CN108281159A - 一种长效光数据存储介质合金材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种长效光数据存储介质合金材料及制备方法。合金材料由如下组份组成：铜70%～80%，硅5%～12%，抗腐蚀性材料2%～20%，高敏感度材料2%～10%。该合金材料主要用于制作蓝光存储光盘中数据记录介质膜层。本发明制备方法是将铜、硅、抗腐蚀性材料以及高敏感度材料的粉末充分混合填充于模具进行压缩成型，在真空烧结炉里烧结后进行缎造压延，最后进行机械加工得到所需要的适合真空磁控溅镀的靶标形状。本发明合金材料成本低、稳定性好、容易实现；且在数据存储蓝光光盘的记录层，提高记录层感光性能，降低光盘片的刻录功率和提高数据的稳定性能；本发明合金材料生产的蓝光光盘寿命是市场上普通铜及非晶质硅记录膜层蓝光光盘寿命的1.5倍以上。

Description

一种长效光数据存储介质合金材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种长效光数据存储介质及制备方法，特别是一种长效光数据存储介质合金材料及制备方法，属于长效光数据存储介质合金材料及制备方法的创新技术。
背景技术
目前，作海量数据长期归档存储的首选介质数据光盘，其在信息存储领域的最大性能考量在于它的数据可靠存储寿命，也就是说，一个记录了关键数据的光盘所存储的数据能在多长时间里能够被有效而可靠地读取。自从70年代初期光盘存储技术作为磁带机的替代品研制成功，短短20年间，以CD和 DVD 为标准的盘片已经替代了卡带和录影带成为了音乐和电影的新载体。光盘存储技术在 80 年代步入商业使用时曾经一再夸耀自己的优点，数字技术与长效的保存时间成为了光盘存储技术迅速走红的原因。在普通消费者记忆中光盘介质的CD和DVD是可以作为一劳永逸的收藏品的。但是经过近30年时间的检验，一劳永逸的收藏品成为了泡影。
日本在 1970 年举行大阪万国博览会时，曾经在大阪城公园的角落埋藏了两个“时空胶囊”，其中放置了当时采集的两千多种物品，不仅仅有植物种子和布匹材料，甚至放入了松下牌的电视机和铁锅。当年的负责人之一发酵研究所的贺京淳在接受采访时说：“我们这个‘时空胶囊’计划就是希望看看这些物品在 100 年的埋藏中发生了什么变化，谜底揭晓的时候可能我已经去世了，但是后人却会看到到底什么是能够保留下来的”。组织者每隔10年察看一次埋藏品的状况，并再放入当时代新出现的物品进“时空胶囊”，在1980年的时候一张音乐 CD 被放入其中。20 年后，当挖掘者拿出 CD 进行检查的时候发现，CD 已经不行了。曾经参与 70 年代早期光盘存储技术设计的弗尔斯接受采访时说：“我们当初设计光盘的时候计划其能有 150 年的极限寿命，谁想到目前看也就30年”。数据存储光盘失效的其中一个主要原因就是光盘中的关键数据记录层失效了。
蓝光光盘(Blu-ray Disc)是继CD和DVD之后发展起来的第三代光盘产品，使用波长为405纳米的蓝色镭射光进行数据读写的工作，其因具备高容量的优势，故已被广泛应用于储存高容量的数据及高画质的影音档案，成为下一世代的光盘存储规格。
通常单次写入不可擦写型蓝光光盘不同于之前的CD-R和DVD-R采用有机染料作为数据记录介质层材料，而是采用无机材料通过磁控溅镀的方式形成数据记录介质膜层，其层状结构依序包括：基板、反射层、上介电层、双记录介质层、下介电层及保护层。目前常见的单次写入不可擦写蓝光光盘中，其中关键的双记录层介质一般为铜与非晶质硅组成，本发明的铜硅合金成分与非晶质硅组成的双记录层，是对前者的技术性能的改进。
以含有铜/非晶质硅双记录层的单次写入不可擦写型蓝光光盘为例，普通的铜/非晶质硅双记录层材料制作的蓝光光盘通常需要较高的写入功率（8毫瓦以上）才能完成数据写入的工作；但较高的写入功率会增加单次写入型蓝光光盘的烧录成本，且亦不适用于高倍速烧录的单次写入不可擦写型蓝光光盘。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种长效光数据存储介质合金材料，本发明提供的合金材料成本低、稳定性好、容易实现；且用于数据存储蓝光光盘的记录层，提高记录层感光性能，降低光盘片的刻录功率和提高数据的稳定性能。
本发明的另一目的在于提供一种长效光数据存储介质合金材料的制备方法。本发明的制作简单方便，成本低。
本发明的技术方案是：一种长效光数据存储介质合金材料，由如下组份组成：铜70%～80%，硅5%～12%，抗腐蚀性材料2%～20%，高敏感度材料2%～10%。
本发明长效光数据存储介质合金材料的制备方法，具体步骤如下；
1）将铜、硅、抗腐蚀性材料以及高敏感度材料的粉末充分混合填充于模具进行压缩成型；
2）在真空烧结炉里烧结后进行锻造压延；
3）最后进行机械加工得到所需要的靶材形状。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1）本发明提供的合金材料成本低、稳定性好、容易实现；
2）本发明提供的合金材料在数据存储蓝光光盘的记录层，提高记录层感光性能，降低光盘片的刻录功率和提高数据的稳定性能；
3）本发明提供的合金材料形成的数据记录介质膜层能够在一个很长的存放期间内都能保持较高准确率，应用该材料生产的蓝光光盘寿命是市场上普通铜及非晶质硅记录膜层蓝光光盘寿命的1.5倍以上。
本发明是一种高倍速烧录、高记录质量、延长数据存储光盘寿命的长效光数据存储介质合金材料。本发明的制作简单方便，成本低。
具体实施方式
本发明的长效光数据存储介质合金材料及制备方法，由如下组份组成：
铜70%～80%，硅5%～12%，抗腐蚀性材料2%～20%，高敏感度材料2%～10%。
本实施例中，上述铜、硅、抗腐蚀性材料、高敏感度材料都是金属粉末。
本实施例中，上述抗腐蚀性材料为镍、铬、钼或钛的任一种。
本实施例中，上述高敏感度材料是黄金、铂金、钯的任一种。
本实施例中，上述金属粉末的粒径为0.5～2微米。上述金属粉末纯度大于99.99%。
本发明的长效光数据存储介质合金材料的制备方法,具体步骤如下；
1）将铜、硅、抗腐蚀性材料以及高敏感度材料的粉末充分混合填充于模具进行压缩成型；
2）在真空烧结炉里烧结后进行锻造压延；
3）最后进行机械加工得到所需要的靶材形状。
本实施例中，上述步骤2）金属粉末的烧结温度1600℃～1800℃，烧结时间3～6小时。
本发明用于以真空磁控溅镀的方法，制作一次写入不可擦写蓝光光盘的数据记录介质膜层。
本发明的具体实施例如下：
实施例1：
本发明的长效光数据存储介质合金材料由如下组分组成：77千克纯度大于99.99％，粒径为0.6微米的铜，8千克纯度大于99.99％，粒径为0.5微米的硅，11千克纯度大于99.99％，粒径为2微米的镍，4千克纯度大于99.99％，粒径为0.5微米的高敏感度材料，本实施例中，高敏感度材料选用黄金；该长效光数据存储介质合金材料的制备方法是：将铜、硅、镍以及高敏感度材料的粉末充分混合填充于碳制的模具进行压缩成型，在真空烧结炉里以1650℃烧结4.5小时后进行锻造压延，以提高其致密度，最后进行机械加工得到所需要的靶材形状，使用时通过焊接的工艺方式结合在钼或铬锆铜合金背板上。
实施例2：
本发明的长效光数据存储介质合金材料由如下组分组成：80千克纯度大于99.99％，粒径为0.8微米的铜，7千克纯度大于99.99％，粒径为0.8微米的硅，6千克纯度大于99.99％，粒径为1.2微米的镍，7千克纯度大于99.99％，粒径为0.8微米的高敏感度材料，本实施例中，高敏感度材料选用铂金；该合金材的制备方法是：将铜、硅、镍以及高敏感度材料的粉末充分混合填充于碳制的模具进行压缩成型，在真空烧结炉里以 1750℃烧结 4.5 个小时后进行锻造压延，以提高其致密度，最后进行机械加工得到所需要的靶材形状，使用时通过焊接的工艺方式结合在钼或铬锆铜合金背板上。
实施例3：
本发明的长效光数据存储介质合金材料由如下组分组成：75千克纯度大于99.99％，粒径为0.5微米的铜，9千克纯度大于99.99％，粒径为0.5微米的硅，9千克纯度大于99.99％，粒径为1.5微米的镍，7千克纯度大于99.99％，粒径为0.5微米的高敏感度材料，本实施例中，高敏感度材料选用钯；该合金材的制备方法是：将铜、硅、镍以及高敏感度材料的粉末充分混合填充于碳制的模具进行压缩成型，在真空烧结炉里以 1750℃烧结 4.5 个小时后进行锻造压延，以提高其致密度，最后进行机械加工得到所需要的靶材形状，使用时通过焊接的工艺方式结合在钼或铬锆铜合金背板上。
实施例4：
本发明的长效光数据存储介质合金材料由如下组分组成：78千克纯度大于99.99％，粒径为0.5微米的铜，8千克纯度大于99.99％，粒径为0.6微米的硅，8千克纯度大于99.99％，粒径为1.8微米的铬，6千克纯度大于99.99％，粒径为0.6微米的高敏感度材料，本实施例中，高敏感度材料选用黄金；该合金材的制备方法是：将铜、硅、铬以及高敏感度材料的粉末充分混合填充于碳制的模具进行压缩成型，在真空烧结炉里以 1650℃烧结 5 个小时后进行锻造压延，以提高其致密度，最后进行机械加工得到所需要的靶材形状，使用时通过焊接的工艺方式结合在钼或铬锆铜合金背板上。
实施例5：
本发明的长效光数据存储介质合金材料由如下组分组成：78千克纯度大于99.99％，粒径为0.5微米的铜， 8千克纯度大于99.99％，粒径为1.8微米的硅，8千克纯度大于99.99％，粒径为1.2微米的钼，6千克纯度大于99.99％，粒径为0.6微米的高敏感度材料，本实施例中，高敏感度材料选用铂金；该合金材的制备方法是：将铜、硅、钼以及高敏感度材料的粉末充分混合填充于碳制的模具进行压缩成型，在真空烧结炉里以 1750℃烧结 4.5 个小时后进行锻造压延，以提高其致密度，最后进行机械加工得到所需要的靶材形状，使用时通过焊接的工艺方式结合在钼或铬锆铜合金背板上。
实施例6：
本发明的长效光数据存储介质合金材料由如下组分组成：2千克纯度大于99.99％，粒径为0.6微米的铜，7千克纯度大于99.99％，粒径为0.5微米的硅，9千克纯度大于99.99％，粒径为0.6微米的钛，8千克纯度大于99.99％，粒径为0.5微米的高敏感度材料，本实施例中，高敏感度材料选用钯；该合金材的制备方法是：将铜、硅、钛以及高敏感度材料的粉末充分混合填充于碳制的模具进行压缩成型，在真空烧结炉里以 1800℃烧结5小时后进行锻造压延，以提高其致密度，最后进行机械加工得到所需要的靶材形状，使用时通过焊接的工艺方式结合在钼或铬锆铜合金背板上，生产时后续工作按常规方法制备。
本发明的测定试验如下：
根据国际标准ISO/CD15525给定的测定条件，测试方法及标准：碟片放于-18℃的冰箱内8小时，再放入65℃的热水中16小时后，碟片无外观变形、信号无减弱丢失。
测估了本发明所用材料制作的蓝光光盘寿命，同时也测算了市场上常用铜/非晶质硅材料制作的蓝光光盘的寿命，并测定了其稳定性和耐磨性。
该实验材料生产的蓝光光盘 1 至 6 是采用实施例中1 至6所制备的材料对应制作记录介质膜层的光盘，对比品1 是市场上普通铜制得的记录层的光盘，对比品 2 是其他材料制作记录介质膜层的蓝光光盘，所有测试均在同一条件下进行的。
所制备的蓝光光盘检测结果列如下表：

Claims (9)

1.一种长效光数据存储介质合金材料,其特征在于由如下组份组成：
铜70%～80%，硅5%～12%，抗腐蚀性材料2%～20%，高敏感度材料2%～10%。
2.根据权利要求1所述的长效光数据存储介质合金材料,其特征在于上述铜、硅、抗腐蚀性材料、高敏感度材料都是金属粉末。
3.根据权利要求2所述的长效光数据存储介质合金材料,其特征在于上述抗腐蚀性材料为镍、铬、钼或钛的任一种。
4.根据权利要求2所述的长效光数据存储介质合金材料及制备方法,其特征在于上述高敏感度材料是黄金、铂金、钯的任一种。
5.根据权利要求2至4任一项所述的长效光数据存储介质合金材料及制备方法,其特征在于上述金属粉末的粒径为0.5～2微米。
6.根据权利要求5所述的长效光数据存储介质合金材料及制备方法,其特征在于上述金属粉末纯度大于99.99%。
7.一种根据权利要求1所述的长效光数据存储介质合金材料的制备方法,其特征在于具体步骤如下；
1）将铜、硅、抗腐蚀性材料以及高敏感度材料的粉末充分混合填充于模具进行压缩成型；
2）在真空烧结炉里烧结后进行锻造压延；
3）最后进行机械加工得到所需要的靶材形状。
8.根据权利要求1所述的长效光数据存储介质合金材料的制备方法,其特征在于上述步骤2）金属粉末的烧结温度1600℃～1800℃，烧结时间3～6小时。
9.根据权利要求7或8所述的长效光数据存储介质合金材料的制备方法,其特征在于用于以真空磁控溅镀的方法，制作一次写入不可擦写蓝光光盘的数据记录介质膜层。
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