DE2126928C3 - Verfahren zur Herstellung eines Magnetwandlerkopfes - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Magnetwandlerkopfes

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetwandlerkopfkernes, bei welehern zwei magnetische Ferritkomponenten mit einem Spalt dazwischen angeordnet werden, Glasmaterial im Spalt oder in der Nähe des Spaltes angeordnet wird und die Komponenten so erhitzt werden, daß das Glas schmilzt und den Spalt ausfüllt, derart, daß nach dem Abkühlen die Ferritkomponenten miteinander mit einem nichtmagnetischen Spalt dazwischen verbunden sind, wobei der Spalt von dem Glasmaterial ausgefüllt ist.
Die Verwendung von Glas als Bindematerial zur Verbindung zweier Ferritkomponenten für die Ausbildung des Spaltes eines Magnetkopfkernes ist bekannt. Diese Technik ist insbesondere für die Herstellung kleiner Magnetkopfkerne mit genau dimensionierten Luftspalten bekannt, wie sie für die Digitalaufzdchnung hoher Dichte erforderlich sind. Es muß jedoch gewährleistet sein, daß der Kopf nicht anschließend einer Temperatur ausgesetzt wird, die so hoch ist, daß sie ein Erweichen des Glases hervorruft, da dies zu einer Störung der Verbindung mit einer sich daraus ergebenden Änderung in den Dimensionen des Spaltes führt
Die Magnetkopfkerne sind üblicherweise so klein, daß sie in einer Öffnung in einem Block oder ähnlichen Bauteil befestigt werden müssen, damit sich eine Anordnung ergibt, die zur mechanischen Befestigung in einem Magnetaufzeichnungsgerät geeignet ist Üblicherweise werden synthetische Harze zur Befestigung des Kopfkernes in der Anordnung verwendet, da solche Materialien Verarbeitungstemperaturen erforderlich machen, die ziemlich weit unterhalb den Erweichungstemperaturen des Glases liegen. Jedoch weisen solche Materialien nicht das gewünschte Maß an Dimensionsstabilität und Steifigkeit auf.
Um ein hohes Maß an Dimensionsstabilität und Steifigkeit zu erreichen, ist es erwünscht den Kopfkern mit seinem Träger mittels Glas zu verbinden. Durch Verwendung von Glas mit hohem Schmelzpunkt im Spalt könnte ein Glas mit niedrigerem Schmelzpunkt verwendet werden, um den Kopfkern mit seinem Träger zu verbinden, ohne das Glas im Spalt zu erweichen. Dies ist jedoch praktisch nicht durchführbar, da Glas mit hohem Schmelzpunkt in geschmolzenem Zustand nicht einfach in einen kleinen Spalt, wie z. B. den Kopfspalt nach der Erfindung, fließt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verbinden der Ferritkomponenten eines Kopfkernes zur Ausbildung des nichtmagnetischen Spaltes dazwischen anzugeben, bei dem Materialien, z. B. Glas, verwendet werden können, die zum anschließenden Verbinden des Kernkopfes mit einem Träger erhitzt werden müssen, um die gewünschte Dimensionsstabilität und Steifigkeit zu erzielen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein glaskeramisches Material in seiner Glasphase so geschmolzen wird, daß es den Spalt ausfüllt und die Ferritkomponenten miteinander verbindet, und daß die aus den miteinander verbundenen Komponenten bestehende Anordnung einer Wärmebehandlung unterzogen wird, um das glaskeramische Material im Spalt von seiner Glasphase in seine keramische Phase umzuwandeln.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Verwendung eines glaskeramischen Materials mit niedrigem Schmelzpunkt für den Spalt, z. B. ein Glas, das leicht in den Spalt fließt, möglich, welches anschließend durch Wärmebehandlung in seine keramische Phase umgewandelt wird, um den Schmelzpunkt wesentlich zu erhöhen. Damit kann der Kopfkern nun auf eine Temperatur erhitzt werden, die ausreicht, um Glas oder glaskeramisches Material in seiner Glasphase zu schmelzen, wodurch der Kern mit seinem Träger verbunden werden kann, ohne daß das glaskeramische Material im Spalt erweicht. Auf diese Weise wird die geforderte Dimensionsstabilität und Steifigkeit der Verbindung für die Kopfbefestigung erreicht.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Herstellung eines Magnetkopfkernes beschrieben, wie er z. B. in der GB-PS 13 14 184 dargestellt und beschrieben ist.
Zwei Ferrit-Formbauteile werden miteinander mit gegenüberliegenden Flächen befestigt, die den Spalt ausbilden sollen, und die unter Verwendung von Abstandshaltern in einem vorbestimmten Abstand
voneinander angeordnet werden. Die Abstandshalter können beispielsweise aus Goldstreifen bestehen, die durch Ausfällen im Vakuum hergestellt sind. Eine bestimmte Menge von Glaskeramik in Glasphase wird in der Nähe des Spaltes angeordnet. Die Glaskeramik kann als Aufschwemmung von Partikeln im Wasser aufgetragen oder in Form von Stäben oder Streifen aufgebracht werden.
Es ist erwünscht, daß der Expansionskoeffizient der Glaskeramik in seiner keramischen Phase ziemlich eng an den des Ferrits in der Kristallisationsstufe bis herab auf Raumtemperatur angepaßt sein solL Eine Glaskeramik-Zusammensetzung, die einen antsprechenden Expansionskoeffizienten aufweist, besteht aus 633% SiO2, 18,5% LiO2, 3,6% K2O, 3,8% MgO, 7,7% Al2O3 und 2,9% P2Os. Die allgemeinen Eigenschaften und die Verarbeitung von Glaskeramik-Materialien ist in einem Aufsatz »Sealing glass-ceramics to Metals« von P. W. McMillan, B. P. Hodgson und G. Partridge, veröffentlicht in »Glass Technology« Band 7, Nr. 4, Seite 121 ff beschrieben.
Die Komponenten werden langsam erhitzt, damit die in den Poren des Ferrits eingeschlossenen Gase ausgetrieben und in der Glaskeramik aufgelöst werden. Wenn die Entgasung abgeschlossen ist, wird die Temperatur bis zu einem Punkt angehoben, bei dem die Glaskeramik in den Spalt fließt, damit die Komponenten miteinander verbunden werden. Vorzugsweise wird die Aufheizung in einem Niederdruckgehäuse durchgeführt, wie es beispielsweise in der GB-PS 13 14 184 beschrieben ist.
Wenn der Spalt vollständig mit der Glaskeramik in ihrer Glasphase gefüllt ist, kann der Aufheiizyklus fortgesetzt werden, damit die katalytische Wirkung, durch die die Glaskeramik in die keramische Phase umgewandelt wird, eingeführt wird. Andererseits können die mit Glas verbundenen Komponenten abkühlen und etwas später wieder aufgeheizt werden, damit die Umwandlung in die keramische Phase erfolgt In jedem Fall besteht das Endprodukt aus den beiden Ferritkomponenten, die miteinander durch Glaskeramik in ihrer keramischen Phase verbunden sind.
Ein Merkmal der Glaskeramiken besteht darin, daß die Erweichungstemperatur des Materials in der keramischen Phase wesentlich höher ist als von herkömmlichem Glas oder von Material in seiner Glasphase. Somit kann ein Magnetkopfkern, der aus miteinander verbundenen Keramikkomponenten besteht oder aus solchen Komponenten ausgeschnitten ist, auf eine Temperatur aufgeheizt werden, die hoch genug ist, daß sie mit einem Block durch ein herkömmliches Glas oder Glaskeramik verbunden wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Bindung im Spalt gestört oder aufgehoben wird. Da die Verarbeitungstemperatur und die Erweichungstemperatur der Glaskeramiken häufig über einen weiten Bereich abhängig von der Zusammensetzung schwanken, werden zwei unterschiedliche Zusammensetzungen ausgewählt, so daß die maximale Temperatur, die erforderlich ist, um eine Zusammensetzung in die keramische Phase überzuführen, kleiner ist als die Erweichungstemperatur für die keramische Phase der anderen Zusammensetzung. Durch Verwendung der letzteren Zusammensetzung für das Verbinden im Spalt kanu die erstere Zusammensetzung zum Verbinden des Kopfkernes in dem Block verwendet werden, und kann in die keramische Phase umgewandelt werden. Da der Expansionskoeffizient sich auch mit der Zusammensetzung ändert, hängt die Möglichkeit der Auswahl eines solchen Paares von Zusammensetzungen von den Anforderungen für einen bestimmten Expansionskoeffizienten ab, der durch das Material bestimmt ist, aus welchem der Block hergestellt ist.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Magnetwandkrkopfkernes, bei welchem zwei magnetische Ferritkomponenten mit einem Spalt dazwischen angeordnet werden, Glasmaterial im Spalt oder in der Nähe des Spaltes angeordnet wird und die Komponenten so erhitzt werden, daß das Glas schmilzt und den Spalt ausfüllt, derart, daß nach dem Abkühlen die Ferritkomponenten miteinander mit einem nichtmagnetischen Spalt dazwischen verbunden sind, wobei der Spalt von dem Glasmaterial ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein glaskeramisches Material in seiner Glasphase so geschmolzen wird, daß es den Spalt ausfüllt und die Ferritkomponenten miteinander verbindet, und daß die aus den miteinander verbundenen Komponenten bestehende Anordnung einer Wärmebehandlung unterzogen wird, um das glaskeramische Material im Spalt von seiner Glasphase in seine keramische Phase umzuwandeln.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Umwandlung der Glaskeramik im Spalt in ihre keramische Phase die Anordnung und ein Block miteinander durch Glas oder glaskeramisches Material verbunden werden, wobei das Glas oder glaskeramische Material auf eine Temperatur erhitzt wird, die ausreicht, um es zu erweichen, die aber zu niedrig ist, um eine Verformung oder Zerstörung der Verbindung im Spalt zwischen den Ferritkomponenten hervorzurufen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem ein zweites glaskeramisches Material zum Verbinden der Anordnung mit dem Block verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die glaskeramischen Materialien so ausgewählt werden, daß die zur Umwandlung des zweiten glaskeramischen Materiales in seine keramische Phase erforderliche Temperatur niedriger ist als die Erweichungstemperatur des Spaltmateriales in seine keramische Phase, und daß das zweite glaskeramische Material durch Wärmebehandlung in seine keramische Phase umgewandelt wird.
45
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