信息記錄物質(zhì)

關于信息記錄物質(zhì)第1頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9．1概述信息的傳送、交換、存儲、提取都與各種信息材料密切相關，其中又以信息存儲用的材料最多。信息存儲材料是以影像信息存儲材料為重點的。從早期的照相到后來的錄像、電視的出現(xiàn)以及磁帶、光盤、液晶的使用，靜電復印技術(shù)的使用到多媒體影像技術(shù)的出現(xiàn)，可以說，是影像技術(shù)使這個世界變的豐富多彩，使廣博世界中的人們之間的距離變的更近。如今影像科學已成為一門包括電子計算機科學、光學、精密機械、精細化工等多學科的科學，它的發(fā)展將帶給人們更多的信息。第2頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

信息存儲材料包括銀鹽感光材料(鹵化銀鹽)、非銀鹽感光材料、磁記錄材料、電成像記錄材料、熱敏及壓敏記錄材料和光盤記錄材料。而磁記錄材料和光盤記錄材料不但是重要的影像信息材料，而且在計算機存儲技術(shù)中也起著重要作用，是計算機的高密度外部存儲材料，在今后的信息存儲方面發(fā)揮更大的作用。第3頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9．2銀鹽感光材料感光材料是一種特殊的精細化學品。在光的照射下感光材料吸收了光能，在其內(nèi)部引發(fā)出化學或物理變化，這些變化有的立即可見，有的卻要經(jīng)過一定的加工處理(化學加工或物理加工)才能得到固定的影像。第4頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

感光材料可以記錄流逝的年華和重大的事件。通過慢攝影可將一個長過程(如植物的生長開花過程)在短時間內(nèi)顯示。通過高速攝影又可以將一個瞬間過程(如爆炸)變成可觀察的慢過程。紅外、紫外、X射線和γ射線攝影可以獲得眼睛無法觀察到的信息，可以用于偵察、人體疾病診斷和文件鑒定等方面。多光譜航空遙感照相等用于資源探查、氣象預報、病蟲害調(diào)查、農(nóng)作物收成預測和地下資源探查等。印刷工業(yè)中照相排字、電子分色激光照排等新技術(shù)提高了印刷質(zhì)量，縮短了印刷周期，減輕了勞動強度和鉛毒害?？s微照相、高密度信息存儲解決了大量信息的存儲問題。第5頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

隨著現(xiàn)代影像技術(shù)的發(fā)展，影像的攝錄、存儲和顯示等不再局限在光化學成像，因此感光材料從廣義來講，應該包括一切對輻射能量敏感，可以將輻射強度和色彩分布，即光學影像記錄下來，經(jīng)過適當加工后用各種手段顯示出來的材料。第6頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

銀鹽感光材料是以鹵化銀(氯化銀、溴化銀、碘化銀及其混合晶體)為感光元件的感光材料。以鹵化銀體系為基礎的傳統(tǒng)攝影科技，由于其具有優(yōu)良的性能和其他影像體系難以與之比擬的優(yōu)美影像質(zhì)量，仍在影像科技領域中占最主要的地位。它已有160年以上的歷史，不但產(chǎn)量大而且品種豐富，分別適用于各種常規(guī)和特殊的場合使用。

第7頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.2.1鹵化銀體系的優(yōu)點鹵化銀體系具有許多固有的優(yōu)點：(1)信息檢測器和存儲介質(zhì)為一體。鹵化銀感光材料記錄信息的容量很大。(2)感光速度高，目前已制造出感光度高達ISO3200的超高速彩色負片，這是任何其他成像體系不能比擬的。(3)影像耐久性好，金屬銀影像可保存150年以上，而且影像可以防止篡改。(4)不受制式的約束，世界各國都通用。(5)可以獲得高質(zhì)量的直觀影像，照片可以不借助任何儀器設備直接觀察。(6)品種繁多，可以滿足不同要求，使用范圍極廣。第8頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.2.2銀鹽感光材料的分類1．按最終獲得影像的色彩分(1)黑白感光材料：最終影像由金屬銀組成。(2)彩色感光材料：最終影像由染料組成。第9頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

2．按最終獲得影像的性質(zhì)分(1)負性材料：所得影像與原信息黑白相反(或色彩互補)的材料，如黑白和彩色底片、X射線膠片、電影拷貝片、天文及光譜干板和縮微底片等。(2)正性材料：經(jīng)特殊沖洗法或普通沖洗法沖洗后得到影像的黑白或色彩與原景物一致的材料，如反轉(zhuǎn)片和直接正性片等。(3)一次成像材料：感光材料和沖洗劑結(jié)合在一起，拍攝后顯影劑自動滲透到感光層進行顯影和擴散，最終獲得與原景物黑白或色彩一致的影像。

第10頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.2.3銀鹽感光材料的基本結(jié)構(gòu)

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9.2.4感光材料的制備不同品種的感光材料，由于要求的性能不同以及各制造廠研制的方法不同，它們的制備過程有所不同，但是原則上講是類似的，大致如下所示。

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先由溴化鉀(鈉)和碘化鉀(鈉)在明膠溶液中與硝酸銀反應，生成分散在明膠中的溴(碘)化銀混合晶體，經(jīng)水洗除去硝酸鉀(鈉)及多余的鹵素離子，再經(jīng)化學增感和光譜增感，最后加入其他添加劑后涂布在柔性的三醋酸纖維素酯或聚酯片基上，干燥后經(jīng)裁切、打孔和包裝成產(chǎn)品。第13頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

根據(jù)鹵化銀感光材料的不同用途，已經(jīng)發(fā)展出許多鹵化銀乳劑的制備工藝，制造和使用具有不同形態(tài)、組成和大小分布的鹵化銀晶體，采用添加特殊的添加劑以及多層涂布以適應不同片種照相性能的需求。第14頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

照相負片，要求能在各種光照條件下(強光和弱光)對各種目標(靜止和高速運動的目標)拍攝，因此就要求感光度高。目前各種牌號的負片大多采用溴碘化銀或氯溴碘化銀混合晶體。晶體形態(tài)方面由于平板狀晶體(T—顆粒)具有表面積大、光吸收多、增感染料吸附多、清晰度高以及顆粒度小等優(yōu)點，廣泛用于高感負片和醫(yī)用X射線片。正片和印刷片由于要求清晰度高、分辨率高和反差高等，所以使用立方體的氯化銀或高氯含量的氯溴化銀。第15頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

現(xiàn)代氯化銀感光膠片都采用不同性能的乳劑多層涂布，以使各層乳劑的性能取長補短，達到所需求的照相性能。即使是黑白片，除了保護層、底層和防光暈層外也有2～3層不同性能的乳劑。而彩色片更是多至14～16層。對于醫(yī)用X射線片，由于X射線能量較大可以穿過增感屏和乳劑層。為了盡可能地利用透過病人的X射線，醫(yī)用X射線片采用在片基兩側(cè)雙面涂布的方法。中間又有隔光層以減少前后兩個增感屏發(fā)光帶來的干擾以提高影像的清晰度。第16頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

照相感光層的主體是鹵化銀晶體和明膠。明膠不但在乳劑層中起支持體和膠粘劑的作用，而且影響到鹵化銀晶體的大小和形狀，特殊的還直接參與了潛影的生成過程，保護了潛影。至今還沒有一種其他的天然或人工合成的膠體可以取代明膠。除了主體以外還要添加各種補加劑，有化學增感劑、光譜增感劑、成色劑、防腐劑、防灰霧劑、堅膜劑、顯影促進劑、顯影阻滯劑和表面活性劑等等。在彩色膠片中加入的各類照相化學藥品多達上百種。有些藥品的添加量只及鹵化銀量的幾十萬分之一，因此，對各類化學藥品的純度有極為嚴格的要求。第17頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.3液晶顯示材料液晶顯示器(LCD)是目前世界上最省電的顯示器件，具有輕、薄、功耗低、易與集成電路匹配等優(yōu)點。它的出現(xiàn)大大擴展了顯示器的應用范圍。至今，LCD的性能已可以與陰極射線管(CRT)媲美。預計2005年以后，全世界LCD的銷售額將超過CRT，成為第一大顯示產(chǎn)業(yè)。目前全世界的LCD產(chǎn)業(yè)主要集中在東亞的日本、韓國和中國。日本LCD產(chǎn)業(yè)的銷售額約占世界的85％左右。第18頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

液晶顯示器主要應用于臺式PC監(jiān)視器、便攜式PC、掌上PC、電子圖書、商務通、游戲機市場、汽車用導航系統(tǒng)、通信、航空航天、儀器儀表模擬現(xiàn)實顯示、醫(yī)療保健、教育系統(tǒng)等。第19頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.3.1液晶的種類及性質(zhì)一類物質(zhì)在比其熔點更高的溫度下為渾濁的流體，這時它既具有液體流動性，又具有晶體性質(zhì)，當溫度增高到某一點時，該物質(zhì)即轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨蛲缘某吻辶黧w。即該物質(zhì)的純晶體和純液體之間存在一個過渡溫度范圍，又存在一個晶體液體可逆過渡相，這個過渡相稱為介晶相。液晶是一類具有介晶相的物質(zhì)，或可稱為晶相液體或各向異性液體。第20頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(1)液晶的種類按照分子排列的狀況，有近晶型、向列型和膽甾型。①近晶型液晶其粘滯性高，對外界溫度、電磁場的響應不靈敏，因此應用較少。②向列型液晶其棒狀柱形分子的排列不像近晶型液晶那樣規(guī)則整齊，但分子長軸的排列和近晶型液晶一樣有一定的取向。分子不成層，可在三維空間內(nèi)自由移動，單個分子也可繞其長軸自由旋轉(zhuǎn)，分子的運動自由度較大，但分子長軸始終保持在方向上成平行。向列型液晶對外界電磁場、熱切應力和圖像都比較靈敏，用途十分廣泛。第21頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

③膽甾型液晶本身不具有液晶的性質(zhì)，但當分子上的羥基為鹵素取代或被酯化后即成為液晶。膽甾型液晶的分子呈扁平狀，并排列成層，層內(nèi)的分子互相平行，分子長軸平行于層平面，但各層分子長軸的方向稍有角度變化，從而形成螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋軸垂直于分子長軸。由于螺旋結(jié)構(gòu)的特點，對與螺旋軸平行的入射光，在溫度、電磁場、熱切應力變動下會引起的雙折射、圓偏光二色性、旋光性等，從而產(chǎn)生彩色特性的變化。第22頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(2)液晶的性質(zhì)由于液晶具有各向異性的特性，其光學特性(如光的反射、衍射、旋光性、折射率)、導熱率、彈性系數(shù)和電學特性(如介電性、磁性、導電性、壓電效應)等都具有各向異性。第23頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.3.2液晶的品種

液晶的品種與其顯示結(jié)構(gòu)是有直接密切聯(lián)系的，不同的顯示結(jié)構(gòu)有不同的液晶品種。第24頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(1)向列型液晶其顯示結(jié)構(gòu)主要有四種。①動態(tài)散射型是利用外加電場使液晶分子取向，由光散射而顯示。除了液晶本身需要的結(jié)構(gòu)外，還需添加微量的極性物質(zhì)。其顯示有兩種，一種是反射的，另一種是透射的。反射型顯示可以直接讀出，透射型顯示需外加白熾光作背景光才能產(chǎn)生光亮的顯示。第25頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

②賓主效應型是利用染料的多向色，對平行或垂直于光軸的光具有不同的吸收性質(zhì)，即在液晶(主)中增加微量染料(賓)而顯示。這種顯示結(jié)構(gòu)在未加電場前，液晶和染料分子均為隨機取向，當施加電場后，液晶分子則按一定方向取向，染料仍保持原有取向，因而呈現(xiàn)色彩變化(賓主效應)。液晶品種與染料有著密切關系。液晶顯示染料結(jié)構(gòu)如下：第26頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三第27頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

③電控雙折射效應型是在電場作用下，使用偏光板使液晶分子對入射光呈雙折射和圓偏光而顯示。④扭曲效應型是在外加電場下使液晶分子取向與玻璃板呈900的扭轉(zhuǎn)而顯示。第28頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三向列型液晶的種類、結(jié)構(gòu)和代表品種參見下表。

第29頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三第30頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三(2)膽甾型液晶膽甾醇的結(jié)構(gòu)：第31頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

膽甾醇液晶品種有溫度記錄型的和光-電記錄型兩類。溫度記錄型的膽甾型液晶在適當溫度時，即能提供光亮的彩色顯示。光-電記錄型的膽甾型液晶均為混合液，當接觸到不同溶劑氣體時即呈現(xiàn)不同的彩色。第32頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

向列相液晶中，聯(lián)苯性液晶具有光、化學穩(wěn)定性好，各向異性、粘度與雙折射等物理參數(shù)可調(diào)的優(yōu)點，但通常液晶相溫度低于1000C。4-戊基—4，-氰基三聯(lián)苯應用于扭曲向列相液晶顯示器，具有清亮點高、液晶相溫度范圍寬和光化學穩(wěn)定的優(yōu)點，可用于高溫區(qū)(可達239.50C)。另外，在液晶分子的端基、側(cè)向位置、手性中心或中心橋鍵上含有F、C1、Br、I原子得到的鹵代液晶，使液晶在電、光、粘度、相行為等方面有了許多新奇性能，為顯示器應用的混合液晶配方提供了多種選擇。第33頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

具有電子給予體的盤狀液晶在分子結(jié)構(gòu)、相變行為、物理性質(zhì)等方面均有別于傳統(tǒng)熱致液晶的特點，它具有高度對稱性，有較寬的相變行為和較高的焓變和較大的折射指數(shù)，在柱狀體內(nèi)相鄰π體系間的較小重疊而導致電荷載體的低流動性，可望成為新型有機半導體或有機光導體材料。第34頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

盤狀液晶的分子結(jié)構(gòu)有以苯環(huán)為核心的圓盤狀液晶，如均六苯酚的羧酸酯類、六羥基三亞苯的羧酸酯或醚類、三芐基苯衍生物；以非苯環(huán)為中心的盤狀或柱狀對稱分子液晶，如四芳基聯(lián)亞吡喃類、六羥基蒽醌酯類、酞菁、卟啉類、氮雜環(huán)類、竹節(jié)型絡合物類以及碗狀液晶；通過分子間相互作用形成的盤狀或板狀液晶，如二酮類絡合物、雙取代二硫代乙烷的鎳絡合物；二或三取代苯甲醛的2，4—二硝基苯腙類；電荷轉(zhuǎn)移復合物類；由非對稱分子形成的盤狀液晶，如六取代的環(huán)己烷類、半柱節(jié)型高分子液晶等，為液晶的開發(fā)和應用提供了新途徑。第35頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.3.3液晶的應用

向列型液晶廣泛用于微處理機、臺式計算機、數(shù)據(jù)處理終端、戶外廣告、運動記分牌、航空信號、公路信號、鐘表、按鈕及數(shù)字電話等數(shù)字顯示。用作電子掃描、靜止畫像，電視等圖像顯示。在電子工業(yè)上還可用作光閘。此外，還可用作核磁共振的溶劑。最近更已深入到家庭中用作門、窗、墻板的顯示等。第36頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

膽甾型液晶廣泛用作溫度記錄器(溫度范圍-20～2500C，精度0.10C甚至0.050C，反應時間10～100ms)，非破壞性檢查圖像顯示(如材料的疲勞狀況、電子部件的缺陷等)，熱圖像顯示(如紅外顯示、聲波、微米波、激光束、熱地圖等)，醫(yī)療檢查顯示(各種內(nèi)窺鏡、生體癌變等)，膠版印刷油墨顯示(印刷品由210C的紅色變?yōu)?50C的紫色)，氣體色譜的光譜分析(精確度可達10-3)和風壓試驗等顯示。此外，膽甾型液晶還可用作氣體檢測、存儲器、氣體感應裝置的顯示等。第37頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.4磁記錄材料

磁記錄是通過電磁轉(zhuǎn)換把信息記錄到磁記錄材料上，并通過磁電轉(zhuǎn)換又把信息從記錄材料上“讀出”。磁記錄過程是電子自旋的翻轉(zhuǎn)過程，同其他記錄方法比較，磁記錄的輸入和輸出的速度快，存貯的信息可長期保留，又可多次重錄使用，一步記錄，可及時檢驗所錄信息，也適用于全息法記錄信息，記錄成本低，維護簡單，宜于大批量生產(chǎn)和應用。

第38頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

磁記錄技術(shù)有記錄頻率范圍廣、記錄失真小、記錄容量高、可直接和多次重現(xiàn)、可擦性好等優(yōu)點。磁記錄材料在磁記錄技術(shù)發(fā)展中作用顯著。磁記錄材料分為連續(xù)介質(zhì)(如真空鍍膜和化學鍍膜磁帶和磁盤)和不連續(xù)介質(zhì)(如磁粉等配置成磁漿涂布在基片上的磁帶和磁盤)。根據(jù)磁介質(zhì)運動方式可分為靜止型(計算機的環(huán)狀磁芯、磁泡)和可動型(磁帶、磁盤、磁鼓、磁性卡片、錄像唱片)。

第39頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

磁記錄用磁粉包括針狀的γ—Fe203，Co—γ—Fe203，Cr02，Co—Fe304，F(xiàn)e304和金屬磁粉，立方狀的Fe304，以及六角片狀的鋇鐵氧體BaO·6Fe203、鍶鐵氧體SrO·6Fe203和Co-Ti鋇鐵氧體等。目前，世界上每年所需的近二百億盒錄音帶，一百多億盒錄像帶，近四百億片軟磁盤及幾億片硬盤中的90％以上都是采用磁粉涂布型介質(zhì)。第40頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

磁記錄介質(zhì)按實際應用分為縱向磁記錄和垂直磁記錄。縱向記錄介質(zhì)的易磁化軸平行于記錄介質(zhì)表面，而垂直記錄介質(zhì)的易磁化軸則垂直于記錄介質(zhì)表面。第41頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

縱向磁記錄按記錄信號種類分為模擬和數(shù)字記錄兩類。模擬記錄后介質(zhì)的剩余磁化強度與記錄信號的幅度呈線性關系。數(shù)字記錄是將電流訊號轉(zhuǎn)換成二進制方式，記錄后介質(zhì)只有兩種剩磁狀態(tài)?？v向磁記錄用磁粉的矯頑力大部分來自形狀各向異性，磁粉的形狀為針狀，易磁化軸與針軸基本平行。這類磁粉以γ-Fe203和Cr02為代表。

第42頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

垂直磁記錄的基本特點是退磁場Hd隨著記錄波長變小而減小，因此在高密度記錄時不需要薄的介質(zhì)，可以大大提高信噪比。垂直磁記錄用磁粉的矯頑力主要來自磁晶各向異性，磁粉的形狀為六角片狀。這類磁粉以六角晶系鋇鐵氧體BaO·6Fe2O3、鍶鐵氧體SrO·6Fe2O3和Co-Ti鋇鐵氧體等為代表。制成的涂布磁帶矩形比高，化學穩(wěn)定性優(yōu)良，價格較低，是有發(fā)展前景的高密度垂直記錄介質(zhì)。

第43頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.4.1磁記錄材料的制備

磁帶和磁盤等都是把磁漿均勻涂布在帶基上制成的。磁漿的主要成分是磁粉。磁粉的顆粒尺寸在0．2～0．3／μm以上，尺寸在0．1μm以下的則為超細微粒磁粉，它可使噪音減小，信噪比增大，制成的錄像帶性能更好。下面以針狀氧化鐵磁粉為例介紹磁粉制備過程。第44頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三針狀γ-Fe203磁粉制備分為四步。(1)水合氧化鐵制備FeS04+2NaOH——Fe(OH)2+Na2SO42Fe(OH)2+1/2O2——2α-FeOOH+H2O水合氧化鐵制備過程中，條件不同，可能生成四種同質(zhì)異構(gòu)體α、β、γ、δ-FeOOH。α-FeOOH由酸性法或堿性法制備。β-FeOOH由氧化法和水解法制備，γ-FeOOH由FeCl3·4H20為原料制備、δ-FeOOH也由堿性法制備，但與α-FeOOH的堿性法不同之處在于用過氧化氫而不是空氣氧化。

第45頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(2)脫水2α-FeOOH——α-Fe203+H20α、β、γ、δ-FeOOH可在不同溫度脫水生成α-Fe203，但結(jié)構(gòu)水脫除，晶體內(nèi)會形成微孔，影響磁性，需經(jīng)高溫焙燒。(3)還原3α-Fe203+H2——2Fe304+H20還原時除了氫氣，還加入氮氣和水蒸氣，使反應平和，有利于提高磁層的質(zhì)量。第46頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(4)氧化2Fe304+1/2O2——3γ-Fe203氧化時溫度不宜太高，控制在200～2050C較好。第47頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.4.2磁帶的制備工藝磁帶可分為錄音磁帶(盒式、開盤式、卡式)、錄像磁帶(盒式、開盤式、卡式)、計算機磁帶、儀器磁帶等，磁帶的原材料由磁漿(磁粉、粘合劑、溶劑、助劑)、帶基等組成。第48頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(1)帶基帶基是磁性層的支持體，要求強度高、厚度均勻、幾何尺寸穩(wěn)定、耐高溫和低溫、耐磨、導電性好?？勺鲙Щ牟牧嫌校憾宜崂w維素、三乙酸纖維素、聚氯乙烯和聚酯薄膜。前三種制成的薄膜抗張強度、光潔度、耐溫性均比聚酯薄膜差，現(xiàn)都用聚酯薄膜。

第49頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(2)磁漿的粘合劑粘合劑是磁層的成膜物質(zhì)，性能要求磁粉能均勻分散在其中、與帶基有良好的粘附力、有良好的流動性，便于過濾和涂布、與溶劑、助劑能互溶或混合、成膜后表面光滑、耐磨、耐溫、耐老化、化學性穩(wěn)定。熱塑性的多是烯烴類樹脂，如氯乙烯—乙酸乙烯二聚物、丁二烯—苯乙烯共聚物、氟氫乙烯—三氟氯乙烯共聚物等。熱固性的多是聚氨酯、聚酚醛樹脂、丁腈橡膠、環(huán)氧樹脂，以聚氨酯應用最廣。為了改善性能，可用幾種粘合劑組合使用。

第50頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(3)磁漿溶劑選擇的溶劑對磁粉要有良好的浸潤，對粘合劑有良好的溶解性能，對助劑有良好的互溶性，且不發(fā)生化學反應。本身揮發(fā)度適中，與磁層成膜速度平衡。毒性小，刺激性小，成本低。常用的有：四氫呋喃、二氯甲烷、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、甲苯、甲醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯及它們的混合物。第51頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三(4)磁漿用助劑分散劑：減少磁粉聚集，促進粘合劑對磁粉的浸潤和分散，常用的有大豆磷脂、卵磷脂、甘油酸、二甲基硅、低分子環(huán)氧樹脂。穩(wěn)定劑：增加粘合劑穩(wěn)定性，防止熱塑性粘合劑熱分解，常用的有二月桂酸丁基錫。增塑劑：增加粘合劑柔軟性，防止老化，常用的有鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲苯。第52頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三潤滑劑：提高磁帶表面的光潔度，降低摩擦系數(shù)，減少磁頭等與磁帶表面的摩擦，延長使用壽命，有硅油、氟油、蠟類脂肪酸等。固化劑：增加磁層固化速度，促進熱固性粘合劑交聯(lián)，常用的有異氫酸酯。防靜電劑：減少磁層的表面電阻，防止靜電的積聚,常用的有碳黑、石墨。偶聯(lián)劑：包覆在磁粉顆粒表面，降低顆粒表面自由能，增加顆粒間的靜電排斥，防止顆粒沉淀，常用的有硅烷類、鉻類、有機鈦類偶聯(lián)劑。第53頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.5光盤記錄材料

光盤記錄技術(shù)也稱光記錄技術(shù)，70年代開發(fā)，80年代在聲、視頻領域中發(fā)展很快，是近年來發(fā)展非常迅速的信息記錄技術(shù)之一。它是利用薄膜材料受相干性和單色性很高的激光照射后在微光斑區(qū)介質(zhì)發(fā)生物理或化學變化，從而使該微區(qū)的光學參數(shù)變化來記錄信息的。第54頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.5.1光盤的種類

按光盤的工作方式分三類。(1)只讀式光盤存儲系統(tǒng)(2)一次寫入光盤(3)可擦重寫光盤存儲系統(tǒng)第55頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(1)只讀式光盤存儲系統(tǒng)(ReadOnlyMemory，ROM)這類光存儲系統(tǒng)中，只能用來播放已記錄在光盤中的信息而不能再寫入。一般在一次錄制“寫入”后大量復制。目前市場上購電視錄像光盤和音響光盤都屬于這一類。作為計算機外部設備存儲器，稱CD-ROM。盤片一般用直徑130mm，每片可存儲500～600MB(雙面)。第56頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(2)一次寫入光盤(WriteOnceReadMany，WORM；DirectReadAfterWrite，DRAW)多用于數(shù)據(jù)需要經(jīng)常檢查跟蹤的場合。主要用來取代紙張和縮微膠片進行文件密集記錄，如文件存檔、圖文處理、彩色印刷和計算機輔助工作站等。一張直徑130mm的WORM光盤可以存儲400～600MB的信息，而且容量還在不斷擴展。第57頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三(3)可擦重寫光盤存儲系統(tǒng)

①磁光型磁光記錄是利用激光退磁，偏置磁場在磁光盤上進行信息的寫入，它可以看作是半磁半光的混合記錄。從物理過程來看仍然是磁記錄，是激光輔助下的磁記錄。②相變型利用記錄介質(zhì)晶態(tài)和非晶態(tài)之間可逆的相變化。相變光盤用的介質(zhì)一般先結(jié)晶成顆粒微小(<1μm)的多晶態(tài)。③有機染料／聚酯層氣泡形成型在激光照射下，染料分解褪色或偶合而造成信號區(qū)和非信號區(qū)顏色不同，這樣記錄區(qū)域有色，而不記錄區(qū)域無色以提供記錄信息反差。第58頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.5.2光盤的結(jié)構(gòu)和制備

(1)只讀式光盤的制備光盤片基材料為聚丙烯樹脂等聚合物，直徑為300mm或200mm，厚度為2．5mm。它是由厚度為1．2mm的兩片背面相粘結(jié)而成。每個面上錄有54000圈的比特列(共有約100億個比特。每比特為深0．1μm，寬0．4μm，長1．67μm的橢圓小坑)。上面鍍了一層鋁反射膜成為信號面，鋁膜上又增加了一層保護膜。第59頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三只讀式光盤的制造一般分為三個主要過程:①玻璃底片的制作②鍍鎳母模的制作③大量復制盤片第60頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

玻璃底片的制作：a．用直徑350mm，厚10mm的玻璃圓板經(jīng)光學研磨后，涂上一層光刻膠作記錄媒體。b．用激光刻錄機將音頻和視頻的模擬信號或數(shù)字信號調(diào)制激光束的開和閉，將信號記錄在光刻膠上。c．將玻璃底片置于顯影液中，受光照過的部分被溶解，未光照部分不溶解，從而制成有凹坑的玻璃底片。第61頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三鍍鎳母模的制作：a．將上述已有凹坑的玻璃底片用化學鍍膜法(無電鍍鎳)，鍍上一層銅或鎳，使之具有導電性。b．在玻璃片上電鍍鎳。c．脫去玻璃底層，留下制成的鍍鎳母模。有時為了大量復制，再利用第一次制得的母模用同樣電鍍法制得多塊工作原模。在每次電鍍以后都要經(jīng)表面處理和清洗。第62頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三大量復制盤片：a．將聚丙烯樹脂溶解后，壓注到鎳模中，冷卻后凝固成透明的盤片。（也可用其他法。）b．將帶有小坑的信號面蒸鍍一層銀或鋁反射膜。c．在反射膜面上再涂一層保護膜就成了單面光盤。d．將兩張單面光盤的背面互相粘結(jié)便成商品光盤了。

第63頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(2)一次寫入型光盤和可擦重寫型光盤為了能在光盤上存入信號，可以采用多種結(jié)構(gòu)，但至少要有兩部分組成：襯底或支持底片和記錄介質(zhì)層。為了提高記錄信號的性能和效率，記錄介質(zhì)層的亞結(jié)構(gòu)可細分為記錄層和密封層、隔熱層、反射層等。第64頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三9.5.3光記錄層材料

在光記錄材料中，相變材料是應用最廣泛和發(fā)展最迅速的一類。下面主要介紹一次寫人式及可擦重寫式所用材料。(1)一次性燒蝕記錄材料(2)不可擦光感應轉(zhuǎn)換材料(3)一次性(光致)熱感應材料(4)磁光型可擦重寫光記錄材料(5)相變型可擦重寫光記錄材料(6)有機光記錄材料(7)電子俘獲光存儲材料(8)光子選通燒孔材料

第65頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三(1)一次性燒蝕記錄材料碲具有熔點低和薄膜均勻性好的特點，因此將碲膜燒蝕坑作為記錄介質(zhì)已被廣泛應用，經(jīng)過適當選擇寫入激光束的參數(shù)，可以在碲膜上得到整齊的燒蝕坑，讀出對比高，信噪比大于50dB的信號。其優(yōu)點是靈敏度高，缺點是易氧化。為了提高性能，出現(xiàn)了碲的合金材料。如Te-C薄膜、非晶氫化碲((α-Te：H)薄膜。第66頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(2)不可擦光感應轉(zhuǎn)換材料這類材料范圍很廣，不但包括許多硅族非晶材料(元素及多元合金)，而且包括了非晶硅等四面體材料。第67頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

(3)一次性(光致)熱感應材料這一類材料的實際應用僅