DE2231191A1

DE2231191A1 - Einkristall-ferritmagnetkopf

Info

Publication number: DE2231191A1
Application number: DE2231191A
Authority: DE
Inventors: Kazunori Ozawa; Katsumasa Takahashi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1971-06-28
Filing date: 1972-06-26
Publication date: 1973-01-18
Also published as: CA950803A; FR2147961A1; NL182844C; NL182844B; NL7208978A; DE2231191C2; US3810245A; FR2147961B1; IT956936B; GB1388734A

Description

It 2180

SONY CORPORATION, Tokyo, Japan

Einkristall-Ferritmagnetkopf

Die Erfindung betrifft im allgemeinen einen Hagnetkopf, und insbesondere einen Einkristall-]?erritmagnetkopf ·

Bekannte Magnetköpfe, !'beispielsweise für Video tonbandgerät e, werden so geformt, daß ein Ferritmaterial mit einer "i.... Jitwicklungs-Öffnung darin und mit einem Spalt vorhanden ist, an dem das Hagnetband vorbeiläuft· Die Oberflächen, die den Spalt definieren und die Oberflächen des Ferritkernes, die an den Spalt angrenzen, haben Brüche, Risse und eine Rauhigkeit gezeigt, die zu einer lichtgleichförmigkeit der magnetischen Reluktanz über dem Spalt führen, so daß diese bekannten Hagnetköpfe keine gleichförmigen magnetischen Kennlinien haben.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkopf für Tonbandgeräte oder andere Vorrichtungen, der ein Polstückpaar aufweist, wobei wenigstens eines der Polstücke aus einem Einkristall-Magnetmaterial gebildet ist, das eine kristallographische Struktur vom Spinelltyp hat. Insbesondere bei hohen Frequenzen, wie sie für Videosysteme verwendet werden, besteht das Problem, eine Kernform zu schaffen, die eine gleichförmige Frequenz-Ansprechcharakteristik hat. Ein Teil des Problems ergibt sich aus der Rauhigkeit oder aus Brüchen an den Kanten der Spaltfläche, die die Spalt-Höhendimension zwischen den beiden Kernstücken des Kopfes definieren, woraus sich ein<^ nichtgleichförmiges Frequenz-Ansprechverhalten ergibt.

Die vorliegende Erfindung schafft einen verbesserten Magnetkopf des Einkristall-Ferrittyps, bei dem das Material an Flächen neben dem Spalt geschnitten, bearbeitet oder ge-

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schliffen wird, in denen ein Minimum an Brachen und Rissen auftritt, so daß sich ein Hagnetkopf mit viel besseren Eigenschaften gegenüber den bekannten Hagnetköpfen ergibt. Es hat sich gezeigt, daß Binkristall-Ferritmaterial gegenüber dem Magnetkern und dem Kernspalt und den Flächen neben dem Spalt, beispielsweise.den Flächen, die die Öffnung für die Drahtwicklung bilden, so orientiert werden kann, daß ein Minimum an Brüchen und optimale Ergebnisse erzielt werden. Die Orientierung der Kristallstruktur des Materials ist definiert, und die speziellen Winkel, unter denen das Material bearbeitet werden sollte, sind angegeben, woraus sich der verbesserte, erfindungsgemäße Magnetkopf ergibt. Der Spalt des Magnetkopfes wird durch sich schneidende Ebenen definiert, beispielsweise die Ebene, die in dem Spalt liegt, die Ebene, an der das Magnetband vorbeiläuft, und die Ebene, die die Oberfläche der Öffnung für die Drahtwicklung neben dem Spalt in dem Kopf definiert. Diese Merkmale sind kritisch, und durch Auswahl dieser Ebene gemäß der Erfindung tritt eine minimale Rauhigkeit und ein minimaler Bruch auf, so daß sich ein Magnetkopf mit viel besseren Charakteristiken ergibt.

Eine spezielle Ausführung der Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden. Es wird ein Einkristall-Magnetkopf aus Ferritmaterial für ein Videotonbandgerät oder eine andere Vorriohtung angegeben, der durch zwei Halbkerne gebildet wird, die eine Öffnung zwischen sich für die Wicklung haben, und in dem der Magnetspalt, an dem das Magnetband vorbeiläuft, aus Flächen gebildet wird, die gleichförmig sind und ein Minimum an Bruch und Rauhigkeit zeigen, weil die Ebenen, auf denen der Ferriteinkristall geschnitten ist, mit der Orientierung der Kristalle des Materials zusammenfallen, die zu einem Minimum an Bruch und Rissen führen. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, daß Einkristall-Ferritmaterial auf gewissen Ebenen mit größerer Leichtigkeit geschnitten oder geschliffen werden kann, so daß sich ein geringerer Bruch, weniger Abschläge und Risse als auf anderen Ebenen ergeben. Die vor-

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liegende Erf inciting schafft Magnetkerne, die so geformt sind, daß der Übertragungsspalt dieser !Tatsache Rechnung trägt, wodurch sich ein verbesserter Magnetkopf ergibt.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines bekannten Ferrit-Magnetwandlerkopfes;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Härte gemessen auf der Knoop-Skala als Funktion der beobachteten Achse eines Einkristall-Ferritmaterials;

Fig. 3A eine perspektivische Darstellung, die eine Scheibe aus Einkristall-Magnetmaterial darstellt, wobei ein Schnitt gezeigt ist, der in der oberen Fläche durch ein Schneidwerkzeug gemacht worden ist;

Fig.3B eine graphische Darstellung der Rauhigkeit in Millimikron als Ordinate gegen die Werte von α als Abszisse, wobei α den Winkel der geneigten Ebene gegenüber Fig. 3A definiert;

Fig.3C einen Schnitt durch das Sehneidwerkzeug; Fig. 3D eine Seitenansicht des Schneidwerkzeuges;

Fig.4A und 4B eine Seitenansicht bzw. eine Drauf sieht des erfindungsgemäßen Magnetkernes;

Fig.5A und 5B eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausfiihrungsform des erfindungsgemäßen , verbesserten Kopfes;

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Fig. 6A und 6B eine Seitenansicht und eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kopfes;

Pig. 7A und 7B eine Seitenansicht und eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Magnetkopfes ;

Pig. 8A , 8B, 8C und.8D Verfahrensschritte bei der Herstellung der verbesserten Hagnetkerne gemäß der Erfindung;

Pig. 9A und 9B eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 90 eine Draufsicht auf eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 10A und 10B eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung;

Pig.11A und 11B eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer weiter abgewandelten Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 12A und 12B eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht einer weiter abgewandelten Ausführungsform der Erfindung;

Pig.13A und 13B eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht einer weiter abgewandelten Ausführungsform der Erfindung; und

Pig. HA und 14B eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer nochwiter abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

In Pig. 1 ist ein bekannter Perritmagnetkopf für eine Videotonbandgerät gezeigt, der aus einem Paar von Halbkernen 1A und

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1B besteht, die so angeordnet sind, daß sie dazwischen einen Übertragungsspalt g definieren, der an den mit dem Band in Berührung kommenden Flächen 11 und 12 liegt.

Bei diesem Typ von Magnetkopf hat wenigstens einer der Halbkerne, beispielsweise der Halbkern 1A, eine Wicklungsöffnung 13 zur Aufnahme einer Wandleirwicklung 14« Die Öffnung 13 ist in einer Seitenfläche 15 des Kernes 1A ausgebildet. Die Öffnung 13 dient dazu, eine !Diefenabmessung d eines Spaltes g zu definieren, wobei diese !Diefenabmessung in dem gezeigten Kopf den Abstand zwischen der Ebene der mit dem Band in Berührung stehenden Fläche 11 und einer Fläche 16 repräsentiert, die eine Oberkante der Windungsöffnung 13 definiert.

Experimentelle Ergebnisse der Figuren 2 und 3

Während ein bekannter Magnetkopf,beispielsweise der in Fig. 1 gezeigte Magnetkopf, gewöhnlich aus gesintertem Ferritmaterial gebildet ist, ist ein Einkristall-Ferrit für die Verwendung in Magnetköpfen wegen seiner hohen Permeabilität in dem Hochfrequenzbereich, seiner überlegenen mechanischen Eigenschaften, beispielsweise Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, und seiner Zuverlässigkeit für den langzeitigen Gebrauch erwünscht. Wegen seiner Härte ist jedoch ein Einkristall-Ferritmaterial schwieriger zu bearbeiten als ein Vielkristall- oder gesintertes Ferritmaterial. Dies trifft insbesondere für sehr kleine Magnetköpfe zu, wie sie beispielsweise bei Videotonbandgeräten verwendet werden. Ferner bringt die Härte die Gefahr mit sich, daß ein Einkristallmaterial sehr leicht an jedem schwachen Punkt während der Verarbeitung des Materials in einen Kopf bricht.

Dies trifft insbesondere zu, während die WindungsÖffnung 13 hergestellt wird. Wenn ein Riss in der Fläche 16 neben der Spaltfläche 15a erzeugt wird, ergibt sich eine Ungleichmäßigkeit in der Tiefe d des Spaltes g, wodurch die Betriebs-

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- 6 weise des Magnetkopfes verschlechtert wird.

Mit der vorliegenden Erfindung wird die Herstellung eines Einkristall-Ferritmagnetkopfes ermöglicht, bei dem solche Schwierigkeiten nicht auftreten.

In der folgenden Beschreibung werden die Miller-Indizes verwendet,um die Position und Orientierung der Kristallebenen und Eichtungen zu definieren. Diese Nomenklatur ist an sich bekannt und in dem Buch "Solid State Physics" von Charles Kittel, herausgegeben von John Wiley & Sons (1956) auf den Seiten 33-35 angegeben.

Die Erfindung beruht darauf, daß die Härte von Einkristall-Ferritmaterial nicht zu den Kristallflachen des Materials sondern zu den Kristallachsen in Beziehung steht und daß insbesondere die Kristallachsenrichtungen <111> und ^110>die geringste Härte zeigen. Diese mechanische Anisotrepie des Einkristall-Ferritmaterials ermöglicht es, daß die Fläche, die der Fläche 16 entspricht, welche neben der Magnetspaltfläche liegt und die Tiefe des Spaltes definiert, entlang der Kristallachse <111> und/oder <11O> ausgebildet werden kann.

Insbesondere Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen jeder Kristallachse eines Einkristall-Ferrits und seiner Knoop-Härte, die aus Messungen bestimmt ist. Fig. 2 zeigt, daß die Härte an den Kristallachsen verhältnismäßig klein ist, die unter einem rechten Winkel zu Fig. 2 liegt und allgemein mit der Bezugszahl 20 versehen ist und daß insbesondere die Härte für die Flächen klein ist, die entlang den Kristallachsen p1ij und [O11] liegen.

:.i Die mechanischen Kennwerte von £Γ11] und |01i] sind nicht lediglich auf diese speziellen Achsen begrenzt, da dieselben äquivalenten Charakteristiken sich bezüglich der Achsen β 11] , , [11T] ,pH] ... und [110] , [ΐθΐ] , [Τΐθ]... ergeben, 209883/1035

die kristallographisch gleichwertig sind und natürlich dieselben mechanischen Eigenschaften haben. Die Gruppe von Achsen, die äquivalent zu <111> ist, ist der allgemeine Begriff für die kristallographische Orientierung für |iif| , [TiJ , -[JTi] , ... und die Kristallachse <11O> ist der allgemeine Begriff für

[110], [ioij,(öiij ....

Wenn ein Einkristall-Ferritmaterial 21 eine erste Stirnfläche 21a so geformt hat, daß die Fläche 21a der Kristallfläche -fiooi entspricht, und wenn die Seitenfläche 21b unter einem rechten Winkel zu der Fläche 21a der Kristallfläche -in steht, kann ein Ferritkern dadurch gebildet werden, daß eine Kerbe 22 geschnitten wird, wie in Fig. 3A dargestellt ist. Die Kerbe 22 hat eine Fläche 21c, die in der Kristallachse <111^ oder ^110^ liegt und unter einem Winkel α gegenüber der Ebene der Fläche 21a ausgebildet ist. Die Kurve von Fig. 3B ist eine graphische Darstellung des Winkels α wie sie durch Messung der Änderungen des Winkels α bestimmt wurde.

Die Fläche 2ic kann mit einem sich drehenden, Diamantschneidwerkzeug 30 gebildet werden, das eine Scheibe 101 aufweist, die auf einer Welle 100 durch Beilagscheiden 103 und 104 montiert ist. Die Außenkante 102 weist Diamantsplitter auf und ist unter einem Winkel geneigt, so daß sie auf die Kristallachsen <111> oder <110> ausgerichtet ist. Für die Kristallachse (111) wird der Winkel α zu 35,3 ° gewählt, damit die Fläche 21c so geschnitten wird, daß sie in der Kristallachse <111^ liegt. Der tatsächliche Schnitt wird von links nach rechts bezüglich Fig. 3D gelegt.

Fig. 3B zeigt, daß der minimale Bruch oder die minimale Rauhigkeit der Fläche 21c gemessen in Mikron bei einem Winkel α von etwa 35,3 ° auftritt. Dies entspricht der Ausbildung der Fläche 21 c parallel zu der Kristallachse <111> . Auf diese Weise wurde experimentell bestimmt, daß die minimale Rauhigkeit für die gemeinsame Kante 21 d dann erreicht wird, wenn die durch

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Schleifen oder dergleichen gebildete Fläche parallel zu der Kristallachse <111> liegt. Es ist zu beachten, daß in Pig. 3A die Fläche 21a analog zu der Fläche des Spaltes 15a der in Fig. 1 gezeigten Kopfausgestaltung ist, während die geneigte oder angrenzende Fläche 21c zu der angrenzenden Fläche 16 von Fig. 1 analog ist, die die Spalttiefenabmessung d bestimmt. Daher sollte nach den Ergebnissen von Fig. 3B die angrenzende Fläche 21c, die die Spalttiefe in Verbindung mit einer gegenüberliegenden Fläche 21 e definieren soll, so geformt werden, daß ein der Kristallachse <11ί> entsprechender Winkel von etwa 35,3 ° vorhanden ist.

Beispiele für praktische Ausführungen der vorliegenden Erfindung, die auf den vorhergehenden experimentellen Ergebnissen gegründet sind, sind in den Figuren 4 bis 14 gezeigt.

Ausführungsbeispiele der Figuren 4-14

In den Figuren 4-14 sind Teile, die Teilen in Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszahlen wie in Fig. 1 versehen, wobei jedoch eine Zahl vorangestellt ist, die der Kummer der Figur entspricht. Die Teile mit entsprechenden Bezugszahlen in den verschiedenen Figuren haben entsprechende Bedeutung. Die Wicklung 14 ist in den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung der Einfachheit halber nicht gezeigt.

Der in den Figuren 4A und 4B gezeigte Kopf ist aus einem Ferrit-Einkristall in solch einer Weise hergestellt, daß die Fläche 4-15, die die Seite des Spaltes 4-g definiert, der Kristallfläche fioo} entspricht. Die entsprechende Fläche 4-24 des Kernteiles 4-1b kann derselben Kristallfläche iiool entsprechen. Auch die an dem Band angreifenden Flächen 4-11 und 4-12 können in der Kristallfläche (ΐθθ} liegen.

Wenigstens ein Halbkern, beispielsweise der Halbkern 4-1a, hat eine Wicklungsöffnung 4-13, die in der Fläche 4-15 ausge-

2 0 9 R R 3 / 1 0 3 B

bildet ist. Insbesondere bei der vorliegenden Erfindung iat die angrenzende Wandfläche 4-16, die die Spalttiefe d des Spaltes 4-g bestimmt, so aufgebaut, daß sie entlang der Kristallachse (11O^ bezüglich der Spaltfläche 4-15 liegt.

Da die Achse <110> unter einem Winkel ψ von 45 ° zu der den Spalt definierenden Fläche 4-15 liegt (die die Kristallfläche £100}- ist), ist die Wicklungsöffnung 4-13 so ausgebildet, daß die angrenzende Fläche 4-16 parallel zu dieser Kristallachse liegt, so daß der Winkel 0 in Fig. 4A gleich 45 ° ist.

Die Wicklungsöffnung, beispielsweise die Öffnung 4-13, kann mit Hilfe eines in der Art eines Schneidwerkzeuges ausgebildeten, scheibenförmigen, sich drehenden Schleifstein oder mit einem Schneidwerkzeug mit mehreren Klingen, an denen Schleifsand oder andere geeignete Teilchen aufgebracht sind, oder einem Diamantschneidwerkzeug, wie es allgemein bei 30 in Fig. 3A gezeigt ist, ausgebildet werden. Als Alternative kann dieselbe Art einer geneigten Schneidfläche dadurch vorgesehen werden, daß die Fläche 4-16 durch Sandstrahlen geschnitten wird.

Fig. 4A zeigt, daß die Fläche 4-16 neben der Spaltfläche 4-15 parallel zu der Achse <11°) ausgebildet wird, wie durch den gestrichelten Pfeil 4-31 dargestellt ist.

Die Ausführung von Fig. 5A ist aus einem Ferrit-Einkristall gebildet, wobei die Flächen, die dem magnetischen Medium gegenüberliegen, mit den Bezugszahlen 5-11 und 5-12 versehen sind und die Flächen, an denen sich das Magnetband vorbeibewegt, zu der Kristallfläche (10(dV gehören, wie durch die Pfeile in der rechten oberen Ecke bei Fig. 5A angedeutet ist» Die Flächen 5-15 gehören zu der Kristallfläche £l10l . Die Kristallachse ■*111* liegt unter einem Winkel 0 von 54,7 ° zwischen den Flächen 5-15 und 5-16, wie dargestellt ist. Die Wicklungs-

7 η π 'im/1 mn

- ίο -

öffnung 5-13 ist so ausgebildet, daß die Fläche 5-16 entlang der Achse <111> liegt.

Die Ausführungsform von Pig. 6A ist aus einem Ferrit-Einkristall aufgebaut, wobei die Flächen 6-11 und 6-12, die dem Magnetmedium der Kernhälften 6-1A und 6-1B gegenüberliegen, parallel zu der Kristallfläche (11O} liegen, während die Seitenflächen 6-32 und 6-33 neben der Fläche 6-11 und der Spaltfläche 6-15 zu der Kristallfläche {i 1oj- gehören. In diesem Fall ist die angrenzende Fläche 6-16 parallel zu der Achse <111> ausgebildet, so daß der Winkel 0 in Fig. 6A einen Wert von 35,3 ° hat, der dem in Fig. 3A erwähnten Winkel entspricht. Dieser Winkel liegt zwischen der Ebene der angrenzenden Fläche 6-16 und der Ebene der Spaltfläche 6-15, wobei die letztere parallel zu der Kristallfläche /i10| liegt. Die Wicklungsöffnung 6-13 ist so ausgebildet, daß die Fläche 6-16 derselben sich parallel zu der Richtung der Achse ^111 > erstreckt, wie durch den Pfeil 6-31 dargestellt ist.

Der Kopf von Fig. 7 ist ebenfalls aus einem Ferrit-Einkristall hergestellt, wobei die dem Band gegenüberliegenden Flächen 7-11 und 7-12 der Kerne 7-1A und 7-1B in der Kristallfläche fiio\ liegen. Die Seitenflächen 7-32 und 7-33 lägen in der Kristallfläche Λ111J-. In diesem Fall ist die angrenzende Fläche 7-16 der Wicklungsöffnung 7-13 im wesentlichen unter einem Winkel 0 von 60 ° zu der Spaltfläche 7-15 ausgebildet (die parallel zu der Kristallfläche J21i}liegt). Die Wicklungsöffnung 7-13 ist daher so geformt, daß die angrenzende Fläche 7-16 sich im wesentlichen entlang der kristallographischen Achse 111 erstreckt, wie durch den gestrichelten Pfeil 7-31 in Fig. 7A dargestellt ist.

So wird in jedem der Ausführungsbeispiele der Figuren 4-7 erfindungsgemäß die angrenzende Fläche, die der Fläche 16 in Fig. 1 entspricht, die die Tiefe d des Übertragungespaltes g bestimmt, so ausgebildet, daß sie in einer Ebene

2 0^f).!fn/ J 03fl

im wesentlichen parallel zu der Kristallachse ^111^ oder (110^ liegt. Als Ergebnis dieser Anordnung gegenüber der Ebene der Spaltfläche, die in Fig. 1 mit 15 bezeichnet ist, kann die gemeinsame Kante, die mit 31 in Fig. 1, 41 in Fig. 4A, 51 in Fig. 5, 61 in Fig. 6 und 71 in Fig. 7 bezeichnet ist, mit einem Minimum an Bruch und Rauhigkeit ausgebildet werden, wie unter Bezugnahme auf Fig^ 3 erläutert wurde. Wenn daher die angrenzende Fläche, beispielsweise die Fläche 16, erfindungsgemäß ausgebildet und mit der kristallographischen Ebene der Spaltfläche in Beziehung gesetzt ist, hat die gemeinsame Kante, beispielsweise die Kante 21, eine maximale Grlattheit, so daß eine Spalthöhe mit einer maximalen Gleichförmigkeit geschaffen wird. Dies wird nach theoretischen Überlegungen dadurch erreicht, daß die angrenzende Fläche, beispielsweise die Fläche 16, unter solch einem Winkel ausgebildet ist, daß sie parallel zu der kristallographischen Achse ist, die im wesentlichen in dem Bereich von Achsen, wie bei 20 in Fig. 2 angedeutet ist, oder auf äquivalenten kristallographischen Achsen liegt, d. h. auf solchen Achsen, die im wesentlichen in den Bereichen der Achsen liegen, die sich von <111^ über ^122> bis {011} erstrecken. Vorzugsweise wird der Ferrit-Einkristall mit einer Zusammensetzung auf der Basis von Molprozent von etwa 50 Molprozent Fe₂O-, 30 bis 40 Molprozent MnO und etwa 10 bis 20 Molprozent ZnO hergestellt. Durch Ausbildung der angrenzenden Oberfläche unter Winkeln, wie die hier beschriebenen Winkel, wird die Wicklungsöffnung, beispielsweise die Öffnung 13, in einer vorbestimmten Weise ausgebildet, während schädliche Sprünge an der gemeinsamen Kante, beispielsweise der Kante 21, vermieden werden, so daß eine hohe Auebeute und gleichmäßige Eigenschaften für den Magnetkopf sichergestellt ist.

Die Ausführungsbeispiele der Figuren 4 bis 6 zeigen ferner die Anordnung von Ausnehmungen, beispielsweise 4—35, 4-36, 5-35, 5-36, 6-35 und 6-36 in den Seitenflächen des Kernteiles, der dem Kernteil 1A in Fig. 1 entspricht, so daß die Abtastbreite W des Kopfes geringer als die maximale Breite der ge-

genüberstehenden Fläche ist, die der Fläche 12 entspricht. Während zwei Ausnehmungen dargestellt sind, ist zu beachten, daß eine einzige Ausnehmung in nur einer Seitenfläche ausgebildet sein kann. Erfindungsgemäß werden diese Ausnehmungen so ausgebildet, daß die unter einem Winkel schräg angeordnete Fläche, die die Ausnehmung oder ;jede Ausnehmung bildet, entlang der Kristallachse ^111^ oder ^110^ liegt, wie durch die gestrichelten Pfeile, beispielsweise 4-37, 5-37 und 6-37 dargestellt ist.

So sind im Falle der Fig. 4B die Ausnehmungen so geschnitten, daß die Flächen der Ausnehmungen 4-35 und 4-36, die die Breite der Spaltfläche 4-15 bestimmen, unter einem Winkel θ von 45 ° zu der Ebene des Spaltes 4-g und parallel zu der Achse ^110> liegen. Der Abstand zwischen den Ausnehmungen 4-35 und 4-36 an dem Spalt 4-g stellt die gewünschte Abtastbreite W des MagnetkQpfes dar, wie er in Fig. 4B dargestellt ist.

Im Falle von Fig. 5B sind die winkelmäßig geneigt angeordneten Flächen, die die Ausnehmungen 5-35 und 5-36 bilden, und die an die Spaltfläche 5-15 angrenzen und die Breite des Spaltes 5-g bestimmen, unter einem Winkel θ von 90 ° zu der Spaltfläche angeordnet.

Im Falle von Fig. 6B sind die die Abtastbreite W definierenden Flächen der Ausnehmungen 6-35 und 6-36 entlang solchen Richtungen geschnitten, die parallel zu der Achse <111> liegen, was einem Winkel θ von 60 ° zu der Spaltfläche 6-15 für die kristallographischen Orientierungen entspricht, wie sie durch die ausgezogenen Pfeile auf der rechten Seite der Fig. 6A und 6B dargestellt sind.

Verfahren von Figur 8

Fig. 8 zeigt die aufeinanderfolgenden Schritte bei der Herstellung der Hagnetköpfe, wie sie in den Figuren 4 bis 7

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gezeigt sind, wobei die anstoßenden Flächen, die der Fläche entsprechen, unter einem Winkel 0 in diesen Darstellungen angeordnet sind.

Fig. 8A zeigt ein Plättchen aus Magnetmaterial 52» das ein Ferrit-Einkristall von etwa 1 mm Dicke sein kann, der in Scheiben geschnitten und poliert ist. Nuten 57, 62 und 66 werden parallel zueinander in das Ferritmaterial 52 eingeschnitten. Die Nuten sind untBijfeinem Abstand von etwa 2 mm angeordnet, wie durch die Dimension 1 angedeutet ist. Die Nuten 57, 62 und 66 können durch geeignete Schneidwerkzeuge oder durch Sandstrahlen geschnitten sein. Eine Seitenfläche von jeder der Nuten ist mit 56 in der Nute 57 mit 60 in der Nut 62 und mit 65 in der Nut 66 bezeichnet und ist so ausgerichtet, daß sie entlang der Richtung der Achsen <111> oder <110^> liegt. Diese Flächen entsprechen der Fläche 4-16 in Fig. 4A. Die gegenüberliegenden Seiten der Nuten 58 bzw. 63 entsprechen beispielsweise der Seite 4-13 in Fig. 4A.

Dann werden, wie in Fig. 8B gezeigt ist, parallele Nuten 78, 79, 81 bzw. 82 unter rechten Winkeln zu den Nuten 57, 62 und 66 geschnitten. Die Seiten dieser Nuten sind abgeschrägt, wie dargestellt ist, so daß Spalte mit der Weite W hergestellt werden, wie gezeigt ist. Die Seiten der auf diese Weise hergestellten Polstücke werden so ausgewählt, daß sie entlang der Richtung der Achsen OH) oder ^110^ liegen, so daß sie beispielsweise dem Winkel θ in Fig. 4B entsprechen. Diese Flächen sind in Fig.8B mit 68 und 69 bezeichnet.

Das Plättchen aus Ferritmaterial 52 wird dann auf den Linien 72-73 und 74-75 geschnitten, um eine Vielzahl von Seite an Seite liegenden Kernhälften zu bilden.

Ein anderes Plättchen aus Ferritmaterial 76 wird an dem Abschnitt 52a des Plättchens 52 befestigt, wie in Fig. 8C gezeigt ist. Das Plättchen 76 kann durch einen geeigneten Kleb-

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stoff oder ein anderes Bindermaterial befestigt werden, und ein Abstandsstück 67, beispielsweise ein Glas- oder Kupferplättchen, wird in dem Spalt zwischen den Plättchen 52a und 76 angeordnet. Dann werden einzelne Magnetköpfe dadurch hergestellt, daß entlang den Linien 82-83, 84-85, 86-87 und 88-89 aufgeschnitten wird, um eine Vielzahl von einzelnen Magnetköpfen herzustellen,wie in Fig."8D gezeigt ist. Es ist zu beachten, daß die Struktur der Pig. 8D einen einzelnen Magnetkopf, wie er beispielsweise in den Figuren 4A und 4B gezeigt ist, aufweist. Die Kernhälfte 76 entspricht beispielsweise der Kernhälfte 4-1b von Fig. 4A und der Kernabschnitt 52a entspricht der Kernhälfte 4-1a von Fig. 4A. Der Magnetspalt g wird zwischen den Kernabschnitten gebildet. Dann warden die Flächen 92 und 93, auf denen sich das Magnetmedium bewegen wird, poliert, und ein Draht wird in der Öffnung 94 zwischen den Kernabschnitten 52 und 76 gewickelt. Die Oberflächen 68, 69 und 56 werden unter kristallographischen Winkeln ausgebildet, wie es oben angegeben wurde. Es ist selbstverständlich zu beachten, daß, obwohl die Winkel in der Beschreibung genau angegeben sind, in tatsächlichen Ausführungsbeispielen und unter tatsächlichen Produktionsbedingungen der Winkel der Flächen 56, 68 und 69 bis zu plus minus 5 oder 10 ° variieren kann, ohne daß die Vorteile der erfindungsgemäßen Lehre verloren gehen.

Die Figuren 9 bis H zeigen Abwandlungen der Erfindung, wobei die Öffnungen, die der Öffnung 13 in Fig. 1 entsprechen, im wesentlichen eine rechteckige Form haben, oder wenigstens die obere Fläche, die der Fläche 16 entspricht, ist parallel zu der an dem Band angreifenden Fläche, die der Fläche 11 in Fig. 1 entspricht. In all diesen Ausführungsbeispielen, in denen der Winkel 0 gleich 90 ° ist, wie durch den in der Ebene der Fläche 16 in jeder Figur liegenden Pfeil angedeutet ist, ist jedoch die Orientierung des Ferrit-Einkristalles in der Kernhälfte, die der Kernhälfte 1A von Fig. 1 entspricht, so auegerichtet, wie in der Figur angezeigt ist, so daß ein Spalt c mit minimalem Bruch erzeugt wird, wodurch sich eine wesentlich *

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verbesserte Struktur ergibt. Dies "beruht auf der Orientierung der Kristallachse, um einen minimalen Bruch zu erzielen.

Beispielsweise ist in den Ausführungsbeispielen der Figuren 9A und 9B der Kernabschnitt 9-1a so geformt, daß die Fläche 9-11 in der Ebene ίΐ1θ| liegt. Die untere Fläche des Spaltes bezüglich Fig. 9A, die mit 9-16 bezeichnet ist, liegt in der Richtung <110) ; Die Oberfläche des Spaltes 9-15 liegt in der Fläche {ΐ1θ} . Die Fläche 9-32 liegt in der Fläche {iooj. Die Fläche 9-36, die durch den Winkel θ bestimmt ist, erstreckt sich in der Richtung {11

Die Draufsicht von Fig. 90 unterscheidet sich von der Struktur von Fig. 9B dadurch, daß die Seiten des Spaltes ausgeschnitten sind, so daß der Winkel θ gleich 90 ° ist, um Seitenflächen 9-36a und 9-35a zu bilden. Die anderen Ausrichtungen des Kristalls in Fig. 90 sind ähnlich wie die in Fig. 9B.

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Fläche 10-16 in der Richtung <110^und die Fläche 10-11 in der Ebene

\ liegt. Die Fläche neben der linken Kante (Fig. 10) liegt η der Ebene {i10| , und der Spalt 10-15 liegt ebenfalls in der Ebene Xi 10^- . Die Richtung der Ausrichtung der Achsen für alle Figuren ist auf der rechten Seite der Figur dargestellt.

In Fig. 11 liegt die Fläche 11-11 in der Ebene |i1o] , und die Fläche 11-16 in der Richtung ^111^ , wie durch den EML angedeutet ist. Die Richtungen der Ausrichtung der anderen Flächen ist durch die Pfeile rechts an den Figuren angedeutet.

Fig. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Fläche 12-32 in der Ebene ^111? und die Seitenwand der Fläche 12-36 in der Richtung <110> liegt, wie durch den Pfeil dargestellt ist. Der Spalt 12-15 liegt in der Fläche {i1o} . Die Richtungen der Ausrichtung sind durch die Pfeile ah der rechten Seite der Figur dargestellt.

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In Pig. 13 liegt die Fläche 13-32 in der Fläche {no} , und der Spalt 13-15 liegt in der Fläche {i1i\ . Der Pfeil, der in der Fläche 13-36 liegt, erstreckt sich in der Richtung ^m Die Pfeile auf der rechten Seite zeigen die Orientierung.

In Fig. 14 erstreckt sich die Fläche 14-36 in der Richtung von <11O) , und die Fläche 14-11 liegt in der Ebene ii1il . Der Spalt 14-15 liegt in der Ebene f211J. Die Orientierung ist durch die Pfeile an der rechten Seite angedeutet.

Jede der Ausführungen der in den Figuren 9 bis 14 gezeigten Beispiele haben Flächen 16, die parallel zu den Flächen 11 liegen. Die Ausrichtung des Ferriteinkristalles gegenüber den verschiedenen Flächen ermöglicht es, daß die verschiedenen Formen mit einem Minimum an Bruch und Sprüngen an den Kernhälften hergestellt werden können.

[Tatsächliche Produktsmodelle wurden aufgebaut, die die Form von Fig. 7B haben, was die körperliche Form betrifft, die jedoch die in Fig. 6A gezeigte Kristallorientierung haben. In solchen auf einer Produktionsbasis hergestellten Köpfen hat der Spalt eine Höhe von 65 Mikron und eine Breite (Spur) von 85 Mikron.

Die Erfindung beruht darauf, daß die Knoop-Härte von Ferrit-Einkristallen nicht von einer kristallographischen Ebene sondern von einer kristallographischen Achse abhängt, entlang der die längere Diagonallinie des äiamantvgeformten Knoop-Keiles ausgerichtet ist.

Fig. 2 ist eine stereographische Projektionskarte, in der jeder Punkt eine Kristallachse und ihre äquivalenten Achsen darstellt. Diese Karte ist in der Kristallographie bekannt. Die Knoop-Härte hängt nur von der Kristallachse ab. Während eine spezielle Achse in mehreren verschiedenen Kristallebenen enthalten ist, kann die Knoop-Härte konstant sein, solang die

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längere Diagonale des Diamentkeiles entlang der speziellen Achse ausgerichtet ist.

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung einen verbesserten Einkristall-Ferritkopf schafft, der so geformt werden kann, daß sich verbesserte Ergebnisse ergeben, und bei dem die Orientierung der verschiedenen Ebenen und Achsen des Kristalls so ausgewählt werden, daß die verbesserten Ergebnisse erzielt werden.

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Claims

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Magnetkopf, gekennzeichnet durch wenigstens ein Polstück, das aus einem Einkristall-Material vom Spinelltyp hergestellt ist und eine angrenzende Fläche hat, die die Spaltfläche an einer gemeinsamen Kante trifft, die die Spalthöhe definiert, wobei der Winkel der angrenzenden Fläche gegenüber der Spaltfläche mit der kristallographischen Ebene der Spaltfläche so in Verbindung steht, daß eine im wesentlichen maximale G-lattheit der gemeinsamen Kante und folglich eine im wesentlichen maximale Gleichförmigkeit der Spalthöhe sichergestellt ist, und wobei die angrenzende Fläche unter einem solchen Winkel liegt, daß sie parallel zu einer kristallographisehen Achse ist, die im wesentlichen in den Bereichen der Achsen von (111) über <122) bis zu <011> liegt.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einkristallmaterial ein Ferrit mit einer Zusammensetzung in Molprozent von etwa 50 Molprozent Fe₂O.,, 30 bis 40 Molprozent MnO und 10 bis 20 Molprozent ZnO ist.

3. Magnetkopf für ein magnetisches Medium, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf aus zwei Halbkernteilen aufgebaut ist, die aus einem Einkristall-Material von Spinelltyp bestehen, daß der Kern eine erste ebene Planfläche aufweist, über die das Magnetmedium läuft, daß die Kernhälftenteile sich unter Bildung eines Spaltes treffen, der in einer zweiten Ebene im wesentlichen unter einem rechten Winkel zu der flachen Planfläche liegt, daß eine Drahtwicklungsöffnung in wenigstens einem der Halbkerne ausgebildet ist, so daß eine dritte Planfläche auf dem einen Kernhälftenabschnitt gebildet wird und sich zu dem Spalt erstreckt, wodurch eine Spaltabmessung quer zu der Ebene der ersten Planfläche definiert wird, und daß die dritte Planfläche unter einem Winkel angeordnet ist, so daß sie

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parallel zu der kristallographischen Achse ist, die im wesentlichen in dem Bereich der Achsen von <11t> über {122) bis zu<O1i)liegt.

4. Magnetkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einkristallmaterial ein Ferrit mit einer Zusammensetzung von etwa 50 Molprozent Pe₂O-, 30 bis 40 Molprozent MnO und 10 Ms 20 Molprozent ZnO ist.

5. Polstück für einen Magnetkopf, dadurch gekennzeichnet, daß das Polstück aus einem Einkristallmaterial vom Spinelltyp besteht, wobei eine erste plane KristallfMche eine Spaltebene definiert, eine zweite Planfläche einen Winkel 0 mit der ersten Planfläche bildet und eine dritte Planfläqhe einen Winkel von 90 ° mit der ersten Planfläche einschließt, so daß die Kante, die an der Stoßstelle der ersten Planfläche mit der zweiten Planfläche gebildet ist, eine minimale Rauhigkeit hat, und daß der Winkel so gewählt ist, daß die zweite Planfläche parallel zu der kristallographischen Achse ist, die in dem Bereich von Achsen von (111) über ^122S bis zu (pil) liegt.

6. BLstuck nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Planfläche parallel zu der Kristallachse ^110^ liegt.

7. Polstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel 0 in dem Bereich von 30 bis 40 ° liegt.

8. Polstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel 0 in dem Bereich von 33 bis 37 ° liegt.

9. Polstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Planfläche parallel zu der Kristallachse (.1 ist.

? η η π a 3 /1 π 3 s

10. Polstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Planfläche eine Kristallfläche j 100ν ist und der Winkel 0 etwa 45 ° beträgt.

11. Polstück nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Seite des Polstückes, die an die Spaltebene angrenzt, abgeschnitten ist, um eine vierte Planfläche zu bilden, die parallel zu der Kristallachse <110) ist.

12. Polstück aus einem Einkristallmaterial vom Spinelltyp nach Anspruch 9ι dadurch gekennzeichnet, daß die erste Planfläche die Kristallfläche ίΐ1θ1 ist.

13. Polstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ebene die Kristallfläche £lio\ ist.

14. Polstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Planfläche die Kristallfläche [21i}ist.

15. Polstück nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Planfläche die Kristallfläohe /iioj ist.

16. Polstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Planfläche die Kristallfläche /noj. ist.

17. Polstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Planfläche die Kristallfläche £i11^ ist.

18. Polstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Planfläche die Kristallfläche ^l 10^ ist.

19. Polstück nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kerbe in wenigstens einer Seite des Polstückes vorgesehen ist, um eine vierte Planfläche zu definieren, die parallel zu der Kristallachse (11O) ist»

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20. Polstück nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Seite des Polstückes, die an die Spaltebene angrenzt, abgeschnitten ist, um eine vierte Ebene zu bilden, die parallel zu der Kristallachse ^111 \ ist.

21. Polstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Planfläche die Kristallfläche {no} und die dritte Planfläche die Kristallfläche ii1ij ist.

22. Polstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Planfläche die Kristallfläche {iio}und die vierte Planfläche eine Seitenfläche bildet, die die Kristallfläche \\ 1i} ist.

25. Polstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Planfläche parallel zu der Kristallachse {211> ist.

24. Polstück nach Anspruch 23, dadmrch gekennzeichnet, daß die erste Planfläche die Kristallfläche (2I1J ist.

25. Polstück nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Planfläche die Kristallfläche ^111^ ist.

26. Verfahren zur Herstellung eines Hagnetkernteiles, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Eisenkristallmaterial vom LSpiialltyp zur Erzielung maximaler Glattheit eine Planfläche auf einem Plättchen des genannten Materialies hergestellt wird, so daß die Planfläche parallel zu der kristallographischen Achse mit der geringen Knoop-Härte liegt.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Planfläche parallel zu der Kristallachse (111^ ist.

28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Planfläche parallel zu der Kristallachse (110) ist.

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29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Planfläche durch ein sich drehendes Diamantwerkzeug mit einer Oberfläche parallel zu der kristallographisehen Achse mit geringer Knoop-Härte gebildet wird.

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