專利名稱：磁光記錄靶材及其生產(chǎn)工藝的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于光盤、磁光盤制造技術(shù)領(lǐng)域。
信息存儲技術(shù)的發(fā)展與信息存儲材料的研究開發(fā)密切相關(guān)，對于磁光記錄介質(zhì)材料的研究得到了廣大研究者的關(guān)注。鋱鐵鈷(TbFeCo)磁光材料作為第一代磁光記錄介質(zhì)材料，已滿足部分市場的需要。但在更高密度記錄方面，由于信息的記錄和讀出采用的都是短波長(600nm)半導(dǎo)體激光器，鋱鐵鈷磁光材料的克爾轉(zhuǎn)角將比長波長(830nm)時小，給信息讀出帶來困難，這就要求用在短波區(qū)域磁光效果大的材料，進(jìn)一步考慮到磁特性，力求其成分和制取條件最佳化。為了增大非晶態(tài)鋱鐵鈷在短波區(qū)域的克爾(Kerr)轉(zhuǎn)角，就必須通過摻入其它元素來提高其在短波區(qū)域的磁光效果。目前關(guān)于這方面的研究還較少，且多數(shù)摻雜的是提高材料的抗氧化、耐腐蝕方面的研究，多元化合金的研究比較多，但合金成分變化不定，無集中性研究。
采用磁懸浮熔煉技術(shù)熔煉基靶合金，基靶合金成分為鐵鈷(FeCo)合金。將純鋱(Tb)和輕稀土(LRE)線切割成扇片或圓片，對稱地鑲嵌在鐵鈷合金基靶刻蝕最大的圓環(huán)區(qū)內(nèi)制成復(fù)合靶，如

圖1和2所示，通過調(diào)節(jié)鋱片、輕稀土片的數(shù)量與位置或改變基靶合金含量，來改變靶材成分。采用磁懸浮熔煉技術(shù)熔煉靶材合金，熔煉過程中，合金在磁場中被懸浮于坩堝中，同時在磁場作用下，對合金進(jìn)行磁力攪拌，保證合金成分的均勻性，并避免了因使用石英坩堝所導(dǎo)致的高成本和效率低的問題。
制備磁光靶材的工藝如下工序1原料處理及配料將工業(yè)純鐵進(jìn)行表面化學(xué)處理，再把鋱、輕稀土、鐵在磁懸爐內(nèi)進(jìn)行精練；同時把鈷也進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚蛔詈?，在惰性氣體保護(hù)下配料各種靶材的配料元素及成分與上述的復(fù)合靶一致。工序2熔煉將原料置于熔煉坩堝中，磁懸浮熔煉2～3次。工序3制粉在有氬氣保護(hù)的真空配料箱內(nèi)首先將合金錠粗碎，然后球磨。工序4冷壓成型用冷等靜壓技術(shù)將純凈合金粉料壓制成型。工序5燒結(jié)將裝靶石英容器置于高溫真空燒結(jié)爐內(nèi)，在1000℃以上保溫?zé)Y(jié)5小時，爐冷。工序6封裝在真空箱內(nèi)將靶材打磨，拋光，測尺寸，稱質(zhì)量后，取出封裝成型。
LRE元素為釤(Sm)、釹(Nd)、鈰(Ce)和鐠(Pr)中的一種或兩種。利用上述方法制成下列復(fù)合靶材，下面列出靶材中各元素含量，在鋱鐵鈷靶中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為66.28～68.80at％，鈷的含量為8.02～11.90at％；鋱鐵鈷釤靶中，鋱的含量為10.45～13.18at％，鐵的含量為42.47～52.25at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釤的含量為26.55～33.81at％；鋱鐵鈷釹靶中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為52.90～57.85at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釹的含量為10.95～14.30at％；鋱鐵鈷鈰靶中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為55.49～60.48at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，鈰的含量為8.38～10.37at％；鋱鐵鈷鐠靶中，鋱的含量為17.45～23.18at％，鐵的含量為47.28～58.74at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，鐠的含量為10.06～22.58at％鋱鐵鈷釤釹靶中，鋱的含量為8.18～10.82at％，鐵的含量為48.03～49.74at％，鈷的含量為8.02～10.90at％，釤的含量為18.83～21.08at％，釹的含量為11.42～14.30at％；鋱鐵鈷釤鈰靶中，鋱的含量為2.45～3.18at％，鐵的含量為47.48～48.68at％，鈷的含量為8.02～8.90at％，釤的含量為28.45～31.02at％，鈰的含量為10.30～12.02at％；鋱鐵鈷釹鐠靶中，鋱的含量為11.45～15.18at％，鐵的含量為48.18～55.67at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釹的含量為10.95～20.57at％，鐠的含量為10.18～17.90at％。
按上述配方和工藝制成的靶材的的具體應(yīng)用效果和優(yōu)點在于，利用以上靶材采用磁控濺射技術(shù)制備鋱鐵鈷三元合金膜和輕稀土摻雜的鋱鐵鈷(LRE)，四元或五元合金薄膜，濺射氣體采用氬氣，射頻電源工作頻率為13.56MHz，濺射過程中要保持真空(一般要在10-5Torr量級以下)，并對靶進(jìn)行水冷，以防靶材熔化或高溫下氧化此種磁光薄膜既保持了原有薄膜的特性，仍為非晶態(tài)垂直各向異性薄膜，記錄時不存在晶界噪聲，具有垂直于膜面的磁晶各向異性，實現(xiàn)垂直磁化；在此基礎(chǔ)上，摻雜后的薄膜，克爾角有了提高，垂直各向異性增強(qiáng)，能更好地滿足磁光盤記錄介質(zhì)材料的性能要求，并利用摻雜降低了材料的制造成本。
權(quán)利要求
1.一種磁光記錄靶材生產(chǎn)工藝，其特征在于工序1先將工業(yè)純鐵進(jìn)行表面化學(xué)處理，再把鋱、輕稀土、鐵在磁懸爐內(nèi)進(jìn)行精練，同時把鈷也進(jìn)行表面處理，最后，在惰性氣體保護(hù)下配料；工序2將原料置于熔煉坩堝中，磁懸浮熔煉2～3次；工序3在有氬氣保護(hù)的真空配料箱內(nèi)首先將合金錠粗碎，然后球磨；工序4用冷等靜壓技術(shù)將純凈合金粉料壓制成型；工序5將裝靶的石英容器置于高溫真空燒結(jié)爐內(nèi)，在1000℃以上保溫?zé)Y(jié)5小時，爐冷；工序6在真空箱內(nèi)將靶材打磨，拋光，測尺寸，稱質(zhì)量后，取出封裝成型。
2.一種磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷靶中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為66.28～68.80at％，鈷的含量為8.02～11.90at％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷靶中加入釤，構(gòu)成鋱鐵鈷釤靶，其中，鋱的含量為10.45～13.18at％，鐵的含量為42.47～52.25at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釤的含量為26.55～33.81at％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷靶中加入釹，構(gòu)成鋱鐵鈷釹靶，其中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為52.90～57.85at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釹的含量為10.95～14.30at％。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷靶中加入鈰，構(gòu)成鋱鐵鈷鈰靶其中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為55.49～60.48at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，鈰的含量為8.38～10.37at％。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷靶中加入鐠，構(gòu)成鋱鐵鈷鐠靶其中，鋱的含量為17.45～23.18at％，鐵的含量為47.28～58.74at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，鐠的含量為10.06～22.58at％。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷釤靶中加入釹，構(gòu)成鋱鐵鈷釤釹靶，其中，鋱的含量為8.18～10.82at％，鐵的含量為48.03～49.74at％，鈷的含量為8.02～10.90at％，釤的含量為18.83～21.08at％，釹的含量為11.42～14.30at％。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷釤靶中加入鈰，構(gòu)成鋱鐵鈷釤鈰靶，其中，鋱的含量為2.45～3.18at％，鐵的含量為47.48～48.68at％，鈷的含量為8.02～8.90at％，釤的含量為28.45～31.02at％，鈰的含量為10.30～12.02at％。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷釹靶中加入鐠，構(gòu)成鋱鐵鈷釹鐠靶，其中，鋱的含量為11.45～15.18at％，鐵的含量為48.18～55.67at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釹的含量為10.95～20.57at％，鐠的含量為10.18～17.90at％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁光記錄靶材及其生產(chǎn)工藝,屬于光盤、磁光盤制造技術(shù)領(lǐng)域。利用輕、中稀土元素的高飽和磁化強(qiáng)度、高磁晶各向異性、高磁光效應(yīng)的優(yōu)點,對傳統(tǒng)的鋱鐵鈷磁光材料進(jìn)行輕、中稀土摻雜。采用磁懸浮熔煉技術(shù)熔煉基靶合金,基靶合金成分為鐵鈷合金。將純鋱和輕稀土線切割成扇片或圓片,對稱地鑲嵌在鐵鈷合金基靶刻蝕最大的圓環(huán)區(qū)內(nèi)制成復(fù)合靶,通過調(diào)節(jié)鋱片、輕稀土片的數(shù)量與位置或改變基靶合金含量,來改變靶材成分。采用磁懸浮熔煉技術(shù)熔煉靶材合金,熔煉過程中,合金在磁場中被懸浮于坩堝中,同時在磁場作用下,對合金進(jìn)行攪拌,保證合金成分的均勻性,并避免了因使用石英坩堝所導(dǎo)致的高成本和效率低的問題。用于光盤、磁光盤制造。
文檔編號G11B5/62GK1347081SQ0112886
公開日2002年5月1日 申請日期2001年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月18日
發(fā)明者張喜燕, 周世杰, 劉志農(nóng) 申請人:西南交通大學(xué)