Brevet FR2047012A1 — publié le 19710312

-1- 2047012 Iloest connu que le nitrure de fer, Fe^N, est fortement ferromagnétique, voir entre autres H. Nowotny, Zeitschrift fur Elektrochemie 49, pages 254 à 260 (1943) et F.A.J.J. Velge et K.J. de Vos, Zeitschrift fur angewandte Physik, 2_1_, Nr. 2, 5 pages 115 à 119 (1966) Conformément à l'invention, on a constaté que ce nitrure de fer, Fe^N, sous forme de particules en forme de tige dont l'axe longitudinal est compris entre 0,5 et 2 microns, et est égal à au moins cinq fois le diamètre supérieur de n'importe 10 quelle section de la particule envisagée, perpendiculaire audit axe longitudinal (le diamètre étant appelé dans la suite du présent mémoire le "diamètre" de la particule), convient particulièrement pour être utilisé comme matériau pour l'enregistrement magnétique. 15 De plus, l'invention est relative à un procédé per mettant de préparer le nitrure de fer, Fe^N, qui vient d'être iiommé comme matériau approprié à l'enregistrement magnétique. Conformément à ce procédé, on part d'une poudre d'oxyde de fer ou d'hydrate d'oxyde de fer, constituée par des particules 20 présentant la même forme et les mêmes dimensions que celles desdites particules de nitrure de fer, Fe^N. Conformément à l'invention, on soumet cette poudre dans une "couche fluidifiée" (en anglo-saxon "fluid bed", en allemand "Wirbelschicht") à une réaction pseudomorphe avec un mélange d'ammoniac et d'hydrogène, 25 à une température comprise entre 350°C et 400°C. Par une réaction "pseudomorphe", il y a lieu d'entendre une réaction dans laquelle les particules du matériau cb départ et celles du produit de réaction présentent pratiquement la même formé et les mêmes dimensions, donc, dans laquelle 30 cftaque particule de la substance solide réagit individuellement avec le gaz, tout en maintenant pratiquement sa forme et ses dimensions. Dans un four à couche fluidifiée, les particules de la substance solide forment sous l'influence d'un courant du gaz chaud montant à travers une plaque poreuse disposée hori-35 zontalement dans le four une couche ondulante qui fait penser à un liquide bouillant violemment.Le processus à couche fluidifiée permettant de faire réagir des substances solides finement divisées avec des gaz présente un grand nombre d'avantages. Des produits secondaires gazeux formés pendant la réac-40 tion sont rapidement entraînés par le gaz montant et ainsi 70 22691 —2— 2047012 évacués de la masse en réaction. De plus, du fait qu'une transmission thermique très efficace se produit dans la couche fluidifiée, la transformation requise peut être réalisée à une température assez basse, de sorte que dans un grand nombre cte cas, il 5 est possible d'éviter le frittage des particules de substance liquides ou au moins de le réduire au minimum. Il y a lieu de noter qu'il était déjà connu (voir le brevet britannique No. 796.464) de préparer une poudre de fer constituée par des particules en forme de tiges par réduction 10 topochimique d'une poudre constituée par des particules en oxyde de fer en forme de tiges et qu'il était également connu (voir le brevet français No.. 1.422.638) de transformer l'hydrate d'oxyde de fer non-ferromagnétique dans un four à couche fluidifiée en oxyde de fer convenant comme matériau pour 1 ""enregistrement 15 magnétique. Les poudres de nitrure de fer Fe^N conformes à l'invention sont assez souvent très pyrophores, c'est-à-dire que dès qu'elles entrent en contact avec l'airç elles sont transformées en oxyde de fer tout en s'enflammant violemment. Selon une forme 20 de réalisation préférentielle du procédé conforme à l'invention permettant de préparer ces poudres, après la réaction chimique dans la couche fluidifiée, le mélange d'hydrogène et d'ammoniac supportant la couche f luidifiée e3sfc remplacé" insengStolanent par unjaélange gazeux faiblement oxydant, par exemple un mélange gazeux consti-25 tué par un gaz inerte, tel que de l'azote ou de l'argon, avec un peu d'oxygène. Un réglage de la teneur en oxygène du mélange gazeux faiblement oxydant supportant alors la couche fLuidifiée permet de recouvir les particules de nitrure de fer»formées pendant la réaction précédente>d'une couche d'oxyde stabilisatri-30 ce, ce qui a ppur effet qu'elles ne sont plus pyrophores. A cet égard, il y a lieu de noter que la stabilisationcfe catalyseurs > pyrophores finement divisés contenant du métal par l'application de pellicules d'oxyde protectrices, dans une couche fluidifiée, sur les surfaces des particules constituant le catalyseur est 35 connu du brevet américain No. 2.565.347- L'invention sera expliquée en détail à l'aide de quelques exemples de réalisation. Exemple I On introduit dans un four cylindrique (diamètre 40 environ 3° mm), dont la face inférieure est fermée par une pla— '0 22691 -3- 2047012 que poreuse en matériau céramique disposée horizontalement dans le four,20 g d'une poudre de «C -FeOOH, qui est préalablement séchée en la chauffant pendant 8 heures à une température de 180°C et partiellement déhydratée. La poudre de -FeOOH est 5 constituée par des particules en forme de tige d'une longueur d'environ 1 micron et d'un diamètre d'environ 0,1 micron. On fait passer, pendant 2 heures à une température d'environ 380°C, à une vitesse d'environ 3 litres par minute, un mélange constitué par des parties en volume égales d'hydrogène et d'ammoniac -jO dans une direction ascendante verticale à travers ladit^, plaque poreuse. Dans la couche fluidifiée se formant au-dessus de la plaque, la poudre de ot-FeOOH est transformée d'une façon pseudomorphe, en des particules de nitrure de fer Fe^N,'dont la forme et les dimensions sont environ égales à celles des parti— -] 5 cules de o(-FeOOH, dont on est parti. Après la réaction, la poudre de nitrure de fer Fej^N ainsi formée est immergée, à l'abri de l'air, dans du dioxane. Après quelque temps, la poudre est enlevée du liquide et débarrassée des restes dégoulinants. Les propriétés déterminant la qualité de l'enregistrement 20 magnétique étaient : aimantation à saturation, ^s> 2,0 x 10~^V sec m/kg g T ( 6 représentant 11 aimantation rémanente)....0,45 25 Exemple IX. D'une façon analogue à celle décrite dans l'exemple I, on prépare du nitrure de fer Fe^N par réaction d'une poudre de -FeOOH avec un mélange d'hydrogène et d'ammoniac. Après la réaction, on remplace le courant du mélange gazeux précité 30 montant à travers la plaque poreuse et supportant la couche fluidifiée par un courant d'un mélange gazeux contenant en volume 99% d'azcte et 1$ d'oxygène. La température de ce dernier mélange gazeux, qui supporte alors la couche fluidifiée, est de 20°C. Après que le dernier mélange gazeux a traversé 35 pendant 5 minutes la plaque, on le remplace insemsiTSlement pgur de l'oxygène} en veillant à,ce que-la température de la couche fluidifiée ne dépasse pas 50°C. La poudre de nitrure de fer Fe^N ainsi obtenue n'est pas pyrophore et ne doit pas être stabilisée par immersion dans 40 du dioxane. Les propriétés de cette poudre étaient les mêmes que celles de la poudre préparée de la façon décrite dans l'exemple I. 70 22691 4 2047012 REVENDICATIONS : T. Poudre en nitrure de fer Fe^N utilisable comme maté riau pour l'enregistrement magnétique et constituée par des particules en forme de tiges, dont l'axe longitudinal est compris 5 entre 0,5 et 2 microns et égal à au moins cinq fois le diamètre supérieur de n'importe quelle section de la particule envisagée perpendiculaire audit axe. 2. Procédé permetttant de préparer un matériau utilisable pour 1 » enregistrement magnétique selon la revendication 1, 10 caractérisé en ce qu'une poudre(d'hydrate d'oxyde de fer, constituée par des particules en forme de tige^ dont l'axe longitudinal est compris entre 0,5 et 2 microns et égal à au moins cinq fois le diamètre supérieur de n'importe quelle section de la particule envisagée perpendiculaire à cet axe ,est chauffée à une 15 température comprise entre 350°C et 400°C dans une couche fluidifiée supportée par un mélange d'hydrogène et d'ammoniac. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'après la transformation dans la couche dfluidifiée pour la formation du nitrure de fer Fe^N, la derniere substance est 20 stabilisée dans la même couche fluidifiée en la chauffant au même endroit où fut effectuée la susdite transformation à une température comprise entre 20 et 50°C dans une couche fludifiée supportée par un mélange gazeux faiblement oxydaïit. k. Matériau utilisable pour l'enregistrement magnétique 25 préparé selon l'une des revendications 2 et 3.