JP2571070B2 - 薄膜磁気ヘッド用基板材料の製造方法 - Google Patents
薄膜磁気ヘッド用基板材料の製造方法Info
- Publication number
- JP2571070B2 JP2571070B2 JP62246214A JP24621487A JP2571070B2 JP 2571070 B2 JP2571070 B2 JP 2571070B2 JP 62246214 A JP62246214 A JP 62246214A JP 24621487 A JP24621487 A JP 24621487A JP 2571070 B2 JP2571070 B2 JP 2571070B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate material
- magnetic head
- film magnetic
- tic
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，コンピュータの周辺装置であるフロッピー
ディスク装置やハードディスク装置に組み込まれる磁気
ヘッドの基板材料に関し，特に薄膜磁気ヘッドの非磁性
基板材料の製造方法に関する。
ディスク装置やハードディスク装置に組み込まれる磁気
ヘッドの基板材料に関し，特に薄膜磁気ヘッドの非磁性
基板材料の製造方法に関する。
（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点） 従来，この種の基板材料に用いられているのは,Al2O3
（アルミナ）−TiC（炭化チタン）セラミクスであり，
焼結性が悪いために基板材料として必要な緻密なもの
を得るためには焼結温度を1850〜1900℃の高温としなけ
ればならない事，機械加工性が悪いために小型化の要
求に対応できない事の様な欠点があった。
（アルミナ）−TiC（炭化チタン）セラミクスであり，
焼結性が悪いために基板材料として必要な緻密なもの
を得るためには焼結温度を1850〜1900℃の高温としなけ
ればならない事，機械加工性が悪いために小型化の要
求に対応できない事の様な欠点があった。
それ故，本発明の目的は,Al2O3−TiCセラミクスの欠
点である難焼結性，難機械加工性を改善することのでき
る薄膜磁気ヘッド用基板材料の製造方法を提供すること
にある。
点である難焼結性，難機械加工性を改善することのでき
る薄膜磁気ヘッド用基板材料の製造方法を提供すること
にある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は種々の実験を行なった結果,TiCが15〜60wt
％，残部Al2O3よりなる主成分100wt％に対し，希土類の
酸化物のうちSc2O3,La2O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,Tm2O3,Yb
2O3,Lu2O3の一種以上を１〜10wt％添加する事により,Al
2O3とTiCとの間の濡れ性が向上するため焼結性が向上
し，かつCr2O3,TiO2,Y2O3,MgOの一種以上の粒成長整合
効果を示す添加物を１〜5wt％添加する事で小粒径組織
として加工性を改善し，さらにSi3N4を添加する事で機
械強度を向上させ，さらにこの組成物をCIP処理する事
で後工程の焼結及びHIP処理温度を低下させて小粒径均
一組織とし，もって焼結性，機械加工性ともに優れた薄
膜磁気ヘッド用Al2O3−TiCセラミクス基板材を製造する
事ができた。
％，残部Al2O3よりなる主成分100wt％に対し，希土類の
酸化物のうちSc2O3,La2O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,Tm2O3,Yb
2O3,Lu2O3の一種以上を１〜10wt％添加する事により,Al
2O3とTiCとの間の濡れ性が向上するため焼結性が向上
し，かつCr2O3,TiO2,Y2O3,MgOの一種以上の粒成長整合
効果を示す添加物を１〜5wt％添加する事で小粒径組織
として加工性を改善し，さらにSi3N4を添加する事で機
械強度を向上させ，さらにこの組成物をCIP処理する事
で後工程の焼結及びHIP処理温度を低下させて小粒径均
一組織とし，もって焼結性，機械加工性ともに優れた薄
膜磁気ヘッド用Al2O3−TiCセラミクス基板材を製造する
事ができた。
（実施例） 以下，本発明を実施例に従って詳細に説明する。
平均粒径0.1〜0.5μm,純度99％以上のAl2O3,TiC,Sc2O
3,La2O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,Tm2O3,Yb2O3,Lu2O3,Cr2O3,
TiO2,Y2O3,MgO,Si3N4の各粉末原料を第１表に示す組成
比となる様に秤量し,No.1〜23の各試料とした。なお，
主成分ＡはTiCとAl2O3の各wt％を示す。また,Sc2O3,La2
O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,Tm2O3,Yb2O3,Lu2O3（添加物
Ｂ）,Cr2O3,TiO2,Y2O3,MgO（添加物Ｃ）,Si3N4（添加物
Ｄ）の秤量値はすべてAl2O3とTiCとを合せて100wt％と
した主成分に対する割合である。
3,La2O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,Tm2O3,Yb2O3,Lu2O3,Cr2O3,
TiO2,Y2O3,MgO,Si3N4の各粉末原料を第１表に示す組成
比となる様に秤量し,No.1〜23の各試料とした。なお，
主成分ＡはTiCとAl2O3の各wt％を示す。また,Sc2O3,La2
O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,Tm2O3,Yb2O3,Lu2O3（添加物
Ｂ）,Cr2O3,TiO2,Y2O3,MgO（添加物Ｃ）,Si3N4（添加物
Ｄ）の秤量値はすべてAl2O3とTiCとを合せて100wt％と
した主成分に対する割合である。
試料No.11〜23は比較のためのものである。
各試料をそれぞれ前述の様に秤量後，エタノールを溶
媒としてボールミルにて20〜40時間混合した。これを
過，乾燥後，有機系バインダーを添加し,30×30×10mm
のブロックに加圧成型した。次に，この成型体を１〜3t
on/cm2の圧力でCIP処理し,9kg/cm2のN2雰囲気下で1700
℃×２時間の焼結を行なった後,N2ガスを圧力媒体とし
て用い，圧力1000kg/cm2,温度1600℃，保持時間２時間
の条件でHIP処理を行なった。
媒としてボールミルにて20〜40時間混合した。これを
過，乾燥後，有機系バインダーを添加し,30×30×10mm
のブロックに加圧成型した。次に，この成型体を１〜3t
on/cm2の圧力でCIP処理し,9kg/cm2のN2雰囲気下で1700
℃×２時間の焼結を行なった後,N2ガスを圧力媒体とし
て用い，圧力1000kg/cm2,温度1600℃，保持時間２時間
の条件でHIP処理を行なった。
なお,CIP処理効果の検討試料として第１表の７〜10の
組成を用い,CIP処理を施さず1700℃焼結,1600℃HIP処理
を行なったもの（第２表の７′,8′）及び1750℃焼結,1
650℃HIP処理を行なったもの（第２表の９′,10′）も
同時に作成した。ここで，試料No.7と７′,8と８′,9と
９′,10と10′とはそれぞれ同組成である。
組成を用い,CIP処理を施さず1700℃焼結,1600℃HIP処理
を行なったもの（第２表の７′,8′）及び1750℃焼結,1
650℃HIP処理を行なったもの（第２表の９′,10′）も
同時に作成した。ここで，試料No.7と７′,8と８′,9と
９′,10と10′とはそれぞれ同組成である。
以上の工程により得られた試料の材料特性の評価とし
て，相対密度，平均粒径，ビッカース硬度Hv,抵抗強度
F,比抵抗の測定を行なった。また，各試料より５×５×
20mmの角柱を切り出した後，該角柱の隣接する５×20mm
の２面を鏡面加工し陵部に生じた２×２μｍ以上のチッ
ピング数を1000倍の光学顕微鏡を用いてカウントし,1cm
当りの発生率に換算して加工性の評価項目とした。な
お，チッピングの大きさは，その長さ別に２〜10μm,11
〜50μm,51μｍ以上の３水準に分類した。
て，相対密度，平均粒径，ビッカース硬度Hv,抵抗強度
F,比抵抗の測定を行なった。また，各試料より５×５×
20mmの角柱を切り出した後，該角柱の隣接する５×20mm
の２面を鏡面加工し陵部に生じた２×２μｍ以上のチッ
ピング数を1000倍の光学顕微鏡を用いてカウントし,1cm
当りの発生率に換算して加工性の評価項目とした。な
お，チッピングの大きさは，その長さ別に２〜10μm,11
〜50μm,51μｍ以上の３水準に分類した。
以上の結果を第２表に示した。
試料No.1〜10の本発明の適用例とNo.11〜23の比較例
から分る様に,Sc2O3,La2O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,Tm2O3,Y
b2O3,Lu2O3の少なくとも一種を１〜10wt％,Cr2O3,TiO2,
Y2O3,MgOの少なくとも一種を１〜5wt％,Si3N4を１〜10w
t％，これらを同時に添加する事により，無添加例（No.
11）に比較してビッカース硬度Hvは900〜1000の著しい
向上を示し，抗体強度Ｆの値も２倍以上の上昇を示して
いる。さらに，相対密度は99.96〜99.98％と高いにもか
かわらず，平均粒径は0.7〜0.8μｍと小さい。以上，機
械強度の向上，密度の上昇，粒組織の微細化のためにチ
ッピング発生率も低く加工性も改善されている。
から分る様に,Sc2O3,La2O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,Tm2O3,Y
b2O3,Lu2O3の少なくとも一種を１〜10wt％,Cr2O3,TiO2,
Y2O3,MgOの少なくとも一種を１〜5wt％,Si3N4を１〜10w
t％，これらを同時に添加する事により，無添加例（No.
11）に比較してビッカース硬度Hvは900〜1000の著しい
向上を示し，抗体強度Ｆの値も２倍以上の上昇を示して
いる。さらに，相対密度は99.96〜99.98％と高いにもか
かわらず，平均粒径は0.7〜0.8μｍと小さい。以上，機
械強度の向上，密度の上昇，粒組織の微細化のためにチ
ッピング発生率も低く加工性も改善されている。
これに対し,Sc2O3,La2O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,Tm2O3,Y
b2O3,Lu2O3の少なくとも一種の添加量が1wt％未満の場
合（No.12〜14）焼結性は改善されず，よって相対密度
も92％程度と低く，チッピングも多発している。
b2O3,Lu2O3の少なくとも一種の添加量が1wt％未満の場
合（No.12〜14）焼結性は改善されず，よって相対密度
も92％程度と低く，チッピングも多発している。
一方,Cr2O3,TiO2,Y2O3,MgOの少なくとも一種の添加量
が1wt％未満の時（No.15,17）粒成長整合効果は見られ
ず，これが原因となり,11〜50μｍの中程度のチッピン
グの発生率が増加している。また，添加量が5wt％を越
えると（No.16）焼結性の低下をきたし，故にチッピン
グも多発している。
が1wt％未満の時（No.15,17）粒成長整合効果は見られ
ず，これが原因となり,11〜50μｍの中程度のチッピン
グの発生率が増加している。また，添加量が5wt％を越
えると（No.16）焼結性の低下をきたし，故にチッピン
グも多発している。
試料No.19では添加物B,Cともに本発明の適用範囲を越
えているが，この場合焼結性は向上し相対密度は高いも
のの機械強度が低く，チッピングも多発している。これ
は余分な添加物が粒界に析出したためではないかと考え
られる。
えているが，この場合焼結性は向上し相対密度は高いも
のの機械強度が低く，チッピングも多発している。これ
は余分な添加物が粒界に析出したためではないかと考え
られる。
さらに,Si3N4の添加量が１〜10wt％の時（No.1〜1
0）,Si3N4の高強度特性が現れ,1wt％未満（No.20,21）
に比較してビッカース硬度Hv,抗折強度Ｆともに向上し
ている。一方,10wt％を越えると（No.22,23）,Si3N4の
難焼結性が現れるため反応性が低下し相対密度も上らな
い。
0）,Si3N4の高強度特性が現れ,1wt％未満（No.20,21）
に比較してビッカース硬度Hv,抗折強度Ｆともに向上し
ている。一方,10wt％を越えると（No.22,23）,Si3N4の
難焼結性が現れるため反応性が低下し相対密度も上らな
い。
CIP処理を施さなかった試料No.7′,8′は，添加物が
本発明の範囲内にもかかわらず相対密度は98％程度と低
い。一方，試料No.9′,10′もCIP処理も施していない
が，焼結,HIP温度ともに試料No.9,10より50℃高いため
に相対密度は99.97％と良好な値を示している。しかし,
CIP処理を施し，試料No.9′,10′より低温で焼結,HIP処
理した試料No.9,10と比較すると，平均粒径が大きくか
つチッピングの発生率も多少増加している。
本発明の範囲内にもかかわらず相対密度は98％程度と低
い。一方，試料No.9′,10′もCIP処理も施していない
が，焼結,HIP温度ともに試料No.9,10より50℃高いため
に相対密度は99.97％と良好な値を示している。しかし,
CIP処理を施し，試料No.9′,10′より低温で焼結,HIP処
理した試料No.9,10と比較すると，平均粒径が大きくか
つチッピングの発生率も多少増加している。
比抵抗の値については、Si3N4を添加した場合，無添
加に比較して１桁程度上昇しているが，これはTiC中の
遊離炭素がSi3N4中のSiと反応して高抵抗のSiCが生成し
た事，及び絶縁材であるSi3N4が均一に分散した事の相
乗効果によるものと推察される。比抵抗の上昇により誘
導される効果としては，基板と磁性層との間に形成しな
ければならない絶縁層の厚さの減少に伴うヘッド製造工
程の時間短縮があげられる。
加に比較して１桁程度上昇しているが，これはTiC中の
遊離炭素がSi3N4中のSiと反応して高抵抗のSiCが生成し
た事，及び絶縁材であるSi3N4が均一に分散した事の相
乗効果によるものと推察される。比抵抗の上昇により誘
導される効果としては，基板と磁性層との間に形成しな
ければならない絶縁層の厚さの減少に伴うヘッド製造工
程の時間短縮があげられる。
従って,Sc2O3,La2O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,Tm2O3,Yb
2O3,La2O3の少なくとも一種を１〜10wt％,Cr2O3,TiO2,Y
2O3,MgOの少なくとも一種を１〜5wt％,Si3N4を１〜10wt
％，これらを同時に添加したものをCIP処理後，焼結,HI
P処理することにより，小粒径組織かつ緻密で機械加工
性に優れたAl2O3−TiCセラミクス基板が得られる事が分
った。
2O3,La2O3の少なくとも一種を１〜10wt％,Cr2O3,TiO2,Y
2O3,MgOの少なくとも一種を１〜5wt％,Si3N4を１〜10wt
％，これらを同時に添加したものをCIP処理後，焼結,HI
P処理することにより，小粒径組織かつ緻密で機械加工
性に優れたAl2O3−TiCセラミクス基板が得られる事が分
った。
これは添加物B,C,Dの添加量が上記範囲内の時に，
添加物Ｂの焼結促進効果，添加物Ｃの粒成長整合効果，
添加物Ｄ（Si3N4）の強度向上効果の相乗効果が最大と
なる事，さらにCIP処理を施した事による成型体の密
度上昇，及び成型体内部の密度分布の均一化から導かれ
る焼結性の向上効果と添加物Ｂの焼結促進効果との相乗
効果により低温焼結，低温HIP処理が可能となる事の２
つの効果によるものと推察される。
添加物Ｂの焼結促進効果，添加物Ｃの粒成長整合効果，
添加物Ｄ（Si3N4）の強度向上効果の相乗効果が最大と
なる事，さらにCIP処理を施した事による成型体の密
度上昇，及び成型体内部の密度分布の均一化から導かれ
る焼結性の向上効果と添加物Ｂの焼結促進効果との相乗
効果により低温焼結，低温HIP処理が可能となる事の２
つの効果によるものと推察される。
なお，主成分に関してはTiCとAl2O3の合計に対するTi
Cのwt％が15未満ではビッカース硬度Hvが2000以下にな
り,60を越えると焼結性が著しく低下して密度が向上し
ないため，主成分のTiC量を15〜60wt％に限定してい
る。
Cのwt％が15未満ではビッカース硬度Hvが2000以下にな
り,60を越えると焼結性が著しく低下して密度が向上し
ないため，主成分のTiC量を15〜60wt％に限定してい
る。
（発明の効果） 以上の結果から明らかな様に，本発明によれば，小粒
径組織かつ緻密で，機械加工性に優れた薄膜磁気ヘッド
用高密度Al2O3−TiCセラミクス基板を容易に製造する事
ができる。
径組織かつ緻密で，機械加工性に優れた薄膜磁気ヘッド
用高密度Al2O3−TiCセラミクス基板を容易に製造する事
ができる。
Claims (1)
- 【請求項１】TiCを15〜60wt％含み残部Al2O3よりなる主
成分100重量部に対し,Sc2O3,La2O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,
Tm2O3,Yb2O3,Lu2O3,の少なくとも一種を１〜10wt％,Cr2
O3,TiO2,Y2O3,MgOの少なくとも一種を１〜5wt％,Si3N4
を１〜10wt％を同時に添加し，これらの組成物をCIP
（冷間静水圧プレス）処理後，焼結,HIP（熱間静水圧プ
レス）処理を施す事を特徴とする薄膜磁気ヘッド用基板
材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62246214A JP2571070B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 薄膜磁気ヘッド用基板材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62246214A JP2571070B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 薄膜磁気ヘッド用基板材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6489406A JPS6489406A (en) | 1989-04-03 |
| JP2571070B2 true JP2571070B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=17145215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62246214A Expired - Fee Related JP2571070B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 薄膜磁気ヘッド用基板材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2571070B2 (ja) |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP62246214A patent/JP2571070B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6489406A (en) | 1989-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS62260774A (ja) | 炭化珪素系複合セラミックス焼結体 | |
| US4902651A (en) | Material for magnetic head substrate member | |
| JP2632218B2 (ja) | セラミック焼結体の製造方法 | |
| JP2571070B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド用基板材料の製造方法 | |
| EP0301802A2 (en) | SiC complex sintered bodies and production thereof | |
| JP2539018B2 (ja) | Ａｌ▲下２▼Ｏ▲下３▼基セラミックス | |
| JP2640471B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド用基板材料 | |
| JP2666036B2 (ja) | 超硬合金 | |
| JP2858965B2 (ja) | 酸化アルミニウム質焼結体 | |
| JP4296251B2 (ja) | アルミナ−窒化ホウ素系複合材料の製造方法 | |
| JPH0373043B2 (ja) | ||
| WO2006137488A1 (ja) | マシナブルガラスセラミックス及びその製造方法 | |
| JPS62265173A (ja) | 炭化珪素ウイスカ−強化複合材料 | |
| JPS6345173A (ja) | 高靭性セラミツク焼結体とその製造法 | |
| JPS60191063A (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JPH0744111B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド用基板材料 | |
| JPH0559067B2 (ja) | ||
| JPH0255390B2 (ja) | ||
| JPS6218623B2 (ja) | ||
| JPH0373044B2 (ja) | ||
| JPH07315916A (ja) | 薄膜ヘッド用基板材料 | |
| JPH07220238A (ja) | 磁気ヘッド用基板材料 | |
| JPS60155576A (ja) | 高靭性窒化ケイ素焼結体の製造方法 | |
| JPS63100054A (ja) | 磁気ヘツド基板用材料 | |
| JPH0670925B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド用基板材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |