CN107251139B - Ni－Cu系磁记录介质的籽晶层用合金和溅射靶材及磁记录介质 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，提供一种作为垂直磁记录介质中的籽晶层使用的Ni－Cu系磁记录介质的籽晶层用合金和溅射靶材，为了解决这一课题，提供一种磁记录介质的籽晶层用Ni－Cu－M合金以及使用了该合金的溅射靶材和磁记录介质，在该磁记录介质的籽晶层用Ni－Cu－M合金中，其特征在于，含有Cu为1～50at％，含有2～20at％的从W、Mo、Ta、Cr、V、Nb中选择的一种或两种以上的M1元素，0～10at％的从Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素作为M元素，余量由Ni和不可避免的杂质构成。

Description

Ni－Cu系磁记录介质的籽晶层用合金和溅射靶材及磁记录 介质

技术领域

本发明涉及作为垂直磁记录介质中的籽晶层使用的Ni－Cu系磁记录介质的籽晶层用合金和溅射靶材以及磁记录介质。

背景技术

近年来，垂直磁记录的进步显著，为了驱动器的大容量化，磁记录介质的记录高密度化推进，利用以前普及的面内磁记录介质，能够实现更高的记录密度，可使垂直磁记录方式实用化。在此，所谓垂直磁记录方式，就是在垂直磁记录介质的磁性膜中，使易磁化轴相对于介质面沿垂直方向取向而形成，是适于高记录密度的方法。

而后，在垂直磁记录方式中，开发出具有提高了记录密度的磁记录膜层和软磁性膜层的记录介质，在这样的介质构造中，开发出在软磁性层与磁记录层之间成膜有籽晶层和底膜层的记录介质。在垂直磁记录方式用的籽晶层中，例如像日本特开2009－155722号公报(专利文献1)所公开的那样，提出有Ni－W系的合金。

在此，籽晶层所要求的特性之一，顾名思义，为了控制籽晶层之上所形成的层的取向性，使记录磁信息的磁性膜的易磁化轴相对于介质面垂直取向，籽晶层自身具有单独的fcc结构，并且与介质面平行的面沿(111)面取向。另外，近年来，作为改善硬盘驱动器的磁记录特性一个手法，使籽晶层拥有磁性的方法受到研究。因此如上述要具备作为籽晶层用合金所要求的特性，并且还要求开发出具有磁性的籽晶层用合金。作为具有磁性的籽晶层用合金，例如日本特开2012－128933号公报(专利文献2)所公开的，提出有Ni－Fe－Co－M系的合金。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009－155722号公报

【专利文献2】日本特开2012－128933号公报

另一方面，作为软磁性层与籽晶层的巨大差异，是在软磁性层中，为了降噪而要求为非晶质，但在籽晶层中，要求有控制在籽晶层之上所形成的层的取向的作用，要求与作为非晶质的非结晶形相反而具有高结晶性。除此之外，籽晶层用合金作为新的特性还要求有耐腐蚀性。

发明内容

为了充分达成上述这样的要求，本发明者们进行了锐意开发，其结果发现，通过添加Cu，能够使籽晶层的耐腐蚀性提高，从而完成了本发明。

本发明的要旨如下。

(1)一种磁记录介质的籽晶层用Ni－Cu－M合金(以下称为“合金(1)”)，其特征在于，

含有Cu为1～50at％，

含有2～20at％的从W、Mo、Ta、Cr、V、Nb中选择的一种或两种以上的M1元素，0～10at％的从Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素作为M元素，

余量由Ni和不可避免的杂质构成。

(2)一种磁记录介质的籽晶层用Ni－Cu－M合金(以下称为“合金(2)”)，其特征在于，

含有Cu高于10at％且为50at％以下，

含有2～20at％从W、Mo、Ta、Cr、V、Nb中选择的一种或两种以上的M1元素，2～30at％的从Fe、Co中选择的一种或两种的M2元素，0～10at％的从Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素作为M元素，

余量由Ni和不可避免的杂质构成。

(3)根据前述(1)或(2)所述的磁记录介质的籽晶层用Ni－Cu－M合金，含有1～10at％的从Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素作为M元素。

(4)一种溅射靶材，其使用前述(1)～(3)中任一项所述的磁记录介质的籽晶层用Ni－Cu－M合金构成。

(5)一种磁记录介质，其使用前述(1)～(3)中任一项所述的籽晶层用Ni－Cu－M合金构成。

如以上所述，通过在Ni－M系合金中添加Cu，将会提供可以使处于软磁性底膜(SUL)之上的中间层拥有耐腐蚀性的磁记录介质的籽晶层用溅射靶材。

具体实施方式

以下，对于本发明进行说明。

＜合金(1)＞

合金(1)是磁记录介质的籽晶层用Ni－Cu－M合金，其成分组成如下。

Cu：1～50at％

W、Mo、Ta、Cr、V、Nb中的一种或两种以上：2～20at％

Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中的一种或两种以上：0～10at％

Ni和不可避免的杂质：余量

合金(1)中，为了使Ni－M系合金的耐腐蚀性提高而含有1～50at％的Cu。Cu的含量低于1at％时，该效果不充分，若Cu的含量高于50at％，则不能发挥作为籽晶层的性能。因此，Cu的含量为1～50at％。优选为5～50at％。

作为籽晶层用合金，要求是fcc单相。为了满足这一要求，合金(1)中，作为M元素，含有从W、Mo、Ta、Cr、V、Nb中选择的一种或两种以上的M1元素2～20at％。该M1元素是拥有高熔点的bcc系金属，通过在本发明所规定的成分范围(2～20at％)内添加到作为fcc的Ni－Cu合金中，虽然其机理尚不明确，但可使籽晶层所要求的朝着(111)面的取向性改善，并且是使晶粒微细化的元素。从W、Mo、Ta、Cr、V、Nb中选择的一种或两种以上的M1元素的含量为2～20at％。低于2at％时，该效果不充分，另外，若高于20at％，则化合物析出或非晶化。作为籽晶层用合金，由于要求是fcc单相，所以使其范围为2～20at％。优选为5～15at％。

另外，在(111)面的取向上效果高的有W、Mo，优选以W、Mo的一种或两种作为必须，其中也可以添加Cr、Ta、V、Nb。其理由在于与Ni构成高熔点bcc金属的组合，Mo、W与Cr相比，有熔点高的长处。另外，Ta、V、Nb与W、Mo相比，通过添加，对提高非晶性也起作用，不利于籽晶层所要求的fcc相形成。Cr优选高于5at％而添加，高于5at％而添加时，在取向性这一点上有利。

合金(1)中，作为M元素，含有从Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素0～10at％。该M3元素是使(111)面取向的元素，另外，是使晶粒微细化的元素，因此合金(1)中，作为M元素，优选含有从Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素。优选从Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素的含量为1～10at％。若高于10at％，则化合物生成，或发生非晶化，因此使其上限为10at％。更优选使其上限为5at％。另外，M1+M3优选为25at％以下，更优选为20at％以下。

＜合金(2)＞

合金(2)是磁记录介质的籽晶层用Ni－Cu－M合金，其成分组成如下。

Cu：高于10at％且为50at％以下

W、Mo、Ta、Cr、V、Nb的一种或两种以上：2～20at％

Fe、Co中的一种或两种：2～30at％

Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中的一种或两种以上：0～10at％

Ni和不可避免的杂质：余量

合金(2)中，为了使Ni－M系合金的耐腐蚀性提高而含有高于10at％且为50at％以下的Cu。Cu的含量在10at％以下时，该效果不充分，若Cu的含量高于50at％，则不能发挥作为籽晶层的性能。因此，Cu的含量为高于10at％且为50at％以下。优选为12～50at％。

作为籽晶层用合金，要求是fcc单相。为了满足这一要求，合金(2)中，作为M元素，含有从W、Mo、Ta、Cr、V、Nb中选择的一种或两种以上的M1元素2～20at％。该M1元素是拥有高熔点的bcc系金属，在本发明所规定的成分范围(2～20at％)内添加到作为fcc的Ni－Cu合金中，虽然其机理尚不明确，但可使籽晶层所要求的朝着(111)面的取向性改善，并且是使晶粒微细化的元素。从W、Mo、Ta、Cr、V、Nb中选择的一种或两种以上的M1元素的含量为2～20at％。低于2at％时，该效果不充分，另外，若高于20at％，则化合物析出或发生非晶化。作为籽晶层用合金，由于要求是fcc单相，所以使其范围为2～20at％。优选为5～15at％。

合金(2)中，含有从Fe、Co中选择的一种或两种的M2元素2～30at％。之所以从Fe、Co中选择的一种或两种的M2元素的含量为2～30at％，是因为低于2at％时达不到所要求的磁性。另外，由于Fe或Co容易被腐蚀，所以若高于30at％，则得不到耐腐蚀性。因此，使其范围为2～30at％。优选为25at％以下，更优选为20at％以下。

合金(2)中，作为M元素，含有从Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素0～10at％。该M3元素是使(111)面取向的元素，另外，是使晶粒微细化的元素，因此在合金(2)中，作为M元素，含有从Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素1～10at％。若高于10at％，则化合物生成，或发生非晶化，因此优选使其上限为10at％。更优选使其上限为5at％。另外，M1+M3优选为25at％以下，更优选为20at％以下。

【实施例】

以下，对于本发明，通过实施例具体加以说明。

通常，垂直磁记录介质中的籽晶层，是用成分与之相同的溅射靶材进行溅射，成膜于玻璃基板等之上而取得。在此通过溅射成膜的薄膜被急冷。作为本发明中的供试材，使用由单辊式急冷装置制作的急冷薄带。这实际上是简易地利用液体急冷薄带，评价经溅射而急冷成膜的薄膜的、来自成分对诸特性的影响。

作为急冷薄带的制作条件，将按照表1的成分称量的原料30g，以直径10、长40mm左右的水冷铜铸模减压，在Ar中电弧熔化，作为急冷薄带的熔化母材。

急冷薄带的制作条件为，以单辊方式在直径15mm的石英管中，放置该熔化母材，使放液嘴直径为1mm，气氛气压61kPa，喷雾差压69kPa，铜辊(直径300mm)的转速3000rpm，铜辊与放液嘴的间隙0.3mm进行放液。放液温度在各熔化母材的烧穿之后。以如此制作的急冷薄带作为供试材，评价以下的项目。

在玻璃板上以双面胶带粘贴供试材，用X射线衍射装置得到衍射图。这时，以测量面成为急冷薄带的铜辊接触面的方式粘贴供试材。X射线源用Cu－α射线，以4°/min的扫描速度进行测量。在该衍射图中，只得到fcc构造的衍射线的峰值的为○，得到其以外的衍射线的峰值的，涉及发生非晶化而为×。

作为急冷薄带的耐腐蚀性的评价，在玻璃板以双面胶带粘贴供试材，进行5％NaCl－35℃－16h的盐水喷雾试验，全面生锈：评价为×，一部分生锈：评价为△，未生锈：评价为○。各评价结果显示在表1中。

【表1】

注)下划线为本发明条件外

如表1所示，No.1～23是合金(1)的实施例，No.24～30是其比较例。

表1所示的比较例No.24～26均不含Cu，因此耐腐蚀性差。比较例No.27、28均M1＞20at％，因此不能保证籽晶层用合金所要求的fcc单相。比较例No.29、30因为Cu的含量过高(Cu＞50at％)，所以不能保证籽晶层用合金所要求的fcc单相。相对于此，作为本发明例的No.1～23均满足本发明的条件，因此只可见fcc构造的衍射线，可知充分满足籽晶层所要求条件，并且使耐腐蚀性提高。

【表2】

注)下划线为本发明条件外

如表2所示，No.31～53是合金(2)的实施例，No.54～60是其比较例。

表2所示的比较例No.54～56均不含Cu，因此耐腐蚀性差。比较例No.57～60均含有Cu，但Cu的含量少(Cu＜10at％)，因此耐腐蚀性差。相对于此，作为本发明例的No.31～53均满足本发明的条件，因此只可见fcc构造的衍射线，可知充分满足籽晶层所要求的条件，并且使耐腐蚀性提高。

【表3】

注)下划线为本发明条件外

如表3所示，No.61～67是合金(1)的实施例，No.68～90是合金(2)的实施例，No.91～97是其比较例。

表3所示的比较例No.91～95均含有Cu，但Cu的含量少(Cu＜10at％)，因此耐腐蚀性差。比较例No.96、97因为Cu含量少(Cu＜10at％)，并且M3＞10at％，因此耐腐蚀性差，而且不能保证籽晶层用合金所要求的fcc单相。相对于此，作为本发明例的No.61～90均满足本发明的条件，因此只可见fcc构造的衍射线，可知充分满足籽晶层所要求的条件，并且使耐腐蚀性提高。

接着，制作实施例组成的溅射靶，用溅射膜评价。显示溅射靶材的制造方法的例子。以成为实施例No.2、No.11、No.23、No.27、No.34、No.47、No.56、No.63、No.84、No.95的组成的方式称量原料，将其在耐火物坩埚内加热熔化后，利用Ar气使之雾化。以该气体雾化粉末为原料粉末，填充到碳钢制的容器中，真空脱气密封。

对于上述粉末充填坯段进行HIP成形。将该HIP体，通过线切割，旋盤加工、平面研磨，加工成直径180mm、厚度7mm的圆盘状，作为溅射靶。使用涉及此10种组成的溅射靶材，在玻璃基板上成膜溅射膜。与急冷薄带同样调查结晶构造和耐腐蚀性时，能够得到结晶构造和耐腐蚀性均与急冷薄带同样的结果。由此确认，急冷薄带与溅射膜的评价等同。

如以上所述，通过在Ni－M系合金中添加Cu，能够显示出如下极其优异的效果，即，能够得到中间层所要求的fcc单相，并且改善此朝着(111)面的取向性，并且使晶粒微细化，能够使中间层的耐腐蚀性提高。

Claims (5)

1.一种磁记录介质的籽晶层用Ni-Cu-M合金，其特征在于，

含有Cu为1at％～35at％，

含有2at％～20at％的从W、Mo、Ta、Cr、V、Nb中选择的一种或两种以上的M1元素，0at％～10at％的从Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素作为M元素，

余量由Ni和不可避免的杂质构成。

2.一种磁记录介质的籽晶层用Ni-Cu-M合金，其特征在于，

含有Cu高于10at％且为35at％以下，

含有2at％～20at％的从W、Mo、Ta、Cr、V、Nb中选择的一种或两种以上的M1元素，2at％～30at％的从Fe、Co中选择的一种或两种的M2元素，0at％～10at％的从Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素作为M元素，

余量由Ni和不可避免的杂质构成。

3.根据权利要求1或2所述的磁记录介质的籽晶层用Ni-Cu-M合金，其特征在于，含有1at％～10at％的从Ga、In、Si、Ge、Sn、Zr、Ti、Hf、B、P、C、Ru中选择的一种或两种以上的M3元素作为M元素。

4.一种溅射靶材，其使用权利要求1～3中任一项所述的磁记录介质的籽晶层用Ni-Cu-M合金构成。

5.一种磁记录介质，其使用权利要求1～3中任一项所述的籽晶层用Ni-Cu-M合金构成。