JP2917527B2 - 非磁性セラミックス材およびその製造方法 - Google Patents
非磁性セラミックス材およびその製造方法Info
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- JP2917527B2 JP2917527B2 JP2404196A JP40419690A JP2917527B2 JP 2917527 B2 JP2917527 B2 JP 2917527B2 JP 2404196 A JP2404196 A JP 2404196A JP 40419690 A JP40419690 A JP 40419690A JP 2917527 B2 JP2917527 B2 JP 2917527B2
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- ceramic material
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種磁気ヘッド（例え
はフロッピーディスクヘッド，ハードディスクヘッド
等）の構成に欠くことのできないスライダーまたはスペ
ーサとして使用する磁気ヘッド用の非磁性セラミックス
材およびその製造方法に関する。
はフロッピーディスクヘッド，ハードディスクヘッド
等）の構成に欠くことのできないスライダーまたはスペ
ーサとして使用する磁気ヘッド用の非磁性セラミックス
材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、特に進歩が著しい磁気記録の高密
度化・高信頼性化に伴いスライダー材料に対しては高緻
密化が要請されている。
度化・高信頼性化に伴いスライダー材料に対しては高緻
密化が要請されている。
【０００３】ところで従来磁気ヘッドを製作する場合、
マンガン（Ｍｎ）−亜鉛（Ｚｎ）フェライトコアとスラ
イダーをガラスで接着する方法が一般的であり、スライ
ダーとの熱膨張係数の違いに起因する接着時のコアのク
ラックまたは歪みによる磁気特性劣化防止のため、２５
〜３５０℃での熱膨張係数が１１０〜１２８（×１０ -7
／℃）であるＣａＴｉＯ3・ＳｒＴｉＯ3を主成分とする
セラミックス材料を用いていた。なお、このＣａＴｉＯ
3とＳｒＴｉＯ3の固溶体の組成と熱膨張係数の関係につ
いては、特開昭５２−３０１６２号公報において詳述さ
れている。
マンガン（Ｍｎ）−亜鉛（Ｚｎ）フェライトコアとスラ
イダーをガラスで接着する方法が一般的であり、スライ
ダーとの熱膨張係数の違いに起因する接着時のコアのク
ラックまたは歪みによる磁気特性劣化防止のため、２５
〜３５０℃での熱膨張係数が１１０〜１２８（×１０ -7
／℃）であるＣａＴｉＯ3・ＳｒＴｉＯ3を主成分とする
セラミックス材料を用いていた。なお、このＣａＴｉＯ
3とＳｒＴｉＯ3の固溶体の組成と熱膨張係数の関係につ
いては、特開昭５２−３０１６２号公報において詳述さ
れている。
【０００４】しかしながら上記のセラミックス材の常圧
焼成における緻密化は不十分であり、高緻密化達成を優
先させるＨＩＰ焼成法を基本とする製法が用いられてい
た。
焼成における緻密化は不十分であり、高緻密化達成を優
先させるＨＩＰ焼成法を基本とする製法が用いられてい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところでホットアイソ
スタティックプレッシング（以下ＨＩＰと称する）焼成
法は、１０００Kg／cm2以上にも及ぶ高圧ガス下による
焼成法であり、圧力は加熱初期に充填されたＡｒ等の還
元性ガスの加熱による高圧化を利用していた。すなわち
ＨＩＰ焼成による緻密な焼結体は、まず一次焼成と呼ば
れる常圧焼成によって作製されたある程度の緻密さを持
つ焼結体を準備し、次にこれをＨＩＰ焼成した後、さら
に酸化雰囲気中で熱処理することで得られる。このよう
にＨＩＰ焼成は常圧焼成と比較し工程数が増し、また設
備は高温・高圧用となるため高価であり、高緻密化には
有利であるが、コストが高くなるという課題を有してい
た。
スタティックプレッシング（以下ＨＩＰと称する）焼成
法は、１０００Kg／cm2以上にも及ぶ高圧ガス下による
焼成法であり、圧力は加熱初期に充填されたＡｒ等の還
元性ガスの加熱による高圧化を利用していた。すなわち
ＨＩＰ焼成による緻密な焼結体は、まず一次焼成と呼ば
れる常圧焼成によって作製されたある程度の緻密さを持
つ焼結体を準備し、次にこれをＨＩＰ焼成した後、さら
に酸化雰囲気中で熱処理することで得られる。このよう
にＨＩＰ焼成は常圧焼成と比較し工程数が増し、また設
備は高温・高圧用となるため高価であり、高緻密化には
有利であるが、コストが高くなるという課題を有してい
た。
【０００６】本発明は上記の従来の課題を解決するもの
で、常圧焼成で高緻密である非磁性セラミックス材およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
で、常圧焼成で高緻密である非磁性セラミックス材およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の非磁性セラミックス材はその主組成物がＣａ
ＣＯ3，ＳｒＣＯ3およびＴｉＯ2からなり、添加組成物
がＳｉＯ2，Ｐ2Ｏ5よりなる混合物を焼成したものであ
り、常圧で酸化雰囲気中で焼成する構成を有している。
に本発明の非磁性セラミックス材はその主組成物がＣａ
ＣＯ3，ＳｒＣＯ3およびＴｉＯ2からなり、添加組成物
がＳｉＯ2，Ｐ2Ｏ5よりなる混合物を焼成したものであ
り、常圧で酸化雰囲気中で焼成する構成を有している。
【０００８】
【作用】この構成によって、（αＣａＴｉＯ3−βＳｒ
ＴｉＯ3）−γＴｉＯ2 （α＋β＋γ＝１、０．６＜α
≦１、０≦β＜０．４、０≦γ≦０．０２）相当のＣａ
ＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の固溶体とＴｉＯ2の混合相から
なる緻密な非磁性セラミックス材を得ることができる。
ＴｉＯ3）−γＴｉＯ2 （α＋β＋γ＝１、０．６＜α
≦１、０≦β＜０．４、０≦γ≦０．０２）相当のＣａ
ＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の固溶体とＴｉＯ2の混合相から
なる緻密な非磁性セラミックス材を得ることができる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。
【００１０】ＣａＣＯ3，ＳｒＣＯ3，ＴｉＯ2は市販さ
れている平均粒径０．５μｍ以下、純度９９％以上の粉
末を用いた。ＳｉＯ2は市販されている平均粒径０．０
２μｍ以下、純度９９．９％以上の粉末を用いた。Ｐ化
合物はＨ3ＰＯ4の１級試薬を用いた。試料は（表１），
（表２）に示す組成に秤量し、ボールミルで水による湿
式混合を６時間行った。乾燥後不透明石英の角曹と電気
炉を用いて、１０５０℃または１１４０℃の大気雰囲気
中で６時間仮焼を行った。
れている平均粒径０．５μｍ以下、純度９９％以上の粉
末を用いた。ＳｉＯ2は市販されている平均粒径０．０
２μｍ以下、純度９９．９％以上の粉末を用いた。Ｐ化
合物はＨ3ＰＯ4の１級試薬を用いた。試料は（表１），
（表２）に示す組成に秤量し、ボールミルで水による湿
式混合を６時間行った。乾燥後不透明石英の角曹と電気
炉を用いて、１０５０℃または１１４０℃の大気雰囲気
中で６時間仮焼を行った。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】なお（表１）に示す試料ＮＯ１とＮＯ１
７、ＮＯ１８とＮＯ３４、ＮＯ３５とＮＯ５１の仮焼粉
の組成が各々反応式（１），（２），（３）により請求
項１の主組成物となる。
７、ＮＯ１８とＮＯ３４、ＮＯ３５とＮＯ５１の仮焼粉
の組成が各々反応式（１），（２），（３）により請求
項１の主組成物となる。
【００１４】 また試料ＮＯ１７，ＮＯ３４，ＮＯ５１の仮焼成をジ
ェットミル粉砕機によって平均粒度０．５μｍ以下にま
で粉砕し、この粉砕粉と添加物を用いて（表２）に示す
組成に秤量し、ボールミルで水による湿式混合を６時間
行い、乾燥後１１４０℃での仮焼を行った。次にこの仮
焼成を、ボールミルでアニオン分散剤とポリビニールア
ルコール（ＰＶＡ）バインダーと水により８時間粉砕
し、遠心噴霧方式の造粒機にて乾燥，造粒を行った。さ
らにこの造粒粉を圧力１ｔｏｎ／cm2で成形し、温度１
３４０℃と１３１５℃で、酸化雰囲気中または大気雰囲
気中にて焼成した。焼成は、管状炉中に大気または酸素
ガスを循環させた雰囲気中で、昇温速度１５０℃／Ｈｒ
で最高温度まで加熱した後３時間保持し、降温速度２０
０℃／Ｈｒ以下で１００℃以下まで冷却するという方式
をとった。
ェットミル粉砕機によって平均粒度０．５μｍ以下にま
で粉砕し、この粉砕粉と添加物を用いて（表２）に示す
組成に秤量し、ボールミルで水による湿式混合を６時間
行い、乾燥後１１４０℃での仮焼を行った。次にこの仮
焼成を、ボールミルでアニオン分散剤とポリビニールア
ルコール（ＰＶＡ）バインダーと水により８時間粉砕
し、遠心噴霧方式の造粒機にて乾燥，造粒を行った。さ
らにこの造粒粉を圧力１ｔｏｎ／cm2で成形し、温度１
３４０℃と１３１５℃で、酸化雰囲気中または大気雰囲
気中にて焼成した。焼成は、管状炉中に大気または酸素
ガスを循環させた雰囲気中で、昇温速度１５０℃／Ｈｒ
で最高温度まで加熱した後３時間保持し、降温速度２０
０℃／Ｈｒ以下で１００℃以下まで冷却するという方式
をとった。
【００１５】得られた試料の緻密化は、切り出した試料
を３μｍ径のダイヤモンド粉を用いた湿式研摩で仕上
げ、その研摩面における気孔の分布量より求めた気孔率
で評価した。試料の熱膨張係数は、示差膨張方式によっ
て２５〜３５０℃における平均線膨張率から求めた。得
られた試料の気孔率と熱膨張係数を（表３）に示す。
を３μｍ径のダイヤモンド粉を用いた湿式研摩で仕上
げ、その研摩面における気孔の分布量より求めた気孔率
で評価した。試料の熱膨張係数は、示差膨張方式によっ
て２５〜３５０℃における平均線膨張率から求めた。得
られた試料の気孔率と熱膨張係数を（表３）に示す。
【００１６】
【表３】
【００１７】また図１に同一組成の主組成物についての
添加組成物の添加割合例として、試料１〜１６について
の添加物の添加割合を示す。（表１），（表２），（表
３）および図１より、添加組成物であるＳｉＯ2，Ｈ3Ｐ
Ｏ4と主組成物であるＣａＣＯ3，ＳｒＣＯ3，ＴｉＯ2の
混合物を仮焼した組成物を原料とし、かつ酸化雰囲気を
用いれば、常圧焼成によっても非常に緻密でかつ必要な
熱膨張係数を有する焼結体を得ることができることは明
らかである。また試料ＮＯ２〜４，１９〜２１，３６〜
３８においては液相が少なく、ＮＯ４，８，１２，１
３，２１，２５，２９，３０においては熱膨張係数が小
さかった。
添加組成物の添加割合例として、試料１〜１６について
の添加物の添加割合を示す。（表１），（表２），（表
３）および図１より、添加組成物であるＳｉＯ2，Ｈ3Ｐ
Ｏ4と主組成物であるＣａＣＯ3，ＳｒＣＯ3，ＴｉＯ2の
混合物を仮焼した組成物を原料とし、かつ酸化雰囲気を
用いれば、常圧焼成によっても非常に緻密でかつ必要な
熱膨張係数を有する焼結体を得ることができることは明
らかである。また試料ＮＯ２〜４，１９〜２１，３６〜
３８においては液相が少なく、ＮＯ４，８，１２，１
３，２１，２５，２９，３０においては熱膨張係数が小
さかった。
【００１８】したがって、本発明の試料ＮＯ５〜７，
９，１０，１４、ＮＯ２２〜２４，２６，２７，３１、
ＮＯ３９〜４１，４３，４４，４８においては適度な液
相が生成し、酸化雰囲気中での常圧焼成により必要な熱
膨張係数を有する緻密な焼結体を得ることができること
がわかった。
９，１０，１４、ＮＯ２２〜２４，２６，２７，３１、
ＮＯ３９〜４１，４３，４４，４８においては適度な液
相が生成し、酸化雰囲気中での常圧焼成により必要な熱
膨張係数を有する緻密な焼結体を得ることができること
がわかった。
【００１９】またＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の固溶体の
熱膨張係数は、ＣａＴｉＯ3が４０ｍｏｌ％以上におい
ては、ＣａＴｉＯ3のｍｏｌ％と負の相関を有するとい
うことがわかっている。
熱膨張係数は、ＣａＴｉＯ3が４０ｍｏｌ％以上におい
ては、ＣａＴｉＯ3のｍｏｌ％と負の相関を有するとい
うことがわかっている。
【００２０】したがって、添加組成Ｐ2Ｏ5の割合Ｘｍｏ
ｌ％とＳｉＯ2の割合Ｙｍｏｌ％について、Ｘ，Ｙを主
組成物１００モル％に対する割合として、１．５≦Ｘ≦
４、０＜Ｙ≦−０．８Ｘ＋３．２の条件（図１において
実線で囲んだ領域）が満たされるとき、ＣａＴｉＯ3と
ＳｒＴｉＯ3の固溶体およびＴｉＯ2との混合相から構成
される必要な熱膨張係数を有する緻密体を製造できるこ
とは明らかである。
ｌ％とＳｉＯ2の割合Ｙｍｏｌ％について、Ｘ，Ｙを主
組成物１００モル％に対する割合として、１．５≦Ｘ≦
４、０＜Ｙ≦−０．８Ｘ＋３．２の条件（図１において
実線で囲んだ領域）が満たされるとき、ＣａＴｉＯ3と
ＳｒＴｉＯ3の固溶体およびＴｉＯ2との混合相から構成
される必要な熱膨張係数を有する緻密体を製造できるこ
とは明らかである。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明はＣａＴｉＯ3とＳ
ｒＴｉＯ3とＴｉＯ2を主組成物とし、シリコン酸化物と
りん酸化物を添加組成物とし、これら主組成物と添加組
成物とを適正な比率で混合し、焼成することにより、例
えば磁気ヘッドなどに使用できる緻密で適正な熱膨張係
数を有する非磁性セラミックス材を実現できるものであ
る。
ｒＴｉＯ3とＴｉＯ2を主組成物とし、シリコン酸化物と
りん酸化物を添加組成物とし、これら主組成物と添加組
成物とを適正な比率で混合し、焼成することにより、例
えば磁気ヘッドなどに使用できる緻密で適正な熱膨張係
数を有する非磁性セラミックス材を実現できるものであ
る。
【図１】本発明の一実施例における同一組成の主組成物
に対する添加組成物の添加割合を示す図
に対する添加組成物の添加割合を示す図
Claims (3)
- 【請求項１】 チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）１
００〜６０ｍｏｌ％、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴ
ｉＯ3）０〜４０ｍｏｌ％、二酸化チタン（ＴｉＯ2）０
〜２ｍｏｌ％で、かつ３成分の合計が１００ｍｏｌ％で
ある主組成物に対しりん酸化物とシリコン酸化物を含有
する添加組成物がりん酸化物をＸｍｏｌ％としシリコン
酸化物をＹｍｏｌ％としたとき、１．５≦Ｘ≦４、０＜
Ｙ≦−０．８Ｘ＋３．２であり、前記主組成物に前記添
加組成物を混合し、焼成してなる非磁性セラミックス
材。 - 【請求項２】 主組成物中のＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3
に代えて、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）と炭酸ストロ
ンチウム（ＳｒＣＯ3）を用いた請求項１記載の非磁性
セラミックス材。 - 【請求項３】主組成物および添加組成物の混合物を酸化
雰囲気中で焼成することを特徴とする請求項１または２
記載の非磁性セラミックス材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404196A JP2917527B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 非磁性セラミックス材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404196A JP2917527B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 非磁性セラミックス材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219368A JPH04219368A (ja) | 1992-08-10 |
| JP2917527B2 true JP2917527B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=18513891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2404196A Expired - Fee Related JP2917527B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 非磁性セラミックス材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917527B2 (ja) |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP2404196A patent/JP2917527B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04219368A (ja) | 1992-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |