JPH02298238A

JPH02298238A - 磁性合金

Info

Publication number: JPH02298238A
Application number: JP2019480A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Watanabe; 恭志渡辺
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1990-12-10
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH07113140B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、特に高密度磁気記録用の磁気ヘッドに適する
磁性合金に関する。

（従来の技術）近年、磁気記録の高密度化や広帯域化の必要性が高まり
、磁気記録媒体に高い抗磁力を何する磁性材料を使用し
て記録トラック幅を狭くすることにより、高密度磁気記
録再生を実現している。

そして、この高い抗磁力をもつ磁気記録媒体に記録再生
するするための磁気ヘッド材料として、飽和磁束密度Ｂ
ｓの高い磁性合金が必要とされており、センダスト合金
やＣｏ−Ｚｒ系非晶質合金等をコアの一部または全部に
使用した磁気ヘッドが提案されている。

然しながら、これらの合金のＢｓはｌ　ＯＩ（Ｇ程度か
或いはそれ以下であり、磁気記録媒体の高抗磁力化が一
段と進み抗磁力が２００００　ｅ以上になるとセンダス
ト合金やＣｏ−Ｚｒ系非晶質合金を使用した磁気ヘッド
では良好な磁気記録再生が困難になった。

又、磁気記録媒体の長手方向ではなく、厚さ方向に磁化
して記録する垂直磁化記録方式も提案さねているが、こ
の垂直磁化記録方式を良好に行う（−は、磁気ヘッドの
主磁極先端部の厚さを０．５μｍ以下にする必要があり
、比較的抗磁力の低い磁気記録媒体に記録するにも、高
い飽和磁束密度を持つ磁気ヘッド用磁性合金が必要にな
る。

そして、センダスト合金やＣｏ−Ｚｒ系非晶質合金より
も飽和磁束密度の高い磁性合金として、窒化鉄やＦｅ−
Ｓｉ系合金等の鉄を主成分とした磁性合金が知られてい
る。

（発明が解決しようとする課題）ところが、従来より知られているこれらの高Ｂｓ磁性合
金は、保磁力Ｈｅが大きくそのままでは磁気ヘッドの材
料としては不十分であるので、センダスト合金やパーマ
ロイ等の保磁力の小さい磁性材料か、或いはＳｉＯ２等
の非磁性材料を中間層とした多層構造の磁気ヘッドが提
案されている。　然しながら、このように異なる系の物
質を多層化するには工数やコストがかかり、信頼性を保
つのも暮しいという問題があった。

特に、数μ畷以上の膜厚にするためには、場合によって
は１００層以上の多層構造にする必要があり、使用範囲
も限られていた。

この問題を解決するために、本発明式等はＦｅ−Ｎ−０
合金によって単層で高Ｂｓで、かつ低Ｈｅの磁性合金が
得られることを提案したが、熱安定性の面からガラスモ
ールド工程には適さないという問題があった。

そこで、本発明は多層構造にしなくても高飽和磁束密度
を持ち、且つ、保磁力の小さい熱安定性に優れた磁性合
金を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであ
り、　Ｆ　ｅｙ　ＮＷ　ＯＸ　ＭＹなる組成式で表わさ
れ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙで示される原子％は１≦ｗ≦２０１５ｘ≦２００．５≦ｙ≦６ｖ　＋　ｗ　＋　ｘ　＋　ｙ　＝　１００なる関係を有
する磁性合金、（但しＭはＴａ。

Ｎｂ、またはＴａとＮｂの混合物）または、Ｆｅｖ　Ｎ
ｗＯｘＭ、Ｌ２なる組成式で表わされ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ
、ｚで示される原子％は１≦ｗ≦２０１≦ｘ≦２００．５≦ｙ≦６０．３≦２≦３ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ−１００なる関係を有する磁性合金、（但しＭはＴａまたはＮｂ
またはＴａとＮｂの混合物であり、ＬはＴｉ、Ｃｒ、Ｃ
ｏ、Ｃｕ、Ｇ−ａ、Ｍｏ、Ｒｕ。

Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｗ、Ｒ’ｅ、Ｏｓ、　　Ｉ　
　ｒ。

Ｐｔ、Ａｕ、ＡＩ、　　Ｓｉ、　　Ｃ，Ｖ、Ｎｉ、　　
Ｚｒ。

Ｈｆ、Ｂ、Ｇｅ、Ｙ、Ｓｂ、Ｐｂなる群の中カラ選ばれ
た少なくとも１種類以上の元素）を提供するも、のであ
る。

（実施例）本発明の磁性合金の製造装置の一例を第１図に示す。

一対のターゲット５．５は鉄（Ｆｅ）とタンタル（Ｔａ
）　、ニオブ（Ｎｂ）、例えばルテニウム（Ｒｕ）等の
添加元素の合金ターゲットか、或いは適当な四部を設け
た純鉄のターゲットの四部にチップ状のＴａ５Ｎｂまた
はＲｕ等をはめ込んだ複合ターゲットである。このター
ゲット５．５はターゲットホルダー９によって支えられ
ており、このターゲット５とターゲットホルダー９には
、直流電源１３よりマナス電位が印加され、更にこのタ
ーゲットホルダー９の周囲にはシールド４が取り付けで
ある。

また、このターゲットホルダー９の内部には、両ターゲ
ット５．５間にプラズマ１４を集束するための磁石６．
６が挿入され、且つターゲット５の表面の加熱を防ぐた
めに冷却水８が流入している。

そして、接地された真空槽１５の左右に、２個のターゲ
ットホルダー９が絶縁体７によって絶縁されて設けられ
ている。

また、この真空槽１５の上部より、酸素（０２）、窒素
（Ｎ２　）　、アルゴン（Ａ「）がそれぞれ流量計１〜
３により、所定の流量に調節されて導入されている。

なお、アルゴンは、ターゲット５をスパッタすると同時
に成膜する磁性合金膜中の酸素と窒素の量を調節するた
めのものである。

そして、真空槽１５の下部には、基板ホルダー１２上に
基板１が置かれ、不純物を防ぐためのシャッター１０が
基板１１を覆っている。

このようなスパッタ装置において、直流電源１３により
、左右のターゲットホルダー９に支えられたターゲット
５．５の間にプラズマ１４を発生させると、ターゲット
５はマイナス電位であるので、プラズマ１４中のアルゴ
ンイオン（ＡＲ”″）がターゲット５に衝突し、ターゲ
ット５の鉄原子およびＴａ、ＮｂまたはＲｕ等の原子が
飛び出ず。

そして、ターゲット５から飛び出した鉄原子と、プラズ
マ中の酸素の原子または分子とが結合して、基板１１の
上に成長していく。

なお、スパッタ開始後の数分間は、シャッター１０を閉
じて基板１１を覆うことにより、ターゲット５の表面の
不純物が基板１１の上に付かないようにし、その後でシ
ャッター１０を開けるようにする。

そして、流量計１〜３にて酸素、窒素、アルゴンの導入
量を調節することにより、所望の酸素を含んだＦ　ｅｖ
　ＮＷ　ＯＸ　Ｍｙなる組成式の合金を得ることができ
る。（但し、ＭはＴａ、Ｎｂ、　またはＴａとＮｂの混
合物）を示す）このようにして得たＦｅｖＮｗＯｘＭｖ及びＦｅｖＮｗ
ＯｘＭＶＬｚなる組成式の合金の窒素、酸素およびＴａ
、Ｎｂ、Ｒｕなどの添加元素の含有量と回転磁場中で３
００°Ｃの熱処理を行った後の飽和磁束密度（Ｂｓ）、
保磁力（Ｈｃ）との関表１は酸素およびＴａ　ＳＮ　ｂ
　ＳＲｕの含有量と飽和磁束密度（Ｂｓ）、保磁力（Ｈ
ｅ）との関係を示す表であり、含有量はＥＳＣＡ（Ｘ線
光電子分光分析法）　、ＥＰＭＡ　（Ｘ線マイクロアナ
ライザ法）等による定量分析で原子％で表わしているが
、±２０％程度の誤差が見込まれる。保磁力は真空中で
の熱処理を行った時の値であり、熱処理温度は３０Ｇ　
＠Ｃである。この内、試料番号１は鉄のみの場合の結果
であり、試料番号２は鉄に酸素のみを含有させた時の結
果、試料番号３は鉄に窒素のみを含有させた時の結果で
ある。試料番号５〜１３は本発明の磁性合金である。

ここで、酸素の含有量が１原子％未満であると、顕著な
酸素の効果がみられず、Ｈｅはほとんど低下しない。ま
た、酸素の含有量が２０原子％を越えると、軟磁気特性
が大幅に劣化し、Ｂｓの低下とＨｃの増大が起こる。従
って、酸素の含有量が１〜２０原子％、更に好ましくは
１〜ｌＯ原子％であるとＢｓが高く且つＨｃの小さい磁
性合金が得られる。窒素の含有量は１原子％未満である
と顕著な磁気特性の向上は見られず、２０原子％を越え
るとＢｓの低下とＨｃの増大、特にＢｓが本発明の［１
的である高Ｂｓを達成できなくなる。従って、窒素の含
有量が１〜２０原子％、更に好ましくは１〜１０原子％
である時、Ｂｓが高く■つＨｅの小さい磁性合金が？”
Ｊられる。

したがって、Ｆ　ｅｙ　ＮＷＯＸ　ＭＹなる式で示され
る川底の合金において、ｖ、ｗ、ｘ、ｙが次のような原
子％の時に優れた軟磁気特性を示す磁性合金が得られる
。

即ち、１≦ｗ≦２０１≦ｘ≦２００．５　≦ｙ≦６ｖ　＋　ｗ　＋　ｘ　＋　”ｆ　−１００なる関係を満
たせばよい。

また、第２図には本発明の磁性合金と従来例である窒化
鉄合金の熱処理温度による保磁力（Ｈｅ）の変化を示す
。

この第２図から、本発明の磁性合金は、Ｈｃが小さく熱
安定性にも優れていることが分かる。

ここで、ＴａおよびＮｂの含有量が０．５原子％未満で
あると、低Ｈｃ化と熱安定性の向上に対する顕著な効果
は見られず、６原子％を越えると高Ｂｓで且つ低Ｈｅで
あり熱安定性に優れた磁性合金を得ることができない。

また、Ｔｔ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｍｏ。

Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ。

Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃ，Ｖ、Ｎｉ。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂ、Ｇｅ、Ｙ、Ｓｂ、Ｐｂの合計の含有量
が０３原子％未満であると、これらの元素の顕著な効果
が見られず、３原子％を越えると高Ｂｓと低Ｈｅを達成
できなくなる。

すなわち、その点をＦｅ−Ｔａ−Ｎ−０合金とＦｅ−Ｔ
ａ−Ｎ−０合金にＴｉ、Ｃｒ、Ｃｏ。

Ｃｕ、Ｇａ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ。

Ｓｎ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、ＡＩ。

Ｓｔ、Ｃ，Ｖ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂ、Ｇｅ、Ｙ。

ｓｂ、ｐｂを添加した時の耐蝕性の実験により確認した
。

表２はその実験結果である。なお。この実験は磁性合金
を６０’Ｃ−９０％の高温高湿中に放置し、１０００時
間経過後に腐蝕痕が見られないものを○、腐蝕痕が生じ
たものを×として耐蝕性を表わした。

この表中、試料番号２１は比較例であるＦｅ−Ｎ合金、
試料番号２２はＦｅ−Ｔａ−Ｎ−０合金、試料番号２３
〜５１はＦｅ−Ｔａ−Ｎ−０合金に、Ｔ１、−Ｃｒ等の
元素を添加した合金であり、試料番号２２〜５１が本発
明磁性合金である。

（以下、余白）表　２従って、Ｔ　ｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇａ、ＭＯ。

Ｒｕ、　　Ｒｈ、　　Ｐｄ、　　Ａｇ、　　Ｓｎ、　　
Ｗ、　　Ｒｅ、　　Ｏｓ。

Ｉｒ、　　Ｐｔ、　　Ａｕ、　　ＡＩ、　　Ｓｔ、　　
Ｃ，Ｖ、　　Ｎｉ。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂ、Ｇｅ、Ｙ、Ｓｂ、Ｐｂの含有量は０．
３原子％〜３原子％の範囲であると良いことが分かる。

従って、Ｆ　ｅＶ　Ｎｗ　Ｏｘ　Ｍｖ　Ｌｚなる式て示
される組成の合金において、Ｖ　、　Ｗ　ＳＸ　ｓ　Ｖ
　ＳＺが次のような原子％の時に優れた軟磁気特性を示
し、１つ耐蝕性の優れた磁性合金が得られる。

１≦ｗ≦２０１≦ｘ≦２００．５≦ｙ≦６０．３≦２≦３ｖ　＋ｗ＋　ｘ　＋　ｙ　＋　ｚ瑠１００また、本発明
の磁性合金と、他の軟磁性材（センダスト等）とを交互
に積層して、多層構造とすることにより、更に保磁力の
低下が期待できるが、本発明になる磁性合金だけの単層
構造でも優れた磁気特性を有する磁性合金が得られる。

（発明の効果）本発明は、以上のような組成式の磁性合金にすることに
より、更に、耐蝕性と熱安定性の優れた磁気ヘッド用磁
性合金が得られる。従って、本発明の磁性合金を用いれ
ば、高保磁力磁気媒体への良好な記録再生が行え、高密
度磁気記録再生が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁性合金を製造する装置の一例である
スパッタ装置の概略図、第２図は本発明の磁性合金と従
来例である窒化鉄合金の熱処理温度によるＨｃの変化を
示す図である。特許出願人　　日本ビクター株式会社代表者　　板木　邦人１ＵｉＪ實〜〔さハど＼＜Ｊ（１第Ｑ手続補正書平成２年５月／Ｉ　ｌ−１１、事件の表示平成２年特許願第１．９４８０号２、発明の名称磁性合金３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住所　神奈川県横浜市神奈用区守屋町３丁口１２番地４
、補正命令の日付自発補正５、補正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄６、補正の内容（１）明細書第１２頁第１２行〜第１３行記載の「高Ｂ
ｓと」を削除する。以上

Claims

【特許請求の範囲】（１）Ｆｅ＿ＶＮ＿ＷＯ＿ＸＭ＿Ｙなる組成式で表わさ
れ、ｖ，ｗ，ｘ，ｙで示される原子％は１≦ｗ≦２０１≦ｘ≦２００．５≦ｙ≦６ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＝１００なる関係を有する磁性合金。（但しＭはＴａ，Ｎｂ，ま
たはＴａとＮｂの混合物）（２）Ｆｅ＿ＶＮ＿ＷＯ＿ＸＭ＿ＹＬ＿Ｚなる組成式で
表わされ、ｖ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚで示される原子％は１≦
ｗ≦２０１≦ｘ≦２００．５≦ｙ≦６０．３≦ｚ≦３ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００なる関係を有する磁性合金。（但しＭはＴａまたはＮｂ
またはＴａとＮｂの混合物であり、ＬはＴｉ，Ｃｒ，Ｃ
ｏ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｓｎ
，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃ
，Ｖ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｂ，Ｇｅ，Ｙ，Ｓｂ，Ｐｂな
る群の中から選ばれた少なくとも１種類以上の元素）