[發明專利]金屬合金的磁脈沖輔助鑄造及由此制備的金屬合金

無效

• 申請號: 200710307168.7
• 申請日: 2007-12-04
• 公開（公告）號: CN101195900A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: A·西亞尼
• 申請（專利權）人: 賀利氏有限公司
• 主分類號: C22F3/02
• 分類號: C22F3/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民;路小龍

臨時申請的交叉參考

【0001】本申請要求美國臨時專利申請序列號60/872,937的優先權，其于2006年12月4日提交，該申請的全部內容在此引入作為參考。

技術領域

【0002】本公開總體上涉及一種新型的鑄造工藝，用于形成具有所需微結構且化學均勻性及韌性得以改善的改進金屬合金。本公開對于沉積源的形成尤其有效，例如包含鐵磁金屬合金材料的高通量(pass-through?flux，PTF)濺射靶，其應用于磁記錄介質和磁光(MO)記錄介質的生產。

背景技術

【0003】沉積源，如濺射靶，被廣泛應用于形成金屬、金屬合金、半導體、陶瓷、介電質、鐵電質以及金屬陶瓷的薄膜的各種制造技術中。在濺射工藝中，用來自等離子體的離子對該材料源，即濺射靶，進行轟擊，該離子從濺射靶的表面逐出或彈出原子或分子；該彈出的原子或分子沉積在基底上面從而形成薄膜涂層。濺射沉積技術廣泛用于數據/信息存儲以及檢索薄膜介質的制造，如磁介質和磁光(MO)介質，以用于沉積下層、中間層、磁性層、電介質以及保護性覆蓋層。在用于這種沉積工藝的濺射靶的制造中，期望生產能提供均勻薄膜、在濺射期間產生最小顆粒以及所需性能的濺射靶。高密度以及低孔隙率的濺射靶材料被認為是在濺射期間避免或至少最小化有害顆粒的產生所必需的。

【0004】在濺射靶的制備中利用的多種金屬合金，例如，用于形成磁性記錄介質的軟磁下層(SUL)以及硬磁記錄層的鐵磁合金，一般在凝固后呈現柱形樹枝狀的微觀結構。對具有這種鑄造微觀結構的合金鑄錠進行熱機械加工，以在冷或熱加工后獲得所需形狀因子的無裂紋工件，遇到許多挑戰。此外，在金屬或石墨基鑄模中進行鑄造所固有的柱狀生長導致不利的晶粒織構，這是考慮到沿磁化優選方向易于磁化，后者是決定磁輔助濺射靶如磁控靶的通量(PTF)特性的主要因素。此外，大尺寸的磁性合金鑄件由于凝固過程的溶質偏析容易產生化學不均勻的鑄錠。因此，多組分濺射靶材料的鑄件通常限于小的形狀因子，以使得凝固過程化學偏析的程度最小化，該行為又對生產率、產量以及批次間的再現性具有消極的影響。

【0005】另外，在濺射靶的制備中用于制備磁性和磁光(MO)記錄薄膜介質的很多鐵磁合金，尤其是含硼(B)的Co、Fe和Ni基的合金以及那些含難熔或稀土金屬元素的合金，呈現出深度的共晶和包晶反應，且固有地在其鑄態(as-cast)條件下易碎。盡管通過適當的鑄模設計和補充的外部鑄模冷卻在鑄態微觀結構精化方面做了努力，但得到的合金仍缺乏韌性和化學均勻性。受散熱——主要通過熱傳導——影響的凝固過程中樹枝晶的成核和生長很大程度上由常規鑄造過程中的熱通量方向和熱梯度決定。

【0006】從前述來看，顯然需要一種改進的方法，用于制造具有所需微觀結構及改進的化學均勻性和韌性的改進濺射靶材料。具體而言，顯然需要改進的金屬合金材料，用于形成沉積源，如用于制造磁記錄介質和磁光(MO)記錄介質的含有鐵磁金屬合金材料的高通量(PTF)濺射靶。

發明內容

【0007】本公開的一個優點在于一種改進的方法，其用于形成鑄造鐵磁金屬合金。

【0008】本公開的另一個優點在于一種改進的鑄造鐵磁金屬合金。

【0009】本公開的其他優點和其它特征將在隨后的描述中列出，且其對于本領域具有普通技能的人員在查看隨后內容之后部分地顯而易見，或者可以從本公開的實施中領會到。本公開的優點可以如所附的權利要求所具體指出的那樣被認識和獲知。

【0010】按照本公開的一個方面，前述和其他的優點部分通過一種形成鑄造鐵磁金屬合金的改進方法而獲得，該方法包括給凝固過程中的熔融鐵磁金屬合金材料施加脈沖或振蕩磁場，該熔融鐵磁金屬材料選自：(1)Co基(CoX)合金，其中X是選自Au、B、Ce、Cr、Cu、Dy、Er、Fe、Gd、Hf、Ho、La、Lu、Ni、Nb、Nd、P、Pt、Sc、Sm、Ta、Tb、Y、Zn以及Zr的至少一種元素；(2)Fe基(FeX)合金，其中X是選自Au、B、Ce、Co、Cr、Cu、Dy、Er、Gd、La、Lu、Nb、Nd、P、Pr、Pt、Sc、Sm、Ta、Tb、Th、Y以及Zr的至少一種元素；和(3)Ni基(NiX)合金，其中X是選自Au、B、Ce、Co、Cr、Cu、Dy、Er、Fe、Gd、Hf、La、Nd、Ni、P、Pt、Pr、Sc、Y、Yb和Zr的至少一種元素。

【0011】根據本公開的實施方式，本方法包括以下步驟：

(a)提供熔融金屬合金材料；