[科普中国]-高膨胀玻璃

高膨胀玻璃是热膨胀系数较高的玻璃，高膨胀玻璃用于磁头铁氧体铁芯的封接。铁氧体是由xFe2O3，（x是除Fe以外的金属离子）表示的化合物，因金属离子种类不同，具有（90一120）X10-7K-1的热膨胀系数。

磁头是由缠绕着线圈的铁氧体铁芯和其铁芯与磁带(或磁盘)接触部分设计的间隙而构成。在线圈上通入表示音像等信息的电气信号，对应这种信号在铁芯中产生磁通。这些信号在接触间隙的移动磁带上产生无数微小的磁石，同时记录了残留磁化1。

性质铁氧体封接玻璃必须有以下特性：适合铁氧体的热膨胀特性；能很好地润滑铁氧体，形成牢固的结合；不侵蚀铁氧体；耐水性好；耐摩擦性好。

与铁氧体封接的玻璃热膨胀曲线如图所示。玻璃凝固在铁氧体上，冷却过程中会在玻璃上产生若干拉张应力，到室温时完全无应力，残留应力会使铁氧体的磁特性变差，还会在铁氧体或玻璃中产生裂纹。因此，从磁头可靠性方面考虑应力应尽可能小。

封接工艺玻璃是在充分软化时流动润湿铁氧体，并填充在数毫米宽的狭小间隙沟中。要求将玻璃加热至极低黏度的温度下，玻璃在高温时会侵蚀铁氧体，扩大间隙沟的间隔，使磁头特性变差。因此需要侵蚀性小的玻璃。

铁芯片滑动面研磨后需洗净，受洗净液的侵蚀，玻璃将被损坏，影响滑动面的平滑性。因此，要求玻璃的耐水性好。另外，磁头使用中滑动面是逐渐磨损，铁氧体和玻璃的耐摩擦性不一致将使磁头特性变差，要求玻璃与铁氧体具有同一程度的良好摩擦性1。

技术发展随着高密度磁记录技术的进展，计算机将使用性能更佳的磁头。对磁头的磁隙部分，业已采用低熔粉末玻璃封接。经过发展磁头用烧结Mn-Zn单晶铁氧体制造，其封接用低熔玻璃系列。

非晶态合金用、铁硅铝合金用：为开发高密度记录的磁头，采用溅射法在高膨胀玻璃陶瓷基板上使用非晶态合金。非晶质的溅射膜在高温下结晶使磁特性变差。另外铁硅铝合金到高温从基板产生剥落。因此，需要封接温度为400℃以下的低熔点玻璃，耐水性和耐摩擦性优良1。

铁氧体磁头制造工艺首先将烧结成的铁氧体基材切削、研磨加工，制造出所希望的块体形状。为保持间隙间隔的正确，采用溅射法形成二氧化硅间隔，然后组合一对块，将封接玻璃焊料加热软化流动充填于间隙沟和其周围封接。封接好的块切成薄片形成铁芯层、研磨滑动面，最后缠绕线圈，形成铁芯磁头2。

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学