162414. lajstromszámú szabadalom • Memóriaelem és eljárás annak előállítására
162414 5 — ammónium-hidrogénfluorid (NH4F, HF) 40 g/lit — ammónium-hidroxid oldat (vizes oldat 35% NH3 -tartalommal 35 ml/lit — pH körülbelül 2,5 A pH értéket azzal állítjuk be, hogy az elektrolit oldathoz ammóniákat vagy sósavat adunk. Ezt az oldatot állandó hőmérsékleten használjuk, amikoris a hőmérséklet körülbelül 55—70 °C. A nikkel-ón ötvözetnek a huzalon való villamos lecsapódását állandó áramsűrűséggel biztosítjuk, amelynek értékét a későbbiekben még megadjuk. Meg kell jegyeznünk, hogy a nikkeltartalom az ötvözetben a fürdő hőmérsékletével és a katódáram sűrűségével változik. A rajzon látható diagramban az 1 görbe a lerakódott nikkel-ón ötvözet nikkeltartalmának változását tűnteti föl az áramsűrűság függvényében, amikoris a nikkeltartalmat %-ban ordinátaként, az áramsűrűséget pedig mA/cm2 -ben abszcisszaként vittük föl. Az elektrolit hőmérséklete 50 °C volt. A 2, 3 és 4 görbék hasonló módon a lerakódott nikkel-ón ötvözet nikkeltartalmának a változását tüntetik föl az i áramsűrűség függvényében, ugyancsak az említett elektrolit esetén, amikoris a fürdő hőmérséklete 55 °C, 60 °C illetőleg 70 °C. Meg kell jegyeznünk továbbá, hogy e négy görbét kísérleti úton pontról pontra vettük föl. Rendeltetésük, hogy példaként feltüntetessük a hőmérséklet és az áramsűrűség összefüggését adott összetételű nikkel-ón ötvözet lerakódásakor. E görbékből kiindulva, megállapíthatjuk azt az áramsűrűséget, amely a fürdő hőmérséklete szerint a kívánt tulajdonságú nikkel-ón ötvözet előállításához szükséges, vagyis olyan nikkel-ón ötvözetéhez, amelyben a nikkel-tartalom 29% és 37% között van. így például, ha 60 °C hőmérsékleten üzemelünk, ilyen ötvözetet 10 mA/cm2 értéket meghaladó áramsűrűséggel érünk el. Ugyanígy, ha 70 °C hőmérsékleten üzemelünk, az ötvözet előállításához olyan áramsűrűséget kell alkalmaznunk, amely nagyobb mint 34 mA/cm2 . Viszont — mint fentebb már említettük —, a villamosan fölvitt nikkel-ón védőréteg vastagságának 5000 Angstrom és néhány mikron közé kell esnie, hogy a mágneses film védelme hatásosan biztosítva legyen és a Foucault-áramokkal járó hatások elmaradjanak. Ezt a feltételt kielégítő vastagság eléréséhez az ötvözetet a mágneses filmre meghatározott idő alatt kell elektrolitikusan fölvinni. Ez az idő annál rövidebb, minél nagyobb a bevonatoláshoz alkalmazott áramsűrűség. Példaként megemlíthetjük, hogy a találmány szerinti ötvözettel való borítás kikísérletezése során a fent említett elektrolitból kiindulva 130 mikron átmérőjű rézhuzalon néhány száz Angstrom vastagságú mágneses filmet állítottunk elő. Célunk az volt, hogy megállapítsuk azt a villamos töltésmennyiséget, amely szükséges ahhoz, hogy a fentiekben említett feltételnek megfelelő vastagságú védőréteg keletkezzék. Úgy találtuk, hogy ilyen vastagság elérése végett lényegében 0,05 és 0,1 Coulomb/cm huzalhosszúság értékű fajlagos villamos töltésmennyiségre volt szükség. Minthogy példánkban a huzal átmérőjének a védőréteg lerakódásával járó viszonylagos változása elhanyagolható, ez azt jelenti, hogy a mA/cm2-ben kifejezett áramsűrűséget a másodpercekben kifejezett elektrolizálási idővel megszorozva a szorzatnak lényegében az 1250 és 2500 Millicoulomb/cm2 közötti tartományba kell esnie. Minthogy a kívánt tulajdonságú nikkel-ón ötvözet létesítéséhez szükséges áramsűrűség értékeit ismerjük, könnyű megállapítani azt az időt, amely alatt az elektrolitikus lerakódásnak 6 végbe kell mennie. így például, ha 60 °C hőmérsékleten üzemelünk, a 29—37% nikkeltartalmú nikkel-ón ötvözet előállításához olyan áramsűrűséget kell alkalmaznunk, amely nagyobb mint 10 mA/cm2 . Ha ehhez a hőmér-5 séklethez például 20 mA/cm2 áramsűrűséget rendelünk, az ötvözet lerakódásához szükséges időnek körülbelül 62 másodperc és 125 másodperc közé kell esnie. A rajzon látható diagramból kitűnik, hogy ilyen feltételek mellett, vagyis 60 °C hőmérsékleten és 20 mA/cm2 áramsűrű-10 seggel dolgozva a mágneses filmen lerakódott nikkel-ón ötvözet nikkeltartalma körülbelül 34,5% lesz. Példánkban, ahol a mágneses film 130 mikron átmérőjű, nagyhosszúságú rézhuzalon helyezkedik el, a védőréteg létesítéséhez használt fent említett elektrolit oldat hő-15 mérséklete célszerűen 65 °C. Mint említettük, a huzalt ezzel az elektrolittel töltött cellán óránként 10 m nagyságrendű sebességgel húzzuk át. A fürdő 65 °C hőmérsékletéhez tartozó áramsűrűségnek, amely a kívánt összetételű nikkel-ón ötvözetet eredményezi, nagyobbnak kell 20 lennie, mint 20 mA/cm2 . Példánkban az áramsűrűség célszerűen 26 mA/cm2 , úgyhogy az az idő, amely alatt a huzal minden pontja a fürdőbe merül, körülbelül 48 másodperc és 96 másodperc közé esik. Példánkban ezt az időt körülbelül 1 percre vettük, ami a huzal haladási 25 sebességét figyelembe véve a védőréteg előállításához olyan cella alakalmazását igényli, amelyben a huzalból 15 cm-es szakasz merülhet le. Ilyen feltételek mellett, vagyis 65 °C hőmérsékleten és 26 mA/cm áramsűrűséggel üzemelve a huzalon ténylegesen 36% nikkeltartalmú ötvözetből álló 30 védőréteget állítottunk elő, amelynek vastagsága megfelelő volt a mágneses fém hatásos védelméhez, anélkül hogy Foucault-áramok keletkeztek volna. E példában azonos cellát alkalmazva és 65 °C hőmérsékleten üzemelve a védőréteg vastagságát azzal változ-35 tathatjuk, hogy az áramsűrűséget befolyásoljuk. Az áramsűrűségnek azonban megfelelő összetételű nikkel-ón ötvözetből álló réteg lerakódása végett nagyobbnak kell lennie mint 20 mA/cm . Minthogy ilyen körülmények között a huzal minden pontja körülbelül 1 percig merül le, az 40 áramsűrűséget olyan állandó értékre kell beszabályoznunk, amelynek szélső értékei 1250/60 s 20 mA/cm2 és 2500/60 s40 mA/cm2 . A fentiekben leírt elektrolizálási eljárás, amelynek célja a találmány szerinti nikkel-ón ötvözetből álló réteg elő-45 állítása, lehetővé teszi, hogy ez a réteg a mágneses film teljes felületén egyenletesen oszoljék meg. A réteg vastagságának ilyen önműködő szabályozása abból származik, hogy a nikkel-ón ötvözet fajlagos ellenállása viszonylag nagy és ezért a mágneses filmnek akár igen vékony 50 nikkel-ón ötvözetből álló réteggel bevont szemcséi az elektrolizáló árammal szemben nagyobb ellenállást jelentenek, mint a filmnek az ötvözettel még be nem vont részei. Meg kell azt is jegyezni, hogy a már említett elő-55 nyökön kívül a találmány szerinti védőréteggel való bevonás költségei igen csekélyek. Másrészt ez a réteg nemcsak nem befolyásolja a védett film mágneses tulajdonságait, hanem érintetlenül hagyja a film szerkezetét is. amikor ezt a védőréteggel ellátva a mágneses tulajdon-60 ságokat stabilizáló ismert hőkezelés végett kemencébe vezetjük. Egyébként megállapítottuk, hogy a 29—37% nikkelt tartalmazó találmány szerinti nikkel-ón ötvözetet a kísérletek során a levegő, az oxigén, a víz, erős bázisok mint a nátriumhidroxid vagy a káliumhidroxid, vagy erős 65 savak, amilyen a kénsav és a salétromsav, nem támadták 3
