JPS5884957A - 非晶質磁性合金 - Google Patents

非晶質磁性合金

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JPS5884957A
JPS5884957A JP56181723A JP18172381A JPS5884957A JP S5884957 A JPS5884957 A JP S5884957A JP 56181723 A JP56181723 A JP 56181723A JP 18172381 A JP18172381 A JP 18172381A JP S5884957 A JPS5884957 A JP S5884957A
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博 榊間
Mitsuo Satomi
三男 里見
Harufumi Sakino
先納 治文
Eiichi Hirota
広田 栄一
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 本発明は、耐摩耗性、耐蝕性に優れた非晶質磁性合金に
関するもの゛である。
近年1超急冷技術の進歩により種々の非晶質磁性合金が
得られるようになった。これらは主として金属元素と半
金属単導体元素との組合せで得られ、その代表的なもの
はFe −P = C、Fe −B −C、Co−8t
−B  Fe−Co−B 、’Fe −Ni−P−By
Fe−8i−Bなどである。これらの非晶質合金は優れ
た軟磁気特性を有し硬度も高いことから磁気へ、ドコア
への応用の検討が進んでいる。しかしながらヘッドの耐
摩耗性は・に−マロイを十分上回るものの、センダスト
を上回っておらないばかりか、耐蝕性において・ぐ−マ
ロイ、センダストに劣るという欠点を有している。耐蝕
性はCrを7−程度添加することにより改善されるが、
飽和磁束密度の大幅な減少を伴うので、あまシ好ましい
改良方法でない。上述の遷移金属とメタロイドとの組合
せで得られる非晶質合金のうち、飽和磁束密度B8を最
も高く取れるのはBだけもしくはBとCをメタロイドに
用いる合金であるが、この系は非常に製造が困難であっ
た0本発明者らはこの系にNbを添加することにより、
非晶質化が極めそ容易になるばかりでなく、従来では不
可能であった、Bが極めて少ない領域でもNbの効果に
より非晶質化し、従来のB、5i−B、P−B、B−C
,P−C系の非晶質合金化に比べNb −B系の合金が
耐摩耗性において優れていることを発異した(特願昭5
5−164978号) 本発明者らは更に研究を進め、これらの系の中でも特に
Bなどのメタロイドを10%以下含み、Nbを6チ以上
含む (1)MaNbbXc (M=Fe 、 Co 、Ni 、Mn 、 Cr 、
Mo aWのうち1種もしくは2種; X::B 、 C@ Si 、 Ge 、 At、 S
nのうち1種もしくは2種 ただし 70<:aく94゜ 6くb<20 0 <c (10) で示される組成領域で極めて優れた耐摩耗性が得られる
ことを発見した。ただしC=0では安定した非晶質化が
超急冷法ではむづかしく容易に非晶質化するには0.1
 < Cであることが望ましい〇−例としてBの量と耐
摩耗性との相関データを第1図に示した。摩耗測定はV
、T、Rデツキにトラック幅200μm1幅2mの積層
した非晶質合金をダミーヘッドとして装着し、CrO2
テープをダミーヘッドとの相対速度5.6rn7′se
cで20時時間桁させ、ヘッドの摩耗量を測定すること
によって行なった。
第1図からBの量が10%以下で極めて優れた耐摩耗性
を示すことがわかる。メタロイドを10%以下含む領域
で非晶質化するためにはNbが6−以上必要であり、こ
の領域ではNbが主として非晶質化を可能にする元素と
して働きX=B 、 C、St。
Go 、 At、 Snはむしろ非−晶質化を一層容易
にするだめの従の働きをしていることが実験結果かられ
かった。従ってメタル−メタル結合的な非晶質合金がメ
タル−メタロイド結合的な非晶質合金よりも耐摩耗性に
優れているとも思われる。第1表に一具体的來施例とし
てオーディオ用カセットテープレコーダに各種非晶質合
金のダミーヘッドを装着し、CrO2テーグを4.75
 cry’secのスピードで走行させ1000時間後
の摩耗量を測定し、た結果を第1表に示す。
第1表 又、本発明者らは゛これらBなどのメタロイドが10・
チ以下で、Nbを6%以上含む非晶質合金は優れた耐蝕
性をもあわせて持つことを発見した。これはNbが不働
態膜を形成するため″Cあることが実験結果かられかっ
た。第2図に本発明合金の?テンショダイナミックポラ
リゼーションカープ(Potentiodynamic
 Po1arization Curves)を示す0
これよりNbを含む非晶質合金は不1動態膜を形成する
ことがわかる。又Bなどのメタロイドを10係以上入れ
ると、たとえNbが6%以上あっても、不働態膜の安定
性が悪くなることがわかる。又Nb120%以上入れる
と飽和磁束密度B、を著しく減少させるのでbく20で
あることが実用上望ましい。
次に、本発明者らは上述のXのかわりに、ある特定の金
属T =Ti t Zr e Hf w V e Ta
を用いても同様の効果が得られることを発見した。これ
らの金属は上述のXと異なり10゛チ以上添加しても何
ら耐摩耗性を劣化させるようなことはなかったが、Xと
異な!り、5%以上添加すると著しく飽和磁束密度を劣
化させたp、Zrなどは著しく耐蝕性を劣化させるので
、磁性合金としての長所を保持するためには5チ以内に
した方が望ましい。第3図、第4図に各種のX及びT”
 C085,5Nb14.5に添加した場合の飽和、1
磁1束密度B8の変化の様子を示した。更にNbもB8
をあまりそこなわないためには20−以下にすることが
望ましく、又非晶質化するためには6チ以上必要である
ことから、この系においては (IDv、NbbTd(T=Ti、Zr、Hf、V、T
a )ただし70<a<94 t 6<b<20,0.
1<d(5という組成範囲が実用上−望ましいものとな
る。この(IOで示された組成範囲内の非晶質合金は、
上述の(1)で示されたものと同様に良好な耐摩耗性と
耐蝕性を示した一層2表に第1表と同様の耐摩耗試験結
果を示す。
第2表 上述の結果から又とTの双方を含むものも同様の効果が
期待できることがわかる。即ちこれらの実用上望ましい
組成範囲は(1) 、 (I[)について述べたことか
ら、          □ (IQ  M’、NbbXcTd においてa + b + c + d −100なる条
件の下で、70<a(94、6<b<20 、0.1 
<c(10,0,1<d(5で示される。これらの組成
範囲のものは予想通りの優れた耐摩耗特性を示した。そ
の結果を第3表に示す。
第3表 次に、本発明者らはY及び希土類元素をCo−Nbを主
成分とする非晶質合金に添加してその効果を調べた。し
かしながら、従来の片ロール法を用いた超急冷法では希
土類元素の添加は非晶質り?ン化にあtb有効な効果を
示さず、むしろ2%以上の添加は非晶質IJ 、3Pン
化をさまたげる結果となった。ところがスパッター法及
び蒸着法を用いて非晶質薄膜を作成したところ、Y及び
希土類元素の微少添加は著しく結晶化温度を上昇させ極
めて好ましい効果を示すことがわかった。ただし5%以
上の添加は著しく非晶質Co −Nb膜の軟磁気特性を
そこない急激なHeの増大をきたし、好ましくない結果
を示すこともわかった。したがって実用上望ましい組成
範囲は上述と同様の理由で6<:bく20、なる条件を
考慮して以下のようになる。
(■)M′aNbbRf a+b+f = 100 、70<a(94。
6くbく20,0.1くf<5 第4表にC0B5.5Nb14.5  にY及び各種希
土類元素を添加した場合の結晶化温度Txの変化の様子
を示すO 第4表 又第5図に各種希土類元素全添加した場合のHeの変化
の様子を示す。上述のように希土類元素の微少添加はス
ノ臂ツター法、もしくは蒸着法などでCo −Nb非晶
質薄膜を作成する際極めて有効である。又一般に超急冷
法よりス・クツター法、蒸着法の方が非晶質化が容易で
あるので、(1)(It)([Dで述べた組成範囲のも
のとこの希土類元素とを組合わせれば一層容易に非晶質
薄膜が作成されることは言うまでもなく、それらの望ま
しい組成範囲は(V)    M’、NbbXeRf 70≦a (94、6<b(20、0,1<c(10、
0,1<f(5(ロ) V、NJ、TaB2 70M<94 、6≦b(20,0,1<d(5,0,
1<f(5(t/[)  M’aNt)bXeTdRf
70<a(94、6<b、(20、0,1<d(5、0
,1<f(5である。これらの組成の非晶質合金薄膜を
スミ4ツター法によりMn−Znフェライト基板上に厚
さ20繻形成し、V、T、R,デツキを用いてフェライ
トとの偏摩耗を調べ、第5表に代表的な組成のものの結
晶化温度Txと摩耗試験結果を示す。偏摩耗量はCoド
ープの1テープを用いて上述のフェライト、非晶質複合
体ダミーヘッドを装着したV、T、R,デツキを100
時間走行させ、フェライト面に比較して非晶質部のくぼ
み量を測定した。第6図に実験方法を図示している。
第5表 第6図において、第6図(、)はV、T、R,のダミー
へ、トチ、fの先端部を示し、左側は正面図を、右側は
側面図を示す。同図において、1.2はフェライト部を
、3は非晶質ス・セッター膜を、4はテープ摺動面を示
す。第6図(b)はダミーヘッドチップの摩耗状況を示
すもので、Itはその偏摩耗量を示す。
第5表の実験結果からもわかるように、本発明非晶質合
金は結晶化温度も高く、耐摩耗特性に優れておりVTR
用へラドコアにも使用できる材料である。又本発明非晶
質合金はNbが不働態膜を形成するので、耐蝕性にも優
れている。又希土類元素の添加はス・やツタ−法や蒸着
法で非晶質膜を形成する場合、得られる合金の結晶化温
度を上昇させる効果を有する。
以上述べたように本発明の磁性金属元素とNbを主成分
とする非晶質合金は、高飽和磁束密度と軟磁気特性を有
する他、極めて優れた耐摩耗性、耐蝕性を有し、磁気ヘ
ッド用コア材に最適の合金である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明非晶質合金の耐摩耗特性と含まれるB量
との相関特性を示す図、第2図は(CO’a55Nb’
145)100−XBX(k=2 、5 、10 、1
2)及びC0,5Si、。B15のl mol NaC
1溶液中での腐蝕電圧電流曲線を示す図、第3図、第4
図は非晶質合金(CG −6,5s Nb −145)
 1 o o −xTx  及び(Co −a s s
 Nb、 145)10Q−Xxzの飽和磁束密度B、
の変化を示す図、第5図は(”、855””145 )
10G−X”XのHeの変化を示す図、第6図はスフ4
ツター膜の偏摩耗測定法を示す図である。 1.2・・・フェライト、3・・・非晶質スノe、ター
膜、4・・・テープ摺動面。 第1図 υ       5       10      1
5第2図 第3図 X(%) 第4図 X(%) 第5図 X(%) 第6図 (0)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)本質的に70ないし94原子チの金属元素M゛と
    、6ないし20原子チのNbとを含むことを特徴とする
    非晶質磁性合金。 但し、MはFe y Co I Ni# Mn g C
    r p Mo + Wからなる群から選ばれた1種また
    は2種以上の金属元素。
  2. (2)本質的に70ないし94原子チの金属元素Mと、
    6ないし20原子チのNbと、0.1ないし10原子−
    未満の半金属元素Xとを含むことを特徴とする非晶質磁
    性合金。 但し、MはFe 、 Co 、 Ni e Mn 、 
    Cr 、 Mo 、 Wからなる群から選ばれた1種ま
    たは2種以上の金属元素、XはB @ Cg 81 g
     Ge p A/−r Snからなる群から選ばれた1
    種または2種以上の金属元素。
  3. (3)本質的に70ないし94原子−の金属元素Mと、
    6ないし20原子チのNbと、0.1ないし5原子チの
    金属元素Tとを含むことを特徴とする非晶質磁性合金。 但し、MはFe g Co g Nt s Mn g 
    Cr g Mo g Wからなる群から選ばれた1種ま
    たは2種以上の金属元素TはTi 、 Zr 、 Hf
     、 V 、 Taからなる群から選ばれた1種または
    2種以上の金属元素。
  4. (4)本質的に70ないし94原子チの金属元素Mと、
    6ないし20原子チのNbと、Yと希土類元素を0.1
    ないし5原子−未満とを含むことを特徴とする非晶質磁
    性合金。 但し、MはFe 、 co 、 Ni 、 Mn 、 
    Cr 、 Mo 、 Wからなる群から選ばれた1種ま
    たは2種以上の金属元素。
  5. (5)本質的に70ないし94原子チの金属元素Mと、
    6ないし20原子チのNbと、0.1ないし10原子チ
    未満の半金属元素Xと、0.1ないし5乃 原子チ未滴の金属元素を含むことを特徴とする非晶質磁
    性合金。 但し、MはFe 、 Co 、 Ni 、 Mn 、 
    Cr 、 Mo 、 Wからなる群から選ばれた1種ま
    たは2種以上の金異元素、XはB 、 C、St 、 
    Ge 、 At 、 Snから成る群から選ばれた1種
    または2稗以上の金属元素、TはTi 、 Zr 、 
    Hf 、 V 、 Taからなる群から選ばれた1種ま
    たは2種以上の金属元、素。
  6. (6)本質的に70ないし94原子チの金属元素Mと、
    6ないし20原子チのNbと、0.1ないし10原子チ
    の半金属元素Xと、Yと希土類元素を0、1ないし5原
    子チを含むことを特徴とする非晶質磁性合金。 但し、MはFe 、 Co 、 Ni 、 Mn 、 
    Cr 、 Mo 、 Wからなる群から選ばれた1種ま
    たは2種以上の金属元素、Xは33 、 Cp St 
    、 Ge 、 At、 Snからなる群から選ばれた1
    種または2種以上の金属元素。
  7. (7)本質的に70ないし94原子チの金属元素Mと、
    6ないし20原子チのNbと、0.1ないし5原子−の
    金属元素Tと、Yと希土類元素を0.5ないし5原子チ
    未満とを含むことを、特徴とする非晶質磁性合金。 但し、MはFe 、 Co 、 Ni 、 Mn、Cr
    、 Mo 、Wからなる群から選ばれた1種または2種
    以上の金属元素、TはTi 、 Zr 、 Hf 、 
    V 、 Taからなる群から選ばれた1一種または2種
    以上の金属元素。
  8. (8)本質的に70ないし94原子チの金属元素Mと、
    0.1ないし10原子チ未満の半金属元素Xと、6ない
    し20原子チのNbと、0.1ないし5原子−の金属元
    素Tと、Yと希土類元素を0.1ないし5原子チ未満と
    を含むことを特徴とする非晶質磁性合金。 但し1MはFe 、 Co 、 Ni 、 Mn 、 
    Cr 、 Mo 、 Wからなる群から選ばれた1種ま
    たは2種以上の金属元素、XはB 、 C、St 、 
    Ge 、 kl 、 Snからなる群から選ばれた1種
    または2種以上の金属元素、TはTig Zr # H
    f + V # Taからなる群から選ばれた1種また
    は2種以上の金属元素◎
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