JPS6089539A - 低磁歪非晶質磁性合金 - Google Patents

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〕 本発明は低磁歪非晶質磁性合金に係り、特に磁気ヘッド
材料として好適な高飽和磁束密度を有し、磁歪が小さい
Ｃｏ、Ｎｂ、ｚｒｉ主成分とする非晶質磁性合金に関す
る。

〔発明の背景〕

近年、磁気記録技術は高保磁力テープおよび同テープ用
の高性能磁気ヘッド材料の開発によシ著しい進展を遂げ
つつある。特に高保磁力のメタルテープを用いた場合に
は、記録波長数μｍから１μｍ以下の高記録密度の領域
において、従来に比して著しい出力の増加、Ｃ／Ｎ〈出
力−ノイズ比）の増加が達成され、ＶＴＲなどの高記録
密度が必要とされる分野において大幅な記録密度の向上
が達成されつつある。しかし、従来ＶＴＲなどに用いら
れて来たフエライトヲ用いた磁気ヘッドでは、フェライ
トの飽和磁束密度が約５０００カウス以下であるために
、記録磁界の大きさが十分でなく、高保磁カメタルテー
プ全使用するためには飽和磁束密度の大きい金属磁性材
料を用いた磁気ヘッドが必要になって来た。従来用いら
れて来た金属磁性材料としてはｐｅ−ｈｔ−ｓｌ系合金
、あるいはＦｅ　−Ｎ　ｒ系合金などの結晶質合金がち
９、また最近開発された非晶質磁性合金がある。Ｆｅ　
−ｈｔ−ｓＩ系あるいはＦｅ−Ｎｉ系などの結晶質合金
は、結晶であるがゆえに結晶磁気異方性を有しており、
磁気ヘッドに好適な優れた磁気特性、特に高い透磁率を
得るためには、結晶磁気異方性が零となる近傍の組成と
しなければならない。また磁気ヘッドに使用するために
は、同時に磁歪定数も零に近くしなければならず、従っ
て、使用できる組成は極めて限られており、組成の制御
が困難であるという問題があった。非晶′６磁性合金は
前記結晶磁気異方性がないため、磁歪定数のみを調整す
ればよく、使用可能な組成が比較的広いこと、誘導磁気
異方性による透磁率の劣化が適当な熱処理により改善で
きること、結晶質合金では得られない高飽和磁束密度で
、低保磁力の合金が得られること、眠気抵抗が高いため
渦電流損失を低減できること、などの種々の利点がある
。この非晶質磁性合金の中で、メタロイド元素を含まな
い金属−金属系非晶質合金は、金属−メタロイド系非晶
質合金よシも結晶化温度が高く、また耐食性、耐摩耗性
に優れているため磁気ヘッド用として有望である。

これらの非晶質磁性合金は従来スプラットクーリング法
によって作製され、厚さ１０〜５０μｍの薄板状のもの
が得られていた。一方、非晶質磁性合金ヲスパッタリン
グな゛どの薄膜形成技術によシ作製することが近年性な
われるようになシ、試料の酸化などのために作シにくか
った組成の非晶質磁性合金も作製が可能となった。また
、薄膜形成技術によれば、非晶質合金膜と酸化物などの
絶縁物膜を多層に積層することも容易であシ、これによ
り渦電流損失糾低減でき、高周波で用いるＶＴＲ用磁気
ヘッド、計算機用磁気ヘッドに好適な材料を提供できる
。さらに磁気ヘッドのギャップ近傍にのみ非晶質磁性合
金金用い、他を磁性フェライトとした腹合型磁気ヘッド
、あるいは薄膜磁気ヘッドなどへの応用が期待されてい
る。

金属−金属系非晶質磁性合金のうち、比戟的作製しやす
く、特性も優れたＺｒを含む非晶質磁性合金は、例えば
特開昭５５−１３８０４９号公報、特開昭５６−８４４
３９号公報および特開昭５７−１５５３３９号公報に述
べられている。これらの公報には、Ｚｒ５％以下あるい
は７％以下では非晶質合金の作製が困難であるかあるい
は合金が脆くなるので好ましくないと述べられている。

しかし、本発明者らは、これらのＺｒ系非晶質磁性合金
薄膜をスパッタリング法により作製し、特性を測定した
所、Ｃｏ−Ｎｂ−ｚｒ系非晶質磁性合金において、Ｚｒ
が５％以下の組成において磁歪定数零を含む磁歪定数（
絶対値）の著しく小さい磁気特性の優れた領域が存在す
ることを見出し、特願昭ｓ　５−６５２７６号明細１に
述べた。

本発明者らは、さらに（”ｏ−Ｎｂ−４ｒ系非晶質合金
のＮｂの一部をＣｒ、　Ｍｏｔ　ｖ、Ｔａ、Ｗなどの元
素で置換することによシ磁歪定数（絶対値）を小さく保
ったまま、飽和磁束密度が高く、耐熱性、耐食性に優れ
た非晶質磁性合金が得られること全見出した。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、磁歪の絶対値の著しく小さく、飽和磁
束密度が高く、さらに耐熱性、耐食性に１愛れた非晶質
磁性合金、特にスパッタリングなどの薄膜形成技術によ
シ作製した高性能磁気ヘッド材料として好適な合金を提
供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明ではＣｏ−Ｎｂ−Ｚ
ｒ系非晶買磁性合金のＮｂの一部をＣｕ。

Ｍｏ、Ｖ、ＴａあるいはＷで置換し、それぞれの含有量
をＣｏ、（Ｎｂｔ−ｘＭＸ）ｂＺｒ　、と表わした時、
原子パーセントで８１≦ａ≦９５．２．５≦Ｃ（５，ａ
十す十ｃ＝ｉｏｏ、ｃ／（ｂ十ｃ））　０．２５となる
ように限定し、ＭがＣｒ１Ｍ０ＩＶあるいはＴａの場合
はＱ’　（ｘ≦０．５とし、ＭがＷを含む場合は０〈Ｘ
≦０．２を満足する組成とする。

前述のように従来７．ｒを非晶〆化元素とする非晶質合
金はＺｒ５％以下では製造が困難であるとされて来た。

しかし、スパッタリングなどの薄膜１′μ製技術の進歩
によシ、非晶質化できる組成範囲はＺｒ５％以下の領域
まで広がシつつある。一方７、ｒを５％以上言む非晶質
合金＃膜は７．ｒが極めて酸化し７やすい金属でろるた
め、かえって耐酸化性に問題を生じて来た。このような
耐酸化性は、薄膜ヘッドのように薄膜磁性材料を種々の
高温プロセスを経過して使用する場合に重要である。以
上のような観点よシ、本発明ではＺｒの含有量を５チ以
Ｆとする。

ＣＯ含有量は本発明合金の飽和磁束密度Ｂ８を左右し％
　Ｃｏ８１％以下ではＢＳが約８ｋＧ以下となシ、この
試料を用いた磁気ヘッドは高保磁力テープに対して十分
な記録磁界が得られず、目的を達することが出来ない。

また、Ｃｏ９５％以上では非晶質合金を得ることが出来
ない。

％願昭５８−６５２７６公報に述べたように、Ｃｏ−Ｎ
ｂ−’Ｚｒ系非晶質合金膜はＮｂとＺｒの含有量の和に
占めるＺｒの割合が０．２〜０．２５において磁歪定数
が零となる。この非晶質合金のＮｂの一部をＣｒ、Ｍｏ
、Ｖ、’、ｐａ、Ｗで置換した場合には、Ｚｒの含有量
をＣ，ＮｂとＱｒ。

Ｍｏ＋Ｖ、ＴａおよびＷの含有量の和をｂとして、磁歪
定数零の組成はＣ／（ｂ＋Ｃ）が０．２〜０．２５以上
の値に変化する。ＣＯ＃度が一定の場合、Ｚｒ＃度を増
加させることは結晶化温度の向上、非晶質形成範囲の拡
大につながる。従って、Ｚｒ５％以上の範囲でＣ／（ｂ
十〇）の直が大きいほうが望ましい。また磁気ヘッド材
料にとって磁歪は零近傍であることが必要である。従っ
て、Ｃ０−Ｎｂ−’ｌ、ｒ系非晶質合金のＮｂの一部を
Ｃｒ。

ＭＯ，Ｖ、ＴａあるいはＷで置換することにより、磁歪
が零となるＣ／（ｂ十〇）の値を増加することが出来、
結晶化温度ＴＸを高め非晶質形成範囲を拡大することが
出来る。さらにこれらの元素、特にＣｒを添加すること
によシ耐食性を改善できる。Ｎｂを置換する量は、置換
する元素がＱｒ。

Ｍｏ、￥あるいはＴａの場合は、Ｎｂと置換する元素の
含有量の和を１とした時に０．５以下、置換する元素が
Ｗを含む場合には０．２以下とする。上記値を越える場
合には磁歪が零に近い組成がＺｒ５％以上となるおそれ
がある。

以下本発明の非晶質合金を実施例により説明する。

〔発明の実施例〕

実施例 表１に、高周波２惨スパツタ装置を用いて作製した本発
明非晶質合金ＪＩＧ（の％性を示した。作製の際のｒル
ゴン圧は５　Ｘ　１０−３’ｌ’ｏｒｒとした。

〔発明の効果〕 以上のように本発明によシ、磁歪定数の絶対値が著しく
小さく、飽和磁束密度が高く、かつ耐熱性、耐食性、耐
酸化性のすぐれた非晶質合金膜が得られた。

第１頁の続き ＠発明者　工藤　突弧 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８幡地　株式会社日立製作所
中央研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、組成式がＣｏａ　（Ｎｂｔ−ｘＭＸ）ｂＺｒｃで示
   され、ＭがＣｒ、ＭＯ，Ｖ、１）ａ、Ｗからなる群のう
   ちから選ばれた少なくとも一種以上の元素からなり、ａ
   、ｂ、ｃを原子ノ々−セントで表わした時に８１≦ａ≦
   ９５．２．５≦ｃ　（５でａ＋ｂ＋ｃ＝ｉｏｏを満足し
   、Ｃ／（ｂ＋Ｃ））　０．２５でありかつ、ＭがＣｒ、
   Ｍｏ、ＶあるいはＴａの場合はＱ（ｘ≦０．５であり、
   八４がＷを含ひ場合はＯ＜Ｘ≦０２を肯定する低線全非
   晶質磁性合金。