DE1186908B - Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Vorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H 03 k

Deutsche Kl.: 21 al-37/60

Nummer: 1186 908

Aktenzeichen: N19944IX c/21 al

Anmeldetag: 26. April 1961

Auslegetag: 11. Februar 1965

Verfahren zur Herstellung einer magnetischen
Vorrichtung

Anmelder:

The National Cash Register Company,

Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. A. Stappert, Rechtsanwalt,

Düsseldorf Nord, Feldstr. 80

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 28. April 1960 (25 317) --

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Datenspeichervorrichtung, die auf dem Prinzip dünner magnetischer Schichten beruht.

Eine bekannte magnetische Datenspeichervorrichtung dieser Art besteht aus einem nichtmagnetischen zylindrischen Träger, dessen Oberfläche mit einer dünnen leitenden Metallschicht, beispielsweise einer Silberschicht, versehen ist. Auf dieser Silberschicht ist wiederum ein dünner Film eines ferromagnetisehen Materials mit rechteckiger Hysteresisschleife auf elektrolytischem Wege festhaftend abgelagert.

Ein Verfahren zur Herstellung dieser bekannten
magnetischen Vorrichtungen besteht darin, daß eine
Silbersalzlösung gleichzeitig mit einem Reduktions- 15
agens auf einen vorher durch Eintauchen in eine
Zinnchloridlösung sensibilisierten Träger aufgesprüht
wird, so daß auf der Oberfläche des Trägers ein
dünner Überzug aus metallischem Silber entsteht; 2

anschließend wird in einer galvanischen Behandlung,

bei der die Silberschicht als Kathode dient, auf dem aus einem nichtmagnetischen Träger besteht, der auf silberbeschichteten Element eine dünne Schicht aus seiner Oberfläche mit einer Silberschicht und einer ferromagnetischem Material mit rechteckiger Hyste- auf dieser festhaftenden, elektrolytisch abgelagerten resisschleife abgelagert. Diese dünne ferromagne- Beschichtung aus ferromagnetischem Material mit tische Schicht besteht vorzugsweise aus 97°/o Eisen 25 annähernd rechteckiger Hysteresisschleife versehen und 3% Nickel. Unter dem Ausdruck »dünne Schich- ist, wobei die genannte Silberschicht auf dem Träger ten« werden, wie es auf diesem Gebiet der Technik durch eine an Ort und Stelle durchgeführte Reduktion allgemein üblich ist, solche Schichten verstanden, die einer Silbersalzlösung aufgebracht wird, nicht wesentlich dicker als 10 000 A sind. Das kennzeichnende Merkmal des erfindungsge-

Während diese bekannten magnetischen Vorrich- 30 mäßen Verfahrens besteht darin, daß der auf die tungen jede für sich für eine Verwendung in Daten- obengenannte Weise vorbereitete Träger vor der Abspeichern geeignet sind, ist es jedoch infolge der relativ großen Unterschiede der magnetischen und elektrischen Eigenschaften, insbesondere zwischen Vorrichtungen verschiedener Fertigungsserien, schwierig, 35
Speichersysteme aufzubauen, die eine große Anzahl
dieser Vorrichtungen verwenden.

Der Grund für die Unterschiede in den Betriebseigenschaften dieser bekannten Vorrichtungen ist
schwer festzustellen, doch hat sich bei den vom Er- 40 Überzug aus magnetisierbarem Material, der die finder durchgeführten Untersuchungen herausgestellt, Zwischenschicht umgibt und an dieser haftet, wobei daß magnetische Vorrichtungen mit wesentlich bes- die Dicke der Zwischenschicht und des magnetischen seren, gleichmäßigeren und gleichbleibenden Eigen- Überzugs stark übertrieben dargestellt ist, schäften bei der Serienfertigung durch eine Ober- F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teiles

flächenbehandlung der leitenden Beschichtung erzielt 45 einer zweiten Art eines stabförmigen Trägers oder werden. Wie mikroskopische Untersuchungen ergeben Drahtes mit einer Zwischenschicht und einem magnetischen Überzug gleich dem in F i g. 1 gezeigten, wobei wie auch in F i g. 1 je ein Stück der Zwischenschicht bzw. des Überzugs weggelassen wurde und 50 die Dicke derselben stark übertrieben dargestellt ist, F i g. 3 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer bistabilen magnetischen Vorrichtung, auf

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lagerung des ferromagnetischen Materials in eine mindestens 1 Woche alte Natrium- oder Kalium-Quecksilber-Zyanidlösung eingetaucht wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Teilansicht eines Trägers mit einer haftenden Zwischenschicht aus Silber und einem

haben, wird durch diese Behandlung die Oberfläche der leitenden Beschichtung geglättet, um diese zur Ablagerung des ferromagnetischen Materials vorzubereiten.

Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Vorrichtung, die

der eine Zwischenschicht und ein Überzug nach der Erfindung vorgesehen sind, wobei die Dicke der Zwischenschicht und des magnetischen Überzugs ebenfalls übertrieben dargestellt ist,

F i g. 4 die Hysteresisschleife eines magnetisierbaren Materials,

F i g. 5 und 6 Darstellungen einer Magnetisierungskurve und eines Ausgangsschaltdiagramms, das durch einen Oszillographen unter Verwendung einer nicht erfindungsgemäßen magnetischen Vergleichsvorrichtung hergestellt wurde,

F i g. 7 und 8 Wiedergaben einer Magnetisierungskurve und 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

F i g. 9 eine graphische Darstellung einer fortlaufenden Reihe elektrischer Impulse, die an die mit den zur Gewinnung der in den F i g. 6 und 8 graphisch dargestellten Daten verwendeten magnetischen Elemente gekoppelten Treiberwicklungen angelegt werden.

In F i g. 1 ist ein stark vergrößerter elektrisch nichtleitender Träger 10 gezeigt, auf dem eine Zwischenschicht 20 aufgebracht ist, die aus Silber besteht, deren Oberfläche außer aus Silber auch aus einem kleinen Anteil Quecksilber besteht; und auf der ein festhaftender Überzug aus magnetisierbarem Material 30 liegt. Die Zwischenschicht 20 und der Überzug aus magnetischem 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 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 Überzugs kann beispielsweise 1500 bis 5000A betragen. Die Zwischenschicht 20 und das darüberliegende magnetische Material werden durch nachstehend näher erläuterte Verfahren auf den Träger aufgebracht. Dadurch erhält das magnetische Material eine äußerst günstige Magnetisierungskurve, d.h. ein hohes B_R:B_U-Verhältnis, was zur Speicherung binärer Daten von großer Bedeutung ist.

In F i g. 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 Silber, deren Oberfläche aus einem geringen Anteil aus Quecksilber und zu einem großen Anteil aus 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 F i g. 1 und 2 gezeigten Vorrichtungen gleich ist, wird nur ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben.

Als Träger für die in F i g. 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 der magnetischen Eigenschaften infolge einer Materialverformung weitgehend einschränkt, doch können auch andere Materialien mit den genannten Eigenschaften als Träger verwendet werden, z. B. Quarz und steife federnde Kunstharze usw., auf die eine Silberzwischenschicht aufgebracht werden kann. Wie in der nachstehend wiedergegebenen Verfahrenstabelle gezeigt, wird der Träger zunächst gründlich gereinigt, was beispielsweise in einem heißen Chromsäurebad oder in einem alkalischen Reinigungsmittel 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 vermeiden. Die Verfahrensschritte werden daher zweckmäßig ohne Verzögerung nacheinander durchgeführt. Nach dem Abspülen wird der Träger zur Vorbereitung der Ablagerung der Silberschicht empfindlich gemacht. Bei Glas- oder Quarzträgern kann dies durch ein 1 bis 3 Minuten langes Eintauchen des Trägers in eine frische warme Zinnchloridlösung geschehen, die durch Lösen von 12 g SnCl₂ in 500 ecm destilliertem Wasser mit ausreichend konzentrierter Salzsäure zur Verhinderung der Bildung von Zinnhydroxyd hergestellt wird. Der empfindlich gemachte und abgespülte Träger erhält dann einen gleichmäßigen Überzug aus metallischem Silber. Die Ablagerung kann beliebig durchgeführt werden; vorzugsweise geschieht sie jedoch durch Reduktion aufgesprühter verdünnter »konzentrierter Silberlösung« und gleichzeitiger Anwendung eines »konzentrierten Silbersprühreduktionsmittels«. Die bevorzugte Verdünnung für die Silberlösung beträgt 60 ecm pro Liter Wasser und für das Reduktionsmittel 16 ecm pro Liter Wasser. Die Sprühüberzüge werden vorzugsweise unter Verwendung von Stickstoff als Beschleuniger mit einem Druck von etwa 0,15 kg/cm² z. B. mittels chromatographischer Sprühflaschen 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 Sprühbeschleuniger wird deshalb Stickstoff bevorzugt, weil dadurch die Oxydation des reduzierten Silbers verringert wird. Unmittelbar nach dei Ablagerung des Silbers wird der beschichtete Träger mit destilliertem Wasser abgespült und zweckmäßigerweise sofort danach etwa 5 bis 30 Sekunden in eine mindestens 1 Woche alte Lösung aus NaHg(CN)₃ oder KHg(CN)₃ mit einer Konzentration von etwa 0,1 bis 1 % 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 bis 3 Minuten langes Eintauchen in eine warme frische Zinnchloridlösung;

4. Abspülen mit destilliertem Wasser;

5. Reduktion des Silbers auf dem Träger;

6. Abspülen mit destilliertem Wasser;

5 6

7. Eintauchen des Trägers etwa 5 bis 30 Sekunden Zimmertemperatur fortlaufend durch den Elektroin altes NaHg(CN)₃; Iyten bewegt, wobei der beschichtete Träger in einer

8. Abspülen mit destilliertem Wasser; ^LänS^{e von etwa 7 cm dem} Elektrolyten ausgesetzt _n „ . . . , _T.. . ~. XT- ι ι ο j ^und mit einer Geschwindigkeit von etwa 12 cm/Min.

9. Galvanisieren des Tragers im Eisen-Nickel-Bad; ₅ ^ _{einem Galvanisierungs}f_{strom von 12 bis 25 MiUi}.

10. Abspülen mit entionisiertem Wasser und Ab- ampere durch das Bad bewegt wird. Hierbei ist dartrocknen mit Azeton; _auf _zu achten, daß der eingetauchte Teil des Trägers

11. Aufbringen eines Schutzüberzuges aus Urethan- gleichmäßig mit Galvanisierungsstrom beschickt harz. wird. Dies wird dadurch erreicht, daß eine röhren-

lo oder spiralförmige Anode verwendet wird, inner-

Es wurde gefunden, daß die Gleichmäßigkeit der halb deren der Träger bewegt wird. Die leitende Zwimagnetischen Eigenschaften durch die Verringerung schenschicht dient als Kathode. Die Oberfläche der der Dicke der Silberzwischenschicht erhöht werden Zwischenschicht wird in diesem Beispiel etwa 36 Sekann, jedoch nur so lange, wie die Zwischenschicht künden lang dem Galvanisierungsvorgang unterwornoch über ihre ganze Fläche gleichmäßig leitend ist. 15 fen. Diese Zeitdauer der Galvanisierung sowie die Außerdem wurde festgestellt, daß es einen Optimal- Stromdichte lassen sich je nach der gewünschten wert für die Oberflächenrauheit der Silberschicht Dicke der magnetischen Schicht bis zu einem gegibt, unterhalb und oberhalb deren sich die magneti- wissen Grad variieren. Außerdem muß die Galvanischen Eigenschaften einer fertigen Vorrichtung ver- sierungsdauer und die Stromdichte je nachdem, ob schlechtem. 20 ein stabförmiger Träger oder Träger anderer Größen

Es hat sich außerdem gezeigt, daß ein Optimal- und Formen verwendet werden, besonders eingestellt wert für die wirksame Oberfläche der Silberschicht werden. Das durch die Elektrolyse abgelagerte mavorhanden ist, auf der das magnetische Material ab- gnetisierbare Material besteht aus etwa 97 Gewichtszulagern ist. Wird die wirksame Fläche unter Bei- prozent Eisen und 3 Gewichtsprozent Nickel, doch behaltung des optimalen Wertes der Oberflächen- 25 entsteht auch dann noch eine brauchbare magnerauheit vergrößert, dann werden verbesserte magne- tische Vorrichtung, wenn der Eisengehalt um ± 2% tische Eigenschaften sowie eine starke Erhöhung der abweicht.

Gleichmäßigkeit dieser Eigenschaften von einer Fer- Durch die Zyanidbadbehandlung der herzustellen-

tigungsserie zur anderen erzielt. Aus einem Studium den Vorrichtung soll eine Änderung zumindest der von elektromikroskopischen Darstellungen solcher 30 Oberfläche der Zwischenschicht erreicht und auf Zwischenschicht-Oberflächen im Zusammenhang mit diese eine geringe Menge Quecksilber aufgebracht der Feststellung der tatsächlichen wirksamen Zwi- werden. Elektronenmikroskopische Aufnahmen von schenschicht-Oberflächen, wie sie durch Messungen Kohlenstoff-Polyäthylen-Abdrücken der leitenden der elektrischen Kapazität bestimmt werden, geht Zwischenschicht vor und nach dem Eintauchen zeihervor, daß eine wesentliche Vergrößerung der wirk- 35 gen, daß das von der Silberbeschichtung aufgenomsamen Oberfläche durch das im vorangegangenen be- mene Quecksilber eine Änderung der Oberflächenschriebene bevorzugte Verfahren zusammen mit einer rauheit dieser Beschichtung hervorruft. Eine sorg-Verminderung der Oberflächenrauheit auf einen fältige Messung der Oberflächenzonen unter Anwen-Optimalwert erreichbar ist. Ohne Rücksicht auf die dung bekannter Kapazitätsmessungsverfahren zeigt, Genauigkeit der aus diesen Studien gezogenen 40 daß infolge der Zyanidbadbehandlung bei gleich-Schlüsse werden durch das bevorzugte Verfahren zeitiger Verminderung der Oberflächenrauheit eine vollständig gleichmäßige magnetische Vorrichtungen Vergrößerung der wirksamen Oberfläche der Zwiausgezeichneter Qualität erhalten. schenschicht eintritt. Diese Vergrößerung der wirk-

Bei einer genaueren Betrachtung der im vorange- samen Oberfläche läßt sich dadurch erklären, daß gangenen beschriebenen bevorzugten Verfahrens- 45 durch Verminderung der Rauheit die großen Erhefolge zeigte sich, daß das Eintauchen der Vorrich- bungen durch eine größere Anzahl sehr kleiner Ertung in die alte Natrium- oder Kalium-Quecksilber- hebungen ersetzt werden, so daß eine weniger rauhe, Zyanidlösung zur Folge hat, daß eine geringe Menge aber bedeutend größere Kontaktfläche entsteht. Die Quecksilber auf die Silberzwischenschicht gelangt, technologische Beschaffenheit der durch die Zyanidwodurch deren Rauheit bei gleichzeitiger Ver- 50 badbehandlung erhaltenen Silber-Quecksilber-Schicht größerung der wirksamen Oberfläche der Zwischen- ist nicht ohne weiteres bestimmbar; möglicherweise schicht verringert wird. Eine geringe Menge der ist die Zwischenschicht jedoch ein Amalgam. Eine Zwischenschicht geht in dem betreffenden Bad ver- geringe Menge Silber geht an das Zyanidbad verloren, loren. Die sich ergebende Zwischenschicht eines nach Die Galvanisierung wird vorzugsweise unter Ver- 55 diesem Verfahren behandelten Trägers bestand beiwendung eines Elektrolyten durchgeführt, der im spielsweise aus etwa 95 Gewichtsprozenten Silber wesentlichen aus 290 g FeCl₂ · 4H₂O, 12 g NiCl₂ ■ und 5 Gewichtsprozenten Quecksilber. Die Tatsache, 6H₂O und 238 g CaCl₂ pro Liter der Wasserlösung daß frisch bereitete Kalium- oder Natrium-Queckbesteht, wobei erforderlichenfalls verdünnte Salz- silber-Zyanidlösungen im allgemeinen nicht die gesäure zugesetzt wird, um den pH-Wert auf 1,00 + 0,05 60 wünschten verbesserten Ergebnisse hervorrufen, läßt zu bringen. Um sicherzustellen, daß das Eisensalz vermuten, daß sich vor deren Verwendung in der der Lösung zwei- und nicht dreiwertig ist, kann dem Zyanidlösung Komplexionen bilden müssen. Ohne Bad ausreichend Eisenpulver oder Eisenwolle züge- Rücksicht auf das eigentliche Wesen der stattfindensetzt werden. In einer als Beispiel gewählten Vor- den chemischen Reaktion wurde gefunden, daß eine richtung wird ein als Glasdraht mit einem Durch- 65 geeignete Lösung dadurch erhalten wird, indem eine messer von etwa 0,25 mm ausgebildeter Träger, der frisch bereitete Lösung aus Natrium- oder Kaliumeine nach dem bereits beschriebenen Verfahren Quecksilber-Zyanid 1 Woche lang oder länger einer hergestellte Silber-Quecksilber-Auflage trägt, bei 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 »Nullstörspan- xo nungen« auftritt, die an einer mit der bevorzugten Vorrichtung gekoppelten Lesewicklung erscheinen. Diese Verbesserungen werden nachstehend an Hand der in den Fig. 6 bis 9 gezeigten Kurven erläutert.

Bei Prüfung der Eigenschaften der magnetischen Vorrichtungen sind Vergleiche nur dann gültig, wenn die Messungen mit demselben Prüfgerät durchgeführt werden, da es kein genormtes Prüfgerät gibt. Die genannten Eigenschaften der nach dem bevorzugten Verfahren-hergestellten magnetischen Vorrichtungen werden unter gleichen Bedingungen und mit dem gleichen Prüfgerät festgestellt, und zwar zunächst für eine nach der bevorzugten Verfahrensfolge unter Auslassung der Zyanidbadbehandlung hergestellten Vorrichtung 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 dienen die erfindungsgemäßen magnetischen Vorrichtungen als Ersatz für die bisher bekannten Vorrichtungen in einer Magnetdatenspeichermatrix, wobei die Testergebnisse in der Praxis überprüft werden. Die Ergebnisse der experimentellen Vergleichsteste werden nachstehend erläutert. Anschließende praktische Erprobungen in einer Speichermatrix bestätigen die in den Vergleichstests angezeigten Verbesserungen.

Eine Prüfung der magnetischen Eigenschaften eine langen Stückes einer stabförmigen magnetischen Vorrichtung, von der kurze Stücke zweier Ausführungsfonnen in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, wird wie folgt durchgeführt: Die Vorrichtung wird langsam durch eine Prüfspule gezogen, wodurch aufeinanderfolgende Teile der Vorrichtung sich schnell wiederholenden Folgen positiver und negativer elektromagnetischer Felder ausgesetzt werden, die durch die in F i g. 9 gezeigten Treiberstromsignale erzeugt werden. Ein Treiberstrom der Größe/ reicht aus, um den mit der Treiberspule induktiv gekoppelten Teil der magnetischen Vorrichtung aus einem Remanenzzustand in den anderen 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 Koinzidenzstromauswählung, wie sie bei der Ablesung von Speichereinheiten einer Speichermatrix durchgeführt wird, verwendet werden.

Aus F i g. 9 geht somit hervor, daß während einer Folge von Treiberstromimpulsen die Treiberspule zunächst einen annähernd rechteckigen Impuls von etwa 0,25 Mikrosekunden 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 Abstand voneinander. Bei dem durchgeführten Test betrugen die einzelnen Irapubabstände etwa 200 Mikrosekunden. Somit werden die aufeinanderfolgenden Teile der magnetischen Vorrichtung zunächst in den Remanenzzustand der ersten Richtung, danach in den der zweiten Richtung umgeschaltet; hiernach findet zweimal eine Beeinflussung wieder in der ersten Richtung statt, doch reicht in diesem Fall die magnetische Feldstärke 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.

Hierbei wird in einer die Treiberspule und die magnetische Vorrichtung umgebenden Ausgangs- oder Lesewicklung eine Reihe von Spannungen induziert, die als Kurvenformen in den F i g. 6 und 8 graphisch dargestellt sind. Die Kurvenformen in den F i g. 6 und 8 wurden mit demselben Gerät unter gleichen Bedingungen erhalten. Die Kurvenformen der F i g. 6 wurden mit einer magnetischen Vorrichtung erzeugt, die in der Silberschicht kein Quecksilber enthält, während diejenigen der F i g. 8 mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten magnetischen Vorrichtung zustande kamen.

Bezüglich des Ausgangssignals bzw. der in F i g. 6 gezeigten Wellenform des Lesesignals muß erwähnt werden, daß hierbei drei verschiedene Wellen überlagert sind, wobei die Kippschaltung des Oszillographen auf eine Frequenz eingestellt ist, die der Frequenz der an die Magnetisierungsspule angelegten Treiberimpulse entspricht, wodurch die genannte Überlagerung bewirkt wird. In F i g. 6 stellt der Ausschlag mit der höchsten Amplitude das durch den Umkehr-Treiberimpuls (uV_t in F i g. 9) in der Abfühlwicklung erzeugte Potential (V_M) dar, während der Ausschlag mit der niedrigsten Amplitude durch den zweiten negativen Treiberimpuls (dV_z in Fig. 9) erzeugt wird.

Die mittlere Amplitude wird durch den negativen Impuls dV_i 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_z 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 V₀ festgestellt bzw. gemessen werden. V₀ liegt in F i g. 6 in der Größenordnung von etwa 175 mV. Dieser Wert tritt bei Magnetstäben auf, die nicht entsprechend den Verfahrensstufen 7 und 8 behandelt wurden.

Die Spannungsausschläge in F i g. 8 sind den entsprechenden Amplituden in F i g. 6 ähnlich, wurden jedoch durch mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte magnetische Vorrichtungen erzielt. Vergleicht man die niedrige Amplitude dV_z' (ungefähr 64 mV) mit der entsprechenden Amplitude in F i g. 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 Magnetisierungszustands erzeugte, der mittleren Amplitude der F i g. 8 entsprechende Spannungsamplitude beträchtlich höher als die entsprechende Amplitude der F i g. 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 V₀' angedeutet wird. Die Verbesserung gegenüber dem entsprechenden Signal, dessen Störspannungsabstand 175 mV (V₀) beträgt, ist leicht zu ersehen.

In F i g. 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_M, 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 Punkt immer noch den Wert B% auf. Das Verhältnis B^: B_M ist ein Maßstab für die Güte der Magnetisierungscharakteristik des Materials. Durch Umkehr des magnetischen Feldes wird das Material in den zweiten bzw. entgegengesetzten magnetischen Zustand geschaltet, wodurch der auf der negativen Seite der Hysteresisschleife liegende Teil erzugt wird. Nach Abfall der Feldstärke bleibt das Material im zweiten remanenten Zustand. Die F i g. 5 und 7 zeigen Aufnahmen von Hysteresisschleifen der zwei verschiedenen magnetischen Vorrichtungen, an die den Fig. 6 bzw. 8 entsprechende Spannungen angelegt wurden.

In F i g. 3 ist eine weitere mögliche Form der magnetischen Vorrichtung nach der vorliegenden 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-Quecksilber-Schicht wird ebenso, wie vorstehend für den stabförmigen Träger beschrieben, hergestellt. Der magnetisierbare Überzug 30 δ wird ebenso auf galvanisiert, wie es bereits im Zusammenhang mit den Magnetstäben beschrieben wurde.

Bei allen Arten der magnetischen Vorrichtungen besitzt das magnetisierbare Material (30, 30 a, 30 b) anfangs meist keine bevorzugte Magnetisierungsrichtung. Dies kann durch irgendein bereits bekanntes Verfahren, wie z. B. durch Auftragen des Überzugs unter Einwirkung eines Magnetfeldes, Ablagerung des magnetisierbaren Materials auf einen vorgespannten Träger oder Magnetisieren dieses Materials nach erfolgter Beschichtung, erreicht werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Vorrichtung, die aus einem nichtmagnetischen Träger besteht, der auf seiner Oberfläche mit einer Silberschicht und einer auf dieser festhaftenden, elektrolytisch abgelagerten Beschichtung aus ferromagnetischem Material mit annähernd rechteckiger Hysteresisschleife versehen ist, wobei die genannte Silberschicht auf dem Träger durch eine an Ort und Stelle durchgeführte Reduktion einer Silbersalzlösung aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die obengenannte Weise vorbereitete Träger vor der Ablagerung des ferromagnetischen Materials in eine mindestens 1 Woche alte Natrium- oder Kalium-Quecksilber-Zyanidlösung eingetaucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der genannten Natrium- oder Kalium-Quecksilber-Zyanidlösung in einem Bereich zwischen 0,1 und 1,0% liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des Eintauchens des Trägers in die genannte Lösung etwa 5 bis 30 Sekunden beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Journal of Applied Physics, 26, 1955, S. 975/976; 1959, S. 274 S, 275 S;

Der Große Brockhaus, 1956, Bd. 9, S. 272;

Electronics, Engineering Issue, Dezember 1958,
S. 12,14;

Control Engineering, Oktober 1959, S. 38 bis 40.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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