JPH062925B2 - 強磁性材料 - Google Patents
強磁性材料Info
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- JPH062925B2 JPH062925B2 JP58204834A JP20483483A JPH062925B2 JP H062925 B2 JPH062925 B2 JP H062925B2 JP 58204834 A JP58204834 A JP 58204834A JP 20483483 A JP20483483 A JP 20483483A JP H062925 B2 JPH062925 B2 JP H062925B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は耐食性が良好で飽和磁束密度が高い主として鉄
珪素系合金からなる強磁性材料に関し、特に磁気デイス
ク装置、ＶＴＲなどに用いる磁気ヘツドのコア用等に適
した強磁性材料に関する。
珪素系合金からなる強磁性材料に関し、特に磁気デイス
ク装置、ＶＴＲなどに用いる磁気ヘツドのコア用等に適
した強磁性材料に関する。
従来、ヘツドコア用の材料としてはＭｎ−Ｚｎフエライ
トなどフエライト系材料やパーマロイ、センダスト等合
金系材料が実用されてきたが、これらはいずれも飽和磁
束密度が１０ｋＧ程度以下と低く、高密度の記録再生を
行なうことができないという欠点があつた。
トなどフエライト系材料やパーマロイ、センダスト等合
金系材料が実用されてきたが、これらはいずれも飽和磁
束密度が１０ｋＧ程度以下と低く、高密度の記録再生を
行なうことができないという欠点があつた。
このため最近になつて飽和磁束密度が１５ｋＧのＦｅ−
Ｔｉ結晶質合金や１４ｋＧのＣｏ−Ｚｒ非晶質合金が研
究開発されているが未だ実用には至つていない。
Ｔｉ結晶質合金や１４ｋＧのＣｏ−Ｚｒ非晶質合金が研
究開発されているが未だ実用には至つていない。
一般にＦｅ−Ｓｉ系合金は高飽和磁束密度の材料として
知られており、トランスのコアに多量に使用されてい
る。しかしＦｅ−Ｓｉ系合金は耐食性に劣るため空気中
で簡単に酸化してしまう。トランスコアは油浸など直接
空気にさらされない状態で使われておりヘツドコア先端
部のように常に合金面が露出する部分では実用できなか
つた。
知られており、トランスのコアに多量に使用されてい
る。しかしＦｅ−Ｓｉ系合金は耐食性に劣るため空気中
で簡単に酸化してしまう。トランスコアは油浸など直接
空気にさらされない状態で使われておりヘツドコア先端
部のように常に合金面が露出する部分では実用できなか
つた。
本発明の目的は耐食性が良好で飽和磁束密度が高く実用
的な強磁性材料の提供にあり、また耐食性、磁気特性の
すぐれた磁気ヘツドコア用強磁性材料を提供することに
ある。
的な強磁性材料の提供にあり、また耐食性、磁気特性の
すぐれた磁気ヘツドコア用強磁性材料を提供することに
ある。
鉄を主体とし、Ｓｉを２〜１２ｗｔ％含む高飽和磁束密
度、高透磁率の強磁性材料に、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉ
ｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇからなる群より選択した少なくと
も１元素を、 ５＜Ｘ≦２５ なる条件式を満たすＸｗｔ％含ませることにより、軟磁
気特性を損なわずに耐食性を向上させた。添加元素の内
とくにＲｕ元素は飽和磁束密度をほとんど低下させず、
耐食性を著しく高める効果があった。また、Ａｌ元素、
Ｔｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｎｂ元素を添加すると複
合効果によって、耐食性、耐まもう性、透磁率がさらに
向上する場合があった。
度、高透磁率の強磁性材料に、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉ
ｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇからなる群より選択した少なくと
も１元素を、 ５＜Ｘ≦２５ なる条件式を満たすＸｗｔ％含ませることにより、軟磁
気特性を損なわずに耐食性を向上させた。添加元素の内
とくにＲｕ元素は飽和磁束密度をほとんど低下させず、
耐食性を著しく高める効果があった。また、Ａｌ元素、
Ｔｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｎｂ元素を添加すると複
合効果によって、耐食性、耐まもう性、透磁率がさらに
向上する場合があった。
本発明の磁性合金は耐食性がすぐれている上に、飽和磁
束密度も１０ｋＧ以上とすることができる。
束密度も１０ｋＧ以上とすることができる。
なお、磁性合金の一つとして、特開昭５７−２８６４号
に示されるＳｉを4.5〜8.5ｗｔ％、白金族元素を0.05〜
５ｗｔ％含むＦｅ系合金があるが、このものは白金族元
素を耐摩耗性向上のために添加しており、また、その含
有量も本発明の範囲からずれている。
に示されるＳｉを4.5〜8.5ｗｔ％、白金族元素を0.05〜
５ｗｔ％含むＦｅ系合金があるが、このものは白金族元
素を耐摩耗性向上のために添加しており、また、その含
有量も本発明の範囲からずれている。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。純度
99.9％の電解鉄、99.99％の硅素を溶解急冷し、Fe−6.5
wt%Ｓｉのスパツタターゲツト（150mmφ×5mmt）を作製
した。純度９９％のルテニウム板（6mm□×1mmt）をＦ
ｅ−Ｓｉターゲツトに貼り付け、貼り付ける枚数を変え
ることによつてＲｕの添加量を変化させた。基板はコー
ニング社製７０５９ガラス（10mmφ×0.5mmt）を用いス
パツタされた磁性膜の組成は無機分析により求めた。ス
パツタは8×10-7Torrの真空中に純度99.999％のアルゴ
ンガスを導入し2×10-2Torrの圧力で高周波スパツタに
より行なつた。基板温度は３５０℃とした。スパツタ時
間は約0.5ｈ、スパツタ膜の厚みは約１μｍ一定とし
た。プレスパツタは約１ｈ行ない、不純物の混入を防い
だ。
99.9％の電解鉄、99.99％の硅素を溶解急冷し、Fe−6.5
wt%Ｓｉのスパツタターゲツト（150mmφ×5mmt）を作製
した。純度９９％のルテニウム板（6mm□×1mmt）をＦ
ｅ−Ｓｉターゲツトに貼り付け、貼り付ける枚数を変え
ることによつてＲｕの添加量を変化させた。基板はコー
ニング社製７０５９ガラス（10mmφ×0.5mmt）を用いス
パツタされた磁性膜の組成は無機分析により求めた。ス
パツタは8×10-7Torrの真空中に純度99.999％のアルゴ
ンガスを導入し2×10-2Torrの圧力で高周波スパツタに
より行なつた。基板温度は３５０℃とした。スパツタ時
間は約0.5ｈ、スパツタ膜の厚みは約１μｍ一定とし
た。プレスパツタは約１ｈ行ない、不純物の混入を防い
だ。
第１図はＲｕの添加量×〔ｗｔ％〕（分析値）と飽和磁
束密度ＢS〔kG〕との関係を示し、Ｒｕは２５ｗｔ％と
いう多量の値を添加してもＢSは約１４ｋＧ以上２０ｗ
ｔ％添加しても１５ｋＧ以上と非常に高い値を示し、こ
れまでに知られているヘツド材料にくらべてすぐれてい
ることがわかる。
束密度ＢS〔kG〕との関係を示し、Ｒｕは２５ｗｔ％と
いう多量の値を添加してもＢSは約１４ｋＧ以上２０ｗ
ｔ％添加しても１５ｋＧ以上と非常に高い値を示し、こ
れまでに知られているヘツド材料にくらべてすぐれてい
ることがわかる。
一方、耐食性について調べるため、0.5％のNaCl水溶液
をスパツタ膜面に噴霧し、３５℃で１００ｈ放置した後
膜面の状態を観察した。比較のため、従来の実用材料で
あるパーマロイ（Ｎｉ−19wt%Fe）スパツタ膜を標準の
材料として用い、これよりも錆の著しいものを×、錆の
少ないものを○として評価すると、第１表に示すよう
に、Ｒｕを５ｗｔ％以上添加すれば、パーマロイと同程
度以上の耐食性が得られることがわかる。
をスパツタ膜面に噴霧し、３５℃で１００ｈ放置した後
膜面の状態を観察した。比較のため、従来の実用材料で
あるパーマロイ（Ｎｉ−19wt%Fe）スパツタ膜を標準の
材料として用い、これよりも錆の著しいものを×、錆の
少ないものを○として評価すると、第１表に示すよう
に、Ｒｕを５ｗｔ％以上添加すれば、パーマロイと同程
度以上の耐食性が得られることがわかる。
耐食性をホウ酸緩衝液を用いスパツタ膜を電極として電
気化学的分極曲線を測定（例えば野田他；日本金属学会
誌，37(10)(1973),1088）して評価してみると、Ｒｕを
１０ｗｔ％以上添加すると合金の活性領域における電流
密度は極端に小さく、金属イオンの水溶液への溶出が少
ないことを示しており、耐食性がとくに優れていること
がわかる。さらにＲｕを１５ｗｔ％以上添加した合金は
不働態膜形成のピークも示さず、著しく耐食性が向上す
ることがわかる。
気化学的分極曲線を測定（例えば野田他；日本金属学会
誌，37(10)(1973),1088）して評価してみると、Ｒｕを
１０ｗｔ％以上添加すると合金の活性領域における電流
密度は極端に小さく、金属イオンの水溶液への溶出が少
ないことを示しており、耐食性がとくに優れていること
がわかる。さらにＲｕを１５ｗｔ％以上添加した合金は
不働態膜形成のピークも示さず、著しく耐食性が向上す
ることがわかる。
このような耐食性の向上はＲｕの他、白金属元素、Ｉｂ
族元素についてもみられたが、Ｒｕ元素がとくに効果が
優れていた。Ｒｕ以外の元素についても添加量は、耐食
性に効果を及ぼすには少なくとも５ｗｔ％以上が必要で
あり、飽和磁束密度を大幅に低下させないためには〜25
wt%以下とする必要があつた。また、Ｒｕ等の元素量を
２０ｗｔ％以下とすると、飽和磁束密度の低下はさらに
僅少なものとなり、この観点からより好ましい。これら
の添加元素はいずれも高価なものであるから添加量は少
ない方が望ましく、飽和磁束密度は少なくとも１０ｋＧ
以上でないと従来材料に比較してメリツトがないから、
実際の添加量はこれらを考え合わせて決める必要があ
る。
族元素についてもみられたが、Ｒｕ元素がとくに効果が
優れていた。Ｒｕ以外の元素についても添加量は、耐食
性に効果を及ぼすには少なくとも５ｗｔ％以上が必要で
あり、飽和磁束密度を大幅に低下させないためには〜25
wt%以下とする必要があつた。また、Ｒｕ等の元素量を
２０ｗｔ％以下とすると、飽和磁束密度の低下はさらに
僅少なものとなり、この観点からより好ましい。これら
の添加元素はいずれも高価なものであるから添加量は少
ない方が望ましく、飽和磁束密度は少なくとも１０ｋＧ
以上でないと従来材料に比較してメリツトがないから、
実際の添加量はこれらを考え合わせて決める必要があ
る。
Ｓｉ元素の量は高透磁率が得られる範囲に選ぶ必要があ
り、実験によると２〜１２ｗｔ％の範囲で約３００以上
の透磁率が得られ、一応薄膜磁気ヘツドの磁極として用
いることができた。しかし雑音やヘツド加工時の劣化を
小さくおさえるためには、最適な量は添加元素およびそ
の元素量によつて異なるがＳｉを4.5〜８ｗｔ％の範囲
に選ぶ必要があつた。
り、実験によると２〜１２ｗｔ％の範囲で約３００以上
の透磁率が得られ、一応薄膜磁気ヘツドの磁極として用
いることができた。しかし雑音やヘツド加工時の劣化を
小さくおさえるためには、最適な量は添加元素およびそ
の元素量によつて異なるがＳｉを4.5〜８ｗｔ％の範囲
に選ぶ必要があつた。
以上述べた高耐食性鉄硅素系合金の透磁率を改善するた
め、Ａｌを添加することは有効で、約３ｗｔ％未満の添
加量であれば飽和磁束密度を大幅に低下させることはな
いので実用的である。
め、Ａｌを添加することは有効で、約３ｗｔ％未満の添
加量であれば飽和磁束密度を大幅に低下させることはな
いので実用的である。
また、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｎｂの添加は耐食
性を改善し、耐まもう性も改善するので望ましいが飽和
磁束密度を低下させるのでその添加量は多くても５ｗｔ
％以下とする必要がある。本発明の合金の透磁率をさら
に改善するには本合金からなる主磁性材料の１層の膜厚
を0.02〜0.5μｍとし、膜厚２０〜５００ＡのSiO2，Al2
O3，Co，Ni−Feなどの中間膜を介して積層することが有
効である。この中間膜は上記主磁性材料層の柱状晶の成
長を遮断し、磁気特性の向上を図るもので、主磁性材料
層に良好に被着し、且つ使用温度で溶融しないものであ
ればよい。Ｆｅ−6.5wt%Si−10wt%Ｒｕ合金0.1μｍとSi
O2５０Ａとを交互にくりかえし積層した全膜厚約２μｍ
の積層膜は従来材料、パーマロイと同程度の透磁率２０
００を有する。この積層膜の飽和磁束密度は約１６ｋＧ
と、パーマロイの１０ｋＧに比較して非常に高く耐食性
にも優れており、実用上有用な材料であることがわか
る。なお、多層化しないFe−6.5wt%Si−10wt%Ru合金の
透磁率は３００〜５００であつた。
性を改善し、耐まもう性も改善するので望ましいが飽和
磁束密度を低下させるのでその添加量は多くても５ｗｔ
％以下とする必要がある。本発明の合金の透磁率をさら
に改善するには本合金からなる主磁性材料の１層の膜厚
を0.02〜0.5μｍとし、膜厚２０〜５００ＡのSiO2，Al2
O3，Co，Ni−Feなどの中間膜を介して積層することが有
効である。この中間膜は上記主磁性材料層の柱状晶の成
長を遮断し、磁気特性の向上を図るもので、主磁性材料
層に良好に被着し、且つ使用温度で溶融しないものであ
ればよい。Ｆｅ−6.5wt%Si−10wt%Ｒｕ合金0.1μｍとSi
O2５０Ａとを交互にくりかえし積層した全膜厚約２μｍ
の積層膜は従来材料、パーマロイと同程度の透磁率２０
００を有する。この積層膜の飽和磁束密度は約１６ｋＧ
と、パーマロイの１０ｋＧに比較して非常に高く耐食性
にも優れており、実用上有用な材料であることがわか
る。なお、多層化しないFe−6.5wt%Si−10wt%Ru合金の
透磁率は３００〜５００であつた。
なお、磁性膜の積層体については、例えば特願昭５８−
4270号明細書（本発明に対して先願発明となる）に記載
されている。
4270号明細書（本発明に対して先願発明となる）に記載
されている。
本発明の合金はバルク型ヘツドのコア材として用いるこ
ともできるが、高価な原料を用いること、多層積層化に
よる軟磁気特性の改善が顕著であることから考えて、少
量の磁性材料を用い製法上多層化が容易な薄膜磁気ヘツ
ド用のヘツドコア材としてとくに有望である。
ともできるが、高価な原料を用いること、多層積層化に
よる軟磁気特性の改善が顕著であることから考えて、少
量の磁性材料を用い製法上多層化が容易な薄膜磁気ヘツ
ド用のヘツドコア材としてとくに有望である。
〔発明の効果〕 本発明の強磁性材料は、高い飽和磁束密度とすぐれた耐
食性を兼ね備えており、例えば磁気ヘツド、特に薄膜磁
気ヘツドのコア材料に適している。
食性を兼ね備えており、例えば磁気ヘツド、特に薄膜磁
気ヘツドのコア材料に適している。
第１図はＲｕ含有量と飽和磁束密度との関係を示すグラ
フである。
フである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 斉 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 濱川 佳弘 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 斉藤 法利 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 青木 茂夫 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会社 日立製作所東海工場内 (72)発明者 品川 公成 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 工藤 實弘 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】鉄を主体とし、Ｓｉを２〜１２ｗｔ％、Ａ
ｌを３ｗｔ％未満、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｎｂ
からなる群より選択した少なくとも１元素を５ｗｔ％未
満含む強磁性材料において、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，
Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇからなる群より選択した少なくとも１
元素を以下の条件式を満たすＸｗｔ％含み、残部が実質
的にＦｅであることを特徴とする強磁性材料。 条件式：５＜Ｘ≦２５ - 【請求項２】上記Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａ
ｕ，Ａｇからなる群より選択した少なくとも１元素を１
０〜２０ｗｔ％含むことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の強磁性材料。 - 【請求項３】上記Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａ
ｕ，Ａｇからなる群より選択した少なくとも１元素を１
５〜２０ｗｔ％含むことを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の強磁性材料。 - 【請求項４】上記Ｓｉの含有量が４．５〜８ｗｔ％であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項の
いずれかの項に記載の強磁性材料。 - 【請求項５】鉄を主体とし、Ｓｉを２〜１２ｗｔ％、Ａ
ｌを３ｗｔ％未満含む強磁性材料において、Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇからなる群より選択
した少なくとも１元素を以下の条件式を満たすＸｗｔ％
含み、残部が実質的にＦｅであることを特徴とする強磁
性材料。 条件式：５＜Ｘ≦２５
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204834A JPH062925B2 (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 強磁性材料 |
| DE8484307448T DE3465661D1 (en) | 1983-11-02 | 1984-10-29 | Ferromagnetic material, ferromagnetic laminate and magnetic head |
| US06/665,911 US4762755A (en) | 1983-11-02 | 1984-10-29 | Ferromagnetic material and a magnetic head using the same material |
| EP84307448A EP0144150B2 (en) | 1983-11-02 | 1984-10-29 | Ferromagnetic material, ferromagnetic laminate and magnetic head |
| KR1019840006791A KR920006630B1 (ko) | 1983-11-02 | 1984-10-31 | 강자성 재료 및 이를 사용한 자기헤드 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204834A JPH062925B2 (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 強磁性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6098604A JPS6098604A (ja) | 1985-06-01 |
| JPH062925B2 true JPH062925B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=16497152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58204834A Expired - Lifetime JPH062925B2 (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 強磁性材料 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062925B2 (ja) |
| KR (1) | KR920006630B1 (ja) |
-
1983
- 1983-11-02 JP JP58204834A patent/JPH062925B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-10-31 KR KR1019840006791A patent/KR920006630B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR920006630B1 (ko) | 1992-08-10 |
| KR850004145A (ko) | 1985-07-01 |
| JPS6098604A (ja) | 1985-06-01 |
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