DE3215263C2

DE3215263C2 -

Info

Publication number: DE3215263C2
Application number: DE3215263A
Authority: DE
Inventors: Takashi Yasugi Jp Meguro; Yasunobu Kumagaya Jp Ogata; Yoshizo Saitama Jp Sawada
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1981-04-24
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1988-02-18
Also published as: US4525222A; JPS57177507A; NL8201682A; DE3215263A1; JPH0315323B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der magnetischen Permeabilität einer amorphen magnetischen Kobaltlegierung durch Wärmebehandlung.

Amorphe magnetische Materialien finden starke Beachtung, weil sie eine hohe magnetische Permeabilität ohne irgendeine magnetische Anisotropie, die von einer Kristallstruktur herrührt, aufweisen. Es gibt insbesondere ein amorphes magnetisches Material mit Kobalt Co als Hauptkomponente mit einer Zusammensetzung, die eine Sättigungs- Magnetostriktionskonstante λ _s nahezu von null aufweist. Die Verwendung eines solchen Materials für Magnetköpfe ist umfangreich untersucht worden. Bei einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines amorphen Materials mit einer hohen magnetischen Permeabilität aus einer Legierung, die Kobalt als Hauptkomponente enthält und die keine Magnetostriktion aufweist, ist es erforderlich, daß die Legierung eine solche Zusammensetzung hat, daß die Curie-Temperatur T _c niedriger ist als die Kristallisationstemperatur T _x und daß man sie bei einer Temperatur T _a, die der Beziehung T _c < T _a < T _x genügt, über einen bestimmten Zeitraum hält, um thermische Spannungen, die bei der Bildung des amorphen Materials erzeugt worden sind, zu entfernen. Genauer gesagt, die obengenannte Temperatur T _x gibt eine Kristallisationsanfangstemperatur in dem Falle an, daß die Temperatur der Legierung mit einer Geschwindigkeit von etwa 5°C/min erhöht wird. Wenn die Legierung bei einer Temperatur gehalten wird, die der Kristallisationsanfangstemperatur T _x gleich ist oder die höher ist als diese Temperatur, dann schreitet im allgemeinen die Kristallisation voran und die magnetische Charakteristik wird zerstört. Wenn jedoch eine Legierung mit einer Zusammensetzung, daß die Curie-Temperatur T _c niedriger ist als die Kristallisationsanfangstemperatur T _x, in der oben beschriebenen Weise wärmebehandelt wird, dann ist die Sättigungsflußdichte B _s der Legierung höchstens 9,0 KG. In diesem Fall ist die Legierung daher nicht zufriedenstellend, um einen Magnetkopf herzustellen, der den derzeitigen Anforderungen für eine hohe Aufnahmedichte genügt. Um dieses Problem zu lösen, sind schon verschiedene Vorrichtungen entwickelt worden. So ist beispielsweise schon die Wärmebehandlung eines magnetischen Materials in einem rotierenden Magnetfeld oder einer anderen Einrichtung durchgeführt worden, um ein amorphes Material mit hoher magnetischer Permeabilität durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterhalb der Kristallisationstemperatur T _x (und naturgemäß unterhalb der Curie-Temperatur T _c) des magnetischen Materials herzustellen. Die obengenannte Wärmebehandlung in einem rotierenden Feld ist jedoch notwendig, um das magnetische Feld rotieren zu lassen, und dieses Verfahren hat vom praktischen Standpunkt aus gesehen viele Schwierigkeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erhöhung der magnetischen Permeabilität einer amorphen magnetischen Kobaltlegierung durch Wärmebehandlung zur Verfügung zu stellen.

Die Lösung erfolgt mit den Maßnahmen des Patentanspruchs.

Ausführungsform 1

Ein amorphes magnetisches Material (Co_0,94Fe_0,06)_75,3- Si_4,7B₂₀ mit einer Kristallisationstemperatur T _x von 490°C, einer Curie-Temperatur T _c von 510°C, einer Sättigungsflußdichte B _s von 9800 G und einer Sättigungs-Magnetostriktionskonstante λ _s von nahezu gleich null wurde der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung unterworfen. Die Wärmebehandlung wurde in einer Weise durchgeführt, daß eine ringförmige Probe aus dem obigen Material in einen bei vorgewählter Temperatur gehaltenen Ofen eingesetzt wurde, in dem Ofen über eine vorgewählte Zeitspanne gehalten wurde und sodann mit Wasser (mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von mehr als 10²⁰ C/s) abgekühlt wurde. Die magnetische Permeabilität des so behandelten amorphen magnetischen Materials wurde in einem Wechselfeld mit einer Frequenz von 1 KHz und einer Feldstärke von 5 mOe gemessen. Die Meßergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

Im Zusammenhang mit Tabelle I kann die magnetische Permeabilität µ_e des amorphen magnetischen Materials 1200 oder mehr beim praktischen Gebrauch sein. Obgleich weiterhin die Wärmebehandlungszeit kurz genug sein muß, um die Kristallisation des amorphen magnetischen Materials zu verhindern, kann sie nicht festgelegt werden, da es einige Parameter mit Einschluß der Temperatur der Wärmebehandlung gibt. Wenn beispielsweise die Behandlungstemperatur 490°C ist, dann ist die Wärmebehandlungszeit weniger als 5 min. Die Untergrenze der Behandlungszeit verändert sich je nach der Temperatur der Wärmebehandlung. Wenn beispielsweise die Wärmebehandlungstemperatur 560°C ist, dann ist die Wärmebehandlungszeit mindestens 30 s. In Tabelle I ist die Wärmebehandlungstemperatur 490°C≐ 0,96 T _c und 560°C≐1,1 T _c. Wenn die Temperatur höher als 1,1 T _c ist, dann kann der Effekt der Wärmebehandlung verschlechtert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Wärmebehandlungstemperatur T vorzugsweise als T ≲ 1,1 T _c ausgewählt.

Die Behandlungsmethode nach dem Stand der Technik bei 480°C (= 0,94 T _c ) in Tabelle I unterscheidet sich von der erfindungsgemäßen Behandlung nur hinsichtlich der Wärmebehandlungstemperatur.

Ausführungsform 2

Ein amorphes magnetisches Material {(Co_0,918Fe_0,005- Mn_0,077)_78,3Si_12,7B₉}_99,5Ru_0,5 mit einer Kristallisationstemperatur T _x von 420°C, einer Curie-Temperatur T _c von 420°C, einer Sättigungsflußdichte B _s von 9600 G und einer Sättigungs-Magnetostriktionskonstante λ _s von nahezu null wurde einer erfindungsgemäßen Wärmebehandlung unterworfen. Die Wärmebehandlung wurde in der Weise durchgeführt, daß eine ringförmige Probe aus dem obengenannten Material in einen bei vorgewählter Temperatur gehaltenen Ofen eingesetzt wurde, in dem Ofen über einen vorbestimmten Zeitraum gehalten wurde und sodann mit Wasser (mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von mehr als 10²⁰ C/s) abgekühlt wurde. Die magnetische Permeabilität des so behandelten amorphen magnetischen Materials wurde in einem Wechselfeld mit einer Frequenz von 1 KHz und einer Feldstärke von 5 mOe gemessen. Die Meßergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt. Aus Tabelle II wird ersichtlich, daß eine maximale Permeabilität von 20 000 in einem Temperaturbereich oberhalb der Curie-Temperatur T _c erhalten wurde.

Tabelle II

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wurde die Probe in einem bei vorgewählter Temperatur gehaltenen Ofen wie bei herkömmlichen Methoden gehalten. Vom technischen Gesichtspunkt aus gesehen ist es jedoch mehr zu bevorzugen, die Erhitzungsgeschwindigkeit, mit der die Temperatur der Probe erhöht wird, zu erhöhen, indem man ein sofortiges Erhitzen, beispielsweise Infrarot- Erhitzen, anwendet.

Claims

Verfahren zur Erhöhung der magnetischen Permeabilität einer amorphen magnetischen Kobaltlegierung durch Wärmebehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Kobaltlegierung hoher Sättigungsflußdichte, bei der die Curie-Temperatur T _c gleich oder höher ist als die Kristallisationstemperatur T _x, die Wärmebehandlung in der Weise durchgeführt wird, daß die Glühtemperatur T gemäß den Beziehungen T ≧ 0,95 T _c und
T ≧ T _xgewählt wird und neben Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeit die Glühzeit so kurz bemessen wird, daß die Kristallisation vermieden wird.