Въведение
Материалите за магнитен запис се отнасят до използването на магнитни свойства и магнитни ефекти за въвеждане (запис), запис, съхраняване и извеждане (четене) на изображения,
цифрова И друга информация за магнитни материали. Разделени на материали за магнитни носители и материали за магнитни глави. Първият изпълнява основно функциите за запис и съхранение на информация, докато вторият изпълнява главно функциите за писане и четене на информация.
Във физиката тези продукти се наричат магнитни записващи носители (магнитният прах се счита само за магнитен записващ материал). В структурата на потреблението на тези продукти най-голям дял заема лентата (виж таблицата). Магнитният запис има характеристиките на висока плътност на запис, стабилност и надеждност, многократна употреба, променлива времева база, широк честотен диапазон на запис и бързи скорости на запис и четене на информация. Той се използва широко в радиоразпръскването, киното, телевизията, образованието, медицинското лечение, автоматичното управление, геоложките проучвания, електронните изчислителни технологии, военните, космическите изследвания и ежедневието.
Историческо развитие
Прототипът на магнитната лента се появява още през 1857 г. Тогава се използва стоманена лента с ширина 3 мм и дебелина 0,05 мм. През 1898 г. датчанинът У. Пиърсън изобретява практичен магнитен рекордер. Използваният записващ материал е тел от въглеродна стомана с диаметър 1 mm. След непрекъснато усъвършенстване, през 1907 г. се появява DC bias машина, поставяйки основата за цялостното развитие на технологията за магнитен запис. С развитието на науката и технологиите и на електронната индустрия технологията и оборудването за магнитен запис непрекъснато се подобряват и съответно се разработват и материали за магнитен запис. През 1928 г. германецът J.A. O'Neill направи хартиена лента за първи път със скорост от 76,2 cm/s. Оттогава лентата навлиза в практическа употреба. След като през 1938 г. Kenzo Nagai изобретява метода на AC biasing, технологията за магнитен запис е доразвита, производителността на лентата е включена в игра и ефектът е значително подобрен. По време на Втората световна война европейските и американските страни тайно изучават технологията за магнитен запис за военни нужди и постигат голям напредък. Появиха се нови технологии и устройства като пръстеновидни магнитни глави и методи за отместване на променлив ток. През 1947 г. M. Kanlas направи γ-Fe2O3 в Съединените щати, което предостави широка гама от източници на материали за подготовката на различни материали за запис и все още се използва за производството на различни видове магнитни прахове от железен оксид. Японската Tokyo Telecommunications Industry Corporation (сега Sony Corporation) и японската Tohoku Metal Corporation успешно разработиха лентови устройства и пластмасови лентови ленти съответно през 1950 и 1952 г. През 1953 г. Reeves Brothers в Съединените щати успешно разработват лента на базата на полиестерна лента, която все още се използва широко. През 1963 г. в същото време се ражда касетата на холандската компания Philips, която предизвиква фундаментална промяна в технологията и се развива до видеозапис. През 1960 г. Шуничи Ивато от Япония изобретява метален магнитен прах. През 1966 г. американската компания DuPont разработи магнитен прах CrO2. През 1970 г. Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M) пусна на пазара магнитен прах Co-γ-Fe2O3. През същата година беше възприета 1,9 см (0,75 инча) видеокасета, използвана във видеорекордера U-matic, произведен съвместно от японските Sony, Matsushita Electric Works и Shengli Company. Изработен от този вид магнитен прах. През 1973 и 1974 г. Япония произвежда нови магнитни прахове с кобалтово покритие под търговските имена Avilyn и Beridox. В същото време цифровите записващи материали продължават да се появяват. През 1956 и 1972 г. International Business Machines Corporation (IBM) използва твърди дискове и флопи дискове като външни материали за съхранение съответно в компютри и микрокомпютри. Появата на магнитооптични дискове в началото на 70-те години и видеокасетофоните и видеокасетите, произведени от Sony и Shengli Company от Япония през 1975 г. и 1976 г., донесоха нови разработки в технологията за магнитен запис. От 80-те години на миналия век появата на нови материали, като филмови ленти с парно отлагане и метални ленти за импулсно-кодова модулация (PCM), перпендикулярен запис и други нови технологии изведе приложението на магнитни записващи материали на нов етап.
Историята на развитието на магнитни записващи материали в Китай е сравнително кратка. През 60-те години на миналия век е разработен игловиден магнитен прах γ-Fe2O3 с киселинен метод. През 70-те години на миналия век бяха последователно разработени магнитен прах с алкален метод, покрит с кобалт γ-Fe2O3 магнитен прах и други модифицирани γ-Fe2O3 магнитни прахове. Има повече от 100 производители, ангажирани в промишленото производство на магнитни записващи материали.
Производствен процес
①Магнитната паста (основните компоненти са магнитен прах, лепило, различни добавки и органични разтворители и т.н.) е равномерно покрита върху полиестерната или металната подложка. Тя е направена в материал за прекъснато покритие, известен също като материал за покритие. Това е вид магнитен записващ материал с най-голям изход, най-гъвкава и най-зряла технология, като например видеокасети. ②Тънкослойният непрекъснат материал, направен чрез директно изпаряване на магнитния материал върху опората чрез технологията за вакуумно покритие, известен също като непрекъснат тънкослоен материал, като лентата с микро покритие, която се появи в началото на 80-те години.
Форма за запис
①Материал за надлъжно магнитно записване, посоката на намагнитване на сигнала, записана върху повърхността на магнитния слой, е в съответствие с посоката на движение на материала за запис, като например видеокасета. ②Материали за напречен магнитен запис, посоката на намагнитване на сигнала, записана върху повърхността на магнитния слой, е перпендикулярна или близо до посоката на движение на записващия материал, като например видеоленти. ③Перпендикулярни магнитни записващи материали, където посоката на намагнитване на сигнала, записана върху повърхността на магнитния слой, е перпендикулярна на повърхността на записващия материал, като например магнитооптични дискове.
Основно изпълнение
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.
Класификация
Магнитните записващи материали се разделят на гранулирани и непрекъснати тънкослойни материали според тяхната морфология и разделени на метални материали и неметални материали според техните свойства. Широко използваните магнитни носители за запис са материали от серия γ-Fe2O3, в допълнение към серия CrO2, серия Fe-Co и серия материали Co-Cr. Материалите за магнитни глави включват главно Mn-Zn серия и Ni-Zn серия ферити, Fe-Al серия, Ni-Fe-Nb серия и Fe-Al-Si серия сплавни материали.
Тенденция на развитие
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.