Johdanto
Magneettiset tallennusmateriaalit viittaavat magneettisten ominaisuuksien ja magneettisten vaikutusten käyttöön kuvien syöttämiseen (kirjoittamiseen), tallentamiseen, tallentamiseen ja tulostamiseen (lukemiseen),
digitaaliset Ja muut tiedot magneettisista materiaaleista. Jaettu magneettisiin tallennusvälinemateriaaleihin ja magneettipään materiaaleihin. Ensimmäinen suorittaa pääasiassa tiedon tallennus- ja tallennustoiminnot, kun taas jälkimmäinen lähinnä tietojen kirjoitus- ja lukutoiminnot.
Fysiikassa näitä tuotteita kutsutaan magneettisiksi tallennusvälineiksi (magneettijauhetta pidetään vain magneettisena tallennusmateriaalina). Näiden tuotteiden kulutusrakenteessa teipin osuus on suurin (ks. taulukko). Magneettisella tallennuksella on korkea tallennustiheys, vakaus ja luotettavuus, toistuva käyttö, vaihteleva aikakanta, laaja tallennettava taajuusalue sekä nopea tiedon kirjoitus- ja lukunopeus. Sitä käytetään laajalti lähetyksissä, elokuvissa, televisiossa, koulutuksessa, sairaanhoidossa, automaattisessa ohjauksessa, geologisessa etsinnässä, elektronisessa tietojenkäsittelytekniikassa, armeijassa, ilmailussa ja jokapäiväisessä elämässä.
Historiallinen kehitys
Magneettinauhan prototyyppi ilmestyi jo vuonna 1857. Tuolloin käytettiin teräsnauhaa, jonka leveys oli 3 mm ja paksuus 0,05 mm. Vuonna 1898 tanskalainen W. Pearson keksi käytännöllisen magneettitallentimen. Tallennusmateriaalina käytettiin hiiliteräslankaa, jonka halkaisija oli 1 mm. Jatkuvan parantamisen jälkeen DC bias -kone ilmestyi vuonna 1907, mikä loi perustan magneettisen tallennustekniikan monipuoliselle kehitykselle. Tieteen ja tekniikan sekä elektroniikkateollisuuden kehittyessä magneettista tallennustekniikkaa ja -laitteita on jatkuvasti kehitetty, ja myös magneettisia tallennusmateriaaleja on kehitetty vastaavasti. Vuonna 1928 saksalainen J.A. O'Neill teki ensimmäistä kertaa paperipohjaista teippiä nopeudella 76,2 cm/s. Siitä lähtien teippi on tullut käytännön käyttöön. Sen jälkeen kun Kenzo Nagai keksi AC-biasointimenetelmän vuonna 1938, magneettista tallennustekniikkaa on kehitetty edelleen, nauhan suorituskykyä on tuotu peliin ja vaikutusta on parannettu merkittävästi. Toisen maailmansodan aikana Euroopan ja Amerikan maat opiskelivat salaa magneettista tallennustekniikkaa sotilaallisiin tarpeisiin ja edistyivät suuresti. Uusia teknologioita ja laitteita, kuten rengasmagneettipäät ja vaihtovirtabiasointimenetelmät, ilmestyivät. M. Kanlas valmisti vuonna 1947 Yhdysvalloissa γ-Fe2O3:a, joka tarjosi laajan valikoiman materiaalilähteitä erilaisten tallennusmateriaalien valmistukseen, ja sitä käytetään edelleen erilaisten rautaoksidimagneettisten jauheiden valmistukseen. Japanilainen Tokyo Telecommunications Industry Corporation (nykyisin Sony Corporation) ja japanilainen Tohoku Metal Corporation kehittivät menestyksekkäästi nauha-asemia ja muovinauhapohjaisia nauhoja vuonna 1950 ja 1952. Vuonna 1953 yhdysvaltalainen Reeves Brothers kehitti menestyksekkäästi polyesteriteippipohjaisen teipin, joka on edelleen laajassa käytössä. Vuonna 1963 samaan aikaan syntyi hollantilaisen Philips-yhtiön kasettinauha, joka aiheutti perustavanlaatuisen muutoksen tekniikassa ja kehittyi videotallenteeksi. Vuonna 1960 japanilainen Shunichi Iwato keksi metallimagneettisen jauheen. Vuonna 1966 yhdysvaltalainen DuPont-yhtiö kehitti CrO2-magneettisen jauheen. Vuonna 1970 Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M) toi markkinoille Co-γ-Fe2O3-magneettijauheen. Samana vuonna otettiin käyttöön japanilaisen Sonyn, Matsushita Electric Worksin ja Shengli Companyn yhdessä valmistamassa U-matic-videonauhurissa käytetty 1,9 cm (0,75 tuumaa) videonauha. Valmistettu tällaisesta magneettijauheesta. Vuosina 1973 ja 1974 Japani tuotti uusia kobolttipinnoitettuja magneettijauheita kauppanimillä Avilyn ja Beridox. Samaan aikaan digitaalisen tallennusmateriaalin ilmaantuminen jatkuu. Vuosina 1956 ja 1972 International Business Machines Corporation (IBM) käytti kiintolevyjä ja levykkeitä ulkoisena tallennusmateriaalina tietokoneissa ja 1972 mikrotietokoneissa. Magneto-optisten levyjen ilmestyminen 1970-luvun alussa sekä Sonyn ja japanilaisen Shengli Companyn vuosina 1975 ja 1976 valmistamat videokasettinauhurit ja -kasetit toivat uutta kehitystä magneettisessa tallennustekniikassa. 1980-luvulta lähtien uusien materiaalien, kuten höyrysaostettujen kalvonauhojen ja pulssikoodimodulaatioon (PCM), kohtisuoraan tallennukseen ja muihin uusiin teknologioihin tarkoitettujen metallinauhojen, ilmaantuminen on tuonut magneettisten tallennusmateriaalien soveltamisen uuteen vaiheeseen.
Magneettisten tallennusmateriaalien kehityksen historia Kiinassa on suhteellisen lyhyt. 1960-luvulla kehitettiin happomenetelmällä neulamainen γ-Fe2O3 magneettijauhe. 1970-luvulla kehitettiin peräkkäin alkalimenetelmän magneettijauhetta, kobolttipinnoitettua γ-Fe2O3-magneettijauhetta ja muita modifioituja γ-Fe2O3-magneettijauheita. Yli 100 valmistajaa harjoittaa magneettisten tallennusmateriaalien teollista tuotantoa.
Valmistusprosessi
① Magneettinen tahna (pääkomponentit ovat magneettijauhe, liima, erilaiset lisäaineet ja orgaaniset liuottimet jne.) päällystetään tasaisesti polyesteri- tai metallialustalle, siitä valmistetaan epäjatkuva pinnoitemateriaali, joka tunnetaan myös pinnoitekalvomateriaalina. Tämä on eräänlainen magneettinen tallennusmateriaali, jolla on suurin teho, monipuolisin ja kehittynein tekniikka, kuten videonauhat. ② Ohutkalvo-jatkuva materiaali, joka on valmistettu haihduttamalla suoraan alustalla olevaa magneettista materiaalia tyhjiöpinnoitustekniikalla, joka tunnetaan myös jatkuvana ohutkalvomateriaalina, kuten 1980-luvun alussa ilmestynyt mikropinnoitettu nauha.
Tallennuslomake
① Pitkittäinen magneettinen tallennusmateriaali, magneettikerroksen pinnalle tallennettu signaalin magnetointisuunta on yhdenmukainen tallennusmateriaalin, kuten videonauhan, liikesuunnan kanssa. ②Poikittainen magneettinen tallennusmateriaali, magneettikerroksen pinnalle tallennettu signaalin magnetointisuunta on kohtisuorassa tai lähellä tallennusmateriaalin, kuten videonauhojen, liikesuuntaa. ③Perpendikulaariset magneettiset tallennusmateriaalit, joissa magneettikerroksen pinnalle tallennettu signaalin magnetointisuunta on kohtisuorassa tallennusmateriaalin pintaan nähden, kuten magneto-optiset levyt.
Pääsuoritus
First of all, it is the physical and mechanical performance, which mainly refers to the shape, geometric size and mechanical strength of the magnetic recording material. The second is the magnetic properties, which mainly include: ①Residual magnetic induction Br, which refers to the material's saturation magnetization, and then cancels the residual magnetic induction of the magnetization field strength, referred to as residual magnetization. The Br is high, the sensitivity of the material is high, and the output signal is large. ②The coercivity Hc refers to the strength of the magnetic field needed to eliminate the residual magnetism of the material. The higher the Hc, the more conducive to high-frequency recording, as long as the demagnetization is not difficult. ③The squareness ratio refers to the ratio of the maximum residual magnetic induction intensity Brm to the saturation magnetic induction intensity Bm, namely Brm/Bm , It shows the rectangularity of the material. The ratio is large, and high-quality records are expected. The third is electrical performance, and its indicators vary depending on the application. The recorded electrical performance indicators include the best bias, sensitivity, distortion rate, signal-to-noise ratio, maximum output level, copy effect, degaussing degree, etc.
Luokittelu
Magneettiset tallennusmateriaalit jaetaan rakeisiin ja jatkuviin ohutkalvomateriaaleihin niiden morfologian mukaan ja metallimateriaaleihin ja ei-metallisiin materiaaleihin ominaisuuksiensa mukaan. Laajalti käytettyjä magneettisia tallennusvälineitä ovat γ-Fe2O3-sarjan materiaalit CrO2-sarjan, Fe-Co-sarjan ja Co-Cr-sarjan materiaalien lisäksi. Magneettisen pään materiaalit sisältävät pääasiassa Mn-Zn-sarjan ja Ni-Zn-sarjan ferriitti-, Fe-Al-sarjan, Ni-Fe-Nb-sarjan ja Fe-Al-Si-sarjan seosmateriaalit.
Kehityssuunta
The development of magnetic recording materials to the present, the recording wavelength has been shortened from the original 1000μm to less than 1μm, and the Hc has been increased from 102Oe to more than 103Oe. The most widely used materials are oxide magnetic powder (mainly γ-Fe2O3, CrO2 and cobalt-coated magnetic powder) and alloy magnetic powder. In the past 20 years, the following three approaches have been used to improve material properties to meet the requirements of high-density recording: ①Seek to improve magnetic anisotropy, such as the use of ultrafine particles, high-axis ratio needle-shaped magnetic powder, CrO2 and cobalt-coated magnetic powder, and Hc>1000Oe Alloy magnetic powder and other new materials. ②Thinning the magnetic layer and improving the coating technology to increase Hc to achieve high-density recording. Two methods are often used to remove oxygen and omit the adhesive. The former uses metal powder to replace oxides, while the latter is made into thin films. The alloy film is the result of the combined use of these two methods. ③ Make a fundamental improvement from the recording principle and recording mode. At present, when the density is increased in general longitudinal recording, the generated demagnetizing field can reduce the signal and generate the vertical component. Although this shortcoming can be overcome by increasing Hc and thinning the magnetic layer, there are certain limits. Therefore, the perpendicular recording material appeared, and the demagnetizing field generated by it tends to zero as the density increases. And perpendicular recording does not require very high Hc and very thin materials. Effectively overcome the Achilles heel of vertical recording in high-density recording. Perpendicular recording requires the material to have uniaxial anisotropy perpendicular to the surface of the magnetic layer. Since 1975, the Co-Cr vertical film and later Co-Cr and Ni-Fe double-layer films successfully developed by Shunichi Iwasaki of Japan are new materials that can adapt to vertical recording. In 1977, Shunichi Iwato announced the achievement of a linear density of 7.9 kilobits per centimeter (20 kilobits per inch), while the linear density of hard disks is only 5.9 kilobits per centimeter (15 kilobits per inch). Japan’s Toshiba Corporation has produced 8.9cm (3.5in) vertical floppy disks, and recently developed barium ferrite vertical magnetized video tapes. The magnetic powder used is hexagonal tabular barium ferrite ultrafine particles, and the recording density is twice higher than that of ordinary video tapes. Especially in short-wavelength recording, its characteristics are better than metal tape. Perpendicular magnetic recording and new types of perpendicular magnetic recording materials will have broad development prospects in the future high-density recording.