具有较高矫顽力的铁系磁性粉末及使用该粉末的磁记录介质制造技术

提供了一种用于高密度记录介质的由颗粒构成的磁性粉末，即使当细化颗粒尺寸时该磁性粉体也表现出优异的磁性能，特别是高的矫顽力。本发明专利技术还提供了使用该粉末的磁记录介质。该粉末是按Ｆｅ的原子比包含总量为０．０１～１０原子百分比的选自Ｗ和Ｍｏ的一种或多种的铁系磁性粉末，特别是主要由Ｆ↓［１６］Ｎ↓［２］构成的磁性粉末。该磁性粉末能够表现出２３８ｋＡ／ｍ（３０００Ｏｅ）或更大的矫顽力。除Ｗ和Ｍｏ以外，该磁性粉末按Ｆｅ的原子比可包含总量最高为２５原子百分比的选自Ａｌ和稀土元素（限定为包含Ｙ）的一种或多种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于高记录密度磁记录介质的铁系磁性粉末，特别涉及具有高矫顽力Hc的粉末，并涉及使用该铁系磁性粉末的磁记录介质。
技术介绍
为了实现当前磁记录介质要求的越来越高的记录密度，记录波长正在被缩短。但是，这要求磁性颗粒的尺寸远远小于用于记录短波长信号的区域的长度。如果不这样，则不能产生明显的磁转变，使得不可能进行实际记录。磁性粉末的颗粒尺寸因此必须充分小于记录波长。要实现更高的记录密度，还必须提高记录信号的分辨能力，因此减少磁记录介质的噪声也十分重要。颗粒尺寸是噪声中的主要因素，因此，可以通过减小颗粒的尺寸减少噪声。这也使得用于高密度记录的磁性粉末必须具有充分小的颗粒尺寸。目前，减小用于更高记录密度的磁性粉末的颗粒尺寸的问题还在于同时降低了矫顽力Hc。因此，用于更高密度磁记录介质的磁性粉末必须具有更高的矫顽力Hc以便在高密度介质中保留磁性并保证输出。即使可以获得这种磁性粉末，然而当使用常规的长记录波长时不是主要问题的现象却在最短波长记录区的情况下成为主要问题。当通过施加厚的磁性粉末涂层形成磁性层时，特定的问题包括自去磁损失和可归因于磁性层厚度的厚度损失的显著作用，使得不能获得足够的分辨能力。仅通过改善磁性粉末的磁性能或通过使用介质制造技术以改进表面性能无法消除这些现象，还要求减小磁性层的厚度。当使用颗粒尺寸为100nm量级的常规磁性粉末时，可减小磁性层厚度的程度受到限制，因此，从这种观点看，也需要小的颗粒尺寸。但是，当颗粒细化达到颗粒体积的减少超过某一程度的点时，热起伏导致磁性能的明显劣化，并且颗粒尺寸的进一步减小引起超顺磁性，在该点上停止表现出磁性。另一问题在于，伴随颗粒尺寸的细化比表面积的增加使抗氧化性劣化。因此，适用于高密度记录介质的磁性粉末需要即使当颗粒尺寸减小时也可抵抗超顺磁性的热稳定性。即，该粉末必须能够实现大的各向异性常量、高的Hc(矫顽力)、高的σs、低的反转磁场分布(SFD)和高的抗氧化性，并且必须由足够细以致能够实现非常薄的涂层的颗粒构成。JP2001-6147(参考文献1)说明了用于高密度记录介质的具有优异磁性能的磁性粉末，该磁性粉末包含长轴直径为30～120nm、轴比为3～8、Hc为79.6～318.5kA/m且σs为100～180Am2/kg的铁磁性金属颗粒。JP2000-277311 A和WO 03/079333(参考文献2和3)说明了由作为主要相的Fe16N2构成的氮化铁磁性材料。在参考文献2中，公开了表现出高矫顽力和高饱和磁化强度的高比表面积的氮化铁磁性材料，同时，由于Fe16N2相的晶体磁各向异性和磁性粉末的比表面积的增大之间的协同效应，不管形状如何都可实现优异的磁性能。参考文献3也说明了由大致为球形或椭球形的颗粒构成的稀土金属-铁氮化物系的磁性粉末，并说明了，尽管它由20nm量级的微细颗粒(平均颗粒体积为4187nm3)构成，但是，由于其小的BET比表面积，它具有200kA/m(2512Oe)或更大的高矫顽力和高的饱和磁化强度，并且同样地，使用稀土元素-铁氮化物系磁性粉末可使得涂层型磁性记录介质的记录密度大大提高。
技术实现思路
如参考文献2和3所述，主要相是表现出大的晶体磁各向异性的Fe16N2的磁性粉末具有作为磁性材料的高潜力。但是，最近趋于具有更高记录密度的磁带介质的趋势已产生为此目的开发微细颗粒的需要。随着开发出更小的颗粒，更小的颗粒尺寸伴随磁性能的劣化。特别地，矫顽力Hc的降低使颗粒易受热起伏效应的影响。热起伏的效应在于磁性粉末不能保持其磁性，意味着它不能保持记录在记录介质上的信息，这在最坏的情况下可导致记录信息的丧失。本专利技术的目的在于，提供用于高密度记录介质的由颗粒构成的磁性粉末，即使当颗粒尺寸减小时该磁性粉末仍可表现出优异的磁性能，特别是高的矫顽力，并且提供使用该粉末的磁记录介质。基于各种研究，本专利技术人发现，通过还原包含诸如W元素的羟基氧化铁或氧化铁，所述诸如W的元素固溶于或附着于所述羟基氧化铁或氧化铁上，并然后在需要的情况下氮化，可以获得具有良好的磁性能特别是矫顽力Hc的磁性粉末，该磁性粉末在用于形成磁带时不易受热起伏的影响。本专利技术人的进一步研究揭示，通过添加W以外的诸如Mo的元素，可大大提高矫顽力。即，通过使用包含在固溶体中或粘附于其上的特定元素的羟基氧化铁或氧化铁作为开始材料，可以获得具有前所未见的优异矫顽力的磁性粉末。本专利技术提供按Fe的原子比包含总量为0.01～10原子百分比(原子％)的选自W和Mo的一种或多种的铁系磁性粉末，特别是主要包含F16N2的磁性粉末。本专利技术还提供如上所述的铁系磁性粉末，该铁系磁性粉末按Fe的原子比还包含总量最高为25原子％的选自Al和稀土元素(限定为包含Y)的一种或多种。这里，元素X(W、Mo、Al和稀土元素等)的该原子比是以原子％表示的粉末中元素X与Fe的量的比。特别地，使用从粉末的定量分析计算的X的量(原子％)和Fe的量(原子％)，使用由下式(1)确定的值。X量(原子％)/Fe量(原子％)X100……(1)元素X可以存在于固溶体的磁性相中或附着于颗粒的表面上。本专利技术的铁系磁性粉末是诸如α-Fe、Fe-Co合金、氮化铁(特别是Fe16N2为主要成分的粉末)的以Fe为其主要成分的磁性粉末，或通过氧化这些颗粒的表面处理得到的这种磁性粉末，特别是矫顽力Hc为238kA/m(3000Oe)或更大的磁性粉末。除了选自W和Mo的一种或多种之外，本专利技术的磁性粉末可包含选自N、Co、Al和稀土元素(限定为包含Y)的一种或多种。可通过元素分析检测到的另一种元素是氧化膜中的氧。剩余部分基本上是Fe。这里，“基本上”表示可能以不妨碍本专利技术目的的程度伴随其它元素。同样，“剩余部分基本上是Fe”包括余量是Fe和不可避免的杂质的情况。这里，“Fe16N2是主要成分”是指表现出Co-KαX射线衍射图样的磁性粉末，在该Co-KαX射线衍射图样中，在2θ＝50.0°附近检测的峰值强度I1与在2θ＝52.4°附近检测的峰值强度I2之间的强度比I1/I2在1～2的范围中。这里，I1是Fe16N2相的(202)面的峰值强度，I2是Fe16N2相的(220)面的峰值强度与Fe相的(110)面的峰值强度重叠处的峰值强度。理想情况下，本专利技术的磁性粉末由平均颗粒尺寸(由下述的方法确定)不大于20nm的纳米颗粒构成。本专利技术还提供具有使用上述磁性粉末的磁性层的磁记录介质。根据本专利技术，提供用于高密度磁记录介质的磁性粉末，该磁性粉末可显著改善由磁性粉末的颗粒尺寸的细化增加导致的磁性能特别是矫顽力Hc的降低。因此，本专利技术有助于实现磁记录介质的记录密度的较大提高，以及具有这种介质的电子设备的性能的提高。具体实施例方式本专利技术的磁性粉末提供了针对如上所述由磁性粉末的颗粒尺寸的细化导致的磁性能特别是矫顽力Hc降低的重大改良。提高矫顽力的方法包括在铁系磁性颗粒中添加W和Mo中的一种或多种。如下所述，这些元素可在形成构成起始粉末的羟基氧化铁或氧化铁的阶段被加入固溶体中，或者可以附着到颗粒上。通过还原并在需要的情况下氮化由此构成的起始粉末，能够获得具有纳米尺寸此外具有高矫顽力的磁性颗粒。目前，通过添加W和Mo中的一种或多种来提高矫顽力的机制还不清楚。但是，基于与不包含这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁系磁性粉末，按Ｆｅ的原子比包含总量为０．０１～１０原子百分比的选自Ｗ和Ｍｏ的一种或多种。

【技术特征摘要】
JP 2005-11-14 2005-3283171.一种铁系磁性粉末，按Fe的原子比包含总量为0.01～10原子百分比的选自W和Mo的一种或多种。2.一种铁系磁性粉末，主要包含Fe16N2，按Fe的原子比包含总量为0.01～10原子百分比的选自W和Mo的一种或多种。3.根据权利要求1或2的铁系磁性...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川雄三，正田宪司，
申请(专利权)人：同和电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]