JP2005268389A - 窒化鉄系磁性粉末およびその製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】 窒化鉄系磁性粉末を塗布型磁気記録媒体の磁性粉末に使用するさいに，高密度磁気記録用として微粒子化すると，粒度分布や分散性が悪くなって出力，ノイズ，Ｃ／Ｎ比などの改善が望めなくなる点を改善する。
【解決手段】 鉄酸化物を還元して得た還元粉をアンモニア処理してＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の窒化鉄系磁性粉末を製造するさいに，前記の鉄酸化物として，Ａｌを固溶したゲーサイトを使用することを特徴とするＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の窒化鉄系磁性粉末の製造法である。
【選択図】 なし

Description

本発明は，高記録密度の磁気記録媒体に使用される窒化鉄系の磁性粉末およびその製造法に関する。

近年の磁気記録媒体には一層の高記録密度化が望まれており，それを達成するために記録波長の短波長化が進められてきている。磁性粒子の大きさは，短波長の信号を記録する領域の長さよりも極めて小さくなければ，明瞭な磁化遷移状態を作り出すことができず，実質的に記録不可能となる。よって，磁性粉末には，その粒子の大きさが記録波長よりも十分に小さいことが要求される。

また高密度化を進めるためには記録信号の分解能を上げる必要があり，そのために磁気記録媒体のノイズを低減することが重要となる。ノイズは粒子の大きさによる影響が大きく，微粒子であればあるほどノイズの低減が進む。よって，高記録密度用の磁性粉末としては，この点からも粒子の大きさが十分に小さいことが要求される。

しかし，微粒子になるに従ってお互いの粒子同士が一つ一つ独立して存在することが難しくなり，データストレージ用として一般的に使用されるメタル磁性粉の場合でも著しく微粒子化すると，その製造過程の還元時において焼結を起こし易いといった問題がある。焼結を起こしてしまうと，粒子体積が大きくなるため，ノイズの発生源となり，またテープ化する際には，分散性の悪化や表面平滑性が損なわれるなどの悪影響を及ぼす。高密度記録媒体に適した磁性粉末としては，磁性体として磁気特性が良好である必要があるが，それ以上にテープ化する際の粉体特性すなわち，粒子サイズ，粒度分布，比表面積，ＴＡＰ密度，分散性などが重要となる。

これまでに，優れた磁気特性を持つ高密度記録媒体に適した磁性粉末としてＦｅ₁₆Ｎ₂相を主相とする窒化鉄系磁性粉末が知られており，特許文献１や２に開示されている。例えば特許文献１には，高保磁力（Ｈｃ），高飽和磁化（σs ）を発現する磁性体として比表面積の大きな窒化鉄系の磁性体が開示され，Ｆｅ₁₆Ｎ₂相の結晶磁気異方性と磁性粉末の比表面積を大きくすることの相乗効果として，形状に因らず高磁気特性が得られると教示している。特許文献２には，特許文献１に改良を加えた磁性粉末として，本質的に球状ないし楕円状の希土類−鉄−ホウ素系，希土類−鉄系，または希土類−窒化鉄系の磁性粉末が記載されており，それらを用いてテープ媒体を作製すると優れた特性が得られると教えている。なかでもＦｅ₁₆Ｎ₂相を主相とする希土類−窒化鉄系磁性粉末は２０ｎｍ程度の微粒子であるにもかかわらず，保磁力が２５００（Ｏe ）以上と高く，またＢＥＴ法による比表面積が小さいことから飽和磁化も高く，保存安定性もよいとされ，この希土類−窒化鉄系磁性粉末を使用することにより，塗布型磁気記録媒体の記録密度を飛躍的に高めることができると記載されている。また，特許文献２の実施例には１７ｎｍという２０ｎｍ以下の粒子サイズレベルの，磁気特性に優れた粒子の記載がある。

この希土類−窒化鉄系磁性粉末の製法は，希土類とＡｌ，Ｓｉの１種または２種を粒子表面に被着したマグネタイトを還元することによって希土類−鉄系の磁性粉末にした後，ＮＨ₃ ガスによる窒化処理を行うアンモニア窒化法であり，この窒化処理で生成するＦｅ₁₆Ｎ₂相の大きな結晶磁気異方性により，高記録密度媒体に適した磁性粉末すなわち微粒子でかつ高Ｈｃ，高σs 等の特性を有する磁性粉末を得ることができる。
特開２０００−２７７３１１号公報 国際公開ＷＯ０３／０７９３３３Ａ１

特許文献１および２に記載されているように，平均粒子径が小さくかつ磁気特性にも優れたＦｅ₁₆Ｎ₂相を含む磁性粉末は，磁性材料としてのポテンシャルが高いことは示されているが，粉体としての諸性質，例えば粒度分布や分散性などについての開示はなく，使用される塗布型磁気記録媒体として適した磁性粉末かどうかは判断し難い。磁気特性に優れた磁性粉末であっても，例えば表面平滑性が悪いものは，結果として塗布型磁気記録媒体用には適用しにくいものとなる。

特許文献２では，大きな結晶磁気異方性を持つＦｅ₁₆Ｎ₂相を生成させる際，焼結防止剤として，Ｓｉ，Ａｌ，希土類元素（Ｙを含む）などを粒子表面に被着することにより，焼結のない微粒子を作製している。しかし，この被着により焼結防止を行う方法は，被着の条件が不十分な場合，粒子ごとに焼結防止剤の被着の度合いが異なるので，十分に被着されたところは焼結防止できる反面，あまり被着されていないところは焼結してしまい，その結果，得られる粉体の粒度分布が悪化する問題がある。特に微粒子となると，粒子は凝集しやすく，凝集体として振る舞うため，被着ムラが出やすい状態となる。粒度分布の悪化は，テープの表面性を悪化させる原因となり，ひいてはテープの電磁変換特性を悪化させる。

また，粒子が凝集せず均一に分散されていたとしても，被着による焼結防止法では，微粒子化して比表面積が増えると，全ての表面をコーティングするためには，それに応じて焼結防止剤量も増やさなければならなくなる。このため，非磁性成分が増加することにより単位重量当たりの磁化が減少してしまう問題も生じる。さらに，Ｓｉを焼結防止剤として使用する場合には，Ｓｉは吸着力が強くて高い焼結防止効果が得られるが，その反面，Ｓｉ同士の結合も強いために粒子の分散性を阻害する問題がある。

本発明は，このような問題の解決を目的としたものであり，高記録密度磁気媒体に適する優れた磁気特性を具備し，粒度分布が狭く，焼結のない平均粒子径２０ｎｍ以下の微粒子で，テープ化する際に良好な分散性を持つ，本質的にＦｅ₁₆Ｎ₂相からなる窒化鉄系磁性粉末を得ることを課題としたものである。

本発明者らは，鉄酸化物を還元して得た還元粉をアンモニア処理してＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の窒化鉄系磁性粉末を製造するさいに，前記の鉄酸化物として，Ａｌを固溶したゲーサイトを使用すると，前記の目的とするＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の窒化鉄系磁性粉末が得られることを見い出した。具体的には，前記の鉄酸化物として，Ａｌ／Ｆｅの原子百分比で０.１〜３０at.%のＡｌを固溶しているゲーサイトを使用すると，粒度分布が狭く，焼結のない平均粒子径２０ｎｍ以下の微粒子で，テープ化する際に良好な分散性を持つ，本質的にＦｅ₁₆Ｎ₂相からなる窒化鉄系磁性粉末が得られることがわかった。

したがって，本発明によれば，Ａｌ／Ｆｅの原子百分比で０.１〜３０at.%のＡｌを含有する本質的に球状または平均軸比が１以上２以下の楕円体状の窒化鉄系磁性粉末であって，ＴＥＭ写真による粒子サイズ測定において粒子の最も長い部分を測定したときの平均粒径が２０ｎｍ以下であり，その幾何標準偏差が１.４以下であるＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の窒化鉄系磁性粉末を提供する。本発明に従う窒化鉄系磁性粉末は，トルエン５００ｍＬ中に当該粉末３ｇを分散させたときの沈降速度が５ｃｍ／５時間以下である。

この窒化鉄系磁性粉末は，鉄酸化物を還元して得た還元粉をアンモニア処理してＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の窒化鉄系磁性粉末を製造するさいに，前記の鉄酸化物として，Ａｌを固溶したゲーサイトを使用することを特徴とする製造法によって得ることができる。そのさい，Ａｌを固溶したゲーサイトとして，その表面に焼結防止剤例えばＡｌや希土類元素（Ｙを含む）等を被着しているものを使用することもできる。

本発明の窒化鉄系磁性粉末は極めて微粒子でありながら粒度分布が狭く，しかも分散性に優れたＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の磁性粉末であるから，塗布型の磁気記録媒体の磁性層用粉末に適用すると，磁気記録媒体の高記録密度化が達成できる。このため今後増加すると予想される情報量をバックアップするためのデータストージ分野に多大の貢献ができる。

本発明による窒化鉄系磁性粉末は，Ａｌを固溶する鉄酸化物（ゲーサイト）を原料粉末として，それを還元した後，アンモニア処理して（ＮＨ₃ 含有ガスで窒化して）得られるＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の磁性粉末である。Ａｌを固溶させた鉄酸化物を原料粉末として使用する場合には，粒子内に焼結防止剤であるＡｌが存在しているので，微粒子になっても還元や窒化する際の焼結が抑制され，粒度分布が良く，分散性の良い２０nm以下の磁性粉末が得られる。これに対して同じＡｌを含むゲーサイトであっても，Ａｌが粒子表面に被着しただけの場合には，後記の比較例１に示したように，Ａｌ固溶の場合に比べて必ずしも良好な結果は得られない。

このように極めて粒度分布の狭い本質的に球状または平均軸比が１以上２以下の楕円体状の窒化鉄系磁性粒子が得られるので，ＴＥＭ写真による粒度分布測定において求めた幾何標準偏差が１.４以下の粉末となる。幾何標準偏差が１.４より大きくなると，その粒度分布のばらつきがテープ化に与える影響が大きくなり，磁気テープのＣ／Ｎ比を悪化させる。原料粉末中のＡｌ含有量は，Ｆｅに対して０.１〜３０at.%，好ましくは５.０〜１５at.%のＡｌを固溶したものが焼結を防止することができ，得られる磁性粉末の磁気特性もバランスのよいものとなる。また，本発明の磁性粉末は，トルエン５００ml中に磁性粉末を分散させて静置した際に，磁性粉末の沈降速度が５ｃｍ／５時間以下となる。沈降速度が遅いほど，疎水性溶媒，疎水性樹脂に対しての相溶性が良好で，分散状態が保たれていることを表している。すなわち，テープ化する際の塗料化において，一般的に疎水性を示す塗料に対して，非常になじみ易く，分散が進み易くなる。Ｓｉの被着（被着とは，粒子内部に固溶するのとは異なり粒子表面に被着させることを意味する）で焼結防止を行った場合には，例えば１５ｃｍ/ ５時間といったように，Ａｌ固溶のものに比べると，沈降速度は３倍近く早くなる。

なお，本発明の磁性粉末は，Ａｌを固溶した原料粉末を用いることにより焼結を防止できたものであるが，このＡｌの固溶に加えて，粒子表面に焼結防止剤（ＡｌやＹを含む希土類元素等）を被着する手段を組み合わせることもできる。そのさいの被着量は，固溶による焼結防止効果があるので，被着のみで焼結防止を試みた場合より少量であっても，焼結防止された分散性の良い窒化鉄系磁性粉末を得ることができる。

以下，本発明で特定する事項について詳述する。

本発明では，鉄酸化物を還元して得た還元粉をアンモニア処理してＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の窒化鉄系磁性粉末を製造する方法を採用し，そのさい，該鉄酸化物として，Ａｌを固溶したゲーサイトを使用する点に特徴がある。

まず原料粉末のＡｌを固溶した鉄酸化物を得るには，湿式でゲーサイトを生成させる常法において，ゲーサイトの生成反応にＡｌを同伴させればよい。例えば，第一鉄塩水溶液（ＦｅＳＯ₄ＦｅＣｌ₂などの水溶液）を水酸化アルカリ（ＮａＯＨやＫＯＨ水溶液）で中和した後，空気などで酸化してゲーサイトを生成させる方法では，このゲーサイトの生成反応を水溶性Ａｌ塩やアルミン酸塩の存在下で行えばよい。また，第一鉄塩水溶液を炭酸アルカリで中和した後，空気などで酸化してゲーサイトを生成させる方法でも，このゲーサイトの生成反応を水溶性Ａｌ塩やアルミン酸塩の存在下で行えばよい。別法として，第二鉄塩水溶液（ＦｅＣｌ₃などの水溶液）をＮａＯＨなどで中和してゲーサイトを生成させる反応を水溶性Ａｌ塩やアルミン酸塩の存在下で行ってもよい。

このようにして得られたＡｌを固溶したゲーサイトはそのまま還元用の原料粉末として使用することができる。しかし，焼結防止効果をさらに高めたい場合は，このＡｌ固溶ゲーサイトの表面にＡｌ，希土類元素（Ｙを含む）などを被着させてもよい。この場合には，Ａｌ固溶ゲーサイトを水中に分散させた後，水溶性Ａｌ塩や希土類元素の水溶液（例えば硝酸イットリウム硝酸ランタンなど）を添加して，アルカリで中和する方法や，該分散液から水を蒸発させる方法などによって，粒子表面に焼結防止材を被着することができる。この焼結防止剤としては，Ａｌ，希土類元素（Ｙを含む）のほか，Ｚｒ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐ，Ｂなども使用できる。この粒子表面に被着する焼結防止剤量は０.１〜１０at.%が好ましく，さらに好ましくは０.１〜５at.%である。

Ａｌ固溶ゲーサイトは，ろ過，水洗工程を経た後，２００℃以下の温度で乾燥したあと原料粉末として使用される。このゲーサイトを２００〜６００℃の温度に加熱する脱水処理や５〜２０％の水分濃度の水素雰囲気で還元処理することにより，ゲーサイトから変性したＡｌ固溶の鉄酸化物粒子を製造し，これを原料粉末としてもよい。このときの鉄酸化物は，鉄と酸素の化合物であれば特に限定されるものではなく，ゲーサイト，ヘマタイト，マグヘマタイト，マグネタイト，ウスタイト等がある。平均粒子径については３５ｎｍ以下のものが好ましい。原料粉末の粒子の粒径が３５ｎｍよりも大きい場合には，最終品の窒化鉄系磁性粉体の粒径も大きくなり，その結果，粒子体積が大きくなって短波長記録に適さず，またその磁気テープの表面平滑性も悪くノイズも高くなるので，高記録密度磁気媒体用の磁性粉末には適さなくなる。

鉄酸化物中のＡｌ含有量は，Ｆｅに対して０.１〜３０at.%の範囲が好ましく，さらに好ましくは５〜１５at.%である。Ａｌ／Ｆｅ比では最終品の窒化鉄系磁性粉体でも実質的に変化はなく，Ａｌが０.１at.%よりも少ないときは，その磁性粉体のσs は高くなるが十分な焼結防止効果が得られない。他方３０at.%を超える場合は，焼結防止効果は十分であるが，粒度分布の悪化や窒化の阻害により磁気特性が悪化するようになる。

ついで，このＡｌ固溶鉄酸化物を還元処理する。還元処理は一般的には水素（Ｈ₂）を使用した乾式法が適しており，該鉄酸化物をα−Ｆｅに還元する。還元温度は３００〜６００℃の範囲で行うのが好ましい。３００℃より低い温度では還元が十分に行われないことがあり，その結果，酸素が残留していると窒化処理の速度を著しく遅くするので好ましくない。還元温度が６００℃を超える場合は，Ａｌ固溶した原料粉末といえ，粒子間の焼結が起こりやすく，平均粒子径の増大や，分散性の悪化を招くため好ましくない。

窒化処理自体は，前掲の特許文献１に記載されているアンモニア法を適用することがでる。すなわちアンモニアに代表される窒素含有ガスを２００℃以下で流しながら，数十時間保持することによってＦｅ₁₆Ｎ₂相を主とする窒化鉄粉体を得ることができる。なお，この窒化処理に使用するガス中の酸素量は数ｐｐｍもしくはそれ以下であることが望ましい。

この窒化処理のあとは，窒素中に酸素を０.０１〜２％程度含有させた混合ガスで粒子表面を徐酸化し，大気中でも安定に取り扱える窒化鉄系磁性粉末とするのが好ましい。

以上のような製法により，ＴＥＭ写真による粒子サイズ測定において平均粒径が２０ｎｍ以下であり，その幾何標準偏差が１.４以下であるＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の窒化鉄系磁性粉末を得ることができる。この磁性粉末は，原料粉末に含有されるＡｌが同伴しており，そのＡｌ含有量はＡｌ／Ｆｅの原子百分比で０.１〜３０at.%の範囲にあり，焼結が防止されているために，粒度分布が狭く且つ粒径が揃っており，且つトルエン５００ｍＬ中に当該粉末３ｇを分散させたときの沈降速度が５ｃｍ／５時間以下を示して樹脂への分散性が良好である。

以下に本発明の実施例を挙げるが，その前に，各実施例で得られた特性値を測定した方法について予め説明しておく。

〔粉体特性の評価法〕
粒子サイズ：３万倍の透過型電子顕微鏡写真を縦横２倍に拡大し，その上に示された磁性粒子４００個について各々最も長い部分を測定し，その平均値を用いた。
磁気特性の測定：ＶＳＭ（デジタルメジャーメントシステムズ株式会社製）を用いて，最大７９６ｋＡ／ｍの外部印加磁場で測定した。
幾何標準偏差：幾何標準偏差は，測定された粉末の粒子サイズ分布が幾何学的な分布に従うものとして標準化する。具体的には，粒子サイズの対数変換値を横軸，累積粒子数を縦軸にとったグラフを描き，常法に従ってこれの標準偏差を算出した。
比表面積の測定：BET 法で測定する。
沈降速度：磁性粉末のトルエン中での沈降速度を下記条件で測定した。磁性粉末３ｇとトルエン５００ｍＬを混合したスラリー液を，５００ｍＬ／分で超音波ホモジナイザーに循環させる分散処理を２時間以上行ったあと，得られた分散液を５０ｃｃ試験管にて５時間静置させたときの沈降物最上部位置を測定した。すなわち沈降物の最上部位置がどれだけの距離を低下したかを測定することで，その移動距離／５時間で沈降速度を算出した。沈降速度が遅いほど，疎水性溶媒溶媒や疎水性樹脂に対しての相溶性が良好で，これらの中で粒子の分散状態が良好に保たれていることを表しており，テープ化する際の塗料化において疎水性塗料に対してなじみ易く分散が進み易いことを示す。

〔組成分析〕
磁性粉末中のＡｌや希土類元素（Ｙを含む）の定量は日本ジャーレルアッシュ株式会社製高周波誘導プラズマ発光分析装置(IRIS/AP) を用いた。Ｆｅの定量は平沼産業株式会社製平沼自動滴定装置(COMTIME−980 ）を用いた。これらの定量結果は(wt.%)として与えられるので，一旦全元素の割合をat.%に変換し，Ａｌ／Ｆｅ( at.%) やＹ／Ｆｅ(at.%)を算出した。

〔テープ特性の評価法〕
（１）磁性塗料の作成
まず，磁性塗料を次のようにして作成した。磁性粉末０.３５g を秤量し，ポット（内径４５ｍｍ，深さ１３ｍｍ）へ入れる。蓋を開けた状態で１０分間放置する。次に，塩ビ系樹脂ＭＲ−１１０（２２wt.%），シクロヘキサノン（３８.７wt.%），アセチルアセトン（０.３wt.%），ステアリン酸ｎブチル（０.３wt.%）およびメチルエチルケトン（ＭＥＫ，３８.７wt.%）の混合溶液からなるビヒクルをマイクロピペットで０.７００ｍＬ採取し，これを前記のポットに添加する。次いで，直ちにスチールボール（２φ）３０ｇ，ナイロンボール（８φ）１０個をポットに加え，蓋を閉じ１０分間静置する。その後，このポットを遠心式ボールミル（ＦＲＩＴＳＣＨＰ−６）にセットし，ゆっくりと回転数を上げ，６００ｒｐｍにあわせ，６０分間分散を行う。遠心式ボールミルが停止した後，ポットを取り出し，マイクロピペットを使用し，あらかじめＭＥＫとトルエンを１：１で混合しておいた調整液を１.８００ｍｌ添加する。再度，遠心式ボールミルにポットをセットし，６００ｒｐｍで５分間分散し，分散を終了する。

（２）磁気テープの作製
前記の分散を終了したあと，ポットの蓋を開け，ナイロンボールを取り除き，塗料をスチールボールごとアプリケータ（５５μｍ）へ入れ，支持フイルム（東レ株式会社製のポリエチレンフィルム：商品名１５Ｃ−Ｂ５００：膜厚１５μｍ）に対して塗布を行う。塗布後，すばやく５.５ｋＧの配向器のコイル中心に置き，磁場配向させ，その後乾燥させる。

（３）テープ特性の評価試験
磁気特性の測定：得られたテープについてＶＳＭ（デジタルメジャーメントシステムズ株式会社製）を用いて，最大７９６ｋＡ／ｍの外部印加磁場で，Ｈｃｘ，ＳＦＤｘ，ＳＱｘの測定を行った。

〔実施例１〕
０.２モル／Ｌ（Ｌはリットルを表す）のＦｅＳＯ₄水溶液４Ｌに，１２モル／ＬのＮａＯＨ水溶液０.５Ｌと，Ａｌ／Ｆｅ＝１０at.%となる量のアルミン酸ナトリウムを加えたうえで，４０℃の液温を維持しながら空気を３００ｍＬ／ｍｉｎの流量で２.５時間吹き込むことにより，Ａｌを固溶したゲーサイトを析出させた。この酸化処理のあと，析出した殿物をろ過・水洗したうえ再度水中に分散させた。

この分散液にＹ／Ｆｅ＝２.０at.%となる量の硝酸イットリウムを加え，４０℃でＡｌ／Ｆｅ＝１.６at.%となる量のアルミン酸ナトリウムおよびＮａＯＨを添加してｐＨ＝７〜８に調整し，粒子表面にイットリウムおよびアルミニウム被着させた。その後，液から濾別し，水洗後，空気中１１０℃の条件で乾燥を行った。

得られた原料粉末は，平均粒子径３０ｎｍのゲーサイトであり，組成分析の結果，Ａｌ／Ｆｅ＝９.５at.%，Ｙ／Ｆｅ＝１.９at.%を含有していた。この粉末を出発原料とし，５００℃，３時間水素ガスにより還元処理を施した後，１００℃まで冷却し，この温度で水素ガスをアンモニアガスに切り替え，再度昇温して１４０℃に達したところで，４８時間窒化処理を行った。窒化処理後は８０℃まで冷却し，窒素ガスに切り替えた。そして，この窒素ガスに０.０１〜２％のＯ₂濃度となるように空気を添加して粒子表面の徐酸化処理を行い，大気中に取り出した。

得られた窒化鉄系磁性粉末は，電子顕微鏡観察の結果，平均粒子径１５ｎｍの焼結防止された楕円状の粒子であった。そのＴＥＭ写真（×１７４, ０００）を図１に示した。

この磁性粉末のTEM 写真から粒子サイズを測定して求めた幾何標準偏差は１.２７であった。また，ＢＥＴ法による比表面積は７２ｍ²/ｇ，磁気特性の評価結果は，Ｈｃ＝２１１ｋＡ／ｍ，σs ＝６５Ａｍ²/ｋｇ，σr/σs ＝０.５０であり，この磁性粉末のトルエン中での沈降速度は３ｃｍ／５時間であった。

この粉末を用いたテープ特性の評価結果は，Ｈｃｘ＝２３０ｋＡ／ｍ，ＳＦＤｘ＝０.
７５，ＳＱｘ＝０.７１ であった。これらの評価結果を表１にまとめて示した。

〔実施例２〕
酸化処理でＡｌを固溶したゲーサイトを析出させた後に，さらに被着処理を行ったさいに，アルミン酸ナトリウムに代えてＺｒ／Ｆｅ＝３at.%となる量の硫酸ジルコニウムを使用した以外は，実施例１を繰り返した。得られた磁性粉末の粉体特性とテープ特性の評価結果を表１に併記した。

〔比較例１〕
酸化処理前にはアルミン酸ナトリウムを添加せず，酸化処理でゲーサイトを析出させたあとの被着処理において，合計量で実施例１の同量のアルミン酸ナトリウムを添加した以外は，実施例１を繰り返した。得られた磁性粉末のＴＥＭ写真（×１７４, ０００）を図２に示した。また，その粉体特性とテープ特性の評価結果を表１に併記した。

〔比較例２〕
原料粉末として，ゲーサイト粉末に代えて，粒子表面にＡｌ/ Ｆｅ＝９.７at.%，Ｙ／Ｆｅ＝１.０at.%のＡｌとＹを被着させた平均粒径が２０ｎｍのマグネタイトを使用した以外は，実施例１を繰り返した。得られた磁性粉末のＴＥＭ写真（×１７４, ０００）を図３に示した。また，その粉体特性とテープ特性の評価結果を表１に併記した。

〔比較例３〕
原料粉末として，ゲーサイト粉末に代えて，粒子表面にＳｉ/ Ｆｅ＝５.０at.%，Ｙ／Ｆｅ＝１.０at.%のＳｉとＹを被着させた平均粒径が２０ｎｍのマグネタイトを使用した以外は，実施例１を繰り返した。得られた磁性粉末の粉体特性とテープ特性の評価結果を表１に併記した。

表１の結果から，原料粉末としてＡｌを固溶したゲーサイトを用いた実施例１および２の磁性粉末は，幾何標準偏差が１.４以下で沈降速度も５ｃｍ／５時間以下でとなり，比較例１や２のＡｌを被着したゲーサイトやマグネタイトを用いたものに比べて，焼結が防止されており，この結果，粒度分布がよく且つ樹脂への分散性も良好である。事実，図１と図２〜３と比べると，このことが伺い知れる。その結果，実施例１および２の磁性粉末を用いたテープは，比較例のものに比べて，テープ特性も著しく良好となった。

〔実施例３〕
本例では，実施例１で得られた磁性粉末を，磁性層と非磁性層との重層構造を有する磁気テープの作製試験に供し，電磁変換測定を行った。

そのさい，磁性塗料の作製については，当該磁性粉末１００重量部に対し，以下の材料を下記組成となるような割合で配合した。また，非磁性塗料の作製においては，非磁性粉末８０重量部に対し，以下の材料を下記組成となるような割合で配合した。いずれの混合物もニーダーおよびサンドグラインダーを用いて，混練，分散を行った。

〔磁性塗料の組成〕
磁性粉末 １００重量部
カーボンブラック ５重量部
アルミナ ３重量部
塩化ビニル樹脂（ＭＲ１１０） １５重量部
ポリウレタン樹脂（ＵＲ８２００）１５重量部
ステアリン酸 １重量部
アセチルアセトン １重量部
メチルエチルケトン １９０重量部
シクロヘキサノン ８０重量部
トルエン １１０重量部

〔非磁性塗料の組成〕
非磁性粉末α−Ｆｅ₂Ｏ₃ ８５重量部
カーボンブラック ２０重量部
アルミナ ３重量部
塩化ビニル樹脂（ＭＲ１１０） １５重量部
ポリウレタン樹脂（ＵＲ８２００）１５重量部
メチルエチルケトン １９０重量部
シクロヘキサノン ８０重量部
トルエン １１０重量部

得られた磁性層形成用塗布液および非磁性層（下層）形成用塗布液を，アラミド支持体からなるベースフイルム上に，下層厚が２.０μｍで磁性層厚が０.２０μｍの目標厚みとなるように塗布し，磁性層が湿潤状態にあるうちに磁場をかけて配向させ，次いで乾燥およびカレンダーを行って重層構造の磁気テープを作製した。

得られた磁気テープの磁気特性とさらに電磁変換特性（Ｃ／Ｎ比，出力）を測定した。Ｃ／Ｎ比は記録ヘッドをドラムテスターに取り付けて，デジタル信号を記録波長０.３５μｍで記録した。そのさい，ＭＲヘッドを使用して再生信号を測定し，ノイズは変調ノイズを測定した。評価は，比較例１で得られた磁性粉末を用いた場合の出力，Ｃ／Ｎを０ｄＢとして表示した。これらの評価結果を表２に示した。

〔実施例４〕
実施例２で得られた磁性粉末を用いた以外は，実施例３を繰り返した。得られた磁気テープの磁気特性と電磁変換特性を表２に併記した。
〔比較例４〜６〕
比較例１〜３で得られた磁性粉末を用いた以外は，実施例３を繰り返した。得られた磁気テープの磁気特性と電磁変換特性を表２に併記した。

表２の結果から，実施例１と２の磁性粉末で作製した実施例３と４の磁気テープは，比較例４〜６のものに比べて，出力，ノイズ，Ｃ／Ｎ比が大きく改善されていることがわかる。

本発明に従う窒化鉄系磁性粉末のＴＥＭ写真であり，粒度分布が狭く，かつ分散性の良い粒子であることを示している。 比較例の窒化鉄系磁性粉末のＴＥＭ写真であり，図１のものに比べると焼結が多く，粗大化した粒子であることを示している。 他の比較例の窒化鉄系磁性粉末のＴＥＭ写真であり，図１のものに比べると焼結が多く，粗大化した粒子であることを示している。

Claims (7)

1. 窒化鉄系磁性粉末であって，ＴＥＭ写真による粒子サイズ測定において粒子の最も長い部分を測定したときの平均粒径が２０ｎｍ以下であり，その幾何標準偏差が１.４以下であるＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の窒化鉄系磁性粉末。
2. Ａｌ／Ｆｅの原子百分比で０.１〜３０at.%のＡｌを含有する請求項１に記載の窒化鉄系磁性粉末。
3. 粒子は本質的に球状または平均軸比が１以上２以下の楕円体状である請求項１または２に記載の窒化鉄系磁性粉末。
4. トルエン５００ｍＬ中に該粉末３ｇを分散させたときの該粉末の沈降速度が５ｃｍ／５時間以下である請求項１，２または３に記載の窒化鉄系磁性粉末。
5. 鉄酸化物を還元して得た還元粉をアンモニア処理してＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の窒化鉄系磁性粉末を製造するさいに，前記の鉄酸化物として，Ａｌを固溶したゲーサイトを使用することを特徴とするＦｅ₁₆Ｎ₂相主体の窒化鉄系磁性粉末の製造法。
6. ゲーサイトは，Ａｌ／Ｆｅの原子百分比で０.１〜３０at.%のＡｌを固溶している請求項５に記載の窒化鉄系磁性粉末の製造法。
7. Ａｌを固溶したゲーサイトの表面には焼結防止剤が被着している請求項５または６に記載の窒化Ｆｅ系磁性粉末の製造法。