JPS59136444A - 非晶質磁性合金 - 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、非晶質磁性合金、特に例えば金属磁性層を有
するいわゆるメタルテープのような高抗磁力磁気記録媒
体に対する磁気記録再生用磁気ヘッドのコア材として用
いて好適な非晶質磁性合金に係る。

背景技術とその問題点 非晶質（アモルファス）磁性合金としては、強磁性金属
元素のＦｅ　、　Ｃｏとアモルファス化のためのいわゆ
る各種メタロイド元素によるアモルファス磁性合金が種
々提案されているが、いずれも磁気へラドコア材として
の磁気的特性及び機械的特性、更にこれら特性の熱的安
定性等のすべてを満足できる非晶質磁性合金は未だ得ら
れていない。

例えば従来の非晶質磁性合金の代表的なものとしては、
メタロイド元素としてＳｉが用いられたＦｅ−Ｃｏ−８
ｔ−Ｂｉがある。このＳｉを含む非晶質磁性合金は磁化
量σｇ１飽和磁束密度Ｂｓは高い値を示すものの、加熱
に伴う透磁率の劣化等の磁気的特性の劣化が著しく、ま
た加熱に伴う機械的強度の劣化も著しいなどの欠点を有
し、その製造過程における加熱処理、或いは磁気ヘッド
の完成後における使用状態での熱的環境に考慮を要する
など、種々の問題が生じ信頼性に低いという欠点がある
。

発明の目的 本発明はこのような欠点を解消し、高温の長時間加熱に
おいても透磁率の劣化等の磁気的特性の劣化更には機械
的特性の劣化を招来することがなく、加工性に優れ、耐
蝕性に優れ、耐摩耗性に優れた非晶質磁性合金を提供す
るもので冒頭に述べたように高抗磁力磁気記録媒体に対
する磁気記録再生用磁気ヘッドのコア材として用いて好
適なものである。

すなわち、本発明においては、前述したように強磁性金
属元素とアモルファス化のだめのメタロイド元素との合
金によるも、特にＳｉの添加を回避することによって温
度に対する安定化を図ると共に１　このＳｉ添加による
非晶質磁性合金と同程度に優れた加工性を示す非晶質磁
性合金を得るものである。

発明の概要 本発明による非晶質磁性合金は、Ｃｏを主成分とする、
すなわちＣｏの含有量を最も大とする（　ＦｅＣｏ　）
ｘ　Ｔａｙ　Ｂｚよシなシ、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００原子係
として、Ｘ−７４〜８１原子チ、ｙ＝１〜１２原子係、
残部２とし、更Ｋ　ｘ　十ｙ　＝　７５〜９５原子チと
する。

尚、ここに、上記組成範囲Ｘ部中のＦｅ　十Ｃｏには適
量のＮｉが含有されることが許されるものであわ、この
場合Ｎｉは磁歪には大きく負の寄与をするので正の寄与
をするＦｅの添加を、より増すことができ、従って飽和
磁束密度の増大化を図ることができるものであるが、一
方Ｎｉはキューリ一温度を低下させる効果があるのでそ
の考慮が必要となってくることはよく知られているとこ
ろである。

（Ｆｅ、Ｃｏ）量、すなわちＸを７４〜８１原子１に選
定する所以は、Ｘが７４未満ではアモルファス化がしに
くくなシ、また反面８１原子チを越えてもまたアモルフ
ァス化しにくくなるものであることにある。またＸが７
４原子チ未満の場合、その飽和磁束密度Ｂｓは７０００
　Ｇ以下の低い値となり、高抗磁カテーノ用の再生用磁
気ヘッドのコア材として使用するに望ましくなくなって
くる０まだ、Ｘが大である場合、その飽和磁束密度Ｂｓ
は充分大の例えば１２０００　Ｇを越えるものであるが
上述したようにアモルファス状態となし難くなるもので
あると共に、結晶化温度ＴＸが４００℃以下となシ、透
磁率μ′改善のだめの熱処理等に対する耐熱性に問題が
生じてくる。尚、ＦｅとＣｏの比率は、上記組成材で磁
歪が零近傍となるように決めることが、よく知られてい
るものであり、既知の技術ではＦｅ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）比
が０．９２〜０．９７の範囲に入るようになされること
が望ましい。しかしながら上述したようなＮｉが含有さ
れる場合は、この値に多少変動が生じてくる。

またＹ＝１〜１２原子チに選定する所以は、ｙ＝１原子
チ未満ではこれを添加することによる効果がほとんど生
じてとないこと、また１２原子チを越える場合は磁気特
性例えば磁化量０ｇ１透磁率μ′が減少してくることに
ある。

また、ｘ＋ｙ＝７５〜９０チに特定する所以は、これら
範囲以外ではアモルファス化がしにくくなってくること
にある。

実施例 実施例１ 最終的に所要の組成（原子比率）と々るようにＦｅ　、
　Ｃｏ　、　Ｔａ及びＢを秤量し、高周波溶解炉（て溶
解し、母合金のインゴットを得た。とれを一部枠いて小
片となし、アモルファス作製装置（液体急冷式）によシ
溶融噴出させ、幅２０ｍのりがン状試料を得た。このよ
うにして得た各組成を有する試料と同様の方法によって
得た比較試料の各特性の測定結果を第１図に示す。とこ
に各特性は磁化量σｇ１密度ｄ１飽和磁束密度Ｂｓ　、
磁歪定数λｓ１更に結晶化温度Ｔｘの測定結果を示した
もので磁化量σｇはダラムあたシの磁化量を測定したも
のでとれは振動試料型磁束計（ＶＳＭ）によシ求めたも
のであシ、密度ｄは各試料から約７　ｍｎ’Ｘ　４０　
ｒｔａｎの短冊状試料片を総量１５ｇ程度に多数切シ出
し、比重びん法により求めたものである。飽和磁束密度
Ｂｓは０ｇとｄの測定値よυＢｓ＝４πｄσｇとして求
めた。

結晶化温度Ｔｘは示差熱分析装置を用いて求めた。

また、磁歪定数λＳは張力をかけた状態での細長リデン
状試料片（約２　ｔａｎ　Ｘ　２０　ｍｍ　）の交流磁
化曲線の測定から求めた。す力わち開磁路型交流磁化曲
線測定装量によシ長手方向に張力をかけた（磁歪が負の
材料の場合、長手方向が磁化困難軸となり屈曲した磁化
曲線が得られる。）アモルファスリがンの磁化曲線を種
々の張力の大きさに対して求め、その異方性磁界の大き
さの変化から磁歪の絶対値を求めたものである。尚、比
較例においてはメタロイド元素としてＳｉを用いた従来
のアモルファス合金を例示したものであシ、第１図から
明らかなようにその磁気特性は比較例のものに比して何
等遜色がないことがわかる。

実施例２ 実施例１で得たアモルファス合金り、ｙンよシ夫夫１２
＋ｍｎＸ１２ｍの角板を１０枚づつ切シ出し磁界中熱処
理によって誘導磁気異方性を消失させて磁気的ソフト性
を向上させて後、これら角板よシ外径１０咽、内径６■
直径のリングを打ち抜き、これらヲ・母イロフィライト
性がビン上に互いに絶縁積層した後、巻線を施こして透
磁率μ′を測定した。この場合、透磁率μ’！　２］２
５となった。次にこのリングを収納したボビンを２００
　℃に保持し、透磁率μ′がこの２００℃保持時間の経
過と共にどのように変化するかを測定した。その結果は
第２図中、曲線（１）に示すようになった。この場合、
試料の組成はＦｅ４Ｃｏ７４Ｔａ４ＢＩＢ　ノ場合で、
曲線（２）は比較例におけるそれで実施例２と同様にし
て得たリングの透磁率変化を示したもので、この場合の
組成は　　′Ｆｅ５Ｃｏ７５Ｓｉ４Ｂ１６　（ｉり場合
で初期値は５００ｋＨｚでμ′ユ２１６０となった。尚
、この比較例におけるリングにおいては、その直径を１
２ｗｎとした場合である。この第２図の曲線（１）及び
（２）を比較することによって明らかなように本発明に
よるメタロイド元素としてＴａを含有し、Ｓｉ非含有の
ものは曲線（２）のＳｉを含む比較例の場合に比して透
磁率μ′の加熱に伴う劣化の度合がはるかに小さいもの
であることがわかる。すなわちＴａ含有アモルファス合
金の磁気特性は、これを含まない８４含有のアモルファ
ス合金に比し熱的に格段的にその安定性に優れている。

第３図及び第４図は夫々Ｘを８０原子チ、７８原子チと
した場合の夫々のＴａの含有量ｙに対する透磁率μ′と
１　ｋＨ２％　　１０’ｍＯｅにおける透磁率μ′と飽
和磁束密度Ｂｓとの関係を示したもので、第３図及び第
４図において、曲線Ｇυ及びｔ４υは透磁率μ′を、曲
線（３２及び（４っけ夫々その飽和磁束密度Ｂｓを示す
ものである。これらによれば、Ｔａの濃度ｙが増加する
に伴ってその透磁率μ′及び飽和磁束密度Ｂｓの低下が
生じるのでＴａの混入量はあまり大とすることは望まれ
ない。

実施例３ 実施例１の方法によって得たＦｅ４Ｃｏ７４Ｔａ４Ｂ１
６　（７）組成を有するアモルファス合金りビンから約
２ｍｍＸ８０＋ｍｎのりぜン状体を切り出し、２．５　
ｋｆ　Ｗ／ｆｆ１２の一定の張力下で等速昇温を行った
場合の伸びと温度の関係を測定した。この場合、試料は
、高温クリープ試験装置にセットした。すなわち、第５
図において（３）はとのリキン状試料を示し、このリチ
ン状試料（３）は石英製の支持棒（４）及び（５）の先
端に取付けたステンレス製のチャック間に挾みつけて固
定する。一方の支持棒（４）は固定され、他方の支持棒
（５）は差動トランス（６）に結合されていてこの差動
トランス（６）によってその伸びが検出されるようにな
される。試料（３）及びその支持棒を長さ２５０場の電
気炉中に置き、５０℃／分の昇温速度で加熱した。（力
はその測定用の分銅、（８）はトランス（６）よりの出
力の増幅器、（９）は記録計である。このように測定し
た温度に対する伸び率の測定結果を第６図中、曲線（１
０１に示す。同図中（ｌυは実施例３と同様にして得る
も、その組成がＦｅ５Ｃｏ７５Ｓｉ４Ｂ１６の比較例に
対して行った温度に対する伸び率の測定結果を示すもの
である。これら曲線（１０）及びαυを比較するととに
よって明らかなように、メタロイド元素として８ｉが用
いられた従来のものによる場合に比し、本発明による合
金においては、そのクリープの温度特性が格段的に向上
していることがわかる。すなわちＦｅ５Ｃｏ　７５Ｓｉ
　４Ｂ１６の組成においては、結晶化温度ＴＸ近傍から
著しい伸びが観測され温度の上昇と共に更にその伸びが
増加するに比しＦｅ　４Ｃｏ　７４Ｔａ４Ｂ　Ｉ　Ｂの
組成の本発明合金においては、Ｔｘ　（＝　４２０℃）
近傍においても通常の熱膨張に伴う伸び程度が観測され
るだけであって巨大な伸びは９００℃付近１で認められ
なかった。すなわち結晶化温度Ｔｘ近傍に達してもＳｉ
含有アモルファス合金のような塑性流動はみられない。

アモルファス合金は、一般に結晶化温度Ｔｘ近傍まで熱
した後の根板的加工性は著しく低下する。すなわちＴｘ
近傍までその加熱を行うとき原子移動が極めて容易にな
シ、安定な結晶相への移動が始まると考えられる。この
結晶相は機械的に脆い性質をもっているが、本発明によ
るＴａ含有のアモルファス合金による場合、加熱による
脆さがそれ程顕著に生じないことがわかる。

実際上、これら２種のアモルファス合金試料を４５０℃
及び５００℃で保持した後、プレス鋳型による機械的打
ち抜きを行った場合、第７図に示すような結果となった
。ここに◎印は打ち抜き率が１００％である場合、○印
は８０チ程度であった場合、Δ印は５０％であった場合
、Ｘ印はほぼ０％であった場合を示すもので、この第７
図より明らかなようにＴａをメタロイド元素として用い
た非晶質合金は、加熱後の機械的強度に優れていること
がわかる。因みにこの加熱条件は、実際のヘッドとして
用いる場合の製造過程等における加熱条件に比してよ）
過酷な条件である。

実施例４ 実施例１と同様の方法によって各組成のアモルファスリ
ボンを作製した。これら各組成のりピンを≠１８０エメ
リー紙で充分研磨したのちそのまま飽和食塩水溶液に浸
し室温で２週間放置した。その後これらを取シ出してそ
の腐蝕の程度を目視により観察した。その結果を第８図
に示した。第８図の表において本発明と比較されるべき
各アモルファス合金の例に関してもその同様の腐蝕テス
トの評価を行って示した。ここにＡは食塩水に浸す前と
ほとんど同じ光沢良好な状態を示した場合、Ｂは全面に
薄い汚れが目視されたが光沢は存在していた場合、Ｃは
全面に著しい汚れがあ多局部的に小さな穴が形成され光
沢がほとんど消失した場合、Ｄは大きな穴が生じた場合
、Ｅはりピンがほろぼろになってしまった場合を示して
いる。尚この食塩水テストによる腐蝕の測定方法は、一
般的な材料耐蝕環境テストとしてよく知られた方法であ
ってこのテストの結果から明らかなように本発明による
磁性合金においては耐蝕性が著しく向上していることが
わかる。またこの結果から明らかなようにＴａ濃度が１
原子φ以上においてその効果が生じていることがわかる
。

実施例５ 実施例１と同様にして各組成のアモルファスリボンを作
製し、このリボンから幅２−のチッグ状体を切υ出した
。これらをＣｒＯ２フレキシブル磁気シートに接触させ
て、シー　ト速度を３８Ｌｙｎ／秒にて荷重３ｇで８時
間の摺接テストによってその摩耗量を測定した。この摩
耗量τＷは１　ｒａｎ２に１ｇの荷重がかかつていると
きの１時間あたりの摩耗する長さく　ｍ２／ｊｉ×ｂ　
）で、今メタロイド元素の含有量ｙを夫々Ｙ＝２及びＹ
＝４で測定した場合のその摩耗量を第９図で示した。第
９図において○印のａ及びｂは夫ｋ　Ｆｅ５Ｃｏ７５Ｔ
ａｙＢ２ｏ−ｙにおいて、そのｙ＝２及び４の組成にお
ける摩耗量を示し、・印のｂはＦｅ　４Ｃｏ　７４Ｔａ
ｙＢ２２　＋　ｙにおいてＹ＝４とした組成のそれであ
る。また、◎印のｄ及びｅは夫々Ｆｅ５Ｃｏ７５Ｍｏｙ
Ｂ２０−ｙにおいてｙを２及び４とした場合、更に△印
ｆ及びｇは夫々Ｆｅ５Ｃｏ７ｓＷｙＢ２（１−ｙの各ｙ
ｔ２及び４とした場合、更に印りは Ｆｅ　５Ｃｏ７５ＮｂｙＢ２ｏ−ｙのＹ＝２とした場合
、また×印ｉはＦｅ５Ｃｏ７５８ｉ４Ｂ１６とした場合
の各組成のアモルファス合金における摩耗量τＷの測定
結果をグラフ表示したものである。この第９図よシ明ら
かなようにＴａ含有アモルファス合金、すなわち本発明
による合金は他のＳｉ　、Ｍｏ　、Ｗ、　Ｎｂ含有のア
モルファス合金に比して優れた耐摩耗性を有することが
わかる。

尚、上述した本発明による非晶質磁性合金は、例えばそ
の材料合金を加熱熔融させた状態で、例えば１５００　
ｒｐｍで回転される金属ドラムの周面上に流下させてこ
の金属ドラムによって冷却させてリボン状となしてこれ
を巻取って行くという製造方法を採シ得ることは通常と
同様である。

発明の効果 上述したところから明らかなように本発明によるＴａ含
有アモルファス、すなわち非晶質磁性合金は従来一般の
この種アモルファス磁性合金のＳｉ含有のアモルファス
合金に比して透磁率μ′の熱的安定性、耐蝕性、耐摩耗
性、加熱後の機械的強度等において極めて優れた性質を
有し、しかもその飽和磁束密度Ｂｓ等、磁気的特性、或
いは結晶化温度Ｔｘ等の点において８ｉ含有の磁性合金
と何等遜色のない磁性合金を提供することができるので
、例えば抗磁力のメタルテープ用の記録再生用磁気ヘッ
ド材料のコア材として用いてその利益は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明及びこれと比較されるべき各側の磁気的
特性等の測定結果を示す表図、第２図は加熱時間と透磁
率との関係を示す測定曲線図、第３図及び第４図はＴａ
濃度に対する飽和磁束密度及び透磁率を示す測定曲線図
、第５図は高温クリープ試験装置の一例を示す構成図、
第６図は温度−伸び率測定曲線図、第７図は加熱条件と
機械的打ち抜き率の良否を示す測定結果の表図、第８図
は耐蝕性の評価を示す表図、第９図は摩耗性テストの結
果を示す図である。 第３図 Ｔａ濃度ｙ（２）！、’１０） 第４図 第５図 夕 第６図 第１頁の続き ０発　明　者　阿蘇興− 東京部品用区北品用６丁目７番 ３５号ソニー株式会社内 ０発　明　者　保田井和秀 東京部品用区北品用６丁目５番 ６号ソニー・マグネ・プロダク ツ株式会社内 ０発　明　者　山内−志 東京部品用区北品用６丁目５番 ６号ソニー・マグネ・プロダク ツ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＣＯを主成分とする（　ＦｅＣｏ　）Ｘ　Ｔａｙ　Ｂｚ
   よシなシ、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００原子チとして、Ｘ＝７４
   〜８１原子チ、ｙ＝１〜１２原子チ、ｘ＋ｙ＝７５〜９
   ５原子チとしたこと原子機とする非晶質磁性合金。