專利名稱：用于垂直磁記錄介質(zhì)中軟磁性膜層的CoFeNi-系合金和濺射靶材料的制作方法
用于垂直磁記錄介質(zhì)中軟磁性膜層的CoFeNi-系合金和濺
射靶材料[相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用]本申請(qǐng)要求2009年6月10日提交的日本專利申請(qǐng)2009-139151的優(yōu)先權(quán)，該日本專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容都通過弓I用結(jié)合在此。本申請(qǐng)涉及一種用于垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜層的CoFeNi-系合金，及其濺射靶材料。
近年來，磁記錄技術(shù)已經(jīng)有了顯著的進(jìn)步，并且在磁記錄介質(zhì)中的記錄密度的提高由于增加驅(qū)動(dòng)器容量而進(jìn)展。例如，垂直磁記錄系統(tǒng)已經(jīng)投入到實(shí)際使用中，其相比于通常使用的縱向磁記錄系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更高的記錄密度。垂直磁記錄系統(tǒng)是一種易磁化軸在垂直于垂直磁記錄介質(zhì)的磁性膜的介質(zhì)表面的方向上取向并且適合用于高記錄密度的系統(tǒng)。對(duì)于垂直磁記錄系統(tǒng)，已經(jīng)開發(fā)了一種具有記錄靈敏度增加的磁性記錄膜層和軟磁性膜層的雙層記錄介質(zhì)。作為磁記錄膜層，通常使用CoCrPt-SiO2-系合金。至于軟磁性膜層，另一方面，已知有基于Co或Fe的軟磁性元素的合金，所述合金中添加了 Zr、Hf、Ta、Nb和B以用于改善非晶形性質(zhì)。例如，提出了一種如在專利文獻(xiàn)I中公開的用于在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜層的合金，如在專利文獻(xiàn)2中公開的一種Co-Fe-系合金派射祀材料及其制備方法。對(duì)于在這種垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁膜層，需要高飽和磁通量密度、高非晶形性質(zhì)和高的耐腐蝕性。此外，近年來，軟磁性膜層更需要硬度，以降低由磁記錄介質(zhì)用磁盤和讀/寫頭之間的接觸所引起的磁盤損傷。[引用清單][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)I]日本專利公開公布2008-299905[專利文獻(xiàn)2]日本專利公開公布2008-189996申請(qǐng)人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，能夠獲得具有高飽和磁通密度、高非晶形性質(zhì)和高耐腐蝕性的合金，以及通過將B量與Ta和/或Nb量的比率設(shè)定為某一比率，該合金甚至比在專利文獻(xiàn)I中提出的合金具有更高的硬度。因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)異飽和磁通量密度、非晶形性質(zhì)、耐腐蝕性和硬度的垂直磁記錄介質(zhì)用的軟磁性合金；一種用于制備所述合金的膜的濺射靶材料；以及一種具有由所述合金制備的軟磁性膜層的垂直磁記錄介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案，提供一種用于在垂直磁記錄介質(zhì)中軟磁性膜層的CoFeNi-系合金，其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％計(jì)的如下各項(xiàng)Co+Fe+Ni : 70至92 %，條件是Ni含量可以為0 ;Ta :1 至 8%;以及B :多于7%且不多于20%，其中CoFeNi-系合金的組成(原子％ )滿足下列比率Co/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 9 ;Fe/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 65 ;Ni/(Co+Fe+Ni) 0 至 0. 35 ;以及
B/Ta:l 至 8。根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案，提供了一種用于在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜層的CoFeNi-系合金,其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％計(jì)的下列各項(xiàng)Co+Fe+Ni : 70至92 %，條件是Ni含量可以為0 ;Nb+Ta : I 至 8 % ;以及B :多于7%并且不多于20*%，其中所述CoFeNi-系合金的組成(原子％ )滿足下列比率Co/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 9 ;Fe/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 65 ;Ni/(Co+Fe+Ni) 0 至 0. 35 ;以及B/(Nb+Ta) :1 至 8。根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方案，提供一種用于在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜層的CoFeNi-系合金,其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％計(jì)的下列各項(xiàng)Co+Fe+Ni : 70至92 %，條件是Ni含量可以為0 ;Zr+Hf+Nb+Ta : I 至 8 % ；B :多于7%并且不多于20% ；Zr+Hf :0 至小于 2% ;以及Al+Cr:0 至 5%，其中所述CoFeNi-系合金的組成(原子％ )滿足下列比率Co/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 9 ;Fe/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 65 ;Ni/(Co+Fe+Ni) 0 至 0. 35 ;和B/(Nb+Ta) :1 至 8。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，提供一種由根據(jù)上述每一個(gè)實(shí)施方案的CoFeNi-系合金制備的濺射靶材料。根據(jù)本發(fā)明的再另一個(gè)實(shí)施方案，提供一種具有由根據(jù)上述每一個(gè)實(shí)施方案的CoFeNi-系合金制備的軟磁性膜層的垂直磁記錄介質(zhì)。[實(shí)施方面描述]下面詳細(xì)解釋本發(fā)明。除非另外指出，在本文中描述的百分比)是指原子％(at% )。本發(fā)明涉及一種用于在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜層的CoFeNi-系合金。所述CoFeNi-系合金包含以原子％計(jì)的以下各項(xiàng)Co+Fe+Ni : 70至92 %，條件是Ni含量可以為0 ;Ta : I 至 8 % (第一實(shí)施方案)>Nb+Ta : I 至 8 % (第二實(shí)施方案)，或 Zr+Hf+Nb+Ta I至8% (第三實(shí)施方案)；以及B :多于7%并且不多于20%，優(yōu)選地基本上由上述元素組成，并且更優(yōu)選地由上述元素組成。根據(jù)第三實(shí)施方案的CoFeNi-系合金可以進(jìn)一步包含0至小于2%的量的Zr+Hf ;和0至5%的量的Al+Cr。在從第一至第三的每一個(gè)實(shí)施方案中，CoFeNi-系合金的組成(原子％)滿足下列比率Co/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 9 ;Fe/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 65 ;
Ni/(Co+Fe+Ni) 0 至 0. 35 ;和B/Ta:l 至 8。Co、Fe和Ni是具有軟磁性的元素。Co、Fe和Ni的含量分別優(yōu)選但不限于9至80%的Co含量；5至60%的Fe含量；和0至40%的Ni含量，更優(yōu)選地，25至80%的Co含量；15至52%的Fe含量和0至10%的Ni含量。在本發(fā)明的合金中的Co、Fe和Ni的總含量(S卩，Co+Fe+Ni含量)是70至92%，優(yōu)選80至92%。少于70%的Co+Fe+Ni含量導(dǎo)致飽和磁通密度不足，而多于92%的Co+Fe+Ni含量導(dǎo)致Zr、Hf、Ta、Nb和B的總量低，由此提供非晶形性不足。同時(shí)，當(dāng)包含這三種元素時(shí)，飽和磁通密度總體上以Fe > Co > Ni的次序變得更低，而耐腐蝕性總體上以Ni > Co > Fe的次序變得更差?？紤]到飽和磁通密度和耐腐蝕性之間的平衡，Co、Fe和Ni含量與Co+Fe+Ni含量的比率落入在下列的范圍內(nèi)Co/ (Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 9，優(yōu)選 0. 3 至 0. 9 ;Fe/ (Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 65，優(yōu)選 0. 2 至 0. 55 ;以及Ni/(Co+Fe+Ni) 0 至 0. 35，優(yōu)選 0 至 0. 10。大于 0. 35 的 Ni/(Co+Fe+Ni)導(dǎo)致飽和磁通密度不足。小于0. I的Fe/(Co+Fe+Ni)導(dǎo)致飽和磁通密度不足，而大于0. 65的Fe/(Co+Fe+Ni)導(dǎo)致差的耐腐蝕性。以這樣的方式測(cè)定Ni/(Co+Fe+Ni)和 Fe/(Co+Fe+Ni)的范圍導(dǎo)致 Co/(Co+Fe+Ni)的下限為零(0)(在 Ni/(Co+Fe+Ni) = 0. 35 和 Fe/(Co+Fe+Ni) = 0. 65 的情況下)。當(dāng) Co含量非常低時(shí)，存在奇點(diǎn)(singularity)，在該點(diǎn)處飽和磁通密度在Ni/(Fe+Ni)的0. 25至0.40的范圍內(nèi)或附近變得非常低。因此，Co/(Co+Fe+Ni)的下限是0.10。另一方面，Co/(Co+Fe+Ni)的上限是 0. 9 (在 Ni/(Co+Fe+Ni) = 0 和 Fe/ (Co+Fe+Ni) = 0. I 的情況下)。Ta, Nb和B是用于改善本發(fā)明的合金中的非晶形性質(zhì)的元素。Ta、Nb和B的含量分別優(yōu)選但不特別限于1至8%的Ta含量；不多于5%的Nb含量和多于7%并且不多于20%的B含量，更優(yōu)選2至6%的Ta含量；0至3%的Nb含量和7. 5至15%的B含量。在本發(fā)明的合金中，Nb和Ta的總含量(即，Nb+Ta含量)為I至8%。少于1%的Nb+Ta含量導(dǎo)致非晶形性不足，而多于8%的Nb+Ta含量導(dǎo)致飽和磁通密度不足。不多于7%的B含量導(dǎo)致非晶形性不足，而多于20%的B含量導(dǎo)致飽和磁通密度不足。在本發(fā)明的合金中，B含量與Ta+Nb含量的比率B/(Ta+Nb)是I至8，優(yōu)選I. 5至
6。在這些范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)史無前例高的硬度。盡管實(shí)現(xiàn)高硬度的具體機(jī)理是不確定的，但是在合金中的B原子和Ta原子和/或Nb原子之間的結(jié)合可能具有一些效果。小于I或大于8的B/(Ta+Nb)提供的硬度不足。Zr和Hf是改善非晶形性的元素。Zr和Hf的含量分別優(yōu)選但不限于不多于2%的Zr含量；和不多于I. 0%的Hf含量。Zr、Hf、Nb和Ta可以以I至8%的Zr+HF+Nb+Ta總含量添加，而Zr和Hf可以以0至小于2%的Zr+HF總含量添加。這個(gè)實(shí)施方案對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的第三實(shí)施方案。少于1%的Zr+Hf+Nb+Ta含量導(dǎo)致非晶形性不足，而多于8%的Zr+Hf+Nb+Ta含量導(dǎo)致飽和磁通密度不足。不少于2%的Zr+Hf含量導(dǎo)致硬度降低。Al和Cr在本發(fā)明的合金中是用于改善耐腐蝕性的元素。Al和Cr的含量分別優(yōu)選但不限于不多于3%的Al含量，和不多于3%的Cr含量。Al和Cr的總含量(即，Al+Cr含量)的上限為5%。多于5%的Al+Cr含量導(dǎo)致飽和磁通密度降低。通常地，在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜層通過如下形成在玻璃基材等上濺射具有與膜層的組成相同的濺射靶材料而形成膜層。此時(shí)，濺射膜進(jìn)行淬火。相反，在下面描述的本發(fā)明的實(shí)施例和比較例中，在單輥式液體淬火裝置中制備的淬火帶被用作樣品材 料。以使用液體淬火帶的簡(jiǎn)單方式評(píng)價(jià)各種性質(zhì)是如何受實(shí)際淬火并且通過濺射形成的膜的組分的影響的。下面參考實(shí)施例詳細(xì)地解釋本發(fā)明。稱量30g具有表I顯示的淬火帶組成的原料在水冷卻的銅模具中利用減壓在Ar中電弧熔融，以提供用于淬火帶的熔融原料，所述模具具有約IOmm的直徑和約40mm的長(zhǎng)度。淬火帶的制備是通過單輥法在以下條件下進(jìn)行的熔融原料被設(shè)置在直徑為15mm的二氧化硅管中并且從直徑為Imm的排放噴嘴中排放，在6IkPa的氣氛壓力下,在69kPa的霧化壓力差以及在3000rpm的銅棍(300mm的直徑)的轉(zhuǎn)數(shù)，銅輥和排放噴嘴之間的間隙被設(shè)定為0. 3mm。每一種原料在熔化時(shí)所處的溫度被認(rèn)為是排放溫度。
權(quán)利要求
1.一種用于在垂直磁記錄介質(zhì)中軟磁性膜層的CoFeNi-系合金，其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％計(jì)的如下各項(xiàng) Co+Fe+Ni :70至92%，條件是Ni含量可以為0 ; Ta :1至8% ;以及 B :多于7%且不多于20%， 其中CoFeNi-系合金的組成(原子％ )滿足下列比率Co/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 9 ;Fe/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 65 ;Ni/(Co+Fe+Ni) 0 至 0. 35 ;以及B/Ta 1 至 8。
2.一種用于在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜層的CoFeNi-系合金，其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％計(jì)的下列各項(xiàng) Co+Fe+Ni : 70至92 %，條件是Ni含量可以為0 ; Nb+Ta 1 至 8% ;以及 B :多于7%并且不多于20%， 其中所述CoFeNi-系合金的組成(原子％ )滿足下列比率Co/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0.9 ;Fe/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 65 ;Ni/(Co+Fe+Ni) 0 至 0. 35 ;以及B/(Nb+Ta) :1 至 8。
3.一種用于在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜層的CoFeNi-系合金，其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％計(jì)的下列各項(xiàng) Co+Fe+Ni : 70至92 %，條件是Ni含量可以為0 ;Zr+Hf+Nb+Ta :1 至 8% ； B :多于7%并且不多于20% ； Zr+Hf 0至小于2% ;以及 Al+Cr :0 至 5%， 其中所述CoFeNi-系合金的組成(原子％ )滿足下列比率Co/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0.9 ;Fe/(Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 65 ;Ni/(Co+Fe+Ni) 0 至 0. 35 ;和B/(Nb+Ta) :1 至 8。
4.ー種濺射靶材料,所述濺射靶材料由根據(jù)權(quán)利要求I所述的CoFeNi-系合金制成。
5.ー種濺射靶材料,所述濺射靶材料由根據(jù)權(quán)利要求2所述的CoFeNi-系合金制成。
6.ー種濺射靶材料,所述濺射靶材料由根據(jù)權(quán)利要求3所述的CoFeNi-系合金制成。
7.—種垂直磁記錄介質(zhì)，所述垂直磁記錄介質(zhì)具有由根據(jù)權(quán)利要求I所述的CoFeNi-系合金制成的軟磁性膜層。
8.—種垂直磁記錄介質(zhì)，所述垂直磁記錄介質(zhì)具有由根據(jù)權(quán)利要求2所述的CoFeNi-系合金制成的軟磁性膜層。
9.ー種垂直磁記錄介質(zhì)，所述垂直磁記錄介質(zhì)具有由根據(jù)權(quán)利要求3所述的CoFeNi-系合金制成的軟磁性膜層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提供一種具有優(yōu)異的飽和磁通密度、非晶形性、耐腐蝕性和硬度的用于垂直磁記錄介質(zhì)的軟磁性Co-Fe-Ni合金。所述Co-Fe-Ni合金包含以原子％計(jì)的以下各項(xiàng)70至92％的Co+Fe+Ni(包括0％的Ni)，1至8％的Ta；和多于7％但是20％以下的B。Co-Fe-Ni合金的組成(以原子％表達(dá))滿足如下各項(xiàng)的比率0.1至0.9的Co/(Co+Fe+Ni)；0.1至0.65的Fe/(Co+Fe+Ni)；0至0.35的Ni/(Co+Fe+Ni)；以及1至8的的B/Ta。
文檔編號(hào)H01F41/18GK102804266SQ201080032150
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者澤田俊之, 長(zhǎng)谷川浩之, 清水悠子 申請(qǐng)人:山陽(yáng)特殊制鋼株式會(huì)社