JPH0529139A - 耐食性磁性膜およびこれを用いた磁気ヘツド - Google Patents

耐食性磁性膜およびこれを用いた磁気ヘツド

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JPH0529139A
JPH0529139A JP18074791A JP18074791A JPH0529139A JP H0529139 A JPH0529139 A JP H0529139A JP 18074791 A JP18074791 A JP 18074791A JP 18074791 A JP18074791 A JP 18074791A JP H0529139 A JPH0529139 A JP H0529139A
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JP
Japan
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film
magnetic
ferromagnetic metal
corrosion resistance
magnetic head
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Application number
JP18074791A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Nakamura
斉 中村
Moichi Otomo
茂一 大友
Yoshitsugu Koiso
良嗣 小礒
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高飽和磁束密度で良好な軟磁気特性を有し、し
かも優れた耐食性を有する磁気ヘッド用の強磁性金属膜
を得る。 【構成】鉄系の強磁性金属膜中にIVa〜VIa族元素(H
f,Zr,Nb,Ta,Mo,W)からなる酸化物と、
これらの元素からなる炭化物,窒化物,硼化物のいずれ
かと、さらにCr,Ru,Rh,Cuより選ばれる元素
を同時に添加した磁性膜。 【効果】高飽和磁束密度で良好な軟磁気特性を示し、し
かも優れた耐食性を有する強磁性金属膜が得られた。ま
た、本発明を用いた磁気ヘッドにおいて高再生出力で、
しかも長期間安定な再生出力が得られた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高飽和磁束密度,高透磁
率,高耐熱性でしかも耐食性に優れた磁性膜に関し、特
に磁気ディスク装置やデジタルVTRなどに用いられる
磁気ヘッドや磁気ヘッドのコア材に適した強磁性金属膜
に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、高保磁力媒
体にも充分な書き込みが可能なMIG(Metal in Gap)
ヘッドが最近注目されている。MIGヘッドはガラスボ
ンディングという高温プロセスを必要とするため、熱安
定性の高い磁性膜が要求される。MIGヘッドに用いら
れる比較的熱安定性の高い磁性膜としてはCo系の非晶
質合金、センダスト合金さらには特開昭62−210607号に
示された(Fe,Co,Ni)MNで表わされるような
窒素を含む磁性合金などが知られている。ここで、Mは
Zr,Nb,Ti,Mo,Ta,Hf,Cr,Wより成
る群から選択された金属である。また、Intermag Conf
erence '90 では高飽和磁束密度で熱安定性の高い材
料として、Fe−Al−Nb−N−O(Sony)やFe−
Ta−N−O(JVC)の報告があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に述べら
れているような磁性膜について恒温恒湿試験や塩水噴霧
試験により膜の耐食性を評価した結果、センダスト合金
以外の上記磁性膜では耐食性に問題があり、磁気ヘッド
作製プロセス中に腐食したりあるいは長期にわたり記録
再生試験を行うと再生出力が低下する等、膜の腐食に関
連する問題が生ずることが明らかとなった。これに対し
センダスト合金は優れた耐食性を示すが、飽和磁束密度
は最大で1.3〜1.4Tと比較的低い。
【0004】本発明の目的は、膜の耐食性がセンダスト
合金なみに優れ、しかもセンダスト合金よりも高い飽和
磁束密度を有する磁性膜およびこれを用いた高密度磁気
記録用の磁気ヘッドを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等はFe系の強
磁性金属膜中にHf,Zr,Nb,Ta,Mo,Wから
なる酸化物とまたHf,Zr,Nb,Ta,Mo,Wか
らなる炭化物,窒化物,硼化物のいずれかの微結晶が同
時に存在し、しかもCr,Ru,Rh,Cuより選ばれ
る少なくとも1種以上の元素が一部酸化物状態で存在す
ることにより、高飽和磁束密度で優れた耐食性を有する
磁性膜が得られることを明らかにした。また、本発明の
磁性膜を磁気ヘッドの磁気回路の少なくとも一部に用い
ることにより、優れた記録再生特性を有する磁気ヘッド
を得ることができた。
【0006】
【作用】上述のように、Hf,Zr,Nb,Ta,M
o,Wからなる酸化物とまたHf,Zr,Nb,Ta,
Mo,Wからなる炭化物,窒化物,硼化物のいずれかの
微結晶が同時に存在するような組成の膜において高い飽
和磁束密度を有し、しかも優れた軟磁気特性を示すFe
系の磁性膜が得られ、さらに膜中にCr,Ru,Rh,
Cuより選ばれる少なくとも1種以上の元素を適量添加
することにより、高温まで軟磁気特性が保たれ、しかも
優れた耐食性を示す膜が得られた。膜中へのCr,R
u,Rh,Cuの添加により耐食性が向上するメカニズ
ムについては必ずしも十分明らかではないが、本発明者
等は鋭意検討を行った結果、耐食性が向上した膜ではC
r,Ru,Rh,Cuからなる酸化物が膜中に存在した
のに対し、Cr,Ru,Rh,Cuを添加しても耐食性
向上の効果が見られなかった膜では上記のような酸化物
は観察されなかった。このため、膜中でCr,Ru,R
h,Cu等の元素の少なくとも一部が酸化物状態で存在
することあるいはそのような組成が耐食性向上に寄与す
るものと考えられる。高飽和磁束密度で優れた軟磁気特
性を示し、しかも優れた耐食性を示す膜組成領域につい
て検討した結果、Feを主成分とする強磁性膜にIVa〜
VIa族のHf,Zr,Nb,Ta,Mo,Wから選ばれ
る元素の膜中での総濃度が0.5 から6at%、Cr,
Ru,Rh,Cuより選ばれる元素の膜中での総濃度が
0.5 から10at%で、さらに0.5 から4at%の
酸素と膜中での総濃度が0.5 から8at%となるよう
に炭素,窒素,硼素等を適宜添加することにより、良好
な特性の材料を得ることができた。
【0007】
【実施例】以下に表を用いて本発明を説明する。
【0008】実施例1 磁性膜の作製にはRFスパッタリング装置を用いた。ス
パッタリングは以下の条件で行った。
【0009】 イオンガス Ar,Ar+O2,Ar+N2,Ar+CH3 スパッタリング時のガス圧 6.6×10-1Pa 高周波電力 400W ターゲット基板間距離 50mm 基板温度 100〜200℃(水冷) 本実施例ではFeターゲット上に添加元素(Hf,Z
r,Nb,Ta,Mo,W,Cr,Ru,Rh,Cu)
のチップを貼付た複合ターゲットを用いて膜作製を行な
った。基板には直径10mmの結晶化ガラスを用いた。膜
厚2μmの種々の組成の膜を作製し、Arガス中で55
0℃、1時間熱処理を行った膜についての保磁力と耐食
性試験の結果を表1に示す。表中、磁性膜の組成はEP
MA法により求めた結果である。特に、酸素および窒素
については高温加熱分解法等の他の手法を併用し確認を
行ったが、若干の誤差が含まれるものと考えられる。保
磁力はB−Hカ−ブトレ−サ,飽和磁束密度はVSMに
より求め、また耐食性の評価は塩水噴霧試験(1at%
NaCl水溶液,温度:35±2℃)により膜の磁化が
10%減少した時間で表わした。
【0010】
【表1】
【0011】この結果、番号6から11の組成の膜にお
いて高飽和磁束密度、低保磁力で、しかもセンダスト合
金なみあるいはそれ以上の優れた耐食性を示すことが明
らかとなった。表1から、酸素を添加した膜(番号5を
除く)では高飽和磁束密度で低保磁力の膜が得られ易い
ことが分かる。これは膜形成時にIVa〜VIa族元素(H
f,Zr,Nb,Ta,Mo,W)の微結晶酸化物が形
成され、これが熱処理時のFe結晶粒の粒成長を抑制す
るために、熱処理後においても優れた軟磁気特性が得ら
れ、しかも少量の添加元素量で粒成長の抑制効果が得ら
れるためと考えられる。このため番号5に示されるよう
なIVa〜VIa族元素を含まない膜では、熱処理により結
晶粒成長が起こりやすくなり、軟磁気特性は劣化する。
耐食性に関してはCr,Ru,Rh,Cuを添加した番
号5から11の組成の膜で良好な結果が得られた。これ
に対し、同様にRu,Rhを添加した番号2および3の
膜では良好な結果は得られなかった。そこで耐食性試験
後の試料についてXPS法で分析した結果、番号5から
11の膜ではCr,Ru,Rh,Cuと酸素元素の結合
が観察され、少なくともCr,Ru,Rh,Cu元素の
一部が酸化物となっていることが確認された。これに対
し、番号2および3の膜ではRu,Rhと酸素元素の結
合は観察されなかった。この結果、膜中でCr,Ru,
Rh,Cu等の元素の少なくとも一部が酸化物状態で存
在することあるいはこのような組成が耐食性向上に寄与
するものと考えられる。また、良好な結果が得られた番
号6から11の組成の膜についてX線回折法および電子
線回折法により構造解析を行った結果、上述した酸化物
以外に、IVa〜VIa族元素(Hf,Zr,Nb,Ta,
Mo,W)の炭化物,窒化物,硼化物なども体心立方構
造のFeの回折ピークとともに観察された。
【0012】実施例2 実施例1の表1に示された膜の中から代表的なものにつ
いて磁気ヘッドを試作し、保磁力2000Oeのメタル
テープを用いて長期にわたる記録再生試験を行った。実
験は80℃,90%の恒温恒湿試験を行いながら、定期
的に上記の測定系により記録再生特性の測定を行い、再
生出力の変化について調べた。磁気ヘッドには特開昭62
−60113 号に示されたフェライト基板上に上記強磁性膜
を形成した構造のものを用いた。磁性膜膜厚はいずれも
6μmである。表2に恒温恒湿試験時間に対する再生出
力(mVp-p)の測定結果を示す。
【0013】
【表2】
【0014】表2に示すように、本発明の強磁性金属膜
を用いた磁気ヘッドでは、200日間の80℃,90%
の恒温恒湿試験後においても再生出力は20%程度低下
するだけであるのに対し、従来から知られているセンダ
スト合金では約30%、また比較的高飽和磁束密度材料
として注目されているFe77Ta8C11Rh4合金では1
/10以下に再生出力が低下した。このような磁気ヘッ
ドにおける評価からも本発明は優れた耐食性を有してい
ることが確認された。表2において、試験前の再生出力
の違いの原因は用いた磁気テープの保磁力が約2000
Oeと高いため飽和磁束密度の低いセンダスト合金やF
e77Ta8C11Rh4合金では十分な記録が行われていな
いためで、これに対し本発明の強磁性金属膜を用いた磁
気ヘッドでは飽和記録が行われていることが確認されて
いる。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は飽和磁束密
度や軟磁気特性をほとんど劣化させることなく強磁性金
属膜の耐食性を向上させるのに効果がある。また本発明
の強磁性金属膜を磁気ヘッドコアあるいは磁気ヘッドコ
アの一部に用いることにより、記録再生特性に優れ、し
かも優れた耐食性を有する磁気ヘッドを得るのに効果が
ある。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Hf,Zr,Nb,Ta,Mo,Wから選
    ばれる少なくとも1種以上の元素と前記Hf,Zr,N
    b,Ta,Mo,Wから選ばれる少なくとも1種以上の
    元素の酸化物、さらには前記Hf,Zr,Nb,Ta,
    Mo,Wから選ばれる少なくとも1種以上の元素の炭化
    物,窒化物,硼化物のいずれかの微結晶が同時に存在す
    る鉄を主成分とする強磁性金属膜中にCr,Ru,R
    h,Cuより選ばれる少なくとも1種以上の元素を同時
    に存在せしめたことを特徴とする耐食性磁性膜。
  2. 【請求項2】前記Hf,Zr,Nb,Ta,Mo,Wよ
    り選ばれる元素の強磁性金属膜中の総濃度が0.5 から
    6at%、前記Cr,Ru,Rh,Cuより選ばれる元
    素の強磁性金属膜中の総濃度が0.5 から10at%で
    あることを特徴とする請求項1記載の耐食性磁性膜。
  3. 【請求項3】強磁性金属膜中の酸素濃度が0.5 から4
    at%で、炭素,窒素,硼素より選ばれる元素の強磁性
    金属膜中での総濃度が0.5 から8at%であることを
    特徴とする請求項1記載の耐食性磁性膜。
  4. 【請求項4】強磁性金属膜中に前記Cr,Ru,Rh,
    Cuより選ばれる少なくとも1種以上の元素の酸化物が
    存在することを特徴とする請求項1記載の耐食性磁性
    膜。
  5. 【請求項5】請求項1から請求項4のうちいずれかに記
    載した高耐食性磁性膜を磁気ヘッドコアあるいは磁気ヘ
    ッドコアの一部に用いたことを特徴とする磁気ヘッド。
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