[发明专利]一种FeCoTaZr系合金溅射靶材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种FeCoTaZr系合金溅射靶材及其制造方法，特别涉及用于制备垂直磁记录媒体的FeCoTaZr系合金的软磁性膜的FeCoTaZr系合金溅射靶材及其制造方法。

背景技术

近年来，为了适应当今信息社会的需要，提高磁记录密度方法-垂直磁记录受到广泛的重视。主要特点是将记录信息的磁化强度从以前的平行于磁记录介质膜面改变为垂直于磁记录介质膜面。这就一方面要求磁记录介质的磁各向异性具有垂直于膜面的易磁化轴，另一方面要求记录磁头的气隙磁场也垂直于磁记录介质的膜面。为了消减记录信息转变时有退磁场，这既要求膜的厚度和饱和磁化强度不要太低，又要求记录介质膜的矫顽力不要太高，以便使转变(过渡)宽度减小，从而增大磁记录密度。对于高记录密度来说，消减转变处的退磁场就显得特别重要。但是为了在超高记录密度时仍能得到足够的信号输出，要求磁记录介质具有高的饱和磁化强度，同时也要求所记录的磁化强度具有高的热稳定性和高的居里温度。这就对薄膜材料综合性能提出更高的要求。

目前垂直记录一般由基板(Al或玻璃基板)、软磁底层(NiWCr，IrMn和FeCoTaZr三层组成)、中间层(Ru)、磁记录层(CoCrPtB和TiO)、保护层(C)7层构造。一般情况下，以上除基板外的薄膜层的成膜是采用溅射法。磁控溅射法是指在被称为靶材的母材的背面上配置永磁体，使磁通泄露到靶材的表面上，将等离子体聚束到泄露磁通领域上，使高速成膜成为可能的技术。因为磁控溅射法的特征是使磁通泄露到靶材的表面上，所以要求磁记录靶材自身的导磁率低，即透磁率(Pass ThroughFlux)要高。

由于软磁底层中的FeCoTaZr薄膜层的成膜的靶材是四元合金材料制备，特性是高熔点、脆性大、硬度高。

目前，FeCoTaZr系靶材的制备方法主要是部分元素预合金化后制粉和其他元素混粉热压烧结，然后机加工成型。但是这种粉末冶金制备的FeCoTaZr系靶材制备方法，存在密度低、孔隙率大、氧含量高、造价高的问题。

因此，提供一种能够获得由弥散的富Ta、Zr元素的合金相和FeCo合金相组成的显微组织、透磁率满足使用要求、低生产成本的FeCoTaZr系合金溅射靶材及其制造方法就成为急需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够获得由弥散的富Ta、Zr元素的合金相和FeCo合金相组成的显微组织、透磁率满足使用要求、低生产成本的FeCoTaZr系合金溅射靶材。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种FeCoTaZr系合金溅射靶材，其特征在于：所述FeCoTaZr系合金溅射靶材的原子比组成式用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系合金溅射靶材的显微组织由弥散的富Ta、Zr元素的合金相和FeCo合金相组成。

一种优选技术方案，其特征在于：所述富Ta、Zr元素的合金相和FeCo合金相的平均直径为100μm以下。

本发明的另一目的在于提供一种FeCoTaZr系合金溅射靶材的制造方法。本发明经真空感应熔炼后直接浇铸成靶坯，再经后续加工制备的FeCoTaZr系靶材的显微组织是由弥散的富Ta、Zr元素的合金相和FeCo合金相组成，透磁率(Pass ThroughFlux)满足使用要求。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种FeCoTaZr系合金溅射靶材的制造方法，其步骤如下：

(1)、对Fe、Co、Ta、Zr四种单质元素按照配比进行真空感应熔炼(VIM)，得到充分合金化的合金熔液；

(2)真空浇铸：将步骤(1)所得充分合金化的合金熔液自铸造模具开口上方直接浇铸，所述合金液体在冷却过程中的冷却速率为10²～10⁴℃/s。

研究结果发现通过使FeCoTaZr系合金由熔融的液态快速冷却，一方面可以获得微观组织较均匀，细密的合金；另一方面可以降低溅射靶材的导磁率，即获得高的透磁。

一种优选技术方案，其特征在于：在浇铸时，所述充分合金化的合金熔液保持在熔点以上一定的温度。

一种优选技术方案，其特征在于：在浇铸时，所述充分合金化的合金熔液的温度为比合金熔点高50～80℃。