[发明专利]一种FeCoCr磁码盘薄膜材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种FeCoCr磁码盘薄膜材料，属于磁性材料技术领域，包括基底，在所述基底上采用磁控溅射法交替沉积的FeCoCr/Si周期性多层膜，以及采用磁控溅射法沉积于所述周期性多层膜上的顶层保护层，用于防止所述周期性多层膜被氧化。本发明还提供了一种FeCoCr磁码盘薄膜材料的制备方法。本发明的FeCoCr磁码盘薄膜材料，设计成FeCoCr/Si周期性多层膜结构，通过优化磁性层FeCoCr和非磁性层Si的厚度以及周期数，可以对周期性多层膜的矫顽力等磁性能有很好的调控作用，可使FeCoCr薄膜的矫顽力稳定保持600Oe以上，满足磁编码器码盘材料对矫顽力的实际应用需求。并且，本发明的FeCoCr磁码盘薄膜材料的制备方法，简单、控制方便、效率高且成本低。

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，涉及一种FeCoCr磁码盘薄膜材料及其制备方法。

背景技术

磁编码器是控制精度所用的角度和位移反馈器件，被广泛应用于数控机床、磁编码器机器人、机械制造、船舶、纺织、印刷、航空、航天、军工等领域。其具有抗震动、耐腐蚀和污染、成本低、结构简单等各种优良特性。构成磁编码器件的核心是具有优良磁性能的磁码盘材料，其矫顽力决定了记录磁信号的稳定性。矫顽力太高不易于充磁；矫顽力太低，又容易受到外界磁场的干扰。因此，有效调控磁码盘材料的矫顽力对于磁编码器件的应用具有十分重要的实用价值。

目前，国内外常用磁码盘材料有：(1)Co-P、Co-Ni-P薄膜，但是采用化学法制备，不环保；(2)FeCoCr、CuNiFe带材，但不易制作成码盘形状的环材；(3)铁氧体块材，存在易老化、纳米尺度范围内磁性不均匀的缺点。近期，国际上提出了开发AlNiCo、FeCoCr等磁码盘薄膜材料。针对磁码盘薄膜材料的矫顽力的调控国内外开展的研究工作主要集中在通过改变衬底、优化退火温度等方法来调节薄膜的矫顽力，但是这些方法的调控效果对工艺条件如退火温度、退火时间等非常敏感，在一定程度上不利于工业化生产和应用。

所以，如何有效、简单地调控铁磁码盘薄膜材料的矫顽力，是制备高效磁编码器件的关键问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种FeCoCr磁码盘薄膜材料及其制备方法，使其矫顽力提高为600Oe以上，达到磁编码器码盘的实际应用需求，同时又具有较低的成本。

为实现上述目的，本发明提供一种FeCoCr磁码盘薄膜材料，包括基底，在所述基底上采用磁控溅射法交替沉积的FeCoCr/Si周期性多层膜，以及采用磁控溅射法沉积于所述周期性多层膜上的顶层保护层，用于防止所述周期性多层膜被氧化。

进一步地，所述周期性多层膜中的单元FeCoCr层，Fe、Co、Cr的质量比均为45：30：25。

进一步地，所述周期性多层膜中，单元FeCoCr层的厚度为5-20nm，单元Si层的厚度为1-2nm，周期数n为10～30。

进一步地，所述周期性多层膜中，单元FeCoCr层的厚度为10nm，单元Si层的厚度为1nm，周期数n为10。

进一步地，所述基底的材质为Si或不锈钢；

所述顶层保护层的材质为Ti，或Ta。

本发明还提供一种如上所述的FeCoCr磁码盘薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、清洗并干燥FeCoCr靶材；

S2、采用磁控溅射法在所述基底上先后沉积所述周期性多层膜和顶层保护层；

S3、进行真空退火热处理。

进一步地，步骤S1清洗并干燥FeCoCr靶材，具体为：先用化学试剂清洗，再用去离子水超声清洗，最后通过氮气吹干或者烘箱烘干。

进一步地，步骤S1中，先用化学试剂清洗，化学试剂为丙酮或酒精。