JPH06330253A - Ｆｅ基軟磁性合金 - Google Patents
Ｆｅ基軟磁性合金Info
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- JPH06330253A JPH06330253A JP5120239A JP12023993A JPH06330253A JP H06330253 A JPH06330253 A JP H06330253A JP 5120239 A JP5120239 A JP 5120239A JP 12023993 A JP12023993 A JP 12023993A JP H06330253 A JPH06330253 A JP H06330253A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた軟磁気特性と共に、高い耐食性を兼ね
備えた軟磁性合金。 【構成】 組成式が、（Ｆｅ1-aＣｏa）bＢxＴyＴ'zＡ
ｌwで示され、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選ばれる少なくとも１種の
元素、Ｔ'はＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔから
なる群から選ばれる少なくとも１種の元素を表し、組成
比ａ，ｂ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、ａ≦０.０５、
ｂ≦９０、５≦ｗ≦２０、０.５≦ｘ≦１６、４≦ｙ≦
１０、ｚ≦４.５、なる関係を満足する。 【効果】 本発明のＦｅ基軟磁性合金を用いることによ
り、磁気ヘッドなどの、厳しい環境での使用や耐久性能
の向上が可能となる。
備えた軟磁性合金。 【構成】 組成式が、（Ｆｅ1-aＣｏa）bＢxＴyＴ'zＡ
ｌwで示され、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選ばれる少なくとも１種の
元素、Ｔ'はＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔから
なる群から選ばれる少なくとも１種の元素を表し、組成
比ａ，ｂ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、ａ≦０.０５、
ｂ≦９０、５≦ｗ≦２０、０.５≦ｘ≦１６、４≦ｙ≦
１０、ｚ≦４.５、なる関係を満足する。 【効果】 本発明のＦｅ基軟磁性合金を用いることによ
り、磁気ヘッドなどの、厳しい環境での使用や耐久性能
の向上が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッド、特に高密
度磁気記録に適した薄膜ヘッドやＭＩＧ（メタル・イン・
ギャップ）ヘッドの磁性膜として用いられる軟磁性合金
に関する。
度磁気記録に適した薄膜ヘッドやＭＩＧ（メタル・イン・
ギャップ）ヘッドの磁性膜として用いられる軟磁性合金
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気ディスク装置等に用いられる
磁気ヘッドは、磁気ディスク媒体に対する高密度記録化
および高効率化が進められ、その形状も益々小型化され
るとともに、高精度化がなされている。こうした要求に
対し、記録の寄与する磁極先端部でのヘッド磁界分布が
求峻で、高密度な記録を可能とする小型な種々のタイプ
の薄膜磁気ヘッドが既に提案され、また、ＭＩＧ（メタ
ル・イン・ギャップ）タイプヘッド等、薄膜を用いた磁気
ヘッドが実用化されている。このような磁気ヘッドに用
いられる軟磁性薄膜において一般的に要求される諸特性
は以下の通りである。 飽和磁束密度が高いこと。 透磁率が高いこと。 低保磁力であること。 薄い形状が得やすいこと。 したがって、磁気ヘッドを製造する場合、これらの観点
から種々の合金系の軟磁性薄膜に関する材料研究がなさ
れている。従来、このような要求に応える軟磁性材料と
して、センダスト、パーマロイ、Ｃｏ基非晶質合金など
が知られている。しかしながら、これらの磁性材料は飽
和磁束密度が不十分であり、近年の高密度磁気記録に対
応する高保磁力の磁気記録媒体への使用に耐えられな
い。また、飽和磁束密度の高い軟磁性材料として、珪素
鋼やＦｅ基非晶質合金が知られているが、これらは軟磁
気特性が不十分であり、やはり高密度磁気記録に対応で
きない。上記のような高密度磁気記録に対応するため
に、最近では、特開平２−２６３４０９号に記録されて
いるような、Ｆｅ−Ｎ膜などのＦｅ基の微結晶膜が開発
されてきた。これは、窒素雰囲気中で、Ｆｅをターゲッ
トとしてイオンビーム蒸着あるいはスパッタリングを行
うことにより形成されたものであり、軟磁気特性に優
れ、飽和磁束密度が高い材料である。また、渦電流損失
を低減させる目的で、鉄を主体とする主磁性層と、酸化
シリコン等の絶縁体を交互に積層した軟磁性積層膜も開
発されており、単層膜では得られなかった高い飽和磁束
密度と高い透磁率とを両立させることに成功している。
磁気ヘッドは、磁気ディスク媒体に対する高密度記録化
および高効率化が進められ、その形状も益々小型化され
るとともに、高精度化がなされている。こうした要求に
対し、記録の寄与する磁極先端部でのヘッド磁界分布が
求峻で、高密度な記録を可能とする小型な種々のタイプ
の薄膜磁気ヘッドが既に提案され、また、ＭＩＧ（メタ
ル・イン・ギャップ）タイプヘッド等、薄膜を用いた磁気
ヘッドが実用化されている。このような磁気ヘッドに用
いられる軟磁性薄膜において一般的に要求される諸特性
は以下の通りである。 飽和磁束密度が高いこと。 透磁率が高いこと。 低保磁力であること。 薄い形状が得やすいこと。 したがって、磁気ヘッドを製造する場合、これらの観点
から種々の合金系の軟磁性薄膜に関する材料研究がなさ
れている。従来、このような要求に応える軟磁性材料と
して、センダスト、パーマロイ、Ｃｏ基非晶質合金など
が知られている。しかしながら、これらの磁性材料は飽
和磁束密度が不十分であり、近年の高密度磁気記録に対
応する高保磁力の磁気記録媒体への使用に耐えられな
い。また、飽和磁束密度の高い軟磁性材料として、珪素
鋼やＦｅ基非晶質合金が知られているが、これらは軟磁
気特性が不十分であり、やはり高密度磁気記録に対応で
きない。上記のような高密度磁気記録に対応するため
に、最近では、特開平２−２６３４０９号に記録されて
いるような、Ｆｅ−Ｎ膜などのＦｅ基の微結晶膜が開発
されてきた。これは、窒素雰囲気中で、Ｆｅをターゲッ
トとしてイオンビーム蒸着あるいはスパッタリングを行
うことにより形成されたものであり、軟磁気特性に優
れ、飽和磁束密度が高い材料である。また、渦電流損失
を低減させる目的で、鉄を主体とする主磁性層と、酸化
シリコン等の絶縁体を交互に積層した軟磁性積層膜も開
発されており、単層膜では得られなかった高い飽和磁束
密度と高い透磁率とを両立させることに成功している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年において、高記録
密度化に伴う磁気記録媒体の高保磁力化に対応するた
め、より好適で高性能な磁気ヘッド用の軟磁性薄膜材料
が望まれている。ところで、磁気ヘッドを組み込んだ装
置は小型化、軽量化する傾向があり、移動に伴う振動に
されされたり、悪環境のもとで使用されたりすることが
多くなっている。そこで、磁気ヘッドには、磁気特性が
優秀であって磁気テープに対する耐摩耗性が優れている
ことは勿論、湿度や腐食性の雰囲気中での耐用性、すな
わち耐環境性や耐振動性等が高いことが要求されてい
る。その為、ギャップ形成やケースへの組込等をガラス
溶着で行うことが必要となり、磁気ヘッドの素材はヘッ
ドの製造工程におけるガラス溶着工程の高温に耐え得る
熱安定性も含めて要求されてきている。
密度化に伴う磁気記録媒体の高保磁力化に対応するた
め、より好適で高性能な磁気ヘッド用の軟磁性薄膜材料
が望まれている。ところで、磁気ヘッドを組み込んだ装
置は小型化、軽量化する傾向があり、移動に伴う振動に
されされたり、悪環境のもとで使用されたりすることが
多くなっている。そこで、磁気ヘッドには、磁気特性が
優秀であって磁気テープに対する耐摩耗性が優れている
ことは勿論、湿度や腐食性の雰囲気中での耐用性、すな
わち耐環境性や耐振動性等が高いことが要求されてい
る。その為、ギャップ形成やケースへの組込等をガラス
溶着で行うことが必要となり、磁気ヘッドの素材はヘッ
ドの製造工程におけるガラス溶着工程の高温に耐え得る
熱安定性も含めて要求されてきている。
【０００４】前記センダストは、軟磁気特性には優れる
ものの、飽和磁束密度が約１１ＫＧと低い欠点があり、
パーマロイも同様に、軟磁気特性に優れる合金組成にお
いては、飽和磁束密度が約８〜１０ＫＧと低い欠点があ
り、けい素鋼は飽和磁束密度は高いものの、軟磁気特性
に劣る欠点がある。一方、非晶質合金において、Ｃｏ基
合金は軟磁気特性に優れるものの、飽和磁束密度が１０
ＫＧ程度と不十分であり、熱的安定性も不十分である。
また、Ｆｅ−Ｎ膜あるいは前記多層膜などの高い飽和磁
束密度をもつ軟磁性膜は、磁気特性、耐熱性的には充分
に優れた特性を示すものも得られるが、耐環境性、耐食
性が不十分である。このように、優れた磁気特性と、耐
環境性とを兼ね備えた軟磁性合金はかつて得られておら
ず、これらを両立させることは非常に困難である。
ものの、飽和磁束密度が約１１ＫＧと低い欠点があり、
パーマロイも同様に、軟磁気特性に優れる合金組成にお
いては、飽和磁束密度が約８〜１０ＫＧと低い欠点があ
り、けい素鋼は飽和磁束密度は高いものの、軟磁気特性
に劣る欠点がある。一方、非晶質合金において、Ｃｏ基
合金は軟磁気特性に優れるものの、飽和磁束密度が１０
ＫＧ程度と不十分であり、熱的安定性も不十分である。
また、Ｆｅ−Ｎ膜あるいは前記多層膜などの高い飽和磁
束密度をもつ軟磁性膜は、磁気特性、耐熱性的には充分
に優れた特性を示すものも得られるが、耐環境性、耐食
性が不十分である。このように、優れた磁気特性と、耐
環境性とを兼ね備えた軟磁性合金はかつて得られておら
ず、これらを両立させることは非常に困難である。
【０００５】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、優れた軟磁気特性と共に、高い耐食性を兼ね
備えた軟磁性合金を提供することにある。
たもので、優れた軟磁気特性と共に、高い耐食性を兼ね
備えた軟磁性合金を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のＦｅ基軟
磁性合金は、組成式が、（Ｆｅ1-aＣｏa）bＢxＴyＴ'z
Ａｌwで示され、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選ばれる少なくとも１種の
元素、Ｔ'はＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔから
なる群から選ばれる少なくとも１種の元素を表し、組成
比ａ，ｂ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするものである。
磁性合金は、組成式が、（Ｆｅ1-aＣｏa）bＢxＴyＴ'z
Ａｌwで示され、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選ばれる少なくとも１種の
元素、Ｔ'はＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔから
なる群から選ばれる少なくとも１種の元素を表し、組成
比ａ，ｂ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするものである。
【０００７】請求項２記載のＦｅ基軟磁性合金は、組成
式が、ＦｅbＢxＴyＴ'zＡｌwで示され、ＴはＴｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選
ばれる少なくとも１種の元素、Ｔ'はＣｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔからなる群から選ばれる少なくと
も１種の元素を表し、組成比ｂ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子
％で、 ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするものである。
式が、ＦｅbＢxＴyＴ'zＡｌwで示され、ＴはＴｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選
ばれる少なくとも１種の元素、Ｔ'はＣｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔからなる群から選ばれる少なくと
も１種の元素を表し、組成比ｂ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子
％で、 ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするものである。
【０００８】請求項３記載のＦｅ基軟磁性合金は、組成
式が、（Ｆｅ1-aＭa）bＢxＴyＡｌwで示され、ＭはＣｏ
またはＮｉのいずれか又は両方であり、ＴはＴｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選
ばれる少なくとも１種の元素を表し、組成比ａ，ｂ，
ｗ，ｘ，ｙは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするものである。
式が、（Ｆｅ1-aＭa）bＢxＴyＡｌwで示され、ＭはＣｏ
またはＮｉのいずれか又は両方であり、ＴはＴｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選
ばれる少なくとも１種の元素を表し、組成比ａ，ｂ，
ｗ，ｘ，ｙは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするものである。
【０００９】請求項４記載のＦｅ基軟磁性合金は、組成
式が、ＦｅbＢxＴyＡｌwで示され、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選ばれる
少なくとも１種の元素を表し、組成比ｂ，ｗ，ｘ，ｙは
原子％で、 ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするものである。
式が、ＦｅbＢxＴyＡｌwで示され、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選ばれる
少なくとも１種の元素を表し、組成比ｂ，ｗ，ｘ，ｙは
原子％で、 ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするものである。
【００１０】請求項５記載のＦｅ基軟磁性合金は、組成
式が、（Ｆｅ1-aＭa）bＢxＴyＴ'zＸsＡｌwで示され、
ＭはＣｏまたはＮｉのいずれか又は両方であり、ＴはＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群
から選ばれる少なくとも１種の元素、Ｔ'はＣｕ，Ａ
ｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔからなる群から選ばれる少
なくとも１種の元素、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒから
なる群から選ばれる少なくとも１種の元素を表し、組成
比ａ，ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするものである。
式が、（Ｆｅ1-aＭa）bＢxＴyＴ'zＸsＡｌwで示され、
ＭはＣｏまたはＮｉのいずれか又は両方であり、ＴはＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群
から選ばれる少なくとも１種の元素、Ｔ'はＣｕ，Ａ
ｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔからなる群から選ばれる少
なくとも１種の元素、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒから
なる群から選ばれる少なくとも１種の元素を表し、組成
比ａ，ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするものである。
【００１１】請求項６記載のＦｅ基軟磁性合金は、組成
式が、ＦｅbＢxＴyＴ'zＸsＡｌwで示され、ＴはＴｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から
選ばれる少なくとも１種の元素、Ｔ'はＣｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔからなる群から選ばれる少なくと
も１種の元素、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒからなる群
から選ばれる少なくとも１種の元素をを表し、組成比
ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、 ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするものである。
式が、ＦｅbＢxＴyＴ'zＸsＡｌwで示され、ＴはＴｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から
選ばれる少なくとも１種の元素、Ｔ'はＣｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔからなる群から選ばれる少なくと
も１種の元素、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒからなる群
から選ばれる少なくとも１種の元素をを表し、組成比
ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、 ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするものである。
【００１２】請求項７記載のＦｅ基軟磁性合金は、組成
式が、（Ｆｅ1-aＭa）bＢxＴyＸsＡｌwで示され、Ｍは
ＣｏまたはＮｉのいずれか又は両方であり、ＴはＴｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から
選ばれる少なくとも１種の元素、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｉｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素
を表し、組成比ａ，ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするものである。
式が、（Ｆｅ1-aＭa）bＢxＴyＸsＡｌwで示され、Ｍは
ＣｏまたはＮｉのいずれか又は両方であり、ＴはＴｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から
選ばれる少なくとも１種の元素、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｉｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素
を表し、組成比ａ，ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするものである。
【００１３】請求項８記載のＦｅ基軟磁性合金は、組成
式が、ＦｅbＢxＴyＸsＡｌwで示され、ＴはＴｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選
ばれる少なくとも１種の元素、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，
Ｉｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を表
し、組成比ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙは原子％で、 ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするものである。
式が、ＦｅbＢxＴyＸsＡｌwで示され、ＴはＴｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選
ばれる少なくとも１種の元素、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，
Ｉｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を表
し、組成比ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙは原子％で、 ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】本発明の軟磁性合金において、Ｆｅは主成分で
あり、磁性を担う元素である。高飽和磁束密度を得るた
めにＦｅは多いほど好ましいが、９０原子％より多いと
高い透磁率が得られなくなり好ましくない。また、飽和
磁束密度１０ＫＧ以上を得るためには７５原子％以上で
あることが好ましい。Ｃｏも磁性を担う元素であり、Ｆ
ｅに一部置換して添加されるものである。Ｃｏの量は好
ましくは０.０５原子％以下であり、これより多いと透
磁率が劣化し、好ましくない。
あり、磁性を担う元素である。高飽和磁束密度を得るた
めにＦｅは多いほど好ましいが、９０原子％より多いと
高い透磁率が得られなくなり好ましくない。また、飽和
磁束密度１０ＫＧ以上を得るためには７５原子％以上で
あることが好ましい。Ｃｏも磁性を担う元素であり、Ｆ
ｅに一部置換して添加されるものである。Ｃｏの量は好
ましくは０.０５原子％以下であり、これより多いと透
磁率が劣化し、好ましくない。
【００１５】Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｗをはじめとする周期表の４Ａ族，５Ａ族，６Ａ族
の元素であるＴは非晶質を形成し易く、軟磁気特性を得
るために重要である。これらの元素の好ましい限定範囲
は４〜１０原子％であり、４原子％未満であると充分な
透磁率が得られず、１０原子％を超えると透磁率と飽和
磁束密度が共に劣化するため好ましくない。Ｂの添加も
非晶質を形成し易く、さらに磁気特性に悪影響を及ぼす
化合物相の生成を抑制する効果があり、磁気特性を安定
させる作用がある。また、Ｆｅ−Ｔからなる微結晶組織
の熱的安定性を高め、微結晶粒の粒成長の障壁となり得
る熱的に安定なアモルファス相を粒界に残存させること
ができ、本発明の軟磁性合金の微結晶化に寄与する。し
たがって、本発明においてはＢは必須である。また、Ｂ
と同様に、Ｓｉ，Ｃ，Ｐ等も類似の効果をもつものと考
えられる。Ｂの好ましい限定範囲は０.５〜１６原子％
であり、この範囲外であると、高透磁率は得られない。
Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，ＰｔのＴ'は軟磁気特
性を向上させることができ、また結晶化温度を低減せし
めることができる。これらの元素の好ましい限定範囲は
４.５原子％以下であり、４.５原子％を超えると透磁率
が劣化する。Ｃｕ，Ｎｉ等の添加により、軟磁気特性が
著しく改善される機構については明らかではないが、結
晶化温度を示差熱分析法により測定したところ、Ｃｕ，
Ｎｉ等を添加した合金の結晶化温度は、添加しない合金
に比べてやや低い温度であると認められた。これは前記
元素の添加により非晶質相が不均一となり、その結果、
非晶質相の安定性が低下したことに起因すると考えられ
る。また不均一な非晶質相が結晶化する場合、部分的に
結晶化し易い領域が多数でき不均一核生成するため、得
られる組織が微細結晶粒組織となると考えられる。また
特に、Ｆｅに対する固溶度が著しく低い元素であるＣｕ
の場合、相分離傾向があるため、加熱によりミクロな組
成ゆらぎが生じ、非晶質相が不均一となる傾向がより顕
著になると考えられ、組織の微結晶化に寄与するものと
考えられる。以上の観点から、Ｃｕ及びその同族元素、
Ｎｉ及びＰｄ、Ｐｔ以外の元素でも結晶化温度を低下さ
せる元素には同様の効果が期待できる。また、Ｃｕのよ
うにＦｅに対する固溶限が小さい元素にも同様の効果が
期待できる。
ｏ，Ｗをはじめとする周期表の４Ａ族，５Ａ族，６Ａ族
の元素であるＴは非晶質を形成し易く、軟磁気特性を得
るために重要である。これらの元素の好ましい限定範囲
は４〜１０原子％であり、４原子％未満であると充分な
透磁率が得られず、１０原子％を超えると透磁率と飽和
磁束密度が共に劣化するため好ましくない。Ｂの添加も
非晶質を形成し易く、さらに磁気特性に悪影響を及ぼす
化合物相の生成を抑制する効果があり、磁気特性を安定
させる作用がある。また、Ｆｅ−Ｔからなる微結晶組織
の熱的安定性を高め、微結晶粒の粒成長の障壁となり得
る熱的に安定なアモルファス相を粒界に残存させること
ができ、本発明の軟磁性合金の微結晶化に寄与する。し
たがって、本発明においてはＢは必須である。また、Ｂ
と同様に、Ｓｉ，Ｃ，Ｐ等も類似の効果をもつものと考
えられる。Ｂの好ましい限定範囲は０.５〜１６原子％
であり、この範囲外であると、高透磁率は得られない。
Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，ＰｔのＴ'は軟磁気特
性を向上させることができ、また結晶化温度を低減せし
めることができる。これらの元素の好ましい限定範囲は
４.５原子％以下であり、４.５原子％を超えると透磁率
が劣化する。Ｃｕ，Ｎｉ等の添加により、軟磁気特性が
著しく改善される機構については明らかではないが、結
晶化温度を示差熱分析法により測定したところ、Ｃｕ，
Ｎｉ等を添加した合金の結晶化温度は、添加しない合金
に比べてやや低い温度であると認められた。これは前記
元素の添加により非晶質相が不均一となり、その結果、
非晶質相の安定性が低下したことに起因すると考えられ
る。また不均一な非晶質相が結晶化する場合、部分的に
結晶化し易い領域が多数でき不均一核生成するため、得
られる組織が微細結晶粒組織となると考えられる。また
特に、Ｆｅに対する固溶度が著しく低い元素であるＣｕ
の場合、相分離傾向があるため、加熱によりミクロな組
成ゆらぎが生じ、非晶質相が不均一となる傾向がより顕
著になると考えられ、組織の微結晶化に寄与するものと
考えられる。以上の観点から、Ｃｕ及びその同族元素、
Ｎｉ及びＰｄ、Ｐｔ以外の元素でも結晶化温度を低下さ
せる元素には同様の効果が期待できる。また、Ｃｕのよ
うにＦｅに対する固溶限が小さい元素にも同様の効果が
期待できる。
【００１６】さらに、本発明者等は鋭意研究を重ねた結
果、Ａｌが耐食性を向上させることを知見し、本発明に
致った。Ａｌの添加量を５原子％以上とすることによっ
て、耐食性を大きく改善できる。一方、Ａｌは磁歪を正
方向に増大し、透磁率を減少させる傾向もある。そこ
で、軟磁性合金として活用するために、Ａｌの添加量は
２０原子％以下とすることが好ましい。さらに、Ｃｒ，
Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒの添加によって磁歪を調整することが
できる。これらの元素は３原子％以下であることが好ま
しく、この範囲を超えると磁気特性が劣化する。また、
Ｙ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ａ
ｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｌｉ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｓｒ，Ｂａ等の元素を添加することでも磁歪を調整
することは可能と考えられる。
果、Ａｌが耐食性を向上させることを知見し、本発明に
致った。Ａｌの添加量を５原子％以上とすることによっ
て、耐食性を大きく改善できる。一方、Ａｌは磁歪を正
方向に増大し、透磁率を減少させる傾向もある。そこ
で、軟磁性合金として活用するために、Ａｌの添加量は
２０原子％以下とすることが好ましい。さらに、Ｃｒ，
Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒの添加によって磁歪を調整することが
できる。これらの元素は３原子％以下であることが好ま
しく、この範囲を超えると磁気特性が劣化する。また、
Ｙ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ａ
ｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｌｉ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｓｒ，Ｂａ等の元素を添加することでも磁歪を調整
することは可能と考えられる。
【００１７】上記合金からなる磁性膜を作成するには、
合金膜をスパッタ、蒸着等の薄膜形成技術により作成す
る。スパッタ装置としてはＲＦ２極スパッタ、ＤＣスパ
ッタ、マグネトロンスパッタ、３極スパッタ、イオンビ
ームスパッタ、対向ターゲット式スパッタ等の既存のも
のを使用することができる。
合金膜をスパッタ、蒸着等の薄膜形成技術により作成す
る。スパッタ装置としてはＲＦ２極スパッタ、ＤＣスパ
ッタ、マグネトロンスパッタ、３極スパッタ、イオンビ
ームスパッタ、対向ターゲット式スパッタ等の既存のも
のを使用することができる。
【００１８】
【実施例】通常のＲＦ２極スパッタリング装置を用いて
Ａｒガス雰囲気中で、Ｆｅ−Ｎｂ−Ｂ−Ａｌ合金膜を成
膜した。ターゲットとしてＦｅ−Ｂ合金板にＮｂチップ
とＡｌチップを貼り付けた複合ターゲットを用い、下記
表１に示す膜厚が３μmの各種組成の合金膜を製造し
た。主なスパッタ条件は、次の通りである。 ＲＦパワー：５００Ｗ Ａｒガス圧：５ｍＴｏｒｒ 基板：結晶化ガラス基板（間接水冷） 電極間距離：７２mm 尚、各合金膜の組成の残部はＦｅである。成膜後、膜の
軟磁性を改善するため、真空加熱炉（５×１０-6Ｔｏｒ
ｒ以下）中で、６００℃で１時間保持し徐冷するアニー
ル処理を行なった。
Ａｒガス雰囲気中で、Ｆｅ−Ｎｂ−Ｂ−Ａｌ合金膜を成
膜した。ターゲットとしてＦｅ−Ｂ合金板にＮｂチップ
とＡｌチップを貼り付けた複合ターゲットを用い、下記
表１に示す膜厚が３μmの各種組成の合金膜を製造し
た。主なスパッタ条件は、次の通りである。 ＲＦパワー：５００Ｗ Ａｒガス圧：５ｍＴｏｒｒ 基板：結晶化ガラス基板（間接水冷） 電極間距離：７２mm 尚、各合金膜の組成の残部はＦｅである。成膜後、膜の
軟磁性を改善するため、真空加熱炉（５×１０-6Ｔｏｒ
ｒ以下）中で、６００℃で１時間保持し徐冷するアニー
ル処理を行なった。
【００１９】各合金膜の組成、飽和磁束密度（Ｂｓ）、
保磁力（Ｈｃ）、透磁率（｜μ｜）、耐食性を調べた。
試験結果を表１に示す。尚、各合金膜の組成はＩＣＰ発
光分光分析法およびＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ
ー）によって定性、定量した。合金膜の飽和磁束密度
（Ｂｓ）はＶＳＭにより測定し、保磁力（Ｈｃ）は直流
Ｂ−Ｈトレーサーにより測定した。透磁率（｜μ｜）は
８の字コイルを用いてネットワークアナライザー（横河
ヒューレットパッカード社製）により測定した。合金膜
の耐食性は、生理食塩水（約０.９％ＮａＣｌ水溶液）
に各合金膜を常温で浸漬し、２４時間後に、発錆量を目
視で観察した。耐食性試験において、錆が生じなかった
ものを○、部分的に錆が生じたものを△、表面全面に錆
が生じたものを×で示した。
保磁力（Ｈｃ）、透磁率（｜μ｜）、耐食性を調べた。
試験結果を表１に示す。尚、各合金膜の組成はＩＣＰ発
光分光分析法およびＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ
ー）によって定性、定量した。合金膜の飽和磁束密度
（Ｂｓ）はＶＳＭにより測定し、保磁力（Ｈｃ）は直流
Ｂ−Ｈトレーサーにより測定した。透磁率（｜μ｜）は
８の字コイルを用いてネットワークアナライザー（横河
ヒューレットパッカード社製）により測定した。合金膜
の耐食性は、生理食塩水（約０.９％ＮａＣｌ水溶液）
に各合金膜を常温で浸漬し、２４時間後に、発錆量を目
視で観察した。耐食性試験において、錆が生じなかった
ものを○、部分的に錆が生じたものを△、表面全面に錆
が生じたものを×で示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１から、Ａｌの組成比が５〜２０原子％
である本実施例の合金膜（Ｎｏ．１〜１２）であれば、
飽和磁束密度と透磁率が低下することなく、また保磁力
が大きくなることなく、耐食性が改善されることが明白
である。一方、Ａｌを含有していない比較例１３の合金
膜とＡｌの含有量の少ない比較例１４の合金膜では、耐
食性が劣っている。また、Ａｌの含有量が２２原子％と
多い比較例１５の合金膜では耐食性は良好であるもの
の、保磁力が大きく、透磁率が小さくなってしまい、軟
磁気特性が著しく劣っていることがわかる。
である本実施例の合金膜（Ｎｏ．１〜１２）であれば、
飽和磁束密度と透磁率が低下することなく、また保磁力
が大きくなることなく、耐食性が改善されることが明白
である。一方、Ａｌを含有していない比較例１３の合金
膜とＡｌの含有量の少ない比較例１４の合金膜では、耐
食性が劣っている。また、Ａｌの含有量が２２原子％と
多い比較例１５の合金膜では耐食性は良好であるもの
の、保磁力が大きく、透磁率が小さくなってしまい、軟
磁気特性が著しく劣っていることがわかる。
【００２２】ＮｂをＺｒに代えたこと以外は同様にし
て、各種のＦｅ−Ｚｒ−Ｂ−Ａｌ合金膜を製造し、それ
らの飽和磁束密度（Ｂｓ）、保磁力（Ｈｃ）、透磁率
（｜μ｜）、耐食性を調べた。試験結果を表２に示す。
て、各種のＦｅ−Ｚｒ−Ｂ−Ａｌ合金膜を製造し、それ
らの飽和磁束密度（Ｂｓ）、保磁力（Ｈｃ）、透磁率
（｜μ｜）、耐食性を調べた。試験結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】表２から、Ａｌの組成比が５〜２０原子％
である本実施例の合金膜（Ｎｏ．１６〜２４）であれ
ば、飽和磁束密度と透磁率が低下することなく、また保
磁力が大きくなることなく、耐食性が改善されることが
明白である。一方、Ａｌを含有していない比較例２５の
合金膜とＡｌの含有量の少ない比較例２６の合金膜で
は、耐食性に劣っている。また、Ａｌの含有量が２１.
５原子％と多い比較例２７の合金膜では耐食性は良好で
あるものの、保磁力が大きく、透磁率が小さくなってし
まい、軟磁気特性が著しく劣っていることがわかる。
である本実施例の合金膜（Ｎｏ．１６〜２４）であれ
ば、飽和磁束密度と透磁率が低下することなく、また保
磁力が大きくなることなく、耐食性が改善されることが
明白である。一方、Ａｌを含有していない比較例２５の
合金膜とＡｌの含有量の少ない比較例２６の合金膜で
は、耐食性に劣っている。また、Ａｌの含有量が２１.
５原子％と多い比較例２７の合金膜では耐食性は良好で
あるものの、保磁力が大きく、透磁率が小さくなってし
まい、軟磁気特性が著しく劣っていることがわかる。
【００２５】
【発明の効果】本発明のＦｅ基軟磁性合金は、Ｆｅと、
Ｂと、４Ａ〜６Ａ族元素および、５原子％以上２０原子
％以下のＡｌを必須とした特定の組成と特定の組成比か
らなるＦｅ基軟磁性合金であり、高い飽和磁束密度と低
い保磁力と高い透磁率を有した優れた軟磁気特性と、高
い耐食性を兼ね備えたＦｅ基軟磁性合金である。よっ
て、本発明のＦｅ基軟磁性合金を用いることにより、磁
気ヘッドなどの、厳しい環境での使用や耐久性能の向上
が可能となる。
Ｂと、４Ａ〜６Ａ族元素および、５原子％以上２０原子
％以下のＡｌを必須とした特定の組成と特定の組成比か
らなるＦｅ基軟磁性合金であり、高い飽和磁束密度と低
い保磁力と高い透磁率を有した優れた軟磁気特性と、高
い耐食性を兼ね備えたＦｅ基軟磁性合金である。よっ
て、本発明のＦｅ基軟磁性合金を用いることにより、磁
気ヘッドなどの、厳しい環境での使用や耐久性能の向上
が可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 10/14
Claims (8)
- 【請求項１】 組成式が、（Ｆｅ1-aＣｏa）bＢxＴyＴ'
zＡｌwで示され、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から選ばれる少なくとも１種の
元素、Ｔ'はＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔから
なる群から選ばれる少なくとも１種の元素を表し、 組成比ａ，ｂ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするＦｅ基軟磁性合
金。 - 【請求項２】 組成式が、ＦｅbＢxＴyＴ'zＡｌwで示さ
れ、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ
からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、Ｔ'は
Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔからなる群から選
ばれる少なくとも１種の元素を表し、 組成比ｂ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、 ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするＦｅ基軟磁性合
金。 - 【請求項３】 組成式が、（Ｆｅ1-aＭa）bＢxＴyＡｌw
で示され、ＭはＣｏまたはＮｉのいずれか又は両方であ
り、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ
からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を表し、 組成比ａ，ｂ，ｗ，ｘ，ｙは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするＦｅ基軟磁性合
金。 - 【請求項４】 組成式が、ＦｅbＢxＴyＡｌwで示され、
ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから
なる群から選ばれる少なくとも１種の元素を表し、 組成比ｂ，ｗ，ｘ，ｙは原子％で、 ｂ≦９０ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするＦｅ基軟磁性合
金。 - 【請求項５】 組成式が、（Ｆｅ1-aＭa）bＢxＴyＴ'z
ＸsＡｌwで示され、ＭはＣｏまたはＮｉのいずれか又は
両方であり、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｍｏ，Ｗからなる群から選ばれる少なくとも１種の元
素、Ｔ'はＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔからな
る群から選ばれる少なくとも１種の元素、ＸはＣｒ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｉｒからなる群から選ばれる少なくとも１種
の元素を表し、 組成比ａ，ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするＦｅ基軟磁性合
金。 - 【請求項６】 組成式が、ＦｅbＢxＴyＴ'zＸsＡｌwで
示され、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｗからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、
Ｔ'はＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔからなる群
から選ばれる少なくとも１種の元素、ＸはＣｒ，Ｒｕ，
Ｒｈ，Ｉｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の元
素をを表し、 組成比ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは原子％で、 ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ ｚ≦４.５ なる関係を満足することを特徴とするＦｅ基軟磁性合
金。 - 【請求項７】 組成式が、（Ｆｅ1-aＭa）bＢxＴyＸsＡ
ｌwで示され、ＭはＣｏまたはＮｉのいずれか又は両方
であり、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｗからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、
ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒからなる群から選ばれる少
なくとも１種の元素を表し、 組成比ａ，ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙは原子％で、 ａ≦０.０５ ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするＦｅ基軟磁性合
金。 - 【請求項８】 組成式が、ＦｅbＢxＴyＸsＡｌwで示さ
れ、ＴはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ
からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素、ＸはＣ
ｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒからなる群から選ばれる少なくと
も１種の元素を表し、 組成比ｂ，ｓ，ｗ，ｘ，ｙは原子％で、 ｂ≦９０ ｓ≦３ ５≦ｗ≦２０ ０.５≦ｘ≦１６ ４≦ｙ≦１０ なる関係を満足することを特徴とするＦｅ基軟磁性合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5120239A JPH06330253A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | Ｆｅ基軟磁性合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5120239A JPH06330253A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | Ｆｅ基軟磁性合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06330253A true JPH06330253A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=14781292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5120239A Withdrawn JPH06330253A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | Ｆｅ基軟磁性合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06330253A (ja) |
-
1993
- 1993-05-21 JP JP5120239A patent/JPH06330253A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000801 |