DE3927342A1 - Magnetische legierungen fuer magnetkoepfe - Google Patents
Magnetische legierungen fuer magnetkoepfeInfo
- Publication number
- DE3927342A1 DE3927342A1 DE3927342A DE3927342A DE3927342A1 DE 3927342 A1 DE3927342 A1 DE 3927342A1 DE 3927342 A DE3927342 A DE 3927342A DE 3927342 A DE3927342 A DE 3927342A DE 3927342 A1 DE3927342 A1 DE 3927342A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- magnetic
- alloys
- alloy
- atomic
- magnetic alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
- H01F41/18—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by cathode sputtering
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/147—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive with cores being composed of metal sheets, i.e. laminated cores with cores composed of isolated magnetic layers, e.g. sheets
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3109—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
- H01F10/14—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing iron or nickel
- H01F10/147—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing iron or nickel with lattice under strain, e.g. expanded by interstitial nitrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft magnetische Legierungen für Magnet
köpfe, welche insbesondere für eine magnetische Aufzeich
nung mit hoher Dichte vorteilhaft sind.
In den letzten Jahren sind die Anforderungen bei einer
Magnetaufzeichnung für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte
und breiten Frequenzbändern strenger geworden. Derzeit
wird eine Aufzeichnung und Wiedergabe mit hoher Dichte
dadurch erreicht, daß magnetische Materialien mit hoher
Koerzitivfeldstärke in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium
eingesetzt werden und daß die Aufzeichnungsspuren hinsicht
lich ihrer Breite schmal gemacht werden.
Es wird als notwendig angesehen, daß Magnetlegierungen, deren
magnetische Sättigungsflußdichte hoch ist, als magnetisches
Material für den Magnetkopf für die Aufzeichnung und Wieder
gabe der Information in magnetischen Aufzeichnungsmedien, welche
hohe Koerzitivfeldstärke aufweisen, eingesetzt werden.
Häufig vorgeschlagene Magnetköpfe bedienen sich Fe-Si-Al-
Legierungen (Sendust-Legierungen) oder amorpher Legierun
gen in einem Teil oder dem Gesamtbereich des Kopfkernes.
Jedoch geht die Tendenz derzeitiger magnetischer Aufzeich
nungsmedien zu höheren Koerzitivfeldstärken, als jemals
angenommen wurde. Wenn die Koerzitivfeldstärke beispiels
weise 15,9 x 103 A/m (2000 Oe) übersteigt, war es schwie
rig, eine Information mit hoher Qualität aufzuzeichnen
und zu reproduzieren, wenn Magnetköpfe eingesetzt wurden,
die aus Fe-Si-Al-Legierungen oder amorphen Legierungen
hergestellt waren.
Andererseits wurde ein Aufzeichnungssystem mit vertikaler
Magnetisierung vorgeschlagen und in der Praxis eingeführt,
bei welchem die Information durch Magnetisieren einer auf
zeichnungsschicht längs deren Dicke und nicht längs der
waagerechten Richtung des Mediums aufgezeichnet wurde.
Damit ein Aufzeichnungssystem mit vertikaler Magnetisie
rung gut arbeitet, sollte der Magnetkopf eine Dicke von
nicht mehr als 0,5 µm im Spitzenabschnitt des Hauptmagnet
poles aufweisen. Daher wird angenommen, daß der Magnetkopf
eine hohe magnetische Sättigungsflußdichte haben sollte,
selbst bei der Aufzeichnung auf einem magnetischen Auf
zeichnungsmedium mit einer relativ geringen Koerzitivfeld
stärke. Bekannte Legierungen für Magnetköpfe, welche eine
höhere magnetische Sättigungsflußdichte als Fe-Si-Al-
Legierungen oder amorphe Legierungen besitzen, sind solche
magnetischen Legierungen mit einem größeren Anteil von
Eisen wie z.B. Eisennitrid, Fe-Si-Legierungen und dergl..
Diese bekannten magnetischen Legierungen mit einer hohen
magnetischen Sättigungsflußdichte besitzen ebenfalls eine
hohe Koerzitivfeldstärke und sind daher zur Verwendung
als Magnetkopf nicht zufriedenstellend. Um dies zu ver
meiden, wurden Magnetköpfe mit einer vielschichtigen Struk
tur vorgeschlagen, bei welchen ein magnetisches Material
mit einer kleinen Koerzitivfeldstärke wie Fe-Si-Al-Legie
rungen oder Permalloy-Legierungen als Schichtfilm oder
Schichtfilme eingesetzt wurden.
Falls z.B. Eisennitrid, welches eine magnetische Legierung
mit hoher magnetischer Sättigungsflußdichte ist, eingesetzt
wird, werden dessen magnetische Eigenschaften bei größerer
Dicke schlechter. Wenn eine Dicke von mehr als 1 µm erfor
derlich ist, sollte ein vielschichtiger Film eingesetzt
werden, der andere Typen von magnetischen Legierungen
oder Isolationsmaterialien benutzt.
Wie aus der zuvor angegebenen Beschreibung ersichtlich
ist, mußten für die Herstellung eines Magnetkopfes mit
hoher magnetischer Sättigungsflußdichte magnetische Legie
rungen als vielschichtiger Aufbau eingesetzt werden. Der
vielschichtige Aufbau erfordert jedoch in nachteiliger
Weise zusätzliche Stufen und/oder Kosten, wobei das Pro
blem gegeben ist, daß die Wiederholbarkeit nur schwierig
aufrechterhalten werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer neuen Legierung für Magnetköpfe, welche es möglich
macht, einen Magnetkopf mit einer geringen Koerzitivfeld
stärke unter Aufrechterhaltung einer hohen magnetischen
Sättigungsflußdichte bereitzustellen, ohne daß ein viel
schichtiger Aufbau zu Hilfe genommen wird, wobei eine
solche Legierung gute magnetische Eigenschaften bei der
Anwendung als Magnetkopf mit dünnem Film aufweisen soll
und in einer gewünschten Kerndicke ohne Bildung eines
vielschichtigen Aufbaus oder einer vielschichtigen Struk
tur verarbeitet werden können soll, wobei solche Legierun
gen für eine Verwendung in einem Magnetkopf geeignet sind
und gegenüber Korrosion bei guter Wärmebeständigkeit zu
sätzlich zu den gewünschten magnetischen Eigenschaften,
wie sie zuvor beschrieben wurden, resistent sind, und wobei
diese Legierungen in der Lage sein sollen, Systeme zur
Aufzeichnung und Wiedergabe mit hoher Dichte bei ihrer
Anwendung als Magnetkopf oder in Magnetköpfen zu ermög
lichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die magnetischen Legie
rungen gemäß der Erfindung, welche zur Verwendung als
Magnetkopf geeignet sind und welche einen größeren Anteil
von Eisen und einen kleineren Anteil von Stickstoff umfas
sen, wobei die Legierungen dadurch gekennzeichnet sind,
daß sie weiterhin Sauerstoff in einer Menge von 1,5 bis
15 Atom-% umfassen. Vorzugsweise ist Stickstoff in einer
Menge von 3 bis 20 Atom-% vorhanden, wobei der Rest Eisen
ist.
Bei einer speziellen Ausführungsform wird eine magnetische
Legierung bereitgestellt, welche eine Legierung der folgen
den Summenformel umfaßt:
FevNwOxMy,
worin M=Ta, Nb, Si oder Mischungen hiervon bedeutet und v, w, x bzw. y solche Werte in Atom-% besitzen, daß
1w20, 1x20 und 0,5y6
sind, mit der Maßgabe, daß v+w+x+y=100 ist.
FevNwOxMy,
worin M=Ta, Nb, Si oder Mischungen hiervon bedeutet und v, w, x bzw. y solche Werte in Atom-% besitzen, daß
1w20, 1x20 und 0,5y6
sind, mit der Maßgabe, daß v+w+x+y=100 ist.
Die Legierung der zuvorgenannten Summenformel kann weiter
hin von 0,3 bis 3 Atom-% eines Elementes der Platingruppe
oder eines Elementes der Gruppe VIa des Periodensystems
umfassen, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern,
vorausgesetzt, daß der Gesamtgehalt an Fe, N, O und eines
Elementes wie Ru oder Cr und M 100 Atom-% ausmacht. Das
Element der Platingruppe kann z.B. Pt, Ru oder dergl.
sein, wobei Ruthenium, Ru, bevorzugt ist. Beispiele für
Elemente der Gruppe VIa umfassen: Cr, W, Mo und dergl.,
wobei Cr bevorzugt ist.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert,
in der Zeichnung sind:
Fig. 1 eine Zerstäubungsapparatur (Sputtering Apparatur)
zur Herstellung der magnetischen Legierungen für
Magnetköpfe gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Koerzitivfeldstärke
(Hc) und der magnetischen Sättigungsflußdichte
(Bs) in Abhängigkeit von der Veränderung der Dicke
eines Films aus magnetischer Legierung;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Koerzitivfeldstärke
in Abhängigkeit von Änderungen in der Temperatur
der Wärmebehandlung für verschiedene magnetische
Legierungen;
Fig. 4 eine graphische Wiedergabe der Koerzitivfeldstärke
in Abhängigkeit von Änderungen in der Temperatur
der thermischen Behandlung für verschiedene Mag
netlegierungen; und
Fig. 5 eine graphische Darstellung des Verhältnisses
von Bs-Werten vor dem Eintauchen der magnetischen
Legierungen in Salzlösung und nach dem Eintauchen
in Abhängigkeit von der Veränderung der Standzeit
nach dem Eintauchen in die Salzlösung.
Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsformen
näher ins einzelne gehend erläutert.
In der Fig. 1 der Zeichnung ist eine Zerstäubungsappara
tur zur Herstellung einer magnetischen Legierung wiederge
geben.
In der Fig. 1 ist ganz allgemein eine Zerstäubungsappara
tur A, welche auch als Sputtering-Apparatur bezeichnet
wird, dargestellt, welche einen Vakuumbehälter 1 aufweist,
der hiermit verbundene Strömungsmesser 2, 3 und 4 für O2,
N2 bzw. Ar aufweist. Der Vakuumbehälter 1 besitzt an gegen
überliegenden Seiten ein Paar von Targethaltern 5, welche
jeweils ein Target 6 und einen Magnet 7, wie in der Figur
gezeigt, aufweisen. Jeder Targethalter 5 besitzt eine
Abschirmung 8 und eine Isolation 9. Jeder Halter 5 weist
Öffnungen 10 auf, durch welche Kühlwasser in eine Öffnung
eintritt und von der anderen Öffnung zur Kühlung des Tar
gets 6 austritt. Am unteren Teil des Vakuumbehälters 1
ist ein Substrathalter 11 vorgesehen, auf welchem ein
Substrat 12 montiert ist. Mit 13 ist eine Blende zum Ab
decken des Substrates 12 zur Vermeidung der Inkorporation
von Verunreinigungen und mit 14 eine Gleichstromquelle,
welche mit den Targethaltern 5 zur Erzeugung eines Plas
mas 15 verbunden sind, bezeichnet.
Beim Betrieb werden O2, N2 und Ar gasförmig zunächst über
die jeweiligen Strömungsmesser 2, 3 und 4 in dem Vakuum
behälter 1 in den gewünschten Mengen eingeführt.
Ein Paar aus Targets 6, welche aus reinem Eisen mit oder
ohne Zusatzelemente wie Ta, Nb, Si, dem Element der Pla
tingruppe oder der Gruppe VIa oder einer Mischung hier
von bestehen, ist vorgesehen. Falls das zusätzliche Ele
ment verwendet wird, kann das Target eine Legierung aus
Fe und dem Zusatzelement sein, oder es kann ein Verbund
target sein, bei welchem ein Target aus reinem Eisen mit
einer Abstufung verwendet wird und ein Chip des Zusatzele
mentes in die Abstufung eingesetzt ist. Die Targets 6 und
die Targethalter 5 werden an ein Minuspotential der Gleich
stromquelle 14 angeschlossen. Als Ergebnis wird das Plas
ma 15 zwischen den Targets 6 gebildet und mittels der
Magnete 7 fokussiert, woraufhin das Argon in dem Behäl
ter 1 in dem Plasma als Ar⁺ ionisiert wird. Die Ar⁺-Ionen
in dem Plasma kollidieren mit den Targets 6, welche dem
Minuspotential ausgesetzt sind. Dies bewirkt eventuell,
daß Atome des Eisens und/oder der Zusatzelemente freige
setzt werden. Die so freigesetzten Eisenatome mit oder
ohne die Atome der anderen Zusatzelemente kombinieren
mit Sauerstoff- und Stickstoff-atomen oder -molekülen
und wachsen auf dem Substrat 12 auf.
Für mehrere Minuten nach dem Starten des Zerstäubungsvor
ganges wird die Blende 13 zum Abdecken des Substrates 12
betätigt, so daß die Verunreinigungen von der Oberfläche
der Targets 6 nicht auf dem Substrat abgelagert werden.
Danach wird die Blende 12 entfernt.
Die Strömungsraten der Gase einschließlich O2, N2 und
Ar werden jeweils durch Benutzung der Strömungsmesser 2,
3 und 4 gesteuert. Durch die Steuerung kann eine Legie
rung der Formel Fe-O-N oder FevNwOxMy, mit oder ohne Ru,
mit den gewünschten Mengen an Sauerstoff und Stickstoff
erhalten werden. Es sei darauf hingewiesen, daß das Argon
indirekt zur Steuerung der Mengen von Sauerstoff und Stick
stoff in den schließlich erhaltenen Filmen der Magnetlegie
rung, welche gleichzeitig mit dem Zerstäubungsvorgang
gebildet wurden, benutzt wird.
Auf diese Weise wurden mehrere Typen von magnetischen
Legierungen gemäß der Erfindung und für Vergleichszwecke
hergestellt.
Zunächst wurde die magnetische Sättigungsflußdichte (Bs)
und die Koerzitivfeldstärke (Hc) in Abhängigkeit von den
Gehalten an Sauerstoff und Stickstoff in einem Film einer
Fe-N-O-Legierung mit einer Dicke von 1 µm nach einer Wärme
behandlung bei 300°C gemessen. Die Ergebnisse sind in
der Tabelle 1 wiedergegeben.
Zum Vergleich wurden diese Eigenschaften auch für reines
Eisen in die Tabelle aufgenommen.
Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, wobei die Proben
1 bis 3 erfindungsgemäße Legierungen sind, die Proben
4 bis 7 dem Vergleich dienen und Bezugswerte angeben,
bewirken die Gehalte an Sauerstoff und Stickstoff in der
Fe-N-O-Legierung einen bemerkenswerten Einfluß auf die
magnetische Sättigungsflußdichte (Bs) und die Koerzitiv
feldstärke (Hc). Gute Ergebnisse werden erhalten, wenn
die Gehalte an N bzw. O in den Bereichen von 3 bis 20
Atom-% und von 1,5 bis 15 Atom-% liegen.
Weiterhin wurde die Fe-N-O-Legierung mit einer Zusammen
setzung umfassend 3 Atom-% Sauerstoff und 3 Atom-% Stick
stoff auf einem kristallisierten Glassubstrat, welches
Oxide enthielt, in unterschiedlicher Dicke zur Bestimmung
der magnetischen Sättigungsflußdichte (Bs) und der Koerzi
tivfeldstärke (Hc) hergestellt. Die Beziehung zwischen
der Dicke und den Werten für Bs oder Hc ist in der Fig. 2
zusammen mit der Abhängigkeit dieser Werte für eine Fe-N-
Legierung wiedergegeben.
Aus der Figur ist ersichtlich, daß die magnetische Sätti
gungsflußdichte (Bs) mit zunehmender Dicke zunahm, wenn
die Dicke bis zu 0,5 µm betrug, daß jedoch die Koerzitiv
feldstärke (Hc) abnahm. Wenn die Dicke 0,5 µm überstieg,
war für die magnetische Sättigungsflußdichte (Bs) bzw.
die Koerzitivfeldstärke (Hc) im wesentlichen bei Werten
von 0,17 Tesla (1,7 kO) und etwa 39,8 A/m (0,5 Oe) die
Sättigung erreicht. Wenn daher die Fe-N-O-Legierung als
Film auf einem Substrat bzw. einer Unterlage aus einem
Oxide enthaltenden kristallisierten Glas ausgebildet wird,
sollte deren Dicke vorzugsweise nicht weniger als 0,5 µm
betragen, um gute magnetische Eigenschaften zu erzielen.
Auf der anderen Seite nimmt der Hc-Wert für die Fe-N-Legie
rung zu und der Bs-Wert nimmt ab, wenn die Filmdicke an
steigt.
Darüber hinaus wurden Legierungen vom FeNOM-Typ, worin
M eines der Metalle Ta, Nb, Ru oder Mischungen hiervon
bedeutet, unter Verwendung der mit Bezug auf die Fig. 1
beschriebene Apparatur hergestellt. Nach einer thermischen
Behandlung bei 300°C wurden die Legierungen in Form eines
Films mit einer Dicke von 1 µm der Messung der magnetischen
Sättigungsflußdichte (Bs) und der Koerzitivfeldstärke (Hc)
unterzogen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben.
In dieser Tabelle sind die magnetische Sättigungsfluß
dichte (Bs) und die Koerzitivfeldstärke (Hc) in bezug
auf die Gehalte an Ta, Nb, Si und/oder Ru angegeben. Die
Gehalte wurden durch quantitative Analyse einschließlich
Elektronenspektroskopie für die chemische Analyse (ESCA)
und Elektronenstrahlmikroanalyse (EPMA) gemessen und sind
in Atom-Prozent angegeben.
Der Analysenfehler beträgt etwa ±20%. Die Koerzitivfeld
stärke ist ein Wert, der nach der thermischen Behandlung
bei 300°C im Vakuum gemessen wird. Wie aus der Tabelle 2
ersichtlich ist, besteht die Probe 8 nur aus Eisen und
die Probe 9 besteht aus Eisen, dem Sauerstoff zugesetzt
wurde und die Probe 10 aus Eisen, zu welchem Stickstoff
zugesetzt wurde.
Zusätzlich sind die Proben 21 bzw. 22 eine Legierung aus
Fe und Si und eine Legierung aus Fe, O und Si. Diese Pro
ben sind daher Vergleichsproben. Die Proben 11 bis 20
und 23 bis 30 sind magnetische Legierungen gemäß der Er
findung. Bei bestimmten Vergleichslegierungen wurden rela
tiv gute Ergebnisse erzielt. Beispielsweise ist die Probe
23 eine Fe-Si-O-Legierung, welche einen niedrigen Hc-Wert
besitzt, dieser Wert nimmt jedoch abrupt bei einer Tempera
tur der thermischen Behandlung von höher als 300°C zu.
Dies ist nachteilig, weil die Legierung als Magnetkopf
mittels einer Glasformtechnik aufgebracht wird, wobei
dies ein typischer Bearbeitungsvorgang bei der Herstellung
eines Magnetkopfes ist. Die Probe 21, welche eine Fe-Si-
Legierung ist, besitzt einen zu hohen Hc-Wert. Zusätzlich
hat die Fe-N-Legierung 10 einen relativ geringen Hc-Wert,
jedoch ist der Wert höher als 80 und damit für eine Ver
wendung als Magnetkopf nicht zufriedenstellend. Insbeson
dere ist die Fe-N-Legierung hinsichtlich der Wärmestabili
tät nicht zufriedenstellend.
Die Ergebnisse der Tabelle 2 zeigen, daß bei einem Gehalt
an Sauerstoff von weniger als 1 Atom-% ein beträchtlicher
Effekt der Zugabe von Sauerstoff nicht gefunden wird,
d.h. daß die Koerzitivfeldstärke kaum niedriger wird.
Über 20 Atom-% verschlechtern sich die Weichmagnet-
Eigenschaften beträchtlich, d.h. der Bs-Wert erniedrigt
sich mit Zunahme des Hc-Wertes. Daher soll der Gehalt an
Sauerstoff im Bereich von 1 bis 20 Atom-%, vorzugsweise
von 1 bis 10 Atom-% liegen. Innerhalb dieses Bereiches
besitzt die magnetische Legierung einen hohen Bs-Wert
und einen kleinen Hc-Wert.
Wenn der Gehalt an Stickstoff weniger als 1 Atom-% beträgt,
wird eine nennenswerte Verbesserung der magnetischen Eigen
schaften nicht gefunden. Oberhalb von 20 Atom-% erniedrigt
sich der Bs-Wert und nimmt der Hc-Wert zu. Daher kann
ein hoher Bs-Wert nicht erreicht werden. Daher sollte
der Gehalt an Stickstoff vorteilhafterweise im Bereich von
1 bis 20 Atom-%, bevorzugt von 1 bis 10 Atom-% liegen,
wobei die erhaltene magnetische Legierung innerhalb die
ser Bereiche einen hohen Bs-Wert bei kleinem Hc-Wert auf
weist.
In der Fig. 3 ist die Koerzitivfeldstärke relativ zu der
Temperatur der thermischen Behandlung für die bekannte
Eisennitridlegierung der Probe 10 und der Legierungen der
Proben 12 und 16 gemäß der Erfindung wiedergegeben. Wie
aus der Fig. 3 ersichtlich ist, zeigen die magnetischen
Legierungen gemäß der Erfindung geringe Hc-Werte und be
sitzen daher gute thermische Stabilität. Falls der Gehalt
an Ta und/oder Nb jedoch weniger als 0,5 Atom-% beträgt,
erniedrigt sich der Hc-Wert nicht und die thermische Sta
bilität wird nicht nennenswert verbessert. Oberhalb von
6 Atom-% werden magnetische Legierungen mit hohem Bs-Wert
und einem niedrigen Hc-Wert bei guter thermischer Stabili
tät nicht erhalten. Daher sollte der Gesamtgehalt dieser
Zusatzelemente vorteilhafterweise im Bereich von 0,5 bis
6 Atom-% liegen.
Die Fig. 4 zeigt die Veränderung der Koerzitivfeldstärke
in Abhängigkeit von der Temperatur der thermischen Behand
lung für die Vergleichslegierungen der Proben 10 und 21
und der erfindungsgemäßen Fe-O-N-Si-Legierung 24. Hieraus
ist ersichtlich, daß die Fe-O-N-Si-Legierung einen niedri
gen Hc-Wert und eine gute thermische Stabilität besitzt.
Falls der Gehalt an Si weniger als 0,5 Atom-% beträgt,
wird ein signifikanter Effekt auf den Hc-Wert und die
thermische Stabilität nicht erwartet werden können. Ober
halb von 6 Atom-% nimmt der Hc-Wert beträchtlich zu bei
Erniedrigung des Bs-Wertes. Daher sollte der Si-Gehalt
vorteilhafterweise im Bereich von 0,5 bis 6 Atom-% liegen.
Hinsichtlich der Legierungen mit der Summenformel
FevNwOxMy,
worin M ein Metall aus der Gruppe Ta, Nb, Si und Mischun gen hiervon bedeutet, sollte die Bedingung erfüllt sein, daß v, w, x bzw. y solche Werte in Atom-Prozent aufweisen, daß gilt:
1w20, 1x20 und 0,5y6,
mit der Maßgabe, daß v+w+x+y=100 sind. Falls eine solche Mischung eingesetzt wird, schließt sie als M Ta und Nb, Ta und Si, Nb und Si und Ta, Nb und Si ein, wobei eine Mischung aus Ta und Si bevorzugt wird.
FevNwOxMy,
worin M ein Metall aus der Gruppe Ta, Nb, Si und Mischun gen hiervon bedeutet, sollte die Bedingung erfüllt sein, daß v, w, x bzw. y solche Werte in Atom-Prozent aufweisen, daß gilt:
1w20, 1x20 und 0,5y6,
mit der Maßgabe, daß v+w+x+y=100 sind. Falls eine solche Mischung eingesetzt wird, schließt sie als M Ta und Nb, Ta und Si, Nb und Si und Ta, Nb und Si ein, wobei eine Mischung aus Ta und Si bevorzugt wird.
Darüber hinaus kann die Korrosionsbeständigkeit der Legie
rung, wie sie zuvor beschrieben wurde, beträchtlich ver
bessert werden, wenn ein Element der Platingruppe oder
der Gruppe VIa des Periodensystems noch zusätzlich hinzu
gefügt wird. Dies wurde experimentell durch einen Test be
stätigt, bei welchem eine Probe in eine 2 Gew.-%ige Salz
lösung für 1 h eingetaucht wird, wonach sie aus der Lösung
entnommen und in einer Klimatisierungskammer unter kontrol
lierten Bedingungen bei 60°C und 90% relativer Feuchte
stehengelassen wird. Die Korrosionsbeständigkeit wird
durch Messung der magnetischen Sättigungsflußdichte Bs vor
dem Eintauchen und nach dem Stehenlassen und Bildung des
Verhältnisses des Bs-Wertes nach dem Stehenlassen und
des Bs-Wertes vor dem Eintauchen in Abhängigkeit von der
Standzeit bestimmt. Die Legierungen der Proben 24 und
28 und eine Fe-O-N-Si-Cr-Legierung mit einer ähnlichen
Zusammensetzung wie die Legierung der Probe 28, wobei
Ru durch Cr ersetzt war, wurden untersucht. Die Ergeb
nisse sind in der Fig. 5 dargestellt, wobei die y-Koordi
nate das Verhältnis wiedergibt und die x-Koordinate die
Standzeit angibt. Aus der Fig. 5 ist ersichtlich, daß
die Legierung der Probe 28 mit dem Ru-Gehalt und die Legie
rung mit dem Cr-Gehalt besser als die von Ruthenium freie
Legierung der Probe 24 sind. Falls der Gehalt an Ru oder
Cr weniger als 0,3 Atom-% beträgt, wird die Korrosionsbe
ständigkeit nicht signifikant verbessert. Oberhalb von
3 Atom-% werden die Werte für Bs und Hc in negativer Wei
se beeinflußt. Daher sollte der Gehalt an Ru oder Cr von
0,3 bis 3 Atom-% betragen, vorausgesetzt, daß der Gesamt
gehalt an Fe, O, N, Ru oder Cr und M 100 Atom-% ausmacht.
Die Elemente Ru und Cr wurden in dem zuvor beschriebenen
Test eingesetzt, jedoch können vergleichbare Ergebnisse
erhalten werden, wenn andere Elemente der Platingruppe
und der Gruppe VIa des Periodensystems verwendet werden.
Die Elemente der Platingruppe oder der Gruppe VIa des
Periodensystems können einzeln oder in Kombination ver
wendet werden, vorausgesetzt, daß der Gesamtgehalt der
in Kombination eingesetzten Elemente im Bereich von 0,3
bis 3 Atom-% liegt.
Die Legierungen gemäß der Erfindung zeigen gute magnetische
Eigenschaften, wenn sie als Einschichten-Struktur oder
Einschichten-Aufbau verwendet werden. Selbstverständlich
können die erfindungsgemäßen Legierungen auch als viel
schichtiger Aufbau eingesetzt werden, bei welchem die
Schichten der Legierung gemäß der Erfindung und die Schich
ten von anderen weichmagnetischen Legierungen wie einer
Fe-Si-Al-Legierung alternativ übereinander angeordnet
sind.
Claims (12)
1. Magnetische Legierung, welche zur Verwendung als Mag
netkopf angepaßt ist und einen größeren Anteil von
Eisen und einen kleineren Anteil von Stickstoff umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung weiterhin
Sauerstoff umfaßt.
2. Magnetische Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Legierung von 3 bis 20 Atom-% Stick
stoff, von 1,5 bis 15 Atom-% Sauerstoff umfaßt und
der Rest Eisen ist.
3. Magnetische Legierung der folgenden Summelformel:
FevNwOxMy,
worin M eines der Elemente Ta, Nb, Si oder Mischungen hiervon bedeutet, und v, w, x und y jeweils solche Werte in Atom-% besitzen, daß gilt:
1w20, 1x20 und 0,5y6,
mit der Maßgabe, daß v+w+x+y=100 ist.
FevNwOxMy,
worin M eines der Elemente Ta, Nb, Si oder Mischungen hiervon bedeutet, und v, w, x und y jeweils solche Werte in Atom-% besitzen, daß gilt:
1w20, 1x20 und 0,5y6,
mit der Maßgabe, daß v+w+x+y=100 ist.
4. Magnetische Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß M=Si bedeutet.
5. Magnetische Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß M=Ta bedeutet.
6. Magnetische Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß M=Nb bedeutet.
7. Magnetische Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß M eine Mischung von Ta und Si bedeutet.
8. Magnetische Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß
1x10.
1x10.
9. Magnetische Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß
1w10.
1w10.
10. Magnetische Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzei
chnet, daß sie weiterhin 0,3 bis 3 Atom-% wenigstens
eines Elementes der Platingruppe oder der Gruppe VIa des
Periodensystems umfaßt, mit der Maßgabe, daß der Gesamt
gehalt von Fe, O, N und des oder der Elemente und von
M 100 Atom-% beträgt.
11. Magnetische Legierung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Element Ru ist.
12. Magnetische Legierung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Element Cr ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20713688A JP2689512B2 (ja) | 1988-08-20 | 1988-08-20 | 磁気ヘッド用磁性合金 |
JP3507189 | 1989-02-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3927342A1 true DE3927342A1 (de) | 1990-02-22 |
DE3927342C2 DE3927342C2 (de) | 1991-12-05 |
Family
ID=26373981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3927342A Granted DE3927342A1 (de) | 1988-08-20 | 1989-08-18 | Magnetische legierungen fuer magnetkoepfe |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4969962A (de) |
DE (1) | DE3927342A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0435325A2 (de) * | 1989-12-29 | 1991-07-03 | Sony Corporation | Weichmagnetische dünne Filme auf Fe-N-Basis und solche Filme verwendender Magnetkopf |
EP0643382A2 (de) * | 1993-09-13 | 1995-03-15 | Sony Corporation | Magnetisches Aufzeichnungssystem |
EP0901135A2 (de) * | 1997-09-04 | 1999-03-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetischer dünner Film und Magnetelement unter Verwendung desselben |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3707522A1 (de) * | 1986-03-12 | 1987-09-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetischer nitridfilm |
JPH0742554B2 (ja) * | 1988-10-26 | 1995-05-10 | 松下電器産業株式会社 | 磁性材料及びそれを用いた磁気ヘッド |
US5421915A (en) * | 1989-01-26 | 1995-06-06 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method for preparing same and magnetic head |
US5772797A (en) | 1989-01-26 | 1998-06-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Soft magnetic thin film, method for preparing same and magnetic head |
US5432645A (en) * | 1991-06-14 | 1995-07-11 | Tdk Corporation | Magnetic head-forming thin film |
US5230818A (en) * | 1991-12-20 | 1993-07-27 | Eastman Kodak Company | Coating compositions for master media for anhysteretic recording |
JP2584179B2 (ja) * | 1993-01-14 | 1997-02-19 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 高透磁率Fe基合金 |
JP2963003B2 (ja) * | 1994-05-02 | 1999-10-12 | 三洋電機株式会社 | 軟磁性合金薄膜及びその製造方法 |
US6224719B1 (en) | 1999-05-13 | 2001-05-01 | International Business Machines Corporation | Sputtering method of manufacturing Fe-Ai-N-O laminated films using N2O as the reactive gas |
FR2873849A1 (fr) * | 2004-07-27 | 2006-02-03 | St Microelectronics Sa | Procede d'obtention d'un film mince magnetique doux, a forte aimantation et isolant, film et circuit integre correspondants |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3707522A1 (de) * | 1986-03-12 | 1987-09-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetischer nitridfilm |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5920731B2 (ja) * | 1978-06-16 | 1984-05-15 | 新日本製鐵株式会社 | 磁気特性の優れた電気鉄板の製造法 |
DD137241A1 (de) * | 1978-07-05 | 1979-08-22 | Fiz Tech I Akad Nauk | Ferromagnetisches schleifmittel und verfahren zu seiner herstellung |
DD156651A1 (de) * | 1981-02-25 | 1982-09-08 | Peter Klemm | Elektroblech mit erhoehten induktionen bei mittleren feldstaerken |
JPS6025012A (ja) * | 1983-07-20 | 1985-02-07 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 垂直磁気記録用磁気ヘッド |
US4762755A (en) * | 1983-11-02 | 1988-08-09 | Hitachi, Ltd. | Ferromagnetic material and a magnetic head using the same material |
DE3681056D1 (de) * | 1985-04-11 | 1991-10-02 | Sony Corp | Weichmagnetischer duenner film. |
JPS62210607A (ja) * | 1986-03-12 | 1987-09-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 軟磁性合金膜及びその形成法 |
-
1989
- 1989-08-16 US US07/394,459 patent/US4969962A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-18 DE DE3927342A patent/DE3927342A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3707522A1 (de) * | 1986-03-12 | 1987-09-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetischer nitridfilm |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0435325A2 (de) * | 1989-12-29 | 1991-07-03 | Sony Corporation | Weichmagnetische dünne Filme auf Fe-N-Basis und solche Filme verwendender Magnetkopf |
EP0435325A3 (en) * | 1989-12-29 | 1991-07-31 | Sony Corporation | Fe-n-based soft magnetic thin films and magnetic heads using such films |
US5182690A (en) * | 1989-12-29 | 1993-01-26 | Sony Corporation | Fe-n-based soft magnetic thin films and magnetic heads using such films |
EP0643382A2 (de) * | 1993-09-13 | 1995-03-15 | Sony Corporation | Magnetisches Aufzeichnungssystem |
EP0643382A3 (de) * | 1993-09-13 | 1996-12-04 | Sony Corp | Magnetisches Aufzeichnungssystem. |
EP0901135A2 (de) * | 1997-09-04 | 1999-03-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetischer dünner Film und Magnetelement unter Verwendung desselben |
EP0901135A3 (de) * | 1997-09-04 | 1999-04-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetischer dünner Film und Magnetelement unter Verwendung desselben |
EP1170758A1 (de) * | 1997-09-04 | 2002-01-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetischer dünner Film und Magnetelement unter Verwendung desselben |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3927342C2 (de) | 1991-12-05 |
US4969962A (en) | 1990-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3884847T2 (de) | Nitrierte Legierungsfilme mit modulierter Zusammensetzung und Verfahren zu ihrer Herstellung. | |
DE69009152T2 (de) | Magnetlegierung mit ultrakleinen Kristallkörnern und Herstellungsverfahren. | |
EP0016404B1 (de) | Magnetischer Aufzeichnungsträger und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3415794C2 (de) | Magnetischer Aufzeichnungsträger und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE69522304T2 (de) | Film mit Austauschkopplung und magnetoresistives Element | |
DE3511361C2 (de) | Magnetischer Wandlerkopf | |
DE3879305T2 (de) | Magnetkopf. | |
DE3927342C2 (de) | ||
DE3810244C2 (de) | Ferromagnetfilm und dessen Verwendung | |
DE2855858A1 (de) | Amorphe legierung mit hoher magnetischer permeabilitaet | |
DE3538852A1 (de) | Senkrecht-magnet-aufzeichnungsmedium und verfahren zu seiner herstellung | |
DE68911082T2 (de) | Weichmagnetischer Film mit hoher magnetischer Flussdichte sowie Magnetkopf. | |
DE3737266C2 (de) | Weichmagnetischer Dünnfilm | |
DE3035433A1 (de) | Ferromagnetische amorphe legierung | |
DE2909280A1 (de) | Magnetkopf fuer die aufnahme und wiedergabe von signalen sowie verfahren zur herstellung des magnetkopfs | |
DE3789980T2 (de) | Magnetisches Speichermedium mit senkrechter Anisotropie. | |
DE3443601A1 (de) | Magnetaufzeichnungsmedium | |
DE3586404T2 (de) | Magnetischer duenner film. | |
DE4007243A1 (de) | Schicht aus weichmagnetischer legierung | |
DE19744348A1 (de) | Magnetisches Speichermedium und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3228044C2 (de) | Magnetisches Aufzeichnungsmaterial | |
DE3538442C2 (de) | ||
DE10329236A1 (de) | Magnetisches Aufzeichnungsmedium, Verfahren zur Herstellung desselben und magnetisches Aufzeichnungsgerät | |
DE19529167A1 (de) | Weichmagnetischer Dünnfilm sowie Magnetkopf und magnetisches Aufzeichnungsgerät unter Verwendung eines solchen | |
DE4021376A1 (de) | Magnetkopf und verfahren zu seiner herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |