DE69316730T2 - Nichtmagnetischer Mn-Zn-Ferrit-Einkristall für schwebende Magnetköpfe - Google Patents

Nichtmagnetischer Mn-Zn-Ferrit-Einkristall für schwebende Magnetköpfe

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft nichtmagnetischen Ferrit aus Mn-Zn-Einkristall, der durch eine Festphasenreaktion hergestellt wird und geeigneterweise für Gleiter in schwebenden Magnetköpfen verwendet werden kann.
  • Bisher sind Magnetköpfe in stationären Magnetplattenlaufwerken (RDD) verwendet worden, und es ist eine Vielzahl von Magnetköpfen bekannt. Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines schwebenden Dünnfilm-Magnetkopfs als Beispiel dafür, worin ein Dünnfilm-Magnetkopf an einer Endfläche eines jeden mehrerer Luftlagerabschnitte ausgebildet ist (Ein Oberflächenschutzfilm ist in Fig. 6 vom Magnetkopf entfernt.) In Fig.6 besitzt ein Gleiterkörper 2 ein Paar paralleler schienenförmiger Luftlagerabschnitte 4, 4 mit einer bestimmten Breite an einer Fläche, an der der Gleiterkörper 2 ein Magnetaufzeichnungsmedium berührt. Der Dünnfilm Magnetkopf ist an jener Endfläche eines jeden Luftlagerabschnittes 4 vorgesehen, die sich an einer hinteren Seite davon (in Gleitkontaktrichtung gesehen auf einer Rückseite) befindet. Der Dünnfilm-Magnetkopf besteht aus unteren und oberen Dünnfilm Magnetpolen und einer Spule 8 in Dünnfilmgestalt, die zwischen einem vorderen und einem hinteren Magnetpol angeordnet sind. (In Fig. 6 ist nur der obere Magnetpol durch Bezugszahl 6 bezeichnet.) Ein bestimmter Strom wird durch Leitungen 10, 10 durch die Spule 8 geschickt. Fig. 7 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VII-VII in Fig. 6, die einen Hauptabschnitt des schwebenden Dünnfilm-Magnetkopfes im Detail darstellt. In Fig. 7 ist eine (in Fig. 6 nicht gezeigte) Schicht 12 aus einem nichtmagnetischen Material 12 auf der hinteren Seite des aus einem Ferrit hergestellten Gleiterkörpers 2 vorgesehen, und ein unterer Magnetpol 6-1 ist auf der nichtmagnetischen Materialschicht 12 vorgesehen. Ein oberer Magnetpol 6-2 ist durch einen isolierenden Resist 15 über dem unteren Magnetpol 6-1 vorgesehen. Die Spule 8 ist im isolierenden Resist versenkt. Ein Magnetspalt 17 ist zwischen dem oberen und dem unteren Magnetpol 6-1 und 6-2 definiert. Ein (in Fig. 6 nicht gezeigter) Schutzfilm 18 ist vorgesehen, um den oberen Magnetpol 6-2 zu schützen. Die Deckfläche des Gleiterkörpers 4 befindet sich im Luftlagerabschnitt 2.
  • Wenn ein magnetisches Material als Material für den Gleiterkörper 2 für den obengenannten Magnetkopf verwendet wird, muß üblicherweise eine Isolationsschicht zwischen dem Gleiterkörper und dem unteren Magnetpol ausgebildet werden. Die Magnetpole des Gleiters für den Magnetkopf werden durch Metallisieren in einem Magnetfeld ausgebildet, und dem so gebildeten Magnetfilm muß in Hinblick auf die Leistungsfähigkeit des Kopfs einachsige magnetische Anisotropie verliehen werden. Wenn ein Substrat mit magnetischen Eigenschaften für den Gleiterkörper eingesetzt wird, ist es schwierig, dem Gleiterkörper derartige einachsige magnetische Anisotropie zu verleihen. Daher werden üblicherweise nichtmagnetisches Al&sub2;O&sub3;-TiC, nichtmagnetisches CaTiO&sub3; oder nichtmagnetischer Polykristall-Zn-Ferrit verwendet. Al&sub2;O&sub3;-TiC weist jedoch geringe Gleiteigenschaft bezüglich der Magnetplatte auf und kann die Magnetplatte beschädigen. Da CaTiO&sub3; ebenfalls einen großen Reibungskoeffizienten in bezug zur Magnetplatte aufweist, besteht die Gefahr, daß der Gleiterkörper die Magnetplatte durch Kontakt mit der Platte beschädigt, und es ist wahrscheinlich, daß der Gleiter selbst wiederum beschädigt wird. Weiters müssen, wenn eine spezielle Gestalt, wie eine Brückenstruktur in einem Gleiter mit Unterdruck oder eine Formverlaufsstruktur als Paar Lagerabschnitte 4, 4 des Gleiterkörpers 2 verwendet wird, derartige Strukturen üblicherweise in einem Ionenätzverfahren gebildet werden, das eine kostspielige Produktionsvorrichtung verlangt. Weiters übt die geringe Ätzgeschwindigkeit großen Einfluß auf die Herstellungskosten auf.
  • Um die obengenannten Probleme zu lösen, offenbart die JP-A-3-126.662 ein Beispiel, bei dem ein nichtmagnetischer polykristalliner Mn-Zn-Ferrit als Gleiter für einen Magnetkopf verwendet wird. Wenn jedoch, wie oben erwähnt, Luftlagerabschnitte eingesetzt werden, werden die mechanischen Bearbeitungsschritte mühsam und dauern lange. Weiters sind die Kristallausrichtungen in diesem Mn-Zn-Ferrit nicht gleichförmig. Daher differiert, wenn die Luftlagerabschnitte durch chemisches Ätzen des nichtmagnetischen polykristall inen Mn-Zn-Ferrit gebildet werden, die Ätzgeschwindigkeit je nach den Kristallkörnern, und demgemäß wird die Bearbeitbarkeit des Ferrit zu einer geraden Gestalt beeinträchtigt. Als Ergebnis werden die Abmessungsstabilität und die Schwebefähigkeit des Magnetkopfs negativ beeinflußt.
  • Weiters offenbart die JP-A-4-53.013 ein Beispiel, bei dem ein nach einem sogenannten Bridgeman-Verfahren für die Herstellung des Ferriteinkristalls aus einer Schmelze erhaltener nichtmagnetischer Ferriteinkristall als Substrat für einen Magnetkopf in einem Videorecorder verwendet wird. Bei diesem Verfahren kann jedoch Entmischen der Zusammensetzung nicht vermieden werden. Daher variiert die Ätzgeschwindigkeit, wenn Luftlagerabschnitte durch chemisches Ätzen gebildet werden. Als Folge ist es schwierig, gute Abmessungsstabilität zu erreichen, und dieses Verfahren kann für die industrielle Produktion nicht eingesetzt werden. Weiters ist, wenn ein TiO&sub2; enthaltender nichtmagnetischer Zn-Ferriteinkristall als Gleiter für ein RDD verwendet wird, die chemische Ätzgeschwindigkeit im Vergleich zum Fall des Mn-Zn-Ferriteinkristalls sehr gering. Als Folge ist es extrem schwierig, Luftlagerabschnitte aus diesem Zn-Ferrit zu bilden, mit dem Ergebnis, daß kein Gleiterkörper aus einem solchen Zn-Ferriteinkristall gebildet werden kann.
  • Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß in der JP-A-62-223099 bestimmte magnetisierbare Ferrite zur Verwendung in einem Magnetkopf geoffenbart werden.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die obengenannten Probleme zu lösen und einen nichtmagnetischen Mn-Zn-Ferriteinkristall bereitzustellen, der gute Bearbeitbarkeit und Eignung für Massenproduktion aufweist und vorteilhaft als Gleiter für einen schwebenden Magnetkopf verwendet werden kann.
  • Der nichtmagnetische Einkristall aus Mn-Zn-Ferrit gemäß vorliegender Erfindung wird durch ein Herstellungsverfahren (ein Festphasenreaktionsverfahren) hergestellt, das die Schritte des In-Berührung-Bringens eines Impf-Ferriteinkristalls mit einem polykristallinen Ferrit und Wachsenlassen des Einkristalls in eine Richtung vom Impf- Einkristall in den polykristallinen Ferrit unter Erwärmung umfaßt. Der so hergestellte Mn-Zn-Ferriteinkristall hat eine Zusammensetzung, wie in Anspruch 1 dargelegt.
  • Im nichtmagnetischen Mn-Zn-Ferriteinkristall gemäß vorliegender Erfindung beträgt die Porosität des Ferrits vorzugsweise nicht mehr als 0,005%.
  • Gemäß vorliegender Erfindung verfügt der im Festphasenreaktionsverfahren erhaltene nichtmagnetische Mn-Zn-Ferriteinkristall über gute Bearbeitbarkeit. Insbesondere, wenn ein solcher Ferriteinkristall als Gleiter für einen Magnetkopf verwendet wird, kann eine Isolierschicht zwischen einem unteren Magnetpol und dem Gleiterkörper vereinfacht werden, weil der Ferriteinkristall nichtmagnetisch ist. Weiters ist, da der Ferrit ein Einkristall ist, die Bearbeitbarkeit, wie mechanische Bearbeitbarkeit und chemisches Ätzen, gut, so daß Luftlager mit komplizierter Struktur problemlos in Massenproduktion hergestellt werden können, und die Abmessungsgenauigkeit und Zuverlässigkeit der Schwebefähigkeit werden verbessert. Weiters kann, wenn die Porosität des nichtmagnetischen Mn-Zn-Feriteinkristalls auf nicht mehr als 0,005% festgelegt ist, das Brechen des Ferrits aufgrund des Verarbeitens oder Bearbeitens verringert werden. Weiters kann, da die Porosität des Substrats gering ist (bzw. die Oberflächeneigenschaft gut ist), bei Verwendung des Ferrits als Substrat für den Dünnfilmmagnetkopf und Ausbildung eines Magnetpols als Film direkt auf dem Substrat eine gute Leistung des Magnetfilms erreicht werden (die Ausrichtung der Kristalle im Film ist gut). Darüber hinaus kann, da die Oberflächeneigenschaft des Substrats beim Mustern des Magnetfilms gut ist, das Muster präziser in einer geraden Form gebildet werden, wie gewünscht, und das Geradehalten der Spur kann stabil erreicht werden.
  • Für ein besseres Verstehen der Erfindung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
  • Fig. 1 eine Ansicht ist, die ein Beispiel für das Verfahren zur Herstellung von nichtmagnetischem Mn-Zn-Ferriteinkristall gemäß vorliegender Erfindung veranschaulicht;
  • Fig. 2 eine Ansicht ist, die ein Beispiel für einen Brennverlauf beim Herstellungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung veranschaulicht;
  • Fig. 3 eine Ansicht ist, die ein Beispiel für einen Einkristall-Anwachsverlauf beim Herstellungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung veranschaulicht;
  • Fig. 4 eine Ansicht ist, die ein Beispiel für einen HIP-Behandlungsverlauf beim Herstellungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung veranschaulicht;
  • Fig. 5 eine Ansicht ist, die ein Beispiel für einen Vergütungsverlauf beim Herstellungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung veranschaulicht;
  • Fig. 6 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Beispiel für den herkömmlichen schwebenden Dünnfilm-Magnetkopf darstellt; und
  • Fig. 7 eine Schnittansicht eines Hauptabschnitts des herkömmlichen schwebenden Dünnfilm-Magnetkopfs in Fig. 6 ist.
  • Fig. 1 zeigt eine Ansicht, die einen Ablaufplan mit den Schritten für ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung des nichtmagnetischen Mn-Zn-Ferriteinkristalls gemäß vorliegender Erfindung darstellt. Um das Herstellungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 zu erklären, werden ein Einkristall aus Mn-Zn- Ferrit als Impfung und ein polykristalliner Mn-Zn-Ferrit zur Verwendung in einer Festphasen reaktion hergestellt. Ein Einkristall soll in diesem Polykristall wachsen. Vorzugsweise hat der Mn-Zn-Ferriteinkristall die gleiche Zusammensetzung wie der polykristalline Ferrit. Der Mn-Zn-Einkristall als Impfung für den nichtmagnetischen Einkristall ist zu Beginn der Festphasenreaktion nicht vorhanden. Das Molverhältnis von Fe&sub2;O&sub3; : MnO : ZnO im Impf-Einkristall kann von Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung in Hinblick auf die beabsichtigte Zusammensetzung des resultierenden Einkristalls leicht selektiv ermittelt werden. Im spezielleren kann beim erfindungsgemäßen Verfahren ein magnetischer Mn-Zn-Ferriteinkristall mit einer Zusammensetzung Fe&sub2;O&sub3; : MnO : ZnO = 50-57 : 20-35 : 15-25 als Impfeinkristall verwendet werden. Beispielsweise kann ein magnetischer Mn-Zn-Ferriteinkristall mit der Zusammensetzung Fe&sub2;O&sub3; : MnO : ZnO = 52,7 : 26,6 : 20,7 (Mol-%-Verhältnis) als Impf-Einkristall verwendet werden. Als Polykristall-Mn-Zn-Ferrit wird nichtmagnetischer polykristalliner Mn-Zn-Ferrit mit einer beabsichtigten Zusammensetzung des angestrebten Einkristalls verwendet. Der polykristalline Mn-Zn-Ferrit wird vorzugsweise durch Brennen nach einem in Fig. 2 als Beispiel gezeigten Brennverlauf erhalten, wie später ausgeführt. Obwohl der Abstand zwischen benachbarten Gittern zwischen dem Impf-Ferriteinkristall und dem polykristallinen Ferrit leicht differiert, wenn ihre Zusammensetzung unterschiedlich ist, kann im polykristall inen Mn-Zn-Ferrit ein nichtmagnetischer Mn-Zn-Ferriteinkristall wachsen gelassen werden.
  • Das Brennen im Herstellungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden.
  • Der Verbundkörper aus dem Impf-Einkristall und dem Polykristall wird auf eine Maximaltemperatur von 1.200-1.400ºC erhitzt und 4-8 h lang auf dieser Temperatur gehalten, um den gebrannten Körper einschließlich des inneren Abschnitts einheitlich zu machen, während die Brennatmosphäre durch Sauerstoff ersetzt wird, und unter Verwendung einer Rotationspumpe in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zu einer Evakuierungsendtemperatur von nicht weniger als 200ºC, aber nicht mehr als 1.200ºC bis zum Vakuum evakuiert wird. Die Brennatmosphäre während eines Temperaturanstiegsschritts, der diesen Temperaturbereich ausschließt, besteht in Hinblick auf eine Ausgleichssauerstoffkonzentration aus 10-100% Sauerstoff und ist nichtmagnetisierend. Andererseits wird während eines Temperaturverringerungsschritts Stickstoffatmosphäre in einem Temperaturbereich von der maximalen Temperatur bis 1.100ºC - 800ºC eingesetzt, weil, wenn während des Temperaturverringerungsschritts Sauerstoff vorhanden ist, aufgrund von Oxidation Hämatit ausgefällt wird, so daß im Sinterkörper in diesem Temperaturbereich Risse erzeugt werden. Um das Auftreten von Mikrorissen eines Oberflächenabschnitts des Sinterkörpers bei Temperaturen unter diesem Temperaturbereich zu verhindern, wird die Zufuhr von Stickstoffgas unterbrochen und die Atmosphäre von der Außenatmosphäre dicht isoliert.
  • Die Gründe, weshalb die Atmosphäre im Temperaturbereich von 200-1.200ºC bis zum Vakuum evakuiert wird, sind die, daß, wenn bei zumindest 200ºC oder mehr keine Evakuierung durchgeführt wird, im Sinterkörper Risse auftreten, während, wenn bei mehr als 1.200ºC Evakuierung durchgeführt wird, auffallende Verdampfung von Zn stattfindet, wodurch die Zusammensetzung des Sinterkörpers ungleichmäßig wird, und daß auch das Entfernen eines Bindemittels, das Entfernen von Sauerstoff und Verdichtung berücksichtigt werden müssen. Die maximale Temperatur wird in Hinblick auf die Länge des resultierenden Einkristalls, und auch, um einen Kristallteilchendurchmesser von etwa 10 um des Sinterkörpers zu erreichen, im obigen Temperaturbereich von 1.200-1.400ºC festgelegt. Sowohl die Erhitzungs- als auch die Abkühlungsrate sind mit 10ºC/h bis 300ºC/h festgelegt, da die Länge des Verdichtungsund Behandlungszeitraums berücksichtigt werden muß; wenn die Erhitzungs- und/oder Abkühlungsrate mehr als 300ºC/h beträgt, ist es wahrscheinlich, daß der Sinterkörper Risse bekommt.
  • Als nächstes kann das Wachsen im Herstellungsschritt gemäß vorliegender Erfindung wie folgt bewirkt werden.
  • Der gebrannte Verbundkörper wird auf eine Maximaltemperatur von 1.500 bis 1.550ºC erhitzt und dann 0,5-1 h bei dieser Temperatur gehalten, um Subkörner zu eliminieren (ein Teil der Polykristalle, die während des Wachsens des Einkristalls aus den Polykristallen im resultierenden Einkristall als Kristalle mit einem Durchmesser von etwa 100 um verbleiben). Die Atmosphäre während des Erhitzens von Raumtemperatur auf 1.200ºC besteht aus Stickstoff, da die Hämatitphase aufgrund von Oxidation ausgefällt wird und das Ausgangsmaterial Risse bekommt. Die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre außerhalb dieses Temperaturbereichs wird in Hinblick auf die Gleichgewichtskonzentration von Sauerstoff mit 5 bis 100% festgelegt und ist nicht magnetisierend.
  • Weiters wird die Erwärmungsrate im Temperaturbereich von 1.300-1.550ºC auf 5- 300ºC/h eingestellt, wodurch der Polykristall in einen hervorragenden Einkristall umgewandelt wird. Da es wahrscheinlich ist, daß sich im Ausgangsmaterial Risse bilden, wenn die Erwärmungsrate und/oder die Kühlungsrate bei Temperaturen außerhalb dieses Temperaturbereichs über 300ºC/h liegen, wird die Erhitzungs- und Abkühlungsrate bei Temperaturen außerhalb dieses Temperaturbereichs mit 150- 300ºC/h festgelegt.
  • Die HIP-Behandlung beim Herstellungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden:
  • Der Verbundkörper wird auf eine Maximaltemperatur von 1.100-1.550ºC erhitzt und 0,5-4 h lang bei dieser Temperatur gehalten, während der Druck auf 500-2.000 kp/cm² gehalten wird. Die Maximaltemperatur und der Druck sind wie oben festgelegt, um den Porendurchmesser des resultierenden Einkristalls auf nicht mehr als 0,05% zu senken. Weiters ist die Brennzeit mit 0,5-4 h festgelegt, um den Brennkörper einschließlich eines inneren Abschnitts gleichförmig zu machen.
  • Die Erwärmungs- und Abkühlungsraten sind in Hinblick auf die Behandlungszeit und die Verhinderung des Auftretens von Rissen mit 150-900ºC/h festgelegt. Da bei der HIP- Behandlungsvorrichtung im allgemeinen ein inertes Gas verwendet wird, kommt als Atmosphäre Argon oder Stickstoff zum Einsatz.
  • Das Vergüten beim Herstellungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung kann wie folgt bewirkt werden. Der Verbundkörper wird auf eine Maximaltemperatur von 800- 1.500ºC erhitzt und 1-8 h lang auf dieser Maximaltemperatur gehalten. Die Maximaltemperatur von 800-1.500ºC verringert wirksam das Brechen aufgrund von Bearbeitung und baut die Spannungen ab. Durch das Halten auf Maximaltemperatur für 1 bis 8 h wird der Einkristall hergestellt, der den Innenabschnitt aus dem resultierenden Einkristall enthält. Die Erwärmungs- und Abkühlungsraten sind mit 150ºC-300ºC/h festgelegt, da, wenn die Erwärmungs und/oder Abkühlungsraten häher als 300ºC/h sind, die Wahrscheinlichkeit besteht, daß der resultierende Einkristall Risse bekommt.
  • Die Atmosphäre während eines Teils des Temperaturanstiegsschritts, der in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 1.200ºC liegt, besteht aus Stickstoff, da, wenn Sauerstoff vorliegt, die Hämatitphase aufgrund von Oxidation ausgefällt wird, wodurch Risse im resultierenden Einkristall verursacht werden. Dann wird die Atmosphäre während der verbleibenden Teils des Temperaturanstiegsschritts in Hinblick auf die Gleichgewichtssauerstoffkonzentration so eingestellt, daß eine Sauerstoffkonzentration von 5-100% entsteht. Andererseits besteht die Atmosphäre, um Oxidation zu vermeiden, während des Temperaturverringerungsschritts von der Maximaltemperatur auf Raumtemperatur aus Stickstoff.
  • In den Fig. 2 bis 5 werden ein Brennverlauf, ein Wachstumsverlauf, ein HIP-Verlauf und ein Vergütungsverlauf gezeigt.
  • Im Brennverlauf von Fig. 2 wird der Mn-Zn-Ferrit mit einer Erhitzungsrate von 150ºC/h von Raumtemperatur auf 400ºC erhitzt, während durch die Rotationspumpe Atmosphäre bis zum Vakuum evakuiert wird. Dann wird, nachdem die Atmosphäre durch O&sub2; (100%) ersetzt und die Temperatur 0,5 h lang bei 400ºC gehalten wurde, das Material mit einer Erhitzungsrate von 150ºC/h auf 800ºC und dann mit einer Erhitzungsrate von 40ºC/h auf 1.000ºC erhitzt. Als nächstes wird, nachdem die Temperatur 4 h lang auf 1.000ºC gehalten wurde, die Temperatur mit einer Erwärmungsrate von 40ºC/ auf 1.200ºC und dann mit 10ºC/h auf 1.220ºC und schließlich mit einer Erwärmungsrate von 150ºC/h auf 1.350ºC angehoben. Dann wird, nachdem die Temperatur 8 h lang auf 1.350ºC gehalten wurde, die Atmosphäre durch N&sub2; ersetzt, und das Material wird mit einer Kühlungsrate von 300ºC/h abgekühlt. Bei 970ºC wird die Zufuhr von N&sub2; gestoppt, und die Atmosphäre wird gegenüber der Umgebung dichtend isoliert, so daß eine Gleichgewichtssauerstoffkonzentration beibehalten werden kann, um einen Sinterkörper mit nur wenigen Rissen zu erhalten.
  • Der oben hergestellte Mn-Zn-Ferriteinkristall und der polykristalline Mn-Zn-Ferrit werden aneinandergefügt, und eine Festphasenreaktion wird nach einem beispielsweise in Fig. 3 gezeigten Einkristall-Wachstumsverlauf durchgeführt. Dadurch wird im polykristall inen Mn-Zn-Ferrit ein nichtmagnetischer Mn-Zn-Ferriteinkristall wachsen gelassen. Im Einkristall-Wachstumsverlauf von Fig. 3 wird Erhitzen von Raumtemperatur auf 1.150ºC mit einer Erwärmungsrate von 300ºC/h durchgeführt, nachdem die Atmosphäre durch N&sub2; ersetzt wurde. Nachdem N&sub2; in der Atmosphäre vollständig durch O&sub2; ersetzt wurde (100%), wird die Temperatur 0,2 h lang bei 1.150ºC gehalten. Dann wird die Temperatur mit einer Erwärmungsrate von 300ºC auf 1.340ºC und dann mit einer Erwärmungsrate von 15ºC/h auf 1.480ºC und mit einer Erwärmungsrate von 300ºC auf 1.500ºC angehoben. Als nächstes wird die Temperatur 0,5 h lang auf 1.500ºC gehalten, und Abkühlen auf 1.150ºC wird mit einer Kühlungsrate von 300ºC/h durchgeführt. Nachdem die Atmosphäre durch N&sub2; ersetzt wurde, wird die Temperatur 0,2 h lang bei 1.150ºC gehalten, und mit einer Kühlungsrate von 300ºC/h wird Abkühlung auf Raumtemperatur durchgeführt.
  • Dann wird, nachdem der Einkristall zum Polykristall gewachsen ist, der zusammengefügte Körper einem beispielsweise in Fig. 4 gezeigten HIP- Behandlungsablauf in einer Ar-Atmosphäre unterzogen. Das heißt, der zusammengefügte Körper wird mit einer Erwärmungsrate von 420ºC/h von Raumtemperatur auf 200ºC, mit einer Erwärmungsrate von 840ºC/h bis auf 1.300ºC und mit einer Erwärmungsrate von 420ºC/h auf 1.500ºC erhitzt. Als nächstes, nachdem die Temperatur 1 h lang auf 1.500ºC gehalten wurde, wird der zusammengefügte Körper mit einer Kühlungsrate von 840ºC/h auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Druck wird während des HIP-Behandlungsablaufs, wie in Fig. 4 gezeigt, zwischen atmosphärischem Druck, 420 kp/cm², 1.00 kg/cm2 und 420 kp/cm² variiert.
  • Nach der HIP-Behandlung wird der zusammengefügte Körper nach einem beispielsweise in Fig. 5 gezeigten Ablauf vergütet, und der so gewachsene Ferriteinkristall wird aus dem zusammengefügten Körper ausgeschnitten, wodurch ein nichtmagnetischer Mn-Zn-Ferriteinkristall erhalten wird, auf den die vorliegende Erfindung abzielt. Beim Vergüten in Fig. 5 wird der zusammengefügte Körper mit einer Erwärmungsrate von 300ºC/h von Raumtemperatur auf 1.150ºC erhitzt, nachdem die Atmosphäre durch N&sub2; ersetzt wurde. Dann, nachdem die Atmosphäre durch N&sub2; + O&sub2; (O&sub2;=5%) ersetzt worden war, wird die Temperatur 0,2 h lang auf 1.150ºC gehalten und dann mit einer Erwärmungsrate von 300ºC/h auf 1.300ºC angehoben. Daraufhin wird die Temperatur 4 h lang auf 1.300ºC gehalten. Schließlich, nachdem die Atmosphäre durch N&sub2; ersetzt wurde, wird der zusammengefügte Körper mit einer Kühl ungsrate von 300ºC auf Raumtemperatur abgekühlt.
  • Nachstehend werden Beispiele für die vorliegende Erfindung erklärt.
    • Versuch 1
  • Nach dem obengenannten Herstel lungsverfahren wurde ein Mn-Zn-Ferriteinkristall aus einem polykristallinen Mn-Zn-Ferrit mit einer in den nachstehenden Tabellen 1 oder 2 gezeigten Zusammensetzung wachsen gelassen. Der Ferriteinkristall hatte die gleiche Zusammensetzung wie der polykristalline Ferrit. Die Gestalt des polykristallinen Ferrits als Ausgangsmaterial betrug 17 x 8 x 5 Dicke (mm). In Hinblick auf jeden der Mn-Zn- Ferriteinkristalle mit verschiedenen Zusammensetzungen, die in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen oder außerhalb dieses Bereichs liegen, wurde die Länge gemessen, und die Curie-Temperatur wurde ebenfalls gemessen, um zu beurteilen, ob der Einkristall magnetisch war oder nicht. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Porosität des Einkristalls unmittelbar nach dem Wachsen durch die Festphasenreaktion gemessen, und die Porosität des Einkristalls wurde nach der HIP-Behandlung und dem Vergüten ebenfalls gemessen. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Tabelle 1(a)
  • Diese Tabelle zeigt erfindungsgemäße Beispiele und Vergleichsbeispiele (durch * bezeichnet) Tabelle 1(b)
  • Diese Tabelle zeigt erfindungsgemäße Beispiele und Vergleichsbeispiele (durch * bezeichnet) Tabelle 2
  • Aus den Ergebnissen in den Tabellen 1 und 2 ist zu entnehmen, daß durch die Erfindung Zusammensetzungen, die eine Curie-Temperatur unter -50ºC aufweisen, bereitgestellt werden. Wenn der Einkristall als Gleiter für einen schwebenden Magnetkopfgleiter verwendet wird, muß die Länge vom Standpunkt der Gestalt nicht geringer als 4 mm sein. Die Länge ist eine Distanz des Einkristalls, die unter Verwendung einer Skala von der Grenze zwischen dem Impf-Einkristall und dem Polykristall (Ausgangsmaterial) gemessen wird. Zusammensetzungen, die diese Länge von nicht weniger als 4 mm aufweisen, sind Tabelle 1 zu entnehmen.
    • Versuch 2
  • Um das Verhalten beim chemischen Ätzen zu untersuchen, wurde jeder der in Tabelle 3 gezeigten Ferriteinkristalle mit einer Zusammensetzung, die im Bereich der vorliegenden Erfindung oder außerhalb davon lag, nach dem Festphasenreaktionsverfahren nach dem obengenannten Herstellungsverfah ren hergestellt. Dann, nachdem der Einkristall abgedeckt worden war, um ein Luftlager herzustellen, wurde der Einkristall bei 80ºC 1 h lang in eine wäßrige Lösung aus Phosphorsäure getaucht (die 85 Gew.-% H&sub3;PO&sub4; enthielt). Mit einem Oberflächenrauhigkeitsmesser wurde eine gebildete Stufe gemessen, und die Bearbeitbarkeit in gerader Form wurde mit einem Mikroskop beobachtet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
  • Aus den Ergebnissen in Tabelle 3 geht hervor, daß die nichtmagnetischen Mn-Zn- Ferriteinkristalle, die in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen, gute Bearbeitbarkeit in gerader Form aufweisen, ebenso wie das magnetische Material der Vergleichsbeispiele, und ausreichende Stufen erzeugt werden können.
  • Wie aus der obigen Erklärung hervorgeht, kann gemäß vorliegender Erfindung der nichtmagnetische Mn-Zn-Ferriteinkristall erhalten werden, der vortei haft als Substrat für Dünnfilm-Magnetköpfe verwendet werden kann. Daher kann beispielsweise, wenn der nichtmagnetische Mn-Zn-Ferriteinkristall gemäß vorliegender Erfindung als Gleiter für den Magnetkopf verwendet wird, die lsolationsschicht zwischen dem unteren Magnetpol und dem Gleiterkörper vereinfacht werden. Weiters können, da der Einkristall gemäß vorliegender Erfindung gute mechanische Bearbeitbarkeit und gutes Verhalten beim chemischen Ätzen aufweist, Luftlager mit komplizierten Gestalten in Massenproduktion hergestellt und die die Abmessungsgenauigkeit und Zuverlässigkeit der Schwebefähigkeit erhöht werden. Außerdem kann, wenn der nichtrnagnetische Mn- Zn-Ferriteinkristall gemäß vorliegender Erfindung anstelle von CaTiO&sub2; verwendet wird, das nach dem Stand der Technik als Gleiter im Kopf vom Verbundtyp werwendet wurde, ein Gleiter mit guter Gleitfähigkeit erhalten werden. Weiters ist, wenn die Porosität des Finkristalls nicht höher als 0,005 ist, jene Teilmenge des Einkristalls, die während der Bearbeitung bricht, gering. Darüber hinaus kann, wenn der Einkristall gemäß vorliegender Erfindung als Substrat für den Dünnfilm-Magnetkopf verwendet wird, die gerade Form der Spur stabil erhalten werden.

Claims (3)

1. Nichtmagnetischer Einkristall aus Mn-Zn-Ferrit, der nach einem Festphasen- Reaktionsverfahren erhalten wird, das die Schritte des In-Berührung-Bringens eines Impf- Ferriteinkristalls mit einem polykristallinen Ferritkristall und des Herstellens des Einkristalls durch Wachsenlassen des Einkristalls in eine Richtung vom Impf-Einkristall zum Polykristall unter Erwärmung, wobei der Einkristall aus Mn-Zn-Ferrit eine Zusammensetzung im Bereich, der durch Punkte, A, E, F und G im Dreiphasendiagramm von Fe&sub2;O&sub3;-MnO-ZnO definiert ist, aufweist, worin:
A: Fe&sub2;O&sub3; 40 Mol-%, MnO 10 Mol-%, ZnO 50 Mol-%;
E: Fe&sub2;O&sub3; 48 MoI-%, MnO 2 Mol-%, ZnO 50 Mol-%;
F: Fe&sub2;O&sub3; 60 Mol-%, MnO 2 Mol-%, ZnO 38 Mol-%; und
G: Fe&sub2;O&sub3; 40 Mol-%, MnO 22 Mol-%, ZnO 38 Mol-%.
2. Nichtmagnetischer Einkristall aus Mn-Zn-Ferrit nach Anspruch 1, worin die Porosität des Ferrit-Einkristalls nicht größer als 0,005% ist.
3. Gleiter eines Magnetkopfs, umfassend einen nichtmagnetischen Einkristall nach Anspruch 1 oder 2, der Luftlageroberflächen (4) des Gleiters bereitstellt.
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