磁记录载体的制作方法

专利名称:磁记录载体的制作方法
本发明涉及用于磁盘等装置的磁记录载体，特别是具有高度可靠的耐蚀性和耐磨性的高记录密度磁记录载体。
在日本特许公开№54-33523公开的一种采用金属磁性薄膜的磁记录载体已被推荐用于高密度磁记录。一般来说，磁记录载体是用蒸镀、溅射、喷镀和离子束溅射等方法制造的。随着最近对更高记录密度和更高可靠性的需要的增长，已经提出的磁性金属中添加第三元素如Cr、Nb等，以此提高耐蚀性。这披露于日本特许公开№57-15406和57-196508。然而，所有这些现有技术几乎都涉及磁记录带，还不能满足象电子计算机硬磁盘等对可靠性的严格要求。
本发明的目的是提供一种由Co-Ni基磁性金属薄膜组成的磁记录载体，其耐蚀性得到改善并具有显著的金属磁性薄膜磁特性。
这个目的和其它目的通过提供一种包括非磁性基底及形成于其上的磁性薄膜的磁记录载体来达到。其特征在于磁性薄膜主要由Co，Ni及Zr和Hf中的至少一种组成，该磁性薄膜以Co-Ni总量为基础的Zr或Hf或Zr和Hf的原子百分比为0.1～30%。
图1是本发明一个实施例的磁盘剖面图。
图2和图3分别是本发明磁盘和对比磁盘作1摩尔/升-NaCl喷雾和浸渍试验的结果曲线图。
图4和图5分别是本发明磁盘和对比磁盘的磁特性曲线图。
图6是本发明另一实施例的硬磁盘载体的剖面图。
图7是图6所示硬磁盘载体的磁特性曲线图。
图8是本发明又一实施例的硬磁盘载体的剖面图。
图9是CoNiZr/Cr薄膜按厚度的组成分布图。
图10是本发明磁盘的平面(in-plane)矫顽力与磁性薄膜的Zr含量之间的关系曲线图。
图11是本发明磁盘S/N(信噪比)与磁性薄膜Ni含量之间的关系曲线图。
图12是本发明另一实施例按厚度的组成分布图。
图13和图14分别是本发明磁盘和对比磁盘作1摩尔/升-NaCl喷雾和浸渍试验的结果曲线图。
图15和图16分别是本发明磁盘和对比磁盘的磁特性曲线图。
图17是本发明又一实施例的磁特性曲线图。
对用分别含有元素周期表Ⅰb、Ⅲa、Ⅳa、Ⅴa和Ⅷ族中第4 5、6周期元素的各种Co-Ni合金靶制备的溅射磁性薄膜的磁特性和耐蚀性等进行了广泛研究，结果发现在Co-Ni合金磁性薄膜中添加Zr和Hf中的至少一种，可以获得很好的效果。
如果磁性薄膜含Zr，则以Co-Ni总量为基础的Zr原子百分比应为0.1～30%。为了改善磁特性，以Co为基础的Ni的理想含量是10～60%(原子百分比)，更为理想的含量是20～50%(原子百分比)，最为理想的含量是30～48%(原子百分比)。而且，以Co-Ni总量为基础的Zr含量为2～20%(原子百分比)是较好的，较为理想的是2～15%(原子百分比)，更为理想的是3～12%(原子百分比)，甚为理想的是4～11%(原子百分比)。
如果磁性薄膜含Hf或Hf和Zr两者，则以Co-Ni总量为基础的Hf含量或Hf和Zr的总含量应为0.1～30%原子百分比。在含有Hf和Zr两者的情形，从着眼于大量生产出发，以Zr为基础的Hf含量是2～3%(重量百分比)较为理想的。而且，以Co-Ni总量为基础的Hf含量或Hf和Zr总含量为0.1～15%(原子百分比)是较好的，最好是2～10%(原子百分比)。
按照本发明能够提供一种读-写性能特别优异的磁记录载体。这是通过在磁性薄膜与非磁性基底(或者当磁记录载体使用金属基底时，使基底表面氧化，厚度达10～400
)之间形成一个厚度为100～5000
的Cr中间层，并且把磁性薄膜直接形成在Cr中间层上。
按照本发明能够提供一种特别适合垂直磁记录的磁记录载体。这是通过在基底表面上形成厚度为20～1000
的Si中间层，C中间层和Ge中间层中的至少一种而实现的。而且，可以在磁记录载体表面上形成一厚度为100～1000
的非磁性保护层，由此可使其耐蚀性得到进一步改善并具有明显的耐磨性。
本发明的显著性能是基于以下作用。
在5毫乇的Ar气氛中，采用功率密度为5W/cm2的射频溅射，在温度为150℃的玻璃基底上形成组分分别为(Co0.7Ni0.3)0.9Zr0.1、(Co0.8Ni0.2)0.8Zr0.2、(Co0.9Ni0.1)0.7Zr0.3和(Co0.6Ni0.4)0.95Zr0.05的磁性薄膜。用奥格(Auger)电子能谱分析、阳极极化曲线等方法对磁性薄膜进行分析，发现上述所有磁性薄膜表面下约60～30
的厚度区域中都具有高Zr含量并形成了致密的表面氧化层。
图9表示一个典型的CoNiZr磁性薄膜的奥格厚度分布图。这里，样品是这样制备的在10毫乇的Ar气氛中和功率密度为2W/cm2的条件下，在温度为150℃的Si基底上形成厚度为5000
的Cr衬层，随后在其上制备(Co0.7Ni0.3)0.95Zr0.05薄膜。当在磁性薄膜上形成碳或其他非磁性保护层时，得到同样的奥格厚度分布图，并且在磁性薄膜内没有发现氮、氧等。这意味着Zr主要集中在磁性薄膜表面并形成一个致密的钝化层，这样，磁性薄膜的耐蚀性得到明显改善。
当Zr含量为0.1%(原子百分比)或更高时，即可得到上述效果。另一方面，由于Zr的添加，使得磁记录载体的饱和磁化强度降低了。但是，如果以Co-Ni总量为基础的Zr含量不大于30%(原子百分比)，其饱和磁化强度与氧化物载体相比是相当的或更好些，在实际使用中不存在问题。
然而，正如在日本特许公开No56-44752(亦即US4306908)和IEEE，Trans on Magn，MAG-16(1986)PP1129-1131所公开的，采用快速淬火工艺很容易制备非晶态的并且有较低矫顽力的CoNiZr合金。这样的合金作为记录磁头用的磁性材料是适合的，但它不适宜作为记录载体用的磁性材料。另一方面，发现在Cr、Mo、W等元素的体心立方结构形成之后，采用溅射、蒸镀和离子束溅射等方法制备的CoNiZr磁性薄膜，主要的晶体结构和磁特性适合用于磁记录载体，例如，无需进行任何热处理即可获得500奥斯特或更高的矫顽力。亦即，在5毫乇Ar气氛中，采用功率密度为5W/cm2的直流溅射，在温度为180℃的玻璃基底或涂覆NiP的Al合金基底上形成一厚度为2500
的Cr中间层，并在其上形成厚度为600
的磁性薄膜，其组成为(Co0.6Ni0.4)1-xZrx(这里X＝0、0.02、0.03、0.08、0.11，0.12，0.125，0.15，0.175和0.225)，低的Zr含量可以获得矫顽力高达或高于500奥斯特的多晶薄膜。然而，当Zr原子百分含量高于15%(原子百分比)时，薄膜很快转变为非晶态，并且矫顽力低于500奥斯特，如图10所示。如果Zr含量在15～30%(原子百分比)的范围内，CoNiZr磁性薄膜就能够晶体化，并且，在280～500℃温度下对基底进行热处理，就能够获得高矫顽力。这意味着，当Zr含量在所说的范围内时薄膜能够用作磁记录载体。
一般来说，在作为基底的Al合金盘上涂覆一层厚度为5～30μm，p重量百分比为10.5～12%的非晶NiP，可以改善其耐用性，也可以改善其表面平滑度和飞动能力(fliabilitg)。该基底在250～300℃温度下经3小时热处理，将会晶化和磁化，因此不进行热处理为好。
为了抑制反应的发生，应刚好在保护层形成之前进行这样的热处理。但是，由此工艺变得复杂了。因此，为了不进行热处理而获得高达500奥斯特的矫顽力，Zr原子百分含量应不大于15%(原子百分比)，如图10所示。为了增强耐蚀性，Zr原子百分比不应小于2%。用添加Zr来提高矫顽力，其理想含量为3～12%(原子百分比)，4～11%(原子百分比)更为理想，如图10所示。为了改善读-写性能，例如重写等，把磁记录载体做成薄膜形状是必需的，而且，为此目的，以Co为基础的Ni含量不应大于60%(原子百分比)。另一方面，为了改善载体的记录密度，提高载体的矫顽力是很有必要的。为此目的，以Co为基Ni的理想含量应是20～50%(原子百分比)，30～48%(原子百分比)更为理想，如图5所示。然而，为了用于横向和垂直磁记录，希望提供Cr层、基底的表面氧化层、或Si层，C层和Ge层中的至少一种作为中间层。从磁特性(如矫顽力等)和生产效率出发，Cr中间层厚度最好取100～5000
，基底表面氧化层的厚度最好取10～400
，而Si、C和Ge层中的至少一种的厚度最好取20～1000
。此外，在磁性薄膜上形成厚度至少为100
的非磁性保护层，能够大大改善耐磨性和耐蚀性。然而，当非磁性保护层的厚度超过1000
时，间距损失就增加了，并且从读-写性能来看这是不利的。
用奥格电子能谱分析和阳极极化曲线等方法分析下列磁性薄膜(Co0.7Ni0.3)0.9Hf0.1、(Co0.8Ni0.2)0.85Hf0.15(Co0.7Ni0.3)0.98(Hf0.9Zr0.1)0.02和(Co0.7Ni0.3)0.9(Hf0.02Zr0.983)0.1，它们是在流速为20标准立方厘米/分(SCCM)、压强为5毫乇的Ar气氛中，采用功率密度为7W/cm2的射频溅射，在温度为150℃的玻璃基底上分别形成的，厚度为500
。分析结果发现，上述所有磁性薄膜表面下约40～80
的厚度区域中都具有高的Hf或Zr含量，并形成了致密的表面氧化物层。这就是说，Hf或Zr主要聚集在磁性薄膜表面并形成一个致密的钝化膜，这样就使磁性薄膜的耐蚀性大大地改善了。当Hf或Zr的含量为0.1%(原子百分比)或更高时，即可获得这个效果。另一方面，由于添加了Hf或Zr和Hf，使得磁记录载体的饱和磁化强度降低了。但是，如果以Co-Ni总量为基础的Hf含量或Hf和Zr的含量不大于30%(原子百分比)，其饱和磁化强度与氧化物载体相比是相当的或更好些，在实际使用中不存在问题。然而，为了改进读-写性能，如重写等，磁记录载体做成薄膜形状是必需的。为此目的，以Co为基础的Ni含量应为20～40%(原子百分比)。而且，以Co-Ni总量为基础的Hf含量或Hf和Zr的含量应为0.1～15%(原子百分比)。
参照图1对本发明的一个实施例作如下详述。
标号11是由Al合金或类似物构成的基底;12和12′是由Ni-P、Ni-W-P或类似物构成的非磁性涂层;13和13′是由Cr或类似物构成的中间层;14和14′是由Co-Ni-Zr合金组成的磁性薄膜。制备方法如下;
Al合金基底11的外径为130mm，内径为40mm，厚度为1.9mm。在基底11上形成厚度为20μm的12%重量百分比的P-Ni非磁性涂层12和12′。而后在5毫乇的Ar气氛中，基底温度180℃、功率密度4W/cm2的条件下，射频溅射厚度为2500
的Cr层13和13′。然后，在与上述相同的条件下，以Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Ru、Rh、Pd和Pt中的至少一种作为第三元素的Co0.7Ni0.3合金作靶，制备厚度为600
的磁性薄膜，靶中第三元素的原子百分比分别为0.05%、0.1%、1%、10%、15%、20%、30%、40%和50%。
图2表示40℃时1摩尔/升NaCl喷雾试验的结果，其中表示了记录磁盘饱和磁化强度随时间的变化，该磁盘中以Co-Ni总量为基础的第三元素的含量为10%(原子百分比)。曲线21是采用Co0.7Ni0.3磁性合金薄膜的记录磁盘的试验结果。由此可见，通过添加Ti、Pt、Ru、Ta、Rh、V、Nb、Cr、Zr、或Pd可以改善CoNi合金的耐蚀性，尤其是添加Zr或Nb能够获得显著的耐蚀性而饱和磁化强度的降低很小。实际上，通过添加至少0.1%(原子百分比)的第三元素也可以获得同样的效果。
再者，Al合金基底的外径为220mm，厚度为1.9mm，在基底上有厚度为15μm的11%(重量百分比)的P-Ni非磁性涂层12和12′;在10毫乇的Ar气氛和基底温度150℃的条件下，用功率密度为7W/cm2的直流溅射形成厚度为1500
的Cr中间层13和13′;在相同条件下制备厚度为500
的磁性薄膜14和14′，它们以分别含有8%(原子百分比)的Zr、Rh、Nb、Pd、W或V的Co0.75Ni0.25合金作为靶。
图3表示把得到的磁盘浸入40℃的1摩尔/升-NaCl水溶液中时，磁盘的饱和磁化强度随时间的变化。从图中可见，特别是添加Zr使耐蚀性明显增强了，这时磁性薄膜主要是多晶结构。以Zr作为主要添加物，可以获得这个效果。而且，以Zr作为第三元素、以Ti、Pt、Ru、Ta、Rh、V、Nb、Cr或Pd作为第四元素也能获得显著的耐蚀性。在60℃温度、90%相对湿度和10000级的条件下，在试验箱中进行温度/湿度试验测定下列加入添加物的磁性薄膜的耐蚀性在(Co0.7Ni0.3)0.95Zr0.05、(Co0.6Ni0.4)0.94Zr0.06或(Co0.55Ni0.45)0.95Zr0.05中分别加入下列元素(原子百分比)0.5或1.0%的Ru，1、2或5%的Ta，1、2或5%的Cr，1、2或4%的Ti，
2、4或6%的Nb，0.2，0.5或1.0%的Rh，0.2、0.5或1.0%的Pt，0.2，0.5或1.0%的Pd，2、4或6%的V。
添加第四元素可抑制上述磁性薄膜的磁化强度的衰减，使其两周后的衰减小于5%，因而特别有用。看来添加第四元素使表面氧化层的结构变的更坚固，并改善了耐均匀腐蚀和氧化的性能。当含有第四元素中的至少一种且其原子百分比至少为0.01%时，即可获得上述效果。当第四元素的原子百分比超过15%时，饱和磁化强度明显降低，这是不希望的。
用各含有原子百分比为15%的Zr的Co0.9Ni0.1、Co0.6Ni0.4、Co0.5Ni0.5、Co0.4Ni0.6、Co0.3Ni0.7或Co0.62Ni0.3Cr0.08作为合金靶，在基底上制备厚度为2000
的Cr中间层以及厚度为700
的磁性薄膜。在这种情形，用添加Zr的办法获得了与上述两个实施例相同的效果，并且添加Zr原子百分比不小于0.1%时，耐蚀性显著地改善了。但是添加Zr原子百分比大于30%时，饱和磁化强度和矫顽力都明显降低。这就是说，实际上不希望Zr的原子百分比大于30%，Zr原子百分比不大于30%是可取的。
图4表示图2所示的磁盘的矫顽力，矫顽力和矫顽力矩形度分别大于600奥斯特和0.8，含有Pd的磁盘除外。并且除含Pd的磁盘之外，所有磁盘都有良好的读-写性能。
图5表示下述磁性薄膜的矫顽力与以Co为基础的Ni含量之间的关系曲线。这是在厚度为1000
的Cr中间层上形成的厚度为600
的Co-Ni磁性薄膜，并含有原子百分比为12%的Zr。它是在7毫乇的Ar气氛中，用功率密度为8W/cm2的磁控管直流溅射制备的。当以Co为基础的Ni含量为10～60%(原子百分比)时，就能获得高密度记录所需的高于约550奥斯特的平面矫顽力。当Ni的原子百分比为20～50%时，能获得更高的记录密度。实际上，采用缝隙宽为0.4μm的铁氧体环形磁头，浮动高度为0.25μm时，就能获得高于20千磁通变数/英寸(KFCI)的高记录密度。在图5中，当以Co为基础的Ni含量为20～50%(原子百分比)时，就能获得高于650奥斯特的较高矫顽力。Ni原子百分比为30～48%时，能够获得高于750奥斯特的更高矫顽力。因此，从读-写性能来看，这样的Ni含量范围是理想的。
例如，在直径为130mm、厚度为1.9mm的Al合金基底11上涂覆一层厚度为20μm的11.5%(重量百分比)P-Ni。然后，用Al2O3或金刚石磨料对磁盘表面进行研磨和抛光，以此得到表面粗糙度为60
(Ra)的均匀环形结构。这样，非磁性涂层12和12′厚度减少为15μm。在15毫乇的Ar气氛中，基底温度200℃和功率密度1W/cm2的条件下，在非磁性涂层上形成厚度为3000
的Cr中间层13和13′。接着，在与上述相同的条件下，在Cr中间层13和13′上制备厚度为600
的磁性薄膜14和14′，其组成为(Co1-xNix)0.955Zr0.045(X＝0.2、0.25、0.3、0.37、0.40、0.45、0.48、或0.50)。然后，在3毫乇的Ar气氛中，功率密度8W/cm2的条件下，在磁性薄膜上形成厚度为450
的非磁性C覆盖层。最后形成一层厚度为40
的全氟烃基聚醚(Perfluoroalkyether)透明润滑膜，从而完成磁盘的制造。用缝隙宽为0.4μm的薄膜磁头来测定磁盘的读-写性能。如图11所示，当以Co为基础的Ni含量为30～48%(原子百分比)时，可得到高的信噪比(S/N)。这就是说，能得到优异的读-写性能。
在上述实施例中，当磁性薄膜直接在NiP涂层上形成时，仅能获得约50奥斯特的平面矫顽力。而在厚度为100
或更厚的Cr中间层上形成磁性薄膜，可以获得良好的平面矫顽力。然而，Cr中间层厚度大于5000
时所能获得的矫顽力不高于Cr中间层厚度小于5000
时所能获得的矫顽力。从生产效率出发，Cr中间层的厚度不应大于5000
，最好不大于3000
。
在Al合金基底11上有厚度为25μm的Ni-W-P涂层12和12′。在5毫乇的Ar气氛中，基底温度100℃和功率密度4W/cm2的条件下，在Ni-W-P涂层上形成厚度为100
的C中间层13和13′。在相同的条件下，再在其上形成厚度为0.2μm的(Co0.6Ni0.4)0.8Zr0.2磁性薄膜14和14′。从而可以获得一个具有良好耐蚀性和垂直记录特性的记录磁盘。采用厚度为200
的Si中间层或厚度为50
的Ge中间层也可以获得相同的效果。进一步说，当中间层为20
或更厚时，即可得到该效果。不过，实际上理想的厚度是不大于1000
。
图6给出本发明不同于图1所示的另一实施例。它是由Al合金或类似物构成的基底61、非磁性涂层62和62′和由Co-Ni-Zr构成的磁性薄膜63和63′组成。
在外径为90mm的Al合金基底61表面上有厚度为15μm的11.5%(重量百分比)Pt-Ni非磁性涂层62和62′。在含有20%(体积百分比)O2的5毫乇的Ar气氛中，以基底温度100℃和功率密度0.4W/cm2的条件对基底进行反应溅射腐蚀，以此在上下两表面上形成深度为30
的表面氧化层。然后，在5毫乇的Ar气氛中，在基底温度150℃和功率密度6W/cm2的条件下，用含有原子百分比为5、10或15%的Zr的Co-Ni合金靶，制备厚度为600
的磁性薄膜63和63′。
图7表示以Co-Ni总量为基础的Zr含量为原子百分比10%的磁性薄膜的饱和磁通密度与以Co为基础的Ni含量之间的关系曲线。由图中可见，当Ni原子百分比不大于50%时，可获得满意的饱和磁通密度，并可以获得如图5所示的同样水平的平面矫顽力以及与图1所示那些记录磁盘相同的良好读-写性能。并发现其耐蚀性比图1所示的记录磁盘稍差，不过在实用上是没有问题的。
如果磁性薄膜是通过如图1所示的Cr中间层形成在由NiP涂层经反应溅射腐蚀而得到的氧化层上，则可获得最为优异的读-写性能。
上述实施例之外的其他实施例中，在含O2的Ar气氛中制备磁性薄膜，从而获得具有氧原子百分比为0.1～15%的磁性薄膜的记录磁盘。图12表示，按照本发明的记录磁盘随厚度(奥格厚度断面)组成分布的典型实例。在本实施例中，没有观察到其他元素，如氮等。尽管存在一些缺点，如饱和磁化强度降低和耐蚀性也稍差，但是记录磁盘在实际使用上没有任何问题。
例如，在外径为130mm的Al合金基底11的表面涂覆一层11%重量百分比的P-Ni，用Al2O3或金刚石磨料将基底研磨、抛光，得到表面粗糙度为70
的均匀环形结构。这样，就在基底11的表面上形成厚度为10μm非磁性涂层12和12′。接着，在厚度为2500
的Cr中间层13和13′上制备厚度为600
的磁性薄膜14和14′，其组成如下(Co0.7Ni0.3)0.95Zr0.05，(Co0.7Ni0.3)0.94Zr0.06，(Co0.65Ni0.35)0.94Zr0.06，(Co0.60Ni0.40)0.94Zr0.06，(Co0.7Ni0.3)0.945Zr0.05Ru0.005，(Co0.6Ni0.4)0.91Zr0.05Ta0.04或(Co0.7Ni0.3)0.9Zr0.05Mo0.05并含有原子百分比分别为0、5、7、10或15%的氧。然后，在磁性薄膜表面上形成厚度为400
的C、B4C或SiO2保护层。最后，在保护层表面涂覆厚50
的全氟烃基聚醚透明润滑膜。这样记录磁盘的制作就完成了。
利用一个薄膜磁头来测定制成的记录磁盘的读-写性能，该磁头缝隙宽为0.7μm，相对速度为13.5m/S，浮动高度为0.22μm发现输出信号随氧含量的增加而降低，而载体噪声比输出信号降低得更多。因此，载体的信噪比(S/N)反而随氧含量的增加而提高了。这是由于氧与Zr在晶界上有力地结合使得晶粒间的磁相互作用减弱而且随氧含量的增加，记录比特之间的转变区变窄。当氧的原子百分比大于15%时，输出信号明显降低，就磁头-载体系统而言，总体信噪比(S/N)相当低，因此，氧的原子百分比不应大于15%。
在5毫乇的Ar气氛中，在基底温度150℃和功率密度8W/cm2的条件下，在图1或图6所示的本发明实施例的记录磁盘表面上，用直流磁控管溅射厚度为500
的C层。具有这样的C层的磁记录载体在如图3所示的腐蚀试验中，即使经8小时以上的氧化之后也未发生变化，并发现耐蚀性明显提高了。而且还发现它的耐用性比没有C层的记录磁盘高101～105倍。因此，就耐用性来说制备C层也是可取的。就保护层厚度来说，在100
或更厚些，就可以获得上述效果。但是，其厚度大于1000
时，读-写性能显著降低。因此，保护层厚度大于1000
实际上是不可取的。当采用B、BN或SiC保护层或者氧化磁性薄膜表面均可获得同样的效果。在保护层上涂覆有机润滑膜，耐用性进一步增加2～3倍。
图8表示又一实施例，81是表面经硬质氧化铝膜处理(alumilite)的Al基底或者是聚酰亚胺(Polyimide)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或类似物的有机基底;82和82′是与图1所示相同的中间层;83和83′是Co-Ni-Zr磁性薄膜;84和84′是与上述相同的非磁性保护层。它们的组成，膜或层的厚度以及膜或层的制备工艺过程均与上述相同。
在上述的实施例中，借助于实例对软、硬磁盘载体作了说明，但到现在为止已描述过的本发明的效果不仅在这些载体可获得，而且在磁带载体也能获得。此外，这些膜或层不仅可用溅射方法制备，也可采用蒸镀、离子束溅射等方法。
下面将详细说明含有Hf的磁性薄膜的实施例。
在与图2所示试验样品相同的条件下制备厚度为600
的磁性薄膜，使用分别含有原子百分比为0.05、0.1、1、5、10、15 20或25%的Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Ru Rh、Pd、Pt或Hf的Co0.7Ni0.3合金靶。
图13表示在40℃作1摩尔/升-NaCl水溶液喷雾试验时，以Co-Ni总量为基础的第三元素的原子百分比为10%的磁盘饱和磁化强度随时间的变化。曲线131是用Co0.7Ni0.3合金磁性薄膜的磁盘得到的结果。从图中可见，添加Hf、Zr或Nb可使饱和磁化强度不降低并获得良好的耐蚀性。还发现Hf、Zr或Nb的原子百分比为0.1%或更高时，就可实际获得该效果。
在外径为220mm、厚度为1.9mm的Al合金基底11的表面上，形成厚度为15μm的Ni-11Wt%P非磁性涂层12和12′。然后在气流速率为20标准立方厘米/分(SCCM)的10毫乇Ar气氛中，以基底温度150℃和直流功率密度为7W/cm2的条件，制备厚度为1500
的Cr中间层。按照与上述相同的条件用分别含有8%原子百分比的Hf、Zr、Rh、Nb、Pd、W或V的Co0.75Ni0.25合金靶制备厚度为500
的磁性薄膜。
图14表示当这样制成的记录磁盘浸入1摩尔/升-NaCl水溶液中时，饱和磁化强度随时间的变化。特别是含有Hf和Zr时，耐蚀性明显增加。这时所有磁性薄膜都主要呈多晶结构。
在形成厚度为2000
的Cr中间层和厚度为700
的磁性薄膜时，使用如下的合金靶分别含有原子百分比为9%的Hf的Co0.9Ni0.1，Co0.6Ni0.4，Co0.4Ni0.6或Co0.62Ni0.3Cr0.08这时，由于添加了Hf可以获得与上述两个实施例相同的效果。并且，添加Hf的原子百分比不小于0.1%时，耐蚀性明显提高。然而，当添加Hf的原子百分比大于30%时，矫顽力和饱和磁化强度明显降低。这样，添加Hf的原子百分比大于30%实际上是不可取的，发现Hf的较好的添加量是原子百分比不大于15%。
图15表示图13所示磁盘的平面矫顽力。其中，除含Pd的磁盘之外，所有磁盘的平面矫顽力都大于600奥斯特，并具有良好的读-写性能。含Hf、Zr或Nb的磁盘可获得高的平面矫顽矩形度，对于含Hf、Zr和Nb的磁盘平面矫顽矩形度分别是0.94、0.94和0.930，含有Ta、Cr、Ru、Rh或Pt的磁盘的平面矫顽矩形度约为0.92，而含有Ti、V、Mo或W的磁盘约为0.90。这样的水平对于实际应用是没有问题的。另一方面，含有Pd的磁盘的平面矫顽矩形度相当低，如0.45，它不适合用作记录载体。
图16表示平面矫顽力与以Co为基础的Ni含量之间的关系曲线。这是在7毫乇的Ar气氛中、在厚度为1000
的Cr中间层上，用功率密度8W/cm2的直流磁控管溅射厚度为600
的，含Hf为20%原子百分比的10～60%时，可以获得大于550奥斯特的平面矫顽力，这对于高密度磁记录是必需的。当以Co为基础的Ni原子百分比为20～50%，以Co-Ni总量为基础的Hf原子百分比为2～10%时，可获得更高的记录密度。以Zr取代Hf的磁性薄膜可以获得同样的效果。实际上，用缝隙宽为0.4μm、涂动高度为0.28μm的锰锌铁氧体磁头能够获得高于20%磁通变数/英寸(FCI)的记录密度。
在以上的实施例中，当磁性薄膜直接形成在基底的Ni-P涂层上时，仅得到约50奥斯特的矫顽力。但是，在厚度不小于100
的Cr中间层上形成磁性薄膜，能够获得实用上足够的矫顽力。然而，在增加矫顽力方面，即使Cr中间层厚度大于5000
时，其效果并不比厚度小于5000
时有多少长进。因此，从生产效率的观点来看Cr中间层厚度不应超过5000
，最好不超过3000
。
在5毫乇Ar气氛中，在100℃的铝合金基底11的Ni-W-P涂层上，用功率密度4W/cm2溅射形成厚度为10
的碳中间层。然后在其上制备厚度为0.2μm的(Co0.6Ni0.4)0.91Hf0.09磁性薄膜14和14′，从而获得具有良好耐蚀性和垂直磁记录特性的磁记录载体。采用厚度为50
的Si中间层或厚度为90
的Ge中间层也可以获得同样的结果。当中间层厚度不小于5
时，即可观察到中间层效果。然而，实用上满意的厚度应不大于100
。
图6所示结构的记录磁盘采用与上述相同的方法制备，只是磁性薄膜同时含Zr和Hf。亦即，用含有4%(原子百分比)Zr和5、10或15%(原子百分比)Hf的Co-Ni合金靶制备厚度为600
的磁性薄膜。
图17表示含有以Co-Ni总量为基础的原子百分比为5%的Hf和40%的Zr的磁性薄膜的饱和磁通密度与以Co为基础的Ni含量之间的关系曲线。从图中可见，在Ni的原子百分比不大于50%时，能获得实用上满意的饱和磁通密度，还可以获得如图16所示的同样水平的平面矫顽力以及与图1所示记录磁盘相同的良好读-写性能。此外，发现耐蚀性比图1所示的记录磁盘稍差，但就实用水平来说没有问题。
与上述不同的又一实施例，在含O2的Ar气氛中制备磁性薄膜，以此得到具有含氧原子百分比为0.1～15%的磁性薄膜的记录磁盘。尽管存在一些缺点，即饱和磁化强度下降和耐蚀性稍差，但在实用上该记录磁盘没有任何问题。
在5毫乇的Ar气氛中，以基底温度150℃和功率密度8W/cm2的条件，在图1或图6所示的本发明实施例的记录磁盘表面上，用直流磁控管溅射厚度为400
的C保护层。经过8小时以上的腐蚀试验(图14所示)之后，该磁记录载体的磁化强度没有变化，发现其耐蚀性显著提高了。而且，还发现其耐用性比没有C保护层的记录磁盘高101～104倍。因此，就耐用性而论，也希望制备C保护层。保护层厚度为100
或更厚些就能够观察到上述效果，但是，当厚度大于1000
时，则读-写性能明显变劣。因此，保护层的厚度实际不应大于1000
。采用B、B-15at%C或SiC保护层或者使磁性薄膜表面氧化，也可以观察到相同的效果。在保护层上涂覆有机物润滑层，耐用性可以进一步提高2或3倍。
权利要求
1.一种磁记录载体，包括一个非磁性基底及形成于其上的磁性薄膜，磁性薄膜主要由Co、Ni和Zr组成，并且以Co-Ni总量为基础的Zr的原子百分比为0.1～30%。
2.根据权利要求
1的磁记录载体，其中Zr主要分布在接近磁性薄膜表面的区域。
3.根据权利要求
1的磁记录载体，其中以Co-Ni总量为基础的Zr原子百分比为2～20%。
4.根据权利要求
1的磁记录载体，其中以Co为基础的Ni原子百分比为10～60%。
5.根据权利要求
1的磁记录载体，其中以Co为基础的Ni原子百分比为20～50%，以Co-Ni总量为基础的Zr原子百分比为2～20%。
6.根据权利要求
1的磁记录载体，其中磁性薄膜除了含有Co、Ni和Zr之外，还含有Ti、Pt、Ru、Ta、Rh、V、Nb、Cr和Pd中的至少一种，其原子百分比在总量中占0.01～5%。
7.根据权利要求
1的磁记录载体，其中磁性薄膜含有原子百分比为0.1～15%的氧。
8.根据权利要求
1的磁记录载体，其中，在非磁性基底和磁性薄膜之间形成一厚度为100～5000
的Cr中间层。
9.根据权利要求
1的磁记录载体，其中非磁性基底是非磁性金属盘，其表面被氧化，厚度为10～400
。
10.根据权利要求
1的磁记录载体，其中磁性薄膜是垂直磁记录载体，在非磁性基底与磁性薄膜之间形成有C中间层和Ge中间层中的至少一种，其厚度为20～1000
。
11.根据权利要求
1的磁记录载体，其中，在磁性薄膜表面上形成有厚度为100～1000
的非磁性保护层。
12.根据权利要求
1的磁记录载体，其中非磁性基底是涂覆NiP或NiWP的Al合金。
13.一种磁记录载体，包括一个非磁性基底及形成于其上的磁性薄膜，磁性薄膜主要由Co、Ni和Hf组成，并且以Co-Ni总量为基础的Hf原子百分比为0.1～30%。
14.根据权利要求
13的磁记录载体，其中以Co为基础的Ni原子百分比为10～60%。
15.根据权利要求
13的磁记录载体，在非磁性基底与磁性薄膜之间形成一厚度为100～5000
的Cr中间层。
16.根据权利要求
13的磁记录载体，其中非磁性基底是非磁性金属基底，其表面被氧化，厚度为10～40
。
17.根据权利要求
13的磁记录载体，在非磁性基底与磁性薄膜之间形成有Si中间层、C中间层和Ge中间层中的至少一种，其厚度为5～100
。
18.根据权利要求
13的磁记录载体，在磁性薄膜表面上形成有厚度为100～1000
的非磁性保护层。
19.一种磁记录载体，包括一个非磁性基底及形成于其上的磁性薄膜，磁性薄膜主要由Co、Ni、Hf和Zr组成，并且以Co-Ni总量为基础的Hf和Zr原子百分比为0.1～30%。
20.根据权利要求
19的磁记录载体，其中以Zr为基础的Hf重量百分比为2～3%。
21.根据权利要求
20的磁记录载体，其中以Co为基础的Ni原子百分比为10～60%。
22.根据权利要求
19的磁记录载体，其中以Co为基础的Ni原子百分比为20～50%，以Co-Ni总量为基础的Zr和Hf原子百分比为0.1～15%。
23.根据权利要求
19的磁记录载体，在非磁性基底与磁性薄膜之间形成一厚度为100～5000
的Cr中间层。
24.根据权利要求
19的磁记录载体，其中非磁性基底是非磁性金属基底，其表面度氧化，厚度为10～400
。
25.根据权利要求
19的磁记录载体，在非磁性基底与磁性薄膜之间形成有Si中间层、C中间层和Ge中间层中的至少一种，其厚度为5～100
。
26.根据权利要求
19的磁记录载体，在磁性薄膜的表面上形成有厚度为100～1000
的非磁性保护层。
专利摘要
一种磁记录载体包括非磁性基底和磁性薄膜。磁性薄膜主要由Co、Ni及Zr和Hf中的至少一种组成。在磁性薄膜中，以Co—Ni总量为基础的，Zr或Hf或Zr和Hf的原子百分比为0.1—30％。其耐蚀性明显高于传统的Co—Ni薄膜磁记录载体。
文档编号H01F10/16GK87103212SQ87103212
公开日1987年10月28日 申请日期1987年3月27日
发明者城石芳博, 菱山定夫, 积田则和, 乡原吉雄, 佐野城, 铃木博之, 菅沼庸雄, 林将章, 白仓高明 申请人:株式会社日立制作所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan