DE4414107C2 - Verwendung einer korrosionsbeständigen Silber-Magnesium-Legierung - Google Patents
Verwendung einer korrosionsbeständigen Silber-Magnesium-LegierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer korrosionsbeständigen Silber-
Magnesium-Legierung, die insbesondere gegen Schwefel und Ozon beständig ist.
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 Wellenlängenbereich 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. Gewöhnlich 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 Be
schichtung von Silberprodukten mit Rhodium. Die Beschichtung mit Rhodium ist
aber sehr kostspielig und die noch bekannten Korrosionsschutzmaßnahmen sind
gegen Einflüsse von Schwefel und Ozon wenig effektiv. Außerdem neigen die
aufgetragenen Korrosionsschutzschichten bzw. Korrosionsschutzfilme leicht zum
Ablösen oder Abblättern von den Silberprodukten.
Silber-Magnesium-Legierungen mit einem Magnesiumgehalt von bis zu 52% MG
und deren elektr. Leitfähigkeit sind z. B. aus Raub, Ernst, Die Edelmetalle und ihre
Legierungen, Springer Verlag, Berlin 1940, bekannt.
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 und sich für eine Verwendung als optische Reflexionsschicht
eignet.
Diese Aufgabe wird durch die Verwendung der im Anspruch angegebenen
Silberlegierung gelöst. Die Erfinder haben sich ihre Beobachtung zunutze gemacht
daß Magnesium hochglänzend ist und außerdem eine hohe Biegsamkeit und
Verformbarkeit besitzt. Außerdem beeinträchtigt 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 eine Silber-Magnesium-Legierung
verwendet wird. Erfindungsgemäß wird für die Verwendung eine
Silbermagnesiumlegierung vorgeschlagen, die aus 1 bis 10 Atom-% Magnesium
und Silber als Rest besteht.
Für Reflexionsschichten von magneto-optischen Aufzeichnungsmedien kann der
maximale Magnesiumgehalt auf 8 Atom-% begrenzt sein. Er kann für
Reflexionsschichten eines optischen Aufzeichnungsmediums, eines Reflektors,
eines Designs oder eines Illuminators auf 5 Atom-% begrenzt sein, wobei die hier
genannten Gegenstände mit Reflexionsschichten aus der erfindungsgemäß zu
verwendenden Legierung nur beispielsweise genannt sind.
Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung in
Verbindung mit der beigefügten Zeichnung erläutert. Hierin zeigt:
Fig. 1 in einer Graphik die Zusammensetzung einer auf ein Substrat
aufgebrachten Schicht einer erfindungsgemäß zu verwendenden
Silbermagnesiumlegierung über ihre Tiefe, ermittelt 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 erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung
in Abhängigkeit vom Magnesiumgehalt in Atom-%;
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-% einer
erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung;
Fig. 6 die perspektivische Ansicht eines Teiles einer magneto-optischen
Aufzeichnungsscheibe mit einer Reflexionsschicht aus einer
Silbermagnesiumlegierung nach der erfindungsgemäßen Verwendung;
Fig. 7 einen Querschnitt der magneto-optischen Aufzeichnungsscheibe zur
Veranschaulichung ihres strukturellen Aufbaus;
Fig. 8 einen Querschnitt einer anderen magneto-optischen
Aufzeichnungsscheibe mit einer Reflexionsschicht aus der
erfindungsgemäßen zu verwendenden Legierung;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer optischen
Aufzeichnungsscheibe mit einer Reflexionsschicht gemäß der
erfindungsgemäßen Verwendung;
Fig. 10 einen Querschnitt eines Illuminators bzw. Beleuchtungskörpers mit einer
Reflexionsschicht aus der erfindungsgemäß zu verwendenden
Legierung zur Verdeutlichung seines strukturellen Aufbaus;
Fig. 11 eine perspektivische Darstellung eines Spiegels mit einer
Reflexionsschicht gemäß der erfindungsgemäßen Verwendung;
Fig. 12 eine perspektivische Darstellung eines Behälters für Kosmetika, teilweise
beschichtet mit einem Reflexionsfilm im Rahmen der
erfindungsgemäßen Verwendung;
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 erfindungsgemäß zu
verwendenden Silbermagnesiumlegierung;
Fig. 15 eine Seitenansicht einer Sputtering-Kammer; und
Fig. 16A bis 16C Seitenansichten der Sputtering-Kammer mit
einem Silbermagnesium-Target.
Der Gehalt an Magnesium in der erfindungsgemäß zu verwendenden Silber
magnesiumlegierung beträgt 1 bis 10 Atom-% 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
erfindungsgemäß zu verwendende Silbermagnesiumlegierung bewahrt den
Silberglanz über eine lange Zeitspanne.
Der Grund für den Magnesiumgehalt ist der, daß bei einem Magnesiumgehalt von
weniger als 1 Atom-% ein wirksamer Schutzfilm gegen Schwefel und Ozon nicht
mehr in befriedigender Weise erreichbar ist. Wenn der Magnesiumgehalt größer
als 10 Atom-% 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-Hoch
feuchtigkeitsatmosphäre 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 Reflexionsfähigkeit von reinem Silber von 98%.
Andererseits ist unter dem legierten Flächenbereich keine
Silbermagnesiumlegierung, und der Wärmeübergangskoeffizient beträgt in dem
Legierungsbereich ein Drittel des von reinem Silber.
Die erfindungsgemäß zu verwendende 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.
Die Silbermagnesiumlegierung wird auf ein Substrat unter Sputtering-Techniken
aufgebracht. Ein Silbertarget und ein Magnesiumtarget werden in einer Sputtering-An
lage angeordnet. Die angelegte elektrische Hochfrequenzenergie wird derart
gesteuert, daß die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung in der Oberfläche
des Substrates gebildet wird. Der Magnesiumgehalt beträgt für viele An
wendungsfälle durchschnittlich 6.18 Atom-%. Das Substrat kann in der Sputtering-Kam
mer 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 Ätzzeit von 10 min entsprechen den
jeweiligen Gehalten einer Schichttiefe der aufgetragenen Silbermagnesium
legierung von etwa 1000 Å. Die aufgetragene Silbermagnesiumschicht bzw. der
aufgetragene Silbermagnesiumfilm wurde in Intervallen geätzt. Die in Minuten
angegebene Ätzzeit entspricht der 100fachen 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. Dabei wurde die Atmosphäre in einem Feuchtbehälter hergestellt, 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-% auf 50 Atom-% erniedrigt und
der Magnesiumgehalt ist von 20 auf 30 Atom-% 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.
Die Silbermagnesiumlegierung wird durch Co-Sputtering auf ein Substrat
aufgebracht. Dabei wurde der Magnesiumgehalt variiert. Ein Laserstrahl mit einer
Wellenlänge von 632.8 nm wurde auf die Silbermagnesiumlegierung abgestrahlt
und die Reflexion wurde mit einem Ellipsometer gemessen. Die gemessene
Reflexion ist in Abhängigkeit vom Magnesiumgehalt in Fig. 3 dargestellt.
Weitere erfindungsgemäß zu verwendende Silbermagnesiumlegierungen wurden
durch Co-Sputtering auf Substrate aufgebracht. Die Legierungen bestanden dabei
aus AgMg1.28, AgMg1.467 und AgMg6.18. 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 AgMg6.18
steigt das Reflexionsvermögen über die Zeit an und bleibt nach 8h über die Zeit im
wesentlichen konstant.
Die Reinheit des Silbers nahm durch die Korrosion ab. Auf der anderen Seite
hielten die Silbermagnesiumlegierungen 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 dargestellt. 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-% die Wärmeleitfähigkeit stark
verringert wird.
Von einer Reflexionsschicht eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums wird
nicht nur eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit, sondern auch ein hohes
Reflexionsvermögen erwartet. Die maximale Wärmeleitfähigkeit ist 2/3 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 angegeben und beträgt etwa 8 Atom-%. Auf der
anderen Seite ist die Wärmeleitfähigkeit begrenzt, und nach Fig. 5 liegt der
minimale Magnesiumgehalt bei 1 Atom-%. Der Magnesiumgehalt bei 1 Atom-% ist
auch der minimale Gehalt zur Bildung von Magnesiumoxid, wie oben beschrieben.
Hieraus folgt daß der Magnesiumgehalt zwischen 1 bis 8 Atom-% 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 Aufzeichnungsschicht 15, und eine Reflexionsschicht 17 ist auf der
Schutzschicht 16 laminiert. Die Reflexionsschicht besteht aus einer
erfindungsgemäß zu verwendenden Silbermagnesiumlegierung. Der
Magnesiumgehalt liegt zwischen 1 Atom-% und 8 Atom-%, 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 be
kannter magneto-optischer Auszeichnungsscheiben ausgebildet sein.
Beide oder einer der Schutzschichten 14 und 16 können bei der magneto
optischen Aufzeichnungsscheibe entfallen, und eine andere Komponentenschicht
wie eine Puffer-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 Aufzeichnungsschicht 15 sind durch die
konzentrischen Regionen 13 bestimmt und sind zur Datenaufzeichnung verfügbar.
Datenbits 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 133.35 mm (5.25 Inch) magneto-optischen
Aufzeichnungsscheibe eingeschlossen sein, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wobei
gleiche Bezugszeichen in den Fig. 6 bis 8 entsprechende Teile bzw. Schichten
bezeichnen.
Eine Reflexionsschicht ist auch für ein optisches Aufzeichnungsmedium geeignet,
z. B. eine optische Aufzeichnungsscheibe 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 SiAlON 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-%. Die
Reflektierbarkeit der Reflexionsschicht ist nicht niedriger als 90%, und Fig. 3 zeigt
einen maximalen Magnesiumgehalt von 5 Atom-%. 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 Adhäsionsschicht 32, einer
Dichtungsschicht 33, der Reflexionsschicht 34 aus einer erfindungsgemäß zu
verwendenden Silbermagnesiumlegierung und einer Deckschicht 35 besteht. Der
Magnesiumgehalt der Reflexionsschicht 34 liegt hier bei 1 bis 5 Atom-%, und die
Dicke der Reflexionsschicht beträgt 1000 bis 2000 Å, weil der An
ti-Korrosionswiderstand und das Reflexionsvermögen für die Anwendung wichtig
sind. Das Reflexionsvermögen der Schicht ist größer als von Aluminium und liegt
nicht unter 90%.
Die Reflexionsschicht kann auf einer dünnen Platte aus einem Polycarbonat oder
Kunstharz aufgebracht sein.
Fig. 11 zeigt eine Reflexionsschicht 41 aus einer erfindungsgemäß zu
verwendenden 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-%, 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 Reflexionsfilm 51a versehen, und die Kappe 52 ist vollständig
mit einem Reflexionsfilm 52a aus der erfindungsgemäß zu verwendenden
Legierung 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 Reflexionsfilme 51a und
52a beträgt 1 bis 5 Atom-% 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 erfindungsgemäß zu verwendende Silbermagnesiumlegierung wird durch
Sputtering-Technik, Vakuumverdampfungs-Technik und lonen-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
erfindungsgemäß zu verwendende Silbermagnesiumlegierung kann durch ein
Magnetron-Sputtering-System auf ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium
(Compact-Disk) aufgebracht werden. Andererseits kann eine CVD-Technik und ein
Ionen-Plating zum Aufbringen der erfindungsgemäß zu verwendenden 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 127 mm (5 Inch) Magnesiumtarget 61 ist in einem Winkel
von 62 bis 120°C von einem 127 mm (5 Inch) Silbertarget 62 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 e zwischen der Halterungsvorrichtung und einem
Target einstellbar ist. Der Aufbau der erfindungsgemäß zu verwendenden Silber
magnesiumlegierung ist abhängig von dem Winkel θ. Ist z. B. der Winkel θ Null,
beträgt der Magnesiumgehalt der Silbermagnesiumlegierung 1.28 Atom-%. Beträgt
der Winkel ⌀ 20° wird der Magnesiumgehalt auf 6. 18 Atom-% erhöht.
Beim Sputtering der Targets 61 und 62 wird in der Kammer ein Vakuum von
666.612 × 10-7 Pa (5 × 10-7 Torr) hergestellt und Argongas zugeleitet, wobei ein
Druck von 133,3224 × 10-3 PA (1 × 10-3 Torr) 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 Hochfrequenzenergie kann
fest eingestellt sein, während der laterale Abstand geändert wird. Wenn die
Hochfrequenzenergie 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-Kam
mer eingesetzt. Das Legierungstarget 71 besteht aus einer Silbermagnesium
legierung mit einem Magnesiumgehalt von 3.5 Atom-%. 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 666.612 × 10-7 Pa (5·10-7 Torr) wurde
Argongas bis zu einem Druck von 133,322 × 10-3 Pa (1·10-3 Torr) eingeleitet. Die
auf das Substrat aufgetragene Schichtdicke betrug 1000 Å. In der Stellung gemäß
Fig. 16A betrug der Gehalt an Silber 98.533 Atom-% und der Magnesiumgehalt lag
bei 1.467 Atom-%. Das Reflexionsvermögen unmittelbar nach dem Sputtering-Ver
fahren betrug 96.15%. In der Stellung gemäß Fig. 16B betrug der Silbergehalt
98.764 Atom-% und der Magnesiumgehalt lag bei 1.236 Atom-%. Das
Reflexionsvermögen lag nach dem Sputtering bei 96.68%.
Die Silbermagnesiumlegierung bei einer Stellung gemäß Fig. 16C enthielt einen
Silbergehalt von 98.962 Atom-% und einem Magnesiumgehalt von 1.038 Atom-%.
Das Reflexionsvermögen nach dem Sputtering betrug 96.94%. Das
Reflexionsvermögen wurde mit einem Ellipsometer gemessen.
Der Aufbau bzw. die Zusammensetzung der Silbermagnesiumlegierung ist daher in
Abhängigkeit von der seitlichen Verschiebung des Targets gegenüber der
Substrathalterung einstellbar.
Wie vorstehend erläutert, weist die erfindungsgemäß zu verwendende
Silbermagnesiumlegierung eine niedrige Korrosionsfähigkeit auf, wofür
Magnesiumoxid verantwortlich ist. Der Silberglanz kann daher über eine wesentlich
verlängerte Zeit aufrechterhalten werden.
Obwohl die Erfindung anhand von ausgewählten Ausführungsbeispielen
beschrieben ist, ist es für den Fachmann klar, daß sich Änderungen bzw.
veränderte Bedingungen leicht vornehmen lassen.
Claims (14)
1. Verwendung einer Silbermagnesiumlegierung mit einem Magnesiumgehalt
von 1 bis 10 Atom-% und Silber als Rest als optische Reflexionsschicht
(17; 22; 34; 41; 51a; 52a).
2. Verwendung einer Silbermagnesiumlegierung nach Anspruch 1, für den
Zweck nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß sich die optische
Reflexionsschicht (17, 22) innerhalb eines magneto-optischen oder optischen
Aufzeichnungsmediums befindet.
3. Verwendung nach Anspruch 2 mit der Maßgabe, daß die optische
Reflexionsschicht (17) in einer 133.35 mm (5,25 Inch) magneto-optischen
Aufzeichnungsscheibe eingeschlossen ist.
4. Verwendung nach Anspruch 2 mit der Maßgabe, daß das magneto-optische
Aufzeichnungsmedium aus einer Aufzeichnungsschicht (15) und einer
Reflexionsschicht (17) besteht, die in dieser Reihenfolge übereinander auf
einem Substrat (11) ausgebildet sind, und ein Schutzfilm (18) jeweils auf der
Reflexionsschicht (17) und auf der Rückseite des Substrats (18) laminiert ist.
5. Verwendung nach Anspruch 4 mit der Maßgabe, daß zwischen dem Substrat
(11) und der Aufzeichnungsschicht (15) und/oder zwischen der
Aufzeichnungsschicht (15) und der Reflexionsschicht (17) jeweils eine
Schutzschicht (14) und/oder eine Schutzschicht (16) ausgebildet ist.
6. Verwendung der Silbermagnesiumlegierung nach Anspruch 1 mit einem
Magnesiumgehalt von 1 bis 8 Atom% für den Zweck nach einem der
Ansprüche 2 bis 5, wobei die Schichtdicke der Reflexionsschicht (17) 500 bis
1000 Å beträgt.
7. Verwendung der Silbermagnesiumlegierung nach Anspruch 2,
mit der Maßgabe, daß das optische Aufzeichnungsmedium eine optische
Aufzeichnungsscheibe ist, bestehend aus der Reflexionsschicht (22) und
einer Schutzschicht (23), die in dieser Reihenfolge auf einem transparenten
Substrat (21) ausgebildet sind.
8. Verwendung der Silbermagnesiumlegierung nach Anspruch 1 mit einem
Magnesiumgehalt von 1 bis 5 Atom-% für den Zweck nach Anspruch 7, wobei
die Schichtdicke der Reflexionsschicht (22) 500-1000 Å beträgt.
9. Verwendung der Silbermagnesiumlegierung nach Anspruch 1 für den Zweck
nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß die Reflexionsschicht (34) in einem
Beleuchtungsgerät eingeschlossen ist.
10. Verwendung nach Anspruch 9 mit der Maßgabe, daß das Beleuchtungsgerät
aus einer Adhäsionsschicht (32), einer Dichtungsschicht (33), der
Reflexionsschicht (34) und einer Deckschicht (35) besteht, die in dieser
Reihenfolge auf einer Basisplatte (31) aus synthetischem Harz oder
Kunststoff ausgebildet sind.
11. Verwendung der Silbermagnesiumlegierung nach Anspruch 1 für den Zweck
nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß die Reflexionsschicht (41) auf einer
Glasscheibe (42) ausgebildet ist, und eine Schutzschicht (43) die
Reflexionsschicht (41) bedeckt.
12. Verwendung der Silbermagnesiumlegierung nach Anspruch 1 für den Zweck
nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß die Reflexionsschicht (51a, 52a) sich
als Film in einem Behälter befindet.
13. Verwendung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Reflexionsfilm (51a, 52a) zwischen einer inneren (53) und äußeren (54)
Polycarbonat- oder Kunstharzschicht liegt, und die Schichtenstruktur (53,
51a/52a, 54) einen Kunststoff- oder Kunstharzkörper (55) bedeckt.
14. Verwendung der Silbermagnesiumlegierung nach Anspruch 1 mit einem
Magnesiumgehalt von 1 bis 5 Atom-% für den Zweck nach Anspruch 9, 11
oder 12, wobei die Dicke der Reflexionsschicht (34, 41, 51a, 52a) 1000 Å bis
1 µm beträgt.
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