicht reagierenden Materials vorhanden, d. h, der organische Anteil ist
vergleichsweise hoch.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von nadeiförmigen, mit Kobalt dotierten Gamma-Eisenoxydpartikeln
anzugeben, das bei Verwendung von relativ billigen Ausgangsmaterialien einfach gestaltet ist und bei dem
keine komplizierten konischen Vorgänge erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
daß eine Eisenverbindung aus der Gruppe FeOOH, Alpha-FejOj, Gamma-FezOs und Fe3O4 mit einem
Längen-Breitenverhältnis von wenigstens 1,5 bis 1 und
einer PartikelgröOe von 0,1 bis 2,0 Mikron zur Bildung eines Schlamms einer eine Kobaltverbindung enthaltenden Flüssigkeit gemischt wird, daß der Schlamm zur
Bildung einer trockenen Masse getrocknet und daß die Masse zur Bildung des nadeiförmigen, mit Kobalt
dotierten Gamma-Eisenoxyds gesintert wird.
Generell wird also nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine wäßrige Lösung aus Eisenoxydpartikeln
mit einer Kobaltlösung hergestellt, der sodann getrocknet wird, wobei die so erhaltenen Partikel wärmebehandelt werden, um das Kobaltsalz in Kobaltoxyd bzw. in
eine metallische Form zu überführen. Die speziell zur Anwendung kommende Verfahrensart hängt im Hinblick sowohl auf das Eisenoxyd als auch das Kobaltsalz
vom Ausgangsmaterial ab. In vielen Fällen sind mehrere Wege möglich. Wird FeOOH als Ausgangsmaterial
verwendet, so kann dieses Material zunächst mit einer Kobalt-Verbindung behandelt und dann umgeformt
werden. Andererseits kann es aber auch zunächst zu Alpha-Eisenoxyd dehydriert und dann mit der gewünschten Kobaltverbindung behandelt werden, wonach es aufgeheizt wird, um die Kobaltverbindung zu
zersetzen, woraus sich ein Kobaltoxyd oder ein mit Kobalt überzogenes Alpha-Eisenoxyd ergibt. In beiden
Fällen kann das Produkt dann unter Anwendung bekannter Techniken zu Magnetit reduziert und danach
zu Gamma-Eisenoxyd reoxydiert werden.
Wird Magnetit (FejO4) als Ausgangsmaterial verwendet, so wird diespi Material zunächst zu Gamma-Fe^Os
o/ydiert. Dieses Oxyd kann mit Kobaltsalz aufgeschlämmt und danach getrocknet werden. Das Kobaltsalz wird zur Zersetzung in die metallische Form erhitzt.
Wird Gamma-Eisenoxyd selbst als Ausgangsmaterial verwendet, so ist es natürlich lediglich erforderlich,
dieses Material mit Kobaltsalz aufzuschlämmen, es zu trocknen und das Kobaltsalz zu zersetzen, um das
gewünschte, mit Kobalt dotierte Gamma-Eisenoxyd zu
erzeugen.
In jedem Falle wird die Ausgangs-Eisen verbindung so
gewählt, daß sie eine nadeiförmige Gestalt besitzt; die nachfolgende Bearbeitung erfolgt derart, daß diese
nadeiförmige Gestalt erhalten bieibt-
Die Wahl der speziellen Kobalt-Verbindung ist nicht
so wesentlich; sie muß lediglich so gewählt werden, daß sie unterhalb 600° C zu Oxyd oder Metall zersetzbar ist,
weil die nadelförmige Gestalt der Eisenverbindung 2ersäön '4-?.-'Jcii kann, wenn eine höhere Temperatur
angewendet werden muß. Geeignete Salze sind Kobaltnitrat, -Azetat, -Hydroxyd und -Format Es ist
weiterhin erforderlich, daß das Kobaltsalz bis zu einem gewissen Grad in einem geeigneten Lösungsmittel
löslich ist, so daß eine gleichförmige Verteilung über den
Eisenpartikeln erhalten werden kann. Bei extrem löslichen Salzen, wie beispielsweise Kobaltnitrat, kann
darüber hinaus ein weniger losinJie^ Sa1? auf den
Eisenpartikeln abgeschieden werden. Bei Verwendung von Kobaltnitrat kann daher Sodiumhydroxyd hinzugesetzt werden, um das Kobalt als Kobalthydroxyd direkt
auf der Oberfläche der Partikel niederzuschlagen.
Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung ist es bevorzugt, daß der Kobalt-Dotierungswert bezogen
auf das vorhandene Eisen zwischen etwa 0,5 bis 25 Atom-% liegt Vorzugsweise kommt ein Atomprozentsatz von 1,5 bis 12 zur Anwendung. Bei tier Trocknung
der Eisenoxyd-Kobaltsalzmischung werden Temperaturen von unterhalb 600° C verwendet, weiche vorzugsweise im Bereich von 80 bis 150°C liegen. Entsprechend
kommen beim Sintern des metallischen Kobalts bzw. des Kobaltoxyds auf das Gamma-Eisenoxyd Temperaturen von unterhalb 600° C zur Anwendung, welche
vorzugsweise im Bereich von 250 bis 5000C liegen.
Bei der Eisenverbindung muß es sich um eine solche Verbindung handeln, weiche eine nadelförmige Gestalt
mit einem Längen-Breiten-Verhältnis von wenigsten; 1,5 bis 1 und einer mittleren Partikellänge zwischen 0,1
und 2,0 Mikron besitzt Eine derartige Verbindung ist entweder das Gamma-Eisenoxyd selbst oder eine in
dieses Oxyd überführbare Verbindung. Die Eisenverbindung wird daher aus der Gruppe.- FeOOH, AIpIIa-Fe2O3,
Gamntf-Fe^ und Magnetit(Fe3O4) ausgewählt.
Ist das Ausgangsmaterial gelbes Eisenoxyd (Alpha-FeOOH), so wird es zunächst bei einer Temperatur von
150 bis 6000C und vorzugsweise von 200 bis 450° C zu
Alpha-Fe2O3 dehydriert Bei der Reduzierung des Fe2O3
zu Magnetit kommen Temperaturen von unterhalb 6000C und vorzugsweise von 250 bis 4500C zur
Anwendung. Für die Reoxydierung des Magnetits zu Gamma-Eisenoxyd kommen Temperaturen von unter
6000C und vorzugsweise von 100 bis 500° C zur
Anwendung.
Im folgenden werden anhand von Beispielen Ausführungsformen der Erfindung.arläutert
Ein gelbes Eisenoxjd (Alpha-FeOOH) mit einer
mittleren Partikelgröße von 0,8 K'ikron 'Jinge und 0,15
Mikron Breite wird zunächst bei 371J0C zu Alpha-FejOj
dehydriert Zwei Teile des dehydrierten EL* .noxyds von
jeweils 1500 g werden zur Herstellung von dicken Pasten jeweils in einem Mischer mit Co(MOj)2 und einer
geringen Menge Wasser gemischt. Ein Teil wird dabei lediglich mit Wasser befeuchtet, um als Kontrolle zu
dienen. Die Pasten werden sodann in einen Ofen bei etwa 100°C getrocknet Auf diese Weise sind die
Alpha-FezOj-Partikel mit Co(NOj)J überzogen.
und durch ein »32 Mash-Sieb« gesiebt Die Pulverproben werden in einen Rotationsbrennofen bei 350" C eine
Stunde lang kalziniert, um das Co(NO3J2 zu CO3O4 zu
zersetzen. Im nächsten Schritt wird das AIpHa-Fe2O3 in
einer H2-Atmosphäre bei 375° C zwei Stunden lang zu
Fe3O4 reduziert Schließlich wird die Fe3O4-Co3O4-Mischung bei einer Temperatur von etwa 3000C in 1,5
Stunden zu einem mit Kobalt dotierten GiInWIa-Fe2O3
reoxydiert Diese erhaltenen Stoffe behalten die nadelförmige Partikelgestalt des Ausgangs-Eisenoxyd
und besitzen die folgenden magnetischen Eigenschaften:
Kontrolle
Atom-% Co 0 1,86 3,65
j Es wird von einem gelben Eisenoxyd (Alpha-FeOOH) 65 erhaltenen Produkt handelt es sich um vollständig
; 3 mit einer mittleren Partikelgröße von 0,6 Mikron Länge nadelförmige Partikel mit den folgenden magnetischen
\
von 0,1 Mikron Breite ausgegangen. Im übrigen ist die Eigenschaften:
;'![ Herstellung die gleiche wie bei Beispiel I. Bei dem
Probennummer 4 5
Atom-% Co
Koerzitivkraft
Koerzitivkraft
Sättigungsmagnetisierung
Remanenzmagnetisierung
235 Oe
LKi
3,5
435 0«
435 0«
5,0
518Oe
518Oe
6,5
560Oe
560Oe
74,0 emu/g 70,5 emu/g 73,6 emu/g 68,2 emu/g 71,5 emu/g
25,9 erau/g 28,2 emu/g 35,0 emu/g 36,2 emu/g 38,6 emu/g
25,9 erau/g 28,2 emu/g 35,0 emu/g 36,2 emu/g 38,6 emu/g
Es wird von einem gelben Eisenoxyd (Alpha-FeOOH) mit einer mittleren Partikelgröße von 0,4 Mikron Länge
und 0,07 Mikron Breite ausgegangen. Im übrigen ist die Herstellung die gleiche wie in den Beispielen 1 und 2.
Der so erhaltene Stoff besteht aus vollständig nadeiförmigen Partikeln mit den folgenden magnetischen
Eigenschaften:
Probennumuer 9 10
Atom-% Co
Koerzitivkraft H0
Sättigungsmagnetisierung
Remanenzmagnetisierung
Koerzitivkraft H0
Sättigungsmagnetisierung
Remanenzmagnetisierung
2,46 3,78
415 Oe 530 Oe
72,2 emu/g 70,7 emu/g
33,9 emu/g 39,6 emu/g
Als Ausgangsmaterial wird GaImHa-Fe2O3 mit einer
mittleren Partikelgröße von 0,4 Mikron Länge und 0,08 Mikron Breite verwendet Teile von je 1500 g
Gamma-FeÄ werden in einem Mischer mit 400 ml
einer Lösung gemischt, welche 250 g Co(NO3)J · 6 H2O
enthält Die so erhaltene Taste wird in einem Rotations-Brennofen in Chargen bei 1000C getrocknet.
Sodann werden die erhaltenen trockenen Klumpen zu einem feinen Pulver pulverisiert Das Pulver wird für
verschiedene Zeiten auf 400° C erhitzt, um das Co(NO3)2
in Co3O4 zu zersetzen und das Co3O4 in Gamma-Fe2O3
zu sintern, wodurch mit Kobalt dotiertes Gamma-Fe2O3
erhalten wird. Dabei ergeben sich folgende Ergebnisse:
Erhitzungs- Koerzitiv- Sättigungs- Remanenzzeit kraft magnetisie- magnetisierung
rung
1,5 Stunden 442 Oe
3 Stunden 455
9 Stunden 460
25 Stunden 485
71,9 emu/g 33,8 emu/g
71,8 34,5
72,8 35,6
70,3 35,9
Das Ausgangsmaterial und die Art der Probenherstel-
lung sind die gleichen wie im Beispiel 3 mit der Ausnahme, daß anstelle von Co(NO3)2 · 6 H2O Kobaltazetat,
Do(CH3COO)2 · 4 H2O verwendet wird. 1500 g
des aus der Dehydrierung von Alpha-FeOOH bei 3500C gewonnen Alpha-Fe2O3 werden mit 400 ml einer
Lösung gemischt, welche 186,5 g Co(CH3COO)V - 4 H3O
enthält Die sich dabei ergebende Taste wird sodann bei 900C getrocknet Die trockene Masse wird
zu einem feinen Pulver pulverisiert Dieses Pulver wird sodann in einen Brennofen gegeben. Dieser Ofen wird
auf 335°C aufgeheizt und für eine halbe Stunde auf dieser Temperatur gehalten, um das Kobaltsalz zu
Co3Ö2 zu zersetzen. Sodann wird das AIpha-Fe2O3 mit
H2 bei 3000C zu Fe3O4 reduziert Schließlich wird das
mit Kobalt dotierte Fe3O4 mit Luft bei einer Temperatur
von etwa 2300C zu mit Kobalt dotiertem Gamma-Fe2O3
oxydiert Der so erhaltene Stoff besitzt die folgenden magnetischen Eigenschaften:
35
Koerzitivkraft Hc 467 Oe
Sättigungsmagnetisierung 723 emu/g
Remanenzmagnetisierung 38,4 emu/g
Die mit Kobalt dotierten nadeiförmigen Gamma-
Eisenoxyd-Proben nach Beispiel 2 werden gemäß den folgenden Maßgaben auf Bänder aufgebracht
In eine »5-Quart-Kugelmühle« werden folgende Stoffe eingebracht und 48 Stunden lang gemischt:
1220 g von mit Kobalt dotiertem Gamma-Eisenoxyd,
1220 g von mit Kobalt dotiertem Gamma-Eisenoxyd,
U2g Ruß, 56 g Lezithin, 26 g Polyvinylchlorid, 300 g
Toluol, 356 g MEK (Methyläthylketon), 305g MIBK (Methylisobutylketon) und 460 g THF (Tetrahydrofuran);
danach werden folgende Stoffe zugesetzt und das Mischen 24 Stunden lang fortgesetzt: 131 g Polyvinyl-
chlorid-Harz, 131 g Polyurethanharz, 65 g Toluol, 45 g
MEK1 45 g MIBK und 1306 g THF. Die sich daraus ergebende Paste wird auf einen 234 χ 10~3 cm Polyesterfilm
aufgebracht, um eine Beschichtungsdiche von 0.762 χ 10-3 cm zu erhalten. Das Band besitzt dabei eine
->5 Breite von 0,635 cm. Diese Bänder werden auf einer
Maschine vom Typ Ampex AG-350 getestet. Dabei ergaben sich folgende Ergebnisse:
Co bezogen auf Gamma-Fe,O3
in Atom-%
SäHigungsausgang mit Vorspannung bei 38,10.10"' cm Wellen!*.age, db
| Band | 0 | B | 2,25 | C | ü | 5,0 | E | 6,5 |
| A | +9,75 | + 10,5 | +8,5 | + 10.5 | ||||
| +.'o,: | ||||||||
| Fortsei/u ng | 20 | Band | 22013 | +6,0 | C | 8 | D | E | |
| 7 | A | +5,5 | +4,5 | +9,0 | |||||
| +6,0 | -29,5 | ||||||||
| bei 9.425.10"3 cm Wellen | -30,0 | -30,5 | -25,0 | ||||||
| länge, db | -35,0 | B | + 10,0 | ||||||
| bei O.635.1O"3 cm Wellen | + 10,0 | +9,0 | + 11,0 | ||||||
| länge, db | + 10,2 | ||||||||
| Sättigungsausgang ohne | |||||||||
| Vorspannung bei | +6,0 | ||||||||
| 38,10.10"J cm Wellen | +6,5 | +6,5 | +9,5 | ||||||
| länge, db | +6,5 | -28,0 | |||||||
| bei 9,425.10~3 cm Wellen | -29,0 | -29,0 | -19,5 | ||||||
| länge, db | -39,0 | -58,0 | |||||||
| bei 0,635.10" 3 cm Wellen | -58,0 | -54,0 | -55,0 | ||||||
| länge, db | -46,0 | ||||||||
| Gemessenes (weighted) | |||||||||
| Rauschen, db | |||||||||
Es zeigt sich, daß Bänder mit kobalt-dotiertem Gamma-Eisenoxyd Bänder mit Gamma-Eisenoxyd
ohne Kobaltdotierung überlegen sind. Die Verbesserung des Sättigungsausgangs bei einer Wellenlänge von
0,635 xl0-Jcm beträgt bis zu 10 db, während die
Verbesserung des gemessenen (weighted) Rauschens bis zum 12 db beträgt.
Beispiele 7bis 10
In einem mit einem Turbinenrührwerk ausgerüsteten 20-Gallonen-Tank werden 4500g Alpha-FeOOH oder
4230 g AIpIIa-Fe2Oj mit einer mittleren Partikelgröße π
von 0,5 Mikron Länge und 0,08 Mikron Breite und eine vorberechnete Menge von Kobaltnitrat eingebracht,
wobei die Kobaltmengc so berechnet ist, daß das Endprodukt einen vorgegebenen Prozentsatz an Kobaltdotierung
aufweist. Weiterhin werden in den Tank 79 I Wasser eingefüllt, wonach das Rührwerk betätigt
wird, um das Pulver zu einem feinen Schlamm zu dispergieren und das Kobaltsalz zu lösen. Dabei wird
der Tank auf 65°C aufgeheizt. In den Tank wird weiterhin eine 0,5 N-NaOH-Lösung in eine Menge von
2 bis 3 l/h eingebracht, um das Kobalt als kolloidales Co(OH)2 niederzuschlagen. Das so gebildete Co(OH^
wird an der Oberfläche der Alpha-FeOOH- oder Alpha-FeÄ-Partikel adsorbiert. Die Reaktion wird
gestoppt, wenn das gesamte Kobalt durch Zusatz einer äquivalenten Menge NaOH niedergeschlagen ist. Der
Schlamm wird gefiltert und gewaschen, um das lösliche Salz NaNOj zu entfernen.
Der gefilterte Stoff wird in einem Ofen getrocknet und zu einem feinen Pulver pulverisiert. ICOOg Pulver
werden sodann in einer? CharE?:?-6reniiofeii von
15,24 χ 30,48 ct.j eingebracht, welcher zur Dehydrierung
des Co(OH)2 auf 370°C aufgeheizt wird. Wird Alpha-FeOOH als Ausgangsmaterial verwendet, so wird die
Ofentemperatur für 15 Min. oder langer auf 3700C
gehalten, um die Dehydrierung des FeOOH zu vervollständigen. Danach wird die Ofentemperatur auf
3300C abgesenkt und Wasserstoffgas mit einer Strömungsraie von 3 SCFH in den Ofen eingeleitet, um das
Fe2Oj zu FejO4 zu reduzieren.. Das FeiO.« wird mittels
Luft bei einer Temperatur von unter 250°C zu Gamma-f-e:O3OxyHierL
Währcno. der Dehydrierung, der Reduktion und der
Reoxydation dring! das KotjU in das Eisenoxydgittci
ein, woraus sich ein mit Kobalt dotiertes Gamma-Eisenoxyd ergibt.
| Beispiel |
Ausgangs-
materia] |
Atom-% Co | Koerzitivkraft |
Särtigungs-
magnetisierung |
Remanenz-
magnetisierung |
| 7 | Alpha | 4,02 | 5« Oe | 70,8 emu | 39,7 emu |
| 8 |
FeOOH
Alpha |
4,90 | 765Oe | g 71,0 emu |
g 42,6 emu |
| 9 |
Fe2O3
Alpha |
3,94 | 610Oe | g 71,4 emu |
g
40,0 emu |
| 10 |
Fe2O3
Alpha |
3,10 | 540Oe |
g
69,8 emu |
g 35,6 emu |
| Fe2O3 | g | g |
Anstelle des Co(NOj)2 können andere wasserlösliche
Kobaltsalze und anstelle des NaOH Alkalibildner oder Erdalkalihydroxyde verwendet werden.
Die Stoffe nach den Beispielen 8 und 9 wurden nach folgender Maßgabe auf Bänder aufgebracht:
1309 Teile von mit Kobalt dotiertem Gamma-Fe2Oj,
!;> Teile Ruß, 31 Teile butyliertes Melaminformaldehyd
Harz, 60 Teile Lezithin, 11 Teile Phenylquecksilberoleat,
218 Teile MEK, 150 Teile MIBK, 1518 Teile THF, 14 (eile Spermöl, 140 Teile Vinylidolu'iloridacrylnitril.
IU
140 Teile Polyurethan. Die Ingredienzen werden in einer Kugelmühle eingebracht, um die magnetischen
Partikel zu malen und zu dispergieren. Sodann wird der Schlamm auf einen 2,286 χ 10-3 cm dicken Mylar-Film
aμfgebracht, um eine Beschichtung von 0,762 χ 10-3cm
zu erhalten. Die Breite der Bänder beträgt 1.27 und 2,54 cm.
Die Bänder mit 1,27 cm Breite wurden auf einer Maschine vom Typ IBM 2400 bei einer Bandgeschwindigkeit
von 105,25 cm/sec getestet. Dabei ergeben sich folgende Ergebnisse:
Auslesung - mV Spitze zu Spitze 200 PCI 556 FCl 800 FCI
1600 FCl 3200 FCI
IBM Master Tape 15 dB
Band mit magnetischen Partikeln 16 dB nach Beispiel 9
Band mit magnetischen Partikeln 17 dB nach Beispiel 8
14,3 dB 13,3 dB 10 dB 4,8 dB
16,0 dB ίό,ϋ dB 14,5 dB 8,5 dB
16,0 dB ίό,ϋ dB 14,5 dB 8,5 dB
17,0 dB 17,0 dB 15,5 dB 9,5 dB
Weiterhin wurden die Bänder mit 1,27 cm Breite auf Band mit magnetischen Partikeln
einer Maschine vom Typ Ampex VR-75OO getestet. C nach Beispiell 131% Ausgang
Dabei ergeben sich folgende Ergebnisse: Band mit magnetischen Partikeln
B nach Beispiel 1 160% Ausgang
Band mi', undotiertcm Gamma-FejOj 100% Ausgang
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung eines nadeiförmigen,
mit Kobalt dotierten Gamma-Eisenoxyds, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eisenverbindung aus der Gruppe PeC-CH, Alnha-FezOj,
Gamma-FeaOs und Fe;jO4 mit e'mcn: Langen-Breiten-Verhältnis von wenigstens 1,5 bis 1 und einer
Partikelgröße von 0,1 bis 2,0 Mikron zur Bildung eines Schlamms mit einer, eine Kobaltverbindung
haltenden Flüssigkeit gemischt wird, daß der Schlamm zur Bildung einer trockenen Masse
getrocknet und daß die Masse zur Bildung des nadeiförmigen, mit Kobalt dotierten Gamma-Eisenoxyds gesintert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kobaltverbindung aus der Gruppe
Kobaltnitrat, -Azetat, -Hydroxyd oder -Format
ausgewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß bezogen auf das Gamma-Eisenoxyd 0,5 bis 25 Atom-% Kobalt ausgewählt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Eisenverbindung
AIpha-FeOOH verwendet wird, und daß diese Verbindung vor dem Mischen mit der Kobaltverbindung zu Alpha- FejO3 dehydriert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Eisenverbindung
Alpha-FeOOH vevwendet wird und daß diese Verbindung mit der Kobaltverbindung gemischt und
danach zur Dehydrierung der Eisenverbindung und zur Reduzierung der Kobaltverbindung erhitzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung bei einer Temperatur
von 1500C bis 6000C durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Eisenverbindung
FeOOH verwendet wird und daß diese Verbindung bei einer Temperatur von 1500C bis 600°C zu
Alpha-FeiOj dehydriert, sodann bei einer nicht über
600° C liegenden Temperatur in einer gasförmigen Atmosphäre zu Magnetit reduziert und sodann in
einer sauerstofffreien Atmosphäre bei einer Temperatiir von 100 bis 6000C zu Gamma-Eisenoxyd
oxydiert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Eisenverbindung
Gamma-Eisenoxyd gewählt wird, und daß die so Kobaltverbindung mit dem Gamma-Eisenoxyd erhitzt wird, um das Kobalt auf die Oberfläche des
Gamma-Oxyds zu sintern.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US82270969A | 1969-05-07 | 1969-05-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2022013A1 DE2022013A1 (de) | 1970-11-19 |
| DE2022013C2 true DE2022013C2 (de) | 1982-11-25 |
Family
ID=25236749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19702022013 Expired DE2022013C2 (de) | 1969-05-07 | 1970-05-05 | Verfahren zur Herstellung eines nadelförmigen, mit Kobalt dotierten Gamma-Eisenoxyds |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE750031A (de) |
| DE (1) | DE2022013C2 (de) |
| FR (1) | FR2047369A5 (de) |
| GB (1) | GB1268458A (de) |
| NL (1) | NL7004295A (de) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2243231C2 (de) * | 1972-09-01 | 1982-01-28 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur Herstellung von Cobalt-dotiertem γ-Eisen(III)oxid |
| DE2639250C2 (de) * | 1976-09-01 | 1985-12-12 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur Herstellung von nadelförmigem, kobaltdotiertem magnetischem Eisenoxid |
| JPS54122664A (en) | 1978-03-16 | 1979-09-22 | Kanto Denka Kogyo Kk | Production of magnetic powder for magnetic recording based on iron |
| JPS54122663A (en) | 1978-03-16 | 1979-09-22 | Kanto Denka Kogyo Kk | Production of magnetic powder for magnetic recording based on iron |
| DE2903593C3 (de) * | 1979-01-31 | 1982-05-06 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Kobalt-dotierte ferrimagnetische Eisenoxide und Verfahren zu deren Herstellung |
| DE2905351A1 (de) | 1979-02-13 | 1980-08-21 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von nadelfoermigem kobalthaltigem, magnetischem eisenoxid |
| DE2905352A1 (de) | 1979-02-13 | 1980-08-21 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von nadelfoermigem kobalthaltigem magnetischem eisenoxid |
| DE2935444A1 (de) * | 1979-09-01 | 1981-03-19 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung von nadelfoermigen ferrimagnetischem eisenoxid |
| NL8204778A (nl) * | 1981-12-09 | 1983-07-01 | Japan Metals & Chem Co Ltd | Werkwijze voor het bereiden van ferromagnetische oxyden. |
| JPS60137002A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Toda Kogyo Corp | 磁気記録用板状Baフエライト微粒子粉末の製造法 |
| CN113106484B (zh) * | 2021-04-07 | 2022-07-01 | 西南大学 | 一种基于α型氧化铁蠕虫状纳米结构阵列的光阳极的水热制备方法及其产品和应用 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB721630A (en) * | 1951-08-29 | 1955-01-12 | Anorgana Gmbh | Method for the production of ª†-fe o of improved magnetic properties |
| GB719283A (en) * | 1951-09-20 | 1954-12-01 | Philips Electrical Ind Ltd | Improvements in or relating to a method of producing finely divided magnetic iron oxide |
| DE936392C (de) * | 1953-12-03 | 1955-12-15 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von magnetischen Eisenoxyden |
| US3117933A (en) * | 1959-06-12 | 1964-01-14 | Bayer Ag | Process for the production of needleshaped, cobalt-containing gamma-ferric oxide crystalline particles |
| US3278440A (en) * | 1960-11-22 | 1966-10-11 | William J Schuele | Shaped fine particle ferrites and method for their preparation |
-
1970
- 1970-03-25 NL NL7004295A patent/NL7004295A/xx unknown
- 1970-03-25 GB GB1443470A patent/GB1268458A/en not_active Expired
- 1970-05-05 DE DE19702022013 patent/DE2022013C2/de not_active Expired
- 1970-05-06 BE BE750031D patent/BE750031A/xx not_active IP Right Cessation
- 1970-05-06 FR FR7016520A patent/FR2047369A5/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE750031A (fr) | 1970-10-16 |
| NL7004295A (de) | 1970-11-10 |
| DE2022013A1 (de) | 1970-11-19 |
| FR2047369A5 (de) | 1971-03-12 |
| GB1268458A (en) | 1972-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2534301C2 (de) | Magnetisches Aufzeichnungsmaterial | |
| DE3700943C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Lepidokrokit | |
| DE2022013C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines nadelförmigen, mit Kobalt dotierten Gamma-Eisenoxyds | |
| DE2434096A1 (de) | Verfahren zur herstellung nadelfoermiger, eisenhaltiger ferromagnetischer metallpigmente | |
| EP0014902B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von nadelförmigem kobalthaltigem magnetischem Eisenoxid | |
| DE2811473C2 (de) | ||
| DE68923544T2 (de) | Magnetische Eisenoxydteilchen und Verfahren zu ihrer Herstellung. | |
| DE3130425C2 (de) | ||
| EP0176919A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von feinteiligem isotropen Ferritpulver mit Spinellstruktur | |
| DE69321531T2 (de) | Granulierte Teilchen für magnetische Teilchen für magnetische Aufzeichnung und Verfahren für ihre Herstellung | |
| DE2252564B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von kobaltdotiertem metallischem Eisenoxid | |
| EP0014903B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von nadelförmigem kobalthaltigem magnetischem Eisenoxid | |
| DE3312243C2 (de) | ||
| DE3228021C2 (de) | ||
| DE2428875C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von &gamma;-Eisen(III)oxid | |
| EP0024692B1 (de) | Verfahren zur Herstellung nadelförmiger ferromagnetischer Eisenteilchen und deren Verwendung | |
| DE3344299C2 (de) | ||
| DE2650890C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von nadelförmigem, kobaltdotiertem, magnetischem Eisenoxid | |
| DE2943017A1 (de) | Verbessertes, mit kobalt modifiziertes magnetisches eisenoxid | |
| DE2829344C2 (de) | ||
| DE3028556C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines magnetisch stabilen Eisenpulvers | |
| DE69021132T2 (de) | Plattenförmige Magnetitteilchen und Verfahren zu ihrer Erzeugung. | |
| DE2930447A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines magnetpulvers | |
| DE3787317T2 (de) | Magnetischer Aufzeichnungsträger und Herstellung desselben. | |
| DE2447386C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von &gamma;-Eisen(III)oxid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| D2 | Grant after examination |