JPS60143603A - 磁気ヘツド - Google Patents

磁気ヘツド

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JPS60143603A
JPS60143603A JP59208291A JP20829184A JPS60143603A JP S60143603 A JPS60143603 A JP S60143603A JP 59208291 A JP59208291 A JP 59208291A JP 20829184 A JP20829184 A JP 20829184A JP S60143603 A JPS60143603 A JP S60143603A
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JP
Japan
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magnetic
amorphous
alloy
magnetic head
head
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Pending
Application number
JP59208291A
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English (en)
Inventor
Shinji Takayama
高山 新司
Yasuo Tsukuda
佃 康夫
Kazuo Shiiki
椎木 一夫
Moichi Otomo
茂一 大友
Sanehiro Kudo
工藤 実弘
Yasunobu Ogata
安伸 緒方
Ryozo Sawada
沢田 良三
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Hitachi Ltd
Japan Science and Technology Agency
Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Metals Ltd
Research Development Corp of Japan
Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS60143603A publication Critical patent/JPS60143603A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Magnetic Heads (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、製造容易で特性のすぐれた磁気ヘッドに関し
、特に熱的安定性と軟磁気特性のすぐれた非晶質磁性合
金を用いた磁気ヘッドに関する。
〔発明の背景〕
強磁性非晶質合金には高強度、高靭性を有し、かつ高飽
和磁束密度、高透磁率等の優れた軟磁気特性を示すもの
かあシ、このような軟磁気特性を有する非晶質合金とし
ては、従来、ガラス化元素として非金属元素であるB、
C,P、Stなどを含むものが知られていて、磁気ヘッ
ドにも用いられていた。このような磁気ヘッドは、例え
ば、特開昭51−94211号公報、実開昭52−58
613号公報、特開昭52−128115号公報、特開
昭53−25409号公報、特開昭53−97409号
公報、特開昭53−116809号公報、特開昭53−
116810号公報等に示されている。第1図はコア全
体を強磁性非晶質合金薄片の積層体で構成した磁気ヘッ
ドの従来例で、1は非晶質合金層、2はギャップ、3は
コイルを示す。第2図。
第3図はギャップ近傍を強磁性非晶質合金で構成し、他
の部分を強磁性フェライトで構成した従来例で、第2図
はギャップ形成面に非晶質合金を設けた場合、第3図は
磁気記録媒体対向面に非晶質合金を設けた場合であり、
それぞれ、11.21’はフェライト、12,22は非
晶質合金、13は非磁性材料、14.24はコイル巻線
窓、16゜26はギャップを示す。
ある種の金属あるいは合金においては、ある条件下でそ
の溶湯を約10’C/sという非常に速い速度で冷却し
てやると、原子構造で長範囲規則度のない非晶質構造を
得る事ができる。このようにして作製された非晶質合金
の中には通常の結晶質合金では得られない特性、すなわ
ち高強度、高靭性を有し、かつ高飽和磁束密度、高透磁
率である優れた軟磁気特性をもつ合金系があることが近
年明らかになった。こうした非晶質合金は金属−非金属
の組み合わせから成る合金系で、1例としてはFeCo
−8i−B系の合金が知られており、Fe4.S C0
70,6S 1tsBt。あるいはF e<、s Co
ts、z Binの組成を有する合金は8〜11KGと
いう高い飽和磁束密度を有し、coとpeの比が6対9
4に保たれた組成では磁歪がほぼ零であるので磁気ヘッ
ド等に応用した場合にはヘッド製造工程における透磁率
の変化が少ないという利点がおる。しかしながら、この
例に示すような非晶質合金は準平衡状態にあるため熱的
に不安定であり、磁気特性においては経時変化が生じ易
い。このような不安定性は特に、B、C,P。
8iなどの非金属元素を成分とする非晶質合金に顕著で
あシこれはこれら非金属元素が時間と共に拡散、偏析す
るためであると考えられている。さらに非金属元素は、
磁気モーメントを持たない元素でおるため、非金属元素
の含有によって飽和磁束密度が磁性金属元素のみの場合
よシも低くなるという伺題がある。以上のような従来の
金属−非金属系非晶質合金は熱的安定性ならびに飽和磁
束密度の点で改善が要望されておシ、特にこのような従
来の非晶質合金をコアに用いた磁気ヘッドにおいて改善
が期待されている。
〔発明の目的〕
本発明は、上記従来技術の難点を解消し、熱的安定性が
高く且つ飽和磁束密度の高い強磁性非晶質合金を用いた
、製造容易で高特性の磁気ヘッドを提供することにある
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、本発明の磁気ヘッドは、ガラ
ス化元素として実質的に金属元素のみを含有し、軟磁気
特性を有する優位的に非晶質(本明細書では、単に「非
晶質」と記す)の磁性合金を用いてなるものである。な
お、優位的に非晶質とは、周知の通常のX線回折法によ
シ得られる回折バタンか結晶に特有な鋭いピークを示さ
ないことを言う。
上記ガラ、ス化元素としては、例えば、Z r+Tiお
よび)(fからなる群よシ選択した少なくとも1金属元
素が代表的なものでおる。
また、上記非晶質磁性合金の代表的なものとしては、C
o、Niおよびpeからなる群よシ選択した少なくとも
1元素、もしくはさらにこれに遷移金属元素を加えたも
のに、上記ガラス化元素を含有せしめたものを挙げるこ
とができる。
すなわち、本発明の磁気ヘッドは従来の金属−非金属系
非晶質合金に代わり、金属−金属系非晶質合金で熱的安
定性にすぐれ、高飽和磁束密度を有し、磁歪がほぼ零で
ある軟磁気特性のすぐれた強磁性非晶質合金を磁気コア
の少なくとも一部に用いたものである。
なお、軟磁気特性とは磁性材料の磁気特性が軟質である
ことを示す。周知のように、軟質な磁気特性とはヒステ
リシス曲線が細形であること(例えば、太田恵造;磁気
工学の基礎1111第398頁、共立出版(株)発行)
、すなわち保磁力の低いことである。軟磁気特性のすぐ
れていることは磁気ヘッド用磁性材料として好適である
上述のように、本発明の磁気ヘッドに用いる非晶質磁性
合金はガラス化元素として非金属元素である33.C,
P、Stなどの代わりに、Ti。
Zr、Hfのような金属元素を用い、Co、Ni。
peなどの強磁性金属を主成分とするものであるが、と
くにCoを主成分とし、Zrをガラス化元素とする合金
系にさらにNiを加えることによつて磁歪を零に調整で
き、Feを加えることによって飽和磁束密度を向上させ
ることもでき、さらにCr、Mo、Wな片の遷移金属元
素を加えて硬度ガらびに結晶化温度を上昇させることに
よって熱的安定性を改善することができる。
本発明の磁気ヘッドは、磁気コアの少ガくとも一部に上
記の金属−金属系非晶質磁性合金を用いればよく、特に
その他の構造は問うものではないので、すべての磁気誘
導型ヘッドに適用でき、まだ従来の磁気ヘッドのコア材
料以外の構成をそのまま用いてよい。
〔発明の実施例〕
実施例1 非晶質合金の製法は非常に多く知られているが実用的で
大量生産にむいた代表的”製法としていわ成をもち、M
がCr、Mo、Wの1種または2種以上から成る遷移金
属元素からなる母合金をつくり、アルゴン雰囲気中で片
ロール法を用いて作製したところ、熱的安定性にすぐれ
、高飽和磁束密度で磁歪がほぼ零の強磁性非晶質合金が
得られた。
また、本実施例では、上記一般式で、x==1−YZ。
o<yく0.2.o<z≦0.7.1=l−b−C。
QくbくQ、05,0105くC≦0.2を満足するも
のとし、参考のためこれ以外の組成も検討した。
なお雰囲気は真空中、大気中でも作製可能であシ、また
双ロール法、遠心急冷法、スパッタリング法など、その
製法のいかんにかかわらず作製可能である。本発明の実
施例においては、溶融合金噴出用として口径0.8 r
unのノズルを用い、直径400■の銅ロールを約15
0Or、 p、 m、の速度で回転させ溶湯噴出圧0.
05〜’ 0.3 ”l−g / cm”の条件で試料
を作製した。
第4図は(Cot−yNi y)o、e Zro、tの
組成をもち、yをOから0.4とかえ、非晶質合金に磁
場1200eを加えて測定したときの磁歪の値がyの関
数として示しである。図から明らかなようにyがO〜0
,2の付近で磁歪の値が+5X10”’〜−5X10−
’の値を示す。Co6,5Nio、1ZrG、1の組成
をもつ非晶質合金の飽和磁束密度は11.3KGであり
、従来報告されているpe=Co−B、 pe−Co−
8i B系非晶質合金と同等あるいはそれ以上の値を示
している。Niを減少すると共に飽和磁束密度は直線的
に増加し、C00,1IZrO,1で12.4KGまで
上昇した。すなわちyがO〜0.2のCoo、9−7 
N i y Z r o、tの組成範囲の非晶質合金は
飽和磁束密度がIIKG以上、磁歪が+5X10−’〜
−5X10−’、保磁力が0.40 e以下の値をもつ
。保磁力は熱処理によシさらに低下させることができる
。。
前述のように、本発明の磁気ヘッドに用いる非晶質磁性
合金は、スパッタリング法によっても作製可能である。
片ロール法、双ロール法等は、溶融金属をノズルを通し
て噴出させるため、酸化し易い元素が酸化して、ノズル
詰まりを生じ、合金の作製が困難になる傾向を生じ易い
。これに対して、スパッタリング法では、このような難
点がなく、Zr、Ti、Hfのような酸化し易い元素を
含んでいる場合でも、歩留まシよく容易に非晶質磁性合
金を作製し得る。さらに、スパッタリング法を用いると
、1)同じ組成の材料でも、片ロール法、双ロール法等
よシも容易に非晶質化する、1i )強磁性フェライト
等に被着して複合型磁気ヘッドにする場合、接着材層が
ないので接着材層による磁気抵抗の増加がなく、また被
着基板面に凹凸があっても容易に被着できる、等の利点
もある。
スパッタリング法による場合も、上記片ロール法による
場合と同様の磁歪特性を示した。
上記の片ロール法によって得られた、非晶質磁性合金の
薄片を用いて、前記第1図に示した構造の磁気ヘッドを
作製したところ、コア材料の熱的安定性がすぐれている
ので、磁性薄片を積層するためのボンディングや、コア
半休のギャップ面におけるボンディングにガラスを用い
ても、加熱温度を従来の金属−非金属系非晶質合金の場
合よりも高くできるので、ガラスの選択の範囲が広くな
り、且つボンディング温度を高めて容易に接着すること
ができた。なお、接着材に有機高分子樹脂を用いると、
加熱温度は低くできるが、使用により10) シギャップ長の変動を生じ、好ましくなかった。
また、コア材料の飽和磁束密度が高いので、保磁力の高
い磁気記録媒体に対しても容易に十分に記録することが
できた。その上、コア部分の耐食性も良好で、記録媒体
対向面の耐摩耗性もすぐれていた。
つぎに、上記のスパッタ法を用いて強磁性フェライト上
に非晶質磁性合金層を形成して、前記第2図、第3図に
示した構造の磁気ヘッドを作製したところ、前記片ロー
ル法の場合と同様に、コア半休のポンディングが容易で
、且つコアの飽和磁束密度の高い磁気ヘッドが得られた
。コアの非晶質合金部分の耐食性、耐摩耗性も良好であ
った。
さらに、スパッタリング法を用いたので、材料の酸化に
よる歩留まシの低下がなく、フェライトへの接着度も十
分で、磁気抵抗の増加による損失もなかった。
実施例2 第5図はCoo、9Z ro、tにFeを添加したとき
の飽和磁束密度の変化を示す。試料の作製条件(11) は実施例1の片ロール法の場合と同じである。
(Cot−zFez )o、e Zro、を合金系にお
いて、Feの増加と共に飽和磁束密度が上昇し、Zく0
.7の領域で12KG以上の高い飽和磁束密度が得られ
ることがわかる。
(Cot−yN i y ) 0.9 Z ro、を合
金にCr元素を添加すると、Crの増加とともに保磁力
は単調に減少し1例えばCon、sac ro、o4Z
 re、lでは作製したままの試料でも保磁力は約0.
10 e以下と小さい。しかし飽和磁束密度はCrの添
加量とともに減少するため、10KG以上の飽和磁束密
度を得るにはCrの添加量を0.05以下にすることが
望ましい。
本発明の磁気ヘッドに用いる合金における結晶化温度は
450C以上であシ高い熱安定性を示す。
とくにpe、Cr、Mo、Wの添加によシ結晶化温度は
上昇する。第6図に一例としてCoo、1−ZF ez
 Z ro、1系およびCoo、@ −bcrbZro
、を系における結晶化温度TXの2およびbによる変化
を示しである。2およびbの増加とともに結晶(12) 化温度は高くなっていることが分る。また焼鈍による脆
化を調べるために一例として、Coo、s−wCrw 
Z r6,1 (0,02≦W0.05)合金を用いて
440Cで30分間焼鈍したが、焼鈍後も180度曲げ
ができる程度の熱的安定性を示した。このような高い熱
的安定性は従来の金属−非金属系非晶質合金にはみられ
なかったもので、本発明の合金が高い熱的安定性を示す
ことが認められた。
第7図にCoo、s−w Yw Z re、を合金(Y
=Fe、Ni、Cr)における添加元素による硬度の変
化を示しである。Fe+ N t + Crを添加する
ことによシ硬度が改善されていることがわかる。
Crのほかに同じ遷移金属元素であるMo、Wを添加す
ることによっても同様の効果が認められた。
また、スパッタリング法を用いた場合も、上記第5図〜
第7図と同様の結果が得られた。
さらに、上記非晶質磁性合金を用いて、実施例1の場合
と同様にして、磁気ヘッドを作製したところ、実施例1
と同様に良好な結果が得られた。
上記各実施例においては、ガラス化元素として(13) Zrを用いたが、Zrの全部あるいは一部をTiもしく
はHfで置換した場合も、同様のすぐれた結果が得られ
た。たとえば、Co o、sts Hf o、oay 
rCo o、eoe Z r O,048Hf 000
43の組成で非晶質合金が得られ、それらの結晶化温度
も500C以上の高い値を示すことが認められた。
本発明の磁気ヘッドに用いる上記非晶質磁性合金のZr
o Ti 、 Hfの合計量を5at%以上。
20at%以下とするのが好ましい。これは、Zr等の
濃度を58t%未満にすると非晶質化が困難になる傾向
を生じる場合があシ、20at %を越えると飽和磁束
密度が著しく低下するためである。
〔発明の効果〕
以上の説明によって明らかなように、ガラス化元素とし
て実質的に金属元素のみを含有し、軟磁気特性を有する
上記非晶質磁性合金は、すぐれた磁気特性、機械的特性
と高い熱安定性を有するものである。したがって、この
非晶質磁性材料をコアの少なくとも一部に用いた磁気ヘ
ッドは、許容(14) される加熱温度が高く々るのでヘッド作製における加熱
工程が容易になり、高保磁力の記録媒体の使用に適した
磁気特性を有し、耐食性、耐犀耗性も良好である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第3図は磁気コアの少なくとも一
部に非晶質磁性合金を用いた磁気ヘッドの斜視図、第4
図は(Cot、o−yN l y) o、sZ ro、
を非晶質合金における磁歪のy依存性を示す線図、第5
図は(Cod−zFez )(1,9zrQ、1合金に
おける飽和磁束密度の2による変化を示す線図、第6図
は(Col−zFez)o、e Zro、t 合金なら
びにCoo、、−bCrb Zrn、、t 合金におけ
る結晶化温度の2依存性ならびにb依存性を示す線図、
第7図はCOO,9−WYW Z ro、を系における
添加元素Y(15) x+o−6第4図 第5 図 VJ6 口 0 0.1 θ、2 Z Oと b 第 7I211 0 0、+ 0.2 0.3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、磁性材料の少なくとも一部が、ガラス化元素として
    実質的に金属元素のみを含有し且つ軟磁気特性を有する
    非晶質磁性合金からなることを特徴とする磁気ヘッド。 2、上記ガラス化元素がzr、’rtおよび)(fから
    なる群より選択した少なくとも1金属元素であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁気ヘッド。 3、上記非晶質合金が、Co、Niおよびpeからなる
    群よシ選択した少なくとも1元素、もしくはさらにこれ
    に遷移金属元素を加えたものに、上記ガラス化元素を含
    有せしめてなるものであることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項もしくは第2項記載の磁気ヘッド。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5633453A (en) * 1979-08-27 1981-04-03 Takeshi Masumoto Iron-base amorphous alloy having high magnetic flux density and small magnetostriction

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5633453A (en) * 1979-08-27 1981-04-03 Takeshi Masumoto Iron-base amorphous alloy having high magnetic flux density and small magnetostriction

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