靶材及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種靶材，其中，原子比的組成式表示為(FeX-Co100-X)100-Y-MY(M表示選自Ta和Nb中的至少一種元素，X、Y分別滿足0≤X≤80、10≤Y≤30)，包含由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的余量，并且300℃下的斷裂彎曲應(yīng)變?yōu)?.33％以上。
【專利說(shuō)明】靶材及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適合于形成磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜等的靶材及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，作為提高磁記錄介質(zhì)的記錄密度的方法，垂直磁記錄方式被實(shí)用化。垂直 磁記錄方式是這樣的方法：以易磁化軸沿著垂直介質(zhì)面的方向取向的方式形成磁記錄介質(zhì) 的磁性膜，即使提高記錄密度，存儲(chǔ)單元內(nèi)的反磁場(chǎng)也小、記錄再生特性的降低少，適于高 記錄密度。并且垂直磁記錄方式方面開(kāi)發(fā)出具有提高了記錄靈敏度的磁記錄膜、和軟磁性 膜的磁記錄介質(zhì)。
[0003] 對(duì)于這樣的磁記錄介質(zhì)的軟磁性膜，要求具有高飽和磁通密度和非晶結(jié)構(gòu)。作為 軟磁性膜的例子，利用了如下的合金膜，所述合金膜是向以飽和磁通密度大的Fe作為主要 成分的Fe-Co合金中添加促進(jìn)非晶化的元素而成的。
[0004] 另一方面，對(duì)于這些合金膜也要求高耐腐蝕性。為了形成合金膜，提出了例如在 Fe-Co合金中以10?20原子％含有選自Nb或Ta的一種或兩種元素的軟磁性膜用Fe-Co 系靶材（參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1中，F(xiàn)e-Co系靶材是通過(guò)以成為靶材的組成分別混 合純度99. 9%以上的純金屬粉末原料，然后將得到的混合粉末進(jìn)行燒結(jié)來(lái)制造的。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :國(guó)際申請(qǐng)第2009/104509號(hào)小冊(cè)子


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0009] 在濺射中，靶材暴露于由等離子體的放電下導(dǎo)致溫度上升，因此在靶材背面進(jìn)行 間接的冷卻。但是，為了提高生產(chǎn)率而以高功率進(jìn)行濺射的情況下，有時(shí)由靶材背面的間接 冷卻的冷卻能力不足，靶材溫度到達(dá)300°C以上的高溫。
[0010] 在上述的專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的Fe-Co系靶材，通過(guò)在Fe和Co的粉末中添加Ta或 Nb的單質(zhì)的粉末，能夠形成在高飽和磁通密度和非晶性的基礎(chǔ)上還具有高耐腐蝕性的軟磁 性膜。因此，在容易控制成分的方面，使用了Fe-Co系靶材的方法是有用的技術(shù)。
[0011] 但是，對(duì)該Fe-Co系靶材以高輸入功率進(jìn)行濺射時(shí)，確認(rèn)了有時(shí)在濺射中靶材開(kāi) 裂而無(wú)法進(jìn)行正常的濺射。
[0012] 本發(fā)明是鑒于上述內(nèi)容而做出的。在上述的狀況之下，需要能夠在以高輸入功率 進(jìn)行濺射的情況下抑制開(kāi)裂發(fā)生的靶材。
[0013] 另外，在以高輸入功率進(jìn)行濺射的情況下，需要抑制靶材開(kāi)裂的發(fā)生并穩(wěn)定地形 成磁記錄介質(zhì)的軟磁性膜的靶材的制造方法。
[0014] 用于解決問(wèn)題的方案
[0015] 根據(jù)本發(fā)明人的研宄，針對(duì)上述專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的Fe-Co系靶材，得到下述見(jiàn) 解。即，
[0016]在Fe-Co系靶材的顯微組織中，大量且粗大地形成了高濃度地包含Ta/Nb的脆的 金屬間化合物。如此，因?yàn)樵摯嗟慕饘匍g化合物的形成，在靶材的高功率濺射中由于熱膨脹 產(chǎn)生的應(yīng)變會(huì)超過(guò)高溫下的斷裂彎曲應(yīng)變，因此發(fā)生靶材的開(kāi)裂。因此，本發(fā)明人為了使靶 材在高溫下的斷裂彎曲應(yīng)變提高，進(jìn)行了各種研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了適宜的組成和粉末組合物 的燒結(jié)方法，從而完成本發(fā)明。
[0017] 為了完成上述的課題的具體的方法如以下所述。即，第1發(fā)明是：
[0018] 〈 1 > 一種靶材相關(guān)的發(fā)明，其中，原子比的組成式表示為（Fex-Co1(l(l_x) 1(I(I_Y-MY (其 中，M表示選自Ta和Nb中的至少一種元素，X、Y分別滿足0彡X彡80、10彡Y彡30)，包含 由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的余量，并且300°C下的斷裂彎曲應(yīng)變?yōu)?. 33%以上。
[0019] 〈2>在前述〈1>中，就第1發(fā)明中所述的靶材而言，在靶材的截面觀察到的金相組 織中，優(yōu)選的是在含有選自Ta和Nb中至少一者的金屬間化合物相區(qū)域內(nèi)描繪內(nèi)切圓時(shí)的 最大內(nèi)切圓的直徑為20ym以下的組織。
[0020] 接著，第2發(fā)明是：
[0021] 〈3> -種靶材的制造方法，其將粉末組合物在燒結(jié)溫度為900°C?1400°C、加壓壓 力為lOOMPa?200MPa、以及燒結(jié)時(shí)間為1小時(shí)?10小時(shí)的條件下進(jìn)行加壓燒結(jié)，所述粉末 組合物的原子比的組成式表示為（Fex-Colcl(HX)lcl(l_Y-MY(其中，M表示選自Ta和Nb中的至少 一種元素，X、Y分別滿足0彡X彡80、10彡Y彡30);包含由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的余量； 并且所述粉末組合物包含如下的合金粉末，該合金粉末在顆粒截面觀察到的金相組織中， 在含有選自Ta和Nb中至少一者的金屬間化合物相的區(qū)域內(nèi)描繪內(nèi)切圓時(shí)的最大內(nèi)切圓的 直徑為10ym以下。
[0022] S卩，第1發(fā)明的靶材能夠通過(guò)將前述組成式所示的前述粉末組合物在燒結(jié)溫度為 900°C?1400°C、加壓壓力為lOOMPa?200MPa、以及燒結(jié)時(shí)間為1小時(shí)?10小時(shí)的條件下 進(jìn)行加壓燒結(jié)而得到。
[0023] 〈4>在前述〈3>中，前述粉末組合物優(yōu)選為調(diào)整為最終組成的單一組成的合金粉 末。
[0024] 發(fā)明的效果
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，可提供在以高輸入功率進(jìn)行濺射的情況下抑制了開(kāi)裂的發(fā)生的靶 材。
[0026]另外，根據(jù)本發(fā)明，可提供在以高輸入功率進(jìn)行濺射的情況下，抑制靶材開(kāi)裂的發(fā) 生、穩(wěn)定地形成磁記錄介質(zhì)的軟磁性膜的祀材的制造方法。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為本發(fā)明例的試樣No.5的利用掃描電子顯微鏡得到的顯微組織照片。
[0028] 圖2為本發(fā)明例的試樣No. 10的利用掃描電子顯微鏡得到的顯微組織照片。
[0029] 圖3為比較例的試樣No.1的利用掃描電子顯微鏡得到的顯微組織照片。
[0030] 圖4為比較例的試樣No. 2的利用掃描電子顯微鏡得到的顯微組織照片。
[0031] 圖5為比較例的試樣No. 3的利用掃描電子顯微鏡得到的顯微組織照片。
[0032]圖6為示出比較例的試樣No.1的斷裂彎曲應(yīng)變與線性熱膨脹系數(shù)的關(guān)系的圖。
[0033]圖7為示出比較例的試樣No.2的斷裂彎曲應(yīng)變與線性熱膨脹系數(shù)的關(guān)系的圖。
[0034]圖8為示出比較例的試樣No. 3的斷裂彎曲應(yīng)變與線性熱膨脹系數(shù)的關(guān)系的圖。
[0035]圖9為示出本發(fā)明例的試樣No. 5的斷裂彎曲應(yīng)變與線性熱膨脹系數(shù)的關(guān)系的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 本發(fā)明人著眼于靶材的金相組織及高溫下的機(jī)械特性進(jìn)行了各種研宄。靶材在濺 射中暴露在由等離子體的放電下導(dǎo)致溫度上升，因此在靶材背面進(jìn)行間接的冷卻。但是，為 了加快成膜速度以提高磁記錄介質(zhì)的生產(chǎn)率而采用高輸入功率進(jìn)行濺射的情況下，即使在 靶材背面進(jìn)行冷卻，靶材的溫度也會(huì)上升并達(dá)到300°C以上的高溫。
[0037] 本發(fā)明人確認(rèn)了，靶材的例如外周部被夾具固定，所以靶材達(dá)到高溫時(shí)由于熱膨 脹而產(chǎn)生應(yīng)變、發(fā)生開(kāi)裂。
[0038] 本發(fā)明的特征在于，在優(yōu)化靶材的組成的基礎(chǔ)上，使由濺射時(shí)的發(fā)熱而賦予靶材 的特定溫度下的斷裂彎曲應(yīng)變?yōu)橐欢ǖ闹狄陨?，由此?shí)現(xiàn)了抑制靶材發(fā)生開(kāi)裂。以下進(jìn)行 詳細(xì)地說(shuō)明。
[0039] 就本發(fā)明的靶材而言，將300°C下的斷裂彎曲應(yīng)變?cè)O(shè)為0. 33%以上的值。
[0040] 此處，本發(fā)明中的斷裂彎曲應(yīng)變是指例如JISK7171中所定義的材料斷裂時(shí)的彎 曲應(yīng)變。該斷裂彎曲應(yīng)變是通過(guò)針對(duì)由靶材采集的試驗(yàn)片進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，測(cè)定試驗(yàn)片 至斷裂為止的撓曲量，并代入式（1)而算出。下述式（1)中，efB為斷裂彎曲應(yīng)變、sB為至 斷裂為止時(shí)的撓曲量、h為試驗(yàn)片的厚度、L為支點(diǎn)間距離。另外，在300°C的高溫環(huán)境下進(jìn) 行測(cè)定時(shí)，彎曲試驗(yàn)機(jī)安裝有恒溫槽，將試驗(yàn)片加熱至300°C的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定。

【權(quán)利要求】
1. 一種靶材，其中，原子比的組成式表示為（Fe x-Co 1(l(l_x) 1(I(I_Y-MY，包含由不可避免的雜 質(zhì)構(gòu)成的余量，并且300°C下的斷裂彎曲應(yīng)變?yōu)?.33%以上，所述組成式中，M表示選自Ta 和Nb中的至少一種元素，X、Y分別滿足0彡X彡80、10彡Y彡30。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靶材，其中，在靶材的截面觀察到的金相組織中，在含有選 自Ta和Nb中至少一者的金屬間化合物相的區(qū)域內(nèi)描繪內(nèi)切圓時(shí)的最大內(nèi)切圓的直徑為 20 y m以下。
3. -種靶材的制造方法，其將粉末組合物在燒結(jié)溫度為900°C?1400°C、加壓壓力為 lOOMPa?200MPa、以及燒結(jié)時(shí)間為1小時(shí)?10小時(shí)的條件下進(jìn)行加壓燒結(jié)， 所述粉末組合物的原子比的組成式表示為（Fex-Co1(l(l_x) 1(I(I_Y-MY，其中，M表示選自Ta和 Nb中的至少一種元素，X、Y分別滿足0彡X彡80、10彡Y彡30 ;包含由不可避免的雜質(zhì)構(gòu) 成的余量；并且所述粉末組合物包含如下的合金粉末，該合金粉末在顆粒截面觀察到的金 相組織中，在含有選自Ta和Nb中至少一者的金屬間化合物相的區(qū)域內(nèi)描繪內(nèi)切圓時(shí)的最 大內(nèi)切圓的直徑為10 um以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的靶材的制造方法，其中，所述粉末組合物由調(diào)整為最終組成 的單一組成的合金粉末構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】C22C38/00GK104508173SQ201380039352
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】坂卷功一, 福岡淳, 畠知之, 齊藤和也 申請(qǐng)人:日立金屬株式會(huì)社