DE4414107A1

DE4414107A1 - Korrosionsbeständige Silber-Legierung und Erzeugnisse unter Verwendung dieser Legierung

Info

Publication number: DE4414107A1
Application number: DE19944414107
Authority: DE
Inventors: Rie Mori; Kenichi Hijikata
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1993-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2014-04-23
Also published as: DE4414107C2; US5612133A; JPH073435A

Description

Die Erfindung betrifft eine korrosionsbeständige Silber- Legierung und insbesondere eine gegen Schwefel und Ozon beständige Silberlegierung. Sie betrifft auch Erzeugnisse unter Verwendung einer solchen Legierung und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Silber besitzt eine hervorragende Glanzeigenschaft und ist ausgezeichnet dehnfähig und biegsam. Silber läßt sich besonders gut verformen und gehört zu den Metallen mit hoher Leitfähigkeit. Außerdem reflektiert Silber fast 100%-ig Lichtwellen über einen weiten Wellenlängen bereich und besitzt bakterizide Eigenschaften in Wasser. Silber ist außerdem stabil und in Hochtemperatur atmosphäre kaum oxidierbar. Diese Eigenschaften sind für die Industrie besonders attraktiv. Silber wird daher auf die verschiedenste Weise verwendet, z. B. als reflektierender Film laminiert auf einem magneto optischen oder optischen Aufzeichnungsmedium oder auch auf einem Tafelset.

Schwefel oder die Schwefelkomponente eines Sulfides korrodiert Silber leicht bei Raumtemperatur, wobei Silbersulfid Ag₂S entsteht. Silbersulfid ist braun oder schwarz und beeinträchtigt den Silberglanz. Ozon, das nicht weniger aktiv ist als Schwefel korrodiert Silber zu schwarzem AgO.

Braune oder schwarze Silbersulfide bzw. Silberoxide mögen für dekorative Zwecke wünschenswert sein. Gewöhn lich sind solche Sulfide bzw. Oxide aber unerwünscht, und es sind die verschiedensten Maßnahmen zum Schutz von Silber gegen Korrosion bekannt. Hierzu gehört auch die Behandlung von Produkten aus Silber mit Chromsäure oder ihre Beschichtung mit transparenten Kunststoffüberzügen oder Harzen. Der effektivste Korrosionsschutz ist die Beschichtung von Silberprodukten mit Rhodium. Die Be schichtung mit Rhodium ist aber sehr kostspielig und die noch bekannten Korrosionsschutzmaßnahmen sind gegen Einflüsse von Schwefel und Ozon wenig effektiv. Außerdem neigen die aufgetragenen Korrosionsschutz schichten bzw. Korrosionsschutzfilme leicht zum Ablösen oder Abblättern von den Silberprodukten.

Wenn beschichtetes Silber als eine Reflexionsschicht auf einem magneto-optischen Aufzeichnungsmedium verwendet ist, strahlt das beschichtete Silber bzw. die Reflexionsschicht Wärmestrahlen ab, die auf einen Magnetfilm aufgefallen sind und der magnetische Film übersteigt kaum die Curie-Temperatur.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Silberlegierung anzugeben, die eine niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzt, eine hohe Reflexionsfähigkeit aufweist und weitgehend frei ist von einer Beeinträchtigung des Silberglanzes durch Korrosionseinflüsse.

Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, die Verwendbarkeit von Silber zu verbessern und zu erweitern und ein einfaches Verfahren zur Herstellung der Legierung anzugeben.

Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe haben sich die hiesigen Erfinder ihrer Beobachtung zunutze gemacht, daß Magnesium hochglänzend ist und außerdem eine hohe Biegsamkeit und Verformbarkeit besitzt. Außerdem beein trächtigt Magnesium nicht die bevorzugten Eigenschaften des Silbers. Dabei oxidiert Magnesium bei Raumtemperatur während Magnesiumoxid so stabil ist, daß es durch Schwefel oder Ozon im wesentlichen nicht beeinträchtigt wird.

Auf der Grundlage dieser Beobachtung und in Verbindung mit der vorstehenden Aufgabe wird diese dadurch gelöst, daß Silber mit Magnesium legiert wird. Erfindungsgemäß wird eine Silbermagnesiumlegierung vorgeschlagen, die 1 bis 10 Atom-Gew-% Magnesium enthält.

Für Reflexionsschichten von magneto-optischen Auf zeichnungsmedien kann der maximale Magnesiumgehalt auf 8 Atom-Gew-% begrenzt sein. Er kann für
Reflexionsschichten eines optischen Aufzeichnungs mediums, eines Reflektors, eines Designs oder eines Illuminators auf 5 Atom-Gew.-% begrenzt sein, wobei die hier genannten Gegenstände für Anwendung erfindungsgemäßer Reflexionsschichten nur beispielsweise genannt sind.

Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Legierungen können der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung entnommen werden. Hierin zeigt:

Fig. 1 in einer Graphik die Zusammensetzung einer auf ein Substrat aufgebrachten er findungsgemäßen Schicht einer Silber magnesiumlegierung über ihre Tiefe, er mittelt durch zeitabhängiges Ätzen der Schicht;

Fig. 2 in einer Graphik die Zusammensetzung der unter veränderten Bedingungen auf das Substrat aufgebrachten Schicht;

Fig. 3 eine Graphik zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem Reflexionsvermögen der erfindungsgemäßen Legierung in Ab hängigkeit vom Magnesiumgehalt in Atom-Gew.-%;

Fig. 4 eine Graphik zur Veranschaulichung der Veränderung des Reflexionsvermögens in Abhängigkeit von der Zeit bei einem Korrosionstest;

Fig. 5 eine Graphik zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen Wärmeleitfähigkeit und dem Gehalt an Magnesium in Atom-Gew.-% einer erfindungsgemäßen Legierung;

Fig. 6 die perspektivische Ansicht eines Teiles einer magneto-optischen Aufzeichnungs scheibe mit einer Reflexionsschicht aus einer Silbermagnesiumlegierung gemäß der Erfindung;

Fig. 7 einen Querschnitt der magneto-optischen Aufzeichnungsscheibe zur Veranschau lichung ihres strukturellen Aufbaus;

Fig. 8 einen Querschnitt einer anderen magneto optischen Aufzeichnungsscheibe mit einer erfindungsgemäßen Reflexionsschicht;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer optischen Aufzeichnungsscheibe mit einer erfindungsgemäßen Reflexions schicht;

Fig. 10 einen Querschnitt eines Illuminators bzw. Beleuchtungskörpers mit einer erfindungs gemäßen Reflexionsschicht zur Verdeut lichung seines strukturellen Aufbaus;

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung eines Spiegels mit einer erfindungsgemäßen Reflexionsschicht;

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung eines Behälters für Kosmetika, teilweise be schichtet mit einem erfindungsgemäßen Reflexionsfilm;

Fig. 13 einen Querschnitt durch den Behälter nach Fig. 12;

Fig. 14 eine Grundrißansicht bzw. Draufsicht auf eine Sputtering-Kammer eines Co- Sputtering-Systems zum Auftragen einer Silbermagnesiumlegierung nach der Er findung;

Fig. 15 eine Seitenansicht einer Sputtering- Kammer; und

Fig. 16 A bis 16C Seitenansichten der Sputtering-Kammer mit einem Silbermagnesium-Target.

Der Gehalt an Magnesium in der erfindungsgemäßen Silber magnesiumlegierung beträgt 1 bis 10 Atom-Gew.-% Magnesium. Magnesium besitzt einen mit Silber vergleichbaren hohen Glanz, ist biegsam und läßt sich in dünnen Schichten bzw. Filmen herstellen. Diese Eigenschaften macht es für eine Silbermagnesiumlegierung besonders geeignet. Magnesium ist wesentlich leichter als Silber bei Raumtemperatur oxidierbar und Magnesiumoxid bildet sich über der gesamten Fläche. Dabei ist Magnesiumoxid stabil und dient als ein Schutzfilm gegen Schwefel und Ozon. Magnesiumoxid ist transparent und die erfindungsgemäße Silbermagnesiumlegierung bewahrt den Silberglanz über eine lange Zeitspanne.

Der Grund für den erfindungsgemäßen Magnesiumgehalt ist der, daß bei einem Magnesiumgehalt von weniger als 1 Atom-Gew-% ein wirksamer Schutzfilm gegen Schwefel und Ozon nicht mehr in befriedigender Weise erreichbar ist. Wenn der Magnesiumgehalt größer als 10 Atom-Gew.-% ist, bilden Magnesium und Silber eine intermetallische Verbindung innerhalb der auftragenen Schicht, die bei Raumtemperatur nicht ausreichend oxidiert. Mit anderen Worten, die magnesiumreiche Legierung kann keinen aus reichenden Schutzfilm bilden.

Wenn die Silbermagnesiumlegierung in einer Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeitsatmosphäre gebildet wird, wird die Oxidation wesentlich beschleunigt und der Magnesiumoxidfilm bedeckt beschleunigt die Silber magnesiumlegierung. Das Magnesium in dem aufgetragenen Flächenbereich ist oxidiert und der Flächenbereich wird somit aus reinem Silber und Magnesiumoxid gebildet. Die Reflexionsfähigkeit des verbleibenden Silbers liegt bei 90 bis 95% und liegt somit nahe an der Reflexionsfähig keit von reinem Silber von 98%.

Andererseits ist unter dem legierten Flächenbereich keine Silbermagnesiumlegierung, und der Wärmeübergangs koeffizient beträgt in dem Legierungsbereich ein Drittel des von reinem Silber.

Die erfindungsgemäße Silbermagnesiumlegierung auf bzw. in einem Körper weist eine hohe Reflexionsfähigkeit und einen relativ niedrigen wärmeübergangskoeffizienten auf, und ist als Reflexionsschicht bzw. Reflexionsfilm von magneto-optischen oder optischen Aufzeichnungsmedien besonders geeignet.

Erfindungsgemäß wird die Silbermagnesiumlegierung auf einem Substrat unter Sputtering-Techniken aufgebracht. Ein Silbertarget und ein Magnesiumtarget werden in einer Sputtering-Anlage angeordnet. Die angelegte elektrische Hochfrequenzenergie wird derart gesteuert, daß die erfindungsgemäße Legierung in der Oberfläche des Substrates gebildet wird. Der Magnesiumgehalt beträgt für viele Anwendungsfälle durchschnittlich 6.18 Atom- Gew.-%. Das Substrat kann in der Sputtering-Kammer vorteilhafterweise zwischen zwei Positionen bewegt werden, wobei sich zur Steuerung des Silber- und Magnesiumgehaltes der Silber- und Magnesiumfluß ändert.

Die Silbermagnesiumlegierung wurde analysiert, wobei ein AUGER-Analysator verwendet wurde.

Fig. 1 zeigt die Beziehung der Silbermagnesiumlegierung unmittelbar nach der Aufbringung auf ein Substrat und die Analyse der Legierung über der aufgebrachte Schichttiefe durch Ätzung der Schicht.

Die Kurven A1, M1 und O1 zeigen den jeweiligen Gehalt an Silber, Magnesium bzw. Sauerstoff über die Tiefe der auf ein Substrat aufgebrachten Silbermagnesiumschicht, wie er durch Ätzung der Schicht ermittelt wurde. Die Gehalte zur Ätzzeit Null entsprechen den jeweiligen Gehalten im obersten Flächenbereich und die Gehalte nach einer Ätz zeit von 10 min entsprechen den jeweiligen Gehalten einer Schichttiefe der aufgetragenen Silbermagnesium legierung von etwa 1000 Å. Die aufgetragene Silber magnesiumschicht bzw. der aufgetragene Silbermagnesium film wurde in Intervallen geätzt. Die in Minuten angegebenen Ätzzeit entspricht der 100-fachen Tiefe der Ätzung in Å gemessen.

Die Silbermagnesiumschicht wurde in einer oxidierenden Atmosphäre bei 80°C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85% während 24 h auf das Substrat aufgetragen. Da bei wurde die Atmosphäre in einem Feuchtbehälter herge stellt, der auf konstante Temperatur eingestellt war. Die Silbermagnesiumlegierung wurde nach der Oxidation durch Ätzung über die Tiefe analysiert. Der Silbergehalt A2, der Magnesiumgehalt M2 und der Sauerstoffgehalt O2 sind in der Graphik in Fig. 2 dargestellt.

Vergleicht man die Kurven A1 und M1 mit A2 und M2 in Fig. 1 und 2, so ist der Silbergehalt in der äußersten Schicht von 70 Atom-Gew.-% auf 50 Atom-Gew.-% erniedrigt und der Magnesiumgehalt ist von 20 auf 30 Atom-Gew.-% erhöht. Die Erhöhung des Magnesiumgehalts leitet sich von der Bildung von Magnesiumoxid in der aufgebrachten Schicht ab, und die Oxidation erhöht den Silbergehalt in der Fläche.

Erfindungsgemäß wird die Silbermagnesiumlegierung durch Co-Sputtering auf ein Substrat aufgebracht. Dabei wurde der Magnesiumgehalt variert. Ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 632.8 nm wurde auf die Silbermagnesium legierung abgestrahlt und die Reflexion wurde mit einem Ellipsometer gemessen. Die gemessene Reflexion ist in Abhängigkeit vom Magnesiumgehalt in Fig. 3 dargestellt.

Weitere erfindungsgemäße Silbermagnesiumlegierungen wurden durch Co-Sputtering auf Substrate aufgebracht. Die Legierungen bestanden dabei aus AgMg_1.28, AgNg_1.467 und AgMg_6.18. Die Silbermagnesiumlegierungen und Silber wurden in nasser Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 85% bei 80°C korrodiert. Die Korrosion wurde durch einen Ellipsometer aufgenommen und das Reflexionsverhalten der Schichten in Abhängigkeit von der Korrosionszeit wurde in Fig. 4 zusammengestellt. Bei der Silbermagnesiumlegierung AgMg_6.18 steigt das Reflexionsvermögen über die Zeit an und bleibt nach 8 h über die Zeit im wesentlichen konstant.

Die Reinheit des Silbers nahm durch die Korrosion ab. Auf der anderen Seite hielten die Silbermagnesium legierungen das Reflexionsvermögen aufrecht oder erhöhten es. Dies läßt sich aus den Schutzfilmen von Magnesiumoxid folgern, und der Korrosionstest bestätigt die Wirksamkeit des Magnesiumoxid-Schutzfilms.

Die Wärmeleitfähigkeit von Silbermagnesiumlegierungen in Abhängigkeit vom Magnesiumgehalt ist in Fig. 5 darge stellt. Zunächst wurden Silbermagnesiumlegierungen von 1000 Å-Schichtstärken auf Substrate aufgetragen. Die elektrische Leitfähigkeit (Sigma) wurde entlang den auf getragenen Filmen gemessen, wobei jede Messung vierfach kontrolliert wurde. Die Wärmeleitfähigkeit K wurde nach Wiedenmann-Franz wie folgt gemessen

K = L × (Sigma) × T,

wobei L der Lorenzfaktor und T die absolute Temperatur ist. Fig. 5 zeigt, daß bei einem Magnesiumgehalt von größer 8 Atom-Gew.-% die Wärmeleitfähigkeit stark verringert wird.

Von einer Reflexionsschicht eines magneto-optischen Auf zeichnungsmediums wird nicht nur eine niedrigere Wärme leitfähigkeit, sondern auch ein hohes Reflexionsvermögen erwartet. Die maximale Wärmeleitfähigkeit ist 213 der Wärmeleitfähigkeit von Silber, und das minimale Reflexionsvermögen beträgt 80%. Die Wärmeleitfähigkeit von Silber ist 3.204 Watt/cmK, und die maximale Wärme leitfähigkeit der Silbermagnesiumlegierung ist 2.14 Watt/cmK. Der maximale Magnesiumgehalt ist in Fig. 3 an gegeben und beträgt etwa 8 Atom-Gew.-%. Auf der anderen Seite ist die Wärmeleitfähigkeit begrenzt, und nach Fig. 5 liegt der minimale Magnesiumgehalt bei 1 Atom-Gew.-%. Der Magnesiumgehalt bei 1 Atom-Gew.-% ist auch der minimale Gehalt zur Bildung von Magnesiumoxid, wie oben beschrieben. Hieraus folgt, daß der Magnesiumgehalt zwi schen 1 bis 8 Atom-Gew.-% für eine Reflexionsschicht für magneto-optische Aufzeichnungsmedien wünschenswert sind.

Fig. 6 zeigt einen Teil eines Polycarbonatsubstrats 11 und konzentrische Vertiefungen 12 in einem Flächenteil des Substrates 11. Die Vertiefungen 12 trennen konzentrische Regionen 13 voneinander.

Die Schutzschicht 14 aus SiAlON oder Si₃N₄ bedeckt die Hauptfläche des Polycarbonat-Substrats 11 (siehe Fig. 7) und eine Aufzeichnungsschicht 15 aus TbFeCo oder TbFeCoCr ist auf der Schicht 14 laminiert. Hierbei ist die Dicke der Aufzeichnungsschicht 15 etwa 200 bis 250 Å. Eine weitere Schutzschicht 16 bedeckt die Auf zeichnungsschicht 15, und eine Reflexionsschicht 17 ist auf der Schutzschicht 16 laminiert. Die Reflexions schicht besteht aus einer erfindungsgemäßen Silber magnesiumlegierung. Der Magnesiumgehalt liegt zwischen 1 Atom-Gew.-% und 8 Atom-Gew.-%, und die Schichtdicke beträgt 500 bis 1000 Å. Ein Schutzfilm 18 ist auf die Reflexionsschicht 17 und die Rückseite des Polycarbon- Substrates 11 laminiert. Ausgenommen die Reflexionsschicht 17 können die übrigen Schichten analog den Schichten bekannter magneto-optischer Auszeichnungsscheiben ausgebildet sein.

Beide oder einer der Schutzschichten 14 und 16 können bei der magneto-optischen Aufzeichnungsscheibe entfal len, und eine andere Komponentenschicht, wie eine Buffer-Schicht kann in der magneto-optischen Scheibe enthalten sein.

In einem Aufzeichnungsmodus erwärmt ein Laserstrahl die Aufzeichnungsschicht 15 über die Curie-Temperatur, so daß ein magnetisches Feld die Orientierung von jeder magnetischen Domäne in der Aufzeichnungsschicht ändern kann. Auf der anderen Seite ist die Orientierung von jeder magnetischen Domäne von einem geeigneten Detektor in einem Ablesemodus erfaßt, um die Datenbits abzurufen.

Konzentrische Aufzeichnungsregionen der Aufzeichnungs schicht 15 sind durch die konzentrischen Regionen 13 be stimmt und sind zur Datenaufzeichnung verfügbar. Daten bits werden über kleine Teilbereiche 13a in den konzentrischen Regionen 13 (siehe Fig. 6) übertragen. Dabei entsprechen die kleinen Teilbereiche magnetischen Domänen.

Die Reflexionsschicht 17 kann in einer 5.25 Inch magneto-optischen Aufzeichnungsscheibe eingeschlossen sein, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wobei gleiche Be zugszeichen in den Fig. 6 bis 8 entsprechende Teile bzw. Schichten bezeichnen.

Eine Reflexionsschicht ist auch für ein optisches Auf zeichnungsmedium geeignet, z. B. eine optische Auf zeichnungsscheibe oder eine optische Aufzeichnungskarte. Fig. 9 zeigt eine optische Aufzeichnungsscheibe, die aus einem transparenten Substrat aus plastischem Kunststoff 21 mit einer Reflexionsschicht 22 besteht, die von einer Schutzschicht 23 aus SiAION oder Si₃N₄ überdeckt ist. Die optische Aufzeichnungsscheibe wird auch als "Compact Disk", z. B. zur Wiedergabe von Musik und Sprache bezeichnet. Die Reflexionsschicht 22 ist 500 bis 1000 Å dick, und die Silbermagnesiumschicht enthält Magnesium von 1 bis 5 Atom-Gew.-%. Die Reflektierbarkeit der Reflexionsschicht ist nicht niedriger als 90%, und Fig. 3 zeigt einen maximalen Magnesiumgehalt von 5 Atom-Gew.-%. Bei optischen Aufzeichnungsscheiben ist eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit nicht gefragt, so daß der minimale Magnesiumgehalt in der Silbermagnesiumschicht verwendbar ist.

Die optische Aufzeichnungsscheibe rotiert in Richtung des Pfeils AR, und ein Laserstrahl 24 liest über eine optische Linse 25 Daten aus, die in Form von Vertiefungen 26 (Pits) auf der Scheibe gespeichert sind.

Fig. 10 zeigt im Querschnitt eine Reflexionsschicht, die in einem Illuminator (Beleuchtungsgerät) eingeschlossen ist, der aus einer Basisplatte 31 aus einem synthetischen Harz oder Kunststoff, einer Adhäsions schicht 32, einer Dichtungsschicht 33, der erfindungsgemäßen Reflexionsschicht 34 aus einer Silbermagnesiumlegierung und einer Deckschicht 35 besteht. Der Magnesiumgehalt der erfindungsgemäßen Reflexionsschicht 34 liegt hier bei 1 bis 5 Atom-Gew.-%, und die Dicke der Reflexionsschicht beträgt 1000 bis 1000 Å, weil der Anti-Korrosionswiderstand und das Reflexionsvermögen für die Anwendung wichtig sind. Das Reflexionsvermögen der erfindungsgemäßen Schicht ist größer als von Aluminium und liegt nicht unter 90%.

Die Reflexionsschicht kann auf einer dünnen Platte aus einem Polycarbonat oder Kunstharz bestehen.

Fig. 11 zeigt eine erfindungsgemäße Reflexionsschicht 41 aus einer Silbermagnesiumlegierung auf einer Glasplatte 42. Die Schichtdicke beträgt 1000 Å bis 1 µm. Eine Schutzschicht 43 aus synthetischem Harz überdeckt die Reflexionsschicht 41. Der Magnesiumgehalt der Silberma gnesiumlegierung liegt zwischen 1 bis 5 Atom-Gew.-%, wobei das Reflexionsvermögen höher ist als von Aluminium. Die Silbermagnesiumlegierung ist in ihrem Reflexionsvermögen ähnlich dem von Chrom und der Korrosionswiderstand ist gegenüber Chrom wesentlich höher.

Fig. 12 und 13 zeigen ein Behältnis, insbesondere einen Kosmetikbehälter aus einem Aufnahmekörper 51 und einer Verschlußkappe 52. Der Behälter 51 ist teilweise mit einem erfindungsgemäßen Reflexionsfilm 51a versehen, und die Kappe 52 ist vollständig mit einem erfindungsgemäßen Reflexionsfilm 52a versehen. Die Reflexionsfilme befinden sich zwischen einer inneren Polycarbonat- bzw. Kunstharzschicht 53 und einer äußeren Polycarbonat- bzw. Kunstharzschicht 54 und die Schichtenstruktur 51a/52a, 53 und 54 bedeckt einen tubenartigen Kunststoff- bzw. Kunstharzkörper 55.

Der Magnesiumgehalt der Silbermagnesiumlegierung der Re flexionsfilme 51a und 52a beträgt 1 bis 5 Atom-Gew.-% und ist etwa 1000 Å bis 1 µm dick. Das hohe Reflexionsvermögen ist nicht niedriger als 90% und der Grund für das hohe Reflexionsvermögen ist identisch mit dem der Reflexionsschichten 34 und 41.

Die erfindungsgemäße Silbermagnesiumlegierung wird durch Sputtering-Technik, Vakuumverdampfungs-Technik und Ionen-Plating-Technik auf ein Substrat aufgebracht.

Magnetron-Sputtering ist zur Auftragung besonders ge eignet, weil der Schichtenaufbau und die Struktur der Schicht genau steuerbar ist, die Legierung sich nur schwer ablöst, d. h. eine hohe Haftfähigkeit erzielbar ist und Substrate in den verschiedensten Abmessungen verwendbar sind. Die erfindungsgemäße Silbermagnesium legierung kann durch ein Magnetron-Sputtering-System auf ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium (Compact-Disk) verwendet werden. Andererseits kann eine CVD-Technik und ein Ionen-Plating zum Aufbringen der erfindungsgemäßen Legierung auch auf Produkte aus Kunststoff oder Metall für den Hausgebrauch und auf Spiegel verwendet werden.

Die Fig. 14 und 15 zeigen schematisch eine Sputtering- Kammer eines Co-Sputtering-Systems. Ein 5 Inch Magnesiumtarget 61 ist in einem Winkel von 62 bis 120°C von einem 5 Inch Silbertarget entfernt. Beide Targets 61 und 62 liegen auf einem Kreisbogen 63 mit einem Radius von 14 cm, dessen Mittelpunkt mit 64 im Zentrum der Sputtering-Kammer liegt. Im Abstand von 70 mm befindet sich oberhalb der Targets 61 und 62 eine Substrathalterungsvorrichtung 65 mit einer zentralen Achse 65a, um die die Halterungsvorrichtung drehbar ist. Diese ist außerdem entlang dem Kreisbogen 63 bewegbar, so daß der Winkel R zwischen der Halterungsvorrichtung und einem Target einstellbar ist. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Silbermagnesiumlegierung ist abhängig von dem Winkel R. Ist z. B. der Winkel R Null, beträgt der Magnesiumgehalt der Silbermagnesiumlegierung 1.28 Atom-Gew.-%. Beträgt der Winkel R 20° wird der Magnesiumgehalt auf 6.18 Atom-Gew.-% erhöht.

Beim Sputtering der Targets 61 und 62 wird in der Kammer ein Vakuum von 5 × 10^-7 Torr hergestellt und Argongas zugeleitet, wobei ein Druck von 1 × 10^-3 eingestellt wird. Eine elektrische Hochfrequenz von 100 Watt wird an das Silbertarget und eine elektrische Hochfrequenzenergie von 150 Watt wird an das Magnesiumtarget angelegt. Die Hochfrequenz ist einstellbar, um den gewünschten Aufbau der Silbermagnesiumlegierung zu erzielen. Die gewählte Hoch frequenzenergie kann fest eingestellt sein, während der laterale Abstand geändert wird. Wenn die Hochfrequenz energie geändert wird, kann der Schichtenaufbau mit hoher Genauigkeit bzw. empfindlich geändert werden.

In den Fig. 16A bis 16C ist ein Legierungstarget 71 in einer anderen Sputtering-Kammer eingesetzt. Das Legierungstarget 71 besteht aus einer Silbermagnesium legierung mit einem Magnesiumgehalt von 3.5 Atom-Gew.-%. Der vertikale Abstand zwischen dem Legierungstarget 71 und der Substrat-Halterungsvorrichtung 72 ist auf 7 cm fest eingestellt. Der laterale Abstand ist dagegen einstellbar, wie die Fig. 16A bis 16C verdeutlichen. So kann das Zentrum des Targets mit der Drehachse der Halterungsvorrichtung zusammenfallen (Fig. 16A).

In Fig. 16B ist das Target mit einem Durchmesser von 12 cm beispielsweise um 6 cm und in Fig. 16C ist das Target um beispielsweise 12 cm seitlich verschoben.

Das Sputtering erfolgte bei einer Hochfrequenz von 200 Watt. In die Vakuumkammer mit einem Vakuum 5×10^-7 Torr wurde Argongas bis zu einem Druck von 1×10^-3 Torr ein geleitet. Die auf das Substrat aufgetragene Schichtdicke betrug 1000 Å. In der Stellung gemäß Fig. 16A betrug der Gehalt an Silber 98.533 Atom-Gew.-% und der Magnesiumgehalt lag bei 1.467 Atom-Gew.-%. Das Reflexionsvermögen unmittelbar nach dem Sputtering- Verfahren betrug 96.15%. In der Stellung gemäß Fig. 16B betrug der Silbergehalt 98.764 Atom-Gew.-% und der Magnesiumgehalt lag bei 1.236 Atom-Gew.-%. Das Reflexionsvermögen lag nach dem Sputtering bei 96.68%.

Die Silbermagnesiumlegierung bei einer Stellung gemäß Fig. 16C enthielt einen Silbergehalt von 98.962 Atom- Gew.-% und einem Magnesiumgehalt von 1.038 Atom-Gew.-%. Das Reflexionsvermögen nach dem Sputtering betrug 96.94 %. Das Reflexionsvermögen wurde mit einem Ellipsometer gemessen.

Der Aufbau bzw. die Zusammensetzung der Silbermagnesium legierung ist daher in Abhängigkeit von der seitlichen Verschiebung des Targets gegenüber der Substrathalterung einstellbar.

Wie vorstehend erläutert, weist die erfindungsgemäße Silbermagnesiumlegierung eine niedrige Korrosionsfähig keit auf, wofür Magnesiumoxid verantwortlich ist. Der Silberglanz kann daher über eine wesentlich verlängerte Zeit aufrechterhalten werden.

Obwohl die Erfindung anhand von ausgewählten Aus führungsbeispielen beschrieben ist, ist es für den Fach mann klar, daß sich Änderungen bzw. veränderte Bedingungen leicht vornehmen lassen. So ist die er findungsgemäße Legierung für jedes Produkt anwendbar, das vor Korrosionseinflüssen einer Atmosphäre zu schützen ist, die Schwefel und/oder Ozon enthält.

Claims

1. Silbermagnesiumlegierung, gekennzeichnet durch einem Magnesiumgehalt von 1 Atom-Gew.-% bis 10 Atom-Gew.-%.

2. Legierung nach Anspruch 1, in der Magnesiumoxid als Schutz vor Korrosionseinflüssen der Legierung, insbesondere Schwefel und/oder Ozon gebildet ist.

3. Legierung nach Anspruch 2, bei der der Magnesiumgehalt zwischen 1 Atom-Gew.-% und 8 Atom-Gew.-% liegt.

4. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß sie eine Reflexionsschicht (17) bildet, die innerhalb eines magneto-optischen Aufzeichnungs mediums (11, 14, 15, 16, 17, 18) Licht gegenüber einer Aufzeichnungsschicht (15) reflektiert.

5. Legierung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Reflexionsschicht (17) eine Dicke von 500 bis 1000 Å aufweist.

6. Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Magnesiumgehalt zwischen 1 Atom-Gew.-% und 5 Atom-Gew.-% liegt.

7. Legierung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß sie eine Reflexionsschicht (22) bildet, die in einem optischen Aufzeichnungsmedium, insbesondere einer Compact Disk, angeordnet ist.

8. Legierung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Reflexionsschicht eine Dicke von 500 bis 1000 Å aufweist.

9. Legierung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß sie eine Reflexionsschicht (34; 41; 51a, 52a) bildet, die in bzw. an einem Beleuchtungskörper (31, 32, 33, 34, 45), einem Spiegel (41, 42, 43) und einem Behältnis (51, 52), insbesondere für Kosmetika an geordnet ist.

10. Legierung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß sie eine Schichtdicke von 1000 Å bis 1 µm aufweist.

11. Verfahren zur Herstellung der Legierung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Sputtering-Technik in einer Vakuum kammer mit Hochfrequenzenergie angewendet wird, wobei ein Vakuum von 5 × 10^-7 Torr hergestellt wird und Argongas zugeführt wird, bis in der Kammer ein Druck von 1×10⁻³ Torr erreicht ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß in die Kammer ein Silbertarget und ein Magnesiumtarget eingesetzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß in die Kammer ein Silbermagnesium legierungstarget eingesetzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß der Magnesiumgehalt des Target 3,5 Atom-Gew.-% beträgt.