专利名称：用于垂直磁记录介质中软磁性膜层的CoFeNi-系合金和溅射靶材料的制作方法
用于垂直磁记录介质中软磁性膜层的CoFeNi-系合金和溅
射靶材料[相关申请的交叉引用]本申请要求2009年6月10日提交的日本专利申请2009-139151的优先权，该日本专利申请的全部内容都通过弓I用结合在此。本申请涉及一种用于垂直磁记录介质中的软磁性膜层的CoFeNi-系合金，及其溅射靶材料。
近年来，磁记录技术已经有了显著的进步，并且在磁记录介质中的记录密度的提高由于增加驱动器容量而进展。例如，垂直磁记录系统已经投入到实际使用中，其相比于通常使用的纵向磁记录系统实现了更高的记录密度。垂直磁记录系统是一种易磁化轴在垂直于垂直磁记录介质的磁性膜的介质表面的方向上取向并且适合用于高记录密度的系统。对于垂直磁记录系统，已经开发了一种具有记录灵敏度增加的磁性记录膜层和软磁性膜层的双层记录介质。作为磁记录膜层，通常使用CoCrPt-SiO2-系合金。至于软磁性膜层，另一方面，已知有基于Co或Fe的软磁性元素的合金，所述合金中添加了 Zr、Hf、Ta、Nb和B以用于改善非晶形性质。例如，提出了一种如在专利文献I中公开的用于在垂直磁记录介质中的软磁性膜层的合金，如在专利文献2中公开的一种Co-Fe-系合金派射祀材料及其制备方法。对于在这种垂直磁记录介质中的软磁膜层，需要高饱和磁通量密度、高非晶形性质和高的耐腐蚀性。此外，近年来，软磁性膜层更需要硬度，以降低由磁记录介质用磁盘和读/写头之间的接触所引起的磁盘损伤。[引用清单][专利文献][专利文献I]日本专利公开公布2008-299905[专利文献2]日本专利公开公布2008-189996申请人:已经发现，能够获得具有高饱和磁通密度、高非晶形性质和高耐腐蚀性的合金，以及通过将B量与Ta和/或Nb量的比率设定为某一比率，该合金甚至比在专利文献I中提出的合金具有更高的硬度。因此，本发明的目的是提供一种具有优异饱和磁通量密度、非晶形性质、耐腐蚀性和硬度的垂直磁记录介质用的软磁性合金；一种用于制备所述合金的膜的溅射靶材料；以及一种具有由所述合金制备的软磁性膜层的垂直磁记录介质。根据本发明的第一实施方案，提供一种用于在垂直磁记录介质中软磁性膜层的CoFeNi-系合金，其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％计的如下各项Co+Fe+Ni : 70至92 %，条件是Ni含量可以为0 ;Ta :1 至 8%;以及B :多于7%且不多于20%，其中CoFeNi-系合金的组成(原子％ )满足下列比率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。根据本发明的第二实施方案，提供了一种用于在垂直磁记录介质中的软磁性膜层的CoFeNi-系合金,其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％计的下列各项Co+Fe+Ni : 70至92 %，条件是Ni含量可以为0 ;Nb+Ta : I 至 8 % ;以及B :多于7%并且不多于20*%，其中所述CoFeNi-系合金的组成(原子％ )满足下列比率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。根据本发明的第三实施方案，提供一种用于在垂直磁记录介质中的软磁性膜层的CoFeNi-系合金,其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％计的下列各项Co+Fe+Ni : 70至92 %，条件是Ni含量可以为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-系合金的组成(原子％ )满足下列比率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。根据本发明的另一个实施方案，提供一种由根据上述每一个实施方案的CoFeNi-系合金制备的溅射靶材料。根据本发明的再另一个实施方案，提供一种具有由根据上述每一个实施方案的CoFeNi-系合金制备的软磁性膜层的垂直磁记录介质。[实施方面描述]下面详细解释本发明。除非另外指出，在本文中描述的百分比)是指原子％(at% )。本发明涉及一种用于在垂直磁记录介质中的软磁性膜层的CoFeNi-系合金。所述CoFeNi-系合金包含以原子％计的以下各项Co+Fe+Ni : 70至92 %，条件是Ni含量可以为0 ;Ta : I 至 8 % (第一实施方案)>Nb+Ta : I 至 8 % (第二实施方案)，或 Zr+Hf+Nb+Ta I至8% (第三实施方案)；以及B :多于7%并且不多于20%，优选地基本上由上述元素组成，并且更优选地由上述元素组成。根据第三实施方案的CoFeNi-系合金可以进一步包含0至小于2%的量的Zr+Hf ;和0至5%的量的Al+Cr。在从第一至第三的每一个实施方案中，CoFeNi-系合金的组成(原子％)满足下列比率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是具有软磁性的元素。Co、Fe和Ni的含量分别优选但不限于9至80%的Co含量；5至60%的Fe含量；和0至40%的Ni含量，更优选地，25至80%的Co含量；15至52%的Fe含量和0至10%的Ni含量。在本发明的合金中的Co、Fe和Ni的总含量(S卩，Co+Fe+Ni含量)是70至92%，优选80至92%。少于70%的Co+Fe+Ni含量导致饱和磁通密度不足，而多于92%的Co+Fe+Ni含量导致Zr、Hf、Ta、Nb和B的总量低，由此提供非晶形性不足。同时，当包含这三种元素时，饱和磁通密度总体上以Fe > Co > Ni的次序变得更低，而耐腐蚀性总体上以Ni > Co > Fe的次序变得更差。考虑到饱和磁通密度和耐腐蚀性之间的平衡，Co、Fe和Ni含量与Co+Fe+Ni含量的比率落入在下列的范围内Co/ (Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 9，优选 0. 3 至 0. 9 ;Fe/ (Co+Fe+Ni) :0. I 至 0. 65，优选 0. 2 至 0. 55 ;以及Ni/(Co+Fe+Ni) 0 至 0. 35，优选 0 至 0. 10。大于 0. 35 的 Ni/(Co+Fe+Ni)导致饱和磁通密度不足。小于0. I的Fe/(Co+Fe+Ni)导致饱和磁通密度不足，而大于0. 65的Fe/(Co+Fe+Ni)导致差的耐腐蚀性。以这样的方式测定Ni/(Co+Fe+Ni)和 Fe/(Co+Fe+Ni)的范围导致 Co/(Co+Fe+Ni)的下限为零(0)(在 Ni/(Co+Fe+Ni) = 0. 35 和 Fe/(Co+Fe+Ni) = 0. 65 的情况下)。当 Co含量非常低时，存在奇点(singularity)，在该点处饱和磁通密度在Ni/(Fe+Ni)的0. 25至0.40的范围内或附近变得非常低。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 的情况下)。Ta, Nb和B是用于改善本发明的合金中的非晶形性质的元素。Ta、Nb和B的含量分别优选但不特别限于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，更优选2至6%的Ta含量；0至3%的Nb含量和7. 5至15%的B含量。在本发明的合金中，Nb和Ta的总含量(即，Nb+Ta含量)为I至8%。少于1%的Nb+Ta含量导致非晶形性不足，而多于8%的Nb+Ta含量导致饱和磁通密度不足。不多于7%的B含量导致非晶形性不足，而多于20%的B含量导致饱和磁通密度不足。在本发明的合金中，B含量与Ta+Nb含量的比率B/(Ta+Nb)是I至8，优选I. 5至
6。在这些范围内，可以实现史无前例高的硬度。尽管实现高硬度的具体机理是不确定的，但是在合金中的B原子和Ta原子和/或Nb原子之间的结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的含量分别优选但不限于不多于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总含量添加，而Zr和Hf可以以0至小于2%的Zr+HF总含量添加。这个实施方案对应于本发明的第三实施方案。少于1%的Zr+Hf+Nb+Ta含量导致非晶形性不足，而多于8%的Zr+Hf+Nb+Ta含量导致饱和磁通密度不足。不少于2%的Zr+Hf含量导致硬度降低。Al和Cr在本发明的合金中是用于改善耐腐蚀性的元素。Al和Cr的含量分别优选但不限于不多于3%的Al含量，和不多于3%的Cr含量。Al和Cr的总含量(即，Al+Cr含量)的上限为5%。多于5%的Al+Cr含量导致饱和磁通密度降低。通常地，在垂直磁记录介质中的软磁性膜层通过如下形成在玻璃基材等上溅射具有与膜层的组成相同的溅射靶材料而形成膜层。此时，溅射膜进行淬火。相反，在下面描述的本发明的实施例和比较例中，在单辊式液体淬火装置中制备的淬火带被用作样品材 料。以使用液体淬火带的简单方式评价各种性质是如何受实际淬火并且通过溅射形成的膜的组分的影响的。下面参考实施例详细地解释本发明。称量30g具有表I显示的淬火带组成的原料在水冷却的铜模具中利用减压在Ar中电弧熔融，以提供用于淬火带的熔融原料，所述模具具有约IOmm的直径和约40mm的长度。淬火带的制备是通过单辊法在以下条件下进行的熔融原料被设置在直径为15mm的二氧化硅管中并且从直径为Imm的排放喷嘴中排放，在6IkPa的气氛压力下,在69kPa的雾化压力差以及在3000rpm的铜棍(300mm的直径)的转数，铜辊和排放喷嘴之间的间隙被设定为0. 3mm。每一种原料在熔化时所处的温度被认为是排放温度。
权利要求
1.一种用于在垂直磁记录介质中软磁性膜层的CoFeNi-系合金，其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％计的如下各项 Co+Fe+Ni :70至92%，条件是Ni含量可以为0 ; Ta :1至8% ;以及 B :多于7%且不多于20%， 其中CoFeNi-系合金的组成(原子％ )满足下列比率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。
2.一种用于在垂直磁记录介质中的软磁性膜层的CoFeNi-系合金，其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％计的下列各项 Co+Fe+Ni : 70至92 %，条件是Ni含量可以为0 ; Nb+Ta 1 至 8% ;以及 B :多于7%并且不多于20%， 其中所述CoFeNi-系合金的组成(原子％ )满足下列比率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。
3.一种用于在垂直磁记录介质中的软磁性膜层的CoFeNi-系合金，其中所述CoFeNi-系合金包含以原子％计的下列各项 Co+Fe+Ni : 70至92 %，条件是Ni含量可以为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-系合金的组成(原子％ )满足下列比率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.ー种溅射靶材料,所述溅射靶材料由根据权利要求I所述的CoFeNi-系合金制成。
5.ー种溅射靶材料,所述溅射靶材料由根据权利要求2所述的CoFeNi-系合金制成。
6.ー种溅射靶材料,所述溅射靶材料由根据权利要求3所述的CoFeNi-系合金制成。
7.—种垂直磁记录介质，所述垂直磁记录介质具有由根据权利要求I所述的CoFeNi-系合金制成的软磁性膜层。
8.—种垂直磁记录介质，所述垂直磁记录介质具有由根据权利要求2所述的CoFeNi-系合金制成的软磁性膜层。
9.ー种垂直磁记录介质，所述垂直磁记录介质具有由根据权利要求3所述的CoFeNi-系合金制成的软磁性膜层。
全文摘要
本发明公开了一种提供一种具有优异的饱和磁通密度、非晶形性、耐腐蚀性和硬度的用于垂直磁记录介质的软磁性Co-Fe-Ni合金。所述Co-Fe-Ni合金包含以原子％计的以下各项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合金的组成(以原子％表达)满足如下各项的比率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。
文档编号H01F41/18GK102804266SQ201080032150
公开日2012年11月28日 申请日期2010年6月7日 优先权日2009年6月10日
发明者泽田俊之, 长谷川浩之, 清水悠子 申请人:山阳特殊制钢株式会社