非金属盘镀层的制作方法

专利名称：非金属盘镀层的制作方法
一般来说，本发明涉及金属镀层的方法。更准确地说，本发明涉及把金属膜加到非金属基底，包括硬磁盘驱动器的零部件上的方法。
在计算机工业中，一般由铝或铝合金制成硬盘数据存储元件或存储器。用各种工艺使铝受到处理或别的涂敷和钝化，以使它可以充当一个在盘上电写的信息库。一般说来，从事一个硬盘数据存储元件的涂敷和钝化，旨在提供一个在化学上与力学上均适用于数据存储环境的表面。盘的力学涂敷与钝化可覆盖缺陷，和提供一个能够进行抛光和超精加工的表面。盘的化学钝化包括覆盖或密封任何缺陷，以改进盘表面上的成分。一种涂敷和钝化铝的方法是把镍磷(nickel phosphorus)镀层用于铝盘驱动器。
硬盘存储器组件具有某些使它们成为商业实用产品的性质或特征。例如，硬盘组件应当光滑，或具有一种被超精加工成接近原子级光洁度的能力。硬盘还应当没有例如孔洞、坑、刺、擦痕和堆团等缺陷。盘还应当薄，以便能够在盘驱动器中包装或安置尽可能多的盘。制作一个薄而且轻的盘也有利于驱动马达。盘还应当硬，且刚性很好。用弹性模量度量的刚性高，就使盘能避免谐振。盘最好具有另一属性成本较低。
传统上用于这类制作的常规材料是铝或铝镁合金。涂敷一层镍的这类合金可提供一个硬的外表面，使盘能抛光和超精加工。
虽然盘外表面上的镍层可提供一定大小的硬度，但用作盘的内基底的铝合金并不理想，因为它只提供比较软的、刚性还差的内部基底。结果，对存储器的任何强度足以使读写转换器离开盘的冲击，都可能在镍镀层中产生缺陷，该缺陷会继续达到铝基底。在本质上，盘的铝基底没有提供附加的硬度与刚性用来减少缺陷的产生。
可用非金属材料，例如玻璃、玻璃陶瓷、和陶瓷，替代硬盘的铝基底。人们已开发出各种可用于涂敷这种材料的涂敷方法。
例如，日本专利4280817披露了一种用于在玻璃基底上制备一层氧化锆薄膜的方法。正丙醇锆(zirconium n-propoxide)、醋酸和水进行反应以生成一种氧化锆沉淀前驱体凝胶，与醋酸和正丁醇混合，加热到60℃，在玻璃上涂敷和烧结。经涂层的玻璃在500℃热处理，以生成立方氧化锆。Vong在专利4,397,671中揭示了一种用于在热玻璃基底上制备一层金属氧化物膜的方法，该方法从一种可热分解的有机基金属盐，例如金属的乙酰丙酮盐，生成一种粉末。没有揭示在热玻璃上制备氧化锆膜。
此外，Seebacher在专利4,131,692中揭示了一种用于制备一种陶瓷电阻器的方法，该法把一种氯化钯溶液涂敷到陶瓷体的表面上，并把涂敷物烘干，此后通过镍浴中电镀而形成第二层。
Plumat等人在专利3,850,665中揭示了一种在玻璃的或非玻璃的基底上制备一层金属氧化物涂层的方法，该法把一种含有两种或多种金属的乙酰丙酮盐共沉淀物的混合剂涂敷到基底上。基底与混合剂被同时或顺序地加热，以便把混合剂转换成金属氧化物涂层。能够沉淀的金属有铁、镍、钴、锌、钒、铜、锆、铬、锰、钇、钨、和铟中的两种或多种的混合物。Klinedinst在美国专利No.5,118,529中揭示了一种用于把二氧化钛涂敷到一些表面，例如组成含有硫化锌、黄磷的表面上的方法，以便提供任何一些改良性质，包括吸光度方面的耐化学性，以及电磁辐射方面的过滤性或反射性。
此外，Schultze等人在美国专利No 5,043,182中揭示了一种用于制作陶瓷金属复合材料的方法，该法把一些陶瓷体涂敷于基底上。接着，使一些熔化的金属渗入到陶瓷材料的气孔中。Bradstreet等人在美国专利No 2,763,569中揭示了一种用于把耐火金属氧化物膜涂敷到金属部件上的方法，这些部件在例如喷气发动机操作期间是经受高温的。
甚至非金属基底涂层也有问题。虽然非金属基底，例如玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷基底，全部都具有硬盘驱动应用所不可少的硬度与刚性；然而每一种这类材料都有它自己特有的问题。
玻璃可提供优于铝的硬度，刚性略有增加。然而，大多数玻璃都在其成分中有碱金属离子，可引起一种叫作盐霜的腐蚀效应。这一化学现象还可引起盘故障。甚至在喷镀一个磁性层和一个磨损层以后，也不能完全密封玻璃，还可能发生腐蚀问题。
玻璃/陶瓷可提供优越的硬度和刚性。然而，玻璃陶瓷一般不能进行超精加工。尤其是，玻璃陶瓷虽然在抛光期间可防止其他物理现象，但难以抛光。因为玻璃/陶瓷硬，故精加工周期很长，并且盘开始具有某些不合乎需要的特征，例如边缘被磨掉。
陶瓷材料也可提供优于铝基底的刚性和硬度。然而，由于陶瓷的结晶性，该材料固有地具有一些像坑和孔之类缺陷。此外，由于陶瓷的绝对硬度，该材料难以进行超精加工。一种从陶瓷合成物制作硬盘的替代方法是，通过一种热等静压工艺来制作陶瓷。然而，即使采用这种极端措施，陶瓷体还是维持全部陶瓷所固有的多孔性，但缺陷可明显减少。
然而，非金属合成物，例如玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷本身缺乏存储器存储应用，例如计算机磁盘驱动器，所需的性质。为了改善全部这类非金属材料的存储器存储性质，就必须进行表面涂敷和钝化。通过把一层镍磷镀到非金属基底上，能够实现表面的涂覆和钝化。然而，镍磷镀敷非金属基底一般由于附着力差而失败。所镀材料要能够在化学上或力学上附着基底。所镀材料不倾向于与非金属基底结合良好。因此，力学附着自然是一种替代方法。偏巧，象玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷之类的非金属倾向于光滑，从而不能得到力学上的结合。
因此，需要这样的工艺与其所得的产品它们抗缺陷，提供光滑的基底表面(到原子级光洁度)，较薄，质量小，刚性好，和硬度高。
根据本发明的第一方面内容，提供了一种对非金属基底镀层的方法。该法包括把一个附着加强膜沉淀在基底上，并且把附着加强膜处理，使该膜变成催化剂。在处理以后，在催化性附着加强膜上形成一个外涂层和一个钝化镀层。
根据本发明第二方面的内容，提供一个内部非金属基底的镀层非金属基底。一个附着加强膜，一个沉积在附着加强膜上或同该膜一起沉积的催化材料层，和一个沉积在附着加强膜上的外钝化层。
根据本发明又一个方面的内容，提供一种数据存储与检索设备，它利用本发明的镀层非金属盘进行数据存储与检索。
我们业已发现，非金属基底的预处理是有助于镀层操作的。为了使镍附着到玻璃上，必须使用一个既附着镍又附着玻璃的界面层。象氧化钛、氧化锆、氧化铝和氧化铌等陶瓷都可与玻璃结合得很好。此外，能够制成多孔的和显微地粗糙的陶瓷。显微粗糙性和多孔性可在陶瓷与镀层材料之间产生良好的力学附着性。除了成本优势外，玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷还在磁头快速移动阻力方面和刚性对重量比值方面优于铝。
这一概念通过把一种正丙醇锆溶液喷到一个热玻璃盘上而得到更清楚的论证。当溶液接触盘时，化合物分解成氧化锆。还可在溶液中混合醋酸钯。醋酸钯在加热时分解成金属钯。钯在非电解镍镀液中是催化剂，从而在这种处理以后，盘易于电镀。
尤其在考虑采用某些非金属基底，例如玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷时，镍磷镀层可减轻许多这类材料所固有的问题，以提供优于目前本专业领域已知的和使用的盘的硬度和/或刚性好的盘。玻璃基底的镍磷镀层可消除腐蚀问题。因为它可密封全部可能浸出的碱金属离子。在使用玻璃/陶瓷基底的情况下，镍磷提供的表面在显著缩短的周期时间里要容易研磨得多，从而保存所得盘的物理完好性。镍磷涂层还可解决在导致缺陷的结晶陶瓷材料情况下的多孔性问题。


图1是一个上透视图，说明一个数据存储系统，其上壳盖已取掉；和图2是一个侧视平面图，说明一个数据存储系统，包括多个数据存储盘。
本发明是一种电镀非金属基底的方法，包括把一个附着加强膜淀积到一个内基底上；处理该附着加强膜使该膜成为催化剂；在该附着加强膜上制备一个外涂层/钝化镀层。本发明还涉及从该法得出的镀层非金属基底，和使用镀层基底的数据存储与检索设备。
A工艺本发明的工艺允许从非金属基底生产用于盘存储设备和计算机系统的硬和/或刚性盘。
作为本发明工艺中的第一步，可用本专业技术人员熟知的任何一些方法得到非金属基底或坯件。可按本发明工艺使用的基底或坯件的实例有浮法或模法玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷，它们是用本专业技术人员熟知的工艺制作的，或从商业市场上买到的。一般说来，这些基底或坯件是具有一个中央成形孔和一些成形边缘的盘。
为了提供接收附着的基底表面，可处理该基底。可以使用任何工艺加强力学附着性和/或化学附着性。一般说来，可通过蚀刻基底或坯件的表面，以产生能够力学结合的表面，从而提供力学附着性。
按照本发明可以使用任何一种含在基底表面产生这种效应的蚀刻剂。为此目的而使用的蚀刻剂包括任何酸性的制品或熔化苛性碱制品。举例来说，制品包括氟化氢，氢氧化钠，和氢氧化钾。对非金属基底使用化学蚀刻剂，可在基底表面上提供缺陷，这些缺陷与基底平面成垂直关系和水平关系。在这样作时，蚀刻剂在允许其后的各层用力学方法附着到基底上方面起关键的作用。
最好是，用于基底表面的蚀刻剂会依非金属基底或坯件的组成而定。在玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷情况下，优选的蚀刻剂包括氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾的共熔混合物。在混合物中，通常氢氧化钠的浓度为60wt％，氢氧化钾浓度为40wt％。一般说来，在苛性碱混合物中把基底上要蚀刻的表面浸泡一段从约10秒至20分钟的时期，就完成蚀刻。在此期间，环境温度保持在从约210℃至300℃的范围内。
苛性碱蚀刻也可在非金属坯件或基底上用下述方法完成涂敷一层水溶液形式的苛性碱，然后在约210℃至300℃范围内加热，把该溶液烘干。
在蚀刻以后，可以涂敷膜的一个内层，以加强基底表面的化学与力学附着性。一般说来，任何一些膜都可用来加强力学与化学附着性，从而提供一种与非金属基底良好地结合的硬、多孔和海绵状的表面。最好是，膜的内层通过确定一个孔洞空间系统提高附着性。这些特征会使镍磷牢固地结合于内膜上。此外，附着性加强的内层最好还可在化学上和/或力学上，既附着于基底上又附着于涂层/钝化镀层上，以提供在结构上高度完整的盘。
任何一些化合物或制品都可用作根据本发明的内膜。最好是，从可热分解的前驱体材料产生内膜的成分。为了附着于非金属基底或盘，内层最好包含一种对非金属基底材料有一定亲合力的材料。当非金属材料，例如玻璃、陶瓷、及其混合物，用作基底时，内层可从一些金属一有机物制成，其中例如有锆、钛、铌、钒、硅、铝、锡，及其混合物的醇盐和部分醇盐。醇盐可以是任何种类的C1-16醇盐，其中例如有甲醇盐、乙醇盐、丙醇盐、丁醇盐、戊醇盐、或己醇盐。优选的化合物包括锆、钛、硅及其混合物的醇盐和部分醇盐，例如异丙醇锆。
在使用中，这些化合物可以用纯净的方式涂到基底上，也可在一种溶剂中来涂敷。溶剂的作用是使化合物均匀和稀释，以及在随后的基底加热期间抑制可燃烧性。溶剂可以是任何一些能够载带内层反应性前驱体的成份。当醇盐或部分醇盐是内层前驱体时，象酒精、脂肪族物质、二氯甲烷、及其混合物之类的溶剂都可履行这种功能。优选地醇盐的浓度为约0.1wt％至100wt％，更优选地约2wt％至30wt％。
在处理中，盘被加热。然后把前驱体以雾化溶液的方式喷涂到热盘上，制成内层。其后，前驱体分解，生成有耐火属性的氧化物。所得薄膜与非金属基底相结合，并形成一种网状结构。
一般说来，这一过程也可以用任何一些其他方法，例如浸渍法和闪蒸法来完成。构造喷涂法可用于坯件或基底表面，用于加热的环境温度取决于非金属基底的成分，可以在从约200到500℃之间。另一方面，如果基底被浸渍，然后受到热能的强烈闪蒸，则闪蒸操作的环境温度在同一时期范围内可以变到高达约600℃。所用前驱体材料的量应能有效地形成厚度约为0.01μm至10μm的膜。
基体的表面然后被处理，使它具有催化性或导电性，以便接受金属镀层。基体表面的催化处理可以在形成内层以后完成，或者也可能在形成内层的同时完成。根据本发明可以使用任何一种会使基底表面变成催化性的表面处理。盘的表面可以通过沉积任何一种试剂而获得催化性，该试剂可使沉积外涂层和钝化层反应的反应速度较快，而其本身在反应中并不消耗。更准确地说，催化活性是一种从非电解镀液，更准确地说，从非电解镀镍液浴引发淀积的能力。
用于使盘表面获得催化性的已知元素包括钯、铂、金、银、镍、铁、锌、钴、及其混合物。最好用钯使这些基底表面获得催化性。为此，可把盘浸入一个装有钯源，例如酸性氯化钯的槽中。在取出来后，可把基底盘浸入另一氯化亚锡的溶液中，此后，洗净它。一般说来，催化液的成分中所含有的像钯之类催化剂的浓度为约0.01至0.2wt％，最好为约0.05至0.08wt％。该液的PH值范围一般为从约1.0至4.5。一般说来，第二液含有5％的氯化亚锡，其PH值为3至5。在各个液中浸入时间范围为约1至5分钟。
如果基底盘的表面要通过施加内层进行催化处理，则催化物可以同醇盐化合物一起在浸渍槽中共同施加。在这样一种情况中，浸渍槽通常含有0.05wt％至5wt％的化物，例如醋酸钯、氯铂酸、硫化树脂(Sulforesinate)钯、或氯化钯，它们都可溶解于一种载带有用于形成内层的前驱体的溶剂中。一般说来，内层前驱体所具有的浓度范围为从约2至30wt％。
在施加化层以后，可用本专业技术人员熟知的方法电镀盘基底。任何一些涂层都可用于涂覆和钝化基底，并且如果需要的话，可把它制备成数据存储用的存库。一般说来，金属镍磷在工业上是标准的涂层。
一般说来，非电解镍涂层是通过把镍离子可控地化学还原到催化表面上来产生的。沉积本身是自动催化还原的，并且只要表面仍然同非电解镍溶液接触，反应就继续进行下去，因为不用电流施加沉积，故在与新鲜溶液接触的制品的全部区域上具有均匀的厚度。
非电解镍溶液是不同化学物的混合物，其中每种物质都执行一种重要的功能。非电解镍溶液典型地包含一个镍源；一个用于提供镍还原用的电子的还原剂，能量(热形式)；一些络合剂(螯合物)，用于控制反应所需的自由镍；一些缓冲剂，用于抵消沉积期间所释放氢引起的PH值变化；一些加速剂(加浓剂)，和于帮助提高反应速度；一些抵制剂(稳定剂)，用帮助控制还原；和一些反应副产品。
非电解镍液及其沉积的特征是由这些因素的组合来确定的。
现在大多数次磷酸盐还原的非电解镍溶液含有作为其镍源的硫酸镍。电镀液可以是碱性的(在大于8的PH值下操作)，用氯化镍或醋酸镍配成的。酸液常常提供改进的性质，由硫酸镍组成。这种盐可从市场上买到，其状态比氯化镍还纯，据认为硫酸盐液所产生沉积的质量要好于氯化物或醋酸盐液的相应质量。
还原剂是一种供应把离子镍还原成金属镍所需电子的材料。当一种像硫酸镍之类的盐溶于水中时，阳离子(镍)与阴离子(硫酸根)分离，以形成镍离子。
化学还原是减少离子的电荷。由于金属没有电荷，故非电解镍溶液中的还原剂必须使金属还原成零价。
已用一些不同的还原剂来形成非电解镍液。其中有次磷酸钠，氨基甲硼烷(amino-boranes)，硼氢化钠，和联氨。在下面几段描述这些液。
大多数商用的非电解镍都是从用次磷酸钠还原的溶液中沉积的。和用硼化合物或酰肼还原的溶液相比，这些溶液的主要优点是成本低，容易控制，和沉积物的耐腐蚀性好。
认为作用的理论是，由于存在一种催化的表面和充足的能量，故次磷酸盐离子被氧化成原亚磷酸盐。放出的一部分氢被吸附到催化表面上。催化剂表面的镍然后被吸附的活性氢所还原。同时，一些吸附的氢还把催化表面上的少量的次磷酸盐还原成水、氢氧根离子、和磷。呈现的大多数次磷酸盐都被催化地氧化成原亚磷酸盐和气态氢，而与镍和磷的沉积无关。其原因是非电解镍溶液的效率低。典型地，需要还原5倍于当量镍所需的次磷酸钠重量。
一般说来，在本发明中使用的次磷酸盐还原的非电解镍镀层溶液是，那些含有硫酸镍、连二磷酸钠、铅、和thiroyurea的溶液。
B.盘或基体按照会提供预期功能的本发明，可以使用任何一些非金属基底。在创立硬盘或数据存储器或存储时，一般说来，可以使用非聚合的非金属材料，例如碳化物，硝酸盐、氧化物、和磷化物或其混合物。尤其是，可以使用的非金属材料包括例如下列成份碳化硅、蓝宝石、氮化钛，碳化硼，硝酸硼、碳、氮化硅，及类似物。此外，和按照本发明的更优选方面的内容，非金属基底可以是玻璃、陶瓷，及其混合物。
玻璃通常是一种具有硅和氧结构的硅酸盐材料，在此结构中，每个硅原子与周围的氧原子配位形成四面体。可以使用任何一些其他材料形成玻璃，例如硼氧化物，硅氧化物，锗氧化物，铝氧化物，硼氧化物、磷氧化物，钒氧化物，砷氧化物，锑氧化物，锆氧化物，钛氧化物，氧化锌，铅氧化物，铝氧化物，钍氧化物，铍氧化物，锆氧化物，镉氧化物，钪氧化物，镧氧化物，钇氧化物，锡氧化物，镓氧化物，铟氧化物，钍氧化物，铅氧化物，镁氧化物，氧化物锂，铅氧化物，锌氧化物，钡氧化物，钙氧化物，锶氧化物，镉氧化物，钠氧化物，镉氧化物，钾氧化物，铷氧化物，汞氧化物，和铯氧化物。
在制作由玻璃基底组成的硬盘时，玻璃通常必须经净化或热苛性碱蚀刻处理，接着涂敷一个内层膜。其后，必须处理玻璃以保证它在镀镍之前是催化性的。
至于玻璃/陶瓷非金属材料，也可进行类似的处理，可以从Corning公司买到商标名称为Flint、Memcor和Memcor II的玻璃/陶瓷盘或基底。这些材料往往会是二氧化硅基的玻璃，并含有一些氧化物，例如二氧化钛、二氧化锆、和类似氧化物。可以使用任何一种氧化物，只要它不溶于玻璃，并且在在烧制玻璃时会形成结晶。
在这些情况下，可用下述方法得到硬数据存储器或存储盘对坯料切片，嵌入，然后研磨到所需的平度与厚度。一般说来，盘或坯料的厚度约为0.615mil。
至于玻璃/陶瓷，通常是用常规玻璃制作技术从玻璃和陶瓷材料的熔化形式制得的。其后，热处理这些材料，使它们变成细晶粒的结晶材料。典型的玻璃/陶瓷，如有β石英固溶体，SiO2；β石英；硅酸锂，Li2O-SiO2；焦硅酸锂，Li2O-2SiO2；β锂辉石固溶体；锐钛矿，TiO2；β锂辉石固溶体；金红石，TiO2；β锂辉石固溶体；莫来石，3Al2O3-2SiO2；β锂辉石堇青石，2MgO-2Al2O3-5SO2；尖晶石，MgO-Ai2O3；MgO-被填充的，β石英；石英，SiO2，α石英固溶体，SiO2；尖晶石，MgO-Al2O3；顽辉石，MgO-SiO2；氟金云母固溶体，KMg3AlSi3O10F2；莫来石，3Al2O3-2SiO2；和(Ba，Sr，Pb)Nb2O6。当给定玻璃/陶瓷材料中的晶体结构时，苛性碱蚀刻是任选的。可以用下列方法开始处理涂覆内层，继之以盘或基底的催化处理，和镍磷镀层。
如果数据存储或存储器盘是由非金属陶瓷材料制作的，则可研究一些附加的处理变量。陶瓷的组成一般是铝氧化物，例如矾土；硅氧化物；锆氧化物，例如氧化锆；或其混和物。典型的陶瓷材料包括硅酸铝；铋钙锶铜氧化物；堇青石；长石；铁氧体；乙酸铅三水合物；铣钛酸铅镧；铌酸铅镁(PMN)；铌酸铅锌(PZN)；锆钛酸铅；锰铣氧体；莫来石；镍铣氧体；锶六铣氧体；铊钙钡铜氧化物；三轴瓷；钇钡铜氧化物；氧化钇铁；钇石榴石；和锌铁氧体。关于商品陶瓷，可从Coors公司买到电子级材料和Kryocera，和从Norton公司买到氧化锆。
陶瓷的结晶性质可在材料表面产生一些固有的坑(三相点)。最好是，在按照本发明使用的大多数材料中，坑的尺寸不大于5至20μm，最好范围是从约1至5μm。可以对盘或基底进行切片，嵌入，研磨，和清洗。用苛性碱蚀刻剂的处理是任选的，取决于陶瓷材料内气孔率的大小。此外，内层的形成也可以是任选的，取决于如同氧化铝这样的材料的气孔率和特性。
为了按照本发明制作数据存储或存储器盘，应当按照本发明把一种催化金属涂到盘上，然后把一个镍磷层镀到非金属盘上。
现在参照附图，尤其参照图1和图2；图中示出一个数据存储系统20，其盖23已从底座22的机架21拆除。数据存储系统通常包括一个或多个数据存储硬盘24，它们按串列间隔关系同轴地堆叠，并且围绕一个心轴马达26以比较高的转速转动。各盘24通常被格式化以便包括多个间隔开的同心轨道50，每个轨道都被分成一系列的扇形52，各扇形又进一步分成各个信息段。一个或多个盘24可以选择地格式化以便包括一个螺旋轨道布置。
一个启动器30通常包括多个交错的启动臂28，每个臂都有一个或多个传感器27和滑块体35组件，它们都安装在负载梁25上，用于通过读和写使信息出入信息存储盘24。滑动体35通常被设计成一个气动式提升体，它在心轴马达26转速增加时使传感器27提升离开盘24的表面，并且根据由盘高速转动产生的空气轴承或气流样式，使传感器27在盘24上方悬空。一种保形的润滑剂可以选择性地置于盘表面24上，以便在滑块体35与盘表面24之间减少静摩擦和动摩擦。
一个典型的数据存储系统包括一个或多个共轴地装在心轴马达轴壳上的数据存储盘。心轴马达一般以每分钟几千转量级的速度转动诸盘。一般说来，用一个或多个装在启动器上并且经过迅速转动的盘表面的传感器或读/写头，把代表各种数据的数字信息写到数据存储盘上，或从其上读出。
启动器通常包括多个向外延伸的臂，这些臂部有一个或多个弹性地或刚性地装在臂末端的传感器。启动器臂一般借助一个装在启动器上的线圈组件，交替地进出转盘层迭组件。线圈组件通常与一永磁体结构相互作用；并且按照一个极性把电流加到线圈上，使启动器臂和传感器在一个方向移动，而相反极性的电流则在一个相反的方向移动启动臂和传感器。
在一个典型的数字数据存储系统中，以磁转换形式把数字数据存储于由可磁化数据存储硬盘表面组成的一系列同心的密集轨道中。诸轨道一般分成多个扇形，每个扇形都包含一些信息段。通常指定一个信息段用于存储数据，而其他的段包含例如扇形标识和同步信息。通常在控制器控制之下，通过传感器从轨道到轨道地移动，把数据转到专用轨道和扇形部位上，并从其上进行检索。传感器组件一般包括一个读元件和一个写元件。其他的传感器组件结构包括一个单独的传感器元件，用于把数据写到盘上，和从盘上阅读数据。
把数据写到数据存储盘上，通常涉及把一个电流通过传感器组件的写元件，以产生把盘表面专用部位磁化的磁通线。一般用一个传感器组件的读元件对发自盘磁化部位的磁场或磁通线进行传感，完成把数据从专用盘部位读出。当读元件经过旋转盘表面时，在读元件与盘表面磁化部位之间发生相互作用，从而在读元件中产生电信号。电信号相当于磁场转换。
下面的实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。
实施例1把玻璃盘预热到250℃，以防热冲击。然后在NaOH/KOH的熔融低共熔液中在250℃下，把玻璃盘浸蚀0.5分钟，冷却，清洗，装入涂层夹具，并加热到310℃。其后，用异丙醇锆(4％)/PdOAc(0.4％)/的二氯甲烷溶液来喷涂玻璃盘。然后把盘冷却到室温。在SnCl2为5％的溶液中使盘敏化。然后在标准的非电解浴中把玻璃盘用电弧法涂敷0.3μm厚的一层。然后在盘涂层作业线上照常规涂敷玻璃盘。然后，照常规抛光玻璃盘，包括超精加工。
实施例2根据本发明的方法，用实施例1的处理工艺制作使用玻璃/陶瓷材料的盘。
实施例3对陶瓷氧化铝盘的制作是先把盘预热到250℃，以防热冲击。然后在NaOH/KOH的熔融低共熔液中在250℃下把盘浸蚀5分钟。其后，把盘冷却，清洗，装入涂层夹具，并加热到310℃。其后，用异丙醇锆(10％)/PdOAc(0.1％)/的二氯甲烷溶液来喷涂盘。在SnCl2为5％的溶液中使盘敏化，并且在标准的非电解浴中用电孤法使盘涂复0.3微米厚的一层。然后在盘涂层作业线上照惯例涂敷盘，并照惯例抛光，包括超精加工。
实施例4根据本发明的方法，用实施例3的工艺制作氧化锆盘。
上述讨论、举例和实施例，说明我们目前对本发明的理解。然而，因为能够对本发明作出多种变更而不脱离本发明的精神和范围，故本发明完全归属于此后附上的权利要求书中。
权利要求
1.一种涂敷非金属基底的方法，所述方法包括下列步骤(a)在所述基底上沉积一个附着加强膜；(b)通过把一种催化材料沉积到所述附着加强膜上处理所述膜，使所述膜具有催化性；和(c)在所述催化附着加强膜上形成一个外涂层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述附着加强膜是由涂敷一种或多种活性前驱体化合物而得出的，所述前驱体化合物选自由下列化合物组成的组锆化合物，钛化合物，铌化合物，钒化合物，硅化合物，铝化合物，锡化合物，及其混合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述附着加强膜是由涂敷一种或多种活性前驱体化合物而得出的，所述前驱体化合物选自锆醇盐及其部分醇盐，钛醇盐及其部分醇盐，硅醇盐及其部分醇盐，以及它们的混合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述附着加强膜所具有厚度范围为从约0.01μm至10μm。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述附着加强膜的涂敷方法是(a)把所述基底加热到一个从约200℃至600℃的温度范围；和(b)把一种丙醇锆成份沉积到该基底上。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述基底是通过涂敷一层导电性膜而具有催化性的，所述膜包含一种选自由下列化合物组成的组的导电性化合物钯化合物，铂化合物，金化合物，银化合物，镍化合物，铁化合物，锌化合物，钴化合物，及其混合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其中附着加强膜和催化材料是同时涂敷到基底上的，所述催化材料是由一种含有乙酸钯的活性导电前驱体生成的，所述附着加强膜是由一种含有丙醇锆的活性附着性加强前驱体生成的。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述基底是在所述附着加强膜于所述基底上形成之前，用一种酸性或碱性的浸蚀剂来处理的。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述基底包含一种选自由下列材料组成的组的材料陶瓷、玻璃、玻璃/陶瓷、碳化物、氮化物、氧化物、磷化物、及其混合物。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述基底构成一种用于数据存储与检索设备的非金属盘。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述非金属盘包含一种选自由下列材料组成的组的材料玻璃、陶瓷、及其混合物。
12.一种涂层的非金属基底，所述基底包含(a)一个内非金属基底；(b)一个附着加强膜；(c)一个催化材料层，沉积于所述附着加强膜上；(d)一个外涂层，沉积于所述附着加强膜上。
13.根据权利要求12所述的基底，其中所述内基底包含一种选自下列材料组成的组的材料陶瓷、玻璃、玻璃/陶瓷、碳化物、氮化物、氧化物、磷化物、及其混合物。
14.根据权利要求12所述的基底，其中所述涂层的基底构成一个用于数据存储与检索设备的硬盘。
15.根据权利要求14所述的基底，其中所述硬盘包含一种选自由下列材料组成的组的材料玻璃、陶瓷、及其混合物。
16.根据权利要求12所述的基底，其中所述附着加强膜是由涂敷一种或多种活性前驱体化合物而得出的，所述前驱体化合物选自由下列化合物组成的组锆化合物、钛化合物、铊化合物、钒化合物、硅化合物、铝化合物、锡化合物、及其混合物。
17.根据权利要求12所述的基底，其中所述附着加强膜是由涂敷一种或多种活性前驱体化合物而得出的，所述前驱体化合物选自锆醇盐或部分醇盐、钛醇盐或其部分醇盐、硅醇盐或其部分醇盐、以及它们的混合物。
18.根据权利要求12所述的基底，其中所述附着加强膜具有的厚度范围是从约0.01μm至10μm。
19.根据权利要求12所述的基底，其中所述基底是通过涂敷一种催化材料而具有催化性的，所述催化材料选自由下列材料组成的组钯化合物、铂化合物、金化合物、银化合物。镍化合物、铁化合物、锌化合物、钴化合物、及其混合物。
20.根据权利要求12所述的基底，其中附着加强膜和催化材料构成一个单个的共同涂层。
21.一种数据存储和检索设备，所述存储设备包括一个用于数据存储与检索的涂层的非金属硬盘，所述硬盘包括(a)一个内非金属基底；(b)一个附着加强膜；(c)一个催化材料层，沉积在所述附着加强膜上；(d)一个外涂层，沉积在所述附着加强膜上。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述内基底包含一种选自由下列材料组成的组的材料陶瓷、玻璃、玻璃/陶瓷、碳化物、氮化物、氧化物、磷化物、及其混合物。
23.根据权利要求21所述的设备，其中所述附着加强膜是由涂敷一种或多种活性前驱体化合物而得出的，所述前驱体化合物选自由下列化合物组成的组锆化合物钛化合物、铌化合物、钒化合物、硅化合物、铝化合物、锡化合物，及其混合物。
24.根据权利要求21所述的设备，其中所述附着加强膜具有的厚度范围为从约0.01μm至10μm。
25.根据权利要求21所述的设备，其中所述催化剂材料包含一种选自由下列化合物组成的组的催化物钯化合物、铂化合物、金化合物、银化合物、镍化合物、铁化合物、锌化合物、钴化合物、及其混合物。
26.根据权利要求21所述的设备，其中附着加强膜和催化材料构成一个单个的共同涂层。
全文摘要
本发明是一种涂敷非金属基底的方法，包括下列步骤在基底上沉积一个附着加强膜；处理该附着加强膜，使该膜具有催化性；和在该附着加强膜上形成一个外涂层和钝化涂层。所得涂层的非金属基底可以包含任何一些用作内基底的材料，例如氧化物、氮化物、磷化物、碳化物，玻璃，陶瓷，及其混合物。所得基底可应用于任何类型的数据存储与检索。
文档编号G11B5/73GK1140208SQ9610793
公开日1997年1月15日 申请日期1996年6月4日 优先权日1995年6月5日
发明者斯蒂芬·F·斯塔克, 约汉·D·阿蒙德森, 道格拉斯·H·皮尔廷斯鲁德, 詹姆斯·A·哈甘 申请人:国际商业机器公司