TWI615479B - 燒結體、由該燒結體構成之磁記錄膜形成用濺鍍靶 - Google Patents

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Abstract

一種燒結體，其係由至少含有鈷作為金屬且選自硼及/或鉑族元素中之一種以上的金屬或合金與氧化物構成，其特徵在於：於由該氧化物構成之相存在Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上。於靶中存在有Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6之化合物的燒結體可維持微細之組織，且可得到由對水穩定之燒結體構成的磁記錄膜形成用燒結體。

Description

燒結體、由該燒結體構成之磁記錄膜形成用濺鍍靶
本發明係關於一種燒結體，且係關於一種可用於形成磁記錄膜的燒結體、由該燒結體構成之濺鍍靶，該磁記錄膜係於磁記錄媒體之磁性體薄膜(特別是採用垂直磁記錄方式之硬碟的磁記錄層)之成膜時所使用者。
以前，於使用由含有氧化硼之燒結體製得之靶來進行濺鍍之情形時，由於在燒結時或燒結後氧化硼粒子變得粗大，因此有濺鍍時顆粒之產生經常發生的問題。
本案發明係關於可解決此種問題之燒結體及由該燒結體構成之濺鍍靶。
於硬碟驅動器所代表之磁記錄的領域中，作為用以記錄的磁性薄膜材料，一直使用以強磁性金屬Co、Fe或Ni為基質的材料。例如於採用面內磁記錄方式之硬碟的記錄層，一直使用以Co為主成分之Co-Cr系或Co-Cr-Pt系的強磁性合金。
又，於採用近年來被實用化的垂直磁記錄方式之硬碟的記錄層，多採用由以Co作為主成分之Co-Cr-Pt系之強磁性合金與非磁性之無機物構成的複合材料。
而且，就生產性高之方面而言，硬碟等磁記錄媒體之磁性薄 膜大多係對以上述材料作為成分之強磁性材濺鍍靶進行濺鍍來製作。又，對於此種磁記錄膜用濺鍍靶，為了使合金相進行磁性分離而添加氧化硼。
強磁性材濺鍍靶之製作方法，可想到熔解法或粉末冶金法。要採用何種方法進行製作是取決於所要求之特性，因此不可一概而論，但垂直磁記錄方式之硬碟之記錄層所使用的由強磁性合金與非磁性之無機物粒子構成的濺鍍靶，一般係藉由粉末冶金法來加以製作。其原因在於，由於必須使氧化硼等無機物粒子均勻地分散於合金基材中，因而難以利用熔解法來製作。
另一方面，若搜尋於磁記錄媒體添加氧化硼之公知文獻，則可舉出下述專利文獻。
下述專利文獻1中，記載有「一種磁性記錄媒體，其具有磁資料記錄層，該磁資料記錄層含有：第一合金，其具有至少0.5×107erg/cm3(0.5/Jcm3)之磁異向性常數；及氧化物化合物，其係由氧和至少一個元素具有負的還原電位之一個以上的元素構成」(請求項1)。
然後，同專利文獻1之請求項6中記載有「一種磁記錄媒體，其中，該氧化化合物中之一個以上的元素之至少一個係選自由下列組成之群組：鋰(Li)、鈹(Be)、硼(B)、鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)、矽(Si)、鉀(K)、鈣(Ca)、鈧(Sc)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、銣(Rb)、鍶(Sr)、釔(Y)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鎘(Cd)、銦(In)、銫(Cs)、鋇(Ba)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、鋱(Tb)、釓(Gd)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鎦(Lu)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉛(Pb)、釷(Th)及鈾(U)」，且其等材料為濺鍍靶。
上述所記載之大量的氧化物中雖亦有氧化硼之記載，但完全未記載靶中存在氧化硼之問題點及此問題之解決方法。
下述專利文獻2之請求項1記載有「一種靶，其係為了以濺鍍法來形成磁記錄媒體之Co系磁性層所使用者，其特徵在於：該靶含有5莫耳%以上之Cr或Cr合金，含有5莫耳%以上之CoO，含有熔點為800℃以下之氧化物合計在3莫耳%~20莫耳%之範圍內，氣孔率在7%以下」，同引證之請求項4記載有「如申請專利範圍第1至3項中任一項之靶，其中，熔點為800℃以下之氧化物為選自氧化硼、氧化釩、氧化碲、氧化鉬、低熔點玻璃中之至少一種」。
於此情形亦與上述專利文獻1相同，完全未記載燒結體或由燒結體構成之靶中存在氧化硼之問題點及此問題之解決方法。
於下述專利文獻3中記載有「一種濺鍍靶，其係由Cr在20mol%以下，剩餘為Co之強磁性合金與非金屬無機材料構成之燒結體濺鍍靶，其特徵在於：上述非金屬無機材料所佔之體積率在40vol%以下，且上述非金屬無機材料至少含有鈷氧化物及硼氧化物。一種濺鍍靶用燒結體之製造方法，其係將對金屬粉末與至少含有鈷氧化物及硼氧化物之非金屬無機材料粉末粉碎、混合而得之混合粉末，於保持溫度800℃以下藉由加壓燒結裝置來成型、燒結」(摘要)。
於此情形亦與上述專利文獻1、2相同，雖記載有使其含有「硼氧化物」，但完全未記載靶中存在氧化硼之問題點及此問題之解決方法。
下述專利文獻4中記載有「一種磁記錄膜用濺鍍靶，其含有SiO2，其特徵在於：含有10~1000wtppm之B(硼)」。此情形亦為含有氧化硼，但與上述專利文獻1、2、3相同，完全未記載燒結體或由燒結體構成之靶中存在氧化硼之問題點及此問題之解決方法。
[專利文獻1]日本特開2008-59733號公報
[專利文獻2]日本特開2012-33247號公報
[專利文獻3]日本特開2012-117147號公報
[專利文獻4]日本專利第5009448號公報
對於磁記錄膜用濺鍍靶，大多使用由強磁性合金與非磁性材料構成的複合材料，且進行添加氧化硼來作為非磁性材料。然而，添加有氧化硼之靶，由於燒結後氧化硼粒子變大，因此有若降低用於抑制粒子成長之燒結溫度則密度無法上升，從而顆粒(particle)大量產生之問題。
若追究此問題，則可知其理由大致分為兩種。第一：由於氧化硼原料吸溼性高而容易凝固，因此難以得到細緻之氧化硼。第二：由於氧化硼其熔點低，因此於燒結中容易被液狀化，於燒結中會成長為大粒子。
進一步，作為其他問題，有：於利用機械加工等將殘留有氧化硼之燒結體溼式加工時，或者於溼度高之場所保管時，與水分反應而生成硼酸，其於燒結體(靶)之表面等析出而成為色斑或污染的原因，此亦為濺鍍時顆粒產生的原因，又，於水分進到膜中而成為不良的原因。
為了確保用於形成添加有氧化硼之磁紀錄膜的燒結體(特別是濺鍍靶)的良好品質，必須解決此種問題。
基於此種知識見解，本發明提供
1)一種燒結體，其係由至少含有鈷作為金屬且選自硼及/或鉑族元素中之一種以上的金屬或合金與氧化物構成，其特徵在於：於由該氧化物構成之相存在Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上。
又，本發明提供
2)一種燒結體，其係由至少含有鈷作為金屬且選自鉻與硼及/或鉑族元素中之一種以上的金屬或合金和氧化物構成，其特徵在於：於由該氧化物構成之相存在Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上。
又，本發明提供
3)如上述1)或2)之燒結體，其中，燒結體與水接觸或浸漬於水中時，燒結體表面不會變色。
又，本發明提供
4)如上述2)或3)之燒結體，其中，鉻與硼之原子比為Cr/B≧1。
又，本發明提供
5)如上述1)至4)中任一項之燒結體，其中，硼與氧之原子比為B/O≦0.5。
又，本發明提供
6)如上述1)至5)中任一項之燒結體，其中，於金屬成分之比率中，鉻含量為0~50mol%、硼及/或鉑族元素之含量為0(唯，不包括0)~40mol%，剩餘部份為鈷。
又，本發明提供
7)如上述1)至6)中任一項之燒結體，其中，氧化硼之含量以B2O3換算為0.5~10mol%。
又，本發明提供
8)如上述1)至7)中任一項之燒結體，其中，氧化鉻之合計含量以Cr2O3換算為0.5~10mol%。
又，本發明提供
9)如上述1)至8)中任一項之燒結體，其進一步含有以選自Al、Co、Cu、Fe、Ga、Ge、Hf、Li、Mg、Mn、Mo、Nb、Ni、Sb、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Y、Zn或Zr中之一種以上元素作為構成成分的氧化物，總氧化物量以氧換算為2~8wt%。
又，本發明提供
10)如上述1)至9)中任一項之燒結體，其中，燒結體中之氧化物每 一粒子的平均面積在2μm2以下。
又，本發明提供
11)如上述1)至10)中任一項之燒結體，其進一步含有0.5mol%以上且10mol%以下之選自Ti、V、Mn、Zr、Nb、Mo、Ta、W中之一種元素以上。
又，本發明提供
12)如上述1)至11)中任一項之燒結體，其進一步含有選自碳、氮化物、碳化物中之一種以上。
又，本發明提供
13)如上述1)至12)中任一項之燒結體，其相對密度在95%以上。
又，本發明提供
14)一種磁記錄膜形成用濺鍍靶，係由上述1)至13)中任一項之燒結體構成。
又，本發明提供
15)一種燒結體之製造方法，其係將至少含有鈷作為金屬且選自硼及/或鉑族元素中之一種以上的金屬或合金與Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上氧化物混合並進行燒結。
又，本發明提供
16)一種燒結體之製造方法，其係將至少含有鈷作為金屬且選自鉻與硼及/或鉑族元素中之一種以上的金屬或合金和Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上氧化物混合並進行燒結。
又，本發明提供
17)如上述15)或16)之燒結體之製造方法，其係準備氧化硼與氧化鉻及/或氧化鈷，於大氣中將其燒成，從而製造Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上氧化物。
又，本發明提供
18)一種燒結體之製造方法，其係藉由上述15)至17)項中任一項之燒結體之製造方法來製造上述1)至13)項中任一項之燒結體。
如上所述，添加有氧化硼之燒結體於燒結後氧化硼粒子會變大，於使用作為磁記錄膜形成用濺鍍靶之情形時，會有大量產生顆粒之問題。其原因在於，由於氧化硼原料吸溼性高而容易凝固，因此難以得到細緻之氧化硼，再加上氧化硼其熔點低，因此於燒結中容易被液狀化，於燒結中會成長為大粒子。
有鑑於此點，本案發明之燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)中，於由氧化物構成之相存在Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上。
此等之Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6之化合物具有下述特性：可維持微細之組織，並提高氧化硼熔點，可抑制與水反應。藉此，可解決由燒結體中之氧化硼所引起之上述問題。
也就是說，變得可確保添加有氧化硼之燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)之良好品質，可抑制濺鍍中顆粒產生。又，雖然於將殘留有氧化硼之燒結體利用機械加工等進行溼式加工時，或是於溼度高之場所保管時，與水分反應而生成硼酸，其於燒結體(靶)之表面等析出而成為色斑或污染的原因，但一樣可解決此問題。
由於可如此般地抑制顆粒產生，故具有磁記錄膜之不良率減少、減低成本之重大效果，對提高磁性薄膜之品質及生產效率有極大貢獻。
本案發明之燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)係由至少含有鈷作為金屬且選自鉻及鉑族元素中之一種以上的金屬或合金與含有氧化硼及氧化鉻之氧化物構成的燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)。除此之外(上述成分組成以外)，亦可進一步添加後述之其他金屬材料或無機質材料。
再者，上述「選自鉻與鉑族元素中之一種以上的金屬或合金」係指可為鉻金屬單質，亦可為選自鉑族元素中之一種或兩種以上之金屬，或亦可為其等之合金。
又，本案發明之燒結體主要是作為濺鍍靶使用。根據此意涵，於以下係以主要用途之濺鍍靶作為中心進行說明，但不會限定將此燒結體利用於其他被覆(coating)方法。例如，亦可利用於離子束蒸鍍法等物理、化學蒸鍍法。本案發明之燒結體包含有其等。
本案發明係以由上述氧化物構成之相中存在Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上為要件，此係本案發明之重大技術特徵之一。藉由以上述般化合物之型態存在氧化硼，可維持微細的組織並提高氧化硼熔點，可具有可抑制與水進行反應之特性與效果。
雖然可藉由採用於事前形成為上述化合物型態之原料，使其於燒結體中穩定，而使上述化合物殘留，但若可藉由反應燒結等來生成上述化合物則可具有同樣的效果。上述化合物之存在只要可對自燒結體採集而得之試樣進行XRD測定並界定出化合物相之波峰即可。
本案之燒結體中，較理想是鉻與硼之原子比為Cr/B≧1。此係藉由實驗而確認者，其係因為若落於此範圍外則變得容易與水反應。雖然亦可使用此範圍外之範圍，但此原子比可謂是更佳之範圍。
又，本案之燒結體中，較理想是硼與氧之原子比為B/O≦ 0.5。此係藉由實驗而確認者，其係因為若落於此範圍外則變得容易與水反應。雖然亦可使用此範圍外之範圍，但此原子比可謂是更佳之範圍。
本案發明之燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)雖然可應用於一般的磁性靶材，但作為代表且較佳的磁性材，為鉻含量0~50mol%、硼及/或鉑族元素之含量為0(唯，不包括0)~40mol%，剩餘部份為鈷。於此情形時亦與上述相同，意指可為鉻金屬單質，亦可為選自硼及/或鉑族元素中之一種或兩種以上之金屬，或亦可為其等之合金。
本案發明由於以上述型態含有氧化硼一事係本案發明之重點(要)，因此雖說並無必要限定成上述組成範圍，但作為較佳的磁性材之基本組成可列舉上述組成範圍。
本案發明之燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)中，可適用氧化硼之含量(亦可稱為添加量)以B2O3換算為0.5~10mol%。唯，作為成分所含有之硼，較理想為以Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之任一種化合物之型態存在。
氧化鉻之合計含量以Cr2O3換算較理想為0.5~10mol%。此亦為表現作為磁記錄膜用濺鍍靶之較佳範圍者。
除了上述記載之氧化物以外，含有以選自Al、Co、Cu、Fe、Ga、Ge、Hf、Li、Mg、Mn、Mo、Nb、Ni、Sb、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Y、Zn或Zr中之一種以上元素作為構成成分的氧化物，總氧化物量以氧換算為2~8wt%。此亦為表現作為燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)之較佳範圍者。
關於此等之氧化物之添加，雖於實施例中並未特別表示，但係磁記錄膜中一般所添加之較佳材料，於本案發明中亦可相同地應用。
本案發明之燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)中，上述氧化物相之每一粒子的平均面積較理想為2μm2以下。通常，可藉由研磨(視 需要伴隨磨碎)靶表面來觀察氧化物相，較理想為此氧化物相微細地分散。
其原因在於若存在有粗大化的氧化物相，則變得容易伴隨產生濺鍍時之電弧或顆粒。再者，上述面積係表示作為磁記錄膜用濺鍍靶之較佳範圍，根據使用目的或與其他材料之關聯並不會妨礙使用超過其等之範圍。
關於上述所說明之本案發明之燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)，進一步附加地含有0.5mol%以上且10mol%以下之選自Ti、V、Mn、Zr、Nb、Mo、Ta、W中之一種元素以上作為單質之添加元素。此等添加元素係為了使作為磁記錄媒體之特性提高而視需要添加者。
關於此等之添加元素，雖於實施例中並未特別表示，但係磁記錄膜中一般所添加之較佳材料，而於本案發明中亦可相同地應用。
同樣的，可含有選自碳、氮化物、碳化物中之一種以上的無機物材料作為添加材料。其等亦係為了使作為磁記錄媒體之特性提高而視需要添加之元素。
關於上述成分組成之本案發明之燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)，可達成相對密度在95%以上、進一步為98%以上，甚至為99%以上。燒結體密度雖然可藉由燒結溫度與熱壓或HIP之壓力來調整，但若溫度過高則氧化物相粒子成長而粗大化，因此較理想為極力降低燒結溫度，提高壓力。較理想為燒結溫度在1100℃以下，壓力在250kgf/cm2以上。成型/燒結並不侷限於熱壓，亦可使用電漿放電燒結法、熱靜水壓燒結法。
再者，相對密度係指靶之實測密度除以計算密度(亦稱為理論密度)所求得之值。計算密度係指假設靶的構成成分不會相互擴散或反應下混合存在時的密度，以下式來計算。
式：計算密度=sigma Σ(構成成分之分子量×構成成分之莫耳比)/Σ(構成成分之分子量×構成元素之莫耳比/構成成分之文獻值密度)此處之Σ意指對靶所有的構成成分取總和。
以下將本案發明之成分組成範圍的一部分以實施例(代表例)之型式列舉，但本案發明中所規定之成分組成範圍的燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)具有與下述實施例同等效果。
[實施例]
以下，基於實施例及比較例來說明。另，本實施例僅是一例示，並不受到此例示的任何限制。亦即，本發明僅受到申請專利範圍的限制，而包含本發明所含之實施例以外的各種變形。
(實施例1)
準備氧化硼與氧化鉻或氧化鈷，分別秤量成B2O3：Cr2O3=1：1、B2O3：CoO=1：2、B2O3：CoO=1：3，以球磨機混合後，將其以700~1200℃之範圍於大氣中進行五小時以上之燒成，藉此製造選自Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之一種或兩種以上之化合物。又，亦可以改變摻合比率而將原料調整成複數之化合物及單純氧化物共存。
進一步，將其等粉碎而形成燒結原料(氧化物)。又，亦可以改變摻合比率而將原料調整成複數之化合物及單純氧化物共存。於粉碎時使用球磨機。
接著，將此燒結原料與至少含有鈷作為金屬且選自鉻與鉑族元素中之一種以上的金屬之原料粉末，和視需要之氧化物的原料粉末調整成表1所示之比例，利用球磨機混合20小時以上後，填充於直徑為尺寸50
Figure TWI615479BD00001
之石墨鑄模，於真空中以900~1100℃之燒結溫度進行熱壓燒結。
然後藉由機械加工而形成圓盤形狀後，於室溫浸漬於純水1小時，之後進行乾燥而觀察表面。再者，關於下述實施例、比較例其製造方法及試驗方法亦設為與本實施例相同之條件。
實施例1之形成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：69mol%、Cr：5mol%、：Pt：20mol%。另一方面，氧化物設為Cr(BO3)： 2mol%、Cr2O3：2mol%、SiO2：2mol%。Cr/B比為5.5。又，B/O比為0.1。其等滿足本案發明之條件。
將此結果示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為1.5μm2。又，氧化物相的每一粒子的平均面積係以如下方式求得者。首先，將從靶任意地採集之樣品之表面研磨成鏡面，以25×18μm之視野攝影雷射顯微鏡影像。氧化物相與金屬相由於反射率大不相同，因此藉由影像之明暗差來進行判別。
藉此求出氧化物相之總面積與個數，算出每一粒子之平均面積(氧化物相之總面積÷個數)。以下之實施例、比較例亦以相同方法算出。於上述計算時，使用軟體(KEYENCE公司製造之形狀解析應用程式VK-H1A1)，由雷射顯微鏡影像來求出。
浸漬於水後之燒結體的表面其外觀完全沒變色。又，此燒結體之相對密度為96.5%。由以相同原料及製造條件製作而得之尺寸180
Figure TWI615479BD00002
的燒結體來製作靶並實施濺鍍，結果恆定狀態時之顆粒產生數為2個，如上述般可得到高密度靶，顆粒產生數為較少之結果。
Figure TWI615479BD00003
(實施例2)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
實施例2之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：60mol%、Cr：5mol%、Pt：20mol%、Ru：5mol%。
另一方面，氧化物設為Cr(BO3)：10mol%。Cr/B比為1.5。又，B/O比為0.3。其等滿足本案發明之條件。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為1.9μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀完全沒變色。又，此燒結體之相對密度為95.8%。
(實施例3)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
實施例3之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：77.8mol%、Cr：5.3mol%、Pt：10.5mol%。
另一方面，氧化物設為Cr(BO3)：4.2mol%、Co2B2O5：1.1、Co3B2O6：1.1。Cr/B比為1.7。又，B/O比為0.3。其等滿足本案發明之條件。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為1.1μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀完全沒變色。又，此燒結體之相對密度為96.1%。
(實施例4)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
實施例4之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：75.2mol%、Pt：21.5mol%。
另一方面，氧化物設為Co2B2O5：2.2、Co3B2O6：1.1。Cr/B比為0.0。又，B/O比為0.4。其等滿足本案發明之條件。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為2.0μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀完全沒變色。又，此燒結體之相對密度為97.1%。
(實施例5)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
實施例5之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：71.4mol%、Pt：20.4mol%。
另一方面，氧化物設為Cr(BO3)：4.1mol%、Co2B2O5：1、TiO2：3.1mol%。Cr/B比為0.7。又，B/O比為0.3。除了Cr/B比以外，滿足本案發明之條件。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為1.2μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀完全沒變色。又，此燒結體之相對密度為97.5%。由以相同原料及製造條件製作而得之尺寸180
Figure TWI615479BD00004
的燒結體來製作靶並實施濺鍍，結果恆定狀態時之顆粒產生數為3個，如上述般可得到高密度靶，顆粒產生數為較少之結果。
(實施例6)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
實施例6之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：55mol%、Cr：30mol%、Ru：5mol%。
另一方面，氧化物設為Cr(BO3)：2mol%、TiO2：8mol%。Cr/B比為16。又，B/O比為0.09。任一者皆滿足本案發明之條件。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為1.9μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀完全沒變色。又，此燒結體之相對密度為99.5%。由以相同原料及製造條件製作而得之尺寸180
Figure TWI615479BD00005
的燒結體來製作靶並實施濺鍍，結果恆定狀態時之顆粒產生數為9個，如上述般可得到高密度靶，顆粒產生數為較少之結果。
(實施例7)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
實施例7之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：55mol%、Cr：30mol%、B：5mol%。
另一方面，氧化物設為CoO：6mol%、TiO2：4mol%。Cr/B比為6。又，B/O比為0.36。任一者皆滿足本案發明之條件。
燒結後，藉由試樣之XRD測定可確認到一部分生成Cr(BO3)。XRD測定條件係：使用理學公司製之UltimaIV、使用CuK α射線、管電壓：40kV、管電流：30mA、掃瞄速度：1°/min、步寬：0.01°、掃描角度範囲(2 θ)：24°~35°。可藉由33.79°附近表現之Cr(BO3)的第一波峰或於25.68°附近表現之Cr(BO3)的第二波峰之中不與其他生成物之波峰重疊之波峰來確認。
於本實施例中，第一波峰之強度為120cps，第二波峰之強度為70cps(背景強度約為50cps)。再者，其等之強度值由於會因測定條件及試樣調整而變動，因此上述數值僅為一例，並不受其等數值限定。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為1.9μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀完全沒變色。又，此燒結體之相對密度為99%。由以相同原料及製造條件製作而得之尺寸180
Figure TWI615479BD00006
的燒結體來製作靶並實施濺鍍，結果恆定狀態時之顆粒產生數為10個，如上 述般可得到高密度靶，顆粒產生數為較少之結果。
(實施例8)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
實施例8之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：60mol%、Cr：5mol%、Pt：24mol%。
另一方面，氧化物設為Cr(BO3)：4mol%、SiO2：4mol%、CoO：3mol%。Cr/B比為2.25。又，B/O比為0.17。任一者皆滿足本案發明之條件。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為1.1μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀完全沒變色。又，此燒結體之相對密度為99.2%。由以相同原料及製造條件製作而得之尺寸180
Figure TWI615479BD00007
的燒結體來製作靶並實施濺鍍，結果恆定狀態時之顆粒產生數為4個，如上述般可得到高密度靶，顆粒產生數為較少之結果。
(實施例9)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
實施例9之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：73mol%、Cr：2mol%、Pt：17mol%。
另一方面，氧化物設為Cr(BO3)：2mol%、Ta2O5：2mol%、WO3：4mol%。Cr/B比為2。又，B/O比為0.07。任一者皆滿足本案發明之條件。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為1.5μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀完全沒變色。又，此燒結體之相對密度為98%。由以相同原料及製造條件製作而得之尺寸180
Figure TWI615479BD00008
的燒結體來製作靶並實施濺鍍，結果恆定狀態時之顆粒產生數為5個，如上述般可得到高密度靶，顆粒產生數為較少之結果。
(實施例10)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
實施例10之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：65mol%、Cr：4mol%、Pt：25mol%。
另一方面，氧化物設為Cr(BO3)：2mol%、B2O3：2mol%、Nb2O5：2mol%。Cr/B比為1。又，B/O比為0.27。任一者皆滿足本案發明之條件。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為1.6μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀完全沒變色。又，此燒結體之相對密度為98.8%。由以相同原料及製造條件製作而得之尺寸180
Figure TWI615479BD00009
的燒結體來製作靶並實施濺鍍，結果恆定狀態時之顆粒產生數為6個，如上述般可得到高密度靶，顆粒產生數為較少之結果。
(比較例1)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
比較例1之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：63mol%、Cr：5mol%、Pt：20mol%、Ru：5mol%。
另一方面，氧化物設為B2O3：5mol%、SiO2：2mol%。Cr/B比為0.5。又，B/O比為0.5，且燒結體中並未確認到Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6之化合物。其等並未滿足本案發明之條件。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為4.3μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀變色。又，此燒結體之相對密度為96%。由以相同原料及製造條件製作而得之尺寸180
Figure TWI615479BD00010
的燒結體來製作靶並實施濺鍍，結果恆定狀態時之顆粒產生數為20個，顆粒產生數為較多之結果。
(比較例2)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。然而，並未於事前製作Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6之化合物粉。
比較例2之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：68mol%、Cr：5mol%、Pt：20mol%。另一方面，氧化物設為B2O3：5mol%、Cr2O3：2mol%。Cr/B比為0.9。又，B/O比為0.5。Cr/B比並未滿足本案發明之條件。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為1.8μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀變色。又，此燒結體之相對密度為93%。由以相同原料及製造條件製作而得之尺寸180
Figure TWI615479BD00011
的燒結體來製作靶並實施濺鍍，結果恆定狀態時之顆粒產生數為34個，如上述般得到密度低之靶，顆粒產生數為較多之結果。
(比較例3)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
比較例3之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：73mol%、Pt：20mol%。另一方面，氧化物設為B2O3：6mol%、Co3B2O6：1mol%。Cr/B比為0。又，B/O比為0.6。其等並未滿足本案發明之條件。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為5.1μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀變色。又，此燒結體之相對密度為96.3%。
(比較例4)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
比較例4之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：66mol%、Cr： 9mol%，且設為B：10mol%。另一方面，氧化物設為CoO：7mol%、TiO2：8mol%。Cr/B比為0.9。又，B/O比為0.43。並未滿足本案發明之條件。又，燒結後之試樣的XRD測定中，無法確認到生成Cr(BO3)。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為3.8μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀變色。其係Cr/B比較小，相對於Cr量B量較多之結果，認為大量產生氧化硼，發生氧化物粒子之粗大化。又，此燒結體之相對密度為99.0%。
(比較例5)
除了將各成分組成調整成表1以外，以與實施例1相同的條件製作燒結體。
比較例5之成為基質之磁性材料的各成分組成設為Co：50mol%、Cr：30mol%，且設為Ru：10mol%。另一方面，氧化物設為B2O3：7mol%、SiO2：3mol%。Cr/B比為2.1。又，B/O比為0.52。並未滿足本案發明之條件。又，燒結後之試樣的XRD測定中，無法確認到生成Cr(BO3)。
將此結果同樣示於表1。靶中之氧化物相的每一粒子的平均面積為8.2μm2。浸漬於水後之燒結體的表面其外觀變色。認為其原因在於氧化硼之存在所引起之氧化物粒子之粗大化。又，此燒結體之相對密度為99.2%。
[產業上之可利用性]
以前，添加有氧化硼作為無機物的燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)有下述問題：燒結後氧化硼之粒子大，若為了抑制粒子成長而降低燒結溫度，則密度無法提高，顆粒大量產生。
其原因在於，由於氧化硼原料吸溼性高而容易凝固，因此難以得到細緻之氧化硼，再加上氧化硼其熔點低，因此於燒結中容易被液狀化，於燒 結中會成長為大粒子。
有鑑於此點，本案發明之燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)中，形成為：於由氧化物構成之相存在Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上。
此等之Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6之化合物具有下述特性：可維持微細之組織，並提高氧化硼熔點，可抑制與水反應。藉此，可解決氧化硼所引起之上述問題。如此，變得可確保添加有氧化硼之燒結體(特別是磁記錄膜用濺鍍靶)之良好品質，變得可抑制濺鍍中之顆粒產生。
又，於利用機械加工等將殘留有氧化硼之燒結體進行溼式加工時，或者於溼度高之場所保管時，與水分反應而生成硼酸，其於靶表面等析出而成為色斑或污染的原因，但同樣可解決此問題。
由於可抑制顆粒產生，故具有磁記錄膜之不良率減少、減低成本之重大效果，對提高磁性薄膜之品質及生產效率方面有極大貢獻，適用於作為磁記錄媒體之磁性體薄膜(特別是硬碟驅動記錄層)之成膜時所使用的強磁性材濺鍍靶。

Claims (18)

  1. 一種燒結體，其係由至少含有鈷作為金屬且選自硼及/或鉑族元素中之一種以上的金屬或合金與氧化物構成，其特徵在於：於由該氧化物構成之相存在Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上。
  2. 一種燒結體，其係由至少含有鈷作為金屬且選自鉻與硼及/或鉑族元素中之一種以上的金屬或合金和氧化物構成，其特徵在於：於由該氧化物構成之相存在Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之燒結體，其中，燒結體與水接觸或浸漬於水中時，燒結體表面不會變色。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之燒結體，其中，鉻與硼之原子比為Cr/B≧1。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之燒結體，其中，硼與氧之原子比為B/O≦0.5。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之燒結體，其中，於金屬成分之比率中，鉻含量為0~50mol%、硼及/或鉑族元素之含量為0(唯，不包括0)~40mol%，剩餘部份為鈷。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之燒結體，其中，氧化硼之含量以B2O3換算為0.5~10mol%。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之燒結體，其中，氧化鉻之合計含量以Cr2O3換算為0.5~10mol%。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之燒結體，其進一步含有以選自Al、Co、Cu、Fe、Ga、Ge、Hf、Li、Mg、Mn、Mo、Nb、Ni、Sb、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Y、Zn或Zr中之一種以上元素作為構成成分的氧化物，總氧化物量以氧換算為2~8wt%。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之燒結體，其中，燒結體中之氧化物每 一粒子的平均面積在2μm2以下。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之燒結體，其進一步含有0.5mol%以上且10mol%以下之選自Ti、V、Mn、Zr、Nb、Mo、Ta、W中之一種元素以上。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之燒結體，其進一步含有選自碳、氮化物、碳化物中之一種以上。
  13. 如申請專利範圍第1或2項之燒結體，其相對密度在95%以上。
  14. 一種磁記錄膜形成用濺鍍靶，係由申請專利範圍第1至13項中任一項之燒結體構成。
  15. 一種燒結體之製造方法，其係將至少含有鈷作為金屬且選自硼及/或鉑族元素中之一種以上的金屬或合金與Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上氧化物混合並進行燒結。
  16. 一種燒結體之製造方法，其係將至少含有鈷作為金屬且選自鉻與硼及/或鉑族元素中之一種以上的金屬或合金和Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上氧化物混合並進行燒結。
  17. 如申請專利範圍第15或16項之燒結體之製造方法，其係準備氧化硼與氧化鉻及/或氧化鈷，於大氣中將其燒成，從而製造Cr(BO3)、Co2B2O5、Co3B2O6中之至少一種以上氧化物。
  18. 一種燒結體之製造方法，其係藉由申請專利範圍第15至17項中任一項之燒結體之製造方法來製造申請專利範圍第1至13項中任一項之燒結體。
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