DE2442242A1 - Verfahren zur bildung einer schutzschicht auf einem magnetischen aufzeichnungsmaterial durch ionische plattierung - Google Patents
Verfahren zur bildung einer schutzschicht auf einem magnetischen aufzeichnungsmaterial durch ionische plattierungInfo
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DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT ■- .
Mönchen Hamburg
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4. September 1974-
W. 42 136/74 13/Ja
Fuji Photo Film Co., Ltd. Kanagawa (Japan)
Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht auf einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial
durch ionische Plattierung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht auf einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial
durch ionische Plattierung.
Bei dem ionischen Plattierungsverfahren zur Bildung eines Films auf einem Substrat wird eine Spannung zwischen
dem zu plattierenden Substrat und einem filmbildenden Metall in einer inerten Gasatmosphäre bei hohem Vakuum so
angelegt, daß das elektrische Potential des Substrats niedriger ist als dasjenige des filmbildenden Metalls, und anschließend
wird das filmbildende Metall geschmolzen und verdampft, um einen Film auf dem Substrat zu bilden.
Materialien oder Gegenstände mit komplizierten Gestalten können bei dem ionischen Plattierungsverfahren relativ
gleichförmig plattiert werden und die ionische Plattierung ist frei von Problemen der Umweltverschmutzung durch Abfallflüssigkeiten,
da dieses von anderen gebräuchlichen Plattie-
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rungsverfahren verschieden ist. Daher richtete sich die Aufmerksamkeit
seit kurzem auf das ionische Plattierungsverfahren. Das ionische Plattieren ist tatsächlich auf verschiedenen Gebieten anwendbar, z.B. Goldplattierung von Metallgegenständen
zwecks Verbesserung der Erosionsbeständigkeit und des Aussehens und zur Erteilung von Glanz- und Gleitfähigkeit
(lubrication) im Vakuum an diese.
Andererseits sind Magnetplatten und Magnettrommeln wichtige Speichereinheiten i . Elektronenrechnernida sie eine kurze
Zugriffszeit aufweisen, und diese sind als Aufzeichnungsund Wiedergabemedien für ein Aufzeichnen im Schnellgang und in
der Zeitlupe sehr wichtig. Diese Magnetplatten und Magnettrommeln besitzen ausgezeichnete Eigenschaften, und in letzter
Zeit wurden wesentliche' Fortschritte hinsichtlich der Verbesserung
derselben erzielt, und es wurden nunmehr solche mit einer hohen Aufzeichnungsdichte hergestellt. Im allgemeinen werden
diese Magnetplatten und -trommeln hergestellt, indem man auf einem nichtmagnetischen Träger einen magnetischen Film bildet.
Kunststoffe wie ternäre Acrylnitril-butadien-styrol-copolymere, Polyathylenterephthalat und Polycarbonate und nichtmagnetische
Metalle wie Alurainiumlegierungen, Kupfer und Kupferlegierungen werden als nichtmagnetisches Substrat verwendet.
Der magnetische Film wird auf dem Substrat zum Beispiel durch gebräuchliche Elektroplattierung oder Verdampfungsplattierung
gebildet und der magnetische Film wird aus Metallen, z.B. ferrogmagnetischen Metallen wie Fe, Co. Ni oder dergl.
oder ferromagnetischen Legierungen wie Fe-Co, Fe-Ni, Co-Ni,
Fe-RH, Co-P, Co-B, Co-Y, Co-La, Co-Ce, Co-Pr, Co-Sm, Co-Pt, Co-Mn, Fe-Co-Ni1Co-Ni-P, .Co-Ni-B, Co-Ni-Ag, Co-Ni-Nd,
Co-Ni-Ce, Co-Ni-Zn, Co-Ni-Cu, Co-Ni-W, Co-Ni-Mo und Co-Ni-Re. gebildet.
Magnettrommel und Magnetplatten von großer Kapazität können
durch Kombination einer Anzahl der vorstehend beschriebenen
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nichtmagnetischen Substrate und magnetischen Metallfilme hergestellt werden und diese Magnetplatten- und -trommeln werden
insbesondere als magnetische Speichereinheiten mit ausgezeichneten Eigenschaften bezeichnet (vergl. z.B. japanische
Offenlegungsschrift Nr. 45716/72 und US-PS 2 643 331). Außerdem
wurden seit kurzem Magnetplatten für Bildrasterspeicherung beim Videoaufzeichnen und Zeitlupenvideoaufzeichnen durch Modifikation
der Zeitachse verwendet. Bei diesen Magnetplatten und -trommeln aus nichtmagnetischen Substraten und magnetischen
Filmen werden harte und haltbare Schutzfilme vorgesehen, um ein Beschädigen der magnetischen Filme aufgrund von wiederholtem
Aufzeichnen und Wiedergeben zu verhindern.
Diese Schutzfilme müssen zwangsläufig ausreichend beständig gegenüber Kratzerbildung, Stoß, Staub und ähnliche äußere
Kräfte sein.
Demgemäß muß eine gleichförmige harte und haltbare Schutzschicht,
die insgesamt dünner als die Mindestaufzeichnungslänge
(im allgmeinen dünner als etwa 0,5 bis 2 λχ) ist, auf der Magnetschicht
vorgesehen werden. Bei Inberührungbringen mit einem Magnetkopf aus Permalloy, Ferrit oder dergl. bei hoher Geschwindigkeit
von etwa 10 bis 40 m/sec muß der Schutzfilm vollständig haltbar gegenüber Schlag oder Stoß sein und fähig sein, die
Magnetschicht zu schützen. Hierfür ist die Bildung einer Spiegeloberfläche, z.B. einer plattierten Rhodiummetalloberfläche auf
der Magnetschicht durch Elektroplattierung wirksam. Jedoch ist eine mit Rhodium plattierte Oberfläche insofern etwas nachteilig,
als die plattierte Oberfläche zum Rauhwerden neigt, wobei sich diese Rauhigkeit aus kleinen Öffnungen oder Löchern aufgrund
der Wirkung der unteren, plattierten Grundschicht und von während der Plattierung mit Rhodium erzeugtem Wasserstoffgas
ergibt. Der Magnetkopf hängt sich häufig in Löchern oder
fest
derglyrwenn er über die rauhe Oberfläche geführt wird und'bewirkt
nach Wiederholung eine Beschädigung der Schutzschicht in
Laufrichtung des Kopfes (oder in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Platte).
509812/1000 ·
_4- 2U2242
Elektroplattierung und Verdampfungsplattierung sind typische Ausführungsformen für die Bildung von Schutzfilmen;
jedoch sind diese Arbeitsweisen völlig unbefriedigend, da hierbei zusätzlich zu den vorstehend geschilderten Nachteilen
noch die nachstehend beschriebenen Mangel auftreten.
Sowohl Magnettrommeln als auch -scheiben verlangen Schutzfilme, die ähnliche Eigenschaften besitzen und die in ähnlicher
Weise gebildet werden; die nachstehende Erläuterung wird mit Bezug auf die Magnetplatte gegeben.
Die Bildung eines Schutzfilmes durch Plattierung wird wie folgt ausgeführt;
Nachdem eine Magnetschicht von Co-P, Co-Ni-P oder dergl.
auf eine Aluminiumlegierung oder eine Kupferlegierung plattiert worden ist, werden eine oder mehrere Schutzschichten durch
Chromplattierung, Rhodiumplattierung, Nickel-Zinn-Legierungsplattierung,
Nickel-Phosphor-Plattierung, Osmimumplattierung, Rheniumplattierung und/oder Rutheniumplattierung aufplattiert,
wie dies z.B. in der japanischen Auslegeschrift 49603/72 und in der US-PS 3 417 389 und 3607 460 beschrieben ist.
Bei dem vorstehend angegebenen Plattierungsverfahren werden
Metallionen in einem Plattierungsbad gelöst und die Magnetschicht der Magnetplatte wird mit den Metallen durch Elektroplattierung
plattiert.
Die Schutzfilme, die durch dieses Plattierungsverfahren gebildet
werden, besitzen die folgenden Nachteile:
1. Die Schut2ß3kLch.t wird durch die Aktivierung der Oberfläche
der Magnetschicht leicht beeinflußt und die Haftung zwischen der Magnetschicht und dem Schutzfilm ist schlecht.
2. Die Dicke der plattierten Schutzschicht ist häufig ungleichförmig, da die Schicht durch Elektroplattierung gebildet
wird.
5098 12/1000
3- Eine viel größere Menge von Metallen muß in ein
Plattierungsbad eingebracht v/erden als die Menge an Metallen,
die tatsächlich plattiert wird, und somit sind die Herstellungskosten
des Plattierungsbades außerordentlich hoch, wenn teure Metalle zur Anwendung gelangen.
4. Das Plattierungsbad muß stets im Verlauf der Zeit
geregelt und eingestellt werden.
5. Die Oberfläche des plattierten Schutzfilmes ist kaum gleichförmig.
Andererseits besitzen Schutzfilme, die durch Verdampf ungsplattierung
gebildet werden, die folgenden Nachteile:
1. Die Haftung an dem magnetischen Grundfilm ist außerordentlich
schlecht. .
2. Die Oberfläche des magnetischen Films muß unbedingt
außerordentlich sauber gehalten werden.
Wie vorstehend gezeigt, besitzen sämtliche Schutzfilme, die durch Elektroplattierung oder Verdampfungsplattierung
erhalten wurden, verschiedene Mangel und Nachteile,.und sie
sind als Schutzfilme für Magnetplatten nicht zufriedenstellend.
Die Bildung von Schutzfilmen wurde gründlich untersucht, und es wurde gefunden, daß Schutzfilme, die durch ionische Plattierung
gebildet werden, außerordentlich gut sind, und daß diese Filme frei von sämtlichen der Nachteile sind, die bei
Schutzfilmen vorhanden sind, die durch Blektroplattierung oder Verdampfungsplattierung erhalten wurden, und daß sie eine
praktisch brauchbare Haltbarkeit besitzen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines technisch und wirtschaftlich vorteilhaften Verfahrens zur Bildung eines
gleichmäßigen Schutzfilms auf einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial
mit einer guten Haftung an dem Substrat.
509812/100 0
— ο —
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Bildung einer
Schutzschicht auf einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial durch Ionenplattierung geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß man eine Glimmentladung von Stickstoff oder einem inerten
—1 —5
Gas bei einem Vakuum von etwa 1 χ 10 mm Hg bis 1 χ 10 mmHg
zwischen einer magnetischen Aufzeichnungssubstanz als Substrat und wenigstens einem Metall aus der Gruppe von Metallen der
Gruppe IB, Gruppe HB, Gruppe VIB, Gruppe VIIB und Gruppe VIIlJ|
als Verdampfungsquelle erzeugt und auf das Substrat und auf die Verdampfungsquelle eine Spannung so aufbringt, daß das elektrische
Potential des Substrates niedriger ist als das elektrische Potential der Verdampfungsquelle.
Die magnetische Aufzeichnungsschicht des magnetischen Aufzeichnungsmaterials,
welche bei dem Verfahren gemäß der Erfindung das Substrat darstellt, ist ein dünner ferromagnetischer
Metall- oder Metallegierungsfilm, der durch übliche Elektroplattierung
oder Verdampfungsplattierung gebildet wurde und wenigstens
eines der Metalle von Fe, Co.und Ni enthält. Beispiele
für die ferromagnetische Schicht sind dünne ferromagnetische Metallschichten oder Metallegierungsschichten aus Fe, Co, Ni,
Fe-Co, Fe-Ni, Co-Ni, Fe-Co-Ni-Re-Rh, Co-P, Co-B, Co-Y, Co-La, Co-Ce, Co-Pr, Co-Sm, Co-Pt, Co-Mn, Co-Ni-P, Co-Ni-B, Co-Ni-Ag,
Co-Ni-Nd, Co-Ni-Ce, Co-Ni-Zn, Co-Ni-Cu, Co-Ni-W, Co-Ni-Mo und Co-Ni-Re, wobei Co-P und Co-Ni-P bevorzugt sind.
Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung für die Verdampfungsquelle
verwendeten Metalle sind nichtmag2-e tis ehe Metalle/aus
der Gruppe IB, Gruppe HB, Gruppe VIB, Gruppe VIIB und Gruppe VIIII, wie Cu, Ag, Au; Zn; Cr, Mo, W; Mn, Tc, Re,
Ru, Rh, Pd, Os, Ir und Pt.
Diese Metalle können allein als Verdampfungsquelle bei der Ionenplattierung verwendet werden, oder es kann andererseits
eine Mehrzahl von Verdampfungsquellen von diesen Metallen vorgesehen werden, wobei sämtliche der Metalle gleichzeitig verdampft
werden, während das angelegte Potential in geeigneter
509812/10OQ
Weise geändert wird, um einen Metallegierungsfilm durch Ionenplattierung
zu bilden.
Außerdem ist es wirksam, intermittierend wiederholt das gleiche Metall oder verschiedene Metalle zu plattieren, um
ein Erhitzen der unteren plattierten Schicht zu vermeiden.
Die Größe des Vakuums oder des Druckes der Stickstoffgasatmosphäre
oder Inertgasatmosphäre liegt im wesentlichen im Be-
—1 —5
reich von etwa 1x10 mmHg bis 1x10 mmHg bei dem Verfahren
gemäß der Erfindung, was für die Durchführung der ionischen Plattierung wichtig ist. Wenn der Vakuumgrad niedriger
als 10 mmHg ist, entspricht dies nahezu dem Vakuumgrad beim
gebräuchlichen Verdampfungsplattieren. Wenn andererseits der Druck höher ist und in dem Bereich von 10 mmHg (oder 1 mmHg)
zu bis 10 mmHg fällt, ist die Durchführung der,Glimmentladung
schwierig, und die Leistungsfähigkeit beim ionischen Plattieren wird verringert, wodurch die Bildung von dünnen Filmen von
schlechter Qualität mit einer pulverigen groben Oberfläche verursacht
wird. Diese Filme besitzen eine außerordentlich schlechte Haftung an dem Substrat. Demgemäß ist zu beachten, daß der
vorstehend vorgeschriebene Bereich für den Vakuum grad der Inertgasatmosphäre
unbedingt erforderlich ist bei dem Verfahren gemaß der Erfindung, und daß dieses Verfahren tatsächlich unwirksam
wird, wenn der Vakuum grad· beim ionischen Plattieren außerhalb dieses Bereiches fällt. '
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der Potentialunterschied
zwischen der magnetischen Aufzeichnungssubstanz (negatives Substrat) und der Metallkomponente (positive Verdampfungsquelle)
dadurch erhalten, daß man eine Gleichspannung von etwa 0,5 kV bis 5 kV zwischen beiden anlegt.
Die Dicke des Schutzfilmes, der auf dem magnetischen Aufzeichnungssubstrat
vorgesehen wird, liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 0,05 /U bis 2 /U, und die ionische Plattierung
wird während etwa 5 bis 180 Sekunden unter den vorstehend ange-
5098 12/10 00
gebenen Bedingungen zur Bildung eines Schutzfilmes mit einer Dicke im vorstehend angegebenen Bereich ausgeführt,
Bei dem Verfahren zur ionischen Plattierung gemäß der Erfindung werden die vorstehend angegebenen Metalle geschmolzen
und in eine Atmosphäre von Stickstoffgas oder Inertgas (z.B.
Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon oder Radon) in gleicher
Weise wie "bei dem gebräuchlichen Verdampfungsplattieren, wie vorstehend bereits angegeben, verdampft« Die Schmelz- und Verdampfungstemperaturen
variieren natürlich in Abhängigkeit von den verwendeten Metallen, sie können (jedoch im allgemeinen im
Bereich von etwa dem Schmelzpunkt bis zum Siedepunkt und insbesondere vom Schmelzpunkt bis etwa 15CPG oberhalb des Schmelzpunktes
liegen. Temperaturen von etwa 100O3G bis 2000E können
zur Anwendung gelangen, wobei sie jedoch in Abhängigkeit von
dem verwendeten spezifischen Metall variieren· Im Gegensatz zu dem gebräuchlichen Verdampfungsplattieren wird Jedoch ein
elektrisches Gleichstromfeld zwischen dem Substrat und der Verdampfungsquelle
(zu schmelzende und zu verdampf ende Metallkomponenten) bei dem ionischen Plattieren gemäß der Erfindung
angelegt, und daher werden die verdampften Metalle ionisiert, damit diese fähig sind, in die Oberfläche der auf ein Substrat
aufgebrachten magnetischen Aufzeichnungssubstanz mit hoher Energie einzudringen und diese zu imprägnieren. Demgemäß kann eine
außerordentlich starke Haftung zwischen der plattierten Metallschicht und dem Substrat bei dem ionischen Plattieren gemäß der
Erfindung, verglichen mit dem gebräuchlichen Verdampfungsplattieren,
erzielt werden. Die Oberfläche des Substrats, das durch ionische Plattierung plattiert werden soll, kann vollständig
gereinigt werden, indem man vorher die Glimmentladung während etwa 10 bis 20 Minuten vor der ionischen Plattierung in
der gleichen Atmosphäre von Stickstoff gas oder Inertgas, deren Druck auf etwa 1 χ 10 mmHg bis 1 χ 10~"^.mmHg eingestellt ist,
ausführt, wobei keine andere unterscMed/lTorlbeliaaadliang für die
Reinigung der Oberfläche des Substrates erforderlich, ist.
509812/1000
Die ionische Plattierung wird in gleicher Weise wie die
gebräuchliche Verdampfungsplattierung ausgeführt, und daher
ist die Dicke des gebildeten Schutzfilms außerordentlich gleichförmig und dessen Oberfläche ist im wesentlichen glatt
im Gegensatz zu dem Schutzfilm, der durch Elektroplattierung gebildet wurde. Bezüglich der beim ionischen Plattieren gemäß
der Erfindung zur Anwendung gelangenden Menge an Metall ist eine außerordentlich geringe Menge an Metall, die in ein Verdampfungsschiffchen
eingebracht ist>,. ausreichend, und daher kann der Schutzfilm mit einer sehr geringen Metallmenge gebildet werden, im Unterschied zu der Elektroplattierung, bei welcher
eine große Metallmehge erforderlich ist. Außerdem wird die
ionische Plattierung gemäß der Erfindung in einer Stickstoffgasoder
Inertgasatmosphäre, die nicht unter einem übermäßig hohen Grad von Vakuum vorliegt, ausgeführt, und daher ist die Betriebsleistung
des Verfahrens gemäß der Erfindung gut und stabil, und es können reproduzierbare Schutzfilme erhalten werden..
Außerdem kann die Größe der Teilchen der filmbildenden Metalle, die durch ionische Plattierung aufplattiert werden sollen, durch geeignete Regelung des jeweiligen Partialdrucks
des vorhandenen Inertgases geregelt werden, und daher ist die Farbe des gebildeten Filmes frei von metallischem Glanz, wobei
der Film schwarz gefärbt ist, und die Haftung des Films an dem Unterlagesubstrat ist sehr stark. Wenn eine Magnetplatte mit
einem durch das ionische Plattierungsverfahren gemäß der Erfindung aufplattierten Schutzfilm aus Metall für die praktische
Verwendung unter Anwendung eines VideoplattenaufZeichners geprüft
wurde, zeigte es sich, daß der Schutzfilm außerordentlich.,
stabil war und die Haltbarkeit der Magnetschicht verbessern konnte.
Das magnetische Aufzeichnungsmaterial mit einer durch ionische Plattierung gemäß der Erfindung gebildeten Schutzfilmschicht besitzt eine maximale magnetische Flußdichte (Bm) von '
etwa 10 000 bis 15000G, eine magnetische Restflußdichte (Br)
von etwa 6 000 bis 10 00OG und eine Koerzitivkraft (Hc) von etwa
509812/1000
300 bis 600 Oe. Diese Charakteristika sind nahezu die gleichen wie diejenigen eines magnetischen Aufzeichnungsmaterials ohne
eine Schutzfilmschicht.
Der durch ionisches Plattieren nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gebildete Schutzfilm ist frei von den Nachteilen
von anderen Schutzfilmen, die durch Elektroplattierung oder Verdampf ungsplattierung gebildet wurden, und besitzt, verglichen
mit dem letzteren, überlegene Eigenschaften.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert.
Wenn nichts anderes angegeben ist, sind sämtliche Teile, Prozentangaben, Verhältnisse oder dergl. auf Gewicht bezogen.
Unter Verwendung einer Aluminiumlegierungsplatte (A,A7O75)
wurde eine Platte oder Scheibe (Außendurchmesser 10 cm, Innendurchmesser 3 cm, Dicke 5 mm) hergestellt. Nachdem die Oberfläche
dieser Platte durch mechanische Bearbeitung bis auf einen Grad von 0,1S oder darunter (Oberflächenrauheit JIS B0601 1970)
aufgerauht worden war, wurde die so aufgerauhte Oberfläche vollständig gereinigt. Danach wurde die Oberfläche in der Reihenfolge
einer Zinksubstitutionsplattierung und einer Kupfersulfatplattierung plattiert. Die so vorbehandelte Oberfläche wurde mit
einer magnetischen Plattierung aus dem Co-Ni-Cu-System, das die nachstehend angegebenen Komponenten enthält, plattiert. Die Dicke
der plattierten magnetischen Schicht betrug 0,2 /U.
Kobaltsulfat.7H2O 40 g/Liter
Kobaltchlorid-6H20 5 g/Liter
Nickelsulfat.7H2O 40 g/Liter
Nickelchlorid. 6H2O 5 gAiter
Formalin 3 cc/Liter
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Kupfersulfat.5H2O 0,13 g/Liter
1-5-Napthalindisulfonsäure 0,2 g/Liter
Borsäure 20 g/Liter
Wasser Rest auf 1 Liter
Die so hergestellte Magnetplatte besaß die folgenden magnetischen Eigenschaften: Bm = 12 00OT, Br = 8 500 G,
Hc = 450 Oe.
Danach wurde eine Schutzschicht mit einer Dicke von 0,22 λχ auf der Oberfläche der plattierten magnetischen
Schicht dieser Magnetplatte vorgesehen, wobei ein Rhodiumplattierungsbad, das die nachstehend angegebenen Komponenten
enthielt, verwendet wurde:
Rhodiumsulfat 15 g/Liter
Schwefelsäure . 5 cc/Liter Wasser. ' fies*t auf -| Liter
Eine Prüfung der Gebrauchsdauer der Schutzschicht. der.
so hergestellten Magnetplatte wurde durch Antrieb der Platte ausgeführt.
Die Prüfung der Gebrauchsdauer oder Lebensdauer wurde insbesondere wie folgt ausgeführt:
Ein Ferritkopf wurde unter Druck auf der Magnetplatte bei einem Abstand von 9 cm von der Mitte der Platte befestigt,
und die Platte wurde mit einer Geschwindigkeit von 1 800 U/min in Umdrehung versetzt, worauf ein Signal von 4 MHz aufgezeichnet
und kontinuierlich reproduziert wurde. Die Prüfung wurde kontinuierlich durchgeführt, bis der Ausgang Null wurde, und
die verstrichene Zeit wurde als Gebrauchsdauer der Platte aufgenommen. Bei diesem Versuch wurde der Plattenantrielb in
einem sauberen Raum ausgeführt (Klasse 100, d.h. mil; weniger
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als 100 Teilchen mit einer Größe von 2 Mikron je 28,3 xs?
um
(cubic foot)),/äußeren Staub zu vermeiden.
(cubic foot)),/äußeren Staub zu vermeiden.
Es wurde dabei eine Lebensdauer der untersuchten Rhodiumschutzschicht
von 873 Stunden gefunden.
Auf der Oberfläche einer Platte, die in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 vorbehandelt worden war, wurde
eine magnetische Schicht mit einer Dicke von 0,2 λχ unter Verwendung
eines magnetischen Plattierungsbades, das die folgenden Komponenten enthielt, plattiert:
Nickelsulfat·7Η20 300 g/Liter
Nickelchlorid.6H2O 100 g/Liter
Borsäure 50 g/Liter
unterphosphorige Säure 20 g/Liter Wasser Rest auf 1 Liter
Auf die so plattierte magnetische Schicht wurde außerdem ein Rheniumschutzfilm mit einer Dicke von 0,22 Ai unter
Verwendung eines Plattierungsbades mit den nachstehend angegebenen Komponenten plattiert:
Rheniumsulfat 15 g/Liter
Schwefelsäure 20cc
Wasser: ßest auf -j Liter
Die Prüfung der Gebrauchsdauer wurde in gleicher Weise, wie vorstehend in Beispiel 1 angegeben, ausgeführt, und es
wurde festgestellt, daß die Gebrauchsdauer des durch Plattierung gebildeten Rheniumschutzfilms 420 Stunden betrug.
Auf die Oberfläche einer plattierten magnetischen Schicht einer Magnetplatte, die in gleicher Weise wie in Vergleichs-
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beispiel 1 behandelt worden war, wurde ein Chromschutzfilm mit einer Dicke von 0,22 /U durch Vakuumverdampfungsplattie-
/ _K
rung vorgesehen, wobei der Grad des Vakuums 1,8 χ 10 mmHg betrug und die Temperatur der Platte 260C war.
Die Prüfung der Gebrauchsdauer wurde in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 ausgeführt, wobei der Ausgang in
mehreren Minuten verlorenging. Dies ist auf die schlechte Haftung zwischen dem durch Verdattpfungsplattierung auf plattierten ;,:".
Chromschutzfilm und der unterplattierten Magnetschicht zurückzuführen. .- -
Beispiel 1 *"■.-' ".
Auf die Oberfläche einer plattierten magnetischen Schicht einer Magnetplatte, die in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel
1 behandelt worden war, wurde durch ionische Plattierung ein Rhodium- oder Chromschutzfilm vorgesehen. Die Probe mit
dem Rhodiumschutzfilm wurde als Probe 1-1 bezeichnet, und die Probe mit dem Chromschutzfilm wurde als Probe Nr. 1-2 bezeichnet.
Die ionische Plattierung wurde wie folgt ausgeführt:
Argongas von hoher Reinheit wurde vorhergehend in das
System nach und nach eingebracht, um eine Argongasatmospnäre
—2
bei einem Vakuum von 1,2 χ 10 mmHg zu erzeugen, und die Magnetplatte
wurde als negativer Pol angeordnet, und das verdampfbare Metall (Rhodium oder Chrom) wurde als positiver Pol in
einem Abstand von 15 cm zwischen den beiden Polen vorgesehen. .
Eine Gleichspannung von 1,5 kV wurde zwischen diesen beiden Polen angelegt, um die Glimmentladung dazwischen auszuführen,
und die ionische Plattierung wurde fortgesetzt, bis ein'Schutzfilm
mit einer Dicke von 0,22 /u. gebildet war. Die Dauer der
ionischen Plattierung betrug etwa 15-20 Sekunden.
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Bie Prüfung der Gebrai chsdauer an den beiden Proben
1-1 und 1-2, die in dieser Weise erhalten worden waren, wurde
in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 ausgeführt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden
Tabelle I aufgeführt:
| Tabelle I | Prüfung der Gebrauchsdauer |
|
| Probe | verdampfbares Metall | etwa 2800 Stunden etwa 1700 Stunden |
| 1-1 1-2 |
Rh Cr |
|
Bie magnetischen Eigenschaften der Magnetplatte mit dem
vorstehend beschriebenen Schutzfilm waren wie folgt: Bm = 12 000 G, Br = 8 500 G, Hc = 450 Oe. Diese Eigenschaften
sind die gleichen wie diejenigen der Magnetplatte von VergleicQsbeispiel
1 vor dem Plattiert mit der Rhodiumschutzschicht. Somit wurde bestätigt, daß die Schutzfilme, die durch ionische
Plattierung gebildet wurden, die magnetischen Eigenschaften der Magnetplatte nicht beeinflussen. Außerdem ist ersichtlich,
daß die Ergebnisse von diesem Beispiel denjenigen von den Vergleichsbeispielen 1,2 und 3 überlegen sind.
In diesem Beispiel war jedoch die Oberfläche des durch ionische Plattierung auf der Magnetplatte gebildeten Films
teilweise uneben, und die Leuchtkraft war in einigen Stellen auf der Oberfläche der Magnetplatte verschieden, und einige
sich
Teile schalten/bei der Haftungsprüfung unter Verwendung eines Cellophanklebstoffbandes ab.
Teile schalten/bei der Haftungsprüfung unter Verwendung eines Cellophanklebstoffbandes ab.
Auf der Oberfläche einer plattierten Magnetschicht einer
Magnetscheibe, die in gleicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 behandelt; worden war, wurde ein Rhodium-, Chrom-, Molybdän-,
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Wolfram-, Rhenium- oder Osmiumschutzfilm durch .irische Plattierung
vorgesehen. Diese Proben wurden als Probe II-1, Probe Mr.
II-2, Probe Nr. II-3, Probe Nr. II-4, Probe Nr. II-5 und Probe Nr. II-6 jeweils bezeichnet.
Die ionische Plattierung wurde wie folgt ausgeführt:
Argongas von hoher Reinheit wurde vorhergehend in das System nach und nach eingebracht, um eine Argongasatmosphäre
mit einem Vakuum von 1,2 χ 10 mmHg zu erzeugen, und die Magnetplatte
wurde als negativer Pol und das Schiffchen für das verdampfbare Metall als positiver Pol mit einem Abstand von 15 cm
zwischen den beiden Polen angeordnet. Vor dem Eindringen des verdampfbaren Metalls in das Boot wurde eine Gleichspannung von
1 kV zwischen den beiden Polen angelegt, um eine Glimmentladung dazwischen während 5 Minuten auszuführen. Diese Behandlung
wurde zwecks Reinigung und Säuberung der Oberfläche der unteren plattierten Magnetschicht ausgeführt.
Nach der Reinigungsbehandlung wurde das verdampfbare Metall (Rhodium, Chrom, Molybdän, Wolfram, Rhenium oder Osmium)
in das Schiffchen eingebracht, und eine Gleichspannung von 1,5 kV
wurde zwischen den beiden Polen angelegt, um eine Glimmentladung dazwischen auszuführen. Die ionische Plattierung wurde fortgesetzt
bis ein Schutzfilm mit einer Dicke von 0,22 λχ gebildet
war, und die Dauer der ionischen Plattierung betrug etwa 15 bis
25 Sekunden.
Die Prüfung der Gebrauchsdauer wurde an den so erhaltenen
Proben II-1, II-2, II-3, II-4, II-5 und II-6 in gleicher Weise
wie in Vergleichsbeispiel 1 ausgeführt, und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt:
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| - 16 - | 2U22A2 | |
| Tabelle H | ||
| robe | verdampfbares Metall | Prüfung der Gebrauchsdauer |
| II-1 | Rh | 5000 Stunden oder mehr |
| ΙΪ-2 | Cr | etwa 4000 Stunden |
| II-3 | Mo | etwa 1800 Stunden |
| II-4 | etwa 2000 Stunden | |
| II-5 | Re | etwa 4300 Stunden |
| II-6 | Os | etwa 2300 Stunden |
Das Ausmaß der ionischen Plattierung in diesem Beispiel betrug 1000 S/sec bis 3 000Ä/sec.
Die magnetischen Eigenschaften der Magnetplatte mit den jeweiligen
Schutzfilmen waren die gleichen wie diejenigen der Magnetplatte von Vergleichsbeispiel 1 vor dem Plattieren mit der
Rhodiumschutzschicht. Somit wurde bestätigt, daß die Schutzfilme, die durch ionische Plattierung in diesem Beispiel 2 gebildet
worden waren, nicht die magnetischen Eigenschaften der Magnetscheibe beeinflussen.
In diesem Beispiel 2 war die Oberfläche des jeweils durch ionische Plattierung auf der Magnetplatte gebildeten Schutzfilmes
sehr gleichmäßig und eben, und der Film schälte sich bei dem gleichen Cellophanbandhaftungstest, wie vorstehend in Beispiel 1
beschrieben, nicht ab.
Bei Vergleich der Ergebnisse von Beispiel 1 mit denjenigen von Beispiel 2 wird festgestellt, daß die Leistung oder Wirksamkeit
der Glimmentladung in dem gleichen System, in welchem das verdampfbare Metall nicht in das Schiffchen eingebracht worden
war, vor der ionischen Plattierung wirksam zur Reinigung der Oberfläche der unteren plattierten Magnetschicht war, und daß
die Haftung^danach durch ionische Plattierung auf diese magneti-
509812/1000
sehe Schicht aufplattierten Schutzschicht hierdurch verbessert
wurde.
Die Ergebnisse dieser Beispiele bestätigen auch, daß die durch die ionische Plattierung nach dem Verfahren gemäß der
Erfindung gebildeten Schutzfilme denjenigen, die durch andere gebräuchliche Plattierungsverfahren gebildet wurden, überlegen
sind. Obgleich es scheinen könnte, daß die angelegte Spannung und der Druck des Stickstoffgases oder des Inertgases bei der
ionischen Plattierung bemerkenswert die Haftfähigkeit des plattierten Schutzfilmes auf der Magnetschicht beeinflussen
würden, wurde tatsächlich kein wesentlicher Unterschied hinsichtlich der Ergebnisse der Prüf ungen.der Gebrauchsdauer beobachtet.
Hinsichtlich der angelegten Spannung ist bei einer Spannung im Bereich von 300 bis 400 V oder darüber die Gebrauchsdauer der plattierten Schutzschicht nicht wesentlich verschieden,
solange der Abstand zwischen der Probe und der verdampfbaren Metallquelle angemessen ist.
Obgleich der Grund dafür, warum die durch ionische Plattierung gebildete Schicht hinsichtlich der Verbesserung der
Gebrauchsdauer wirksam ist, noch nicht völlig geklärt ist, wird folgendes angenommen. Die Haftung der durch ionische Plattierung
gebildeten Schutzschicht an der unteren plattierten Magnetschicht ist hoch, im Gegensatz zu den Schutzschichten, die durch andere
Elektroplattierungs- oder Verdampfungsplattierungsverfahren gebildet wurden. Es wird angenommen, daß dies darauf zurückzuführen
ist, daß die Teilchen der verdampfbaren Metalle positiv geladen
werden und stark von der an das zu plattierende Substrat .
angelegten hohen negativen Spannung angezogen werden; das heißt, die Kraft zum Beaufschlagen der positiv geladenen Teilchen in
die Oberfläche der negativ geladenen Substanz ist hoch. Die Metallteilchen für die Bildung der Schutzschicht tauchen nicht als
einzelnes Atom in das negative Substrat zu einem Zeitpunkt, sondern
eine Anzahl von Atomen des Metalls aggregieren in der Gasphase aufgrund von Colli- sion mit dem Inertgas bei niedrigem
Druck unter Bildung von aggregierten feinen Teilchen, und diese
509812/1000 . r..
werden auf der Oberfläche des Substrates abgeschieden, wodurch
die so abgeschiedene Oberfläche nicht sehr mikroskopisch gleichmäßig ist. Die mikroskopische Unebenheit der Oberfläche
führt eher zu einer starken Zunahme der Anzahl von Punkten, die mit dem Kopf in Berührung gelangen, wodurch die
Belastung je Berührungspunkt verringert wird, und bei einem
Durchbruch der Schutzschicht neigt das plattierte Metall zur Entfernung in Form von aggregierten feinen Teilcheneinheiten.
Aus diesen Gründen kann eine Verbesserung in der Erhöhung der Lebensdauer der Schutzschicht praktisch erzielt werden.
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Claims (7)
- 2AA2242 - 19 -PatentansprücheΛ J Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht auf einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial durch ionische Plattierung, dadurch gekennzeichnet» daß man eine Glimmentladung von Stickstoffgas oder einem Inertgas bei einem Vakuum von etwa—1 —51x10 mmHg bis 1 χ 10 ' mmHg zwischen einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial als Substrat und wenigstens einem Metall aus der Gruppe von Metallen der Gruppen IB, HB, VIB, VIIB und VIIIl^ als verdampfbare Quelle erzeugt und eine Spannung so anlegt, daß das elektrische Potential des Substrates . niedriger als das elektrische Potential der verdampfbaren Metallquelle ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberfläche des durch ionische Plattierung zu plattierenden magnetischen Aufzeichnungsmaterials reinigt, indem man eine Glimmentladung in einer Stickstoffgas- oder Inertgas-—1 —^5atmosphäre mit einem Druck von 1 χ 10 mmHg bie 1 χ 10 J mmHg während 10 bis 20 Minuten vor der ionischen Plattierung des Schutzfilmes ausführt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als verdampfbares Metall wenigstens ein Metall aus der Gruppe von Cu, Ag, Au, Zn, Cr, Mo, ¥, Mn, Tc, Re, Ru, Rh, Pd, Os, Ir und Pt verwendet.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Inertgas wenigstens ein Gas aus der Gruppe von Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon verwendet.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Gleichspannung von etwa 0,5 kV bis 5 kV anlegt.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß man die ionische Plattierung während einer Dauer von etwa 5 bis 180 Sekunden ausführt.509812/1000Ikkllkl - 20 -
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Schutzfilms im Bereich von 0,05 bis 2 ai liegt.509812/1000
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=14252697
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