Способ обработки поверхности магнитных лент из аморфных магнитных сплавов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>974407

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 29.05.81(21) 3293112/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5I )M. Кд.

G 11 В 5/84

3Ьеударетеенный квинтет

СССР

Опубликовано 15. 1 1.82. Бюллетень № 42 во делан нзаоретеиий н открытий (53) УДК534. .852 (088.8) Дата опубликования описания 15,11.82 В. Ф. Корзо, Ю. А. Геворкян, 3. И. Мгебришвили, и В. В. Дроздова (72) Авторы изобретения (7 Г) Заявитель

Московский авиационно-технологический инстит им. К. Э. циолковского (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

МАГНИТНЫХ ЛЕНТ ИЗ АМОРФНЫХ

МАГНИТНЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к приборостро ению, в частности к технике магнитной записи, и может быть использовано при производстве магнитных лент.

Известен способ обработки поверхности магнитных лент из аморфных магнитных сплавов, заключающийся в термическом осаждении изоляционных материалов с применением активируюшей подсветки ультрафиолетовым излучением.

Этим способ получают преимущественно пленки тугоплавких неорганических материалов (1 ) .

Недостатком этого способа. является то, что при напылении изоляционного слоя на поверхность аморфных магнитных сплавов состава железо — кремнийалюминий происходит диффузионное истощение приповерхностного слоя сплава за счет технологическот о взаимоцействия атомов конденсата с кремнием или алюминием. В результате при повышении рабочей температуры устройства происхо,дит интенсивное объединение приповерхностного слоя сплава свободным кремнием и алюминием и при механической нагрузке 1акое покрытие отслаивается.

Таким образом, этот способ может использоваться для получения лишь низкотемпературных изоляционных покрытий на аморфных магнитных сплавах железо — кремний — алюминий.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому

1О результату является способ обработки поверхности магнитных лент, заключаю шийся в нанесении тлеющим разрядом грунтующего подслоя полимера и пос!

5 ледуюшего осаждения в тлеющем разряде фторсодержашей защитной пленки, получаемой полимеризацией фторсодержа-. шего газа, например HF+ (2) .

Недостатком известного способа являло ется непригоцность получаемых с его помощью покрытий для работы магнитных, носителей при высоких температурах.

Грунтующая пленка полимера при температуре выше 125 С теряет свои адге15

3S

3 974 зионные свойства и начинает взаимодействовать с фторсодержащим защитным слоем, в .результате чего резко ухудшаются защитные свойства слоя.

Бель изобретения — повышение термостойкости магнитных лент из аморфных магнитных сплавов.

Бель достигается тем, что согласно споссбу обработки поверхности магнитных лент из аморфных магнитных сплавов, включающему нанесение защитного покрытия в электрическом разряде, нанесение защитного покрытия в электрическом разряде производят путем катодного распыления нитрида кремния и нитрида алюминия при ускоряющем напряжении

1,4-2,1 кВ и давлении в камере 3. 10 2-10 мм рт.ст. и одновременного взрывного испарения порошка высокомолекулярного полимера трифторхлорэтилена с поверхности танталового испарителя при наличии активируюшего облучения поверхности магнитной ленты ультрафиолетовым излучением с длиной волны 180430 нм и интенсивностью 4-5,2 клк, затем наносят термокомпенсируюший слой смеси нитрида алюминия с винилиденфторидом, бомбардируя ионами алюминия мишень из полимера винилиденфторида при том же уровне активации путем импульсно-плазменного распыления алюминия при ускоряющем напряжении 2-2,5 кВ, длительности рабочего импульса 10-40 мс и длительности паузы между импульсами

50-100 мс, после чего взрывным испарением в том же вакууме при активации поверхности резонансным ультрафиолетовым излучением с длиной волны 220340 нм и интенсивностью 2,4-5 4 клк наносят слой эмульгированного политетрафторэтилена.

На фиг. 1 показана принципиальная схема технологического процесса получения термостойких покрытий; на фиг. 2— структура монолитно-дисперсного слоя; на фиг. 3 — структура промежуточного термокомпенсирующего слоя; на фиг. 4— структура верхнего защитного слоя.

На фиг; 1-4 обозначено: 1 — движущаяся магнитная лента; 2 - 4 — последовательно наносимые слои защиты; 5источник катодного распыления нитрида кремния и алюминия; 6.- источник напыления трифторхлорэтилена; 7 — источник широкополосного ультрафиолетового излучения; 8 — мишень из полимера винилнденфторида; 9 — узкополосный источник ультрафиолетового излучения; 10,.источник распыления полимера политет407 4 рафторэтилена; l 1 — зародышевый кластер из нитрида кремния; 12 — оболочка кластера из нитрида алюминия; 13 — демпфируюшая оболочка иэ трифторхлорэтилена;

14 — связка из трифторхлорэтилена; 15— адгезионный подслой на ленте; 16 — кластеры иэ нитрида алюминия; 17 — полимерная связка из винилиденфторида; 18— термокомпенсируюший промежуточный подслой и 19 — слой полимера политетрафторэтилена. Размеры кластеров зависят от условий роста покрытия и технологичес кихрежимов его осаждения и составляют в среднем 10-30 нм для нитрида кремния, 50-80 нм (внешний диаметр) для нитрида алюминия и до 2-3 мкм (внешний диаметр) для трихлорфторэтилена.

При непрерывном напылении граница между слоями не является резкой, и они образук,т однородное и сплошное зашитное покрытие.

Пунктиром выделены эоны осаждения каждого из слоев, I — 1ll — зоны осаждения, которые могут быть выполнены в пределах одной или в нескольких установках (фиг. 1). Лента подается барабаном или конвейерным устройством (не показаны). В зоне I облучается ультрафиолетовым излучением реакционный объем (показано стрелками), в зоне йобъем и поверхность ленты, в зоне ф— преимущественно поверхность ленты.

Способ осуществляется следующим образом.

Типовую ленту из аморфного магнитного сплава состава железо — кремний— алюминий с помощью барабанного или конвейерного устройства пропускают через зону распыления, в которой в рабочем вакууме 10 4 -10 мм рт.ст. одновременно осуществляют катодное распыление мишеней из нитрида кремния и нитрида алюминия и взрывное испарение порошка полимера трифторхлорэтилена, а реакционный объем облучают широкополосным ультрафиолетовым излучением. В результате в объеме происходит реакция активационной кластеризации и формирование на поверхности ленты слоя гомогенной смеси из распыляемых компонентов. Затем импульсно-плазменным распылением катода из алюминия бомбардируют дополнительную мишень из винилиденфторида, Распыление происходит в атмосфере азота с подсветкой широкополосным кластеризующим ультрафиолетовым излучением.

Заключительная операция предназначена для получения защитного пассивирую974407

300 10 -10

300 10

250 5. 10 -ХО

300 10

350 5 .10

250 2 10

5,4

2,2

1,4

3,8

2,4

0,7

1,4+О, 5+0,6

4,2

1,2+1;8+1,0

0,8+2+2,2

2-А

4,5

2,7

3-А

3,6

0,9

П р и м е ч а н и е. d-полная толщина слоя (у образцов серии А указана

Ф толщина нижнего; среднего и верхнего слоя соответственно); Е и и E — электрическая прочность

О покрытия при комнатной и рабочей температуре;

Т вЂ” рабочая температура покрытия; « — срок службы покрытия при рабочей температуре пол нагрузкой.

5 щего слоя, обладающего хорошими антикоррозионными свойствами при нагреве, термостойкостью и антифрикционными свойствами при механических нагрузках.

Для этого поверхность ленты, содержащую 2 выше описанных промежуточных слоя, облучают резонансным ультрафиолетовым излучением полосой 220-340 нм и одновременно взрывным испарением или термическим напылением распыляют порошок полимера полите рафторэтилена.

Пример 1. Лента из сплава

Fe 6 Ае„„толщиной 50 мкм. Нижний

61 а слой получен катодным распылением Gi й+ 1> при токе 3 =82,7 мА/см, ИС,=1,7 кВ, Z скорость осаждения V =4,6 нм/мин; распыление ЯОИ при 3 =65 мА/см, 0-а =

=1;5 кВ; /=6,2 нм/мин, температура испарителя из Та 1320 С, скорость ис- 20 парения Vq =12 нм/мин при интенсивности излучения 4 =5,2 клк, температура ленты Tо =150 С, толщина слоя a„=

1,6 мкм. Импульсно-плазменное напыление промежуточного слоя: длительность 25 разрядного импульса Г =20 мс, Ид =

= 2,5 кВ, время паузь п =100 мс, скорость напыления А3 +Ф2М =40 нм/мин,,рабочий вакуум 3-10 мм рт.ст. при наылении, интенсивность облучения o(„= 30 ,=2,4 клк, толщина промежуточного слоя

dg =О,8 мкм. Напыление верхнего слоя при температуре Та испарителя 1410 С, A.2 =8,5 клк. A =220-340 нм, скорость роста 43 =4 э нмlмин, толщина с3 у

=-0,6 мкм.

Пример 2. Лента из сплава

Fe

=.1,6 кВ, V =3,2 нм/мин; " : 3

=56 мА/см,,00 =1,4 кВ, V =5,5 нм/мин, температура Та испарителя 1340 С,A =

= 4 клк, V 16 нм/мин, То =160 С, толщина d„=1,2 мкм, напыление проме,жуточного слоя.. ь =10 мс, U 2 кВ, т„=50 мс, V2 =18,3 нм/мин, рабочий вакуум 4,7.10 мм рт.ст. А„=2,5 клк, d2 =0,8 мкм. Напыление верхнег слоя:

Т„=1420 С, .2 =7 клк, Х =220-300 нм, =34 HM/MHH, C3 у =1

Пример 3. Лента из сплава

Г6„29 .„М12толшиной 40 мкм. Нижний слой — 51 К Э =92 мА/см,,ц = L

= 2,1 кВ, Ч =5,6.нм/мин; АСМ:2

72 мА/см2, Од =1,8 кВ, V =8,4 нм/мин, Ти =1350 С, Tî -150 С,4 - 2,1 клк> =18,4 нм/мин, с3 =0,8 мкм. Напыление промежуточного слоя Г=40 мс, Uä =

=2,4 кВ, т и =80 мс, Ч2 =36,2 нм/мии, рабочий вакуум 3,5-10 мм рт.ст. А„=

=4,1 клк, dg =0,5 мкм. Напыление верхнего слоя: T< =1440 С, =5,4 клк, > =220-320 нм, У =52 нм/мин, dy=

=0,7 мкм.

В таблице перечислены основные электрофизические и эксплуатационные данные покрытий при различных рабочих температурах магнитной ленты.

7 9744

Преимушеством данного способа является подбор такой последовательности, технологических операций, которая обеспечивает нанесение термостойкого зашитного покрытия, обладаюшего однов ременно. хорошими изоляционными и механическими адгезионНыми свойствами при высокой рабочей температуре сплава железо — кремний — алюминий, и предотврашение диффузионного обеднения 30 поверхности сплава за счет дрейфа атомов в защитный слой вещества. формула изобретения ls

Способ обработки поверхности магнитных лент из аморфных магнитных сплавов, включающий нанесение зашитного покрытия в электрическом разряде, о т - рй л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения термостойкости магнитной ленты, нанесение зашитного покрытия в электрическом разряде производят путем катодного распыления нитрида крем«2з ния и нитрида алюминия при ускоряющем напряжении 1,4-2,1 кВ и давлении в камере 3. 10 -2 ° 10 мм рт.ст. и одновременного взрывного испарения порошка

07 8 высокомолекулярного полимера трифторхлорэтилена с поверхности танталового цспарителя при наличии активируюшего облучения поверхности магнитной ленты ультрафиолетовым излучением с длиной волны 180-430 нм и интенсивностью

4-5,2 клк, затем наносят термокомпенсируюший слой смеси нитрида алюминия с винилиденфторидом, бомбардируя ионами алюминия мишень из полимера вйнилиденфторида при том же уровне активации путем импульсно-плазменного распыления алюминия при ускоряющем напряжении 2-2,5 кВ, длительность рабочего импульса 10-40 мс и длительности паузы между импульсами 50-100 мс, после чего взрывным испарением в том же вакууме при активации поверхности резонансным ультрафиолетовым излучением с длиной волны 220-340 нм и интенсивностью 2,4-5,4 клк наносят слой эмульгированного политетрафторэтилена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Корзо В. Ф., Курочкин Б. А., Lleмин В, П. Пленки из ЭОС в радиоэлектронике. М., "Знергия", 1973, с. 12-16.

2. Патент Японии N. 54-21249, кл. 102 Е 110, 28.07.79 (прототип).

974407

Ц

12

Рй.Я

Составитель Н. Балбашова

Редактор Т. Веселова Техред E.Харитончик Корректор В. Бутяга

Заказ 8712/69 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4