ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 155
Скачиваний: 0
неоднородность физико-механических свойств образующейся пленки по ширине полотна.
Действительно, продольное усилие, действующее на полотно пленки, будет оставаться постоянным по всей его ширине, сила же, действующая в поперечном направлении, будет непрерывно умень шаться, достигая нулевого значения в центральной линии. Это об условлено тем, что именно центральная часть полотна испытывает наименьшее напряжение, вызываемое клупповыми цепями. Угол направления равнодействующей будет наибольшим и будет равен углу раскрытия клупповых цепей на краях полотна пленки. По мере приближения к центральной линии полотна угол будет уменьшаться, и в центральной части полотна направление и величина равнодей ствующей совпадет с направлением и величиной продольного усилия. В результате взаимной компенсации сил элементы надмолекуляр ной структуры, расположенные по центральной линии полотна пленки, будут испытывать минимальные усилия или не будут их испытывать совсем и будут ориентированы вдоль полотна. Есте ственно, что элементы надмолекулярной структуры, находящиеся по обеим сторонам центральной линии, будут ориентированы по отношению к ней под различными углами. Наряду с этим практи ческими наблюдениями установлено, что части полотна пленки, расположенные ближе к его центральной линии, движутся с меньшей скоростью, чем части, расположенные ближе к клупповым цепям. Это еще больше осложняет картину ориентации надмолекулярных образований полиэтилентерефталата по ширине полотна пленки.
С учетом сказанного можно предположить, что макроструктура промышленных полиэтилентерефталатных пленок, полученных двух стадийной ориентацией, состоит из переплетенных под острым углом фибрилл. Элементарной ячейкой такой сетки является ромб, направ ление ориентации которого зависит от расположения по ширине полотна пленки.
Неоднородность макроструктуры полиэтилентерефталатной пленки приведет к анизотропии физико-механических свойств магнитной ленты, полученной на такой основе. В особенности это скажется на скручиваемости узких лент, ширина которых в отдельных случаях составляет всего 3,81 мм (для кассетных магнитофонов).
Отсюда можно сделать заключение, что существующий в настоя щее время способ двухстадийной ориентации не является оптималь ным и нуждается в дальнейшем совершенствовании. Это совершен ствование могло бы развиваться, прежде всего, в направлении реконструкции узла поперечной ориентации с целью создания более равномерного механического поля при поперечной вытяжке полотна пленки. Вполне возможно, что более однородную структуру поли этилентерефталатной пленки можно было бы получить одновременной ее ориентацией во взаимно перпендикулярных направлениях и, наконец, последовательной двухстадийной вытяжкой, в которой поперечная ориентация предшествовала бы продольной.
До настоящего времени исследования зависимости физико механических свойств магнитных лент от способа ориентации
И Заказ 628 |
161 |
полиэтилентерефталатной основы почти не выходили за рамки лабораторных опытов. Вместе с тем решение этого вопроса в про мышленных условиях, особенно при изготовлении пленок большой
ширины, |
представляет значительный интерес и практически может |
||||||||
оказаться весьма |
полезным. |
|
|
|
|
|
|
||
Ниже |
приведены некоторые технические требования к полиэти |
||||||||
лентерефталатной основе магнитных лент: |
|
|
|
||||||
|
Разруш аю щ ее |
напряж ение |
при растяж ении, |
|
|||||
|
кгс/м м 2, не |
м е н е е ............................................................... |
|
|
|
|
|
18—20 |
|
|
П редел |
текучести, кгс/м м 2, |
не |
менее |
. . . |
. |
12 |
||
|
Относительное удлинение при |
разры ве, |
%, |
не |
|
||||
|
б о л е е .......................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
Относительное |
удлинение |
под |
нагрузкой |
|
||||
|
(10 кгс/м м 2 |
в течение 10— 15 |
мин), |
%, |
не |
бо |
|
||
|
лее ............................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
Остаточное удлинение после снятия |
нагрузк и , |
|
||||||
|
%, не |
б о л е е ............................................................................ |
|
|
|
|
|
0,05 |
|
|
У садка, |
%, не более ......................................................... |
|
|
|
|
|
0,8 |
|
4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПОРОШКОВ
4.1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ ДЛЯ РАБОЧИХ СЛОЕВ МАГНИТНЫХ ЛЕНТ
Известно значительное число магнитнотвердых веществ, которые могли бы быть использованы для изготовления рабочих слоев магнитных лент. Однако до настоящего времени основным материалом для этой цели является порошок у-окиси железа с иголь чатыми частицами, обладающими отчетливо выраженной анизотро пией формы. Гораздо реже применяют окислы, в которых преобла дает кристаллографическая анизотропия. К таким материалам относятся у-окись железа с кубической формой частиц и железо кобальтовый феррит (CoO-Fe20 3), частицы которых, хотя и не обла дают анизотропией формы, но способны давать прямоугольную петлю гистерезиса при достаточно малом размере частиц. Это явле ние используют в некоторых случаях при изготовлении магнитных лент [130]. Основным недостатком железо-кобальтового феррита является его малая термостабильность, обусловленная зависимостью
кристаллографической анизотропии от температуры. |
Этот недостаток |
|||
частично устраняют, вводя в решетку феррита металлы, |
обладающие |
|||
отрицательной константой |
анизотропии [16]. |
ферриты (напри |
||
Высокую коэрцитивную |
силу имеют бариевые |
|||
мер, |
BaFe120 19), однако |
их кристаллографическая |
анизотропия |
|
также |
не стабильна при |
различных температурах. |
Аналогичные |
|
свойства имеют также стронциевые ферриты, намагниченность насы щения которых увеличивают введением небольших количеств Si02 или Ві20 3. Промышленный интерес представляет [18—20] высокодисперсный порошок двуокиси хрома Сг02. Рабочие слои из такого порошка имеют меньший копирэффект, лучшую частотную характе ристику и меньшие шумы, чем ленты, рабочий слой которых обра зован порошком у-окиси железа [131].
Теоретические расчеты показывают [23], что можно увеличить остаточную намагниченность порошков из железа и кобальта, их сплавов, а также их сплавов с никелем и другими элементами в 4 раза по сравнению с намагниченностью окисных порошков. Известны попытки замены окисных порошков металлическими и получения тонких рабочих слоев, нанесением металлических порошков на основу напылением в высоком вакууме, гальваническим путем, осаждением при разложении карбонилов металлов.
Перечисленные ферромагнитные материалы можно рассматривать только как вещества, использование которых в дальнейшем будет способствовать улучшению рабочих характеристик магнитных лент. Пока же основным магнитным материалом, широко применяющимся
11* 163
впромышленности, является, как уже говорилось, у-окись железа, технология которой описана в этом разделе. Вместе с тем, поскольку
внастоящее время уже получили распространение порошки модифи цированной окиси хрома, мы сочли целесообразным уделить некото рое внимание этому материалу.
Основными материалами для изготовления магнитных порошков у-окиси железа являются железоокисные пигменты — тонкодисперс ные окрашенные вещества, широко используемые в лакокрасочной промышленности. Использование порошка у-окиси железа в ка честве магнитного материала обусловливается ее ферромагнетизмом, вызываемым большим числом неспаренных электронов в атомах железа на незаполненной электронной оболочке 3d, а также невоз можностью спаривания электронов соседних атомов железа из-за большого расстояния между атомами с неспаренными электронами. Известно несколько полиморфных модификаций окиси железа.
Наиболее важными из |
них |
являются ромбоэдрическая a-Fe20 3 |
и кубическая y-Fe20 3. |
Для |
изготовления магнитных лент преиму |
щественно используют ферромагнитную y-Fe20 3 с игольчатой формой частиц.
Магнитные окислы железа встречаются в природе в свободном состоянии, однако они сильно загрязнены посторонними примесями. Поэтому, как правило, y-Fe20 3 получают химическим путем. Основ ной способ получения магнитной у-окиси железа — окисление магнетита Fe30 4, в процессе которого сохраняются как тип кристал лической решетки, так и форма и размер частиц. Магнетит также является ферромагнитным материалом, однако не находит промыш ленного применения из-за его тенденции к окислению даже при обычной температуре, что приводит к изменению рабочих характе ристик ленты во времени.
Поскольку форма и размер частиц y-Fe20 3 имеют первостепенное значение и определяют ее магнитные свойства, рассмотрим кристал лическую структуру магнетита Fe30 4 и y-Fe20 3. Магнетит представ ляет собой ферроферрит Fe0-Fe20 3. В ферритах анионами являются О2", а катионами Ме2+ и Ме3+. Так как анионы по размеру почти всегда больше катионов, при описании кристаллических решеток исходят из принципа наиболее плотной упаковки анионов. В пусто тах, которые образуются при укладке анионов, располагаются катионы.
В реальных соединениях обычно встречаются два случая запол нения ионами пространства кристаллической решетки. Для того чтобы представить себе наглядно возможности распределения ионов, рассмотрим геометрическую задачу о максимальном заполнении пространства шарами [132]. Из бесконечного множества решений атой задачи для кристаллографии имеют значение только два.
На рис. 75 показан плоский слой шаров А, прилегающих плот нейшим образом друг к другу, второй слой шаров Б можно уложить на первый только одним способом: каждый шар Б второго слоя ляжет в лунку, образованную тремя шарами А нижнего слоя (рис. 76, б). Третий слой можно уложить на второй двумя способами. По первому
164