Файл: Авилов Г.В. Изготовление магнитных лент для кинематографии.pdf

лента на порошковом сплаве более эффективна, чем лен­ та на Y-окиси железа.

Способы получения порошкового сплава могут быть различными: восстановление водородом солей или окис­ лов соответствующих элементов, электроосаждение на ртутном катоде и др. При осаждении на ртутном катоде можно получить порошки чистого железа или сплава, имеющие удлиненную форму частиц.

Эти порошки имеют высокие значения остаточной на­ магниченности и коэрцитивной силы, однородны по дис­ персности.

Получение железного порошка или порошкового спла­ ва с игольчатой формой частиц возможно также путем

тельна, можно использовать порошки и сферической фор­ мы. Такой порошок может быть получен из соединений окисей железа и окисла кобальта по методу Мията Акира, Ямаура Редзо [96] из порошка в виде трехкомпонентного сплава, получаемого из растворов солей железа, кобальта и никеля по методу Нагаи Кэндзо и других [82]. Для получения феррита кобальта с удлиненными части­ цами предлагается ряд способов, заключающихся в одно­ временном осаждении солей или окислов соответствую­ щих металлов прокаливанием и восстановлением их в установленном режиме. Создание носителей магнитной записи для записи и воспроизведения коротких волн дру­ гие исследователи решают не только за счет использова­ ния порошков из сплава, но и за счет уменьшения тол­ щины магнитного слоя носителя [95].

Одна японская фирма использовала ферромагнитный металлический порошок вместо окиси железа. Металли­ ческое покрытие означает более или менее монолитную пленку ферромагнитного металла, нанесенную гальвани­ ческим или иным образом на пластическую подложку. Кобальт-никелевый слой, нанесенный на ленту из бериллиевой бронзы, в свое время использовался в качестве носителя записи в вычислительных машинах. Однако зна­ чение металлизированных лент на пластической основе с тонким рабочим слоем и большой коэрцитивной силой в ближайшем будущем может иметь большое значение. Отдельные фирмы за рубежом уже проявляют большой интерес к подобным лентам.

43

Д ля повышения чуЁствительности магнитных лент Э. В. Франк [165] предлагает делать рабочий слой ленты двухслойным, при этом толщина нижнего слоя должна быть 7,5 мкм и изготовляется из немагнитной окиси же­ леза, а второго (верхнего) слоя, содержащего большое ко­ личество ферропорошка (от 85 до 95%) —5 мкм. Иссле­ дования этого автора показали, что на полученной таким

хрома. По мнению С. Атей, двуокись хрома найдет широ­ кое применение в будущем, хотя и следует иметь в виду, что она стоит дороже, чем окись железа.

Чтобы магнитная лента имела хорошую чувствитель­ ность одновременно в области низких и высоких частот и низкий уровень шумов, Тода Масанабу [154] также реко­ мендует рабочий слой ленты делать двухслойным: ниж­ ний слой толщиной 6 мкм должен обладать относительно небольшой коэрцитивной силой и, следовательно, иметь большую чувствительность к низким частотам, а верх­ ний, более тонкий слой должен иметь высокую коэрцитив­ ную силу и быть чувствительным к высоким частотам.

В целях снижения уровня шума магнитной ленты пред­ лагается также применять двухслойное покрытие, причем в нижнем слое порошок окиси железа должен быть ориен­ тирован в направлении записи, а в верхнем, более тонком слое — перпендикулярно поверхности ленты [46]. Недавно было объявлено [19] о разработке магнитной ленты, спо­ собной выдерживать температуру 450° С [118]. Предпола­ гается, что эта лента имеет металлический рабочий слой, нанесенный на основу из немагнитной нержавеющей ста­ ли. Лента рассчитана для использования на борту косми­ ческого корабля. Однако применение металлической ос­ новы потребует фундаментальных изменений в конструк­ ции лентопротяжных механизмов. Трудности, которые возникают при этих попытках, могут задержать исполь­ зование такой ленты для бортовых аппаратов.

Известны также методы получения ферромагнитных тонких пленок, получаемых напылением в вакууме [17; 18; 126; 152 и 157], которые используются в качестве элемен­ тов памяти запоминающих устройств в электронных циф­ ровых машинах.

44

Наряду с широко известными способами получения тонких ферромагнитных лент вакуумным испарением и катодным распылением в технике применяется новый — карбонильный метод [153; 24], который заключается в следующем.

Специальный реактор оборудуется лентопротяжным механизмом с натяжными роликами — нагревателями. Конец основы, упакованный в кассету, соединен со второй кассетой. При включении двигателя лента начинает пере­ двигаться, причем определенная часть ее поверхности при движении плотно прижимается к роликам-нагревате­ лям, которые нагревают ее до требуемой температуры. В реактор подаются пары пентокарбонила железа с до­ бавкой кислорода. Попадая на нагретую поверхность ос­ новы, пары карбонила взаимодействуют с кислородом, образуя на основе магнитный слой карбонильной окиси железа Fe2 03 :

равномерности распределения зерен на ленте и стабиль­ ности по толщине. Кроме того, значение имеет большая величина монодисперсности образующихся зерен, завися­ щая от заданной скорости вращения лентопротяжного механизма.

С помощью ленты, покрытой магнитным слоем карбо­ нильной окиси железа, можно легко записывать, воспро­

Составив смесь карбонилов Fe(CO)5 и Ni(CO)4 , про­ пускают ее через дозатор и фильтр и направляют в реак­ ционную камеру, где находится основа, нагретая до тем­ пературы разложения карбонилов.

Попадая на основу, смесь карбонилов разлагается на металлы, которые оседают на основе, образуя ферромаг­ нитную ленту и окись углерода. Разложившиеся остатки карбонилов вместе с окисью углерода улетают в печь; там они доразлагаются, СО превращается в СО2 и все газы с помощью вытяжной вентиляции уходят в атмос­ феру.

45

Глава I I

Ферромагнитная суспензия для порошковых носителей магнитной записи

При изготовлении магнитной ленты поверхность рабо­ чего слоя не всегда совершенно ровная и одинаковая, не­ смотря на предосторожности, предпринимаемые изготови­ телями. Наиболее серьезным недостатком рабочего слоя ленты являются «комочки» и «сгустки» частиц окиси желе­ за, выступающие на поверхности ленты, которые наруша­ ют плотный контакт ленты и головки записи или воспроиз­ ведения. Указанные дефекты ленты — результат недоста­ точно правильно выбранного способа диспергирования ферропорошка в рецептуре суспензии, которая способст­ вует агрегации порошка в отдельные агломераты и недо­ статочно тщательной фильтрации готовой суспензии, а также несовершенства технологии изготовления магнит­ ной ленты.

Для обеспечения высоких показателей электроакусти­ ческих свойств ферромагнитного слоя компоненты, вхо­ дящие в состав суспензии, должны обладать определен­ ными свойствами.

1.Требования к ферромагнитной суспензии

Ферромагнитная суспензия (магнитный лак), пред­ назначенная для полива магнитных лент и дорожек на кинофильм, представляет собой магнитную массу, состоя­ щую из ферромагнитного порошка, связующего вещества, растворителя, пластификатора и других добавок. Суспен­ зия должна обладать следующими свойствами [5]:

иметь определенную степень дисперсности и ферро­ магнитный порошок в ней не должен осаждаться в тече-

47

ние довольно длительного времени. Чтобы задержать осаждение порошка и препятствовать слиянию частиц друг с другом, необходима прочная связь частиц порош­ ка с жидкостью;

легко смешиваться с дополнительным количеством растворителя и не иметь механических загрязнений и грубодисперсных частиц порошка;

иметь равномерное распределение порошка в связую­ щем веществе и полное смачивание частичек порошка растворителями. Кроме того, суспензия должна быстро высыхать и достаточно прочно удерживаться на подложке.

и перетираемость его со связующим веществом, а после полива такой суспензии полученная поверхность ленты делается блестящей и гладкой. Практически верхним пределом дисперсности ферромагнитного порошка следу­ ет считать 1 мкм.

По мнению Д ж . X Хатчингса [171], обязательными ин­ гредиентами ферромагнитной суспензии являются:

а) магнитный порошок, б) связующие полимеры,

в) модификаторы вязкости, г) вещества для смачивания и диспергирования фер-

ропорощка, д) смазочные вещества: масла, парафины и другие

материалы, добавляемые в суспензию в малых количест­ вах с целью улучшения характеристик скольжения.

е) вещества, усиливающие адгезию суспензии к под­ ложке. Для этой цели могут быть использованы подслои или вещества, вводимые в суспензию.-

Доброкачественность ферромагнитной суспензии за­ висит от ряда факторов, на них мы кратко остановимся.'

2.Качество ферромагнитного порошка

При изучении электроакустических свойств носителей магнитной записи установлено, что основным и решаю­ щим фактором для получения требуемых электроакусти­ ческих свойств носителя магнитной записи являются ка­ чество применяемого ферромагнитного порошка, входя­ щего в состав суспензии, а также рецептура применяемой

48

суспензии и отдельные параметры самой технологии из­ готовления магнитных лент и дорожек на кинофильме.

В рецептуре ферромагнитной суспензии в качестве ферромагнитного порошка применяется окись железа с кристаллами кубической формы в виде yFe2 03 со следую­ щими магнитными показателями: коэрцитивная сила

# с = 7960 а/м и остаточная индукция ß r = 0 , 0 5 5 тл. Маг­ нитофонная лента, изготовленная по этой рецептуре, вполне обеспечивает качественное воспроизведение записи

ется верхняя граница записываемых частот и проявляют­ ся частотные искажения.

Обычно кинопленка с магнитным слоем или с магнит­ ными дорожками движется со скоростью 456 мм/сек (для

должна быть оптимальной, ибо чрезмерное увеличение ее невыгодно, так как при этом невозможно стирать произ­ веденную запись существующими способами.

Повышение остаточной индукции порошков приводит к увеличению чувствительности магнитного носителя зву­ ка; кроме того, увеличение отношения HJBr улучшает частотную характеристику, понижает копирэффект и уменьшает эффект саморазмагничивания. Эти параметры магнитного порошка особенно важны для записи звука на узкие магнитные дорожки кинофильма.

При изготовлении магнитной окиси железа с повышен­ ной коэрцитивной силой необходимо добавлять соответст­ вующие количества сульфата кобальта [55]. Такие магнит­ ные порошки (СН) уже имеют коэрцитивную силу Я с = 15920 а/м и остаточную индукцию В,.=0,08 тл, а изготов­ ленные из них носители звука дают возможность произ­ водить запись при скорости движения ленты 190,5 мм/сек.

Анализ импортных носителей звука, а также порош­ ков ферромагнитной суспензии фирмы «Пираль» и фирмы «Миннесота Майнинг», применяемых для нанесения маг­ нитных дорожек на 35-лш фильмы для широкоэкранного кино, показал, что магнитные свойства их-резко различа­ ются между собой (см. табл. 9).

49