DE3447688A1

DE3447688A1 - Aufzeichnungsmedium fuer quermagnetisierung

Info

Publication number: DE3447688A1
Application number: DE19843447688
Authority: DE
Inventors: Takashi Nagaoka Niigata Hatanai; Koichi Niigata Mukasa; Keishi Nakashima; Hiroshi Nagaoka Niigata Sato
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1985-07-11
Also published as: GB8432710D0; GB2152081A; US4657812A; GB2152081B; JPS60143431A

Description

Aufzeichnungsmedium für Quermagnetisierung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium und insbesondere ein zur Quermagnetisierung geeignetes magnetisches Aufzeichnungsmedium.

Magnetische Aufzeichnungen mittels Quermagnetisierung wurden in den letzten Jahren zum Zwecke der Erhöhung der Aufzeichnungsdichte magnetischer Aufzeichnungsmedien untersucht. Das zu dieser magnetischen Aufzeichnung benutzte Aufzeichnungsmedium besteht aus einem Träger- oder Grundelement aus nichtmagnetischem Material, einer ersten magnetischen Schicht aus einem weichmagnetischen Material, die auf einer Oberfläche des Grundelements aufgetragen ist, sowie aus einer zweiten magnetischen Schicht, die eine querverlaufende Anisotropie aufweist und auf der Oberfläche der ersten magnetischen Schicht aufgebracht ist. Gewünschte Daten können in hoher Dichte aufgezeichnet werden, indem die zweite magnetische Schicht quer bzw. senkrecht magnetisiert wird.

Die Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt ein solches magnetisches Medium zur Quermagnetisierung sowie einen dafür verwendeten Aufzeichnungskopf im Querschnitt. Das Grundelement 1 besteht aus einem nichtmagnetischen Material, beispielsweise einem Kunststoff wie Polyester oder Polyamid, oder einer Aluminiumfolie, die anodischer Oxidation unterzogen wurde. Die erste magnetische Schicht 2 aus weichmagnetischem Material und die

zweite magnetische Schicht 3 werden nacheinander auf der Oberfläche des Grundelements 1 ausgebildet, um in dieser Weise das Aufzeichnungsmedium für Quermagneti-■ sierung in Form eines Bandes oder einer Scheibe aufzubauen.

Der Aufzeichnungskopf weist einen Hauptmagnetpol 5 und einen Hilfsmagnetpol 6 auf, die jeweils zu einer Seite des magnetischen Aufzeichnungsmediums angeordnet sind. Der Hauptmagnetpol 5 weist eine Dicke von etwa 1μ auf und wird beispielsweise durch Aufstäuben auf eine Oberfläche eines Trägerkörpers 4 aus einem nichtmagnetischem Material wie beispielsweise Glas oder Polyamid, hergestellt. Eine bestimmte Anzahl von Windungen einer Erregerspule 7 ist um den Hilfsmagnetpol 6 gewunden. Wenn der Hauptmagnetpol 5 durch den Hilfsmagnetpol 6 erregt wird, indem ein Signalstrom, der aufgezeichnet werden soll, durch die Erregerspule 7 geführt wird, wird ein starkes Quermagnetfeld am äußeren Ende des Hauptmagnetpols 5 erzeugt, um das Signal auf der zweiten Magnetschicht 3 aufzuzeichnen, die dem Hauptmagnetpol 5 gegenüberliegt.

Um eine ordnungsgemäße Aufzeichnung auf der zweiten Magnetschicht 3 während der Quermagnetisierung zu erreichen, ist es notwendig, daß das äußerste Ende des Hauptmagnetpols 5 so dicht an der zweiten Magnetschicht 3 angeordnet ist, daß der Hauptmagnetpol 5 die zweite Magnetschicht 3 berührt.

Bei herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedien besteht die erste Magnetschicht 2 aus einer Eisen- und Nickellegierung oder einem Permalloy, das aus einer derartigen Legierung mit Zusatz von Kupfer und Molybdän aufgebaut ist, während die zweite Magnetschicht

3 aus einer Kobalt- und Chromlegierung besteht. Kobalt besitzt eine hexagonal dicht gepackte Gitterstruktur (h, c, p) , die in Richtung der c-Achse eine große kri-stallomagnetische Anisotropie aufweist, weshalb es als Hauptbestandteil der zweiten Magnetschicht 3 verwendet wird.

Da die zweite Magnetschicht 3 bei dem herkömmlichen Aufzeichnungsmedium für Quermagnetisierung aus einer Kobalt- und Chromlegierung besteht, ist der Gleitreibungskoeffizient zwischen der zweiten Magnetschicht 3 und dem Hauptmagnetpols hoch, und daher ist die zweite Magnetschicht 3 weniger gut gleitend, wobei der Gleitreibungskoeffizient sich bei wiederholter Gleitbewegung erhöht. Die zweite Magnetschicht 3 neigt daher dazu, während des Betriebs abgenutzt oder abgekratzt zu werden, wodurch die Lebensdauer des magnetischen Aufzeichnungsmediums verkürzt oder der Magnetkopf beschädigt wird.

Um den oben genannten Nachteil zu überwinden, wurde angestrebt, einen schmierenden Schutzfilm auf der Oberfläche der zweiten Magnetschicht 3 auszubilden. Der Schutzfilm hält jedoch die zweite Magnetschicht 3 und den Hauptmagnetpol 5 im wesentlichen voneinander beabstandet, wodurch bewirkt wird, daß der Vorteil, daß die zweite Magnetschicht 3 Kobalt als Hauptbestandteil aufweist, nicht ausreichend zur Geltung kommt und die Wirkungsweise verschlechtert wird.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufzeichnungsmedium für Quermagnetisierung zu schaffen, das die oben genannten Nachteile des Standes der Technik ausräumt und weiterhin gute Gleit- und ma-

gnetische Eigenschaften besitzt.

Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Magnetschicht mit senkrechter magnetischer Anisotropie auf mindestens einer Oberfläche eines Grundelements aus nichtmagnetischem Material aufgebracht, wobei die Magnetschicht quer zu sich magnetisiert wird. Die Magnetschicht weist als Hauptbestandteil Kobalt mit hexagonal dicht gepackter Gitterstruktur (h, c, p) auf, die in Richtung der c-Achse eine große kristallomagnetische Anisotropie besitzt, wobei Kohlenstoff gleichmäßig beigemengt ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Wird im folgenden an Hand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: einen Querschnitt durch ein Aufzeichnungsmedium für Quermagnetisierung sowie einen Aufzeichnungskopf für Quermagnetisierung;

Fig. 2: ein Schaubild, das die Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt und den magnetischen Eigenschaften eines Aufzeichnungsmediums für Quermagnetisierung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3: ein Schaubild, das eine B-H-Schleife des Aufzeichnugsmediums für Quermagnetisierung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 4 und 5: Schaubilder, die Rontgenbeugungsbilder von einer Kobalt- und einer Kobalt-Kohlenstoff-Legierung darstellen; und

Fig. 6: ein Schaubild, das kennzeichnende Kurven von Gleitreibungskoeffizienten darstellt.

Es wird ein Grundkörper aus kristallinem Glas hergestellt, und Kohlenstoffkügelchen werden auf einer Kobaltscheibe von 2 0,32 cm (8 inch) Durchmesser radialvon deren Mittelpunkt aus angeordnet. Die Legierungszusammensetzung kann durch Einstellen der Anzahl von Kügelchen auf der Auftreffläche geändert werden. Nach-

dem ein Hochvakuum von 10 Torr hergestellt wurde, wird Argongas eingeführt, bis ein Gasdruck von 10
Torr erreicht wird. Das Zerstäuben wird durch eine hochfrequente elektrische Leistung von 500 Watt bewirkt, um einen dünnen Film einer Zweielementen-Legierung von Kobalt und Kohlenstoff auf dem Grundelement herzustellen, wobei der Film eine Dicke von 0,3μ aufweist.

Die gemäß oben genanntem Absatz hergestellten Produkte können abgeändert werden, indem eine dünne magnetische Schicht aus einem weichmagnetischen Material zwischen der Grundschicht und der Kobalt-Kohlenstoffschicht angeordnet wird. Die Mittelschicht entspricht der oben beschriebenen herkömmlichen ersten Schicht und kann gleich aufgebaut sein wie ein Permalloy, d.h. wie eine Legierung aus Eisen und Nickel oder eine Legierung, der Kupfer und Molybdän beigemengt sind.

Zwei- und dreischichtige magnetische Aufzeichnungsmedien gemäß der vorliegenden Erfindung werden in gleicher Weise hergestellt und in den nachfolgend beschriebenen Tests benutzt.

Fig. 2 stellt verschiedene Kennlinien dar, wie beispielsweise eine gesättigte magnetische Flußdichte (Bs) eine senkrechte, anisotropische magnetische Feldstärke (Hk), eine senkrechte Koerzitivkraft (Hc | ) sowie eine

waagrechte Koerzitivkraft (Hc | I ) in der Ebene des Films.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird mit steigender Zugabe von Kohlenstoff Bs allmählich kleiner, während Hk, HcJ_ und Hc I I größer werden, wodurch diese magnetischen Eigenschaften verbessert werden. Wenn der Kohlenstoffgehalt 50 Atomprozent übersteigt, nehmen sowohl Bs als auch Hk, HcJ_ und Hc | | ab. Aus diesem Grund sollte der Kohlenstoffgehalt im Bereich von 10-50 Atomprozent liegen. Vorzugsweise liegt der Kohlenstoffgehalt im Bereich von 15-40 Atomprozent, da Hk, HcJ_ und Hc | | hohe Werte aufweisen und ihre Wirkung über diesen Bereich im wesentlichen konstant ist.

In Fig. 3 ist eine B-H-Schleife einer Legierung dargestellt, die einen Kohlenstoffgehalt von 30 Atomprozent aufweist, gemessen mit einem Vibrations-Proben-Magnetometer. Die durchgezogene Kurve zeigt die Eigenschaften in senkrechter Richtung (J_) und die gestrichelte Kurve die Eigenschaften in waagrechter Richtung (M) in der Ebene des Mediums an. Die charakteristische Schleife in senkrechter Richtung (J_) ist aufgrund des Einflusses des Diamagnetismusses geneigt dargestellt. Durch Korrektur der dargestellten Schleife könnte eine rechteckige B-H-Schleife erreicht werden.

Fig. 4 zeigt ein Rontgenbeugungsbild von Kobalt, das mit einem Kobalt-Röntgenstrahl von 40KV/20mA dargestellt wurde. Das Bild weist eine Reflektionsspitze in einer (002) Ebene auf, die bei einem Kobaltkristall einem Reflektionswinkel von 52° entspricht. Fig. 5 stellt ein Rontgenbeugungsbild einer Kobal.t-Kohlenstof f-Legierung dar, die 30 Atomprozent Kohlenstoff enthält, wobei

das Bild keine der Fig. 4 entsprechende Spitze aufweist. Die Kobalt-Kohlenstoff-Legierung wird daher als amorph oder feinkristallin betrachtet.

Fig. 6 stellt Änderungen der Gleitreibungskoeffizienten des magnetischen Aufzeichnungsmediums dar. Die Kurve X ist kennzeichnend für ein Band aus einem Polyestergrundkörper und einer 0,3 μ dicken Magnetschicht, die auf das Grundelemet aufgestäubt ist und aus einer Kobalt-Chrom-Legierung mit 3 0 Atomprozent Kohlenstoff besteht. Die Meßbedingungen sind derart, daß eine Magnetkopfspule (ein Mangan-Zink-Legierungs-Ferrit) mit einer Auflagekraft von 100g auf den Magnetschichten aufliegt und die Bänder mit einer Geschwindigkeit von 10 cm/min gefördert werden.

Fig. 6 zeigt deutlich, daß die Kobalt-Chrom-Legierung (Kurve X) einen Gleitreibungskoeffizienten aufweist, der in einem Anfangsbereich der Bandbewegung steil ansteigt und danach hoch bleibt, was schlechte Gleiteigenschaften bedeutet, während die Kobalt-Kohlenstoff-Legierung (Kurve Y) einen Gleitreibungskoeffizienten aufweist, der immer unter 0,3 gehalten wird, selbst wenn die Gleitstrecke erhöht wird, wodurch eine gute Gleiteigenschaft erreicht wird.

Die vorliegende Erfindung kann ebenso bei einem magnetischen Aufzeichnungsmedium verwendet werden, das aus einer Magnetschicht mit senkrechter, magnetischer Anisotropie besteht, die direkt auf der Oberfläche eines Gruncelementes ausgebildet ist.

Mit der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium für Querma-

gnetisierung gute Gleiteigenschaften auf, um sich selbst und den Magnetkopf vor Abrieb zu schützen und um gute magnetische Eigenschaften, wie beispielsweisesenkrechte, anisotrope magnetische Feldstärke und Koerzitivkraft zu besitzen.

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Claims

K AiX)R · KUiNKER · SCHMITT-NIUSOIN. HIRSGl BVTENTAN \\ALTE HROPKAN IWENTΛΠΧHtNKW ALPS ELECTRIC CO.,LTD. 1-7 Yukigaya Otsuka-cho,Ota-ku Tokyo 145,Japan K 21 884S/8: Priorität: 29.Dezember 1983,Japan, Nr. 247368/83 Aufzeichnungsmedium für Quermagnetisierung Patentansprüche

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium für Quermagnetisierung, gekennzeichnet durch:

a) ein Trägerelement (1) aus nichtmagnetischem Material;

b) eine Magnetschicht (3) mit senkrechter, magnetischer Anisotropie auf mindestens einer Oberfläche des Trägerelements; und dadurch gekennzeichnet, daß

c) die Magnetschicht (3) als Hauptbestandteil Kobalt mit einer Beimengung von Kohlenstoff aufweist.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß es eine Magnetschicht (2) aus weichmagnetischem Material aufweist, die zwischen dem Trägerelement (1) und der Magnetschicht (3) angeordnet ist.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffgehalt in der auf der Oberfläche des Trägerelements (1) angeordneten Magnetschicht (3) im Bereich von 10-50 Atomprozent liegt.