DE3431457A1

DE3431457A1 - Magnetkopf fuer videorecorder

Info

Publication number: DE3431457A1
Application number: DE3431457A
Authority: DE
Inventors: Katsuo Niigata Odahara; Takashi Takizawa
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1983-08-27
Filing date: 1984-08-27
Publication date: 1985-03-14
Also published as: JPS6050605A; GB8421725D0; DE3431457C2; KR890003180B1; KR850002628A; GB2147608A; GB2147608B

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf zur Verwendung in ■ Videorecordern (Video~BandaufZeichnungsgeräten) und insbesondere ein Kernmaterial, welches einen Magnetkreis in dem Magnetkopf ausbildet.

Bei Videorecordern besteht in den letzten Jahren eine Tendenz, daß sie kleiner in ihren Abmessungen und leistungsfähiger werden. Magnet-Aufzeichnungsmedien, die entwickelt worden sind, um den neueren Anforderungen zu genügen, umfassen Videorecorder-Metallbänder und beschichtete Bänder. Einige Magnetköpfe für Videorecorder verwenden Ferritkerne. Da Ferritkerne eine niedrige Sättigungs-Magnetflußdichte aufweisen, wären sie magnetisch gesättigt, bevor ein hinreichendes magnetisches Feld zur Aufzeichnung erzeugt ist bei . der Verwendung des vorstehend genannten Magnetbandes mit einer hohen Koerzitivkraft. Im Ergebnis kann das Magnetband nicht stark magnetisiert werden, und die gewünschten Merkmale des Magnetbandes hoher Koerzitivkraft können nicht hinreichend verwendet werden.

Um ein derartiges Problem auszuschalten, wurde Sendust mit einer hohen Sättigungs-Magnetflußdichte anstelle von Ferrit eingesetzt. Sendust ist jedoch insofern nachteilig, weil es einen Wirbelstrom erzeugt, wenn es in ein alternierendes Magnetfeld gegeben wird, seine wirksame Permeabilität wird in einem Hochfrequenzbereich verringert, wodurch eine schlechte elektromagnetische ümsetzungsfähigkeit und eine geringe Verschleißfestigkeit erreicht werden.

In den letzten Jahren wurden zahlreiche amorphe magnetische. Materialien zur Verwendung als Magnetkopfkerne vorgeschlagen. Die vorgeschlagenen amorphen magnetischen Materialien besitzen jedoch Nachteile, da sie nicht die gewünschten

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magnetischen oder mechanischen Eigenschaften aufweisen, und ihre magnetischen Merkmale werden weitgehend verschlechtert, wenn sie in einen Körper aus synthetischem Harz eingebettet werden, um den Kern eines amorphen Materials in einer Position zu fixieren oder den Kern von Umgebungsbedingungen abzuschirmen.

erfindungsgemäß

Es ist/gelungen, eine super-abgeschreckte magnetische Legierung mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen herzustellen, indem ein Flüssig-Abschreckverfahren verwendet wird, welches zur Herstellung einer super-abgeschreckten magnetischen Legierung bekannt war. Es wurde gefunden, daß ein derartiges Verbundmaterial selektiv die guten Eigenschaften und Funktionen der Komponentenmaterialien (superabgeschreckte magnetische Legierung und Zweitphasenteilchen) aufweist und zur Verwendung als ein Kernmaterial für Video-Magnetköpfe sehr geeignet ist.

Erfindungsgemäß ist mindestens ein Teil eines Magnetkreises aus einem Verbundmaterial zusammengesetzt, welches eine super-abgeschreckte Legierungsmatrix einer amorphen Phase, einer kristallinen Phase oder einer daraus gemischten Phase enthält, und mindestens eine Art von Zweitphasenteilchen, die einheitlich und dreidimensional in der Matrix dispergiert sind.

Ein Legierungsbasismaterial, aus welchem die super-abgeschreckte Legierungsmatrix hergestellt wird, kann eine Legierung auf Kobaltbasis enthalten, wie eine Kobalt-Eisen-Legierung, eine .Legierung auf Eisenbasis, wie eine Eisen-Silizium-Bor-Legierung oder Eisen-Molybdän," eine auf Nikkei basierende Legierung, wie eine Nickel-Silizium-Bor-Legierung oder andere Legierungen wie"eine Kupfer-Zirkon-Legierung oder eine Zirkon-Niob-Legierung..

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Die Zweitphasenteilchen können aus Kohlenstoff oder einem Karbid, wie C, WC, TiC oder NbC, einem Nitrid, wie NbN' oder TaN, einem Oxid, wie Cr-O₃, CeO_, MgO, ZrO₃, Y₂°3' WO₃, ThO , Al₂O₃, Fe O₃, ZnO, SiO₂, einem Borid, wie BN,

einem Silikat, wie SiC oder einem Metall, wie Ti, Fe, Mo oder W zusammengesetzt sein.

Die obigen und andere Aufgaben, Kennzeichen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung in Zusammenschau mit den anliegenden Zeichnungen deutlicher, worin eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung durch ein illustrierendes Beispiel gezeigt wird.

Fig. 1 und 2 erläutern ein erstes Verfahren zur Herstellung eines Kernmaterials gemäß der Erfindung.

Fig. 3 ist ein vergrößerter Fragment-Querschnitt des hergestellten Kernmaterials. ~~ 20

Fig. 4 ist eine illustrierende Ansicht eines zweiten Verfahrens zur Herstellung eines Kernmaterials gemäß der Erfindung.

Fig. 5 ist eine illustrierende Ansicht eines dritten Verfahrens zur Herstellung eines Kernmaterials gemäß der Erfindung.

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Video-Magnetkopfes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 7 ist ein Diagramm, welches unter (a), (b), (c) und (d) Teilchengrößen-Verteilungen von Zweitphasenteilchen in einer Legierungsmatrix zeigt. 35

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1. Fig. 8 ist ein Diagramm, welches die Verschleißfestigkeitseigenschaften darstellt.

Fig. 9 ist ein Diagramm, welches das MOL (maximales Ausgangsniveau) und MML (maximales Modulationsniveau) •des Video-Magnetkopfes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 10.ist ein Diagramm, welches das MOL und MML eines ' - herkömmlichen Video-Magnetkopfes zeigt.

Fig. 11 ist ein Diagramm, welches die Differenzen zwischen MML und MOL bei den Magnetköpfen darstellt.

Fig. 12 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen MML und MOL bei den Magnetköpfen darstellt.

Verfahren zur Herstellung eines Kernmaterials gemäß der vor-, liegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben.

Die Fig. 1 und 2 illustrieren ein erstes Verfahren zur Herstellung eines Kernmaterials gemäß der Erfindung. Fig. 1 zeigt einen Verfahrensschritt zur Herstellung eines Blockes, und Fig. 2 zeigt einen Verfahrensschritt zur Herstellung eines bandförmigen Kerns aus dem Block.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird eine Legierungsbasis 1/ die als eine super-abgeschreckte Legierungsmatrix dient, in einem Vakuum-Hochfrequenz-Schmelzofen 2 durch Wärmezufuhr geschmolzen und anschließend in eine Blockform 3 gegossen. Die Zweitphasenteilchen 4 werden unter Druck in die geschmolzene Legierungsbasis 1 injiziert, wenn diese in die Form 3 eingegossen wird. Das Gemisch wird sodann gekühlt und zu einem Block verfestigt, worin die Zweitphasenteilchen 4 einheitlich dispergiert sind und in der Legierungs-

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basis 1 gehalten werden. Die Zweitphasenteilchen 4 werden durch ein Injektionsmedium, welches ein inertes Gas, wie ein in eine Bombe 6 gefülltes Argongas enthält,.injiziert und dispergiert.

· ■

Um jegliche Änderung in der Eigenschaft der Legierungsbasis 1 zu der Zeit, wenn die Zweitphasenteilchen injiziert und darin dispergiert werden, zu vermeiden, ist ein Inertgas, wie ein Argongas, als Injektionsmedium bevorzugt. Eine Plasma-Sprühzufuhr wird vorzugsweise als eine Zufuhr für die Beschickung mit den Zweitphasenteilchen 4 verwendet, da die Plasma-Sprühzufuhr die Zweitphasenteilchen 4 einheitlich zu allen Zeiten zuführen kann, die Injektionsbedingungen, wie einen Injektionsdruck, relativ leicht regulieren kann, und eine Düse mit guter Wärmeisolierung besitzt.

Die Super-Abschreckungsverfahren zur Herstellung von bandähnlichen Materialien umfassen ein Einwalzen-Verfahreh, ein Doppelwalzen-Verfahren, ein Zentrifugalverfahren und ähnliehe Verfahren. Diese Super-Abschreckungsverfahren sind in der Lage, ein metastabiles Material herzustellen, wie eine amorphe Phase oder eine nicht im Gleichgewicht stehende kristalline Phase, die in dem Gleichgewichtsdiagramm nicht vorhanden ist, oder eine Gleichgewichts-Kristallinphase.

Fig. 2 zeigt ein Doppelwalzen-Verfahren zur Herstellung eines bandähnlichen Kerns. Der Block 8 mit den darin einheitlich dispergierten Zweitphasenteilchen wird in ein wärmeisoliertes Rohr 7 aus Quarzglas mit einer Düse am unteren Ende davon eingegeben. Das Innere des Rohrs wird hinreichend mit einem. Inertgas 9, wie beispielsweise mit einem Argongas, gefüllt. Das wärmeisolierte Rohr 7 ist.von einem Hochfrequenz-Schmelzofen 10 umgeben, der den Block 8 erneut schmilzt, während die Zweitphasenteilchen in ungeschmolzenem Zustand verbleiben. Dann wird ein Kolben 11 betätigt, um die Spitze

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-ΙΟΙ der Düse des wärmeisolierten Rohrs 7 so nahe wie möglich zu einem Kontaktpunkt zwischen den Walzen 12, 12, die unter hoher Geschwindigkeit rotieren, zu bringen, woran sich eine rasche Erhöhung des Gasdruckes in dem wärmeisolierten Rohr 7 anschließt. Aufgrund der Gasdruckerhöhung wird der erneut geschmolzene Block 8 allmählich aus der . Düse als ein kontinuierlicher Strom zu dem Kontaktpunkt zwischen den Walzen 12, 12 ausgeführt. Da die Walzen 12, 12 sich unter hoher Geschwindigkeit drehen und gegeneinandergedrückt werden, wird das ausgestoßene geschmolzene Metall sofort gekühlt und zu einem kontinuierlichen bandähnlichen Kernmäterial 13 verfestigt.

Fig. 3 zeigt das Kernmaterial 13 im Querschnitt unter vergrößertem Maßstabe. Wie zu entnehmen ist, sind die Zweitphasenteilchen 4 von recht geringer Größe und sind einheitlich dreidimensional in einer super-abgeschreckten Legierungsmatrix 14 dispergiert, die sich aus einer amorphen Phase, einer kristallinen Phase oder einer daraus gemischten Phase zusammensetzt. Die Dicke und Breite des Kernraaterials 13 kann einreguliert werden, indem die periphere Geschwindigkeit und die Druckkraft der Walzen 12, und die Temperatur und die Geschwindigkeit des Ausstoßes des geschmolzenen Materials variiert werden.

. Das in Fig. 2 dargestellt Doppelwalzen-Verfahren ist deswegen vorteilhaft, weil das hergestellte Kernmaterial eine einheitliche Dicke aufweist, eine geringe Oberflächen-Rauhigkeit auf beiden Seiten besitzt, und es kann ein Kernmaterial leicht hergestellt werden, welches relativ dick ist.

Während das Doppelwalzen-Verfahren in dem obigen Beispiel eingesetzt wird, kann an dessen Stelle ein Einwalzen-Verfahren benutzt werden.

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Fig. 4 zeigt ein zweites Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Kernmaterials gemäß der Erfindung.

Ein Block aus einer Legierungsbasis 1, die eine superabgeschreckte Legierungsmatrix umfaßt, wird in ein hitzeisoliertes Rohr 7 aus Quarzglas eingegeben, welches eine Düse an einem unteren Ende davon aufweist. Das Innere des Rohres ist hinreichend mit einem Inertgas 9, wie Argongas, gefüllt. Das wärmeisolierte Rohr 7 ist von einem Hochfrequenz-Schmelzofen 10 umgeben, der den Block der Legierungsbasis 1 schmilzt, während die Zweitphasenteilchen", die später beschrieben ".«erden, in ungeschmolzenem Zustand verbleiben. Danach wird ein Kolben 11 betätigt, um die Spitze der Düse des wärmeisolierten Rohres so nahe wie möglich an eine obere periphere Oberfläche einer Walze 12, die bei hoher Geschwindigkeit läuft, heranzuführen, woran sich eine rasche Druckerhöhung des Gases in dem wärmeisolierten Rohr 7 anschließt. Aufgrund des Gasdruck-Anstiegs wird die geschmolzene Legierungsbasis 1 aus der Düse als ein dünner einheitlicher Strom zu einer periphe·- ren Oberfläche der Walze 12 ausgeführt.

Die Zwextphasenteilchen 4 werden zusammen mit einem Injektionsmedium, wie einem Argongas, mittels einer Plasma-Sprühvorrichtung 5 in den Strom der Legierungsbasis 1 aus dem hitzeisolierten Rohr 7 unter Druck injiziert. Die geschmolzene Legierungsbasis 1 mit den dazugegebenen Zweitphasenteilchen 4 wird abgeschreckt und auf der Walze 12 zu einem kontinuierlichen bandähnlichen Kernmaterial 13 verfestigt.

Das so hergestellte Kernmaterial 13 ist zusammengesetzt aus einer super-abgeschreckten Legierungsmatrix 14 mit den Zweitphasenteilchen, die außerordentlich klein sind, und die darin einheitlich dreidimensional dispergiert sind, wie das in Fig. 3 dargestellte Kernmaterial.

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Das in Fig. 4 dargestellte Einwalzen-Verfahren besitzt den Vorteil, daß es leicht zur Herstellung eines Kernmaterials in Form eines dünnen Films mit einer relativ großen Breite in der Lage ist. Während das Einwalzen-Verfahren in dem obigen Beispiel angewendet wird, kann an dessen Stelle ein Zweiwalzen-Verfahren angewendet werden.

■ Fig. 5 zeigt ein·drittes Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Kernmaterials gemäß der Erfindung.

Ein Block aus. einer Legierungsbasis 1, die eine super-■ abgeschreckte Legierungsmatrix enthält, wird in ein hitzeisoliertes Rohr 7 aus Quarzglas gegeben, welches eine Düse an einem unteren Ende davon besitzt. Das Innere des Rohres wird hinreichend mit einem Inertgas, wie mit einem Argongas, gefüllt. Das hitzeisolierte Rohr 7 ist von einem Hochfrequenz-Schmelzofen 10 umgeben, der den Block der Legierungsbasis 1 schmilzt, während die Zweitphasenteilchen, die später beschrieben werden, in nichtgeschmolzenem Zustand verbleiben. Danach wird ein Kolben 11 betätigt, um den Druck des Inertgases in dem hitzeisolierten Rohr 7 rasch zu erhöhen, um dadurch die geschmolzene Legierungsbasis 1 in ein Schmelzmetall-Sammelgefäß 15, welches darunter angeordnet ist, einzugießen.

Die Zweitphasenteilchen 4 werden unter Druck durch ein Plasma-Sprühzufuhrgerät 5 in einen Strom der Legierungsbasis 1 aus dem hitzeisolierten Rohr 7 injiziert. Ein Hochfrequenz-Schmelzofen 16 ist um das Schmelzmetall-Sammel- · gefäß 15 herqm so angeordnet, daß die Legierungsbasis 1 darin in geschmolzenem Zustand bleibt.

Die geschmolzene Legierungsbasis 1 mit den darin enthaltenen Zweitphasenteilchen 4 wird aus einer unteren Düse des Schmelzmetall-Sammelgefäßes 15 durch eine Inertgas

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(Argongas)-Druckvorrichtung (nicht dargestellt) als ein dünner einheitlicher kontinuierlicher Strom zu einem Kontaktpunkt zwischen den Walzen 12, 12 ausgeführt, wodurch ein super-abgeschrecktes kontinuierliches bandähnliches Kernmaterial 13 hergestellt wird, wie auch bei den vorhergehenden Herstellungsbeispielen.

Das so hergestellte Kernmaterial 13 ist zusammengesetzt aus einer super-abgeschreckten Legierungsmatrix 14 mit den Zweitphasenteilchen, die außerordentlich klein sind "und einheitlich dreidimensional darin dispergiert sind, wie das Kernmaterial, das in Fig. 3 dargestellt ist. Während das Doppelwalzen-Verfahren in dem obigen Beispiel eingesetzt wird, kann auch ein Einwalzen-Verfahren an dessen Stelle eingesetzt werden.

Bei der Herstellung eines Blocks einer Legierungsbasis,· ^^ie eine super-abgeschreckte Legierungsmatrix enthält, oder beim erneuten Schmelzen des Blockes zum Super-Abschrecken, muß das oben beschriebene Ausstoß- und Dispersionsverfahren nicht angewendet werden, sondern die Zweitphasenteilchen können einfach einer geschmolzenen Legierungsbasis zugesetzt werden, mit hoher Frequenz gerührt werden und anschließend super-abgeschreckt werden, um die Zweitphasenteilchen dreidimensional in der Legierungsmatrix zu dispergieren.

Bei einem derartigen Verfahren bestehen jedoch Beschränkungen bezüglich der Arten, auf die ein derartiges Verfahren anwendbar ist, und bezüglich der Mengen, die an Zweitphasenteilchen dispergiert werden können. Wenn die Zweitphasenteilchen aus einem Metalloxid bestehen, wie Cr₇O₃ oder CeO₂, besitzen sie eine schlechte Benetzbarkeit in bezug auf ein geschmolzenes Metall, wie Eisen, Kobalt und Nickel, können lediglich in einer kleinen Menge

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dispergiert werden und neigen dazu, in einer Oberflächenschicht der super-abgeschreckten Legierungsmatrix angesammelt zu sein.

Das Grenzflächenphänomen, das bei Zugabe und Dispergieren der Zweitphasenteilchen in der geschmolzenen Legierungsbasis auftritt, kann als aus den beiden folgenden Stufen zusammengesetzt betrachtet werden: In der ersten Stufe
■sind die Zweitphasenteilchen in Kontakt mit der geschmolzenen Legierungsbasis, wobei ein Dreiphasensystem besteht, welches eine flüssige Phase der geschmolzenen Legierungs- ·

•m

basis, eine feste Phase der Zweitphasenteilchen und eine Gasphase des Argongases (Inertgas) umfaßt. In der zweiten Stufe werden die Zweitphasenteilchen in der geschmolzenen Legierungsbasis suspendiert, wobei ein Zweiphasensystem
vorliegt, welches sich zusammensetzt aus der flüssigen
Phase der geschmolzenen Legierungsbasis und der Festphase der Zweitphasenteilchen.

Das Grenzflächenphänomen des voranstehenden Dreiphasensystems kann grob unterteilt werden in Adhäsionsbenetzung, Ausbreitungsbenetzung (spread wetting) und Tauchbenetzung • (dip wetting). Die Arbeitsmenge Wa, die bei Bewirkung der Adhäsionsbenetzung auftritt, die Arbeitsmenge Ws, die bei Bewirkung der Ausbreitungsbenetzung auftritt, und die Arbeitsmenge Wi, die bei Bewirkung der Tauchbenetzung auftritt, sind wie folgt definiert:

Wa = YSV - 7SL - γ LV ...(D

Ws =· YSV - 7SL - YLV ...(2)

Wi = ySV - ySL ... (3)

Darin bedeuten

YSV: Festphasen-Flüssigphasen-Grenzflächenspannung,
γSL: Festphasen-Grenzflächenspannung,
YLV: Flüssigphasen-Grenzflächenspannung.

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Da die Oberfläche der festen Phase an der Grenzfläche Gasphase-Festphase und an der Grenzfläche Flüssigphase-Festphase im wesentlichen als unverändert betrachtet wird, kann die folgenden Gleichung (4) aufgestellt werden:

YSV - ySL = YLV · cos θ ...(4)

Darin bedeutet θ den Kontaktwinkel bezüglich der Flüssigphase. Bei Einführung der Gleichung (4) für YSV - ySL jLn die Gleichungen (1), (2), (3), werden die folgenden

' "' Gleichungen erhalten:

Wa = yL (cos θ + 1) ...(5)

Ws = YL (cos θ - 1) .... (6)

Wi = YLV · cos θ ...(7)

Wenn W in diesen Gleichungen positiv ist, so wird eine Benetzbarkeit erzeugt.'Wie sich aus den Gleichungen (5) bis (7) ergibt, hängt die Benetzbarkeit in der ersten Stufe, in welcher die Zweitphasenteilchen in Kontakt mit der geschmolzenen Legierungsbasis stehen, weitgehend von dem Kontaktwinkel θ der Zweitphasenteilchen bezüglich der Legierungsbasis ab. Allgemein hat ein Metalloxid einen großen Kontaktwinkel θ und besitzt demzufolge eine schlechte ■ Benetzbarkeit in bezug auf ein geschmolzenes Metall, wie ■ Eisen, Kobalt und Nickel.

Die einfache Zugabe der Zweitphasenteilchen zu der geschmolzenen Legierungsbasis und das Rühren des Gemisches mit einer' hohen angelegten Frequenz ist nicht hinreichend, um die Zweitphasenteilchen in der Legierungsbasis gut dispergiert zu bekommen, wobei sich das Ergebnis einstellt, daß die Zweitphasenteilchen dazu neigen, in der Oberflächenschicht der Legierungsbasis sich anzusammeln. Aus diesem Grund liegt die Menge der Zweitphasenteilchen, die in der Legierungs-

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basis dispergiert werden kann, sofern die Zweitphasenteilchen aus einem Metalloxid bestehen, bei etwa 0,1 Volumen-% höchstens und ist somit recht gering, und es kann kein hinreichender Effekt der zugegebenen Zweitphasenteilchen erreicht werden.

Durch Verwendung des Injektions-Dispersions-Verfahrens für die Zugabe der Zweitphasenteilchen in die geschmolzene Legierungsbasis, wie zuvor beschrieben wurde, um einen Block der Legierungsbasis herzustellen oder den Blpck zum Super-Abschrecken zu schmelzen, können die Zweitphasenteilchen mechanisch in die Legierungsbasis unter der Ausstoßenergie hineingedrückt werden. Deswegen können Zweitphasenteilchen mit schlechter Benetzbarkeit hinsichtlieh, der Legierungsbasis unter Druck in der Legierungsbasis dispergiert werden, und die Typen, die eingesetzt werden können, und die Mengen der Zweitphasenteilchen, die dispergiert werden können, werden erweitert. Dieser Vorteil trägt weitgehend zu den verbesserten Eigenschaften und Funktionen der hergestellten Kernmaterialien bei.

Kontaktwinkel von Festphasen bezüglich der geschmolzenen Metalle sind als Beispiele in Tabelle 1 angegeben.

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Tabelle 1

Festphase

Geschmolzenes
Metall

Temperatur (⁰C)

Atmosphäre

Kontaktwinkel (Θ)

Al₂O₃	Fe	1580	inert	- 90
Al₂O₃	Co	1550	inert	> 90
Cr₂O₃	Fe	1550	Argon	88
ZrO₂.	Ni	1500	Vakuum	118
. ^Zr02	Fe	1550	Vakuum	92
.TiC	Co	1450	Argon	16
NbC	Co	1500	Argon	0
WC	Co	1500	Argon	0
NbB₂	Co	1500	Argon	22-46

Wie der obigen Tabelle zu entnehmen ist, besitzen die Metalloxide allgemein größere Kontaktwinkel im Vergleich mit anderen Festphasen und eine schlechte Benetzbarkeit hinsichtlich der geschmolzenen Metalle.

Nachfolgend werden Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Beispiel 1

^(CO~O,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^Β10^}99,5 iCo

70,5

Si.

1O'99

^(Co70;5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10^}98 ^(CO70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ⁵IO^S ^(C070,5 ^Fe4,5 ^Si15 ⁵IO^O

^(WC)0,5 (WC)

(WC)₂ (WC)₅

(WO₁₀

Es wurden Kernmaterialien, die sich aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphäsenteilchen gemäß der obigen Züsammensetzungs-Formeln zusammensetzen, hergestellt.

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Die Zusammensetzungen der super-abgeschreckten Legierungsbasen sind innerhalb der linken Klammern in den voranstehenden Zusammensetzungs-Formeln angegeben, wobeidie tiefgeschriebenen Zahlenangaben auf der rechten Seite der Elemente die Atom-Prozente angeben. Das Material, aus dem die Zweitphasenteilchen gebildet sind, ist in jeder der Klammern auf der rechten Seite in den Zusammensetzungs-Formeln angegeben. Die tiefgeschriebenen Zahlenangaben auf der rechten Seite aller Klammern zeigen VoIumen-% an. Die gleiche Angabe wie oben wird in den anderen Beispielen verwendet.

Ein spezifisches Verfahren zur Herstellung des Kernmate-rials wird nachfolgend beschrieben. Um eine gewünschte Zusammensetzung der super-abgeschreckten Legierungsbasis zu erhalten, werden die konstituierenden Metalle Co, Fe, Si, B gewogen, um das Verhältnis von Co: 420,9 g, Fe: 22,5 g, Si: 42,7 g und B. 110 g zu erhalten. Diese Metalle werden zusammen in dem Vakuum-Hochfrequenz-Schmelzofen 2 (Fig. 2) geschmolzen, um die geschmolzene Legierungsbasis 1 zur Verfügung zu stellen. Die Legierungsbasis 1 wird sodann direkt in die Form 3 eingegossen.

Feine Teilchen a.us WC (die Zweitphasenteilchen 4) werden vorher in die Plasma-Sprühzuführ 5 eingefüllt und werden in Richtung auf den Strom der Legierungsbasis 1 in die . Form mittels eines Hochdruck-Argongases, welches aus der Bombe 6 zugeführt wird, ausgestoßen. Die an feinen WC-Teilchen injizierte Menge wird durch die Zufuhr 5 eingeregelt, so daß sie einen Volumen-Prozentsatz aufweist, wie er in den obigen Zusammensetzungs-Formeln hinsichtlich der Legierungsbasis 1 angegeben ist. Die Temperatur der Legierungsbasis 1 ist bei Eingießen in die Form 3 auf etwa 1200⁰C eingeregelt, wobei die Legierungsbasis 1 in geschmolzenem Zustand gehalten wird und die feinen Teilchen

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yon WC oder die Zweitphasenteilchen in ungeschmolzenem Zustand verbleiben.

Die feinen WC-Teilchen, die unter Druck in den Strom der geschmolzenen Metallbasis in die Form injiziert werden, sind dispergiert in feinverteiltem Zustand, denn zu Massen geformt, in der Legierungsbasis 1, wobei die Teilchen untereinander in geringen Abständen angeordnet sind. Die so feinverteilten feinen WC-Teilchen werden nicht größer _in ihren Abmessungen, wenn sie in der Legierungsbasis

I dispergiert sind, sind langsam in ihrer aufwärtsgerichteten Bewegung in der Legierungsbasis 1 und werden damit abgehalten, zu der Zeit, wenn sie in der Form 3 verfestigt werden, lokal vorzuliegen, mit dem Ergebnis, daß die Teilchen stabil dispergiert sind. Somit kann ein Block 8, der aus einer Co - Fe - Si - B - Legierung mit darin einheitlich dispergierten feinen WC-Teilchen zusammengesetzt ist, erhalten werden.

Sodann wird der Block 8 in das hitzeisolierte Rohr 7 aus Quarzgals eingegeben, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Das Innere des Rohres ist hinreichend mit einem' Argongas 9 gefüllt, und danach wird der Block 8 durch den Hochfrequenz-Schmelzofen 10 bei einer Temperatur von etwa 1200⁰C geschmolzen, wobei die feinen WC-Teilchen in ungeschmolzenem Zustand verbleiben. Dann wird der Kolben

II betätigt, um die Düse an dem unteren Ende des hitzeisolierten Rohrs 7 so nahe wie möglich an die beiden Walzen 12, 12 heranzubewegen, die bei hoher Geschwindigkeit rotieren. Der Argongas-Druck in dem hitzeisolierten Rohr 7 wird rasch gesteigert, um den Block 8 aus der Düse heraus in Form eines einheitlichen kontinuierlichen Stroms in Richtung auf den Kontaktpunkt zwischen den Walzen 12, 12 auszuführen. Da die Walzen 12, 12 mit hoher Geschwindigkeit rotieren, während sie gekühlt und zu allen Zeiten ge-

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geneinander gepreßt werden, wird die ausgestoßene Legierungsbasis sofort gekühlt und zu einem bandähnlichen Kernmaterial 13 verfestigt, welches eine Breite von 40 mm, eine Dicke von 3 0 μπν und eine Länge von 5 m aufweist. 5

Die Beobachtung der Oberfläche und eines diagonalen Querschnittsbereiches des Kernmaterials 13 mit einem Scanner-Elektronenmikroskop hat unterstrichen, daß die feinen WC-Teilchen einheitlich in der super-abgeschreckten Legierungsmatrix ohne Ansammlung zu größeren Massen dispergiert sind, wobei darin überhaupt keine Löcher vorhanden sind. Somit wurde bestätigt, daß die feinen WC-Teilchen einheitlich dreidimensional in der Legierungsmatrix dispergiert sind. Röntgenstrahlenbeugung bestätigte, daß die super-abgeschreckte Legierungsmatrix amorph ist.

Das Kernmaterial 13 wird sodann nacheinander ausgestanzt, um eine gewünschte Anzahl von flachen Teilen zu bilden, die aufgestapelt werden, wie in Fig. 6 dargestellt ist, um zwei getrennte Kerne 17, 17 zur Verfügung zu stellen. Ein Video-Magnetkopf wird aus diesen Kernen zusammengesetzt, wobei ein Abstandshalter 18 und eine Erregerwicklung 19 daran befestigt sind.

Beispiel 2

^(Ni78 ^Si10 ³M^l
^(Ni78 ^Si10 ^B12>92

^(WC)
^(WC)

Kernmaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbäsen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den oben genannten Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, werden hergestellt.

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Ein spezifisches Verfahren zur Herstellung der Kernmate-• rialien wird nachstehend beschrieben. Um eine gewünschte Zusammensetzung der super-abgeschreckten Legierungsbasis zu erhalten, werden die konstituierenden Metalle Ni, Si, B gewogen, um das Verhältnis von Ni: 459 g, Si: 28 g und B: 13 g zu erzielen. Diese Metalle werden zusammen in dem Vakuum-Hochfrequenz-Schmelzofen geschmolzen, um die geschmolzene Legierungsbasis zur Verfügung zu stellen, die sodann in die Form gegossen wird.

Feine Teilchen von WC (die Zweitphasenteilchen) werden zusammen mit einem Hochdruck-Argongas aus dem Plasma-Sprühzufuhrgerät in den Strom der Legierungsbasis V in die Form injiziert. Das Gemisch wird abgekühlt, um einen Block aus einer Ni - Si - B - Legierung mit darin einheitlich dispergierten feinen WC-Teilchen herzustellen. Die Temperatur der Legierungsbasis 1 zur Zeit der Injizierung und Dispersion der feinen WC-Teilchen ist auf etwa 1200°C eingeregelt, wobei im Ergebnis die zugesetzten feinen WC-

20. Teilchen in nichtgeschmolzenem Zustand verbleiben und einheitlich, wie sie sind, dispergiert werden.

Sodann wird der Block 8 in das hitzeisolierte Rohr, welches direkt oberhalb einer Walze angeordnet ist, eingegeben. Das Innere des Rohres wird hinreichend mit Argongas gefüllt und danach wird der Block mittels des Hochfrequenz-Schmelzofens, der das hitzeisolierte Rohr umgibt, auf eine Temperatur von etwa 1200⁰C erhitzt, um lediglich die Legierungsbasis erneut zu schmelzen. Sodann wird der Druck des Argongases in dem hitzeisolierten Rohr rasch gesteigert, um die geschmolzene Legierungsbasis mit" den darin enthaltenen WC-Teilchen aus der Düse am unteren Ende des hitzeisolierten Rohres auf die Walze auszustoßen, die mit einer Geschwindigkeit von 2000 Upm rotiert. In dem Moment, in dem die geschmolzene Legierungsbase ausgestoßen wird,

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wird sie gekühlt und zu einem bandähnlichen Kernmaterial 13 verfestigt, welches eine Breite von 40 mm, eine Dicke von 3 0 um und eine Länge von 5 in aufweist.

Die Beobachtung der Oberfläche und eines diagonal verlaufenden Querschnittsbereiches des Kernmaterials 13 mit . einem Scanner-Elektronenmikroskop hat unterstrichen, daß - wie auch im vorhergehenden Beispiel - die feinen WC-Teilchen in der super-abgeschreckten Legierungsmatrix einheitlich dispergiert sind. Röntgenstrahlenbeugung hat bestätigt, daß die super-abgeschreckte Legierungsmatrix amorph ist.

Das Verfahren zur Herstellung eines Video-Magnetkopfes, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, entspricht demjenigen des vorhergehenden Beispiels und wird somit nicht beschrieben.

Beispiel 3

^(Co70,5 ^F%5 ^Si15 ^B10^9,9 VVo,!

^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10⁾99,7 ^(Cr2°3⁾0,3

' .· ^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^99,S

<^Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10>99

(Co_70f5 Fe₄^₅ Si₁₅ B₁₀)₉₇ (Cr₂O₃)₃

.Kernmaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den obigen Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, werden verwendet, um Magnetköpfe wie bei den vorangehenden Beispielen aufzubauen.

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Beispiel 4

^(CO70,5 ^F%5 ^Si15 ^Β10>99,9 ^(CeO2^}0,1 ^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10⁾99,7

^(C°70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10⁾99,5 ^Ο,δ

^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10>99 ^(Ce02> 1

^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ³IO)₉₇ ^(Ce02^}3

Kernmaterialien, die aus den·super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen 0^ gemäß den obigen Zusammensetzungs-Förmeln zusammengesetzt sind, werden verwendet, um Magnetköpfe wie bei den voranstehenden Beispielen aufzubauen.

Beispiel 5

^(C070,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10>99,9 ^(WO3^}0,1 ^(C070,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10⁾99_f7.^(WO3⁾0,3 ^(C070,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^0^9,5 ^(WO3>0_f5 ^(C070,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10^}99

Kernmaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den obigen Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, .werden verwendet, um Magnetköpfe wie bei den voranstehenden Beispielen aufzubauen.

Beispiel 6

^(CO70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10^}99,9 ^Ο,ΐ ^(C070,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10^}99,7 ^(ZrO2>0_f3 ^(C070,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10^}99,5

^(Co70,ä ^Fe4,5 ^Si-15 ^B10^}99

^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10^}97 ^(Zr02>3 35

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343H57

Kernmaterialien, die aus super-abgeschreckten ^:Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den oben genannten Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, werden verwendet, um Magnetköpfe wie bei den vorhergehenden Beispielen aufzubauen.

Beispiel 7

^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10⁾99,9 ^(Y2°3⁾0,1

^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Sii5 ^B10⁾99,7 ^2⁰Vo,3

^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^Β10>99,5 ^^Ο,δ

^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10>99 V₃ ¹I

^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10⁾97

(Y₂o₃)₃

Kernmaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den oben genannten Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, werden verwendet, um Magnetköpfe wie bei den vorhergehenden Beispielen aufzubauen.

Beispiel 8

^(Ni78 ^Si10 ^B12⁾9O ViO ^(Ni78 ^Si10 ^B12>80 ^(ThO2^}20

Kernmaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den oben genannten Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, werden verwendet, um Magnetköpfe wie bei den voranstehenden Beispielen aufzubauen. ■

Beispiel 9

(TiC)

35 (Ki₇₅ Si₁₀ B₁₅J₉₀ (TiC)₁₀

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Kernmaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den obigen Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, werden verwendet, um Magnetkopfe'wie bei den voranstehenden Beispielen aufzubauen. Die Beobachtung mit einem Scanner-Elektronenmikroskop hat unterstrichen, daß TiC einheitlich dreidimensional in der super-abgeschreckten Legierungsmatrix ohne Löcher darin verteilt ist. Röntgenstrahlenbeugung hat bestätigt, daß die Legierungsmatrix amorph ist.

Beispiel	10	2
^(Fe39,4	Mo _ C, , 9 1,6	5
(Fe₃₉^₄	9 1,6	10
^(Fe3₉',4	^MO9 ^ci,e

;)₉₈ (NbC)
■ )₉₅ (NbC)
;)₉₀ (NbC)

Kernmaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den obigen Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, werden verwendet, um Magnetköpfe wie bei den voranstehenden Beispielen aufzubauen. Die Beobachtung mit einem Scanner-Elektronenmikroskop hat unterstrichen, daß NbC einheitlich dreidimensional in der ·super-abgeschreckten Legierungsmatrix aus Fe - Mo - C ohne Lochbildung darin dispergiert ist. Röntgenstrahlenbeugung hat bestätigt, daß die Legierungsmatrix eine einzelne, nicht im Gleichgewicht stehende γ-Austenitphase ist, die aus ultrafeinen kristallinen Teilchen zusammengesetzt ist. Da die nicht im Gleichgewicht stehende γ-Austenitphase eine kristalline Legierung ist, besitzt sie eine bessere Wärmestabilität als diejenige einer amorphen Legierung.

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Beispiel 11

^(Cu60 ^Zr40>90 ^(sic)io

^(CU6O ^Zr40⁾70 ^(SiC)30

.5 Kerninaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den obigen Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, werden verwendet, um Magnetköpfe wie bei den vorangehenden Beispielen aufzubauen. Die Beobachtung mit einem Scanner-Elektronenmikroskop hat unterstrichen, daß SiC einheitlich dreidimensional in der super-abgeschreckten Le-. gierungsmatrix aus Cu - Zr ohne Lochbildung darin dispergiert ist.. Röntgenstrahlenbeugung hat bestätigt, daß die Legierungsmatrix amorph ist.

Beispiel 12

^(Ni78 ^Si10 ^B12>90 ^{BN)10

^(Ni78 ^Si10 ^B12^}80 ^(BN)20
20

Kerninaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den obigen Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, werden verwendet, um Magnetköpfe wie bei den voranstehenden Beispielen aufzubauen. Die Beobachtung mit einem Scan-•ner-Elektronenmikroskop hat unterstrichen,daß BW einheitlich dreidimensional in der super-abgeschreckten Legierungsmatrix aus Ni - Si - B ohne Lochbildung darin dispergiert ist. Röntgenstrahlenbeugung hat bestätigt, daß die Legierungsmatrix amorph ist.

Beispiel 13

(Zr₄₅ Nb₄₀ Si₁₅J₈₀ (NbN)₂₀

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Kernmaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den obigen Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, werden verwendet, um Magnetköpfe wie mit den voranstehenden Beispielen aufzubauen. Die Beobachtung mit einem Scanner-Elektronenmikroskop unterstrich, daß NbN einheitlich dreidimensional in der super-abgeschreckten Legierungsmatrix aus Zr-Nb- Si ohne Lochbildung darin dispergiert ist. Röntgenstrahlenbeugung hat bestätigt, daß-die Legierungsmatrix amorph ist.

Beispiel 14

^(Co70,5 ^Fe4
(Co₇₀₅ Fe₄₅ Si₁₅ B₁₀)₉₅ (C)

^(Co70,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^B10>₉₉

_{/ f 5}

^(C070,5 ^Fe4,5 ^Si15 ^Β10>90 ^(C)10 ' , ..

Kernmaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den obigen Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind, werden verwendet, um Magnetköpfe wie mit den voranstehenden Beispielen aufzubauen. Die Beobachtung mit' einem Scanner-Elektronenmikroskop hat unterstrichen, daß C einheitlich dreidimensional in der super-abgeschreckten Legierungsmatrix aus Co-Fe-Si-B ohne Löcher darin dispergiert ist. Röntgenstrahlenbeugung hat bestätigt, daß die Legierungsmatrix amorph ist.

Beispiel 15

^(Fe82 ^B18>₉₉ ^(Fe)1
^{Fe82 ^B18⁾98 ^{Fe)2

Kernmaterialien, die aus super-abgeschreckten Legierungsbasen mit darin dispergierten Zweitphasenteilchen gemäß den obigen Zusammensetzungs-Formeln zusammengesetzt sind,

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werden verwendet,- um Magnetköpfe wie mit den voranstehen-

den Beispielen aufzubauen. Die Beobachtung mit einem Scanner-Elektronenmikroskop hat unterstrichen, daß Fe einheitlich dreidimensional in der super-abgeschreckten Legierungsmatrix aus Fe-B dispergiert ist. Die Röntgenstrahlenbeugung hat bestätigt, daß die Legierungsmatrix eine amorphe Umkehrlegierung (inverter alloy) ist.

Fig. 7 ist ein Diagramm, welches eine Teilchengrößenverteilung der Zweitphasenteilchen in einer super-abgeschreckten Legierungsmatrix zeigt, worin (a) die Größen der TiC-Tedlchen darstellt, (b) die Größen der WC-Teilchen darstellt, (c) die Größen der Cr^O^-Teilchen darstellt und (d) die Größen der ZrC^-Teilchen darstellt. Diese Zweitphasenteilchen wurden in einer super-abgeschreckten Legierungsmatrix von Co_7n c Fe.j- Si.j- B_1n mittels eines Ausstoß-Dispersionsverfahrens dispergiert, und die Teilchengrößen wurden mit einem Elektronenmikroskop gemessen. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser aller Zweitpha-.senteilchen lag bei etwa 0,06 um. Wie sich aus dem Diagramm ergibt, besitzen etwa 70 % oder mehr der Zweitphasenteilchen Teilchendurchmesser unterhalb von etwa 0,1 μπι. Um zu ermöglichen, daß die Zweitphasenteilchen als ultrafeine Teilchen dispergiert werden, müssen die Durchmesser der Zweitphasenteilchen vor ihrer Zugabe zu der Legierungsmatrix und die Bedingungen zum Ausstoß der Teilchen entsprechend einreguliert werden.

Die folgende Tabelle 2 zeigt die durchschnittlichen Teil-0 chendurchmesser anderer Zweitphasenteilchen in der Legierungsmatrix von (Co_7n r Fe.. Si.j. B_1n).

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Tabelle 2

Zweitphasenteilchen " Durchsdinittl icher Durchmesser (pm)

CeO₂ 0,05

WO₃ 0,05

^Y2°3 °'⁰⁸

ThO₂ 0,07

„ BN . 0,06

SiC .0,05

NbN 0,08

C 0,08

NbC 0,08

Wenn die meisten der Zweitphasenteilchen ultrafeine Teilchen sind, sind sie stabil in der geschmolzenen Legierungsbasis dispergiert. Insbesondere in der Stufe, in welcher .die Zweitphasenteilchen in der Legierungsbasis suspendiert sind, existiert ein dispergiertes System mit der Legierungsbasis, die als ein Dispersionsmediüm dient, und die Zweitphasenteilchen sind ein Dispersoid'. Da das dispergierte System thermisch instabil ist, hängt die Dispersion oder Aggregation der Zweitphasenteilchen.weitgehend von der Änderung der freien Energie ^F ab. Die Änderung der freien Energie &F umfaßt allgemein eine Änderung in der freien Energie der Grenzfläche und eine Änderung aufgrund einer chemischen Reaktion. Wenn die geschmolzene Legierungsbasis und die Zweitphasenteilchen sich'in einem Gleichgewichtszustand befinden, wird die Änderung der freien Energie aufgrund einer chemischen Reaktion als Null angesehen und somit ist die Bedingung der Dispersion der Zweitphasenteilchen durch eine Änderung in der freien Energie der Grenzfläche geleitet.

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Bei Dispersion der Zweitphasenteilchen in der geschmolzenen Legierungsbasis wird keine Grenzschicht zwischen einer festen Phase (Zweitphasenteilchen) und einer festen Phase (Zweitphasenteilchen) gebildet, aber es wird eine Grenzfläche gebildet zwischen einer festen Phase (Zweitphasenteilchen) und einer flüssigen Phase (geschmolzene Legierungsbasis) . Darum kann eine Änderung AFs der freien Energie der Grenzfläche zu diesem Zeitpunkt durch die folgende Gleichung (8) definiert werden: ·

^Fs = 2 YSL - ySS ... (8)

Darin bedeutet ySS eine Grenzflächenspannung zwischen den festen Phasen.

T5 ·

Aus dieser Gleichung folgt, daß bei einem negativen Wert von AFs die Zweitphasenteilchen dispergiert oder natürlich suspendiert sind, und bei einem positiven Wert sind die Zweitphasenteilchen aggregiert. Um die Änderung AFs der freien Energie der Grenzfläche bei der Änderung der Festphasen-Festphasen-Grenzfläche zur Festphasen-Flüssigphasen-Grenzschicht negativ zu machen, ist es erforderlich, daß die Teilchendurchmesser der Zweitphasenteilchen zu einem möglichst geringen Durchmesser verringert werden.

.Wenn etwa 70 %. oder mehr, vorzugsweise 90 % oder mehr der Zweitphasenteilchen bei ihrer Dispersion Teilchendurchmesser unterhalb von etwa 0,1 um aufweisen, sammeln sich die Zweitphasenteilchen nicht zu Massen an, sondern sind unter■stabilen Bedingungen einheitlich dispergiert.

Fig. 8 veranschaulicht die Ergebnisse eines Verschleißfestigkeitstests, der mit einem Magnetkopf A unter Einsatz eines Kernmaterials aus (Co_{70 5} ^Fe/5 ^Sii5 ^B1O^99 ^^WC^1' einem Magnetkopf B unter Verwendung eines Kernmaterials derselben Zusammensetzung wie zuvor genannt mit darin drei-

EPO CUi-Y

dimensional dispergierten Zweiphasenteilchen in einer super-abgeschreckten Legierungsmatrix ohne Bezugnahme auf das Ausstoß-Dispersionsverfahren, und mit einem Magnetkopf C unter Verwendung eines Kernmaterials aus einer super-abgeschreckten Legierung, die Co ,. Fe^₅ Si - Β., enthielt wobei sie lediglich keine WC-Teilchen als Zweitphasenteilchen aufwies, durchgeführt wurde. Der Test wurde in Kombination mit einem im Handel erhältlichen Magnetband bei einer Temperatur von 20 C _und einer Feuchte von 50 % durchgeführt.

Fig. 8 zeigt an, daß die Magnetköpfe A, B unter Einsatz der Kernmaterialien mit den in der super-abgeschreckten Legierungsmatrix einheitlich dreidimensional dispergierten Zweitphasenteilchen besser hinsichtlich der Verschleißfestigkeit sind als der Magnetkopf C, wobei ein Kernmaterial verwendet wird, welches keine Zweitphasenteilchen enthält. Der Magnetkopf des Kernmaterials, worin die Zweitphasenteilchen unter Druck durch das Ausstoß-Dispersionsverfahren dispergiert sind, besitzt die beste Verschleißfestigkeits-Fähigkeit.

Fig. 9 zeigt die Frequenzeigenschaften eines Video-Magnetkopfes D unter Verwendung des Kernmaterials (Co-, „ ,- Fe₄C Si-ic Β.»).- (WC)₁ nach Beispiel 1. Unter D ist eine maximale Äusgangsniveau(MOL)-Kurve bei 12 KHz angegeben, und D-, ist eine maximale Modulationsniveau (MML)-Kurve bei 1 KHz. Fig. 10 zeigt die Frequenzeigenschaften eines . Video-Magnetkopfes E unter Verwendung eines Kernmaterials aus Sendust.

Unter E₁ ist eine MOL-Kurve bei 12 KHz angegeben und unter D_ eine MML-Kurve bei 1 KHz.

Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen MML- und MOL-Diffe-

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renz der Video-Magnetköpfe D, E und Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen MML und MOL. der Video-Magnetköpfe D, E.

Die Fig. 9 bis 12 zeigen deutlich, daß die Video-Magnetköpfe gemäß der vorliegenden Erfindung in ihren Frequenzeigenschaften, wie MOL- und MML-Eigenschaften, überlegen sind. Insbesondere die MOL-Differenz bei MML betrug -14,6 dB bei dem Magnetkopf E, jedoch -3,4 dB bei dem Magnetkopf D. Der Vormagnetisierungsstrom (bias current) bei MML betrug 420 μΑ, jedoch 180 μΑ bei dem Magnetkopf D, was eine Verringerung von etwa 57 % bedeutet. Es kann ebenfalls verstanden werden, daß der Magnetkopf D gemäß der Erfindung hinsichtlich der Eigenschaften der Beziehung MML-und MOL-Differenz (Fig. 11) und der Beziehung zwischen MML und MOL (Fig. 12) überlegen ist.

Die Playback-Empfindlichkeit bei der Bandgeschwindigkeit von 4,75 mm/s betrug +6,7 dB mit dem Magnetkopf E, jedoch +9,2 dB mit dem Magnetkopf D. Der Vormagnetisierungsstrom über 3,5 dB bei 6,3 KHz betrug 22 0 μΑ mit dem Magnetkopf E, jedoch 140 μΑ mit dem Magnetkopf D, was einer Verringerung von etwa 36 % entspricht.

Die obigen Tendenzen der Eigenschaften werden durch Kerne erzielt, die aus anderen Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung zusammengesetzt sind.

Mit der oben beschriebenen Anordnung der vorliegenden Erfindung kann ein Video-Magnetkopf zur Verfügung gestellt werden, der gute Frequenzeigenschaften und eine gute Ver- ' schleißfestigkeit aufweist.

Wenn auch eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform dargestellt und beschrieben wurde, soll doch verstanden werden, daß viele Änderungen und Modifikationen darin vorgenommen

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1 werden können, ohne daß von dem Schutzbereich der angefügten Ansprüche abgewichen wird.

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Claims

Patentansprüche

10

15

20

1. Magnetkopf für Videorecorder, der einen Magnetkreis umfaßt, welcher mindestens zu einem Teil aus einem Verbundmaterial zusammengesetzt ist, welches eine superabgeschreckte (super-gehärtete) Legierungsmatrix aus einer amorphen Phase, einer kristallinen Phase oder einer daraus gemischten Phase enthält, und mindestens eine Art von Zweitphasenteilchen, die einheitlich und dreidimensional in der Legierungsmatrix dispergiert sind.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die super-abgeschreckte Legierungsmatrix eine amorphe Legierung auf Kobalt-Basis umfaßt, die Kobalt als eine Hauptkomponente enthält.

3. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -. zeichnet, daß die super-abgeschreckte Legierungsmatrix eine amorphe Legierung auf Nickel-Basis umfaßt, die Nickel als eine Hauptkomponente enthält.

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343H57

4. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die super-abgeschreckte Legierungsrnatrix eine amorphe Legierung auf Eisen-Basis umfaßt, die Eisen als eine Hauptkomponente, enthält.

5. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Zweitphasenteilchen aus einem Karbid gebildet sind.

6. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet' , daß die Zweitphasenteilchen aus Wolframkarbid gebildet sind.

_m Magnetkopf nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e η η zeichnet, ^aß die Zweitphasenteilchen aus

Kohlenstoff gebildet sind.

· Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Zweitphasenteilchen aus

· einem .Oxid gebildet sind.

9· Magnetkopf nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η • zeichnet, daß die Zweitphasenteilchen aus

Chromoxid gebildet sind.
25

10. Magnetkopf nach einen der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Zweitphasenteilchen aus einem Nitrid gebildet sind.

11. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch, g e k e η η zeichnet , daß die Zweitphasenteilchen aus

einem Silikat gebildet sind.

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343H57

12. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweitphasenteilchen aus
einem Metall gebildet sind.

13. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens etwa 70 % der
Zweitphasenteilchen, die in der super-abgeschreckten Legierungsbasismatrix einheitlich disperfdert sind, Teilchendurchmesser von weniger als etwa 0,1 um aufweisen.
'

Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mir einem Kern, der einen Stapel aus einer Anzahl dünner Bleche enthält, die
aus dem Verbundmaterial hergestellt sind'.

15. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Verbundmaterial durch Erhitzen und Schmelzen einer Legierungsbasis, aus welcher die super-abgeschreckte Legierungsmatrix hergestellt ist, Ausstoßen und Dispergieren der Zweitphasenteilchen zusammen mit einem Ausstoßmedium, wel-

' ches ein inertes Gas enthält, in die Legierungsbasis vor der Verfestigung der Legierungsbasis, anschließendes Abkühlen des Gemisches zur Herstellung eines Blokkes, worin die Zweitphasenteilchen einheitlich dispergiert sind, erneutes Schmelzen des Blockes, während

die Zweitphasenteilchen in nichtgeschmolzenem Zustand verbleiben, und Super-Abschrecken des Blockes, um diesen zu verfestigen, hergestellt wird.

16. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Verbundmaterial durch Erhitzen und Schmelzen einer Legierungsbasis, aus welcher die super-abgeschreckte Legierungsmatrix hergestellt ist, während die Zweitphasenteilchen in nichtgeschmolzenem Zustand verbleiben, Ausstoßen und Dis-

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3Ä3H57

pergieren der Zweitphasenteilchen zusammen mit einem Ausstoßmedium, welches ein inertes Gas enthält, in die Legierungsbasis vor der Verfestigung der Legierungsbasis und·anschließendes Super-Abschrecken des Gemi- sches, um dieses zu verfestigen, hergestellt wird.

17. Magnetkopf nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweitphasenteilchen von einem Metall erzeugt bze. gebildet werden, welches eine

schlechte Benetzbarkeit bezüglich der super-abgeschreck-.ten Legierungsmatrix aufweist.

18. Magnetkopf nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweitphasenteilchen aus Chromoxid gebildet sind.

19

20

Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet ^daß Mindestens etwa 70 % der Zweitphasenteilchen, die in der super-abgeschreckten Legierungsbasismatrix einheitlich dispergiert sind, Teilchendurchmesser von weniger als etwa 0,1 μια aufweisen.

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