JPH0653041A - 磁気ディスク及びその製造方法 - Google Patents
磁気ディスク及びその製造方法Info
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- JPH0653041A JPH0653041A JP22361292A JP22361292A JPH0653041A JP H0653041 A JPH0653041 A JP H0653041A JP 22361292 A JP22361292 A JP 22361292A JP 22361292 A JP22361292 A JP 22361292A JP H0653041 A JPH0653041 A JP H0653041A
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- magnetic
- substrate
- magnetic layer
- magnetic disk
- layer
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- Thin Magnetic Films (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板上へのCrの下地層の形成が不要で製造
が容易であり、かつ、製品コストが安価となる磁気ディ
スク及びその製造方法を提供する。 【構成】 非磁性基板と、該非磁性基板上に形成された
Zrが10〜25原子%、残部がCoからなる磁性層と
からなり、かつ該磁性層中にCo11Zr2相が析出され
てなる磁気ディスク、及び、非磁性基板上に、Zrが1
0〜25原子%、残部がCoからなる磁性層をスパッタ
法または真空蒸着法で形成した後、該基板を真空中で6
00〜650℃で熱処理する磁気ディスクの製造方法。
が容易であり、かつ、製品コストが安価となる磁気ディ
スク及びその製造方法を提供する。 【構成】 非磁性基板と、該非磁性基板上に形成された
Zrが10〜25原子%、残部がCoからなる磁性層と
からなり、かつ該磁性層中にCo11Zr2相が析出され
てなる磁気ディスク、及び、非磁性基板上に、Zrが1
0〜25原子%、残部がCoからなる磁性層をスパッタ
法または真空蒸着法で形成した後、該基板を真空中で6
00〜650℃で熱処理する磁気ディスクの製造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高密度記録媒体として
有用な磁気ディスク及びその製造方法に関する。
有用な磁気ディスク及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録媒体は磁気ヘッドと組み合わせ
て磁気記録によって情報を記憶するもので、電子計算
機、OA機器用の補助記憶装置に用いられている。電子
計算機用の磁気記録媒体には、当初γ-Fe2O3 や CoO・Fe
2O3 等の酸化物磁性粉末をアセテートやポリエステルの
ベースフィルムに塗布した磁気テープが用いられていた
が、磁気テープは大容量の記録媒体であるものの、逐次
呼出でアクセスが遅いという欠点があった。
て磁気記録によって情報を記憶するもので、電子計算
機、OA機器用の補助記憶装置に用いられている。電子
計算機用の磁気記録媒体には、当初γ-Fe2O3 や CoO・Fe
2O3 等の酸化物磁性粉末をアセテートやポリエステルの
ベースフィルムに塗布した磁気テープが用いられていた
が、磁気テープは大容量の記録媒体であるものの、逐次
呼出でアクセスが遅いという欠点があった。
【0003】そこで、高速アクセスを必要とする磁気記
録媒体には、磁気記録密度が105bit/in2 程度の磁気
ドラムが用いられるようになった。磁気ドラムの磁性層
に必要な保磁力は 350〜700 Oe 程度であり、これには
スパッタ法や真空蒸着法で作製されるCoNi系、CoCrNi
系、CoCrNiSm系等のCo系合金磁性層が使用された。し
かし、磁気ドラムより更に高記録密度の磁気記録媒体が
求められるようになり、106 bit/in2 以上の高記録密
度を有し、かつ記憶装置の小型化が可能となる磁気ディ
スクが替わって登場した。
録媒体には、磁気記録密度が105bit/in2 程度の磁気
ドラムが用いられるようになった。磁気ドラムの磁性層
に必要な保磁力は 350〜700 Oe 程度であり、これには
スパッタ法や真空蒸着法で作製されるCoNi系、CoCrNi
系、CoCrNiSm系等のCo系合金磁性層が使用された。し
かし、磁気ドラムより更に高記録密度の磁気記録媒体が
求められるようになり、106 bit/in2 以上の高記録密
度を有し、かつ記憶装置の小型化が可能となる磁気ディ
スクが替わって登場した。
【0004】磁気ディスクの磁性層には 700 Oe 以上の
保磁力を必要とする。しかし磁気ドラムで用いられたC
o系合金磁性層では保磁力が不足し、また信号対雑音比
(SN比)も悪いため、初期の磁気ディスクには、磁性
層にCo系合金ではなく、γ-Fe2O3 や MnO・Fe2O3 や C
oO・Fe2O3 等の酸化物磁性粉末を樹脂バインダーに混ぜ
て、これをポリカーボネート樹脂、石英ガラス、硼珪酸
ガラス、アルミニウム等の非磁性基板上に塗布して磁性
層を形成する、いわゆる塗布型磁性層が用いられた。こ
れらの磁性層の保磁力は 700〜1380 Oe 程度であり、初
期の磁気ディスクには十分であった。しかし近年に至
り、より一層の記録密度の向上とSN比の向上とが要求
され、これら塗布型磁性層ではもはや対応できない。
保磁力を必要とする。しかし磁気ドラムで用いられたC
o系合金磁性層では保磁力が不足し、また信号対雑音比
(SN比)も悪いため、初期の磁気ディスクには、磁性
層にCo系合金ではなく、γ-Fe2O3 や MnO・Fe2O3 や C
oO・Fe2O3 等の酸化物磁性粉末を樹脂バインダーに混ぜ
て、これをポリカーボネート樹脂、石英ガラス、硼珪酸
ガラス、アルミニウム等の非磁性基板上に塗布して磁性
層を形成する、いわゆる塗布型磁性層が用いられた。こ
れらの磁性層の保磁力は 700〜1380 Oe 程度であり、初
期の磁気ディスクには十分であった。しかし近年に至
り、より一層の記録密度の向上とSN比の向上とが要求
され、これら塗布型磁性層ではもはや対応できない。
【0005】そこで、107 bit/in2 以上の高記録密度
でかつ高SN比を要求する小型磁気ディスク用材料とし
て、スパッタ法や真空蒸着法による新たなCo合金系の
磁性層が開発され、CoCrTa系、CoCrPt系等のSN比が向
上した組成が見いだされた。これらの磁性層は保磁力が
1400 Oe 以上と極めて高く、またCoNi系、CoCrNi系と
比較して著しくSN比が改善された。上記磁性層を用い
た小型磁気ディスクは、半導体記憶素子と比較しても記
憶容量当たりの価格が安く、今日幅広く利用されてい
る。
でかつ高SN比を要求する小型磁気ディスク用材料とし
て、スパッタ法や真空蒸着法による新たなCo合金系の
磁性層が開発され、CoCrTa系、CoCrPt系等のSN比が向
上した組成が見いだされた。これらの磁性層は保磁力が
1400 Oe 以上と極めて高く、またCoNi系、CoCrNi系と
比較して著しくSN比が改善された。上記磁性層を用い
た小型磁気ディスクは、半導体記憶素子と比較しても記
憶容量当たりの価格が安く、今日幅広く利用されてい
る。
【0006】上記CoCrTa系、CoCrPt系等の磁性層を非磁
性基板上に直接形成すると、その層はアモルファス状態
となって十分な保磁力を得ることはできない。アモルフ
ァス状態の磁性層に熱処理を施して結晶化させることも
考えられるが、これまで知られている組成ではこの方法
で保磁力が向上することはなかった。そこで、これらの
材料では、例えば膜厚 1000〜6000 Åの非磁性Crの下
地層を、通常石英ガラスや合成樹脂やテクスチャ加工を
施したNi−Pメッキアルミニウム等の非磁性基板上に
形成し、その層上に例えば 250〜500 Åの磁性層を積層
するようにしていた。
性基板上に直接形成すると、その層はアモルファス状態
となって十分な保磁力を得ることはできない。アモルフ
ァス状態の磁性層に熱処理を施して結晶化させることも
考えられるが、これまで知られている組成ではこの方法
で保磁力が向上することはなかった。そこで、これらの
材料では、例えば膜厚 1000〜6000 Åの非磁性Crの下
地層を、通常石英ガラスや合成樹脂やテクスチャ加工を
施したNi−Pメッキアルミニウム等の非磁性基板上に
形成し、その層上に例えば 250〜500 Åの磁性層を積層
するようにしていた。
【0007】このようにあらかじめCrの下地層を形成
するのは、基板上ではCrがある特定の結晶方向に優先
的に成長するため、下地形成後基板表面にCrの特定の
結晶面が現れ、この面に磁性層を形成すると磁性層もそ
のCrの特定の結晶面に従って結晶化し、エピタキシャ
ル成長して保磁力を有するようになるからである。磁性
層を形成する際、例えばスパッタ原料であるターゲット
と基板との間に遮蔽板を設けたり、ターゲット径を小さ
くするなどしてスパッタ粒子を基板に対して斜め方向に
入射させると、結晶の容易磁化方向が磁気ディスクの径
方向よりも周方向に揃えることができ、磁気ディスクの
周方向に異方性が生じて保磁力を更に向上させることが
できる。
するのは、基板上ではCrがある特定の結晶方向に優先
的に成長するため、下地形成後基板表面にCrの特定の
結晶面が現れ、この面に磁性層を形成すると磁性層もそ
のCrの特定の結晶面に従って結晶化し、エピタキシャ
ル成長して保磁力を有するようになるからである。磁性
層を形成する際、例えばスパッタ原料であるターゲット
と基板との間に遮蔽板を設けたり、ターゲット径を小さ
くするなどしてスパッタ粒子を基板に対して斜め方向に
入射させると、結晶の容易磁化方向が磁気ディスクの径
方向よりも周方向に揃えることができ、磁気ディスクの
周方向に異方性が生じて保磁力を更に向上させることが
できる。
【0008】Co−Zr系では、従来の磁性層形成方法
によっては高い保磁力が現れないため、これまで磁気デ
ィスク用磁性材料として注目されたことはなく、また、
磁性層形成後に基板に熱処理を施すことは、一般には結
晶粒が成長して保磁力が低下するので、Co−Zr系を
磁気ディスク用材料に応用しようとする試みは全く無か
ったのである。
によっては高い保磁力が現れないため、これまで磁気デ
ィスク用磁性材料として注目されたことはなく、また、
磁性層形成後に基板に熱処理を施すことは、一般には結
晶粒が成長して保磁力が低下するので、Co−Zr系を
磁気ディスク用材料に応用しようとする試みは全く無か
ったのである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の磁気
ディスクで必要とされる保磁力を得るためには、Crの
下地層を形成しなければならない。また、磁性層に白金
が用いられる場合、製品コストも高くなる。そこで本発
明の目的は、Crの下地層の形成が不要で製造が容易で
あり、かつ、製品コストが安価である磁気ディスク及び
その製造方法を提供することにある。
ディスクで必要とされる保磁力を得るためには、Crの
下地層を形成しなければならない。また、磁性層に白金
が用いられる場合、製品コストも高くなる。そこで本発
明の目的は、Crの下地層の形成が不要で製造が容易で
あり、かつ、製品コストが安価である磁気ディスク及び
その製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため今まで顧みられなかったCo−Zr系につ
いて種々研究した結果、組成と熱処理条件の組み合わせ
により、磁気ディスク用材料として好適な磁性層が得ら
れることを見いだした。即ち、本発明の磁気ディスク
は、非磁性基板と、該非磁性基板上に形成されたZrが
10〜25原子%、残部がCoからなる磁性層からな
り、かつ該磁性層中にCo11Zr2相が析出されている
点に特徴がある。またそのような磁気ディスクを製造す
るため本発明の方法は、非磁性基板上に、Zrが10〜
25原子%、残部がCoからなる磁性層をスパッタ法ま
たは真空蒸着法で形成した後、該基板を真空中で600
〜650℃で熱処理する点に特徴がある。
達成するため今まで顧みられなかったCo−Zr系につ
いて種々研究した結果、組成と熱処理条件の組み合わせ
により、磁気ディスク用材料として好適な磁性層が得ら
れることを見いだした。即ち、本発明の磁気ディスク
は、非磁性基板と、該非磁性基板上に形成されたZrが
10〜25原子%、残部がCoからなる磁性層からな
り、かつ該磁性層中にCo11Zr2相が析出されている
点に特徴がある。またそのような磁気ディスクを製造す
るため本発明の方法は、非磁性基板上に、Zrが10〜
25原子%、残部がCoからなる磁性層をスパッタ法ま
たは真空蒸着法で形成した後、該基板を真空中で600
〜650℃で熱処理する点に特徴がある。
【0011】本発明の磁気ディスクの非磁性基板には、
600〜650℃の加熱に耐える材料であれば何れも使
用でき、石英ガラス、硼珪酸ガラス等のガラス基板が適
当である。この非磁性基板にはCrの下地層は必要ない
が、あるとCo11Zr2相が析出し易くなるので、あっ
ても差し支えはない。
600〜650℃の加熱に耐える材料であれば何れも使
用でき、石英ガラス、硼珪酸ガラス等のガラス基板が適
当である。この非磁性基板にはCrの下地層は必要ない
が、あるとCo11Zr2相が析出し易くなるので、あっ
ても差し支えはない。
【0012】非磁性基板上に形成される磁性層は、Co
とZrとの二元系で組成がZr10〜25原子%、残部
がCoである。Zrの量が10原子%未満ではα-Co
相の割合が多くなって保磁力が低下し、25原子%を超
えるとCo4Zr1相やCo2Zr相の割合が多くなって
また保磁力が低下する。加熱処理された磁性層の組織中
にはCo−Zr系アモルファス相、CoにZrが固溶し
たα-Co相、Co11Zr2相、Co4Zr相、Co2Zr
相、その他の相が存在し得る。
とZrとの二元系で組成がZr10〜25原子%、残部
がCoである。Zrの量が10原子%未満ではα-Co
相の割合が多くなって保磁力が低下し、25原子%を超
えるとCo4Zr1相やCo2Zr相の割合が多くなって
また保磁力が低下する。加熱処理された磁性層の組織中
にはCo−Zr系アモルファス相、CoにZrが固溶し
たα-Co相、Co11Zr2相、Co4Zr相、Co2Zr
相、その他の相が存在し得る。
【0013】磁性層中に結晶化して析出したCo11Zr
2相は、 1272 ℃まで安定に存在する硬磁性相で、本発
明の磁気ディスクの磁気特性向上に寄与する相である。
この相は、磁性層中重量比で1割以上を占めていれば良
い。1割未満では十分な保磁力が得られない。
2相は、 1272 ℃まで安定に存在する硬磁性相で、本発
明の磁気ディスクの磁気特性向上に寄与する相である。
この相は、磁性層中重量比で1割以上を占めていれば良
い。1割未満では十分な保磁力が得られない。
【0014】本発明の磁気ディスクの製造方法におい
て、非磁性基板上の磁性層は、スパッタ法または真空蒸
着法で形成される。スパッタ法または真空蒸着法は、Z
rが10〜25原子%、残部がCoからなる合金層の形
成が可能であれば、公知のいかなる方式、装置によって
も良い。
て、非磁性基板上の磁性層は、スパッタ法または真空蒸
着法で形成される。スパッタ法または真空蒸着法は、Z
rが10〜25原子%、残部がCoからなる合金層の形
成が可能であれば、公知のいかなる方式、装置によって
も良い。
【0015】Co11Zr2相の析出のための基板熱処理
の雰囲気は、真空度が高い程良く、好ましくは10-3To
rr以上の真空である。真空度が低いと熱処理中に磁性層
が酸化し保磁力が低下する。また、熱処理の温度は60
0〜650℃であることが必要で、600℃未満ではC
o11Zr2相がほとんど析出しないので保磁力が向上せ
ず、また650℃を超えると磁性層の酸化、基板と磁性
層との反応、結晶粒の肥大化が進行し、磁気特性がかえ
って劣化する。
の雰囲気は、真空度が高い程良く、好ましくは10-3To
rr以上の真空である。真空度が低いと熱処理中に磁性層
が酸化し保磁力が低下する。また、熱処理の温度は60
0〜650℃であることが必要で、600℃未満ではC
o11Zr2相がほとんど析出しないので保磁力が向上せ
ず、また650℃を超えると磁性層の酸化、基板と磁性
層との反応、結晶粒の肥大化が進行し、磁気特性がかえ
って劣化する。
【0016】基板熱処理において、基板が最高温度に達
するまでの昇温速度と降温時間は特に限定されないが、
熱処理時間が長いと磁性層の酸化が進行するので、好ま
しくは降温、昇温とも毎分1℃以上である。また、基板
が熱衝撃で破損しない限り、急速昇温、急冷を行っても
差し支えない。熱処理時間は最高温度に達してからの保
持時間が5〜30分であることが好ましく、5分未満で
は効果がなく、30分を超えると磁性層の酸化が進行
し、磁気特性が劣化する。熱処理には通常の真空熱処理
炉が使用できる。
するまでの昇温速度と降温時間は特に限定されないが、
熱処理時間が長いと磁性層の酸化が進行するので、好ま
しくは降温、昇温とも毎分1℃以上である。また、基板
が熱衝撃で破損しない限り、急速昇温、急冷を行っても
差し支えない。熱処理時間は最高温度に達してからの保
持時間が5〜30分であることが好ましく、5分未満で
は効果がなく、30分を超えると磁性層の酸化が進行
し、磁気特性が劣化する。熱処理には通常の真空熱処理
炉が使用できる。
【0017】
【作用】本発明の磁気ディスクが下地層の形成を必要と
せずに高い保磁力を有するのは、Co−Zr系合金層を
形成した基板を真空中で熱処理することで、アモルファ
ス合金層が非磁性基板上で良好に結晶化し、微細なCo
11Zr2相が分散析出して保磁力が向上するからであ
る。この結晶化したCo11Zr2相は一軸磁気異方性を
有するため、Co−Zr系磁性層中にこれが一定量以上
存在すると、磁化を発生させる他の相との相乗効果によ
り磁性層が単磁区微粒子型の構造になって磁気特性を発
揮すると考えられる。
せずに高い保磁力を有するのは、Co−Zr系合金層を
形成した基板を真空中で熱処理することで、アモルファ
ス合金層が非磁性基板上で良好に結晶化し、微細なCo
11Zr2相が分散析出して保磁力が向上するからであ
る。この結晶化したCo11Zr2相は一軸磁気異方性を
有するため、Co−Zr系磁性層中にこれが一定量以上
存在すると、磁化を発生させる他の相との相乗効果によ
り磁性層が単磁区微粒子型の構造になって磁気特性を発
揮すると考えられる。
【0018】
【実施例】厚さ 1.2 mmの硼珪酸ガラスの基板上に、
日電アネルバ(株)製のマグネトロンスパッタ装置(S
PF−530H)を用いて、組成の異なる膜厚 2000 Å
のCo−Zr系の磁性層を形成した。この磁性層形成時
には、装置内の到達真空度を8×10-5Torr、スパッタ
ガスを圧力 0.40 Pa のArガス、ターゲット電流を 1.
20 A、スパッタ電力を 400 W、ターゲット−基板間距
離を 100 mm、基板温度を 300 ℃とした。
日電アネルバ(株)製のマグネトロンスパッタ装置(S
PF−530H)を用いて、組成の異なる膜厚 2000 Å
のCo−Zr系の磁性層を形成した。この磁性層形成時
には、装置内の到達真空度を8×10-5Torr、スパッタ
ガスを圧力 0.40 Pa のArガス、ターゲット電流を 1.
20 A、スパッタ電力を 400 W、ターゲット−基板間距
離を 100 mm、基板温度を 300 ℃とした。
【0019】磁性層形成後、この基板を真空中で熱処理
した。この熱処理は、到達真空度を8×10-5Torr、昇
温速度を毎分 30 ℃、最高温度を 600〜670 ℃、最高温
度保持時間を 10〜25 分、常温までの冷却時間を 30 分
とした。次に、熱処理後の各基板を切断して試料とし、
各組成分析と磁気特性とを評価した。組成分析はEPM
A分析と化学分析とを併用し、磁気特性の評価は試料振
動型磁力計により行った。表1に、磁性層の組成(Zr
原子%)、基板の真空中熱処理の最高温度(℃)、同保
持時間(分)、試料の保磁力(Oe)を示した。保磁力は
1400 Oe 以上あれば十分である。
した。この熱処理は、到達真空度を8×10-5Torr、昇
温速度を毎分 30 ℃、最高温度を 600〜670 ℃、最高温
度保持時間を 10〜25 分、常温までの冷却時間を 30 分
とした。次に、熱処理後の各基板を切断して試料とし、
各組成分析と磁気特性とを評価した。組成分析はEPM
A分析と化学分析とを併用し、磁気特性の評価は試料振
動型磁力計により行った。表1に、磁性層の組成(Zr
原子%)、基板の真空中熱処理の最高温度(℃)、同保
持時間(分)、試料の保磁力(Oe)を示した。保磁力は
1400 Oe 以上あれば十分である。
【0020】
【表1】
【0021】結果は、Zr量が10〜25原子%、真空
中の熱処理温度が 600〜650 ℃の試料ではいずれも保磁
力 1400 Oe 以上を示した。一方、この範囲以外の条件
で熱処理した基板試料は、保磁力が不十分であった。
中の熱処理温度が 600〜650 ℃の試料ではいずれも保磁
力 1400 Oe 以上を示した。一方、この範囲以外の条件
で熱処理した基板試料は、保磁力が不十分であった。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、下地層を形成すること
なく、成膜と熱処理のみで磁気ディスクを製造すること
ができ、安価な磁気記録装置の提供に寄与することがで
きる。
なく、成膜と熱処理のみで磁気ディスクを製造すること
ができ、安価な磁気記録装置の提供に寄与することがで
きる。
Claims (2)
- 【請求項1】 非磁性基板と、該非磁性基板上に形成さ
れたZrが10〜25原子%、残部がCoからなる磁性
層とからなり、かつ該磁性層中にCo11Zr2相が析出
されてなる磁気ディスク。 - 【請求項2】 非磁性基板上に、Zrが10〜25原子
%、残部がCoからなる磁性層をスパッタ法または真空
蒸着法で形成した後、該基板を真空中で600〜650
℃で熱処理することを特徴とする磁気ディスクの製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22361292A JPH0653041A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 磁気ディスク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22361292A JPH0653041A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 磁気ディスク及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0653041A true JPH0653041A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16800930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22361292A Pending JPH0653041A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 磁気ディスク及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0653041A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5949681A (en) * | 1996-03-15 | 1999-09-07 | Fuji Machine Mfg. Co., Ltd. | Electronic-component supplying apparatus |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP22361292A patent/JPH0653041A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5949681A (en) * | 1996-03-15 | 1999-09-07 | Fuji Machine Mfg. Co., Ltd. | Electronic-component supplying apparatus |
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