【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁性材料，特别是指一种高磁性能磁码盘fecocr材料及其制备方法，能够实现半硬磁合金薄膜的矫顽力和剩磁协同提升。
技术介绍
1、磁编码器是一种非接触式位置传感器，它通过磁电阻效应将被检测对象的旋转角度、速度等关键运动信息转变为数字电信号，广泛地应用于高端数控机床等高精度控制领域。磁编码器的精度直接影响数控机床的加工精度，而磁编码器的精度取决于磁极信号的密度及均匀一致性。相较于光编码器，磁编码器具有抗震动、耐腐蚀和污染、成本低、结构简单等各种优良特性，而得到越来越多的应用。
2、构成磁编码器件的核心是具有优良磁性能的磁码盘材料。根据磁码盘的实际应用要求，码盘材料要同时具有适中的矫顽力和高的剩磁以易于磁极信号的写入（充磁）和检测。足够的剩磁能保证码盘具有可靠的输出信号强度，相对较高的矫顽力能够保证磁码盘在磁极易于写入的前提下具有充分的抗电磁干扰能力。
3、具有调幅分解特征的fecocr基合金薄膜是永磁材料家族的重要组成部分，相比于smco、ndfeb、fe(co)pt和cocrta等众多合金材料，半硬磁fecocr基合金薄膜具有力学性能好、不含稀土或贵金属元素、居里温度较高（tc约为650℃）、便于充磁等实用优势，有望作为新型磁编码记录材料而应用在未来高精度磁编码器中。此外，结合磁码盘材料的实际应用需求，磁码盘材料的均匀性对磁编码器的精度和记录磁信号的稳定性具有重要的影响。为了在保证磁码盘记录的磁极信号的抗扰动性与读写性能需求的同时，还需要解决微结构的均匀性一致性问题。
4、因此，f
技术实现思路
1、本专利技术针对磁码盘薄膜材料fecocr的矫顽力和剩磁难于共同提升，并同时保证磁码盘材料均匀性的问题，提出通过材料结构设计同时大幅提升fecocr薄膜矫顽力和剩磁，并保证材料的均匀性方。具体而言，本专利技术的技术方案如下法：
2、一种高磁性能磁码盘fecocr材料的制备方法，包括以下步骤：
3、（1）通过磁控溅射方法，在基底上，依次交替直流溅射b靶、fecocr靶、b靶和fecocr靶，然后再溅射ta层，得到制备态薄膜；通过构建[b/fecocrmoti]2两周期多层膜结构，更有利于实现fecocr基薄膜彻底的调幅分解，同步大幅提升矫顽力和剩磁。具体而言，高温退火后b原子优先与cr原子结合生成crb2相，减小了富feco相中cr原子的浓度，甚至使部分区域生成了feco铁磁相，可以使得剩余磁化强度大幅提升，两周期的结构可以使得b更充分与cr结合。
4、优选地，溅射中使用的 fecocr靶为fecocrmoti合金靶材，靶材的名义成分为 fe：co：cr：mo：ti = 42:25:30:3:1（wt%），fecocrmoti可简写成fecocr。
5、溅射过程中本底真空度低于3×10-5 pa，ar气分压维持在0.4 pa。
6、（2）将所述制备态薄膜进行分级退火处理。
7、优选地，所述分级退火处理的真空度≤5×10-5 pa，先在 700-750℃恒温退火 15-25min，然后将温度降低至 600-650℃恒温退火 25-35min。通过两种温度下分级退火，有利于获得高的磁性能。
8、优选的，所述分级退火先在 700℃恒温退火 20 min，然后将温度降低至 630℃恒温退火 30 min。
9、优选的，基底材料选自硅基底或无磁不锈钢基底。
10、优选的，溅射b靶的反应条件为溅射功率200w，溅射时间为11分6秒；溅射fecocr靶的条件为溅射功率100w，溅射时间为27分30秒；溅射ta层的条件为溅射功率为50w，溅射时间为5分33秒。
11、本专利技术还提供了所述方法制备得到的高磁性能磁码盘fecocr材料，包括基底、b层、fecocrmoti层以及保护层，其中b层厚度为10-50nm，fecocrmoti层厚度为100nm。
12、优选的，b层厚度为20nm，fecocrmoti层厚度为100nm。
13、优选的，fecocr材料结构为：基底/b/fecocrmoti/b/fecocrmoti/ta。
14、进一步的，本专利技术的材料应用于高精度磁编码器的磁码盘领域。
15、本专利技术的技术方案带来的有益效果至少包括：
16、本专利技术可使fecocr薄膜的矫顽力引入20nm b层后，其矫顽力与剩磁分别达到了610 oe与5340 oe，相较于fecocrmoti单层膜提升了24.5%与135.1%，可以达到磁编码器码盘的实际应用需求。同时，b原子半径较小，它在退火过程中的扩散行为对薄膜微结构均匀性的影响较小。
17、根据热力学以及b原子与fe、co、cr这三种溶剂原子发生化学反应的焓变差异，b原子优先与cr原子结合生成crb2相，而排斥co或fe原子，有利于进一步降低富feco相中cr的含量，富fe-co相与富cr相中cr原子的浓度差异也会逐渐增大，从而促进调幅分解的进一步进行，并且实验结果表明波薄膜内部新生成的crb2相与fe0.7co0.3相晶胞体积分别为23.45å3与23.52 å3，与调幅分解相十分接近，有利于提高纳米尺度微结构的均匀性。因此，本专利技术在提高fecocr合金薄膜硬磁性的同时实现更加均匀的微结构，为其在高密度磁码盘领域的应用提供重要的科学数据支持，又具有较低的成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高磁性能磁码盘FeCoCr材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，溅射中使用的 FeCoCr靶为FeCoCrMoTi合金靶材，靶材的名义成分为 Fe：Co：Cr：Mo：Ti = 42:25:30:3:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分级退火处理的真空度≤5×10-5 Pa，先在700-750℃恒温退火 15-25min，然后将温度降低至 600-650℃恒温退火 25-35min。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，分级退火先在 700℃恒温退火 20 min，然后将温度降低至 630℃恒温退火 30 min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基底材料选自硅基底或无磁不锈钢基底。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，溅射B靶的反应条件为溅射功率200W，溅射时间为11分6秒；溅射FeCoCr靶的条件为溅射功率100W，溅射时间为27分30秒；溅射Ta层的条件为溅射功率为50w，溅射时间为5分33秒。
7.根据权利要求
8.根据权利要求7所述的FeCoCr材料，其特征在于，B层厚度为20nm，FeCoCrMoTi层厚度为100nm。
9.根据权利要求7所述的FeCoCr材料，其特征在于，FeCoCr材料结构为：基底/B/FeCoCrMoTi/B/FeCoCrMoTi/Ta。
10.权利要求1-6任一项所述方法制备的FeCoCr材料或者权利要求7-9任一项所述的FeCoCr材料，在高精度磁编码器的磁码盘领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高磁性能磁码盘fecocr材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，溅射中使用的 fecocr靶为fecocrmoti合金靶材，靶材的名义成分为 fe：co：cr：mo：ti = 42:25:30:3:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分级退火处理的真空度≤5×10-5 pa，先在700-750℃恒温退火 15-25min，然后将温度降低至 600-650℃恒温退火 25-35min。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，分级退火先在 700℃恒温退火 20 min，然后将温度降低至 630℃恒温退火 30 min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基底材料选自硅基底或无磁不锈钢基底。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，溅射b靶的反应条件为溅射功率200w...
【专利技术属性】
技术研发人员：于广华，刘锦涛，徐秀兰，
申请(专利权)人：浙江麦格智芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。