磁粉

磁粉，一種硬磁性的單疇顆粒。它與粘合劑、溶劑等製成磁漿，塗布在塑膠或金屬片基（支持體）的表面，就可製成磁帶、磁碟、磁性卡片等磁記錄材料。磁粉是磁性塗料的核心組成，是決定磁記錄介質磁特性的主要因素。磁粉對磁記錄材料的性質影響極大。因此，對磁粉有一定的要求：①比飽和磁化強度σs和矯頑力Hc要大；②顆粒呈微細針狀而均勻；③在磁漿中有高的分散性和填充性；④磁性穩定。磁粉要同時滿足上述諸要求比較困難。常用的磁粉有氧化物磁粉和金屬磁粉兩大類。

基本介紹

• 中文名：磁粉
• 外文名：magnetic particle
• 性質：一種硬磁性的單疇顆粒
• 要求：比飽和磁化強度
• 類別：氧化物磁粉

概述

磁粉，是磁性塗料的核心組成，是決定磁記錄介質磁特性的主要因素。它應有足夠的矯頑力，以便有效地提高去磁作用，但又不能高到難以消磁的程度，它的磁化強度應和鐵磁性金屬有同一量級，以便對磁頭提供足夠的磁通量；顆粒要均勻，無燒結塊體，結晶完整，粒度一般小於1?m；應具有良好的分散性，填充密度高；它的磁性特性應該穩定，不受時間、溫濕度和壓力的影響。

自從1935年使用羰基鐵粉開始，磁粉的發展情況不斷豐富。後來又從氧化物向金屬合金磁粉發展，磁粉顆粒不斷縮小，矯頑力不斷提高。

要求

磁粉應具有的要求有：

1.比飽和磁化強度：比飽和磁化強度要儘可能高，以提高記錄介質的輸出靈敏度。為了增大磁記錄介質的數尺，剩餘磁化強度也應儘可能高。

2.居里溫度：居里溫度要達到某一數值以上，使磁化強度隨溫度變化較緩慢。

3.高矯頑力Hc：為了克服磁粉自身的退磁場效應，必須要有足夠的矯頑力，以保證磁記錄信息的提高。但又不能太高，以致寫入和抹去磁頭所產生的磁場不足以使磁粉反磁化。

4.高取向性、高填充密度和良好的分散性

鐵鈷鎳磁粉

5.窄的顆粒度分布

6.高的機械強度

7.高穩定性

綜上所訴，顆粒狀磁粉應具有單疇顆粒，結晶完整，表面光滑，尺寸合適，粒度均勻，性能穩定等特點。

類別

氧化物磁粉

用量最大的一類磁粉，主要有三種：

氧化鐵磁粉

Fe3O4(磁鐵礦的主要成分)是很早的磁性材料之一。它的σs和Hc都高於使用最多的γ-FeZrO₂O3，但由於它的不穩定性和複印 (複印是指磁帶層與層之間相互磁化而發生干擾的特性)大等缺點而逐漸為γ-Fe2O3所代替。γ-Fe2O3自20世紀50年代投入生產,迄今仍占磁性材料的主導地位。各生產廠製造γ-Fe2O3基本上仍以水合氧化鐵FeOOH（即鐵黃,Fe2O3·H2O 的簡寫）為起始材料進行以下熱處理而生產：

產品的好壞，在很大程度上取決於起始材料。因此，如何獲得晶形好、粒度分布窄的鐵黃，並保持它在以後的處理過程中不受破壞(如產生孔洞和燒結而破壞針形等)，是提高產品性能的關鍵。近些年來,為此進行不少工作,如在反應液中加入鎳、鉻、鋅、鍶等元素的化合物；改變傳統工藝;以γ-FeOOH（γ-鐵黃）作起始材料;並在α-或γ-鐵黃表面包覆一層防燒結劑；最後對製成的γ-Fe2O3進行實密化和表面處理，使最終產物具有良好的分散性等。

二氧化鉻磁粉

1961年美國杜邦公司發表了水熱法合成單相鐵磁性二氧化鉻的方法，1967年開始商品化生產。二氧化鉻的Hc高，其他性能也優於γ-Fe2O3,主要用於高檔錄音帶和錄像帶。二氧化鉻是在高溫(400～525℃)高壓(50～300MPa)下分解三氧化鉻而得。加催化劑可降低反應溫度和壓力。這種磁粉由於成本高及對磁頭磨損大等缺點，未能廣泛使用。當前在進行改進二氧化鉻的工作，如常壓下製備和進行包鈷的研究等。

鈷-氧化鐵磁粉

為提高氧化鐵磁粉的Hc,人們早就想採用在其中加鈷的方法，迄今為止最成功的是包鈷型磁粉。該法最早是由美國於1971年提出,包鈷可分為兩種:使用γ-Fe2O3為原料在水中分散後表面包覆Co(OH)2或形成鈷鐵氧體CoxFe3-xO4而成。後者的Hc可高出一倍左右。1973年日本東京電氣化學工業公司研製出的Avi-lyn磁粉即屬此類。它的Hc高並可在一定範圍內變化而對磁頭的磨損僅為二氧化鉻的1/5。包鈷磁粉製成的磁帶不僅與二氧化鉻磁帶有完全的互換性，而且彩色信號輸出電平與信噪比等都超過了二氧化鉻磁帶。

近些年來， 由於高Hc複製母帶、 磁性卡片及垂直記錄等對高Hc磁粉的特殊需要,六角結構的鋇鐵氧體(Hc>2000Oe)及其他高Hc永磁材料也被用作記錄材料而受到重視。1982年日本用玻璃結晶法研製出鋇鐵氧體單疇細粉並製成塗布型垂直磁帶。

金屬磁粉

它的高σs（兩倍於γ- Fe2O3）和高Hc(>1000 Oe) 使它作為高密度記錄材料早就引起人們的重視，由於穩定性差和在磁漿中不易分散等缺點，一直未能實用化。1978年金屬粉商品磁帶研製成功，這方面的發展極為迅速。製造方法主要有：①針狀氧化鐵在氫氣中還原；②用強還原劑在磁場作用下於水溶液中還原金屬鹽；③真空蒸發凝聚等。