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DE3324729C2 - - Google Patents

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DE3324729C2
DE3324729C2 DE3324729A DE3324729A DE3324729C2 DE 3324729 C2 DE3324729 C2 DE 3324729C2 DE 3324729 A DE3324729 A DE 3324729A DE 3324729 A DE3324729 A DE 3324729A DE 3324729 C2 DE3324729 C2 DE 3324729C2
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DE
Germany
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magnetic
magnetic field
amorphous
alloy
amorphous magnetic
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DE3324729A
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English (en)
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DE3324729A1 (de
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Masatoshi Chigasaki Kanagawa Jp Hayakawa
Koichi Aso
Satoru Uedaira
Yoshitaka Ochiai
Hideki Yokohama Kanagawa Jp Matsuda
Kazuhide Sendai Miyagi Jp Hotai
Kazuhiko Yokohama Kanagawa Jp Hayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of DE3324729C2 publication Critical patent/DE3324729C2/de
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
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    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15341Preparation processes therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Wärmebehandlung von amorphen Magnetlegierungen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches und insbesondere ein Wärmebehandlungsverfahren zur Verbesserung der Permeabilität der amorphen Magnetlegierung.
Die magnetischen Eigenschaften, die ein weiches Magnetkernmaterial erfüllen muß, wie es für Magnetwandlerköpfe und dergleichen verwendet wird, schließen nicht nur eine hohe Permeabilität in dem anzuwendenden Frequenzbereich ein, sondern auch eine hohe Sättigungsmagnetflußdichte, eine Magnetostriktion von etwa Null und dergleichen.
Als amorphes magnetisches Material, welches diese Anforderungen erfüllen kann, ist ein Material auf Co-Fe-Si-B-Grundlage, welches überwiegend Co enthält, gut bekannt. Es ist weiterhin bekannt, daß dann, wenn die Legierung bei einer Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur und unterhalb der Kristallisationstemperatur gehalten und dann abgeschreckt wird, die Permeabilität des Materials noch weiter verbessert werden kann. Andererseits ist es möglich, die Sättigungsmagnet­ flußdichte dadurch zu steigern, daß man die Gesamtmenge an (Co+Fe) des oben beschriebenen amorphen Magnetmaterials auf Co-Fe-Si-B-Grundlage steigert. Wie jedoch aus der Fig. 1 hervorgeht, nimmt bei ansteigender (Co+Fe)-Menge die Permeabilität des amorphen Magnetmaterials ab, so daß es schwierig ist, ein amorphes magnetisches Material zu schaffen, welches in der Praxis insbesondere für Magnetwandlerköpfe zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Tonsignalen und dergleichen geeignet ist. Daher ist ein Verfahren erforderlich, mit dem es möglich ist, die Permeabilität zu steigern. Da jedoch die Kristallisationstemperatur Tx des amorphen Magnetmaterials auf Co-Fe-Si-B-Grundlage mit zunehmender Gesamtmenge von (Co+Fe) absinkt und unterhalb der Curie-Temperatur Tc liegt, wenn die Gesamtmenge von (Co+Fe) etwa 78 Atom-% beträgt, ist eine Wärmebehandlung durch Abschrecken des Materials von einer erhöhten Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur Tc nicht möglich. Demzufolge beträgt die Sättigungs­ magnetflußdichte eines Materials, dessen Permeabilität mit Hilfe der oben be­ schriebenen Wärmebehandlungsmethode verbessert werden kann, wie sie aus der DE-OS 30 21 224 bekannt ist, im Maximalfall etwa 9000 Gauß. Damit ist es aber unmöglich, Magnetwandlerköpfe herzustellen, die in ausreichendem Maße die magnetischen Eigenschaften eines magnetischen Aufzeichnungsmediums mit hoher Koerzitivkraft, wie Metallmagnetbänder oder Legierungsmagnetbänder aus­ zunützen vermag.
N.J. Grant und B.C. Giessen ("Rapidly Quenched Metals" (1976), 467 bis 473) beschreiben die Wärmebehandlung von amorphen Magnetlegierungen in Gegenwart eines parallel oder senkrecht gerichteten Magnetfeldes bei einer Temperatur, die unterhalb der Curie-Temperatur der Magnetlegierung liegt.
Aus der DE-OS 30 33 258 ist es bekannt, daß man bei Verfahren zur Wärmebehandlung amorpher Legierungsschichten zunächst ein Magnetfeld anlegen kann, dessen Richtung vertikal zur Ebene der Legierungsschicht verläuft, und anschließend ein rotierendes Magnetfeld, dessen Richtung in einer bezüglich der Ebene der amorphen Legierungsschicht parallelen Ebene sich schnell verändert. Dieses Ver­ fahren hat jedoch den Nachteil, daß aufgrund der kontinuierlichen Drehung des Magnetfeldes die induzierte magnetische Anisotropie in isotroper Weise verteilt wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, verbesserte Wärmebe­ handlungsverfahren oder Glühbehandlungsverfahren für amorphe Magnetlegie­ rungen zu schaffen, mit denen es möglich wird, die Permeabilität der amorphen Magnetlegierung zu steigern, insbesondere die Permeabilität einer amorphen Magnetlegierung mit hoher Sättigungsmagnetflußdichte, und womit es insbesondere möglich wird, die Permeabilität der amorphen Magnetlegierung unabhängig von der Beziehung zwischen der Curie-Temperatur und der Kristallisationstemperatur der amorphen Magnetlegierung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale der Verfahren gemäß Hauptanspruch und Nebenanspruch.
Gegenstand der Erfindung ist daher das Verfahren zur Wärmebehandlung von amorphen Magnetlegierungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2. Der Unteranspruch 3 betrifft eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindungsgegenstände.
Die Erfindung sei im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Kurvendarstellung, die die Änderung der Permeabilität einer amorphen Magnetlegierung auf Co-Fe-Si-B-Grundlage in Abhängigkeit von ihrem Gehalt an (Fe+Co) wiedergibt;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der B/H-Wechselstrom-Hyste­ reseschleife des Materials der Zusammensetzung (Fe+Co)x(Si+B)₁₀₀-x;
Fig. 3 ein Diagramm, welches den Status der induzierten mag­ netischen Anisotropie bei Anlegen eines äußeren Magnetfeldes an die amorphe Magnetlegierung verdeutlicht;
Fig. 4A bis 4G graphische Darstellungen, die den Status der induzierten magnetischen Anisotropie in Abhängigkeit von der Zeit während des erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsverfahrens wiedergeben;
Fig. 5 eine Kurvendarstellung, die die Verbesserung der Permeabilität mit Hilfe des erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsverfahrens verdeutlicht;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsverfahrens;
Fig. 7 ein zeitabhängiges Wellenformdiagramm, welches die Ströme verdeutlicht, die an die beiden in der Fig. 6 dargestellten Spulen angelegt werden;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer weiteren Einrichtung zur praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsverfahrens; und
Fig. 9 und 10 eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels einer Einrichtung zur praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsverfahrens bzw. eine Schnitt­ ansicht dieser Einrichtung.
Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, nimmt bei einer amorphen Magnetlegierung auf Co-Fe-Si-B-Grundlage die Permeabilität des Materials mit zunehmender (Co+Fe)-Menge ab. In der Fig. 2 sind andererseits die B/H-Wechselstrom-Hyste­ reseschleifen der verschiedenen Materialien der Zusammen­ setzung (Fe+Co)x(Si+B)₁₀₀-x dargestellt. Dabei ist zu erkennen, daß die Neigung der B/H-Wechselstrom-Hysterese­ schleife mit zunehmender (Co+Fe)-Menge zunimmt, was darauf hinweist, daß die bei der Herstellung des amorphen magnetischen Materials induzierte magnetische Anisotropie mit zunehmender (Co+Fe)-Menge stärker wird. Es wird angenommen, daß das Vorliegen der induzierten magnetischen Anisotropie dazu führt, daß die Materialien mit einer Zusammensetzung in dem Bereich, da eine besonders große (Co+Fe)-Menge vorliegt, keine so große Permeabilität aufweisen. Wenngleich die induzierte magnetische Anisotropie dadurch beseitigt werden kann, daß man die amorphe Magnetlegierung einmal bei einer Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur Tc hält und dann abschreckt, wodurch die Permeabilität der amorphen Magnetlegierung deutlich verbessert werden kann, kann diese Methode nicht auf Materialien angewandt werden, bei denen die Curie-Temperatur Tc oberhalb der Kristallisationstemperatur liegt.
Die amorphen Magnetlegierungen auf dieser Grundlage besitzen sämtlich den Feld-Kühl-Effekt. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß dann, wenn die Wärmebehandlung oder Glüh­ behandlung in dem Magnetfeld durchgeführt wird, eine uniaxiale magnetische Anisotropie in Richtung des angelegten magnetischen Felds neu erzeugt wird, so daß die bei der Herstellung verursachte induzierte magnetische Anisotropie beseitigt wird. Die Richtung der zu diesem Zeitpunkt indu­ zierten magnetischen Anisotropie wird dabei nicht geändert, selbst wenn die Richtung des äußeren Magnetfelds um 180° gedreht wird. Wenn, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist, an einen Film, eine Schicht oder ein Blatt 1 aus einer amorphen Magnetlegierung ein äußeres Magnetfeld Ha in der X- Richtung angelegt und die Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterhalb der Kristallisationstemperatur und auch der Curie-Temperatur der Legierung durchgeführt wird, wird eine ausreichend große induzierte magnetische Anisotropie Kx in der X-Richtung erzeugt. Anschließend wird das in der X-Richtung verlaufende Magnetfeld entfernt und erneut ein äußeres Magnetfeld Ha in der Y-Richtung genau senkrecht zu der X-Richtung an die Schicht, den Film oder das Blatt aus der amorphen Magnetlegierung 1 angelegt und erneut die Wärmebehandlung durchgeführt. Hierdurch wird die induzierte magnetische Anisotropie Kx in der X-Richtung vermindert, während eine induzierte magnetische Anisotropie Ky in der Y-Richtung verursacht wird. Es ist bekannt, daß zwischen der Permeabilität µ und der Größe Ku der induzierten magnetischen Anisotropie die folgende Gleichung (1) gilt:
µ ∝ 1/Ku oder µ ∝ 1/ (1)
Wenn man demzufolge die Permeabilität µ steigern will, muß man die induzierte magnetische Anisotropie Ku vermindern. Der Wert von Ku in der Gleichung (1) hängt von dem Unterschied zwischen der induzierten magnetischen Anisotropie Kx in der X-Richtung und der induzierten magnetischen Anisotropie Ky in der Y-Richtung ab, wie es in der folgenden Gleichung (2) dargestellt ist:
Ku = |Kx - Ky| (2)
Wenn somit bei dem Verfahren die Zunahme bzw. Abnahme der induzierten magnetischen Anisotropie bei Änderung der Feldrichtung um 90° durchgeführt wird, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist, ist zu einem bestimmten Zeitpunkt die folgende Beziehung (3)
Kx Ky (3)
erfüllt, so daß Ku den Wert Null besitzt und damit theoretisch eine hohe Permeabilität µ erreicht wird. Wenngleich das theoretisch möglich ist, die Beziehung KxKy zu erfüllen dadurch, daß man das äußere Magnetfeld einmal in der Y-Richtung des Films oder der Schicht aus der amorphen Magnetlegierung, in der zunächst längs der X-Richtung eine magnetische Anisotropie erzeugt worden ist, anlegt, ist es schwierig, in industriellem Maßstab die induzierte magnetische Anisotropie zu reproduzieren.
Daher wird erfindungsgemäß die Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterhalb der Kristallisationstemperatur und der Curie-Temperatur der Magnetlegierung durchgeführt, währenddem das Magnetfeld alternierend längs der X-Richtung innerhalb der Hauptfläche des dünnen Films oder der dünnen Schicht und in der Y-Richtung senkrecht dazu während der gleichen Zeitdauer an die dünne Schicht oder den dünnen Film aus der amorphen Magnetlegierung angelegt wird. Als Ergebnis davon werden, wie es in den Fig. 4A bis 4G dargestellt ist, mit der Zeit magnetische Anisotropien Kx und Ky mit im wesentlichen gleicher Größe in der X- bzw. Y-Richtung erzeugt, so daß die bei der Herstellung induzierte magnetische Anisotropie vermindert wird, so daß die Gleichung KxKy erfüllt ist. Bei der Fig. 4 steht der Pfeil Ha für die Richtung, in der das Magnetfeld angelegt wird. Beim Anlegen des Magnetfelds ist eine endliche Zeitdauer (Relaxationszeit τ) erforderlich, zur Zunahme oder Abnahme der magnetischen Anisotropie. Wenn die Zeitdauer für die Änderung des Magnetfelds von der X-Richtung in die Y-Richtung kürzer ist als die Relaxationszeit τ, ist stets die Bedingung KxKy erfüllt. Diese Relaxationszeit τ kann man mit Hilfe der gut bekannten Verdrehungsmethode bestimmen.
Bei dem oben angesprochenen Grundprinzip der Erfindung ist es wesentlich, das Magnetfeld, welches in der X- bzw. Y-Richtung angelegt wird, während einer endlichen Zeitdauer anzulegen. Demzufolge unterscheidet sich die Erfindung von den herkömmlichen Methoden, bei denen der Film, die Schicht oder das Blatt aus der amorphen Magnetlegierung, kontinuierlich in einem Magnetfeld gedreht wird oder einer Wärmebehandlung in einem Magnetfeld unterworfen wird, welches kontinuierlich gedreht wird, so daß die induzierte magnetische Anisotropie in isotroper Weise verteilt wird.
Wenn bei einem solchen herkömmlichen Verfahren ein zusammengesetztes Magnetfeld um mindestens 180° gedreht wird, so wird die induzierte magnetische Anisotropie makroskopisch isotrop. Wenn jedoch das zusammengesetzte Magnet­ feld weitere 180° gedreht wird, entspricht die Richtung der induzierten magnetischen Anisotropie derjenigen des Anfangszustands, so daß eine isotrope Verteilung der induzierten magnetischen Anisotropie nicht erreichbar ist.
Demzufolge wird erfindungsgemäß die Wärmebehandlung auf der Grundlage des oben angesprochenen Grundprinzips durch­ geführt. Genauer erfolgt die Wärmebehandlung oder Glühbe­ handlung in der Weise, daß der Film oder die Schicht aus der amorphen Magnetlegierung bei einer Temperatur gehalten wird, die unterhalb der Kristallisationstemperatur und der Curie-Temperatur des Materials liegt, währenddem alternierend äußere Magnetfelder angelegt werden, die sich in ihrer Richtung um genau 90° unterscheiden oder indem man die Richtung des oben angesprochenen Films oder der oben angesprochenen Schicht in dem Magnetfilm einer Richtung um genau 90° intermittierend oder kontinuierlich ändert (umschaltet). Diese Wärmebehandlung wird im folgenden als Umschalt-Kreuzfeld-Wärmebehandlung bezeichnet.
In dieser Weise wird die bei der Herstellung verursachte induzierte magnetische Anisotropie vermindert, so daß die Beziehung KxKy erfüllt ist. Als Folge davon kann unabhängig von der Beziehung zwischen der Kristallisations­ temperatur Tx und der Curie-Temperatur Tc die Permeabilität ganz allgemein von amorphen Magnetlegierungen, die den Feld-Abkühl-Effekt zeigen, erhöht oder gesteigert werden, wobei sogar die Permeabilität von Materialien mit einer Sättigungsmagnetflußdichte von 10 000 Gauß oder mehr verbessert werden kann.
Weiterhin kann erfindungsgemäß neben der Umschalt-Kreuz­ feld-Wärmebehandlung eine weitere Wärmebehandlung unter Bedingungen durchgeführt werden, bei denen ein senkrechtes Magnetfeld auf die Hauptfläche des dünnen Films oder der dünnen Schicht aus der amorphen Magnetlegierung angelegt wird (wobei diese Wärmebehandlung nachfolgend als Normalfeld-Wärmebehandlung bezeichnet wird). Die Normal­ feld-Wärmebehandlung wird ebenfalls bei einer Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur und der Kristallisations­ temperatur der amorphen Magnetlegierung durchgeführt.
Bei der Normalfeld-Wärmebehandlung wird die induzierte magnetische Anisotropie, die in der Hauptfläche vorliegt, vermindert und deren Richtung in die Dickenrichtung des Bandes aus der amorphen Magnetlegierung verändert, wodurch die Permeabilität in der Hauptfläche oder Hauptoberfläche zunimmt.
Wenn die beiden Wärmebehandlungen entsprechend der Um­ schalt-Kreuzfeld-Wärmebehandlung und der Normalfeld-Wärme­ behandlung durchgeführt werden, ist es möglich, die Permeabilität insbesondere im Hochfrequenzbereich zu stei­ gern.
Die amorphe Magnetlegierung, die erfindungsgemäß wärmebe­ handelt wird, kann beispielsweise durch Flüssigkeitsab­ schreckung oder durch Sputtern hergestellt werden. Die Flüssigkeitsabschreckung ist eine Methode, bei der eine durch Aufschmelzen der Legierung der gewünschten Zusammen­ setzung gebildete Schmelze auf der Oberfläche einer mit hoher Geschwindigkeit sich drehenden Walze abge­ schreckt wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Methode zur Herstellung der amorphen Legierung jedoch nicht von Bedeutung.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Vergleichsbeispiel 1
Aus einem durch Flüssigkeitsabschreckung gebildeten Band aus einer amorphen Magnetlegierung der Zusammensetzung Fe₅Co₇₅Si₄B₁₆ stanzt man eine ringförmige Probe mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einem Innendurchmesser von 6 mm heraus. Dann mißt man die Permeabilität der Probe bei einem Anregungsfeld von 796 A/m. Für die Messung der Permeabilität verwendet man eine Maxwell-Brücke. Die in der Fig. 5 dargestellte Kurve a verdeutlicht die Meßergebnisse der Permeabilität in Abhängigkeit von der Frequenz.
Vergleichsbeispiel 2
Aus dem gleichen Band aus der amorphen Magnetlegierung, wie sie in dem Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ist, schneidet man ein quadratisches Blatt mit den Abmessungen 2,5 cm×2,5 cm heraus und befestigt es in einer Kupfer­ halterung. Unter Anlegen eines Magnetfelds mit einer Stärke von 191 kA/m parallel zu der Blattoberfläche erhitzt man das quadratische Blatt während 10 Minuten in einem Elek­ troofen auf eine Temperatur von 340°C und bewirkt in dieser Weise die Wärmebehandlung. Anschließend wird aus dem quadratischen Blatt die in dem Vergleichsbeispiel 1 beschriebene ringförmige Probe herausgestanzt und es wird die Permeabilität des Materials gemessen. Die in der Fig. 5 dargestellte Kurve b verdeutlicht die Meßergebnisse der Permeabilität dieser Probe in Abhängigkeit von der Frequenz.
Beispiel 1
Aus dem Band aus der amorphen Magnetlegierung, wie sie in dem Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ist, schneidet man ein quadratisches Blatt mit den Abmessungen 2,5 cm×2,5 cm heraus und befestigt es in einer Kupferhalterung. Diese Halterung wird mit Hilfe einer Dreheinrichtung um jeweils exakt 90° hin und her gedreht. Die Zeitdauer, während der die Halterung in den Stellungen 0° bzw. 90° gestoppt wird, ergibt sich zu etwa 0,5 Sekunden, während die Drehbewegung zwischen der Position 0° und der Position 90° etwa 0,2 Sekunden benötigt. Dann legt man unter Erhit­ zen des quadratischen Blatts in dem Elektroofen ein Magnetfeld mit einer Stärke von 191 kA/m in einer Richtung parallel zu der Blattoberfläche an. Dann bewirkt man die Wär­ mebehandlung während 10 Minuten bei einer Temperatur von 345°C. Anschließend wird unter der Einwirkung des Magnetfelds auf das Blatt die Halterung kontinuierlich hin und her bewegt, währenddem die Temperatur auf Raumtemperatur abgesenkt wird. Dann wird ebenso wie in dem Vergleichs­ beispiel eine ringförmige Probe aus dem in dieser Weise behandelten Blatt herausgestanzt und es wird die Permeabilität der Probe gemessen. Die in der Fig. 5 dargestellte Kurve c verdeutlicht die Meßwerte der Permeabilität dieser Probe in Abhängigkeit von der Frequenz.
Beispiel 2
Man unterwirft das Blatt aus der amorphen Magnetlegierung, welches der Wärmebehandlung gemäß dem obigen Beispiel 1 unterzogen worden ist, einer weiteren Wärmebehandlung während 10 Minuten bei 300°C in einem Elektroofen, wobei man ein äußeres Magnetfeld mit einer Stärke von 1114 kA/m senkrecht zu der Hauptfläche des Blatts einwirken läßt. An­ schließend wird aus dem Blatt eine Ringprobe herausgestanzt, wie sie in dem Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ist und es wird ihre Permeabilität gemessen. Die in der Fig. 5 gezeigte Kurve d verdeutlicht die Meßwerte der Permeabilität dieser Probe in Abhängigkeit von der Frequenz.
Wie aus den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen hervorgeht, kann eine signifikante Verbesserung der Permeabilität erreicht werden, wenn die Richtung des angelegten Magnetfelds um exakt 90° umgeschaltet wird, um in dieser Weise eine gleich große magnetische Anisotropie in der X- und der Y-Richtung zu erzeugen.
Bei den erfindungsgemäßen Beispielen ist zu sehen, daß eine signifikante Verbesserung der Permeabilität durch die Um­ schalt-Kreuzfeld-Wärmebehandlung bei 345°C und die an­ schließende Normalfeld-Wärmebehandlung bei 300°C erreicht wird. Diese Effekte werden durch Ausnützen des Zunahme-Ab­ nahme-Mechanismus der induzierten magnetischen Anisotropie erzielt, der auf sämtliche amorphen Magnetlegierungen angewandt werden kann, die den Feld-Abkühl-Effekt zeigen, wenn die Temperatur mindestens 200°C oder mehr beträgt. Mit anderen Worten wird die bei der Feldumschaltungs-Wärmebe­ handlung angewandte Temperatur vorzugsweise derart ausgewählt, daß sie unterhalb der Kristallisationstemperatur und auch der Curie-Temperatur und in der Praxis höher als 200°C liegt. Die Temperatur bei der anschließenden Normal­ feld-Wärmebehandlung wird vorzugsweise derart ausgewählt, daß sie unterhalb der Kristallisationstemperatur und der Curie-Temperatur und in der Praxis oberhalb 200°C liegt. In jedem Fall können geeignete Wärmebehandlungsbedingungen durch Auswahl der Temperatur und der Zeitdauer der Wärmebehandlung bestimmt werden.
Wenngleich nach dem Beispiel 2 die Normalfeld-Wärmebehandlung nach der Umschalt-Kreuzfeld-Wärmebehandlung durchge­ führt wird, kann man die Umschalt-Kreuzfeld-Wärmebehandlung auch nach der Normalfeld-Wärmebehandlung durchführen.
Bei den oben beschriebenen Beispielen erfolgt die Wärme­ behandlung unter Bewegen des dünnen Films oder der dünnen Schicht aus der amorphen Magnetlegierung zwischen der ersten Position und der zweiten Position, die senkrecht zueinander liegen innerhalb des in einer Richtung festgelegten Magnetfelds. Ein weiteres Beispiel der Wär­ mebehandlungsmethode wird durch die Fig. 6 verdeutlicht. Wie in der Fig. 6 dargestellt ist, wird die Wärmebehand­ lung in der Weise durchgeführt, daß die Probe 1 aus der amorphen Magnetlegierung zwischen zwei Spulen 2 und 3 an­ geordnet wird, die senkrecht zueinander liegen und die derart mit dem Strom aus den Stromquellen E₁ und E₂ be­ aufschlagt werden, daß sie alternierend senkrecht zueinander­ stehende Magnetfelder erzeugen. In diesem Fall werden die Spulen 2 und 3 mit Strömen mit einer zeitabhängigen Wellenform beaufschlagt, die in der Fig. 7 mit den Bezugsziffern 4 und 5 dargestellt sind, wobei gilt
t₁ = t₂ << t₃.
Wenn das Band aus der amorphen Magnetlegierung kontinuierlich wärmebehandelt werden soll, kann eine Wärmebehandlung angewandt werden, wie sie beispielsweise in den Fig. 8 bzw. 9 und 10 dargestellt ist. Im Fall der Wärmebehandlungsmethode gemäß Fig. 8 sind zwei Spulen 6 und 7 in dem Ofen an­ geordnet, die Magnetfelder senkrecht zueinander erzeugen, während die bandartige Probe 1 innerhalb der Spulen 6 und 7 hindurchgeführt wird, wobei die Spulen 6 und 7 mit Strom aus den Stromquellen E₁ und E₂ mit der gleichen zeitabhängigen Wellenform 4 bzw. 5, wie sie in der Fig. 7 dargestellt ist, versorgt werden, um in dieser Weise die Feld- Wärmebehandlung zu bewirken. Im Fall der Fig. 9 und 10 ist im Ofen ein U-förmiger Magnetkern 9 vorgesehen, um den eine erste Spule 8 herumgewickelt ist, während eine zweite Spule 10 innerhalb des Magnetkerns 9 angeordnet ist, welche ein Magnetfeld erzeugt, dessen Richtung senk­ recht ist zu der Richtung des Magnetfelds, welches durch den Magnetkern 9 erzeugt wird, wobei die bandartige Probe 1 innerhalb des Magnetkerns 9 und der zweiten Spule 10 hinduchgeführt wird, währenddem die ersten und zweiten Spulen 8 und 10 alternierend mit Strom aus den Stromquellen E₂ und E₂ versorgt werden, um in dieser Weise die Wärme­ behandlung zu bewirken. Nach diesen Wärmebehandlungsme­ thoden können bandartige Proben 1 kontinuierlich wärmebe­ handelt werden.
Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, kann die Lehre der Erfindung ganz allgemein auf amorphe Magnetlegierungen angewandt werden, die einen Feld-Abkühl-Effekt zeigen, wobei die Permeabilität insbesondere solcher Legierungszusammen­ setzungen gesteigert werden kann, die eine Sättigungs­ magnetflußdichte von 1 T oder mehr aufweisen. In dieser Weise wird es möglich, weiche Magnetkernmaterialien zu schaffen, die hervorragend für Magnetwandlerköpfe und dergleichen verwendet werden können.

Claims (3)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von amorphen Magnetlegierungen durch Bilden eines Films aus der amorphen Magnetlegierung und Wärmebehandeln bei einer Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur und der Kristallisationstempe­ ratur des Films aus der amorphen Magnetlegierung unter Anwendung eines ersten Magnetfeldes und eines zweiten Magnetfeldes, wobei das erste Magnetfeld während einer vorbestimmten Zeitdauer längs einer Richtung in einer Hauptfläche des Films aus der amorphen Magnetlegierung angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das erste Magnetfeld und das zweite Magnetfeld wiederholt alternierend anlegt, wobei das zweite Magnetfeld während der vorbestimmten Zeitdauer längs einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung in der Hauptfläche des Films aus der amorphen Magnetlegierung angelegt wird.
2. Verfahren zur Wärmebehandlung von amorphen Magnetlegierungen durch Wärmebehandeln eines Films aus der amorphen Magnetlegierung bei einer Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur und der Kristallisationstemperatur des Films aus der amorphen Magnetlegierung unter Anlegen eines Magnetfeldes ent­ sprechend einer Maßnahme II, die das Anlegen eines Magnetfeldes senkrecht zu der Hauptfläche des Films aus der amorphen Magnetlegierung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß man den Film aus der amorphen Magnetlegierung gemäß der folgenden Kombination aus den Maßnahmen I und II wärmebehandelt, wobei die Maßnahme I das wiederholte alternierende Anlegen eines ersten Magnetfeldes und eines zweiten Magnetfeldes umfaßt, wobei das erste Magnetfeld während einer vorbestimmten Zeitdauer längs einer Richtung in der Hauptfläche des Films aus der amorphen Magnetlegierung angelegt wird und das zweite Magnetfeld während der vorbestimmten Zeitdauer längs einer Richtung senkrecht zu der ersten Richtung in der Hauptfläche des Films aus der amorphen Magnetlegierung angelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Um­ schalten von dem ersten Magnetfeld auf das zweite Magnetfeld in einer kürzeren Zeitdauer als die Relaxationszeit, während der die induzierte magnetische Anisotropie der amorphen Magnetlegierung zunimmt oder abnimmt, erfolgt.
DE19833324729 1982-07-08 1983-07-08 Verfahren zur waermebehandlung von amorphen magnetlegierungen Granted DE3324729A1 (de)

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