JPS6281008A - 非晶質高飽和磁束密度材料 - Google Patents

非晶質高飽和磁束密度材料

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JPS6281008A
JPS6281008A JP60220112A JP22011285A JPS6281008A JP S6281008 A JPS6281008 A JP S6281008A JP 60220112 A JP60220112 A JP 60220112A JP 22011285 A JP22011285 A JP 22011285A JP S6281008 A JPS6281008 A JP S6281008A
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JP
Japan
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magnetic
amorphous
alloy
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magnetic flux
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JP60220112A
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English (en)
Inventor
Takao Imagawa
尊雄 今川
Masaaki Sano
雅章 佐野
Katsuya Mitsuoka
光岡 勝也
Mitsuo Sato
佐藤 満雄
Shinji Narushige
成重 真治
Masanobu Hanazono
雅信 華園
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15316Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Co

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は高飽和磁束密度と低い保磁力を有する非晶質磁
性材料に係り、特に薄膜磁気ヘッド用コアに用いるのに
好適なコバルト合金に関する。
〔発明の背景〕
従来、薄膜磁気ヘッド用コア材に適用される保磁力He
の小さい軟磁性材料には、N i −F e合金に代表
される結晶質磁性材料と、Co−Nb−Zr合金等の非
晶質材料が使われている。Ni−Fe合金は化学的、熱
的に安定であり、一方C0−Nb−Zr合金は作製し易
く、透磁率が高い。
これら材料の飽和磁化は、いずれもtooooガウス程
度である。
しかし、近年磁気記録装置は大容量化し、一方で装置自
体の省スペース、低コスト化が求められている。このた
め磁気記録密度の増大が重要な課題となってきた。記録
密度の増大は、第1図にTwで示すトラック幅の減少に
よるトラック密度の増大及び記録ビット長の縮小による
線密度の増大により実現される。ここで媒体への記録波
長の減少には、薄膜磁気ヘッドのコア厚の減少が必要で
あることが特公昭58−40245号公報に示されてい
る。すなわち、第2図の薄膜磁気ヘッド断面において、
上部コア厚tu、下部コア厚1m、ギャップ長tg、記
録波長λとの間に、λ)1.+t、@+tmなる関係が
成立する。このため記録波長λを減少させるには、コア
厚tu及びta、ギャップ長tgの減少が必要である。
しかしコア厚を減少させると、書込時ヘッド先端より媒
体に放出される書込磁界が減少する。このためコイル3
に流す書込電流を増加させると磁気コア1内で磁束が飽
和し、充分な書込磁界が得られないこととなる。符号2
はコイル端子、4は基板を示している。磁気コア内での
磁束の飽和限度は、コア形状が同じならコア材料の飽和
密度が大きいほど高い。
薄膜磁気ヘッド用80%NiFe合金(パーマロイ)の
飽和磁束密度は10000ガウスであり、高記録密度化
に伴うコア厚減少を補うためにはパーマロイ以上の飽和
磁束密度を有する、高飽和磁束密度材料を磁気コアに採
用する必要がある。また同時に読出しに充分な透磁率を
確保するため、コア材料の保磁力Heは30e以下とす
る必要がある。
結晶質材料で飽和磁束密度(以下Bsと略す)がtoo
oo以上となるのは、Feを中心とした合金系であるF
e−8i、Fe−Ti等であるが、これらは本質的にさ
び易い欠点がある。これに対しCOを主成分とし添加元
素を10原子%以下加えて非晶質化したCO系非晶質磁
性合金がある。
Go−Zr系が代表的であり、C0−5%Zrにおいて
B s 15000ガウスを得ている。非晶質材料は結
晶質材料に比べ、以下の特徴がある。すなわち1)非晶
質であり結晶磁気異方性がない。2)非晶質金属は結晶
質に比べ3〜5倍電気抵抗が高い。3)硬度が高い等で
ある。このため非晶質磁性材料には1)より結晶粒径、
配向制御の煩しさがなく、2)により渦電流損失に伴う
高周波透磁率低下が少なく、3)により耐久性に優れる
利点が生ずる。
非晶質磁性合金には作製法により、溶湯急冷法を用い作
製された金属−メタロイド系非晶質合金とスパッタリン
グ法または真空蒸着法により作製された金属−金属系非
晶質合金がある。前者は主にトランス及びバルク型磁気
ヘッドの積層コアに用いられているが、この方法では薄
膜磁気ヘッドは作製できない、後者はFe、Co及びN
iにそれらより原子半径の大きい金属を合金化させ、非
晶質化するものである。スパッタリング法では、Fe、
Go及びNiでターゲットを作製しターゲット表面に添
加元素のチップを置きスパッタリングすることにより合
金膜を作製し、真空蒸着法では、Fe、Co及びNiと
合金成分を同時に蒸発させ、基板上で合金化させる。単
純金属の飽和磁化はF e  (22000ガウス) 
、 Co  (17000ガウス)、及びNi  (6
000ガウス)であり、高BS材料の開発にはFe及び
coが選択される。しかし、Feを基体とした合金は耐
食性に問題があり、高Bs材料として検討されているの
はほとんどc。
系非晶質合金である。
CO系非晶質合金はスパッタリング法により作製された
Go−Zr、Co−Zr−Ta等が検討されている。Z
rに加え、Taを合金化させるのはCo−Zrの磁歪2
X10−8が大きく、膜応力との磁気弾性効果により磁
気ヘッドの磁気特性を低下させる場合があるため、磁歪
を負にする働きのあるTaを合金化させ磁歪を低減する
目的がある。J、Appl、Phys、55 (198
4) 、 1769に示されるようにCo−Nb+ C
o−Ta、Co−W非晶質合金の磁歪は負であり、同じ
5A、6A族であるV、C:r、’Moも非晶質Go合
金の磁歪を負にする働きがある。これら5A、6A族元
素をCo−Zrに添加することにより磁歪を低減できる
が、添加した元素量に応じBsは低下する。
ところで、同じ非晶質CO系磁性合金でありながら全く
性質の異なる合金系がある。希土類−〇〇系非晶質合金
は光磁気記録媒体として研究されており、垂直磁気異方
性を持ち、保磁力は数百エルステッドと大きい。Gd−
Co、Dy−Co。
Ho −G O等が代表的なものである。この系の合金
としてPhys、Rev、Bよ7  (1978) 、
 2215にG o −Y、Co−La、及びCo −
S c系非晶質磁性合金の磁気モーメントを調べた例が
あるが、高CO側の磁気特性については不明であった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は高い飽和磁束密度を有する磁気コア用軟
磁性材料を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明者らは高CO濃度の希土類−〇〇系合金の光磁気
効果を調査するため、Co −Y系合金をスパッタリン
グ法により作製しその磁気特性を調べGo−Y系非晶質
合金の困難軸方向の保磁力が20e以下になることを見
出した。YはGd。
Dy及びHaと同じ希土類に属し、G d Co sと
同じ< Y Co s等の金属間化合物を形成すること
から、Go−Y系非晶質合金が軟磁性を示すことは推測
され難い。そこでGo−Y系合金が軟磁性を示す原因を
考察する。
希土類元素は表1に示すようにイオン半径がCO8+の
0.53(人)に比べ大きい。一般に非晶質を形成する
合金系は、互いのイオン半径が大きいことが必要でその
差が大きいほど非晶質を形成する濃度差が広い。すなわ
Coとのイオン半径差が大きい元素はど少量の添加量で
COを非晶質化する。従って希土類元素は、COを非晶
質化し易いと考えられる。ところで表1より、Y、La
Eu及びLuは磁気モーメントを持たない。一方。
光磁気記録媒体に用いられるGd、Tb、Ha等はすべ
て磁気モーメントを持つ。希土類とGoの磁気モーメン
トは互いに逆方向を向き、磁化を相殺し合うので1合金
金体は自発磁化の低いフェリ磁性体となることが知られ
ている。すなわち。
Gd等希土類イオンの持つ磁気モーメントは、周囲のC
Oイオンの持つ磁気モーメントと干渉し合い(交換相互
作用)互いの磁化を逆に向けようとする。従っである希
土類イオンの磁気モーメントを反転させるためには、そ
の囲りの多数のCOイオンの磁気モーメントも同時に反
転させることが必要となり、従って保磁力は増大すると
考えられる。一方、Y、La、Eu及びLuでは希土類
−Co間の相互作用はなく、磁化反転は容易と考えられ
その結果磁力が低下する。このことを確認するため、磁
気モーメントを有するSmと磁気モーメントのないLa
をCOに合金化させた非晶質材料につき、それらの磁気
特性を調査した(実施例2及び3)。その結果、G o
 −S m系では軟磁性は得られず、Co −L a系
では保磁力30e以下、B s 16000ガウスを得
た。この値はGo−Zr系のB s 15000ガウス
を上回る。以上により、Eu及びLuでも同様にCoを
非晶質化し、軟磁気特性を得られると推定される。
表1 希土類元素の磁気モーメント (イオンは3価イオンの値) 〔発明の実施例〕 以下、本発明の詳細な説明する。
実施例1 純度99.9%のCOツタ−ゲット上直径4インチ)に
、純度99.9%のY板(4X4X1mm)を20〜4
0枚、純度99.9%のW板(4×4XIIm)を0〜
30枚置き、直径3インち、厚さ5mのガラス基板上に
Co−Y(−W)膜をスパッタリングした。組成変化は
各板の枚数を変化させた。Arガス圧は5 X 1’O
−’Torr 、投入電力は37 kW/rrrであっ
た。ブリスパッタは3時間行った。スパッタアップ方式
であり、ガラス基板はターゲット上方70rmの水冷さ
れたバッフル板に直接ワックスで貼り付けた。基板には
一対のマグネットにより一方向磁場を印加した。膜の構
造はX線回折で、磁気特性はB−Hメータ及び振動試料
型磁力計で調べた。その結果を表2に示す。
実施例2 純度99.9%のCOメタ−ット(直径4インチ)上に
、純度99.9%のSm板(4X4X1rrn)と純度
99.9%のTa板(4X4X1nn)を置き、1と同
条件でスパッタリングした。その結果を表3に示す。
実施例3 純度99.9%のcoツタ−ット(直径4インチ)上に
、純度99.9%のLa板(4x4xlrm)及び純度
99.9%のTa板(4X4X1ma+)を置き、1と
同条件でスパッタリングした。その構造及び磁気特性を
表4に示す。
表2Go−Y−W系合金の磁気特性 表3Co−8m−Ta系合金の磁気特性表4Co−La
−Ta系合金の磁気特性〔発明の効果〕 本発明によれば、従来のNiFe、Co−Zr等より大
きな飽和磁束密度(15000〜16000ガウス)を
有する磁気コア用磁性材料を提供できるので、より高密
度記録の可能な薄膜磁気ヘッドを実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は薄膜磁気ヘッド外観図、第2図は薄膜磁気ヘッ
ド磁気コア部断面図である。 1・・磁気コア、2・・・コイル端子、3・・・コイル
、4・・・基板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、Co_1_−_a_−_bM_aX_bなる組成式
    を有し、0≦a、b≦0.1、0.04≦a+b≦0.
    1を満す非晶質コバルト合金であり、MはYとLaの少
    なくとも1つ、XはTaとWとNbとMoとV及びCr
    の少なくとも1つよりなることを特徴とする非晶質高飽
    和磁束密度材料。
JP60220112A 1985-10-04 1985-10-04 非晶質高飽和磁束密度材料 Pending JPS6281008A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6436740A (en) * 1987-07-31 1989-02-07 Kazuaki Fukamichi Amorphous alloy and its production

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6436740A (en) * 1987-07-31 1989-02-07 Kazuaki Fukamichi Amorphous alloy and its production

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