Способ получения магнитомягких кобальтовых покрытий Советский патент 1983 года по МПК C25D3/12 

Изобретение относится к нанесению кобальтовых покрытий и может быть использовано в технолргии приборостроения при разработке магнитных элементов и устройств.

Известны способы получения магнитомягких кобальтовых покрытий, в которых покрытия электрохимически осаждают в виде сплавов кобальта с фосфором, никелем, свинцом и другими элементами .

Однако вследствие большого содержания второго компонента в кобальт овых покрытиях уменьшаются температуры Кюри, снижаются пластичность и .коррозионные свойства.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения магнитомягких кобальтовых покрытий, включающий электрохимическое осаждение покрытия на медь или ее. сплавы и последующую термообработку при 120- , в -течение от нескольких минут до нескольких часов ji .

Недостатками указанного способа являются сравнительно высокие значения коэрцитивной силы.покрытий, низкая термическая стабильность магнитных свойств покрытий. Магнитные характеристики сохраняют свои значения при 120-150С. Кроме того, в.следствие большой продолжительности нагрева (верхний предел) обязательно возникает диффузия атомов одного слоя в другой, что приводит к ухудшению переключающих свойств пленок. . Особенно этоухудшение 01ЦУТИМО в многослойных магнитных системах., В связи с тем, что магнитные пленки, как правило, выполняются в виде многослойной структуры, способ продолжительной термообработки не пригоден, так как диффузионные процессы в слоях недопустимы. Кроме того, продолжительный отжиг - это отдельная технологическая операция, которая не может быть совмещена с технологической линией получения .

Цель изобретения - снижение коэрцитивной силы и повышение термичес кой стабильности магнитных свойств покрмтий.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу, включающему электрохимическое осаждение покрытий на медь или ее сплавы и последующую термообработку, покрытие осаждают в виде сплава кобальт - сера|с содержанием серы 0,12-0,181, а термообработку покрытия ведут при 1-3 с.

Кроме того, электрохимическое осаждение покрытия ведут при плотности тока 60-150 мА/см , температуре.2б-30 С и рН 1,7-1,9 из электролита, содержащего сульфамаТ кобальта борную кислоту, тиомочевину при еле-дующем соотношении компонентов, г/л:

Сульфамат

75-100

кобальта Борная

25-30 кислота 0,02-0,20 Тиомочевина

Кобальтовое покрытие осаждают на медь или бериллиевую бронзу 1-8 мин Электроосаждение покрытия на подложку, имеющую ГЦК-решетку, и условия электроосаждения приводят к преимущественному формированию покрытия С ГЦК-структурой, имеющей низкую . коэрцитивную силу. Внедряясь в междо узлия решетки, сера создает дополнительные напряжения в этой решетке. Этими напряжениями и частичным присутствием ГПУ-фазы можно объяснить исходное расшир ениё петли гистеризиса. В результате термообработки ГПУ-модификация переходит в ГЦКмодификацию, снимаются напряжения в ГЦК решетки, вследствие чего снижается коэрцитивная сила. Обратный переход ГЦК. при охлаждении не происходит. Причиной этого является образованиетормозящих;-дефектов, обусловленных перемещением, серы из междоузлий кристаллической решетки под действием термоудара.

. Для достижения эффекта ;Необходимо чтобы содержание серы в покрытий составляло 0,12-0,18, что соответствует минимальной и максимальной концентрации тиомочевины в электролите 0,02 и 0,2 г/л соответственно.

Исходное количество ГЦК-фазы в покрытиях, полученнь1х из электролитов с тиомочевиной и без нее, составляет 80-85 и 75о соответ-ственно. Термообработка покрытия в интервале С приводит к увеличению содержания ГЦК-фазы кобальта на ;Ф13%, в то время как термообработка покрытий не содержащих серы, практически не влияет на соотношение фаз. Температурные и временные интервалы термообработки выбраны из условий получения минимальных значений коэрцитивной силы с максимальных значений коэффициентов, характеризующих квадрат ность петли гистерезиса. Присутствие серы стабилизирует ГЦК-фазу кобальта вследствие чего магнитные характеристики термообработанных покрытий сохраняются при 300 С. Пример. Электроосаждение кобальтовых покрытий проводят на под| лржки из меди и беррилиевой бронзы из сульфаминового электролита с добавкой тиомочевины и без нее в условиях, описанных выше. После этого покрытия термообрабатывают на воздухе при 395- 25°С/ Сравнительные магнитные характе.ристики ( -поле трогания,, Н коэрцитивн&я сила, Bj - остаточная индукция, Вп индукция насыщения, , и H|i;/HjT, - коэффициенты, характеризующие квадратность петли гистерезиса, коэффициент прямоугольности) по.крытий, составь электр литов и условия осаждения приведеньг в табл.1. Для определения термической стабильности магнитных свойств кобальте аого покрытия электрохимически осаждают на подложку Си-Be при 150 мА/ем в течение 1 мин из элёктролита (|), содержащего, г/л: CoiCNH SO) 85; 30; ( 0,2; рН1,8,и электролита (2), содержащего, г/л: CoCNH SO.)} 85; 30; рН 1,8. Термообработку проводят при О О С ЗЗ4 в течение 3 с . Данные по магнитным свойствам покрытий приведены в табл .2. Как видно из табл.1 и 2, покрытий полученные по предлагаемому cnot:o6y, имеют значения коэрцитивной си/ш более низкие, чем покрытия, полученные по известному и из электролита, не содержащего тиомочевину, при этом сохраняются высокими значения коэффициентов прямоугольности и квадратности, а магнитные характеристики более стабильны и практически сохраняют свои свойства при , Предлагаемый способ, имеет преимущества перед способом-прототипом, заключающиеся в: возможности использования магнитомягких кобальтовых покры тий при болеевь1соких температурах. кроме того, он позволяет синтезировать четырехустойчивый магнитный элемент на основе одного магнитного ма териала, что упрощает технологический процесс синтеза-многоустдйчивых магнитных элементов, В связи с тем, что время термообработки небольшое и осуществляется на воздухе, эта операция может быть введена непосредственно в технологическую линию синтеза, что значительно упрощает операцию термообработки. Указанные преимущества позволяют использовать изобретение в различных областях техники. Та и ц а 1

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТОМЯГКИХ КОБАЛЬТОВЫХ ПОКРЫТИЙ, включающий, электрохимическое осаждение покрытия на медь или ее сплавы и последующую термообработку, от ли ч а ющ и и с я teM, что, с целью снижения коэрцитивной силы и- повышения термической стабильности магнитных свойств покрытий, покрытие осаждают в видесплава кобальт - сера при содержании серы 0,12-0,18%, а термообработку покрытия ведут при С в течение 1-3; с. 2. Способ по п.1, о т ли ч а ющ и и с я тем, что электрохимическое осаждение покрытия ведут при плотности тока 60-150 мА/см, температу- . ре 20-30 С и рН 1,7-1,9 из электролита, содержащего сулъфамат кобальта, борную кислоту, тиомочевину при cnfe.дующем соотношении компонентов, г/л: Сульфамат кобальта 75-100 Борная 25-30 кислота Тиомочевина 0,02-0,20

«Н «Я .,и- - - -1

До термообработки (т/О)23,8

. Т/О (395°С. 1 с)12

Т/О (k25°C, 3с)12,1

Т/О (, 2 с)12,0

Отжиг ) .- 16,3

31,2 27 26,5 27

И,6

Продолжение .l