JPH0364434A - 磁性合金及びその製造方法 - 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や硬質磁性材料に好適な磁性合金
及びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来から、磁気記録媒体や磁石等の硬質磁性材料として
は、結晶質のＧｏ−Ｎｉ合金、Ｆｅ＠土類系合金、Ｆｅ
−Ｃｒ−Ｇｏ金合金希土類−〇〇合金等の結晶質合金が
用いられている。

これらの合金は通常スパッター法、蒸着法等の気相気冷
法等や、粉末化したものを塗付したり、固めるなどの方
法により製造される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、従来の結晶質の合金はそれぞれ−長一短があり
、たとえば希土類−Ｃｏ合金やＦｅ−希土類合金は酸化
やさびによる特性劣化が著しい問題、Ｃｏ−Ｎｉ合金は
組織が十分均一になりにくく特性ばらつきが大きい等の
問題がある。

本発明の目的は、特性ばらつきが小さく、磁気記録媒体
や硬質磁性材料に好適な新規な磁性合金を提供すること
及びその製造方法を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために鋭意検別の結果本発明者等
は、非強磁性アモルファス相からなる母相中に平均粒径
１０００Å以下の強磁性結晶粒がほぼ均一に分布したミ
クロ組織からなる合金が保磁ノＪＨｃが大きく、特性ば
らつきが小さいため磁気記録媒体やその他の用途の硬質
磁性材料に適することを見出し本発明に想到した。

また、もう一つの本発明は、Ｆｅ、ＧＯ及びＮｉから選
ばれた少なくとも】種の元素を含むアモルファス合金を
熱処理し、非強磁性アモルファス相からなる母相中に平
均粒径１０００Ａ以下の強磁性結晶粒がほぼ均一に分布
したミクロ組織とすることを特徴とする前記合金の製造
方法である。

更にもう一つの本発明は液体急冷法あるいは気相急冷法
により非強磁性アモルファス相からなる母相中に平均粒
径１０００Å以下の磁性結晶粒がほぼ均一に分布したミ
クロ組織とすることを特徴とする前記合金の製造方法で
ある。

本発明の合金において強磁性元素であるＦｅ。

Ｃｏ及びＮｉから選ばれた少なくとも１種の元素は必須
の元素である。非強磁性アモルファス母相中に分布する
強磁性結晶粒は１０００Å以下の平均粒径である必要が
ある。この理由は、十分な保磁力が得にくくなるためで
ある。平均粒径は好ましくは５００Ａ以下、より好まし
くは２００Å以下である。この範囲で特に高保磁ノＪが
得られ、特性ばらつきも小さい。またその強磁性結晶相
の体積比はＯ０１以下以上０．　９以下がＢｓが高く保
磁力が大きいものが得やすい。

特に好ましくは０．　３以上０．　７以下である。

強磁性結晶粒は、ｂｃｃ　　Ｆｅ、ｆｃｃ　　Ｎｉ。

ｈｃｐ　　Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの化合物相等である
。周囲のアモルファス相はＮｉリッチのアモルファスや
Ｎｂ、Ｗ、Ｔａ、、Ｚｒ、Ｉ−Ｉｆ、Ｍｏ。

Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｖ
、Ｍｎ、Ｎ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ等を含む室温で非磁性の
アモルファスである。またこのアモルファス相はＢ＋　
　Ｓｉｔ　Ｐ、Ｇｅ等の半金属を含む場合もある。

本発明においてＣｕ、Ａｇ、Ａｕ等のＦ　ｅ等と分離す
る傾向の元素を含む場合、組織が微細化されやすくばら
つき低減で特に好ましい結果が得られる。

また、一定量以上のＮｂ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ
、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ等をＣｕ＋　Ａｇ１Ａｕと複合
添加した場合より一層の組織の微細化が可能となり、結
晶粒の粒径を５００ＡＪＸ下にし、保磁力を大きくする
ことも容易となる。またこれらの元素はアモルファス相
のキュリー温度低下に効果があり、これらの元素を添加
し製造条件を適切に選ぶことにより容易に非強磁性アモ
ルファスからなる母相中に平均粒径１０００Å以下の強
磁性結晶粒とほぼ均一に分布したミクロ組織の合金を得
ることができる。

本発明の合金は通常次のようにして製造される。

まずアモルファス合金を従来から知られている単ロール
法、双ロール法、アトマイズ法等の液体急冷法、あるい
は、スパッタ法、蒸着法等の気相急冷法により作製し、
つぎにこのアモルファス合金薄体、ワイヤー、粉末、膜
等を不活性ガス、あるいは真空中で熱処理し、結晶化さ
せ、非強磁性アモルファス相からなる母相中に平均粒径
１０００Ａ以下の強磁性結晶粒がほぼ均一に分布したミ
クロ組織とする。熱処理温度は通常結晶化温度以」二（
約４００〜７００℃）の範囲で行なわれる。熱処理は通
常不活性ガス雰囲気が望ましいが、必要に応じて大気中
で行なっても良い。

またアモルファス状態のままバルク化し同様な熱処理工
程を経てバルク体を得ることもできる。

もう一つの製造方法は、液体急冷法あるいは気相急冷法
により、非強磁性アモルファス相からなる母相中に平均
粒径１０００Ａ以下の強磁性結晶粒がほぼ均一に分布し
たミクロ組織とすることを特徴とする前記磁性合金の製
造方法である。

このような組織は単ロール法や双ロール法等では、ロー
ル周速を変えたり噴出温度を高くしたり、ロール表面温
度を上げる等し、冷却温度を遅くすることにより得るこ
とができる。スパッタ法や蒸着法の場合は、基板温度を
上昇させることにより同様の組織の合金を得ることがで
きる。また、必要に応じて更に熱処理を行なっても良い
。

このような組織特性が得やすい合金としては（Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｎｉ）−Ｃｕ−Ｎｂ系合金や（Ｆｅ−Ｇｏ−Ｎｉ）
−Ｃｕ−Ｎｂ−Ｂ−３ｊ系合金、（Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ）
　−ＣＩＪ−Ｔａ−Ｚｒ合金等がある。

本系合金は膜の状態のものが特に作りやすく、特に磁気
記録の媒体等に適している。また、アモルファス相のキ
ュリー温度が室温近傍にある場合は温度センサー等に使
用することもてきる。

また結晶粒の特性面をある方向に配向させたり、結晶粒
をある方向にのびた形にし、特定方向を磁化容易軸にし
、磁気特性を更に改善することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に従って説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。

実施例　１ 原子％でＦ　ｅｂａ］−、Ｃｏｚａ、＋　Ｃｕ、、Ｎ　
ｂＩａ、＋　Ｂ４２の組成の厚さ３叩の膜をマグネトロ
ンスパッタ法によりＡ１基板上に作製した。

ＸｆｍＭ析の結果、アモルファス特有のハローパターン
を示した。また室温において非磁性であった。

次にこの合金膜を６００℃で２０分熱処理した。

Ｘ　Ｔ＆群解析結果、結晶のピークが認められた。室温
で保磁力を測定したところ３１００ｅを示し、結晶損は
強磁性となっていた。

また、透過電子顕微鏡によるミクロ組織観察の結果、粒
径３００Ａ以下の結晶粒とそれを取り囲むアモルファス
相からなることが確認された。

第１図にミクロ組織を示す。

次に室温以下の磁化の温度変化を調べたところ急に磁化
が増加し２段の変化を示した。この変化は結晶周囲のア
モルファス相が室温では非磁性であることを示している
。

実施例　２ 原子％でＦｅｂａｌ、Ｃｕ、、２Ｚｒ、６Ｎｂ、Ｂ、の
組成の合金溶湯をＨｅガス雰囲気中で単ロール法により
急冷しアモルファス合金薄帯を作製した。

次にこの合金を粉砕し、５５０’Ｃでホットプレスを作
った。

Ｘ線回折及び透過電子顕微鏡による組織観察の結果結晶
相ピークとアモルファス相特有のハローパターンが認め
られた。またそのアモルファス相は結晶粒の周囲に存在
していた。

次にこの合金を４０℃湿度９０％の恒温槽中にに入れ、
１００時間後の保磁力ＨＣＩ　６０を測定した。恒温槽
に入れる前の保磁力Ｉ−Ｉ　ｃ　０とｌ−ＩＣｌ００の
比ＨＣＩ　Ｑ　６　／ト１ｃ’は０．９９８ではほとん
ど変化は認められなかった。

実施例　３ 第１表に示す組成のアモルファス合金薄膜を同周波スパ
ッタ法により作製し、熱処理を行ない、保磁力Ｈｃｏを
測定した。次に、この膜を７０℃、濃度９０％の恒温槽
中に１００時間保持し、保磁力Ｈｃ”°°を測定した。

保磁力の変化率　Ｊ−■ｃ１００／　Ｈｃ　’　　を第
１表に示す。ミクロ組織観察及び磁化の温度変化測定の
結果実施例１と同様の状態であることが確認された。

第１表かられかるように本発明の合金の保磁力の変化は
小さく安定である。

第１表 実施例　４ 回転数１５０Ｏｒ、ｐ、ｍのＭｏ製ロールに原子％でＦ
ｅｂａｌ、Ｃｕ、Ｚｒ、。Ｎｂ、、Ｂ、の組成を有する
溶湯を噴射し、幅５ｍｍ厚さ４０−の合金薄帯を作製し
た。

Ｘ線回折および透過電子顕微鏡によるミクロ組織観察の
結果、組織の約７０％が結晶相、残部（母相）がアモル
ファス相であることが確認された。

また、磁化の温度変化により、結晶相周囲のアモルファ
ス相は室温で非磁性であることが確認された。

室温の保磁力Ｈｃ’および湿度７０％１００時間保持後
の保磁力ＨＣｌ００／ＨＣ０は０．９９であった。

実施例　５ ホトセラム基板を４００℃に加熱しながら高周波スパッ
タリングを行ない厚さ３−のＦｅｂａｌ、。

Ｃｕ、、２Ｚ　ｒｌｌ、３ＢＢ、ｌ（’１．４合金膜を
作製した。

Ｘ線回折および透過電子顕微鏡によるミクロ組織観察の
結果、実施例６と同様の組織を有してい１ま た。

膜を２０試料作製し、保磁力を測定したところばらつき
は±３％以内であり非常に小さかった。

〔発明・考案の効果〕

本発明によれば、特性ばらつきが小さく、特性劣化の少
ない記録媒体や硬質磁性材料に好適な磁性合金およびそ
の製造方法を得ることができるためその効果は著しいも
のがある。

２ 手続ネ南正書（自発）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）室温で非強磁性であるアモルファス相からなる母
   相中に平均粒径１０００Å以下の強磁性結晶粒がほぼ均
   一に分布したミクロ組織からなることを特徴とする磁性
   合金。
2. （２）強磁性結晶相の体積比が０．１以上０．９以下で
   あることを特徴とする請求項１に記載の磁性合金。
3. （３）強磁性元素としてＦｅ，Ｃｏ及びＮｉから選ばれ
   る少なくとも１種の元素とこれらの元素と分離する傾向
   がある元素を含むことを特徴とする請求項１または２に
   記載の磁性合金。
4. （４）Ｆｅ，Ｃｏ及びＮｉから選ばれた少なくとも１種
   の元素を含むアモルファス合金を熱処理し、非強磁性ア
   モルファス相からなる母相中に平均粒径１０００Å以下
   の強磁性結晶粒がほぼ均一に分布したミクロ組織とする
   ことを特徴とする前記磁性合金の製造方法。
5. （５）液体急冷法あるいは気相急冷法により非強磁性ア
   モルファス相からなる母相中に平均粒径１０００Å以下
   の強磁性結晶粒がほぼ均一に分布したミクロの組織とす
   ることを特徴とする前記磁性合金の製造方法。