книги из ГПНТБ / Авилов Г.В. Изготовление магнитных лент для кинематографии

Микрошероховатость. Для оценки шероховатости по­ верхности было предложено большое количество разно­ образных устройств и приборов [15, 42, 53, 56 и 177].

Наиболее приемлемым для измерения микрошерохова­ тости магнитного слоя ленты оказался щуповой прибор профилограф-профилометр, изготовляемый московским заводом «Калибр» (рис. 83). Действие прибора основано на принципе ощупывания испытуемой поверхности алмаз­ ной иглой с весьма малым радиусом закругления. Усилие ощупываемой иглы, с которым она давит на поверхность, равно 9,8Н0~ 4 н. Игла позволяет ощупывать поверхность, практически не оставляя на ней следов. При измерении колебания иглы передаются через электронную систему усилителей на показывающий прибор или регистрируются самопишущим прибором, рисующим профиль микроне­ ровностей поверхности магнитного слоя ленты. Получен­ ные профилограммы обрабатывают в соответствии с

быть закреплен так, чтобы под ним не оставалось воздуш­ ных прослоек, ибо это приводит к расцентрированию при­ бора и постоянному отклонению иглы самописца от цент­ ральной линии. Поэтому ферромагнитная лента должна крепиться к гладкой, хорошо шлифованной цилиндри­ ческой поверхности. Можно крепить испытуемый образец ленты так же, как и при испытании ее на микротвердость.

Для ферромагнитных лент, обладающих магнитной анизотропией, измерения производятся вдоль и поперек ленты. От качества поверхности — микрошероховатости рабочего слоя магнитной ленты зависит контакт ее с голов­ кой записи или воспроизведения, что в известной степени влияет на электроакустические показатели ленты.

Д. Г. Штрайферт [182] описывает аппарат для наблю­ дения контактной поверхности магнитной ленты, работа которого основана на оптическом принципе преломления света, и, по мнению автора, аппарат пригоден не только для контроля поверхностей магнитных лент, но может использоваться и для контроля самых различных по­ крытий.

Коэффициент трения магнитной ленты можно опреде­ лять на приборе ГП-1, устройство которого достаточно подробно описано [83]. Мы рекомендуем пользоваться при­ бором, несколько отличающимся от вышеуказанного.

180

Принцип работы его заключался в следующем. Полоску испытуемой магнитной ленты рабочим слоем наружу ук­ репляют на пластине, которая с помощью двигателя по­ стоянного тока перемещается по горизонтали со скоро­ стью 5,48 см/сек. Материалом для трения служит стер­ жень из.нержавеющей стали с контактом размером 2,5Х 7 мм, помещенный на испытуемую поверхность под на­ грузкой 9,81 н. Стержень связан с самоизмерительной балочкой, служащей для измерения силы трения в про­ цессе эксперимента. Кроме того, измерительная балочка соединяется с тензодатчиками, сигнал от которых подает­ ся через усилитель на шлейфный осциллограф, где записы­ вается осциллограмма силы трения. Коэффициент трения для магнитного слоя ленты определялся как частное от деления силы трения на общую нагрузку на испытуемый материал.

Удельное поверхностное электрическое сопротивление

твердых диэлектриков измеряют с помощью зеркального гальванометра ГОСТ 6433—52, однако этот способ не может быть использован для измерения тонких магнитных лент и не позволяет измерять сопротивления до 101 5 ом.

Другие установки для измерения электрического соп­ ротивления порядка 10 й ом [111] недостаточно удобны в работе и сложны по конструкции.

Наиболее удобна для измерения сопротивлений мето­ дика,'разработанная, в Казанском филиале НИКФИ [29] с применением лампового электрометра постоянного тока; она позволяет измерять сопротивление до 101 5 ом с пог­

го электрического сопротивления магнитных лент на про­ тяжении всего рулона может быть использована установ­ ка (рис. 84), разработанная в Госниихимфотопроекте[11]. Работа установки основана на применении источников вы­ сокочастотных колебаний.

Ломкость (хрупкость) магнитной ленты при изгибе,

Очень важно оценить устойчивость магнитной ленты к изгибу. Инженер Ниссен (ГДР) сконструировал прибор, названный «измеритель ломкости при изгибе». В этом при­ боре испытуемая лента подвергается постоянному и воз­ растающему изгибу и отмечает тот критический изгиб, при котором лента ломается.

Прибор (рис. 85) состоит из двух пластинок — верхней стеклянной длиной 18 см, шириной 4 см и толщиной 0,5 см

181

ленты ABC. Один конец А прижимается к нижней, нес­ колько шероховатой поверхности D, а второй конец С с равномерной скоростью вытягивается из прибора. При этом нужно следить, чтобы при выходе расстояние между D и Е равнялось двойной толщине пленки, т. е. 2d. Про­ кладка F толщиной а (изображено в сильно увеличенном виде) геометрически определяет расстояние между плас­ тинками. На месте излома магнитной ленты по шкале отсчитывается ломкость (хрупкость) при изгибе К, причем изгиб, как обычно, указывается в виде обратного значения кривизны в 1 мм. Для измерения ломкости магнитной

образце, горизонтально укрепленном под тубусом микро­ скопа при натяжении 0,2 н. Приспособление для крепле­ ния образца пленки состоит из подставки, на которой рас­ положены зажимы и устройство для натяжения. Зажимы установлены на расстоянии 90 мм от измеряемого участка ленты и должны обеспечить прижим по всей ширине об­ разца. Подставку с зажимами крепят на столике микро­ скопа так, чтобы было обеспечено ее передвижение в нап­ равлении, перпендикулярном длине образца, при помощи микрометрического винта.

Измерение производят на микроскопе МИС-11 с объ­ ективом 5,9* и винтовым окуляр-микрометром (модель АМ-9-2). При измерении изображение щели проецирую­ щего микроскопа должно быть сфокусировано на поверх­ ности ленты (вследствие коробления ленты изображение щели будет иметь форму дуги).

Коробление ленты определяют путем измерения по­ ложения трех точек по ширине ленты, как указано на рис, 86.

183

Наводку производят передвижением столика с об­ разцом до совмещения креста нитей окулярного микро­

визуального наблюдения. Коробление определяют как среднеарифметический результат измерений трех образ­ цов, ни один из которых не должен выходить за пределы норм (0,44—0,47 мм).

Определение коробления магнитной ленты или ее плоскостности можно производить и по радиусу кривиз­ ны ленты. Эти измерения производят на приборе, пред­ ставляющем собой плоскую пластину с нанесенными концентрическими окружностями через 5 мм.

Измерения производятся путем совмещения испыту­ емого образца магнитной ленты с кривизной окружнос­ ти эталонного радиуса прибора. Измеряется радиус ок­ ружности, совпадающий по кривизне с испытуемым образцом. Кривизна ленты оценивается обратной величи­ ной среднего значения радиуса по формуле:

Перед испытанием образцы должны кондициониро­ ваться.

на 150 мм. Концы образца должны выступать из зазора. Один конец оставляют свободным, а другой держат в руке и перед замером пять-шесть раз вдвигают и вы­ двигают его на 2 см из зазора, не допуская при этом ни­ каких боковых изгибов. При этой операции образец должен перемещаться совершенно беспрепятственно и в том направлении, которое он сам принимает. После это-

184

го накладывают линейку на верхнее стекло по месту выхода концов образца, определяют размер стрелы откло­ нения по шкале, прикрепленной к линейке на ее середи­ не и перпендикулярно к ней. Отсчет производят с точ­ ностью до 0,5 мм с помощью второй линейки или ин­ струментального микроскопа. Сабельность определяют как среднеарифметический результат измерений пяти образцов (обычно для 35-мм ленты это составляет 0,11 — 0,33 мм/м и для 16-лш 0,29—0,4 мм/м).

Полное и остаточное относительное удлинение. Отно­ сительное удлинение при статическом нагружении ленты определяется плавным растяжением образца на динамо­ метрическом приборе, обеспечивающем постоянную ско­ рость нагружения 40—50 мм/мин и отсчет деформации с точностью до 0,003 мм. Начальное натяжение образца — 1 н, расчетная длина образца— 100 мм.

Для определения полного относительного удлинения измеряют длину образца через 1 мин после нагружения, для определения остаточного относительного удлине­ ния — через 1 мин после снятия нагрузки (до величины начального натяжения). Рабочий диапазон и цена деле­ ния шкалы прибора должны соответствовать следующим показателям:

Погрешность измерений не должна превышать ± 1 % от измеряемой величины. Полное (стп) и остаточное (о*ост) относительные удлинения образца в процентах вычисля­ ют соответственно по формулам:

арифметический результат измерений десяти образцов.

185

шириной 10 мм; длиной 100 мм (в продольном направле­ нии). В случае испытания магнитной ленты шириной 6,25 мм образцы по длине также вырезают 100 мм. За­ готовленные образцы размечают тушью на определен­ ные участки и при помощи оптиметра измеряют толщи­ ну в трех местах, затем образцы кондиционируют не ме­ нее 24 час в эксикаторе при относительной влажности 75%. Испытание образцов производится на динамометре Шоппера или другой динамометрической установке, обеспечивающей скорость перемещения нагружения за­ жима, равную 100 мм/мин. Мощность динамометриче­ ской установки не должна превышать двукратного уси­ лия разрыва проверяемых лент. После разрыва образца на динамометре записывают:

1)место разрыва и соответствующую этому месту толщину;

2)общее разрывное усилие в килограммах на всю площадь;

3)процент удлинения.

Для каждого испытания вычерчивается характерис­ тическая кривая, по которой находят эластическое раз­ рывное усилие. Вычисление разрывного усилия как об­ щего, так и эластического на 1 мм2 производится по сле­ дующей формуле:

'Р

м

удельная ударная вязкость испытуемого материала, т. е. механическая характеристика, равная работе, расходу­ емой на ударный излом на копре, отнесенной к рабочей площади образца, и показатель хрупкости, т. е. механи­ ческая характеристика материала, определяемая как

186

частное от деления величины работы, расходуемой На излом образца на копре, на площадь поперечного се­ чения образца, умноженное на расстояние между опо­ рами.

Для получения сравнимых результатов скорость ма­

Работу ударного разрыва в джоулях, соответствую­ щую работе, затраченной на разрыв образца, вычисляют по формуле. Допускается отсчет затраченной на разрыв образца работы непосредственно по соответствующей шкале прибора.

Работу ударного разрыва определяют как средне­ арифметический результат измерений десяти образцов.

2.Испытание ферромагнитной суспензии

Степень перетира суспензии. Для определения степени перетира ферромагнитной суспензии можно воспользо­ ваться методом «клина», применяемым в лакокрасочной промышленности (ГОСТ 6859—57).

Сущность его заключается в определении наимень­ шей толщины: суспензии, при которой перестают быть видимыми отдельные неперетертые агрегаты из ферро­ магнитного порошка. Устройство прибора (рис. 87) следующее. В верхней части прибора имеется выемка в форме клина. Максимальная глубина выемки 100— 150 мкм с постепенным переходом на нет.

выемке в направлении уменьшения ее глубины. При этом грубые частицы пигмента, размер которых превышает глубину выемки в данном месте, выступают над поверх­

187

Вязкость суспензии определяют при помощи воронки ВЗ-4, представляющей собой алюминиевый сосуд емкос­ тью 70—75 см3, в нижней части которого имеется отвер­ стие диаметром 4 мм. Температура суспензии при испы­ тании 20° С. Испытание производят следующим образом. Воронку помещают в кольцо, укрепленное на штативе, и подставляют под нее мерную колбочку на 50 см3. Ворон­ ку устанавливают на такой высоте, чтобы между ее

спускной трубкой и горлышком колбы свободно прохо­ дил палец. Затем из банки в воронку наливают 65 см3 суспензии (по метку), закрыв при этом указательным пальцем левой руки спускное отверстие воронки. Когда суспензия налита, берут правой рукой секундомер и, засекая время,убирают палец от воронки. Время (веек), в течение которого 50 см3 суспензии вытекает из ворон­ ки, и характеризует ее вязкость.

3.Измерение магнитных свойств порошков и лент

Современная высококачественная магнитная запись осуществляется по способу записи с дополнительным переменным полем. В этом случае каждый элемент зву­ коносителя, проходя через записывающее поле головки записи, подвергается одновременному воздействию двух магнитных полей: магнитного поля, создаваемого током записываемого сигнала, и магнитного поля, создаваемо-

188

го дополнительным ультразвуковым током, проходящим через ту же обмотку головки записи.

Следовательно, в целях наибольшего приближения к реальным условиям необходимо при моделировании про­ цесса записи на магнитной установке предусмотреть воз­ можность воздействия на испытуемый образец не только постоянного магнитного поля, соответствующего записы­ ваемому сигналу, но и дополнительного переменного магнитного поля. Так как магнитная фонограмма имеет остаточную намагниченность, распределенную вдоль длины звуконосителя, то и исследование -магнитных свойств порошков и лент необходимо производить на ос­

Исходя из вышеизложенного, был разработан способ испытания ферромагнитных порошков и ферромагнит­ ных лент с использованием смешанного намагничиваю­ щего поля, где вместо звукового сигнала подается посто­ янное магнитное поле, а вместо высокочастотного подмагничивания используется переменное поле с частотой 50 гц. Для измерения магнитных свойств ферромагнит­ ных материалов во ВНАИЗе [138] разработана осциллографическая установка, отличающаяся наличием на­ магничивающего устройства небольших габаритов.

Намагничивающее устройство представляет собой трансформатор с короткозамкнутой одновитковой обмот­ кой, выполненной в виде Ѵ-образной толстой медной ши­ ны, концы которой замыкаются съемным медным стерж­ нем. На стержень надетьг два каркаса: один имеет измерительную обмотку и круговой паз,в который встав­ ляется испытуемый образец проволоки или ленты, обра­ зующий виток; другой каркас несет на себе компенсаци­ онную обмотку для компенсации э. д. с , возникающей в измерительной обмотке от изменения магнитного потока в воздухе. Имеется также электронная приставка к ос­ циллографу типа ЭО-4 или ЭО-7 и методика измерений величины, коэрцитивной силы и остаточной индукции по петлетистерезиса на экране осциллоскопа.

Расхождение между результатами измерения на осциллографической установке и баллистическим методом не превышает 10%. Р. Р. Пирс [122] указывает, что для измерения магнитных свойств лент наиболее подходя­ щим оказался вибрационный магнитометр. Измерения требуют лишь небольших образцов лент или небольших

189