磁记录材料及其生产与应用.doc

磁记录材料及其生产与应用 引言： 磁记录产品包括用于磁带、硬盘、读出或写入磁头、消费视听设备、软盘和信用卡等的磁储存介质。虽然信息存储能被几种有竞争力的技术中的任意一种完成（如热塑性或相变存储磁泡半导体存储器、Josephson存储磁光记录），但没有一种能够与硬盘磁存储在信息面积密度和存取时间方面的综合能力相匹敌。 磁记录技术从1898年诞生,已经跨越了一个世纪。作为一门传统的存储记录技术,磁记录设备在消费电子领域和专业应用领域均有着广泛的应用。尽管光记录技术的崛起和固体存储技术的发展打破了磁记录技术一统天下的局面,但由于在记录介质、读写磁头、数字信道等技术方面不断取得突破性进展,磁记录技术迄今依然焕发着盎然生机。 磁记录介质的概念： 在磁场作用下能发生变化并能反过来影响磁场的媒叫做磁介质. 磁记录技术及原理： 在磁记录技术中一种可磁化的记录介质(磁带)以恒定的速度沿着一个磁性结构(记录磁头)移动,记录头能够在媒介物中感生与馈入结构的电流成比例的磁化强度.电流随时间的变化转成磁化强度随距离的变化而被记录在磁带上,磁化的这种变化在媒介物附近产生磁场.如媒介物(已记录的磁带)重接近一重放词头,通过拾波线圈感生出磁通,磁通的大小与带中磁化强度成比例.磁头实际上是一种换能器。 磁记录材料举例：（磁带、软盘、硬盘等多种形式） 磁记录材料的消费结构 产品名称 所占比例〔％〕 趋势 录音磁带 45 稳定增长 录像磁带 35 大量增长 计算机磁带 5 缓慢增长 仪器磁带 2 平衡发展 磁盘 7 迅速发展 其它 6 磁鼓不发展，磁性卡片，磁泡在发展 主要采用的磁记录介质： 主要采用的磁记录介质的性质 材 料 剩磁（T） 矫顽力（A/m） 居里点（℃） 用途和磁性层厚度 γ-Fe2O3 0.025～0.11 8000～24000 675 磁带:5～12微米 Co-γ-Fe2O3 0.13 48000 520 磁盘:1～2微米 CrO2 0.13 40000 120 磁带:5微米 Fe60Co40粉末 0.2 40000 1000 —— Co-Ni-P连续膜 1.2 40000 —— 磁鼓:0.1微米 γ-Fe2O3粉末 制备方法：将α-FeOOH(针铁矿)成核和生长开始，然后通过脱水形成非磁性α-Fe3O4（赤铁矿），再在400℃ H2 流中还原成Fe3O4(磁铁矿)，最后氧化成γ-Fe2O3，其化学反应如下： ① 4 FeSO4·7H2O + O2 + 8 NaOH —→4 α-（FeO）2 α-（FeO）2 α-Fe3O4 + H2O ③ 3 α-Fe3O4 + H2 —→2 Fe3O4 + H2O ④ 2 Fe3O4 + O2 —→ 3 γ-Fe2O3 (严格控制氧化条件) 形态特征：0.1～0.7微米，长短轴比为6的针状颗粒，颗粒小记录性能好。 基本性能：矫顽力15.9～31.8 kA/m，居里点675℃,饱和磁化强度约为0.503Wb/m2。 Co的加入提高了材料的矫顽力(78000A/m)，但居里温度有所下降(520℃)。 二氧化铬（CrO2）磁粉 二氧化铬（CrO2）磁粉，与γ-Fe2O3 磁粉比较是一种高质量的磁粉。它是一种针状的正方晶系的金红石型结构。如果在制备的过程中适当添加一些诸如锑、铁、钌等元素，则制成的磁粉将具有更为突出的如下特点：粒子细、矫顽力（Hc）高、针形好、易分散、填充率高。这种磁粉非常适用于灵敏度高、频响广、高频好、色彩逼真、图象清晰的盒式录音磁带和录像磁带。但是，因为这种磁粉目前采用的两种生产方法，都要在高温高压下反应，易燃易爆、工艺复杂、毒性大、安全性差、磁粉粒子硬、对磁头磨损大，所以限制了它的广泛应用。国现在还处于开发研制阶段。 金属磁粉： 金属磁粉，是纯铁及其合金（Fe—Co，Fe—Ni 等）磁粉的通称。其结构为针状、体心立方型，七十年代制出了长度为0.2μm，直径为0.02μm 的铁粉。是一种新型磁粉。金属磁粉都具有矫顽力（Hc）高、比饱和磁化强度（σs）高、粒子细、比表面积大、填充密度高等一系列突出特点。原来存在的稳定性差、易氧化燃烧、易发生化学腐蚀等缺点，经过采用一系列钝化技术已基本解决。金属磁粉已越来越广泛地应用于以8mm 盒式录象磁带和数字录音磁带为代表的新一代磁记录器件中。产量在逐年增加。钡铁氧体（BaO·6Fe2O3）磁粉，结晶形态是六角晶系片状结构。八十年代制出了平均直径0.1μm，厚0.01μm 的盘状粉末。这种磁粉专用于垂直磁记录器件，其记录性能比纵向记录高的多，因此在新型微型软磁盘、磁卡片中得到广泛应用。其它，有性能优异的、用于特殊场合的氮化铁（Fe4N）磁粉；有同样用于磁记录的Co—Cr、Co—Ni—Cr 等溅射连续膜，以及Co—Cr/Ni—F