JP2554604B2 - 磁気ヘッドスライダ用セラミック材料 - Google Patents
磁気ヘッドスライダ用セラミック材料Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドスライダ用
セラミック材料に関する。
セラミック材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、高密度記録用磁気ヘッドのヘッド
磁気回路構成材料として、高透磁率を有するパーマロイ
薄膜が使用されている。このような磁気ヘッドのスライ
ダ材料としてはセラミック材料が一般に用いられている
が、その場合、ＣＳ／Ｓ特性（スライダ摺動面の耐摩耗
性等）が良好なこと、緻密な構造で硬度が大きく、かつ
切断、溝入れ、鏡面加工等の各工程において、加工性に
優れていることなどが要求される。このような要求を満
たすものとして、アルミナー炭化チタン（Ａｌ2Ｏ3 −
ＴｉＣ）焼結体が挙げられる。
磁気回路構成材料として、高透磁率を有するパーマロイ
薄膜が使用されている。このような磁気ヘッドのスライ
ダ材料としてはセラミック材料が一般に用いられている
が、その場合、ＣＳ／Ｓ特性（スライダ摺動面の耐摩耗
性等）が良好なこと、緻密な構造で硬度が大きく、かつ
切断、溝入れ、鏡面加工等の各工程において、加工性に
優れていることなどが要求される。このような要求を満
たすものとして、アルミナー炭化チタン（Ａｌ2Ｏ3 −
ＴｉＣ）焼結体が挙げられる。
【０００３】例えば、特開昭５５−１６３６６５号に記
載のＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣとの混合物をホットプレス法に
よって焼成して得られるもので、飛行磁気ヘッドのスラ
イダ要素に用いられるもの、特開昭５６−１４００６６
号に記載のＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣに、酸化イットリウム
（固溶体あるいは複合物の構成成分として含まれる場合
もある）または炭化イットリウム（ダブルカーバイドあ
るいは複合物の構成成分として含まれる場合もある）の
形でイットリウムを添加して、熱間等方等圧加圧（ＨＩ
Ｐ）法によって得られるもの、特開昭５７−１３５７７
２号に記載のＡｌ2 Ｏ3 、ＴｉＣおよびＴｉＯ2 に、Ｍ
ｇＯ、ＮｉＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 から選ばれる少な
くとも１つの快削性付与剤とＹ2 Ｏ3 とを添加して、Ｈ
ＩＰ法によって得られるものなどである。
載のＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣとの混合物をホットプレス法に
よって焼成して得られるもので、飛行磁気ヘッドのスラ
イダ要素に用いられるもの、特開昭５６−１４００６６
号に記載のＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣに、酸化イットリウム
（固溶体あるいは複合物の構成成分として含まれる場合
もある）または炭化イットリウム（ダブルカーバイドあ
るいは複合物の構成成分として含まれる場合もある）の
形でイットリウムを添加して、熱間等方等圧加圧（ＨＩ
Ｐ）法によって得られるもの、特開昭５７−１３５７７
２号に記載のＡｌ2 Ｏ3 、ＴｉＣおよびＴｉＯ2 に、Ｍ
ｇＯ、ＮｉＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 から選ばれる少な
くとも１つの快削性付与剤とＹ2 Ｏ3 とを添加して、Ｈ
ＩＰ法によって得られるものなどである。
【０００４】この他に、ＭｏあるいはＷを単体もしくは
炭化物の形で添加して焼成し、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結
体を得る方法も挙げられる。
炭化物の形で添加して焼成し、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結
体を得る方法も挙げられる。
【０００５】さらには、特公昭６０−５４２６６号に記
載のＭｇＯ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＣｒＯ3 ，ＮｉＯのうちの少な
くとも１種以上およびＺｒＯ2 を含む酸化アルミニウム
（粉末の平均粒径１μm 以下）と炭酸化チタン粉末を含
む炭化チタン粉末（粉末の平均粒径１μm 以下）とを混
合して還元性の雰囲気で焼結して得られるもの、特公昭
５１−５６９号および同５３ー１４５６８号に記載の炭
化チタン粉末、酸化チタン粉末、アルミナ粉末の混合粉
末をホットプレスして得られるものなどが挙げられる。
載のＭｇＯ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＣｒＯ3 ，ＮｉＯのうちの少な
くとも１種以上およびＺｒＯ2 を含む酸化アルミニウム
（粉末の平均粒径１μm 以下）と炭酸化チタン粉末を含
む炭化チタン粉末（粉末の平均粒径１μm 以下）とを混
合して還元性の雰囲気で焼結して得られるもの、特公昭
５１−５６９号および同５３ー１４５６８号に記載の炭
化チタン粉末、酸化チタン粉末、アルミナ粉末の混合粉
末をホットプレスして得られるものなどが挙げられる。
【０００６】しかし、以上のような方法で得られたＡｌ
2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体は、いずれも切断加工速度を大き
くすると、チッピング発生率が高く、粒脱落しやすくな
ること、また、鏡面加工時にも粒脱落しやすいこと等の
加工性に問題を残している。チッピング発生率を低下さ
せるために、セラミック工具材料用のセラミック焼結体
では、Ｆｅ族の金属が単体もしくは酸化物の形で添加さ
れているが、非磁性でなくなり、磁気ヘッドスライダ材
料として用いる場合に好ましくない事態が生ずる。
2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体は、いずれも切断加工速度を大き
くすると、チッピング発生率が高く、粒脱落しやすくな
ること、また、鏡面加工時にも粒脱落しやすいこと等の
加工性に問題を残している。チッピング発生率を低下さ
せるために、セラミック工具材料用のセラミック焼結体
では、Ｆｅ族の金属が単体もしくは酸化物の形で添加さ
れているが、非磁性でなくなり、磁気ヘッドスライダ材
料として用いる場合に好ましくない事態が生ずる。
【０００７】そこで、このような問題を解消した、Ａｌ
2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体として、本発明者等は、Ｇａ、Ｂ
ａ、ＣｅおよびＮｂの酸化物の少なくとも１種を添加し
たものを提案している（特願昭５９−２７８８１０
号）。
2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体として、本発明者等は、Ｇａ、Ｂ
ａ、ＣｅおよびＮｂの酸化物の少なくとも１種を添加し
たものを提案している（特願昭５９−２７８８１０
号）。
【０００８】しかし、このものでも、特に磁気ヘッドス
ライダを製造する上で加工性、信頼性、ＣＳ／Ｓ特性の
上で充分ではなく、この点の改善が望まれている。
ライダを製造する上で加工性、信頼性、ＣＳ／Ｓ特性の
上で充分ではなく、この点の改善が望まれている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特に
粒脱落がなく、加工性が非常によく、緻密な構造を有
し、硬度が大きく、非磁性であり、信頼性およびＣＳ／
Ｓ特性が高い磁気ヘッドスライダ用として有用なセラミ
ック材料を提供することにある。
粒脱落がなく、加工性が非常によく、緻密な構造を有
し、硬度が大きく、非磁性であり、信頼性およびＣＳ／
Ｓ特性が高い磁気ヘッドスライダ用として有用なセラミ
ック材料を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）および（２）の本発明により達成される。 （１）５〜４０重量％の炭化チタンとアルミナとを含む
混合物１００重量部に対し、Ｇａ、ＢａおよびＣｅの酸
化物の少なくとも１種を０．０１〜１０重量部含み、焼
結体中の炭化チタンの平均粒径が１．０〜２．５μm で
あり、炭化チタンのうち粒径が０．１μm 以下のものが
１０重量％以下である磁気ヘッドスライダ用セラミック
材料。 （２）５〜４０重量％の炭化チタンとアルミナとを含む
混合物１００重量部に対し、Ｇａ、ＢａおよびＣｅの酸
化物の少なくとも１種とＮｂおよびＴｉの酸化物の少な
くとも１種とを０．０１〜１０重量部含み、焼結体中の
炭化チタンの平均粒径が１．０〜２．５μm であり、炭
化チタンのうち粒径が０．１μm 以下のものが１０重量
％以下である磁気ヘッドスライダ用セラミック材料。
（１）および（２）の本発明により達成される。 （１）５〜４０重量％の炭化チタンとアルミナとを含む
混合物１００重量部に対し、Ｇａ、ＢａおよびＣｅの酸
化物の少なくとも１種を０．０１〜１０重量部含み、焼
結体中の炭化チタンの平均粒径が１．０〜２．５μm で
あり、炭化チタンのうち粒径が０．１μm 以下のものが
１０重量％以下である磁気ヘッドスライダ用セラミック
材料。 （２）５〜４０重量％の炭化チタンとアルミナとを含む
混合物１００重量部に対し、Ｇａ、ＢａおよびＣｅの酸
化物の少なくとも１種とＮｂおよびＴｉの酸化物の少な
くとも１種とを０．０１〜１０重量部含み、焼結体中の
炭化チタンの平均粒径が１．０〜２．５μm であり、炭
化チタンのうち粒径が０．１μm 以下のものが１０重量
％以下である磁気ヘッドスライダ用セラミック材料。
【００１１】
【作用および効果】本発明によれば、炭化チタン５〜４
０重量％と、アルミナとを含む混合物またはこの混合物
１００重量部に対し、さらにＧａ、Ｂａ、Ｃｅの酸化物
や炭酸化合物等の少なくとも１種と必要に応じさらにＮ
ｂの酸化物や炭酸塩やＴｉの酸化物やアルコキシド等を
酸化物の形で総計０．０１〜１０重量部含有するように
添加したもの（この場合Ｇａ、Ｂａ、Ｃｅ、あるいはこ
れに加えてＮｂの酸化物の少なくとも１種を０．０１〜
５重量部、あるいはまたＴｉの酸化物を０．０１〜５重
量部含有すればよいが、両者をそれぞれ０．０１〜５重
量部含有することが望ましい。）から焼結体を作成して
おり、焼結体での炭化チタンの中心粒径が１．０〜２．
５μm であり、０．１μm 以下の粒径のものを１０重量
％以下に規制するため、加工性が非常によく、緻密な構
造を有し、硬度が大きく、非磁性であり、信頼性が高
く、粒脱落がないセラミック材料が得られる。そして、
磁気ヘッドスライダ材料として、ＣＳ／Ｓ特性も極めて
良好である。従って、高密度記録用磁気ヘッドスライダ
材料としての使用が期待される。
０重量％と、アルミナとを含む混合物またはこの混合物
１００重量部に対し、さらにＧａ、Ｂａ、Ｃｅの酸化物
や炭酸化合物等の少なくとも１種と必要に応じさらにＮ
ｂの酸化物や炭酸塩やＴｉの酸化物やアルコキシド等を
酸化物の形で総計０．０１〜１０重量部含有するように
添加したもの（この場合Ｇａ、Ｂａ、Ｃｅ、あるいはこ
れに加えてＮｂの酸化物の少なくとも１種を０．０１〜
５重量部、あるいはまたＴｉの酸化物を０．０１〜５重
量部含有すればよいが、両者をそれぞれ０．０１〜５重
量部含有することが望ましい。）から焼結体を作成して
おり、焼結体での炭化チタンの中心粒径が１．０〜２．
５μm であり、０．１μm 以下の粒径のものを１０重量
％以下に規制するため、加工性が非常によく、緻密な構
造を有し、硬度が大きく、非磁性であり、信頼性が高
く、粒脱落がないセラミック材料が得られる。そして、
磁気ヘッドスライダ材料として、ＣＳ／Ｓ特性も極めて
良好である。従って、高密度記録用磁気ヘッドスライダ
材料としての使用が期待される。
【００１２】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。本発明のセラミック材料は、アルミナ−炭
化チタン焼結体である。
に説明する。本発明のセラミック材料は、アルミナ−炭
化チタン焼結体である。
【００１３】そして、焼結体中での炭化チタン（Ｔｉ
Ｃ）の平均粒径は、１．０〜２．５μm 、好ましくは
１．５〜２．０μm である。
Ｃ）の平均粒径は、１．０〜２．５μm 、好ましくは
１．５〜２．０μm である。
【００１４】ＴｉＣの焼結体中での平均粒径が１．０μ
m 未満では加工性が非常に悪く、２．５μm をこえると
強度の低下がみられるからである。
m 未満では加工性が非常に悪く、２．５μm をこえると
強度の低下がみられるからである。
【００１５】ＴｉＣの粒度分布としては、粒径０．５〜
２．０μm のＴｉＣがＴｉＣ粒子の総数の８０％以上と
なるようなものである。この測定は電子顕微鏡写真等に
より行なえばよい。
２．０μm のＴｉＣがＴｉＣ粒子の総数の８０％以上と
なるようなものである。この測定は電子顕微鏡写真等に
より行なえばよい。
【００１６】また、焼結体中でのＴｉＣのうち０．１μ
m 以下の粒径のものが１０重量％以下、より好ましくは
総数の１０％以下ないし０であることが好ましい。０．
１μm 以下の粒径のＴｉＣは、表面の活性が高く、特に
スライダとして用いた時の信頼性試験およびＣＳ／Ｓ特
性上、欠陥の原因となるからである。
m 以下の粒径のものが１０重量％以下、より好ましくは
総数の１０％以下ないし０であることが好ましい。０．
１μm 以下の粒径のＴｉＣは、表面の活性が高く、特に
スライダとして用いた時の信頼性試験およびＣＳ／Ｓ特
性上、欠陥の原因となるからである。
【００１７】アルミナ−炭化チタン焼結体は、アルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）の粉末と炭化チタン（ＴｉＣ）の粉末の
混合物を含有するものであり、さらに、Ｇａ、Ｂａおよ
びＣｅの酸化物の少なくとも１種と、さらに必要に応じ
ＮｂおよびＴｉの酸化物から選ばれた少なくとも１種と
を含有するものである。
（Ａｌ2 Ｏ3 ）の粉末と炭化チタン（ＴｉＣ）の粉末の
混合物を含有するものであり、さらに、Ｇａ、Ｂａおよ
びＣｅの酸化物の少なくとも１種と、さらに必要に応じ
ＮｂおよびＴｉの酸化物から選ばれた少なくとも１種と
を含有するものである。
【００１８】そして、このようなアルミナ−炭化チタン
焼結体は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の粉末と炭化チタン
（ＴｉＣ）の粉末の混合物に、さらに、Ｇａ、Ｂａおよ
びＣｅの酸化物（例えばＧａＯ、ＣｅＯ2 等）あるいは
焼成により酸化物となる化合物（例えばＢａＣＯ3 の炭
酸塩）の１種以上と、必要に応じＮｂの酸化物（例え
ば、Ｎｂ2 Ｏ5 等）あるいは焼成により酸化物となる化
合物の粉末およびＴｉの酸化物から選ばれた少なくとも
１種とを添加して、焼成してなるものである。
焼結体は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の粉末と炭化チタン
（ＴｉＣ）の粉末の混合物に、さらに、Ｇａ、Ｂａおよ
びＣｅの酸化物（例えばＧａＯ、ＣｅＯ2 等）あるいは
焼成により酸化物となる化合物（例えばＢａＣＯ3 の炭
酸塩）の１種以上と、必要に応じＮｂの酸化物（例え
ば、Ｎｂ2 Ｏ5 等）あるいは焼成により酸化物となる化
合物の粉末およびＴｉの酸化物から選ばれた少なくとも
１種とを添加して、焼成してなるものである。
【００１９】Ｔｉの酸化物等の添加方法としては、
（１）Ｔｉの酸化物（ＴｉＯ2 、ＴｉＯ、Ｔｉ2 Ｏ3
等）の粉末あるいは少なくとも表面がＴｉの酸化物であ
る粉末または焼成により酸化物となる化合物、例えば、
Ｔｉのアルコキシド（［（ＣＨ3 ）2 ＣＨＯ］4 Ｔｉ
等）の粉末を直接添加する方法、（２）アルミナ−炭化
チタン焼結体をホットプレス法、熱間等方等圧加圧（Ｈ
ＩＰ）法等により焼成する際、酸素雰囲気を用いること
により炭化チタンの一部をＴｉの酸化物、ＴｉＯ2 とす
る方法などが挙げられる。
（１）Ｔｉの酸化物（ＴｉＯ2 、ＴｉＯ、Ｔｉ2 Ｏ3
等）の粉末あるいは少なくとも表面がＴｉの酸化物であ
る粉末または焼成により酸化物となる化合物、例えば、
Ｔｉのアルコキシド（［（ＣＨ3 ）2 ＣＨＯ］4 Ｔｉ
等）の粉末を直接添加する方法、（２）アルミナ−炭化
チタン焼結体をホットプレス法、熱間等方等圧加圧（Ｈ
ＩＰ）法等により焼成する際、酸素雰囲気を用いること
により炭化チタンの一部をＴｉの酸化物、ＴｉＯ2 とす
る方法などが挙げられる。
【００２０】これらの方法は単独で用いても併用しても
よい。
よい。
【００２１】Ｔｉの酸化物、ＴｉＯ2 はＡｌ2 Ｏ3 −Ｔ
ｉＣ焼結体においてＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣとの間に介在し
てＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣとの粒結合を強固にする役目を果
たすと考えられる。
ｉＣ焼結体においてＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣとの間に介在し
てＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣとの粒結合を強固にする役目を果
たすと考えられる。
【００２２】Ａｌ2 Ｏ3 粉末は微粉化することが好まし
く、平均粒子径が０．１〜１μm 、特に０．４〜０．６
μm であることが好ましい。
く、平均粒子径が０．１〜１μm 、特に０．４〜０．６
μm であることが好ましい。
【００２３】ＴｉＣ粉末は微粉化することが好ましく、
平均粒子径が０．１〜３μm 、特に０．５〜１．５μm
であることが好ましい。
平均粒子径が０．１〜３μm 、特に０．５〜１．５μm
であることが好ましい。
【００２４】Ａｌ2 Ｏ3 とＴｉＣとの混合比率は、Ａｌ
2 Ｏ3 が６０〜９５重量％を占め、これに対応して残り
の４０〜５重量％をＴｉＣが占めることが好ましい。
2 Ｏ3 が６０〜９５重量％を占め、これに対応して残り
の４０〜５重量％をＴｉＣが占めることが好ましい。
【００２５】ＴｉＣが５重量％より少ないと、ＴｉＣの
添加効果が小さく、Ａｌ2 Ｏ3 も粒成長しやすくなり、
４０重量％を超えると、加工性が急激に悪化するからで
ある。
添加効果が小さく、Ａｌ2 Ｏ3 も粒成長しやすくなり、
４０重量％を超えると、加工性が急激に悪化するからで
ある。
【００２６】Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ混合物に添加するＧ
ａ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｎｂの酸化物や炭酸化合物等の粉末の
平均粒子径は０．１〜３μm 、特に０．５〜１μm であ
ることが好ましい。
ａ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｎｂの酸化物や炭酸化合物等の粉末の
平均粒子径は０．１〜３μm 、特に０．５〜１μm であ
ることが好ましい。
【００２７】また、添加量はＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ混合物
１００重量部に対して総計で０．０１〜１０重量部、特
に１〜７重量部であることが好ましい。
１００重量部に対して総計で０．０１〜１０重量部、特
に１〜７重量部であることが好ましい。
【００２８】これらの添加量が０．０１重量部より少な
いと、本発明の効果の実効がなくなり、１０重量部をこ
えると、添加物の焼結体内における偏在が急激に増すか
らである。
いと、本発明の効果の実効がなくなり、１０重量部をこ
えると、添加物の焼結体内における偏在が急激に増すか
らである。
【００２９】この場合、Ｇａ、ＢａおよびＣｅの酸化物
の少なくとも１種あるいはＧａ、Ｂａ、ＣｅおよびＮｂ
の酸化物の少なくとも１種を０．０１〜５重量部、ある
いはまたＴｉの酸化物を０．０１〜５重量部含有させれ
ばよいが、両者をそれぞれ０．０１〜５重量部含有させ
ることが望ましい。
の少なくとも１種あるいはＧａ、Ｂａ、ＣｅおよびＮｂ
の酸化物の少なくとも１種を０．０１〜５重量部、ある
いはまたＴｉの酸化物を０．０１〜５重量部含有させれ
ばよいが、両者をそれぞれ０．０１〜５重量部含有させ
ることが望ましい。
【００３０】また、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ混合物にＴｉの
酸化物またはアルコキシドを粉末として直接添加する場
合、Ｔｉの酸化物またはアルコキシドの粉末の平均粒子
径は０．１〜３μm 、特に０．５〜１．０μm であるこ
とが好ましい。
酸化物またはアルコキシドを粉末として直接添加する場
合、Ｔｉの酸化物またはアルコキシドの粉末の平均粒子
径は０．１〜３μm 、特に０．５〜１．０μm であるこ
とが好ましい。
【００３１】上記における各酸化物の同定および定量に
は、ＩＣＰ発光分光分析法および酸素気流中の燃焼赤外
吸収法を用いればよい。
は、ＩＣＰ発光分光分析法および酸素気流中の燃焼赤外
吸収法を用いればよい。
【００３２】Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体は、通常、Ａｌ
2 Ｏ3 粉末およびＴｉＣ粉末の混合物に、好ましくは、
さらに、Ｇａ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｎｂの酸化物や炭酸化合物
等の粉末、またはＴｉの酸化物やアルコキシド等の粉末
を添加混合した後、成形体とし、酸素雰囲気中あるいは
非酸化性雰囲気中でのホットプレス焼結法により、この
成形体を焼結し、放冷して得られる。
2 Ｏ3 粉末およびＴｉＣ粉末の混合物に、好ましくは、
さらに、Ｇａ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｎｂの酸化物や炭酸化合物
等の粉末、またはＴｉの酸化物やアルコキシド等の粉末
を添加混合した後、成形体とし、酸素雰囲気中あるいは
非酸化性雰囲気中でのホットプレス焼結法により、この
成形体を焼結し、放冷して得られる。
【００３３】この場合の焼結温度は１５００〜１８００
℃、特に１６５０〜１７５０℃が好ましい。
℃、特に１６５０〜１７５０℃が好ましい。
【００３４】温度が１５００℃より低いと、緻密な焼結
体が得られず、１８００℃より高いと、添加物の昇華が
増し、表面層と内部が異構造になるからである。
体が得られず、１８００℃より高いと、添加物の昇華が
増し、表面層と内部が異構造になるからである。
【００３５】また、プレス圧力は２００〜３００Ｋｇ／
ｃｍ2 程度である。
ｃｍ2 程度である。
【００３６】非酸化性雰囲気としては、Ｎ2 、Ａｒ、Ｈ
ｅ等の不活性ガス、Ｈ2 、ＣＯ、各種炭化水素等、ある
いはこれらの混合雰囲気、さらには真空等種々のもので
あってよい。
ｅ等の不活性ガス、Ｈ2 、ＣＯ、各種炭化水素等、ある
いはこれらの混合雰囲気、さらには真空等種々のもので
あってよい。
【００３７】焼結時間は、一般に１〜３時間である。
【００３８】なお、焼結に際しては、原料粉末の成形体
を酸素雰囲気中あるいは非酸化性雰囲気中（例えば、１
２００℃まで真空中、その後はＡｒ雰囲気中等が好まし
い）で予備焼結し、次いでＨＩＰ炉内でこの予備焼結体
を焼結する熱間等方等圧加圧（ＨＩＰ）法を用いてもよ
い。予備焼結の温度は１４００〜１６５０℃、その時間
は１〜３時間とするのがよい。また、ＨＩＰ法における
温度は１３００〜１５００℃、焼結時間は１〜５時間、
圧力は１０００〜１５００Ｋｇ／ｃｍ2 であり、酸素雰
囲気中あるいはＡｒ等の不活性雰囲気中で行えばよい。
を酸素雰囲気中あるいは非酸化性雰囲気中（例えば、１
２００℃まで真空中、その後はＡｒ雰囲気中等が好まし
い）で予備焼結し、次いでＨＩＰ炉内でこの予備焼結体
を焼結する熱間等方等圧加圧（ＨＩＰ）法を用いてもよ
い。予備焼結の温度は１４００〜１６５０℃、その時間
は１〜３時間とするのがよい。また、ＨＩＰ法における
温度は１３００〜１５００℃、焼結時間は１〜５時間、
圧力は１０００〜１５００Ｋｇ／ｃｍ2 であり、酸素雰
囲気中あるいはＡｒ等の不活性雰囲気中で行えばよい。
【００３９】この場合、室温で酸素ガス、Ａｒガス等を
３００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 まで加圧し、その後、上記
のように加熱により圧力をかける。
３００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 まで加圧し、その後、上記
のように加熱により圧力をかける。
【００４０】ホットプレス法、ＨＩＰ法を行なう際、酸
素雰囲気、非酸化性雰囲気のいずれを選択するかについ
ては、Ｔｉの酸化物の添加方法に主に依存する。
素雰囲気、非酸化性雰囲気のいずれを選択するかについ
ては、Ｔｉの酸化物の添加方法に主に依存する。
【００４１】Ｔｉの酸化物やアルコキシド等の粉末を直
接添加する場合は非酸化性雰囲気とすることが好まし
い。
接添加する場合は非酸化性雰囲気とすることが好まし
い。
【００４２】非酸化性雰囲気にするのは、ＴｉＣの酸化
を防止するためである。
を防止するためである。
【００４３】一方、焼成中にＴｉＣをＴｉの酸化物とす
る必要がある場合は酸素雰囲気とすることが好ましい。
る必要がある場合は酸素雰囲気とすることが好ましい。
【００４４】添加したＴｉの酸化物やアルコキシド等は
いずれの添加方法によらず、焼結後、ほとんど酸化物と
して残存し、前記したように粒結合を強固にしている。
いずれの添加方法によらず、焼結後、ほとんど酸化物と
して残存し、前記したように粒結合を強固にしている。
【００４５】また、添加したＧａ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｎｂの
酸化物や炭酸化合物も、焼結後、ほとんど酸化物として
残存し、Ｔｉ化合物同様、粒結合を強固にする働きをす
ると考えられる。
酸化物や炭酸化合物も、焼結後、ほとんど酸化物として
残存し、Ｔｉ化合物同様、粒結合を強固にする働きをす
ると考えられる。
【００４６】いずれの化合物も金属の状態で残るのは、
結合状態が悪く粒脱落の原因となり、好結果を得ない
が、本発明の焼結体には金属状態で残らないことがＸ線
分析により確認されている。
結合状態が悪く粒脱落の原因となり、好結果を得ない
が、本発明の焼結体には金属状態で残らないことがＸ線
分析により確認されている。
【００４７】このようにして得られたＡｌ2 Ｏ3 −Ｔｉ
Ｃ焼結体は、ビッカース硬度の高い水準を保持したまま
で、強度を９５Ｋｇ／ｍｍ2 から７０〜８０Ｋｇ／ｍｍ
2 に下げることができ、切断加工性を２倍程度に挙げる
ことが可能となる。
Ｃ焼結体は、ビッカース硬度の高い水準を保持したまま
で、強度を９５Ｋｇ／ｍｍ2 から７０〜８０Ｋｇ／ｍｍ
2 に下げることができ、切断加工性を２倍程度に挙げる
ことが可能となる。
【００４８】また、鏡面加工の際、生ずる粒脱落もおこ
りにくい。
りにくい。
【００４９】以上述べてきた本発明のセラミック材料は
種々の用途に有用である。特に磁気ヘッドスライダ材料
としてのＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体は、いわゆる飛行型
の磁気ヘッドの基体ないしスライダのみならず、フロッ
ピーヘッドなどのスライダや各種ダミーブロック等に適
用することができる。
種々の用途に有用である。特に磁気ヘッドスライダ材料
としてのＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体は、いわゆる飛行型
の磁気ヘッドの基体ないしスライダのみならず、フロッ
ピーヘッドなどのスライダや各種ダミーブロック等に適
用することができる。
【００５０】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
の効果をさらに詳細に説明する。 実施例１ 平均粒径０．５μm のＡｌ2 Ｏ3 （純度９９．９％）粉
末と平均粒径０．７μm のＴｉＣ（純度９９％、炭素含
有量１９％以上でその１％以下は遊離コクエンである）
とを重量比で７：３の割合で混合したものにＢａＣＯ3
を２重量％添加し、ボールミルにより２０時間湿式混合
を行った。
の効果をさらに詳細に説明する。 実施例１ 平均粒径０．５μm のＡｌ2 Ｏ3 （純度９９．９％）粉
末と平均粒径０．７μm のＴｉＣ（純度９９％、炭素含
有量１９％以上でその１％以下は遊離コクエンである）
とを重量比で７：３の割合で混合したものにＢａＣＯ3
を２重量％添加し、ボールミルにより２０時間湿式混合
を行った。
【００５１】混合したスラリーを乾燥造粒し、内径７７
ｍｍの黒鉛型に充填した。これを真空雰囲気中で１時
間、焼結温度１５００〜１８００℃、プレス圧力２００
〜３００Ｋｇ／ｃｍ2 でホットプレス焼結を行った。
ｍｍの黒鉛型に充填した。これを真空雰囲気中で１時
間、焼結温度１５００〜１８００℃、プレス圧力２００
〜３００Ｋｇ／ｃｍ2 でホットプレス焼結を行った。
【００５２】冷却後、焼結体を型から取り出し、＃２０
０ダイヤモンド砥石にて加工し、３インチφ、４ｍｍ厚
の試料１００を作製した。
０ダイヤモンド砥石にて加工し、３インチφ、４ｍｍ厚
の試料１００を作製した。
【００５３】このように作製した焼結体中でのＴｉＣの
平均粒径は１．５μm であり、粒度分布は電子顕微鏡写
真で観察したところ、粒径０．５〜２．０μm のＴｉＣ
がＴｉＣ粒子の総数の９２％であった。
平均粒径は１．５μm であり、粒度分布は電子顕微鏡写
真で観察したところ、粒径０．５〜２．０μm のＴｉＣ
がＴｉＣ粒子の総数の９２％であった。
【００５４】また、０．１μm 以下の粒径を有するＴｉ
Ｃは５％であった。
Ｃは５％であった。
【００５５】上記において、焼結体を作製する際原料と
なるＴｉＣの粒径を０．３μm とする他は、同様にして
試料２００を作製した。
なるＴｉＣの粒径を０．３μm とする他は、同様にして
試料２００を作製した。
【００５６】このように作製した焼結体中でのＴｉＣの
平均粒径は０．８μm であり、粒度分布は電子顕微鏡写
真で観察したところ、粒径０．５〜１．５μm のＴｉＣ
がＴｉＣ粒子の総数の８０％であった。
平均粒径は０．８μm であり、粒度分布は電子顕微鏡写
真で観察したところ、粒径０．５〜１．５μm のＴｉＣ
がＴｉＣ粒子の総数の８０％であった。
【００５７】また、０．１μm 以下の粒径を有するＴｉ
Ｃは１５％であった。
Ｃは１５％であった。
【００５８】上記の試料１００，２００について、特性
を以下に示す。
を以下に示す。
【００５９】なお特性の評価方法は下記のとおりであ
る。
る。
【００６０】（１）鏡面加工性 各試料をグリーンカーバイド（ＧＣ）砥粒でラップ加工
した後、ダイヤモンド砥粒でポリシング加工し、２次電
子像の回折および表面あらさ計により粒脱落の有無を調
べた。また、Ｘ線マイクロアナライザーを用いてＸ線像
を得、表面の分析を行い、脱落部の組成を調べた。
した後、ダイヤモンド砥粒でポリシング加工し、２次電
子像の回折および表面あらさ計により粒脱落の有無を調
べた。また、Ｘ線マイクロアナライザーを用いてＸ線像
を得、表面の分析を行い、脱落部の組成を調べた。
【００６１】（２）磁性 試料振動型マグネトメータ（ＶＳＭ）により磁性の有無
を調べた。
を調べた。
【００６２】（３）切断加工性 （ａ）切断性（定圧切断実験） １軸スラストベアリングの上にガラスを接着し、その上
に試料（幅３０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を接着し、この試料
を５００ｇおよび１０００ｇのおもりで引っぱり、ダイ
ヤモンド切断砥石で切断加工したときの切断速度を測定
した。 （ｂ）チッピング発生（定速切断実験） 定速送り（２５ｍｍ／ｍｉｎ）により、ダイヤモンド切
断砥石で切断加工したとき、切断面から１０μm 以上の
深さのチッピングの発生率（幅３０ｍｍ、厚さ４ｍｍの
試料について３０ｍｍあたりの発生率）を顕微鏡（２０
０倍）で調べた。
に試料（幅３０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を接着し、この試料
を５００ｇおよび１０００ｇのおもりで引っぱり、ダイ
ヤモンド切断砥石で切断加工したときの切断速度を測定
した。 （ｂ）チッピング発生（定速切断実験） 定速送り（２５ｍｍ／ｍｉｎ）により、ダイヤモンド切
断砥石で切断加工したとき、切断面から１０μm 以上の
深さのチッピングの発生率（幅３０ｍｍ、厚さ４ｍｍの
試料について３０ｍｍあたりの発生率）を顕微鏡（２０
０倍）で調べた。
【００６３】（４）ＣＳ／Ｓ特性 （ａ）耐摩耗性 試料の薄膜素子を一括形成してスライダ形状に加工し、
磁気ヘッドについてコンタクトスタート／ストップを２
万回繰り返した時の摩耗の程度（μm ）を調べた。 （ｂ）粒脱落（電解評価） 白金と試料との間に１Ｖの電圧を印加し、電解作用によ
るＴｉＣの粒脱落の程度を調べた。表面粗さの指標であ
るＲmax で表わす。
磁気ヘッドについてコンタクトスタート／ストップを２
万回繰り返した時の摩耗の程度（μm ）を調べた。 （ｂ）粒脱落（電解評価） 白金と試料との間に１Ｖの電圧を印加し、電解作用によ
るＴｉＣの粒脱落の程度を調べた。表面粗さの指標であ
るＲmax で表わす。
【００６４】 試 料 No. 100 （本発明） 200 （比較） 鏡面加工性（粒脱落） 無 有 磁 性 無 無 切断加工速度(mm/min) ４２ ２５ 切断加工性 チッピング発生 ５個以内 ５〜１０個 耐摩耗性( μm /2万回) ＜０．５ １．０ CS／S 特性 粒脱落 Rmax≦100 A Rmax＞1000 A
【００６５】以上の結果より、本発明の試料は、鏡面加
工性、切断加工性およびＣＳ／Ｓ特性のいずれについて
も優れていることがわかる。また、非磁性であり、鏡面
加工性が良好なことからスライダ摺動面の鏡面加工が容
易となり、信頼性もよく磁気ヘッドスライダ材料として
適していることもわかる。
工性、切断加工性およびＣＳ／Ｓ特性のいずれについて
も優れていることがわかる。また、非磁性であり、鏡面
加工性が良好なことからスライダ摺動面の鏡面加工が容
易となり、信頼性もよく磁気ヘッドスライダ材料として
適していることもわかる。
【００６６】なお、本発明の試料はビッカース硬度も高
い値であった。
い値であった。
【００６７】実施例２ 実施例１の試料１００を作製する際用いたＡｌ2 Ｏ3 ：
ＴｉＣ＝７：３（重量比）の割合で混合したもの１００
重量部に対して、各種添加物（表１）を、表１に示すよ
うな割合で添加したほかは試料１００と同様に、試料１
０１〜１０９（表１）を作製した。
ＴｉＣ＝７：３（重量比）の割合で混合したもの１００
重量部に対して、各種添加物（表１）を、表１に示すよ
うな割合で添加したほかは試料１００と同様に、試料１
０１〜１０９（表１）を作製した。
【００６８】また、実施例１の試料２００を作製する際
用いたＡｌ2 Ｏ3 ：ＴｉＣ＝７：３（重量比）の割合で
混合したもの１００重量部に対して、各種添加物（表
１）を、表１に示すような割合で添加したほかは試料２
００と同様に、試料２０１〜２０３（表１）を作製し
た。
用いたＡｌ2 Ｏ3 ：ＴｉＣ＝７：３（重量比）の割合で
混合したもの１００重量部に対して、各種添加物（表
１）を、表１に示すような割合で添加したほかは試料２
００と同様に、試料２０１〜２０３（表１）を作製し
た。
【００６９】これらの試料について実施例１と同様に特
性を評価した。
性を評価した。
【００７０】結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】ただし、チッピング発生については、５個
以内を○、５〜１０個を△、それ以上を×で表わす。ま
た、粒脱落については、Ｒmax が１００A 以下であるも
のを○、１００〜１０００A であるものを△、１０００
A をこえるものを×で表わす。
以内を○、５〜１０個を△、それ以上を×で表わす。ま
た、粒脱落については、Ｒmax が１００A 以下であるも
のを○、１００〜１０００A であるものを△、１０００
A をこえるものを×で表わす。
【００７３】粒度分布については９２％を占める粒径の
範囲を示した。
範囲を示した。
【００７４】表１より本発明の効果は明らかである。
【００７５】そして、添加物を含有させることにより、
特性、特に粒脱落が改善される。
特性、特に粒脱落が改善される。
【００７６】実施例３ 実施例１で用いたＡｌ2 Ｏ3 粉末とＴｉＣ粉末（粒径
０．７μm ）とを重量比で６５：３５の割合で混合した
ものに、ＢａＯを２重量％添加し、実施例１と同様の処
理をし、本発明の試料Ａを作製した。
０．７μm ）とを重量比で６５：３５の割合で混合した
ものに、ＢａＯを２重量％添加し、実施例１と同様の処
理をし、本発明の試料Ａを作製した。
【００７７】ただし、焼成雰囲気は酸素雰囲気とした。
【００７８】この場合ＴｉＣの１０重量％がＴｉの酸化
物へと変化した。
物へと変化した。
【００７９】また、焼結体中でのＴｉＣの平均粒径は
１．５μm であり、粒度分布は電子顕微鏡写真で観察し
たところ、粒径０．５〜２．０μm の粒子の占める割合
が９２％であり、０．１μm 以下の粒径を有するＴｉＣ
は５％であった。
１．５μm であり、粒度分布は電子顕微鏡写真で観察し
たところ、粒径０．５〜２．０μm の粒子の占める割合
が９２％であり、０．１μm 以下の粒径を有するＴｉＣ
は５％であった。
【００８０】上記において、焼結体を作製する際原料と
なるＴｉＣの粒径が０．３μm のもの（実施例１で使用
したもの）を用いた他は同様の処理をし、比較の試料Ｂ
を作製した。
なるＴｉＣの粒径が０．３μm のもの（実施例１で使用
したもの）を用いた他は同様の処理をし、比較の試料Ｂ
を作製した。
【００８１】この場合ＴｉＣの１１重量％がＴｉの酸化
物へと変化した。
物へと変化した。
【００８２】また、焼結体中でのＴｉＣの平均粒径は
０．８μm であり、粒度分布は粒径０．５〜１．５μm
の粒子が占める割合が８０％であり、０．１μm 以下の
粒径を有するＴｉＣは１５％であった。
０．８μm であり、粒度分布は粒径０．５〜１．５μm
の粒子が占める割合が８０％であり、０．１μm 以下の
粒径を有するＴｉＣは１５％であった。
【００８３】この試料について実施例１と同様に特性を
評価した。
評価した。
【００８４】結果を以下に示す。 試 料 Ａ Ｂ 鏡面加工性（粒脱落） 無 有 磁 性 無 無 切断加工速度(mm/min) ４２ ２３ 切断加工性 チッピング発生 ５個以内 ５〜１０個 耐摩耗性( μm /2万回) ＜０．５ １．１ CS／S 特性 粒脱落 Rmax≦100 A Rmax＞1000 A
【００８５】結果より本発明の効果は明らかである。
Claims (2)
- 【請求項１】 ５〜４０重量％の炭化チタンとアルミナ
とを含む混合物１００重量部に対し、Ｇａ、Ｂａおよび
Ｃｅの酸化物の少なくとも１種を０．０１〜１０重量部
含み、焼結体中の炭化チタンの平均粒径が１．０〜２．
５μm であり、炭化チタンのうち粒径が０．１μm 以下
のものが１０重量％以下である磁気ヘッドスライダ用セ
ラミック材料。 - 【請求項２】 ５〜４０重量％の炭化チタンとアルミナ
とを含む混合物１００重量部に対し、Ｇａ、Ｂａおよび
Ｃｅの酸化物の少なくとも１種とＮｂおよびＴｉの酸化
物の少なくとも１種とを０．０１〜１０重量部含み、焼
結体中の炭化チタンの平均粒径が１．０〜２．５μm で
あり、炭化チタンのうち粒径が０．１μm 以下のものが
１０重量％以下である磁気ヘッドスライダ用セラミック
材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7091881A JP2554604B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 磁気ヘッドスライダ用セラミック材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7091881A JP2554604B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 磁気ヘッドスライダ用セラミック材料 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61149225A Division JPH062617B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 磁気ヘッドスライダ用セラミック材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07330423A JPH07330423A (ja) | 1995-12-19 |
| JP2554604B2 true JP2554604B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=14038912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7091881A Expired - Lifetime JP2554604B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 磁気ヘッドスライダ用セラミック材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2554604B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4025791B2 (ja) * | 2005-06-27 | 2007-12-26 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法 |
-
1995
- 1995-03-24 JP JP7091881A patent/JP2554604B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07330423A (ja) | 1995-12-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960528 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |