JPS60135546A - 非晶質軟磁性合金 - Google Patents
非晶質軟磁性合金Info
- Publication number
- JPS60135546A JPS60135546A JP58243002A JP24300283A JPS60135546A JP S60135546 A JPS60135546 A JP S60135546A JP 58243002 A JP58243002 A JP 58243002A JP 24300283 A JP24300283 A JP 24300283A JP S60135546 A JPS60135546 A JP S60135546A
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- JP
- Japan
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- soft magnetic
- amorphous
- elements
- alloy
- magnetic alloy
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕。
本発明は非晶質軟磁性合金に関するものである〔従来技
術〕 磁電変換素子の小型化に際して、大きな飽和磁化(Mθ
)をもった軟磁性薄膜が要求される。
術〕 磁電変換素子の小型化に際して、大きな飽和磁化(Mθ
)をもった軟磁性薄膜が要求される。
従来このように高Msが要求される場合にはセンダスト
系軟磁性材料が用いられてきた。しかし、センダスト系
軟磁性材料には、その軟磁気特性が合金組成に極めて敏
感であると言う欠点があるその一例として、センダスト
膜の保磁力((me)のシリコン含有量に対する依存性
を第1図に示す。センダスト膜はスパッタ法により作製
した。図に示したように、HCはシリコン量の数パーセ
ントの変化に対して数十倍、数百倍に変化している一方
、合金の薄膜化に用いられる手法、ダjえはメッキ法、
蒸着法、スパッタ法においては、組成のズレや不均一が
生じやすい。具体的な例としては第1図に示した膜の場
合、ターゲットの組成と作製された膜の組成の間には2
〜3パーセントの差があった。また、その組成差はスパ
ッタ中のアルゴン圧等により変動した。
系軟磁性材料が用いられてきた。しかし、センダスト系
軟磁性材料には、その軟磁気特性が合金組成に極めて敏
感であると言う欠点があるその一例として、センダスト
膜の保磁力((me)のシリコン含有量に対する依存性
を第1図に示す。センダスト膜はスパッタ法により作製
した。図に示したように、HCはシリコン量の数パーセ
ントの変化に対して数十倍、数百倍に変化している一方
、合金の薄膜化に用いられる手法、ダjえはメッキ法、
蒸着法、スパッタ法においては、組成のズレや不均一が
生じやすい。具体的な例としては第1図に示した膜の場
合、ターゲットの組成と作製された膜の組成の間には2
〜3パーセントの差があった。また、その組成差はスパ
ッタ中のアルゴン圧等により変動した。
」ニ記の組成変動は、メッキ法、蒸着法においても同様
に起こる。そのため、センダスト系合金の軟磁性薄膜を
得る事は非常、に困難である。
に起こる。そのため、センダスト系合金の軟磁性薄膜を
得る事は非常、に困難である。
さて、センダスト系にかわる高Ms軟磁性合金として、
コバルトを基本とする非晶質合金が提案されている。
コバルトを基本とする非晶質合金が提案されている。
磁性合金が軟磁気特性を示すためには少なくとも、■磁
気異方性が小さい。■磁歪が小さい。の二つの条件を満
たさなければならない。非晶質は原理的に等方的である
ので磁気異方性は小さい。
気異方性が小さい。■磁歪が小さい。の二つの条件を満
たさなければならない。非晶質は原理的に等方的である
ので磁気異方性は小さい。
また、コバルトを主体とした非晶質合金は添加元素によ
り磁歪が正負に変化するので、複数の元素を添加する事
により磁歪を極めて小さくする事ができる。そのためコ
バルトを主体とした非晶質合金は優れた軟磁性合金とな
る可能性がある。
り磁歪が正負に変化するので、複数の元素を添加する事
により磁歪を極めて小さくする事ができる。そのためコ
バルトを主体とした非晶質合金は優れた軟磁性合金とな
る可能性がある。
コバルトを主体とした非晶質合金が、現実に優れた軟磁
気特性を示す事は、1PlJえば公開特許公報昭56−
84459、および、昭58−147568により明ら
かである。しかし、実際の使用に際して非晶質合金は重
大な欠点をもっている。それは非晶質状態が本質的に熱
力学的な不安定状態である事に起因した磁気特性の経時
変化、温度変化である。
気特性を示す事は、1PlJえば公開特許公報昭56−
84459、および、昭58−147568により明ら
かである。しかし、実際の使用に際して非晶質合金は重
大な欠点をもっている。それは非晶質状態が本質的に熱
力学的な不安定状態である事に起因した磁気特性の経時
変化、温度変化である。
その−列としてコバルトを主体とする非晶質軟磁性合金
のHoの熱処理による変化を第2図に示す。熱処理はア
ルゴン雰囲気において、500エルステツドの回転磁場
中で行なった。また図中の番号は表1に示した試料番号
である。図より明らかであるように、HCはその試料の
組成により決まるある臨界温度(Tc)を越えた熱処理
で急速Qこ増大する。また、Tcは添加元素の量が増す
と上昇する。
のHoの熱処理による変化を第2図に示す。熱処理はア
ルゴン雰囲気において、500エルステツドの回転磁場
中で行なった。また図中の番号は表1に示した試料番号
である。図より明らかであるように、HCはその試料の
組成により決まるある臨界温度(Tc)を越えた熱処理
で急速Qこ増大する。また、Tcは添加元素の量が増す
と上昇する。
一方、Msの添加元素量に対する依存性を第6図に示す
。第3図の縦軸はMeを、横軸はジルコニウム、ニオブ
の添加量の合計を示す。Meは添加元素の増量とともに
減少している。
。第3図の縦軸はMeを、横軸はジルコニウム、ニオブ
の添加量の合計を示す。Meは添加元素の増量とともに
減少している。
第4図は、第2図に示したTcと第3図に示したMsと
の関係を示す。図より明らかなように、TcとMsとの
間には負の相関がみられ、高Msと高Tcとを同時に満
たす事は困難である事がわかる。
の関係を示す。図より明らかなように、TcとMsとの
間には負の相関がみられ、高Msと高Tcとを同時に満
たす事は困難である事がわかる。
同様の関係は前記の昭56−84439、および、[5
8−147538中の合金にもみられ、Tcが450℃
以上の合金のMsは高々8キロガウスにすぎない。この
8キロガウスと言うMsは、従前のパーブロイ系軟磁性
合金のMsと同程度でしかなく、センダスト系合金に比
してがなり小さなものである。また、450℃と言う温
夏も軟磁性合金を用いた素子の、作製、実装、使用環境
において十分に上昇し得る温度である。
8−147538中の合金にもみられ、Tcが450℃
以上の合金のMsは高々8キロガウスにすぎない。この
8キロガウスと言うMsは、従前のパーブロイ系軟磁性
合金のMsと同程度でしかなく、センダスト系合金に比
してがなり小さなものである。また、450℃と言う温
夏も軟磁性合金を用いた素子の、作製、実装、使用環境
において十分に上昇し得る温度である。
従って、従前のコバルトを基本とする非晶質軟磁性合金
は、この熱的な不安定性のためにその本来の高Msと言
う特性を十分に生かす事ができなかった。
は、この熱的な不安定性のためにその本来の高Msと言
う特性を十分に生かす事ができなかった。
本発明は、コバルトを主体とする非晶質合金において、
添加元素として特許請求の範囲第1項、および第2項記
載の元素を用いる事により、耐熱性が高く、かつ飽和磁
化の大きな非晶質軟磁性合金を実現するものである。
添加元素として特許請求の範囲第1項、および第2項記
載の元素を用いる事により、耐熱性が高く、かつ飽和磁
化の大きな非晶質軟磁性合金を実現するものである。
非晶質合金の安定性を決定する要因は種々考えられる。
その内の一つに基本となる元素と、添加される元素との
原子半径の差が考えられる。
原子半径の差が考えられる。
第5図は、コバルトを主体とする二元系合金膜において
、非晶質相が得られる最小の添加元素量を添加元素の原
子半径(RM)と、コバルトの原子半径(Roe)の差
の関数として示したものである。膜はスパッタ法により
作製した。図に示したように原子半径の差が9パ一セン
ト未満の添加元素においては、非晶質相を得る事ができ
なかった。また、原子半径の差が大きい程、少量の元素
添加でもって非晶質相を得る事ができた。つまり、原子
半径の差の大きな元素量、非晶質相を安定化させると言
う事ができる。図中コバルトに対して原子半径の差の最
も大きなものは、イツトリウムと稀土類元素(R、E
、、 )である。
、非晶質相が得られる最小の添加元素量を添加元素の原
子半径(RM)と、コバルトの原子半径(Roe)の差
の関数として示したものである。膜はスパッタ法により
作製した。図に示したように原子半径の差が9パ一セン
ト未満の添加元素においては、非晶質相を得る事ができ
なかった。また、原子半径の差が大きい程、少量の元素
添加でもって非晶質相を得る事ができた。つまり、原子
半径の差の大きな元素量、非晶質相を安定化させると言
う事ができる。図中コバルトに対して原子半径の差の最
も大きなものは、イツトリウムと稀土類元素(R、E
、、 )である。
さて、磁性合金が軟磁気特性を示すための必要条件とし
て前述した、■磁気異方性が小さい。
て前述した、■磁気異方性が小さい。
■磁歪が小さい。の二つがある。非晶質合金においては
原理的に■の条件は満たされている。また、■の磁歪に
関しては、コバルトを主体としり非晶質合金の飽和磁歪
定数(λθ)の符号の正負と原子半径差の間には相関が
あり、差が17バ一セント以上の場合は正であり、それ
以下では負である。図中コバルトを主体とした非晶質合
金で負の磁歪を示す添加元素は、ニオブ、モリブデン、
メンタル、タングステンである。また、コバルトを主体
とした結晶質合金で負の磁歪を示すものとしして、クロ
ム、ニッケルがある。
原理的に■の条件は満たされている。また、■の磁歪に
関しては、コバルトを主体としり非晶質合金の飽和磁歪
定数(λθ)の符号の正負と原子半径差の間には相関が
あり、差が17バ一セント以上の場合は正であり、それ
以下では負である。図中コバルトを主体とした非晶質合
金で負の磁歪を示す添加元素は、ニオブ、モリブデン、
メンタル、タングステンである。また、コバルトを主体
とした結晶質合金で負の磁歪を示すものとしして、クロ
ム、ニッケルがある。
本発明は、コバルトに対し少量の添加量で安定した非晶
質状態が得られる、イツトリウムと稀土類元素と、その
添加による正の磁歪を補j償するための、クロム、ニッ
ケル、ニオブ、モリブデン。
質状態が得られる、イツトリウムと稀土類元素と、その
添加による正の磁歪を補j償するための、クロム、ニッ
ケル、ニオブ、モリブデン。
タンタル、タングステンを添加し、あるいは更にマンガ
ンと鉄を添加する事により、耐熱性が高くかつ飽和磁化
の大きな非晶質軟磁性合金を実現するものである。
ンと鉄を添加する事により、耐熱性が高くかつ飽和磁化
の大きな非晶質軟磁性合金を実現するものである。
表1に本発明による非晶質軟磁合金の実施例を示す。た
だし表中試料番号1から6としてあげたものは第1図か
ら第4図に示した従来列に該当するものである。表1の
試料番号7から24としてあげたものは本発明の一実施
例であり、特許請求の範囲に示した元素群より選択され
た他の元素の組み合わせにおいても、試料番号7から2
4において得られたのと同様な効果を得る事ができる。
だし表中試料番号1から6としてあげたものは第1図か
ら第4図に示した従来列に該当するものである。表1の
試料番号7から24としてあげたものは本発明の一実施
例であり、特許請求の範囲に示した元素群より選択され
た他の元素の組み合わせにおいても、試料番号7から2
4において得られたのと同様な効果を得る事ができる。
表1に、それぞれの試料において得られたMSとTcの
値を示す。各々の試料は複合ターゲットを用いたスパッ
タ法により作製した。試料の作製方法としてはこの他に
蒸着法等が考えられる。
値を示す。各々の試料は複合ターゲットを用いたスパッ
タ法により作製した。試料の作製方法としてはこの他に
蒸着法等が考えられる。
各々の添加元素の組み合わせにおいて、添加元素の総社
が5原子パ一セント未満である場合には非晶質相が得ら
れなかった。また、添加元素の総置が20原子パーセン
トを越えるような場合においては、MSの最大値は高々
7キロガウスであり、高飽和磁化のものは得られなかっ
た。
が5原子パ一セント未満である場合には非晶質相が得ら
れなかった。また、添加元素の総置が20原子パーセン
トを越えるような場合においては、MSの最大値は高々
7キロガウスであり、高飽和磁化のものは得られなかっ
た。
第6図、第7図に20.21.22の試料のHaの熱処
理による変化と、添加元素量によるMSの変化を示す。
理による変化と、添加元素量によるMSの変化を示す。
MSの変化は、第3図に示した従来例のものと同様に、
添加元素の増量とともに減少している。しかし、Tcは
同じく第2図に示したものと単純に比較して最高数百度
上昇している。
添加元素の増量とともに減少している。しかし、Tcは
同じく第2図に示したものと単純に比較して最高数百度
上昇している。
また、同じ程度のMsをもつ試料間の比較でも150℃
程度上昇している。
程度上昇している。
第8図に表1に示した全ての試料についてのMsとTc
の関係を示す。今M8とToの積を、非晶質軟磁性合金
の特性の指標と考えると、本発明の実施し1」である試
料7から24は全て、従前の例としてあげた試料1から
6の特性を上回っている。
の関係を示す。今M8とToの積を、非晶質軟磁性合金
の特性の指標と考えると、本発明の実施し1」である試
料7から24は全て、従前の例としてあげた試料1から
6の特性を上回っている。
以上述べたように本発明により、従前の場合不可能であ
った、450℃以上の熱処理によっても軟磁気特性を示
し、かつ8キロガウス以上の飽和磁化をもったコバルト
を主体とした非晶質軟磁性合金を実現する事ができる。
った、450℃以上の熱処理によっても軟磁気特性を示
し、かつ8キロガウス以上の飽和磁化をもったコバルト
を主体とした非晶質軟磁性合金を実現する事ができる。
表 1 。
第1図はセンダストスパッタ膜の保磁力(He)のシリ
コン量に対する依存性を示す。 12@はコバルト−ジルコニウム−ニオブの三元系非晶
質合金の保磁力(Ha)の、熱処理温度に対する依存性
を示す。 第3図はコバルト−ジルコニウム−ニオブの三元系非晶
質合金゛の飽和磁化(Ms )の、ジルコニウム、ニオ
ブの含有量の総量に対する依存性を示す。 第4図は、第2図、第3図Qこ示した試料の、飽和磁化
(Ms )と、軟磁気特性を劣化させない最高の熱処理
温度(Tc)との相関を示す。 第5図は、フバル)Oこ対する添加元素の原子半径差と
、非晶質相が得られる最小添加量、および磁歪定数(λ
S)の符号との関係を示す。 第6図は本発明によるコバルト−イツトリウム−タンタ
ルの三元系非晶質合金の保磁力(Ha)の熱処理温度に
対する依存性を示す。 第7図は第6図に示した試料の飽和磁化(Ms)のイツ
トリウム、タンクルの含有量の総量に対する依存性を示
す。 第8図は、コバルトを主体とする非晶質合金の飽和磁化
(Ms)と、軟磁気特性が劣化しない最高の熱処理温度
との相関を示す。図中の番号は、表1に示した試料番号
であり、1から6は従来列に該当するものである。また
、7から24は本発明の実施例に該当するものである。 以 上 ψ dブ 3: )L V′ 占 Σ 反 区 l−1%1 工 0 −、J Σ y ω 0 工 0
コン量に対する依存性を示す。 12@はコバルト−ジルコニウム−ニオブの三元系非晶
質合金の保磁力(Ha)の、熱処理温度に対する依存性
を示す。 第3図はコバルト−ジルコニウム−ニオブの三元系非晶
質合金゛の飽和磁化(Ms )の、ジルコニウム、ニオ
ブの含有量の総量に対する依存性を示す。 第4図は、第2図、第3図Qこ示した試料の、飽和磁化
(Ms )と、軟磁気特性を劣化させない最高の熱処理
温度(Tc)との相関を示す。 第5図は、フバル)Oこ対する添加元素の原子半径差と
、非晶質相が得られる最小添加量、および磁歪定数(λ
S)の符号との関係を示す。 第6図は本発明によるコバルト−イツトリウム−タンタ
ルの三元系非晶質合金の保磁力(Ha)の熱処理温度に
対する依存性を示す。 第7図は第6図に示した試料の飽和磁化(Ms)のイツ
トリウム、タンクルの含有量の総量に対する依存性を示
す。 第8図は、コバルトを主体とする非晶質合金の飽和磁化
(Ms)と、軟磁気特性が劣化しない最高の熱処理温度
との相関を示す。図中の番号は、表1に示した試料番号
であり、1から6は従来列に該当するものである。また
、7から24は本発明の実施例に該当するものである。 以 上 ψ dブ 3: )L V′ 占 Σ 反 区 l−1%1 工 0 −、J Σ y ω 0 工 0
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)コバルトを主体とし、下記の(+J s (+lの
元素群よりそれぞれ少なくとも一種以上選択された元素
を、(+1 、 (111群の総量で5から20原子パ
ーセント含む事を特徴とする非晶質軟磁性合金。 (1) Y 、 L a 、 Oe 、 P r 、、
N d、 P m 。 Sm、]!!u、Gd、T’b、Dy、no。 111ir、Tm、Yb、Lu (If) Or 、 N i 、 N b 、 M o
、 T a 、 W2)コバルトを主体とし、下記の
(1) 、 (Ii) 、 (III)の元素群よりそ
れぞれ少なくとも一種以上選択された元素を、(1)
e (n) 、 Oi)群の総量で5から20原子パー
セント含む事を特徴とする非晶質軟磁性合金。 (1) Y 、L a 、Oe 、P r 、 N b
、 P m 。 Sm、Fiu、Gd、Tb、D’y、H。 Fir、T m、Yb、Lu (II) Or 、 N i 、N b 、 M o
、T a 、 W(Ill)−M n 、 TPe
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58243002A JPS60135546A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 非晶質軟磁性合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58243002A JPS60135546A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 非晶質軟磁性合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60135546A true JPS60135546A (ja) | 1985-07-18 |
Family
ID=17097424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58243002A Pending JPS60135546A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 非晶質軟磁性合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60135546A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6436740A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | Kazuaki Fukamichi | Amorphous alloy and its production |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5884957A (ja) * | 1981-11-14 | 1983-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非晶質磁性合金 |
JPS58185742A (ja) * | 1982-04-21 | 1983-10-29 | Showa Denko Kk | 非晶質磁性合金および磁性材料 |
JPS5943837A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-12 | Hitachi Ltd | 高飽和磁束密度非晶質合金 |
-
1983
- 1983-12-22 JP JP58243002A patent/JPS60135546A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5884957A (ja) * | 1981-11-14 | 1983-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非晶質磁性合金 |
JPS58185742A (ja) * | 1982-04-21 | 1983-10-29 | Showa Denko Kk | 非晶質磁性合金および磁性材料 |
JPS5943837A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-12 | Hitachi Ltd | 高飽和磁束密度非晶質合金 |
Cited By (1)
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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