JP2699093B2 - 薄膜磁気ヘッド用セラミック材料 - Google Patents
薄膜磁気ヘッド用セラミック材料Info
- Publication number
- JP2699093B2 JP2699093B2 JP63308369A JP30836988A JP2699093B2 JP 2699093 B2 JP2699093 B2 JP 2699093B2 JP 63308369 A JP63308369 A JP 63308369A JP 30836988 A JP30836988 A JP 30836988A JP 2699093 B2 JP2699093 B2 JP 2699093B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic material
- film magnetic
- weight
- magnetic head
- zro
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば薄膜磁気ヘッド用基板などに用いられ
るアルミナー炭化チタン系のセラミック材料に関するも
のである。
るアルミナー炭化チタン系のセラミック材料に関するも
のである。
近時、フェライトやセンダストを使用したヘッドに代
わって薄膜磁気ヘッドが高密度記録用ヘッドとして注目
されており、この薄膜磁気ヘッド用の基板には、 （１）・・・耐摩耗性に優れている （２）・・・表面平滑性に優れている （３）・・・耐チッピング性に優れている （４）・・・機械加工性に優れている などの特性が要求されており、このような要求に対して
アルミナ（Al2O3）−炭化チタン（TiC）系のセラミック
焼結体が注目されている。
わって薄膜磁気ヘッドが高密度記録用ヘッドとして注目
されており、この薄膜磁気ヘッド用の基板には、 （１）・・・耐摩耗性に優れている （２）・・・表面平滑性に優れている （３）・・・耐チッピング性に優れている （４）・・・機械加工性に優れている などの特性が要求されており、このような要求に対して
アルミナ（Al2O3）−炭化チタン（TiC）系のセラミック
焼結体が注目されている。
このセラミック焼結体を用いた場合には上記（１）の
耐摩耗性は容易に得られ易いが、その他の（２）（３）
（４）などの所要特性については得られ難い。そのため
にMgO,NiO,Cr2O3，Y2O3などの焼結助剤を添加し、そし
て、ホットプレス法、ホットプレス法とHIP法、又は雰
囲気焼成とHIP法の組合せにより焼結体密度を理論密度
にまで大きくし、その結果、上記（２）の表面平滑性を
向上させることができたが、その半面、（３）の耐チッ
ピング性や（４）の機械加工性については未だ満足し得
るような所要特性が得られていない。
耐摩耗性は容易に得られ易いが、その他の（２）（３）
（４）などの所要特性については得られ難い。そのため
にMgO,NiO,Cr2O3，Y2O3などの焼結助剤を添加し、そし
て、ホットプレス法、ホットプレス法とHIP法、又は雰
囲気焼成とHIP法の組合せにより焼結体密度を理論密度
にまで大きくし、その結果、上記（２）の表面平滑性を
向上させることができたが、その半面、（３）の耐チッ
ピング性や（４）の機械加工性については未だ満足し得
るような所要特性が得られていない。
即ち、薄膜磁気ヘッド用基板を製作する場合には３イ
ンチφ掛ける厚み4mmの円板状Al2O3−TiC系セラミック
焼結体をスライシングし、数百個の基板材を切り出して
いるが、その切り出しに当たってチッピングが発生し易
くなり、更に切削抵抗が大きくなり、その結果、製造歩
留りが低下するという問題があった。
ンチφ掛ける厚み4mmの円板状Al2O3−TiC系セラミック
焼結体をスライシングし、数百個の基板材を切り出して
いるが、その切り出しに当たってチッピングが発生し易
くなり、更に切削抵抗が大きくなり、その結果、製造歩
留りが低下するという問題があった。
従って本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであ
り、その目的は機械加工性及び耐ピッチング性に優れた
Al2O3−TiC系セラミック焼結体を提供することにある。
り、その目的は機械加工性及び耐ピッチング性に優れた
Al2O3−TiC系セラミック焼結体を提供することにある。
本発明者等は上記問題点に対し、特に組成の点から研
究を行った結果、Al2O3−TiCの主成分に対し、Yb2O3，Z
rO2，TiO2とMgO,CaOのうち少なくとも１種をそれぞれ特
定の割合で配合することによりアルミナ結晶粒が微細で
且つ高密度の焼結体が得られ、薄膜磁気ヘッド用セラミ
ック材料として優れた機械加工性、耐チッピング性が得
られることを知見した。
究を行った結果、Al2O3−TiCの主成分に対し、Yb2O3，Z
rO2，TiO2とMgO,CaOのうち少なくとも１種をそれぞれ特
定の割合で配合することによりアルミナ結晶粒が微細で
且つ高密度の焼結体が得られ、薄膜磁気ヘッド用セラミ
ック材料として優れた機械加工性、耐チッピング性が得
られることを知見した。
即ち、本発明によれば、主成分としてAl2O3を60〜80
重量％とTiC20〜40重量％から成る主成分100重量部に対
し、副成分としてYb2O3を0.5〜3.0重量％、ZrO2を2.0〜
6.0重量％、TiO2を2.0〜6.0重量％およびMgO,CaOのうち
少なくとも１種を1.0〜5.0重量％の割合で配合したセラ
ミック材料を提供するものである。
重量％とTiC20〜40重量％から成る主成分100重量部に対
し、副成分としてYb2O3を0.5〜3.0重量％、ZrO2を2.0〜
6.0重量％、TiO2を2.0〜6.0重量％およびMgO,CaOのうち
少なくとも１種を1.0〜5.0重量％の割合で配合したセラ
ミック材料を提供するものである。
本発明のセラミック材料の副成分においてYb2O3は主
として焼結性を大きく向上させる効果を有する半面、同
時に粒成長を促進する効果も有する。
として焼結性を大きく向上させる効果を有する半面、同
時に粒成長を促進する効果も有する。
粒成長は最終焼結体のアルミナ粒子を脱粒や、チッピ
ングを低下させるため、この粒成長は十分に抑制する必
要がある。このため、MgO,CaO,ZrO2を添加することによ
って、このYb2O3の焼結性向上効果を阻害することなく
粒成長効果を抑制することが可能となった。これらの理
由からYb2O3の添加料が0.5重量％を下回ると、焼結性が
低下し、高密度の焼結体が得られず、3.0重量％を超え
ると強度が低下し、好ましくない。またMgO,CaOのいず
れかが1.0重量％を下回るかまたはZrO2が2.0重量％を下
回ってもYb2O3の粒成長促進効果を抑制することができ
ず、耐チッピング性が低下する。これらの好ましい範囲
はYb2O3が1.5〜2.5重量％、MgO,CaOの少なくとも１種が
2.0〜4.0重量％、ZrO2が3.0〜5.0重量％である。
ングを低下させるため、この粒成長は十分に抑制する必
要がある。このため、MgO,CaO,ZrO2を添加することによ
って、このYb2O3の焼結性向上効果を阻害することなく
粒成長効果を抑制することが可能となった。これらの理
由からYb2O3の添加料が0.5重量％を下回ると、焼結性が
低下し、高密度の焼結体が得られず、3.0重量％を超え
ると強度が低下し、好ましくない。またMgO,CaOのいず
れかが1.0重量％を下回るかまたはZrO2が2.0重量％を下
回ってもYb2O3の粒成長促進効果を抑制することができ
ず、耐チッピング性が低下する。これらの好ましい範囲
はYb2O3が1.5〜2.5重量％、MgO,CaOの少なくとも１種が
2.0〜4.0重量％、ZrO2が3.0〜5.0重量％である。
一方、他の添加成分であるTiO2は主成分の１つである
TiC中に固溶し、TiCの有する共有結合の性質を減少さ
せ、TiCの焼結性を増大させる効果とともにTiC粒子とAl
2O3粒子との結合力を増大させるという効果を有する。
よって、TiO2の量が2.0重量％を下回ると焼結性が低下
し、6.0重量％を超えるとTiOの硬度が低下するため、材
料全体としての硬度が得られない。また、これらにより
機械加工性も低下する。特に好ましくは、2.0〜4.0重量
％がよい。
TiC中に固溶し、TiCの有する共有結合の性質を減少さ
せ、TiCの焼結性を増大させる効果とともにTiC粒子とAl
2O3粒子との結合力を増大させるという効果を有する。
よって、TiO2の量が2.0重量％を下回ると焼結性が低下
し、6.0重量％を超えるとTiOの硬度が低下するため、材
料全体としての硬度が得られない。また、これらにより
機械加工性も低下する。特に好ましくは、2.0〜4.0重量
％がよい。
また、主成分であるAl2O3およびTiCに関してはAl2O3
が60重量％未満又はTi4が40重量％を超えた場合には耐
チッピング性が著しく低下し、そして、TisCが20重量％
未満又はAl2O3が80重量％を超えた場合には材料の硬度
が小さくなり、耐摩耗性が劣化し、機械加工性が著しく
低下する。
が60重量％未満又はTi4が40重量％を超えた場合には耐
チッピング性が著しく低下し、そして、TisCが20重量％
未満又はAl2O3が80重量％を超えた場合には材料の硬度
が小さくなり、耐摩耗性が劣化し、機械加工性が著しく
低下する。
また、焼結体中のAl2O3粒子やTiC粒子はいずれも長手
方向の平均寸法として３μｍ以下、好適には２μｍ以下
の範囲内に設定するのが望ましく、これによって均質な
粒度となって強度が向上する。
方向の平均寸法として３μｍ以下、好適には２μｍ以下
の範囲内に設定するのが望ましく、これによって均質な
粒度となって強度が向上する。
このZrO2粒子は焼結体内部で少なくとも一部が正方晶
結晶で存在することが望ましく、これによって耐チッピ
ング性が向上するが、この結晶以外に立方晶結晶や単斜
晶結晶が存在してもよい。
結晶で存在することが望ましく、これによって耐チッピ
ング性が向上するが、この結晶以外に立方晶結晶や単斜
晶結晶が存在してもよい。
上記正方晶結晶のZrO2は全ZrO2中50モル％以上、好適
には70モル％以上含まれているのがよく、これによって
耐チッピング性が最も向上する。
には70モル％以上含まれているのがよく、これによって
耐チッピング性が最も向上する。
このセラミック材料によれば、Al2O3結晶粒子径も耐
チッピング性を決定する大きな要因であって、Al2O3結
晶が大すぎると、鏡面加工時に結晶粒の脱粒が生じ易く
なり、望ましくない。本発明によれば、Al2O3結晶の長
手方向の平均寸法として３μｍ以下、特に２μｍ以下で
あることが望ましい。
チッピング性を決定する大きな要因であって、Al2O3結
晶が大すぎると、鏡面加工時に結晶粒の脱粒が生じ易く
なり、望ましくない。本発明によれば、Al2O3結晶の長
手方向の平均寸法として３μｍ以下、特に２μｍ以下で
あることが望ましい。
本発明によれば、上記のセラミック材料を製造するに
際しては、Al2O3,TiC,Yb2O3，TiO2，ZrO2，及びMgO,CaO
のうち少なくとも１種の前述した割合になるように秤量
した後、混合し成形する。この時に用いられる副成分の
うちZrO2はTb2O3,MgOあるいはCaOを所謂安定化剤として
用い、立方晶ZrO2あるいは正方晶ZrO2として配合するこ
ともできる。また、MgO,CaOは酸化物のみでなく焼成に
より酸化物となり得る炭酸塩、硝酸塩又はシュウ酸塩等
の塩類として添加することもできる。
際しては、Al2O3,TiC,Yb2O3，TiO2，ZrO2，及びMgO,CaO
のうち少なくとも１種の前述した割合になるように秤量
した後、混合し成形する。この時に用いられる副成分の
うちZrO2はTb2O3,MgOあるいはCaOを所謂安定化剤として
用い、立方晶ZrO2あるいは正方晶ZrO2として配合するこ
ともできる。また、MgO,CaOは酸化物のみでなく焼成に
より酸化物となり得る炭酸塩、硝酸塩又はシュウ酸塩等
の塩類として添加することもできる。
公知の方法で成形された成形体は、所望の焼成手段で
焼成される。具体的にはホットプレス法あるいは熱間静
水圧焼成法（HIP法）が挙げられるが、特にHIP法が高密
度体を得る上で望ましい。
焼成される。具体的にはホットプレス法あるいは熱間静
水圧焼成法（HIP法）が挙げられるが、特にHIP法が高密
度体を得る上で望ましい。
このHIP法では、まず、ホットプレスあるいは真空焼
成法によって1600〜1750℃で予備焼成して理論密度95％
以上の焼成体を得、さらに1400〜1550℃の圧力1000〜20
00atmの雰囲気で熱間静水圧焼成する。
成法によって1600〜1750℃で予備焼成して理論密度95％
以上の焼成体を得、さらに1400〜1550℃の圧力1000〜20
00atmの雰囲気で熱間静水圧焼成する。
このHIP法では焼成温度が低いことに起因してAl2O3粒
成長を抑制できることから微細な組織の焼結体を得るこ
とができる。
成長を抑制できることから微細な組織の焼結体を得るこ
とができる。
尚、本発明のセラミック材料は前述の成分以外の成分
の含有をまったく排除するものではなく、例えば上記成
分の混合砕時にボール等の粉砕媒体を使用するときに
は、この粉砕媒体を構成する成分が混合粉砕中に必然的
に含有されるようになる。例えばSi,Co,W,Fe,Nb,Mn,Ni,
Hf等の酸化物、炭化物、窒化物などがなり、これらはセ
ラミック材料全体当たり５重量％まで混入されることが
許容される。
の含有をまったく排除するものではなく、例えば上記成
分の混合砕時にボール等の粉砕媒体を使用するときに
は、この粉砕媒体を構成する成分が混合粉砕中に必然的
に含有されるようになる。例えばSi,Co,W,Fe,Nb,Mn,Ni,
Hf等の酸化物、炭化物、窒化物などがなり、これらはセ
ラミック材料全体当たり５重量％まで混入されることが
許容される。
以下、本発明を次の例で説明する。
（実施例） Al2O3原料（純度99.9％）、TiC原料（純度99.9％）お
よびYb2O3,MgO,CaO,ZrO2，TiO2を第１表の組成に調合
し、振動ミルにより粉砕ならびに混合を行い平均粒子径
0.8μｍの混合粉末を作製した。
よびYb2O3,MgO,CaO,ZrO2，TiO2を第１表の組成に調合
し、振動ミルにより粉砕ならびに混合を行い平均粒子径
0.8μｍの混合粉末を作製した。
これを0.5t/cm2の圧力で成形し、アルゴンガス雰囲気
中、1600度で予備焼結した。次に、これを1450℃の温度
で2000kg/cm2の圧力の不活性ガス中でHIPした。
中、1600度で予備焼結した。次に、これを1450℃の温度
で2000kg/cm2の圧力の不活性ガス中でHIPした。
この焼結体から30mm×30mm×5mmtの角板を切り出し鏡
面加工性並びに機械加工性について調べた。
面加工性並びに機械加工性について調べた。
鏡面加工性は、スズのラップ盤を用い、ダイヤモンド
砥粒（0.5〜3.0μｍ）により鏡面加工し、その鏡面を40
0倍の金属顕微鏡により気孔の有無を調べた。また機械
加工性は＃500のメタルボンドのホイールを用いて角板
を切断し、加工部に発生したチッピングの大きさを大き
い方から10点選びその平均サイズを測定した。この切削
の条件としては、ホイールの回転数をその平均値3500rp
m、送りを60mm/minとした。
砥粒（0.5〜3.0μｍ）により鏡面加工し、その鏡面を40
0倍の金属顕微鏡により気孔の有無を調べた。また機械
加工性は＃500のメタルボンドのホイールを用いて角板
を切断し、加工部に発生したチッピングの大きさを大き
い方から10点選びその平均サイズを測定した。この切削
の条件としては、ホイールの回転数をその平均値3500rp
m、送りを60mm/minとした。
また、結晶のAl2O3の粒子径は、SEMの破断面より算出
した。
した。
結晶は第１表に示した。なお、第１表中機械加工性の
評価では30μｍ以下のチッピングサイズを有するものを
○、30μｍを超えるものを×として評価した。
評価では30μｍ以下のチッピングサイズを有するものを
○、30μｍを超えるものを×として評価した。
第１表に示すように本発明に従い、Al2O3,TiC,ZrO2，
Yb2O3，TiO2,MgO,CaOが本発明の範囲を満足し、且つAl2
O3の粒子が小さいセラミック材料はいずれも機械加工性
に優れるとともに、鏡面加工性に優れるものであった。
これに対し、本発明の特定の範囲は少なくとも１つでも
逸脱する試料では、いずれも良好な特性を有するものは
得られなかった。
Yb2O3，TiO2,MgO,CaOが本発明の範囲を満足し、且つAl2
O3の粒子が小さいセラミック材料はいずれも機械加工性
に優れるとともに、鏡面加工性に優れるものであった。
これに対し、本発明の特定の範囲は少なくとも１つでも
逸脱する試料では、いずれも良好な特性を有するものは
得られなかった。
〔発明の効果〕 以上の通り、本発明のセラミック焼結体によれば、耐
チッピング性及び機械加工性に優れており、そのため、
このセラミック焼結体をスライシングして精密加工した
場合、その製造歩留りを著しく高めることができる。
チッピング性及び機械加工性に優れており、そのため、
このセラミック焼結体をスライシングして精密加工した
場合、その製造歩留りを著しく高めることができる。
また、本発明のセラミック焼結体は精密加工性、耐摩
耗性、強度並びにスライシング性に優れており、これに
より、薄膜磁気ヘッド用基板、磁気ディスク用基板、精
密加工用治具の構成材として賞用できる。
耗性、強度並びにスライシング性に優れており、これに
より、薄膜磁気ヘッド用基板、磁気ディスク用基板、精
密加工用治具の構成材として賞用できる。
Claims (1)
- 【請求項１】Al2O3を60〜80重量％とTiC20〜40重量％か
ら成る主成分100重量部に対し、Yb2O3を0.5〜3.0重量
％、ZrO2を2.0〜6.0重量％、TiO2を2.0〜6.0重量％およ
びMgO,CaOのうち少なくとも１種を1.0〜5.0重量％の割
合で配合して成り、且つAl2O3の平均結晶粒径が３μｍ
以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド用セラミッ
ク材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63308369A JP2699093B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 薄膜磁気ヘッド用セラミック材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63308369A JP2699093B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 薄膜磁気ヘッド用セラミック材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02153860A JPH02153860A (ja) | 1990-06-13 |
| JP2699093B2 true JP2699093B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=17980239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63308369A Expired - Lifetime JP2699093B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 薄膜磁気ヘッド用セラミック材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2699093B2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-06 JP JP63308369A patent/JP2699093B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02153860A (ja) | 1990-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4681813A (en) | Ceramic substrate for a thin layer magnetic head | |
| US4650774A (en) | Magnetic head slider material | |
| JPS6011288A (ja) | 表面被覆サイアロン基セラミツクス工具部材 | |
| JP2699093B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド用セラミック材料 | |
| JP2000103667A (ja) | Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ系焼結体及びこれを用いた薄膜磁気ヘッド用基板 | |
| JP2003012375A (ja) | セラミックス焼結体および磁気ヘッドスライダ | |
| JP3145470B2 (ja) | 炭化タングステン−アルミナ質焼結体およびその製法 | |
| JP2699104B2 (ja) | Ａ１▲下２▼Ｏ▲下３▼‐ＴｉＣ系セラミック材料 | |
| JPS5833187B2 (ja) | 工具用セラミック材料の製造法 | |
| JP2005212048A (ja) | セラミックスおよびこれを用いた切削工具 | |
| JP2968736B2 (ja) | 磁気ヘッドスライダ用セラミック材料 | |
| JP2513260B2 (ja) | アルミナ基セラミックス製薄膜ヘッド基板 | |
| JP2554604B2 (ja) | 磁気ヘッドスライダ用セラミック材料 | |
| JPS6323642B2 (ja) | ||
| JPS6323641B2 (ja) | ||
| JPH0543311A (ja) | セラミツクス材料及び薄膜磁気ヘツド用セラミツクス基板 | |
| JPH05246763A (ja) | セラミックス焼結体 | |
| JPH05254938A (ja) | セラミックス焼結体 | |
| JPS63318288A (ja) | 切断工具 | |
| JPH08112705A (ja) | 窒化ケイ素質焼結体製切削工具およびその製造方法 | |
| JP2581935B2 (ja) | セラミック焼結体 | |
| JPS59232985A (ja) | 表面被覆サイアロン基セラミツクス工具部材 | |
| JPH03126659A (ja) | 超硬質セラミックス | |
| JPH05109023A (ja) | 磁気ヘツド用基板 | |
| JP2735919B2 (ja) | 工具用焼結体及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070926 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080926 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080926 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090926 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090926 Year of fee payment: 12 |