JPH0261030A - 磁性材料及び磁気ヘッド - Google Patents

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 この発明は、軟磁性材料特に、磁気ヘッドに適した金属
系磁性材料及びそれを用いた磁気ヘッドに関するもので
ある。

従来の技術 従来、磁気ヘッド材料として用いられている金属系磁性
材料として、高硬度のＦｅ−８ｔ−Ａｌ系合金（所謂セ
ンダスト合金）があった。

発明が解決しようとする課題 しかし、この金属系磁性材料は、高磁束密度で、且つ、
高透磁率という磁気特性を有し、磁気ヘッドに適した材
料であるが、磁気テープで摺動した場合には、酸化物磁
性材料のフェライトに比べ、耐摩耗特性に劣るという問
題点があった。

課題を解決するための手段 ５〜１５重量％のＳｉと、２〜７重量％のＡ１と、残部
は主にＦｅからなるＦｅ−３ｉ−Ａｌ系合金おいて、外
割で０．０１〜０．５重量％のＣを含有させる。

もしくは、これを窒化処理並びに酸化処理して０．０１
〜０．５重量％のＮ並びにＯを更に含有させる。

作用 Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金おいて、Ｃを含有させることに
より、耐摩耗特性及び、機械的強度を大きくすることが
できる。

又これを窒化及び酸化させることにより、磁束密度を高
め、且つ、磁性体の硬度を上げ、且つ化学的に安定させ
ることにより、耐摩耗特性を改善することができる。

実施例 以下、具体的な実施例を挙げて説明を行う。

実施例１ 最終組成比（単位、重量％）が９．５重量％Ｓ４．５．
５％Ａｌ、８５％Ｆｅになるように、純度９９．９８＄
以上の高純度Ｓｉ、同Ｆｅ、同Ａｌを秤量、これを真空
中にて、高周波誘導加熱により溶解し、Ｆｅ−３ｉ−Ａ
ｌ系合金を作製した。

この合金からスパッタ用のターゲットを作製した。一方
、粉末ＳｉＣを焼結させて、ＳｉＣのスパッタ用ターゲ
ットを作製した。これらのターゲットを用いて、Ｎ　ｉ
　−Ｔ　ｉ　−Ｍｇ−０系の非磁性のセラミック基板の
上に、高周波スパッタにより、膜厚１０μｍのＣを含有
したセンダスト薄膜を形成した。ＩＣＰ（高周波誘導プ
ラズマ発光）分析のＣ量から、Ｃとして、０．０５重量
％含有していることが確認された。又スパッタして作製
した薄膜の組成分析を行ったところ、母合金との組成ズ
レは１重量％以下であった。

このセンダスト薄膜の磁気特性を評価すると、飽和磁束
密度は、１１，０００（Ｇ）で１００ｋＨｚでの透磁率
μは、４．０００であった。又、保持力Ｈｅは、０．０
３　（○ｅ）であった。比較のため、前述のセンダスト
合金ターゲットのみを用いて、スパッタにより、センダ
スト薄膜を作製した・。この薄膜の磁気特性は、本発明
のＣ含有センダスト薄膜と同一であった。これらのセン
ダスト薄膜を同一条件下で磁気テープで摺動し、その耐
摩耗性を評価した。Ｃを含有しない薄膜の摩耗量を１と
すると、本発明のＣ含有センダスト薄膜の摩耗量は、１
０〜２０分の１であった。更に、Ｃの含有量を変えて薄
膜を作製し、その薄膜の磁気特性並びに、耐摩耗特性を
評価した。その結果、Ｃが０．０１重量％以下では、耐
摩耗特性の改善効果は認められず、一方、０．５重量％
以上では、耐摩耗特性は、良かったが、周波数１００ｋ
Ｈｚでの透磁率μが１００以下に低下し、磁気ヘッド用
材料として、使用出来る材料とはならなかった。

実施例２ 最終組成比が３〜１８重量％Ｓｉ、１〜９重量％Ａ＋、
残部は主にＦｅの組成範囲で、実施例１と同様に、母合
金を作製した。実施例１と同様に、これらＦｅ−Ｓｉ−
Ａ１合金からスパッタ用のターゲットを作製し、前述の
ＳｉＣのターゲットとともに非磁性基板の上に１０μｍ
の膜厚で、Ｃ含有Ｆｅ−Ｓｉ−Ａ１合金の磁性薄膜を形
成した。これらの磁性薄膜の磁気特性を評価すると、ス
パッタした磁性薄膜の組成範囲が、５〜１５重量％Ｓｉ
、２〜７重量％Ａ１．残部は主にＦｅの組成範囲のもの
では、飽和磁束密度が８．０００（Ｇ）以上、且つ１０
０ｋＨｚの透磁率μが、１．０００以上の軟磁性薄膜で
あったが、それ以外の組成範囲のものでは、透磁率μが
低く、磁気ヘッド用材料として使用出来なかった。

更に、本発明のＣ含有Ｆｅ−３ｉ−Ａｌ系系膜膜高周波
スパッタ法により作製するときに、・Ａｒガスとともに
Ｎ２ガスを導入し、合金薄膜の窒化を行った。得られた
薄膜を６００〜１，０００℃で０２をガス含む雰囲気中
で熱処理し、薄膜の表面から選択的に酸化処理を行った
。その結果、窒化並びに酸化処理をしないものに比べ、
耐摩耗特性が改善され、更に、５〜１０分の１の摩耗量
になった。しかし、窒化処理をせずに、酸化処理のみを
行った磁性薄膜では、飽和磁束密度が低下し、且つ透磁
率μも１００以下に小さくなった。

尚、窒化処理のみを行った磁性薄膜では、飽和磁束密度
は、向上したが、耐摩耗特性は、窒化しない磁性薄膜と
同一であった。得られた薄膜磁性体中のＮ及びＯを分析
したところ、Ｎ及びＯが各々０．０１〜０．５重量％の
含有の場合にのみ、耐摩耗性向上の効果があった。因っ
て、本発明では、窒化並びに、酸化処理を行い、０．０
１〜０．５重量％のＮ及びＯを含有させるものである。

実施例３ 実施例１で作製した本発明のＦｅ−５ｉ−Ａｌ−Ｃ合金
薄膜を用いて、磁気記録のトラック幅１７μｍのコンピ
ューターのウィンチエスタ−型のハードディスク用磁気
ヘッドを作製した。比較のため、実施例１の述べた従来
法で作製したＦｅ−３ｉ−Ａ１合金薄膜を用いて磁気ヘ
ッドを作製した。１７μｍの磁性薄膜は８．５μｍの膜
厚のＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ薄膜を２層、０．３ｔｔｍ厚の５
ｉ０２薄膜を挟んで非磁性セラミック基板のうえに積層
して形成した。

本発明のＦｅ−５ｉ−Ａｌ　−Ｃ合金を使用したもので
は、ヘッド作製時の機械加工に於ける破損発生率や、又
、磁気ヘッド使用時の所謂Ｃ３５（Ｃｏｎｔａｃｔ−Ｓ
ｔａｒｔ−８ｔｏｐ）動作のときの磁気ヘッドの損傷の
発生率が、Ｃを含有しない従来のＦｅ−３ｉ−Ａ１合金
薄膜を使用した場合に比べて、２０〜５０分の１に減少
した。

又、磁気ヘッドとしての出力は、従来材と同一レベルで
あった。

一方、Ｃを含有させたＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金を実施例
２の方法に従って、窒化並びに酸化処理を行い、その薄
膜を使用して、トラック幅４０μｍのＶＴＲ用磁気ヘッ
ドを作製した。磁性薄膜は８μｍ膜厚の本発明のＣを含
有させたＦｅ−３ｉ−Ａｌ系合金を、Ａｒガスと共にＮ
２ガスを流しながら高周波スパッタ法により、窒化させ
ながら薄膜を形成し、薄膜作製後、Ｎ　２−０２ガス雰
囲気中で８００℃−３０分熱処理し、更にＣを含有させ
たＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金磁性薄膜の眉間には、０．３
μｍ膜厚のＳｉＯ２薄膜を形成し、渦電流損失を低減し
、高周波領域での透磁率を向上させた。この工程を繰り
返し、最終膜厚４０μｍ強の積層磁性薄膜を形成し、磁
気ヘッドのコア部分を形成した。比較のため、従来のＦ
ｅ−Ｓｉ−Ａ１合金薄膜を使用した磁気ヘッドも同一条
件下で作製し、両者の耐摩耗特性や、磁気ヘッド特性を
調べた。

その結果、本発明の磁性材料を使用した磁気ヘッドでは
、磁気テープ摺動による摩耗量が、従来のＦｅ−Ｓｉ−
Ａｌ系合金を使用して作製した磁気ヘッドに比べ、２０
〜３０分の１に減少していた。この結果、本発明の磁性
材を使用した磁気ヘッドは、従来材を使用した磁気ヘッ
ドに比べ、２０倍以上の寿命が得られる。

本発明のＦｅ−Ｓｉ　−Ａ　Ｉ−Ｃ又は、Ｆｅ−Ｓｉ　
−Ａ　Ｉ　−Ｃ−Ｎ−０系の磁性材料は、スパッタによ
る薄膜形成に限定されるのではな（、蒸着法や、粉末冶
金法などにも適用できるものである。

本発明は又、磁気特性や機械特性を改善するために、Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属を添加したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系
合金においても、効果を示すものである。

発明の効果 この発明によれば、良好な磁気特性を有し、且つ機械的
特性特に耐摩耗特性に優れた金属磁性材料が得られ、且
つ、これを用いて磁気ヘッドを作製すると、従来の磁気
ヘッドに比べ格段に寿命が永い磁気ヘッドが得られる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）５〜１５重量％のＳｉと、２〜７重量％のＡｌと
   、残部は主にＦｅからなるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金おい
   て、外割で０．０１〜０．５重量％のＣを含有させたこ
   とを特徴とする磁性材料。
2. （２）５〜１５重量％のＳｉと、２〜７重量％のＡｌと
   、残部は主にＦｅからなるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金に、
   外割で０．０１〜０．５重量％のＣを含有させ、これを
   窒化処理並びに酸化処理して０．０１〜０．５重量％の
   Ｎ並びにＯを含有させたことを特徴とするＦｅ−Ｓｉ−
   Ａｌ−Ｎ−Ｏ−Ｃで表される磁性材料。
3. （３）請求項１もしくは２に記載の磁性材料を使用した
   ことを特徴とする磁気ヘッド。