Brevet FR2004017A1 — publié le 19691114

L.1 invention concerne une tête magnétique et un procédé de réalisation de cette dernière, et plus particulièrement, des perfectionnements concernant l'espacement de l'interstice des têtes magnétiques permettant d'obtenir une augmentation de la ré-5 sistance d'abrasion et de la résistance thermique. Dans les têtes magnétiques, la forme de l'interstice dans le voisinage de la bande magnétique revêt mie grande influence pour le rendement d'enregistrementset.de réenregistrements et pour la possibilité de durée de la tête, et en conséquence, il 10 faudrait maintenir constante à tout moment la précision mécanique de l'interstice. Pour cela, il est nécessaire de procéder à un finissage de polissage des surfaces formant l'interstice du noyau magnétique etdbbtenir un couplage mécaniquement rigide de l'espacement non magnétique avec l'ensemble. En outre, il est désirable que 15 l'espacement lui-même possède une grande résistance mécanique. Par exemple, dans le cas de tête magnétique rotative pour les enregistreurs à bande de télévision, la température de la surface de contact de ruban des têtes s'élève jusqu'à plusieurs centaines de degrés C, ce qui introduit la possibilité de 20 changement dans le couplage mécanique du dispositif d'espacement avec le noyau magnétique. 0'est pourquoi, on désire que les coefficients de dilatation thermique du noyau magnétique et du dispositif d'espacement soient pratiquement égaux entre eux. Dans ce cas, il est bien entendu nécessaire que le procédé pour fabriquer ces têtes 25 magnétique convienne à la production en série. Pour réaliser l'espacement de la tête magnétique, on a , dans la technique précédente, l'habitude d'insérer une feuille non magnétique, telle que du mica, du béryllium, du cuivre ou analogue^ entre des surfaces formant l'interstice du noyau magnétique 30 et, en outre, on a également proposé un procédé tendant à former une couche non magnétique sur les surfaces formant lrinterstice du noyau magnétique par aspersion ou vaporisation. Cependant, les procédés précédents comprennent une phase délicate de sélection de feuilles non magnétiques d'épais-35 seur uniforme, ce qui introduit une difficulté dans la production en série de têtes magnétiques avec interstice uniforme, spécialement pour la fabrication de têtes magnétiques avec un interstice faible. En outre, dans ce dernier procédé, le contrôle de l'épaisseur de l'espacement est relativement difficile, et les matériaux 40 résistants à l'usure et à la chaleur qui conviennent pour la for- 69 07345 9 07345 _ 2 _ 2004017 mation des surfaces présentant l1espacement par aspersion ou vaporisation, sont limités en nombre et, en outre, le couplage mécanique de 1®espacement^résultant avec les surfaces formant l'interstice ne présente pas beaucoup de résistance. Ainsi, les procédés de la 5 technique précédente sont insuffisants pour la construction de têtes magnétiques qui doivent satisfaire aux besoins mentionnés plus haut. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients. Elle concerne, à cet effet, une tête 10 magnétique^ comprenant au mollis deux éléments magnétiques avec un interstice formé entre eux, caractérisé par ce que l'interstice consiste au moins en une couche protectrice empêchant l'attaque de 1'élément magnétique efcune couche d'oxyde métallique non magnétique, ce qui permet d'obtenir avec une haute précision,un inter-15 stice^présentant une grahde résistance mécanique pouvant être fabriqué en série. . L'oxyde métallique non magnétique est déposé par hydrolyse ou par dissociation thermique^et l'oxyde métalligue non magnétique résultant est utilisé comme interstice. 20 L'interstice obtenu avec un tel oxyde métalli que non magnétique est extrêmement résistant au point de vue mécanique et résiste à l'action chimique et sa dureté s'élève jusqu'à 700 à 1 000 Vickers,et son coefficient "de dilatation thermique est très voisin de celui'de ferrite (ferrite t 9,3^/à 10.2 x 10 —6 25 Sn 02 : 5,2 x 10" ). En outre, le temps pour former l'interstice est relativement court^et son épaisseur peut- être commandée avec précision, de telle sorte que ce procédé convient à la production en série de têtes magnétiques d'une distance d'intervalle désirée. Bien que la méthode d'espacement par oxyde métal 30 lique non magnétique soit très bonne , la solution acide du métal halogène" non magnétique doit être chauffée jusqu'à 400°0 à-600°C, de façon à produire l'oxyde métallique non magnétique par hydrolyse (et partiellement par dissociation thermique) de la solution acide. Ce chauffage conduit à l'oxydation des surfaces formant l'interval-35 le du noyau magnétique, ce.qui entraîne une détérioration des caractéristiques magnétiques, une élongation de la longueur de l'interstice effectif et une diminution de la résistance mécanique. Pour éviter cela, il est nécessaire d1effectuer l'hydrolyse dans une atmosphère de gaz inerte, tel que du gaz azote, ce qui intro-40 duit une complication dans la fabrication. de la têts magaét ique„ 2004017 69 07345 En outre, des vapeurs d'acide chlorhydrique HC1, produit par l'hydrolyse ou la dissociation thermique de la solution acide du métal halogène non magnétique, touchent le noyau magnétique en provoquant une attaque de vapeur, de sorte qu'il en résulte que les surfaces 5 formant l'interstice^ et qui ont été soumises précédemment à un finissage de polissage^ deviennent rugueuses. Suivant la présente invention, un interstice formé par l'oxyde métallique non magnétique^ ayant une épaisseur prédéterminée quieëîdéposé entre les surfaces formant l'interstice 10 du noyau magnétique avec des couches protégeant le noyau magnétique de l'oxydation et de l'attaque, de façon à fournir des têtes magnétiques qui possèdent les différents effets mentionnés précédemment et d'éviter une oxydation et une attaque du noyau magnétique pendant les opérations de fabrication. Les couches de protection ci-15 dessus sont formées par un matériau non magnétique/ résistant à la chaleur de façon suffisante pour résister à la température pendant la formation de l'interstice d'oxyde métallique .non magnétique. En conséquence, 'l'invention a pour objet de fournir une tête magnétique de longue durée de vie et possédant 20d'excellentes caractéristiques . Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé p'our fabriquer un interstice d'écartement résistant mécaniquement, possédant un coefficient de dilatation thermique semblable à celui de ferrite. 25 Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé de fabrication de têtes magnétiques dont l'interstice est facile à contrôler. Un autre objet de l'invention est de fournir des têtes magnériques, ayant un interstice constitué par une couche 30 d'oxyde non magnétique formée sur une couche de protection qui est disposée sur la surface formant l'interstice. L'invention s 1 étend également aux caractéristiques résultant de la description ci-après et des dessins annexés. La description se rapporte à des exemples 35 de réalisation représentés aux dessins annexés dans lesquels ; - les,figures 1 à 5 sont des vues en perspective agrandie^ montrant schématiquement les différentes phases de fabrication de têtes magnétiques suivant l'invention. La présente invention est décrite ci-après à 40 l'aide d'exemples de réalisation. 07345 - 4 - 2004017 Exemple 1 - On prépare un élément magnétique 1; qui sera séparé ensuite ven noyaux magnétiques individuels des têtes magnétiques terminées (figure l). 5 L'élément magnétique 1 consiste en un cris tal -unique de ferrite et est pratiquement de forme rectangulaire, l'élément magnétique étant découpé de telle façon qu'une surface 2^dans la direction longitudinale^ est situéé dans le plan (100), et la surface 2 est utilisée comme surface de formation d'inters-10 tice. Dans la surface de formation d'interstice 2, on forme une rainure 3 dans la direction longitudinale de 1.' élément magnétique \} et la surface de formation, d1 interstice de l'élément magnétique 1 est alors soumise au finissage de polissage . Ensuite, la surface de formation d'intersti-15 ce 2 est décapée sur plusieurs centaines de microns par une solution d'acide chlorhydrique^ diluée si nécessaire , pour enlever une couche soumise au traitement mécanique de la surface de formation d'interstice 2. Ensuite , l'élément magnétique 1 est placé 20 dans un récipient sous vide et est chauffé jusqu'à environ 400° C, conditionsdans lesquelles d.e l'oxyde de silicium SiO est vaporisé, avec une épaisseur d'environ plusieurs centaines d'angstroms/sur la surface de formation del!interstice 2^pour former une couche de protection 4 (figure 2). Ensuite, l'élément magnétique 1 est enlevé 25 du récipient sous vide et est chauffé, préalablement, par exémple de 200 à 400°0 , et ensuite, la quantité prédéterminée d'une solution acide halogène, de la composition suivante, est déposée sur la surface de formation d'interstice 2^par aspersion ou vaporisation. Composition s 30 SnCl4.5H^0 100 g,, InCl^ 50 gs „ SbCl3 10 g. H01 (12-1) 10 cc s H20 50 c.c 55 Ensuite, l'élément magnétique 1 «sst chauffé ds nouveau de 400.9D à 600°G, de préférence à 550°C? température à laquelle il se forme une couche d'oxydes composés 5 Sr^ - Xn02 SbO^sous forme de cristal^surtout par hydrolyse (partiellement par dissociation thermique) sur la surface de formation d'interstice 40 2 (figure 3). L'épaisseur de la couche d'oxydes composés 5 s'est 07345 200401 élevée à 4 000 angstroms dans les expériences effectuées. On a constat^ par diffraction électronique,, que la couche d'oxydes composés 5 est une couche d'oxydes composés, non magnétiques 5 La couche d'oxydes composés 5^de SnO^ - In02 - Sb^O-j/ ainsi formée est'utilisée comme espacement qui délimite la longueur de l'interstice de la tête magnétique finale, l'élément magnétique 1 est séparé^ par exemple perpendiculairement à sa direction longitudinale pour fournir une paire d'élémentsmagnétiques 10 1A et 1B^et on assemble ensuite comme structure unitaire^ les éléments magnétiques 1A et 1B^ avec leurscouchœd'oxydes composés 5 tourné®l'une vers l'autre,à l'aide d'un liant de colle 6 qui t s * est appliqué sur la partie d'interstice arrière de la tête magnétique terminée^ qui est séparée de l'interstice avant par les rai-15 nures 3 des éléments magnétiques 1A et 1B (figure 4). Ensuite, la structure résultante ainsi assemblée est séparée le long de plans perpendiculaires à la direction longitudinale^ avec une épaisseur prédéterminée d, comme indiqué en lignes brisées dans la figure 4» fournissant des éléments individuels. Ensuite, une bobine 7 est 20 enroulée sur chaque élément par la rainure 3» fournissant ainsi une tête magnétique H (figure 5)» Exemple 2 - On utilise une solution de la composition suivante, avec les procédés de fabrication de l'exemple 1. 25 Composition s SnC1^5H|) 100 g. In013 20 g. HC1 10 g. ïï20 50 c.c 30 Dans ce cas, une couche d'oxydes composé^ de Sn02 - In02;est déposée sous forme de cristal sur la couche de protection 4,située sur la surface de formation d'interstice 2 de 1'élément magnétique 1 . La solution halogènepeut contenir 2 à "10?» 35 en poids de InCl^ et 0 à 1# en poids de SbCl^par rapport à 10$ en poids de SnGl^HgO. Exemple 5 - On a utilisé une solution de la composition suivante^ avec les mêmes phases que celles de l'exemple 1. 40 07345 - 6 - 2004017 Composition ; SnCl^o5H20 300 g. SbCl3 v 3g. HC1 33 c.c. 5 B^O 105 c.c. C2ïï^0H 45 c.c. La couche d'oxydes composés non magnétique 5^de Sn02. SbgO^est formée de la même façon que la surface de formation d'interstice 2 de l'élément magnétique 1. Dans ce cas, 10 0^5 ^ -*-a composition ci-dessus est prévue pour commander la vitesse de réaction. Exemple 4 - On utilise une solution de la composition suivante^ avec les mêmes phases que celles de l'exemple 1. 15 Composition : CdCl2.2H20 100 g. InCl3 2 g. H20 50 c.c. HC1 (12-E) 10 c.c 20 CoHs0H 15 c.c 2 5 Dans ce cas, on a formé une couche d'oxydes composés 5 /de CdO-In^^. L'interstice est formé de la couche d'oxydes composés 5» mais il peut s'agir d'une couche d'oxyde unique. Exemple 5 - 25 On utilise une solution de la composition sui- vante^ avec les mêmes phases que celles de la figure 1. Composition % (CH5)2SnCl2 100 g. H20 80 c.c 30 Dans ce cas , il se forme une couche d'oxyde 5 de Sn02. Il est possible d'utiliser d'autres sels métalliques organiques non magnétiques. Exemple 6 - 35 On utilise une solution de la composition sui vante avec les mêmes phases que celles de la figure 1. Composition % (CH3)2SnCl2 70 g. Ti (0C,Hn),n îô c.c ^94 40 CH_ (CHo)oCH0H *00 c.c 3 d d 69 07345 - 7 - 2004017 Il s'est formé dans ce cas une couche d'oxyde 5^ de SnO^ - TiOg. Exemple 7 - On utilise une solution de la composition sui-5 vante, avec les mêmes phases que celles de la figure 1. Composition : (CH5)2SnCl2 100 g. InCl^ 40 g. SbCl3 10 g. 10 HC1 (12-H) 10 c.c. H20 50 c.c. Il s'est formé dans ce cas une couche d'oayde non magnétique 5, de Sn02 - In02 - Sb^O^. Suivant la présente invention décrite ci-dessus, 15 l'espacement est constitué par une couche d'oxyde métallique non magnétique,qui est résistante mécaniquement et qui peut être produite facilement avec une précision élevée. En outre, son coefficent de dilatation thermique est pratiquement égal à celui de ferrite et, par conséquent, même si la température de la partie formant l'espa*-20 cernent augmente de façon apprécialbe, comme dans le cas de la tête magnétique tournante, la pa'rtie formant l'espacement n'est pas endommagée par la différence entre les coefficients de dilatation thermique du noyau magnétique et de l'espacement. En outre, même si l'on effectue à l'air libre la formation de la couche d'oxyde métal-25 lique non magnétique, la couche 4 protège le noyau magnétique contre l'oxydation, de façon à empêcher une augmentation dans la longueur effective de l'interstice et une réduction de la résistance mécanique du noyau magnétique. Ainsip la présente invention permet la production de têtes magnétiques, qui sont résistantes mécaniquement, 30 stables de fonctionnement et possédant des caractéristiques magnétiques excellentes. En outre, pendant la fondation de la couche d'oxyde métallique non magnétique, le noyau magnétique n'est pas attaqué par HC1, de telle sorte que la surface formant l'interstice demeure lisse comme un miroir et que la longueur de l'interstice 35 ne varie pas. le coefficient de dilatation thermique de l'oxyde de silicium SiO;utilisé pour la couche de protection 4yest notablement différent de celui de ferrite, mais l'épaisseur de la couche varier de protection 4 peut/de plusieurs centaines à un millier d'angstroms, 40 nécessaire pour servir de couche protectrice et, en conséquence, 69 07345 2004017 la surface formant l'interstice de la tête magnétique n'est pas endommagée^ même ciable. v endommagée, même dans le cas d'un changement de température appré- Bien qu'on ait décrit la présente invention en 5 liaison avec la fabrication de têtes magnétiqués à ferrite, il va de soi.que l'invention s'applique aux têtes magnétiques qui sont formées avec un matériau d'alliage tel que Fe-Ni, Fe-Al, Fe-Âl-Si, ou analogues, ou dans lesquels des pièces polaires sont formées d'un matériau différent de celui des autres .parties. 10 Alors que la description précédente a été effec tuée dans le cas où on assemble, en une structure unitaire^ une paire de moitiés de noyaux magnétiques, c'est-à-dire les noyaux magnétiques 1A et 1B/ ayant les couches d'oxyde métallique non magnétique formées sur la surface de formation d'interstice, on peut for-15 mer la couche d'oxyde métallique non magnétique sur n'importe lequel des noyaux magnétiques et la couche d'oxyde métallique non magnétique peut ne pas être prévue sur les surfaces de noyaux formant l'interstice arrière. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée 20 aux exemples de réalisation précédemment décrits et représentés et à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 07345 - 9 «=* 200401 REVENDICATIONS 1°/Tête magnétique, comprenant au moins deux éléments magnétiques avec un interstice formé entre eux, caractérisée par ce que l'interstice consiste au moins en une couche protectrice 5 empêchant l'attaque de l'élément magnétique et une couche d'oxyde métallique non magnétique, ce qui permet d'obtenir^ avec une haute précision; un interstice, présentant une grande résistance mécanique^, pouvant être fabriqué en série. 2°/Tête magnétique suivant la revendication 1, 10 dans laquelle la couche protectrice est une couche de bi-oxyde de silicium. 3°/ Tête magnétique suivant la revendication 1 dans laquelle la couche d'oxyde métallique non magnétique__est..un oxyde d'ion métal halogène, "tel que de l'étain Sn, de l'indium In, 15 de l'antimoine Sb, du titane Ti, du cadmium Cd, du zinc ou analogue^ ou un mélange composé -de certains de ces métaux. 4°/ Tête magnétique suivant la revendication \ dans laquelle les éléments magnétiques sont formés de ferrite. 5°/ Procédé de fabrication de têtes magnétique^ 20 comprenant au moins deux éléments magnétiques , avec un interstice entre eux, procédé caractérisé parce qu'on dispose une. couche protectrice sur l'élément magnétique dans des zones prédéterminées pour empêcher l'oxydation et l'attaque de l'élément magnétique, et ensuite une solution halogL.. d'un, métal non magnétique, ou une 25 solution d'un sel métallique organique ou les deux sont déposées sur la couche protectrice, en chauffant les solutions pour obtenir-une couche d'oxyde non magnétique sur la couche protectrice. 6°/Procédé de fabrication de têtes magnétiques suivant la r evendication 5, dans lequel la couche protectrice est 30 formée de bio&rde cle silicium. 7°/ Procédé de fabrication de têtes magnétiques suivant la revendication lequel la solution halo gère est un produit tel que SnC14, InC13t SdCl„ et CdCl^. 8°/ Procédé de fabrication de têtes magnétiques 35 suivant la revendication 5, dans lequel le sel métallique organique est un sel tel que (CH.,) 2SnCl0 et Ti (0C,Hn)4. j 4- y