DE1956217A1 - Verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes - Google Patents
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Description
Patentanwalt·
Dlpt.-lng.S.BeetiU.
*««»« 8l.15.lolp 7.11.1969
HITACHI, LTD., Tokio (Japan)
Verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes
Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren
zur Herstellung eines Magnetkopfes, der in Magnetspeichergeräten, einschließlich Speichergeräten für elektronische Rechenmaschinen
u. dgl. verwendet wird, wobei es insbesondere um die Verbesserung des Aufbaues des Magnetspaltteils eines solchen
Magnetkopfes geht.
Im Zuge der Entwicklung von Magnetspeichergeräten, wie
z. B. Pernsehbandspeichergeräten für Farbfernsehen, Speichergeraten
für elektronische Rechenmaschinen usw. ist es erwünscht, daß die Speichergeräte eine gesteigerte Speicherkapazität
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haben oder eine höhere Speicherdichte aufweisen, um die Geräte .kompakt machen zu können. Auf Grund dieser Forderung wurden
verschiedene Verbesserungen bezüglich der Magnetbänder und Magnetscheiben vorgenommen, die als Speichermedien' verwendet
werden* Von großer Wichtigkeit ist dagegen eine Verbesserung der Magnetköpfe, die die wichtigsten Bauteile darstellen, wenn
man die Speichergeräte zur Aufnahme und Wiedergabe oder zum Speichern und Ablesen einsetzt, und dabei insbesondere eine
Verbesserung der Spaltteile von Magnetköpfen.
Die Dicke des Kerns des Magnetkopfes und die Breite des
Kopfspaltes sind nämlich kritische Paktoren bei der Erhöhung
der Speicherdichte. Ein bei einem Pernsehbandspeichergerät verwendeter Magnetkopf ist von dem bei einem Scheibenspeicher
für Rechenmaschinen od. dgl. verwendeten verschieden. Indessen sind beide im geometrischen Aufbau am Kopfkernteil und am
Kopfspaltteil im wesentlichen gleich, und es wurde in neuerer Zeit erforderlich, den Kopfspaltteil genau auf eine Spaltbreite
von etwa 0,8 bis 1,2 /U einzustellen.
Weiter ist es im Zusammenhang mit dem Problem der Erhöhung
der Speicherdichte und der Geschwindigkeit der Aufnahme und
Wiedergabe erforderlich, daß der Kopf mit einem solchen Speichermedium wie Magnetband oder Magnetscheibe gleichmäßig
in Berührung kommt, daß der Kopf fester mit einem Abstandsstück
verbunden wird, das in den Kopf spalt teil des Kopfkerns zur
Regulierung der Breite des Kopfspaltes eingefügt wird, so daß
der Kopfkern eine bessere Abriebbeständigkeit erhält und seine Zerstörung verhindert wird, und daß der Unterschied in der
Härte oder im Wärmeausdehnungskotfizient zwischen den beiden soweit wie möglich verringert wird.
Der Kopfspaltteil des erwähnten Kopfkerns wird hergestellt,
indem man zwischen zwei dünnen Platten aus magnetischen Stoffen ein nichtmagnetisches Abstandsstück einfügt, das eine der
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Spaltbreite entsprechende Dicke aufweist, und sie mittels eines geeigneten Klebers verbindet.
Typische Beispiele von herkömmlich angewendeten Verfahren zum Herstellen von Kopfspaltteilen sind folgende:
(1) Eine Folie aus einem nichtmage^itisehen Stoff, wie z.B.
Titan, Be-Cu-Legierung oder Glimmer, die eine der gewünschten Spaltbreite entsprechende Dicke hat, wird zwischen zwei dünnen
Platten aus magnetischen Stoffen eingefügt, und der erhaltene Verbund wird mittels Glas zusammengeschmolzen.
(2) Eine Glasfolie mit einer der gewünschten Spaltbreite entsprechenden Dicke wird zwischen zwei dünnen Platten aus
magnetischen Stoffen eingefügt, und der erhaltene Verbund wird durch Erhitzen auf die Erweichungstemperatur des Glases unter
mechanischem Druck zusammengeschmolzen.
(3) Ein Metallhalogenid od. dgl. eines nichtmagnetischen Stoffes wird auf die Oberfläche einer dünnen Platte aus
magnetischem Stoff aufgebracht; der Überzug wird durch Erhitzen oxydiert, um den Überzug in ein nichtmagnetisches Oxyd umzuwandeln,
und anschließend wird eine andere dünne Platte aus magnetischem Stoff auf dem so behandelten Überzug angebracht.
Als das genannte Klebemittel wird manchmal ein synthetischer Harzkleber anstelle des Glases verwendet.
All diese erwähnten herkömmlichen Verfahren sind indessen zur Herstellung des genannten engen Kopfsuites von 0,8 bis
1,2 /U äußerst ungünstig.
Zum Beispiel ist bei dem herkömmlichen Verfahren (1) die
Verwendung einer Folie mit einer Dicke von weniger als 1 /u
erforderlich, um einen Kopfspalt von weniger als 1 ,u zu
erzeugen. Es ist jedoch äußerst schwierig, eine so dünn herge-
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stellte Folie zu erhalten. Weiter ist die Arbeit des Einfügens einer solchen dünnen Folie zwischen zwei magnetischen Platten
von erheblich niedrigem Wirkungsgrad. Daher ist das bekannte Verfahren (l) zur Massenproduktion ungeeignet.
Nach dem herkömmlichen Verfahren (2) tendieren die dünnen magnetischen Platten zur Verzerrung, wenn auf den Verbund
mechanischer Druck ausgeübt wird. Weiter führt die Erweichung der Glasfolie zu einer Ungleichmäßigkeit der Dicke des Abstandsstücks.
Darüber hinaus hat das Verfahren Nachteile, indem meistens Luftblasen im Glasabstandsstück auftreten, die die
Verbindungsfestigkeit zwischen dem Glas und den magnetischen Stoffen erniedrigen und zu einer Zerstörung des Spalts und
damit zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Magnetkopfes führen.
Das bekannte Verfahren (j5) führt notwendigerweise zu
solchen Nachteilen, daß die Einstellung der Dicke des Abstandsstückes schwierig ist und daß auf Grund der Wärmebehandlung und
Oxydationsreaktion bei der Umwandlung des Halogenids zum Oxyd auch die dünnen Platten aus magnetischen Stoffen einer chemischen
Veränderung oder Wärmebeanspruchung unter Bildung von Rissen unterworfen werden.
Zur Überwindung dieser Nachteile des Standes der Technik wurden verschiedene Versuche unternommen, um ein Verfahren zur
Herstellung eines neuen Magnetkopfes zu finden, das im wesentlichen auf eine Verbesserung der Herstellung des Kopfspaltr
teiles des Magnetkopfes gerichtet ist.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Herstellung eines Magnetkopfes mit einem Kopfspalt anzugeben, der eng und gleichmäßig und in seiner Spaltbreite
gut gesteuert ist. Gleichzeitig soll das Verfahren nach der Erfindung die Erzeugung eines Magnetkopfes langer Lebensdauer
ermöglichen.
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Gegenstand der Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst wird,
ist ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes unter Verwendung einer Kopfspitze mit einem Magnetspalt,
dessen Breite mittels eines Abstandsstückes eingestellt wird, das aus einem nichtmagnetischen OxydfiDnbesteht, welches durch
die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
Ein Ferritstreifen gewünschter Form wird auf der Oberfläche ausreichend glatt poliert, um mit einem Magnetspalt versehen
zu werden; der Ferritstreifen wird dann in einer inerten oder neutralen Atmosphäre auf eine thermische Zersetzungstemperatur
eines zur Erzeugung eines Abstandsstückes für den Spalt verwendeten Metallalkoxydes erhitzt; wenigstens ein flüchtiges
Metallalkoxyd wird verdampft, das zur Erzeugung eines nichtmagnetischen Metalloxyds durch thermische Zersetzung geeignet
ist; der Dampf des verdampften Alkoxyds wird mit dem erhitzten Ferritstreifen in Berührung gebracht, wobei ein inertes oder
neutrales Gas als Trägergas verwendet wird, und das Alkoxyd wird auf der polierten Oberfläche des Ferritstreifens zur
Bildung eines nichtmagnetischen Oxydfilms mit einer gewünschten Dicke thermisch zersetzt; und der den Oxydfilm tragende
Ferritstreifen wird unter Verwendung eines Klebers mit einem anderen Ferritstreifen verbunden, wobei der nichtmagnetische
Oxydfilm zwischen diesen liegt.
Eine grundsätzliche Verbesserung beim Verfahren gemäß der Erfindung beruht auf der Tatsache, daß das Abstandsstück,
das die Breite des Kopfspaltes des Magnetkopfes steuert, aus einem nichtmagnetischen Oxydfilm besteht, der dadurch erzeugt
wird, daß man einen Dampf eines Metallalkoxyds auf die Ober-
fläche einer magnetischen Substanz leitet und das Metall'öxyd
thermisch zersetzt.
Beispiele für die Metallalkoxyde, die man erfindungsgemäß
verwenden kann und die nichtmagnetisohe Metalloxyde durch thermische Zersetzung liefern, sind Alkoxyde von solchen
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Metallen wie Aluminium, Titan, Silizium, Zirkon und Hafnium. .Diese können entweder einzeln oder in gegenseitiger Mischung von
zwei oder mehr verwendet werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird anhand der in der
Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Magnetkopfes für ein Fernsehbandspeichergerät;
Fig. 2 eine schematische Perspektivdarstellung des Kopfspitzenteils
des Magnetkopfes;
Fig, 3 eine schematische Darstellung eines in einem Scheibenspeicher für elektronische Rechenmaschinen
verwendeten Magnetkopfes;
Fig. 4 eine Arbeitskarte zur Erläuterung der Verfahrensschritte zur Herstellung des Magnetkopfes gemäß
der Erfindung;
Fig. 5 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels der thermischen Zersetzungsvorrichtung zum Niederschlagen
eines nichtmagnetischen Oxyds auf einer dünnen Magnetplatte;
Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit
zwischen der Erhitzungstemperatur von Aluminiumisopropoxyd und der Wachsgeschwindigkeit von
Aluminiumoxyd auf einer dünnen Magnetplatte;
Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit zwischen der Wachsgeschwindigkeit eines Aluminium-Silizium-Misohoxydfilms,
der durch thermische Zersetzung eines Mischdampfes aus Siliziumtetraäthoxyd
und Aluminiumtriäthoxyd auf einer dünnen Magnetplatte erhalten wurde, und der Erhitzungstemperatur des
Aluminiumtriäthoxyds; und
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Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten und der
Zusammensetzung eines auf einer Mischung von Aluminiumoxyd und Siliziumoxyd bestehenden Films.
Gewöhnlich ist der Aufbau eines Magnetkopfes für ein
Fernsehbandspeichergerät 50, wie Fig. 1 zeigt. Der Magnetkopf dieser Art besteht also aus einer Kopfspitze 11, einer um die
Spitze gewickelten Spule 12, einer mit Zuführanschlüssen 13, 13' für die Spule versehenen Basisplatte 14 und einer Kopfbasis
zur Anbringung der Spitze 11 und der Basisplatte 14 am (nicht dargestellten) Hauptkörper des Speichergeräts. Die
Bezugsziffer 16 bezeichnet ein Magnetband. Der Aufbau der vorerwähnten Kopfspitze 11 ist im einzelnen in Fig. 2 dargestellt.
Und zwar umfaßt die Kopfspitze zwei plattenähnliche Halbkernkörper 21 und 22, und ein Abstandsstück 25 ist zwischen den
beiden Halbkernkörpern unter Bildung eines Magnetspalts mit einer Spaltbreite 26 eingefügt. Der Halbkernkörper 21 ist auf
der Innen- und Außenseite mit zwei V-förmigen Kerben 23 und
versehen, um die eine Spule 27 gewickelt ist. Weiter sind die
Halbkernkörper 21 und 22 am Ende ihrer einander zugewandten Grenzzonen in Form eines Bogens ausgeschnitten, um die
Spurbreite klein zu halten.
Fig. 3 zeigt einen Kopf eines Scheibenspeichers. Dieser Kopf besteht aus· einem Kern 31* zwei Spulen 32 und 33, die
um den Kern gewickelt sind, und einem Gleitstück 34 zum Halten
des Kerns. Auch im Fall dieses Kopfes ist der Aufbau des Kopfspaltteils des Kerns genauso wie bei dem vorgenannten Kopf
für ein Fernsehbandspeichergerät.
Erfindungsgemäß wird ein solcher vorstehend beschriebener Magnetkopf z.B. nach den Verfahrensschritten erzeugt, wie sie
in Fig. 4 dargestellt sind.
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Als Material 4l des Kopfkerns wird hauptsächlich ein Einkristall oder ein warmgepreßter Sinterkörper aus einem
Ferrit des Mn-Zn oder Ni-Zn-Systems verwendet. Falls das Material 41 ein Einkristallferrit ist, wird eine bestimmte
Kristallorientierung gewählt, und das Material wird zu einer Waffel 42 in Form einer parallelen flachen Platte geschnitten.
Weiter wird die Waffel in einer bestimmten axialen Richtung zu einem Band 43 in Form eines rechteckigen Parallelepipeds
verarbeitet. Danach wird das Band 4j5 auf der Oberfläche 44 geläppt,
die mit einem Abstandsstück versehen werden soll,· das in einen Kopfspaltteil einzufügen ist, und die Oberfläche wird
auf einen Ebenheitsgrad von etwa 0,1/U /5mm und eine Oberflächenrauhigkeit
von weniger als etwa 0,1 poliert.
Anschließend wird in das so erhaltene Band 43 auf der
Innen- und Außenseite je eine V-förmige Nut 45 bzw. 46 eingraviert, um Kerben (s. auch Fig. 2) zu bilden, durch die eine
Spule um einen Kern gewickelt wird. Danach wird das Band 43
in einem solchen Heizofen, wie er noch beschrieben wird, und zwar in einer neutralen Atmosphäre, z.B. in Stickstoff oder
Argon auf eine Temperatur erhitzt, die mehr oder weniger oberhalb der thermischen Zersetzungstemperatur des verwendeten
Metallalkoxyds liegt, und seine polierte Oberfläche wird mit dem Dampf des Metallalkoxyds zwecks Bildung eines Metalloxydfilms
47 auf der Oberfläche in Berührung gebracht.
Auf dem das Band 43 bedeckenden Metalloxydfilm 47 wird
vielter ein anderer Streifen 43' angebracht, der auf seiner
Oberfläche poliert wurde, und die beiden Streifen werden mittels eines geeigneten Klebers miteinander verbunden, wobei
sich der Oxydfilm zwischen beiden befindet, um ein zusammengesetztes
Gebilde zu schaffen. Der so erhaltene Verbund wird in der zur Längsrichtung senkrechten Richtung dünn geschnitten,
um eine Kopfspitze 48 zu schaffen.
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Alternativ wird auoh der erwähnte Streifen 4>' mit einem
Metalloxydfilm 47' versehen und dann mit dem Streifen 43
verbunden, um einen Verbund zu schaffen, der dann in der gleichen Weise, wie vorstehend erwähnt, dünn geschnitten wird, um eine
Kopfspitze 49 zu schaffen.
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Die so hergestellte Kopfspitze 48 oder 49 wird geschliffen
oder geschnitten, um die Spurbreite kleiner zu machen, mit einer Spule bewickelt und dann zu einem Magnetkopf zusammengestellt,
wie er in Pig. 1 oder 3 gezeigt ist.
Fig. 5 ist eine schematische Skizze einer zur Erzeugung
eines nichtmagnetischen Oxydfilms auf dem genannten Streifen durch thermische Zersetzung von Metallalkoxyd verwendeten
Vorrichtung. Diese "Vorrichtung umfaßt einen Behälter 51 für ein Trägergas für Alkoxyddampf, eine Deoxydationsfalle 52
für das Trägergas, eine Dehydrationsfalle 53, ein Gasfilter 54,
ein Gasstromsteuerventil 55* ein Strömungsmeßgerät 56, einen
Wärmezersetzungsofen 50, ein Hauptrohr 57 zur Verbindung der verschiedenen, zwischen dem Behälter 51 und dem Wärmezersetzungsofen
50 in Reihe angeordneten Mittel, wenigstens einen Abzweigströmungsweg
58, der vom Hauptrohr 57 in einem Bereich zwischen
dem Gasfilter 54 und dem Wärmezersetzungsofen 50 abgezweigt und
wieder mit dem Hauptrohr verbunden ist, und ein Gasstromsteuerventil
59* ein Strömungsmeßgerät 60 und eine Metallalkoxydfalle 6l
mit einer Heizeinrichtung 62, die am Abzweigströmungsweg 58
angeordnet sind«
Der thermische Zersetzungsofen 50 besteht aus einem Ofenbehälter
65 in Form einer Kirchenglocke, einem Tragsoekel 64 dafür, einem Probenhalter 65, der durch ein im Tragsockel 64
vorgesehenes Loch in das Innere des Ofenbehälters 6j>
eingeführt ist, einem Zylinder 66 zum Halten des Probenhalters 65, einem
am unteren Teil des Probenhalters 65 angebrachten Heizgerät und einer Gasauslaßöffnung 68 im Tragsockel 64.
Als die genannte Deoxydationsfalle wird DIOXO verwendet, d.h. ein Deoxydant-Produkt von Baker & Co., USA, und als
Dehydrationsfalle wird eine Kühlfalle wie Trockeneis od. dgl. verwendet.
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Unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird z.B. ein Aluminiumoxydfilm auf einem Einkristallferritstreifen
gemäß einem der anschließend erläuterten Verfahren erzeugt.
Auf dem Probenhalter 65 des thermischen Zersetzungsofens
wird ein Ferritstreifen, der, wie erwähnt, auf der Oberfläche zwecks Anbringung eines Oxydfilms poliert ist, horizontal mit
der polierten Fläche nach oben angeordnet. Anschließend wird die Luft in der Vorrichtung völlig durch Stickstoff ersetzt,
der in die Vorrichtung vom Behälter 5I aus eingeführt wird.
Nachher wird das Ventil 59 am Abzweigströmungsweg 58 geschlossen,
und man läßt nur durch das Hauptrohr 57 eine größere oder kleinere Menge Stickstoffgas strömen. Der Streifen im Ofen
wird mittels des Heizgeräts 67 erhitzt und auf einer bestimmten Temperatur von 500°C gehalten.
Andererseits wird die Me tallalcoxy falle 6l, die am Abzweigströmungsweg
58 angebracht ist und vorher mit Aluminiumisopropoxyd
beschickt wurde, mittels der Heizeinrichtung 62 auf 1300C erhitzt. In diesem Zustand wird das Ventil 59 des Abzweigströmung
sweges 58 geöffnet, und die Gasströmungsgeschwindigkeit im Abzweigströmungsweg wird auf 1 l/min gehalten, während sie
im Hauptrohr auf 4 l/min gehalten wird. Wenn die Vorrichtung in vorstehend beschriebener Weise arbeitet, leitet man Dampf
des Aluminiumisopropoxyds in der Alkoxydfalle öl in Berührung
mit der Oberfläche des Ferritstreifens 69 im Wärmezersetzungsofen
50 zur Bildung eines dünnen Aluminiumoxydfilms auf der
Oberfläche. Dabei ist die Dickenwachsgesohwindigkeit des Aluminiumoxydfilms etwa 50 Ä/min. Dementsprechend läßt sich die
Dicke eines Aluminiumoxydfilms, der auf der Oberfläche des Ferritstreifens 69 erzeugt wird, genau auf einen gewünschten
Wert einstellen, indem man die Zeit der Wärmezersetzungsreaktion kontrolliert.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm mit einer Kurve zur Erläuterung der Abhängigkeit zwischen der erwähnten Erhitzungstemperatur
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des Aluminiumisopropoxyds und der Wachsgeschwindigkeit des auf
dem Streifen erzeugten Aluminiumoxydfilms. Wie aus Fig. 6
hervorgeht, kann die Wachsgeschwindigkeit des Aluminiumoxydfilms durch Erhöhung des Dampfdrucks des Aluminiumisopropoxyds
beschleunigt werden.
Im vorliegenden Verfahren kann die Wachsgeschwindigkeit des Oxydfilms allgemein gesteigert werden, wenn die Erhitzungstemperatur des Alkoxyds erhöht wird. Wenn jedoch die Wachsgeschwindigkeit
übermäßig erhöht wird, hat der erhaltene Oxydfilm eine niedrigere Dichte, so daß es nicht mehr möglich
ist, einen Oxydfilm mit einer ausreichend großen Härte zu erhalten. Bei der Ausführung des vorliegenden Verfahrens liegt
daher die Erhitzungstemperatur des Alkoxyds zweckmäßig innerhalb eines Bereiches, bei dem der erhaltene Oxydfilm
keine niedrigere Härte hat. Wenn im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Erhitzungstemperatur des Aluminiumisopropoxyds
150 G ist, hat der erhaltene Aluminiumoxydfilm
im wesentlichen die gleiche Härte wie ein Film aus rostfreiem Stahl.
Der Ferritstreifen, auf dem der Aluminiumoxydfilm in
vorstehender Weise erzeugt wurde, wird entsprechend den Verfahrensschritten nach Fig. 4 zu einer Kopfspitze weiterverarbeitet.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient des so erzeugten Aluminiumoxydfilms
ist T - 8 χ 10*" /0C und somit nahe dem von Ferrit,
nämlich 9 x 10"* / C. Dementsprechend treten kaum Abschälungen
des Aluminiumoxydfilms und dergleichen Schaden auf Grund von Abrieb, Hitze usw., die auf den Kopf einwirken, auf.
Wie schon erwähnt, läßt sich die Erfindung unter Verwendung
irgendwelcher Metallalkoxyde verwirklichen, sofern sie flüchtig sind und nichtmagnetische Oxyde als Wärmezersetzungsprodukte
liefern. Zum Beispiel kann ein Titanoxydfilm auf einem
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Perritstrelfen in gleicher Weise wie im vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel durch Erhitzen von Titanisopropoxyd auf 6O-9O°C unter Verwendung von Stickstoffgas als Trägergas erzeugt
werden. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des so erhaltenen Titanoxydfilms ist 8 - 9 χ 10 /0C und somit dem von Ferrit
sehr nah.
Die Tabelle 1 zeigt die Siedepunkte und bevorzugten Erhitzungstemperaturen verschiedener Metallalkoxyde und die
Erhitzungstemperaturen der Ferritkerne.
Tabelle 1: Vorzugsweise Metallalkoxyde zur Verwendung nach
vorliegender Erfindung und vorzugsweise Erhitzungstemperaturen .
Alkoxyde Siedepunkt °C(mmHg) Erhitzungs- Erhitzungstemperatur der temperatur des
Alkoxydfalle Ferritstreifens
Al(O
Si(OC2H5)
i-Ta(0C4H9)4
i-Zr(0C4H9)4
i-Hf(OC4H9)4
i-Zr(0C4H9)4
i-Hf(OC4H9)4
C (50mmHg) 175°C(8OmmHg)
3O°C(5OmmHg) 104°C(lmmHg)
l89OC(l8mmHg) 94°C(5mmHg) 89°C(5mmHg)
88°C(5mmHg)
12O-l4o°C 160-18O0G
20- 30°C 90-1000C
60- 90°C 80- 900C 70- 850C 70- 85°C
4oo-5oo°c
400-500
7oo-8oo°c 4oo-5oo°c 4οο-5οο°σ
5oo-6oo°c 500-6000C 5θθ-βοο°σ
Falls nach vorliegender Erfindung ein Dampf einer Mischung
von Metallalkoxyden in Berührung mit einem Ferritstreifen
gebracht wird, ergibt sich ein aus der Mischung der Metalloxyde bestehender Oxydfilm. Dabei wird die genannte Vorrichtung
zusätzlich noch mit einem Abzweigströmungsweg 58', einer
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Alkoxydfalle 6l', einer dafür dienenden Heizeinrichtung 62',
einem Strömungsmeßgerät βΟ1 und einem Gasstromsteuerventil 59'
versehen, wie die gestrichelten Linien in Fig. 5 zeigen. Unter Verwendung dieser Vorrichtung wird der Streifen im Wärmezersetzungsofen
auf etwa 5000C gehalten, und man füllt z.B. Aluminiumtriäthoxyd in eine Alkoxydfalle 6l und erhitzt es auf
etwa l6o°-l8o°C, während Siliziumtetraäthoxyd in die andere Alkoxydfalle 6l' gefüllt und auf 25-300C erhitzt wird. Anschließend
läßt man Stickstoffgas durch sowohl das Hauptrohr als auch den Abzweigströmungsweg 58 und den Abzweigströmungsweg
58' mit Geschwindigkeiten von 5 l/min, j3 l/min bzw.
10 l/min strömen, die einzelnen Alkoxyde werden thermisch zersetzt, und es ergibt sich eine Berührung des aus den beiden
Alkoxyden gemischten Dampfes mit dem Ferritstreifen, wodurch sich ein nichtmagnetischer Oxydfilm, bestehend aus Aluminiumoxyd
und Siliziumoxyd, auf dem Ferritstreifen erzeugen läßt. Dabei ist die Wachsgeschwindigkeit der Dicke des Films etwa
250 S/min.
Fig. 7 zeigt die Variation der Wachsgeschwindigkeit des
Oxydfilms, wenn beim vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel die Erhitzungstemperatur des Siliziumtetraäthoxyds 25°C ist
und die Erhitzungstemperatur des Aluminiumtriäthoxyds im Bereich von l6O-l8o°C variiert wird.
Der so erhaltene, aus der Mischung von Aluminiumoxyd und Siliziumoxyd bestehende Film ist härter und chemisch stabiler
als ein Film aus reinem Aluminiumoxyd oder reinem Siliziumoxyd, der in der gleichen Weise erhalten wird. Wenn dementsprechend
ein Abstandsstück für einen Kopfspalt durch einen solchen Misohoxydfilm gebildet wird, kann der Kopfspaltteil einen
besseren Abriebwiderstand erhalten.
Fig. 8 ist ein Diagramm mit einer Kurve zur Erläuterung der Abhängigkeit zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten
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AS
und der Zusammenhang eines aus Aluminiumoxyd und Siliziumoxyd bestehenden Mischoxydfilms. Nach Fig. 8 ist der Wärmeausdehnungskoeffizient
reinen Siliziumoxyds 6 - 7 χ 10~'/°C und unterscheidet
sich erheblich von dem des Ferrits, der 90 χ 10"'/0C
ist. Indessen ist der Wärmeausdehnungskoeffizient eines Mischoxydfilms,
der aus Siliziumoxyd und einer äquimolaren Menge Aluminiumoxyd besteht, etwa 40 χ 10~'/°C und so dem des Ferrits
ziemlich nah.
Zusätzlich können auch verschiedene Kombinationen von Metalloxyden verwendet werden, soweit die Oxydfilme liefern
können, die nichtmagnetisch, von großer Härte und hoher mechanischer Festigkeit sind und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweisen, der dem des Ferrits naheliegt. Zum Beispiel hat ein Film aus einer Mischung, die im wesentlichen gleiche
Mengen von Zirkonoxyd und Siliziumoxyd enthält, der entsprechend dem gleichen Verfahren wie im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
unter Verwendung von Zirkontetraäthoxyd und Siliziumtetraäthoxyd erzeugt wurde, einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
von etwa 8 - 9 χ 10~ /0C und ist in anderen
mechanischen und chemischen Eigenschaften dem genannten Film aus einer Mischung von Aluminiumoxyd und Siliziumoxyd im
wesentlichen gleich.
Nach vorliegender Erfindung besonders bevorzugte Kombinationen und Erhitzungstemperatüren von Alkoxyden und
bevorzugte Erhitzungs temperatur en des FerrJistreifens sind
in der Tabelle 2 zusammengefaßt.
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Tabelle 2: Kombinationen bevorzugter Alkoxyde zur Verwendung nach vorliegender Erfindung und bevorzugte Erhitzungstemperaturen .
Kombination und Erhitzungs- Erhitzungstemperatur der Alkoxyde temperatur des
Perritstreifens
ϊκ), (l60°C); Si(OC0H1-), ,_ . . * 400-500°C
5 3 2 5 4 (Raumtemperatur) v
^5)4 ( 800C); Si(OC2H5)^ (Raumtemperatur) . 500-600°(
J3H7J4 ( 80°0); Si(OO2H5J4 (RaumtempeI,atur) *00-500°C
(l60°0); t-TiiOCJLj.) (8O0O) 400-500°
( 800C); Si(OC3H5)^ (Raumtemperatur) 500-600°(
Ein Ferritstreifen, der einen Film trägt, der aus
wenigstens einer Art von niehtmagnetischen Oxyden besteht, die in vorstehend beschriebener Weise hergestellt sind, wird
entsprechend den Schritten nach Fig. 4 zu einer Magnetspitze weiterverarbeitet.
Zum Verbinden der Streifen verwendet man Kleber wie z.B. Glas, synthetische Harze usw. Indessen quellen synthetische
Harze unerwünscht auf Grund von organischen Stoffen, und daher ist die Verwendung von Glas vorzuziehen.
Um zwei Ferritstreifen 43 und 43' mittels Glas zu verbinden,
werden sie miteinander in Berührung gebracht, wobei zwischen diesen der nichtmagnetische Film 47 liegt, wie Fig. 4 zeigt,
und dann läßt man geschmolzenes Glas in den Spalt zwischen den beiden Ferritstreifen einfließen.
Der unter Anwendung der Erfindung erhaltene Magnetkopf
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trägt den niohtmagnetisehen Oxydfilm direkt auf der sorgfältig
polierten Oberfläche des Ferrits. Weiter kann man als einen solchen Film einen Oxydfilm mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten
auswählen, der dem des Ferrits nahe ist. Dementsprechend ist es möglich, ein Abstandsstück für einen Kopfspalt zu schaffen,
das fest mit dem Kernkörper verbunden wird und sich nur schwer davon ablöst.
Weiter ist es erfindungsgemäß auch möglich, die Dicke des das vorerwähnte Abstandsstück darstellenden Oxydfilms gleichmäßig
und genau zu steuern. Zum Beispiel beträgt bei einem durch Berührung des genannten Aluminiumisopropoxyddampfes mit
einem Ferritstreifen erzeugten Oxydfilm die Schwankung der Dicke des Films nur etwa ± 0,02 Ai. Außerdem ist, wenn Glas
als Kleber verwendet wird, die Schwankung der Spaltbreite des ganzen Spaltes + 0,1 /U je 5 mm. Gemäß der Erfindung ist es
daher sehr leicht, einen Kopfkern mit einer Spaltbreite von weniger als 1 /U herzustellen.
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Claims (5)
1. Verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes unter Verwendung einer Kopfspitze mit einem Magnetspalt, dessen
Breite mittels eines Abstandsstückes eingestellt wird, das aus einem niohtmagnetischen Oxydfilm besteht, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
Ein Perritstreifen gewünschter Form wird auf der Oberfläche ausreichend glatt poliert, um mit einem Magnetspalt versehen
zu werden;
der Ferritstreifen wird dann in einer inerten oder neutralen Atmosphäre auf eine thermische Zersetzungstemperatur eines zur
Erzeugung eines Abstandsstückes für den Spalt verwendeten Metallalkoxydes erhitzt;
wenigstens ein flüchtiges Metallalkoxyd wird verdampft, das zur Erzeugung eines nichtmagnetischen Metalloxyds durch
thermische Zersetzung geeignet ist;
der Dampf des verdampften Alkoxyds wird mit dem erhitzten Ferritstreifen in Berührung gebracht, wobei ein inertes oder
neutrales Gas als Trägergas verwendet wird, und das Alkoxyd wird auf der polierten Oberfläche des Ferritstreifens zur
Bildung eines nichtmagnetischen Oxydfilms mit einer gewünschten Dicke thermisch zersetzt; und der den Oxydfilm tragende
Ferritstreifen wird unter Verwendung eines Klebers mit einem anderen Ferritstreifen verbunden, wobei der nichtmagnetisehe
Oxydfilm zwischen diesen liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metalläkoxyd mindestens ein Glied aus der Gruppe der
Alkoxyde der Metalle Aluminium, Silizium, Titan, Zirkon und Hafnium gewählt ist.
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- T8--
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kleber zur Verbindung der beiden Perritstreifen Glas ist.
k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Metallalkoxyd Aluminiumalkoxyd ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Metallalkoxyd eine Mischung von Aluminiumalkoxyd von Siliziumalkoxyd ist.
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XO
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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