JPS6167751A - 非晶質合金及びその製造法 - 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】 ［利用分野１ 本発明は新規′／韮非晶質合金及びその製造法に関し、
更に詳しくは情報記録材等に利用できる耐食性の良い非
晶質合金及びその製造法に関する。

［従来技術１ 合金に於いて結晶構造に伴なう周期性を失った乱れた構
造はある種の均一性を生む。これは結晶構造に存する粒
界、格子欠陥等のない均一性であり、また、析出物、偏
析等のない組成の均質性ぐある。この結果として非晶質
構造に於いては広い組成にわたって組成が均一に、かつ
、連続に変化する合金を実現する事ができる。これは結
晶ｍ造に於いて均ｖ１に混ぜ合ける事のできない元素の
合金が非晶質構造に於いては種々実工見できる事を意味
１−る。

ところで特開昭５２−３１７０３ＪＱ公報には、一般式
Ｆａ　　（鉄ＩＲ（式中Ｒは希土類元素）より／【る非
晶質合金、例えば「ｅ−Ｔｂ　（テルビウム）は非晶質
状態に於ＩｉるＴｂの組成の連続変化により、キニ１り
一点、保磁力等の磁気的特性を可変−づる事が可能であ
ることが開示されている。

Ａ：１（−’４？ｊ公１ｌＩ５Ａ−１５４８３号公報に
ｔよ、例えばＴｅ（テルル およびＳより’ｔＥる群から選ばれた少なくとも一種の
元素を含有するＴＯ−半金属系合金をレーザー光（こよ
り穴あ（〕記録づる媒体と【ノ（用いられていることが
開示されている。

［問題点］ このように、Ｆｅ系合金は結晶横；告に於いて多くの相
変態をもつ事、また磁気的４１１質等のＴｒ質より多く
の有用４１工業祠料どして用いられる１、−ブ）、Ｔｅ
は半導体Ｃ゛あり、熱伝導率が一般金属と比較すると極
めて小ざい特質をもつど共に、例えば光記録に於いて、
汎用に先出き込み光源どして用いられる波長８００　ｎ
　ｍ　（ｄ近の半導体レーリ゛−光に対し強い吸収をも
つ等、優ムたｆｉ質をもつ。

しかしながら、」−述したような二丁業的に有用な月利
の絹み合せどじＣＦｅと１’−ｅの絹み合けによる「ｅ
−Ｔｅ系合金はＦｅ中にＴ−０が固溶せずわずかにＦｅ
ｌ−ｅ及びＦｅ　Ｔｅ　２の組成等の結晶体及び偏析及
び／または析出を示す複合的な結晶体の頭数的組成でし
かｊｑられて４丁かった。

［発明の構成２作用１ 本発明者らはＦｅに対し−［０の連続組成の固溶を鋭危
検詞（〕た結果、Ｆｅに対しＴｅが格子間に侵入した後
、ある組成を越えるとＦｅ−−ｊ−ｅ合金が非晶状態ど
なり、Ｆ　ｅ及びｌ−ｅの組成にス・１し連続的に固溶
する非晶質合金を形成する事を見い出し　Ｉこ　。

すなわち本発明は、Ｆｅ−ＴＯからなり、丁０の含有量
が１４へ・９０原子％である新ＪＦ；、！な耐食＋１に
優れた非晶質合金を特定発明どし、その製造法を第２発
明どするものである。

本発明に於ける新規な合金とは、一般式ｒ（！１ｏｏ−
ｚＴｅｘＮＩＴ！Ｌ、×は原子％）で表わされる非晶質
構造を右する合金である。多結晶体の「ｅにｌｅを微量
ずつ添加していくとＴＯは「ｅ格子間に侵入し、格子を
歪ませる。ぞして、Ｔｅの含有量により以下のように構
造が変化することが（（「認された。

すなわち×が約７％まではαＦｅ（Ｔｅ）固溶体Ｃ′あ
ることが確認された。そしＣ×がこれ以上になると非晶
質構造が散在する結晶構造の過渡的領域どなる。Ｘが１
２％の組成では、格子の歪みが顕著であり、例えば格子
歪みに敏感に感応し、磁性の変化を検知するγ線共鳴吸
収法（メスバウアー分光法）により歪んだ結晶状態の存
在が１ｌｉｆｆ認、されでおり、よって、×が１２％前
後まで・は前記過渡的領域にあると思われる。

一ブｊ、Ｘ　＝１４％の組成で゛はメスバウアースペク
トルはＦｅに基づく強磁↑！１の磁気的現＋１１目（ｌ
の顕署な乱れが観測されると共に、結晶状態を確認する
分析法として周知のＸ線回折法等の結果ど総合すると非
晶構造どじで存在りる事が確認された。

結晶にり非晶に至るＴＯの組成の遷移域は格子歪みが漸
次的に大きくなる事と、同一組成合金でも作成時の微妙
り条ｆ′１にＪｚり非晶生成は微妙に影響をう（］るの
で必ずしも非晶体の組成限弄は明確でないが、十）ホの
点から少なくとも×が１４％以上の組成であれば、「ｅ
−Ｔｅの非晶Ｖ［合金が得られることがわかる。

又、Ｘが９０％を越えると、同様に過渡的領域となるこ
とが確認された。

そして、このＸが１４〜９０％の非晶質合金は、耐食性
に優れていること及び以下の有用な特性を有することが
確認された。Ｔｅ組成を１４５’Ａ子％から増して行く
と、非晶質構造が上述の通り保たれると共に、「ｅ−１
−ｅ合金にお【Ｊる金属性特に導電性は、×−６０％ま
ではＦｅと殆んど変らず、その後多少低下するも、Ｘ−
９０％までは良好な導電性を示し、９０％を越える前述
の過渡域では、Ｔｅに＝４− よる半導体性の合金となる１、この」、うに本発明の非
晶質合金は導電性を有し、情報記録材等への適用の際の
静電気対策等に右利４丁ものどなる。一方、磁気的特性
は×−１４％近傍に於ける強磁性的性質より次第に非晶
質金属中に磁気ｆ−メントの分散した状態に至る。又、
光学的特性はＴｅ組成の増加と共に金属的特性Ｊ：すＴ
ｅ固有の光学特性に近づき、例えば、波長８００ｎｍ付
近の半導体レーザー光に対Ｊ−る感光特性は増加する。

このように本発明の非晶質合金は、磁気、光磁気、ある
いは光等による情報記録月利とじで有用な特性を右づる
ものである。

また、×が１４・〜５０％のものでは、２００℃で３０
分間の真空中熱処理においても非晶質構造が安定してい
ることが確認されており、本発明のＦｅ　−Ｔｅ非晶質
合金は耐熱性も優れたもので・ある。

以上から本発明のＦｅ−Ｔｅ非晶質合金のＴｅ含有量は
、１４〜９０原子％であり、金属的特性特に導電性の点
よりは６０原子％以下が好ましく、又耐熱性の点よりは
５０原子％以下が好ましい。

なお、本発明の非晶質合金は、非晶買狛↑（１を１０わ
ない範囲ぐ他元素をわずかに含有してもＪ、い。

例えばＦｅ原料に含まれるＭｏ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｗ、７ｒ
。

］−１ｆ及びＣ１１等である、１ 本発明のＦｅ−１−ｅからなる非晶質合金は合金作成時
合金ＩＭ成元素が結晶に再配り１１−する以前に１１１
１造が凍結される条イ′１、いわゆる臨界冷却速度以−
にの急冷を実現覆る方法により作成される１、該ｙｊ法
どして最も良く用いられているのは、ガン法、ピストン
・アンビル法、ギャスｊイング法」、たけ回転ロール法
どじで知られる溶融液イホを金属板子に高速に薄膜に広
げ、急冷を行ない非晶質合金シートを得る方法等である
。しかしながら「：ｅ−１−ｅからなる非晶質合金では
これらの方法では［ＯどＴｅの融点が大きくＷなる、粘
性が低い等の点で゛非晶質化が難かしい。本発明の非晶
質合金は好ましく【ま気相より固化する方法、づ−なわ
ら真空蒸着法、スパッタリング法等の物理蒸着法により
ｆ＋成される。真空蒸着法に於いては多元蒸着法、又は
合金試料と電子ビーム加熱法、高周波誘導加熱法。

抵抗加熱払、フラッシコ蒸着法等の組合せが用いられる
。しかしながら多元蒸着法に於いでは複数の蒸発源が必
要な事、合金膜Ｈに於いては蒸気圧の相違が大きく、試
料の分解／＋（大きい等の問題がある１１本発明のＦｅ
−７ｅからイ〔る非晶質合金は、特に好ましくはスパッ
タリング法により実現９作成される。スパッタリング法
は、直流又はＲ１−の２枠又はマグネ１〜［］ン方式、
ざらには対向ターゲラ１〜ｌｊ式、イＡンビーｌＸｈ式
等が用いられる。

「ｅ及びＴｅＪ、りなる合金、又は複数ターゲット等Ｊ
、り気相状となった２元元素の原子団は基板−１−に急
冷過程をへて沈肴刀−る。このスパッタリング法による
製）前払に於いでは、上述した組成範囲内に於いて、「
０−ＴＯ非晶質合金を作成する事がで゛きる。気相」、
り固化するＩノ法に１ノリいて用いられる基板は金属、
ガラス、セラミックス、ゾラスチックス等、特に制約は
ない。スパッタリング法は、耐熱性の低いプラスブック
１ｊＸ板を用い、連続形成がでさるＨ、”、ｉ’Ｑ情報
情報記録への適用においで１７１に右利である。

一７＝ 以上の通り、本発明に於けるＦｅ−Ｔｅから２ｉる非晶
質合金は、−１散した組成に於ける粒界、析出、偏析等
の不均質ｔ’ｌをもつ結晶合金と異なり、連続的組成に
於（）る均質な合金を形成する。イして本発明のＦｅ−
丁ｅ非晶質合金は前述した通り、適宜な組成に於いてＴ
業的に優位な優れた特徴を示す。例えばＦｅに対しＴｅ
の添加により耐食性の優れた合金が得られる。そして、
特定の領域においては耐熱性に優れた非晶質合金が得ら
れる。

また合金の組成により磁気的性質が強磁ｆ１より常磁性
的に転移するｖＵＦＮＩが得られる。まｌこＴｅの添加
により電気的骨質が金属的と半導体的の遷移領域をもつ
月１’ｉ＋が得られる。また、光記録に於いて重要な半
導体レーザー光に対し感光性の良好なＦｅ合金材料が得
られる。

本発明に於けるＦｅ−Ｔｅからなる非晶質合金の応用用
途は前記用途に限られるものではなく、例えば、さらに
−１１配特↑（１等を複合的に利用する用途にも用いら
れる。また、例えば熱、光等の外的エネルギーを加える
事により一部、又は全部を結＝８＝ 晶化させ物理的、及び又は化学的’ｌ？ｉ　＋ｌを変化
する事を利用１−る用途にも用いられる。これは、例え
ば上記した半導体レー棄ア・−光吸収を利用した高密度
メ■り一等情報祠判どしても有用で′ある。

以下、本発明のより具体的な説明を実施例で示１ｏ但し
、本発明は以下の実施例で限定されるもので・はない。

また、実施例中の組成は原子％である。

「実施例１］ 高周波２極スパツタリング装置を内に純庶９９．９％の
直径６　ｃｍのＦｅターゲラ１〜と０９，９９％の直径
約１　ｍｍの球状Ｔｏを９０個分散配岡した複合ターゲ
ラ１へを設（−〕た。ざらに厚ざ　１２５ｆＪ、γＵの
ポリイミドフィルｌ＼をターゲッ１〜面にり約４　ｃｍ
　Ｂｕｔした水冷基板ホルダーに取りイｄ【Ｊた。真空
１１勺を２，７ｘ　１０馬ｐａにＩＪＩ気した後、９９
．’１９！’１％の△ｒを２，７［）ａ、槽内に導入し
、１００Ｗのパワーでスパッタリングを行なった。スパ
ッタリング）１８１印は約１人／　Ｓａａで１００分後
膜厚５，７００人の合金膜を１９Ｉこ。１９られた合金
膜の膜組成はＦ　８８５．５丁ｅ１４ｓでありＸ線回折
測定によると回折ピークは完全にブ１−１−トイＴ非晶
質状態を示した。Ｊなわち、所望のＦｅ−Ｔｅ非晶質合
金を得た。

し実施例２〜７．比較例１〜Ｇコ ターゲット上のＴＯの個数及び分散状態を変える以外は
実施例１と同じ条件で組成の異なった合金膜を作り、そ
れぞれにつきＸ線回折測定を行なった。結果を第１表に
示８Ｉ−０実施例２〜７で作られた物質は、均ｉ１なＦ
ｅ−Ｔｅ非晶質合金となつ１、：。

（以下余白） 第１表 ［実施例８〜１１．比較例７〜１０］ １．５ｍｍ厚のガラス板を直流マグネトロン装置の基板
ホルダーに取りｆ４ｔ：ｔ　、純度９９．９９％の５　
ｍｍ角。

１厚厚のＴｅ板を純度９９，９％、直径１２ｃｍのＦｅ
ターゲット上に複数個分布させ、４ＰａのＡｒ雰囲気下
２００Ｗのパワーでスパッタリングし組成の異なった合
金膜を作成した。スパッタ速度は約１０人／ｓｅｃ、膜
厚は約２，０００人であった。得られｌζ合金膜をＸ線
回折分析した後、２Ｎのｌ−Ｉ　Ｎ　Ｏ３溶液に浸した
。常温で５分間浸漬した後、合金膜−を観察した。結果
を第２表に示す。但し、表中、Ｘは膜が完全溶解、△は
ハクリ、○は僅かに変化、◎は変化なしを示す。実施例
に示すように本発明の非晶質合金は優れた耐食性を示η
。

第２表 ［実施例１２１ 真空蒸盾装岡内の２つの抵抗加熱式アルミナルツボより
なる蒸着源に、純［９９，９％のＦｅ、及び純度９９．
９９％のｌｅを入れ、真空槽を２．７ｘ１０−３ｐａに
排気した。２つの独立した電源ｒｒｅ及びＴＯの蒸弁速
度を制御し、蒸発源より２０　ｃｍ頗れｔこ厚さ１．２
ｍｍのポリメチルメタクリレ−１・基板上に合金膜を形
成した。蒸着速庶は約１５人／ｓｅｃ’ｒ冑られた膜の
組成はＦ　ｅｓＪ　０４４、膜厚は１７０人であった。

Ｘ線回折によると合金膜は非晶質を示しＩｃ。

該合金膜を、スポット径１２／１ｍ、波長８２０ｎｍの
半導体レーザーの１０　ｍＷ、　　５００ｎｓ光パルス
で照射したところ、被膜を残したまま反則率が約４％程
度変化した。

［実施例１３〜１６］ 実施例８〜１１で冑たザンブルを用い、真空中で２００
℃、３０分間の熱処理をして、その非晶質構造の耐熱性
を評価した。その結果を第３表に示す。

第３表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＦｅとＴｅからなり、Ｔｅの含有量が１４〜９０原
   子％である耐食性非晶質合金。 ２、ＦｅとＴｅからなる非晶質合金をスパッタリング法
   に形成する非晶質合金の製造法。