JPS62139846A - 強磁性材料 - 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、高い飽和磁束密度を有し、磁歪定数が零に近
く、かつ耐食性が良好な、主として鉄系合金からなる強
磁性材料に関し、特に磁気ディスク装置、ＶＴＲなどに
用いる磁気ヘッドのコア用等に適した強磁性材料、なら
びにこれを用いた磁気ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

従来、ヘッドコア用の材料としてはＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフ
ェライトなどフェライト系材料やＮ　ｉ　−Ｆ　ａ系合
金（パーマロイ）、Ｆｅ−ＡΩ−８ｉ系合金（センダス
ト）等の合金系材料が実用されてきたが、これらはいず
れも飽和磁束密度がｌ０ＫＧ程度以下と低く、高密度の
記録再生を行うことが出来ないという欠点があった。

このため近年、Ｆｅ−Ｔｉ系結晶質合金や、あるいはＧ
ｏを主成分とし、Ｚｎ、Ｔｉ、ＨｆｅＮｂ、Ｔａなどの
元素をガラス化元等とした非晶質合金などが研究開発さ
れているが、これらの飽和磁束密度は約１４ＫＧ以下で
ある。

一般に、Ｆｅ−５ｉ系合金は高飽和磁束密度の材料とし
て知られており、Ｓｉ約６．５ｗｔ％（１２ａｔ％）の
合金は磁歪定数がほぼ零で、飽和磁束密度が約１８ＫＧ
と高く、高Ｂｓヘッド材料として有望視されている（特
開昭５９−７８５０３号）。

しかし、Ｆａ−８ｉ系合金は耐食性に劣るため。

ヘッド製造工程中あるいはヘッド使用中に錆を生ずると
いう問題がある。

近年の高密度記録の進展は著しく、特に垂直磁気記録方
式の出現により、記録密度は大幅に向上しつつある。垂
直磁気記録用単磁極型磁気ヘッドの磁気回路の一部は極
めて薄い主磁極で構成されるため、主磁極先端は磁気飽
和を起しやすく、これを防ぐために極めて高い飽和磁束
密度を有する磁性材料が望まれている。また従来のＶＴ
Ｒ用ヘッドにおいても記録密度増加のためにギャップ長
が狭小化し、かつ記録媒体の保磁力が増加する傾向にあ
り、このような磁気ヘッドで記録媒体に十分に信号を記
録し、再生するために高飽和磁束密度を有する磁性材料
が望まれている。

さらに、計算機用記憶装置等に用いる薄膜磁気ヘッドに
おいても、記録密度向上のために磁極先端部の膜厚を薄
くする必要があり、磁極先端部の磁気飽和を防ぐために
高飽和磁束密度を有する磁性材料が望まれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記の要請に応えるために、１８ＫＧ
以上の高飽和磁束密度を有し、磁歪定数が零に近く、か
つ耐食性に優れた磁気ヘッド用材ならびにこれを用いた
磁気ヘッドを提供すること粧にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、Ｆ、ｅを主成分
とし、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔからなる群より選
択した少なくとも一元素を含有した強磁性材料を提案す
るものである。

〔作用〕

一般に、非磁性の元素をＦｅに添加した場合には、添加
量をともに飽和磁束密度は減少するが、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐ
ｄ、Ｔｒ、Ｐｔを添加した場合には飽和磁束密度はわず
かに増加するか、あるいは減少する場合にもその減少量
は極めて小さい、また、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉ　ｒ、Ｐ
ｉ’、の添加はＦｅの耐食性を向上させる効果を有する
。さらに、Ｆｅの磁歪定数λＳは約−４Ｘ１０−’と頁
で大きな値を有し、このままでは磁気ヘッド材料として
使用するのが困難であるが、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ。

Ｉｒ、Ｐｔを添加することにより、磁歪定数は零に近づ
き、さらに正の値で増加することを本発明者らは見出し
た。従ってこれらの添加物の量を制御することにより、
高飽和磁束密度で、仲介性に優れ、かつ磁歪定数が零に
近い、優れた磁気ヘッド材料が得られる。また、本発明
の強磁性材料はバルク材料のみでなく、スプラットクー
リング法により、リボン状試料として得られ、あるいは
真空蒸着法、スパッタリング法などの薄膜形成技術によ
り薄膜状の試料として得ることが出来る。これらはＶＴ
Ｒ用磁気ヘッド、薄膜磁気ヘッド、垂直磁気記録用磁気
ヘッド等の磁気コア材料として好適である。

本発明の強磁性材料を特に薄膜状で使用する場合には、
本発明の強磁性材料を主磁性体として、他の磁性材料も
しくは非磁性材料からなる中間層と交互に積層すること
により、保磁力が小さく透磁率の高い、磁気特性の優れ
た磁性膜が得られる。

なお、Ｆｅ−Ｐｄ系合金薄膜に関して、耐食性および飽
和磁束密度を調べた例（特開昭５３−６３２１１号）が
あるが、磁歪定数を記述しておらず、また、Ｐｄの含有
量は２０〜６５％であって、本発明の組成範囲とは著し
く異なるものである。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により、詳細に説明する。

実施例１ 純度９９．９％の電解鉄と、９９．９％のＲｕ　。

Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔを秤量・混合して真空溶解し、
５ａｔ％以下の含有量を有するＦｅ−Ｒｕ。

Ｒｈ、Ｐｄ、Ｘ　ｒ、Ｐｔ二元系合金を作製した。

これらの飽和磁束密度を測定した結果を第１図（ａ）に
示した。また比較例として、ＦｅにＳｉ添加した場合の
飽和磁束密度の変化も示した。図のように、Ｓｉを添加
した場合には飽和磁束密度１３ｓの低下は大きく、無添
加において約２１ＫＧであったＢｓ！よ５ｉ５ａｔ％の
添加により約１９ＫＧまで低下した。一方、Ｐｔ、Ｉｒ
を添加した場合にはＢｓはわずかな増加を示し、ｐｔの
場合、５ａｔ％の添加で２１．５ＫＧ　となった。Ｒｈ
を添加した場合にはＢｓはほとんど変化せず、またＰｄ
、Ｒｕを添加した場合はＢｓは低下するもののその量は
小さく、５ａｔ％の添加においても約２０．５ＫＧ　の
極めて高い飽和磁束密度が維持された。

第１図（ｂ）にＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔの添加に
よる磁歪定数λＳの変化を示した。無添加の議会のλＳ
の値−４Ｘ１０−”に対して、これらを添加した場合、
λＳは零に近づき、さらに正の値で増加する。増加の程
度は元素によって異なり、ｐｔの添加によるλＳの増加
が最も大きく、Ｒｈ、Ｒｕで小さい。これらの元素の少
量の添加は、λＳを零に近づけるので、磁気ヘッド用材
料として好ましい、これらの元素の添加の効果を得るた
めには合計０．１ａｔ％以上の添加量が必要である。し
かし、多量に添加した場合にはλＳの絶対値が無添加の
場合のＩλ、１＝４ｘｌＯ″″８より大きくなってしま
うので好ましくない、従って第１図より、１λｓｌ＜４
ｘ１０−ｓの条件を満たすためには、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ
、Ｉｒｅ　ｐｔの添加量係式を満たす組成範囲とするこ
とが必要である。

また磁気ヘッド用材料としては磁歪定数の絶対値はさら
に小さいことが好ましく、ｌλｓ１≦２×１０−８の条
件を満たすためには、２≦３．４ａ＋２　、８　ｂ　＋
　４　、７　ｃ　＋　６　ｄ　＋　６　、５　ｅ≦６　
なる関係式を満たすことがより好ましい。

実施例２ 高岡波２極スパッタリング装置を用い−で、本発明の薄
膜状強磁性材料を作製した。基板としてコーニング社製
７０５９ガラスを用い、アルゴンガス圧力を１×１０″
″！Ｔｏｒｒ、基板温度を３５０℃、スパッタ膜の膜厚
を約１μｍとした。スパッタ膜の飽和磁束密度Ｂｓ、保
磁力Ｈｃ　、磁歪定数λＳを第１表に示した。また膜の
耐食性を調べるために。

塩水噴霧試験を行った結果も第１表に示した。塩水噴霧
試験は０．５％ＮａＣＱ水溶液をスパッタ膜面に噴霧し
、３５℃で１００時間放置した後の飽和磁化の値ＭＩと
、試験前の飽和磁化の値Ｍ２とから腐食率（ＭＯＭｌ）
　Ｘ　１００　／　ＭＯを求めることにより行った。ま
た、同一の条件で作製したＦｅ膜および、Ｆｅ−１２ａ
ｔ％Ｓｉ膜の結果も示した。

第１表 表のように、Ｆｅ膜は飽和磁束密度が２１ＫＧと大きい
が、λＳが−４Ｘ　１０−’と零からずれているために
、保磁力Ｈａが６　、５０　ｅ　　と大きく、また腐食
率も１８％と比較的大きい。Ｆｅ−１２ａｔ％Ｓｉ膜は
λＳが０．２Ｘ１０−６と零に近いためにＨｅが２．３
０　ｅ　　と小さいがＢｓが約１８ＫＧと小さくになり
、かつ腐食率が５７％と極めて大きく耐食性が悪いとい
う問題がある。これに比較して本発明の強磁性材料の薄
膜はＢｓが大きく、λ５が零に近いためにＨｃが小さく
、かつ腐食率が小さく耐食性に優れるという特徴がある
。

さらに本発明の効果は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ。

Ｉｒ、Ｐｔを単独に添加する場合のみならず、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｐｄ、Ｉ　ｒ、Ｐｔのうちの二種以上を複合添加し
ても得られることはもちろんである。

実施例３ 本発明の強磁性材料を主磁性体として、他の磁性材料ま
たは非磁性材料からなる中間層と交互に積層することは
、磁気特性を向上する上で効果がある。−例として、主
磁性体をＦｅｅｅＲｕｚ、中間層をＳ　ｉ　０２および
パーマロイとし、主磁性体の膜厚を０．１μｍ　、中間
層の膜厚を３０人として、総膜厚を１μｍとした積層膜
を作製した例を示す。なお、主磁性体膜は実施例２と同
様の条件で、中間層はアルゴン圧力５　Ｘ　１０−３Ｔ
ｏｒｒ、基板温度３５０℃の条件で作製した。

これらの膜の磁気特性を第２表に示した。

第２表 表のように、ＦｅｅｅＲｕｚの組成を有する単層膜に比
較して、非磁性材料である５ｉＯｚおよび磁性材料であ
るパーマロイを中間層として積層した場合には、Ｈｃが
低下し、透磁率が大幅に向上することが明らかとなった
。なお、本実施例の効果は主磁性体の膜厚が０．０２〜
０．５μｍ中間層の膜厚が２０〜５００Ａの範囲におい
て、顕著に認められた。

実施例４ 本発明の強磁性材料を用いて、磁気ヘッドの一例として
特許出願昭５８−１７４７０２号公報記載の垂直磁気記
録用磁気ヘッドを作製した。第２図に作製したヘッドの
斜視図を示した。図においてＭ　ｎ　−Ｚｎフェライト
からなるコア１にはさまれた作動ギャップ近傍を主磁極
膜２とし、主磁極膜２をＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライト層
３および非磁性材４ではさみ、さらに非磁性材５とコア
１を充填ガラス５で接着補強する。主磁極膜２として実
施例３に述べた本発明のＦｅｅｅＲｕｚ　とパーマロイ
との積層膜、及びＦｅ９θＲｕ　１の単層膜を用いた。

また比較のためにＦｅを主磁極膜としたヘッドも作製し
た。なお、主磁極膜２の膜厚は０．３μｍとした６本状
作ヘッドを、Ｃｏ　−Ｃｒ垂直磁気記録用媒体を用いて
記録再生特性を測定した結果、Ｆｅ膜を主磁極膜とした
ヘッドに比較して、ＦｅｅａＲｕ１単層膜を主磁極膜と
したヘッドの出力は約２ｄＢ、ＦｅｅｅＲｕｚとパーマ
ロイの積層膜を主磁極膜としたヘッドは約４ｄＢ高く、
本発明の強磁性材料を用いた場合の効果が確認出来た。

なお、本発明の強磁性材料は本実施例の磁気ヘッドのみ
ならず。

薄膜磁気ヘッドＶＴＲ用磁気ヘッド等に用いた場合にも
優れた効果を発揮する。また１本発明の強磁性材料は磁
気ヘッドのみでなく、高飽和磁束密度と低磁歪定数低保
磁力、高透磁率、高耐食性を要求される用途に用いるこ
とが出来る。このような用途として例えば、磁気バブル
素子のバブル転送用の磁極膜、垂直磁気記録用二層膜媒
体の下地膜、ＭＲ効果を用いた磁気ヘッドのシールド膜
等が挙げられる。

〔発明の効果〕

以上の述べたように１本発明の強磁性材料において、Ｆ
ｅにＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔの一種または一種以
上を適量添加することにより、極めて高い飽和磁束密度
を有し、磁歪定数が零に近く、かつ耐食性に優れた強磁
性材料を得ることが出来、これを用いた磁気ヘッドにお
いて、優れたヘッド特性が得られることが明らかである
。

【図面の簡単な説明】

第１図はＦｅにＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄｌ　Ｉ　ｒ＋　ｐｔを
添加した時の添加量と飽和磁束密度Ｂｓおよび磁歪定数
λＳの変化を示す図、第２図は本発明で実施した磁気ヘ
ッドの斜視図を示す。 ￥Ｊ　　１　　図 χ（ユむり Ｚ　　（ａｔ％〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｆｅを主成分とし、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ
   からなる群より選択した少なくとも一元素を合計０．１
   ａｔ％以上含有し、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔの含
   有量をそれぞれ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ（ａｔ％）とした
   時に、 （ａ／３）＋（ｂ／３）＋（ｃ／１．７）＋（ｄ／１．
   ３）＋（ｅ／１．２）＜１なる関係を満たすことを特徴
   とした強磁性材料。 ２、特許請求の範囲第１項記載の強磁性材料において、
   Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔの含有量が、 ２≦３．４ａ＋２．８ｂ＋４．７ｃ＋６ｄ＋６．５ｅ≦
   ６なる関係を満たすことを特徴とした強磁性材料。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の強磁性材
   料において、前記強磁性材料が真空蒸着法、スパッタリ
   ング法等の薄膜形成技術により形成された磁性薄膜であ
   ることを特徴とした強磁性材料。 ４、特許請求の範囲第３項の強磁性材料において、前記
   強磁性材料を主磁性体として、他の磁性材料もしくは非
   磁性材料からなる中間層と交互に積層してなることを特
   徴とした強磁性材料。 ５、特許請求の範囲第４項の強磁性材料において、前記
   主磁性体の１層の厚みが０．０２〜０．５μｍであり、
   上記中間層の１層の膜厚が２０〜５００Åであることを
   特徴とする強磁性材料。