JPH02118056A - 磁性材料及びそれを用いた磁気ヘッド - Google Patents
磁性材料及びそれを用いた磁気ヘッドInfo
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- JPH02118056A JPH02118056A JP63269904A JP26990488A JPH02118056A JP H02118056 A JPH02118056 A JP H02118056A JP 63269904 A JP63269904 A JP 63269904A JP 26990488 A JP26990488 A JP 26990488A JP H02118056 A JPH02118056 A JP H02118056A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、軟磁性材料特に、磁気ヘッドに適した金属
系磁性材料及びそれを用いた磁気ヘッドに関するもので
ある。
系磁性材料及びそれを用いた磁気ヘッドに関するもので
ある。
従来の技術
従来、磁気ヘッド材料として用いられている金属系磁性
材料として、高硬度のFe−Si−AI系合金(所謂セ
ンダスト合金)があった。
材料として、高硬度のFe−Si−AI系合金(所謂セ
ンダスト合金)があった。
発明が解決しようとする課題
しかし、この金属系磁性材料は、高磁束密度であるが、
電気抵抗が低いため高周波領域での渦電rJlfta失
のため、透磁率が低く、且つ、磁気テープで摺動した場
合には、酸化物磁性材料のフェライトに比べ、耐摩耗特
性に劣るという問題点があった。
電気抵抗が低いため高周波領域での渦電rJlfta失
のため、透磁率が低く、且つ、磁気テープで摺動した場
合には、酸化物磁性材料のフェライトに比べ、耐摩耗特
性に劣るという問題点があった。
課題を解決するための手段
5〜15重量%のSiと、2〜7重量%のA+と、残部
は主にFeからなるFe−5i−Al合金に、Be、M
g、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Nb、Ta及びHf
から選択された少なくとも一種の元素を、Fe−Si−
Al合金に対して0.001〜1重量%となるよう添加
し、更に0.0001−1.5重量%の酸素を含有させ
た組成とする。
は主にFeからなるFe−5i−Al合金に、Be、M
g、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Nb、Ta及びHf
から選択された少なくとも一種の元素を、Fe−Si−
Al合金に対して0.001〜1重量%となるよう添加
し、更に0.0001−1.5重量%の酸素を含有させ
た組成とする。
作用
前記の構成によれば、結晶粒界に上記添加物の酸化物で
高電気抵抗層が形成され、これによりバルク全体の電気
抵抗が高められ、高周波領域での渦電流損失が低下し、
透磁率を高くすることが出来る。
高電気抵抗層が形成され、これによりバルク全体の電気
抵抗が高められ、高周波領域での渦電流損失が低下し、
透磁率を高くすることが出来る。
実施例
以下、具体的な実施例を挙げて説明を行う。
実施例1
最材組成比が、3〜18重量%Si、1〜9重量%A+
、残部は主にFeである組成に、Caを合金の重量に対
して、0.001〜1重量%範囲で金属を秤量し、真空
中にて、高周波誘導加熱により溶解し、Ca添加Fe−
Si−AI系母合金(センダスト)を作製した。この母
合金を700〜1000℃の温度で、0.01体積%0
2−残Arのガス中にて、2時間熱処理した。熱処理し
たセンダスト合金の中の酸素を分析すると、0゜005
重量%含有していることが分かった。
、残部は主にFeである組成に、Caを合金の重量に対
して、0.001〜1重量%範囲で金属を秤量し、真空
中にて、高周波誘導加熱により溶解し、Ca添加Fe−
Si−AI系母合金(センダスト)を作製した。この母
合金を700〜1000℃の温度で、0.01体積%0
2−残Arのガス中にて、2時間熱処理した。熱処理し
たセンダスト合金の中の酸素を分析すると、0゜005
重量%含有していることが分かった。
この熱処理したセンダスト合金から外径8mm−内径4
mm−厚さ0.2mmのリングを放電加工により切り出
し、磁気特性を評価した。5〜15重量%S1.2〜7
重量%Al.残部は主にFeの組成範囲のものでは、節
用磁束密度が8,000 (G)以上、月ツ100 k
Hzの透磁率μが、3,000以上、5MHzの透磁
率μが1゜OOOの高磁気特性の材料であったが、それ
以外の組成範囲のものでは、透磁率μが低く、磁気ヘッ
ド用材料として使用出来なかった。
mm−厚さ0.2mmのリングを放電加工により切り出
し、磁気特性を評価した。5〜15重量%S1.2〜7
重量%Al.残部は主にFeの組成範囲のものでは、節
用磁束密度が8,000 (G)以上、月ツ100 k
Hzの透磁率μが、3,000以上、5MHzの透磁
率μが1゜OOOの高磁気特性の材料であったが、それ
以外の組成範囲のものでは、透磁率μが低く、磁気ヘッ
ド用材料として使用出来なかった。
更に、本発明のCa含有Fe−Si−Al合金で酸素を
含有しないものでは、磁束密度は、8000(G)JJ
上で100kHzの透磁率μが、3.000以上あった
が、5MHzでの透磁率が200程度に低下していた。
含有しないものでは、磁束密度は、8000(G)JJ
上で100kHzの透磁率μが、3.000以上あった
が、5MHzでの透磁率が200程度に低下していた。
酸素含有量については、その含有量が0.0001重量
%以下では、酸化効果が得られず、逆に、1.5重量%
以上の酸素含有量では、過度に酸化が進み磁気特性の低
下を招いた。因って0.0001〜1.5重量%の酸素
を含有させることが必要である。
%以下では、酸化効果が得られず、逆に、1.5重量%
以上の酸素含有量では、過度に酸化が進み磁気特性の低
下を招いた。因って0.0001〜1.5重量%の酸素
を含有させることが必要である。
一方、本発明に係るセンダスト組成材に及ぼすCaの効
果を調べた。Caが0.001重量%以下では、前述の
酸化処理をしても、高周波数領域でのXl5la率の改
善は見られず、又、1重量%以上添加すると、今度は、
酸化処理後、低周波数の透磁率が1000以下に低下し
、抗磁力Hcが0゜5(Oe)以上に太き(なり、磁気
ヘッド用磁性材として、使用出来な(なった。よって、
Caの添加量は、0.001〜1重量%が最も良い結果
を与えた。
果を調べた。Caが0.001重量%以下では、前述の
酸化処理をしても、高周波数領域でのXl5la率の改
善は見られず、又、1重量%以上添加すると、今度は、
酸化処理後、低周波数の透磁率が1000以下に低下し
、抗磁力Hcが0゜5(Oe)以上に太き(なり、磁気
ヘッド用磁性材として、使用出来な(なった。よって、
Caの添加量は、0.001〜1重量%が最も良い結果
を与えた。
この実施例では、Ca添加効果について述べたが、アル
カリ土類金属のBe、Mg、Ca、Sl、Ba、及びS
c、Y、Nb、Ta、Hfの内から選ばれた元素を少な
くとも一種以上複合添加の場合は、複合添加元素の総量
が0.001〜1重量%となるように添加すれば同一の
結果が得られる。
カリ土類金属のBe、Mg、Ca、Sl、Ba、及びS
c、Y、Nb、Ta、Hfの内から選ばれた元素を少な
くとも一種以上複合添加の場合は、複合添加元素の総量
が0.001〜1重量%となるように添加すれば同一の
結果が得られる。
尚、酸化処理温度は、700〜1000℃の範囲では、
センダスト合金の粒界が選択的に穏やかに酸化されたが
、1000℃を越えて酸化熱処理を行うと、結晶粒界の
みならず、結晶粒子自身ら酸化され、磁気特性が著しく
低下し、100 k H2での透磁率が数100程度に
なった。一方、700℃以下で熱処理を行うと、粒界酸
化が非常に緩慢に生じ、その熱処理に数100時間以上
の長時間を要し、L業的見地から不適当であった。熱処
理の雰囲気については、0.0001001以上の02
ガス中では、酸化処理効果が得られず、逆に、0.1体
積%以上の02含有ガスでは、過度に酸化が進み磁気特
性の低下を招いた。因って700〜i ooo℃で0.
0001〜0.1体積%の02含有の不活性ガス中で熱
処理することが必要である。
センダスト合金の粒界が選択的に穏やかに酸化されたが
、1000℃を越えて酸化熱処理を行うと、結晶粒界の
みならず、結晶粒子自身ら酸化され、磁気特性が著しく
低下し、100 k H2での透磁率が数100程度に
なった。一方、700℃以下で熱処理を行うと、粒界酸
化が非常に緩慢に生じ、その熱処理に数100時間以上
の長時間を要し、L業的見地から不適当であった。熱処
理の雰囲気については、0.0001001以上の02
ガス中では、酸化処理効果が得られず、逆に、0.1体
積%以上の02含有ガスでは、過度に酸化が進み磁気特
性の低下を招いた。因って700〜i ooo℃で0.
0001〜0.1体積%の02含有の不活性ガス中で熱
処理することが必要である。
実施例2
最終組成比(単位、重量%)が9.5重量%Si、5.
5%Al.85%Feになるように、純度99.98$
以上の高純度Si、同Fe、同AIを秤量、更に、0.
01重量%のCaを加え、これを真空中にて、高周波誘
導加熱により溶解し、Ca添加Fe−Si−AI系母合
金(センダスト)を作製した。この母合金を機械的に粉
砕し、粒子径が1〜3μmのセンダスト粉体を作製した
。この粉体に昇華性のバインダーを加え、成形圧5トン
/Cl113で成形体を作製し、これを真空中で120
0〜1300℃で2〜3時間時間3御0〜500 結晶粒径が5〜7μlのセンダスト焼結体を作製した。
5%Al.85%Feになるように、純度99.98$
以上の高純度Si、同Fe、同AIを秤量、更に、0.
01重量%のCaを加え、これを真空中にて、高周波誘
導加熱により溶解し、Ca添加Fe−Si−AI系母合
金(センダスト)を作製した。この母合金を機械的に粉
砕し、粒子径が1〜3μmのセンダスト粉体を作製した
。この粉体に昇華性のバインダーを加え、成形圧5トン
/Cl113で成形体を作製し、これを真空中で120
0〜1300℃で2〜3時間時間3御0〜500 結晶粒径が5〜7μlのセンダスト焼結体を作製した。
更に、850℃で0.01体積%の酸素ガスを含むAr
ガス中で2時間熱処理を行い、センダスト材を0.05
ffi量%酸化した。比較のため、ホットプレス温度を
100〜200℃高温にして、結晶粒径が10μ泪、1
5μ糟、50Iimの高密度センダスト焼結体を作製し
、さらに同様の酸化処理を行いセンダスト材を酸化した
。
ガス中で2時間熱処理を行い、センダスト材を0.05
ffi量%酸化した。比較のため、ホットプレス温度を
100〜200℃高温にして、結晶粒径が10μ泪、1
5μ糟、50Iimの高密度センダスト焼結体を作製し
、さらに同様の酸化処理を行いセンダスト材を酸化した
。
これらのセンダスト焼結体から2X3X0.15mmの
摩耗試験片を切り出し、3X0.15mmの面を磁気テ
ープで200時間、VTRデツキにて摩耗試験を行った
。測定環境は20℃湿度30%であった。その結果、結
晶粒径が5〜7μmのセンダスト焼結体の摩耗量は、摺
動面から,5〜10μlテ一プ摺動面に垂直に方向に摩
耗していた。又結晶粒径が10μ蒙のものでは、その摩
耗量は、15μIであり、結晶粒径が15μmのもので
は、摩耗量が、25〜30μm、結晶粒径が、50μm
のものでは、摩耗量は、60μmであった。実際のテー
プ慴動型の磁気ヘッドでは、実効的に使用出来る摺動面
からの垂直方向の距離は、約50μ階程度であるので、
前述の測定結果から、結晶粒径が.501.tm以上の
ものは、使用が困難である。また、結晶粒径が15μm
のちのでも、200時間程度で、その摩耗量が30μm
であるから、実際の使用状況では、500時間以上磁気
テープで摺動すると、磁気ヘッドとして、使用出来なく
なる。よって、結晶粒径が10μ泪以丁のセンダスト焼
結体が耐摩耗性の点で、優れていることが分かる。
摩耗試験片を切り出し、3X0.15mmの面を磁気テ
ープで200時間、VTRデツキにて摩耗試験を行った
。測定環境は20℃湿度30%であった。その結果、結
晶粒径が5〜7μmのセンダスト焼結体の摩耗量は、摺
動面から,5〜10μlテ一プ摺動面に垂直に方向に摩
耗していた。又結晶粒径が10μ蒙のものでは、その摩
耗量は、15μIであり、結晶粒径が15μmのもので
は、摩耗量が、25〜30μm、結晶粒径が、50μm
のものでは、摩耗量は、60μmであった。実際のテー
プ慴動型の磁気ヘッドでは、実効的に使用出来る摺動面
からの垂直方向の距離は、約50μ階程度であるので、
前述の測定結果から、結晶粒径が.501.tm以上の
ものは、使用が困難である。また、結晶粒径が15μm
のちのでも、200時間程度で、その摩耗量が30μm
であるから、実際の使用状況では、500時間以上磁気
テープで摺動すると、磁気ヘッドとして、使用出来なく
なる。よって、結晶粒径が10μ泪以丁のセンダスト焼
結体が耐摩耗性の点で、優れていることが分かる。
この実施例のように、結晶粒径が10μm以下のセンダ
スト材にCaを0.001〜1重量%添加し、酸化熱処
理をし、酸素を含有させたところ、耐摩耗性とともに、
結晶粒径が10μm以上大きいものに比べて磁気特性t
)改善されることが確認された。即ち、結晶粒径が10
μm以下のものでは、5 M l−! zの透磁率μが
1000−1200であったが、結晶粒径が10μm以
上では、5MHzの透磁率μは、800〜1000であ
った。
スト材にCaを0.001〜1重量%添加し、酸化熱処
理をし、酸素を含有させたところ、耐摩耗性とともに、
結晶粒径が10μm以上大きいものに比べて磁気特性t
)改善されることが確認された。即ち、結晶粒径が10
μm以下のものでは、5 M l−! zの透磁率μが
1000−1200であったが、結晶粒径が10μm以
上では、5MHzの透磁率μは、800〜1000であ
った。
実施例3
実施例2により作製した、結晶粒径が10μ閘以下で、
酸素含有量が、0.05重量%のFe5i−AI−Ca
磁性体を用いて、磁気記録トラック幅35μmのVTR
用磁気ヘッドを作製した。比較のため、実施例1で述べ
た従来法で作製したFe−5i−Al合金(無添加、酸
化処理なし、結晶粒径50μI)を用いて磁気ヘッドを
作製した。γ−F e 2 0 3系の磁気テープを用
いて、両イの耐摩耗特性や、磁気ヘッド特性を調べた。
酸素含有量が、0.05重量%のFe5i−AI−Ca
磁性体を用いて、磁気記録トラック幅35μmのVTR
用磁気ヘッドを作製した。比較のため、実施例1で述べ
た従来法で作製したFe−5i−Al合金(無添加、酸
化処理なし、結晶粒径50μI)を用いて磁気ヘッドを
作製した。γ−F e 2 0 3系の磁気テープを用
いて、両イの耐摩耗特性や、磁気ヘッド特性を調べた。
その結果、本発明の磁性材料を使用した磁気ヘッドでは
、磁気テープ摺動による摩耗量が、従来のFe−Si−
Al合金を使用して作製した磁気ヘッドに比べ、20〜
30分の1に減少していた。この結果、本発明の磁性材
を使用した磁気ヘッドは、従来材を使用した磁気ヘッド
に比べ、20倍以上の寿命が得られる。
、磁気テープ摺動による摩耗量が、従来のFe−Si−
Al合金を使用して作製した磁気ヘッドに比べ、20〜
30分の1に減少していた。この結果、本発明の磁性材
を使用した磁気ヘッドは、従来材を使用した磁気ヘッド
に比べ、20倍以上の寿命が得られる。
又、本発明のFe−81−Al−Ca系の磁性材料を使
用した磁気ヘッドは、5MHzでの出力が従来材を使用
したものに比べて、5〜7dB高かった。
用した磁気ヘッドは、5MHzでの出力が従来材を使用
したものに比べて、5〜7dB高かった。
このような本発明のFe−Si−Al−Ca系の磁性材
料は、粉末冶金的な方法に因って作製されるものばかり
ではなく、スパッタによる薄膜形成法や、蒸着法などに
も適用できるものである。
料は、粉末冶金的な方法に因って作製されるものばかり
ではなく、スパッタによる薄膜形成法や、蒸着法などに
も適用できるものである。
発明の効果
この発明によれば、高周波数特性の良好な、且つ機械的
特性特に耐摩耗特性に優れた金属磁性材料が得られ、且
つ、これを用いて磁気ヘッドを作製すると、従来の磁気
ヘッドに比べ高周波数領域で出力の高い磁気ヘッドが得
られる。
特性特に耐摩耗特性に優れた金属磁性材料が得られ、且
つ、これを用いて磁気ヘッドを作製すると、従来の磁気
ヘッドに比べ高周波数領域で出力の高い磁気ヘッドが得
られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)5〜15重量%のSiと、2〜7重量%のAlと
、残部は主にFeからなるFe−SiAl合金に、Be
、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Nb、Ta及び
Hfから選択された少なくとも一種の元素を、Fe−S
i−Al合金に対して0.001〜1重量%となるよう
添加し、更に0.0001〜1.5重量%の酸素を含有
させたことをを特徴とする磁性材料。 (2)平均結晶粒径が10μm以下であることを特徴と
する請求項1に記載の磁性材料。(3)請求項1に記載
の磁性材料を磁気コアとして使用したことを特徴とする
磁気ヘッド。 (4)5〜15重量%のSiと、2〜7重量%のAlと
、残部は主にFeからなるFe−Si−Al合金に、B
e、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Nb、Ta及
びHfから選択された少なくとも一種の元素を、Fe−
Si−Al合金に対して0.001〜1重量%含有させ
、更に700℃〜1000℃の温度で、0.0001〜
0.1体積%以下の酸素含有量の不活性ガス中で熱処理
することをことを特徴とする磁性材料の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63269904A JPH0742554B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 磁性材料及びそれを用いた磁気ヘッド |
US07/424,728 US5073214A (en) | 1988-10-26 | 1989-10-20 | Magnetic material for a magnetic head |
EP89119854A EP0369217B1 (en) | 1988-10-26 | 1989-10-25 | Magnetic material, method of producing the same, and magnetic head |
DE68912525T DE68912525T2 (de) | 1988-10-26 | 1989-10-25 | Magnetmaterial, Verfahren zur Herstellung und Magnetkopf. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63269904A JPH0742554B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 磁性材料及びそれを用いた磁気ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02118056A true JPH02118056A (ja) | 1990-05-02 |
JPH0742554B2 JPH0742554B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=17478837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63269904A Expired - Lifetime JPH0742554B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 磁性材料及びそれを用いた磁気ヘッド |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5073214A (ja) |
EP (1) | EP0369217B1 (ja) |
JP (1) | JPH0742554B2 (ja) |
DE (1) | DE68912525T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0636321U (ja) * | 1992-10-12 | 1994-05-13 | 住友電設株式会社 | 床用アウトレット装置 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5515221A (en) * | 1994-12-30 | 1996-05-07 | International Business Machines Corporation | Magnetically stable shields for MR head |
SG78328A1 (en) * | 1997-12-25 | 2001-02-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetic composite article and manufacturing method of the same and soft magnetic powder of fe-al-si system alloy used in the composite article |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1243572A (fr) * | 1958-11-17 | 1960-10-14 | Perfectionnements aux alliages magnétiques et aux têtes de transducteurs magnétiques | |
DE2539002B2 (de) * | 1974-09-26 | 1978-01-26 | The Foundation the Research Insti tute of Electric and Magnetic Alloys Sendai (Japan) | Verwendung von legierungen zur herstellung von magnetkoepfen |
JPS5210819A (en) * | 1975-06-12 | 1977-01-27 | Kiyoshi Inoue | Malleable high permeability alloy for high frequency |
JPS55152155A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-27 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | Fine crystalline strip material for high permeability magnetic material, preparation and product thereof |
JPS63100156A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-05-02 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 蒸着用Fe−Si−Al基合金 |
JPH0819508B2 (ja) * | 1987-08-19 | 1996-02-28 | 三菱マテリアル株式会社 | Fe−Co基合金製高周波用磁芯材 |
US4969962A (en) * | 1988-08-20 | 1990-11-13 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Magnetic alloys for magnetic head |
-
1988
- 1988-10-26 JP JP63269904A patent/JPH0742554B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-10-20 US US07/424,728 patent/US5073214A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-25 DE DE68912525T patent/DE68912525T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-25 EP EP89119854A patent/EP0369217B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0636321U (ja) * | 1992-10-12 | 1994-05-13 | 住友電設株式会社 | 床用アウトレット装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE68912525D1 (de) | 1994-03-03 |
US5073214A (en) | 1991-12-17 |
JPH0742554B2 (ja) | 1995-05-10 |
EP0369217A3 (en) | 1991-02-06 |
DE68912525T2 (de) | 1994-08-18 |
EP0369217A2 (en) | 1990-05-23 |
EP0369217B1 (en) | 1994-01-19 |
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