JPH01260621A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法に係り、特に
強磁性金属層を磁気記録層とする磁気記録媒体及びその
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来より非磁性基板上に強磁性金属層を設けた磁気記録
媒体は知られていた（例えば特公昭５４−３３５２３号
）。このような磁気記録媒体は、高分子バインダー中に
磁性酸化物粒子を埋め込んだ塗布型の磁気記録媒体に比
較して高い記録密度が達成される。しかし磁性層である
金属層は腐食を受けやずいという問題があった。この問
題について、特開昭６２−２８９１９号には、非磁性基
板上に設けた強磁性金属層の電気化学的に測定した自然
電極電位を銀−塩化銀標準参照電極電位に対してＯボル
トより貴又は−０，６ボルトより卑とすることにより耐
食性を向上させることが記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記特開昭６２−２８９１９号記載の技術は、高温高湿
の条件における耐食性については優れているが、媒体の
エラー特性と最も密接な関係がある孔食に関する耐食信
頼性については充分な配慮がされておらず、実機使用状
態でエラーを発生し易いという問題があった。

本発明の目的は、孔食に対する耐食性に優れ、エラーを
生じ難い磁気記録媒体及びその製造方法を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、（１）非磁性基板上に強磁性金属層を有す
る磁気記録媒体において、上記強磁性金属層の電気化学
的に測定した自然電極電位が、銀−塩化銀標準参照電極
電位に対して−０，４ボルト以上−０．３ボルト以下の
範囲であることを特徴とする磁気記録媒体、（２）非磁
性基板上にスパッタリングにより強磁性金属層を形成す
る磁気記録媒体の製造方法において、上記スパッタリン
グは酸素若しくは水素又はその両者の存在において行な
うことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法によって達
成される。

本発明の磁気記録媒体の一例の部分縦断面図を第１図に
示す。１は非磁性基板、２，２′は非磁性下地層、３，
３′はＣｒ下地層、４，４′は強磁性金属層、５，５′
は保護膜である。

非磁性基板としては種々のものが用いられるが、アルミ
基板を用いるときは、非磁性下地層　２゜２′としてＮ
ｉＰを５〜３０ＩＩｍの厚みに形成して用いることが、
ディスクの強度の向」二と共に表面平坦性、浮上性の向
」二の点で好ましい。また磁性特性制御のため、１００
〜５０００人の厚みのＣｒ下地層３゜３′を設けること
が好ましい。なお、非磁性下地層２，２′及びＣｒ下地
層３，３′は、必らずしも＝３− 設ける必要はない。

保護膜５，５′は、１．００〜１０００人の厚みに設け
ることが、耐摺動信頼性の向上と共に耐蝕性をさらに向
上させるために好ましいが、必らずしも設ける必要はな
い。保護膜が１０００人より厚いとスペーシング損失が
多くなる。なお、保護膜の上にさらに潤滑層を設けても
よい。

上記自然電極電位が、−〇、４〜−〇、３ｖの範囲にあ
る強磁性金属層は、例えば、該金属層を０２及びＨ２ガ
スの少なくとも一種を含むＡｒガス中でスパッタリング
により形成することによって得ることができる。０２及
びＨ２ガス量は０　、２ｖｏｆ１％以上、両者が存在す
るときはその合計量が０　、２ｖｏＱ％以上であること
が好ましい。０２の量は５ｖｏΩ％以下であることが好
ましく、Ｈ２の量は１０ｖｏｆ１％以下であることが好
ましい。それ故Ａｒガス中に０２を５ｖｏＱ％、Ｈ２を
１０ｖｏＱ％、合計１５ｖｏＱ％の不純物ガスを含んで
いてもよい。これらのガスが上記下限の量未満では効果
が顕著でない。また、０２が微量でも存在していること
が好ましい。０２の量が５ｖｏｎ％を越えると膜の劣化
が生じ易い。Ｈ７の量は、１０ｖｏＱ％を越えてもよい
が、安全上の問題から１゜ｖｏＱ％以下が好ましく、さ
らに５　ｖｏｆ１％以下が好ましい。

強磁性金属層の材質としては、Ｃｏを含むものが好まし
い。また、ｃｏと、さらにＮｉ、　Ｆｅ、　Ｔｉ。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ及びＹがら成る群から選ばれた
少なくとも一種の元素とを含むものが好ましく、特に、
ＣＯ及びＮｉと、さらに上記のうちの残りの元素、すな
わち、Ｆｅ、　Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｈｆ、　Ｎｂ、　Ｔａ
。

Ｙの一種以上の元素とからなるものが好ましい。

後者の場合、Ｎｉの含有量は総量の１０〜６０ａｔ％の
範囲であり、他の残りの元素は、総量の０．１〜３０ａ
ｔ％の範囲であることが好ましい。他の残りの元素が０
．１ａｔ％以上含まれると、金属層の表面に偏析し、磁
性膜の耐食性が向」ニする。

〔作用〕

薄膜強磁性金属層を有する磁気ディスクに発生したエラ
ーについて、ＥＳＣＡ、ＥＰＭＡ等により解析した結果
、エラーは金属層に発生した孔食であることが明らかに
なった。しかもこの孔食のほとんどすべての位置には塩
素イオンが存在していることが確認され、塩素イオンに
対する耐食性、耐孔食特性を改善することが金属層を有
する磁気ディスクの信頼性を高める上で特に重要である
ことが明らかになった。

そこで強磁性金属層の電気化学的性質を詳細に評価した
ところ、塩素イオンの存在下でも孔食の発生を抑えられ
る強磁性金属層は、その電気化学的に測定した自然電極
電位が、銀−塩化銀標準参照電極電位に対して−０，４
ｖ〜−０，３ｖの範囲にあることが明らかになった。

強磁性金属層を０２．Ｈ２等の不純物ガスを含むＡｒガ
ス中で成膜すると、ＣＯに添加したＺｒ、Ｈｆ等の元素
が金属層の結晶粒界、膜表面に多く偏析するようになり
、さらに酸素等と結合し、より強固な不働態被膜を形成
し、結晶粒内部を腐食から保護するためと考えられる。

この効果は、成膜時のＡｒガス中の０２．Ｈ２等の不純
物ガスの量が多くなると顕著になるが、あまり多量にな
り、上記自然電極電位が−０，３Ｖを越えるようになる
と、膜の劣化が進行し、保磁力、磁化等の磁気特性が低
下する。

そのため、強磁性金属層の電気化学的に測定した自然電
極電位を、銀−塩化銀標準参照電極電位に対して−０，
４〜−〇、３Ｖとすることで耐食性、磁気特性に優れた
磁気記録媒体とすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例を用いて説明する。

実施例１ 第１図に示すように、アルミニウム合金よりなる非磁性
基板１の表面を機械加工により精度よく仕上げた後、非
磁性下地層２，２′として非磁性Ｎ１−Ｐメツキ層を２
０ｕｍの厚さに形成し、鏡面研磨、ついで円周方向に同
心円状の微小凹凸が入るように研磨加工し、最終的な非
磁性下地層２゜２′の厚みをＩＯ／／ｆｆ＋とした。こ
こで微小凹凸の半径方向に測定した中心線平均面粗さは
１０ｎｍであった。

次に、上記基板を水洗乾燥し、ＤＣマグネトロンスパツ
タ装置で基板温度１００℃、Ａｒガス圧を１０ｍＴｏｒ
ｒとし、Ｃｒ下地層３，３′を５００ｎ　ｍ形成した後
、水素と酸素をそれぞれ０．１ｖｏΩ％含むＡｒガス中
で、ガス圧を１０ｍＴｏｒｒとして、Ｃｏ−３０ａｔ％
Ｎｉ−５ａｔ％Ｚｒの強磁性金属層４，４′を５０ｎ　
ｍ形成し、さらに３　ｍ　ＴｏｒｒのＡｒガス中で保護
膜５゜５′としてカーボンを４５ｎｍの厚みに形成して
磁気ディスクとした。

一方、自然電極電位を測定するための試料として、硼ケ
イ酸ガラス基板上に、上記強磁性金属層を単層でＺＯＯ
ｎ　ｍ厚に、上記と同様の方法で形成した。この強磁性
金属層の自然電極電位を以下に示す手順で測定した。

硼酸：　０．１５ｍｏ、Ｑ／　ｎ　、硝酸ナトリウム：
　０．０３７５ｍｏＱ／ｎ、塩化ナトリウム：　０．０
１ｍｏＱ／　Ｑがらなり、ｐＨ＝８．４５の硼酸緩衝液
中に高純度窒素（９９，９９９８％）を２０分間通気し
、ます脱気処理を行なった。

次いで高純度窒素ガスを流しながら測定試料をセットし
、標準電極（飽和ＫＣＱ水溶液）に対し、試料にポテン
シオスタットを用いて−１，５ｖの電圧を印加し、５０
Ａ／ｍ２の一定電流密度でカソード還元処理゛を２０分
間行なった。次に、ポテンシオスタットを用いて試料の
電位を貴方向に１７ｍＶ／ｍｉｎで」二げながら、その
電位・電流特性をレコーダに記録し、アノード分極曲線
を求めまた。なお、すべての測定は２５℃で行なった。

上記強磁性金属層の自然電極電位は一〇、３８Ｖであっ
た。なお、この値は、基板としてＮｊ−Ｐをメツキした
ＡＱ金合金強化ガラス、Ａｌ２２０．系セラミックス、
ガラスをコートしたセラミックスを用いてもほぼ同様の
値が得られた。

上記と同様にして、強磁性金属層の組成をＣｏ　−３５
ａｔ％Ｎｉ−７ａｔ％Ｚｒと替えた磁気ディスク及びア
ノード分極曲線測定用試料を作製した。この強磁性金属
層の自然電極電位は、−０，３９Ｖであった。

上記２種の磁気ディスクをクラス４０００の環境下で温
度６０℃、相対湿度８５％で１０００時間放置したが、
いずれも外観上の変化は認められず、記録再生における
欠陥数増加も皆無であり、十分な耐食性を有していた。

比較例 強磁性金属層として、Ｃｏ　−３０ａｔ％Ｎｉ合金を用
いた以外は、実施例１と同様にして、磁気ディスク及び
アノード分極曲線測定用試料を作製した。

その結果、温度６０°Ｃ１相対湿度８５％で１０００時
間放置したディスク表面は青色に変化し、記録再生にお
ける欠陥数増加も面あたり５００個以上増加した。

この媒体の強磁性合金層の自然電極電位を実施例１と同
様に測定したところ−０，７０Ｖであった。

実施例２ スパッタリンクの雰囲気を、０２を０．２ｖｏＱ％、Ｈ
２を２ｖｏΩ％添加したＡｒを用い、そのガス圧を５ｍ
Ｔｏｒｒとした以外は、実施例１と同様にして、Ｃｏ−
３０ａｔ％Ｎｉ−７ａｔ％Ｘ（ここにＸはＦｅ、　Ｔｉ
。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ及び比較例としてｐｔを表わす
）の強磁性金属層を有する磁気ディスク及びアノード分
極曲線測定用試料を作製した。

これらの試料のアノード分極曲線を測定した結果、Ｘと
してＦｅ、　Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｈｆ、　Ｎｂ、　Ｔ’ａ
を用いた場合、電気化学的に測定した自然電極電位が銀
−塩化銀標準参照電極電位に対して、表１に示すように
−０，４０Ｖ〜−〇、３１Ｖであった。これに対し、比
較例であるｐｔを用いた場合は＋〇、１０Ｖであった。

表　　　１ また、上記磁気ディスク上に１ｍｏＵ／Ｑの塩化ナトリ
ウム水溶液を噴霧し、３２時間４０℃に保持後表面観察
した結果、比較例のＰｔを用いたディスクでは孔食を生
じていたのに対し・、他のＦｅ、　Ｔｉ。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａを用いた磁気ディスク上では孔
食を生じていなかった。また、上記磁気ディスクをクラ
ス２０００の６０℃、湿度８０％の高温高湿環境下に３
００時間放置した結果、比較例のｐｔを用いた場合には
エラーが５０ケ程度増加したのに対し、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａを用いた場合にはエラーの増加は
認められなかった。外観はＺｒ。

Ｈｆを用いた場合に最も良好で、Ｔｉ、　Ｎｂ、　Ｔａ
。

Ｆｅを用いた場合に次いで良好であった。またさらにＹ
を０．５ａｔ％添加することで、さらに外観は良好とな
った。

また、上記の効果は、Ｃｒ下地層の替りに、Ｍ　ｏ　。

Ｗを用いても同様であった。さらにまた、Ｃの表面にフ
ッ素系の潤滑剤を５ｎｍ形成することでさらに耐食性は
向上した。

実施例３ スパッタリングの雰囲気を、０２を０．１ｖｏＱ％、Ｈ
２を０　、１　ｖｏｎ％添加したＡｒを用い、そのガス
圧を１５ｍＴｏｒｒとした以外は、実施例２と同様にし
て、Ｃｏ−４０ａｔ％Ｎｉ−５ａｔ％Ｘ（ここにＸはＦ
ｅ、　Ｔｉ。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａを表わす）の強磁性金属層を有
する磁気ディスク及びアノード分極曲線測定用試料を作
製した。また、比較例として、ＸがＣｕ。

ｐａ、ｐｔを用いた場合についても同様に磁気ディスク
及びアノード分極曲線測定用試料を作製した。

これらの試料のアノード分極曲線を測定した結果、Ｘと
してＦｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａを用いた場合
、電気化学的に測定した自然電極電位が銀−塩化銀標準
参照電極電位に対して、表２に示すように−０，４０Ｖ
〜−０，３０Ｖであった。これに対し、比較例であるＣ
ｕ、Ｐｄ、Ｐｔを用いた場合は表３の如くであった。

表　　　２ 表　　　３ また、上記磁気ディスク上に１ｍｏｆｌ／Ωの塩化ナト
リウム水溶液を噴霧し、８時間２８℃保持後表面観察し
た結果、Ｆｅ、　Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｈｆ、　Ｎｂ、　Ｔ
ａを用いた場合は、孔食が認められなかったのに対し、
比較例としてＣｕ、Ｐｄ、Ｐｔを用いた場合、孔食が生
していた。また、クラス１０００．３０°Ｃ，＠度９５
％、１００時間の高温高湿試験に対する耐食性を評価し
た結果、本実施例の磁気ディスクにはエラーが全く認め
られなかったのに対し、比較例としてＣｕ、Ｐｄ、Ｐｔ
を用いた場合には３０〜１００のエラーが認められた。

なお、保護膜としてＣの替りに、Ｂ、Ｂ４Ｃ。

ＷＣ，ＳｉＣなどの非磁性材料を用いても同様の効果が
認められた。

〔発明の効果〕

本発明による磁気記録媒体は、孔食に対する耐食性に優
れ、エラーを生じ難い効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の磁気ディスクの部分縦断
面図である。 １　・非磁性基板 ２．２′　・非磁性下地層 ３．３’−Ｃｒ下地層 ４．４′・強磁性金属層 ５．５′・保護膜 代理人弁理士　　中　村　純之助

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．非磁性基板上に強磁性金属層を有する磁気記録媒体
   において、上記強磁性金属層の電気化学的に測定した自
   然電極電位が、銀−塩化銀標準参照電極電位に対して−
   ０．４ボルト以上−０．３ボルト以下の範囲であること
   を特徴とする磁気記録媒体。
2. ２．上記強磁性金属層がＣｏと、さらにＮｉ，Ｆｅ，Ｔ
   ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ及びＹから成る群から選ば
   れた少なくとも一種の元素とを含有する請求項１記載の
   磁気記録媒体。
3. ３．非磁性基板上にスパッタリングにより強磁性金属層
   を形成する磁気記録媒体の製造方法において、上記スパ
   ッタリングは酸素若しくは水素又はその両者の存在にお
   いて行なうことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
4. ４．上記酸素若しくは水素又はその両者の量は、０．２
   容量％以上であり、酸素の量は５容量％以下、水素の量
   は１０容量％以下である請求項３記載の磁気記録媒体の
   製造方法。
5. ５．上記強磁性金属層がＣｏと、さらにＮｉ，Ｆｅ，Ｔ
   ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ及びＹから成る群から選ば
   れた少なくとも一種の元素とを含有する請求項３記載の
   磁気記録媒体の製造方法。