Способ обработки поверхности магнитных лент из аморфных магнитных сплавов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 15,11.82, Бюллетень 42 пв делан изобретений н открытий(53) УДК 534.852(088 8) Дата опубликования описания 15,11,82В. ф. Корзо, Ю. А. Геворкян, 3. И. Мгебришвили,и В, В. Дроздова(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ МАГНИТНЫХ ЛЕНТ ИЗ АМОРФНЫХ МАГНИТНЫХ СПЛАВОВ 1Изобретениеотносится к приборостро ению, в частности к технике магнитной записи, и может быть использовано при производстве магнитных лент,Известен способ обработки поверхности магнитных лент из аморфных магнитных сплавов, заключаюшийся в термическом осаждении изоляционных материалов с применением активируюшей подсветки ультрафиолетовым излучением. Этим способ получают преимушественно пленки тугоплавких неорганических материалов 1,Недостатком этого способа. является то, что при напылении изоляционного слоя на поверхность аморфных магнитных сплавов состава железо - кремний- алюминий происходит диффузионное истощение приповерхностного слоя сплава за счет технологическо 1 о взаимоцействия атомов конденсата с кремнием или алюминием. В результате при повышении рабочей температуры устройства происхо,дит интенсивное объединение приповерхностного слоя сплава свободным кремнием и алюминием и при механическойнагрузке 1 акое покрытие отслаивается.Таким образом, этот способ можетиспользоваться для получения лишь низкотемпературных изоляционных покрытийна аморфных магнитных сплавах железо - кремний - алюминий,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому1 Орезультату является способ обработкиповерхности магнитных лент, заключаюшийся в нанесении тлеющим разрядомгрунтуюшего подслоя полимера и пос 5ледуюшего осаждения в тлеющем разряде фторсодержашей защитной пленки,получаемой полимеризацией фторсодержашего газа, например НР+ 2 .Недостатком известного способа являв ется непригодность получаемых с егопомошьто покрытий для работы магнитных,носителей при высоких температурах.Грунтующая пленка полимера при температуре выше 125 С теряет свои адге15 Ю ЭО 35 40 45 3 974зионные свойства и начинает взаимодействовать с фторсодержашим защитнымслоем, в результате чего резко ухудшаются защитные свойства слоя.Цель изобретения - повышение термостойкости магнитных лент из аморфныхмагнитных сплавов.Цель достигается тем, что согласноспоссбу обработки поверхности магнитных лент из аморфных магнитных сплавов, включающему нанесение защитногопокрытия в электрическом разряде, нанесение защитного покрытия в электрическом разряде производят путем катодногораспыления нитрида кремния и нитридаалюминия при ускоряющем нацряжении1,4-2,1 кВ и давлении в камере 3 10 210- мм рт.ст. и одновременноговзрывного испарения порошка высокомолекулярного полимера трифторхлорэтиленас поверхности танталового испарителяпри наличии активирующего облученияповерхности магнитной ленты ультрафиолетовым излучением с длиной волны 180430 нм и интенсивностью 4-5,2 клк,затем наносят термокомпенсируюший слойсмеси нитрида алюминия с винилиденфторидом, бомбардируя ионами алюминия мишень из полимера винилиденфторида притом же уровне активации путем импульсно-плазменного распыления алюминияпри ускоряющем напряжении 2-2,5 кВ,длительности рабочего импульса 10-40 мси длительности паузы между импульсами50-100 мс, после чего взрывным испарением в том же вакууме при активацииповерхности резонансным ультрафиолетовым излучением с длиной волны 220340 нм и интенсивностью 2,4-5,4 клкнаносят слой эмульгированного политетрафторэтилена,На фиг. 1 показана принципиальнаясхема технологического процесса получения термостойких покрытий; на фиг. 2 -структура монолитно-дисперсного слоя;на фиг, 3 - структура промежуточноготермокомпенсирующего слоя; на фиг. 4 -структура верхнего защитного слоя.На фиг; 1-4 обозначено: 1 - движущаяся магнитная лента; 2 - 4 - последовательно наносимые слои защиты; 5 источник катодного распыления нитридакремния и алюминия; 6,- источник напыления трифторхлорэтилена; 7 - источник широкополосного ультрафиолетовогоизлучения; 8 - мишень из полимера винилнденфторида; 9 - узкополосный источник ультрафиолетового излучения; 10,.источник распыления полимера политет 407 4 рафторэтилена; 11 - зародышевый кластер из нитрида кремния; 12 - оболочкакластера из нитрида алюминия; 13 - демпфируюшая оболочка из трифторхлорэтилена;14 - связка из трифторхлорэтилена; 15 -адгезионный подслой на ленте; 16 - кластеры из нитрида алюминия; 17 - полимерная связка из винилиденфторида; 18 -термокомпенсируюший промежуточныйподслой и 19 - слой полимера политетрафторэтилена, Размеры кластеров зависят от условий роста покрытия и технологичеокихрежимов его осаждения и составляютв среднем 10-30 нм для нитрида кремния, 50-80 нм (внешний диаметр) длянитрида алюминия и до 2-3 мкм (внешний диаметр) для трихлорфторэтилена.При непрерывном напылении граница между слоями не является резкой, и ониобразукт однородное и сплошное зашитное покрытие.Пунктиром выделены зоны осаждения каждого из слоев, 1 - 1 Н - зоны осаждения, которые могут быть выполнены в пределах одной или в нескольких установках (фиг, 1), Лента подается барабаном или конвейерным устройством (непоказаны), В зоне 1 облучается ультрафиолетовым излучением реакционный объем (показано стрелками), в зоне Й- объем и поверхность ленты, в зоне )япреимушественно поверхность ленты.Способ осуществляется следующим образом,Типовую ленту из аморфного магнитного сплава состава железо - кремний - алюминий с помощью барабанного или конвейерного устройства пропускают через зону распыления, в которой в рабочем вакууме 10 4 -10мм рт.ст, одновременно осуществляют катодное распыление мишеней из нитрида кремния и нитрида алюминия и взрывное испарение порошка полимера трифторхлорэтилена, а реакционный объем облучают широкополосным ультрафиолетовым излучением. В результате в объеме происходит реакция активационной кластеризации и формирование на поверхности ленты слоя гомогенной смеси из распыляемых компонентов. Затем импульсно-плазменным распылением катода из алюминия бомбардируют дополнительную мишень из винилиденфторида, Распыление происходит в атмосфере азота с подсветкой широкополосным кластеризующим ультрафиолетовым излучением.Заключительная операция предназначена для получения защитного пассивирую-74407 300 10 -10300 10250 5 10 -ХОЭ300 10350 5 10250 210 5,4 2,2 1,4 3,8 2,4 0,7 1,4+О, 5+0,6 4,2 1,2+1;8+1,00,8+2+2,2 2-А 4,5 2,7 3-А 3,6 0,9 П р и м е ч а н и е, В-полная толщина слоя (у образцов серии А указанатолщина нижнего; среднего и верхнего слоя соответственно); Е и и Е - электрическая прочностьопокрытия при комнатной и рабочей температуре;Т - рабочая температура покрытия; С - срок службы покрытия при рабочей температуре пол нагрузкой,5щего слоя, обладающего хорошими антикоррозионными свойствами при нагреве, термостойкостью и антифрикционными свойствами при механических нагрузках. Для этого поверхность ленты, содержа шую 2 выше описанных промежуточных слоя, облучают резонансным ультрафиолетовым излучением полосой 220-340 нм и одновременно взрывным испарением или термическим напылением распыляют по рошок полимера политерафторэтилена. П р и м е р 1. Лента из сплава Ге ь.1 ЯЕ толщиной 50 мкм, Нижний01 аслой получен катодным распылением б й 1 при токе Э =82,7 мА/см, Ба=1,7 кВ, скорость осаждения Ч =4,6 нм/мин; распыление Я 1 И при Э =65 мА/см, Йа =2=15 кВ; /=62 нм/мин, температура испарителя из Та 1320 С, скорость ис парения Ч 1 =12 нм/мин при интенсивности излучения 4 =5,2 клк, температура ленты То =150 С, толщина слоя с= 1,6 мкм. Импульсно-плазменное напыление промежуточного слоя: длительность 25 разрядного импульса Г =20 мс, Иа = = 2,5 кВ, время паузы п =100 мс, скорость напыления 41 +Ф 2 М =10 нм/мин, ,рабочий вакуум 3.10мм рт.ст. при наылении, интенсивность облучения ф= 30 =2,4 клк, толщина промежуточного слоя с 12 =О 8 мкм, Напыление верхнего слоя при температуре Та испарителя 1410 С, А 2=8,5 клк.=220-340 нм, скорость роста Ч =4 5 нм/мин, толщина с) ==-0,6 мкм,П р и м е р 2, Лента из сплаваГе 8 ь 4 е, толщиной 75 мкм, Ниюсийслой - э й 4, 1 =76,5 мА/см, Оц, =:2= 4 клк, Ч=16 нм/мин, То =160 С,толшина с 3.=12 мкм, напыление проме,жуточного слоя. ь =10 мс, 0,=2 кВ,7=50 мс, Ч 2 =18,3 нм/мин, рабочийвакуум 4,7 10 мм рт.ст. А=25 клк,32 =0,8 мкм. Напыление верхнег слоя:Т=1420 С, .2 =7 клк, Х =220-300 нм,Ч =34 нм/мин, д =1 мкм,П р и м е р 3. Лента из сплаваГЕ 25 ь И 1 ролшиной 40 мкм, Нижнийслой - 51 йд: Э =92 мА/см, а =2= 2,1 кВ, Ч =56 нм/мин; АСМ:172 мА/см 2, Оа =1,8 кВ, Ч =8,4 нм/мин,Т=1350 С, т, =150 С,4. 2,1 клкч =18,4 нм/мин, д =0,8 мкм. Напыление промежуточного слоя Г=40 мс, Оа ==0,7 мкм.В таблице перечислены основные электрофизические и эксплуатационные данныепокрытий при различных рабочих температурах магнитной ленты.7 9744Преимушеством данного способа является подбор такой последовательности ,технологических операций, которая обеспечивает нанесение термостойкого зашитного покрытия, обладаюшего однов ременно.-хорошими изоляционными и механическими адгезионными свойствами при высокой рабочей температуре сплава железо - кремний - алюминий, и предотвращение диффузионного обеднения О поверхности сплава за счет дрейфа атомов в зашитный слой вещества. формула изобретения 13 Способ обработки поверхности магнитных лент из аморфных магнитных сплавов, включающий нанесение зашитного покрытия в электрическом разряде, о т - рй л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения термостойкости магнитной ленты, нанесение зашитного покрытия в электрическом разряде производят путем катодного распыления нитрида крем 2 з ния и нитрида алюминия при ускоряющем напряжении 1,4-2,1 кВ и давлении в камере 3 10 -210мм рт.ст. и одновременного взрывного испарения порошка 07 8высокомолекулярного полимера трифторхлорэтилена с поверхности танталовогоцспарителя при наличии активируюшегооблучения поверхности магнитной лентыультрафиолетовым излучением с длинойволны 180-430 нм и интенсивностью4-5,2 клк, затем наносят термокомпенсируюший слой смеси нитрида алюминияс винилиденфторидом, бомбардируя ионами алюминия мишень из полимера вйнилиденфторида при том же уровне активациипутем импульсно-плазменного распыления алюминия при ускоряюшем напряжении 2-2,5 кВ, длительность рабочегоимпульса 10-40 мс и длительности паузы между импульсами 50-100 мс, после чего взрывным испарением в том жевакууме при активации поверхности резонансным ультрафиолетовым излучениемс длиной волны 220-340 нм и интенсивностью 2,4-5,4 клк наносят слой эмульгированного политетрафторэтилена.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Корзо В, ф., Курочкин Б. А., Демин В, П, Пленки из ЭОС в радиоэлектронике, М., "Знергия", 1973, с. 12-16.2. Патент Японии М 54-21249,кл, 102 Е 110, 28,07,79 (прототип).974407 И.Я едактор Т. Веселова Подписноеомитета СССРоткрытийокая наб., д. 4/5 69 Тираж 622 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш