專利名稱：磁光記錄靶材及其生產工藝的制作方法
所屬領域本發明屬于光盤、磁光盤制造技術領域。
信息存儲技術的發展與信息存儲材料的研究開發密切相關，對于磁光記錄介質材料的研究得到了廣大研究者的關注。鋱鐵鈷(TbFeCo)磁光材料作為第一代磁光記錄介質材料，已滿足部分市場的需要。但在更高密度記錄方面，由于信息的記錄和讀出采用的都是短波長(600nm)半導體激光器，鋱鐵鈷磁光材料的克爾轉角將比長波長(830nm)時小，給信息讀出帶來困難，這就要求用在短波區域磁光效果大的材料，進一步考慮到磁特性，力求其成分和制取條件最佳化。為了增大非晶態鋱鐵鈷在短波區域的克爾(Kerr)轉角，就必須通過摻入其它元素來提高其在短波區域的磁光效果。目前關于這方面的研究還較少，且多數摻雜的是提高材料的抗氧化、耐腐蝕方面的研究，多元化合金的研究比較多，但合金成分變化不定，無集中性研究。
采用磁懸浮熔煉技術熔煉基靶合金，基靶合金成分為鐵鈷(FeCo)合金。將純鋱(Tb)和輕稀土(LRE)線切割成扇片或圓片，對稱地鑲嵌在鐵鈷合金基靶刻蝕最大的圓環區內制成復合靶，如

圖1和2所示，通過調節鋱片、輕稀土片的數量與位置或改變基靶合金含量，來改變靶材成分。采用磁懸浮熔煉技術熔煉靶材合金，熔煉過程中，合金在磁場中被懸浮于坩堝中，同時在磁場作用下，對合金進行磁力攪拌，保證合金成分的均勻性，并避免了因使用石英坩堝所導致的高成本和效率低的問題。
制備磁光靶材的工藝如下工序1原料處理及配料將工業純鐵進行表面化學處理，再把鋱、輕稀土、鐵在磁懸爐內進行精練；同時把鈷也進行適當的表面處理；最后，在惰性氣體保護下配料各種靶材的配料元素及成分與上述的復合靶一致。工序2熔煉將原料置于熔煉坩堝中，磁懸浮熔煉2～3次。工序3制粉在有氬氣保護的真空配料箱內首先將合金錠粗碎，然后球磨。工序4冷壓成型用冷等靜壓技術將純凈合金粉料壓制成型。工序5燒結將裝靶石英容器置于高溫真空燒結爐內，在1000℃以上保溫燒結5小時，爐冷。工序6封裝在真空箱內將靶材打磨，拋光，測尺寸，稱質量后，取出封裝成型。
LRE元素為釤(Sm)、釹(Nd)、鈰(Ce)和鐠(Pr)中的一種或兩種。利用上述方法制成下列復合靶材，下面列出靶材中各元素含量，在鋱鐵鈷靶中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為66.28～68.80at％，鈷的含量為8.02～11.90at％；鋱鐵鈷釤靶中，鋱的含量為10.45～13.18at％，鐵的含量為42.47～52.25at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釤的含量為26.55～33.81at％；鋱鐵鈷釹靶中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為52.90～57.85at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釹的含量為10.95～14.30at％；鋱鐵鈷鈰靶中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為55.49～60.48at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，鈰的含量為8.38～10.37at％；鋱鐵鈷鐠靶中，鋱的含量為17.45～23.18at％，鐵的含量為47.28～58.74at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，鐠的含量為10.06～22.58at％鋱鐵鈷釤釹靶中，鋱的含量為8.18～10.82at％，鐵的含量為48.03～49.74at％，鈷的含量為8.02～10.90at％，釤的含量為18.83～21.08at％，釹的含量為11.42～14.30at％；鋱鐵鈷釤鈰靶中，鋱的含量為2.45～3.18at％，鐵的含量為47.48～48.68at％，鈷的含量為8.02～8.90at％，釤的含量為28.45～31.02at％，鈰的含量為10.30～12.02at％；鋱鐵鈷釹鐠靶中，鋱的含量為11.45～15.18at％，鐵的含量為48.18～55.67at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釹的含量為10.95～20.57at％，鐠的含量為10.18～17.90at％。
按上述配方和工藝制成的靶材的的具體應用效果和優點在于，利用以上靶材采用磁控濺射技術制備鋱鐵鈷三元合金膜和輕稀土摻雜的鋱鐵鈷(LRE)，四元或五元合金薄膜，濺射氣體采用氬氣，射頻電源工作頻率為13.56MHz，濺射過程中要保持真空(一般要在10-5Torr量級以下)，并對靶進行水冷，以防靶材熔化或高溫下氧化此種磁光薄膜既保持了原有薄膜的特性，仍為非晶態垂直各向異性薄膜，記錄時不存在晶界噪聲，具有垂直于膜面的磁晶各向異性，實現垂直磁化；在此基礎上，摻雜后的薄膜，克爾角有了提高，垂直各向異性增強，能更好地滿足磁光盤記錄介質材料的性能要求，并利用摻雜降低了材料的制造成本。
權利要求
1.一種磁光記錄靶材生產工藝，其特征在于工序1先將工業純鐵進行表面化學處理，再把鋱、輕稀土、鐵在磁懸爐內進行精練，同時把鈷也進行表面處理，最后，在惰性氣體保護下配料；工序2將原料置于熔煉坩堝中，磁懸浮熔煉2～3次；工序3在有氬氣保護的真空配料箱內首先將合金錠粗碎，然后球磨；工序4用冷等靜壓技術將純凈合金粉料壓制成型；工序5將裝靶的石英容器置于高溫真空燒結爐內，在1000℃以上保溫燒結5小時，爐冷；工序6在真空箱內將靶材打磨，拋光，測尺寸，稱質量后，取出封裝成型。
2.一種磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷靶中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為66.28～68.80at％，鈷的含量為8.02～11.90at％。
3.根據權利要求2所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷靶中加入釤，構成鋱鐵鈷釤靶，其中，鋱的含量為10.45～13.18at％，鐵的含量為42.47～52.25at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釤的含量為26.55～33.81at％。
4.根據權利要求2所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷靶中加入釹，構成鋱鐵鈷釹靶，其中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為52.90～57.85at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釹的含量為10.95～14.30at％。
5.根據權利要求2所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷靶中加入鈰，構成鋱鐵鈷鈰靶其中，鋱的含量為20.45～23.18at％，鐵的含量為55.49～60.48at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，鈰的含量為8.38～10.37at％。
6.根據權利要求2所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷靶中加入鐠，構成鋱鐵鈷鐠靶其中，鋱的含量為17.45～23.18at％，鐵的含量為47.28～58.74at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，鐠的含量為10.06～22.58at％。
7.根據權利要求3所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷釤靶中加入釹，構成鋱鐵鈷釤釹靶，其中，鋱的含量為8.18～10.82at％，鐵的含量為48.03～49.74at％，鈷的含量為8.02～10.90at％，釤的含量為18.83～21.08at％，釹的含量為11.42～14.30at％。
8.根據權利要求3所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷釤靶中加入鈰，構成鋱鐵鈷釤鈰靶，其中，鋱的含量為2.45～3.18at％，鐵的含量為47.48～48.68at％，鈷的含量為8.02～8.90at％，釤的含量為28.45～31.02at％，鈰的含量為10.30～12.02at％。
9.根據權利要求4所述的磁光記錄靶材，其特征是在鋱鐵鈷釹靶中加入鐠，構成鋱鐵鈷釹鐠靶，其中，鋱的含量為11.45～15.18at％，鐵的含量為48.18～55.67at％，鈷的含量為8.02～11.90at％，釹的含量為10.95～20.57at％，鐠的含量為10.18～17.90at％。
全文摘要
本發明提供一種磁光記錄靶材及其生產工藝,屬于光盤、磁光盤制造技術領域。利用輕、中稀土元素的高飽和磁化強度、高磁晶各向異性、高磁光效應的優點,對傳統的鋱鐵鈷磁光材料進行輕、中稀土摻雜。采用磁懸浮熔煉技術熔煉基靶合金,基靶合金成分為鐵鈷合金。將純鋱和輕稀土線切割成扇片或圓片,對稱地鑲嵌在鐵鈷合金基靶刻蝕最大的圓環區內制成復合靶,通過調節鋱片、輕稀土片的數量與位置或改變基靶合金含量,來改變靶材成分。采用磁懸浮熔煉技術熔煉靶材合金,熔煉過程中,合金在磁場中被懸浮于坩堝中,同時在磁場作用下,對合金進行攪拌,保證合金成分的均勻性,并避免了因使用石英坩堝所導致的高成本和效率低的問題。用于光盤、磁光盤制造。
文檔編號G11B5/62GK1347081SQ0112886
公開日2002年5月1日 申請日期2001年9月18日 優先權日2001年9月18日
發明者張喜燕, 周世杰, 劉志農 申請人:西南交通大學