JP3019400B2 - 非晶質軟磁性材料 - Google Patents
非晶質軟磁性材料Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非晶質軟磁性材料に関するものであり、特
に耐食性，耐摩耗性を有する非晶質軟磁性材料を得よう
とするものである。
に耐食性，耐摩耗性を有する非晶質軟磁性材料を得よう
とするものである。
たとえばオーディオテープレコーダーやVTR（ビデオ
テープレコーダー）等の記録再生装置においては、記録
信号の高密度化や高品質化が進行しており、鉄等の強磁
性金属粉末を磁性粉とするいわゆるメタルテープや、強
磁性金属材料を真空薄膜形成技術によりベースフィルム
上に直接被着した、いわゆる蒸着テープ等が実用化され
ている。
テープレコーダー）等の記録再生装置においては、記録
信号の高密度化や高品質化が進行しており、鉄等の強磁
性金属粉末を磁性粉とするいわゆるメタルテープや、強
磁性金属材料を真空薄膜形成技術によりベースフィルム
上に直接被着した、いわゆる蒸着テープ等が実用化され
ている。
前述の如き高保磁力を有する磁気記録媒体の特性を十
分に活かして良好な記録再生を行うためには、磁気ヘッ
ドのコア材料の特性として、高い飽和磁束密度を有する
ことが必要であり、特に同一の磁気ヘッドで再生を行お
うとする場合においては、高透磁率を併せて有すること
が要求される。
分に活かして良好な記録再生を行うためには、磁気ヘッ
ドのコア材料の特性として、高い飽和磁束密度を有する
ことが必要であり、特に同一の磁気ヘッドで再生を行お
うとする場合においては、高透磁率を併せて有すること
が要求される。
また、磁気ヘッドによる記録再生は、コアのギャップ
部が磁気記録媒体に接触して磁界を印加することによっ
て行われるので、ギャップ部が常に磁気記録媒体に良好
に接触し得ることが必要である。したがって、このよう
なコア材料としては、上述のような磁気特性に加えて、
ギャップ部が磁気記録媒体の走行によって摩損が生じて
形状が変化しないように、耐摩耗性，耐食性を有するこ
とが重要となる。
部が磁気記録媒体に接触して磁界を印加することによっ
て行われるので、ギャップ部が常に磁気記録媒体に良好
に接触し得ることが必要である。したがって、このよう
なコア材料としては、上述のような磁気特性に加えて、
ギャップ部が磁気記録媒体の走行によって摩損が生じて
形状が変化しないように、耐摩耗性，耐食性を有するこ
とが重要となる。
そこで、従来、このような軟磁気特性を有する磁性材
料として非晶質軟磁性材料の開発が進められている。こ
の非晶質軟磁性材料は、高透磁率を有するとともに磁気
異方性が無い等数々の優れた特性を有しており磁気ヘッ
ドのコア材料として極めて適した磁性材料である。
料として非晶質軟磁性材料の開発が進められている。こ
の非晶質軟磁性材料は、高透磁率を有するとともに磁気
異方性が無い等数々の優れた特性を有しており磁気ヘッ
ドのコア材料として極めて適した磁性材料である。
そして、このような非晶質磁性材料の中でも特にCo−
Zr系の非晶質軟磁性材料は、高飽和磁束密度を有してい
ることから注目されている。しかし、この非晶質軟磁性
材料は磁歪定数が比較的大きいため磁歪調整のため第３
の添加物を添加することが一般的であり、このCo−Zr系
磁性材料に第３の添加物を添加した種々の非晶質軟磁性
材料が提案されている。
Zr系の非晶質軟磁性材料は、高飽和磁束密度を有してい
ることから注目されている。しかし、この非晶質軟磁性
材料は磁歪定数が比較的大きいため磁歪調整のため第３
の添加物を添加することが一般的であり、このCo−Zr系
磁性材料に第３の添加物を添加した種々の非晶質軟磁性
材料が提案されている。
たとえば、このような非晶質軟磁性材料としては、Co
−Zr系磁性材料にPdを添加したCo−Zr−Pd系非晶質軟磁
性材料が特開昭61−188908号において提案されている。
この非晶質軟磁性材料は高飽和磁束密度を有するととも
に低磁歪定数を有し、磁気ヘッドのコア材料として優れ
た特性を有している。
−Zr系磁性材料にPdを添加したCo−Zr−Pd系非晶質軟磁
性材料が特開昭61−188908号において提案されている。
この非晶質軟磁性材料は高飽和磁束密度を有するととも
に低磁歪定数を有し、磁気ヘッドのコア材料として優れ
た特性を有している。
しかしながら、このCo−Zr−Pd系非晶質軟磁性材料
は、耐摩耗性，耐食性が低く、このような材料を磁性材
料とする磁気コアは、たとえば記録再生の際に徐々にギ
ャップ部に摩損が生じ、磁気記録媒体に十分に磁界を印
加することができなくなり、長時間に亘って良好な記録
再生を維持することができなかった。また、磁気ヘッド
に用いるには、耐候性の点でも不安を残している。
は、耐摩耗性，耐食性が低く、このような材料を磁性材
料とする磁気コアは、たとえば記録再生の際に徐々にギ
ャップ部に摩損が生じ、磁気記録媒体に十分に磁界を印
加することができなくなり、長時間に亘って良好な記録
再生を維持することができなかった。また、磁気ヘッド
に用いるには、耐候性の点でも不安を残している。
そこで、本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案
されたもので、高飽和磁束密度，低磁歪定数を有すると
ともに、耐摩耗性，耐食性に優れた非晶質軟磁性材料を
提供するものである。
されたもので、高飽和磁束密度，低磁歪定数を有すると
ともに、耐摩耗性，耐食性に優れた非晶質軟磁性材料を
提供するものである。
上述の目的を達成するために本発明の非晶質軟磁性材
料は、CoxZryPdzMa（ただし、ＭはNb,Cr,V,Ta,W,Moの少
なくとも１種を表す。）なる組成式で表わされ、 0.82≦ｘ≦0.94 0.04≦ｙ≦0.10 0.01≦ｚ≦0.08 0.01≦ａ≦0.10 であることを特徴とする。
料は、CoxZryPdzMa（ただし、ＭはNb,Cr,V,Ta,W,Moの少
なくとも１種を表す。）なる組成式で表わされ、 0.82≦ｘ≦0.94 0.04≦ｙ≦0.10 0.01≦ｚ≦0.08 0.01≦ａ≦0.10 であることを特徴とする。
本発明に係る非晶質軟磁性材料は、Co−Zr−Pd系非晶
質合金に、V a族,VI a族の元素，特にNb,Cr,V,Ta,W,Mo
のいずれかを少なくとも１種以上添加した非晶質軟磁性
材料である。
質合金に、V a族,VI a族の元素，特にNb,Cr,V,Ta,W,Mo
のいずれかを少なくとも１種以上添加した非晶質軟磁性
材料である。
ここで、上記非晶質軟磁性材料においては、Co及びZr
さらにはV a族,VI a族元素の含有量が重要であって、こ
れらの元素の含有量が多すぎたり少なすぎたりすると、
高飽和磁束密度，高透磁率，耐食性，耐摩耗性を得るこ
とは難しい。
さらにはV a族,VI a族元素の含有量が重要であって、こ
れらの元素の含有量が多すぎたり少なすぎたりすると、
高飽和磁束密度，高透磁率，耐食性，耐摩耗性を得るこ
とは難しい。
たとえば、Zrの含有量が４原子％未満であると結晶化
の虞れが大きく、したがって非晶質軟磁性材料が得られ
ない可能性が大きい。また上記Coの含有量が少なすぎる
と、飽和磁束密度の低下が見られ、Fe−Al−Si系軟磁性
材料（センダスト）を下回る虞れがある。センダストを
上回る飽和磁束密度（11000ガウス以上）を得ようとす
る場合には、Coの含有量が82原子％以上であることが必
要である。
の虞れが大きく、したがって非晶質軟磁性材料が得られ
ない可能性が大きい。また上記Coの含有量が少なすぎる
と、飽和磁束密度の低下が見られ、Fe−Al−Si系軟磁性
材料（センダスト）を下回る虞れがある。センダストを
上回る飽和磁束密度（11000ガウス以上）を得ようとす
る場合には、Coの含有量が82原子％以上であることが必
要である。
一方、V a族,VI a族元素の添加は、耐食性，耐摩耗性
を上げる効果を示すが、十分な耐食性，耐摩耗性効果を
得ようとするには、添加量が１原子％以上であることが
好ましい。また、上記V a族,VI a族元素の添加量を増加
すればするほど、耐摩耗性，耐食性は改善されるが、あ
まり、V a族,VI a族元素の添加量を多くすると飽和磁束
密度が低下し、10原子％を越えるとセンダストの飽和磁
束密度を下回る虞れがある。
を上げる効果を示すが、十分な耐食性，耐摩耗性効果を
得ようとするには、添加量が１原子％以上であることが
好ましい。また、上記V a族,VI a族元素の添加量を増加
すればするほど、耐摩耗性，耐食性は改善されるが、あ
まり、V a族,VI a族元素の添加量を多くすると飽和磁束
密度が低下し、10原子％を越えるとセンダストの飽和磁
束密度を下回る虞れがある。
したがって、実用的な範囲としては、Coの含有量が82
〜94原子％、Zrの含有量が４〜10原子％、V a族,VI a族
元素の含有量が１〜10原子％、残部がPdであることが好
ましい。
〜94原子％、Zrの含有量が４〜10原子％、V a族,VI a族
元素の含有量が１〜10原子％、残部がPdであることが好
ましい。
上述の非晶質軟磁性材料の作製方法としては、液体急
冷法やスパッタ法等が考えられるが、特に上記非晶質軟
磁性薄膜を垂直記録用単磁極ヘッドや狭ギャップリング
ヘッド等に利用する場合には極めて膜厚の薄いものが要
求されるので、スパッタ法の採用が有利である。このス
パッタ法によれば、非晶質化が容易で、数百オングスト
ロームから数十μｇ程度の薄膜ないし厚膜が作製可能で
あって、また膜の密着性に優れる等、本発明に係る非晶
質軟磁性薄膜を作製するうえで好適である。
冷法やスパッタ法等が考えられるが、特に上記非晶質軟
磁性薄膜を垂直記録用単磁極ヘッドや狭ギャップリング
ヘッド等に利用する場合には極めて膜厚の薄いものが要
求されるので、スパッタ法の採用が有利である。このス
パッタ法によれば、非晶質化が容易で、数百オングスト
ロームから数十μｇ程度の薄膜ないし厚膜が作製可能で
あって、また膜の密着性に優れる等、本発明に係る非晶
質軟磁性薄膜を作製するうえで好適である。
上記スパッタ法としては、通常の手法であれば如何な
る方法であってもよいが、例えば二極式スパッタ法，三
極・四極式スパッタ法，マグネトロン式スパッタ法，高
周波式スパッタ法，バイアス式スパッタ法，非対称交流
式スパッタ法等が挙げられる。
る方法であってもよいが、例えば二極式スパッタ法，三
極・四極式スパッタ法，マグネトロン式スパッタ法，高
周波式スパッタ法，バイアス式スパッタ法，非対称交流
式スパッタ法等が挙げられる。
なお、上記非晶質軟磁性薄膜を構成するCo,Zr,Pd及び
V a族,VI a族元素の各成分の量を調節する方法として
は、 （１）Co,Zr,Pd,及びV a族,VI a族元素の少なくとも一
種を所定に割合になるように秤量し、これらをあらかじ
め例えば高周波溶解炉等で溶解した合金インゴットをタ
ーゲットとして使用する方法、 （２）Co元素単独のCoターゲットを用意し、このターゲ
ット上にZr片,Pd片及びV a族,VI a族元素の少なくとも
一種の金属片を乗せ、これらの数を調節することによっ
て組成を制御する方法、 （３）各成分の単独元素のターゲットを用意し、これら
各ターゲットに加える出力（印加電圧）を調節してスパ
ッタリング速度をコントロールし組成を制御する方法。
V a族,VI a族元素の各成分の量を調節する方法として
は、 （１）Co,Zr,Pd,及びV a族,VI a族元素の少なくとも一
種を所定に割合になるように秤量し、これらをあらかじ
め例えば高周波溶解炉等で溶解した合金インゴットをタ
ーゲットとして使用する方法、 （２）Co元素単独のCoターゲットを用意し、このターゲ
ット上にZr片,Pd片及びV a族,VI a族元素の少なくとも
一種の金属片を乗せ、これらの数を調節することによっ
て組成を制御する方法、 （３）各成分の単独元素のターゲットを用意し、これら
各ターゲットに加える出力（印加電圧）を調節してスパ
ッタリング速度をコントロールし組成を制御する方法。
等が挙げられる。
本発明に非晶質軟磁性材料においては、Co−Zr−Pd系
の非晶質軟磁性材料に、V a族,VI a族元素の少なくとも
１種を添加することにより、高飽和磁束密度，低保磁
力，高透磁率を維持して、耐摩耗性及び耐食性の改善が
達成される。
の非晶質軟磁性材料に、V a族,VI a族元素の少なくとも
１種を添加することにより、高飽和磁束密度，低保磁
力，高透磁率を維持して、耐摩耗性及び耐食性の改善が
達成される。
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
先ず、Coターゲット上にZr片,Pd片及びV a族,VI a族
元素の少なくとも１種の金属片を乗せ、これらの数を調
節しながらスパッタ法によりセラミック基板上に非晶質
軟磁性薄膜を作製した。
元素の少なくとも１種の金属片を乗せ、これらの数を調
節しながらスパッタ法によりセラミック基板上に非晶質
軟磁性薄膜を作製した。
このように作製された非晶質軟磁性薄膜の組成及び磁
気特性，耐摩耗性，耐食性の測定結果を第１表に示す。
（数値は組成を原子％で表す）。
気特性，耐摩耗性，耐食性の測定結果を第１表に示す。
（数値は組成を原子％で表す）。
なお、作製した非晶質軟磁性薄膜は、2.8mm×25mmの
短冊形状であり、膜厚は約５μｍに設定した。また、表
中、非晶質軟磁性薄膜の組成はターゲット組成を示す。
短冊形状であり、膜厚は約５μｍに設定した。また、表
中、非晶質軟磁性薄膜の組成はターゲット組成を示す。
磁気特性は、作製した非晶質軟磁性薄膜を350℃,30分
間回転磁場中で処理し、200℃,30分間短冊の幅方向に4k
Oeの磁場を印加した後、短冊の長手方向に対して測定し
た。なお、回転磁場中処理は4kOe,100rpmに設定して行
った。
間回転磁場中で処理し、200℃,30分間短冊の幅方向に4k
Oeの磁場を印加した後、短冊の長手方向に対して測定し
た。なお、回転磁場中処理は4kOe,100rpmに設定して行
った。
また、ビッカース硬度は、フォトセラム上にスパッタ
法により形成された膜厚が５〜６μｍの非晶質軟磁性薄
膜についてハードネステスター（AKASHI社製，商品名MV
P−G6）によって測定した。
法により形成された膜厚が５〜６μｍの非晶質軟磁性薄
膜についてハードネステスター（AKASHI社製，商品名MV
P−G6）によって測定した。
耐食性は、非晶質軟磁性薄膜を水中に24時間浸漬した
後、腐食の程度を目視によって評価し、水中浸漬後ほと
んど変化が見られないものを5,わずかに変色したものを
4,若干の孔食がみられたものを3,孔食と変色がみられた
ものを2,著しい腐食が見られたものを１と表現した。
後、腐食の程度を目視によって評価し、水中浸漬後ほと
んど変化が見られないものを5,わずかに変色したものを
4,若干の孔食がみられたものを3,孔食と変色がみられた
ものを2,著しい腐食が見られたものを１と表現した。
また、比較例としてセンダスト〔組成Fe83Al6Si
11（ただし、数値は組成を重量％で表す）〕についても
同様に磁気特性，耐食性について測定を行った。その結
果を第１表に併せて示す。
11（ただし、数値は組成を重量％で表す）〕についても
同様に磁気特性，耐食性について測定を行った。その結
果を第１表に併せて示す。
なお、センダストの磁気特性の測定は、550℃,1時間
真空中でアニール処理した後に行った。
真空中でアニール処理した後に行った。
第１表に示されるように、Co−Zr−Pd系非晶質軟磁性
材料にV a族,VI a族元素の少なくとも１種を添加した非
晶質軟磁性材料は、飽和磁束密度が11000ガウス以上，
保磁力が0.05エルテッド以下，透磁率が3000以上と極め
て良好な軟磁気特性を示し、V a族,VI a族元素の添加に
よってこれらの磁気特性が劣化しないことが示された。
また、ビッカース硬度及び耐食性は、添加しない非晶質
軟磁性材料にくらべていずれも良好な値を示し、V a族,
VI a族元素の添加により、耐摩耗性及び耐食性が改善さ
れることが示された。また、特に、V a族,VI a族元素と
してMo及びNbが添加された非晶質軟磁性材料において、
優れた耐摩耗性，耐食性が得られることが示された。
材料にV a族,VI a族元素の少なくとも１種を添加した非
晶質軟磁性材料は、飽和磁束密度が11000ガウス以上，
保磁力が0.05エルテッド以下，透磁率が3000以上と極め
て良好な軟磁気特性を示し、V a族,VI a族元素の添加に
よってこれらの磁気特性が劣化しないことが示された。
また、ビッカース硬度及び耐食性は、添加しない非晶質
軟磁性材料にくらべていずれも良好な値を示し、V a族,
VI a族元素の添加により、耐摩耗性及び耐食性が改善さ
れることが示された。また、特に、V a族,VI a族元素と
してMo及びNbが添加された非晶質軟磁性材料において、
優れた耐摩耗性，耐食性が得られることが示された。
〔発明の効果〕 以上の説明からも明らかなように、本発明において
は、Co−Zr−Pd系非晶質軟磁性材料にV a,VI a族の元素
を少なくとも１種以上添加しているので、高飽和磁束密
度，低保磁力，高透磁率を有するとともに、良好な耐摩
耗性，耐食性を有する非晶質軟磁性材料を得ることが可
能となる。
は、Co−Zr−Pd系非晶質軟磁性材料にV a,VI a族の元素
を少なくとも１種以上添加しているので、高飽和磁束密
度，低保磁力，高透磁率を有するとともに、良好な耐摩
耗性，耐食性を有する非晶質軟磁性材料を得ることが可
能となる。
したがって、このような非晶質軟磁性材料を狭ギャッ
プリングヘッド等の磁性材料として使用すれば、ギャッ
プ部が磁気記録媒体の走行によって摩損を生じ難いの
で、磁気記録媒体に対して良好に接触することができ、
長時間に亘って良好な記録・再生を維持することが可能
となる。
プリングヘッド等の磁性材料として使用すれば、ギャッ
プ部が磁気記録媒体の走行によって摩損を生じ難いの
で、磁気記録媒体に対して良好に接触することができ、
長時間に亘って良好な記録・再生を維持することが可能
となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−70042（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−84439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−130449（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 1/14 C22C 45/04
Claims (2)
- 【請求項１】CoxZryPdzMa（ただし、ＭはNb,Cr,V,Ta,W,
Moの少なくとも１種を表す。）なる組成式で表され、 0.82≦ｘ≦0.94 0.04≦ｙ≦0.10 0.01≦ｚ≦0.08 0.01≦ａ≦0.10 であることを特徴とする非晶質軟磁性材料。 - 【請求項２】スパッタ法により成膜されることを特徴と
する請求項１記載の非晶質軟磁性材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP91918903A EP0510202B1 (en) | 1990-11-08 | 1991-10-25 | Amorphous soft magnetic material |
| DE69117491T DE69117491T2 (de) | 1990-11-08 | 1991-10-25 | Amorphes weichmagnetisches material |
| US07/854,626 US6132891A (en) | 1990-11-08 | 1991-10-25 | Amorphous soft magnetic material |
| PCT/JP1991/001458 WO1992009091A1 (en) | 1990-11-08 | 1991-10-25 | Amorphous soft magnetic material |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-207220 | 1990-08-04 | ||
| JP20722090 | 1990-08-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04174503A JPH04174503A (ja) | 1992-06-22 |
| JP3019400B2 true JP3019400B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=16536234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02301176A Expired - Fee Related JP3019400B2 (ja) | 1990-08-04 | 1990-11-08 | 非晶質軟磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019400B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-08 JP JP02301176A patent/JP3019400B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04174503A (ja) | 1992-06-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |