JPWO2014115375A1 - 希土類磁石用スパッタリングターゲット及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1)ネオジム、鉄、ボロンを必須成分とする希土類磁石ターゲットにおいて、平均結晶粒径が10〜200μmであることを特徴とする希土類磁石ターゲット、
2)相対密度が97%以上であることを特徴とする上記1)記載の希土類磁石ターゲット、
3)ターゲットの厚さ方向に対してネオジムの組成変動が変動係数で10%以内であることを特徴とする上記1)又は2)記載の希土類磁石ターゲット、
4)酸素含有量が1000wtppm以下であることを特徴とする上記1)〜3)のいずれか一に記載の希土類磁石ターゲット、
5)ネオジム、鉄、ボロンを主成分とする原料を真空中で溶解、鋳造して合金インゴットを作製し、次に、この合金インゴットを不活性ガスを用いたガスアトマイズ法にて微粉砕した後、この微粉末をホットプレス又は熱間静水圧プレスで焼結することを特徴とする希土類磁石ターゲットの製造方法、
6)焼結圧力が10MPa以上25MPa以下、焼結温度が700℃以上950℃以下とすることを特徴とする上記5)記載の希土類磁石ターゲットの製造方法、
7)水冷銅製坩堝を使用したコールドクルーシブル溶解法にて原料を溶解することを特徴とする上記5)又は6)記載の希土類磁石ターゲットの製造方法、を提供する。
そして、本発明のターゲットは、その平均結晶粒径が10〜200μmの微細で均一な結晶粒から構成されることを特徴とする。一般に、保磁力は結晶粒径の2乗の対数に反比例することから結晶粒の微細化が有効であり、その平均結晶粒径は200μm以下とする。一方、結晶粒はガスアトマイズ工程で作り込みがなされ、ガスアトマイズ粉の表面積が増加するについて酸素含有量が増加するおそれがあるため、その平均結晶粒径を10μm以上とする。
酸素はガス成分の中でも磁気特性に大きな影響を及ぼすことが知られていることから、これを極力低減することで、安定的で良好な磁気特性を得ることが可能となる。
まず、純度3N5(99.95%)以上、好ましくは4N(99.99%)、さらに好ましくは4N5(99.995%)以上のネオジム(Nd)及び鉄(Fe)と、3N(99.9%)以上のボロン(B)若しくはフェロボロンを必須原料として準備する。
原料として、純度3N5のネオジム、純度4Nの鉄、純度2Nのフェロボロンを準備した。なお、いずれの原料もブロック状のものを用いた。これらをNd15−Fe75−B10の組成となるように秤量を行った後、水冷銅製坩堝のコールドクルーシブル炉に投入して、1×10−4Torrの真空下で1320℃、60分以上溶融して、約6kgの合金インゴットを作製した。
実施例1と異なり、溶解法によりターゲットを作製した。原料として、純度3N5のネオジム、純度4Nの鉄、純度2Nのフェロボロンを準備し、Nd15−Fe75−B10の組成となるように秤量を行った後、水冷銅製坩堝のコールドクルーシブル炉に投入して、1×10−4Torrの真空下で1320℃、60分以上溶融して、約6kgの合金インゴットを作製した。なお、インゴット内のマイクロクラックの発生を防止するために、冷却方法は炉冷とした。次に、このインゴットの上部、下部及び外周部を研削した後、外周部及び上下面を研削、研磨により、φ76mm×厚さ4mmの円盤状ターゲットを作製した。このターゲットを実施例1と同様にSEMを用いて観察した結果、その平均結晶粒径は、約210μmであった。また、このターゲット材をアルキメデス法によって相対密度を調べた結果、100%であった。
次に、このターゲットをバッキングプレートの取り付け、実施例1と同様に熱酸化膜を形成したSi基板上にTaバッファ層、NdFeB層(40nm)、Taキャップ層を連続成膜して希土類磁石の薄膜を作製した。B−Hカーブ測定を行った結果、保磁力は0.7Tとなり、良好な磁気特性は得られなかった。
Claims (7)
- ネオジム、鉄、ボロンを必須成分とする希土類磁石ターゲットにおいて、平均結晶粒径が10〜200μmであることを特徴とする希土類磁石ターゲット。
- 相対密度が97%以上であることを特徴とする請求項1記載の希土類磁石ターゲット。
- ターゲットの厚さ方向に対してネオジムの組成変動が変動係数で10%以内であることを特徴とする請求項1又は2記載の希土類磁石ターゲット。
- 酸素含有量が1000wtppm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の希土類磁石ターゲット。
- ネオジム、鉄、ボロンを主成分とする原料を真空中で溶解、鋳造して合金インゴットを作製し、次に、この合金インゴットを不活性ガスを用いたガスアトマイズ法にて微粉砕した後、この微粉末をホットプレス又は熱間静水圧プレスで焼結することを特徴とする希土類磁石ターゲットの製造方法。
- 焼結圧力が10MPa以上25MPa以下、焼結温度が700℃以上950℃以下とすることを特徴とする請求項5記載の希土類磁石ターゲットの製造方法。
- 水冷銅製坩堝を使用したコールドクルーシブル溶解法にて原料を溶解することを特徴とする請求項5又は6記載の希土類磁石ターゲットの製造方法。
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