Материалы для звукозаписи

К магнитотвердым материалам относят магнитные ленты для видео-, звукозаписи, а также для записи, сохранения и воспроизведения информации в ЭВМ. Для этих целей используют металлические ленты или провода, а также ленты на пластмассовой основе с порошковым рабочим слоем. Металлические ленты используют только в специальных целях при работе в широком диапазоне температур. Ленты на пластмассовой основе более распространены.

Основное назначение носителя магнитной записи состоит в возникновении на поверхности воспроизводящей головки магнитного поля, которое изменяется во времени, таким образом, как изменялся записываемый сигнал. Поэтому возникают противоположные требования к таким материалам.

Коэрцитивная сила, с одной стороны, должна быть достаточновелика, чтобы информация сохранялось продолжительное время. С другой стороны, большая коэрцитивная сила затрудняет запись информации на диск. Кроме того, с ростом коэрцитивнойї силы уменьшается и “копир-эффект”, то есть намагничивание участками ленты, соседних участков в близлежащих витках. Поэтому оптимальной является коэрцитивная сила приблизительно 20-50 кА/м. Остаточная намагниченность материала должна быть наиболее значительной. Сохранению записанной информации оказывает содействие прямоугольная петля гистерезиса, но в звукозаписи это приводит к сужению частотного диапазона. Лента должна быть гибкой, гладкой и не растягиваться. Кроме того, ленты надо соединять без потери информации. Рабочий слой должен быть тонким и достаточно твердым, чтобы не стирался головкой, но в тоже время он не должен царапать головку.

Промышленность выпускает магнитофонные ленты из нержавеющего сплава ЕП-31А и биметалла ЕП-352/353. Толщина лент 0,005-0,1 мм, Н_С = 24-40 кА/м, В_r = 0,08 Тл. Но они относительно дороги.

Наиболее распространены магнитные ленты на полимерной основе. Такие ленты изготовляют нанесением магнитного лака на тонкую пленку полимера. Магнитный лак содержит в себе магнитный порошок, связывающее вещество, растворитель и примеси, которые способствуют смачиванию и распределению частиц порошка и уменьшению абразивности материала. Основой магнитных лент являются: диацетат целлюлозы, триацетат целлюлозы, полиэтилентерефталат (лавсан). Последний имеет наилучшие свойства. Частицы порошка должны иметь вытянутую (игольчатую) форму с длиной 0,4-1,0 мкм и отношением длины к диаметру приблизительно 3-10. Лак наносят на ленту полимера и сразу помещают в сильное магнитное поле до окончания высыхания. Это способствует ориентации магнитных частиц вдоль направления, в котором они будут двигаться при намагничивании в ходе записи. Для гладкости ленту каландрируют, то есть пропускают сквозь нагретые полированные валки.

Как магнитный компонент, наиболее распространен g-Fe₂O₃ с мелкими однодоменными частицами. Уменьшение роста размера магнитных частиц до 0,3-0,4 мкм при отношении их длины к диаметру, приблизительно 3, улучшает качество магнитных лент (уменьшает шумы). Примесь магнетита Fe₃O₄ к g-Fe₂O₃ позволяет достичь большего значения коэрцитивнойї силы.

Использование порошка СrО₂ позволило получить большую коэрцитивную силу и повышенную чувствительность к высоким частотам. Использование лент с двойным слоем на основе g-Fe₂O₃ и СrО₂ дало возможность получить высокую чувствительность, как на низких (g-Fe₂O₃) так и на высоких (СrО₂) частотах.

В настоящее время используют ленты на полимерной основе с рабочим слоем из мелких частиц химически чистого железа или ферромагнитных сплавов. Это позволяет, при скоростях протяжения лент 4,76 см/с, охватить диапазон частот от 10 до 27000 кГц. Нанесение металлического слоя на лавсановую основу выполняют средствами химического восстановления, электроосаждения или термического осаждения в вакууме. Но стоимость таких лент большая.

Магнитные гибкие диски для ЭВМ изготовляют аналогичным способом. Как основу в них используют лавсан или специальные полимеры. Уменьшение толщины рабочего слоя повышает плотность записи. Основой жестких дисков являются алюминиевые сплавы типа Д16МП. Толщина 1,27 мм. Их поверхность покрывают гальвано-магнитными сплавами толщиной 0,5-1 мкм, а в случае ферролаков до 5 мкм. Необходимо избегать механической деформации таких дисков.

Область применения магнитных носителей информации постоянно расширяется, непрерывно совершенствуются их характеристики, которые требует разработки новых специализированных магнитотвердых материалов.