TW202015039A - 磁氣記錄媒體之軟磁性層用Ｃｏ系合金 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題係提供其可獲得強韌性優越之靶材，同時能獲得飽和磁通量密度較小之軟磁性層之Co系合金，為了解決相關課題，本發明提供一種磁氣記錄媒體之軟磁性層用Co系合金，其係含有自Nb、Mo、Ta及W所成之群中選擇之1種或2種以上之元素XA：11at%以上25%以下，以及自V、Cr、Mn、Ni、Cu及Zn所成之群中選擇之1種或2種以上之元素XB：0.4at%以上10at%以下，其餘部分為Co、Fe及不可避免之雜質，上述元素XA與上述元素XB之合計含有率未達30at%。
Description
本發明有關磁氣記錄媒體之軟磁性層。詳言之，本發明有關適於磁氣記錄媒體之軟磁性層之Co系合金。
對於磁氣記錄媒體，重要的是大容量。要達成大容量，高記錄密度化為必要。
採用面內磁氣記錄方式之媒體正在普及。近年，取代此媒體，而採用垂直磁氣記錄方式之媒體(垂直磁氣記錄媒體)正在普及當中。在垂直磁氣記錄媒體中，易磁化軸對於磁性膜中之媒體面於垂直方向配向。垂直磁氣記錄媒體適於高記錄密度。
垂直磁氣記錄媒體具有磁氣記錄層與軟磁性層。垂直磁性記錄媒體進而在磁氣記錄層與軟磁性層之間，具有種晶層及基底膜層等。
軟磁性層係防止記錄時由磁頭產生之磁通量之擴大，確保垂直方向之磁場。於專利文獻1(日本特開2006-294090公報)中，揭示材質為Fe-Co系合金的軟磁性層。
於專利文獻2(日本特開2008-299905公報)揭示含有Zr、Hf、Nb、Ta等非晶質化促進元素之Co系合金的軟磁性層。此Co系合金之飽和磁通量密度較大。大的飽和磁通量密度有助於高記錄密度。
於專利文獻3(日本特開2011-68985公報)揭示其材質含有Y且含有Ta或Nb之Co系合金的軟磁性層。此Co系合金的飽和磁通量密度較大。大的飽和磁通量密度有助於高記錄密度。
於專利文獻4(日本特開2011-99166公報)揭示其材質含有Zr、Hf、Y、Ta、Nb等之Co系合金的軟磁性層。此Co系合金的飽和磁通量密度較大。大的飽和磁通量密度有助於高記錄密度。
大的飽和磁通量密度為「書寫模糊」之原因。此「書寫模糊」係於因寫入用磁頭使合金磁化之狀態下，磁氣影響到周圍必要以上範圍之現象。產生「書寫模糊」之磁氣記錄媒體，對每單位記錄資訊寫入之必要空間較大。「書寫模糊」會阻礙磁氣記錄媒體之高記錄密度。
基於抑制「書寫模糊」之觀點，已提案飽和磁通量密度經調整之軟磁性層。於專利文獻5(日本特開2015-144032公報)揭示飽和磁通量密度為0.5T-1.1T之軟磁性層。於專利文獻6(日本特開2016-84538公報)揭示飽和磁通量密度為0.34T-1.18T之軟磁性層。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-294090公報
[專利文獻2]日本特開2008-299905公報
[專利文獻3]日本特開2011-68985公報
[專利文獻4]日本特開2011-99166公報
[專利文獻5]日本特開2015-144032公報
[專利文獻6]日本特開2016-84538公報
[發明欲解決之課題]
如前述，基於抑制「書寫模糊」之觀點，近年著眼於飽和磁通量密度小的軟磁性層。對於飽和磁通量密度之抑制，於合金添加元素為有效。但，添加於合金之元素或與Fe及Co一起形成金屬間化合物。含有此類金屬間化合物之靶材較脆，於濺鍍中容易破裂。
本發明之目的係提供可獲得強韌性優異之靶材同時能獲得飽和磁通量密度較小之軟磁性層之Co系合金。
[解決課題之手段]
根據一觀點，本發明提供磁氣記錄媒體之軟磁性層用Co系合金。本發明之磁氣記錄媒體之軟磁性層用Co系合金係含有自Nb、Mo、Ta及W所成之群中選擇之1種或2種以上之元素XA：11at%以上25at%以下，以及自V、Cr、Mn、Ni、Cu及Zn所成之群中選擇之1種或2種以上之元素XB：0.4at%以上10at%以下。此合金中，其餘部分為Co、Fe及不可避免之雜質，元素XA與元素XB之合計含有率未達30at%。
根據其他觀點，本發明提供磁氣記錄媒體之軟磁性層用濺鍍靶材。本發明之磁氣記錄媒體之軟磁性層用濺鍍靶材之材質係由本發明之Co系合金所成。亦即，本發明之磁氣記錄媒體之軟磁性層用濺鍍靶材之材質為Co系合金，此Co系合金係含有自Nb、Mo、Ta及W所成之群中選擇之1種或2種以上之元素XA：11at%以上25at%以下，以及自V、Cr、Mn、Ni、Cu及Zn所成之群中選擇之1種或2種以上之元素XB：0.4at%以上10at%以下。此合金中，其餘部分為Co、Fe及不可避免之雜質，元素XA與元素XB之合計含有率未達30at%。
又根據其他觀點，本發明提供磁氣記錄媒體。本發明之磁氣記錄媒體具有軟磁性層，該軟磁性層含有本發明之Co系合金。本發明之磁氣記錄媒體中之軟磁性層係藉由使用其材質為Co系合金之靶材的濺鍍而獲得，此Co系合金含有自Nb、Mo、Ta及W所成之群中選擇之1種或2種以上之元素XA：11at%以上25at%以下，以及自V、Cr、Mn、Ni、Cu及Zn所成之群中選擇之1種或2種以上之元素XB：0.4at%以上10at%以下。此合金中，其餘部分為Co、Fe及不可避免之雜質，元素XA與元素XB之合計含有率未達30at%。
自本發明之Co系合金獲得抗破裂性優異之靶材。又，自本發明之Co系合金可得到不易產生「書寫模糊」之磁氣記錄媒體。
以下，基於較佳實施形態，詳細說明本發明。
[合金]
本發明之磁氣記錄媒體之軟磁性層用Co系合金適用於濺鍍靶材。此Co系合金之組成為，
元素XA：11at%以上25at%以下
元素XB：0.4at%以上10at%以下，及
其餘部分：Co、Fe及不可避免之雜質。
[基本元素]
Co系合金之基本元素為Fe及Co。含有Fe及Co之軟磁性層可發揮充分磁性。藉由此軟磁性層，使磁記錄層之磁化安定。Fe之含有率(at%)與Co之含有率(at%)之比，較好為10：90以上90：10以下。由該比為10：90以上之合金所成之軟磁性層，可抑制飽和磁通量密度。基於此觀點，該比為20：80以上特佳。由該比為90：10以下之合金所成之軟磁性層，有助於磁氣記錄媒體之高記錄密度。基於此觀點，該比為80：20以下特佳。
[元素XA]
元素XA係自Nb、Mo、Ta及W所成之群A中選擇。作為元素XA，可從群A中選擇1種元素，亦可選擇2種以上之元素。元素XA有助於軟磁性層之非晶性。元素XA進而有助於飽和磁通量密度之抑制。基於此等觀點，Co系合金中之元素XA之含有率較好為11at%以上，更好為13at%以上，特佳為15at%以上。元素XA與Fe或Co一起形成金屬間化合物。此金屬間化合物較脆。由含有此金屬間化合物之合金獲得之靶材，於濺鍍時容易破裂。基於靶材之耏破裂性之觀點，元素XA之含有率較佳為25at%以下，更佳為23at%以下。特佳為21at%以下。且，從群A選擇2種以上之元素之情況下，「元素XA之含有率」意指該2種以上元素之合計含有率。
[元素XB]
元素XB係自V、Cr、Mn、Ni、Cu及Zn所成之群B中選擇。作為元素XB，可自群B中選擇1種元素，也可選擇2種以上之元素。元素XB可抑制飽和磁通量密度。元素XB為第4周期元素。另一方面，基本的Fe及Co亦為第4周期元素。因此，即使添加元素XB，幾乎不生成Fe與元素XB之金屬間化合物，亦幾乎不生成Co與元素XB之金屬間化合物。元素XB使靶材難以脆化。藉由元素XB之添加，可兼具低飽和磁通量密度與高強度靶材。
基於抑制飽和磁通量密度之觀點，Co系合金中之元素XB之含有率較佳為0.4%以上，更佳為1at%以上，特佳為3at%以上。基於飽和磁通量密度不過小之觀點，元素XB之含有率較佳為10at%以下。又，從群B選擇2種以上元素之情況下，「元素XB之含有率」意指該2種以上元素之合計含有率。
[元素XA與元素XB之合計含有率]
基於飽和磁通量密度不過小之觀點，元素XA之含有率與元素XB之含有率之合計，較佳為未達30at%，更佳為28at%以下，特佳為26at%以下。
[磁氣記錄媒體之製造]
由本發明之合金所成之粉末係藉由霧化而獲得。較佳之霧化為氣體霧化。對該粉末按照必要予以分級(例如擷取粒徑為500μm以下之粒子)。分級後之粉末填充於碳鋼製之罐中。將此罐真空抽氣並密封後得到坯料。對此坯料施以HIP成形(熱均壓壓製)。HIP成形之較佳壓力為50MPa以上300MPa以下，較佳的燒結溫度為800℃以上1350℃以下。藉由HIP成形獲得成形體。對該成形體施以加工獲得靶材。藉由對該靶材施予濺鍍，可獲得具有與靶材成分相同成分之軟磁性層。將此軟磁性層組入磁氣記錄媒體。
[實施例]
以下，藉由實施例說明本發明之效果，但不應解釋為基該本實施例之記載而限定本發明。
如前述之軟磁性層係藉由以具有與其成分相同成分之靶材實施濺鍍而成膜。此軟磁性層藉由急冷・凝固而獲得。由於軟磁性層之形成需要大量勞力，故於以下之評價使用單輥法獲得之試驗片。單輥法與濺鍍相同皆有急冷・凝固之步驟。藉由採用單輥法，可簡易的進行以濺鍍獲得之軟磁性層之評價。
[非晶質性]
以成為下述表1及表2所示組成之方式秤量之30g原料投入直徑10 mm長40 mm之水冷銅鑄模。將此鑄模減壓，並於氬氣環境中進行電弧熔解，獲得熔解母材。將該母材投入直徑15mm之石英罐中，從噴嘴澆出，可獲得供單輥法之試驗片。此單輥法之條件如下
澆出噴嘴直徑：1mm
環境氣壓：61 kPa
噴霧壓差：69 kPa
輥材質：銅
輥直徑：300 mm
輥旋轉速度：3000 rpm
輥與澆出噴嘴之間距：0.3 mm
又，於各表記載之合金之其餘部分係不可避免之雜質。
為了使測定面成為與銅輥之接觸面，將試驗片用雙面膠帶貼附於玻璃板上。以X射線繞射裝置，獲得該試驗片之繞射圖型。繞射條件如下：
X射線源：Cu-Kα射線
掃描速率：4°/min
於非晶質材料之X射線繞射圖型未見到繞射波峰，得到特有的暈圈圖型。於不完全之非晶質材料之X射線繞射圖型雖見到繞射波峰，但與結晶材料之波峰比較時，波峰高度較低，且亦見到暈圈圖型。此處，基於下述基準進行分級。其結果示於下述表1及表2。
A：見到暈圈圖型
C：未見到暈圈圖型
[飽和磁通量密度]
利用與前述之非晶質性評價敘述方法相同之方法，獲得試驗片。利用振動試料型磁力計(VSM)測定該試驗片之飽和磁通量密度。測定條件如下
施加磁場：1200 kA/m
試驗片之質量：約15 mg
基於下述基準進行分級。其結果示於下述表1及表2。
A：0.3T以上且未達1.0T
B：1.0T以上1.3T以下
C：未達0.3T或超過1.3T
[抗破裂性]
以成為下述表1及表2所示組成之方式秤量之30g原料投入直徑40 mm長50 mm之水冷銅鑄模。將該鑄模減壓，並於氬氣環境中進行電弧熔解，獲得熔解母材。該熔解母材自直徑8 mm之噴嘴中澆出，隨後立即對該熔解母材噴霧高壓之Ar氣體，獲得粉末。將該粉末分級為500μm以下。分級後之粉末充填於碳鋼製之罐。將該罐抽真空抽氣，進行密封，獲得坯料。對此坯料施以HIP成形(熱均壓壓製)。HIP成形條件如下。
溫度：1000℃
壓力：120 MPa
保持時間：2小時
自所得之成形體採取長20 mm、寬1.8 mm、高1.8 mm之試驗片。將該試驗片供於3點彎曲試驗。自試驗片斷裂時或彎曲時之荷重，算出抗折力。基於此抗折力，根據下述基準，進行分級。其結果示下述表1及表2
A：抗折力為600 MPa以上
B：抗折力為450 MPa以上且未達600 MPa
C：抗折力未達450 MPa
如表1及表2所示，從本發明之Co系合金可獲得諸性能優異之軟磁性層。從該評價結果可了解本發明之優異性。
[產業上之可利用性]
以上說明之Co系合金適用於各種磁氣記錄媒體之軟磁性層。
Claims (3)
- 一種磁氣記錄媒體之軟磁性層用Co系合金，其係含有自Nb、Mo、Ta及W所成之群中選擇之1種或2種以上之元素XA：11at%以上25%以下；以及 自V、Cr、Mn、Ni、Cu及Zn所成之群中選擇之1種或2種以上之元素XB：0.4at%以上10at%以下， 其餘部分為Co、Fe及不可避免之雜質， 前述元素XA與前述元素XB之合計含有率未達30at%。
- 一種磁氣記錄媒體之軟磁性層用濺鍍靶材，其係由如請求項1之Co系合金所成。
- 一種磁氣記錄媒體，其係具有軟磁性層之磁氣記錄媒體， 前述軟磁性層含有如請求項1之Co系合金。
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