Brevet FR2099536A1 — publié le 19720317

la présente invention a pour objet un procédé destiné à produire une couche d'oxyde sur une surface d'un alliage magnétique de cobalt et de nickel» Avec certains supports d'enregistrement magnétiques à couche magnétisable contenant du cobalt métallique, la 5 surface de la couche peut être oxydée, par exemple par aise en contact de cette couche avec des agents oxydants tels que l'acide azotique aqueux, suivie d'un traitement thermique, permettant de réaliser une surface oxydée protégeant la couche métallique contre l'abrasion ou tout autre frottement. 10 Pour certaines raisons, il s'est avéré souhaitable d'utiliser pour ces supports d'enregistrement des alliages cobalt-nickel magnétiques ; mais ces alliages ont l'inconvénient de provoquer une attaque excessive de leur surface par les agents oxydants aqueux, notamment lorsque la proportion de nickel est supérieure à 3 fo en 15 poids. Cette attaque, sans doute due à un effet catalytique du nickel sur l'oxydation, peut affecter malheureusement l'uniformité des propriétés magnétiques de l'alliage. L'invention a pour but de réaliser un procédé qui élimine cet inconvénient. 20 Selon l'Invention, on propose donc un procédé destiné à pro duire un film d'oxyde sur la surface d'un alliage magnétique cobalt-nickel contenant au moins 3 % en poids de nickel, ladite surface étant mise en contact avec une solution aqueuse d'au moins un agent oxydant, solution qui oxyde cet alliage, la surface étant en-25 suite soumise à un traitement thermique à des températures comprises entre 230 et 280°C dans une atmosphère d'oxygène et/ou d'un gaz inerte, ce procédé étant caractérisé par le fait que la solution comprend au moins un agent de chélation capable de chélater avec les ions de la solution et dont la proportion est au moins de 30 0,1 (; en poids de la solution. Pour les applications de l'alliage comme support û'enregistrement magnétique, il doit de préférence contenir au moins 50 en-poids de cobalt, en pratique 70 £>, 5 de phosphore et 25 5- de nickel. Les alliages qui contiennent moins de 3 ^ de nickel peuvent 35 généralement être utilisés pour forner une couche d'oxyde protectrice sans faire appel aux agents de chélation. On voit donc crue le procédé selon l'invention peut être mis en pratique, par exemple avec des alliages d'enregistrement magné-ticue, contenant de 50 à 97 '■> de cobalt et de 3 a 50 de nickel, 40 les proportions étant coirptées en poids. Des produits secondaires ORIGNAL 71 26272 2 2099536 peuvent être incorporés en plus du nickel. Dans un support magnétique, l'alliage est de préférence sous forme d'un film mince relativement uniforme dont l'épaisseur est de l'ordre de 0,0003 à 0,0005 mm. Pour les applications sous forme de disques, un alliage 5 doit posséder de préférence une coercivité d'environ 2OC à 700 oersteds. La solution utilisée pour traiter la surface de l'alliage ai question peut contenir des agents oxydants inorganiques solubles dans l'eau. On préfère toutefois l'acide azotique, bien que d'au-10 très agents ozydants, tels que l'eau oxygénée, des chlorates, des hypochlorites et des permanganates solubles dans l'eau ou des mélanges de ces produits, puissent être utilisés. L'agent organique de chélation peut être tout produit susceptible d'agir comme "tampon" pour la concentration des ions métalli-15 ques libres dans la solution aqueuse. Ces agents ou produits n'-a-gissent pas strictement comme tampons dans une solution à pH i. * duit, mais plutôt comme agent de séquestration qui tend à retenir les ions métalliques dans la solution par formation de complexes. Parmi les agents de chélation appropriés, on peut citer l'a-20 cide éthylène-diamine-tétracétique, l'acide tartrique, l'acide glu conique, l'acide succinique, l'acide citrique, ainsi que la thiourée et certains sels de ces acides. On peut préférer pour le moment l'acide citrique et ses sels de sodium, car ces produits bon marché se trouvent dans le commerce et sont efficaces dans des 25 proportions modérées pour "tamponer" la solution et contrôler la vitesse de réaction sur la surface des alliages magnétiques. Ces réactions sont des oxydations donnant lieu à la formation, sur la surface de l'alliage, d'une couche oxydée qui est considérée comme étant constituée par un mélange d'oxydes, d'hydroxydes 30 et d'hydrates oxydes. Ce dernier terme est utilisé pour définir la nature relativement complexe des produits d'oxydation formés à partir de métaux tels que le cobalt et le nicîcel par une oxydation aqueuse. La couche oxydée est apparemment un mélange de composés de to\is les métaux présents sur la surface de l'alliage, mais les 35 proportions de ces composés dans la couche sont sans doute différentes de celles des métaux individuels de la surface, ce qui est dû aux vitesses de réaction différentes des métaux en prés^^. Dans la mise en pratique de l'invention, certains des produits de la surface de l'alliage réagissent pour produire une corn-40 position d'oxyde telle qu'indiquée. Il est préférable de réaliser OftfGfNAL 71 26272 3 2099536 le procédé de façon qu'environ une profondeur d'environ 0,00005 mm de l'alliage magnétique soit oxydée, cette profondeur donnant une couche oxydée adhérente qui, après le traitement subséquent, est capable d'assurer une protection adéquate pour l'alliage magnétique 5 dans la plupart des cas d'applications. Il est préférable que la couche oxydée ait cette épaisseur de 0,00005 mm, moins toutefois de 0,00012 mm, car au-dessus on note une tendance à une attaque chimique inégale qui affecte naturellement l'uniformité des propriétés magnétiques de la surface de 10 1'alliage• Pour des raisons pratiques, on préfère réaliser l'opération d'oxydation aqueuse à des températures normales, entre 20 et 38°G par exemple , les températures plus élevées produisant généralement des réactions plus rapides. 15 En général, plus la proportion de l'agent oxydant est élevée dans la solution, plus rapide est l'attaque de la surface métallique. Toutefois, un facteur important, dans la pratique de l'invention, est que l'emploi d'un composé de chélation, genre "tampon" tend à modérer ou à contrôler les réactions qui transpirent sur la 20 surface de l'alliage cobalt-nickel. Ainsi, l'application d'agents de chélation, tels que définis plus haut, peut être considérée comme retardant ou contrôlant la réactivité de la surface de l'alliage magnétique cobalt-nickel, en ce qui concerne l'oxydation de cette surface. 25 La concentration de l'agent de chélation peut varier dans des limites relativement étendues. Par exemple, pour moins de 0,1 'i en poids de cet agent, il n'y a pas de contrôle significatif de la réaction d'oxydation. Par contre, on considère en général que plus la quantité de cet agent est élevée, plus le degré de contrôle est 30 élevé ; d'une manière générale, plus l'agent oxydant est réactif, plus la quantité d'agent de chélation doit être élevée. Les proportions préférées sont comprises dans des limites variant entre 0,1 et 10 i» en poids de l'agent oxydant et entre 0,5 et 15 p de l'agent de chélation. En général, pour des quantités 35 moindres de l'agent de chélation, à la température ordinaire, les réactions deviennent plus rapides pour des raisons de production pratiaues et si l'on applique de plus grandes quantités, les réactions deviennent trop lentes pour que le.rendement commercial soit intéressant. Une réaction plus lente a lieu aussi si l'on emploie 40 des quantités d'agent oxydant plus faibles que celles spécifiées 71 26272 4 2099536 et les réactions deviennent rapides à un point que le contrôle pom* une production normale est rendu difficile. On notera que les limi** tes indiquées ne sont pas absolues et que pour des raisons pratiques, avec des agents osydants très réactifs ou des agents de ché-5 lation peu efficaces ou trop efficaces, le procédé peut être exécuté avec une solution contenant des quantités d'ingrédients sortant desdites limites. Une fois que la couche oxydée de l'épaisseur voulue a été formée, on enlève de préférence lfalliage de la solution et on le lava jq à l'eau distillée ou avec de l'eau déionisée. La surface de l'al-liage est ensuite de préférence chauffée dans de 1*oxygène ou dans des gaz inertes ou un mélange des deux. Le chauffage mentionné sert à diriger l'eau maintenue dais 1a, i couche soit sous forme d'hydroxyde, soit d'hydrate oxyde, soit en-15 core sous forme d'un composé genre hydroxy hydrate oxyde pour donner une couche pratiquement constituée d'oxydes métalliques. lors*» que le chauffage est pratiqué dans l'oxygène, ou dans un gaz con--tenant de l'oxygène, la couche d'oxyde tend à croître. Il est préférable d'effectuer l'opération finale de chauffag» 20 à une température de l'ordre de 250 à 280°C, afin de porter en. maximum la résistance de la couche à l'abrasion. An-dessus de 280* C, les propriétés magnétiqufes de l'alliage cobalt-nickel peuvent ôtr» affectées de manière indésirable. Pour les mêmes raisons, le chauffage est réalisé pendant une 25 période pouvant varier entre une déni-heure à quatre heures." Avant d'utiliser l'alliage oxydé comme support d'enreglstre- ; ment, il est préférable d'appliquer à la surface traitée.tua lutari-' fiant solide ou liquide, comme la cire ordinaire, une huile de pà-> trole à faible tension de vapeur, ou une huile au silicone ou ana-250 logue \ puis de polir ce lubrifiant de manière à obtenir une couche pratiquement monomoléculaire de lubrifiant sur la surface. Le lubrifiant utilisé protège normalement contre l'abrasion et aagit en réduisant le frottement dynamique au cours de l'usage du support et il peut au besoin contenir une faible, quantité (par exemple de 35 0 à 5. fo en poids) d'un produit anti-oxydant. Quelques exemples spécifiques sont donnés dans ce qui suit pour faciliter la compréhension de l'invention, sans en limiter la portée. TcruMPT.Tiî 1 Un support d'enregistrement magnétique porte une cou-40 che d'un alliage cobalt-nickel-phoaphore contenant en poids, 70 "je COPY 71 26272 5 2099536 de cobalt, 5 lp de phosphore et 25 «j de nickel, couche d'épaisseur de l'ordre de 0,00035 mm sur un disque d'aluminium. Il est traité à 22°C avec une solution aqueuse de 2 g par litre d'acide azotique et 20 g par litre de citrate trisodicue. Une fois que 0,00005 mm g de la surface de cet alliage ont été oxydés, on retire la pièce de la solution, elle est lavée à l'eau distillée, puis traitée à l'air à une température de 250°C, pendant deux heures. Ensuite, la pièce est refroidie à la température ordinaire et la surface exposée polie avec de l'huile de silicone. 10 jjjJUfflwPIiE 2Un support d'enregistrement magnétique portant une couche d'alliage nickel-cobalt-phosphore contenant en poids 19 de nickel, 75 c'jo de cobalt et 6 de phosphore, sur un disque d'aluminium, est traité à 22°C avec une solution aqueuse de 40 ml d'acide éthylène-diamine-tétracétique de 0,058 K ajoutés à un litre d'eau 15 contenant 20 g d'acide oxalique, pendant 8 minutes, de manière à obtenir une couche oxydée de couleur jaune paille. Le disque est ensuite lavé et chauffé à l'air à 275°C pendant 2 heures, la surface prenant une coulera* bleue. Après refroidissement, la surface exposée est polie à l'huile de silicone. 20 J&SJ&TLB 5«- Un support d'enregistrement magnétique portant une couche d'alliage nickel-cobalt-phosphore contenant en poids, 19 fs de nickel, 75 ~p de cobalt et 6 > de phosphore, sur un disque d'aluminium, est traité avec une solution aqueuse de 20 g d'acide oxalique et 20 g d'acide'succinique par litre d'eau, pendant 8 minutes, 25 permettant d'obtenir une couche oxydée de couleur jaune paille. Le disque est lavé, puis traité à l'air à 275°C pendant 2 heures, la surface prenant alors une couleur bleue. Après refroidissement, la surface exposée est polie avec de l'huile de silicone. TPTOTPTfô 4.- Un support d'enregistrement portant une couche d'allia-30 ge nickel-cobalt-phosphore contenant en poids 19 > de nickel, 75 -/a de cobalt et 6 ï* de phosphore sur un disque d'aluminium., est traité pendant 2 minutes à 22°C, avec un mélange de 40 ml de peroxyde d'hydrogène à 30 f; en poids et 100 ni d'acide éthylène-diamine-té-tracétique 0,058 M par litre d'eau, pour obtenir une couche oxydée 35 de couleur jaune paille. Le disque est ensuite lavé et traité à l'air à 275°G pendant 2 heures, la surface prenant alors une couleur bleue. Après refroidissement, la surface exposée est polie avec de l'huile de silicone. E2EMPLE 5.- Un support d'enregistrement portant un alliage analo-40 gue à celui de l'Exemple précédent est traité pendant 4 minutes à COPY 71 26272 2099536 22° C avec 10 ml de solution aqueuse à 93 £ en poids d'acide sulfu-rique, 80 ml d'acide éthylène-diamine-tétracétique 0,058, ajoutés à un litre d'eau contenant 3 g de permanganate de potassium, pour donner une couche de couleur jaune paille. Le disque est lavé et 5 ensuite traité à l'air à 275°C pendant 2 heures, la surface prenant une couleur "bleue. Après refroidissement, la surface exposée est polie avec de l'huile de silicone. EXEMPLE 6.- Le même support avec la même couche est traité pendant 4 minutes à 22°C avec une solution aqueuse de 10 ml d'acide sulfu-10 rique à 93 en poids, ajoutés à un litre d'eau contenant 4 g de permanganate de potassium et 20 g de thiourée, ce qui donne une couche oxydée de couleur jaune paille. Le disque est ensuite lavé et chauffé à l'air à 275°C pendant 2 heures, la surface prenant alors une couleur bleue. .Après refroidissement, la surface exposée est 15 polie avec de l'huile de silicone. "SlErJFLS 7.- Le même support avec la même couche est traité pendant 6 minutes à 22°C avec une solution aqueuse de 10 ml d'acide azotique concentré et 5 g de thiourée ajoutés à un litre d'eau pour produire une couche oxydée de couleur jaune paille. Le reste du 20 processus est analogue au cas des exemples précédents. TrraiypLg 8.- Le même support avec la même couche que précédemment est traité pendant 6 minutes à 22°C avec une solution aqueuse de 10 ml d'acide azotique concentré et 30 g d'acide tartrique dans un litre d'eau pour donner une couche oxydée de couleur jaune paille. 25 La suite du traitement est analogue aux cas précédents. 71 26272 7 2099536 BEVBHPICATIOHS 1. Procédé destiné à produire tin film d'oxyde sur la surface d'un alliage magnétique cobalt-nickel contenant au moins 3 # en poids de nickel, ladite surface étant mise en contact avec une so- 5 lutlon aqueuse d'an moins un agent oxydant, solution qui oxyde cet alliage, la surface étant ensuite soumise à un traitement thermique à des températures comprises entre 230 et 280°C dans une atmosphère d'oxygène et/ou d'un gaz inerte, caractérisé par le fait que la solution comprend au moins un agent de chélation capable de chélater 10 avec les ions de la solution et dont la proportion est au moins de 0,1 ^ en poids de la solution. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la solution est amenée à oxyder ledit alliage à une profondeur d'au moins 0,635 x 10~6 cm. 15 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la solution est amenée à oxyder ledit alliage à une profondeur comprise entre 2,54 x 10~6 et 12,7 x 10~6 cm» 4• Procédé selon ltune quelconque des revendications 1 à 3 prises séparément, caractérisé par le fait que la solution contient 20 entre 0,1 et 10 # en poids de 1 * agent oxydant et entre 0,5 et 15 en poids de l'agent de chélation» 5» Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 prises séparément, caractérisé par le fait que l'agent de chélation est choisi parmi l'acide éthylène-diamine-tétracétique, l'acide 25 tartrique, l'acide gluconique, l'acide succinique, l'acide citrique^ Tin sel so lubie dans l'eau de l'un de ces acides et la thiourée.