JP2859016B2 - 磁気ヘッドのスライダー用磁器 - Google Patents

磁気ヘッドのスライダー用磁器

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JP2859016B2 JP4014837A JP1483792A JP2859016B2 JP 2859016 B2 JP2859016 B2 JP 2859016B2 JP 4014837 A JP4014837 A JP 4014837A JP 1483792 A JP1483792 A JP 1483792A JP 2859016 B2 JP2859016 B2 JP 2859016B2
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  • Magnetic Ceramics (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、コンピュータ
用ハードディスク,フロッピーディスク,磁気テープ,
またはオーディオ用レコーダやビデオテープレコーダ等
の磁気記録に使用される磁気ヘッドのスライダー用磁器
に関わり、詳細には、ヘッドコア等を固定するためのス
ライダー用材料に好適な非磁性磁器に関するものであ
る。
【0002】
【従来技術】近年、磁気ヘッドを用いた磁気記録装置
は、高記録密度化,高容量化が進みつつあり、それに伴
い磁気ヘッドに対しても高線密度化,高トラック密度化
への対応が要求されている。そこで、磁気ヘッドコアを
セラミック製のスライダーにガラス等で接着した、いわ
ゆるコンポジット型の磁気ヘッド装置が開発されてい
る。このコンポジット型磁気ヘッドのヘッドコアとして
は一般に高い透磁率を有するMn−Znフェライトが使
用されており、また、スライダー材料として、例えば、
チタン酸カルシウムやチタン酸バリウム、さらには非磁
性亜鉛フェライト等が使用されている。
【0003】ところで、磁気ヘッドコアとスライダー
は、雰囲気を400℃前後の高温として、ヘッドコアと
スライダー間に配置されたガラスを溶融することにより
接着されている。
【0004】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、ヘッ
ドコア用材料のMn−Znフェライトの熱膨張係数は1
10〜130×10-7/℃(高透磁率Mn−Znフェラ
イトでは120〜130×10-7/℃)であり、スライ
ダー材料として使用されるチタン酸カルシウム,チタン
酸バリウム,非磁性亜鉛フェライトは、それぞれ100
〜120×10-7/℃、80〜100×10-7/℃、9
0×10-7/℃程度であることから、熱膨張率が大幅に
異なっており、ヘッドコアをスライダーに接着する際の
熱応力により、亀裂や残留歪みが生じて接着が不十分と
なるという問題があった。このため、ヘッドコアがスラ
イダーから脱落し、磁気ヘッドとして不良となる虞があ
った。
【0005】このような不良品の発生を確実に防止する
ためには、スライダーの熱膨張係数をヘッドコアの高い
熱膨張係数に一致させる必要がある。
【0006】また、ハードディスク用磁気ヘッド等で
は、ディスクが回転すると共に磁気ヘッドが浮上するC
SS(Contact Start/Stop )と呼
ばれる方法が採用されているので、ディスク起動時およ
び停止時にディスクとヘッドが接触する。従って、スラ
イダー部分にポア(空孔)があると摺動する際にポア部
分に潤滑材や磁性粉等が付着したり、ポア部分より前記
付着物が脱落し、これにより、磁気媒体を破壊したり、
データの破壊やヘッドの破損を生じ、磁気記録装置の信
頼性を著しく低下させるという問題があった。特に近年
では磁気ディスクの磁性膜が薄くなり、僅かな摺動性の
不調でも信頼性が低下するようになったため、ポアサイ
ズの小さなスライダー用材料が要求されるようになって
いる。
【0007】
【問題点を解決するための手段】本発明者は、熱膨張係
数の高いヘッドコアに適用でき、かつ、磁気メディアと
の摺動性に優れた磁気ヘッドのスライダー用磁器を得る
べく、種々の検討を重ねた結果、カルシウムフェライト
において酸化カルシウムと酸化鉄のモル比率を所定値に
特定することにより、高透磁率Mn−Znフェライトと
ほぼ同様の熱膨張係数(120〜130×10-7/℃)
を有し、磁気メディアとの摺動性に優れた磁気ヘッドの
スライダー用磁器を得ることができることを突き止め
た。
【0008】また、本発明者は、カルシウムフェライト
において鉄の一部をアルミニウムで置換した固溶体にお
いて鉄とアルミニウムのモル比率を所定値に設定する
と、Mn−Znフェライトとほぼ同様の熱膨張係数(1
10〜130×10-7/℃)を有し、摺動特性に優れた
磁気ヘッドのスライダー用磁器を得ることができること
を突き止めた。
【0009】即ち、本発明の磁気ヘッドのスライダー用
磁器は、CaOとFe2 3 を主成分として含有すると
ともに、CaO/Fe2 3 で示されるモル比が45/
55〜67/33である。また、Ca2 Fe2-X AlX
5 で表される組成式において0<X≦1.2であるこ
とを特徴とする磁気ヘッドのスライダー用磁器であり、
好ましくは、前記磁器中に、ZrO2 ,TiO2 ,Mg
O,Fe2 3 ,Al2 3 のうちの少なくとも一種を
合計で2重量%以下含有する磁器である。
【0010】ここで、CaO/Fe2 3 で示されるモ
ル比を45/55〜67/33としたのは、モル比が4
5/55よりも小さいと(Fe2 3 が過剰)、熱膨張
係数が110×10-7/℃以上を達成できるものの、焼
結性が低下し、ポアが発生し易くなり、摺動特性が劣化
するからである。一方、モル比が67/33よりも大き
くなると(CaOが過剰)、材料中に微量のCaO相が
生じポアサイズが大きくなり、焼結性が著しく悪くなる
からである。CaOおよびFe2 3 の最も好ましい比
率は、CaO/Fe2 3 のモル比50/50〜66/
33.3である。
【0011】また、Ca2 Fe2-X AlX 5 で表され
る組成式において、0<X≦1.2としたのは、Xが
1.2を越えると、熱膨張係数が110×10-7/℃未
満となり、高透磁率Mn−Znフェライトよりも低い熱
膨張係数を有する従来のMn−Znフェライト(熱膨張
係数110〜130×10-7/℃)と大きな差を生じる
ようになり、ヘッドコアのスライダーへの接着が不十分
となる等、スライダー材料として適切でない。また、摺
動特性も劣化するようになるからである。そして、本発
明は、Feの一部をAlに置換したので、摺動特性を劣
化させずに、熱膨張係数を低く設定でき、熱膨張係数の
低い従来のMn−Znフェライトにも対応することがで
きる。
【0012】また、上記磁器中に、ZrO2 ,Ti
2 ,MgO,Fe2 3 ,Al2 3 のうちの少なく
とも一種を合計で2重量%以下含有させたのは、焼結性
を向上させるためである。即ち、ZrO2 ,TiO2
MgO,Fe2 3 ,Al2 3 のうちの少なくとも一
種が、合計で2重量%よりも多く含有されている場合に
は、焼結性が悪くなり、ポアサイズも大きくなるからで
ある。これらの酸化物は焼結助剤として別途添加する
他、CaOやFe2 3 等の原料中や粉砕,混合等のボ
ールの摩耗により混入する場合もある。
【0013】本発明の磁気ヘッドのスライダー用磁器
は、例えば、純度99%以上のFe2 3 (不純物とし
てNb2 5,BaO,SiO2 ,SrO等を含む)を
使い、CaO源としてCaCl2 ,CaCO3 等を使用
し、これらを所定量秤量し、この後ボールミル等を用い
て湿式混合し、これを乾燥し、乾燥後の原料を酸化性雰
囲気(大気中)において800〜1200℃で2〜10
時間仮焼し、仮焼後の原料を平均粒径が所定以下となる
ように微粉砕する。そして、これにバインダーを加えて
造粒を行った後、所定圧力でプレス成形し焼成すること
により得られる。
【0014】焼成方法としては酸化性雰囲気(大気中)
において1150〜1350℃の常圧で焼成する。
【0015】
【作用】本発明の磁気ヘッドのスライダー用磁器では、
CaOとFe2 3 を主成分として含有するとともに、
CaO/Fe2 3 で示されるモル比を45/55〜6
7/33としたので、高透磁率Mn−Znフェライトの
熱膨張係数(120〜130×10-7/℃)とほぼ同様
の熱膨張係数を有するようになるとともに、摺動特性を
向上することが可能となる。
【0016】また、Ca2 Fe2-X AlX 5 で表され
る組成式において、0<X≦1.2としたので、従来の
Mn−Znフェライトから高透磁率Mn−Znフェライ
トの熱膨張係数(110〜130×10-7/℃)とほぼ
同様の熱膨張係数を有するようになるとともに、摺動特
性を向上することが可能となる。即ち、摺動特性を劣化
させることなく熱膨張係数を110程度まで低下させる
ことができ、従来の低い熱膨張係数を有するMn−Zn
フェライトにも対応させることができる。
【0017】さらに、ZrO2 ,TiO2 ,MgO,F
2 3 ,Al2 3 のうちの少なくとも一種を合計で
2重量%以下含有させることで、焼結性が向上し、ポア
サイズも小さくなり、摺動特性を向上することが可能と
なる。
【0018】
【実施例】
(実施例1)市販されている純度99%のFe2
3 (不純物としてNb2 5 ,BaO,SiO2 ,Sr
O等を1重量%以下含む)を使い、CaO源としてCa
Cl2 ,CaCO3 等を使用し、表1に示すような組成
比となるように秤量し、ボールミルを用いて湿式混合し
た。これを乾燥し、乾燥後の原料を酸化性雰囲気(大気
中)において1000℃で6時間仮焼を行った。
【0019】仮焼後の原料をアルミナボールまたはジル
コニアボール,メノーボール等を用い平均粒径が2μm
以下となるように微粉砕した。尚、この粉砕によりジル
コニアまたはアルミナ,シリカ等が1重量%以下混入す
ることがある。これにバインダーを加えて造粒を行った
後、0.8〜2.0ton/cm2の圧力でプレス成形した。
その後、酸化性雰囲気(大気中)において表1の温度で
焼成し各試料を得た。
【0020】得られた試料について嵩比重,熱膨張係
数,ポア率,焼結性について調べ、表1に結果を記し
た。表1のNo.12,13の試料については、ガス種A
rにおいて、2000気圧の熱間静水圧処理を行った。
HIP処理を行った試料は1μm以上のポアのない試料
が得られた。
【0021】
【表1】
【0022】ここで、嵩比重は水中におけるアルキメデ
ス法により求め、熱膨張係数は熱膨張係数測定装置によ
り求めた。ポアの発生率は1μmのダイヤモンド砥粒に
より最終ラップ面に生じるポア径を測定することにより
評価した。ポア率はポア平均径が5μm以上を×,2〜
5μmを△,1〜2μmを○,1μm以下を□で示し
た。焼結性は吸水率2%以上を×,1〜2%を△,0.
5〜1%を○,0.5%以下を□で示した。
【0023】また、表1の各々の試料を、2本のレール
を有するスライダー形状に加工し、取付金具を介してデ
ィスク上にセットした。そして、ディスクの最大回転数
を3600rpmとして回転と停止(CSS)を繰り返
した。即ち、最大回転数に達するまでの時間を5秒とし
最大回転数を5秒間保持した。また、停止時間を5秒間
として停止状態から回転し停止するまでの20秒サイク
ルをCSS回数1回とした。CSS回数の5000回毎
にディスクとヘッド(スライダー)の傷の有無を調べ、
この結果を表2に記載した。
【0024】
【表2】
【0025】表1,2の結果において、試料No.2〜
6は本発明の範囲内のスライダー用磁器であり、熱膨張
係数はそれぞれ115〜127×10-7/℃の範囲であ
り、ポアの発生率および焼結性は良好であった。これに
対し、試料No.1はCaOが若干多いため、焼結性が
劣っている。また、試料No.7およびNo.8は酸化
鉄が多く熱膨張係数は110×10-7/℃以上を達成し
ているものの、ポア率,焼結性が劣っている。一方、試
料No.2〜6については、表2の結果より優れた摺動
特性を有することが判る。
【0026】尚、試料No.9〜11は、純度99.9
%のFe2 3 を使用した場合であり、試料No.9,
10については本発明の範囲内のスライダー用磁器で、
熱膨張係数はそれぞれ123〜126×10-7/℃の範
囲であり、ポアの発生率および焼結性は良好である。こ
れに対し、試料No.11はFe2 3 が多く熱膨張係
数は110×10-7/℃を達成しているものの、ポア
率,焼結性が劣っている。
【0027】さらに、表1における試料No.2〜6,
9,10の原料を用いて、焼結体中におけるZrO2
TiO2 ,MgO,Fe2 3 ,Al2 3 の含有物が
表3に示したような組成となるように秤量混合し、成形
した後、表3の温度で焼成した。この磁器を上記と同様
の方法により、嵩比重,熱膨張係数,ポア率,焼結性を
調べ、その結果を表3に記載した。
【0028】
【表3】
【0029】この表3により、ZrO2 ,MgO,Ti
2 ,Fe2 3 ,Al2 3 を添加することにより焼
結性が良くなり、ポアサイズも小さくなることが判る。
【0030】(実施例2)市販されている純度99%の
Fe2 3 (不純物としてNb2 5 ,BaO,SiO
2 ,SrO等を1重量%以下含む)を使い、CaO源と
してCaCl2 ,CaCO3 、およびAl2 3 を使用
し、ボールミルを用いて湿式混合した。これを乾燥し、
乾燥後の原料を酸化性雰囲気(大気中)において100
0℃で6時間仮焼を行った。
【0031】仮焼後の原料をアルミナボールまたはジル
コニアボール,メノーボール等を用い平均粒径が1μm
以下となるように微粉砕した。尚、この粉砕によりジル
コニアまたはアルミナ,シリカ等が1重量%以下混入す
ることがある。これにバインダーを加えて造粒を行った
後、0.8〜2.0ton/cm2の圧力でプレス成形した。
その後、酸化性雰囲気(大気中)において表4の温度で
焼成し各試料を得た。
【0032】即ち、得られた試料をCa2 Fe2-X Al
X 5 で表わすと表4に示すようなXの値を採る焼結体
を得た。得られた試料について実施例1と同様にして嵩
比重,熱膨張係数,ポア率,焼結性について調べ、表4
に結果を記した。尚、得られた試料の結晶をX線回折装
置により調べた結果、斜方晶を主体としていることを確
認した。
【0033】
【表4】
【0034】この表4より、試料No.21〜25は本発
明の範囲内のものであり、各々熱膨張係数は110〜1
30×10-7/℃の範囲であり、ポアの発生率及び焼結
性が良好である。これに対して試料No.26及び27は
アルミニウムが多く熱膨張係数が110×10-7/℃を
下回っている。
【0035】次に、表4のNo.28〜31の試料につい
ては、ガス種Arにおいて2000気圧で熱間静水圧処
理(HIP処理)を行った。
【0036】この表4のNo.28〜31より、HIP処
理を行った試料は、1μm以上のポアのない材料が得ら
れた。
【0037】そして、本発明者は、これらの試料を、2
本のレールを有するスライダー形状に加工し、取付金具
を介してディスク上にセットし、実施例1と同様にして
ディスクとヘッドの傷の有無を調べ、この結果を表5に
記載した。
【0038】
【表5】
【0039】表5から本発明の材料ではメディアに傷が
入り難く、摺動特性が優れていることが判る。
【0040】(実施例3)市販されている純度99%の
酸化鉄(不純物としてNb2 5 ,BaO,SiO2
SrO等を1重量%以下含む)を使い、酸化カルシウム
(CaO)源として塩化カルシウム(CaCl2 ),炭
酸カルシウム( CaCO3 )、および酸化アルミニウ
ム(Al2 3 )を使い、さらに焼結体中におけるZr
2 ,MgO,TiO2 ,Fe2 3 ,Al2 3 の含
有量が表に示す組成比となるように秤量し、ボールミ
ルを用いて湿式混合した。後は上記実施例2と同様にし
て、各試料を得た。得られた試料について実施例1と同
様に嵩比重,熱膨張係数,ポア率,焼結性について調
べ、表6に記した。
【0041】
【表6】
【0042】表6により、ZrO2 ,MgO,Ti
2 ,Fe2 3 ,Al2 3 を2重量%以下含有する
ことにより焼結性が良くなり、ポアサイズも小さくなる
ことが判る。
【0043】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の磁気ヘッド
のスライダー用磁器では、スライダー用磁器の熱膨張係
数をヘッドコア用材料の高透磁率Mn−Znフェライト
の熱膨張係数120〜130×10-7/℃に近づけるこ
とができ、これにより、ヘッドコアをスライダーに接着
する際に亀裂や残留歪みが生ぜず、ヘッドコアをスライ
ダーに確実に接着することができる。
【0044】また、ポアの発生率および焼結性の良好な
スライダーを得ることができ、これにより、CSS時に
潤滑材や磁性粉等が付着することがなく、データの破壊
やヘッドの破損を確実に防止し、磁気記録装置の信頼性
を向上することができる。
【0045】さらに、Feの一部にAlを固溶させたの
で、従来のMn−Znフェライトの熱膨張係数(110
〜130×10-7/℃)とほぼ同様の熱膨張係数を有す
るようになるとともに、摺動特性を向上することができ
る。即ち、摺動特性を悪化させることなく熱膨張係数を
110程度まで低下させることができ、従来の低い熱膨
張係数を有するMn−Znフェライトにも対応すること
ができる。
【0046】また、ZrO2 ,TiO2 ,MgO,Fe
2 3 ,Al2 3 のうちの少なくとも一種を合計で2
重量%以下含有させたので、焼結性が向上し、ポアサイ
ズも小さくなり、摺動特性を向上することができる。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】CaOとFe2 3 を主成分として含有す
    るとともに、CaO/Fe2 3 で示されるモル比が4
    5/55〜67/33であることを特徴とする磁気ヘッ
    ドのスライダー用磁器。
  2. 【請求項2】ZrO2 ,TiO2 ,MgO,Fe
    2 3 ,Al2 3 のうちの少なくとも一種を合計で2
    重量%以下含有する請求項1記載の磁気ヘッドのスライ
    ダー用磁器。
  3. 【請求項3】Ca2 Fe2-X AlX 5で表される組成
    式において、0<X≦1.2であることを特徴とする磁
    気ヘッドのスライダー用磁器。
  4. 【請求項4】ZrO2 ,TiO2 ,MgO,Fe
    2 3 ,Al2 3 のうちの少なくとも一種を合計で2
    重量%以下含有する請求項3記載の磁気ヘッドのスライ
    ダー用磁器。
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