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Magnetische Vorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft magnetische Datenspeichervorrichtungen. Eine bekannte Datenspeichervorrichtung besteht aus einem drahtförmigen, nichtmagnetischen Träger mit einer dünnen, an dessen Oberfläche haftenden metallischen Beschichtung, beispielsweise einer Silberschicht, auf der wieder ein dünner Film aus ferromagnetischem Material mit rechteckiger Hysteresisschleife elektrolytisch abgelagert ist.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung derartiger bekannter Speichervorrichtungen besteht darin, dass gleichzeitig mit einer Silbersalzlösung ein Reduktionsmittel für diese auf einen vorher durch Eintauchen in eine Zinnchloridlösung empfindlich gemachten Träger aufgesprüht wird, wodurch eine dünne Schicht aus metallischem Silber auf der Oberfläche des Trägergliedes hergestellt wird. Auf dem mit der Silberschicht versehenen Träger wird dann in einem elektrolytischen Bad ein dünner Film aus ferromagnetischem Material mit rechteckiger Hysteresisschleife abgelagert, wobei die Silberschicht als Kathode dient. Vorzugsweise enthält der dünne magnetische Film 95% Eisen und 51o Nickel.
Der Ausdruck dtinner Film"besagt in diesem Zusammenhang, wie es auf diesem Gebiete der Technik allgemein üblich ist, dass der Film nicht dicker als 10000 ist.
Obwohl derartige Vorrichtungen an sich für die Datenspeicherung gut geeignet sind. wurden bisher Systeme mit einer grösseren Anzahl solcher Datenspeichervorrichtungen nicht gefertigt, da besonders bei Vorrichtungen verschiedener Fertigungsserien zu grosse Unterschiede in den magnetischen und elektrischen Eigenschaften auftreten.
Während bisher die Ursachen für die Unterschiede in den Betriebskennwerten nicht erkannt worden waren, baut die Erfindung auf der Erkenntnis auf, dass es, um auf wirtschaftliche Weise brauchbare magnetische Datenspeichervorrichtungen der beschriebenen Art herstellen zu können, notwendig ist, die Oberflächengüte (Glattheit) der leitenden Schicht oder allgemein des leitenden Teiles, auf dem das ferromagnetische Material elektrolytisch abgelagert wird, in engen Grenzen zu regulieren.
Die Erfindung betrifft nicht nur eine Vorrichtung mit einer bestimmten physikalischen Struktur, insbesondere einer bestimmten Oberflächengüte der leitenden Schicht zur Erzielung einer besseren Übereinstimmung der magnetischen und elektrischen Kennwerte zwischen den erzeugten Vorrichtungen, sondern siebetrifft auch ein Verfahren zur Erzielung des für die leitende Schicht erforderlichen Oberflächen-Glatt- heitsgrades.
Die nachstehende Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemässen Datenspeichervorrichtung ist auch insofern von Vorteil, weil dadurch der im Zusammenhang mit der physikalischen Struktur der erfindungsgemässen Vorrichtung verwendete Ausdruck"glatt"am besten definiert ist.
Demgemäss ist der zur Bezeichnung der Oberflächeneigenschaften der leitenden Schicht der erfin-
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mäss nachstehender Beschreibung erzielt wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine magnetische Vorrichtung bestehend aus einem nichtmagnetischen Träger, der eine elektrisch leitende Oberfläche und eine an dieser haftende, elektrolytisch abgelagerte Beschichtung aus ferromagnetischem Material mit rechteckiger Hysteresisschleife aufweist.
Das kennzeichnende Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass die genannte leitende Oberfläche einen"Glattheitsgrad"besitzt, der annähernd dem in der Beschreibung definierten
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"Glattheitsgrad"entspricht, und dass die elektrolytisch abgelagerte Schicht ein dünner Film mit annä- hernd rechteckiger Hysteresisschleife ist.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen magnetischen Vorrichtung, deren nichtmagnetischer Träger gereinigt, empfindlich gemacht, mit einer elektrisch leitenden Ober- fläche versehen, nochmals gereinigt und schliesslich auf galvanischem Wege mit einem ferromagneti- schen Überzug versehen wird, wobei erfindungsgemäss vor dem Aufgalvanisieren des ferromagnetischen Überzuges der mit der leitenden Oberfläche versehene Träger in ein Bad aus gealterter Alkali-Quecksilber-
Cyanid-Lösung getaucht und anschliessend nochmals gereinigt wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben, u. zw. zeigen Fig. 1 eine Teilansicht eines empfindlich gemachten Trägers mit einer haften- den Zwischenschicht aus einem bestimmten Material und einem Überzug aus magnetisierbarem Material, der die Zwischenschicht umgibt und an dieser haftet, wobei die Dicke der Zwischenschicht als auch des magnetischen Überzuges stark übertrieben dargestellt ist, Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung eines Teiles einer zweiten Art eines stabförmigen Trägers oder Drahtes mit einer Zwischenschicht und einem magnetischen Überzug gleich dem in Fig. 1 gezeigten, wobei, wie auch in Fig. 1, je ein Stück der Zwischenschicht bzw. des Überzuges weggelassen wurden und die Dicke derselben stark übertrieben darge- -stellt ist, Fig.
3 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer bistabilen magnetischen Vorrichtung, auf der eine Zwischenschicht und ein Überzug nach der Erfindung vorgesehen sind, wobei die Dicke derZwischenschicht und des magnetischen Überzuges ebenfalls übertrieben dargestellt ist, Fig. 4 die Hysteresisschleife eines magnetisierbaren Materials, Fig. 5 und 6 Darstellungen einer Magnetisierungskurve bzw. eines Ausgangsschaltdiagramms, das durch einen Oszillographen unter Verwendung einer nicht erfindungsgemässen magnetischen Vergleichsvorrichtung hergestellt wurde, Fig. 7 und 8 Wiedergaben einer Magnetisierungskurve bzw. eines Ausgangsschaltdiagramms, das auf die gleiche Weise wie die Vergleichskurve bzw. das Vergleichsdiagramm nach den Fig.
5 und 6 erstellt wurde, wobei jedoch eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte magnetische Vorrichtung Verwendung fand, und Fig. 9 eine graphische Darstellung einer fortlaufenden Reihe elektrischer Impulse, die an die mit den zur Gewinnung der in den Fig. 6 und 8 graphisch dargestellten Daten verwendeten magnetischen Elemente gekoppelten Treiberwicklungen angelegt werden.
In Fig. l ist stark vergrössert ein elektrisch nichtleitender Träger 10 gezeigt, auf dem eine elektrisch leitende nichtmagnetische Zwischenschicht 20 aufgebracht ist, die aus einem kleinen Anteil Quecksilber und einem grossen Anteil anderem Metall, beispielsweise Silber, besteht und auf der ein festhaftende Überzug aus magnetisierbarem Material 30 liegt. Die Zwischenschicht 20 und der Überzug aus magnetschem Material 30 sind der Deutlichkeit halber stark vergrössert, während sie in Wirklichkeit sehr dünn sind. Die leitende Zwischenschicht 20 wird durch wiederholtes Niederschlagen eines hauptsächlich aus elektrisch leitendem Metall, z. B.
Silber, bestehenden nichtmagnetischen Materials so dünn wie möglich auf den Träger aufgebracht, wobei jedoch darauf zu achten ist, dass die elektrische Leitfähigkeit der Zwischenschicht an allen Stellen annähernd gleich ist. Die Dicke des magnetischen Überzuges kann beispielsweise 1500 Ä-5000 Ä betragen. Die Zwischenschicht 20 und das darüberliegende magnetische Material werden durch nachstehend näher erläuterte Verfahren auf den Träger aufgebracht. Dadurch erhält das ma-
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Speicherung binärer Daten von grosser Bedeutung ist.
In Fig. 2 ist eine andere Art eines Trägers 11 gezeigt, der aus einem steifen, federnden Stab aus elektrisch leitendem Material, z. B. einer Kupfer-Beryllium-Legierung, besteht. Auf diesem Träger haftet eine Zwischenschicht 21 aus nichtmagnetischem elektrisch leitendem Material, das zu einem geringerenAnteil aus Quecksilber und zu einem grossen Anteil aus einem andern nichtmagnetischen Metall, z. B.
Silber, besteht. Die Zwischenschicht wird von einer festhaftenden dünnen Schicht aus magnetisierbarem Material umgeben, die durch Galvanisierung in einem Eisen- und Nickelsalze enthaltenden Bad auf die Zwischenschicht aufgebracht wurde.
Da das Herstellungsverfahren für die beiden in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtungen gleich ist, wird dieses nur einmal beschrieben. Auf kleine Unterschiede wird von Fall zu Fall besonders hingewiesen.
Als Träger für die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung wird Glas bevorzugt, da sich dieses leicht in der gewünschten Form und Grösse herstellen lässt und da es auf Grund seiner Steifheit eine Verschlechterung
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den kann. Wie in der nachstehend wiedergegebenen Verfahrenstabelle gezeigt, wird der Träger zunächst gründlich gereinigt, was beispielsweise in einem heissen Chromsäurebad oder in einem alkalischen Rei- nigungsmittel geschehen kann. Nach der Reinigung wird der Träger mit destilliertem Wasser abgespült
Es ist ratsam, die Vorrichtung während sämtlicher Verfahrensschritte bis zur letzten Abspülung im feuchten Zustand zu halten und eine Verunreinigung durch Oxydation, Schwefelwasserstoff usw. zu vermei- den.
Die Verfahrensschritte werden daher zweckmässig ohne Verzögerung nacheinander durchgeführt.
Nach dem Abspülen wird der Träger zur Vorbereitung der Ablagerung der elektrisch leitenden Zwischen- schicht empfindlich gemacht. Bei Glas- oder Quarzträgern kann dies durch ein 1 - 3 min langes Ein- tauchen des Trägers in eine frische warme Zinnchloridlösung geschehen, die durch Lösen von 12g SnCL in I 500 Crrf destilliertem Wasser mit ausreichend konzentrierter Salzsäure zur Verhinderung der Bildung von
Zinnhydroxyd hergestellt wird. Der empfindlich gemachte und abgespülte Träger erhält dann einen gleich- mässigen Überzug aus metallischem Silber.
Die Ablagerung kann beliebig durchgeführt werden ; vorzugs-
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im Handel erhältliche, von den Peacock-Laboratorien in Philadelphia, Pa. hergestellte Erzeugnisse. Die bevorzugte Verdünnung für die Silberlösung beträgt 60 en pro l Wasser und für das Reduktionsmittel 16 cm pro l Wasser. Die Sprühüberzüge werden vorzugsweise unter Verwendung von Stickstoff als Beschleuniger mit in einem Druck von zirka 0, 15 kg pro cm2 mittels"Johns chromatographischen Standardsprühflaschen"aufgebracht. Um einen gleichmässigen Überzug zu erhalten, ist es zweckmässig, den Träger statt einmal langsam mehrmals mit erhöhter Geschwindigkeit durch die Sprühmischzone zu bewegen.
Es darf nur so viel Silber reduziert werden, dass ein einheitlicher leitender Überzug entsteht. Als Sprüh- beschleuniger wird deshalb Stickstoff bevorzugt, weil dadurch die Oxydation des reduzierten Silbers verringert wird. Unmittelbar nach der Ablagerung des Silbers wird der beschichtete Träger mit destilliertem Wasser abgespült und zweckmässigerweise sofort danach etwa 5 - 30 sec in eine mindestens eine Woche alte Lösung aus NaHg (CH) oder KHg (CN) mit einer Konzentration von etwa 0, 1 bis lolo eingetaucht und danach wieder mit destilliertem Wasser abgespült.
Bevorzugte Verfahrensfolge :
1. Reinigung des Trägers mit einem alkalischen Reinigungsmittel oder heisser Chromsäure ;
2. Abspülen mit destilliertem Wasser ;
3. Empfindlichmachen durch ein 1 - 3 min langes Eintauchen in eine warme frische Zinnchlorid- lösung ;
4. Abspülen mit destilliertem Wasser ;
5. Reduktion des Silbers auf dem Träger ;
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9. Galvanisierung des Trägers im Eisen-Nickel-Bad.
10. Abspülen mit entionisiertem Wasser und Abtrocknen mit Aceton ;
11. Aufbringen eines Schutzüberzuges aus Urethanharz.
Es wurde gefunden, dass die Gleichmässigkeit der magnetischen Eigenschaften durch die Verringerung der Dicke der Silberzwischenschicht erhöht werden kann, jedoch nur so lange, als die Zwischenschicht noch über ihre ganze Fläche gleichmässig leitend ist. Ausserdem wurde festgestellt, dass es einen Optimalwert für die Oberflächenrauheit der Silberschicht gibt, unterhalb und oberhalb der sich die magneti- schen Eigenschaften einer fertigen Vorrichtung verschlechtern.
Es hat sich ausserdem gezeigt, dass ein Optimalwert für die wirksame Oberfläche der Silberschicht vorhanden ist, auf der das magnetische Material abzulagern ist. Wird die wirksame Fläche unter Beibehaltung des optimalen Wertes der Oberflächenrauheit vergrössert, dann werden verbesserte magnetische Eigenschaften sowie eine starke Erhöhung der Gleichmässigkeit dieser Eigenschaften von einer Fertigungsserie zur andern erzielt.
Aus einem Studium von elektromikroskopischen Darstellungen solcher Zwischenschicht-Oberflächen im Zusammenhang mit der Feststellung der tatsächlichen wirksamen Zwischenschicht-Oberflächen, wie sie durch Messungen der elektrischen Kapazität bestimmt werden, geht hervor, dass eine wesentliche Vergrösserung der wirksamen Oberfläche durch das im vorangegangenen beschriebene bevorzugte Verfahren zusammen mit einer Verminderung der Oberflächenrauheit auf einen Optimalwert erreichbar ist.
Demgemäss bezeichnet der in der vorliegenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Oberflächenkennzeichnung der leitenden, insbesondere aus Silber bestehenden Schicht verwendete Ausdruck
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"glatt" eine solche Oberflächengüte, wie sie insbesondere durch das im vorangegangenen beschriebene Verfahren erzielt wird.
Bei einer genaueren Betrachtung der im vorangegangenen beschriebenen bevorzugten Verfahrensfolge zeigte sich, dass das Eintauchen der Vorrichtung in die alte Quecksilberzyanidlösung zur Folge hat, dass eine geringe Menge Quecksilber auf das elektrisch leitende Material der Zwischenschicht gelangt, wodurch deren Rauheit bei gleichzeitiger Vergrösserung der wirksamen Oberfläche der Zwischenschicht verringert wird. Eine geringe Menge der Zwischenschicht geht in dem betreffenden Bad verloren.
Die Galvanisierung wird vorzugsweise unter Verwendung eines Elektrolyten durchgeführt, der im we-
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gen. Um sicherzustellen, dass das Eisensalz der Lösung zwei-und nicht dreiwertig ist, kann dem Bad aus- reichend Eisenpulver oder Eisenwolle zugesetzt werden. In einer als Beispiel gewählten Vorrichtung wird ein als Glasdraht mit einem Durchmesser von zirka 0,25 mm ausgebildeter Träger, der eine nach dem bereits beschriebenen Verfahren hergestellte Silber-Quecksilber-Auflage trägt, bei Zimmertemperatur fortlaufend durch den Elektrolyten bewegt, wobei der beschichtete Träger in einer Länge von etwa 7 cm dem Elektrolyten ausgesetzt und mit einer Geschwindigkeit von etwa 12 cm pro min bei einem Galvani- sierungsstrom von 12 bis 25 mA durch das Bad bewegt wird.
Hiebei ist darauf zu achten, dass der einge- tauchte Teil des Trägers gleichmässig mit Galvanisierungsstrom beschickt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass eine röhren- oder spiralenförmige Anode verwendet wird, innerhalb der der Träger bewegt wird. Die leitende Zwischenschicht dient als Kathode. Die Oberfläche der Zwischenschicht wird in diesem Beispiel etwa 36 sec lang dem Galvanisierungsvorgang unterworfen. Diese Zeitdauer der Galvanisierung sowie die
Stromdichte lassen sich je nach der gewünschten Dicke der magnetischen Schicht bis zu einem gewissen
Grad variieren. Ausserdem muss die Galvanisierungsdauer und die Stromdichte je nachdem, ob ein stab- förmiger Träger oder Träger anderer Grössen und Formen verwendet werden, besonders eingestellt werden.
Das durch die Elektrolyse abgelagerte magnetisierbare Material besteht aus etwa 97 Gew. -0/0 Eisen und 3 Gew. -0/0 Nièkel, doch entsteht auch dann noch eine brauchbare magnetische Vorrichtung, wenn der Eisengehalt um 2% abweicht.
Durch das Eintauchen der herzustellenden Vorrichtung in das Zyanid (Schritt 7 der Verfahrenstabelle) soll eine Änderung zumindest der Oberfläche der Zwischenschicht erreicht und auf diese eine geringe Menge Quecksilber aufgebracht werden. Elektronenmikroskopische Aufnahmen von Kohlenstoff-Poly- äthylen-Abdrücken der leitenden Zwischenschicht vor und nach dem Eintauchen in das Zyanid gemäss Schritt 7 der bevorzugten Verfahrensfolge zeigen, dass das von der Silberbeschichtung aufgenommene Quecksilber eine Änderung der Oberflächenrauheit dieser Beschichtung hervorruft. Eine sorgfältige Messung der Oberflächenzonen unter Anwendung bekannter Kapazitätsmessungsverfahren zeigt, dass infolge der Zyanidbadbehandlung bei gleichzeitiger Verminderung der Oberflächenrauheit eine Vergrösserung der wirksamen Oberfläche der Zwischenschicht eintritt.
Diese Vergrösserung der wirksamen Oberfläche lässt sich dadurch erklären, dass durch Verminderung der Rauheit die grossen Erhebungen durch eine grössere Anzahl sehr kleiner Erhebungen ersetzt werden, so dass eine weniger rauhe aber bedeutend grössere Kontaktfläche entsteht. Die technologische Beschaffenheit der durch die Zyanidbadbehandlung erhaltenen SilbeD-Quecksil- berschicht ist nicht ohne weiteres bestimmbar ; möglicherweise ist die Zwischenschicht jedoch ein Amalgam. Eine geringe Menge Silber geht an dasZyanidbad verloren. Die sich ergebendeZwischenschicht eines nach diesem Verfahren behandelten Trägers bestand beispielsweise aus etwa 95 Gew.-ja Silber und 5 Gew. -0/0 Quecksilber.
Die Tatsache, dass frisch bereitete Kalium- oder Natrium-Quecksilber-Zyanidlösungen im allgemeinen nicht die gewünschten verbesserten Ergebnisse hervorrufen, lässt vermuten, dass sich vor deren Verwendung in der Zyanidlösung Komplexionen bilden müssen. Ohne Rücksicht auf das eigentliche Wesen der stattfindenden chemischen Reaktion wurde gefunden, dass eine geeignete Lösung dadurch erhalten wird, dass eine frisch bereitete Lösung aus Natrium- oder Kalium-Quecksilber-Zyanid eine Woche lang oder länger einer natürlichen Alterung unterworfen wird.
Wird die nach dem bevorzugten Verfahren hergestellte Zwischenschicht mit einer solchen Lösung behandelt, so kann diese Zwischenschicht bei der galvanischen Ablagerung eines magnetisierbaren Materials als Elektrode verwendet werden, wobei die magnetischen Eigenschaften der fertigen Vorrichtung auf dem ganzen Träger annähernd gleich sind. Die fertige Vorrichtung besitzt eine gute Rechteckscharakteristik, so dass ein beachtlicher Amplitudenunterschied zwischen"ersten Störspannungen"und"Nullstörspannun- gen" auftritt, die an einer mit der bevorzugten Vorrichtung gekoppelten Lesewicklung erscheinen. Diese Verbesserungen werden nachstehend an Hand der in den Fig. 6 - 9 gezeigten Kurven erläutert.
Bei Prüfung der Eigenschaften der magnetischen Vorrichtungen sind Vergleiche nur dann gültig, wenn
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die Messungen mit demselben Prüfgerät durchgeführt werden, da es kein genormtes Prüfgerät gibt. Die genannten Eigenschaften der nach dem bevorzugten Verfahren hergestellten magnetischen Vorrichtun- gen wurden unter gleichen Bedingungen und mit dem gleichen Prüfgerät festgestellt, u. zw. zunächst für eine nach der bevorzugten Verfahrensfolge unter Auslassung der Schritte 7 und 8 hergestellten Vorrichi tung und dann für eine Vorrichtung, die nach der vollständigen Verfahrensfolge hergestellt wurde.
Nach einem solchen Test mit einem die in Datenverarbeitungsspeichern vorkommenden Operationen imitierenden Gerät dienten die erfindungsgemässen magnetischen Vorrichtungen als Ersatz für die bisher bekannten Vorrichtungen in einer Magnetdatenspeichermatrix, wobei die Testergebnisse in der Praxis überprüft wurden. Die Ergebnisse der experimentellen Vergleichstests werden nachstehend erläutert. An- schliessende praktische Erprobungen in einer Speichermatrix bestätigen die in den Vergleichstest8 ange- zeigten Verbesserungen.
Eine Prüfung der magnetischen Eigenschaften eines langen Stückes einer stabförmigen magnetischen
Vorrichtung, von der kurze Stücke zweier Ausführungsformen in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, wird wie folgt durchgeführt : Die Vorrichtung wird langsam durch eine Prüfspule gezogen, wodurch aufeinanderfol- gende Teile der Vorrichtung sich schnell wiederholenden Folgen positiver und negativer elektromagneti- scher Felder ausgesetzt werden, die durch die in Fig. 9 gezeigten Treiberstromsignale erzeugt werden. Ein
Treiberstrom der Grösse I reicht aus, um den mit der Treiberspule induktiv gekoppelten Teil der magne- tischen Vorrichtung aus einem Remanenzzustand in den andern zu schalten.
Die Ströme der Grösse 1/2 üben auf die magnetische Vorrichtung die Wirkung von nur einem von zwei Koinzidenzströmen aus, die bei einer Art der Koinzidenzstrom-Auswählung, wie sie bei der Ablesung von Speichereinheiten einer Spei- chermatrix durchgeführt wird, verwendet werden.
Aus Fig. 9 geht somit hervor, dass während einer Folge von Treiberstromimpulsen die Treiberspule zunächst einen annähernd rechteckigen Impuls von etwa 0, 25 Il sec Länge in einer Richtung, anschliessend einen ähnlichen Impuls in der entgegengesetzten Richtung, dann nacheinander zwei Halbwählimpulse in der gleichen Richtung usw. empfängt.
Die Treiberimpulse haben annähernd die gleiche Dauer und haben einen bestimmten zeitlichen Ab- stand voneinander. Bei dem durchgeführten Test betrugen die einzelnen Impulsabstände etwa 200 usec..
Somit werden die aufeinanderfolgenden Teile der magnetischen Vorrichtung zunächst in den Remanenz- zustand der ersten Richtung danach in den der zweiten Richtung umgeschaltet ; hienach findet zweimal eine Beeinflussung wieder in der ersten Richtung statt, doch reicht in diesem Fall die magnetische Feld- stärke nicht zur Umschaltung aus, ein weiterer Impuls wirkt wieder voll in der zweiten Richtung, wonach schliesslich wieder eine Umschaltung in die erste Richtung erfolgt usw.
Hiebei wird in einer die Treiberspule und die magnetische Vorrichtung umgebenden Ausgangs- oder
Lesewicklung eine Reihe von Spannungen induziert, die als Kurvenformen in den Fig. 6 und 8 graphisch dargestellt sind. Die Kurvenformen in den Fig. 6 und 8 wurden mit demselben Gerät unter gleichen Be- dingungen erhalten. Die Kurvenformen der Fig. 6 wurden mit einer magnetischen Vorrichtung erzeugt, die in der leitenden Zwischenschicht kein Quecksilber enthält, während diejenigen der Fig. 8 mit einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten magnetischen Vorrichtung zustande kamen.
Bezüglich des Ausgangssignals bzw. der in Fig. 6 gezeigten Wellenform des Lesesignalsmuss erwähnt
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der höchsten Amplitude das durch den Umkehr-Treiberimpuls (uVl in Fig. 9) in der Abfühlwicklung erzeugte Potential VM dar, während der Ausschlag mit der niedrigsten Amplitude durch den zweiten negativen Treiberimpuls (dV in Fig. 9) erzeugt wird.
Die mittlere Amplitude wird durch den negativen Impuls dV 1 erzeugt. Der Unterschied zwischen der hohen und der mittleren Amplitude rührt daher, dass der Magnetstab durch die beiden vorangehenden negativen Halbwählimpulse (-1/2) remanenzmindernd beeinflusst wurde.
Da die mit dV bezeichnete niedrige Amplitude kein zeichendarstellendes Signal bedeutet und eigentlich nur ein Störsignal ist, und da die durch die Umschaltung der Magnetkerne erwünschten Signale eine so geringe Amplitude haben können, wie es durch die mittlere Amplitude angedeutet wird, kann das Ausgangssignal lediglich durch die Potentialdifferenz V festgestellt bzw. gemessen werden. VD liegt in Fig. 6 in der Grössenordnung von etwa 175 mV. Dieser Wert tritt bei Magnetstäben auf, die nicht entsprechend den Verfahrensstufen 7 und 8 behandelt wurden.
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Die Spannungsausschläge in Fig. 8 sind den entsprechenden Amplituden in Fig. 6 ähnlich, wurden jedoch durch mittels des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellte magnetische Vorrichtungen erzielt.
Vergleicht man die niedrige Amplitude dV' (ungefähr 64 mV) mit der entsprechenden Amplitude in
Fig. 6, so zeigt die erstgenannte eine geringere Störspannung, was eine Verbesserung der Rechteckform ! der Hysteresisschleife des Magnetstabes bedeutet. Ausserdem ist die durch die Umkehr des Magnetisie- rungszustandes erzeugte, der mittleren Amplitude der Fig. 8 entsprechende Spannungsamplitude be- trächtlich höher als die entsprechende Amplitude der Fig. 6. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt dieser Gewinn etwa 56 mV. Diese Erhöhung der Spannung des Ausgangssignals ergibt zusammen mit der
Verringerung des Störsignals ein Nutzsignal, dessen Spannung etwa 265 mV über dem Störspannungspegel liegt, was durch den Abstand V'angedeutet wird.
Die Verbesserung gegenüber dem entsprechenden
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In Fig. 4 ist eine Hysteresisschleife gezeigt, die die Magnetisierungscharakteristik eines typischen bistabilen magnetischen Materials veranschaulicht. Die durch die Feldstärke H erzeugte magnetische Induktion B ist über eine gesamte Periode schaubildlich aufgetragen. Hat die magnetische Induktion B den Wert B, so ist das magnetische Material in einem Magnetisierungszustand gesättigt. Dieser Wert wird dann erreicht, wenn das Material durch den bereits erwähnten Magnetisierungsstrom I in den einen der beiden stabilen Zustände geschaltet wird. Bei Abfall der Feldstärke kehrt das magnetisierbare Material in einen ersten Zustand remanenter Induktion zurück, der durch den Schnitt der Hysteresisschleife mit der B-Achse angezeigt ist.
Die Magnetisierung des Materials weist an diesem Punkte immer noch den Wert
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gnetischen Zustand geschaltet, wodurch der auf der negativen Seite der Hysteresisschleife liegende Teil erzeugt wird. Nach Abfall der Feldstärke bleibt das Material im zweiten remanenten Zustand. Die Fig. 5 und 7 zeigen Aufnahmen vonHysteresisschleifen der zwei verschiedenen magnetischen Vorrichtungen, an die den Fig. 6 bzw. 8 entsprechende Spannungen angelegt wurden.
In Fig. 3 ist eine weitere mögliche Form der magnetischen Vorrichtung nach der Erfindung gezeigt.
In dieser Vorrichtung ist eine Grundplatte 12. die vorzugsweise aber nicht notwendigerweise aus Glas besteht, mit einer Schicht 22 der bereits genannten Silber-Quecksilber-Legierung beschichtet. worüber eine Nickel-Eisen-Legierung galvanisch aufgebracht ist. Die Silber-Quecksilberschicht wird durch gleichzeitiges Aufsprühen einer Silberlösung und eines Silberreduktionsmittels gebildet. Der magnetisierbare Überzug 30b wird ebenso aufgalvanisiert, wie es bereits im Zusammenhang mit den Magnetstäben beschrieben wurde.
Bei allen Arten der magnetischen Vorrichtungen besitzt das magnetisierbare Material. 30, 30a, 30b anfangs meist keine bevorzugte Magnetisierungsrichtung. Dies kann durch irgendein bereits bekanntes Verfahren, wie z. B. durch Auftragen des Überzuges unter Einwirkung eines Magnetfeldes. Ablagerung des magnetisierbaren Materials auf einen vorgespannten Träger oder Magnetisieren dieses Materials nach erfolgter Beschichtung, erreicht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Magnetische Vorrichtung bestehend aus einem nichtmagnetischen Träger, der eine elektrisch leitende Oberfläche und eine an dieser haftende, elektrolytisch abgelagerte Beschichtung aus ferromagnetischem Material mit rechteckiger Hysteresisschleife aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Oberfläche einen"Glattheitsgrad"besitzt, der wenigstens annähernd dem"Glattheitsgrad"entspricht, der erzielt wird, wenn vor dem Aufgalvanisieren des ferromagnetischen Überzuges der mit der leitenden Oberfläche versehene Träger in ein Bad aus gealterter Alkali-Quecksilber-Zyanid-Lösung getaucht und anschliessend nochmals gereinigt wird, und dass die elektrolytisch abgelagerte Schicht ein dünner Film mit annähernd rechteckiger Hysteresisschleife ist.