Способ получения порошка двуокиси хрома для носителей магнитной записи

 

Изобретение относится к магнитной записи информации. Целью изобретения является обеспечение высокоплотной, высокочастотной записи путем получения частиц двуокиси хрома со средним объемом (2-10)<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">-4</SP> мкм<SP POS="POST">3</SP>. Исходную пасту, содержащую, мас.%: хромовый ангидрид 65,35-70,5

окись хрома 25,95-34,97

модифицирующие добавки 0,28-4,0

вода остальное, предварительно разогревают в автоклаве со средней скоростью 15-30 град/ч и ведут разложение при 330-350°С и давлении 350-450 атм. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„5 0996

А1 (ц) з С 01 G 37/027 Н Ol F 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Цель изобретения — синтез порошка для изготовления но ителей высокоплот ной, высокочастотной записи путем снижения объема частиц порошка двуокиси хрома до 2-10 ° 10 мкм

-4 3

Пример 1. Гидротермальный синтез двуокиси хрома производится из смеси хромового ангидрида (СгОз) и окиси хрома (Cr Oз), К 274,4 г хромового ангидрида добавляется 1,3816 r окиси железа и 0,7256. г окиси сурьмы и вода (118 г). Далее к смеси постепенно добавляется окись хрома Сг Оз (137,2 r) при непрерывном перемешивании, причем температура смеси доо стигает 70 С.

После этого пасту переливают в пробирку из кварцевого стекла, которую устанавливают в автоклаве, в ко— торый предварительно налито 17 г воды»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4317712/23-26 (22) 20,!)7,87 (46) 15.06.90. Бюл. Р 22 (71) Шосткинский филиал Всесоюзного государственного научно-исследовательского и проектного института химикофотографической промышленности и Ленинградский государственный универси тет (72) !1, Г. Осмоловский, Л. Ю. Иванова, С. М., Козьмина, А. А. Соломко и Э. А. Кужелева (53) 661.876(088,8) (56) 1!атент США !» - 4524008, кл. С 01 G 37/027, опублик. 18.06.85. (54) СПОСОБ 1!ОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ДБУОКИИзобретение относится к магнитной записи информации, в частности к получению магнитного порошка двуокиси хрома для изготовления носителей магнитной записи.

Одной иэ основных характеристик магнитного порошка является размер магнитных частиц, так как частотные и шумовые характеристики носителя магнитной записи связаны с размером частиц.

Как известно длина частиц не долж1 на превышать половину длины волны записываемого сигнала, и объем частиц . должен лежать в однодоменной области.

Кроме того, для получения высокой отдачи при записи высоких частот тре-, буется повышение числа частиц в единице объема носителя, что может быть обеспечено только за счет уменьшения среднего объема частиц.2

GÈ ХРОМА ДЛЯ НОСИТЕЛЕЙ ИАГ11ИТНОЙ ЗАПИСИИ (57) Изобретение относится к магнитной з апис и информации. 11елью из о бретения является обеспечение высокоплотной, высокочастотной записи путем получения частиц двуокиси хрома со средним. объемом (2-10) 10 "мкм . Исходную пасту, содержащую, мас,/: хромовый ангидрид 63,35-70,5; окись хрома 25,95-34,97; модифицирующие добавки 0,28-4,0; вода остальное, предварительно разогревают в автоклаве со средней скоростьи 15-30 град/ч и ведут разложение при 330-350 С и давлени 350-450 атм. I табл.

1570996

Синтез проводится путем разогрева пасты до 330 С, причем давление достигает 350 атм.

Разогрев смеси ведется со средней скоростью .! 1 0 град/ч .. Далее образец

5 ибвлекают, перетирают, сушат при 110120 С 2 ч, Полученный порошок имеет

: коэрцитивную силу 502 Э, состоит из кристаллов средней длины 0,60 мкм и толщиной 0,044 мкм (средний объем

11,6,10 мкмжд) .

Ч р и,м е р 2. Синтез двуокиси хрома проводится также, как в примере 1, но скорость разогрева до 330 С составляет 15 ч, т.е. она равна

22 град/ч. В результате получается порошок, имеющий коэрцитивную силу

514 Э и состоящий из кристаллов со средней длиной 0,25 мкм и тол ниной 20

0,041:мкм (средний объем 4,2 ° 10 мкм), пригодный для высокочастотной высокоплотной записи.

Из сравнения примеров 1 и 2 ясно, что использование одного отличитель- 25 ного признака- — присутствия н пласте окиси хрома, недостаточно для того, чтобы достичь желаемой величины кристаллов и он достигается .только за счет одновремейного использования 30 обоих отличительных признаков (как в примере 2).

Пример 3. В бочку. вводится хромовый ангидрид 114,4 кг, окись железа 4,31 кг, окись сурьмы 274 г, и к ним приливается вода 43,5 л. Смесь перемешивается и далее к ней добавляется окись хрома (43,5 кг), смесь .перемешивается мешалкой до достижения о температуры 70 С, далее смесь перели- 40 нается в одну из четырех бочек для синтеза. Аналогичным образом подготавливаются остальные- бочки. Бочки ставятся друг на друга в автоклав емкостью 800 л, н который предваритель- 45 но налито 28 л воды и начинается нагрев исходной смеси. Нагрев ведут до тех пор, пока..температура смеси достигнет 350 С, а давление 450 атм скорость разогрева смеси составляет

20,6 град/ч, время разогрева 17 ч.

После охлаждения прореагиранавшую смесь сушат при 160 С, далее иэнлека-, о ют из бочек, прокаливают н токе воздуха при 320 С, стабилизируют раство ром Ма 80 > (267 кг Ма ВО >/м з раствора), дистиллируют, промывают дистиллированной водой, сушат в распылительной сушилке. Полученный. продукт имеет коэрцитивную силу 642 Э, обладает частицами со средйей длиной 0,390 мкм и толщиной 0,026 мкм (средний объем

2,6:10 MKM) и пригоден для применения в носителях высокоплотной высокочастотной записи.

Пример 4, Синтез двуокиси хрома проводят также, как в примере 3, но cMecb разогревают до 350 С со скоростью 15 град/ч, Обработку порошка проводят также, как в примере 3. Полученный продукт имеет коэрцитивную силу 613 Э, обладает частицами со средней длиной 0,240 мкм и средней толщиной О, 025 мкм и средним объемом 2,02», rl0 4 мкм и пригоден для применения в носителях высокоплотной высокочастотной записи, П,р и м е р 5. Синтез двуокиси хрома проводят также, как в примере

3, но смесь разогревают до 350 С .со скоростью 30 град/ч. Обработку порошка проводят также,, как в примере 3, Полученный продукт имеет козрцитивную силу 610 Э обладает частицами со средней длиной 0,580 мкм и средней толщиной 0,041 мкм (средний объем

-4

9,8 l0 мкм) и пригоден в качестве носителя высокочастотной высокоплотной записи.

П р .и м е р 6. Исходную пасту для синтеза готовят так же, как в примере 1, но с иными количествами исходных компонентов, г: хромовый ангидрид

274,4; окись хрома 146,8; окись сурьмы 0,6718; окись железа 0,8958, вода

1!8, что отвечает составу, мас,X:

Хромовый ангидрид 65,3

Окись хрома 34,9

Окись сурьмы 0,12

Окись железа 0,16

Пасту, помещенную в пробирку кварцевого стекла, устанавливают в автоклав, в которьп предварительно залито 17 мл воды. Содержимое автоклава нагревают со скоростью 22 град/ч до

350 С. При этом давление достигает

310 атм.

В .результате синтеза после сушки при 110-120 C в течение 2 ч, получен порошок со следующими характеристиками H, Э, 520; длина, мкм 0,342; толщина мкм 0,038; объем, мкм 4,94 » . 10

Пример 7. Исходную пасту для синтеза готонят так же, как в примере 1, но с иным количеством исходных компойен тон, г:

5 157099

Хромоный ангицрид 274 4

Окись хрома 101 О

Э

Окись сурьмы О, 8063

Окись железа, 13,011

Вода 118 5 что отвечает составу, мас,X

Хромовый ангидрид 70,5

Окись хрома 25,95

Окись .сурьмы О 207

У 1О

Окись железа 3,343

Нагрев пасты ведется в пробирке кварцевого стекла, н автоклаве предварительно вливается 17 мл воды. Íàгрев проводится до 320 С, причем давление увеличивается до 360 атм, В результате синтеза после сушки при 110-120 С в течение 2 ч, полученный матeриал имеет следующие характе— ристики:

Н, Э 720; Длина, мкм 0,351;

Толщина, мкм 010271 Объем, м 3

2,56 10

1 !

Пример 8, Способ подготовки добавки окиси сурьмы и состав исходной пасты был осуществлен по патенту

С!ЯА В 4524008.

Окись сурьмы 30 r, хромовый ангидрид 200 r и нода 120 г были нагреты о до температуры 120 С при интенсивном перемешивании механической мешалкой и выдержаны при этой температуре

30 мин. 8,22 r смеси были введены в пасту, содержащую 269,7 г хромового ангидрида, 137,0 r окиси хрома, 101,4 r воды, 1,562 r окиси железа.

Таким образом, состав пасты по относительному содержанию всех компонентов отвечал составу пасты по примеру 1 патента СИА N - 4524008. Синтез бып проведен в гидротермальных условиях примера 2: в автоклав емкостью

0 5 л воды влита дополнительно вода в количестве 17 мл, паста находилась в пробирке иэ кварцевого стекла, разогрев пасты до температуры 330ОС проведен за 15 ч, т.е. скорость разогрева с;>ставляла 22 град/ч, причем давление достчгло 335 атм, т.е, 4786 фунтов/дюйм 2. В результате синтеза после сушки при 110-120 С 2 ч был получен порошок, имеющий удельную поверхность 41 м /г. Коэрцитивная си2 ла и размер .кристаллов определены следующие: Н, 3. 503:! длина, мкм, 0,252; толщина, мкм 0,021; объем, мкм 1111-10, Относительная длину/толщина составила 12,0.

6 6

Пример 9 (прототип ). Синтез порошка проведен из пасты, приготовленной такж же образом, как и в примере 8, т.е. с предварительной подгоТоВКоА добанки - окиси сурьмы, путем ее нагрева н водном растворе хромового ангидрида.

Загрузка всех компонентов н автоклав была та же, что н примере 8, отличие от проведения синтеза по примеру 8 заключалось в увеличении скорости разогрева пасты. Конечная температура синтеза и давление, как и в примере 8,составили 330 С и 335 атм,разогрев проведен за 10 ч 30 мин, т,е, скорость разогрева составила

31,4 град/ч. В результате синтеза после извлечения продукта и сушки при о

20 110-120 С за 2 ч был получен порошок с удельной поверхностью 36,3 м /r u со следующими коэрцитивной силой и размерами кристаллов: Н, Э 560; длина, мкм О, 268; толщина, мкм О, 0227;

25 объем, мкм 1,38 10 . При соотношении длина — толщина 11,8.

Таким образом, характеристики порошка черезвычайно близки к свойствам, приведенным в примере 1 предлагаемого

30 зспертизой прототипа (уд.понерхность

36 м /г, Н 575 Э).

Существует предпочтительное содержание окиси хрома н исходной смеси: при соотношении массы хромового ангидрида к массе окиси хрома менее

1,9, часть окиси хрома остается не переработанной н двуокись хрома и, следовательно, происходит-ухудшение эксплуатадионных качеств магнитного порошка — снижается концентрация магнитных частиц в рабочем слое носителя записи за счет присутствия второй твердой фазы и качество распределения частиц по рабочему слою, кроме того, появляется повышенная абразивность магнитной ленты, приводящая к повышенному истиранню магнитной головки. При массоном соотношении хромового ангидрида и окиси хрома равно 2,7 по сравнению с соотношением, равным 2, на

257 возрастает парциальное давление кислорода в автоклаве, что янляется нежелательным фактором при проведении

55, синтеза и приводит к необходимости снижения суммарной загрузки. Поэтому оптимальным соотношением масс хромового ангидрида и. окиси хрома является область 1,9-2,7 (см. табл). Ука1570996

Объем час з тип, мкм

Годе рж. окиси жеСодерж. окиси сурь > мас, X

При Содермамер, ние Сто

II> ма с, X

Годер>к.

Cl О ° . мас Л

Козрцитивная сила, Э

Г.реди яя скорость разогрева, град/ч

Пригоден или нет для высокоплотной записи леза, мас.7.! 66,327

33,1636 0,1754 0,3346 110

Пе пригоден, поскольку большая скорость разогрева

Пригоден

66,327

70,4069

70,4069

65,35

70;5

54,62

54 62

22 514

1 5 613.

30 610

22 520 .

22 720

22 503

3t,4 560

4>2 IO

2,02 1О

9,8 10

4,94 10

2,56 10

1,11 ° 1О

1,38 ° IO

33,1636

26>7719

26,7719 34, 97

25,95

15, 91

15,91

О, 1754

О,! 686 . 0,1686

0,12

0,20

3,49

3,49

0,3340

2, 6526

2,6526

0,16

3,8

I 82

I,82

Не пригоден

Пример II 9 проведен в условиях прототипа.

Составитель Н.Наумова

Редактор В,Ковтун Техред Л.Сердюкова

Корректор М,Пожо

Заказ 1483 .. Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101 занная область соотношения масс хро- . мового ангидрида и окису хрома, выраженная в 1 мас.Х, отвечает составам

Хромовый ангидрид 65,35-70,50

Окись хрома 25195 "34ю 37 при суммарном количестве. модифицирующих добавок от О, 28 до 4; 0 мас, X.

Ограничение максимальной скорости равогрева смеси 30 град/ч связано с тем, что при более высокой скорости разогрева снижается число зЫ ективно работающих микрокристаллов смешанных оксидов, на которых кристаллизуется двуокись хрома, так как кристаллиэа- !5 ция двуокиси хрома начинается и продолжает идти на ограниченном числе микрокристаллов-зародышей. В результате образуются более крупные крис-, таллы двуокиси хрома, ймеющие размеры, не обеспечивающие их применение в высокоплотной записи из-за большого объема.

Ограничение минимальной скорости разогрева 15 град/ч связано с тем, 25 что образуются слишком малые по объему кристаллы двуокиси хрома и по размеру кристаллов двуокись хрома переходит. в область, близкую к суперпарамагнитной, что препятствует осуществ- 30 лению магнитной записи.

Указанная область. размеров кристаллов 2-10 10 мкм з двуокиси хрома одновременно обеспечивает достижение максимума козрцитивной силы порошка, причем дальнейшее уменьшение размеров кристаллов приводит к уменьшению коэрцитивной силы эа счет начала перехода магнитного материала в суперпарамагнитное состояние.

Таким образом, изобретение позволяет синтезировать носители магнитной записи со средним размером частиц

2-10 10 мкмз, обеспечивающие высокоплотную, высокочастотную запись, Формулаизобретения

Способ получения поро1вка двуокиси хрома для носителей магнитной записи, включающий предварительный разогрев исходной пасты, содержащей хромовый ангидрид, окись хрома, модифицирующие добавки, и ее разложение при 330350 С и 350-450 ат, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью обеспечения высокоплотной, высокочастотной записи путем получения частиц со средним объемом (2-1 0) 1 О 4 мкм, используют исходную пасту, содержащую, мас.Х:

Хромовый ангидрид 65,35-70,5

Окись хрома 25, 95-34, 37

Модифицирующие добавки 0,28-4,0 и разогрев исходной пасты до температуры разложения ведут со средней скоростью !5-30 град/ч, !