DE2365178C2 - Verfahren zur Herstellung von magnetischen Materialien mit Austauschanisotropieverhalten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von magnetischen Materialien mit AustauschanisotropieverhaltenInfo
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Description
[(CoO)^(NiO)1 _J,
jeweils mit Werten für χ von 0,05 bis 0,96, enthalten,
durch oberflächliche Oxidation eines Materials mit einer zumindest äußeren ferromagnetischen Schicht
der Zusammensetzung A zur antiferromagnetischen Phase B, wobei die Phase B mit der Phase A
magnetisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmittel zur Erzeugung
der antiferromagnetischen Phase B Distickstoffoxki JN2O) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet,
daß die Oxidation bei einer Temperatur bis zu 450° C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Oxidationsmittel im Gemisch mit Inertgasen zur Anwendung gelangt
4. Verwendung von magnetischen Materialien nach Anspruch 1 als Magnetpigment für die
Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern.
35
Gegenstand der Erfindung >rt ein Verfahren zur
Herstellung magnetischer Materialien, welche eine Phase A mit ferromagnetischem Spinsystem, insbesondere
einem Mischkristall aus Kobalt- und Nickelmelall, and eine Phase B mit antiferromagnetischem Spinsy· -to
Item insbesondere in der oxidierten Form der MetallzusammenseUung der Phase A, enthalten, wobei
jeweils eine Phase im Kristallverband so mit der anderen verbunden ist, daß beide Spinsysteme unterhalb
tiner materialspezifischen Temperatur, der Neei-Tem- «
peratur, miteinander gekoppelt sind und eine verschieden große Remanenz nach Sättigung in den beiden
Polaritätsrichtungen zeigen. Diese Materialien sind außerdem gekennzeichnet durch eine Teilchengröße,
die magnetisches Einbereichsverhalten aufweist.
In der allgemeinen Betrachtung der magnetischen Erscheinungen bezeichnet man Stoffe als paramagnetisch,
wenn die Atome, aus denen sie aufgebaut sind, ein permanentes magnetisches Moment haben und zwitchen
ihnen keine oder nahezu keine Wechselwirkungen bestehen. Sind dagegen die Wechselwirkungen
Itark, dann bewirken die Austauschkräfte, daß die Momente benachbarter Atome parallel zueinander
ausgerichtet werden. Bei gleichsinniger Ausrichtung der Momente, d. h. positiver Wechselwirkung, hat dies ein so
ferromagnetisches Verhalten zur Folge, bei negativer Wechselwirkung und gleichem Betrag Antiferromagnetismlis
und bei ungleichem Betrag Ferrimagnelismus.
Das bei ferro- oder ferrimagnetischen Stoffen nach außen wirksame magnetische Moment kann durch
äußere Magnetfelder beeinflußt werden. Bei kontinuierlicher
Feldumkehr kehrt sich auch die Magnetisierung, teilweise diskontinuierlich, in die entgegengesetzte
Richtung um. Der Vorzeichenwechsel erfolgt bei vielen Materialien nicht im Nulldurchgang des Feldes, sondern
bei einem endlichen Gegenfeld, der Koerzitivkraft. Bei einem kompletten Durchlauf des äußeren magnetischen
Feldes erhält man bei permanentmagnetischen Stoffen die sogenannte Hysterese.
Grenzen nun zwei Phasen, ein ierromagnetischer und
ein antiferromagnetischer Kristallbereich, derart aneinander, daß sich eine magnetische Wechselwirkung über
die eine Kristallebene hinaus fortsetzen kann, dann erhält man eine Austauschwechselwirkung, die als
Austauschanisotropie bekannt ist (W. H. Meiklejohn, J. Applied Physics, Vol. 33, SuppL to No. 3 (1962), S.
1328 ff).
Um den gewünschten Effekt einer bevorzugten Richtung der Kopplung beider Systeme zu erreichen, ist
es notwendig, daß die Curie-Temperatur Tc des ferromagnetischen Materials, d. h. diejenige Temperatur,
bei der die Wärmebewegung die magnetische Ordnung auflöst, höher liegt als die Neel-Temperatur Tn
des antiferromagnetischen Materials. Unter dieser Bedingung orientiert sich oberhalb Tn die magnetisierung
der ferromagnetischen Phase entsprechend einem von außen angelegten großen magnetischen Feld. Bei
einer anschließend gewählten Temperatur kleiner Tn
ordnet sich die dem ferromagnetischen Material zunächst gelegene Ebene der magnetischen Momente
des antiferromagnetischen Materials in gleicher Richtung, während die weitere Ordnung dann antiferromagnetisch
erfolgt Für den Fall, daß die antiferromagnetische Ordnung stark an das Kristallgitter gebunden ist,
d. h. bei hoher Kristallanisotropie, wird die Magnetisierung des ferromagnetischen Materials durch die
Kopplung in derselben Richtung gehalten, welche beim Abkühlen unter die Neel-Temperatur auf das Material
eingewirkt hatte. Ein solches Material besitzt vektorielle Anisotropie und im alternierenden Feld erhält man eine
parallel zur Feldrichtung verschobene Hysterp-sekurve.
Neben diesem Effekt findet man als Merkmal der Austauschanisotropie bei Stoffe'· mit hoher Kristallanisotropie
eine Drehmomentkurve mit dem Verlauf einer sin-0-Funktion, während die Rotationshystereseverluste
in hohen Feldern meist nicht mehr Null sind.
Eine wichtige Voraussetzung für einen auf den Austausch beruhenden meßbaren Effekt ist, daß das
ferromagnetische Material aus einem magnetischen Einbereich besteht. Nur in einem magnetischen
Einbereich ist durch die Wechselwirkung der atomaren magnetischen Momente die spontane Magnetisierung
einheitlich und damit die Kopplung an den Antiferromagneten
über die Grenzfläche vollständig wirksam.
An Stoffen, die solche Eigenschaften aufweisen, sind
vor allem die Systeme Kobalt-Kobaltoxid und Nickel-Nickeloxid bekannt (US-PS 31 10 613). Weiter wird das
Verhalten der Austauschanisotropie in der Literatur auch bei Eisen-Eisen(II)-oxid,*-Eisen(IH)-oxid, Lanthanferrit,
einigen Legierungen des Mangans, des Eisens u. a. beschrieben (W. H. Meiklejohn, J. Appl. Physics, Vol. 33,
Suppl. to No. 3 (1962), S. 1328 ff). Auch ist bekannt, daß
diese Stoffe nicht jeweils alle Merkmale der Austauschanisotropie
zeigen, so daß je nach Anwendungsgebiet verschiedene Materialien untersucht wurden. So
ist bekannt, daß in magnetischen Systemen, die Nickeloxid enthalten, wegen dessen geringer Kristallanisotropie
zwar bei hohen Feldern die Rötationshysteresevefkiste nicht Verschwinden, jedoch keine verschobene
Hystereseschleife gefunden wurde (H, Schmid, Kobalt
Nr. 6 (1969), S, 8 bis 14).
In den US-Patentschnften 29 88 466 und 31 10 613
werden die relativ hohen, auch bei hohen angelegten Magnetfeldern nicht verschwindenden Rotationshystereseverluste
solcher magnetischer Materialien ala besonders geeignet für Hysteresemotoren bezeichnet
Als ferromagnetische Phase werden ein Metall aus der Gruppe Eisen, Kobalt, Nickel und als vorwiegend
antiferromagnetische Phase ein Oxid davon genannt
Auch sind Barium-Kalium-Ferrite bekannt (US-PS 32 84 359), die neben den Besonderheiten der Rotationshysterese
ebenfalls eine asymmetrische Hystereseschleife aufweisen. Ebenso konnte bei Systemen, die
y-Eisen(III-oxid und «-Eisen(III)-oxid bzw. Chrom(III)-oxid (CtaOs) enthalten, eine verschobene Hystereseschleife
gefunden werden.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, magnetische Materialien mit Austauschanisotropie, welche insbesondere
eine asymmetrische Hystereseschleife haben, als magnetisierbares Material für Magnetogrammträger zu
verwenden, da es damit möglich sei, Magnetogrammträger herzustellen, deren Informationsgehalt nachträglich
nicht mehr unbemerkt zu verändern ist
Ein Nachteil der bis jetzt bekannten Materialien mit Austauschanisotropie ist, daß ihre spezifischen Eigenschaften
nicht durch Modifikationen des Systems variierbar gemacht werden können. So Hegt z. B. die
Neel-Temperatur, oberhalb derer Veränderungen in der Magnetisierung des ferromagnetischen Anteils vorgenommen
werden können und unterhalb derer das austauschanisotrope Verhalten wirksam wird, außerhalb
vieler Anwendungsbereiche.
Auch steht die zu geringe ferromagnetische Magnetisierung bei vielen Systemen einer Verwendung, bei tier
permanentmagnetische Eigenschaften, wie z. B. hohe Remanenz und ausgewählte Neel-Temperatur korrelieren
sollen, im Wege.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, magneti-, sehe Pigmente herzustellen, welche durch die Wirkung
der Austauschanisotropie eine asymmetrische Hystereseschleife aufweisen, deren magnetische Eigenschaften
durch d-^s Verhalten als Einbereichsteilchen geprägt
sind und durch deren Zusammensetzung der austauschwechselwirksamen Systeme eine Beeinflussung der
Neel-Temperatur in weiten Grenzen möglich ist
Es wurde nun gefunden, daß man magnetische Materialien, welche eine ferromagnetische Phase A der
Zusammensetzung
[Co1Ni1.,]
und eine antiferromagnetische Phase B der Zusammen-Setzung
[(CoO)1(NiO), -J,
jewsils mit Werten für χ von 0,05 bis 0,96, enthalten,
durch oberflächliche Oxidation eines Materials mit einer ss
zumindest äuiieren ferromagnetischen Schicht der Zusammensetzung A zur antiferromagnetischen Phase
B, wobei die Phase B mit der Phase A magnetisch gekoppelt ist, herstellen kann, wenn man als Oxidationsmittel
zur Erzeugung der antiferromagnetischen Phase B Distickstoffoxid (N 2O) verwendet
Die magnetischen Materialien bestehen vorwiegend aus einer Kobalt'Nickel-Legierung als ferromagnetic
schem Material (Phase A), wobei der Anteil des Kobalts zwischen 5 und 96, vorzugsweise zwischen 40 und 90
Atomprozent beträgt Die magnetischen Pigmente haben eine solche Größe, daß sie magnetische
Einbereiche darsteiloii, wobei der ferromagnetische Teil
vorzugsweise größer als 100 A und kleiner als 1000 A ist Entsprechend den erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
wird eine oberflächliche Schicht der ferromagnetischen Phase so oxidiert, daß eine Oxidsrhicht
aufwächst, deren kristallographische Ordnung in zumindest
einer Grenzschicht für eine Kopplung der Spinsysteme geeignet ist Diese antiferromagnetische
Grenzschicht der Phase B sollte wenigstens 40 A betragen. Eine Begrenzung nach oben ist nichi
funktionsnotwendig. Da die antiferromagnetische Phase jedoch nicht zum wirksamen magnetischen Moment
beiträgt, sollte die Oxidschicht nicht wesentlich dicker als 1000 A sein.
In einer anderen Ausrührungsform bestehen die gemäß der Erfindung hergestellten Stoffe aus einem
Kern der Phase B, dem oxidischen Material und einer äußeren Hülle der ferromagnetischen Metallphase A.
Ein weiterer vorteilhafter Aufbau der erfindungsgemäß hergestellten Stoffe besteht aus einem System
mehrerer Schichten der beiden Phasen A und B. Bei derartigen Materialien wechseln die beiden Phasen
alternierend ab, wobei auch hL. der Kern jeweils aus der Phase A oder B bestehen kann, /.uf diese Weise läßt
sich die wirksame Fläche, an welcher die Koppelung von ferro- und antiferromagnetischem System stattfindet,
vergrößern.
Li einer bevorzugten Ausführungsform ist nur ein Teil
des erfindungsgemäßen magnetischen Materials durch die Austauschwechselwirkung, insbesondere durch eine
asymmetrische Hystereseschleife, gekennzeichnet
Die erfindungsgemäß hergestellten Stoffe können auch zusätzliche Elemente in den beiden Phasen
enthalten. Als Dotierungen kommen alle jene Metalle in einer Menge in Frage, daß dadurch die Austauschwechselwirkung
zwischen der metallischen Phase A und der oxidischen Phase B nicht vollständig verhindert wird. Im
einzelnen können es Zusätze von Eisen, Mangan, Zink, Chrom, Aluminium und andere sein. Die Menge, bei der
solche Zusatzstoffe bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Stoffe nicht schädlich sind, kann leicht
experimentell ermittelt werden und hängt vom jeweiligen Einbau in das vorgegebene Kristallgitter ab.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Stoffe werden geeignete Metallpigmente, vorwiegend bestehend
aus der ferromagnetischen Phase A
[Co.Ni,..,],
mit Werten für χ von 0,05 bis 0,96, mit N2O als
Oxidationsmittel lediglich oberflächlich mit einer Oxidschicht derart überzogen, daß diese Oxidschicht
der Zusammensetzung
[(CoO)1(NiO),-,]
(Phase B), mit den oben angegebenen Werten für x, als gemeinsame Grenzschicht so aufgebaut ist, daß eine
Wechselwirkung der beiden Spinsysteme eintritt.
Die Verwendung von Distickstoffoxid (N2O) hat sich gegenüber anderen Oxidationsmitteln als besonders
vorteilhaft erwiesen, wobei bevorzugt N2O im Gasgemisch
mit Ine'tgasen, wie z. B. Stickstoff, Kohlendioxid
oder Edelgasen eingesetzt wird Auch andere Gasgemische mit einem überwiegenden Distickstofföxidgehalt
sind geeignet
V/enn es auch möglich ist, als Oxidationsmittel alle jene Stoffe anzuwenden, die gegenüber dem feinteiligen
metallischen Material aus Kobalt und Nickel oxidativ
wirken, sei es nun in erster Linie Luft oder die anderen anorganischen oder organischen gasförmigen Oxida-
tionsmittel, wie auch flüssige Oxidantien, wie z. B.
Wasserstoffperoxid, so ist es bei den magnetischen Materialien mit Austauschanisotropie, bei denen auf
diese Weise die antiferromagnetische Phase hergestellt wurde, zur Erzielung eines ausreichenden Austauschanisotropieeffektes,
insbesondere der Verschiebung der Hystereseschleife, angebracht, die Materialien in einer
Inertgasatmosphäre bei Temperaturen zwischen 100 bis 4500C zu tempern.
Dagegen erhält man überraschenderweise bei der ■srfindungsgernäßen Oxidation der Metallteilchen mit
N2O direkt ohne weitere Nachbehandlung hervorragende Werte für das austauschanisotrope Verhalten. Selbst
Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid führen ohne Nachbehandlung nicht zu dem besonders vorteilhaften
äüstauschanisotropen Verhalten, wie sie durch das erfindungsgemäße Verfahren zu erreichen sind.
Der Anteil von magnetischem Pigment mit Austauschänisotropie
am Gesamtmaterial kann durch die Größe jcrangegeben werden. jcr\äoi sich bestimmen, wcnfi ffmfi Si
das magnetische Material in einem Feld von 160 kA/m sättigt, unter dem Einfluß des Feldes über die
entsprechende Neel-Temperalur erhitzt und wieder abkühlt. Danach wird die Probe in ein Wechselfeld von
200 kA/m gebracht, das man langsam auf Null abklingen
läßt Die dabei verbleibende Remanenz, bezogen auf die Remanenz des noch nicht erhitzten Materials nach
Sättigung bei 160 kA/m, ergibt den Wert jer.
Verwendet man diese magnetischen Materialien für Aufzeichnungsträger gemäß der deutschen Patentanmeldung
P 23 44 644.8, so ist jedoch nicht nur die Stärke des Ausfauschartisotfopieeffektes von Bedeutung, sondern
ebenso die Größe der remanenten Magnetisierung. Ein Beurteilungsmaßstab für die Güte eines solchen
Materials ist das Produkt aus Remanenz und austauschanisotropem Anteil
Je größer dieses Produkt bei möglichst hoher Remanenz der magnetischen Stoffe ist, um so besser eignen sie sich
für die Verwendung in der magnetischen Aufzeichnungstechnik, insbesondere für ein Aufzeichnungsverfahren,
bei dem einmal registrierte Informationen nicht mehr unbemerkt verändert werden können.
In der folgenden Tabelle sind an einem beispielhaft
In der folgenden Tabelle sind an einem beispielhaft
f.ii uimv
die magnetischen Materialien entsprechend dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren verglichen mit solchen,
bei denen die antiferromagnetische Phase durch Oxidation mit einem Stickstoff-Luft-Gemisch und
anschließender Temperung hergestellt wurde.
Herstellung der austauschanisotropen
Materialien
Materialien
BR/p bei 160 k/ 'm j„ * BR „
|nTm3/g] [nTm'/g]
|nTm3/g] [nTm'/g]
Frfindungsgemäß 20-24
Oberflächenoxidation der ferromagne- 20-24 tischen Phasen mit Nj/Luft und
anschließender Temperung
anschließender Temperung
3,S bis 6.4
ca. 2,5 maximal
bis zu 3,6
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren geht von Metallpigmenten aus. Unter Metallpigmente im
Sinne dieser Erfindung seien alle Stoffe verstanden, die vorwiegend aus einer metallischen Phase bestehen,
welche mindestens in einer vollkommen geschlossenen Oberflächenschicht vorhanden sein muß. Der metallische
Anteil soll zweckmäßigerweise in seiner Stärke 100 A nicht unterschreiten und 1000 Ä nicht überschreiten.
Die Herstellung von magnetischen Metallpigmenten mit entsprechender Teilchengröße ist an sich bekannt,
ebenso die Ausbildung einer Oxidhaut auf deren Oberfläche zur Vermeidung der Pyrophorität (DE-AS
1171 160).
Zur Herstellung der für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Metallpigmente verwendet man
Mischoxide der Elemente Kobalt und Nickel, weiche die
gewünschte Metallzusammensetzung, entsprechend dem gewählten Wert von x, haben. Diese Mischoxide
lassen sich insbesondere durch die Zersetzung von Metallverbindungen, wie der Nitrate, Carbonate, Formiate
und Oxalate, erhalten. Ein besonders vorteilhafter Weg, die entsprechenden Mischoxide zu erhalten, stellt
die Entwässerung der Hydroxide dar. Sie wird unter Inertgas, wie z.B. Stickstoff, bei Temperaturen bis
6500C, bevorzugt bei Temperaturen bis 4500C vorgenommen.
Besonders gut ausgebildete erfindungsgemäße magnetische Pigmente erhält man, wenn die gefällten
Mischhydroxide der jeweiligen Zusammensetzung in der Fällungsflüssigkeit bei Temperaturen zwischen 100
und 2500C unter Eigendruck behandelt werden.
Diese Mischoxide werden mit Reduktionsmitteln, vorzugsweise mit reduzierenden Gasen oder Gasgemisehen,
insbesondere mit Wasserstoffgas bei Normaldruck und Temperaturen bis zu 500° C, bevorzugt
zwischen 200 bis 4500C, in die entsprechenden
Metallpigmente übergeführt.
Ein anderer zweckmäßiger Weg zur Herstellung der geeigneten Metällpigmente führt über die Zersetzung der entsprechend der Metallzusammensetzung der Phase A gemischten Metallcarbonyle oder über die bereits bekannten anderen reduktiven, thermischen oder elektrolytischen Methoden.
Ein anderer zweckmäßiger Weg zur Herstellung der geeigneten Metällpigmente führt über die Zersetzung der entsprechend der Metallzusammensetzung der Phase A gemischten Metallcarbonyle oder über die bereits bekannten anderen reduktiven, thermischen oder elektrolytischen Methoden.
Die teilweise Oxidation, weiche zu einem Oxidanteil führt, der mit seiner antiferromagnetischen Struktur an
die ferromagnetische Metallphase gekoppelt ist,vifolgt
erfindungsgemäß mit Distickstoffoxid, bevorzugt in Mischungen mit Inertgasen. Zweckmäßigerweise wird
eine Temperatur bis zu 4500C, bevorzugt von 40 bis
400° C angewandt
Die Oxidationstemperatur bestimmt hierbei die Oxidationszeit und das Verhältnis von Distickstoffoxid
zu Inertgas. Praktisch geeignete Mischungsverhältnisse werden zwischen 1 :4 bis 1 :50, bevorzugt von 1 :10 bis
1 :20, N2O zu Inertgas, gewählt Jedoch sind auch
größere und kleinere Verhältnisse geeignet
Das Verfahren gemäß der Erfindung gestattet die Herstellung von verschieden aufgebauten magnetischen
Materialien mit verschobener Hystereseschleife. In einer der Ausführungsformen bestehen die Stoffe aus
einem Kern der metallischen ierromagnetischen Phase A und lediglich eine dünne Schicht der Oberfläche ist
eine antiferromagnelisch geordnete Oxidschicht der Phase B.
Es hat sich auch als zweckmäßig erwiesen, ein Metallpigment einzusetzen, das nur vorwiegend aus
einer metallischen Phase A besieht, welche als geschlossene Oberflächenschicht vorhanden ist. Oxidiert
man nun ein solches Material gemäß der Erfindung, dann besteht das Endprodukt aus einem
Kern, Vsvorzugt in der Zusammensetzung der Phase B, einem iiVileren Mantel der Phase A und einer äußeren
Schicht der Phase B.
Nach dem Stand der Technik war is nicht zu erwarten, daß die magnetischen Materialien der
Zusammensetzung mit der ferromagnetischen Phase A
[Co, Ni, ,]
und der antiferromagnetischen Phase B
[(CoO)1(NiO)1 J,
[(CoO)1(NiO)1 J,
mit Wprten für χ von fl.0.5 his 0;Q6. hprcrestpllt nach rlpm
erfindungsgemäßen Verfahren, eine asymmetrische Hystereseschleife zeigen. Die F i g. 1 zeigt ein solches
Material oberhalb der Neel-Temperatur Tn, jedoch
unterhalb der Curie-Temperatur 7"P Nach dem Abkühlen
des Materials in einem äußeren Magnetfeld unter Tn
erhält man eine Hysteresekurve entsprechend Fig.2. Mit Materialien gemäß der Erfindung erhält man z. B.
Verschiebungen der Hysteresekurven entlang der Feldachse von 10 Oersted bei Raumtemperatur bis zu
200 Oersted bei -1400C.
Mit den erfindungsgemäß hergestellten Materialien Steher magnetische Pigmente mit asymmetrischer
Hystereseschleife zur Verfügung, welche durch die unterschiedliche Neel-Temperatur, die durch einfache
Auswahl der Kobalt-Nickel-Zusammensetzung des Ausgangsmaterials ausgewählt werden kann, eine
optimale Verwendung für den jeweiligen Zweck gestattet So können die Neel-Temperaturen der
erfindungsgemäß hergestellten Materialien, abhängig vom Kobalt-Nickel-Verhältnis, zwsichen 28° C und
2360C liegen.
Durch die folgenden Beispiele sei das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung näher erläutert Dabei
sind folgende Bestimmungsgrößen verwendet: Für die spezifische Magnetisierung des Materials
B5Z^nTmVg]
und für die spezifische Remanenz
und für die spezifische Remanenz
Als Maßzahl für den Anteil von magnetischem Pigment mit Austauschanisotropie am Gesamtaufbau des Materials
ist jcr aufgeführt.
In einem 6-1-Vierhalskolben werden 200 g NaOH in 275OmI Wasser gelöst auf 800C erwärmt und in 40
Minuten unter Rühren (-300 U/mm) und Durchleiten von Stickstoff (1201 N2/h) 356 g CoCl2 · 6 H2O und
118 g NiQ2 · 6H1O, in 1250 ml Wasser gelöst, zugetropft
Nach beendeter Zugabe wird noch 2,5 Stunden bei 80° C nachgerührt Die Hydroxidfällung
Co1Ni0 -,XOH)2
mit χ = 0,75 wird in einem Teil der Mutterlauge in einen
3-1-RoIIautokIav eingebracht und unter Eigendruck 24
Stunden auf 200°C gehalten. Danach wird die Fällung abfiltriert, mit destilliertem Wasser gewaschen und bei
500C im Vakuum getrocknet.
Durch Reduktion mit 1001 Wasserstoff pro Stunde • bei 3000C erhält man nach 16 Stunden ein Metallpigment
der Zusammensetzung C00.75 Nio.25, das noch 1,3%
Restsauerstoff aufweist.
70 g des Metallpigmentes werden bei 2000C in einem
Kugelrohr 2,5 Stunden lang mit einem Gasgemisch aus 5 1 Distickstoffoxid und 1001 Stickstoff pro Stunde
oxidiert. Das resultierende austauschanisotrope Material mit einem Sauerstoffgehalt von etwa 16% zeigt bei
160 kA/m Meßfeldstärke folgende Magnetwerte:
Hc = 60,8 kA/m
Bs/e = 30 nTmVg
Br/0 = 14 nTmVg
j„ = 29,3%
rv = 75°C
20
20
Das Produkt \jft χ Br^] ist damit 4,1 nTmVg.
Aus einem Mischhydroxid, hergestellt analog dem Beispiel 1, wird durch entsprechende Reduktion mit
Wasserstoff ein Metällpigment mit der Zusammensetzung C00.6 Nio.4 erhalten. Während 35 Minuten werden
70 g dieses Materials mit einem Gemisch aus 51 Distickstoffoxid und 100 1 Stickstoff bei 2500C oxidiert,
jo Das resultierende Material ergibt folgende Magnetwerte bei 160 kA/m:
Hc | = 42,3 kA/m |
Bs/e | = 59,5nTmVg |
Br/s | = 26,8nTmVg |
te | = 22% |
Tn | = ~102°C |
5,9nTmVg
70 g des Metallpigments Coo,75 Νΐο,κ, hergestellt
gemäß Beispiel 1, werden innerhalb von 30 Minuten mit 101 Distickstoffoxid und 1001 Stickstoff je Stunde
oxidiert Die Magnetwerte bei 160 kA/m Meßfeldstärke
sind:
Hc | = 623 kA/m |
Bs/S | = 49,OnTmVg |
Br/, | = 23,4nTmVg |
te | = 21,6% |
Tn | = ~75°C |
\te* B1 | μ,Ι = 5,05nTmVg |
Nach dem Tempern dieses Materials 4 Stunden bei 4000C unter Stickstoff werden folgende Magnetwerte
gemessen:
Hc
=
Br/,
=
/er'
=
Tn
53^ kA/m
49,0 nTmVg
22,0 nTmVg
12%
-75° C
49,0 nTmVg
22,0 nTmVg
12%
-75° C
= 2,64 nTmVg
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung magnetischer Materialien, welche eine ferromagnetische Phase A der
Zusammensetzung
[Co1Ni1-J
und eine antiferromagnetische Phase B der Zusammensetzung
Ό
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2365178A DE2365178C2 (de) | 1973-12-29 | 1973-12-29 | Verfahren zur Herstellung von magnetischen Materialien mit Austauschanisotropieverhalten |
NLAANVRAGE7416441,A NL182952C (nl) | 1973-12-29 | 1974-12-17 | Werkwijze ter bereiding van een magnetisch pigment, werkwijze ter vervaardiging van magnetische registratiedragers onder toepassing van een dergelijk pigment, alsmede magnetische registratiedrager verkregen volgens deze werkwijze. |
US05/535,578 US3961990A (en) | 1973-12-29 | 1974-12-23 | Manufacture of magnetic materials which exhibit exchange anisotropy |
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