АМОРФНОЕ МАГНИТОМЯГКОЕ ПОКРЫТИЕ КОБАЛЬТ-ФОСФОР-АЛЮМИНИЙ Российский патент 1996 года по МПК H01F10/16 

Описание патента на изобретение RU2069401C1

Изобретение относится к магнитомягким покрытиям на основе кобальта, используемым в разнообразных устройствах магнитной микроэлектроники. В частности, предполагаемое изобретение перспективно для использования в магнитных интегральных головках записи и чтения информации, микротрансформаторах и других подобных устройствах, где необходимы низкокоэрцитивные и одновременно термостабильные материалы.

Основным параметром рабочего магнитомягкого материала в указанных выше устройствах является температура начала его кристаллизации (Tн.к.). При превышении Tн.к. начинаются процессы кристаллизации аморфного магнитомягкого аморфного магнитомягкого покрытия, что приводит к деградации рабочих характеристик устройства. Таким образом Tн.к. определяет температурный диапазон стабильной работы устройства.

В настоящее время наиболее широко известны аморфные магнитомягкие покрытия металл металлоид на основе элементов группы железа (Со, Fe и Ni) c фосфором [1] полученные методами химического и электролитического осаждения. В зависимости от состава Tн.к. этих сплавов составляет 220 240oС. Наиболее близким к заявляемому изобретению по области применения и существенным признакам является аморфное магнитомягкое покрытие Со-Р [1] которое выбрано нами как прототип и базовый объект для сравнения. Покрытия сплавов Со-Р (х 1 14 ат. ), толщиной от 1 до 10 мкм осаждались из электролита состава, г/л: кобальт сернокислый CoSO4•7H2O - 280, гипофосфит натрия NaH2PO2•H2O 1 20, борная кислота H3BO3 30 при кислотности электролита рН 1,8, температуре электролита Т 20oС и плотности тока Dк 10 20 мА/см2. В зависимости от содержания фосфора температура кристаллизации Tн.к. составляла 220 240oС. Деградация магнитомягких характеристик (увеличение коэрцитивной силы Hc11) начиналась при превышении указанного температурного диапазона.

Для более стабильной работы устройств, в которых используются аморфные низкокоэрцитивные покрытия, необходимы материалы с более высокими значениями температуры кристаллизации.

Целью настоящего изобретения является разработка аморфного магнитомягкого покрытия с более высокой температурой начала кристаллизации.

Для достижения поставленной цели предлагается аморфное магнитомягкое покрытие кобальт фосфор алюминий состава, вес. фосфор 8 10, алюминий 5 9, кобальт остальное, которое получают методом ионно-плазменного напыления из составной мишени: матрицу Со-Р получают методом химического или электролитического осаждения по способу, например [1] на матрице Cо-Р располагают пластинки алюминия, занимающие по площади 5 9% от площади всей мишени.

Температура начала кристаллизации из измерений намагниченности покрытий от температуры, а также электронографических (ЭМР-100), рентгенографических структурных (ДРОН-3М), электронно-микроскопических (ЭМВ-100ЛМ) исследований составляет 450 460oС, что примерно на 200oС превышает соответствующие характеристики известных в настоящее время аналогов.

Общими признаками известного технического решения и заявляемого является то, что в состав аморфного низкокоэрцитивного покрытия входит кобальт и фосфор.

Отличительными признаками является то, что аморфное магнитомягкое покрытие дополнительно содержит 5 9 вес. алюминия.

Положительный эффект достигается, по-видимому, за счет получения аморфной структуры Со-Р-Al с более стабильным по сравнению с Со-Р ближним порядком, что, в свою очередь, вероятно, является следствием меньшей диффузионной подвижности элементов в сплаве Со-Р-Al по сравнению со сплавом Со-Р.

Приведенный качественный и количественный состав входящих в покрытие элементов является существенным отличием, так как отклонение концентрации компонентов от указанных пределов, а также несоблюдение их взаимного соотношения не позволяют достичь поставленную цель, то есть получить аморфное магнитомягкое покрытие с температурой начала кристаллизации не менее 450 460 oС.

Заявляемое магнитное покрытие получают методом ионно-плазменного напыления из составной мишени: матрицу Со-Р получают методом химического или электролитического осаждения по способу, например, [1] на матрице Со-Р располагают пластинки алюминия, занимающие по площади 5 9% от площади всей мишени.

Пример конкретного осуществления.

Берут навески CoSO4•7H2O, NaH2PO2•H2O и H3BO3 в количестве соответственно 280, 15 и 30 г, растворяют в ≈ 500 мл дистиллированной воды при 80oС и интенсивном перемешивании. После охлаждения доводят pН электролита до 1,8 с помощью 10-процентного раствора H2SO4 и 25-процентного NH4OH и фильтруют. После чего объем электролита доводят до 1 л. Осаждение ведут в термостатированной ванне при Т 20oС и Dк 15 мА/см2. Далее на приготовленной таким образом матрице Со-Р диаметром 200 мм располагают пластинки алюминия площадью 22 см2 (7% по площади) и проводят напыление в ионно-плазменной установке ИПУ-6-5. В результате получают магнитное покрытие состава, вес. Р 9, Al 7, Со
остальное. Аморфность его структуры подтверждается характерным "гало" на рентгенограммах, снятых с помощью аппарата "ДРОН-3М", а также электронограммами "на просвет", полученными с помощью электронографа ЭМП-100, и электронно-микроскопическими снимками, выполненными на электронном микроскопе ЭМВ-100ЛМ методом "реплик". Температура начала кристаллизации Tн.кр., определенная из зависимости намагниченности покрытий от температуры, составила 460oС. При этом коэрцитивная сила Нc, определенная индукционным методом, составила 1,1 Э.

Примеры, представленные в таблице, свидетельствует о том, что оптимальными, с точки зрения использования их в качестве аморфного магнитомягкого покрытия, являются составы, приведенные в примерах 1 7. При отклонении состава магнитного сплава от заявляемого (примеры 8 13) магнитные свойства покрытий ухудшаются.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет получить магнитные покрытия состава, вес. Р 8 10, Al 5 9, Со остальное с температурой начала кристаллизации, существенно (≈200oС) превышающей температуру кристаллизации известных аналогов. Другие характеристики - коэрцитивная сила Нc11 и намагниченность насыщения Ms соответствуют требованиям, предъявляемым к устройствам, в которых используются аморфные магнитомягкие покрытия.

Похожие патенты RU2069401C1

название год авторы номер документа
АМОРФНОЕ МАГНИТОМЯГКОЕ ПОКРЫТИЕ КОБАЛЬТ-ФОСФОР-МАРГАНЕЦ 1992
  • Федосюк Валерий Михайлович[By]
  • Козич Надежда Николаевна[By]
  • Малюш Мария Максимовна[By]
  • Дмитриева Алла Эдуардовна[By]
RU2069400C1
МНОГОСЛОЙНОЕ АМОРФНОЕ МАГНИТОМЯГКОЕ ПОКРЫТИЕ 1991
  • Шелег Михаил Устинович[By]
  • Федосюк Валерий Михайлович[By]
  • Касютич Оксана Ивановна[By]
RU2069913C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКИХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ПЛЕНОК 1990
  • Паньков Владимир Васильевич[By]
  • Шамбалев Виктор Николаевич[By]
  • Каланда Николай Александрович[By]
  • Гременок Валерий Феликсович[By]
RU2054212C1
Способ получения аморфных пленок Со-Р на диэлектрической подложке 2016
  • Подорожняк Сергей Александрович
  • Чжан Анатолий Владимирович
  • Патрин Геннадий Семенович
RU2630162C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА В ТОНКИХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ 1991
  • Алиновская Лина Александровна[By]
  • Ковалева Лариса Васильевна[By]
  • Бухтеева Людмила Николаевна[By]
  • Фоменко Раиса Степановна[By]
RU2025719C1
СПОСОБ БЕЗТИГЕЛЬНОГО ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ YBaCuO 1991
  • Шамбалев Виктор Николаевич[By]
  • Каланда Николай Александрович[By]
  • Паньков Владимир Васильевич[By]
  • Бухтеева Людмила Николаевна[By]
  • Езерская Тамара Васильевна[By]
RU2038430C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНОЙ АМОРФНОЙ ЛЕНТЫ ИЛИ ПРОВОЛОКИ С КРИСТАЛЛИЧЕСКИМ СЛОЕМ НА ПОВЕРХНОСТИ 1993
  • Серебряков А.В.
  • Алексеев А.И.
  • Новохатская Н.И.
RU2044109C1
СПОСОБ ВОЛОЧЕНИЯ НАГРЕВОСТОЙКОГО КАБЕЛЯ 1992
  • Клубович Владимир Владимирович[By]
  • Рубаник Василий Васильевич[By]
  • Царенко Юрий Валентинович[By]
RU2060852C1
ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ НИКЕЛЬ - ЖЕЛЕЗО - ВОЛЬФРАМ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 1995
  • Федосюк Валерий Михайлович
  • Грабчиков Сергей Степанович
  • Дмитриева Алла Эдуардовна
RU2116388C1
ГИБКИЙ АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ 1989
  • Клубович В.В.
  • Луцко В.Ф.
  • Еремеев А.С.
  • Чарковский А.В.
  • Кукушкин Л.М.
RU2030285C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 069 401 C1

Реферат патента 1996 года АМОРФНОЕ МАГНИТОМЯГКОЕ ПОКРЫТИЕ КОБАЛЬТ-ФОСФОР-АЛЮМИНИЙ

Использование: изобретение относится к магнитной микроэлектронике, а именно к магнитомягким аморфным материалам. Сущность изобретения: с целью повышения температуры кристаллизации аморфного магнитомягкого покрытия оно содержит, вес. %: фосфор - 8 - 10, алюминий - 5 - 9, кобальт - остальное. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 069 401 C1

Аморфное магнитномягкое покрытие, содержащее кобальт и фосфор, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит алюминий при следующем содержании компонентов, мас.

Фосфор 8 10
Алюминий 5 9
Кобальт Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2069401C1

Ильюшенко Л.Ф
и др
Влияние ультразвука и термомагнитной обработки на структуру и магнитные свойства аморфных электролитических пленок сплавов Со - Р
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
физико-математических наук, N 5, 1984, с
Способ очищения сернокислого глинозема от железа 1920
  • Збарский Б.И.
SU47A1

RU 2 069 401 C1

Авторы

Федосюк Валерий Михайлович[By]

Козич Надежда Николаевна[By]

Малюш Мария Максимовна[By]

Дмитриева Алла Эдуардовна[By]

Даты

1996-11-20Публикация

1992-07-15Подача