NL8303258A - Magnetische film van ijzeroxide en werkwijze voor het vervaardigen daarvan. - Google Patents

Description

* N.0. 32056 1

Magnetische film van ijzeroxide en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

De uitvinding heeft betrekking op een magnetische film van ijzeroxide waaraan edele metalen zijn toegevoegd, en heeft in het bijzonder betrekking op een film van > waaraan tenminste een element toegevoegd is gekozen uit de groep bestaande uit Pd, Au, Pt, Ru, Ag, 5 Rh, Ir, Os, en heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

Men heeft reeds de afname voorgesteld van de dikte van het registratiemedium en een verbetering van de coërcitiefkracht om registratie met hoge dichtheid te realiseren. Fijne deeltjes van^-Fe203 worden 10 in het algemeen met een bindmiddel op het substraat als bekleding aangebracht om een bekleedmedlum van te vormen, waarna het be klede ^-Fe203 gehard wordt om het schijfmedium van f-¥&2°3 te vormen. Ook wordt f-¥e2®3 film gemaakt door een reactieve besproeiing vanaf een trefplaat van ijzer op het substraat en de resulterende 15 a-Fe203 film wordt door verhitting in H2 gas gereduceerd teneinde

Fe£04 film te vormen waarbij de resulterende Ρθ3θ^ film door verhitting in lucht geoxideerd wordt teneinde de ^-Έ&2®3 film te vormen. Deze resulterende^-Fe203 film wordt als een magnetisch schijfmediurn ontwikkeld (J. Appl. Phys. VOL. 53 No. 3, 1982, blz.

20 2556-2560). Aan de ^-Fe203 film wordt verscheiden at.% Co toegevoegd om de coërcitiefkracht Hc te vergroten (IEEE, Trans. Mag. VOL.

MAG-15 1979, blz. 1549-1551).

Aan de^-Fe2C>3 film worden verscheidene at.% Cu toegevoegd om de ondergrens van de reductietemperatuur naar het lagere temperatuurge-25 bied te verschuiven. Een volgens deze werkwijze gebruikte magnetisch-substraatschijf is een plaat van Al-legering die gepolijst en bekleed is met een geanodiseerde laag (alumiet). Wanneer dit substraat tot boven 320°C verhit wordt, wordt het oppervlak van het Al substraat ruw en * f de beklede AI2O3 laag barst. Daarom is het proces van reductie van-30 af a-Fe203 naar Fé304 het belangrijke proces bij het vervaardigen van de ^-Fe203 film. Het is noodzakelijk dat de ondergrens van de reductietemperatuur naar het lagere temperatuurgebied verschoven wordt teneinde een uniform filmmedium te vervaardigen met uitstekende magnetische en mechanische eigenschappen op het substraat.

35 Aan de ^^62^3 film wordt Ti toegevoegd om de hysteresislus rechthoekiger te laten zijn. Films van £-¥^2^3 Varaan Co, Ti, en Cu zijn toegevoegd, vertonen derhalve een verbetering van coërcitief-

__J

2 •r i » kracht en een opschuiving naar het lagere temperatuurgebied van de ondergrens van de reductietemperatuur. Het is echter bekend dat film van j—Fe203 waaraan bovengenoemde metalen zijn toegevoegd, een lagere verzadigingsmagnetisatie (4?Ms) hebben. De reden hiervoor is dat de 5 ionen van deze metalen een lager magnetisch moment veroorzaken en dat deze metaalionen de amorfe niet-magnetische fase en het in de sproei-film aanwezige roosterdefect beïnvloeden, waarbij verder de resulterende film van poreus materiaal is.

De toevoeging Co doet de coërcitiefkracht bij de vervaardiging van 10 ^"-Fe;^ film vergroten maar veroorzaakt een verlaging van de verzadiging smagnetisatie en doet de hysteresislus minder rechthoekig zijn. Daarom is een registratiemedium met een hogere verzadigingsmagnetisatie nodig bij de vervaardiging van jr-fe2°3 filmschijf.

Een van de doelen voor het toepassen van filmmedium is 15 een magnetische registratieschijf. De maximale waarde Hs van de door de magnetische schijfkop opgewekte horizontale component kan berekend worden volgens de vergelijking van Karlqvist (M. Matsumoto "Magnetic recording” Kyoritsu Shuppan Kabushiki Kaisha blz. 21 (1977)).

Hs = 4 Ms cot“^ (2y/g) 20 waarin Ms = verzadigingsmagnetisatie van het kopmateriaal y = afstand tussen kop en medium g » kopspleetlengte.

Wanneer ferriet toegepast wordt, dat als materiaal voor de meeste koppen wordt gebruikt, en een verzadigingsmagnetisatie van 400 Gauss en 25 een kopspleet van 0,8 pm en een kop-mediumafstand van 0,2 pm en een mer-diumdikte van 0,1 pm in magnetische registratietoestand heeft, kan de horizontale component Hs, die onder de laag bereikt wordt, berekend worden op ongeveer 1500 0e. Wanneer de Hx van de hysteresislus van de magnetische film, zoals aangegeven in figuur 1, groter is dan 1500 Oe, 30 zal dit medium in bovengenoemde registratietoestand niet verzadigen, hetgeen de zogenaamde niet-verzadigingsregistratie wordt genoemd. Dit feit heeft een slechte invloed op de overschrijfkarakteristieken en de wiskarakteristieken.

Bij ^“Fe2^3 film bestaat de betrekking Hx * aHc, waarin α van 35 1,8 tot 2,0 in film ligt. Wanneer de coërcitiefkracht gro ter dan ongeveer 800 0e in registratietoestand is, wordt Hx^l500 Oe.

Deze waarde wordt groter dan bovengenoemde Hs waarde. Wanneer de coërcitiefkracht voor registratie met hoge dichtheid toeneemt, moet α noodzakelijkerwijs zo klein mogelijk zijn. Hierbij geldt als ideaal geval α 40 =1. Aan de andere kant moet de coërcitiefrechthoekigheid S*, die de - ' ' · ^ ::a

.. Q

“ 4 \ 3 helling in het punt van de coërcitiefkracht van de hysteresislus aangeeft, aan de volgende betrekking S* = Hr/Hc voldoen. De S* waarde beïnvloedt eveneens in sterke mate de registratiedichtheid bij registratie in verzadigingsmagnetisatie.

5 Wanneer de helling van het schrijfmagnetische veld van de kop con stant is en S* groter wordt, neemt de registratiedichtheid eveneens toe als gevolg van de smallere breedte a in het magnetisatie-overgangsge-bied. Aan de |Ή?β2θ3 film worden gewoonlijk verscheidene at.Z van Ti en Cu toegevoegd om de S* van het schijfmedium te verbeteren. In de 10 praktijk wordt j~Fe2Ö3 film met een S* * 0,77 gebruikt als magnetisch registratieschijfmedium.

De relatie tussen de breedte a van het overgangsgebied en regi-stratiemediumkarakteristieken, zoals filmdikte d, restmagnetisatie Mr, coërcitiefkracht Hc, en S* zijn onderzocht en geanalyseerd door Talke 15 et al (IBM. J. Res. Develop 19, blz. 591-596 (1975)). De relatie tussen de breedte a van het overgangsgebied en de registratiedichtheid D50 zijn onderzocht en toegelicht door Comstock (IBM. J. Res. Develop 18, blz. 556-562 (1974)), waarin de registratiedichtheid D50 het uitgangssignaal is verzwakt tot de helft van het geïsoleerde uitgangssig-20 naai.

Op basis van de bovengenoemde vergelijking is de afhankelijkheid van de registratiedichtheid D50 van He of S* berekend. Wanneer S* ongeveer 0,1 toeneemt, neemt de registratiedichtheid D50 toe met ongeveer 100 FRPM (Flux Reversal per millimeter). Wanneer Hc met 100 0e 25 toeneemt, neemt D50 toe met ongeveer 100 FRPM. Er is echter berekend in het toestandsgebied dat de dikte d 0,12 pm bedraagt, de restmagnetisatie 240 Gauss bedraagt, de kopspleetlengte 0,15 ym bedraagt, de kopzweefhoogte 0,1 pm bedraagt, Hc 700 tot 1000 0e bedraagt en S* gelijk is aan 0,60 tot 0,95. De verbetering van D50 betekent een 30 toename van het terugleesuitgangsvermogen bij registratie met hoge dichtheid. Wanneer de door het schijfmedium opgewekte ruisspanning constant blijft, spreekt het vanzelf dat de verbetering van de signaal-ruisverhouding in het schijfmedium teweeg gebracht is.

De uitvinding beoogt een ^-Ρβ2θ3 film te verschaffen die een 35 edel metaalelement bevat dat tenminste een element is gekozen uit de groep bestaande uit Pd, Au, Pt, Rh, Ag, Ru, Ir, Os.

De uitvinding beoogt eveneens een werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van magnetische film van ijzeroxide met een uitstekende rechthoekigheid van de hysteresislus en verzadigingsmagnetisatie.

40 Volgens de uitvinding wordt film vervaardigd op het

* I

4 substraat door sproeien van een element als toevoeging dat in wezen omvat tenminste een element gekozen uit de groep van Pd, Au, Pt, Rh, Ag, Ru, Ir, Os. Behalve bovengenoemde toevoeging op een trefplaat van ijzerlegering wordt versproeid door een reactieve sproeibewerking op 5 het substraat om een cH?e203 film met toevoeging te verkrijgen. De a-Fe203 film wordt vervolgens in een vochtig waterstofgas verhit teneinde de Fe3Ü4 film met toevoeging te vormen. De Fe304 film wordt vervolgens in lucht verhit om de ^*-Fe203 met toevoeging te vormen.

10 Volgens een andere uitvoering van de werkwijze wordt α-Ρθ2θ3 film met toevoeging Os gereduceerd om de Fe3Ü4 film te vormen. Een magnetisch veld wordt aan de Fe3Ü4 films met toevoeging Os aanger* legd voor of na de oxidatie of tijdens de gehele oxidatie in lucht.

De resulterende ^^6303 film heeft uitstekende magnetische 15 eigenschappen wanneer het als magnetisch medium wordt toegepast.

De uitvinding beoogt de invloed van de toevoeging van een edelmetaal element ten opzichte van de magnetische eigenschappen en een werkwijze voor het vervaardigen van 3 filmschijfmedium te reali seren, in het bijzonder beoogt de uitvinding de magnetische eigenschap- 20 pen en lees/schrijfeigenschappen te verbeteren en de ondergrens van de reductietemperatuur naar lagere temperaturen te verschuiven.

De uitvinding heeft de volgende voordelen: 1. De gesproeide film waaraan een edelmetaalelement is toegevoegd heeft een kleinere ionisatieneiging dan ijzer, in het bijzonder kan 25 door de toevoeging van Os in microhoeveelheid de reductie versneld worden van a-Fe2C>3 naar Fe3Ü4.

2. De verhouding van de magnetische fase (Fe304 fase) ingenomen in de resulterende film neemt toe als gevolg van het versnelde re-ductieproces en successievelijk wordt Fe3Ü4 film in lucht geoxi- 30 deerd waardoor ^-^203 zich vormt. De resulterende ^-Fe203 film heeft een verbeterde verzadigingsmagnetisatie.

3. De co'écitief kracht van de film neemt in verhouding tot het Os gehalte toe.

4. De oxidatie van Fe304 tot wordt uitgevoerd door 35 een magnetische veld aan te leggen teneinde de geïnduceerde magnetische anisotropie in de film teweeg te brengen, verder worden de Fe3Ü4 film en de film in toestand van restmagnetisatie gehouden en daarna in lucht verhit, waarbij de films dan met magnetische anisotropie verkregen kunnen worden. De ^-^203 en Fe304 hebben dan 40 een magnetische anisotropie met een verbetering van coërcltiefkracht en o — - - - * * 5 rechthoekigheid van de hysteresislus.

5. Bij het proces van vervaardiging volgens de uitvinding worden de jJf^Fe2Ο3 kristaldeeltjes gevormd in microkorrelvorm, waardoor het resulterende ^-Fe203 filmmedium de ruis kan doen afnemen.

5 De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van uitvoerings- voorbeelden met verwijzing naar de tekeningen, waarin: figuur 1 een grafiek toont van een kenmerkende hysteresislus van magnetische film; figuur 2 een schematische sproeierinrichting toont voor het ver-10 vaardigen van magnetische film van ijzeroxide; figuur 3 de relatie toont tussen de reductietemperatuur en de elektrische weerstand; figuur 4 de relatie toont tussen het Ru gehalte en de ondergrens van de reductietemperatuur en verzadigingsmagnetisatie; 15 figuur 5 de relatie toont tussen het Os gehalte en de ondergrens van de reductietemperatuur en verzadigingsmagnetisatie; figuur 6 de relatie toont tussen het Os gehalte en de coërcitief-kracht; , figuur 7 de relatie toont tussen het Os gehalte en de coërcitief-20 kracht, de coërcitiefrechthoekigheid en a; figuur 8 de relatie toont tussen'de temperatuur van de verhit-tingsbehandeling en de magnetische eigenschappen (He, S*. a); figuur 9 de relatie toont tussen de verhittingsbehandelingtemperatuur genormaliseerd ten opzichte van de coërcitiefkracht, en de magne-25 tische eigenschappen He, S*, a; figuur 10 de relatie toont tussen de coërcitiefkracht van j^-Fe203 film waaraan Os of Co toegevoegd zijn, en de temperatuur; en figuur 11 de relatie toont tussen de ferrietbalbelasting en slij-30 tagediepte.

Magnetische films van ijzeroxide volgens de uitvinding worden door een sproei-inrichting zoals schematisch aangegeven in figuur 2 vervaardigd. Bij een vervaardigingswerkwijze waarin Au als toevoeging wordt toegepast, wordt als volgt tewerk gegaan. Een trefplaat 3 wordt in de 35 vacuümkamer 1 aangebracht en verschaft een legeringsplaat met 98 at.%

Fe - 2 at.% Co met een diameter van 200 mm en toevoegingstabletten 4 als plaatstakken met een breedte van 5 mm, een lengte van 5 mm, een dikte van 0,5 mm worden op de trefplaat 3 geplaatst. Het gehalte aan toevoeging kan gestuurd worden door het aantal van op de trefplaat 3 40 geplaatste toevoegingstabletten 4 te vergroten of te verkleinen. Een 6 substraat 2 met een diameter van 210 mm wordt in de vacuümkamer 1 tegen de trefplaat 3 aangebracht. Het substraat 2 kan axiaal gedraaid worden. Voor het substraat wordt een schijf van Al legering gebruikt die bekleed is met een geanodiseerde oxidelaag (alumiet). De vacuümkamer 1 5 wordt door middel van de vacuümpomp 6 geëvacueerd en vanuit het gasge-leidingsstelsel 7 wordt in de kamer 1 een gasmangesel van 50% Ar + 50% O2 toegevoerd teneinde een sproei-atmosfeer van 3.10 J xorr te verschaffen. Verder wordt een a-Fe203 film met een dikte van 0,14 ym verkregen door een hoogfrequente magnetronbesproeiing waarbij een 10 sproeivermogen van 0,3 kW tussen het substraat 2 en de trefplaat 3 wordt aangelegd. Als toevoeging kan gebruikt worden tenminste een element gekozen uit de groep bestaande uit Pd, Pt, Rh, Ag, Ru, Ir, Os in de plaats van Au. In plaats van een toevoegingstablet kan een Fe-lege-ringsubstraat waaraan bovengenoemde metalen zijn toegevoegd gebruikt 15 worden. Tenbehoeve van een vergelijking met Co zijn toevoegingen van Ti en Cu toegepast. Het door reactieve besproeiing op het substraat verkregen a-Fe203 wordt gedurende 3 uur in vochtig H2 gas bij een temperatuur van 100 tot 350°C gereduceerd teneinde de Fe20j film te verkrijgen. De resulterende films worden door middel van elektronendif-20 fractie, magnetische meting en Mössbauer effectmeting op de structuur onderzocht teneinde na te gaan of Fe3Ü4 wel of niet aanwezig is. De Fe3Ü^ film wordt door verhitting gedurende 3 uur in lucht bij een temperatuur van 300°C geoxideerd teneinde de ^Η?β2θ3 film te verkrijgen. De structuur van de ^-Fe2Ü3 film wordt onderzocht door 25 middel van elektronendiffractie en Mössbauer effectmeting.

Bij de navolgende voorbeelden worden gedetailleerd verdere gegevens over de uitvinding verstrekt.

Voorbeeld 1

Een 2 at.% Co - 98 at.% Fe legeringsplaat met een diameter van 200 30 mm, een 2 at.% Co - 98 at.% Fe legeringsplaat met Cu toevoeging, en een 2 at.% Co - 98 at.% Fe legeringsplaat met Os toevoeging worden door een reactieve besproeiing besproeid in een 50% Ar + 50% O2 gasmengsel onder 3.10“3 Torr bij een hoogfrequent sproeivermogen van 0,3 kW op een Al legeringsubstraat dat met een geanodiseerde oxide bekleed is 35 terwijl het tijdens het sproeien gedraaid wordt waardoor een a-Fe203 film met een dikte van 0,14 ym gevormd wordt. In dit geval werd het additleve metaalelement in de a-Fe2Ü3 film geanalyseerd als 0,83 at.% van Os en 1,0 at.% van Cu. De resulterende <x-Fe203 film werd gedurende 3 uur bij een temperatuur van 200 tot 350°C in 40 vochtig H2 gas gereduceerd teneinde de Fe304 film te verkrijgen.

S ,·) .} .·. ;* d f * 7

De relatie van de reductietemperatuur en de elektrische weerstand is in figuur 3 aangegeven. De elektrische weerstand werd met een twee* punts taster methode gemeten met een afstand tussen de eindpunten van 5 mm.

De gereduceerde film had een elektrische weerstand van lCp tot i 1 JL en bestond uit Feg04- De hogere weerstand van de geredtr ceerde film bevestigde het bestaan van het mengsel van a-Fe203 en

Een a-Fe2C>3 film met toevoeging slechts van 2 at.% van Co werd gereduceerd bij een temperatuur van 300 tot 325°C, maar een a-Fe203 10 film met toevoeging van 1 at.% van Cu werd bij een temperatuur van 260 tot 320eC gereduceerd teneinde de ondergrens van de reductietemperatuur naar lage»temperatuur te verschuiven. Verder werd een a-Fe2Ü3 film met toevoeging van 0,83 at.% van Os gereduceerd bij een temperatuur van 225°C, en in dit geval werd het versnellende effect van de reductie van 15 a-Fe-203 naar Fe3Ü4 bevestigd door minder toevoeging van Os in vergelijking met de toevoeging Cu. Wanneer het Os gehalte de 5 at.% overschreed, had de resulterende y— film geen verbeterde ver- zadigingsmagnetisatie en rechthoekigheid van de hysteresislus. Bij een Os gehalte onder de 0,37 at.%, had de resulterende film 20 geen verbeterde magnetische eigenschappen en ook geen verschuiving naar lagere temperatuur van de ondergrens van de reductietemperatuur. Daarom werd bepaald dat het Os gehalte van 0,37 tot 5 at.% moest zijn. Hierin geeft at.% het gehalte van de edele metalen Co, Ti, en Cu aan weergegeven als atoomverhouding van metalen met uitzondering van zuurstof-25 atoom.

Voorbeeld 2

Een y~F&2®3 film waaraan tenminste een element gekozen uit de groep bestaande uit Pd, Au, Pt, Bh, Ag, Ru, Ir, Os, als toevoeging was toegevoegd, werd vervaardigd door een reactieve besproeiing met een 2 30 at.% Co - 98 at.% Fe legeringstrefplaat onder 8.10“^ Torr van een 50% Ar - 50% O2 gasmengsel bij een hoogfrequent spoeivermogen van 1 kW op het Al legeringssubstraat. De andere toestand van besproeien en hittebehandeling was dezelfde als die aangegeven bij voorbeeld 1. De relatie tussen de verzadigingsmagnetisatie en het additieve element en 35 het gehalte (at.%) daarvan is in tabel 1 aangegeven.

- ·"*· — .> • % > 8

Tabel 1 additief metaal gehalte verzadigingsmagnetisatie element van ^”ίβ2°3 (Gauss)

Ag 1,5 3600 5 Au 1,8 3700

Pd 3,0 3400

Pt 2,3 3700

Bh 1,7 3400

Ir 1,8 3500 10 Ru 2,1 3500

Os 0,5 3500

Os 0,83 3550

Os 2,13 3500 15 Alle resulterende films hadden een hoge verzadigings magnetisatie groter dan 3400 Gauss.

Deze waarden van verzadigingsmagnetisatie waren in vergelijking ongeveer 100 Gauss hoger dan de ^Fe203 films met toevoeging Co en Cu, of Co, Cu en Ti met 3300 Gauss in de bekende techniek. Alle resul-20 terende ΡββΟ^ films met de in tabel 1 aangegeven toevoegingen hadden een reductietemperatuur waarvan de ondergrens lager was dan 225°C, en konden verkregen worden met een opschuiving naar > lagere temperatuur van de ondergrens van de reductietemperatuur, hetgeen niet verkregen kan worden met de toevoeging van Cu in hetzelfde gehalte.

25 De toevoeging Os in het bijzonder had de eigenschap dat niet al leen de verzadigingsmagnetisatie verhoogd kon worden, maar dat eveneens de coërcitiefkracht vergroot kon worden. De coërcitiefkracht van de film verkregen uit 2 at.% Co-98 at.% Fe in de bekende techniek bedroeg 650 0e, maar in het geval van 0,5 at.% Os bedroeg de coër-30 citiefkracht 900 0e, in het geval van 0,83 at.% Os bedroeg de coërcitiefkracht 1100 0e en in het geval van 2,13 at.% Os bedroeg de coërcitiefkracht 1800 0e.

Voorbeeld 3

Een 98 at.% Fe - 2 at.% Co trefplaat werd door hoogfrequente be-35 sproeiing onder 8.10“^ Torr van een 50% Ar + 50% O2 gasmengsel besproeid bij een sproeivermogen van 1 kW met als toevoeging Ru van 0,4 tot 4,6 at.% om de αΗϊ^Οβ film met toevoeging Ru op het substraat te verkrijgen. De resulterende α-Ρβ2θ3 film werd in vochtig H2 gas door verhitting gereduceerd teneinde de ΡθβΟ^ film te verkrij-40 gen die vervolgens door verhitting in lucht geoxideerd werd zodat de '·. "T λ 9 jj'-Fe2Ο3 film ontstond. De relatie van het Ru gehalte en de verzadigingsmagnetisatie is in figuur 4 aangegeven. Wanneer het Ru gehalte lager was dan 3 at.Z, had de verkregen resulterende film een verzadigingsmagnetisatie groter dan die van de film zonder Ru toe- 5 voeging, maar wanneer het Ru gehalte hoger was dan 4,5 at.Z, had de resulterende film een lagere verzadigingsmagnetisatie.

Een lagere grens van de reductietemperatuur is eveneens in figuur 4 aangegeven. Wanneer het Cu gehalte in de crti^Og film met toevoeging Cu verhoogd werd, nam de ondergrens van de reductietemperatuur 10 niet verder af tot onder 210 tot 225°C. Wanneer echter het Ru gehalte de 0,4 at.Z overschreed, kon de ondergrens van de reductietemperatuur tot minder dan 225eC verlaagd worden. Daarom is bepaald dat het Ru gehalte tussen 0,4 en 4,5 at.Z moet liggen.

Wanneer het Pt gehalte de 3 at.Z in de ^-Εβ2θ3 films over-15 schreed, was de verzadigingsmagnetisatie niet verbeterd. Wanneer het Pt gehalte onder de 0,5 at.Z lag, had de resulterende film geen verbeterde magnetische eigenschappen. Daarom is bepaald dat het Pt gehalte tussen 0,5 en 3 at.Z moet liggen.

Wanneer het Ag, Rh en Ir gehalte de 2 at.Z overschreed, was in de 20 resulterende j"“Fe203 film de verzadigingsmagnetisatie niet verbeterd. Wanneer het Ag, Rh en Ir gehalte onder de 0,5 at.Z lag, had de resulterende Fe2°3 film geen verbeterde magnetische eigenschappen. Daarom is bepaald dat het Ag, Rh en Ir gehalte tussen 0,5 en 2 at.Z moet liggen.

25 Voorbeeld 4

De jf-Fe203 film werd vervaardigd onder toepassing van de ijzertrefplaat die 2 at.Z Co en 2 at.Z Ti en maximaal 3,4 at.Z Au bevatte door reactieve besproeiing onder dezelfde voorwaarden als aangegeven in voorbeeld 1. Wanneer het Au gehalte de 3 at.Z overschreed, had 30 de resulterende ^-Ee20^ film geen verbeterde verzadigingsmagnetisatie. Wanneer het Au gehalte onder de 0,5 at.Z lag, had de resulterende fHm. geen verbeterde magnetische eigenschappen. In het geval van Au als toevoeging lag de ondergrens van de reductietemperatuur in het gebied van 175 tot 180°C. Daarom is bepaald dat het Au gehalte 35 in het gebied van 0,5 tot 3 at.Z moet liggen.

Voorbeeld 5

De ^~Fe203 film werd vervaardigd door een hoogfrequente besproeiing onder toepassing van een a-Fe203 gesinterde trefplaat die C02O3» TiÜ2» en RuÜ2 (2,5; 2,0; 1,0 en 0,5 mol Z respectieve-40 lijk) bevatten en door onder dezelfde omstandigheden als in voorbeeld 1 *% ~~ 10 te reduceren en te oxideren. Het Ru gehalte werd door de chemische analyse bevestigd en de |f-Fe203 film bevatte 0,5 at.% Ru. Deze film had eveneens een lagere grens van de .reductietemperatuur van 200°C en een verzadigingsmagnetisatie van 3500 Gauss. Wanneer zuiver Ar gas ge-5 bruikt werd voor de sproei-atmosfeer onder dezelfde omstandigheden als die in voorbeeld 1, had de resulterende |"-Fe203 film een verzadigingsmagnetisatie van 3500 Gauss.

Voorbeeld 6

Films van ^-Fe203 die 2 at.% Co en Ru bevatten, werden ver-10 vaardigd door middel van reactieve besproeiing onder dezelfde omstandigheden als aangegeven in voorbeeld 1. Wanneer het Ru gehalte 0,5 at.% bedroeg, was de ondergrens van de reductietemperatuur vanaf o-Fe203 tot Fe3Ü4 met 200 tot 270eC afgenomen. De jf-Fe203 film vertoonde als registratiemedium met hoge dichtheid de geschikte eigenschap van 15 een coërcitiefkracht van 700 0e, en een rechthoekigheidsverhouding van 0,8.

Een magnetische schijf van a-Fe203 film die 0,5 at.% Ru bevatte, werd op slijtageweerstand van het schijfoppervlak onderzocht in vergelijking met die van een bekende y-Fe2Ü3 filmschijf die 2 at.% 20 Co, 2 at.% Ti, en 1,5 at.% Cu bevatte. De slijtageweerstand van de schijven werd gemeten door een ferrietbal van Mn-Zn met een diameter van 3 mm aan te drukken op het schijfoppervlak dat met een relatieve snelheid van 1 m/sec draaide, waarbij de schijf daarna 1000 maal gedraaid werd. De diepte van de slijtage werd vervolgens gemeten om de 25 slijtageweerstand te evalu’éren.

De slijtageweerstand van met Co en Ru toevoeging was beter en de slijtagediepte nam met een grootte orde af onder dezelfde belasting in vergelijking met die van een ^-Fe2Ü3 film waaraan Co, Ti en Cu was toegevoegd. De verbetering van de slijtageweer-30 stand van de schijf had een verbeterde kopcrash weerstand tengevolge bj het type harde schijf, waarin de werking van de bewegende kop gestart of gestopt werd, en de kop vervolgens in aanraking met het medium werd gebracht.

« * » 11

Voorbeeld 7 )-Έο.2®3 films waaraan Ru en Au waren toegevoegd, werden vervaardigd onder toepassing van een 98 at.Z Fe - 2 at.% Co legering als tref-plaat door reactieve besproeiing onder dezelfde omstandigheden als aan-5 gegeven in voorbeeld 1. Als toevoeging werd 0,7 at.% Ru en 0,3 at.% Au toegevoegd aan bovengenoemde Fe-Co legeringstrefplaat en besproeid cm een a-Fe203 film te vormen die in vochtig H2 gas werden gereduceerd om een Fe304 film te vormen. De ondergrens van de reductie-temperatuur werd 175 tot 275*0 naar lagere temperatuur verschoven. De 10 resulterende 7-Fe203 film vertoonde vervolgens een verzadigingsmag-netisatie van 4000 Gauss.

Voorbeeld 8 /-Fe203 films werden vervaardigd door reactieve besproeiing onder 8.10“3 Torr van een 50% Ar + 50% O2 gasmengsel bij een 15 sproeivermogen van 200 W onder toepassing van een 98 at.% Fe - 2 at.%

Co legering als trefplaat. De trefplaat had een diameter van 100 mm.

Additief Os poeder werd op de trefplaat geplaatst. Deze sproeimethode werd onder toepassing van een gelijkstroommagnetronwerkwijze toegepast.

Het substraat met een Al legeringsschijf bekleed met geanodiseerde film 20 (alumiet) had een diameter van 210 mm en werd tijdens het vormen van de sproeifilm gedraaid met een snelheid van 10 omw/min om een constante dikte van verdeling van het neergeslagen a-Fe203 naar de omtreks-richting van de schijf aan te houden. De a-Fe203 film met een dikte van 0,17 ym werd vervolgens door reactieve besproeiing gedurende 55 mi-25 nuten verkregen. Het gehalte aan Os werd aan de hand van het op de trefplaat geplaatste Os poeder gestuurd. De resulterende a-Fe203 film had maximaal 5 at.% Os.

De a-Fe203 film met Os als toevoeging werd gedurende 3 uur bij een temperatuur van 200 tot 350°C in vochtig H2 gas gereduceerd om de 30 Fe3Ü4 film te vormen. De relatie tussen het Os gehalte en de ondergrens van de reductietemperatuur en de verzadigingsmagnetisatie is in figuur 5 aangegeven. De ondergrens van de reductietemperatuur nam met de toename van het Os gehalte af. Wanneer het Os gehalte 0,37 at.% bedroeg, werd de reductietemperatuur tot 250°C verlaagd. Wanneer het Os 35 gehalte de 0,37 at.% overschreed, werd een reductietemperatuur vanaf a-Fe2Ü3 naar Fe3Ü4 bij 225°C bereikt en daarna op constante waarde gehouden. Wanneer het Os gehalte 1 tot 2 at.% bedroeg, had de resulterende /-Fe203 film een verzadigingsmagnetisatie van maximaal 3500 Gauss· Wanneer het Os de 5 at.% overschreed, had de resulte-40 rende /-Fe203 film geen verbeterde verzadigingsmagnetisatie.

12

Daarom is bepaald dat het Os gehalte in het gebied van 0,37 tot 5 at.% moet liggen.

Gemeend werd dat de invloed van versnelling van de reductiereactie door het additieve Os de katalytische werking veroorzaakte teweeg ge-5 bracht doordat Os een kleinere ionisatieneiging dan die van ijzer heeft. De relatie tussen het Os gehalte en de coércitiefkracht van de y-Fe£03 film is in figuur 6 aangegeven. De samenstelling van de trefplaat bestond uit 98 at.% Fe - 2 at.% Co en 97,1 at.% Fe - 2,9 at.% legering. De tablet en het poeder van Os werden op hun plaats op de 10 trefplaat aangebracht. De y-Fe203 film werd vervaardigd door onder dezelfde omstandigheden reactief te sproeien. De co'ércitiefkracht was evenredig met het Os gehalte en het Co gehalte, en de maximale co-ércitiefkracht bedroeg ongeveer 2380 0e. De relatie tussen het Os gehalte en het Co gehalte en de co'ércitiefkracht kan als volgt zijn: 15 He 0C - 650 X [Os] + 170 X [Co] waarin [Os] = Os gehalte at.% [Co] = Co gehalte at.%

Van het additief Co alleen was bekend dat het in de bekende techniek een verbeterde co'ércitiefkracht leverde. Wanneer het Co gehalte 10 at.% 20 bedroeg, had de resulterende /-Ρβ2θ3 film een co'ércitiefkracht van 2000 0e.

Een zeer hoge coércitiefkracht werd daarom verkregen door de samengestelde toevoeging van Co en Os. Vervolgens werd een a-Fe2Ü3 film met toevoeging van 0,88 at.% Os vervaardigd door reactieve be-25 sproeiing onder toepassing van 99,9% Fe als trefplaat onder dezelfde omstandigheden, waarbij de resulterende a-Fe203 film gedurende 3 uur bij een temperatuur van 240°C in vochtig 1¾ gas werd gereduceerd om de Fe304 film te vormen. De op de substraatschijf neergeslagen, resulterende Fe304 film werd afgescheiden door vierkante stukken 30 van 8 mm x 8 mm af te snijden. Stukken van Fe304 film werden geoxideerd om de y-Fe2Ü3 film te vormen door middel van de zes volgende werkwijzen.

(1) De oxidatie werd uitgevoerd door gedurende 4 uur in lucht bij 280°C te verhitten zoals gebruikelijk.

35 (2) Een uitwendig magnetisch veld (4K0e) werd evenwijdig aan de

Fe304 film aangelegd en daarna weggenomen waarbij een toestand van restmagnetisatie naar de bepaalde richting werd behouden. De oxidatie van de Fe304 film wordt vervolgens uitgevoerd door een verhitting gedurende 4 uur bij 280°C in lucht teneinde de y-Fe2Ü3 film te 40 vormen.

13 (3) De oxidatie werd uitgevoerd door verhitting bij 215°C gedurende 4 uur in lucht teneinde een film in tussengelegen toestand tussen Fe3Ü4 en /-Fe203 te vormen. Vervolgens werd een uitwendig magnetisch veld evenwijdig aan het filmoppervlak aangelegd en vervolgens 5 weggenomen, waarna de film in een toestand van restmagnetisatie naar de bepaalde richting van het inwendige filmoppervlak werd gehouden. Opnieuw werd een hittebehandeling uitgevoerd door verhitting bij 280°C gedurende 4 uur in lucht.

(4) Oxidatie van de ^304 film werd uitgevoerd door verhitting 10 bij 280°C gedurende 4 uur in lucht teneinde het y-Fe2Ü3 te vor~ men. Hierna werd een uitwendig magnetisch veld (4 KOe) evenwijdig aan het filmoppervlak aangelegd en vervolgens weggenomen, waarna de film in de toestand van restmagnetisatie naar de bepaalde richting van het filmoppervlak werd gehouden. De hittebehandeling werd opnieuw uitge-15 voerd door verhitting gedurende 4 uur bij 280°C in lucht.

(5) Oxidatie van de Fe304 film werd uitgevoerd door verhitting gedurende 10 minuten in lucht bij 280°C terwijl een uitwendig magner tisch veld (4 KOe) evenwijdig aan het filmoppervlak werd aangelegd en vervolgens weggenomen, waarna de hittebehandeling werd uitgevoerd door 20 verhitting gedurende 4 uur in lucht bij 280°C.

(6) Oxidatie van de Fe^O^. film werd uitgevoerd door verhitting gedurende 4 uur in lucht bij 280°C, terwijl een uitwendig magnetisch veld (4 KOe) evenwijdig aan het filmoppervlak werd aangelegd. De door de hittebehandeling (1) gevormde film werd geïdentificeerd door 25 detectie van de reflectiepiek van (211), (210), en (110) van het door de /-Fe2Ö3 fase gekarakteriseerde superrooster door middel van elektronendiffractie. De magnetische eigenschappen van de /-Fe203 film gevormd door de zes boven genoemde soorten hittebehandeling zijn in tabel 2 als volgt aangeven: 30

Tabel 2 Magnetische eigenschappen van y-Fe203 methode van hitter magnetische eigenschappen behandeling He (0e) a S* 35 1 640 2,50 0,71 2 660 1,59 0,97 3 690 1,52 0,97 4 660 1,46 0,94 5 670 1,52 0,97 40 6 690 1,50 0,97 14

Aan de door methode (1) gevormde y-Fe203 film werd een magnetisch veld aangelegd voor het meten van een willekeurige richting.

Aan de door de methoden (2) tot (6) gevormde y-Fe£03 film werd een magnetisch veld aangelegd voor het meten van de bepaalde richting, 5 verkregen bij het aanleggen van het magnetische veld aan de film bij de methode van hittebehandeling. De door de hittebehandeling van de methoden (2) tot (6) verkregen y-Fe2Ü3 film werd bevestigd door de vergelijking met de door de methode (1) gevormde film om Hc, α en S* te verbeteren en om een rechthoekige hysteresislus te verkrijgen.

10 Voorbeeld 9

Een y-Fe203 film werd vervaardigd door reactieve besproeiing onder toepassing van 98 at.% Fe - 2 at.% Co legering als trefplaat met een diameter van 200 mm onder 8.10“^ Torr van een 50% Ar + 50% O2 gasmengsel bij een sproeivermogen van 1 kW op het met geanodiseerde 15 laag beklede Al legeringssubstraat. De resulterende a-Fe203 film had een dikte van 0,14 pm en een Os gehalte van 0,83 tot 2,13 at.%.

Twee soorten van a-Fe2Ü3 films werden vervolgens gedurende 3 uur bij 250°C in vochtig H2 gas gereduceerd teneinde de Fe304 film te vormen.

20 Een uitwendig magnetisch veld (4 KOe) werd evenwijdig aan het op pervlak van de film aangelegd en hierna weggenomen, teneinde een toe- · stand van restmagnetisatie te behouden, waarbij de FegO^. film gedurende 3 uur in lucht bij 300eC werd verhit teneinde de y-Fe2Ü3 film te vormen. Voor vergelijkingsdoeleinden werd een Fe3Ü4 film, 25 waaraan geen uitwendig magnetisch veld was toegevoerd, eveneens onder dezelfde genoemde omstandigheden verhit. De magnetische eigenschappen, zoals Hc, α en S*, van de y-Fe203 film zijn in tabel 3 aangegeven.

30 Tabel 3 Magnetische eigenschappen van y-Fe203 film

Monster magnetische eigenschappen

Hc (0e) α S* y-Fe2Ü3 film met toevoeging 35 0,83 at.% Os zonder magnetische hittebehandeling 1100 2,00 0,75 met magnetsiche hittebehandeling 1200 1,50 0,95 y-Fe203 film met toevoeging 2,13 at.% Os 40 zonder magnetische hittebehandeling 1800 1,50 0,82 15 met magnetische hittebehandeling 1960 1,34 0,94

De X“Fe203 film bevatte daarin 2 at.% Co. De Fej04 film behield een toestand van restmagnetisatie, en werd geoxideerd teneinde 5 de y-Fe203 film te vormen. De meting van de magnetische eigenschappen werd in een richting evenwijdig met de magnetisatierichting uitgevoerd. Beide monsters met magnetische hittebehandeling hadden in vergelijking met monsters zonder magnetische hittebehandeling een toename van 10% in de coërcitiefkracht Hc, een toename van 16 tot 26% in 10 S*, en een afname van 11 tot 25% in a, en hadden een goede rechthoekig heid van de hysteresislus.

Voorbeeld 10 99,9 at.% Fe met een 200 mm in diameter en als toevoeging Os als trefplaat werd besproeid door reactieve besproeiing onder toepassing 15 van een hoogfrequente raagnetronmethode onder 8.10”^ Torr van een gasmengsel van 50% Ar + 50% O2 bij een sproeivermogen van 1 kW om een Os bevattende a-Fe203 film op Al legeringsubstraat te vormen. Het substraat werd geanodiseerd om een AI2O3 laag op het oppervlak te vormen. Het substraat met een diameter van 210 mm werd tijdens de vor-20 ming van de sproeifilm gedraaid met een snelheid van 10 omw/min teneinde een uniforme verdeling van dikte te verkrijgen, waarbij de trefplaat gesproeid werd gedurende 34 minuten om een a-Fe203 film met een dikte van 0,17 pm op het substraat te vormen. Het Os gehalte werd door de hoeveelheid van op de trefplaat geplaatst Os poeder gestuurd.

25 a-Fe2Ü3 films die respectievelijk 0,37; 0,70; 1,5 en 2,6 at.% Os bevatten, werden gedurende 3 uur bij 250°C in vochtig H2 gas tot Fe3Ü4 film gereduceerd en hierna gedurende 4 uur in lucht bij 310°C verhit teneinde de /-Fe203 film te vormen. De substraat gevormde y-Fe2Ü4 werd afgescheiden door een stuk van 8 mm bij 8 mm af te 30 snijden. Een uitwendig magnetisch veld (4 KOe) werd evenwijdig aan het oppervlak van een stuk van y-Fe2Ü3 film aangelegd en hierna weggenomen teneinde een toestand van restmagnetisatie aan te houden, waarbij de film gedurende een uur in lucht bij 200°C werd verhit waarnaar als volgt met hittebehandeling wordt verwezen. De relatie tussen het Os 35 gehalte en de magnetische eigenschappen voor en na hittebehandeling zijn in figuur 7 aangegeven. Na de hittebehandeling vertoonde de X~Fe203 film een toename van Hc en S*, en een afname van a. Overeenkomstig de krommen A, B en C in figuur 7 werd de y-Fe2Ü3 film onderworpen aan een oxidatiebehandeling zoals bij boven aangegeven 40 voorbeelden (voor de hittebehandeling), en overeenkomstig de krommen D, 16 E en F in figuur 7 werd de /-Fe203 film aan een oxidatiebehande-ling onderworpen, waarbij verder de film aan een uitwendig magnetisch veld werd blootgesteld waarna vervolgens de hittebehandeling werd uitgevoerd.

5 De /-Fe203 film met toevoeging Co, Cu, en Ti vertoonde een S*=0,77, maar een y-Fe2Ü3 film met toevoeging meer dan 0,37 at.% Os volgens de uitvinding vertoonde een S*^0,84.

Voorbeeld 11

Een y-Fe203 film die 1,4 at.% Os bevatte vervaardigd volgens 10 de methode van voorbeeld 10 (99,9 at.% Fe trefplaat) werd gedurende 3 uur bij 250°C in vochtig 1¾ gas gereduceerd teneinde een Fe3Ü4 film te vormen, waarna de Fe3Ü4 film gedurende 4 uur in lucht bij 310°C werd verhit teneinde de y-Fe203 film te vormen. De substraat gevormde film werd afgescheiden door een stuk van 15 8 mm bij 8 mm af te snijden. Een uitwendig magnetisch veld (4 KOe) werd evenwijdig aan het oppervlak van de y-Fe203 film aangelegd en vervolgens weggenomen, teneinde een toestand van resmagnetisatie aan te houden, waarbij de film gedurende een uur in lucht bij een temperatuur van 110 tot 350eC werd verhit. De relatie tussen de hittebehande-20 Üngstemperatuur en de magnetische èigenschappen is in figuur 8 aangegeven. Wanneer de temperatuur van de hittebehandeling tot boven 150°C werd gevoerd, werden de magnetische eigenschappen van de resulterende y-Fe203 film zodanig beïnvloed dat een toename van Hc en van S* en een afname van α ontstond. Wanneer de temperatuur van de hittebehan-25 deling tot boven de 250°C werd gevoerd, werden de waarden van bovengenoemde magnetische eigenschappen ongeveer constant.

Voor de hittebehandeling werd een uitwendig magnetisch veld van verschillende intensiteit aan de film aangelegd. Een hit tebehandeling werd uitgevoerd door gedurende een uur in lucht bij 250°C 30 te verhitten. De relatie tussen het aan de film aangelegde, uitwendige magnetische veld en de magnetische eigenschappen na de hittebehandeling zijn in figuur 9 aangegeven. Het uitwendige magnetische veld genormaliseerd door de co’ércitiefkracht Hc van de y-Fe2Ü3 film is voor de hittebehandeling aangegeven. Wanneer de waarde van het door Hc genorma-35 liseerde, uitwendig magnetische veld groter wordt dan 0,5, wordt een verbetering van de co'ércitieve rechthoekigheid van de hysteresislus van het y-Fe2Ü3 filmmedium verkregen. Wanneer de waarde van het uitwendige magnetische veld groter werd dan 2, bereikten magnetische eigenschappen, zoals Hc, S* en a, een constante waarde. Zoals aangege-40 ven in de voorbeelden 8 tot 11 is de aan de magnetische hittebehande- _ , «„· V> , ’ 17 ling onderworpen y-F&2^3 fH™ een magnetische anisotropie gegeven. Dit verschijnsel echter kan niet in de y-Fe£03 film die zoals gewoonlijk Co, Cu en Ti bevatte, gedetecteerd worden. Dit kon alleen merkbaar in de die Os bevatte, waargenomen worden.

5 Deze magnetische anisotropie werd enigszins beïnvloed door de toe stand van sproeien en afname van de hittebehandeling, dat wil zeggen de samenstelling van de sproei-atmosfeer lag een gebied van 100% 02 tot 90% Ar + 10% O2 onder 2 . 10“3 tot 8.10"^ Torr. Het tempera-tuurgebied van de reductiehittebehandeling liep van 225 tot 300eC gedu-10 rende een uur om de ^304 te vormen, waarna Fe3Ü4 of y-Fe2Ü3 of een tussentoestand tussen deze beide verkregen werd door verhitting in een magnetisch veld of door verhitting in toestand van restmagnetisatie. Een )Μ?β2θ3 film kon verkregen worden waaraan in bepaalde richting een magnetische anisotropie werd gegeven.

15 Voorbeeld 12

Fe304 film met toevoeging van 0,88 at.% Os werd vervaardigd * onder dezelfde omstandigheden als die van voorbeeld 8. Teneinde de Fe3Ü4 film naar de omtreksrichting van de schijf te magnetiseren werd een magnetische kop van het Winchester type boven de draaiende 20 schijf bewogen in radiale richting terwijl de Fe3Ü4 film door het magnetische veld van de door gelijkstroom gemagnetiseerde kop gemagnetiseerd werd.

De kop had een kernbreedte van 370 pm, een spleetlengte van 0,4 ym en een aantal spoelwindingen van 12. Wanneer de kop met een relatieve 25 snelheid van 8,5 m/s werd toegepast, werd de kop bewogen met een kop^-mediumaf stand van 0,18 ym. Als kopmat er iaal werd Mn-Zn ferriet toegepast. De schijf werd in omtreksrichting over een gebied van 190 mm tot 200 mm in diameter van de schijf gemagnetiseerd onder toepassing van de door 50 mA gelijkstroom gemagnetiseerde kop. Deze schijf werd 30 gedurende 4 uur in lucht bij 310°C geoxideerd teneinde een /-Fe203 filmschijf te verkrijgen.

De lees/schrijfeigenschappen van deze schijf werden gemeten door dezelfde kop gemagnetiseerd door toevoer van gelijkstroom en bij der-zelfde kop-mediumafstand. Twee posities van de schijf werden gemeten 35 bij een diameter van 195 mm waarbij gelijkstroom voor magnetisatie werd toegevoerd, en bij een diameter van 160 mm zonder magnetisatie in de y-Fe2Ü3 filmschijf. De meetresultaten van deze lees/schrijfeigenschappen zijn in tabel 4 aangegeven.

tr ‘ <· 18

Tabel 4 Meetresultaten van de lees/schrijfeigenschappen

Meetpositie 195 mmji 160 mmó geïsoleerde puls terugleesamplitude (mV)3,33 2,90 5 registratiedichtheid (FRPM) 1200 1088 overschrijfeigenschappen (dB) -37 -32 signaal-ruisverhouding (dB) 48 46

Zoals in tabel 4 is aangegeven had de /-Fe203 film een mag-10 netische anisotropie in de omtreksrichting van de schijf (195 nm in diameter) die in vergelijking met de zonder magnetisatie (160 mm in diameter) verschafte /-Fe2Ο3 film met een verbetering in registratiedichtheid (D50) van 112 FRPM (flux reversal per millimeter), een geïsoleerde puls terugleesamplitude van 0,38 mV, een overschrijfka-15 rakteristiek van -5 dB, en een signaal-ruisverhouding van 2,0 dB. De uitstekende signaal-ruisverhouding is hierop gebaseerd dat de diameter van de kristalkorrel fijn was en verschillende honderden angstroms groot was. Wanneer er geen Os toegevoegd was, groeide de kristalkorrel tot ongeveer 1000 angstrom aan bij de reductieve hittebehandeling en 20 oxidatieve hittebehandeling. Derhalve verhindert de Os toevoeging de aangroei van de korrel.

De "geïsoleerde pulsterugleesamplitude" wil zeggen de amplitude van de uitgangspuls bij lage registratiedichtheid in het geval van niet-beïnvloede aangrenzende puls.

25 De grootheid "D50" wil zeggen de registratiedichtheid wanneer de terugleesamplitude afgenomen is tot de helft van de geïsoleerde pul sterug leesamplitude.

De "overschrijfkarakteristieken" wil zeggen dat het magnetische medium eerst 200 FRPM pulsen registreert, daarna 900 FRPM pulsen op de-30 zelfde spoor registreert, en vervolgens in het frequentiespectrum van de terugleesamplitude een 900 FRPM component tot 200 FRPM componentver-houding vertoont. De "signaal-ruisverhouding" wil zeggen een verhouding van halve spanning van de terugleespulsamplitude in de registratiepuls van 1130 FRPM's, waarbij de effectieve waarde van de ruisspanning bere-35 kend is als de ruis die alleen door het medium veroorzaakt wordt.

In vergelijking met de lees/schrijfeigenschappen van /-Fe203 film met toevoeging Co, Ti en Cu omvatten de magnetische eigenschappen van /-Fe2Ü3 film met 2 at.% Co - 2 at.% Ti - 1,5 at.% Cu een restmagnetisatie van 2500 Gauss, een α van 2,0, een S* van 0,78 en een 40 Hc van 650 Oe. De )Μ?β2θ3 film met een dikte van 0,17 ym had een 19 geïsoleerde pulsterugleesamplitude van 2,9 mV, een registratiedichtheid van 1020 FRPM, een overschrijfkarakteristiek van -30 dB en een signaal-ruisverhouding van 43 dB. Daarom zijn de lees/schrijfeigenschappen van X-Fe2Ü3 film met toevoeging Os volgens de uitvinding 5 beter dan die van /-Fe203 film met toevoeging Co, Ti en Cu zowel voor als na de hittebehandeling.

Voorbeeld 13

Een /-Fe203 film met toevoeging 1,5 at.% Os werd vervaardigd onder dezelfde omstandigheden als die aangegeven in voorbeeld 10. Deze 10 a-Fe£03 film met toevoeging Os werd gedurende 3 uur bij 225°C in vochtig Ü2 gas gereduceerd teneinde de Fe3Ü4 film met toevoeging Os te vormen, waarna de Fe3Ü4 film gedurende 4 uur in lucht bij 310°C werd verhit teneinde de /-Fe203 film met toevoeging Os te vormen. De substraat neergeslagen /-Fe203 film werd afgescheiden 15 door een vierkant stuk van 8 mm bij 8 mm af te snijden en een uitwendig magnetisch veld (4 KOe) werd evenwijdig aan het filmoppervlak aangelegd en vervolgens weggenomen teneinde een toestand van restmagnetisatie aan te houden, waarbij het stuk gedurende een uur in lucht bij 200°C werd verhit teneinde de hittebehandeling uit te voeren. De temperatuurafhan-20 kelijkheid van Hc voor en na de hittebehandeling is in figuur 10 aangegeven, waarin de G kromme de hittebehandeling van de /-Fe203 film met toevoeging van 1,5 at.% Os aangeeft, waarin de H kromme de hittebehandeling van de /-Fe203 film met toevoeging van 1,5 at.% Os na hittebehandeling aangeeft eveneens in vergelijking met de /-Fe203 25 film met toevoeging van 4,8 at.% Co zoals weergegeven door de kromme I in figuur 10.

De y-Fe2Ü3 film met toevoeging van 4,8 at.% Co werd vervaardigd onder dezelfde omstandigheden als die aangegeven in voorbeeld 10 behalve dat de Co tablet op de trefplaat van ijzer was geplaatst en de 30 reductie van de a-Fe2Ü3 film bij 300°C werd uitgevoerd teneinde Feg04 film te vormen.

Zoals duidelijk uit figuur 10 blijkt werd Hc verkregen met dezelfde waarde bij kamertemperatuur maar onafhankelijk van het feit of de hittebehandeling wel of niet werd uitgevoerd, was de temperatuurafhan-35 kelijkheid van Hc van de y-Fe2Ü3 film met toevoeging Os kleiner dan die van y-Fe2Ü3 film met toevoeging Co. De temperatuurafhankelijkheid van de magnetische eigenschappen, zoals S*, en de verzadi-gingsmagnetisatie behalve Hc konden niet onderling met verschil waargenomen worden en vertoonden op dezelfde wijze de drie bovengenoemde 40 soorten film.

*1 ' * 20

De co'érci ti e f kr ac ht was een magnetische eigenschap die een grote invloed had op de registratiedichtheid.

Het is noodzakelijk om de temperatuurafhankelijkheid van Hc zo min mogelijk voor het schijfmedium te verlagen teneinde de thermische 5 demagnetisetie van het signaal door de toename van temperatuur af te doen nemen. y-Fe2Ü3 film met een kleine temperatuurafhankelijkheid en een toename van He door Os was gunstiger dan y-Fe203 film met toevoeging Co.

Voorbeeld 14 10 Een a-Fe203 film met toevoeging van 2,3 at.% Os, 0,5 at.% Ru, en 4,0 at.% Co werd vervaardigd onder dezelfde omstandigheden als die aangegeven in voorbeeld 9 behalve dat de tablet van Os, Co en Ru op een 98 at.% Fe - 2 at.% Co legeringstrefplaat was geplaatst. De resulterende <x-Fe203 film werd gedurende 3 uur bij 250°C in vochtig H2 gas 15 gereduceerd om de Fe304 film te vormen. De substraat gevormde

Fe3Ü4 film werd afgescheiden door een vierkant stuk van 8 mm bij 8 mm af te snijden. Een uitwendig magnetsich veld (4 KOe) werd evenwijdig aan het filmoppervlak aangelegd en daarna weggenomen teneinde een toestand van restmagnetisatie aan te houden. Vervolgens werd de Fe3Ü4 20 film gedurende 3 uur in lucht bij 300°C verhit teneinde de y-Fe2Ü3 film te vormen.

De door verhitting in lucht zonder magnetische hittebehandeling verkregen y-Fe2Ü3 film had een Hc van 2380 Oe, een S* van 0,84 en een α van 1,8 voor wat betreft de magnetische eigenschappen. De 25 y-Fe2Ü3 film met magnetische thermische verhitting had een Hc van 2600 0e, een S* van 0,95 en een α van 1,4 als eigenschappen van de evenwijdige richting naar het filmoppervlak als gevolg van het uitwendige magnetsiche veld voor de hittebehandeling. Een y-Fe203 film met toevoeging Os, Ru en Co vertoonde hetzelfde effect van magnetisa-30 tiebehandeling evenals een y-Fe203 film met alleen toevoeging Os.

Voorbeeld 15

Een y-Fe2Ü3 film met toevoeging 0,2 at.% Os, 0,5 at.% Ru, en 1,5 at.% Co werd vervaardigd door reactieve besproeiing onder de onr-35 standigheden zoals aangegeven in tabel 5.

4 21

Tabel 5 Omstandigheden, bij vervaardiging van /-Εβ£θ3 film met toevoeging Os-Ru-Co 5 tref plaat tabletten van Co, Os en Ru met 10 mm diameter werden geplaatst op een ijzerplaat met 100 mmji methode van sproeien D.C. sproeien

sproeivermogen 150 W

10 sproeitijd 70 minuten (gevormd met filmdikte van 0,17 ym) atmosfeer 50% Ar + 50% 0£ reductie bij 250°C gedurende 2 uur in vochtig Ïï£ gas oxidatie bij 300eC gedurende 2 uur in lucht monster 1 was gemagnetiseerd door 4 KOe 15 uitwendig magnetisch veld voor oxidatie monster 2 was niet gemagnetiseerd

Een Al legeringsubstraat was bekleed met een geanodiseerde oxide-laag (alumiet) en had een diameter van 210 mm. De substraatschijf werd 20 tijdens de vorming van de sproeifilm met een snelheid van 10 omw/min gedraaid teneinde de verdeling van de dikte naar de omtreksrichting van de schijf toe te vereffenen. Na de reductie van de sproeifilm (a-Fe£03) tot de ^304 film, werd het substraat afgescheiden door een vierkant stuk van 8 mm bij 8 mm af te snijden, waarbij een 25 uitwendig magnetisch veld (4 KOe) evenwijdig aan het filmoppervlak werd aangelegd en vervolgens weggenomen om een toestand van restmagnetisatie aan te houden. Het stuk werd in lucht geoxideerd om de y-Fe£03 film te vormen overeenkomstig het monster 1. Een y-Fe£03 film verkregen door oxidatie zonder de bovengenoemde magnetische hittebehanr-30 deling wordt als monster 2 genoemd.

De magnetische eigenschappen van deze monsters 1 en 2 zijn in tabel 6 aangegeven.

.......Λ m/ \ 22

Tabel 6 Magnetische eigenschappen van )Μ?β2θ3 film met toevoeging van 0,2 at.% Os, 0,5 at.% Ru en 1,5 at.% Co 5 monster 1 monster 2 richting parallel aan uitwendig magnetisch veld verzadigingsmagnetisatie 4 Ms (Gauss) 3500 3500 10 Co'ércitiefkracht (0e) 600 540 S* 0,92 0,62 α 1,5 2,2

Een magnetisch veld voor de meting werd in evenwijdige richting 15 met het magnetische veld van 4 KOe voor de hittebehandeling van het monster 1 aangelegd. Het magnetische veld van monster 2 werd in willekeurige richting ten opzichte van het oppervlak van de film aangelegd. Het monster 1 had in vergelijking met het monster 2 een toename van Hc en van S* en een afname van α en een toename in de rechthoekigheid van 20 de hysteresislus. Een dergelijk effect kan waargenomen worden in een y-Ee2Ü3 film waaraan alleen Os of Os en Co is toegevoegd.

Een y-Fe2Ü3 film met toevoeging van 0,7 at.% Os en y-Fe2Ü3 film met toevoeging van 0,2 at.% Os, 0,5 at.% Ru en 1,5 at.% Co werden vervaardigd door middel van dezelfde methode van tabel 5 25 behalve dat een trefplaat van ijzer met Os tabletten daarop werd gebruikt.

Een evaluatie van de slijtage-eigenschappen werd uitgevoerd door meting met behulp van een oppervlakte ruwheidstester op de slijtage-diepte (pm) van het oppervlak van de schijf.

30 De test werd uitgevoerd door een Mn -Zn ferreitbal met een diame ter van 2,29 mm aan te drukken op de schijf die met een relatieve snelheid van 1 m/sec werd gedraaid en duizend maal moest voorbij gaan, waarna de slijtagediepte met de geschikte methode werd gemeten. De relatie tussen de ferrietbalbelasting en de slijtagediepte is in figuur 35 11 aangegeven. Zoals duidelijk uit figuur 11 blijkt, had de film met toevoeging van 0,2 at.% Os, 0,5 at.% Ru, en 1,5 at.% Co (waarnaar met kromme K verwezen wordt) in vergelijking met de film met toevoeging 0,7 at.% Os (waarnaar met kromme J wordt verwezen) een afname in slijtagediepte van ongeveer 20% en een toename in filmsterkte. Verwacht wordt 40 dat een afname van de kop-mediumafstand van de kop mogelijk is bij een - ......

• t 4 4 23 hoge registratiedichtheid en een toename van de waarschijnlijkheid van incidentele aanraking tussen de kop en het medium. Gemeend wordt dat de toename van mediumsterkte de resistieve kracht tegen een dergelijk voorval vergroot.

«

Claims (12)

1. Magnetische film van y-Fe203 vervaardigd op een substraat door reactieve sproeibewerking, waarbij als toevoegingmetaal in wezen tenminste een element gekozen wordt uit de groep van Pd, Au, Pt, Bh,

2. Magnetische film van y-Fe2Ü3 volgens conclusie 1, waarin als toevoegingsmetaal Pd is genomen in een gebied van 0,5 tot 4,5 at · %.

3. Magnetische film van /-Fe203 volgens conclusie 1, waarin 10 als toevoegingsmetaal Ru is genomen in een gebied van 0,4 tot 4,5 at.%.

4. Magnetische film van y-Fe203 volgens conclusie 1, waarin als toevoegingsmetaal Os is genomen in een gebied van 0,37 tot 5 at.%.

5. Magnetische film van y-Fe203 volgens conclusie 1, waarin 15 als toevoegingsmetalen Os in een gebied van 0,83 tot 3 at.% en Co in een gebied van 2 tot 2,9 at.% is genomen.

5 Ag, Ru, Ir, Os.

6. Magnetische film van y-Fe203 volgens conclusie 1, waarin als toevoegingmetalen Os in een gebied van 0,2 tot 2,3 at.% en 0,5 at.% Ru en Co in een gebied van 1,5 tot 4,0 at.% zijn genomen.

7. Magnetische film van y-Fe203 volgens conclusie 1, waarin als toevoegingsmetaal een element is gekozen uit de groep van Au, Pt in een gebied van 0,5 tot 3 at.%.

8. Magnetische film van y-Fe2Ü3 volgens conclusie 1, waarin als toevoegingsmetaal een element is gekozen uit de groep van Ag, Ir en 25 Rh in een gebied van 0,5 tot 2 at.%.

9. Werkwijze voor het vervaardigen van y-Fe2Ü3 film met toevoeging van een edelmetaalelement omvattende het vormen van a-Fe2Ü3 film onder toepassing van een ijzerlegeringstrefplaat met toevoeging van tenminste een element gekozen uit de groep van Pd, Au, Pt, Rh, Ag,

30 Ru, Ir, Os als toevoeging door reactieve sproeibewerking in een 50% Ar + 50% O2 gasmengsel op de met AI2O3 laag beklede Al legerings-schijf, het reduceren van de a-Fe2Ü3 film in vochtig waterstofgas door verhitting teneinde de Fe304 film met toevoeging van het toevoegingsmetaal te vormen, en het oxideren van de Fe3Ü4 film in 35 lucht door verhitting teneinde de y-Fe203 film met toevoeging van het toevoegingsmetaal te verkrijgen.

10. Werkwijze voor het vervaardigen van y-Fe2Ü3 film volgens conclusie 9, waarin het toevoegingsmetaal Os is, verder gekenmerkt door het aanleggen van een uitwendig magnetisch veld aan de film voor de 40 oxidatie van de Fe304 film tot de y-Fe203 film. -v "* ·» · - ^ 0 * ί * 25

11. Werkwijze voor het vervaardigen van y-Fe2C>3 film volgens conclusie 9, waarin het toevoegingsmetaal Os is, verder gekenmerkt door het aanleggen van een uitwendig magnetisch veld aan de film na de oxidatie van de £^304 film tot de /-Fe203 film, en het hierna 5 aan een hittebehandeling onderwerpen van de y-Fe2Ü3 film.

12. Werkwijze voor het vervaardigen van )f-Fe203 film volgens conclusie 9, waarin het toevoegingsmetaal Os is, met het kenmerk dat de oxidatie van de F6304 film uitgevoerd wordt door verhitting in lucht terwijl een uitwendig magnetisch veld aan de Ρββθ4 film wordt 10 aangelegd. ********