DE3228044C2

DE3228044C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE3228044C2
Application number: DE3228044A
Authority: DE
Inventors: Toshio Yamato Kanagawa Kato; Hitoshi Yokohama Oda; Masanobu Isehara Kanagawa Shigeta; Shigeo Yokohama Shimizu
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1981-07-27
Filing date: 1982-07-27
Publication date: 1984-12-06
Also published as: US4587178A; JPS5819474A; DE3228044A1

Abstract

Ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial umfaßt einen Schichtträger, eine erste Schicht, die auf dem Schichtträger durch Aufdampfen von Kobalt oder einer Kobaltlegierung durch eine schräg auftreffende Vakuumaufdampfung gebildet wird und eine zweite plattierte Schicht, die aus Kobalt oder einer Kobaltlegierung hergestellt und durch Naßplattieren gebildet wird. Die Kobaltlegierung für die erste Schicht besteht im wesentlichen neben Kobalt aus bis zu 30 Gew.-% Ni, Fe, Cu, W, Cr, Ru oder einer Mischung davon. Andererseits besteht die Kobaltlegierung für die zweite Schicht im wesentlichen aus zu 40 Gew.-% Ni, bis zu 8 Gew.-% P und Rest Kobalt.

Description

20 ter Magnetisierbarkeit der dünnen magnetischen Aufzeichnungsschicht verläuft.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Legierung für die Grundierschicht eine Co-Ni-Legierung ist

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei magnetischen Aufzeichnungsmaterialien mit dünnen magnetischen Aufzeichnungsschichten aus magnetisehen Materialien, wie z. B. Kobalt, wird die Aufzeichnungsschicht im allgemeinen entweder durch ein Naßverfahren, z. B. durch Elektroplattierung oder stromlose Plattierung, oder durch ein Trockenverfahren, z. B. durch Vakuumaufdampfung, Zerstäubung oder Ionenplattierung, gebildet. Diese beiden Verfahrenstypen weisen jeweils die folgenden Vorteile auf:

Die Naßverfahren haben den Vorteil, daß die Aufzeichnungsschicht eine hohe Reproduzierbarkeit der magnetischen Eigenschaften zeigt und daß sie in einigen Fällen eine Koerzitivfeldstlirke (Hc) bis zu etwa 119,4 kA/m mit einer guten Verteilung der Koerzitivfeldstärke hat. Mit anderen Worten, bei der Magnetisierungskurve der durch das Naßverfahren erhaltenen Aufzeichnungsschicht ist die Koerzitiv-Rechteckigkeit HVHc=S* relativ hoch, wobei H*die magnetische Feldstärke an der Stelle ist, wo eine an die Magnetisierungskurve bei //coder in dessen Nähe angelegte Tangente die Remanenz Mr als Ordinatenwert hat. Die hohe Koerzitiv-Rechteckigkeit 5* führt zu einer hohen Aufzeichnungsempfindiichkeit (zu einem hohen Wert des Verhältnisses Wiedergabe-Ausgangspotential/Aufzeichnungsstrom) mit einem hohen Wiedergabepotential. Demgemäß weisen magnetische Aufzeichnungsmaterialien mit einer durch das Naßverfahren erhaltenen Aufzeichnungsschicht eine hohe Empfindlichkeit auf, wenn sie für die Aufzeichnung und die Wiedergabe verwendet werden. Ein weiterer Vorteil des Naßverfahrens gegenüber beispielsweise einem Vakuumaufdampfverfahren besteht darin, daß die Bildung der dünnen magnetischen Aufzeichnungsschicht zu einem geringen Verlust an magnetischen Materialien führt und daß ein dünnes magnetisches Aufzeichnungsmaterial mit einer dünnen Aufzeichnungsschicht, die eine bestimmte Dicke hat, leicht hergestellt werden kann. Ein Nachteil liegt jedoch darin, daß die durch das Naßverfahren hergestellte Aufzeichnungsschicht von Natur aus in ihrer Ebene isotrop ist, so daß das Verhältnis von Remanenz zu Sättigungsmagnetisierung (Rs) klein wird.

Im Gegensatz dazu wird der Aufzeichnungsschicht, die aus einem dünnen magnetischen Film oder einer dünnen magnetischen Schicht besteht, die durch ein Trockenverfahren und insbesondere durch eine schräggerichtete Vakuumaufdampfung gebildet worden ist, eine magnetische Anisotropie bezüglich einer Achse mit einem relativ hohen Äs-Verhältnis und ferner mit einer Koerzitivfeldstärke Hcbis zu etwa 238,7 kA/m verliehen. Die Vakuumaufdampfung hat jedoch den Nachteil, daß die auf die Menge des; verdampften Quellenmaterials bezogene Menge des auf einen Träger aufgedampften Materials, wie z. B. Kobalt, klein ist, was auf Grund eines erheblichen Verlustes an verdampftem Material zu hohen Fertigungskosten führt. Ferner ist die Verteilung der Koerzitivfeldstärke Hc so weit, daß der S*-Wert klein wird, was zu einer geringen Empfindlichkeit führt, wenn die durch Vakuumaufdampfung hergestellten dünnen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien zur Aufzeichnung und zur Wiedergabe verwendet werden. Wenn man die Dicke der durch Vakuumaufdampfung gebildeten dünnen magnetischen Aufzeichnungsschicht erhöht, um ein befriedigendes Ausgangspotential zu gewährleisten, führt dies zu einer Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften und insbesondere zu einem geringen Ks-Wert.

Um die Nachteile der schräggerichteten Vakuumaufdampfung bis zu einem gewissen Grade zu überwinden oder um die Produktivität zu verbessern, wird beispielsweise eine um eine Walze gewickelte Trägerfolie zunächst einer Vakuumaufdampfung unter einem hohen Auftreffwinkel und danach einer Vakuumaufdampfung unter einem geringen Auftreffwinkel unterzogen, wobei die Walze in der letzten Aufdampfungsstufe gedreht wird. Bei diesem Verfahren wird die Produktivität jedoch nicht erheblich verbessert, und die Vakuumaufdampfung bei geringen Auftreffwinkeln führt zu einer Abnahme der Konstante der magnetischen Anisotropie

bezüglich einer Achse (Ku), was mit den weiteren Nachteilen verbunden ist, daß zwischen einer Achse mit leichter Magnetisierbarkeit und der Ebene der Aufzeichnungsschicht ein Winkel gebildet wird und daß der Wert 5* klein wird. Wenn ferner die Vakuumaufdampfung in einer Atmosphäre mit einem sehr geringen Gehalt an Sauerstoffgas durchgeführt wird, um die Abnahme von Hc, die auf die ansteigende Menge des Bestandteils, der durch die unter geringem Auftreffwinkel durchgeführte Vakuumaufdampfung gebildet wird, zurückzuführen ist, zu vermindern, führt dies wiederum zu dem Nachteil, daß die Sättigungsmagnetisierung vermindert wird.

Aus der DE-OS 28 42 609 ist ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Träger und einer auf dem Träger gebildeten dünnen magnetischen Aufzeichnungsschicht bekannt, bei dem die dünne magnetische Schicht aus zwei Schichten zusammengesetzt ist, wobei eine auf den Träger aufgebrachte erste Schicht mit geringer Koerzitivfeidstärke und eine zweite Schicht aus einer Kobaltlegierung mit bis zu 20% Cr, Rest Co, vorgesehen sind. Die erste Schicht (Zwischenschicht) hat eine Koerzitivfeldstärke, die nicht größer als 1/5 der Koerzitivfeldstärke des Materials der zweiten Schicht ist, and eine Dicke, die mindestens 100 nm und vorzugsweise mehr als 500 nm beträgt Diese Merkmale sollen gewährleisten, daß die zweite Schicht eine ausreichende Aufzeichnungsempfindlichkeit gegenüber einem einpoligen Magnetkopf hat Das bekannte Aufzeichnungsmaterial, dessen beide Schichten durch ein Vakuum-Sprühverfahren hergestellt werden, eignet sich ausschließlich für Vertikalaufzeichnung mit hoher Aufzeichnungsdichte, vorzugsweise mit einem einpoligen Aufzeichnungsmagnetkopf.

Das bekannte Aufzeichnungsmaterial ist insofern nachteilig, als relativ dicke magnetische Schichten verwendet werden müssen, um eine Vertikalaufzeichnung zu gewährleisten. Ferner hat die Vertikalaufzeichnung den Nachteil, daß die magnetischen Teilchen der zweiten Schicht nur in einer Richtung ausgerichtet werden können, so daß bei der Aufzeichnung ein höherer Energieaufwand erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß bei Verwendung von weniger Ausgangsmaterial die magnetische Anisotropie bezüglich einer Achse verbessert und eine hohe Koerzitiv-Rechteckigkeit erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Zu Beispielen für erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmaterialien gehören verschiedene Bänder wie z. B. Video-, Ton- und Speicherbänder, Magnetscheiben und Magnetkarten.

Da die Grundierschicht durch schräggerichtete Vakuumaufdampfung gebildet wird, hat die Deckschicht eine Achse mit leichter Magnetisierbarkeit, die zur Auftreffrichtung" der Vakuumaufdampfung parallel ist, so daß eine Horizontalaufzeichnung mit geringem Energieaufwand möglich ist. Die Grundierschicht hat vorzugsweise eine Dicke von 0,5 bis 500 nm und kann damit erheblich dünner sein als die erste Schicht (Zwischenschicht) des aus der DE-OS 28 42 609 bekannten Aufzeichnungsmaterials, so daß bei der Herstellung Ausgangsmaterialien eingespart werden können. Durch Zugabe von besonderen Bestandteilen können die Korrosionsbeständigkeit und Abriebfestigkeit der Deckschicht erhöht werden. Bei dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial ist die Koerzitivfeldstärke der Grundierschicht größer als diejenige der Deckschicht. Die Vakuumaufdampfung kann selbst in einer Atmosphäre mit sehr geringen Mengen an Sauerstoffgas bei geringer Herabsetzung der Sättigungsmagnetisierung erfolgen. Bei dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial werden im Vergleich mit dem bekannten Stand der Technik bessere statische magnetische Eigenschaften erhalten: Die S'-Werte sind viel höher; das Verhältnis Rs von Remanenz zu Sättigungsmagnetisierung ist höher, und die Remanenz Mr ist ebenfalls höher. Die Verbesserung der magnetischen Eigenschaften führt dazu, daß die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien eine erhöhte Bit-Anzahl und eine erhöhte Spurenanzahl pro Längeneinheit aufweisen. Die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien können mit einem geringeren Materialverlust als im Fall der bekannten schräggerichteten Vakuumaufdampfung hergestellt werden, und die Regulierung der magnetischen Eigenschaften ist einfacher.

Zur Herstellung der Grundierschicht wird das Ausgangsmaterial (das Kobalt oder die Kobaltlegierung) auf einem Träger durch eine schräggerichtete Vakuumaufdampfung unter einem bestimmten Auftreffwinkel bezüglich des Trägers, der im Bereich von 10 bis 90° liegt, in einer festgelegten Dicke abgeschieden. Die Deckschicht wird auf der Grundierschicht durch ein bekanntes Naßplattierungsverfahren, z. B. durch Elektroplattierung oder stromlose Plattierung, in einer festgelegten Dicke gebildet.

Die Träger für die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien sind Träger, wie sie üblicherweise für magnetische Aufzeichnungsmaterialien verwendet werden. Hierzu gehören beispielsweise Folien aus organischen Polymeren wie z. B. Polyestern oder Polyimiden, Glasplatten und Bleche oder Folien aus Aluminium, die mit Ni-P-Legierungen oder mit Ni-W-P-Legierungen beschichtet sind.

Die Dicke der Grundierschicht ist nicht kritisch, wenn sie jedoch weniger als etwa 0,5 nm beträgt oder zu klein ist, kann die Kristallstruktur in der Grundierschicht nicht gebildet werden. Wenn die Grundierschicht andererseits zu dick ist, ergibt sich das Problem einer Produktivitätsverminderung. Folglich liegt die Dicke der Grundierschicht im allgemeinen im Bereich von etwa 0,5 bis 500 nm und vorzugsweise von 5 bis 50 nm. Der Film oder die Schicht, die durch Vaki'umaufdampfung in einer festgelegten Dicke gebildet worden ist, weist eine Achse mit leichter Magnetisierbarkeit auf, die zur Auftreffrichtung des aufgedampften Ausgangsmaterials parallel ist. Demgemäß wird die Auftreffrichtung des Kobalts oder der Kobaltlegierung vorzugsweise so festgelegt, daß sie mit der Richtung der magnetischen Aufzeichnung der Aufzeichnungsmaterialien übereinstimmt.

Als Kobaltlegierungen für die Bildung der Grundierschicht werden Co-Ni-Legierungen bevorzugt.

Um der Deckschicht ausgezeichnete magnetische Eigenschaften, z. B. ausgezeichnete Werte der Koerzitivfeldstärke und der Remanenz, zu verleihen, liegt ihre Dicke im allgemeinen im Bereich von 20 bis 2500 nm und vorzugsweise von 50 bis 300 nm.

Die aus zwei Schichten zusammengesetzte Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials hat den Vorteil, daß die Konstante der magnetischen Anisotropie bezüglich einer Achse (Ku) und die Koerzitiv-Rechteckigkeit S* im Vergleich zu bekannten magnetischen Aufzeichnungsmaterialien, die entweder

plattierte oder aufgedampfte magnetische Schichten aufweisen, stark verbessert sind. Es wird angenommen, daß dies folgenden Grund hat:

Die plattierte Deckschicht wächst auf der Grundlage der aufgedampften Grundierschicht, die eine Anisotropie der Kobaltkristalle oder Kobalthigierungskrisialle aufweist. Es ist daher für die Grundierschicht wichtig, daß sie anisotrope kristalline Bestandteile aufweist, während die Dicke und die magnetischen Eigenschaften der Grundierschicht nicht entscheidend sind. Demgemäß sind, wie vorstehend erwähnt wurde, nicht nur Kobalt sondern auch Kobaltlegierungen wie Co-Ni, Co-Fe, Co-Cu, Co-W, Co-Cr oder Co-Ru als Ausgangsmaterialien für die schräggerichtete Vakuumaufdampfung geeignet

Zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und der Abriebfestigkeit der Deckschicht kann das Naßplattierungsverfahren unter Verwendung eines Plattierungsbades durchgeführt werden, das zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Metallen der Kobaltlegierung Mn, W, Zn oder eine Mischung davon enthält. Diese zusätzlichen Metalle beeinflussen die Deckschicht bezüglich ihrer magnetischen Eigenschaften wie Ku und 5* nicht nachteilig. Die zusätzlichen Metalle werden in einer Menge von nicht mehr als 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der verwendeten Legierungsbestandteile, zugesetzt

Beispiele 1 bis 9

Die Oberfläche einer etwa 0,2 mm dicken Kupferplatte wurde mit einer üblichen Schleifvorrichtung poliert und Vorbehandlungen wie einer eleklrolytischen Reinigung und einer Säureneutralisierung unterzogen, worauf auf der Oberfläche der Kupferplatte zur Herstellung eines Trägers durch stromlose Plattierung Nickel abgeschieden wurde, wobei ein etwa 200 bis 500 nm dicker Film aus einer nichtmagnetischen Ni-P-Legierung (P-Gehalt: 8 bis 10 Gew.-%) gebildet wurde.

Der Träger wurde in einer Vakuumaufdampfungskammer angeordnet und einer schräggerichteten Vakuumaufdampfung unterzogen, wobei Kobalt unter Anwendung eines Elektronenstrahls bei einem Druck von etwa 1,3 bis 13 m· Pa unter einem Auftreffwinkel von 10 bis 80° aufgedampft wurde, wodurch auf der Trägeroberfläche eine aufgedampfte Co-Schicht mit einer festgelegten Dicke gebildet wurde. Nach der Bildung der aufgedampften Co-Schicht wurde der Träger aus der Vakuumaufdampfungskammer entfernt und dann in ein Ni-Co-P-Elektroplattierungsbad mit der folgenden Zusammensetzung eingetaucht:

NiCl₂ · 6 H₂O	60 g/l
CoCl₂ · 6 H₂O	180 g/l
NaH₂PO₂ ■ H₂O	4 g/l
NH₄Cl	50 g/l

Danach wurde eine übliche Naßplattierung bei einer Badtemperatur von 24°C und einer Stromdichte von 1 A/dm² durchgeführt, während der pH-Wert unter Verwendung von HCI und NH₄OH auf 4,0 eingestellt wurde, wodurch auf der aufgedampften Grundierschicht eine plattierte Deckschicht mit einer festgelegten Dicke gebildet wurde. In diesen Beispielen wurden der Auftreffwinkel, der Druck bei der Vakuumaufdampfung, die Dicke der aufgedampften Schicht und die Dicke der plattierten Schicht, wie in der Tabelle angegeben, variiert.

Beispiel 10

Die Beispiele 1 bis 9 wurden unter Verwendung eines Elektroplattierungsbades mit der folgenden Zusammensetzung wiederholt:

NiCl₂-OH₂O 120 g/l

CoCl₂-OH₂O 120 g/I

NaH₂FO₂ · H₂O 4 g/l

NH₄CI 50 g/l

Als Ergebnis wurde ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial mit der in der Tabelle angegebenen Dicke der einzelnen Schichten erhalten.

Beispiel 11

Die Beispiele 1 bis 9 wurden unter Verwendung eines Elektroplattierungsbades mit der folgenden Zusammensetzung und unter den folgenden Elektroplattierungsbedingungen wiederholt wodurch ein Aufzeichnungsmaterial erhalten wurde:

Badzusammensetzung

60 CoCI₂ · 6 H₂O 240 g/l

NaH₂POi · H₂O 20 g/l

NH₄CI 50 g/l

H₃BO₃ 10 g/l

65 Plattierungsbt^ingungen

pH 3,5

Badtemp^ratur 24° C

Stromdichte 2 A/dm²

Beispiel 12

Die Beispiele 1 bis 9 wurden unter Verwendung eines Plattierungsbades für stromlose Plattierung mit der folgenden Zusammensetzung unter den folgenden Bedingungen wiederholt, wodurch ein Aufzeichnungsmaterial erhalten wurde.

Badzusammensetzung

CoSO₄ ■ 7 H₂O 30 g/l

Na₃C₆H₅O₇ · 2 H₂O 35 g/l

NaH₂PO₂-H₂O 20 g/l

(NH₄J₂SO₄ 66 g/I

Bedingungen bei der stromlosen Plattierung Badtemperatur 8O⁰C

pH (bei 50° C) 8,7 !5

Vergleichsbeispiel 1

Eine gewalzte Kupferplatte, deren Oberfläche poliert worden war, wurde einer üblichen elektrolytischen Reinigungs- und einer Säure-Neutralisationsbehandlung unterzogen, worauf eine stromlose Nickelplattierung und eine ausreichende Waschung mit Wasser durchgeführt wurden. Die plattierte Kupferplatte wurde dann in ein Elektroplattierungsbad mit der folgenden Zusammensetzung unter den folgenden Bedingungen eingetaucht, um eine etwa 720 nm dicke Ni-Co-P-plattierte Schicht zu bilden, wodurch ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial erhalten wurde.

30

35

Vergleichsbeispiel 2

Das Vergleichsbeispiel 1 wurde unter Verwendung eines Co-P-Elektroplattierungsbades mit der folgenden Zusammensetzung unter den folgenden Bedingungen wiederholt, wodurch ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial erhalten wurde.

45

Elektroplattierungsbedingungen

pH 3,5

Badtemperatiir 24° C

Stromdichte 2 A/dm²

Vergleichsbeispiel 3

55

Das Vergleichsbeispiel 1 wurde unter Verwendung eines Co-P-Plattierungsbades für stromlose Plattierung mit der folgenden Zusammensetzung unter den folgenden Plattierungsbedingungen wiederholt, wodurch ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial erhalten wurde.

Badzusammensetzung eo

COSO4 · 7 H₂O 30 g/l

Na₃C₆H₅O₇ · 2 H₂O 35 g/l

NaH₂PO₂ H₂O 20 g/l

(NH₄J₂SO₄ 66 g/l

65

Plattierungsbedingungen Badtemperatur 8O⁰C

pH(bei50°Q 8,7

Badzusammensetzung	60 g/l	Elektroplattierungsbedingungen	4,0
NiCI₂ · 6 H₂O	180 g/l	pH (eingestellt mit	24° C
CoCl₂ · 6 H₂O	4 g/l	HCl oder NH₄CI)	1 A/dm²
NaH₂PO₂ · H₂O	50 g/I	Badtemperatur
NH₄OH	Stromdichte

Badzusammensetzung	240 g/l
CoCI₂ ■ 6 H₂O	20 g/l
NaH₂PO₂ - H₂O	50 g/l
NH₄CI	10 g/l
H3BO3

Vergleichsbeispiel 4

Eine gewalzte Kupferplatte, deren Oberfläche poliert worden war, wurde üblichen elektrolytischen Reinigungs- und Säure-Neutralisationsbehandlungen unterzogen, worauf eine stromlose Nickelplattierung durchgeführt wurde. Der auf diese Weise erhaltene Träger wurde in einer Vakuumaufdampf ungskammer angeordnet, in der Kobalt bei einem Druck von 1,3 bis 13,3 m- Pa unter einem Auftreffwinkel von 70° unter Anwendung eines Elektronenstrahls aufgedampft wurde, wodurch ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial mit einer aufgedampften Schicht, die eine Dicke von etwa 610 nm hatte, erhalten wurde.

ίο Vergleichsbeispiele 5 bis 11

Die allgemeine Verfahrensweise der Beispiele 1 bis 9 wurde wiederholt, wobei jedoch verschiedene aufzudampfende Materialien, wie in der Tabelle angegeben, verwendet wurden und wobei die Badzusammensetzung für die Ni-Co-P-Elektroplattierung und die Plattierungsbedingungen, die nachstehend angegeben sind, im wesentlichen die gleichen wie in den Beispielen 1 bis 9 waren:

Badzusammensetzung

NiCl₂ · 6 H₂O 60 g/l

CoCl₂-OH₂O 180 g/l

20 NaH₂PO₂ · H₂O 4 g/l

NH₄Cl 50 g/l

Plattierungsbedingungen

pH 4,0

25 Badtemperatur 24° C

Stromdichte 1 A/dm²

Die in den vorstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien wurden durch die folgenden Meßverfahren auf ihre magnetischen Eigenschaften und die Dicke ihrer Schichten hin untersucht.

Messung der magnetischen Eigenschaften

1. Magnetisierungskurve

Jede Probe wurde in Form einer Scheibe mit einem Außendurchmesser von 10 mm ausgestanzt, und diese Scheibe wurde zur Bestimmung ihrer Magnetisierungskurve mittels eines vibrierenden Probenmagnetometers bei einem Höchstwert von 796 kA/m der angelegten magnetischen Feldstärke verwendet. Die Koerzitivfeldstärke Hc, das Verhältnis der Remanenz zu der Sättigungsmagnetisierung Rs und der Wert 5* wurden aus der Magnetisierungskurve berechnet.

2. Messung der magnetischen Anisotropie

Die bei der Messung der Magnetisierungskurve verwendeten Proben wurden jeweils zur Messung ihrer Drehmomentkurve unter Anwendung eines Drehmomentmeßgeräts eingesetzt, um die magnetische Anisotropie bei einem Höchstwert von 796 kA/m der angelegten magnetischen Feldstärke zu bestimmen.
Die Richtung der Achse mit leichter Magnetisierbarkeit wurde aus der Drehmomentenkurve bestimmt, und die Konstante der magnetischen Anisotropie in einer Richtung Ru wurde aus einer Amplitude der Drehmomentkurve bei 796 kA/m berechnet

Messung der Schichtdicke

1. Dicke der durch Naßpiattierung erhaltenen Deckschicht.

Ein Teil der plattierten Schicht wurde in etwa 1,5 η HNO3-Lösung aufgelöst, und die Dicke der Schicht wurde unter Verwendung einer Vorrichtung zur Prüfung der Oberflächenrauheit bestimmt

2. Dicke der aufgedampften bzw. Grundierschicht

ω a) Co

Die Dicke wurde aus der Sättigungsmagnetisierung und der Fläche einer Probe bestimmt

. b) Andere Metalle (Cu, Zn, Sn, Ti, Cr und Mn)

Die Dicke wurde durch einen Dickenmonitor unter Verwendung eines Kristallresonators bestimmt, wobei die Tatsache zugrunde gelegt wird, daß Schwingungen in Abhängigkeit von einer Änderung

einer Masse auf der Oberfläche variieren.

Die Ergebnisse der vorstehenden Messungen sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt

Tabelle

Aufgedampftes

Auftreff

Druck

Dicke der

Ku

Achse mit leichter

Rs

Br

Achse mit schwerer

Rs

Koerzitiv-

OJ

Material

winkel

(rn-Pa)

aufgedampften

naßplattierten

(kj/m³)

Magnetisierbarkeit

(mT)

Magnetisierbarkeit

Rechteckig-

N)

C)

bzw.

Hc

keitS*

Grundierschicht
(nm)

Deckschicht
(nm)

(kA/m)

0,65

960

(kA/m)

0,57

NJ
OO

Beispiele

0,68

1000

0,55

1

Co

10

2,7

90

720

10

35,8

0,70

1030

37,8

0,49

0,80

.^,

2

Co

5

2,7

56

720

31

31,2

0,81

1110

36,2

0,36

0,84

3

Co

60

2,7

103

720

38

41,0

0,86

1270

39,8

0,28

0,84

4

Co

70

10,7

60

720

110

38,8

0,74

1050

43,0

0,42

0,97

5

Co

80

2,7

36

750

186

47,3

0,83

1190

48,5

0,22

0,97

6

Co

80

2,7

9

750

100

48,9

0,89

1260

50,9

0,28

0,98

7

Co

80

2,7

36

2500

185

38,0

0,90

1230

45,4

0,32

0,98

8

Co

80

2,7

36

250

167

59,8

0,86

1210

39,0

0,41

0,98

9

Co

80

1,3

100

270

201

76,4

0,86

1220

60,5

0,36

0,98

10

Co

80

8,0

30

240

170

81,6

0,85

1200

70,0

0,28

0,99

11

Co

80

U-2,7

30

250

160

63,0

54,9

0,98

12

Co

80

6,7

30

170

120

47,1

19,9

0,92

Vergleichs

0,48

720

—

beispiele

0,44

660

—

1

—

720

0,0

39,8

0,54

810

—

0,64

2

—

_

—

_

720

0,0

56,5

0,77

1160

—

0,30

0,56

3

—

510

0,0

26,3

0,60

860

—

0,49

0,78

4

Co

70

U-13,3

610

—

90

79,6

0,56

830

43,8

0,53

0,15

5

Cu

80

1,3

100

240

30

46,2

0,48

706

50,1

0,48

0,60

6

Cuo/i—Zno4

80

6,7

100

240

12

553

0,54

800

54,5

0,54

0,77

7

Zn

80

2,7

220

240

4

75,6

0,54

790

75,6

0,54

8

Sn

80

10,7

150

240

7

67,6

0,43

630

67,6

0,43

0,72

9

Ti

80

6,7

100

240

2

74,4

0,63

940

74,4

0,63

0,59

10

Cr

80

1,3-2,7

100

240

15

101,1

0,26

11

Mn

80

2,7

150

240

0,0

54,9

0,30

Fußnote 1 zur Tabelle:

Bei der Naßplattierung handelte es sich in den Beispielen 1 bis 10 um die Elektroplattierung von Ni-Co— P, in Beispiel 11 um die Elektroplattierung von Co— P und in Beispiel 12 um die stromlose

Plattierung von Co— P. Fußnote 2 zur Tabelle:

Die irlallen Vergleichsbeispielen erhaltenen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien besaßen eine Achse mit leichter Magnetisierbarkeit in einer Richtung, die im rechten Winkel zu der Auftreifrichtung der aufzudampfenden Atome steht, außer bei den Aufzeichnungsmaterialien der Vergleichsbeispiele 4 und 11, wobei das Aufzeichnungsmaterial von Vergleichsbeispiel 4 nur eine aufgedampfte Schicht aus Co aufwies und das Aufzeichnungsmaterial von Vergleichsbeispiel 11 unter Verwendung von Mn hergestellt wurde, dessen ATu-Wert Null war, wie aus der Tabelle

ersichtlich. Im Gegensatz dazu hatten die nach den erfindungsgemäßen Beispielen erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien eine leichte Magnetisierbarkeit in Richtung einer Achse, die parallel zu der

Auftreffrichtung verläuft

Aus den vorstehenden Ergebnissen geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien hohe Werte für die Koerzitivfeldstärke Hc, die Remanenz Br, das Verhältnis der Remanenz zu der Sättigungsmagnetisierung (Rechteckigkeit) Rs und die Koerzitiv-Rechteckigkeit 5* aufweisen und somit im Vergleich mit den Aufzeichnungsmaterialien der Vergleichsbeispiele bessere magnetische Eigenschaften besitzen. Bei den erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien hat die magnetische Aufzeichnungsschicht eine Achse mit leichter Magnetisierbarkeit, die parallel zu der Auftreffrichtung der aufgedampften Atome bei der schräggerichteten Vakuumaufdampfung ist, so daß die Oberflächenaufzeichnungsdichte mit einem stark verbesserten S/N-Verhältnis hervorragend ist, wenn die Aufzeichnungsmaterialien in der Weise eingesetzt werden, daß die Achsen parallel zur Aufzeichnungsrichtung liegen. Somit sind die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien besonders geeignet zur Verwendung für Aufzeichnungen hoher Dichte. Insbesondere wenn der Auftreffwinkel im Bereich von über einschließlich 70° liegt, liegt der Ku-Wert in der Größenordnung bis zu etwa 10² kj/m³. In allen Fällen ist die Koerzitiv-Rechteckigkeit 5* viel höher als bei allen Aufzeichnungsmaterialien, die in den Vergleichsbeispielen erhalten wurden. Demgemäß zeigen die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien eine ganz ausgezeichnete Empfindlichkeit, wenn sie zur Aufzeichnung und zur Wiedergabe verwendet

15 werden.

Wenn dünne magnetische Aufzeichnungsmaterialien durch ein reines Plattierungsverfahren erhalten worden sind, beträgt der f/c-Wert etwa 47,7 kA/m und der /?s-Wert etwa 0,55 bei einer Dicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht von 260 nm. Wenn die Schichtdicke beispielsweise auf 2500 nm ansteigt, wird der /?5-Wert auf etwa 0,45 erniedrigt. Im Gegensatz dazu zeigt die erfindungsgemäße zweischichtige Aufzeichnungsschicht einen f/c-Wert von 59,7 kA/m und einen /?s-Wert von 0,89 bei einer Dicke von 290 nm. Wenn die Dicke auf bis zu etwa 2500 nm erhöht wird, beträgt der /?s-Wert etwa 0,83. Somit werden die Werte der magnetischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsschicht nicht so sehr durch einen Anstieg der Schichtdicke erniedrigt. Es wird ferner gefunden, daß die Konstante Ku nicht so stark durch die Änderung der Dicke der plattierten Deckschicht beeinflußt wird.

Beim Vergleich der magnetischen Eigenschaften der Beispiele 1 bis 12 mit denen der Vergleichsbeispiele 5 bis 11 ergibt sich, daß die Verwendung von anderen aufzudampfenden Metallen als Kobalt sehr viel weniger effektiv ist, obwohl ein Teil des Kobalts durch andere Metalle ersetzt werden kann.

Beispiel 13

Beispiel 10 wurde unter Verwendung einer Aufdampfungsquelle aus Co-Ni-Legierungen mit 10 Gew.-°/o bzw. 30 Gew.-°/o Nickel wiederholt. Als Ergebnis wurden in beiden Fällen im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie im Beispiel 10 erhalten.

Ähnliche Ergebnisse wurden auch erhalten, wenn an Stelle von Nickel Eisen, Kupfer, Wo"ram, Chrom und Ruthenium verwendet wurden.

Beispiel 14

Beispiel 10 wurde wiederholt, jedoch wurde Kobalt in einer Atmosphäre mit einem sehr geringen Gehalt an Sauerstoffgas vakuumaufgedampft, wobei ähnliche Ergebnisse erzielt wurden.

Beispiel 15

Beispiel 8 wurde unter Verwendung eines Plattierungsbades mit der gleichen Zusammensetzung wie in den Beispielen 1 bis 8 wiederholt, jedoch wurden zusätzlich 0,05 mol/1 Manganchlorid, 0,05 mol Natriumwolframat bzw. 0,01 mol/1 Zinkchlorid zu dem Plattierungsbad gegeben. Es wurden die gleichen magnetischen Eigenschaften wie im Beispiel 8 erhalten, und diese Aufzeichnungsmaterialien besaßen eine verbesserte Abriebfestigkeit und verbesserte Korrosionsbeständigkeit gegenüber den Aufzeichnungsmaterialien des Beispiels 8.

50 Beispiel 16

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 8 wurde zur Herstellung einer Magnetscheibe wiederholt, die eine Achse mit leichter Magnetisierbarkeit entlang ihres Scheibenumfangs aufwies, wobei jedoch Kobalt mit einer Dicke von 30 nm im Vakuum aufgedampft wurde, worauf die Ni-Co-P-Legierung mit einer Dicke von 240 nm plattiert wurde.

Die erhaltene Magnetscheibe besaß einen f/c-Wert von 47,7 kA/m, einen Äs-Wert von 0,88 und eine Koerzitiv-Rechteckigkeit 5* von 0,98.

Zum Vergleich wurde vorstehend beschriebene Verfahrensweise zur Herstellung einer Magnetscheibe wiederholt, wobei jedoch die Grundierschicht nicht aufgebracht wurde. Diese Magnetscheibe besaß einen f/c-Wert von 55,7 kA/m, einen Äs-Wert von 0,60 und eine Koerzitiv-Rechteckigkeit 5* von 0,70. Die plattierte Schicht hatte eine Dicke von 240 nm.

Die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften dieser Magnetscheiben wurde bestimmt, indem ein Mn-Zn-Ferritmagnetkopf (Spaltweite: 0,7 μΐη, Spurweite: 55 μπι, Aufnahmehöhe: 0,15 μπι) bei einer relativen Geschwindigkeit zwischen der Magnetscheibe und dem Magnetkopf von 18,9 m/s verwendet wurde. Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäße Magnetscheibe einen bemerkenswerten Anstieg im Ausgangsniveau über einen weiten Frequenzbereich zeigte, beispielsweise 5 dB bei einem niedrigen Bereich von 1 MHz und 2$ dB bei einem hohen Bereich von 7 MHz.

Ferner waren die Aufzeichnungsempfindlichkeit und die Löscheigenschaft verbessert

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Träger und einer auf dem Träger gebildeten dünnen magnetischen Aufzeichnungsschicht, die aus zwei Schichten zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne magnetische Aufzeichnungsschicht aus einer auf dem Träger befindlichen Gnindierschicht, die aus Kobalt oder einer aus bis zu 30 Gew.-% Ni, Fe, Cu, W, Cr, Ru oder einer Mischung davon, Rest Co, bestehenden Kobaltlegierung besteht und durch eine schräggerichtete Vakuumaufdampfung aufgebracht worden ist, und einer darauf befindlichen Deckschicht, die aus Kobalt oder einer aus bis zu 40 Gew.-% Ni, bis zu 8 Gew.-% P, Rest Co, bestehenden Kobaltlegierung besteht und durch ein Naßplattie-ο längsverfahren aufgebracht worden ist, besteht.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundierschicht eine Dicke von 0,5 bis 500 nm und die Deckschicht eine Dicke von 50 bis 300 nm hat

3. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kobaltlegierung für die Deckschicht zusätzlich bis zu 10 Gew.-% Mn, W oder Zn oder einer Mischung davon enthält

4. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kobalt oder die Kobaltlegierung für die Grundierschicht unter einem Auftreffwinkel von über 70° bezüglich des Trägers aufgedampft worden ist

5. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial eine Aufzeichnungs- und Wiedergaberichtung aufweist, die parallel zu einer Achse mit leich-