[发明专利]一种铁钴钽合金溅射靶材及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铁钴钽合金溅射靶材及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤：(1)将具有目标原子比例的铁钴钽合金粉末装入模具并封口，进行振实处理；(2)将振实后的模具进行脱气处理；(3)将脱气后的模具在750‑900℃下进行热等静压处理，得到铁钴钽合金溅射靶材粗品；(4)将得到的铁钴钽合金溅射靶材粗品进行机加工，得到铁钴钽合金溅射靶材。所述制备方法具有工艺简单、成本较低等优点；此外，制备得到的铁钴钽合金溅射靶材不仅致密度达到98％以上，抗弯强度在700MPa以上，磁通量达到30％以上，含氧量在600ppm以下，还具有良好的机加工性能。

技术领域

本发明涉及靶材及靶材制备领域，具体地说，涉及一种铁钴钽合金溅射靶材及其制备方法。

背景技术

随着社会的飞速发展和人们对信息储存需求的急剧增加，利用磁性信息存储技术的硬盘和光盘等记录媒体越来越受到重视，并且依靠其存储密度高、容量大及其价格低廉等优势，在信息存储领域占据了举足轻重的位置。磁记录是利用磁的性质进行信息记录的方式，能够在存储和使用的时候通过特殊的方法进行信息的输入和读出，从而达到存储信息和读出信息的目的。根据介质磁化方向与介质表面的位置关系，磁记录包括水平磁记录和垂直磁记录两种。

目前，在磁记录市场上，垂直磁记录技术已经全面取代了水平磁记录技术。因为，垂直磁记录技术使得磁记录介质的面密度与容量呈现了快速的增长，常见的磁记录介质有硬盘、磁盘和光盘等。磁记录介质一般采用多层垂直结构设计，以硬盘为例，具体包括润滑层、保护层、磁性记录层、中间层、软磁衬底层、衬底层和基底层。其中，软磁衬底层主要起着记录和存储数据的功能，在磁记录介质中的作用至关重要。目前，通过溅射过程得到的铁钴钽合金薄膜是最常用的软磁衬底层。

溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，它利用离子源产生的离子，在真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体是制备溅射法沉积薄膜的原材料，该固体一般被称为溅射靶材。

用于溅射制备软磁衬底层的铁钴钽合金溅射靶材，需要有高的致密度、高的抗弯强度和高的磁通量：高的致密度可以保证溅射得到的薄膜比较均匀，不易发生“放电”等异常现象；弯曲强度会影响磁性材料的矫顽力，对其信息的存储有至关重要的影响，因此，高的抗弯强度可以保证靶材在使用时不易发生开裂等异常问题；靶材磁通量是磁记录靶材中非常重要的参数，通常靶材磁通量越高，记录和存储数据的能力越强。因此，铁钴钽合金溅射靶材的质量关系到了软磁衬底层，甚至整个磁记录行业的发展。

目前，现有技术公开了一些铁钴钽合金溅射靶材的制备方法，包括真空热压烧结法和真空熔炼方法。例如CN105473759A公开了Fe-Co系合金溅射靶材和软磁性薄膜层、以及使用它的垂直磁记录介质，其中制造方法包括准备Fe-Co系合金的粉末，对于所述粉末进行加压烧结的工序。所述制造方法属于真空热压烧结法，虽然工艺简单，但是容易导致产品脆硬的问题，使得产品硬度非常高，造成了产品机加工困难，增加了成本；CN102560219A公开了一种新型的垂直磁记录介质软磁性底层用合金靶材FeCoTaZr的制造方法，包括准备Fe、Co、Ta、Zr四种原材料；然后将原材料放入坩埚中，进行真空熔炼并浇注成铸锭；将所得铸锭坯料机加工成所需形状的靶材。所述制造方法属于真空熔炼方法，虽然工艺简单、成本较低，但是容易造成产品中成分偏析、产生气孔、夹杂等缺陷。

热等静压(Hot Isostatic Pressing，HIP)是一种在高温下利用各项均等的静压力进行压制的工艺方法，把高温合金粉末装入抽真空的薄壁成形包套中，焊封后进行热等静压，除去包套即可获得致密的、接近所需形状的盘件。采用金属粉末制成的热等静压材料一般具有均匀的细晶粒组织，能避免铸锭的宏观偏析，提高了材料的工艺性能和机械性能。因此，热等静压结合了热压和等静压的优点于一身，具有成形温度低和产品致密、性能优良等优点。

综上所述，目前亟需开发一种利用热等静压且行之有效的铁钴钽合金溅射靶材的制备方法，从而制备出适用于磁记录行业的高性能铁钴钽合金溅射靶材。