JP3439519B2

JP3439519B2 - 軟磁性合金およびそれを用いた磁気ヘッド

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Publication number: JP3439519B2
Application number: JP3616394A
Authority: JP
Inventors: 直也長谷川
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1994-03-07
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 2003-08-25
Anticipated expiration: 2018-08-25
Also published as: JPH07244813A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドの磁気コア
などに適用し得る軟磁性合金に関するもので、特に保磁
力を低下せしめたものである。

【０００２】

【従来の技術】磁性材料分野において、例えば磁気ヘッ
ドなどの為に、保磁力が小さく、より優れた軟磁気特性
を有する軟磁性合金が開発され続けている。特に高密度
記録に対応するため、積層ヘッドやＭＩＧヘッドには、
より高い特性を有する軟磁性合金膜が望まれる。本発明
者等は優れた軟磁気特性を有する磁性材料として、Ｆｅ
を主成分とし、これに各種の炭化物の結晶を含んだ合金
を開発してきた。こうした合金の結晶組織の例を図１
（ｂ）に示す。この図１に示される合金は、Ｆｅを主成
分とする結晶（以下、Ｆｅ基結晶と称する。）の粒界
に、炭化物の粒子が配置されている構成となっている。
こうした構成の合金においては、その保磁力ＨｃはＦｅ
基結晶の粒径の２〜６乗に比例するとされている。そこ
で、軟磁気特性を向上させるためには、Ｆｅ基結晶の粒
径は小さいほど好ましいとされている。

【０００３】ここで、炭化物の粒子は、各Ｆｅ基結晶の
粒界をピン止めし、もってＦｅ基結晶の成長を抑制し、
その粒径を大きくしないように作用するために添加され
ている。従って、軟磁気特性を向上させるためにはこう
した炭化物の添加は重要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、市場におい
てはさらなる優れた軟磁気特性を有する磁性材料が要求
されており、ますますの開発が営まれている。本発明者
等は、これらの要求に応えるべく、軟磁性合金について
鋭意研究を繰り返した結果、画期的な合金を見い出し、
本発明に至った。

【０００５】即ち、本発明は従来にはない、より優れた
軟磁気特性を有する軟磁性合金を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の軟磁性合金は、
Ｆｅ若しくはＣｏを主成分とする結晶と、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの金属元素群から選ば
れる少なくとも１種の元素の炭化物もしくは窒化物の結
晶とを有し、全体として平均結晶粒径が４０nm以下の微
細結晶で構成され、前記Ｆｅ若しくはＣｏを主成分とす
る結晶にＳｉとＡｌが固溶しており、前記炭化物もしく
は窒化物の結晶の平均結晶粒径をｄ、前記Ｆｅ若しくは
Ｃｏを主成分とする結晶の平均結晶粒径をＤとした場合
に、その比率ｄ／Ｄが、０.０５以上かつ０.４以下であ
ることを特徴とするものである。

【０００７】

【０００８】さらに、組成式が次式で表わされるもので
ある。Ｔ_{１００−ｅ−ｆ−ｂ−ｃ−ｄ}−Ｓｉ_ｅ−Ａｌ_ｆ−Ｍ_ｂ
−Ｚ_ｃ但し、ＴはＦｅとＣｏのいずれか又は両方、ＭはＴｉ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの金属元素群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素、ＺはＣとＮのいずれ
か又は両方を表わし、下記の組成比（原子％）を満足す
る。残部はＴである。８≦ｅ≦１５、０.５≦ｆ≦１０、１≦ｂ≦７、０.５≦
ｃ≦１０

【０００９】この際、Ｓｉの組成比が、Ａｌの組成比の
１.５倍以上であれば、より好ましい。

【００１０】本発明の磁気ヘッドは、上記本発明の軟磁
性合金を磁気コアとして用いてなるものである。

【００１１】

【作用】以下に本発明を詳細に説明する。本発明者等
は、図１（ｂ）に示されるような結晶組織からなる合金
において、各Ｆｅ基結晶間が接触している粒界面積を広
くすることによって、磁気的結合を強め、軟磁気特性を
向上させることができることを知見した。そして、ある
条件の下で、図１（ａ）に示されるように、各Ｆｅ基結
晶を大きくすることによって、この各Ｆｅ基結晶が直接
接触する粒界面積を広くすると、Ｆｅ基結晶の拡大化に
伴う保磁力の増加を打消し、さらに軟磁気特性を向上さ
せることができることを見い出した。また、この現象
は、Ｆｅの代りにＣｏを用いた場合、また炭化物の代り
に窒化物を用いた場合も同様な結果が得られることを見
い出した。さらに、Ｆｅ（若しくはＣｏ）基結晶の粒径
と、炭化物もしくは窒化物の粒子の粒径の比、また炭化
物もしくは窒化物の体積分率がその磁気特性に作用する
ことを見い出した。すなわち、各Ｆｅ基結晶の大きさを
できるだけ抑えた上で、各Ｆｅ基結晶間の接触を増加さ
せることで、効率良く、軟磁気特性を向上させることが
できる。

【００１２】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本
発明の軟磁性合金では、各Ｆｅ若しくはＣｏを主成分と
する結晶間の粒界面積を大きくし、磁気的結合を強める
ことによる軟磁気特性の向上と共に、Ｆｅ若しくはＣｏ
を主成分とする結晶からなる合金中に、Ｍ（IV〜ＶＡ族
元素）の炭化物もしくは窒化物が適当に分散することに
より、Ｆｅ若しくはＣｏ等を主成分とする結晶の成長を
調整するもので、優れた軟磁気特性を発揮する微細結晶
状態が高温の熱処理後も維持される。また、微細結晶状
態により、良好な軟磁気特性を示す作用としては、隣接
する個々の強磁性結晶（Ｆｅ基もしくはＣｏ基）の間に
磁化を平行にしようとする相互作用、即ち交換相互作用
および双極子−双極子相互作用が、結晶磁気異方性より
も相対的に強く作用し、巨視的に結晶磁気異方性エネル
ギが大幅に低下したかのように振舞うものと思われる。
したがって、強磁性結晶間の粒界には非磁性である炭化
物もしくは窒化物などの析出物ができるだけ少ない方が
交換相互作用を粒間に効果的に作用させることができ、
好ましい。しかし、炭化物もしくは窒化物の含有量が少
な過ぎると、または炭化物もしくは窒化物の粒径が強磁
性結晶の粒径に比べて小さ過ぎると、微結晶状態を保つ
ことが困難となる。そこで本発明においては、炭化物も
しくは窒化物の粒径（ｄ）と、Ｆｅ若しくはＣｏを主成
分とする結晶の粒径（Ｄ）の比、さらには炭化物もしく
は窒化物の体積分率を最適範囲に設定することにより、
優れた軟磁気特性を有する軟磁性合金を得るものであ
る。

【００１３】本発明においては、炭化物もしくは窒化物
の粒径（ｄ）と、Ｆｅ若しくはＣｏを主成分とする結晶
の粒径（Ｄ）の比ｄ／Ｄを０.０５以上かつ０.４以下と
している。結晶の成長には粒界の移動が必要である。炭
化物もしくは窒化物はこの粒界移動を抑制するはたら
き、即ちピン止め効果を有する。しかしながら、高い熱
処理温度や長い熱処理時間を施した場合に、上記比が
０.０５よりも小さいと、炭化物もしくは窒化物による
Ｆｅ基結晶もしくはＣｏ基結晶の粒界のピン止め効果が
有効に作用せず、Ｆｅの体心立方構造、またはＣｏの六
方稠密構造あるいは面心立方構造の結晶の粒径が急激に
大きくなり過ぎてしまう。また、これらＦｅ基結晶もし
くはＣｏ基結晶の粒径が４０nmを超えると、軟磁気特性
は急激に悪化してしまう。尚、熱処理温度が低く、熱処
理時間が短い場合などには、この範囲よりも小さくして
も支障がない。しかしながら、軟磁性合金を用いて磁気
ヘッドなどを製造する場合、その製造過程において、ガ
ラス溶着工程などがあり、高温または長時間の熱処理を
避けられず、実際上、０.０５以上とする必要が生じ
る。また、上限値を０.４としたのは、比ｄ／Ｄを０.４
以下とすることにより、保磁力Ｈｃを低減せしめること
ができるからである。

【００１４】ところで、比ｄ／Ｄは合金膜の組成により
一義的に決定されるものではなく、最適な比ｄ／Ｄの設
定は、熱処理温度や時間の影響も受ける。たとえば、図
２に、Ｆｅ_78.9Ｓｉ_10.8Ｈｆ_4.1Ｃ_6.2合金膜において、
その体心立方結晶とＨｆの炭化物（ＮａＣｌ型結晶構
造）における熱処理温度と平均結晶粒径の関係を示す。
図２からわかるように、熱処理温度が高くなると、比ｄ
／Ｄはほぼ一定であるが、熱処理温度が低い場合には、
比ｄ／Ｄがかなり小さくなってしまっている。これは、
熱処理温度が低いと、炭化物（窒化物）の析出状態が、
図１（ａ）に示されているような、体心立方結晶の粒界
の三重点に析出しているようなものばかりでなく、図３
に示されるように、三重点以外の箇所にも数多く析出し
ているためである。尚、高温の熱処理後のものは、電子
顕微鏡を用いて観測した結果、明らかに炭化物の殆どが
図１（ａ）のように、粒界の三重点に析出していた。

【００１５】図３のような状態は、炭化物（窒化物）粒
子の絶対数が少ない際は良いが、数が多くなると、Ｆｅ
を主成分とする体心立方結晶どうしの磁気的結合が阻害
され、優れた軟磁気特性が得られにくくなる。すなわ
ち、このような場合、比ｄ／Ｄが本発明の範囲を満たし
ていても、従来の合金膜より優れた特性が得られにくく
なってしまうことがある。このような例として、詳細を
後述する図４中に、比ｄ／Ｄが０.３０のＦｅ_65.2Ａｌ
_10.0Ｔａ_11.2Ｃ_13.6膜について、８７３Ｋで熱処理を施
した後の、その粒径Ｄと保磁力Ｈｃの関係を○で示し
た。この○で示される合金膜は、比ｄ／Ｄは小さいが、
保磁力Ｈｃは図４中に示されている他の従来例の合金膜
と同程度でになってしまっている。こうした場合、比ｄ
／Ｄの数値限定と共に、炭化物（窒化物）粒子の絶対数
に関係するＭ元素とＺ元素の組成比に上限を設けること
が望ましい。従って、上記Ｍは７原子％以下、Ｚは１０
原子％以下とすることが好ましい。こうすることによっ
て、低温度での熱処理においても従来の合金膜より優れ
た軟磁気特性を得ることができ、広範囲な熱処理に対応
して優れた軟磁気特性を有する軟磁性合金となる。ま
た、粒径が４０nm以下の均質な微結晶構造を得るために
は、Ｍを１原子％以上、Ｚを０.５原子％以上とするこ
とが望まれる。

【００１６】本発明の軟磁性合金において、Ｆｅ若しく
はＣｏは主成分であり、磁性を担う元素である。この主
相となるＦｅ若しくはＣｏの量は他の元素の残部とす
る。

【００１７】上記金属群Ｍの炭化物または窒化物からな
る粒子は、Ｆｅ若しくはＣｏを主成分とする結晶の成
長、粗大化を抑制し、軟磁気特性の耐熱性を向上させる
効果がある。特に、本発明の軟磁性合金を用いて積層型
磁気ヘッドを製造する場合などに、融点の高い高融点ガ
ラスをラミネートガラスに用いることが可能となる。ま
た、スパッタの際に非晶質化し易くする作用がある。こ
れらの効果を得るために、添加量は１原子％以上あるこ
とが望ましい。また、１０原子％を超えると飽和磁束密
度Ｂｓが低下し好ましくなく、７原子％以下とすること
が好ましい。

【００１８】ＣまたはＮは上記金属Ｍと結合して、炭化
物または窒化物を生成するものである。また同様に、磁
気ヘッドを製造する場合などに、スパッタを施す際など
には非晶質化し易くする作用がある。スパッタ後に磁性
膜が非晶質であると、後の熱処理時に均質な微結晶を得
られやすく望ましいからである。これらの効果を得るた
めに、添加量は０.５原子％以上あることが好ましい。
また、１５原子％を超えると飽和磁束密度Ｂｓが低下し
好ましくなく、１０原子％以下とすることが好ましい。
また、Ｃの添加量が１０原子％よりも多いと、比ｄ／Ｄ
を小さくすることが困難となる。この点からもＣの添加
量は１０原子％以下とすることが望まれる。

【００１９】本発明においてＳｉまたはＡｌは重要な成
分である。Ｓｉは、ＡｌやＱの添加により増加する磁歪
λ_sを低減する作用がある。Ｓｉは、スパッタの際に磁
性膜を非晶質化し易くする作用がある。従来、磁性膜を
非晶質化し易くするために、炭化物または窒化物を多量
に含有させていたが、炭化物または窒化物の含有量を低
減することができ、炭化物または窒化物による飽和磁束
密度の低下を抑制することができる。即ち、均質な微結
晶組織を得るためには、非晶質状態の膜を熱処理して微
結晶を析出させることが有効である。ところで、ＭとＺ
の組成比が低下すると、成膜時に非晶質が形成されにく
くなってしまう。しかしながら、Ｓｉは非晶質の形成を
助ける作用があるので、Ｓｉの添加は結局、上記ＭとＺ
の組成比が少量であっても、非晶質を形成させることに
よる均質な微細結晶組織の生成を促進させることができ
る。よって、Ｓｉの添加は上記金属ＭとＺの組成比を下
げる効果があることになる。Ｓｉは、Ｆｅの結晶に固溶
し、比抵抗を増加させる効果がある。Ｓｉは、結晶粒の
成長を遅くすると共に、結晶磁気異方性エネルギを低下
させて軟磁気特性の耐熱温度を上げる作用がある。この
Ｓｉの添加量は、上記の効果を発揮させるためにも、
０.５原子％以上あることが好ましい。より好ましく
は、８原子％以上である。また、２５原子％よりも多く
なると、飽和磁束密度Ｂｓが低下するので好ましくな
い。より好ましくは、１５原子％以下である。

【００２０】Ａｌの添加は、（Ｉ）耐環境性を向上させる効果がある。（II）Ｆｅの結晶に固溶し、比抵抗を増加させる効果が
ある。（III）結晶粒の成長を遅くするとともに、結晶磁気異
方性エネルギを低下させて軟磁気特性の耐熱温度を上げ
る作用がある。このＡｌの添加量は、（Ｉ）の効果を発揮させるため
に、０.５原子％以上あることが好ましい。しかしなが
ら、２５原子％よりも多くなると、磁歪λ_sが大きくな
り過ぎ（｜λｓ｜が３×１０^-6以上となる）、また飽和
磁束密度Ｂｓも低下するので好ましくない。より好まし
くは、１０原子％以下である。

【００２１】また、ＳｉとＡｌを同時に複合添加すると
磁歪λｓを抑えると同時に、耐環境性、耐食性、耐熱性
を向上させることができ、さらに高周波透磁率の改善効
果が発揮される。但し、この場合、磁歪λｓの低減効果
をより的確に得るためには、ＳｉとＡｌの添加量の比率
（Ｓｉ／Ａｌ）を３／２以上とすることが望まれる。

【００２２】Ｑは主として耐環境性の向上のために添加
する元素である。通常の場合、Ａｌの添加のみで十分で
あるが、要求される耐環境性の水準が高いとき、あるい
は磁歪との関係でＡｌ濃度を高くできないとき、Ａｌの
耐環境性向上の機能を補う目的で添加される。Ｑは１０
原子％を超えて添加されると、飽和磁束密度の低下およ
び磁歪の増加を招くので、１０原子％以下とすることが
好ましい。

【００２３】また、必要に応じて、Ｙ、希土類元素、Ｚ
ｎ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓ
ｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ等の元素を添加することで磁歪を調整すること
もできる。

【００２４】尚、その他の、Ｈ，Ｏ，Ｓ等の不可避的不
純物については、所望の特性が劣化しない程度に含有し
ていても本発明の軟磁性合金の組成と同一とみなすこと
ができるのは勿論である。本発明の軟磁性合金は、その
用途に合わせて、様々な形態、すなわち、薄膜、ブロッ
ク、粉体等とされて使用され得る。例えば、積層ヘッド
やＭＩＧヘッドに用いる場合には、軟磁性合金膜として
用いられる。

【００２５】本発明の軟磁性合金からなる磁性膜を作成
するには、合金膜をスパッタ、蒸着等の薄膜形成技術に
より作成する。スパッタ装置としてはＲＦ２極スパッ
タ、ＤＣスパッタ、マグネトロンスパッタ、３極スパッ
タ、イオンビームスパッタ、対向ターゲット式スパッタ
等の既存のものを使用することができる。

【００２６】

【実施例】図４に、種々の（Ｆｅ_1-xＳｉ_x）−ＨｆＣ合
金膜における保磁力Ｈｃと合金膜中のｂｃｃ相の粒径の
関係を試験した結果を示す。図４中、点●でプロットさ
れたものは、本実施例に該当するもので、ｄ／Ｄが０.
２〜０.３、ＨｆＣの体積分率が８％である。また、
□、◇、△は比較例に該当するもので、ｄ／Ｄが０.４
〜０.５、ＨｆＣの体積分率が１３％である。比
（（炭化物の粒径ｄ）／（ｂｃｃ相の粒径Ｄ））は、合
金膜の組成（Ｈｆ，Ｃの濃度）及び熱処理条件（例え
ば、温度、保持時間）で制御できる。尚、各合金膜の膜
厚は５〜６μmである。図４から、比ｄ／Ｄが小さい本
実施例の軟磁性合金は、他の合金よりも保磁力が小さく
軟磁気特性に優れていることが明らかである。図４にお
いて、本実施例の●に対して、ｂｃｃ相の組成（Ｓｉ濃
度）はほぼ等しいものの、ＨｆＣの組成比が多い△を比
較すると、Ｈｆ及びＣの少ない●は、△と粒径Ｄが同等
であっても、保磁力Ｈｃが小さくなっていることがわか
る。

【００２７】上記本発明の軟磁性合金は、熱処理を施す
ことで金属群Ｍの炭化物または窒化物が均一に分散した
状態になる。Fe_76.3Si_12.0Al_2.1Hf_3.6C_6.0合金膜を例に
して、熱処理前と熱処理後のＸ線回折パターンを測定し
た。熱処理は、６８０℃で２０分間保持するものとし
た。また、Ｘ線回折パターンはＣｏ-Ｋα線源を用いて
測定した。熱処理前のＸ線回折パターンを図６に、熱処
理後のＸ線回折パターンを図５に示した。図６から、ブ
ロードなハローパターンが示されており、熱処理前は非
晶質であることがわかる。

【００２８】一方、図５から熱処理後では、α-Ｆｅ
（体心立方構造のＦｅを主成分とする結晶）とＨｆＣ
（Ｈｆの炭化物の結晶）の存在が確認できる。しかも、
α-Ｆｅの回折ピークの位置から、α-Ｆｅの結晶にはＳ
ｉとＡｌが固溶していることがわかる。また、α-Ｆｅ
とＨｆＣの各Ｘ線回折ピークの半値幅から、α-Ｆｅの
結晶粒径は１９nm、ＨｆＣの結晶粒径は３.４nmである
ことがわかる。

【００２９】図７に、保磁力Ｈｃとｂｃｃ相の粒径の熱
処理温度依存性を示す。図７中、○が本実施例に該当す
るもので、組成はＦｅ_79.1Ｓｉ_10.8Ｈｆ_3.9Ｃ_6.2で示さ
れ、比ｄ／Ｄは０.２〜０.３であり、□、△は比較例に
該当するもので、それぞれ、Ｆｅ_79.6Ｈｆ_7.2Ｃ_13.2、
Ｆｅ_70.5Ｓｉ_10.2Ｈｆ_5.9Ｃ_13.4、の組成を有し、比ｄ
／Ｄは０.４よりも大きいものである。尚、各合金膜の
膜厚は５〜６μmである。図７から、高温での熱処理後
において、本実施例の合金膜は、ｂｃｃ相の粒径は比較
例△よりも大きいものの、保磁力Ｈｃは比較例の合金膜
よりも低い値を示している。これは、比ｄ／Ｄ及び、炭
化物の体積分率が減少したことによる効果であると解さ
れる。

【００３０】本発明の軟磁性合金を用いて、磁気ヘッド
を製造した実施例を示す。図８，９に示す磁気ヘッド
は、コンピュータ用のハードディスク装置用磁気ヘッド
に適用した一例を示す。図８に示す磁気ヘッド１０は、
一対の互いに平行な浮上レール１６，１６の形成された
スライダ１４と、一方の浮上レール１６の端部に形成さ
れたコア部１８と、磁気コア２０とで概略構成されるも
ので、スライダ１４とコア部１８を基体とすると、これ
らの基体中に磁気コア２０は挟み込まれて配置されてい
る。図８のＡ部の拡大図を図９に示す。スライダの一部
分でもある基体１４’と基体１４''間に磁性膜２０’が
挟み込まれ、同様にコア部１８の一部分でもある基体１
８’と基体１８''間に磁性膜２０''が挟み込まれ、磁性
膜２０’と磁性膜２０''で磁気コア２０が形成される。
さらにスライダ１４とコア部１８の間には非磁性体が介
在し、これが磁気ギャップ２２となっている。さらにま
た、磁気コア２０の一方の面と基体１４''，１８''の間
には、磁気コア２０と基体１４''，１８''を接合する溶
着ガラス（ラミネートガラス）２４が介在している。さ
らにまた、図示していないが、コア部１８にはコイルが
巻回されて磁気ヘッドが構成される。この図示したハー
ドディスク装置用磁気ヘッドにおいては、磁性体である
円盤状のハードディスク上を、磁気ギャップ２２が極僅
かに離間して浮上走行して磁気記録または再生を行なう
ものである。

【００３１】図８で示したハードディスク用磁気ヘッド
において、磁気コア２０に、本実施例に相当する軟磁性
合金を用いて構成した磁気ヘッド（試料番号１，２）
と、他の磁性材料を用いて構成した磁気ヘッド（試料番
号３）において、それぞれの孤立波出力を測定した。
尚、試験に供した磁気ヘッドは、トラック幅が５.５μ
m、ギャップ深さが２μmのものとし、測定に供したハー
ドディスクの保磁力Ｈｃは１６００Ｏｅ、周速は８.８
４ｍ／ｓ、磁気ヘッドの浮上量を８０nmにして測定し
た。結果を表１に示す。尚、表中、孤立波出力は、巻数
で規格化した相対値である。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から、ｄ／Ｄが、０．０５〜０．４の
範囲にある本実施例の試料番号１，２の磁気ヘッドが、
本発明に該当しないｄ／Ｄの軟磁性合金の磁気ヘッドに
比べて明らかに高い孤立波出力を得ていることがわか
る。特に、ＳｉとＡｌの両方を含有する軟磁性合金を適
用した試料番号１の磁気ヘッドはより優れた孤立波出力
を発現している。

【００３４】図１０に本発明の軟磁性合金を用いてなる
ＶＴＲ用磁気ヘッドを示す。磁気ヘッド３６は、Ｍｎ-
Ｚｎフェライト基体に軟磁性合金膜４４が成膜された一
対の半コア３８，３８が磁気ギャップ４２が形成される
ように接合されたメタルインギャップタイプ（ＭＩＧ）
の磁気ヘッドである。尚、巻線孔５２にはコイル４６が
巻回され、軟磁性合金膜の成膜された磁気コア半体３
８，３８はギャップ部４２及びトラック幅規制溝４８に
存在するギャップガラスで溶着されている。

【００３５】本実施例に相当する軟磁性合金（Ｆｅ_75.3
Ｓｉ_12.4Ａｌ_4.3Ｈｆ_3.0Ｃ_5.0、比ｄ／Ｄ：０.２２）か
らなる磁性膜を用いて、図１０に示したＶＴＲ用の映像
磁気ヘッドを製造し、自己録再出力の周波数特性を測定
した。ここでの自己録再出力は、インダクタンスで規格
化した相対値である。尚、磁気ヘッドのトラック幅は２
３μm、ギャップ深さは２０μmとし、試験に用いた磁気
テープは保磁力が１５００Ｏｅのものとし、磁気ヘッド
と磁気テープの相対速度は３.８ｍ／ｓとした。また
比較例として、組成がＦｅ_65.2Ａｌ_9.7Ｔａ
_12.0Ｃ_13.6、比ｄ／Ｄが０.４２の磁性材料を用いてな
る磁気ヘッドにおいて、同様の試験を行なった。試験結
果を図１１に示す。図１１から、全周波数領域におい
て、本実施例の磁気ヘッドが、比較例の磁気ヘッドより
も２〜３ｄＢほど自己録再出力が大きいことがわかる。

【００３６】本発明の軟磁性合金は、上述した磁気ヘッ
ドはもとより、他の種類の磁気ヘッドまたは、薄膜イン
ダクタ、薄膜トランス、スイッチング素子などの磁気素
子などにも適用することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の軟磁性合金は、Ｆｅ若しくはＣ
ｏを主成分とする結晶と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの金属元素群から選ばれる少なくと
も１種の元素の炭化物もしくは窒化物の結晶とを有し、
全体として平均結晶粒径が４０nm以下の微細結晶で構成
され、前記Ｆｅ若しくはＣｏを主成分とする結晶にＳｉ
とＡｌが固溶しており、前記炭化物もしくは窒化物の結
晶の平均結晶粒径をｄ、前記Ｆｅ若しくはＣｏを主成分
とする結晶の平均結晶粒径をＤとした場合に、その比率
ｄ／Ｄが、０.０５以上かつ０.４以下であることを特徴
とするものである。

【００３８】

【００３９】また、請求項１記載の軟磁性合金は、組成
式が次式で表わされることを特徴とする。Ｔ_{１００−ｅ−ｆ−ｂ−ｃ−ｄ}−Ｓｉ_ｅ−Ａｌ_ｆ−Ｍ_ｂ
−Ｚ_ｃ但し、ＴはＦｅとＣｏのいずれか又は両方、ＭはＴｉ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの金属元素群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素、ＺはＣとＮのいずれ
か又は両方を表わし、下記の組成比（原子％）を満足す
る。残部はＴである。８≦ｅ≦１５０.５≦ｆ≦１０１≦ｂ≦７０.５≦ｃ≦１０また、請求項２記載の発明は、Ｓｉの組成比がＡｌの組
成比の１.５倍以上であることを特徴とする請求項１記
載の軟磁性合金である。

【００４０】本発明の磁気ヘッドは、これらの軟磁性合
金を磁気コアに用いてなるものである。

【００４１】本発明の軟磁性合金は、上述したように、
保磁力Ｈｃが小さく軟磁気特性に優れたものなってい
る。したがって、本発明の軟磁性合金は様々な磁気装
置、特に磁気記録装置に欠かせない磁気ヘッドの磁気コ
アとして用いた場合に、その性能を向上せしめることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】合金の結晶の組織を示す概略図であって、図１
（ａ）は本実施例の合金、図１（ｂ）は従来例の合金を
示すものである。

【図２】合金膜の結晶について、熱処理温度と平均結晶
粒径の関係を示すグラフである。

【図３】合金の結晶の組織を示す概略図である。

【図４】各種組成の合金膜において、主相の粒径Ｄと保
磁力Ｈｃの関係を示すグラフである。

【図５】本実施例の軟磁性合金の熱処理後のＸ線回折パ
ターンである。

【図６】本実施例の軟磁性合金の熱処理前のＸ線回折パ
ターンである。

【図７】各種の合金膜について、熱処理温度と、保磁力
（ａ）および平均結晶粒径（ｂ）の関係を示すグラフで
ある。

【図８】ハードディスク装置用磁気ヘッドの斜視図であ
る。

【図９】図８のＡ部の拡大図である。

【図１０】ＶＴＲ用の映像磁気ヘッドの斜視図である。

【図１１】磁気ヘッドの自己録再出力の周波数依存を示
すグラフである。

【符号の説明】

１０磁気ヘッド２０磁気コア２１溶着ガラス２２磁気ギャップ２４ラミネートガラス３６磁気ヘッド４２磁気ギャップ４８トラック幅規制溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０１Ｆ 10/14 Ｈ０１Ｆ 10/14 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 C22C 19/07 G11B 5/127 G11B 5/147 G11B 5/23 H01F 10/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｆｅ若しくはＣｏを主成分とする結晶
と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの金
属元素群から選ばれる少なくとも１種の元素の炭化物も
しくは窒化物の結晶とを有し、全体として平均結晶粒径
が４０nm以下の微細結晶で構成され、前記Ｆｅ若しくは
Ｃｏを主成分とする結晶にＳｉとＡｌが固溶しており、前記炭化物もしくは窒化物の結晶の平均結晶粒径をｄ、
前記Ｆｅ若しくはＣｏを主成分とする結晶の平均結晶粒
径をＤとした場合に、その比率ｄ／Ｄが、０.０５以上
かつ０.４以下である軟磁性合金であり、該軟磁性合金
は組成式が次式で表されるものであることを特徴とする
軟磁性合金。Ｔ_{１００−ｅ−ｆ−ｂ−ｃ−ｄ}−Ｓｉ_ｅ−Ａｌ_ｆ−Ｍ_ｂ
−Ｚ_ｃ但し、ＴはＦｅとＣｏのいずれか又は両方、ＭはＴｉ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの金属元素群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素、ＺはＣとＮのいずれ
か又は両方を表わし、下記の組成比（原子％）を満足す
る。残部はＴである。８≦ｅ≦１５０.５≦ｆ≦１０１≦ｂ≦７０.５≦ｃ≦１０
【請求項２】Ｓｉの組成比がＡｌの組成比の１.５倍
以上であることを特徴とする請求項１記載の軟磁性合
金。
【請求項３】請求項１又は２に記載の軟磁性合金を磁
気コアとして用いてなることを特徴とする磁気ヘッド。