[发明专利]在录像机磁头及磁头鼓上涂敷金钢石类碳的方法及装置

说明书

本发明涉及一种在录像机磁头及磁头鼓上涂敷金钢石类碳(di-amond-like carbon)的方法及装置，特别是一种通过物理蒸汽沉积弧方法(physical vapor deposition-arc method)在录像机磁头及磁头鼓上涂敷金钢石类碳的方法及装置。

在现有技术中，在制作录像机磁头时，先用环氧树脂涂层将一种底材固定到一种韧皮纤维(bass)基体上，再用一种强粘合剂将铁氧体粘附到其端部，然后对铁氧体进行研磨。这种磁头是一台录像机的核心部件，它用来记录或重现图象信号，其寿命只不过1,000小时左右。

为了延长铁氧体的寿命，人们设想了各种各样的技术方案，其中之一便是将一种金钢石类碳涂敷到铁氧体表面上，以便使之具有更高的耐磨性能。

录像机的磁头鼓包括一个用来将图像信号记录在一个磁带上，或者对所记录的图像信号进行重放的磁头，一个用来将磁头保持在一预定高度上的上磁鼓，以及一个用来支撑上磁鼓旋转以及起导带作用的下磁鼓。

磁头鼓驱动录像带高速运动，它应当具有耐磨性及平滑性，以便维持高速驱动并对磁带进行保护。与近来高分辨率电视机的发展趋势相一致，对具有高性能及高功能的磁头鼓的需求也在增加。

传统的录像机磁头鼓在制造过程中需经过锻铝之后的热处理以及后续加工。采用该方法制造的磁头鼓均匀性差，导致产品降级，其生产过程要经历多种制造步骤。

录像机磁头鼓要在以高速驱动金属带这样苛刻的条件下使用，并应具有极好的耐磨性能及极好的平整表面。在传统技术中采用铝材，这就大大降低了其耐用性及耐磨性，从而对其应用带来了限制。

作为解决上述问题的一个方案，人们建议了一种方法，即通过化学蒸汽沉积方法，在700℃以上温度下在铝制磁头鼓表面上形成一层金刚石类碳膜。但是，在这种方法中，金刚石类碳膜直接形成于铝表面上，由于一层Al₂O₃薄膜会在大气条件下自然生成，从而导致其附着强度降低。

为了提高附着强度，现已公开了在铝表面上沉积SiC并形成一层金刚石类碳膜这样一种技术，和一种在铝磁头鼓表面上施加CH₄气体或H₂气体的技术，以及一种使用A1N、B₄C、Si₃N₄、SiO₂等物质的技术，但所有这些均未获得令人满意的效果。

金刚石类碳膜是一种无定形固相膜，它具有硬度、耐磨性、润滑性、电绝缘性、化学稳定性以及光学方面的良好性能。近来，膜相金刚石(film phase-diamond)合成技术已有很大发展，其应用也在迅速扩大。将该技术应用于录像机磁头及磁头鼓的研究工作正在进行，以提高驱动安全性、耐磨性以及从其上去除无关的物质。

金刚石类碳膜在高温条件下化学性能不稳定，因为该碳膜的性质将变得近似于石墨的性质，所以形成薄膜的温度限定在500℃以下。合成膜的附着强度较差，从而限制了它的应用。由于合成膜具有很高的压应力，一层薄膜可以阻止膜的破坏，而一层厚膜则存在弯曲问题，因为膜会翘曲，特别是，在高湿度的情况下，翘曲会加速，这就对金刚石类碳膜的使用环境构成了限制。

由于涂有金刚石类碳膜的录像机磁头及磁头鼓的制造未能解决上述问题，所以其附着性及耐磨性仍然很差，其使用也受到局限。此外，大规模生产这种磁头及磁头鼓的设备也尚不具备。

本发明的目的在于解决上述问题。本发明提供了一种通过在录像机磁头以及录像机磁头鼓表面的铁氧体基体上形成一层附着辅助层以及一层附着增强层来提高磁头表面的耐磨性及平坦性的装置，本发明装置可以在同一时间涂敷各种材料，从而大大延长了录像机磁头及磁头鼓的寿命，并可在稳定条件下进行大规模生产。

为了实现上述目的，本发明包括：

一种用来将金刚石类碳涂敷在录像机磁头及磁头鼓上的装置，包括：

一个真空箱，它包括若干个阴极，它们分别用来蒸发Ar、SiO、Ti以及金刚石类碳，以及一个位于其底部中心处的心轴；以及

安装在真空箱心轴上的上、下支承架以及若干根支承杆，

下支承架随心轴旋转，支承杆则独立于心轴转动。

作为本发明的另一方面，提供了一种将金刚石类碳涂敷在录像机磁头上的方法，该方法包括以下步骤：

将磁头放入真空箱内，使其真空度达到1.5×10^-4～1.5×10^-6乇，温度为20～150℃；