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    公开号:WO1992009091A1
    申请号:PCT/JP1991/001458
    申请日:1991-10-25
    公开日:1992-05-29
    发明作者:Tatsuo Kumura；Yukari Utsumi；Hideaki Karamon
    申请人:Sony Corporation；
    IPC主号:H01F1-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 非晶質軟磁性材料 技 術 分 野 本発明は、 非晶質軟磁性材料に関するものであり、 特に耐食性， 耐摩耗性を有する非晶質軟磁性材料を得よう とするものである。 背 景 技 術 たとえばオーディオテープレコーダーや V T R (ビデオテープレ コーダ一） 等の記録再生装置においては、 記録信号の高密度化や高 品質化が進行しており、 鉄等の強磁性金属粉末を磁性粉とするいわ ゆるメタルテープや、 強磁性金属材料を真空薄膜形成技術によりベ 一スフィルム上に直接被着した、 いわゆる蒸着テープ等が実用化さ れている。
    [0002] 前述の如き高保磁力を有する磁気記録媒体の特性を十分に活かし て良好な記録再生を行うためには、 磁気へッ ドのコア材料の特性と して、 高い飽和磁束密度を有することが必要であり、 特に同一の磁 気へッ ドで再生を行おう とする場合においては、 高透磁率を併せて 有するこ とが要求される。
    [0003] また、 磁気ヘッ ドによる記録再生は、 コアのギャ ップ部が磁気記 録媒体に接触して磁界を印加することによって行われるので、 ギヤ ップ部が常に磁気記録媒体に良好に接触し得ることが必要である。 したがって、 このようなコア材料としては、 上述のような磁気特性 に加えて、 ギヤ ップ部が磁気記録媒体の走行によつて摩損が生じて 形状が変化しないように、 耐摩耗性， 耐食性を有することが重要と
    [0004] 7よ る。
    [0005] そこで、 従来、 このような軟磁気特性を有する磁性材料として非 晶質軟磁性材料の開発が進められている。 この非晶質軟磁性材料は、 結晶磁気異方性がなく高透磁率を有する等数々の優れた特性を有し ており磁気へッ ドのコア材料として極めて適した磁性材料である。
    [0006] そして、 このような非晶質磁性材料の中でも特に C 0— Z r系の
    [0007] 1 o 非晶質軟磁性材料は、 高飽和磁束密度を有していることから注目さ れている。 しかし、 この非晶質軟磁性材料は磁歪定数が比較的大き いため磁歪調整のため第 3の添加物を添加することが一般的であり、 この C 0— Z r系磁性材料に第 3の添加物を添加した種々の非晶質 軟磁性材料が提案さ 'れている。
    [0008] I 5 たとえば、 このような非晶質軟磁性材料としては、 じ 0 — 2 1*系 磁性材料に P dを添加した C 0 - Z r - P d系非晶質軟磁性材料が 特開昭 6 1 — 1 8 8 9 0 8号において提案されている。 この非晶質 軟磁性材料は高飽和磁束密度を有するとともに低磁歪定数を有し、 磁気へッ ドのコア材料として優れた特性を有している。
    [0009] 2 0 しかしながら、 この C o— Z r — P d系非晶質軟磁性材料は、 耐 摩耗性， 耐食性が低く、 このような材料を磁性材料とする磁気コア は、 たとえば記録再生の際に徐々にギャップ部に摩損が生じ、 磁気 記録媒体に十分に磁界を印加することができなくなり、 長時間に亘 つて良好な記録再生を維持することができなかった。 また、 磁気へ
    [0010] 2 5 ッ ドに用いるには、 耐候性の点でも不安を残している。 そこで、 本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたもの で、 高飽和磁束密度， 低磁歪定数を有するとともに、 耐摩耗性， 耐 食性に優れた非晶質軟磁性材料を提供するものである。 発 明 の 開 示 上述の目的を達成するために本発明の非晶質軟磁性材料は、 C 0 Z r y P d z Μβ (ただし、 Mは N b， C r， V， T a , W， M oの少なく とも 1種を表す。 ） なる組成式で表わされ、
    [0011] 0. 8 2 ≤ X ≤.0. 9 4
    [0012] 0. 0 4 ≤ y ≤ 0. 1 0
    [0013] 0. 0 1 ≤ z ≤ 0. 0 8
    [0014] 0. 0 1 ≤ a ≤ 0. 1 0
    [0015] であることを特徴とする。
    [0016] 本発明に係る非晶質軟磁性材料は、 C o - Z r - P d系非晶質合 金に、 V a族， Vi a族の元素， 特に N b , C r , V, T a , W， M oのいずれかを少なく とも 1種以上添加した非晶質軟磁性材料であ こ こで、 上記非晶質軟磁性材料においては、 （ 0及び2 1" さらに は Va 族， VTa 族元素の含有量が重要であって、 これらの元素の含 有量が多すぎたり少なすぎたりすると、 高飽和磁束密度， 高透磁率, 耐食性， 耐摩耗性を得ることは難しい。
    [0017] たとえば、 Z rの含有量が 4原子 未満であると結晶化の虞れが 大き く、 したがって非晶質軟磁性材料が得られない可能性が大きい。 また上記 C oの含有量が少なすぎると、 飽和磁束密度の低下が見ら れ、 F e— A 1 — S i 系軟磁性材料 （センダス ト） を下回る虞れが ある。 センダス トを上回る飽和磁束密度 （ 1 1 0 0 0ガウス以上） を得よう とする場合には、 C Gの含有量が 8 2原子％以上であるこ とが必要である。
    [0018] 一方、 V a 族， 族元素の添加は、 耐食性， 耐摩耗性を上げる 効効果を示すが、 十分な耐食性， 酎摩耗性効果を得よう とするには、 添加量が 1原子％以上であることが好ましい。 また、 上記 V a 族， 1Ia 族元素の添加量を増加すればするほど、 耐摩耗性 ，耐食性は改 善されるが、 あまり、 Va 族， VTa 族元素の添加量を多くすると飽 和磁束密度が低下し.、 1 0原子％を越えるとセンダス トの飽和磁束 崈度を下回る虞れがある。
    [0019] したがって、 実用的な範囲としては、 C 0の含有量が 8 2〜 & 4 原子％、 Z rの含有量が 4〜 1 0原子％、 V a 族， YTa 族元素の含 有量が 1 〜 1 0原子％、 残部が P dであることが好ましい。
    [0020] 上述の非晶質軟磁性材料の作製方法としては、 液体急冷法ゃスパ ッ夕法等が考えられるが、 特に上記非晶質軟磁性薄膜を垂直記録用 単磁極へッ ドゃ狭ギヤ ップリ ングへッ ド等に利甩する場合には極め て膜厚の薄いものが要求されるので、 スパッタ法の採用が有利であ る。 このスパッタ法によれば、 非晶質化が容易で、 数百オングス ト ロームから数十/ 程度の薄膜ないし厚膜が作製可能であって、 ま た膜の密着性に優れる等、 本発明に係る非晶質軟磁性薄膜を作製す るうえで好適である。
    [0021] 上記スパッ夕法としては、 通常の手法であれば如何なる方法であ つてもよいが、 例えば二極式スパッ夕法， 三極 ' 四極式スパッ夕法: マグネ トロン式スパッタ法， 高周波式スパッ夕法， バイアス式スパ - -
    [0022] ッタ法， 非対称交流式スパッタ法等が挙げられる。
    [0023] なお、 上記非晶質軟磁性薄膜を構成する C o， Z r, P d及び V a 族， Via 族元素の各成分の量を調節する方法としては、
    [0024] (1) C o, Z r， P d， 及び Va 族， YTa 族元素の少なく とも一種 を所定に割合になるように秤量し、 これらをあらかじめ例えば高周 波溶解炉等で溶解した合金ィ ンゴッ トをターゲッ トとして使用する 方法、
    [0025] (2) C 0元素単独の C 0ターゲッ トを用意し、 このターゲッ ト上に Z r片， P d片及び Va 族， Via 族元素の少なく とも一種の金属片 を乗せ、 これらの数.を調節することによって組成を制御する方法、
    [0026] (3) 各成分の単独元素のタ一ゲッ トを用意し、 これら各夕一ゲッ ト に加える出力 （印加電圧） を調節してスパッ夕 リ ング速度をコン ト ロールし組成を制御する方法。
    [0027] 等が挙げられる。
    [0028] 本発明に非晶質軟磁性材料においては、 C o— Z r— P d系の非 晶質軟磁性材料に、 Va 族， Via 族元素の少なく とも 1種を添加す るこ とにより、 高飽和磁束密度， 低保磁力， 高透磁率を維持して、 耐摩耗性及び耐食性の改善が達成される。
    [0029] 本発明においては、 C 0— Z r— P d系非晶質軟磁性材料に Va , Via 族の元素を少なく とも 1種以上添加しているので、 高飽和磁束 密度， 低保磁力， 高透磁率を有するとともに、 良好な耐摩耗性， 耐 食性を有する非晶質軟磁性材料を得ることが可能となる。 したがつ て、 このような非晶質軟磁性材料を狭ギヤ ップリ ングへッ ド等の磁 性材料として使用すれば、 ギヤ ップ部が磁気記録媒体の走行によつ て摩損を生じ難いので、 磁気記録媒体に対して良好に接触すること ができ、 長時間に亘つて良好な記録 ·再生を維持することが可能と なる。 発明を実施するための最良の形態 次に、 本発明の具体的な実施例について説明する。
    [0030] 先ず、 C 0ターゲッ ト上に Z r片， P d片及び V a 族， 族元 素の少なく とも 1種の金属片を乗せ、 これらの数を調節しながらス パッタ法によりセラ ミ ック基板上に非晶質軟磁性薄膜を作製した。
    [0031] このように作製さ-れた非晶質軟磁性薄膜の組成及び磁気特性， 耐 摩耗性， 耐食性の測定結果を第 1表に示す。 （数値は組成を原子
    [0032] %で表す。 ）
    [0033] なお、 作製した非晶質軟磁性薄膜は、 2. 8 m m X 2 5 m mの短冊 形状であり、 膜厚は約 5 mに設定した。 また、 表中、 非晶質軟磁 性薄膜の組成はターゲッ ト組成を示す。
    [0034] 磁気特性は、 作製した非晶質軟磁性薄膜を 3 5 0 °C , 3 0分閭回 転磁場中で処理し、 2 0 0 °C , 3 0分間短冊の幅方向に 4 k 0 eの 磁場を印加した後、 短冊の長手方向に対して測定した。 なお、 回転 磁場中処理は 4 k 0 e , 1 0 0 r p mに設定して行った。
    [0035] また、 ビッカース硬度は、 フォ トセラム上にスパッ夕法により形 成された膜厚が 5〜 6 mの非晶質軟磁性薄膜についてハー ドネス テスタ一 （A K A S H I社製， 商品名 M V P— G 6 ) によって測定 した。
    [0036] 耐食性は、 非晶質軟磁性薄膜を水中に 2 4時間浸漬した後、 腐食 の程度を目視によって評価し、 水中浸漬後ほとんど変化が見られな 一 一
    [0037] いものを 5 , わずかに変色したものを 4, 若干の孔食がみられたも のを 3, 孔食と変色がみられたものを 2, 著しい腐食が見られたも のを 1 と表現した。
    [0038] また、 比較例としてセンダス ト 〔組成 Fe83Al6 Sii , (ただし、 数 値は組成を重量 で表す） 〕 についても同様に磁気特性， 耐食性に ついて測定を行った。 その結果を第 1表に併せて示す。 ， なお、 センダス トの磁気特性の測定は、 5 5 0 °C， 1時間真空中 でァニール処理した後に行った。 第 1表に示されるように、 C o—
    [0039] Z r - P d系非晶質軟磁性材料に Va 族， Via 族元素の少なく とも i ο 1種を添加した非晶質軟磁性材料は、 飽和磁束密度が 1 1 0 0 0ガ ウス以上， 保磁力が 0.0 5エルテッ ド以下， 透磁率が 3 0 0 0以上 と極めて良好な軟磁気特性を示し、 Va 族， VTa 族元素の添加によ つてこれらの磁気特性が劣化しないことが示された。 また、 ピツカ ース硬度及び耐食性は、 添加しない非晶質軟磁性材料にく らべてい
    [0040] 1 5 ずれも良好な値を示し、 Va 族， Via 族元素の添加により、 耐摩耗 性及び耐食性が改善されることが示された。 また、 特に、 . Va 族， Via 族元素として Mo及び Nbが添加された非晶質軟磁性材料にお いて、 優れた耐摩耗性， 耐食性が得られるこ とが示された。 0
    [0041] 5 - -
    [0042] CD 第 1表 O
    [0043] 磁気特性 ビ カ-ス 耐食性 硬度
    [0044] 飽和磁束 保磁力 透磁率
    [0045] 密度（kG) (Oe) 1MHz
    [0046] Co89Zr7Pd4 14.7 0.019 3100 648 2
    [0047] Co87Zr7Pd4Nb2 14.6 0.019 3200 682 3
    [0048] Co85Zr7Pd.4Nb4 14.1 0.030 3000 732 5
    [0049] Co83Zr9Pd4Nb4 12.6 0.044 2900 793 5
    [0050] Co82Zr7pd4 b7- 12.5 0.054 3400 786 5
    [0051] Co87Zr7Pd4Cr2 14.3 0.23 2500 675 5
    [0052] Co87Zr7Pd4Mo2 14.0 0.016 3300 686 3
    [0053] Cos 5Zr7Pd4Mo4 13.2 0.020 3100 742 5
    [0054] Cos 3Zr7Pd4Moe 11.9 0.019 4000 754 5
    [0055] Co85ZrsPd4Nb2Cri 13.3 0.030 3000 728 4
    [0056] 11.0 0.15 2200 5
    权利要求:
    Claims
    1 . C 0 Z r y P d z Ma (ただし、 Mは Nb， C r， V, T a W, M oの^なく とも 1種を表す。 ） なる組成式で表わされ、
    0. 8 2≤ x≤ 0. 9 4
    0. 0 4 ≤ y ≤ 0.請 1 0
    0.0 1 ≤ z≤ 0.0 8
    0. 0 1 ≤ a≤ 0. 1 0
    であることを特徴とする非晶質軟磁性材料。 囲
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0510202B1|1996-02-28|
    EP0510202A4|1993-05-05|
    DE69117491T2|1996-09-19|
    DE69117491D1|1996-04-04|
    US6132891A|2000-10-17|
    EP0510202A1|1992-10-28|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1992-05-29| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1992-05-29| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1992-06-29| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1991918903 Country of ref document: EP |
    1992-10-28| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1991918903 Country of ref document: EP |
    1996-02-28| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1991918903 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP02301176A|JP3019400B2|1990-08-04|1990-11-08|非晶質軟磁性材料|
    JP2/301176||1990-11-08||US07/854,626| US6132891A|1990-11-08|1991-10-25|Amorphous soft magnetic material|
    EP19910918903| EP0510202B1|1990-11-08|1991-10-25|Amorphous soft magnetic material|
    DE1991617491| DE69117491T2|1990-11-08|1991-10-25|Amorphes weichmagnetisches material|
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