JP2003012375A

JP2003012375A - セラミックス焼結体および磁気ヘッドスライダ

Info

Publication number: JP2003012375A
Application number: JP2001199678A
Authority: JP
Inventors: Shinji Tsujimoto; 真司辻本; Shinzo Ajitomi; 晋三味冨; Masanobu Takasu; 正信高巣; Toyoshige Sasaki; 豊重佐々木
Original assignee: Nippon Tungsten Co Ltd; Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Nippon Tungsten Co Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度記録ＨＤＤ用の磁気ヘッドスライダの
材料として好適に用いられるセラミックス焼結体および
それを用いた磁気ヘッドスライダを提供する。【解決手段】９８体積％以上の炭化物焼結セラミック
スと、２体積％以下の非炭化物焼結セラミックスとを含
むセラミックス焼結体であって、炭化物焼結セラミック
スは焼結体中に複数の粒子として存在し、複数の粒子は
全て実質的に同じ組織を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス焼結
体に関し、特に、磁気ヘッドスライダに好適に用いられ
るセラミックス焼結体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスク装置（以下、「Ｈ
ＤＤ」という。）の記録密度は著しく増大しつつある。
記録密度の向上のために、磁気ヘッドと記録媒体との距
離（ヘッド浮上量）は著しく小さくなりつつあり、１０
ｎｍ以下になると予想されている。

【０００３】このハードディスク装置の磁気ヘッドスラ
イダの材料としては、従来、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ系セラミ
ックス焼結体（いわゆる、ＡｌＴｉＣ）が用いられてい
る。ＡｌＴｉＣは、電気特性、熱特性、機械特性（トラ
イボロジを含む）および加工性がバランス良く優れてお
り、２０年以上用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１０ｎ
ｍ以下のヘッド浮上量を実現するための磁気ヘッドスラ
イダを作製するためにＡｌＴｉＣを用いると、以下に示
すような問題があることが分かった。

【０００５】（１）ＡＢＳ（ＡｉｒＢｅａｒｉｎｇ
Ｓｕｒｆａｃｅ）の面精度磁気ヘッドスライダの記録媒体側の表面（ＡＢＳ）は、
機械的な研磨によって平坦化される。しかしながら、Ａ
ｌＴｉＣは、Ａｌ₂Ｏ₃粒子とＴｉＣ粒子という硬さの異
なる２種類の粒子を含むので、機械的な研磨では、面粗
度をあるレベル以下に抑えることが難しい。ＣＭＰ（Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉ
ｎｇ）法も検討されているが、金属で形成されている磁
極がエッチングされるという問題があるので、実用化さ
れていない。

【０００６】（２）ヘッド浮上量の測定精度ＨＤＤにおいて、ヘッド浮上量の測定は、光の干渉を利
用して行われる。しかしながら、ＡｌＴｉＣの研磨面
（ＡＢＳ）には、Ａｌ₂Ｏ₃粒子およびＴｉＣ粒子の断面
が露出されており、これらの粒子の平均粒径は約１〜３
μｍなので、測定のための光ビームが照射される領域に
存在する粒子の種類（および割合）によって反射率など
が異なる結果、ヘッド浮上量の測定値にも誤差を生むこ
とになる。従来は、ヘッド浮上量が大きく、光ビームの
直径も比較的大きかったので問題は無かったが、記録密
度の上昇に伴い、小さなビーム径の光でわずかなヘッド
浮上量を測定する場合には、無視できない誤差となる。

【０００７】（３）ＰＴＲ（ＰｏｌｅＴｉｐＲｅ
ｃｅｓｓｉｏｎ）対策機械的な研磨法では、スライダを構成するＡｌＴｉＣと
磁極を構成する金属層とが同時に研磨され、これらの硬
さの違いから、金属層を多く研磨され、金属層が凹む
（ＰＴＲ）という問題が発生する。

【０００８】ＰＴＲ対策としては、機械的な研磨に代え
て、ドライエッチング法を用いることが有力と考えられ
る。しかしながら、ＡｌＴｉＣが含む２種類の異なる粒
子と、磁極を構成する金属との合計３種類の材料に対し
て、ドライエッチング速度を同一にすることは、現在の
技術では不可能である。

【０００９】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであり、その主な目的は、高密度記録ＨＤＤ用の磁気
ヘッドスライダの材料として好適に用いられるセラミッ
クス焼結体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるセラミック
ス焼結体は、９８体積％以上の炭化物焼結セラミックス
と、２体積％以下の非炭化物焼結セラミックスとを含む
セラミックス焼結体であって、前記炭化物焼結セラミッ
クスは前記焼結体中に複数の粒子として存在し、前記複
数の粒子は全て実質的に同じ組織を有し、そのことによ
って上記目的が達成される。

【００１１】前記非炭化物焼結セラミックスは、Ａｌ、
Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｙ、ＥｒおよびＹｂか
らなる群から選択された少なくとも１種の元素の酸化物
を含む。ある実施形態においては、前記非炭化物焼結セ
ラミックスは、前記少なくとも１種の元素の酸化物と窒
化物との混合物である。

【００１２】前記炭化物焼結セラミックスは、元素周期
表の４Ａ、５Ａおよび６Ａに属する少なくとも１種の遷
移金属元素の炭化物を含むことが好ましい。

【００１３】前記少なくとも１種の遷移金属元素は、Ｔ
ｉおよびＮｂを含むことが好ましい。

【００１４】前記炭化物焼結セラミックスは、組成式：
Ｍ（Ｃ_x、Ｏ_y、Ｎ_z）_jで表され、ここで、Ｍは前記少な
くとも１つの遷移金属元素、Ｃは炭素、Ｏは酸素、Ｎは
窒素であり、ｘ、ｙ、ｚは、それぞれＣ、ＯおよびＮの
モル比を表し、ｊは、Ｃ、ＯおよびＮの合計のＭに対す
るモル比を示し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０．７≦ｘ＜１、０
≦ｚ≦０．１、０．９≦ｊ≦１の関係を満足することが
好ましい。

【００１５】前記複数の粒子の平均粒径は１０μｍ以下
であることが好ましい。

【００１６】体積抵抗率が１００Ω・ｃｍ以下であるこ
とが好ましい。

【００１７】鏡面加工面に存在する面積が１μｍ²以上
の気孔が１００００μｍ²当たり１０個以下であること
が好ましい。

【００１８】本発明よる磁気ヘッドスライダは、前記の
いずれかのセラミックス焼結体から形成されていること
を特徴とする。

【００１９】本発明によるハードディスク装置は、前記
磁気スライダを備えることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
るが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではな
い。

【００２１】本発明者は、ＡｌＴｉＣを用いる従来技術
を上述したように分析し、上記の問題を解決するために
は単一の組織（組成のみならず結晶構造も等しい）を有
する焼結体を開発することが必要であることを認識し
た。

【００２２】まず、ＡｌＴｉＣに近い特性を有し得るセ
ラミックスとして、種々調査・検討した結果、炭化物焼
結セラミックスに着目した。炭化物焼結セラミックス、
特に、遷移金属元素の炭化物を主成分とする焼結セラミ
ックスは、下記（１）から（４）の特徴を備えている。

【００２３】（１）導電性を有する。

【００２４】（２）機械的研削またはドライエッチング
やイオン加工によって、精密かつ効率よく加工できる。

【００２５】（３）高剛性でかつ高強度である。

【００２６】（４）熱膨張係数が、磁性膜とスライダと
の間に形成される絶縁膜の材料であるアルミナに近い。

【００２７】この遷移金属元素の炭化物焼結セラミック
スのなかでも、長周期型元素周期表の４Ａ〜６Ａに属す
る遷移金属元素（４Ａ：Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆ、５Ａ：
Ｖ、ＮｂおよびＴａ、６Ａ：Ｃｒ、ＭｏおよびＷ）の炭
化物焼結セラミックスは、電気抵抗が低く、高剛性、高
強度に加え高硬度であり、化学的および熱的な安定性に
優れている。

【００２８】しかしながら、遷移金属元素の炭化物は焼
結性が悪く、それだけでは、緻密なセラミックス焼結体
が得られない。また、純粋な炭化物の焼結体を得るため
には、比較的高い温度が必要とされるため、焼結体中の
粒子（結晶粒）が粗大化する。従って、炭化物焼結セラ
ミックスを用いて磁気ヘッドスライダ用のセラミックス
焼結体を形成するためには、上述の焼結性と結晶粒の大
きさの問題を解決する必要がある。

【００２９】本発明者は、遷移金属元素の炭化物が幅広
い不定比性を有し、炭素を酸素または窒素などで容易に
置換できることに着目した。遷移金属元素の炭化物中に
含まれる酸素は、炭素に比べて拡散速度が大きく、焼結
を促進するように作用する。一方、窒素は、焼結過程に
おける結晶粒成長を抑制するように作用する。このよう
に、遷移金属元素の炭化物中に固溶し、炭素と置換され
る元素を添加することによって、遷移金属元素の炭化物
の焼結性を改善するとともに、結晶粒の粗大化を抑制す
ることができる。このようにして得られた本発明のセラ
ミックス焼結体は、９８体積％以上の炭化物焼結セラミ
ックスと２体積％以下の非炭化物焼結セラミックスとを
含む。炭化物焼結セラミックス（炭化物を主成分とする
焼結セラミックス：ここでは、主相である。）は複数の
粒子（結晶粒）として焼結体中に存在する。少なくとも
１種の酸化物焼成助剤を混合した場合、酸化物焼成助剤
の成分は、単独の酸化物または複合酸化物、あるいは、
炭化物との複合化合物として、炭化物粒子の粒界に存在
する。非炭化物焼結セラミックスは、炭化物を主成分と
せず、結晶構造が炭化物と異なる焼結セラミックスを意
味し、炭化物を含まないことを意味しない。焼結温度を
低下させる効果を得るためには、非炭化物焼結セラミッ
クスの体積含有率は全体の０．０５％以上であることが
好ましい。

【００３０】本発明によるセラミックス焼結体は、炭化
物焼結セラミックスの上記の特徴を有しているととも
に、主相を構成する複数の粒子が、実質的に同じ組織を
有しているので、上記の問題を解決することができる。

【００３１】さらに、遷移金属元素として周期表の４Ａ
〜６Ａに属する元素を用いると、上述した利点だけでな
く、焼結性の向上および／または結晶粒の粗大化の抑制
という効果を得ることができる。

【００３２】まず、４Ａ〜６Ａに属する遷移金属元素の
炭化物は、共有結合性が比較的弱い化合物であるので、
他の遷移金属元素に比べ焼結性に優れる。さらに、高温
においては塑性を示すので、ホットプレスやＨＩＰなど
の加圧焼結によって、良好な焼結体を得ることができ
る。これらの遷移金属元素のなかでも、立方晶系岩塩型
結晶構造をとるＴｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＨｆおよびＴａ
の炭化物が好ましい。特に、ＴｉおよびＮｂの炭化物
は、そのなかでも焼結性に優れ、気孔（ポア）を少なく
できるので好ましい。

【００３３】また、４Ａ〜６Ａに属する遷移金属元素の
炭化物は、遷移金属元素の種類が異なっても、互いに均
質に固溶する。例えば、ＴＡおよびＴＢの２種類の元素
を選んだ場合、ＴＡ元素およびＴＢ元素が炭化物中に均
一に固溶した炭化物となる。このような炭化物を「複炭
化物」という。複炭化物は、組成式（ＴＡ_a、ＴＢ_b）Ｃ
_cで表される。ここで、ａおよびｂは、それぞれＴＡお
よびＴＢのモル比を示し、ａ＋ｂ＝１の関係を満足す
る。ｃは、遷移金属元素ＴＡおよびＴＢの合計のモル数
に対する炭素Ｃのモル数の比を示す。もちろん、混合す
る遷移金属元素の種類は２種類に限られず、３種類以上
を混合して用いても良い。

【００３４】このように、２種類以上の４Ａ〜６Ａに属
する遷移金属元素を含む複炭化物においては、単一の遷
移金属元素の炭化物（「単独炭化物」ということもあ
る。）に比べて、結晶中に欠陥や歪が多く生成される。
この結晶中の欠陥は、原子（またはイオン）の拡散を容
易にするのて、焼結を促進するように作用する。また、
その結果、焼結温度を低下させることが可能となるの
で、結晶粒の粗大化を抑制することが可能となる。

【００３５】従って、４Ａ〜６Ａに属する遷移金属元素
を含む複炭化物を用いることによって、遷移金属元素炭
化物の焼結性をさらに改善することができるとともに、
結晶粒の粗大化をさらに抑制することができる。

【００３６】さらに具体的には、組成式：Ｍ（Ｃ_x、
Ｏ_y、Ｎ_z）_jで表され、ここで、Ｍは少なくとの１種の
遷移金属元素、Ｃは炭素、Ｏは酸素、Ｎは窒素であり、
ｘ、ｙ、ｚは、それぞれＣ、ＯおよびＮのモル比を表
し、ｊは、Ｃ、ＯおよびＮの合計のＭに対するモル比を
示し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０．７≦ｘ＜１、０≦ｚ≦０．
１、０．９≦ｊ≦１の関係を満足する炭化物焼結セラミ
ックスを用いることが好ましい。

【００３７】炭素のモル比ｘが０．７未満であると、炭
化物焼結セラミックスの機械的な特性が十分でないこと
がある。また、粒界に酸素または窒素がリッチな第２相
が析出し、単一組織でなくなることがある。

【００３８】窒素のモル比ｚが０．１を超えると、焼結
性が低下するので好ましくない。また、ダイヤモンド砥
石や砥粒による切断、研削、ラップ加工性が低下し、微
細加工が難しくなる。

【００３９】酸素のモル比ｙは、炭素および窒素が上記
範囲にあれば、残部（ｙ＝１−ｘ−ｚ：０＜ｙ≦０．
３）が全て酸素であってよい。焼結性の改善効果と粒成
長の制御の観点から、０．０５＜ｙ＜０．２の範囲内に
あることが好ましい。酸素のモル比ｙが０．３を超える
と、ＴｉＯ₂が増加し、２相構造となり、体積抵抗率が
１００Ω・ｃｍを超えることがある。

【００４０】炭素、酸素および窒素の合計のモル数の遷
移金属元素のモル数に対する比ｊが０．９未満である
と、炭化物焼結セラミックスとしての機械特性や熱的・
化学的安定性が低下する。

【００４１】炭化物焼結セラミックスに酸素および／ま
たは窒素を導入する方法としては、所望の遷移金属元素
の炭化物の粉末に、その遷移金属元素の酸化物および／
または窒化物の粉末を添加・混合し、得られた混合粉末
を焼結してもよいし、予めこれらの混合粉末を熱処理す
ることによって作製した合成粉末（酸素および／または
窒素が固溶した炭化物（Ｍ（Ｃ，Ｏ，Ｎ）粉末）を用い
てもよい。また、酸化物および窒化物の粉末を混合し・
焼成することによって得られた合成粉末と、炭化物粉末
とを混合して用いても良い。また、複合炭化物の粉末の
作製においても、個々の遷移金属の炭化物粉末を用意
し、これを混合して用いてもよいし、予め合成した複合
炭化物を用いてもよい。

【００４２】合成粉末を用いると、混合粉末を用いた場
合に焼結過程で起こる固溶反応の少なくとも一部が事前
に終了しているので、焼結過程を制御しやすいという利
点が得られる。例えば、ホットプレスの時間を短縮でき
たり、結晶粒の成長（大きさや速度など）を比較的容易
に制御することができる。

【００４３】焼結性をさらに改善するために、微量の酸
化物（「酸化物焼結助剤」または単に「焼結助剤」とい
う。）を添加してもよい。酸化物焼結助剤としては、Ａ
ｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｙ、ＥｒおよびＹ
ｂの内の少なくとも１種の元素の酸化物であることが好
ましい。これらの酸化物は、焼結過程中に、活発な蒸発
・凝縮機構あるは塑性流動によって、焼結を促進するよ
うに作用する。但し、ドライエッチング加工後の表面の
粗度を十分に小さくするためには、酸化物焼結助剤の添
加量は、セラミックス焼結体中の体積分率が２％以下、
好ましくは０．５％以下となる添加量であることが好ま
しい。

【００４４】これらの酸化物は、焼結後、それぞれの元
素の単独酸化物、あるいは複合酸化物、さらには炭化物
との複合化合物として、炭化物焼結セラミックスの粒子
間に粒界相として存在する。この粒界相の厚さは、１０
０ｎｍ以下であることが好ましく、ドライエッチング後
の面粗度などの観点から、１０ｎｍ以下であることが好
ましい。

【００４５】なお、酸化物粉末は焼結促進の効果を十分
に発揮させるために、比表面積の大きな微粉末を用いる
ことが好ましく、具体的には、平均粒径が１μｍ以下の
微粉末が好ましく、平均粒径が０．２μｍ以下の微粉末
がさらに好ましい。

【００４６】以下に、磁気ヘッドスライダ用の基板を作
製した実施例を説明する。表１に示した組成の実施例
（試料Ｎｏ．１〜１９）および比較例（試料Ｎｏ．２０
〜２９）のセラミックス焼結体を作製した。

【００４７】

【表１】

【００４８】実施例および比較例のセラミックス焼結体
の製造方法を以下に説明する。実施例と比較例の焼結体
は、組成が異なるだけで、実質的に同じ方法で作製し
た。

【００４９】まず、遷移金属炭化物の粉末（例えば、平
均粒径１μｍのＴｉＣ粉末および平均粒径１．５μｍの
ＮｂＣ粉末）を用意する。複炭化物を作製する場合は、
上述のように、複数の種類の炭化物粉末を用いてもよい
し、複数種類の遷移金属元素を含む炭化物粉末（例え
ば、（Ｔｉ_aＮｂ_b）Ｃ粉末）を予め合成しておいてもよ
い。

【００５０】遷移金属炭化物に所定量の酸素および窒素
を導入するための遷移金属酸化物の粉末（例えば、平均
粒径０．５μｍのＴｉＯ₂粉末）および遷移金属窒化物
の粉末（例えば、平均粒径０．５μｍのＴｉＮ粉末）を
用意する。

【００５１】遷移金属の炭化物粉末と遷移金属の酸化物
粉末および窒化物粉末とを用意する代わりに、例えばＴ
ｉ（Ｃ_x、Ｏ_y、Ｎ_z）粉末と、ＮｂＣ粉末とを用意して
もよい。特に、４Ａ〜６Ａに属する遷移金属元素の炭化
物、酸化物および窒化物の混合物は、焼結過程でその構
成元素が容易に相互拡散するので、焼結前の粉末原料が
どのような化合物（炭化物、酸化物、窒化物、およびこ
れらの任意の２つ以上が混在する化合物）の粉末の組み
合わせとして供給されてもよい。最終的な焼結体におけ
る組成比が所望の値となるように、出発原料粉末を配合
すればよい。これらの粉末の平均粒径は３μｍ以下であ
ることが好ましく、１μｍ以下であることがさらに好ま
しい。取り扱いの容易さ、プレス成形性、および粉末の
製造コストを考慮すると、平均粒径は０．１μｍ以上で
あることが好ましい。

【００５２】さらに、焼結助剤としての酸化物粉末（例
えば、平均粒径０．５μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉末や平均粒径
０．８μｍのＹ₂Ｏ₃粉末）を用意する。焼結性を向上さ
せる効果を効率よく発揮させるために、これらの酸化物
粉末の平均粒径は１μｍ以下であることが好ましく、
０．５μｍ以下であることがさらに好ましい。

【００５３】次に、上述のようにして準備された粉末原
料を所定の配合比となるように秤量し、メタノール溶媒
を用いて約２０時間ボールミルで混合した後、スプレー
ドライヤを用いて乾燥することによって、造粒粉末を得
る。得られた造粒粉末を、約１８００℃〜約１９００℃
の温度で２０ＭＰａの圧力でホットプレス成形すること
によって、セラミックス焼結体が得られる。なお、粉末
原料の混合、プレス成形および焼結工程は、上記の方法
に限られず、公知の種々の方法で実行され得る。

【００５４】このようにして得られたセラミックス焼結
体を評価した結果を表２に示す。

【００５５】

【表２】

【００５６】まず、Ｘ線回折を用いてセラミックス焼結
体を構成する結晶粒の結晶構造を同定し、ＥＰＭＡを用
いて組成分布を調べた結果、本発明による実施例の試料
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１９は、いずれも単一の組織（結晶構
造および組成が同じ）の粒子から構成されていることが
確認された。比較例の試料Ｎｏ．２０〜Ｎｏ．２９のう
ち、Ｎｏ．２０、Ｎｏ．２２およびＮｏ．２５は、単一
の組織の粒子から構成されていたが、他の試料は２種類
の異なる組織を有する粒子から構成されていた。

【００５７】結晶粒径は、各試料の断面ＳＥＭ観察によ
って求めた。実施例の試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１９は、い
ずれも結晶粒径が１０μｍ以下であり、機械加工時の発
塵はほとんど無かった。それに比べ、比較例において結
晶粒径が１０μｍを超えるものは、発塵量が多く、作業
性が低かった。また、各試料の粒界相の厚さをＴＥＭ観
察によって評価した。実施例の全ての試料において、粒
界相の厚さは１０ｎｍ以下であり、その結果、後述する
良好な面粗度が得られたものと考えられる。一方、比較
例の試料では、粒界相の厚さが１００ｎｍを超える試料
（試料Ｎｏ．２１、Ｎｏ．２９）もあり、実施例の試料
に比べ全体に粒界相が厚かった。このように、結晶粒径
と粒界相の厚さが面粗度を低く抑えるために重要な要因
であることがわかる。

【００５８】気孔数は、各試料を平均粒径１μｍのダイ
ヤモンド砥粒を用いて鏡面研磨し、鏡面研磨面の１００
００μｍ²当たりに存在する面積が１μｍ²以上の気孔数
を顕微鏡観察で求めた。実施例の試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
１９については、いずれも１０個未満（ここでは８個以
下）であり、緻密な焼結体が得られていることが分か
る。比較例のほとんどの試料については、１０００個以
上の多数の気孔が確認された。また、比較例の試料Ｎ
ｏ．２１、Ｎｏ．２８およびＮｏ．２９については、気
孔数が少なかったが、これらは２つの異なる組織を有す
る粒子から構成されているので、ＡｌＴｉＣと同様の問
題を有していることになる。

【００５９】その他、各試料の密度、体積抵抗率、熱膨
張係数、曲げ強度および硬さ（ビッカース硬度）を常法
に従って測定した。密度はアルキメデス法、体積抵抗率
は４端子４探針法、熱膨張係数は押し棒式ＴＭＡを用い
て室温から６００℃の平均熱膨張係数を求めた。曲げ強
度はＪＩＳのＲ１６１０（３点曲げ試験）に準拠した方
法で、硬度は、ＪＩＳのＲ１６１０に準拠し荷重３００
ｇで測定した。

【００６０】実施例の全ての試料の体積抵抗率は、１０
０Ω・ｃｍ以下であり磁気ヘッドスライダの材料に用い
ても静電気の問題が発生しない。具体的には、いずれの
実施例の試料の体積抵抗率も１×１０^-4Ω・ｃｍ以下で
あり、十分なレベルの導電性を有している。

【００６１】また、実施例の全ての試料の熱膨張係数は
７．５×１０^-6〜７．８×１０^-6の範囲にあり、アルミ
ナの熱膨張係数（７．０×１０^-6）と十分に整合してい
る。

【００６２】曲げ強度および硬度についても、実用上何
の問題もないレベルの値を有している。

【００６３】次に、実施例および比較例の各試料の加工
性を評価した結果を表３に示す。なお、比較例の試料Ｎ
ｏ．３０として、ＡｌＴｉＣ（７０Ａｌ₂Ｏ₃−３０Ｔｉ
Ｃ）の加工性を評価した結果を合わせて表３に示す。

【００６４】

【表３】

【００６５】まず、イオンビームエッチング（ＩＢＥ）
法および反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いてド
ライエッチングした表面の粗度を評価した。ＩＢＥは、
加速電圧５００Ｖ、電流密度０．６５ｍＡ／ｃｍ²の条
件でＡｒガス雰囲気下で実行した。ＲＩＥは、エッチン
グガスとしてＣＦ₄ガスを用い、ＲＦ電力を３００Ｗと
した。表面粗度はＡＦＭを用いて評価した。

【００６６】ＩＢＥ法でエッチングした実施例の全ての
試料の面粗度は、９．８ｎｍ〜１０．９ｎｍの範囲内に
あり、非常に均一にエッチングされていることが分か
る。ＲＩＥ法でエッチングした場合には、面粗度が多少
大きくなるが、１１．５ｎｍ〜１２．８ｎｍの範囲内に
あり、非常に高いレベルの平坦性が得られている。これ
に対し、比較例の試料では、いずれのエッチング方法を
用いても全体に面粗度が大きく、５０ｎｍを超えるもの
さえあった。

【００６７】また、平均粒径２０μｍのダイヤモンド砥
粒を備えた外周刃を用いて各試料を切断したときの切断
抵抗を求めた。回転数は１００００ｒｐｍ、切断速度１
５０ｍｍ／分の条件で切断を行い、切断時の切断機のモ
ータの負荷を電力値（Ｗ）で測定した。実施例の試料は
何れも１００Ｗ以下であり、十分な切断加工性を有して
いることがわかる。

【００６８】比較例の試料Ｎｏ．３０（ＡｌＴｉＣ）と
比較すると、実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１９の試料はいず
れも、ドライエッチング後の面粗度のレベルは同等以上
であり、且つ、切断抵抗も低いことが分かる。

【００６９】上述したように、本発明によると、単一組
成の粒子から構成されているセラミックス焼結体が得ら
れた。このセラミックス焼結体は、９８体積％以上の炭
化物焼結セラミックスを有しているので、炭化物焼結セ
ラミックスの特徴を備えている。その結果、ＡｌＴｉＣ
と同等の諸特性を有しながら、単一組成の粒子から構成
されているので、２種類の異なる粒子から構成されてい
るがゆえに生じるＡｌＴｉＣの欠点を克服することがで
きる。従って、本発明によるセラミックス焼結体は、Ａ
ｌＴｉＣでは実現できない、高密度記録ＨＤＤ用の磁気
ヘッドスライダの材料として好適に用いられる。また、
本発明によるセラミックス焼結体を用いて作製された磁
気ヘッドスライダを用いることによって、信頼性の高い
高密度記録ＨＤＤを得ることができる。なお、本発明に
よるセラミックス焼結体を用いて磁気ヘッドスライダお
よびそれを用いてＨＤＤを製造する方法は、公知の方法
で実行できるので、説明を省略する。

【００７０】

【発明の効果】本発明によると、高密度記録ＨＤＤ用の
磁気ヘッドスライダの材料として好適に用いられるセラ
ミックス焼結体およびそれを用いた磁気ヘッドスライダ
が提供される。

【００７１】本発明による焼結セラミックスは、ドライ
エッチング等によって精密に加工されるという特徴を有
しており、磁気ヘッドスライダの材料としてだけでな
く、他の微細な高精度の加工が必要とされる構造体の材
料として好適に用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者味冨晋三佐賀県三養基郡基山町大字園部3173−２日本タングステン株式会社生産技術部内 (72)発明者高巣正信佐賀県三養基郡基山町大字園部3173−２日本タングステン株式会社研究開発センター内 (72)発明者佐々木豊重福岡県糟屋郡宇美町大字宇美字大谷3351 日本タングステン株式会社宇美工場内Ｆターム(参考） 4G001 BA03 BA04 BA06 BA07 BA08 BA09 BA12 BA13 BA14 BA24 BA25 BA26 BA37 BA38 BA39 BB03 BB04 BB06 BB07 BB08 BB09 BB12 BB13 BB14 BB24 BB25 BB26 BB37 BB38 BB39 BC13 BC17 BC42 BD12 BD22 BE22 BE26 BE33 BE34 5D042 NA02 PA10 SA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】９８体積％以上の炭化物焼結セラミック
スと、２体積％以下の非炭化物焼結セラミックスとを含むセラ
ミックス焼結体であって、前記炭化物焼結セラミックスは前記焼結体中に複数の粒
子として存在し、前記複数の粒子は全て実質的に同じ組
織を有する、セラミックス焼結体。
【請求項２】前記非炭化物焼結セラミックスは、Ａ
ｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｙ、ＥｒおよびＹ
ｂからなる群から選択された少なくとも１種の元素の酸
化物を含む、請求項１に記載のセラミックス焼結体。
【請求項３】前記炭化物焼結セラミックスは、元素周
期表の４Ａ、５Ａおよび６Ａに属する少なくとも１種の
遷移金属元素の炭化物を含む、請求項１または２に記載
のセラミックス焼結体。
【請求項４】前記少なくとも１種の遷移金属元素は、
ＴｉおよびＮｂを含む、請求項３に記載のセラミックス
焼結体。
【請求項５】前記炭化物焼結セラミックスは、組成
式：Ｍ（Ｃ_x、Ｏ_y、Ｎ _z）_jで表され、ここで、Ｍは前記
少なくとも１つの遷移金属元素、Ｃは炭素、Ｏは酸素、
Ｎは窒素であり、ｘ、ｙ、ｚは、それぞれＣ、Ｏおよび
Ｎのモル比を表し、ｊは、Ｃ、ＯおよびＮの合計のＭに
対するモル比を示し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０．７≦ｘ＜
１、０≦ｚ≦０．１、０．９≦ｊ≦１の関係を満足す
る、請求項３または４に記載のセラミックス焼結体。
【請求項６】前記複数の粒子の平均粒径は１０μｍ以
下である、請求項１から５のいずれかに記載のセラミッ
クス焼結体。
【請求項７】体積抵抗率が１００Ω・ｃｍ以下であ
る、請求項１から６のいずれかに記載のセラミックス焼
結体。
【請求項８】鏡面加工面に存在する面積が１μｍ²以
上の気孔が１００００μｍ²当たり１０個以下である、
請求項１から７のいずれかに記載のセラミックス焼結
体。
【請求項９】請求項１から８のいずれかに記載のセラ
ミックス焼結体から形成された磁気ヘッドスライダ。
【請求項１０】請求項８に記載の磁気ヘッドスライダ
を備えるハードディスク装置。