JPS58147539A - 磁気ヘツド用非晶質合金 - 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】 〔発明の技術分野Ｊ 本実＠は、磁気ヘッド用非晶質合金に関し、艶に詳しく
は、耐摩耗性及び磁気特性が改良されえ磁気ヘッド用非
晶質合会に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点」 従来、磁気配置装置等における磁気ヘッドには、例えば
、　ｒｅ−Ｎｉ合金（パーマロイ）或い杜ｒ・−８１−
ムｊ合金（センダスト）轡Ｏ結晶構造を有する＾透磁率
材料が使用されている。しかしながら、Ｆ・−Ｎ１合金
は、透磁率が高い反面、耐摩耗性が劣ｐ、又、Ｆ・−８
１−ＡＩ　　合金は、耐摩耗性Ｋｔｉ優れているものの
、横槍的強度が弱く、脆いためＫ１１ｌ性加工が極めて
困麹であるとの問題点を有している、これらに対し、結
晶構造を持たない非晶質合金が、近年、優れ友横槍的特
性及び磁気的特性を有している仁とが見い出され良友め
、新たｅｌＩ気へソド用材料として注目されている。し
かしながら、非晶質合金は、一般に、ビッカース硬度が
１０００にも遁する高い値を示すにも拘らず、磁気ヘッ
ドに使用した場合ｒｔ＃′ｉ、磁気テープ等によるヘッ
ドの摩耗が大きく、実用上大きな問題点となっている。

このような非晶質合金を磁気ヘッドに使用した場合の摩
耗機構に関しては、種々の議論がなされており、磁気テ
ープ等による機械的摩耗と、腐食郷の化学的因子に基づ
く摩耗とが主要因であるとされている、。

しかし、本実明番による研究の結果、非晶質合金のビッ
カース硬度と摩耗量との間には、相関性が鉋められず、
磁気ヘッドの場合には、むしろ、化学的ＩｋＩＩ！因が
大きな影響を与えていることが知見され友。従って、腐
負尋の化学的因子に基づくヘッドの摩耗に対し、よ〕優
れた耐摩耗性を有する非晶質合金の山塊が望まれている
。

〔尭明の目的） 本発明の目的は、上記し九問題点を解消し、高透磁率を
有し、且つ、耐摩耗性が優れた磁気ヘッド用非晶質合金
を提供することＫある。

〔尭明の概！’Ｊ 本発明の磁気ヘッド用非晶質合金は、医大〔１）（Ｃｏ
ｔ　−ａ−ＪｋＦ＠ａＲｕｂ）ｌｓｓ　−ｘ−ｙｓＩＪ
ｙ　　　　（ＩＪ（式中、ａ、ｂ、ｘ及びｙは原子濃度
であり、それぞれ ０．０２≦１≦０．０８　、０．０７≦ｂ≦０．２０　
。

０≦ｘ＜２０．９＜１≦２７及びＸ＋７≦２９の関係を
満足する数を表わす。） で示されることを特徴とするものである。

又、本発明の磁気ヘッド用非晶質合金扛、次式（１） ％式％ （式中、Ｍ扛Ｔｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ
、Ｍｏ、Ｈｆ。

Ｔａ　及びＷから成る群よ〉選ばれえ少なくとも１１１
１の金属元素を表わし、ａ、ｂ、ｃ、ｘ　　　’及びｙ
は原子濃度であ〉、それぞれ ０．０２≦ａ≦０．０８　、０．０７≦ｂ≦０．２０　
。

０、Ｏ１≦Ｃ≦ｏ、ｉｏ　、　ｏ≦ｘ＜２０゜９　＜　
ｙ　ｉ　２７及びｘ＋ｙ≦２９の関係ｔ−満足する数を
表わす。） で示されることを特徴とするものである。

以下において、本発明を更に詳しく説明する。

本＠明の上紀武（ＩＪ及び〔１〕で示される非晶質合金
において、各元素の添加理由、組成比並ひにその限定理
由は以下のとおりである。

本発明の式〔１」及び（ＩＪで示される非晶質合金は、
共に、コバルト（Ｃｏ　）　　を主体とするものである
。Ｃｏ　　を生体とし友理由は、磁気ヘッド帛材料とし
て透磁率が高く、砿歪が小さい賜Ｏであるために最適で
あることによる。

本発明の非晶質合金において、式（１）及び〔１〕に共
通の添加元素について説明すると、鉄（Ｆ＠）は、非晶
質合金の透磁率を高める作用をなすものであり、金属成
分中における組成比ａが、原子濃度で０．０２≦１≦０
．０８である。組成比が０．０２　未満であるか、又は
、Ｏ，ＯＳ　　を超えると透磁率が低下する。

ルテニウム（Ｒｕ）は、本発明非晶質合金の耐摩耗性改
良に大きく寄与するものてめヤ、雀属成分中における組
成比ｂｈ、原子ｆａ度テ０．０７　ｈｂ＆０．２０の範
囲である。ｂが０．０７　未満であると耐摩耗性の改良
効果が充分ではなく、一方、０．２０　　を超えると、
添加量に比ガし次耐摩耗性の改良効果が見られず、且つ
、飽和磁束密匿が低下する上に、コ・＼、 ストが上昇する。上記範囲の中でも優れ九耐廖粍性を有
する非晶質合金が得られることから、とりわけ、ｂが０
．１θ〜０．２０の範囲にあることが好ましい。尚、Ｒ
ｕ　　Ｂ、白金（ｐｔ）、バラジウＡ（Ｐｄ）、ロジウ
ム（Ｒｈ）　　轡と共に白金族に属する元素であるが、
Ｐｔ、Ｐｄ等扛非晶質化しにくいため適当ではなく、又
、Ｒｈ　ａ耐摩耗性の改良に多少の効果はみられるもの
の、十分ではない。本発明の非晶質合金は、白金族元素
の中で４、特に、Ｒｕ　　を選択することによシ、一定
の添加量において、顕著な耐摩耗性の改良効果を有する
ものである。

次に、非金属元素であるケイ素（Ｓｔ　）　　及びホウ
素（Ｂｌについて＃ｉ引明−ると、これらは共に、本発
明合金の非晶質化に最も有効な作用をなすものである１
、これらの中で、Ｓｔ　　の合金中組成比夏は、原子ｓ
１度で０　為ｚ　＜　２０の範囲である。８１の組成比
Ｘｔゴ、０であっても、Ｂが添加されていれば本発明合
金の非晶質化は可能である８、一方、Ｓｌの量が２０以
上になると、非晶質化が困−となるため好ましくない１
゜ Ｂは、合金の非晶質化を助長すると共に、更に、合金の
物壊的特性を改養する作用をも有するものであり、その
組成比ｙは、原子濃度で９＜７≦２７の範囲である　Ｂ
の組成比ｙが、９以下又は２７を超えると、非晶質合金
の結晶化温度が十分高い値を示延ないため、非晶質合金
化後の熱安定性の保持及び俺の除去を目的とした熱処理
が困難となる。。

父、上記非棗鵬元素の添加ｌＩｋは、８１及びＢの合＃
ｔｔ（ｘ＋ｙ）が、原子濃度でｘ＋ｙ≦２９の範囲ｒＬ
あるものである。

上記ｘ＋ｙか２９を超えると非晶質合金の飽和磁Ｊｋ密
度が低下する。

本発明の装置〕式で示される非晶質合金に添加される金
属元ｊｌＥＭは、Ｒｕとの相剰効果により１本発明非晶
質合金の釘を摩耗性を着しく改良するものであり、更Ｖ
こ、透磁率を高給、保持力を減少させ、且つ、熱安定性
を同上させる効果をも有する。この金属元素Ｍは、チタ
ン（Ｔｉ）、バナジウムＭ、タロム（Ｃ，ｒ）、マンガ
ン（Ｍｎχニッケル（Ｎｉχジルコニウム（Ｚｒ）、ニ
オブ（Ｎｂ　）、モリプデ７（ＭＯ）、ハフニウム（Ｈ
ｆλタンタル（Ｔａ）　　及びタングステンＷ棒から成
る群より遺ばれた少なくともＩＪＩのものである。Ｍの
金属成分中における組成比Ｃは、原子濃度で０．０１≦
ｃ＆０．１０の範囲である。ｃか０．０１未満であると
、添加効果が十分に得られず、一方、０、ｌＯ管超える
と、株加量に比例した耐摩耗性の改良効果が得られず、
又、透磁率が低下する。

本発明の磁気ヘッド用非晶質合会は、上記したＣｏ、Ｆ
ｅ、Ｒｕ、８１及びＢ、或いは更にＭ（ＩＩＩ記と同意
義である。）の各成分を所定の割合で混合した後、＃！
融し、これを、例えば、液体（＃湯）８．冷法勢によっ
て非晶質合金化し、必要に応じて熱処理を施すことによ
り、容易に製造することができるものＣある。

〔艷明の実１１ １ｉ！１１’！ｌ　１ 襖１表に示した組成の非晶質合金４種類（試料１号１〜
４）を、それぞれ液体急冷法によ〕作製した。即ち、上
記組成の溶融合金を、為速回転すゐ革ロール表−上に、
石英管ノズルからアルゴンガス汁（１，０〜２．ＯＫ４
／−）で噴出させ、得られたＷｉ帯會急冷して厚さ２０
μ解、幅１２８１及び長さ１２ｎＩの非晶質合金薄帯試
料としでそれぞれ得た。

大られた３檜類の薄帯臥科を、外転１０麟φ、内経８ｓ
ｌＬφを有するリング状に杓ち抜き、−関絶縁物を介在
させて積層した。次いで、この積層物を、非晶質合金の
キエｖ−ｍ１ｆ以上、結晶化部に以下の温度で１０分間
熱処理を施した後、これらを１０枚ライネートして、ラ
ミネートコアを得た。

このラミネートコアに、−次コイル及び二次コイルを４
！１！つけてヘッドコアとし、それぞれの非晶ｉ［き会
を用い友へラドコアについて、実効透磁率、保磁力及び
飽−ｎ４ｉｉ＊＠度を測定した。

尚、実効透磁率は、周波数が１００　ＫＨｚまではマッ
クスウェルブリッジを用いて、又、ＭＨｚ　　帯域では
無線周波数ブリッジを用いて夫々−ｊ定し、保磁力及び
飽和ＶＢ來−ＵＫついては、自動自記磁束計を用いて厘
ｆｉ１．ＷＢ化曲線を測定し、計算によ）求めた。

次いで、それぞれの非晶質合金薄帯試料から、オーディ
オ用磁気へラドコアの形状を打ち抜き、磁気ヘッドを試
作して、耐摩耗性及び硬度を測定した。耐摩耗性の評価
は、試作磁気ヘッドを市いて、ｒ　−Ｆａｍｅｓ　ｉｌ
ｌ布のオーディオ用カセットテープを１０００時間走行
させた前後における、８気ヘッドのテープ摺動画の貧化
を、表向粗さ計を用いて測定し、これを１００時間当り
に換算した蒙耗鎗を求めた。又、硬度Ｌ１マイクロビソ
カーノ硬度針を用いて、ビッカース硬１ｋ（ＨＶ）　　
を測定した。

これらの結果を、第１表に組成と共に示す。尚、実効透
磁率はＩ　ＫＨｚにおける値（μ’ＩＫ）である、１比
較偽１ 非晶質合金の組成が異なる他は、実施例１と同様の操作
にて、５権類（Ｅ料番号５〜９）の非晶質合金薄帯＠、
料を得た。

尚、試料番号５ｔｌＲｕの量が本発明のものよｐ少ない
４０．試料番号６はＲｕＣ）ｌが同じく多いもの、試料
番号７はＲｕの代わＤ　Ｋ　Ｒｈ　　を用いたもの、試
料番号８はＲｕの代わりＫＣｒｔ用い九屯の並びに試料
番号９ａＲｕを全く含有しないものである。

これらの試料について、実施例１と同様の方法にて実効
透樺率、保磁力、飽和磁束密度、摩耗量及びビッカース
硬度をそれぞれ測定し友。それらの組成及び試験結果を
第１表に実施例と共に示す。

表から明らかなように、Ｒｕ１ｌが少ないと耐摩耗性が
低下し、一方、多過ぎると飽和磁束密度が低下するのに
対し、本発明の非晶質合金は耐摩耗性及び−気特性共に
優れ友ものであることが確認され友。又、Ｒｕの代わ）
にＲｈ又はＣｒｔ添加するか、或いはＲｕを添加してい
ないものは、耐摩耗性が劣ることが確認された。

実Ａ例２ 第２表に示し九組成のｔｓｓｌｍ（試料番号ｌＯ〜２４
）の溶融合金を、実施例１と同様の操作にて非晶質合曾
化し、それぞれ薄帯試料を作製し友。

これらの非晶質合金薄帯試料について、実施１ＰＩｌｌ
と同様の方法にて実効透轟率、保砿力、飽和磁束密度、
摩耗量及びビッカース硬度をそれぞれ測定し良、、これ
らの結果を第２表に組成と共に示す。

比較ＩＰ１２ 非晶質合金の組成が異なる他は、実施例１と同様の操作
にて、３檀類（試料番号２５〜２７）の非晶質合金薄帯
試料を得九。

尚、試料番号２ＳＢＭの量が本発明のものよ〕多いもの
、試料番号２６はＲｕＯ量か本発明の４０より少ないも
の並びに試料番号２７はＲｕ及びＭを全く含有しない４
のである。

これらの試料について、実施ｆｉｌｌとｒｔｑ様の方法
にて実効透硼率、保磁力、飽和磁束１５鮫、摩れ量°及
びビッカース硬度をそれぞれ測定した。それらの組成及
び試験結果を第２表に実施例と共Ｋｉす表から明らかな
ように、比較例のものが磁気特性父は耐ｌ耗性が劣るの
に対し、本発明の非晶質合金はＲｕとＭの相開作用によ
り、実効透磁率及び飽和憾朱密）Ｗ等の磁気特性並ひに
１摩耗性が著しく改良されたものであることが確認され
た。。

実施例３ （Ｃｏｏ４３Ｆａ、、　、Ｑｌ　’ｒｔ０．Ｑ＊　Ｒｕ
ｏ４゜）ｙｓ　Ｓｉｓ　＆ｍ　（２）　組成ｔ　有する
非晶質合金金実施例１と同様の操作により、１５μｍ１
２０μｍ及び３０μｍのＩＩさを有する３檜類の４帯と
して作製した１゜ これらの試料の板厚依存性を、周波数を変えてその実効
４磁率を測定することにより１周波数特性を調べた。尚
、実効透磁率の測定は、実施例１と同様の方法により竹
なった。

１ｌＩｌＩＪＷ結果を図面に示す。図面から明らかがよ
う？Ｃ１板厚を薄くすることにより、ＶＴＲ等に使用Ｏ
ｒ舵な磁気ヘッドとしての磁気特性を充分満足するもの
であることが確認された。

〔発明の帽← 本発明の憾気ヘッド用非晶實合金は、ルテニウムを６加
すること＆こより１ＪＩｌ耗性が着しく改良されたもの
でおり、且つ、高透磁率を有するものである。又、ルテ
ニウムとＴ１、■、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ。

Ｍｏ、　Ｈｆ、　Ｔａ及びＷ等の輩属とｔ−ｍ加して成
る非晶質合金は、これらの相刺作柑ｒこより、更に耐Ｍ
札性及び磁気特性が改良されたものであり、磁気ヘッド
用材料として優れた適性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明非晶質合金の板厚依存性を示す、周波数
−実効透磁率曲線である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１１　　次式’　（Ｃｏｇ−ａ−ｂ　Ｆ　ｅ　＠　Ｒ
   ｕ＞　）ｌ　＠。−Ｘ−Ｆ８１１１ＢＦ（式中、＆、ｂ
   、Ｘ及びｙは原子＃ＩＩｌ［であり、それぞれ ０．０２≦１≦０．０８　、０．０７≦ｂ≦０．２０　
   。 ０≦１　＜　２０　＊　９　＜　ｙ≦２７及びＸ＋７≦
   ２９の関係を満足する数を表わす。） で示されることを特徴とする磁気ヘッド市非晶質合金。 （２）　　次式：　（Ｃｏ１−ａ−ｂ−Ｊ’＠ｍＲｕｂ
   Ｍｅ）ｔｏｏ−＊−ｙ８ｔＪｙ（式中、ＭはＴｉ、Ｖ、
   Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｌ　、Ｚｒ、Ｎｂ＊Ｍｏ。 Ｈｆ、Ｔａ及びＷから成る群より選ばれえ少なくとも１
   樵の金属元素を表わし、１．ｂ。 ｅ、Ｘ及びｙは原子ｌｌｌ１ｊであり、それぞれ０．０
   ２≦ａ≦０．０８　、０．０７≦ｂ≦０．２０　。 ０、Ｏ１≦Ｃ≦０．１０　、　Ｏ≦ｘ＜２０゜ｓ＜ｙ≦
   ２７及びｘ＋ｙ≦２９ Ｏ関係を満足する数を表わす。） で示されることを特徴とする磁気ヘッド用非晶質合金。