JP5650169B2 - 垂直磁気記録媒体における軟磁性膜層用合金ターゲット材 - Google Patents
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(1)Zr、Hf、Nb、TaおよびBの1種または2種以上を含有し、残部CoおよびFe、ならびに不可避的不純物よりなり、下記式1および式2を満足し、相対密度99%以上であることを特徴とする垂直磁気記録媒体における軟磁性膜層用合金ターゲット材にある。
0.20≦Fe/(Fe+Co)≦0.50(at.%比) … (1)
5at%≦(Zr+Hf+Nb+Ta)+B/2≦10at% … (2)
ただし、B:7%以下とする。
(4)混合粉末によるターゲット材と単一粉末によるターゲット材とのPTF値の差を5〜15とすることを特徴とする前記(2)または(3)に記載の垂直磁気記録媒体における軟磁性膜層用合金ターゲット材である。
先ず、本発明に係る垂直磁気記録媒体における軟磁性膜層用合金ターゲット材の組成としての限定理由について述べる。
Fe/(Fe+Co):0.20〜0.50(at.%比)
Fe/(Fe+Co)は、飽和磁束密度、非晶質性および耐候性に大きく影響するパラメータであり、0.20から0.50の範囲においては、Feの割合を高くするにしたがって飽和磁束密度は向上する。しかし、0.50を超えると飽和磁束密度の向上が飽和し、耐食性の大幅な劣化が見られる。また、Fe/(Fe+Co)が0.20未満では充分な飽和磁束密度が得られないことから、その範囲を0.20〜0.50とした。
Zr,Hf,Nb,Ta,BはFe,Coに対して、いずれも共晶系の状態図を持ち、アモルファス相を形成させる元素である。また、共晶組成におけるこれらの元素の濃度はBを除いて、8〜13at%程度であり、Bのみ20at%弱である。したがって、Zr,Hf,Nb,TaとB/2の合計量で扱うことができる。(Zr+Hf+Nb+Ta)+B/2が5%未満では共晶質性が充分でなく、10%を超えると共晶質性が飽和し、飽和磁束密度が低下してしまう。また、Bが7%を超えると耐食性が劣化する。したがって、その範囲を5〜10%、Bは7%以下とする。
「Fe/(Fe+Co):1.00〜0.90(at.%比)、(Zr+Hf+Nb+Ta)+B/2:3〜12at%よりなる粉末」と「Fe/(Fe+Co):0.00〜0.10(at.%比)、(Zr+Hf+Nb+Ta)+B/2:3〜12at%よりなる粉末」を混合する。請求項1に記載の合金は、高い飽和磁束密度と高い共晶質性および耐候性を有する優れた合金である。
固化成形条件について、800℃未満、もしくは100MPa未満で固化成形すると、相対密度が低くなってしまう。また、1250℃を超えると一部溶融し、凝固ポアが発生してしまう。さらに、1000MPaを超える固化成形は工業的に困難である。したがって、その範囲を800〜1250℃、100〜1000MPaとした。
請求項2の製法によると、Feリッチな原料粉末(低耐食性)とCoリッチな原料粉末(高耐食性)を混合し固化成形するため、両粉末間で一種の局部電池が成立し、ターゲット材としては比較的発銹しやすい材料となってしまう。そこで、少なくともFeリッチ原料粉末もしくは両粉末にAl,Crを添加することにより、ターゲット材として発銹しにくい材料とすることができる。しかし、Al+Crが5at%を超えると効果が飽和する。また、ターゲット材トータルとして5at%を超えると、このターゲットをスパッタ成膜した薄膜の飽和磁束密度を低下させてしまう。したがって、5at%以下とした。
表1の成分に秤量した原料30gを径10×40mm程度の水冷銅ハースにて減圧Ar中でアーク溶解し、急冷薄帯の溶解母材とした。急冷薄帯の作製条件は単ロール方式で、径15mmの石英管中にこの溶解母材にセットし、出湯ノズル径を1mmとし、雰囲気圧61kPa、噴霧差圧69kPa、銅ロール(径300mm)の回転数3000rpm、銅ロールと出湯ノズルのギャップ0.3mmにて出湯した。出湯温度は各溶解母材の溶融直後とした。このようにして作製した急冷薄帯を供試材とし、以下の項目を評価した。
ガラスペレットに両面テープで供試材を貼り付け、X線回折装置にて回折パターンを得た。このとき、測定面は急冷薄帯の銅ロール接触面となるように供試材をガラスペレットに貼り付けた。X線源はCu−kα線で、スキャンスピード4°/minで測定した。この回折パターンのメインピークの1/2高さの幅を画像解析し、半値幅を求め、非晶質性の評価とした。
ガス種:Ar、ノズル径:径6mm、ガス圧:5MPa
(2)分級:−500μm
(3)真空封入
封入缶材質:SC、缶の内寸法:径200mm×100mmL、到達真空度:0.1Pa以下
(イ)HIP(熱間静水圧プレス)
加熱温度:1000〜1300℃、圧力:80〜150MPa、保持時間:5hr
(ロ)アップセット
加熱温度:750〜1000℃、圧力:450〜1000MPa
(5)機械加工
ワイヤカット・旋盤加工・平面研磨により最終形状:径180mm×7mmtに加工
VSM装置(振動試料型磁力計)にて、印加磁場:1200kA/mで測定、供試材の重量は200mg程度。
ASTM F1761−00にしたがって、PTF値を測定した。比較として、同組成のターゲット材を単一成分粉末から、同条件で固化成形したものを作製し、PTF値を測定した。その際に、[混合粉末によるターゲット材のPTF(単位:%)−単一粉末によるターゲット材のPTF(単位:%)]を評価した。
密度の測定方法は体積重量法(加工したターゲット材の寸法、重量を測定し、重量/体積にて算出)で、また、相対密度(計算密度に対する実測密度の割合)を算出し、99%以上:○、98%以上、99%未満:△、98%未満:×にて評価した。
ターゲット材を用いた塩水噴霧試験としては、JIS Z 2371に基づき、NaCl:5質量%溶液を24時間噴霧した後のターゲット材外観を目視により発銹の有無を確認した。その評価基準として下記で評価した。
○:発銹なし、△:ターゲット材の一部に発銹、×:ターゲット材の全面に発銹
特許出願人 山陽特殊製鋼株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊
Claims (4)
- Zr、Hf、Nb、TaおよびBの1種または2種以上を含有し、残部CoおよびFe、ならびに不可避的不純物よりなり、下記式1および式2を満足し、相対密度99%以上であることを特徴とする垂直磁気記録媒体における軟磁性膜層用合金ターゲット材。
0.20≦Fe/(Fe+Co)≦0.50(at.%比) … (1)
5at%≦(Zr+Hf+Nb+Ta)+B/2≦10at% … (2)
ただし、B:7%以下とする。 - Fe/(Fe+Co):1.00〜0.90(at.%比)、(Zr+Hf+Nb+Ta)+B/2:3〜12at%よりなる粉末と、Fe/(Fe+Co):0.00〜0.10(at.%比)、(Zr+Hf+Nb+Ta)+B/2:3〜12at%よりなる粉末を混合し、800〜1250℃、100〜1000MPaで固化成形することを特徴とする請求項1に記載の垂直磁気記録媒体における軟磁性膜層用合金ターゲット材。
- 請求項2における原料粉末において、Fe/(Fe+Co):1.00〜0.90(at%比)、(Zr+Hf+Nb+Ta)+B/2:3〜12at%よりなる粉末もしくは両方の粉末に、Al+Crを5at%以下含有させ、ターゲット材トータルとして5at%以下含有させたことを特徴とする垂直磁気記録媒体における軟磁性膜層用合金ターゲット材。
- 混合粉末によるターゲット材と単一粉末によるターゲット材とのPTF値の差を5〜15とすることを特徴とする請求項2または3に記載の垂直磁気記録媒体における軟磁性膜層用合金ターゲット材。
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