JP3121986B2 - 記録再生ヘッド用非磁性セラミックス - Google Patents

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、薄膜磁気ヘッ
ド用セラミック基板、各種磁気ヘッド用スライダー、磁
気ヘッドのスペーサ、磁気テープ等のテープガイド、マ
イクロマシン用部品等に使用される記録再生ヘッド用非
磁性セラミックスに関するものであり、特にコンピュー
タ用ハードディスク（コンポジットタイプ、薄膜タイ
プ、積層タイプ等）、光磁気ディスク、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最適な記録再生ヘッド用非磁性セ
ラミックスに関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年においては、磁気記録の高密度化は急
速な進歩を遂げているが、この高密度化に伴い、ハード
ディスク、８ｍｍＶＴＲ、電子スチルカメラ、ビデオフ
ロッピィーやデジタルオーディオ等の高保磁力媒体の記
録再生用磁気ヘッドとして、従来のフェライト等を使用
した磁気ヘッドに代わって、磁性薄膜を利用した磁気記
録の高密度化に好適な薄膜ヘッドが注目されている。

【０００３】磁性薄膜を利用した薄膜ヘッドは、例えば
以下のようにして作製される。先ず、直径６インチない
し直径３インチの基板の表面にアルミナのスパッタ膜を
絶縁膜として形成した後、このアルミナ膜の上面にリソ
グラフィ技術を用い数千個のトランスデューサを形成す
る。トランスデューサを形成した基板上に再び絶縁性ア
ルミナ膜を形成する。そして、スライダーとしての研磨
代を考慮して、基板から個々の磁気ヘッドを切り出すこ
とにより得られる。個々の薄膜ヘッドを含むバー材を切
り出した後、そのバー材の一面が摺動面として研磨加工
される。

【０００４】ところで、近年では、ウインチェスター型
の磁気ヘッドの記録密度の向上と共に、ディスク表面か
らの磁気ヘッドの浮上量はサブミクロン以下と小さくな
りつつあるが、磁気ディスクの内周及び外周における周
速の違いからスライダーの浮上量が変化する。この浮上
量の変化を小さくするために、浮上面に従来の正圧部を
設けるだけでなく、摺動面の一部に微小な溝（凹部）を
形成して負圧部を形成し、ディスクの内外周でヘッドの
浮上量を一定化することが提案されている。

【０００５】従って、上記のような理由から、基板から
切り出されたバー材の一面である摺動面を研磨した後、
この摺動面に溝（凹部）を形成する。この溝は、一般的
には機械加工されるが、その他数μｍの溝を有する負圧
スライダーを形成する場合はイオンビームによるミリン
グ、反応性イオンミリング、ケミカルエッチング等で加
工される。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】従来の薄膜ヘッドで
は、上記切り出し加工の際にスライダー用バー材に長さ
５０ｍｍ当たり数ミクロンの反りが生じ、摺動面にある
磁気ギャップデプス（スロートハイト）の変化も数ミク
ロンとなるものの、再生記録に関する電気特性への影響
は少なかった。

【０００７】しかしながら、さらに高密度記録用の磁気
ヘッドでは、この反りによるギャップデプスのばらつき
は電気特性の低下の原因となる。そのため、スライダー
用バー材を切り出した状態での反りは長さ５０ｍｍ当た
りサブミクロン以下が必要となる。高密度記録用の磁気
ヘッド等には、従来スライダー材料としてアルミナ・炭
化チタン系材料が使用されているが、この材料系では、
スライダー用バー材を切りだした状態での反りをある程
度小さくすることはできるが、未だ反りが大きく、また
ダイヤモンド砥石による切断加工時の負荷が大きく、短
時間で精度良く切断加工することが困難であるとの問題
があった。

【０００８】更に、スライダー用バー材に溝を形成する
際には、イオンミリング等で摺動面の微細加工をする必
要もあるが、量産および精度という観点から、加工時間
と加工面の均一性は製造上重要な特性である。しかし、
従来のアルミナ・炭化チタン複合材料では、ミリング速
度も小さく、しかもミリング後の加工面の凹凸も大きい
という問題があった。即ち、近年においてはミリング速
度が大きく、しかもミリング後の加工面凹凸の小さな材
料が要求されている。

【０００９】また、従来のアルミナ・炭化チタンからな
る薄膜ヘッド用スライダー材料では、ディスクとの吸着
力や摩擦力が大きく、ヘッドクラシュ等の故障の原因と
なり情報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。磁気ヘッドの信頼性を高める為にも、磁気
ヘッドとディスクの間に発生する摩擦力や吸着力の小さ
な、摺動特性の優れた材料が要求されていた。

【００１０】このような記録ディスクと記録または及び
再生ヘッドとの摩擦力や吸着力を軽減するために、ヘッ
ドの浮上面にクラウン等を形成して吸着力を軽減するこ
とが提案されているが、このクラウンの大きさは数ナノ
メータであり、これを精度良く作製するには加工治具、
装置の高精度化等が必要であり、この点から安価なヘッ
ドの量産を困難なものとしていた。

【００１１】本発明は、バー材切り出し時や研磨加工時
等における変形を抑制できるとともに、微細加工が可能
で、研削加工時の負荷が小さく、ミリング速度が大き
く、かつ、ミリング等の微細加工後の凹凸も小さく、さ
らに、ディスクとの吸着力や摩擦力が小さく摺動特性に
優れた記録再生ヘッド用非磁性セラミックスを提供する
ことを目的とするもので、特には、ミリング速度が大き
く加工性に優れた非磁性セラミックスを提供することを
目的とする。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】本発明者は、上記の問
題点に対して検討した結果、記録再生ヘッド用非磁性材
料では、材料自体のヤング率を大きくすることにより、
スライダー用バー材の加工時の変形を抑制することがで
き、微細加工が容易であることを知見した。また、記録
再生ヘッド用非磁性セラミックスを、炭化ジルコニウム
とアルミナとから構成したり、硼化ジルコニウムとアル
ミナとジルコニアとから構成することにより、加工負荷
が小さく、ミリング速度が大きく、かつミリング等にお
ける微細加工後の加工面の凹凸が小さく、ディスクとの
吸着力や摩擦力が小さく摺動特性に優れた材料を得るこ
とができることを見出し本発明に至った。

【００１３】即ち、本発明の記録再生用非磁性セラミッ
クスは、炭化ジルコニウムを５〜５５体積％と、アルミ
ナを９５〜４５体積％とからなる記録再生ヘッド用非磁
性セラミックスであり、また、炭化硼素を５〜５５体積
％と、アルミナを９５〜４５体積％とを主成分とし、こ
の主成分１００重量部に対してジルコニアを０．１〜５
重量部含有するものである。

【００１４】さらには、硼化ジルコニウムを５〜９５体
積％と、アルミナを９５〜５体積％とからなるものであ
り、また、硼化ジルコニウムを５〜９５体積％と、アル
ミナを９５〜５体積％とを主成分とし、この主成分１０
０重量部に対してジルコニアを０．１〜５重量部含有す
ることが望ましい。

【００１５】ここで、炭化ジルコニウムまたは炭化硼素
を５〜５５体積％（アルミナを９５〜４５体積％）含有
したのは、炭化ジルコニウム，炭化硼素が５体積％より
も少ないと（アルミナが９５体積％よりも多いと）、現
在薄膜ヘッドに多用されるアルミナ・３０ｗｔ％炭化チ
タンコンポジット材料の変形量と同等であり、スライス
加工後のバーの変形を防止する上で効果が小さい。ま
た、摺動特性が劣化するからである。

【００１６】炭化ジルコニウム，炭化硼素が５５体積％
を越えると（アルミナが４５体積％よりも少なくなる
と）焼結体の緻密化が困難になるからである。特に、焼
結性という点から、炭化ジルコニウム，炭化硼素は１０
〜４５体積％、アルミナは９０〜５５体積％含有するこ
とが望ましく、さらには、摺動特性という点から、炭化
ジルコニウム，炭化硼素は５〜５５体積％、アルミナは
９５〜４５体積％含有することが望ましい。

【００１７】炭化ジルコニウムを添加含有する場合に
は、炭化ジルコニウムの一部が酸化反応し酸化ジルコニ
ウムとなる場合がある。また、炭化硼素を添加含有する
場合には、炭化硼素の一部がアルミナと反応し、硼酸ア
ルミニウム（Ａｌ₁₈Ｂ₄ Ｏ₃₃）となる場合がある。硼酸
アルミニウムは研削面のＸ線回折パターンにおいて硼酸
アルミニウムの（１１１）面のピーク強度とＢ₄ Ｃの
（００３）面のＸ線回折ピークの比（Ｉ（１１１）／Ｉ
（００３））が１以下となると基板の均一性の良い材料
が得られる。硼酸アルミニウムは３０重量％を越えると
基板の均一性が阻害され基板の内部と周辺部で組織の異
なった材料が生じ、均一なスライダー材料を作製する上
で好ましくない。

【００１８】そして、本発明の非磁性セラミックスは、
炭化硼素とアルミナからなる主成分１００重量部に対し
てジルコニアを０．１〜５重量部含有することが重要で
あるが、これは、ジルコニアを添加することで機械加工
時のチッピング特性を改善することができるからであ
る。ここで、主成分に対してジルコニアを０．１〜５重
量部含有したのは、ジルコニアが０．１重量部よりも少
ない場合にはその効果が顕著でなく、５重量部よりも多
い場合には、材料のヤング率が低下して好ましくないか
らである。炭化硼素とアルミナからなる主成分１００重
量部に対するジルコニア量は、焼結性という点からは２
〜５重量部、さらには耐チッピング性という点からは
０．１〜３重量部含有することが望ましい。

【００１９】また、硼化ジルコニウムとアルミナからな
る系において、硼化ジルコニウムを５〜９５体積％と、
アルミナを９５〜５体積％とから構成したのは、硼化ジ
ルコニウムが５体積％よりも少ない場合（アルミナが９
５体積％よりも多い場合）には、前記薄膜ヘッドに多用
されるアルミナ−炭化チタン系材料の変形量と同等であ
り、スライス加工後のバーの変形を防止する上で効果が
小さい。また、摺動特性が劣化するからである。

【００２０】硼化ジルコニウが９５体積％を越えると
（アルミナが５体積％よりも少なくなると）焼結体の緻
密化が困難になるからである。特に、焼結性、摺動特性
という点から、硼化ジルコニウムは１０〜５０体積％、
アルミナは９０〜５０体積％含有することが望ましい。

【００２１】さらに、硼化ジルコニウムとアルミナから
なる主成分１００重量部に対してジルコニアを０．１〜
５重量部含有したのは、炭化ジルコニウムおよび炭化硼
素のいずれか一種とアルミナの系と同様の理由による。

【００２２】また、本発明の炭化ジルコニウムとアルミ
ナの系、炭化硼素とアルミナとジルコニアの系、および
硼化ジルコニウムとアルミナ系の非磁性セラミックスで
は、ヤング率は３８０ＧＰａ以上であることが望まし
い。ヤング率は３８０ＧＰａよりも少ない場合には、切
断加工時の曲がり量が大となる傾向があるからである。
このヤング率は切断加工時の曲がり量を小さくするとい
う点からは４１０ＧＰａであることが望ましく、さらに
は機械加工特性が優れるという点から４００ＧＰａが最
適である。

【００２３】本発明の非磁性セラミックスは、例えば、
原料粒径が２．０μｍ以下の炭化ジルコニウム，炭化硼
素とアルミナを含有する混合粉末や、原料粒径が１．０
μｍ以下の硼化ジルコニウムとアルミナを含有する混合
粉末をホットプレスまたは熱間静水圧処理（ＨＩＰ）し
たり、前記混合粉末の成形体をホットプレスまたは熱間
静水圧処理したり、前記混合粉末を成形焼成した焼結体
をホットプレスまたは熱間静水圧処理したりすることに
より得られる。これらの中でも特に真空焼成炉、還元雰
囲気焼成炉等により作製した予備焼結体を熱間静水圧処
理することが望ましい。

【００２４】尚、炭化ジルコニウム，炭化硼素の原料の
平均粒径（マイクロトラックで積算粒径分布における体
積率が５０％となる粒径）を２．０μｍ以下としたり、
硼化ジルコニウムの原料の平均粒径を１．０μｍ以下と
したのは、炭化ジルコニウム，炭化硼素の原料の平均粒
径が２．０μｍよりも大きい場合や硼化ジルコニウムの
原料の平均粒径が１．０μｍよりも大きい場合には、焼
結温度が高くなり、アルミナ結晶の粒径が大きくなり、
ポアを除去することが困難となりやすいからである。ま
た、焼結体が緻密化されても焼結体の結晶粒径が２μｍ
以上と大きく、イオンミリングにより微細加工した加工
面の表面粗さＲａが１００ｎｍ以上と大きくなり、例え
ばスライダー材料として適切でないからである。また、
混合粉末をホットプレスまたは熱間静水圧処理したの
は、焼結体密度を９９％以上とし１μｍ以上のポアを取
り除くことができるためである。

【００２５】炭化ジルコニウムとアルミナの系、炭化硼
素とアルミナとジルコニアの系では、ホットプレス処理
はカーボン型において圧力１００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ
²、１５００〜１９００℃で０．５〜２時間行い、熱間
静水圧処理は、アルゴンまたはＮ₂雰囲気において圧力
５００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ²、１４００〜１８００
℃で１〜２時間行うのが最適である。また、硼化ジルコ
ニウムとアルミナの系ではホットプレス処理はカーボン
型において圧力５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²、１７００
〜２０００℃で０．５〜２時間行い、熱間静水圧処理
は、アルゴンまたはＮ₂雰囲気において圧力５００〜２
０００ｋｇｆ／ｃｍ²、１４００〜１８００℃で１〜２
時間行うのが最適である。

【００２６】また、炭化ジルコニウム，炭化硼素として
平均粒径（マイクロトラックによる５０％粒径）１．０
μｍ以下の原料を用いることにより、ホットプレス時や
熱間静水圧処理時の温度が１９００℃以下の低い温度で
緻密化され、しかも２．０μｍ以下の微細な平均結晶粒
径を有するコンポジット材料を作製できる。

【００２７】

【作用】スライダーの浮上面を鏡面加工する際、ディス
クに対面する浮上面の平坦度はその浮上量の低下に従い
厳しく制御する必要が生じている。図１に、鏡面加工時
にワークに荷重をかけた状態でのワークの変形量を有限
要素法で計算した模式図を示す。このような状態は、ワ
ーク固定治具に、例えば接着剤で固定した場合、接着剤
の効果により端部にｆの力が作用する。尚、ワーク形状
は４ｍｍ×１．３ｍｍ×２．５ｍｍであり、荷重を１．
０ｋｇｆとした。そして、ヤング率が１３０００ｋｇｆ
／ｍｍ² 、２５０００ｋｇｆ／ｍｍ² 、４００００ｋｇ
ｆ／ｍｍ²と異なる材料についてそれぞれ計算した結
果、ワークの変形量Δｘは２．１９×１０^-4ｍｍ、１．
１４×１０^-4ｍｍ、７．１３×１０^-5ｍｍであり、ヤン
グ率が大きい程変形が小さくなることが判る。これよ
り、ヤング率の大きな材料ほど変形が少なく平面度の良
い面に加工でき、微細加工が容易になることが判る。

【００２８】そこで、本発明の記録再生ヘッド用非磁性
セラミックスは、ヤング率の大きい炭化ジルコニウム，
炭化硼素とアルミナから構成したり、ヤング率の大きい
硼化ジルコニウムとアルミナから構成することにより、
材料自体のヤング率を向上し、ダイヤモンド砥石等によ
る切断加工や溝切り加工，鏡面加工時等における変形を
抑制することが可能となるとともに、加工時の負荷を小
さくし、ミリング速度が大きく、かつミリング後の凹凸
も小さく、さらに、ディスクとの摩擦力や吸着力を小さ
くすることが可能となる。

【００２９】また、炭化ジルコニウム，炭化硼素とアル
ミナからなる主成分や、硼化ジルコニウムとアルミナか
らなる主成分に対してジルコニアを含有させることによ
り、機械加工時のチッピング特性を改善し、加工後の表
面粗さを向上することが可能となる。

【００３０】

【実施例】

実施例１ 平均粒径０．９６μｍの炭化ジルコニウム原料粉末と、
平均粒径０．４μｍのアルミナ原料粉末を、焼結体の組
成が表１となるように秤量し、アルミナボールを媒体と
して粉砕混合した。混合粉砕した原料粉末を乾燥し、４
０メッシュを通し整粒した後、カーボン型に充填し４０
０ｋｇｆ／ｃｍ² の加圧力を加え、１７００℃で０．５
時間ホットプレス焼成した。焼結体の特性を表１に示
す。

【００３１】

【表１】

【００３２】ここで、密度はアルキメデス法を使い、硬
度はＡＶＫ（（株）明石製作所製）の硬度計を使い測定
した。測定条件はビッカース圧子により荷重２０ｋｇｆ
を１５秒間加えた後、圧子による圧痕の大きさから測定
した。強度は３ｍｍ×４ｍｍの断面を有する試験片を作
製し、３０ｍｍのスパンで３点曲げ試験法により測定し
た。この時のヘッドのスピードを０．５ｍｍ／ｍｉｎと
した。ヤング率は超音波法により測定した。ポアの有無
は１μｍのダイヤモンド砥粒を使い研磨した後、走査型
電子顕微鏡で研磨面を観察し１μｍ以上のポアの有無を
観察した。

【００３３】次に試料をカウフマン型ミラトロンのアル
ゴンソース源を用いミリング加工し、ミリング面粗度を
求めた。ミリング条件は、加速電圧８００Ｖ、ビーム電
流２００ｍＡ、ガス流量１０ｓｃｃｍ、加工面への入射
角４５度であった。また、ミリング速度はイオンビーム
をマスク面と加工面の段差を市販の触針式表面粗さ計で
測定し求めた。表面粗さはデジタルインスツルメンツ社
製のナノスコープ２原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用し
た。ＡＦＭにはオリンパス（株）で製造した窒化珪素製
の探針先端曲率Ｒ１０〜３０ｎｍの探針を使用した。ま
た、この測定視野は１０μｍ角とした。

【００３４】この表１より、本発明の非磁性セラミック
ス（試料Ｎｏ．２〜５）は、ヤング率が３７８ＧＰａ以
上で従来のアルミナ・炭化チタン材料とほぼ同等であ
り、焼結体中には１μｍ以上のポアが存在せず、ミリン
グ速度も１６５Ａ／ｍｉｎ以上であり、ミリング加工後
のミリング面粗度Ｒａも１０８ｎｍ以下と小さいことが
判る。一方従来のアルミナ・炭化チタンコンポジット材
料（試料Ｎｏ．７）では、ヤング率が３９８ＧＰａと高
いが、ミリング速度が小さいにもかかわらず、ミリング
面粗度Ｒａが大きいことが判る。本発明材料のミリング
速度はアルミナ−３０重量％炭化チタン系材料より大き
く、しかも表面粗度は小さいことが判る。

【００３５】次に、表１のＮｏ．１，４の試料とＮｏ．
７のアルミナ−３０重量％炭化チタン系材料を１．６×
２．２×０．９ｍｍのサイズの２本のレールを有するス
ライダーを作製し、榛名通信（株）製のＣＳＳテスター
を使い、ＣＳＳ回数とメディアのダメージ、ヘッドダメ
ージを評価した。ＣＳＳサイクルは停止時間５秒、停止
から３６００ｒｐｍまでの時間を５秒、保持時間を３秒
間、停止までの時間を５秒間とした。その結果、Ｎｏ．
１，７の材料は３００００回でダメージを生じるのに対
し、本発明の試料Ｎｏ．４のコンポジット材料は４００
００回でもダメージがなく優れた摺動特性を示すことが
判明した。また、上記スライダーを作成中において、Ｎ
ｏ．５の材料のものはレール面（エアベアリング面）に
５０μｍ以上のチッピングを少量生じた。

【００３６】実施例２ 実施例１の表１の組成の原料を１ｔｏｎ／ｃｍ² の加圧
力で成形し、窒素雰囲気中において１０００℃で２時間
予備焼成した。この予備焼成体を金属でシールした後１
７００℃で２０００気圧の圧力を加え１時間熱間静水圧
焼成（ＨＩＰ）処理した。この材料の特性を表２に示
す。また、密度，硬度，強度，ヤング率，ポアの有無，
ミリング速度，ミリング面粗度について、上記実施例１
と同様にして測定し、結果を表２に記した。

【００３７】

【表２】

【００３８】この表２より、本発明の非磁性セラミック
ス（試料Ｎｏ．９〜１２）は、ヤング率が３９５ＧＰａ
以上で従来のアルミナ・炭化チタン材料とほぼ同等であ
り、焼結体中には１μｍ以上のポアが存在せず、ミリン
グ速度も１５２Ａ／ｍｉｎ以上であり、ミリング加工後
のミリング面粗度Ｒａも９８ｎｍ以下と小さいことが判
る。また、試料Ｎｏ．８，１１について上記実施例１と
同様にしてＣＳＳ試験を行った結果、試料Ｎｏ．８では
３００００回でダメージを生じるのに対して、本発明の
試料Ｎｏ．１１のコンポジット材料は４００００回でも
ダメージがなく優れた摺動特性を示すことが判明した。

【００３９】実施例３ 平均粒径０．９６μｍの炭化硼素原料粉末と、平均粒径
０．４μｍのアルミナ原料粉末を、焼結体の組成が表３
となるように秤量し、アルミナボールを媒体として粉砕
混合した。混合粉砕した原料粉末を乾燥し、４０メッシ
ュを通し整粒した後、カーボン型に充填し４００ｋｇｆ
／ｃｍ² の加圧力を加え、１７５０℃で０．５時間ホッ
トプレス焼成した。焼結体の特性を表３に示す。また、
密度，硬度，強度，ヤング率，ポアの有無，ミリング速
度，ミリング面粗度について、上記実施例１と同様にし
て測定し、結果を表３に記した。

【００４０】

【表３】

【００４１】この表３より、本発明の非磁性セラミック
ス（試料Ｎｏ．１５〜１８）は、ヤング率が３８３ＧＰ
ａ以上で従来のアルミナ・炭化チタン材料とほぼ同等で
あり、焼結体中には１μｍ以上のポアが存在せず、ミリ
ング速度も１０９Ａ／ｍｉｎ以上であり、ミリング加工
後のミリング面粗度Ｒａも８７ｎｍ以下と小さいことが
判る。これに対して従来のアルミナ・炭化チタンコンポ
ジット材料（表１の試料Ｎｏ．７）では、ヤング率が３
９８ＧＰａと高いが、ミリング速度が小さいにもかかわ
らず、ミリング面粗さＲａが１１０ｎｍと大きいことが
判る。本発明材料のミリング速度はアルミナ−３０重量
％炭化チタン系材料より大きく、しかも表面粗度は小さ
いことが判る。

【００４２】また、試料Ｎｏ．１４について上記実施例
１と同様にしてＣＳＳ試験を行った結果、試料Ｎｏ．１
４では３００００回でダメージを生じた。また、スライ
ダーを作成中において、Ｎｏ．１８の材料のものはレー
ル面（エアベアリング面）に５０μｍ以上のチッピング
を全く生じなかった。

【００４３】実施例４ 実施例３の表３の組成の原料を１ｔｏｎ／ｃｍ² の加圧
力で成形し、アルゴン雰囲気中において１０００℃で２
時間予備焼成した。この予備焼成体を金属でシールした
後１７００℃で２０００気圧の圧力を加え１時間熱間静
水圧焼成（ＨＩＰ）処理した。この材料の特性を表４に
示す。また、密度，硬度，強度，ヤング率，ポアの有
無，ミリング速度，ミリング面粗度について、上記実施
例１と同様にして測定し、結果を表４に記した。

【００４４】

【表４】

【００４５】この表４より、本発明の非磁性セラミック
ス（試料Ｎｏ．２１〜２４）は、ヤング率が３８６ＧＰ
ａ以上で従来のアルミナ・炭化チタン材料とほぼ同等で
あり、焼結体中には１μｍ以上のポアが存在せず、ミリ
ング速度も９８Ａ／ｍｉｎ以上であり、ミリング加工後
のミリング面粗度Ｒａも８１ｎｍ以下と小さいことが判
る。また、試料Ｎｏ．２０について上記実施例１と同様
にしてＣＳＳ試験を行った結果、試料Ｎｏ．２０では３
００００回でダメージを生じた。

【００４６】実施例５ 平均粒径０．７μｍの硼化ジルコニウム原料粉末と、平
均粒径０．２μｍのアルミナ原料粉末を、焼結体の組成
が表５となるように秤量し、アルミナボールを媒体とし
て粉砕混合した。混合粉砕した原料粉末を乾燥し、４０
メッシュを通し整粒した後、カーボン型に充填し４００
ｋｇｆ／ｃｍ² の加圧力を加え、１７５０℃で０．５時
間ホットプレス焼成した。焼結体の特性を表５に示す。
また、密度，硬度，強度，ヤング率，ポアの有無，ミリ
ング速度，ミリング面粗度について、上記実施例１と同
様にして測定し、結果を表５に記した。

【００４７】

【表５】

【００４８】この表５より、本発明の非磁性セラミック
ス（試料Ｎｏ．２７〜３５）は、ヤング率が３８５ＧＰ
ａ以上で従来のアルミナ・炭化チタン材料とほぼ同等で
あり、焼結体中には１μｍ以上のポアが存在せず、ミリ
ング速度も１３８Ａ／ｍｉｎ以上であり、ミリング加工
後のミリング面粗度Ｒａも１０８ｎｍ以下と小さいこと
が判る。これに対して従来のアルミナ・炭化チタンコン
ポジット材料（表１の試料Ｎｏ．７）では、ヤング率が
３９８ＧＰａと高いが、ミリング速度が小さいにもかか
わらず、ミリング面粗さＲａが大きいことが判る。本発
明材料のミリング速度はアルミナ−３０重量％炭化チタ
ン系材料より大きく、しかも表面粗度は小さいことが判
る。

【００４９】また、試料Ｎｏ．２６，２９について上記
実施例１と同様にしてＣＳＳ試験を行った結果、試料Ｎ
ｏ．２６では３００００回でダメージを生じるのに対し
て、本発明の試料Ｎｏ．２９のコンポジット材料は４０
０００回でもダメージがなく優れた摺動特性を示すこと
が判明した。また、スライダーを作成中において、Ｎ
ｏ．３４の材料のものはレール面（エアベアリング面）
に５０μｍ以上のチッピングを少量生じたのに対して、
Ｎｏ．３３は全く生じなかった。

【００５０】実施例６ 実施例５の表５の組成の原料を１ｔｏｎ／ｃｍ² の加圧
力で成形し、アルゴン雰囲気中において１０００℃で２
時間予備焼成した。この予備焼成体を金属でシールした
後１７００℃で２０００気圧の圧力を加え１時間熱間静
水圧焼成（ＨＩＰ）処理した。この材料の特性を表６に
示す。また、密度，硬度，強度，ヤング率，ポアの有
無，ミリング速度，ミリング面粗度について、上記実施
例１と同様にして測定し、結果を表６に記した。

【００５１】

【表６】

【００５２】この表６より、本発明の非磁性セラミック
ス（試料Ｎｏ．３８〜４６）は、ヤング率が３８９ＧＰ
ａ以上で従来のアルミナ・炭化チタン材料よりも大き
く、焼結体中には１μｍ以上のポアが存在せず、ミリン
グ速度も１１９Ａ／ｍｉｎ以上であり、ミリング加工後
のミリング面粗度Ｒａも９９ｎｍ以下と小さいことが判
る。また、試料Ｎｏ．３７，４０について上記実施例１
と同様にしてＣＳＳ試験を行った結果、試料Ｎｏ．３７
では３００００回でダメージを生じるのに対して、本発
明の試料Ｎｏ．４０のコンポジット材料は４００００回
でもダメージがなく優れた摺動特性を示すことが判明し
た。

【００５３】

【発明の効果】本発明の記録再生ヘッド用非磁性セラミ
ックスでは、材料自体のヤング率を高くすることがで
き、加工時の変形が小さく、浮上面の平坦度を精度良く
コントロールでき、微細加工が可能で、加工速度が大き
く、微細加工面における凹凸も小さく、ヘッドとディス
クの間に発生する摩擦力や吸着力の小さな摺動特性の優
れた材料を得ることができる。また、ミリング加工時の
ミリング速度を早くした場合でも、表面粗さの良好な材
料を得ることができる。したがって、例えば、磁気ヘッ
ドの量産において加工効率が良く、大量生産に対応でき
る。これにより、例えば、薄膜磁気ヘッド用セラミック
基板、各種磁気ヘッド用スライダー、磁気ヘッドのスペ
ーサ、テープガイド、マイクロマシン部材等に最適な非
磁性セラミックスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鏡面加工時にワークに荷重をかけた状態でのワ
ークの変形量を有限要素法で計算した模式図を示す。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 21/21 １０１ Ｃ０４Ｂ 35/56 Ｂ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炭化ジルコニウムを５〜５５体積％と、ア
   ルミナを９５〜４５体積％とからなることを特徴とする
   記録再生ヘッド用非磁性セラミックス。
2. 【請求項２】炭化硼素を５〜５５体積％と、アルミナを
   ９５〜４５体積％とを主成分とし、この主成分１００重
   量部に対してジルコニアを０．１〜５重量部含有するこ
   とを特徴とする記録再生ヘッド用非磁性セラミックス。
3. 【請求項３】硼化ジルコニウムを５〜９５体積％と、ア
   ルミナを９５〜５体積％とからなることを特徴とする記
   録再生ヘッド用非磁性セラミックス。
4. 【請求項４】硼化ジルコニウムを５〜９５体積％と、ア
   ルミナを９５〜５体積％とを主成分とし、この主成分１
   ００重量部に対してジルコニアを０．１〜５重量部含有
   することを特徴とする記録再生ヘッド用非磁性セラミッ
   クス。