JP3962727B2 - 磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法 - Google Patents

磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法に関する。
薄膜磁気ヘッドを含む磁気ヘッドスライダは、１９７９年に初めてハードディスク装置に使用されたが、このときの磁気ヘッドスライダは一般にミニスライダ（１００％スライダ）と呼ばれている。その後、磁気ヘッドスライダは、ミニスライダの約７０％の大きさのマイクロスライダ（７０％スライダ）を経て、ミニスライダの約５０％の大きさのナノスライダ（５０％スライダ）へと小型化が進められてきている。
この磁気ヘッドスライダは、一般に、基板上に薄膜磁気ヘッドを含む積層体を有してなる。このような磁気ヘッドスライダは、基板上に薄膜磁気ヘッドを含む積層体を積層して積層構造体とした後、この積層構造体を積層方向に平行に切断して薄膜磁気ヘッドの露出面を形成し、この露出面をラッピング（研磨）してエアベアリング面とすることにより得られる。
そして、従来の磁気ヘッドスライダを製造する際においては、例えば下記特許文献１に記載されているように、アルミナと炭化チタンとを主成分とする高強度の焼結体、いわゆる、アルティック焼結体を磁気ヘッドスライダの基板として用いている。
特開昭５７−８２１７２号公報
現在では、ミニスライダの約３０％程の大きさのピコスライダ（３０％スライダ）と呼ばれる磁気ヘッドスライダが主流となっており、今後、ハードディスク装置の小型化、低コスト化に伴い磁気ヘッドスライダは更に小型化され、将来的にはミニスライダの約２０％程の大きさのフェムトスライダ（２０％スライダ）へと移行することが予想されている。
このような磁気ヘッドスライダの小型化に伴い、エアベアリング面を形成する際のラッピング工程において、基板と、基板上に積層した積層体との研磨量の違いにより生じるエアベアリング面の段差を低減することが求められている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、エアベアリング面の段差の低減を図ることができかつ十分な強度を有する磁気ヘッドスライダ用材料、これを用いた磁気ヘッドスライダ、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らが鋭意検討した結果、従来の磁気ヘッドスライダの基板として用いられるアルティック焼結体の研磨速度は、薄膜磁気ヘッドを含む積層体の研磨速度に比べて極めて低く、これによって、ラッピング時に積層体の研磨量が基板の研磨量にくらべて大きくなりすぎて大きな段差が生じることを見出した。さらに、本発明者らは、アルミナ、炭化チタン、及び炭素を含む所定の組成の焼結体の研磨速度が、従来のアルティック焼結体の研磨速度よりも十分に高くなりかつ十分な強度を有することを見出して本発明に想到した。
本発明の磁気ヘッドスライダ用材料は、アルミナ、炭化チタン及び炭素を含むと共にアルミナの重量を１００重量部とした時に炭化チタンを２０〜１２０重量部、炭素を０．３〜２．０重量部含む焼結体である。
また、本発明の磁気ヘッドスライダは、焼結体から作られた基板と、この基板上に形成された、薄膜磁気ヘッドを含む積層体と、を備える。そして、この焼結体は、アルミナ、炭化チタン及び炭素を含むと共にアルミナの重量を１００重量部とした時に炭化チタンを２０〜１２０重量部、炭素を０．３〜２．０重量部含む。
これらの発明によれば、この焼結体は、従来の磁気ヘッドスライダ用材料に用いられるアルティック焼結体に比して研磨速度が速く、したがって、この磁気ヘッドスライダ用材料を用いた基板の研磨速度と、薄膜磁気ヘッドを含む積層体の研磨速度と、の差が従来よりも十分に少なくなる。これにより、磁気ヘッドスライダの製造時に、詳しくは、この磁気ヘッドスライダ用材料から作られた基板上に薄膜磁気ヘッドを含む積層体を積層して積層構造体とし、この積層構造体における積層方向に平行な断面をラッピングして磁気ヘッドスライダを製造する時に、ラッピングにより形成されるエアベアリング面において積層体と基板との間に段差が生じにくくなる。また、この磁気ヘッドスライダ用材料は十分な強度を有する。
本発明の磁気ヘッドスライダ用材料及び磁気ヘッドスライダにおいて、焼結体における炭素の濃度が０．２重量部未満であると、従来のアルティック焼結体から作られた基板と比べて研磨速度が十分に低下しない。一方、焼結体における炭素の濃度が、９重量部を超えると、強度が低下する。
炭素の濃度が高くなるにしたがって磁気ヘッドスライダ用材料の研磨速度が低下する理由は明らかではないが、例えば以下のように考えることができる。アルミナ及び炭化チタンを含む焼結体に炭素が添加されると、焼結時におけるアルミナや炭化チタンの粒成長が抑制され、これにより、焼結体の研磨速度が高くなるものと考えられる。
また、本発明の磁気ヘッドスライダ用材料及び磁気ヘッドスライダにおいて、焼結体における炭化チタンの濃度が２０重量部未満であると、材料の剛性が低下して強度が低下する。一方、焼結体における炭化チタンの濃度が、１２０重量部を超えると、焼結性が低下して強度が低下する。
この磁気ヘッドスライダ用材料及び磁気ヘッドスライダにおいて、焼結体は、アルミナの重量を１００重量部とした時に炭素を０．３〜２.０重量部含むことが好ましく、炭素を０．５〜１．５重量部含むことがより好ましい。この場合には、高い研磨速度と高い強度とを十分なレベルで両立できる。
また、磁気ヘッドスライダ用材料及び磁気ヘッドスライダにおいて、焼結体は、アルミナの重量を１００重量部とした時に、さらにチタニアを０．５〜１０重量部含むことが好ましい。この場合は、焼結体の焼結性が向上し、強度を向上しやすい。
本発明に係る磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法は、粉末の成形体を用意する工程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で焼結させる工程と、を備える。この粉末の成形体は、アルミナ、炭化チタン及び炭素を含むと共にアルミナの重量を１００重量部とした時に炭化チタンを２０〜１２０重量部、炭素を０．３〜２．０重量部含む。
これによれば、上述の磁気ヘッドスライダ用材料を好適に製造できる。
ここで、成形体を用意する工程では、アルミナを含む粉末、炭化チタンを含む粉末及び炭素を含む粉末を混合して混合粉末を得、この混合粉末を成形することができる。
また、成形体を用意する工程では、アルミナを含む粉末、炭化チタンを含む粉末及び有機物を混合して混合物を得、この混合物を非酸化性雰囲気中で熱処理することにより混合物中の有機物を炭化して混合粉末を得、この混合粉末を成形することもできる。
さらに、成形体を用意する工程では、アルミナを含む粉末、炭化チタンを含む粉末及び有機物を混合して混合物を得、この混合物を成形し、成形された混合物を非酸化性雰囲気中で熱処理することにより混合物中の有機物を炭化することもできる。
本発明よれば、十分な強度を有しつつエアベアリング面の段差が低減された磁気ヘッドスライダを実現することができる。これにより、より小さなサイズの磁気ヘッドスライダを製造でき、さらなる高密度化が可能となる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
（磁気ヘッドスライダ用材料）
まず、本実施形態に係る磁気ヘッドスライダ用材料について説明する。本実施形態に係る磁気ヘッドスライダ用材料は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化チタン（ＴｉＣ）及び炭素（Ｃ）を含む焼結体である。ここで、焼結体において、アルミナや炭化チタンはそれぞれ結晶粒を形成している。また、焼結体において炭素はアルミナや炭化チタンとは化学的に結合していない遊離成分であり、主として、アルミナや炭化チタンの結晶粒界に存在する。
ここで、この磁気ヘッドスライダ用材料における炭素の濃度は、アルミナの重量を１００重量部とした時に０．２〜９重量部であり、好ましくは０．３〜２．０重量部であり、より好ましくは０．５〜１．５である。
ここで、炭素の濃度が９重量部よりも高くなると、材料の強度が弱くなりすぎる傾向があり好ましくない。一方、炭素の濃度が０．２重量部よりも低くなると、従来のアルティック焼結体に比べて研磨速度が十分に高くならない。
なお、従来の磁気ヘッドスライダ用材料として用いられているアルティック焼結体は、アルミナ粉末と炭化チタン粉末とを混合して焼結することにより作られている。そして、この炭化チタン粉末には、通常不可避的に炭素が０．０５〜０．１５％程度含まれている。したがって、アルティック焼結体におけるアルミナの重量を１００重量部とすると、従来のアルティック焼結体には、通常炭素が０．０１〜０．１８重量部程度含まれている。この従来のアルティック焼結体の炭素の濃度は、本実施形態の磁気ヘッドスライダ用材料の炭素の濃度よりも十分に低いものである。
また、本実施形態の磁気ヘッドスライダ用材料における炭化チタンの濃度は、アルミナの重量を１００重量部としたときに、２０〜１２０重量部である。このような範囲にすると、十分な強度の磁気ヘッド用基板が得られる。炭化チタンの濃度が２０重量部を下回ると、剛性が低下して強度が低くなる傾向がある。一方、炭化チタンの濃度が１２０重量部を超えると、焼結性が低下して強度が低下する傾向がある。
さらに、この磁気ヘッドスライダ用材料は、さらにチタニアを含むことが好適である。チタニアの好適な濃度は、アルミナの重量を１００重量部としたときに、０．５〜１０重量部である。磁気ヘッドスライド用材料がチタニアを含むと、焼結性が高くなって高強度化が容易となる。
なお、この磁気ヘッドスライダ用材料は、特性に影響を与えない程度に他の成分を含んでもよい。
（磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法）
続いて、このような磁気ヘッドスライダ用材料の第一の製造方法について説明する。
まず、アルミナ粉末、炭化チタン粉末、及び炭素粉末、さらに、必要に応じて添加物としてのチタニア粉末を用意する。
ここで、原料のアルミナ粉末の平均粒子径は０．１〜１μｍであることが好ましく、０．４〜０．６μｍであることがより好ましい。
また、炭化チタン粉末の平均粒子径は０．１〜３μｍであることが好ましく、０．５〜１．５μｍであることがより好ましい。炭化チタン粉末は、炭素を含んでいてもよい。
また、炭素粉末の平均粒子径は２０〜１００ｎｍであることが好ましい。炭素粉末としては、例えば、カーボンブラック、エチレンブラック等の炭素からなる粉末を使用することができる。
また、チタニア粉末の平均粒子径は０．１〜３μｍであることが好ましく、０．５〜１μｍであることがより好ましい。
そして、これらの粉末を、例えば、エタノール、ＩＰＡ、９５％変性エタノール等の有機溶剤中で混合し、混合粉末を得る。なお、水を溶媒として使用すると、溶媒と炭化チタンとが化学反応を起こして炭化チタン粉末が酸化してしまうため、水は使用できない。
ここでは、混合粉末において、アルミナの全重量を１００重量部としたときに、炭化チタン粉末、炭素、チタニアの重量が、それぞれ上述の条件を満たすようにアルミナ粉末、炭化チタン粉末、炭素粉末、チタニア粉末を配合する。
ここで、粉末の混合は、ボールミルやアトライター中で行うことが好ましい。また、粉末の混合は、１０〜１００時間程度行うことが好ましい。なお、ボールミルやアトライター中の混合メディアとしては、例えば、直径１〜２０ｍｍ程度の、アルミナボール等を使用することが好ましい。
次に、混合粉末をスプレー造粒する。ここでは、例えば、酸素をほとんど含まない窒素やアルゴン等の不活性ガスの、６０〜２００℃程度の温風中で噴霧乾燥すればよく、これによって、上記の組成の混合粉末の造粒物が得られる。ここで、例えば、造粒物の粒径は、５０μｍ〜２００μｍ程度が好ましい。
次に、必要に応じて上述の有機溶剤を添加して造粒物の液体含有量の調節を行い、０．１〜１０重量％程度、造粒物中に有機溶剤が含まれるようにする。液体含有量の調節に用いる有機溶剤としては、例えば、エタノール、ＩＰＡ、９５％変性エタノール等の有機溶剤が挙げられ、通常、粉末の混合の際に用いた有機溶剤が使用される。なおここでも、水を溶媒として使用すると、溶媒と炭化チタンとが化学反応を起こして炭化チタン粉末が酸化してしまうため、水は使用できない。
次に、この造粒物を所定の型内に充填し、冷間プレスにより一次成形を行って成形体を得る。ここでは、例えば、内径１５０ｍｍの円板形成用の金属製あるいはカーボン製の型内に造粒物を充填し、例えば、５〜１５ＭＰａ（約５０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２）程度の圧力で冷間プレスすればよい。
続いて、得られた成形体をホットプレスし焼結体を得る。ここで、例えば、焼成温度を１２００〜１７００℃、圧力を１０〜５０ＭＰａ（約１００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２）、雰囲気を真空、窒素、アルゴン等の非酸化雰囲気中とする。なお、非酸化性雰囲気とするのは、炭化チタンの酸化を抑制するためである。また、混合粉体の成形にはカーボン製の型を用いることが好ましい。また、成形体の焼結時間は１〜３時間程度とすることが好ましい。
これにより、磁気ヘッドスライダ用材料が完成する。ここでは、磁気ヘッドスライダ用材料の形状は特に限定されず、例えば、直径６インチ、厚み２．５ｍｍの円板状の基板や、矩形基板とすることができる。
続いて、このような磁気ヘッドスライダ用材料の第二の製造方法について説明する。
上述の第一の製造方法では炭素粉末を用いたが、第２の製造方法ではこれに代えて有機物を用いる。具体的には、まず、アルミナ粉末、炭化チタン粉末、及び、有機物を混合して混合物を得る。ここで、有機物は特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、ブチラール樹脂等を例示できる。また、混合物には、必要に応じて、チタニア粉末等の添加物を添加してもよい。
続いて、この混合物を、真空雰囲気、窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気下で熱処理することにより、混合物中の有機物を炭化させる。ここで、炭化条件は、有機物の種類等によって任意好適に設定できるが、例えば、真空乾燥炉等において、６００℃、５時間程度熱処理をすることにより、アルミナ、炭化チタン、及び、炭素を含み、必要に応じてチタニア等を含む混合粉末を得ることができる。
その後、この混合粉末を第一の製造方法と同様にして成形し、焼結させればよい。
このようにして有機物を用いて製造すると、炭素の均一分散が可能となり、炭素の分散に要する時間を短縮できる。
緻密な磁気ヘッドスライダ用材料を得るためには、上述のように有機物を炭化した後に成形をすることが好ましいが、成形した後に有機物を炭化することもできる。
具体的には、アルミナ粉末、炭化チタン粉末及び有機物等を含む混合物を得た後、炭化させる前にこの混合物を第一の製造方法と同様にして成形する。そして、この有機物を含む混合物の成形体に対して、上述のような熱処理を施して有機物を炭化し、アルミナ、炭化チタン、及び、炭素等を含む成形体を得ることができる。
ここで、第２の製造方法において、アルミナ粉末、炭化チタン粉末及び有機物、さらに、必要に応じてチタニア粉末等を混合して混合物とする際における各粉末の濃度は、これらの混合物を炭化した後の混合粉末又は成形体における、アルミナ、炭化チタン、炭素、チタニアの量が、第一の製造方法に規定される濃度となるようにあらかじめ定めればよい。これによって、第一の製造方法と同様の組成の成形体が得られる。
（磁気ヘッドスライダ）
次に、この磁気ヘッドスライダ用材料を用いた磁気ヘッドスライダについて図１を参照して説明する。
本実施形態の磁気ヘッドスライダ１１は薄膜磁気ヘッド１０を有するものであり、ハードディスクを備えたハードディスク装置（不図示）に搭載されるものである。このハードディスク装置は、高速回転するハードディスクの記録面に、薄膜磁気ヘッド１０によって磁気情報を記録及び再生するようになっている。
本発明の実施形態に係る磁気ヘッドスライダ１１は略直方体形状をなしている。図１において、磁気ヘッドスライダ１１における手前側の面は、ハードディスクの記録面に対向配置される記録媒体対向面であり、エアベアリング面（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）Ｓと称される。また、エアベアリング面には、トラック幅方向と直交する方向に１１ａ溝が形成されている。
ハードディスクが回転する際、この回転に伴う空気流によって磁気ヘッドスライダ１１が浮上し、エアベアリング面Ｓはハードディスクの記録面から離隔する。エアベアリング面Ｓには、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）等のコーティングを施してもよい。
この磁気ヘッドスライダ１１は、上述した磁気ヘッドスライド用材料から作られた基板１３と、この基板１３上に形成されると共に薄膜磁気ヘッド１０を含む積層体１４とを備えている。より詳しくは、本実施形態では、基板１３は直方体形状を有し、基板１３の側面上に積層体１４が形成されている。
積層体１４の上面１４ａは、磁気ヘッドスライダ１１の端面を形成しており、この積層体１４の上面１４ａには薄膜磁気ヘッド１０に接続された記録用パッド１８ａ，１８ｂ及び再生用パッド１９ａ，１９ｂが取り付けられている。また、薄膜磁気ヘッド１０は、積層体１４内に設けられており、その一部がエアベアリング面Ｓから外部に露出している。なお、図１において、積層体１４内に埋設されている薄膜磁気ヘッド１０を、認識しやすさを考慮して実線で示している。
このような磁気ヘッドスライダ１１は、ジンバル１２に搭載され、図示しないサスペンションアームに接続されることによりヘッドジンバルアセンブリを構成する。
図２は、磁気ヘッドスライダ１１におけるエアベアリング面Ｓに対して垂直かつトラック幅方向に垂直な方向の概略断面図（図１のＩＩ−ＩＩ概略断面図）である。上述のように、磁気ヘッドスライダ１１は、概略矩形板状の基板１３と、この基板１３の側面上に積層された積層体１４とを有している。積層体１４は、薄膜磁気ヘッド１０と、この薄膜磁気ヘッド１０を取り囲むコート層５０と、を有している。
薄膜磁気ヘッド１０は、基板１３に近い側から順に、ハードディスクの磁気情報を読取る読取素子としてのＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果；Giant Magneto Resistive ）素子４０と、ハードディスクに磁気情報を書込む書込素子としての誘導型の電磁変換素子６０と、を有しており、いわゆる、複合型薄膜磁気ヘッドとなっている。
電磁変換素子６０は、いわゆる面内記録方式を採用したものであり、基板１３側から順に下部磁極６１及び上部磁極６４を備えると共に、さらに薄膜コイル７０を備えている。
下部磁極６１及び上部磁極６４のエアベアリング面Ｓ側の端部は、エアベアリング面Ｓに露出しており、下部磁極６１及び上部磁極６４の各露出部は所定距離離間されていて記録ギャップＧを形成している。一方、上部磁極６４におけるエアベアリング面Ｓとは離れた側の端部６４Ｂは下部磁極６１に向かって折り曲げられており、この端部６４Ｂは下部磁極６１におけるエアベアリング面Ｓとは離れた側の端部と磁気的に連結している。これにより、上部磁極６４と下部磁極６１とによってギャップＧをはさむ磁気回路が形成される。
薄膜コイル７０は、上部磁極６４の端部６４Ｂを取り囲むように配置されており、電磁誘導により記録ギャップＧ間に磁界を発生させ、これによりハードディスクの記録面に磁気情報を記録させる。
ＧＭＲ素子４０は、図示は省略するが多層構造を有してエアベアリング面Ｓに露出しており、磁気抵抗効果を利用してハードディスクからの磁界の変化を検出し、磁気情報を読み出す。
ＧＭＲ素子４０と電磁変換素子６０との間、上部磁極６４と下部磁極６１との間はそれぞれ絶縁性のコート層５０により離間されている。また、薄膜磁気ヘッド１０自体もエアベアリング面Ｓを除いてコート層５０に覆われている。コート層５０は、主として、アルミナ等の絶縁材料により形成されている。具体的には、通常、スパッタリング等により形成されたアルミナ層が用いられる。このようなアルミナ層は、通常アモルファス構造を有する。
なお、薄膜磁気ヘッド１０を面内記録方式ではなく、垂直記録方式としてもよい。また、ＧＭＲ素子４０の代わりに、異方性磁気抵抗効果を利用するＡＭＲ（Anisotropy Magneto Resistive）素子、トンネル接合で生じる磁気抵抗効果を利用するＴＭＲ（Tunnel-type Magneto Resistive）素子等を利用してもよい。
さらに、コート層５０内には、さらに、ＧＭＲ素子４０と電磁変換素子６０との間を磁気的に絶縁する磁性層等を含んでもよい。
続いて、以上のような磁気ヘッドスライダ１１の製造方法について説明する。
まず、前述のようにして、図３に示すように、上述の磁気ヘッドスライダ用材料を円板ウェハ状に形成した基板１３を用意する。次に、図４(ａ)に示すように、この基板１３上に、薄膜磁気ヘッド１０及びコート層５０を含む積層体１４を周知の手法によって積層する。ここでは、積層体１４中に、薄膜磁気ヘッド１０が行列状に多数並ぶように積層体１４を形成する。
続いて、積層体１４が積層された基板１３を所定の形状・大きさに切断する。ここでは、例えば、図４（ａ）中の点線で示したように切断することにより、図４（ｂ）に示すように、複数の薄膜磁気ヘッド１０が一列に並びかつこれらの薄膜磁気ヘッド１０が側面１００ＢＳにそれぞれ露出するように配置されたバー１００Ｂを形成する。
そして、このバー１００Ｂの側面１００ＢＳを研磨してエアベアリング面Ｓを形成する、いわゆる、ラッピング工程を行う。このラッピング工程では、基板１３とその上に積層された積層体１４とを、同時にかつ積層方向と交差する方向（図２の矢印Ｘの方向）に研磨する。
ここで、本実施形態では、基板１３が、前述の磁気ヘッドスライダ用材料、すなわち、アルミナ、炭化チタン及び炭素を含み、かつ、これらが所定の濃度で配合された焼結体から作られている。したがって、この基板１３の研磨速度は、従来のアルティック焼結体からつくられた基板の研磨速度よりも十分に高くなり、この基板１３の研磨速度は薄膜磁気ヘッド１０を含む積層体１４の研磨速度と同程度となる。
したがって、ラッピングをした場合に、積層体１４と、基板１３との間での研磨量の差が極めて小さくなり、積層体１４と基板１３との間の段差Ｄ（図５参照）が、従来よりもよりも著しく小さくなる。これにより、例えば、エアベアリング面Ｓをほぼ平坦な状態にすることができる。具体的には、例えば、段差Ｄを１．２ｎｍ以下にすることができる。
したがって、フェムトスライダやそれ以下の大きさのスライダを好適に作成することができ、更なる高密度記録化が容易となる。さらに、本実施形態の基板１３は、十分な強度も有するので信頼性も十分である。
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
本実施例では、構成材料の異なる磁気ヘッドスライダ用材料の基板を複数製造し、それぞれについて抗折強度及び研磨速度を測定した。
（参考例１、実施例２〜４、参考例５、６）
まず、アルミナ粉末（平均粒径０．５μｍ）、炭化チタン粉末（平均粒径０．５μｍ、炭素を０．１重量％含む）、チタニア粉末（平均粒径０．１μｍ）、炭素粉末（カーボンブラック、平均粒径３５ｎｍ）を各々所定量秤量し、ボールミル中でＩＰＡ（イソプロピルアルコール；沸点８２．４℃）と共に３０分粉砕して混合し、その後窒素中で１５０℃でスプレー造粒し造粒物を得た。
ここで、アルミナ粉末、炭化チタン粉末、炭素粉末及びチタニア粉末は、造粒物中において以下の条件を満たすような濃度で混合された。
参考例１、実施例２〜４、参考例５、６において、アルミナに対する炭化チタン及びチタニアの濃度は同一とし、アルミナの重量を１００重量部とした時に、炭化チタンを６０重量部、チタニアを６．７重量部とした。また、炭素の重量は、アルミナの重量を１００重量部とした時に、参考例１では０．２３重量部、実施例２では０．４８重量部、実施例３では０．８９重量部、実施例４では１．７重量部、参考例５では３．４重量部、参考例６では８．４重量部とした。なお、炭素は、炭素粉末由来のものと、炭化チタン粉末由来のものとの合計値である。
続いて、得られた造粒物を各々約０．５ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ２）で一次成形し、その後、ホットプレス法によって真空雰囲気で１時間、焼結温度１６００℃、プレス圧力約３０ＭＰａ（約３００ｋｇｆ／ｃｍ2）で焼成し、磁気ヘッドスライダ用材料を各実施例について得た。その後、これらを２０×２０×１．８ｍｍ程度の切片にそれぞれ切り出し、０．１μｍ径のダイアモンド粒子を含むスラリーを用い、片面研磨機を用いてこの切片を研磨した。ここで、研磨条件は、スズ皿の回転数３７．５回／ｍｉｎ、荷重２５５０ｇ、オスカーモータ回転数５５回／ｍｉｎ、研磨時間１０分とした。そして、研磨前後の厚みを測定し、厚みの変化を研磨時間で除することにより、各実施例毎の研磨速度を取得した。また、島津製作所製の試験機を用い、ＪＩＳ Ｒ１６０１（１９９５）の条件で各基板の抗折強度を測定した。
（比較例１，２）
比較例１では、炭素粉末を添加せず、炭素の重量を炭化チタン粉末に由来する重量、すなわち０．０６重量部とした以外は実施例１と同じにした。また、比較例２では、炭素の重量を１７重量部とする以外は実施例１と同じにした。これらの条件及び結果を、図６に表にして示す。なお、研磨速度は比較例１の研磨速度を１００とし、各研磨速度を比較例１の研磨速度に対する比として表した。ここで、比較例１の研磨速度は、１．７μｍ／１０ｍｉｎであった。
炭素の重量が０．２重量部未満である従来のアルティック焼結体から作られた比較例１の切片の研磨速度に比べ、炭素の重量が０．２重量部以上である参考例１、実施例２〜４、参考例５、６に係る切片では十分に高い研磨速度が得られた。一方、炭素の重量が９重量部以上である比較例２の切片では、強度が十分でなかった。
なお、実施例３の切片の断面ＳＥＭ写真と、比較例１の切片の断面ＳＥＭ写真とを図７（ａ）、図７（ｂ）に順に示す。炭素の量が多くなると、アルミナや炭化チタンの粒成長が抑制されることが理解される。なお、ＳＥＭ写真からアルミナの平均粒径を測定したところ、参考例１では０．３５μｍ、比較例１では０．５μｍであった。
図１は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドスライダの斜視図である。 図２は、図１の磁気ヘッドスライダにおけるＩＩ−ＩＩ矢視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドスライダの製造方法を説明するための斜視図である。 図４（ａ）、図４（ｂ）は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドスライダの製造方法を説明するための図３に続く斜視図である。 図５は、図４（ｂ）のバーを研磨した状態を示す断面概念図である。 図６は、参考例１、実施例２〜４、参考例５、６及び比較例１、２の磁気ヘッド用基板の組成及び特性を示す表である。 図７（ａ）は実施例３に係る磁気ヘッド用基板の断面ＳＥＭ写真、図７（ｂ）は比較例１に係る磁気ヘッド用基板の断面ＳＥＭ写真である。
符号の説明
１０…薄膜磁気ヘッド、１１…磁気ヘッドスライダ、１３…基板、１４…積層体、５０…コート層、Ｄ…段差、Ｓ…エアベアリング面。

Claims (10)

  1. アルミナ、炭化チタン及び炭素を含むと共にアルミナの重量を１００重量部とした時に炭化チタンを２０〜１２０重量部、炭素を０．３〜２．０重量部含む焼結体である磁気ヘッドスライダ用材料。
  2. 前記焼結体は、アルミナの重量を１００重量部とした時に炭素を０．５〜１．５重量部含む請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ用材料。
  3. 前記焼結体は、アルミナの重量を１００重量部とした時に、さらにチタニアを０．５〜１０重量部含む請求項１又は２に記載の磁気ヘッドスライダ用材料。
  4. 焼結体から作られた基板と、前記基板上に形成された、薄膜磁気ヘッドを含む積層体と、を備え、
    前記焼結体は、アルミナ、炭化チタン及び炭素を含むと共にアルミナの重量を１００重量部とした時に炭化チタンを２０〜１２０重量部、炭素を０．３〜２．０重量部含む磁気ヘッドスライダ。
  5. 前記焼結体は、アルミナの重量を１００重量部とした時に炭素を０．５〜１．５重量部含む請求項４に記載の磁気ヘッドスライダ。
  6. 前記焼結体は、アルミナの重量を１００重量部とした時に、さらにチタニアを０．５〜１０重量部含む請求項４又は５に記載の磁気ヘッドスライダ。
  7. アルミナ、炭化チタン及び炭素を含むと共にアルミナの重量を１００重量部とした時に炭化チタンを２０〜１２０重量部、炭素を０．３〜２．０重量部含む成形体を用意する工程と、
    前記成形体を非酸化性雰囲気中で焼結させる工程と、
    を備える磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法。
  8. 前記成形体を用意する工程では、アルミナを含む粉末、炭化チタンを含む粉末及び炭素を含む粉末を混合して混合粉末を得、前記混合粉末を成形する請求項７に記載の磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法。
  9. 前記成形体を用意する工程では、アルミナを含む粉末、炭化チタンを含む粉末及び有機物を混合して混合物を得、前記混合物を非酸化性雰囲気中で熱処理することにより前記混合物中の有機物を炭化して混合粉末を得、前記混合粉末を成形する請求項７に記載の磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法。
  10. 前記成形体を用意する工程では、アルミナを含む粉末、炭化チタンを含む粉末及び有機物を混合して混合物を得、前記混合物を成形し、成形された混合物を非酸化性雰囲気中で熱処理することにより前記混合物中の有機物を炭化する請求項７に記載の磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法。
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