[發明專利]一種FeCoTaZr系合金濺射靶材及其制造方法

無效

• 申請號: 201010581925.1
• 申請日: 2010-12-06
• 公開（公告）號: CN102485948A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 董亭義;王欣平;江軒;范亮
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院;有研億金新材料股份有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/14;B22D18/06
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 耿小強

技術領域

本發明涉及一種FeCoTaZr系合金濺射靶材及其制造方法，特別涉及用于制備垂直磁記錄媒體的FeCoTaZr系合金的軟磁性膜的FeCoTaZr系合金濺射靶材及其制造方法。

背景技術

近年來，為了適應當今信息社會的需要，提高磁記錄密度方法-垂直磁記錄受到廣泛的重視。主要特點是將記錄信息的磁化強度從以前的平行于磁記錄介質膜面改變為垂直于磁記錄介質膜面。這就一方面要求磁記錄介質的磁各向異性具有垂直于膜面的易磁化軸，另一方面要求記錄磁頭的氣隙磁場也垂直于磁記錄介質的膜面。為了消減記錄信息轉變時有退磁場，這既要求膜的厚度和飽和磁化強度不要太低，又要求記錄介質膜的矯頑力不要太高，以便使轉變(過渡)寬度減小，從而增大磁記錄密度。對于高記錄密度來說，消減轉變處的退磁場就顯得特別重要。但是為了在超高記錄密度時仍能得到足夠的信號輸出，要求磁記錄介質具有高的飽和磁化強度，同時也要求所記錄的磁化強度具有高的熱穩定性和高的居里溫度。這就對薄膜材料綜合性能提出更高的要求。

目前垂直記錄一般由基板(Al或玻璃基板)、軟磁底層(NiWCr，IrMn和FeCoTaZr三層組成)、中間層(Ru)、磁記錄層(CoCrPtB和TiO)、保護層(C)7層構造。一般情況下，以上除基板外的薄膜層的成膜是采用濺射法。磁控濺射法是指在被稱為靶材的母材的背面上配置永磁體，使磁通泄露到靶材的表面上，將等離子體聚束到泄露磁通領域上，使高速成膜成為可能的技術。因為磁控濺射法的特征是使磁通泄露到靶材的表面上，所以要求磁記錄靶材自身的導磁率低，即透磁率(Pass?ThroughFlux)要高。

由于軟磁底層中的FeCoTaZr薄膜層的成膜的靶材是四元合金材料制備，特性是高熔點、脆性大、硬度高。

目前，FeCoTaZr系靶材的制備方法主要是部分元素預合金化后制粉和其他元素混粉熱壓燒結，然后機加工成型。但是這種粉末冶金制備的FeCoTaZr系靶材制備方法，存在密度低、孔隙率大、氧含量高、造價高的問題。

因此，提供一種能夠獲得由彌散的富Ta、Zr元素的合金相和FeCo合金相組成的顯微組織、透磁率滿足使用要求、低生產成本的FeCoTaZr系合金濺射靶材及其制造方法就成為急需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種能夠獲得由彌散的富Ta、Zr元素的合金相和FeCo合金相組成的顯微組織、透磁率滿足使用要求、低生產成本的FeCoTaZr系合金濺射靶材。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種FeCoTaZr系合金濺射靶材，其特征在于：所述FeCoTaZr系合金濺射靶材的原子比組成式用Fe_x-Co_y-Ta_z-Zr_100-(x+y+z)表示，其中，17≤x≤80，17≤y≤80，2≤z≤15，且x+y+z＜100；所述FeCoTaZr系合金濺射靶材的顯微組織由彌散的富Ta、Zr元素的合金相和FeCo合金相組成。

一種優選技術方案，其特征在于：所述富Ta、Zr元素的合金相和FeCo合金相的平均直徑為100μm以下。

本發明的另一目的在于提供一種FeCoTaZr系合金濺射靶材的制造方法。本發明經真空感應熔煉后直接澆鑄成靶坯，再經后續加工制備的FeCoTaZr系靶材的顯微組織是由彌散的富Ta、Zr元素的合金相和FeCo合金相組成，透磁率(Pass?ThroughFlux)滿足使用要求。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種FeCoTaZr系合金濺射靶材的制造方法，其步驟如下：

(1)、對Fe、Co、Ta、Zr四種單質元素按照配比進行真空感應熔煉(VIM)，得到充分合金化的合金熔液；

(2)真空澆鑄：將步驟(1)所得充分合金化的合金熔液自鑄造模具開口上方直接澆鑄，所述合金液體在冷卻過程中的冷卻速率為10²～10⁴℃/s。

研究結果發現通過使FeCoTaZr系合金由熔融的液態快速冷卻，一方面可以獲得微觀組織較均勻，細密的合金；另一方面可以降低濺射靶材的導磁率，即獲得高的透磁。

一種優選技術方案，其特征在于：在澆鑄時，所述充分合金化的合金熔液保持在熔點以上一定的溫度。

一種優選技術方案，其特征在于：在澆鑄時，所述充分合金化的合金熔液的溫度為比合金熔點高50～80℃。