Category Archives: Ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса

Магнитные материалы как элементы характеристик ленты

Магнитные материалы как элементы характеристик ленты

Вг, крутизну характеристики В—Н и высокое отношение ЛВ/&Н, оптимальное значение коэрцитивной силы Нс, согласованное с частотной характеристикой, величинами копир-эффекта, токов стирания и записи. Кроме того, при изменении внешних условий—температуры, давления и пр.— магнитные характеристики должны оставаться неизменными.

Порошковые магнитные ленты могут быть сплошными или многослойными.

Сплошные ленты состоят из ПВХ, в котором равномерно распределен магнитный порошок. ВЛ настоящее время многослойные ленты вытесняют сплошные из-за плохих электроакустических свойств последних. Основная причина этого—малая объемная концентрация магнитного порошка (5—10%)- С увеличением же концентрации порошка уменьшается прочность ленты.

Наибольшее распространение получили двухслойные ленты, состоящие из основы и нанесенного на нее магнитного порошка. Иногда, для улучшения адгезии рабочего слоя к основе между ними наносят специальный подслой. С целью уменьшения абразивности лент и повышения их износостойкости поверх рабочего слоя иногда наносят защитный слой толщиной 1 — 1,5 мкм.

Чтобы в такой системе порошок — связующее вещество частицы характеризовались большими и равномерными полями перемагничивания, они должны иметь преимущественно игольчатую форму и только один магнитный домен.

Ориентация частиц порошка

Ориентация частиц порошка

Если для приготовления магнитного лака используют порошок с анизотропной формой частиц, то электроакустические свойства ленты можно улучшить путем ориентации частиц порошка вдоль направления, в котором они будут намагничиваться при записи. Повышение электроакустических свойств ленты обусловливается улучшением ее магнитных свойств. Магнитная ориентация создается под действием приложенного статического магнитного поля вдоль ленты.

Металлизированные носители магнитной записи

Как и порошковые носители с ферролаковым рабочим слоем, металлизированные носители могут быть изготовлены в виде ленты, диска, кольца, барабана и т. д. Металлизированные ленты отличаются от порошковых тем, что на пластмассовую основу вместо рабочего слоя из окисного магнитного порошка нанесен очень тонкий слой магнитного металла или сплава. Интерес к таким носителям связан с необходимостью решения основных задач техники записи — повышения разрешающей способности и миниатюризации систем записи.

Повысить разрешающую способность носителя можно увеличением.коэрцитивной силы либо снижением толщины рабочего слоя. Однако запись на высококоэрцитивный носитель увеличивает расход энергии и усложняет записывающее устройство; кроме того, существуют принципиальные ограничения для увеличения коэрцитивной силы, связанные с трудностью локализации мощных магнитных полей и влиянием рассеяния электромагнитной энергии.

Поэтому нецелесообразно увеличивать коэрцитивную силу более чем в 2—3 раза по сравнению с существующим в настоящее время значением, Таким образом, повышать разрешающую способность носителя следует, по-видимому, путем снижения толщины рабочего слоя. Наиболее тонкостенные порошковые ленты имеют толщину рабочего слоя 3 мкм, экспериментальные ленты 0,5—1,0 мкм. На магнитных дисках толщина порошкового слоя достигает 0,5—1,0 мкм. Однако возможности снижения толщины ленты ограничиваются технологией и физической природой окисных   магнитных порошков.

Размер частиц материалов

Размер частиц материалов

Поэтому размер частиц материалов не должен превышать 1 мкм, а отношение длины к диаметру частицы будет более пяти. Это следует из теории пропорциональности отношения сигнал — шум квадратному корню из числа доменов. Следовательно, частицы должны быть как можно-меньшими при данной плотности их упаковки. Есть и нижний предел размера частиц, равный 0,02 мкм, У таких частиц уже ясно выражены

суперпарамагнитные свойства материалов. Дополнительное условие, которому должны соответствовать частицы, состоит в том, что они могут быть диспергированы в связующем таким образом, чтобы получалась гладкая поверхность: тогда можно предупредить уменьшение коротковолнового выходного сигнала или увеличение модуляционного шума из-за шероховатости поверхности.

В технике применяют только окислы, в основном 7-Fe203, а также двуокись хрома Сг02.

¦y-Fe203 используют преимущественно для записи цифровой информации и синусоидальных сигналов. Он имеет кубическую симметрию типа шпинели и решетку с периодом а=0,834 нм. Материал имеет малую кристаллическую анизотропию: константа анизотропии К== = —4,63 кДж/м3 и преимущественное направление [111]. Малая анизотропия означает, что желаемая магнитная жесткость должна получаться из анизотропии формы, т. е. следует придать частицам игольчатую форму.

Специальная технология позволяет регулировать рост «зародышей». Когда длина по продольной оси игольчатого кристалла достигает 1 мкм, реакцию останавливают, образовавшийся затем ферромагнитный окисел — закись железа медленно окисляют в воздухе при 250° С и получают Y-Fe203 в виде игольчатых кристаллов, большинство из которых имеет направление [111], парал-лельноеих продольной оси.

Исследование свойств плёнки

Изменение времени жизни неосновных носителей заряда после термообработки

Имеются веские доказательства для такого объяснения. В самом деле, путем исследования температурной зависимости временем жизни определено положение энергетических уровней термических центров рекомбинации в запрещенной зоне германия. В области температур примесной проводимости время жизни экспоненциально возрастает с температурой по закону

Экспериментально определяют зависимость т= =f(/T) с учетом поправки на Т

Объём памяти ферромагнитной плёнки

Объём памяти ферромагнитной плёнки

Кроме того, малый объем элементов памяти на ферромагнитных пленках позволяет резко увеличить емкость информации в небольшом объеме. Более высокая точка Кюри пленок Fe—Ni и Fe—Ni—Go увеличивает их рабочий температурный интервал по сравнению с ферритами; они менее чувствительны к облучению и вибрациям.

Тонкие ферромагнитные пленки имеют толщины примерно 10—100 нм; чаще всего их получают методом термического испарения в вакууме (рис. 36). Испаряемый металл осаждается на подложки из кварца, каменной соли, слюды, фтористого кальция. Подложки очищают специальными методами и подогревают до 300—400° С.

Большинство тонких ферромагнитных пленок обладает одноосной анизотропией, т. е. в плоскости пленки существует преимущественное направление намагничен-

ности. При отсутствии поля вся пленка представляет собой домен, намагниченный вдоль этого направления. Величина одноосной анизотропии пленки обычно не связана  с  магнитной    кристаллографической    анизотропией вещества пленки и значительно ниже ее по величине. Величина одноосной анизотропии поликристаллических ферромагнитных пленок зависит от двух факторов: а) величины магнитного поля, наложенного в момент образования пленки; б) величины угла падения атомного пучка на подложку.

Пермаллоевые ленты сверхтонкого проката

Пермаллоевые ленты сверхтонкого проката

Применяют в качестве малогабаритных ленточных магнитных сердечников (микронные сердечниф) в переключающих устройствах. Сердечники микронного проката выгодно отличаются от ферритовых более высокой температурной стабильностью электромагнитных параметров и максимальной частотой перемагничивания, более низкими пе-ремагничивающими полями, большим отношением сигнала к помехе. Указанные преимущества обеспечивают

высокую надежность и быстродействие при работе переключающих устройств. Однако из-за сложности изготовления микронные сердечники значительно дороже ферритовых. Поэтому в последнее время в микроминиатюрных электронных приборах начали использовать ферромагнитные пленки, наносимые на подложки путем напыления в вакууме. Ферромагнитные пленки характеризуются высокой температурной стабильностью электромагнитных параметров и быстродействием. Они относительно дешевы и позволяют применять прогрессивные технологические методы микроминиатюризации.

Некоторые вопросы теории и принципы использования

В производстве быстродействующих ^малогабаритных ЭВМ и оперативных запоминающих устройств используют тонкие ферромагнитные пленки, обладающие рядом преимуществ по сравнению с элементами памяти, выполненными на ферритовых кольцах. Важнейшее из них — возможность максимально быстрого перематничивания ферромагнитных пленок процессом однородного спинового вращения, которое происходит за время от десятых долей наносекунды до нескольких наносекунд.

Бикро принцив двуплёночной системы

Изменение времени жизни неосновных носителей заряда после термообработки

Имеются веские доказательства для такого объяснения. В самом деле, путем исследования температурной зависимости временем жизни определено положение энергетических уровней термических центров рекомбинации в запрещенной зоне германия. В области температур примесной проводимости время жизни экспоненциально возрастает с температурой по закону

Экспериментально определяют зависимость т= =f(/T) с учетом поправки на Т

Монокристаллические ферромагнитные пленки железа

Монокристаллические ферромагнитные пленки железа

Получаются путём напылением на монокристаллическую подложку, обнаруживают в плоскости не одну, как в случае поликристаллических пленок, а две взаимно перпендикулярные оси легкого намагничивания, направленные вдоль ребер куба, что и соответствует монокристаллу Fea. Поликристаллические пленки имеют одну ось легкого намагничивания, которая является некоторой усредненной -для всей пленки. В отдельных участках пленки эта ось может иметь отклонения от оси легкого намагничивания пленки в целом, обусловленные различной ориентацией кристаллитов пленки. Это явление носит название дисперсии анизотропии ферромагнитных пленок.  Дисперсия   анизотропии  в Ni—Fe-пленках  может

быть следствием колебаний любой из трех частей анизотропии, обусловленных направленным упорядочением пар атомов железа, напряжениями и дефектами; оказывают влияние также неоднородности состава по толщине пленки. Дисперсия анизотропии проявляется на изображении домена, полученного с помощью электронного микроскопа в виде ряби, называемой тонкой стукту-рой доменов. Дисперсия анизотропии уменьшается с уменьшением разориентировки кристаллитов пленки и исчезает в совершенном монокристалле.

Ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса

Изменение времени жизни неосновных носителей заряда после термообработки

Имеются веские доказательства для такого объяснения. В самом деле, путем исследования температурной зависимости временем жизни определено положение энергетических уровней термических центров рекомбинации в запрещенной зоне германия. В области температур примесной проводимости время жизни экспоненциально возрастает с температурой по закону

Экспериментально определяют зависимость т= =f(/T) с учетом поправки на Т

Метод металлизации

Метод металлизации

Для получения металлизированных магнитных, носителей пригодны все известные методы металлизации —-нанесения тонких слоев металла на немагнитную подложку: электролитическое осаждение, химическое осаж-

дение, термическое    разложение   карбонилов металла, вакуумное испарение, катодное распыление.

В результате получаются металлические слои, основной составной частью которых является, кобальт: Со— Ni, Со—Р, Со—Ni—Р, Со—Мо и др. Металлизированные носители могут быть магнитоизотропными или анизотропными. Анизотропные носители при электролитическом осаждении получаются, если процесс происходит в •магнитном поле, параллельном плоскости основы. -При химическом осаждении анизотропные носители образуются в результате направленного полирования основы ленты.

Магнитные свойства металлических слоев малой толщины обеспечивают высокие показатели лент. Прежде всего это относится к плотности записи. Сравнение характеристик показывает, что металлизированная лента с толщиной рабочего слоя 0,125 мкм обеспечивает в_3 раза большую отдачу и на порядок большую плотность записи (при уровне спада 6 дБ), чем порошковая лента С толщиной рабочего слоя 6,5 мкм.

Наиболее типичные характеристики металлизированных лент выше свойств по отдаче и разрешающей способности при цифровой записи в 1,35 раза, а при аналоговой — в 5,4 раза по сравнению со свойствами порошковых лент.

Металлизированные носители имеют, зеркальную поверхность. Оптический коэффициент Со—Ni-слоев, полученных вакуумным испарением, достигает 0,9, т. е. их можно применять в магнитооптических системах записи.

• Металлизированные носители имеют низкое электрическое сопротивление. Это свойство — их достоинство и недостаток: достоинство, так как носитель не электризуемся и не притягивает частички, отделяющиеся от рабочего слоя, что повышает надежность записи; недостаток, потому что низкое электросопротивление вызывает специфическое явление расширения магнитного поля головки записи, что снижает разрешающую способность системы записи при больших значениях относительных скоростей головки и носителя.

Основные недостатки металлизированных магнитных лепт—низкая износостойкость (в несколько раз ниже, чем порошковых лент), а также нестабильность в агрессивных средах.