DE3440386A1

DE3440386A1 - Aufzeichnungstraeger fuer quermagnetisierung

Info

Publication number: DE3440386A1
Application number: DE19843440386
Authority: DE
Inventors: Takashi Hatanai; Koichi Niigata Mukasa; Keishi Nagaoka Niigata Nakashima
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1983-11-05
Filing date: 1984-11-05
Publication date: 1985-05-15
Also published as: GB8425048D0; JPS60101710A; GB2148944B; GB2148944A; DE3440386C2; US4603091A

Description

Aufzeichnungsträger für Quermagnetisierung

Die verliegende Erfindung betrifft einen magnetischen

Aufzeichnungsträger und insbesondere einen magnetischen

Aufzeichnungsträger zur Aufzeichnung durch Quermagnetisi erung.

Das magnetische Aufzeichnen mittels Quermagnetisierung wurde in den vergangenen Jahren mit dem Ziel untersucht, die Aufnahmedichte des magnetischen Aufzeichnungsträgers zu erhöhen. Der bei dieser Art von magnetischer Aufzeichnung verwendete magnetische Aufzeichnungsträger setzt sich zusammen aus einem Trägerkörper aus einem nicht magnetischen Material, einer ersten magnetischen Schicht aus einem weichmagnetischem Material, mit der eine Oberfläche des Trägerkörpers beschichtet ist, und aus einer zweiten magnetischen Schicht, die eine senkrechte Anisotropie aufweist und auf der Oberfläche der ersten magnetischen Schicht aufgetragen ist. Benötigte Daten können durch Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht quer oder senkrecht zu dieser in hoher Dichte aufgezeichnet werden.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen solchen magnetischen Träger für Quermagnetisierung und einen zur Quermagnetisierung benützten Aufnahmekopf. Das Trägerelement 1 besteht aus nicht magnetischem Material, beispielsweise Kunststoffe wie Polyester oder Polyamid oder einer, anodischer Oxydation ausgesetzten Aluminiumfolie. Die erste magnetische Schicht 2 aus schwach magnetischem Material und die zweite magnetische Schicht 3 werden nacheinander auf der Oberfläche des Trägerelements 1 aufgebracht, um dadurch den Aufzeichnungsträger für Quermagnetisierung in Form eines Bandes oder einer Scheibe aufzubauen.

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Der Aufnahmekopf setzt sich aus einem Hauptmagnetpol 5 und einem Hi Ifsmagnetpol 6 zusammen, die jeweils zu beiden Seiten des magnetischen Aufzeichnungsträgers sich gegenüberliegend angeordnet sind. Der Hauptmagnetpol 5 weist eine Dicke von ungefähr 1μ auf und wird durch beschichten, beispielsweise durch bestäuben einer Oberfläche eines Trägerkörpers 4 aus einem nicht magnetischen Material, wie beispielsweise Glas oder Polyamid, hergestellt. Der Hi Ifsmagnetpol 6 wird mit einer bestimmten Anzahl von Windungen einer Erregerspule 7 umwickelt. Wenn der Hauptmagnetpol 5 von dem Hilfsmagnetpol 6 erregt wird, in dem ein aufzuzeichnender Signalstrom durch die Erregerspule 7 geführt wird, wird ein starkes Quermagnetfeld in der Nähe der Spitze des Hauptmagnetpols 5 aufgebaut, um das Signal auf der zweiten magnetischen Schicht, die dem Hauptmagnetpol 5 gegenüberliegt, magnetisch aufzuzeichen.

Es ist bekannt, daß speziell im Hochfrequenzbereich die Frequenzkennlinien verbessert werden können, indem der Abstand 1 zwischen den magnetischen Schichten 2 und 5 so gering wie mögl ich ·gehalten wird. Deshalb tendiert die Industrie dahin, die zweite magnetische Schicht 3 immer dünner auszugestalten.

Bei den herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsträgern besteht die erste magnetische Schicht 2 aus einer Legierung aus Eisen und Nickel oder aus einem Permalloy, wie beispielsweise einer solchen Legierung mit einem Zusatz von Kupfer und Molybdän, und die zweite magnetische Schicht 3 besteht aus einer Legierung aus Kobalt und Chrom. Kobalt, als einer der Bestandteile der zweiten magnetischen Schicht 3, weist eine hexagonal dicht gepackte Gitterstruktur (h, c, p) auf, die eine große

kristalimagnetisehe Anisotropie in Richtung der c-Achse besitzt. Indem dem Kobalt Chrom zugesetzt wird, wird die Sättigungsmagnetisierung der Schicht herabgesetzt, um das 'Ausrichten der c-Achse senkrecht zur Oberfläche der Schicht zu erleichtern. Zu diesem Zweck wird die Kobalt-Chrom-Legierung als Material der zweiten magnetischen Schicht 3 eingesetzt.

Jedoch weist die magnetische Schicht aus der Kobalt-Chrom-Legierung ein relatiν-kleines Verhältnis von etwa 0,6 der senkrechten, remanenten magnetischen Flußdichte B (J_) zur waagrechten, remanenten magnetischen Flußdichte B_r(||) (in der Ebene der Schicht), d.h. B_r{_]_)/B_r (||), das nachfolgend als "senkrechtes, remanentes magnetisches Flußdichteverhältnis" bezeichnet wird, und eine anisotropisehe magnetische Intensität H, von etwa 191,ΟΊΟ³ A/m (2400 Oe) auf, magnetische Eigenschaften, die nicht genügend befriedigen. Die oben genannte Tendenz offenbart sich bei einer Filmstärke der magnetischen Schicht von 0,3 μ oder weniger.

Um die magnetischen Eigenschaften zu verbessern, wurde vorgeschlagen, ein drittes Element, wie beispielsweise Wolfram (W), Molybdän (Mo) oder Rhenium (Re), der Kobalt-Chrom-Legierung zuzugeben. Jedoch ist das dritte Element nicht ausreichend effektiv und kann insbesondere nicht das senkrechte, remanente magnetische Flußdichtenverhältnis auf einen Wert über 1 erhöhen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen magnetischen Aufzeichnungsträger für Quermagnetisierung zu schaffen, der ausgezeichnete magnetische Eigenschaften aufweist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein magnetischer Aufzeichnungsträger für Quermagnetisierung ein Trägerelement aus nicht magnetischem Material, eine erste magnetische Schicht eines schwach magnetischen Materials auf einer Oberfläche des Trägerelements und eine zweite magnetische Schicht auf der Oberfläche der ersten magnetischen Schicht auf, wobei die zweite magnetische Schicht, die- eine senkrechte Anisotropie besitzt, quer zu ihrer Richtung magnetisiert wird. Die zweite magnetische Schicht besteht aus einer Drei-Elementen-Legierung aus Kobalt, Chrom und Tantal, wobei Kobalt der Hauptbestandteil ist, zu dem Chrom und Tantal zugegeben werden. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Magnetkopf aus der hier offenbarten Legierung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird an Hand der beigefügten Zeichnungen im folgenden beispielsweise näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: eine geschnittene Seitenansicht eines magnetischen Aufzeichnungsträgers für Quermagnetisierung sowie einen magnetischen Aufnahmekopf zur Quermagnetisierung; und

Fig. 2 und 3: Diagramme, die magnetische Kennlinien darstellen.

Die Anmelderin hat Materialien unterschiedlicher Zusammensetzung für eine magnetische Schicht mit senkrechter Anisotropie untersucht und als Ergebnis herausgefunden, daß eine Drei-Elementen-Legierung aus Kobalt, Chrom und Tantal ein senkrechtes, remanentes magnetisches Flußdichtenverhältnis von 1 oder mehr, eine erhöhte anisotrope magnetische Feldstärke sowie ausgezeichnete ma-

gnetische Eigenschaften aufweist.

Ein Grundkörper besteht aus kristallinem Glas, und Chrom- und Tantal-Teilchen werden auf eine Kobaltscheibe radial von deren Mittelpunkt aufgebracht. Die Legierungszusammensetzung wird durch Änderung der Anzahl von Teilchen auf der Auftreff1äche verändert. Nachdem ein Hochvakuum geschaffen wurde, wird ein Argon-Gas eingeführt, und durch eine hochfrequente elektrische Energie wird eine Beschichtung bewirkt, um auf dem Grundkörper einen dünnen Film einer amorphen Drei-Elementen-Legierung aus Kobalt, Chrom und Tantal zu bilden, wobei Kobalt die Hauptkomponente ist. Legierungsproben verschiedener Zusammensetzung, die derart hergestellt wurden, „werden in den später beschriebenen verschiedenen Eigenschaftstests benutzt.

Fig. 2 stellt magnetische Eigenschaften von Legierungen

((Co₇₇ Q Cr₉₉ ,).. τ ), die einen konstanten Ko-/ /, y c.C)\ ι uu~x χ

baltgenalt von 77,9 Atomprozent, einen konstanten Chromgehalt von 22,1 Atomprozent und unterschiedliche Gehalte χ von Tantal in Prozent der Atome aufweisen.

Es ist selbstverständlich, daß, verglichen mit einer Zwei-Komponenten-Legierung aus Kobalt und Chrom mit einem Tantalanteil von O Atomprozent, das senkrechte, remanente magnetische Flußdichtenverhältnis durch Zugabe einer kleinen Menge von Tantal beträchtlich höher wird, wobei das senkrechte, remanente magnetische Flußdichtenverhältnis ein Maximum aufweist, wenn der Tantalgehalt etwa 0,5 Atomprozente beträgt. Wenn der Tantalgehalt über diesen Bereich erhöht wird, wird das senkrechte, remanente magnetische Flußdichtenverhältnis allmählich verringert. Jedoch liegt das senkrechte, re-

manente magnetische Flußdichtenverhältnis bei einem Tantalgehalt von 2,6 Atomprozent nahe bei 1, also höher als das einer Legierung ohne Tantalgehalt.

Die anisotrope magnetische Feldstärke H. wird ebenso durch Zugabe eines kleinen Betrags von Tantal erhöht und weist ein Maximum auf, wenn der Tantalgehalt in einem Bereich von 0,5-0,7 Atomprozent liegt. Wenn der Tantalgehalt über diesen Bereich hinaus erhöht wird, verringert sich die Feldstärke H. allmählich. Wenn jedoch der Tantalgehalt etwa 1,2 Atomprozent oder darunter beträgt, ist die Feldstärke H. größer als die einer Legierung ohne Tantal anteil. Diese Tendenz bleibt bestehen, selbst wenn das Verhältnis der anderen Komponenten, Kobalt und Chrom, mehr oder weniger verändert wird, wie in Fig. 3 dargestellt, worauf später näher eingegangen wird.

Aus diesem Grund sollte der Tantanlantei1 in den Legierungen im Bereich von etwa 0,1 bis 1,2 Atomprozent gehalten werden, um die Wirkung seiner Zugabe zu erzielen und ein hohes senkrechtes, remanentes magnetisches Flußdichtenverhältnis sowie eine anisotrope magnetische Feldstärke zu erhalten. Da eine senkrechte magnetische Sättigungsflußdichte ^B _S(J_) und eine Koerzitivkraft H_C(J_) dazu neigen, durch die Zugabe von Tantal herabgesetzt zu werden, sollte der Tantalgehalt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1 bis 0,7 Atomprozent liegen.

Fig. 3 stellt die magnetischen Eigenschaften einer Drei-Elementen-Legierung von Co-Cr-Ta (durchgezogene Linien) gemäß der vorliegenden Erfindung und einer herkömmlichen Zwei-Elementen-Legierung von Co-Cr (in gestrichelten Linien) dar. Diese Legierungen mit den

dargestellten magnetischen Eigenschaften beinhalten 100 Atomprozent eines Co-Cr-Legierungsbestandtei1s mit unterschiedlichen Cr-AnteiTen. Der Tantalanteil in den Legierungen gemäß der Erfindung beträgt 0,5 Atomprozent. Die anisotrope magnetische Feldstärke der Legierungen gemäß der Erfindung bzw. des Standes der Technik sind jeweils mit H. -A bzw. H.-B, und die senkrechten, remantenten magnetischen Flußdichteverhältnisse der Legierungen gemäß der Erfindung bzw. des Standes der Technik sind jeweils mit B (J_) /B ( | | ) -A bzw. B (JJ/B ( I I )-B gekennzeichnet.

Fig. 3 zeigt deutlich, daß die Wirkung von zugegebenem Tantal auf die anisotrope magnetische Feldstärke und das senkrechte, remanente magnetische Flußdichtenverhältnis gleichbleibt, selbst wenn der Chromgehalt erhöht oder gesenkt wird. Während bei der herkömmlichen Legierung die anisotrope magnetische Feldstärke und das senkrechte, remanente magnetische Flußdichtenverhältnis extrem abnimmt, wenn der Chromgehalt reduziert wird, weist die vorliegende Erfindung einen Vorteil dahingehend auf, daß die anisotrope magnetische Feldstärke und das senkrechte, remanente magnetische Flußdichteverhältnis zu jeder Zeit auf hohem Niveau gehalten werden.

Die folgende Tabelle zeigt den Einfluß dritter Elemente Y, die der Co-Cr-Legierung zugegeben werden, wobei das Anteilsverhältnis (Atomprozent) (Co₇₇ „ Cr„2 -j ) ₉₉ 5 ^Yn

ist. Die Dicke jeder aufgesprühten magnetischen Schicht beträgt 0,3μ. Die Tabelle zeigt, daß die Legierungen, denen Ti, Zr, Nb, Mo und W als drittes Element zugesetzt wurde, ein senkrechtes, remanentes magnetisches Flußdichtenverhältnis von weniger als 1 sowie eine niedrige anisotrope magnetische Feldstärke aufwei-

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sen, jedoch besitzt die Legierung mit Ta als drittem zugefügtem Element ein senkrechtes, remanentes magnetisches Flußdichtenverhältnis von 1,24 und eine hohe anisotrope magnetische Feldstärke von 294,5'10³ A/m (3700 Oe).

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Claims

KADOR- KLUNKER · SCHMITT-NILSOV · HiRSCH; PATENTANWÄLTE K 21816 S/8ma 5. Nov. 1984 ALPS ELECTRIC CO., LTD. 1-7 Yukigaya Otsuka-Cho Ota-Ku, Tokyo 145 JAPAN Priorität: 5. November 1983 - Japan - No. 206910/83 (Patentanmeldung) Ansprüche : Aufzeichnungsträger für Quermagnetisierung

1. Magnetischer Aufzeichnungsträger für Quermagnetisierung, gekennzeichnet durch:

a) ein Trägerelement (1) aus einem nicht magnetischen Material;

b) eine erste magnetische Schicht (2) aus einem weichmagnetischen Material auf einer Oberfläche des Trägerelements (1 );

c) eine zweite magnetische Schicht (3) mit senkrechter Anisotropie, die auf der Oberfläche der ersten magnetischen Schicht angeordnet ist, wobei die zweite magnetische Schicht (3) quer zu ihrer Richtung magnetisiert wird; und

d) durch die Zusammensetzung der zweiten magnetischen Schicht aus einer 3-Elementen-Legierung von Kobalt, Chrom und Tantal, wobei Kobalt das Hauptelement ist, zu dem Chrom und Tantal zugegeben werden.

2 . Magneti scher Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Tantal einen Anteil von etwa 0,1 bis 1,1 Atomprozent oder etwa 0,1 bis 1,2 Atomprozent
aufweist.