JPH1070024A - アモルファス磁性合金 - Google Patents

アモルファス磁性合金

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JPH1070024A
JPH1070024A JP9118816A JP11881697A JPH1070024A JP H1070024 A JPH1070024 A JP H1070024A JP 9118816 A JP9118816 A JP 9118816A JP 11881697 A JP11881697 A JP 11881697A JP H1070024 A JPH1070024 A JP H1070024A
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amorphous
atomic
corrosion
magnetic alloy
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JP9118816A
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Daniel A Nepela
ダニエル・エイ・ネペラ
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Read Rite Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 Coを主成分とする合金の磁性金属組成に
は、合金中にアモルファス(非晶質)状態を生じさせる
添加物が含まれ、かつ合金の耐食性を高める量のRhが
含まれる。 【効果】 アモルファス生成物質及び選択した量のRh
を添加することにより、結果物であるCo基合金の耐食
性が、ロジウムを含まない基礎となるアモルファスCo
合金のそれよりも大幅に改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性を改良した
アモルファス磁性合金組成に関する。
【0002】
【従来の技術】本願発明に関連する先行技術として、本
願と同じ出願人に譲渡された1993年9月2日付け米
国特許出願番号第08/114,629号明細書には、
腐食度の減少のために或る量のRhを含むNiFeから
なる軟磁性合金が開示されている。
【0003】磁性材料における腐食防止技術の分野で
は、長年に亘って広範な活動が行われてきた。その中で
特に興味ある領域の1つが、磁気ディスクドライブ、磁
気テープ装置又はこれらの類似物のような磁気記録装置
に使用するための磁気変換器即ち磁気ヘッドの製造であ
る。このような変換器の最新のものは、最終製品の製造
においてデポジション、エッチング又はミリング若しく
はこれらの工程の組合せにより形成される薄膜材料の単
数又は複数の膜層及び様々な形状のものを組み込むのが
通例である。これらの装置は製造後、使用における様々
な腐食し易い環境に曝されるので、この腐食作用が防止
され又は少なくとも軽減されないならば、変換器の性能
について重大な問題がいつまでも生じる虞がある。
【0004】
【発明がを解決しようとする課題】耐食性及び腐食防止
の考えられる方法の1つは、装置の露出面を保護材料の
膜層で被覆し、素子を腐食性の環境から効果的にシール
することである。しかしながら、本明細書において議論
される磁気変換器の場合には、この方法は、変換器の磁
気読出し及び書込み要素が、再生しようとする信号を記
録した磁気記録媒体及び最大の記録及び再生密度を達成
するために信号を書込み又は記録しようとする磁気記録
媒体にできる限り近接して配置しなければならないこと
から、実用的ではない。このように、変換器の構成要素
と記録媒体間に腐食防止層が存在すると、利用し得る記
録密度が減少することになる。
【0005】耐食性又は腐食防止の別の対策は、薄膜材
料に1種又は2種以上の異なる材料を添加すること、又
は変換器の製造時に異なる工程を用いることに関連した
ものである。しかしながら、これらの技術はいずれも今
日まで十分に満足できることが証明されたものはない。
【0006】スーツ(Suits)による米国特許第4,0
23,695号明細書には、耐食性のためにRhを添加
したNiFe磁性薄膜合金が記載されている。この特許
明細書は、Co基合金の使用は教示していない。
【0007】タキノ他による米国特許第4,615,7
48号明細書には、飽和磁束密度Bsが15,000ガ
ウス近くに達し、かつ飽和磁気ひずみ定数λsが1.5
×10-6未満であるCo、Hf及びPdの合金からなる
アモルファス軟磁性薄膜が記載されている。
【0008】クドウ他による米国特許第4,668,3
10号明細書には、Zr、Ti及びYを含むメタロイド
合金と磁性金属を含むアモルファス磁性合金が記載され
ている。
【0009】ブランシュ(Brunsch)による論文「Magne
tic Properties And Corrosion Resistance Of (CoFeB)
100-x Cr x Thin Films」、Journal of Applied Physi
cs、50 (11)、1979年11月、第7603頁には、CoFeB
合金のCr量を変化させることの合金の腐食度への効果
を測定する試験が記載されている。この論文の結論によ
れば、Cr量が4乃至15原子%(At%)の範囲内に
あるとき、前記合金には腐食度の顕著な増加が認めら
れ、それより低いCr濃度では、基礎となる合金の腐食
度に大きな減少は見られなかった。
【0010】ライス(Rice)他による論文「Magnetic C
orrosion and Surface Propertiesof NiFeCr Thin Film
s」、Journal of Applied Physics、 Vol 47、 No. 3、
1976年3月、第1158頁には、82原子%(At%)Ni
と18At%Feで構成されるパーマロイ(Permallo
y)にCrを添加した効果が記載されている。この論文
に記載されているパーマロイへのCrの添加及びそれに
ついて観察された腐食度への効果は、本明細書において
図1に示す従来技術として要約されている。
【0011】ライス他による別の論文「Properties of
Thin Permalloy Films with Rhodium Addition For Cor
rosion Resistance」、Journal of Applied Physics、
Vol50(a)、1979年9月、第5899頁には、パーマロイへの
Rh添加のそのような合金の耐食性への効果が記載され
ている。この論文の結果は、本明細書において図2に示
す従来技術として要約されている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に関連する基本的
な発見の1つは、相対的な耐食性及び磁気ひずみの変化
双方が、Co基アモルファス合金系に添加される様々な
元素について評価できることである。その目的は、λs
≪1×10-6の磁気ひずみ値と、80:20のNiFe
(パーマロイ)と同等又はそれより大きな相対的耐食性
を同時に達成することである。
【0013】一般的なCo基即ちCoを主成分とするア
モルファス合金、即ち、70〜96At%のCoと約6
At%までのFeを含み、残部がZr、Ta、Nb、H
f、Ti及びBからなる従来技術のアモルファス組成の
場合に、そのような合金の腐食度は一般に、通常の腐食
性環境下でパーマロイ、即ち81:19At%のNiF
eのそれより約6倍大きい。
【0014】これらのCoが70〜96At%である一
般的なアモルファスCo基合金については、そのような
合金のパーマロイに関する基準腐食度は、基準値=(ア
モルファスCo合金の腐食度/パーマロイの腐食度)と
して認識される。Co90At%、Zr4.5At%及
びRh5.5At%である本発明の合金を、Rhを添加
しないで作った場合の基準腐食度は、パーマロイのそれ
の約6倍である。本発明によりRhを5.5At%添加
した場合には、腐食度は6×10-xAt%Rhであることが
認められ、ここでx=0.065であり、パーマロイの
それの約2.7倍の腐食度が得られることが分かる。
【0015】本明細書において表3及び図1、図2に示
され、かつRh及びCr添加物双方のパーマロイ(結晶
質材料)への効果を示す従来技術の結果から、Cr及び
Rh双方が、その上にアモルファスCo合金の腐食度を
減少させるのに有効であることが期待される。しかしな
がら、従来技術に示されるように、アモルファスCo合
金にCr添加物を使用することは、せいぜい腐食度を全
く変化させないだけのことで、実際には、このような合
金の腐食度を幾分増加させることが示されている。即
ち、このような系におけるCrについてのxは実質的に
0に等しく、即ち腐食度に対して何ら効果が無い。対象
的に、本発明は、このようなアモルファスCo基合金へ
のRhの添加が、Co基アモルファス合金の腐食度を低
減させるのに予期しない効果を有することを示してい
る。
【0016】金属薄膜では、アモルファス状態が主とし
て原子の大きさの関数として形成され、原子の直径が大
きければ大きい程、その原子の合金中にアモルファス状
態を形成するのに必要な量が少なくなるという一般的な
規則がある。例えば、Tiの原子の直径が2.88Åで
あると、CoTiのアモルファス合金を得るのに最小1
5At%のTiが必要であり、Zrの原子の直径が3.
17Åであると、CoZrからなる合金にアモルファス
状態を生成するのに最低3〜4At%のZrが必要であ
る。
【0017】Coアモルファスを与える好適な元素はZ
r、Ta、Y、Mg及びNb、又は他の希土類金属であ
るが、それはこれらが、Co内にアモルファス状態を生
成するのに必要な濃度が比較的低い、即ちZrについて
約2.5〜4.5At%及びTa及びNbについて約8
〜10At%であることによりモーメントの損失を最小
にするからである。Zr及び/又はTa又はNbの組合
せにおいて、組合わせた元素が7〜9At%である場合
にアモルファス状態が達成される。Zr単独又はTa若
しくはNbとの組合せを添加することによりアモルファ
ス状態を達成した合金の場合、本発明によれば磁気ひず
みを制御することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】Zr、Ta、Nb、Ti、Y又は
希土類元素、若しくはこれらの組合せによりアモルファ
スを生じ、かつ約1×10-6λsを達成する合金では、
以下のように推定される飽和磁気ひずみλsの変化が列
挙した各添加元素について生じる。即ち、多元系合金例
えば四元系及び五元系合金についてのλsの補償を評価
することができる。これらを以下の表Iに示す。
【0019】
【表1】
【0020】次の表IIは、様々な量のアモルファス金属
及び様々な組合せの金属を添加することによるCo合金
の磁気モーメントへのおおよそのダイリューション効果
(dilutive effect)を列挙している。表IIは、Coに
ついて17.5キロガウスの飽和磁束密度4πMsを使
用し、かつそれから前記合金に添加した特定の単数又は
複数の元素の原子重量%について希薄性(dilutive)の
4πMsをそれから引いて計算した。
【0021】
【表2】
【0022】(実施例1)以下は、その腐食度がパーマ
ロイの0.8倍であり、かつ4πMsが約14.3KG
で、λs≦1×10-6である合金の実施例である。
【0023】
【化1】
【0024】表IIに示す数値に関して、この合金の4π
Msの値は次のようにして計算することができる。 4πMs = 17,500(Co) + 740(Fe)
− 1,728(PtPd) − 1,312(Zr) −
482(Rh) = 14.3 KG
【0025】優れた耐食性及び約1×10-6以下のλs
を得ることができる三元系、四元系及び五元系合金の例
を以下に示す。これ以上の多元系であっても、本発明の
教示するところを用いて可能なことは明らかである。
【0026】(実施例2)Co90、Zr4.5、Rh
5.5の合金を準備しかつ試験した。この合金について
測定した特性は次の通りであった。 4πMs = 15,000 ガウス 磁気ひずみ λs = 4×10-8 Hc = 0.08 オーステード Hk(235℃で磁界中冷却) = 5 オーステッド 透磁率 = 3,000
【0027】このアモルファス合金の耐食性は81:1
9のNiFe(パーマロイ)の0.44倍であった。
【0028】Zr濃度は、実施例1及び2で示されるよ
りも大きい+1〜1.5At%で変化させることがで
き、かつそれでも低い磁気ひずみ及び良好な耐食性を維
持することができる。実施例1及び2双方において、4
πMsは12,000ガウスより大きい。
【0029】前述したように、前記ブランシュの論文に
は、Co79、Fe6.5、B14.5のアモルファスC
o基合金への〜14At%のCrの添加により腐食度が
全く減少しなかったことが報告されている。即ち、パー
マロイへの添加におけるCrとRh間の関係は、以下の
表III に示されるように、アモルファスCo基合金につ
いて予期しないものである。
【0030】
【表3】
【0031】このように、Co基アモルファス合金にお
けるRhの腐食度への効果は予期しない優れた結果を有
する。
【0032】
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術において示されるように、パーマロ
イ、即ち80%Ni、20%Fe合金におけるCrの原
子%の関数として耐食性の変化を示す線図である。
【図2】従来技術において示されるように、パーマロイ
におけるRhの原子%の関数として耐食性の変化を示す
線図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a原子%の少なくともFe及びCoの一
    方を含むTaと、b原子%のRhを含むTbと、c原子
    %のZrを含むTcとからなる高耐食性のアモルファス
    磁性合金であって、 前記a、b、cが、75≦a≦98、2≦b≦20、2
    ≦c≦15であり、 選択した前記元素の総原子%が合計100%であり、そ
    の飽和磁束密度Bsが少なくとも12,000ガウスで
    あり、かつ飽和磁気ひずみ定数λsが1.0×10-6
    満であることを特徴とするアモルファス磁性合金。
  2. 【請求項2】 その耐食性が80:20のNiFeから
    なる合金のそれと少なくとも同等であることを特徴とす
    る請求項1記載のアモルファス磁性合金。
  3. 【請求項3】 a原子%の少なくともFe及びCoの一
    方を表すTaと、b原子%のRhを表すTbと、c原子
    %のZrを表すTcと、d原子%の少なくともPt又は
    Pdの一方を表すPdとからなる高耐食性のアモルファ
    ス磁性合金であって、 前記a、b、c、dが、75≦a≦98、2≦b≦1
    5、2≦c≦15、3≦d≦20であり、 選択した前記元素の総原子%が合計100%であり、そ
    の飽和磁束密度Bsが少なくとも12,000ガウスで
    あり、かつ磁気ひずみ定数λsが1.0×10-6未満で
    あることを特徴とするアモルファス磁性合金。
  4. 【請求項4】 その耐食性が80:20のNiFeから
    なる合金のそれと少なくとも同等であることを特徴とす
    る請求項3記載のアモルファス磁性合金。
JP9118816A 1996-04-22 1997-04-22 アモルファス磁性合金 Pending JPH1070024A (ja)

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