Способ изготовления носителя магнитной записи

 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при изготовлении носителей магнитной записи. С целью увеличения разрешающей способности, повышения надежности и упрощения технологии, очищают поверхность основы от масел и окислов, одновременно осаждают на основу немагнитный сплав Ni - P, магнитный слой и ультрадисперсные полифазные частицы. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике магнитной записи, и может быть использовано для создания носителей магнитной записи для барабанов и дисков.

Известен способ изготовления дисков для магнитной записи (заявка Японии N 48-21882, кл. G 11 B 5/82, опубл. 02.07.73), при котором на алюминиевый диск наносятся промежуточный немагнитный слой высокой твердости, а затем магнитный слой. Однако полученный магнитный слой не обладает достаточной равномерностью, а порошковая его структура имеет относительно низкую объемную плотность упаковки магнитных частиц (менее 50%).

Известен также способ (патент CША N 4808455, кл. G 11 B 5/82, опубл. 28.02.89 г. приор. 20.11.85, N 60-260788 (Япония), при котором на керамическую основу наносят стекло. Затем его глазируют либо напыляют дополнительный слой стекла. Полученный слой стекла полируют водной суспензией тонкодисперсных порошков Fe₂O₃, MgO, Al₂O₃ с размером частиц менее 0,1 мкм. После этого формируют рабочий и защитный слои. В этом способе поверхность основы характеризуется высокими значениями модуля упругости и твердостью, большей твердости слоя Ni-P, имеющегося в структуре дисков на алюминиевой основе. Однако для реализации данного способа требуется сложное технологическое оборудование (вакуумные камеры с генераторами плазмы для напыления, печи для обжига керамики и глазирования стекла и т.п.).

Кроме того, известен способ (патент США N 4816334, кл. G 11 B 5/71, опубл. 28.03.89, приор. 04.04.86 г. N 61-77735 (Япония)), при котором на жесткую основу с тонким рабочим слоем наносят защитный слой углерода, а затем еще один защитный слой толщиной 0,3-30 мкм из фторорганического соединения. Второй защитный слой формируется осаждением из газовой фазы. Изготовленный по данному способу носитель отличается высокой надежностью и низким коэффициентом трения. Однако в данном способе наличие защитных слоев уменьшает разрешающую способность носителей магнитной записи. Уменьшение разрешающей способности носителя магнитной записи происходит по причине оттеснения магнитного слоя носителя в область малых градиентов поля записывающей головки защитным покрытием. Для реализации этого способа требуется сложное технологическое оборудование.

Известны также способы изготовления носителей магнитной записи, надежность которых повышают за счет получения в слое Ni-P текстурированной поверхности. Операция текстурирования представляет собой нанесение регулярных микронеровностей (например, царапин, бугорков, лысок) на поверхности подслоя. Необходимость ее вызвана тем, что в нерабочем состоянии магнитная головка опущена на поверхность диска. В момент разгона диска до нормальной частоты вращения (или наоборот, торможения при выключении) появляется сильный адгезионный износ рабочего слоя из-за высокой чистоты его поверхности и поверхности магнитной головки. Кроме того, кратковременные контакты носителя и головки возможны в процессе работы. Текстурирование подслоя позволяет исключить адгезионную составляющую износа. Так, например, известна обработка немагнитного слоя (патент США N 4829799, кл. В 21 D 53/00, опубл. 16.05.89, приор. 28.12.85 г. N 06-29597 (Япония)) после того, как он был методом химического осаждения нанесен на основу из сплава алюминия. После этого основу помещают в пресс, в котором на гладких поверхностях пуансонов создана некоторая текстура. В процессе прессования создается текстура подслоя.

Недостатками этого способа являются сложность технологического оборудования и низкий выход годных из-за внесения дефектов в подслой при обработке прессованием.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и по технологии является способ изготовления магнитного носителя (патент США N 4659605, кл. Н 01 F 10/22, 1987), включающий в себя изготовление основы из алюминиевого сплава, очистку поверхности основы от масел и оксидов, нанесение на нее слоя цинка, химическое осаждение немагнитного сплава Ni-P, полировку и очистку поверхности слоя Ni-P, химическое осаждение магнитного слоя Со-Р, осаждение защитного антифрикционного слоя.

Недостатками данного способа являются сложность технологического оборудования из-за необходимости вакуумного нанесения антифрикционного слоя, ухудшение разрешающей способности из-за наличия защитного антифрикционного слоя и низкая надежность носителя из-за отсутствия текстуры подслоя.

Итак, все современные аналоги имеют дорогостоящую и сложную технологию, так как для получения различных слоев носителя магнитной записи требуются вакуумные камеры с генераторами плазмы, печи для обжига керамики и глазирования стекла, мощные прессы и т.п.

Заявленный способ имеет с прототипом пять общих операций (изготовление основы из алюминиевого сплава, очистка поверхности основы от масел и оксидов, химическое осаждение немагнитного сплава Ni-P, химическое осаждение магнитного слоя Со-Р), которые осуществляются по простой технологии. Последняя операция в прототипе нанесение защитного антифрикционного слоя. Защитный слой, как правило, состоит из углерода, а он может наноситься только путем напыления в вакуумной камере, что усложняет технологию получения носителя записи. Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в том, чтобы создать простой технологический процесс получения носителя магнитной записи, обеспечив при этом высокие технические параметры носителя.

При осуществлении изобретения технический результат будет заключаться в увеличении разрешающей способности носителя, повышении надежности и упрощении способа.

Технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления носителя магнитной записи, включающем очистку поверхности основы от масел и оксидов, химическое осаждение немагнитного сплава Ni-P, полировку и очистку слоя Ni-P, химическое осаждение магнитного слоя, одновременно с химическим осаждением немагнитного сплава Ni-P и магнитного слоя осаждают ультрадисперсные частицы. Эти частицы имеют средний размер 50-100 и состоят из ядра и окружающей его оболочки. Оболочка частицы включает в себя материал ядра с оборванными и нарушенными связями, остатки продуктов синтеза и т.п. Например, частицы ультрадисперсного синтетического взрывного алмаза продукта УДА-В ТУ 84-1124-87 имеют центральное ядро с кристаллической структурой алмаза и оболочку, представляющую собой обрывки структур углерода. В твердой фазе этого продукта содержится не менее 85 мас. алмаза и 15% остатков углеродных связей.

Введение ультрадисперсных полифазных частиц в подслой и рабочий слой носителя магнитной записи в науке и технике не обнаружено.

Отличительными признаками изобретения является то, что одновременно с химическим осаждением немагнитного сплава Ni-P и магнитного слоя осаждают ультрадисперсные полифазные частицы. Данные отличительные признаки являются достаточными во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны. Между достигаемым техническим результатом и совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения существует причинно-следственная связь. Так, в заявляемом способе благодаря одновременному осаждению подслоя Ni-P и ультрадисперсных частиц твердость получаемого подслоя повышается в 2-3 раза по сравнению с подслоем, не содержащим частицы. При этом за счет повышенной твердости подслой хорошо полируется, и шероховатость поверхности можно довести до 0,0025.0,005 мкм. В результате полировки подслоя, содержащего ультрадисперсные частицы, возникает новое качество: на поверхности подслоя получается микрорельеф, соответствующий требованиям к текстуре диска. Микрорельеф образуется вследствие того, что при полировке в первую очередь удаляются участки 4 (фиг. 1), имеющие меньшую твердость, чем ультрадисперсные частицы. Среднее отклонение профиля поверхности при этом остается весьма малым: Ra 0,0025.0,005 мкм, а требуемая текстура получается за счет наличия пиков со средней высотой Rt0,02.0,08 мкм.

Технический результат от повышенной микротвердости подслоя и созданной текстуры заключается в увеличении надежности носителя записи, который выдерживает большее число старт-стопных циклов.

Кроме того, в заявленном способе благодаря одновременному осаждению магнитного слоя и ультрадисперсных полифазных частиц сферической формы размером 50-100 магнитный слой имеет однородную структуру и высокую твердость.

Таким образом, получен новый технологический процесс. Технология процесса предполагает только химическое осаждение. Не нужно применять сложное оборудование: вакуумные камеры для напыления слоев, термические печи для отжига, прессы для получения текстуры и т.п. Износостойкость рабочего слоя повысилась как за счет увеличения твердости этого слоя, так и за счет получения повышенной твердости подслоя Ni-P с образованием на нем текстуры. Заявленный способ не предусматривает формирования защитного антифрикционного слоя, так как антифрикционные и антикоррозийные свойства обеспечиваются оболочками полифазных частиц, которые распределены в структуре рабочего слоя. Поэтому снижается истирание магнитных головок, а благодаря тому, что головки располагаются ближе к магнитному слою, повышается разрешающая способность носителя магнитной записи.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен подслой Ni-P с ультрадисперсными полифазными частицами: 1 ультрадисперсные частицы, 2 твердый подслой, 3 основа из алюминиевого сплава, 4 участки поверхности, прежде всего удаляемые при шлифовке.

Пример реализации способа.

Операции подготовки поверхности основы носителя магнитной записи и полировки не отличаются от известных.

Нанесение подслоя Ni-P с ультрадисперсными полифазными частицами алмаза типа УДА-В, ТУ 84-1124-87 производится из электролита следующего состава, г/л: NiSO₄ x 7H₂O 20 NaH₂PO₂ x H₂O 20 Тиомочевина 0,0015 Кислота борная 15 Кислота молочная 40% мл/л 40 Продукт УДА-В 0,5 (твердой фазы) Кислотность раствора 3,0, рабочая температура 80^оС, время осаждения 2 ч.

Осаждение рабочего магнитного слоя с ультрадисперсными полифазными частицами алмаза УДА-В производятся из электролита следующего состава, г/л: CoCl₂ x 6H₂O 30 NaH₂PO₂ x H₂O 20 NH₄Cl 50 Лимонная кислота 20 NaOH 60 Продукт УДА-В 0,5 (твердой фазы) Кислотность равна 11, рабочая температура 92^оС, время осаждения 2 мин.

Эффективность заявляемого способа по отношению к прототипу выражается в том, что повышается разрешающая способность магнитной записи благодаря тому, что магнитная головка находится ближе к магнитному слою. Упрощена технология, так как нет напыления, а применяется только химическое осаждение.

Увеличена надежность носителя за счет наличия текстуры подслоя. При этом антикоррозионные и антифрикционные свойства у носителя, изготовленного по заявляемому способу, не хуже, чем у прототипа.

В качестве базового объекта выбран носитель магнитной записи, изготовленный по технологии ПО "Сигма" (г. Паневежис, Литва). Носитель имеет твердый подслой из сплава Ni-P с текстурой, получаемой на специальной установке, рабочий слой (оба слоя получены химическим способом) и защитный, полученный окислением части рабочего слоя. Толщина защитного слоя составляет 0,06.0,1 мкм. Предлагаемый способ изготовления более прост и обеспечивает повышенный на 5-10% выход годных за счет получения текстуры подслоя при полировке, а также отсутствия операции получения защитного слоя. Надежность носителя, изготовленного по заявляемому способу, не хуже, чем у базового, антикоррозионные и антифрикционные свойства обеспечиваются за счет ультрадисперсных частиц в рабочем слое.

Повышение разрешающей способности носителя обеспечивается меньшим расстоянием между магнитной головкой и рабочим слоем по сравнению с базовым объектом.

Расстояние от головки до поверхности рабочего слоя составляет 0,25 мкм, для заявляемого оно снижено до 0,15 мкм. Тем самым разрешающая способность у носителя, изготовленного по заявленному способу, повышена в 1,23 раза (при толщине рабочего слоя 0,06 мкм).

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ, включающий очистку поверхности основы от масел и оксидов, химическое осаждения немагнитного сплава Ni P, полировку и очистку слоя Ni P, химическое осаждение магнитного слоя, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности носителя, повышения надежности и упрощения способа, одновременно с химическим осаждением немагнитного сплава Ni P и магнитного слоя осаждают ультрадисперсные полифазные частицы.

РИСУНКИ

Рисунок 1