本申请主张基于2015年8月24日申请的日本申请即日本特愿2015-164493的优先权，其公开内容全部通过参照引入本说明书中。
本发明涉及非磁性且非晶质的co系合金、以及利用该co系合金的溅射靶材和磁记录介质。
背景技术：
近年来，磁记录技术的进步显著，为了硬盘驱动器的大容量化，磁记录介质的高记录密度化进展，正在研究比以往普及的垂直磁记录介质更能实现高记录密度化的热辅助磁记录方式。
热辅助磁记录方式是一边用激光加热磁记录介质一边记录数据的方式。对于磁记录介质而言，若高密度化进展，则磁性记录的数据因周围的热的影响而消失的热扰动的问题变得显著。为了避免该热扰动的问题，需要提高记录介质中使用的磁性材料的矫顽力，但若矫顽力变得过高，则变得不能记录。解决该问题的方式是热辅助磁记录方式。
热辅助磁记录方式中，通过加热磁记录介质能够大幅降低矫顽力，因此作为磁记录介质的磁性层的材料，可以使用结晶磁各向异性常数ku高的材料。作为高ku磁性材料，已知l10型fept合金、l10型copt合金、l11型copt合金等有序合金。这些磁性材料在例如通过溅射法而成膜的状态下，由面心立方(fcc)结构的无序相构成，结晶磁各向异性非常小。因此，为了提高结晶磁各向异性，需要在高温下处理成膜后的无序合金薄膜，使其相变为l10有序相。日本特开2014-220029号公报(专利文献1)中记载，通过添加ag、au、cu、ni等，能够将磁性层形成时的加热温度降低至400～500℃左右。
作为热辅助磁记录方式的磁记录介质(热辅助磁记录介质)，已知具备非磁性且非晶质的层的磁记录介质。
例如，日本特开2013-157071号公报(专利文献2)中记载了一种依次具备基板、基底层、和包含具有l10结构的合金作为主成分的磁性层的热辅助磁记录介质。专利文献2的基底层例如由如下构成：由非磁性且非晶质的合金、例如nita、niti、cota、coti、crta、crti、cocrzr、cocrta等构成的第1基底层、由以cr为主成分的具有bcc结构的合金构成的第2基底层、由具有晶格常数为2.98a以上的bcc结构的合金构成的第3基底层、和由mgo构成的第4基底层。
另外，日本特开2012-174321号公报(专利文献3)中记载了一种依次具备非磁性基体、放热层、缓冲层、软磁性垫层、和磁记录层的热辅助磁记录介质。专利文献3的缓冲层由非磁性且非晶质的合金、例如crti、crzr、crta、crw等构成。
另外，日本特开2011-146089号公报(专利文献4)中记载了一种依次具备基板、由非晶质的陶瓷(例如sio2)构成的籽晶层、结晶性(例如mgo)的取向控制层、和由以fept合金为主成分的材料构成的磁性层的热辅助磁记录介质。
热辅助磁记录方式的磁记录介质中所含的非磁性且非晶质的层(特别是合金层)有通过磁性层形成时的高温处理而结晶化的风险。
另一方面，增本健编著的《无定形金属的基础》ohmsha出版社、1982、p94(非专利文献1)中，记载了一种显示800k左右的结晶化温度的非晶质合金。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-220029号公报
专利文献2：日本特开2013-157071号公报
专利文献3：日本特开2012-174321号公报
专利文献4：日本特开2011-146089号公报
非专利文献
非专利文献1：增本健编著《无定形金属的基础》ohmsha出版社、1982、p94
技术实现要素：
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供高温处理(例如，热辅助磁记录介质的磁性层形成时的400～500℃左右的加热处理)时能够防止发生结晶化的非磁性且非晶质的co系合金、以及利用该co系合金的溅射靶材和磁记录介质。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题，本发明提供以下的发明。
[1]一种合金，其为非磁性且非晶质的合金，含有：
fe0at％以上且2at％以下、
由选自ti、zr、hf中的1种或2种以上的元素构成的a组元素5at％以上且20at％以下、
由选自cr、mo、w中的2种以上的元素构成的b组元素16at％以上且50at％以下、
由选自v、nb、ta中的1种或2种以上的元素构成的c组元素0at％以上且25at％以下、以及
由选自si、ge、p、b、c中的1种或2种以上的元素构成的d组元素0at％以上且20at％以下，
余量由co和不可避免的杂质构成，
a组元素的含量与b组元素的含量之和为超过35at％且70at％以下。
[2]根据[1]所述的合金，其中，c组元素的含量为1at％以上且25at％以下。
[3]根据[1]或[2]所述的合金，其中，d组元素的含量为5at％以上且20at％以下。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的合金，其结晶化温度为773k以上。
[5]一种溅射靶材，其含有[1]～[4]中任一项所述的合金。
[6]一种磁记录介质，其具备含有[1]～[4]中任一项所述的合金的合金层。
发明效果
根据本发明，提供高温处理(例如，热辅助磁记录介质的磁性层形成时的400～500℃左右的加热处理)时能够防止发生结晶化的非磁性且非晶质的co系合金、以及利用该co系合金的溅射靶材和磁记录介质。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。
本发明的合金为满足以下的组成的非磁性且非晶质的co系合金。
(1)fe的含量：0at％以上且2at％以下
(2)a组元素的含量：5at％以上且20at％以下
(3)b组元素的含量：16at％以上且50at％以下
(4)a组元素的含量与b组元素的含量之和：超过35at％且70at％以下
(5)c组元素的含量：0at％以上且25at％以下
(6)d组元素的含量：0at％以上且20at％以下
本发明的合金为非磁性。本发明中“非磁性”是指，使用振动样品磁强计(vsm)以施加磁场1200ka/m测定的饱和磁通密度低于0.3t。
本发明的合金为非晶质。本发明的合金为非晶质，因此x射线衍射图案显示晕图案。
本发明的合金的结晶化温度优选为773k以上，进一步优选为873k以上。本发明的合金为非晶质，若被加热则结晶化。本发明的非晶质合金发生结晶化的温度为“结晶化温度”。非晶质合金发生结晶化时，发生放热反应。结晶化温度通过测定伴随结晶化而放热的温度来评价。例如，可以通过差示扫描量热测定(dsc)在加热速度0.67ks-1的条件下评价结晶化温度。
以下，对本发明的合金中的组成的限定理由进行说明。
(1)fe的含量：0at％以上且2at％以下
fe主要是用于实现co系合金的成本降低的元素，为本发明的合金的任意成分。fe的含量以本发明的合金中所含的合计原子数为基准，为0at％以上且2at％以下。若fe的含量超过2at％，则不能实现co系合金的非晶质化(无定形化)和非磁性化，因此fe的含量被调整到2at％以下(包含0)。在本发明的合金含有fe的情况下，fe的含量可以在超过0at％且2at％以下的范围内适当调整。
(2)a组元素的含量：5at％以上且20at％以下
a组元素由选自ti、zr、hf中的1种或2种以上的元素构成。a组元素主要是用于实现co系合金的非晶质化(无定形化)的元素，为本发明的合金的必要成分。a组元素的含量以本发明的合金中所含的合计原子数为基准，为5at％以上且20at％以下，优选为6at％以上且15at％以下，进一步优选为9at％以上且14at％以下。a组元素由1种元素构成的情况下，“a组元素的含量”是指该1种元素的含量，a组元素由2种以上的元素构成的情况下，“a组元素的含量”是指该2种以上的元素的合计含量。若a组元素的含量低于5at％，则不能实现co系合金的非晶质化(无定形化)，因此a组元素的含量被调整到5at％以上，优选被调整到6at％以上，进一步优选被调整到9at％以上。另外，若a组元素的含量超过20at％，则不能实现co系合金的非晶质化(无定形化)，a组元素的含量被调整到20at％以下，优选被调整到15at％以下，进一步优选被调整到14at％以下。
(3)b组元素的含量：16at％以上且50at％以下
b组元素由选自cr、mo、w中的2种以上的元素构成。b组元素主要是用于实现co系非晶质合金的结晶化温度的高温化的元素，为本发明的合金的必要成分。若单独使用选自cr、mo、w中的1种元素，则不能实现co系合金的非晶质化(无定形化)，因此使用选自cr、mo、w中的2种以上的元素。b组元素的含量以本发明的合金中所含的合计原子数为基准，为16at％以上且50at％以下，优选为16at％以上且40at％以下。“b组元素的含量”是指构成b组元素的2种以上的元素的合计含量。若b组元素的含量低于16at％，则不能实现co系合金的非磁性化，因此b组元素的含量被调整到16at％以上。另外，若b组元素的含量超过50at％，则不能实现co系合金的非晶质化(无定形化)，因此b组元素的含量被调整到50at％以下，优选被调整到40at％以下。
(4)a组元素的含量与b组元素的含量之和：超过35at％且70at％以下
a组元素的含量与b组元素的含量之和为超过35at％且70at％以下、优选为36at％以上且65at％以下，进一步优选为37at％以上且64at％以下。若a组元素的含量与b组元素的含量之和为35at％以下，则不能实现co系合金的非磁性化，因此按照a组元素的含量与b组元素的含量之和超过35at％的方式，优选被调整到36at％以上，进一步优选被调整到37at％以上。另外，若a组元素的含量与b组元素的含量之和超过70at％，则不能实现co系合金的非晶质化(无定形化)，因此a组元素的含量与b组元素的含量之和调整到70at％以下，优选被调整到65at％以下，进一步优选被调整到64at％以下。
(5)c组元素的含量：0at％以上且25at％以下
c组元素由选自v、nb、ta中的1种或2种以上的元素构成。c组元素主要是用于实现促进co系合金的非晶质化(无定形化)和实现co系非晶质合金的结晶化温度的高温化的元素，为本发明的合金的任意成分。c组元素的含量以本发明的合金中所含的合计原子数为基准，为0at％以上且25at％以下，优选为0at％以上且20at％以下，进一步优选为0at％以上且10at％以下。c组元素由1种元素构成的情况下，“c组元素的含量”是指该1种元素的含量，c组元素由2种以上的元素构成的情况下，“c组元素的含量”是指该2种以上的元素的合计含量。若c组元素的含量超过25at％，则不能实现co系合金的非晶质化，因此c组元素的含量被调整到25at％以下，优选被调整到20at％以下，进一步优选被调整到10at％以下。本发明的合金含有c组元素的情况下，c组元素的含量可以在超过0at％且25at％以下的范围内适当调整。c组元素的含量例如为1at％以上、3at％以上或4at％以上。
(6)d组元素的含量：0at％以上且20at％以下
d组元素由选自si、ge、p、b、c中的1种或2种以上的元素构成。d组元素主要是用于改善co系合金的非晶质性(无定形性)的元素，为本发明的合金的任意成分。d组元素的含量以本发明的合金中所含的合计原子数为基准，为0at％以上且20at％以下，优选为0at％以上且15at％以下，进一步优选为0at％以下且10at％以下。d组元素由1种元素构成的情况下，“d组元素的含量”是指该1种元素的含量，d组元素由2种以上的元素构成的情况下，“d组元素的含量”是指该2种以上的元素的合计含量。若d组元素的含量超过20at％，则不能实现co系合金的非晶质化(无定形化)，因此d组元素的含量被调整到20at％以下，优选被调整到15at％以下，进一步优选被调整到10at％以下。本发明的合金含有d组元素的情况下，d组元素的含量可以在超过0at％且20at％以下的范围内适当调整。d组元素的含量例如为5at％以上。
本发明的合金中，fe、a组元素、b组元素、c组元素和d组元素以外的余量由co和不可避免的杂质构成。作为不可避免的杂质，例如可以举出al、cu、mn等。不可避免的杂质的含量优选为1000ppm以下。
本发明的溅射靶材含有本发明的合金。本发明的溅射靶材可以用于形成含有本发明的合金的合金层(合金薄膜)。
本发明的磁记录介质具备含有本发明的合金的合金层(合金薄膜)。本发明的磁记录介质为例如垂直磁记录介质、热辅助磁记录介质等。含有本发明的合金的合金层(合金薄膜)可以通过使用含有本发明的合金的溅射靶材的溅射法而形成。
本发明的合金在高温处理(例如，热辅助磁记录介质的磁性层形成时的400～500℃左右的加热处理)时能够防止发生结晶化。因此，本发明的合金在制造时需要高温处理的磁记录介质(例如，热辅助磁记录介质)所具备的合金层之中，作为被要求非磁性和非晶质的合金层的材料是适宜的。
作为具备非磁性且非晶质的层的磁记录介质，例如，可以举出依次具备基板、包含非磁性且非晶质的基底层的多个基底层、和包含具有l10结构的合金作为主成分的磁性层的热辅助磁记录介质(例如，日本特开2013-157071号公报)；依次具备非磁性基体、放热层、非磁性且非晶质的缓冲层、软磁性垫层、和磁记录层的热辅助磁记录介质(例如，日本特开2012-174321号公报)；依次具备基板、非磁性且非晶质的籽晶层、结晶性(例如mgo)的取向控制层、和由以fept合金为主成分的材料构成的磁性层的热辅助磁记录介质(例如，日本特开2011-146089号公报)等。本发明的合金可以作为这些非磁性且非晶质的层的材料使用。
实施例
以下，基于实施例，对本发明进行具体说明。
通常，垂直磁记录介质中的薄膜是通过将与其成分相同的成分的溅射靶进行溅射，并在玻璃基板等上成膜而得到的。在此，通过溅射而成膜的薄膜被急冷。与此相对，作为实施例和比较例的供试材，使用通过单辊式的液体急冷装置制作的急冷薄带。这是简易地通过液体急冷薄带来评价实际通过溅射而急冷成膜的薄膜的、因成分导致的对诸特性的影响的急冷薄带。
[急冷薄带的制作条件]
将按表1和表2所示的成分组成称量的原料30g在直径10×40mm左右的水冷铜模中在减压ar中电弧熔解，作为急冷薄带的熔解母材。急冷薄带的制作条件如下。以单辊方式，在直径15mm的石英管中设置该熔解母材，将出熔液喷嘴直径设为1mm，以气氛气压61kpa、喷雾差压69kpa、铜辊(直径300mm)的转速3000rpm、铜辊和出熔液喷嘴的间隙0.3mm出熔液。出熔液温度设为各熔解母材的刚熔落后。将如此制作的急冷薄带作为供试材，评价以下的项目。
[急冷薄带的饱和磁通密度的评价]
饱和磁通密度凭借vsm装置(振动样品强磁计)，以施加磁场1200ka/m进行测定。供试材的重量设为15mg左右。表1和表2中，低于0.3t的饱和磁通密度的供试材作为“a”，0.3t以上的供试材作为“c”。
[急冷薄带的结构]
通常，若测定非晶质材料的x射线衍射图案，则看不到衍射峰，成为非晶质特有的晕图案。另外，不是完全的非晶质的情况下，虽然可以看到衍射峰，但与结晶材料相比峰高度变低，且还可以看到晕图案。因此通过下述的方法评价非晶质性。
[非晶质性的评价]
用双面胶带将供试材粘贴于玻璃板，利用x射线衍射装置得到衍射图案。此时，按照测定面为急冷薄带的铜辊接触面的方式粘贴供试材。x射线源为cu-α射线，以扫描速度4°/min进行测定。表1和表2中，将该衍射图案中能够确认晕图案的供试材作为“a”，将完全看不到晕图案的供试材作为“c”。
[急冷薄带的结晶化温度的评价]
通常，非晶质材料伴随加热发生结晶化，将结晶化的温度称为结晶化温度。另外，结晶化时发生放热反应。结晶化温度通过测定伴随结晶化放热的温度来评价。因此通过下述的方法评价结晶化温度。通过差示扫描量热测定(dsc)在加热速度0.67ks-1的条件下检测。表1和表2中，将873k以上的结晶化温度的供试材作为“a”，将773k以上且低于873的结晶化温度的供试材作为“b”，将低于773k的结晶化温度的供试材作为“c”。
【表1】
【表2】
表1和表2中，no.1～36为本发明例，no.37～46为比较例。
如表1和表2所示，本发明例no.1～36为满足以下的组成的co系合金，饱和磁通密度、非晶质性和结晶化温度的评价均为“a”或“b”。
(1)fe的含量：0at％以上且2at％以下
(2)a组元素的含量：5at％以上且20at％以下
(3)b组元素的含量：16at％以上且50at％以下
(4)a组元素的含量与b组元素的含量之和：超过35at％且70at％以下
(5)c组元素的含量：0at％以上且25at％以下
(6)d组元素的含量：0at％以上且20at％以下
比较例no.37中，b组元素的含量低于16at％、a组元素的含量与b组元素的含量之和为35at％以下，因此具有磁性。比较例no.38中构成b组元素的元素为1种，因此不是非晶质，结晶化温度也低。比较例no.39中a组元素的含量超过20at％，因此不是非晶质，结晶化温度也低。比较例no.40中a组元素的含量低于5at％，因此不是非晶质，结晶化温度也低。比较例no.41中b组元素的含量超过50at％，因此不是非晶质，结晶化温度也低。比较例no.42和43中c组元素的含量超过25at％，因此不是非晶质，结晶化温度也低。比较例no.44和45中d组元素的含量超过20at％，因此不是非晶质，结晶化温度也低。比较例no.46中fe的含量超过2at％，因此不是非磁性和非晶质，结晶化温度也低。
接着，示出溅射靶材的制造方法。对于表1的本发明例no.1、no.10、no.15、no.25、no.30和表2的比较例no.37、no.45所示的7种成分组成，称量熔解原料，在减压ar气体气氛的耐火物坩埚内进行感应加热熔解后，从坩埚下部的直径8mm的喷嘴出熔液，利用ar气体雾化。将该气雾化粉末作为原料，脱气装入至外径220mm、内径210mm、长度200mm的sc制的罐中。脱气时的真空到达度设为约1.3×10-2pa。
将上述的粉末填充坯料加热到1150℃后，装入直径230mm的约束型容器内，以500mpa的加压进行成形。将利用上述的方法制作的固化成形体通过线切割、车床加工、平面研磨，加工成直径180mm、厚度7mm的圆盘状，作为溅射靶材。
对于这些7种成分组成，使用溅射靶材在玻璃基板上成膜溅射膜。溅射膜的磁通密度、非晶质性和结晶化温度在任一组成中均为与表1和表2相同的结果。
如以上所述，通过本发明，提供具有充分高的结晶化温度的、非磁性且非晶质性(无定形性)的co系合金、以及利用该co系合金的溅射靶材和磁记录介质。