DE2018973C3 - Verfahren zur Orientierung der beständigen Magnetisierung einer Magnetschicht und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Orientierung der beständigen Magnetisierung einer von einem zylindrischen Träger getragenen Magnetschicht in Unifangsrichtung, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bekanntlich werden magnetische Dünnschicht-Speichcrelcmcntc im allgemeinen dadurch erhalten, daß auf einen elektrisch leitenden Träger elektrolytisch oiler (lurch Aufdampfen im Vakuum ein Film aus ierromagnetischen Material aufgebracht wird, der eine einachsige Anisotropie der Magnetisierung aufweist, d. h. eine Richtung, in der die beständige Magnetisierung des Films orientiert ist Wenn der Träger zylindrisch ist insbesondere ein Draht, liegt die Richtung der beständigen Magnetisierung in der Umfangsrichtung, d.h. entlang einer zur Achse des Trägers koaxialen Kreislinie.
Zur Erzielung einer solchen Umfangsrichtung der

to stabilen Magnetisierung wurde bisher ein beispielsweise aus der US-PS 33 27 297 bekanntes Verfahren angewendet, bei welchem während des Aufbringens des Magnetfilms auf den Träger durch diesen ein elektrischer Strom geschickt wird, der an der Oberfläche des

is Träger? ein in der Umfangsrichtung verlaufendes Magnetfeld erzeugt, unter dessen Einfluß der Magnetfilm die gewünschte kreisförmige magnetische Anisotropie koaxial zur Achse des Trägers annimmt Die Anwendungsmöglichkeiten dieses Verfahrens sind beschränkt und zwar einerseits wegen der durch den Strom bewirkten Erwärmung der Unterlage und andererseits wegen des Spannungsabfalls längs der Unterlage, der einen zulässigen Höchstwert nicht überschreiten darf, wenn das Aufbringen des Magnetfilms elektrolytisch erfolgt Wird beispeielsweise eine Eisen-Nickel-Legierung elektrolytisch auf einsn Beryllium-Kupfer-Draht von Ι25μπι Durchmesser abgeschieden, ist das Orientierungsmagnetfeld auf einige zehn Oersted begrenzt was für eine gute Orientierung des

Magnetfeldes nicht ausreicht Die maximal mögliche Feldstärke des Orientierungsmagnetfelds ist ferner

umso kleiner, je kleiner der Durchmesser des Drahtes ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines

Verfahrens, das die Orientierung der beständigen Magnetisierung einer von einem zylindrischen Träger getragenen Magnetschicht mit ausreichend großer Feldstärke ermöglicht ohne daß eine unerwünschte Erwärmung des Trägers oder ein unzulässiger Spannungsabfall entlang dem Träger entsteht

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Magnetschicht einem Magnetfeld ausgesetzt wird, welches senkrecht zur Achse des Trägers ausgerichtet ist und sich um diese Achse dreht, und daß die Magnetschicht in Richtung der Achse ihres Trägers kontinuierlich durch das rotierende Magnetfeld hindurch bewegt wird.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung erfolgt die Orientierung der beständigen Magnetisierung durch ein

so äußeres Magnetfeld, so daß kein Magnetisierungsstrom durch den Träger geschickt wird, der eine Erwärmung oder einen Spannungsabfall verursachen würde. Die erforderliche Orientierung in der Umfangsrichtung wird dadurch erhalten, daß sich das Magnetfeld während des

Vi Vorschubs des Trägers um dessen Achse dreht. Dem rotierenden Magnetfeld kann unabhängig vom Durchmesser des Trägers die für die Erzielung einer guten Orientierung erforderliche Feldstärke erteilt werden.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

ad ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anordnung flacher Spulen umfaßt, deren Ebenen parallel zur Achse des Trägers angeordnet sind und die durch mehrphasige Ströme durchflossen sind.

Wenn die Vorrichtung zur Orientierung der bcständi-

h> gen Magnetisierung der Magnetschicht während ihrer Aufbringung auf dem Träger bei seinem kontinuierlichen Durchwandern durch einen Elektrolysebehiilter dient, ist sie t»emäß einer weiteren Ausgestaltung der

Erfindung so ausgebildet, daß sie eine Spulenanordnung aufweist, die außen am Elektrolysebehälter angeordnet ist und ihn umgibt

Eine weitere Ausbildung der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung π Spulen umfaßt, deren Ebenen sich in der Achse des Trägers schneiden, daß die Ebenen jeweils zwei benachbarter Spulen den Winkel π/π einschließen und daß diese Spulen von Strömen mit η Phasen durchflossen sind.

In diesem Fall besteht eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß die Vorrichtung zwei Spulen umfaßt, deren Ebenen rechtwinklig zueinander sind und die von zweiphasigen Strömen durchflossen sind.

Eine andere weitere Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung m von einem Strom der gleichen Phase durchflossene Spulenpaare mit jeweils zwei Spulen aufweist, deren Spulenebenen zueinander parallel lieget! und die regelmäßig um den Träger herum angeordnet sind und daß die Spulenpaare von Strömen mit m Phasen durchflossen sind.

Auch in diesem Fall besteht eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß die Vorrichtung zwei Spulenpaare aufweist, die von zweiphasigen Strömen durchflossen sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß jede Spule eine rechteckige Form aufweist und daß jeweils zwei Seiten der Spulen parallel zur Achse des Trägers verlaufen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung und

F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips des Verfahrens nach der Erfindung

Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung weist einen Elektrolysebehälter 1 auf, der beispielsweise einen Elektrolyt auf der Basis von Eisen und Nickel enthält und dazu bestimmt ist, auf einen zylindrischen Träger, der im vorliegenden Fall ein Kupferdraht 2 ist, eine Magnetschicht aufzubringen. Der Kupferdrah* 2 bewegt sich kontinuierlich durch den Behälter 1 von einer Seite zur anderen und wird während seines Durchgangs durch den Behälter mit einer Magnetschicht 3 bedeckt

Um die Magnetisierung der Magnetschicht 3 in Umfangsrichtung zu orientieren, ist der Behälter 1 von zwei Spulen 4 und 5 umgeben, deren Form rechteckig ist und deren Ebenen rechtwinklig zueinander stehen und sich in der Achse des Drahtes 2 schneiden. Die Spulen 4 und 5 werden über ihre Klemmen 6, 7 bzw. 8, 9 von zweiphasigen Strömen durchflossen.

Die Vorrichtung nach Fig.2 weist gleicherweise einen Elektrolysebehälter 1 auf, durch den ein Draht 2 hindurchbewegt wird. Rings um den Behälter sind vier Spulen 10,11,12,1Ϊ von rechteckiger Form angeordnet, deren Ebenen parallel zum Draht 2 liegen. Die Ebenen der Spulen 10 und 12 liegen zueinander parallel, und diese Spulen bilden ein Spulenpaar. In gleicher Weise liegen die Ebenen der Spulen 11 und Il zueinander parallel, und diese Spulen bilden gleichfalls ein

Spulenpaar. Die Ebenen der Spulen 10 und 12 liegen rechtwinklig zu den Ebenen der Spulen 11 und 13.

Die Spulen 10 und 12 werden über die Klemmen 14 und 15 gespeist, während die Spulen 11 und 13 gemeinsam über die Klemmen 16 und 17 gespeist werden. Die Klemmen ihrerseits werden gespeist durch zweiphasige Ströme.

Die Spulen 4 und 5 von Fi g. 1 bzw. dit Spulen 10 bis 13 von F i g. 2 erzeugen ein Magnetfeld H, das senkrecht zur Achse des Drahtes 2 gerichtet ist und sich um diese Achse dreht

Zu einem gegebenen Zeitpunkt (siehe F i g. 3) weist das Feld H eine Richtung D auf und folglich orientiert sich die Magnetisierung der Magnetschicht 3 während des Niederschiagens in der Sättigungsrichtung d, außer an den Stellen, wo die Projektion des Magnetfeldes H auf die Tangentialebene an dem Draht 2 klein ist und wo ein Nordpol Λ/und ein Südpol S auftreten.

Da sich das Magnetfeld H um den Draht 2 herum dreht, verändert sich der Ort der Magnetpole N und S dauernd. Deshalb ist die Magnetschicht 3 an jedem Punkt ihres Umfangs richtig orientiert

Untersuchungen haben folgendes gezeigt: Vorausgesetzt, daß das Magnetfeld H eine ausreichende Stärke aufweist (mindestens gleich 795 Ampere durch Meter) und daß die Frequenz der das Feld erzeugenden Ströme in der Größenordnung von 50 Hz ist ist die Winkelstreuung des Materials der Schicht 3 kleiner 0,2° bei einer Niederschlagsdauer von einigen 10 Sekunden.

Das beschriebene Verfahren vermeidet einen ohmschen Spannungsabfall entlang dem Draht 2, wie er durch einen Orientierungsstrom erzeugt würde. Unter diesen Bedingungen weist der Draht 2 im Elektrolysebehälter 1, wo der magnetische Niederschlag bewirkt wird, an jedem Punkt das gleiche elektrische Potential auf, was unerläßlich ist um auf dem Draht 2 eine homogene Verteilung des Stroms längs des Behälters zu erhalten.

Dies ermöglicht die Verwendung von Elektrolyten, bei denen die Zusammensetzung des Niederschlags abhängig ist von der Stromdichte, ohne daß hierbei infolge einer Inhomogenität der Stromdichte längs des sich bewegenden Drahtes während des Niederschlags eine Inhomogenität der Zusammensetzung im Innern der endgültigen Magnetschicht auftreten würde.

Der Draht 2 wird jedoch während der Orientierung der Magnetschicht 3 von dem Elektrolysegleichstrom durchflossen und ist deshalb einer Kraft unterworfen, welche senkrecht zum Draht wirkt und aus der Einwirkung des magnetischen Wechselfeldes H auf den Gleichstrom resultiert Folglich wird der Draht, wenn er einer mechanischen Spannung unterworfen ist, unter der Wirkung dieser Kraft vibrieren, was das Aufbringen der Magnetschicht stört.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist es möglich, die Spannweite des Drahtes im Innern des Behälters 1 zu reduzieren oder eine Vorrichtung zu verwenden, die es ermöglicht, den Draht unter einer sehr geringen mechanischen Spannung durch die Behälter zu ziehen.

Das Verfahren zur Orientierung der Richtung der beständigen Magnetisierung einer Magnetschicht wurde zwar am Beispiel einer mittels Elektrolyse aufgebrachten Magnetschicht beschrieben, doch ist es offensichtlich, daß das Verfahren auch bei Magnetschiciiten durchgeführt werden kann, welche auf andere Weise aufgebracht werden oder welche bereits auf einer Unterlage aufgebracht sind.

Hierzu I Hlalt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Orientierung der beständigen Magnetisierung einer von einem zylindrischen Träger getragenen Magnetschicht in Umfangsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschicht (3) einem Magnetfeld (H) ausgesetzt wird, welches senkrecht zur Achse des Trägers (2) ausgerichtet ist und sich um diese Achse dreht, und daß die Magnetschicht (3) in Richtung der Achse ihres Trägers (2) kontinuierlich durch das rotierende Magnetfeld (H) hindurch bewegt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anordnung flacher Spulen (4, S) umfaßt, deren Ebenen parallel zur Achse des Trägers (2) angeordnet sind und die durch mehrphasige Ströme durchflossen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 zur Orientierung der beständigen Magnetisierung der Magnetschicht während ihrer Aufbringung auf dem Träger bei seinem kontinuierlichen Durchwandern durch einen Elektrolysebehälter, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Spulenanordnung aufweist, die außen am Elektrolysebehälter (1) angeordnet ist und ihn umgibt

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung η Spulen (4, 5) umfaßt, deren Ebenen sich in der Achse des Trägers schneiden, daß die Ebenen jeweils zwei benachbarter Spulen den Winkel π/η einschließen und daß diese Spulen (4, 5) von Strömen mit η Phasen durchflossen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung m von einem Strom der gleichen Phase durchflossene Spulenpaare (10, 12; 11, 13) mit jeweils zwei Spulen aufweist, deren Spulenebenen zueinander parallel liegen und die regelmäßig um den Träger (2) herum angeordnet sind und daß die Spulenpaare von Strömen mit m Phasen durchflossen sind.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei Spulen (4, 5) umfaßt, deren Ebenen rechtwinklig zueinander sind und die von zweiphasigen Strömen durchflossen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei Spulenpaare (10, 12; 11, 13) aufweist, die von zweiphasigen Strömen durchflossen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule (10, 11, 12, 13) eine rechteckige Form aufweist und daß jeweils zwei Seiten der Spulen parallel zur Achse des Trägers (2) verlaufen.