JPS6238424B2 - - Google Patents

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JPS6238424B2
JPS6238424B2 JP56181723A JP18172381A JPS6238424B2 JP S6238424 B2 JPS6238424 B2 JP S6238424B2 JP 56181723 A JP56181723 A JP 56181723A JP 18172381 A JP18172381 A JP 18172381A JP S6238424 B2 JPS6238424 B2 JP S6238424B2
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JP
Japan
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amorphous
atomic
alloy
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JP56181723A
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English (en)
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JPS5884957A (ja
Inventor
Hiroshi Sakakima
Mitsuo Satomi
Harufumi Sakino
Eiichi Hirota
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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、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つた。これらは主とし
て金属元素と半金属半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―Si―B,Fe―Co―B,Fe―Ni―P―
B,Fe―Si―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
磁気ヘツドコアへの応力の検討が進んでいる。し
かしながらヘツドの耐摩耗性はパーマロイを十分
上回るものの、センダストを上回つておらないば
かりか、耐蝕性においてパーマロイ、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ているが、
飽和磁束密度の大幅な減少を伴うので、あまり好
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Bs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つた。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
が極めて容易になるばかりでなく、従来では不可
能であつた、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,Si―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
を発見した(特願昭55―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%以上含む。 () MaNbbXc (M=Fe,Co,Ni,Mn,Cr,Mo,Wのう
ち1種もしくは2種; X=B,C,Si,Ge,Al,Snのうち1種も
しくは2種 ただし 71a94 6b<20 0c<10) で示される組成領域の試料についてその諸特性を
調べた。一例として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
にトラツク幅200μm、幅2mmの積層した非晶質
合金をダミーヘツドとして装着し、CrOzテープ
をダミーヘツドとの相対速度5.6m/secで20時間
走行させ、ヘツドの摩耗量を測定することによつ
て行なつた。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して働きX=
B,C,Si,Ge,Al,Snはむしろ非晶質化を一
層容易にするための従の働きをしていることが実
験結果からわかつた。従つてメタル―メタル結合
的に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表に具体的実施例としてオーデイオ用カ
セツトテープレコーダに各種非晶質合金のダミー
ヘツドを装着し、CrOzテープを4.75cm/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。 同表に示したデータよりメタロイドを含まない
No.2、及び微かしか含まないNo.9,10が他のメタ
ロイドを多く含むものより耐摩耗性において優
れ、またNbを含まないNo.11の試料は極めて耐摩
耗性が悪いことがわかつた。以上より()にお
いてXを含まない。 ()′ MaNbb,80a≦94,6≦b≦20(原
子%)という組成の非晶質合金が実要上望まし
いことがわかつた。
【表】 また、本発明者らはNbを6%以上含む非晶質
合金は優れた耐蝕性を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であ
ることが実験結果からわかつた。第2図に本発明
合金のポテンシヨダイナミツクポラリゼーシヨン
カーブ(Potentiodynamic Polarization
Curves)を示す。これよりNbを含む非晶質合金
は不働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%以上入れると、たとえNbが6
%以上あつても、不動態膜の安定性が悪くなるこ
とがわかる。又Nbを20%以上入れると飽和磁束
密度Bsを著しく減少させるのでb<20であるこ
とが実用上望ましい。 次に、本発明者は上述のXのかわりに、ある特
定の金属T=Ti,Zr,Hf,V,Taを用いて優れ
た特性を有する非晶質合金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%以上
添加しても何ら耐摩耗性を劣化させるようなこと
はなかつたが、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り、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%以内にした方が望ま
しい。第3図に各種のTをCo85.5Nb14.5に添加し
た場合の飽和磁束密度Bsの変化の様子を示し
た。更にNbもBs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%以上必要であることから、この系に
おいては、 () MaNbbTd (T=Ti,Zr,Hf,V,Ta) ただし76a94,6b20,0.1d<5と
いう組成範囲が実用上望ましいものとなる。この
()で示された組成範囲内の非晶質合金は、上
述()′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第2表に第1表と同様な耐摩
耗試験結果を示す。
【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
用いて超急冷法では希土類元素の添加は非晶質リ
ボン化にあまり有効な効果を示さず、むしろ2%
以上の添加は非晶質リボン化をさまたげる結果と
なつた。ところがスパツ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つた。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Hcの増加をきたし、好ま
しくない結果を示すこともわかつた。したがつて
実用上望ましい組成範囲は上述と同様の理由で6
b20となる条件を考慮して以下のようにな
る。 () MaNbbRf a+b+f=100,70a94,6b20,
0.1f<5 第3表にCo85.5Nb14.5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。
【表】 又第4図に各種希土類元素を添加した場合のは
Hcの変化の様子を示す。上述のように希土類元
素の微少添加はスパツター法、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パツター法、蒸
着法の方が非晶質化が容易であるので、(),
(),()で述べた組成範囲のものとこの希土
類元素とを組合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なく、それらの望ましい
組成範囲は () M′aNbbTdRf 71≦a<94,6b<20,0.1d<5,0.1
f<5 である。これらの組成の非晶質合金薄膜をスパツ
ター法によりMn―Znフエライト基板上に厚さ20
μm形成し、V.T.Rデツキを用いてフエライトと
偏摩摩耗を調べ、第4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γテープを用いて上述のフエラ
イト、非晶質複合体ダミーヘツドを装着したV.
T.Rデツキを100時間走行させ、フエライト面に
比較して非晶質部のくぼみ量を測定した。第5図
に実験方法を図示している。
【表】 第5図において、第5図aはV.T.Rのダミーヘ
ツドチツプの先端部を示し、左側は正面図、右側
は側面図を示す。同図において、1,2はフエラ
イト部を、3は非晶質スパツター膜を、4はテー
プ摺動面を示す。第5図bはダミーヘツドチツプ
の摩耗状況を示すもので、△lはその偏摩耗量を
示す。 第4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用ヘツ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
元素の添加はスパツター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、磁気ヘツ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.855Nb.
145100-xBx(X=2,5,10,12)及び
Co75Si10B15の1mol NaCl溶液中での腐蝕電圧電流
曲線を示す図、第3図は非晶質合金(Co.855Nb.
145100-xTxの飽和磁束密度Bsの変化を示す図、
第4図は(Co.855Nb.145100-xRxのHcの変化を示
す図、第5図はスパツター膜の偏摩耗測定法を示
す図である。 1,2……フエライト、3……非晶質スパツタ
ー膜、4……テープ摺動面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 本質的に80ないし94原子%の金属元素Mと、
    6ないし20原子%のNbとからなることを特徴と
    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。 2 本質的に76ないし94原子%の金属元素Mと、
    6ないし20原子%のNbと、0.1ないし5原子%未
    満の金属元素Tとからなる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種または2種以上の金属元素。 3 本質的に76ないし94原子%の金属元素Mと、
    6ないし20原子%のNbと、Yと希土類元素を0.1
    ないし5原子%未満とからなることを特徴とする
    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。 4 本質的に71ないし94原子%の金属元素Mと、
    6ないし20原子%のNbと、0.1ないし5原子%未
    満の金属元素Tと、Yと希土類元素を0.5ないし
    5原子%未満とからなる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種または2種以上の金属元素。
JP56181723A 1981-11-14 1981-11-14 非晶質磁性合金 Granted JPS5884957A (ja)

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