JP2007176786A - セラミック焼結体とそれを用いた磁気ヘッド用基板および磁気ヘッド、ならびに記録媒体駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】浮上量が１０ｎｍ以下の範囲では浮上面の表面平滑性が重視されるようになり、この浮上面を得るには、平均粒径０．１μｍ以下の小さなダイヤモンド砥粒を用いて研磨しなければならないため、従来のセラミック焼結体では機械加工性が悪く、このセラミック焼結体から製作される磁気ヘッドを１０ｎｍ以下の浮上量に対応させることはできなかった。
【解決手段】Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子と、該Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の内部に存在する内部ＴiＣ結晶粒子と、前記内部ＴｉＣ結晶粒子以外の外部ＴiＣ粒子とを有するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、高密度記録装置であるハードディスクドライブやテープドライブ等に用いられる磁気ヘッド、特に、磁気抵抗効果（ＭＲ）ヘッド、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）ヘッドおよびトンネル効果（ＴＭＲ）ヘッドやこのような磁気ヘッドの加工治具に用いられるセラミック焼結体と、このセラミック焼結体を用いた磁気ヘッド用基板、磁気ヘッドおよび記録媒体駆動装置に関する。

近年、磁気記録の高密度化は急速に進んでおり、一般に書込用の電磁変換素子や記録再生用の磁気抵抗効果素子が搭載された薄膜磁気ヘッドが使用されている。

かかる磁気ヘッドは、Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ系焼結体から成る磁気ヘッド用基板上にアモルファスアルミナから成る絶縁膜をスパッタリング法により成膜し、この絶縁膜の表面に鏡面加工を施してＡＢＳ（Air bearing surface 以下、ＡＢＳと称す)面と呼ばれる浮上面を形成した後、磁気抵抗効果を用いたＭＲ（Magnetro Resistive）素子（以下、ＭＲ素子と称す）、或いはＧＭＲ（Giant Magnetro Resistive）素子（以下、ＧＭＲ素子と称す）等の電磁変換素子を形成し、Ａｒ、ＣＦ_４、ＣＣｌ_４、ＢＣｌ_３等のイオンビームによるイオンミリング加工や反応性イオンエッチングにより段差部を形成した後、チップ状に個々の磁気ヘッドに切り出すことにより得られる。

特に、ハードディスクドライブ用のＭＲ素子、ＧＭＲ素子を備えた磁気ヘッドの場合には、記録密度を大きくするため、磁気ヘッドの浮上量（磁気ヘッドと記録媒体との隙間）を１０ｎｍ以下、即ちニアコンタクトとなっている。

そのため、摺動時にこの磁気ヘッドと、該磁気ヘッドによって情報の記録および再生を行う磁気記録層を有する記録媒体とが接触しやすく、この接触による衝撃によって磁気ヘッドを構成する組成物の結晶粒子が脱落して、磁気ヘッドの特性が劣化してしまうという問題が発生しやすくなってきた。そこで、Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ系焼結体から成る磁気ヘッド用基板には、優れた機械加工性、耐摩耗性及び表面平滑性が要求されている。

特許文献１では、５０〜７５重量％のＡｌ_２Ｏ_３と、２５〜５０重量％のＴｉＣを主成分と成し、該主成分１００重量部に対し、少なくとも焼結助剤成分を０．０３〜０．５重量部の割合で含有して成るＡｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ系焼結体から成り、焼結体中の円相当平均結晶粒径が０．４〜１．２μｍであり、且つ各結晶粒子の円相当径の標準偏差が０．３５以下であることにより、耐チッピング性を向上させ、破壊靱性の高い焼結体を得ることが示されている。

特許文献２では０．５μｍ〜１００μｍの結晶粒子を有するＡｌ_２Ｏ_３マトリックスの結晶粒内に粒径２．０μｍ以下のＴｉＣ微粒子を分散させたセラミック焼結体が提案されている。
特開２０００−１０３６６７号公報 特許第２６６４７６０号公報

しかしながら、特許文献１で提案されたＡｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ系焼結体は、焼結体中の円相当平均結晶粒径が０．４〜１．２μｍと小さいため、耐チッピング性を向上させ、破壊靱性も高いため、この焼結体にラップ加工を施した場合には研磨効率が低く、表面平滑性を十分に得ることができず、低浮上化に対応した磁気ヘッドを構成するための磁気ヘッド用基板として用いることができないという問題があった。

特許文献２で提案されたＡｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ系焼結体は、高強度ではあるものの、Ａｌ_２Ｏ_３マトリックスの結晶粒内にＴｉＣ微粒子を分散させることで破壊靱性の向上を狙ったものであり、特許文献１と同様に破壊靭性が高いためにラップ加工を施した場合には研磨効率が低く、容易に加工することができないという問題があった。

特に、近年の磁気記録の高密度化への要求は一段と高まる傾向にあり、浮上量が１０ｎｍ以下の磁気ヘッドでは、浮上面の表面平滑性が重視されるようになり、この浮上面を得るには、平均粒径０．１μｍ以下の小さなダイヤモンド砥粒を用いて研磨しなければならない。そのため、特許文献１，２で提案されたＡｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ系焼結体を用いた磁気ヘッド用基板では機械加工性が悪く、この焼結体から製作される磁気ヘッドを１０ｎｍ以下の浮上量に対応させることはできなかった。

本発明は上述のような問題を解決するためになされたものであり、導電性を維持するとともに良好な機械加工性を備えたセラミック焼結体およびそれを用いた磁気ヘッド用基板、磁気ヘッドおよび記録媒体駆動装置を提供することを目的とする。

本発明のセラミック焼結体は、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子と、該Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の内部に存在する内部ＴiＣ結晶粒子と、前記内部ＴｉＣ結晶粒子以外の外部ＴiＣ結晶粒子とを有することを特徴とする。

本発明のセラミック焼結体は、断面視において、全ＴｉＣ結晶粒子の面積に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の面積比率が、８０％以上９９．７％以下であることを特徴とする。

本発明のセラミック焼結体は、前記外部ＴｉＣ結晶粒子が、主として前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子に接触して存在することを特徴とする。

本発明のセラミック焼結体は、ＴｉＣの含有量が３６質量％以上５０質量％以下であることを特徴とする。

本発明のセラミック焼結体は、前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径が１．５μｍ以下、外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が０．６μｍ以下であることを特徴とする。

本発明のセラミック焼結体は、前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径比率が、４５％以上９５％以下であることを特徴とする。

本発明のセラミック焼結体は、熱伝導率が２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする。

本発明の磁気ヘッド用基板は、熱伝導率が２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする。

本発明の磁気ヘッドは、前記磁気ヘッド用基板をチップ状に分割してなる各スライダーに電磁変換素子を備えてなることを特徴とする。

本発明の磁気ヘッドは、前記各スライダーに形成された一対の浮上面に挟まれてなる段差部の算術平均高さＲａが２５ｎｍ以下であることを特徴とする。

本発明の記録媒体駆動装置は、前記磁気ヘッドと、該磁気ヘッドによって情報の記録および再生を行う磁気記録層を有する記録媒体と、該記録媒体を駆動させるモータと、を備えてなることを特徴とする。

本発明のセラミック焼結体は、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の内部に存在する内部ＴiＣ結晶粒およびＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子の外部に存在する外部ＴｉＣ結晶粒子とを有することから、機械加工の際に、それぞれの結晶粒子に剪断力を加えてマイクロクラックを発生、進展させるが、このマイクロクラックが効率よく発生、進展し、機械加工性の良好な焼結体を得ることができる。

本発明のセラミック焼結体は、断面視において、全ＴｉＣ結晶粒子の面積に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の面積比率が、８０％以上９９．７％以下であることから、外部ＴｉＣ結晶粒子は、前記剪断力が加えられない状態ではＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子同士を結合するように作用して、機械的強度を維持し、剪断力が加えられると、前記外部ＴｉＣ粒子およびＡｌ_２Ｏ_３粒子にマイクロクラックがより容易に発生、進展するため、さらに機械加工性を良好にすることができる。

本発明のセラミック焼結体は、前記外部ＴｉＣ結晶粒子が、主として前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子に接触して存在することから、外部ＴｉＣ結晶粒子同士が連結あるいは凝集する場合に比べ、外部ＴｉＣ結晶粒子とＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子とが接触する界面が多く形成された状態になるため、前記剪断力が加えられると、外部ＴｉＣ結晶粒子およびＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子にマイクロクラックがより容易に発生、進展するため、さらに機械加工性を良好にすることができる。

本発明のセラミック焼結体は、ＴｉＣの含有量が３６質量％以上５０質量％以下であることから、体積固有抵抗が１．８×１０^−４Ω・ｃｍと低いＴｉＣの含有量を適正な範囲として、帯電した電荷を速やかに除去させることができる。

本発明のセラミック焼結体は、前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径が１．５μｍ以下、外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が０．６μｍ以下であることから、ＴｉＣ結晶粒子がＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子の内部に存在し難くなり、破壊靱性の過度な上昇は抑制されるため、機械加工性の良好なセラミック焼結体とすることができる。また、高い導電性を有するＴｉＣ粒子は、セラミック焼結体の表面で放電を引き起こし、導電性の高いセラミック焼結体とすることができる。

本発明のセラミック焼結体は、前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径比率が、４５％以上９５％以下であることから、磁気ヘッドを構成した場合、反応性イオンエッチングを用いて磁気ヘッドの浮上面に負圧発生用の溝段差部を形成するが、Ａｌ_２Ｏ_３粒子、ＴｉＣ粒子間の反応性の差によって生じる高低差を小さくすることができるため、浮上姿勢の安定した磁気ヘッドを得ることができる。

本発明のセラミック焼結体は、熱伝導率が２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることから、研磨による剪断力によって発生する熱をセラミック焼結体自身が研磨治具やラップ盤に容易に逃がすため、ラップ盤との焼き付けが原因で発生する大きな脱粒を防ぐことができる。

特に、前記セラミック焼結体は導電性と機械加工性、特に研磨における良好な加工性を兼備しているので磁気ヘッド用基板として用いることが好適である。

本発明の磁気ヘッドは、前記磁気ヘッド用基板をチップ状に分割してなる各スライダーに電磁変換素子を備えてなることから、個々に切り出されたスライダーには大きな脱粒のおそれが少なく、フェムトスライダー、アトスライダー等の小型化されたスライダーには好適である。

本発明の磁気ヘッドは、前記各スライダーに形成された一対の浮上面に挟まれてなる段差部の算術平均高さＲａが２５ｎｍ以下であることから、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子、ＴｉＣ結晶粒子間の反応性の差によって生じる高低差は小さく、浮上姿勢が安定する。

本発明の記録媒体駆動装置は、前記磁気ヘッドと、該磁気ヘッドによって情報の記録および再生を行う磁気記録層を有する記録媒体と、該記録媒体を駆動するモータと、を備えてなることから、小型化されたスライダーにおいても、高精度な浮上面を有するため、その浮上量を一定に保持して、情報を長期間、正確に記録、再生することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明は、Ａｌ_２Ｏ_３と、ＴiＣとを含むセラミック焼結体（以下、セラミック焼結体を単に焼結体という。）である。Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子と、該Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の内部に存在する内部ＴiＣ結晶粒子と、前記内部ＴｉＣ結晶粒子以外の外部ＴiＣ結晶粒子とを有するものである。

図１は本発明の焼結体の結晶組織の一例を示す模式図であり、図１（ａ）は、原料粉末として用いられたＴｉＯ_２粉末が還元作用を受けて変化したＴｉＣ結晶粒子の一部がＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子１に接触して存在する外部ＴｉＣ結晶粒子２ａと、ＴｉＣ結晶粒子の残部がＴｉＣ粉末の内部に取り込まれて、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子１の外部に存在する外部ＴｉＣ結晶粒子２ｂとを有する結晶組織であり、図１（ｂ）は、同図(ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、前記ＴｉＣ結晶粒子の一部がＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子１の内部ＴｉＣ粒子３として存在する状態を示す図である。

ＴｉＣ結晶粒子が、前記内部ＴｉＣ結晶粒子と外部ＴｉＣ粒子を有した結晶組織として存在することにより、微小なダイヤモンド砥粒を用いて研磨する場合やダイシングソーまたはスライシングマシーンを用いてチップ状に分割してスライダーを形成する等の機械加工の際に、それぞれの結晶粒子に剪断力を加えてマイクロクラックを発生、進展させるが、このマイクロクラックが効率よく発生、進展し、機械加工性の良好な焼結体を得ることができる。

詳細には、外部ＴｉＣ結晶粒子とＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子との間には、熱膨張係数の差に起因して残留応力が発生する。この残留応力により外部ＴｉＣ結晶粒子とＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子との界面では互いに引っ張り合った状態となるため、研磨等の機械加工による剪断力が前記各結晶粒子に加わると、それぞれの結晶粒子にマイクロクラックが発生、進展しやすいため機械加工性を良好にすることができる。

特に、図１（ａ）に示すように、外部ＴｉＣ結晶粒子２ａ，２ｂが、主としてＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子１に接触して存在すると、外部ＴｉＣ結晶粒子２ａ，２ｂおよびＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子１の熱膨張係数の差に起因して発生する残留応力により、外部ＴｉＣ結晶粒子２ａ，２ｂおよびＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子１の各界面では互いに何も介さずに直接引っ張り合った状態になる。これにより、研磨による剪断力が外部ＴｉＣ結晶粒子２ａ，２ｂおよびＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子１に加わると、それぞれの結晶粒子にマイクロクラックがより発生、進展しやすいため機械加工性をさらに高いものとすることができる。

但し、複数の外部ＴｉＣ結晶粒子が１個のＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子を完全に取り囲むと、機械加工により発生した熱がＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子の内部から外部ＴｉＣ結晶粒子を伝わって放熱しようとしても外部ＴｉＣ結晶粒子による散乱の影響を強く受け、熱伝導率が低下するので、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した画像（以下、ＳＥＭ画像という。）内の任意の直線上で複数の外部ＴｉＣ結晶粒子が１個のＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子を挟持するように配置することが好ましい。

外部ＴｉＣ結晶粒子２ａ，２ｂがＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子１を取り囲んだ状態については、ＳＥＭ画像を観察することで確認することができる。

また、外部ＴｉＣ結晶粒子が主としてＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子に接触するとは、外部ＴｉＣ結晶粒子の８５％を超える外部ＴｉＣ結晶粒子がＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子に接触すればよく、さらには外部ＴｉＣ結晶粒子の９２％以上に接触することが好ましい。

なお、外部ＴｉＣ結晶粒子２ａ，２ｂおよび内部ＴｉＣ結晶粒子３は、その組成式がＴｉＣ_ｘＯ_ｙ（ｘ＋ｙ＜１、かつｘ＞＞ｙ、この組成式を、以下よりＴｉＣ_ｘＯ_ｙのｙの値が小さいため便宜的にＴｉＣ_ｘＯ_ｙをＴｉＣと表す）であってもよい。この場合、ｘ＝０．８５〜０．９，ｙ＝０．１〜０．１５であることが好適である。

図２は本発明の焼結体の組織を２値化処理によって得られた画像の一例を示す図であって、黒色の部分がＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子、白色の部分がＴｉＣ結晶粒子に相当する。また、３ａ〜３ｄで示す白色の部分が内部ＴｉＣ結晶粒子、それ以外の白色の部分が外部ＴｉＣ結晶粒子２に相当する。

なお、２値化処理とは画像の濃度を白か黒の2つの値に変換する処理をいい、この２値化処理では、Ａｌ_２Ｏ_３粒子は黒色、ＴｉＣ粒子は白色として処理され、この対応はＸ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いて前記ＳＥＭ画像を元素分析することで裏付けをとることができる。

図２に示すように、焼結体を断面視した際、全ＴｉＣ結晶粒子の面積に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の面積の比率は、焼結体の破壊靱性に影響を与え、外部ＴｉＣ結晶粒子の面積比が高くなるほど焼結体の破壊靱性の過度な増加が抑制し、良好な機械加工性が保持できる適度な破壊靭性を有することができるため、外部ＴｉＣ結晶粒子の面積比率を８０％以上９９．７％以下とすることが好ましい。

前記面積比率が８０％未満となると、内部ＴｉＣ結晶粒子が占める面積の比率が相対的に高くなるため、焼結体の破壊靱性が高くなる。一方、面積比率が９９．７％を超えると、焼結体の破壊靱性は低下し、脱粒が発生するおそれがある。したがって、面積比率を８０％以上９９．７％以下とすることで、破壊靭性が機械加工の際の研磨性に影響を与えるほど高くなく、また長期間の繰り返しの使用に供する程度に高い値にすることが可能となる。特に、外部ＴｉＣ結晶粒子の面積比率は、８５．５％以上９５．５％以下とすることが好ましい。

なお、前記面積比率の測定については、先ず焼結体の任意の面をダイヤモンド砥粒を用いて研磨加工して鏡面とした後、この面を燐酸により数１０秒程度エッチング処理する。その後、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、エッチング処理した面のうち、平均的な面を選定し、倍率１３，０００倍で撮影する。前記面積比率については、ＳＥＭ画像に対し、Ｊｔｒｉｍというフリーソフトを用いて画像処理する。具体的には、前記ＳＥＭ画像をグレースケールに変換し、その後全面に「5×5ガウス」フィルター（ノイズフィルターの１種）を２回掛けることで細かいノイズを除去して、前記ＳＥＭ画像のコントラストを求める。次いで、前記コントラストのヒストグラムをイコライザ処理（平均化処理の１種）して、コントラストを修正した後、ＳＥＭ画像を２値化処理し、この処理によって得られた画像より、全ＴｉＣ粒子の総面積（Ｓ_Ｔ）および外部ＴｉＣ粒子の総面積（Ｓ_ＯＴ）を算出して、面積比率（Ｓ_ＯＴ／Ｓ_Ｔ）を求めればよい。

焼結体におけるＴｉＣの含有量は、前記内部ＴｉＣ結晶粒子と内部ＴｉＣ結晶粒子以外の外部ＴｉＣ結晶粒子の合計であり、焼結体１００質量％に対して例えば５質量％以上５０質量％以下である。ＴｉＣの含有量は焼結体の導電性に影響し、ＴｉＣはその体積固有抵抗が１．８×１０^−４Ω・ｃｍと低いため、帯電した電荷を速やかに除去させることができ、焼結体中のＴｉＣの含有量が３６質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。焼結体中のＴｉＣの含有量が３６質量％未満では焼結体に導電性を十分与えることができず、帯電した電荷を速やかに逃がすことができない。一方、５０重量％を超えるとＴｉＣの融点は３２５７℃と高いので、焼結が困難となったり、焼結できたとしても焼結体の表面が白っぽくなり外観の価値を低下させたりする場合があるからである。したがって、焼結体中のＴｉＣの含有量が５質量％以上５０質量％以下、さらには３６質量％以上５０質量％以下とすることが好ましい。

なお、焼結体中のＴｉＣの含有量は、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発行分光分析で測定することができる。具体的には、ＩＣＰ発行分光分析を用いて、Ｔｉの質量を求め、このＴｉの質量をＴｉＣの質量に換算し、ＴｉＣの含有量を求めればよい。

焼結体におけるＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径の大きさは機械加工性に影響を及ぼす。Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径を大きくすると、ＴｉＣ結晶粒子がＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子の内部に取り込まれ易くなり、破壊靱性は上がり、機械加工性は低下する。一方、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径を小さくすると、ＴｉＣ結晶粒子はＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子の外部に存在し易くなり、破壊靱性は過度に上がらず、機械加工性は向上する。そこで、本発明の焼結体では、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径を１．５μｍ以下とすることが好ましく、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の内部にＴｉＣ結晶粒子が極力取り込まれないようにするためであり、内部ＴｉＣ結晶粒子の比率を相対的に少なくすることで、破壊靱性の過度な上昇は抑制され、機械加工性の良好な焼結体とすることができるからである。

上述のようにＴｉＣ結晶粒子の比率がある一定範囲の下では、特に、外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径の大きさも焼結体の導電性に影響する。この理由は、外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が小さくなるほど、焼結体の表面における外部ＴｉＣ結晶粒子の分散状態はよくなり、隣り合う外部ＴｉＣ結晶粒子間で放電を引き起こしやすくなるからである。

本発明の焼結体では、外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径を０．６μｍ以下とすることが好適で、それ自身高い導電性を有するＴｉＣ結晶粒子は、焼結体の表面で放電を引き起こし、導電性を高くすることができる。

前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子および外部ＴｉＣ結晶粒子の各平均結晶粒径の測定についても、面積比率の測定と同様、先ず焼結体の任意の面をダイヤモンド砥粒を用いて研磨加工して鏡面とした後、この面を燐酸により数１０秒程度エッチング処理する。その後、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、エッチング処理した面のうち、平均的な面を選択し、倍率１０，０００〜２０，０００倍で撮影する。得られたＳＥＭ画像よりＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子および外部ＴｉＣ結晶粒子をそれぞれ２０個抽出し、前記各結晶粒子の最大長さを測定し、その平均値を平均結晶粒径として求めることができる。

前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径比率（以下、粒径比率という。）は、機械加工性や、例えば、反応性イオンエッチングに代表される化学反応を利用した加工の微細加工性に影響し、その比率は４５〜９５％とすることが好ましい。前記粒径比率を４５〜９５％としたのは、４５％未満では、前記焼結体が磁気ヘッドであって反応性イオンエッチングによって磁気ヘッドの浮上面に負圧発生用の段差部を形成する場合、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子よりＴｉＣ結晶粒子は、その反応性が高いために大きな高低差を生む。その結果、段差部表面の凹凸が大きくなり、磁気ヘッドが浮上しているときに凹凸に起因する乱流が発生して、磁気ヘッドの浮上姿勢が不安定となるおそれがあるからである。前記粒径比率が９５％を超えると、ＴｉＣ結晶粒子の粒成長に伴う残留歪みが増加し、磁気ヘッド用基板からチップ形状の磁気ヘッドに切断するときに生じるかけが大きくなるおそれがある。

前記粒径比率を４５〜９５％とすることによって、反応性イオンエッチングによって磁気ヘッドの浮上面に負圧発生用の溝段差部を形成する場合、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子、ＴｉＣ結晶粒子間の反応性の差によって生じる高低差は小さくなる。その結果、磁気ヘッドが浮上しているときに乱流が発生しにくく、磁気ヘッドの浮上姿勢を安定させることができる。併せて、ＴｉＣ粒子の粒成長に伴う残留歪みは抑制され、磁気ヘッド用基板からチップ形状の磁気ヘッドに切断するときに生じるかけを小さくすることができる。

前記粒径比率については、先に求めたＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子および外部ＴｉＣ結晶粒子の各平均結晶粒径より計算して求めればよい。

焼結体の熱伝導率は、機械加工性、特にラップ加工における研磨効率に影響し、研磨効率を上げるには、その値を高く設定する必要がある。

特に、本発明の焼結体では熱伝導率を２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることが好ましく、この範囲にすることで研磨による剪断力によって発生する熱を焼結体自身がラップ治具やラップ盤に容易に逃がすため、ラップ盤との焼き付けが原因で発生する大きな脱粒を防ぐことができる。

なお、前記熱伝導率は、ＪＩＳ Ｒ １６１１−１９９７に準拠して測定することができる。

次いで、本発明のセラミック焼結体を用いた磁気ヘッド用基板および磁気ヘッド用基板を個々に切り出してなる磁気ヘッドについて図３（ａ），（ｂ）を用いて説明する。

図３（ａ）は、セラミック焼結体からなる磁気ヘッド用基板１０を示す斜視図であり、一部に直線部であるオリエンテーションフラットを備えた円板形状である。図３（ｂ）はこの磁気ヘッド用基板から個々に切り出してなる磁気ヘッドを示す斜視図である。本発明の磁気ヘッド２１は、対向する一対の浮上面３２と該浮上面３２に挟まれてなる段差部３４とを有するスライダー３３と、このスライダー３３に形成された電磁変換素子３５と、を有してなる。

この磁気ヘッド２１は、以下のような手順で作製されるものである。例えば、先ず、磁気ヘッド用基板上にアモルファスＡｌ_２Ｏ_３から成る絶縁膜をスパッタリング法により成膜した後、この絶縁膜上に磁気抵抗効果を用いたＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の電磁変換素子を搭載する。磁気ヘッド用基板を短冊状に切断、分離した後、その切断面を鏡面加工して得られた記録媒体対向面に、フォトレジストを用いたＡＢＳ（エア・ベアリング・サーフェイス）用のパターンを形成し、Ａｒ、ＣＦ_４、ＣＣｌ_４、ＢＣｌ_３等のイオンビームによるイオンミリング加工や反応性イオンエッチングにより高精度に加工し、浮上面３２とともに負圧部をなす深さ１μｍ以下の段差部３４を形成する。そして、ダイシングソー、スライイングマシーン等を用いて、個々に切り出すことにより得られる。

本発明の磁気ヘッド２１は、上述のように均一な結晶組織を有するセラミック焼結体から成る磁気ヘッド用基板から形成されるため、個々に切り出された磁気ヘッド２１においてもマイクロクラックを抑制でき、磁気ヘッド２１からの脱粒も有効に防止できるため、フェムトスライダー、アトスライダー等の小型化されたスライダーに好適に用いることができる。

特に、段差部３４は、その算術平均高さＲａを小さくすることが好適で、段差部３４の算術平均高さＲａを２５ｎｍ以下にすると、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子、ＴｉＣ結晶粒子間の反応性の差によって生じる高低差は小さくなり、浮上姿勢が安定する。

なお、段差部３４の算術平均高さＲａを２５ｎｍ以下にするには、イオンミリング加工や反応性イオンエッチングで適宜加工条件を選択することで得られる。

図４は、上述した本発明の磁気ヘッドを搭載した記録媒体駆動装置（ハードディスク駆動装置）を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線における断面図である。

記録媒体駆動装置２０は、前記磁気ヘッド用基板をチップ状に分割したスライダーに電磁変換素子（不図示）を備えてなる磁気ヘッド２１と、磁気ヘッド２１によって情報の記録および再生を行う磁気記録層（不図示）を有する記録媒体である磁気ディスク２２と、磁気ディスク２２を駆動するモータ２３と、を備えている。

磁気ディスク２２はモータ２３の回転軸２４に装着され、回転軸２４とともに回転するハブ２５に、複数の磁気ディスク２２とスペ−サ２６とを交互に挿入した後、最後にスペーサ２６をクランプ２７で押さえ付け、このクランプ２７をネジ２８で締め付けることにより固定される。モータ２３は記録媒体駆動装置２０のシャーシ２９に固定され、この状態で、回転軸２４を駆動することにより磁気ディスク２２を回転させる。

磁気ヘッド２１は、基端をキャリッジ３１で保持されてなるサスペンション３０の先端に固定された状態で、磁気ディスク２２上を非接触状態で移動することにより、任意のトラックにアクセスし、情報の記録および再生を行うようになっている。

記録媒体駆動装置２０は、本発明の磁気ヘッド用基板から得られた磁気ヘッド２１を用いているので、磁気ヘッド２１からの脱粒が少なく、信頼性の高い記録媒体駆動装置とすることができる。

図５は、サスペンション３０の先端に固定された磁気ヘッド２１を拡大した図であり、（ａ）は下方底面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。本発明における磁気ヘッド２１の浮上特性とは、磁気ヘッド２１のローリングおよびピッチングを指し、ローリングとは、矢印θ１に示す方向の浮上特性であり、ピッチングとは、矢印θ２に示す方向の浮上特性であり、本発明の磁気ヘッド用基板から得られた磁気ヘッド２１は、均質性が高く、浮上時に気孔による乱流が低減されるので、浮上特性が安定する。

次に、本発明のセラミック焼結体の製造方法について説明する。

本発明のセラミック焼結体を得るには、先ず、平均粒径０．２μｍ以上０．５μｍ以下のＡｌ_２Ｏ_３粉末、平均粒径０．３μｍ以上１μｍ以下のＴｉＣ粉末および平均粒径０．０３μｍ以上０．２μｍ以下のＴｉＯ_２粉末を調合して原料粉末を得、ボールミル、振動ミル、コロイドミル、アトライター、高速ミキサー等で均一に混合する。

ここでＡｌ_２Ｏ_３粉末は焼結体にしたときに機械的強度や耐摩耗性を与えるのに作用し、Ａｌ_２Ｏ_３粉末の平均粒径を０．２μｍ以上０．５μｍ以下としたのは、平均粒径が０．２μｍ未満では成形性が低下しやすく、そのため焼結における制御も難しくなるからである。平均粒径が０．５μｍを超えると、焼結体の緻密化が不十分となり、強度不足となるからである。緻密な焼結体を得ようとすると、温度を上げなければならず、高温で焼結させた場合、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径は大きくなり、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が４５％未満になるおそれがある。Ａｌ_２Ｏ_３粉末の平均粒径を０．２μｍ以上０．５μｍ以下とすることで、緻密化は促進され、焼結体として必要な強度を容易に得ることができる。

ＴｉＣ粉末は焼結体にしたときに導電性粒子となって、焼結体に帯電した電荷を速やかに除去する。ＴｉＣ粉末の平均粒径を０．３μｍ以上１μｍ以下としたのは、平均粒径が０．３μｍ未満では、Ａｌ_２Ｏ_３粉末と同様、成形性が低下しやすく、そのため焼結における制御も難しくなるからであり、１μｍを超えると、焼結時に異常な粒成長をしたＴｉＣ結晶粒子が発生するからである。

ＴｉＯ_２粉末は焼結中に還元作用を受けてＴｉＣ結晶粒子となることで、焼結体に帯電した電荷を速やかに除去するとともに、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径に影響を及ぼす。

ＴｉＯ_２粉末の平均粒径を０．０３μｍ以上０．２μｍ以下としたのは、平均粒径が０．０３μｍ未満では、ＴｉＯ_２粉末の凝集力が強過ぎるため、ＴｉＯ_２粉末が凝集しやすくなるからであり、０．２μｍを超えると、ＴｉＯ_２の焼結活性が低くなり、緻密な焼結体が得られにくくなるからである。ＴｉＯ_２粉末の平均粒径を０．０３μｍ以上０．２μｍ以下とすることで、ＴｉＯ_２粉末が凝集せず、緻密な焼結体が得られるとともに、ＴｉＣ結晶粒子に変化する焼成温度を下げられるので、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の粒成長が抑制され、その平均結晶粒径を小さくすることができる。

本発明のように、ＴｉＣ結晶粒子として、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の内部に存在する内部ＴiＣ結晶粒子と、該内部ＴｉＣ結晶粒子以外の外部ＴiＣ結晶粒子とを有する焼結体を得る場合には、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末およびＴｉＯ_２粉末の各平均粒径を調整することで内部ＴｉＣ結晶粒子、外部ＴiＣ結晶粒子の両者を有する結晶組織とすることができる。

特に、焼結体の断面視において、全ＴｉＣ結晶粒子の面積に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の面積比率を制御する場合、例えば、ＴｉＣ粉末およびＴｉＯ_２粉末の各平均粒径を制御することで可能となり、前記面積比率を８０％以上９９．７％以下とするには、ＴｉＣ粉末およびＴｉＯ_２粉末の各平均粒径をそれぞれ０．３μｍ以上１．０μｍ以下、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下にすればよい。

外部ＴｉＣ結晶粒子を主として前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子に接触して存在させるには、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子およびＴｉＣ結晶粒子の平均粒径の差を大きくすればよく、その差を０．３μｍ以上にすればよい。

Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径を１．５μｍ以下にする場合、ＴｉＯ_２粉末の平均粒径を０．０５μｍ以上０．１μｍ以下にすればよく、外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径を０．６μｍ以下にする場合、ＴｉＣ粉末の結晶平均粒径を０．３μｍ以上０．４μｍ以下とすればよい。

焼結体における内部ＴｉＣ結晶粒子と外部ＴｉＣ結晶粒子の合計、即ちＴｉＣの含有量が５質量％以上５０質量％以下になるようにするには、Ａｌ_２Ｏ_３粉末を５０質量％以上９５質量％以下、ＴｉＣ粉末を４質量％以上４０質量％以下、残分をＴｉＯ_２粉末とし、これら各粉末の合計が１００質量％になるようにすればよい。なお、Ａｌ_２Ｏ_３粉末が５５重量％の場合、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末はそれぞれ５０．５質量％以上１９重量％以下、４．５質量％以上１１重量％以下、Ａｌ_２Ｏ_３粉末が６３重量％の場合、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末はそれぞれ２９．６質量％以上３３．３重量％以下、３．７質量％以上７．４重量％以下、Ａｌ_２Ｏ_３粉末が８０重量％の場合、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末はそれぞれ１６質量％以上１８重量％以下、２質量％以上４重量％以下とすることが好適である。また、焼結を促進し、より緻密にするために、前記原料に対しＹｂ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＭｇＯの少なくともいずれか１種を０．０５質量％以上０．３重量％以下の範囲で加えてもよい。

なお、前記Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＣ、ＴｉＯ_２各粉末の平均粒径は液相沈降法、光投下法、レーザー散乱回折法等により測定することができる。

次に、原料粉末に結合剤、分散剤等の成形助剤を添加して均一に混合した後、転動造粒機、スプレードライヤー、圧縮造粒機、押し出し造粒機等の各種造粒機を用いて顆粒にする。

次いで、得られた顆粒を所望の形状に成形して成形体とした後、アルゴン、ヘリウム、ネオン、窒素、真空等の非酸化雰囲気中、圧力３０ＭＰａ以上、温度１４００℃以上１７５０℃以下の範囲で加圧焼成し、引き続き圧力１５０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下、温度１３５０℃以上１７００℃以下で熱間静水圧処理（ＨＩＰ）することで本発明の焼結体とすることができる。特に、熱伝導率が２１Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の焼結体を得ようとする場合、温度１５００℃以上１７００℃以下で熱間静水圧処理（ＨＩＰ）すればよい。

ここで、加圧焼成温度は１４００℃以上１７５０℃以下とすることが重要で、１４００℃未満では、十分焼結させることができないからであり、１７５０℃を超えると、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径が大きくなりすぎて、焼結体が磁気ヘッド用基板である場合、この磁気ヘッド用基板からチップ形状の磁気ヘッドに分割するときに生じるかけが大きくなるからである。

以下、本発明の実施例を説明する。

（実施例１）
先ず、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末をそれぞれ表１に示す質量割合にて調合、混合し原料粉末を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末のみを用いた原料粉末も作製した。

なお、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末の平均粒径は、Ａｌ_２Ｏ_３粉末を０．２μｍ以上０．５μｍ以下、ＴｉＣ粉末は、０．３μｍ以上１μｍ以下、およびＴｉＯ_２粉末は０．０３μｍ以上０．２μｍ以下で調整し、これら粉末の各比率は表１に示す通りとした。

これら原料粉末に対し、焼結助剤として０．１重量％のＹｂ_２Ｏ_３、成形用結合剤及び分散剤を均一に混合し、スラリーを作製した。得られたスラリーをそれぞれ噴霧乾燥機に投入し、顆粒とした後、乾式加圧成形にて成形体を得た。

次に、この成形体を所定の金型に配置し、非酸化性雰囲気中、温度１６５０℃で加圧焼成した後、圧力１８０ＭＰａ、温度１６００℃で熱間静水圧処理（ＨＩＰ）して焼結体を作製した。

また比較例として外部ＴｉＣ結晶粒子の存在しない試料も作製した。

次に前記焼結体について、面積比率（Ｓ_ＯＴ／Ｓ_Ｔ）、破壊靱性および機械加工性を評価した。

面積比率（Ｓ_ＯＴ／Ｓ_Ｔ）については、焼結体の任意の面をダイヤモンド砥粒を用いて研磨加工して鏡面とした後、この面を燐酸により数１０秒程度エッチング処理した。その後、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、エッチング処理した面のうち、平均的な面を選定し、倍率１３，０００倍でＳＥＭ画像を撮影した。そして、このＳＥＭ画像をＪｔｒｉｍというフリーソフトを用いて画像処理した。具体的には、前記ＳＥＭ画像をグレースケールに変換し、その後全面に「5×5ガウス」フィルター（ノイズフィルターの１種）を2回掛けることで細かいノイズを除去し、前記ＳＥＭ画像のコントラストを求めた。

次いで、前記コントラストのヒストグラムをイコライザ処理（平均化処理の１種）して、コントラストを修正した後、ＳＥＭ画像を２値化処理し、この処理によって得られた画像より、全ＴｉＣ粒子の総面積（Ｓ_Ｔ）および外部ＴｉＣ粒子の総面積（Ｓ_ＯＴ）を算出して、面積比率（Ｓ_ＯＴ／Ｓ_Ｔ）を求めた。

焼結体の破壊靱性についてはＪＩＳ Ｒ １６０７−１９９５で規定するＳＥＰＢ法に準拠して測定した。

また、機械加工性については、ラップにおける単位時間当たりの研磨量（以下、ラッピングレートという。）を測定した。

図６は前記焼結体の研磨に使用するラップ装置４の概略構成図を示すものである。ラップ盤５は、水性スラリー状の研磨液６が容器７から供給されるとともに、駆動部（不図示）により回転し、円形形状のラップ治具８に配置された焼結体９はラップ盤５上で所定の圧力を受けながら、回転、研磨される構成となっている。

なお、研磨条件は、平均粒径０．１μｍのダイヤモンド砥粒を濃度０．５ｇ／ｌで分散させたｐＨ８．１の水性スラリー状の研磨液６と、平坦度１０μｍ以下、ビッカース硬度（Ｈ_ｖ）７８ＭＰａの錫製のラップ盤５と、円板形状のラップ治具８とを使用し、厚み方向に対し、垂直な断面の大きさを１０ｍｍ×１０ｍｍの基板状にした焼結体を図４７に示すようにラップ冶具８に３０枚等間隔で円周状に配置して、研磨液６をラップ盤５に供給しながら圧力０．０８ＭＰａ、周速０．５ｍ／秒とした。また、ラップ装置４はラップマスターＳＦＴ社製９“型、ラップ盤は矩形状の溝を螺旋状に形成し、隣り合う溝の間隔を０．３ｍｍとしたものを用いた。

測定結果は表１に示す通りである。

表１に示す通り、本発明の試料である内部ＴｉＣ結晶粒子と外部ＴiＣ結晶粒子を有する試料（Ｎｏ．２〜７）は、破壊靱性が３．６ＭＰａ・ｍ^１／２以上４．２ＭＰａ・ｍ^１／２以下と機械加工に対して適正な値であり、ラッピングレートは０．０７μｍ／分以上１μｍ／分以下となり、機械加工性がより優れていることが判った。特に、外部ＴｉＣ結晶粒子の面積比率（Ｓ_ＯＴ／Ｓ_Ｔ）が８０％以上９９．７％以下の試料（Ｎｏ．３〜６）は、破壊靱性が３．６ＭＰａ・ｍ^１／２以上４．１ＭＰａ・ｍ^１／２以下と機械加工に対して適正な値であり、ラッピングレートは０．０８μｍ／分以上１μｍ／分以下となり、機械加工性がより優れていることが判った。

これに対し、比較例の試料である外部ＴｉＣ結晶粒子を有しない試料（Ｎｏ．１）は、面積比率（Ｓ_ＯＴ／Ｓ_Ｔ）が０％であったため、破壊靱性が６ＭＰａ・ｍ^１／２と高く、ラッピングレートも０．０６μｍ／分と低いものであった。

（実施例２）
実施例1と同様に、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末をそれぞれ表２に示す質量割合にて調合、混合し原料粉末を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末のみを用いた原料粉末も作製した。

なお、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末の平均粒径は、実施例１と同様な範囲で調整し、これら粉末の各比率は表２に示す通りとした。これら原料粉末に対し、焼結助剤として０．１重量％のＹｂ_２Ｏ_３、成形用結合剤及び分散剤を均一に混合し、スラリーとし、得られたスラリーをそれぞれ噴霧乾燥機に投入し、顆粒とした後、乾式加圧成形にて成形体を得、この成形体を所定の金型に配置し、実施例１と同様な条件にて焼結体を作製した。

そして、得られた各試料のＴｉＣ含有量を、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発行分光分析を用いて、Ｔｉの質量を求め、このＴｉの質量をＴｉＣの質量に換算し、ＴｉＣの含有量を求めた。また、ＪＩＳ Ｒ １６３４−１９９８に準拠して相対密度と、ＪＩＳ Ｃ ２１４１−１９９２に準拠して体積固有抵抗を測定した。

測定結果は表２に示す通りである。

表２に示す通り、焼結体中のＴｉＣの含有量が３６質量％以上５０質量％以下の試料（Ｎｏ．９、１０）は、相対密度が９９．８％以上と高く、体積固有抵抗値は１．０×１０^―５Ω・ｍ以下と導電性を備えた緻密体を得ることができた。

これに対し、ＴｉＣの含有量が３６質量％未満の試料（Ｎｏ．１１，１２）は、体積固有抵抗値が２．９×１０^８Ω・ｍ以上と高く、導電性が低いものであった。また、ＴｉＣの含有量が５０質量％を超える試料（Ｎｏ．８）は、相対密度が低く機械加工性が悪いものであった。

（実施例３）
実施例1と同様に、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末をそれぞれ表３に示す質量割合にて調合、混合し原料粉末を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末のみを用いた原料粉末も作製した。

なお、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末の平均粒径は、実施例１と同様な範囲で調整し、これら粉末の各比率は表３に示す通りとした。これら原料粉末に対し、焼結助剤として０．１重量％のＹｂ_２Ｏ_３、成形用結合剤及び分散剤を均一に混合し、スラリーとし、得られたスラリーをそれぞれ噴霧乾燥機に投入し、顆粒とした後、乾式加圧成形にて成形体を得、この成形体を所定の金型に配置し、実施例１と同様な条件にて焼結体を作製した。

得られた焼結体におけるＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子および外部ＴｉＣ結晶粒子の各平均結晶粒径の測定は、先ず焼結体の任意の面をダイヤモンド砥粒を用いて研磨加工して鏡面とした後、この面を燐酸により数１０秒程度エッチング処理する。その後、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、エッチング処理した面を倍率１０，０００〜２０，０００倍で撮影する。得られたＳＥＭ画像よりＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子および外部ＴｉＣ結晶粒子をそれぞれ２０個抽出し、前記各結晶粒子の最大長さを測定し、その平均値を平均結晶粒径として求め、この平均結晶粒径からＡｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径比率を求めた。

また、各試料の機械加工性を評価した。機械加工性については、実施例１と同様の研磨条件でラップし、ラッピングレートを測定した。ラップした焼結体をダイヤモンド砥石（ＳＤ８００）を用いて長さ１．２５ｍｍ、幅１．０ｍｍ、厚み０．３ｍｍのチップ形状に切断、分割し、側面と表面で形成される長さ１．２５ｍｍの直線上における深さ５μｍ以上のかけの個数を金属顕微鏡を用いて倍率２００倍で調べた。

そして、反応性イオンエッチングやイオンミリング加工により深さ２００ｎｍの段差部を形成し、Ａｌ_２Ｏ_３粒子、ＴｉＣ粒子間の反応性の差によって生じる。なお、表３で試料Ｎｏ．の後にａを付した試料はイオンミリング加工により、またｂを付した試料は反応性イオンエッチングにより段差部を形成した試料である。

また、別途、上述と同様の製造方法で体積固有抵抗を測定するための焼結体を作製し、ＪＩＳ Ｃ ２１４１−１９９２に準拠して体積固有抵抗を測定した。

これらの測定結果は表３に示す通りである。

表３に示す通り、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径が１．５μｍ以下、外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が０．６μｍ以下である試料（Ｎｏ．１３，１４，１６）は、ラッピングレートが０．１（μｍ／分）以上であり、かけも１４個以下となり、段差部の算術平均高さＲａは２４μｍ以下と機械加工性の優れたものであった。

また、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が４５％以上９５％以下である試料（Ｎｏ．１３，１４，１６，１７，１８）は、段差部の算術平均高さＲａが２５μｍ以下と小さく、かけの個数も２３個以下と少ないものであった。

また、イオンミリング加工により段差部を形成した試料（Ｎｏ．１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ）は、反応性イオンエッチングによりそれぞれ段差部を形成した試料（Ｎｏ．１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ，１８ｂ）より段差部の算術平均高さＲａはより小さいものであった。

これに対し、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径が１．５μｍを超える試料（Ｎｏ．１８，１９）は、ラッピングレートが０．０５（μｍ／分）以下と低く、外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が０．６μｍを超える試料（Ｎｏ．１５〜１９）は、焼結体の表面で発生する放電が弱いために、導電性は低いものであった。

また、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が４５％未満である試料（Ｎｏ．１９）は、段差部の算術平均高さＲａが大きく、Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が９５％を超える試料（Ｎｏ．１５）は、かけの個数が多いことがわかった。

（実施例４）
実施例1と同様に、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末をそれぞれ表４に示す質量割合にて調合、混合し原料粉末を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末のみを用いた原料粉末も作製した。

なお、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末の平均粒径は、実施例１と同様な範囲で調整し、これら粉末の各比率は表４に示す通りとした。これら原料粉末に対し、焼結助剤として０．１重量％のＹｂ_２Ｏ_３、成形用結合剤及び分散剤を均一に混合し、スラリーとし、得られたスラリーをそれぞれ噴霧乾燥機に投入し、顆粒とした後、乾式加圧成形にて成形体を得、この成形体を所定の金型に配置し、実施例１と同様な条件にて焼結体を作製した。

そして、焼結体の任意の面をダイヤモンド砥粒を用いて研磨加工して鏡面とした後、この面を燐酸により数１０秒程度エッチング処理した。その後、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、エッチング処理した面のうち、平均的な面を選定し、倍率１３，０００倍でＳＥＭ画像を撮影し、このＳＥＭ画像中に存在するＡｌ_２Ｏ_３粒子に対し、複数の外部ＴｉＣ粒子が直接接触して配置している組み合わせの比率を接触率として求めた。

また、機械加工性については、実施例１と同様の研磨条件でラップし、ラッピングレートを測定した。

その結果は、表４に示す通りである。

表４に示す通り、接触率が高い試料（Ｎｏ．２０）は接触率が低い試料（Ｎｏ．２１，２２）に比べ、ラッピングレートが上がり、機械加工性が向上していることがわかった。

（実施例５）
実施例1と同様に、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末をそれぞれ表５に示す質量割合にて調合、混合し原料粉末を得た。また、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末のみを用いた原料粉末も作製した。

なお、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末及びＴｉＯ_２粉末の平均粒径は、実施例１と同様な範囲で調整し、これら粉末の各比率は表５に示す通りとした。これら原料粉末に対し、焼結助剤として０．１重量％のＹｂ_２Ｏ_３、成形用結合剤及び分散剤を均一に混合し、スラリーとし、得られたスラリーをそれぞれ噴霧乾燥機に投入し、顆粒とした後、乾式加圧成形にて成形体を得、この成形体を所定の金型に配置し、実施例１と同様な条件にて焼結体を作製した。

得られた焼結体については、ＪＩＳ Ｒ １６１１−１９９７に準拠して熱伝導率を測定した。

次いで、得られた焼結体の機械加工性を評価した。機械加工性については、実施例１と同様の研磨条件でラップし、ラッピングレートの測定と脱粒の有無の観察を行った
脱粒については、金属顕微鏡を用い、倍率２００倍で観察し、最大長さ２μｍ以上の脱粒が観察されなかったものを○、前記脱粒が観察されたものを△で示した。

測定結果および観察結果は表５に示す通りである。

表５に示す通り、熱伝導率が２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の試料（Ｎｏ．２３，２４）は、脱粒が観察されなかった。これに対し、熱伝導率が２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満の試料（Ｎｏ．２５）は、使用可能な範囲であるが脱粒が観察された。熱伝導率が高くなるほど、ラッピングレートは高くなり、好適であることがわかった。

本発明のセラミック焼結体の組織を示す模式図であり、（ａ）は組織の最小単位の概念の模式図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明のセラミック焼結体の組織を２値化処理によって得られた画像の一例を示す図である。 （ａ）は本発明のセラミック焼結体から成る磁気ヘッド用基板を示す斜視図であり、（ｂ）は本発明の磁気ヘッド用基板を個々に切り出してなる磁気ヘッドを示す斜視図である。 本発明の磁気ヘッド用基板から形成した磁気ヘッドを搭載した記録媒体駆動装置（ハードディスク駆動装置）を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡＡ線における断面図である。 サスペンションの先端に固定された磁気ヘッドの拡大した図を示し、（ａ）は下方底面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 本発明のセラミック焼結体の研磨に用いるラップ装置の概略構成図である。 本発明のセラミック焼結体をラップ治具に円周状に配置した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１：Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子
２ａ、ｂ：外部ＴｉＣ結晶粒子
３ａ〜３ｄ：内部ＴｉＣ結晶粒子
４：ラップ装置
５：ラップ盤
６：研磨液
７：容器
８：ラップ治具
９：セラミック焼結体
１０：磁気ヘッド用基板
２０：記録媒体駆動装置
２１：磁気ヘッド
２２：磁気ディスク
２３：モータ
２４：回転軸
２５：ハブ
２６：スペ−サ
２７：クランプ
２８：ネジ
２９：シャーシ
３０：サスペンション
３１：キャリッジ
３２：浮上面
３３：スライダー
３４：段差部
３５：電磁変換素子

Claims (11)

1. Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子と、該Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の内部に存在する内部ＴiＣ結晶粒子と、該内部ＴｉＣ結晶粒子以外の外部ＴiＣ結晶粒子とを有することを特徴とするセラミック焼結体。
2. 断面視において、全ＴｉＣ結晶粒子の面積に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の面積比率が、８０％以上９９．７％以下であることを特徴とする請求項１に記載のセラミック焼結体。
3. 前記外部ＴｉＣ結晶粒子は、主として前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子に接触して存在することを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック焼結体。
4. ＴｉＣの含有量が３６質量％以上５０質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセラミック焼結体。
5. 前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径が１．５μｍ以下、外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が０．６μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセラミック焼結体。
6. 前記Ａｌ_２Ｏ_３結晶粒子の平均結晶粒径に対する外部ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径比率が、４５％以上９５％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のセラミック焼結体。
7. 熱伝導率が２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のセラミック焼結体。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載のセラミック焼結体からなることを特徴とする磁気ヘッド用基板。
9. 請求項８に記載の磁気ヘッド用基板をチップ状に分割してなる各スライダーに電磁変換素子を備えてなることを特徴とする磁気ヘッド。
10. 前記各スライダーに形成された一対の浮上面に挟まれて成る段差部は、その算術平均高さＲａが２５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の磁気ヘッド。
11. 請求項９または１０に記載の磁気ヘッドと、該磁気ヘッドによって情報の記録および再生を行う磁気記録層を有する記録媒体と、該記録媒体を駆動させるモータと、を備えてなることを特徴とする記録媒体駆動装置。

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