JPH02153860A - 薄膜磁気ヘッド用セラミック材料 - Google Patents
薄膜磁気ヘッド用セラミック材料Info
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- JPH02153860A JPH02153860A JP63308369A JP30836988A JPH02153860A JP H02153860 A JPH02153860 A JP H02153860A JP 63308369 A JP63308369 A JP 63308369A JP 30836988 A JP30836988 A JP 30836988A JP H02153860 A JPH02153860 A JP H02153860A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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〕
本発明は例えば薄膜磁気ヘッド用基板などに用いられる
アルミナ−炭化チタン系のセラミック材料に関するもの
である。
アルミナ−炭化チタン系のセラミック材料に関するもの
である。
近時、フェライトやセンダストを使用したヘッドに代わ
って薄膜磁気ヘッドが高密度記録用ヘッドとして注目さ
れており、この薄膜磁気ヘッド用の基板には、 (1)・・・耐摩耗性に優れている (2)・・・表面平滑性に優れている (3)・・・耐チッピング性に優れている(4)・・・
機械加工性に優れている などの特性が要求されており、このような要求に対して
アルミナ(Aha、) −炭化チタン(TiC)系の
セラミック焼結体が注目されている。
って薄膜磁気ヘッドが高密度記録用ヘッドとして注目さ
れており、この薄膜磁気ヘッド用の基板には、 (1)・・・耐摩耗性に優れている (2)・・・表面平滑性に優れている (3)・・・耐チッピング性に優れている(4)・・・
機械加工性に優れている などの特性が要求されており、このような要求に対して
アルミナ(Aha、) −炭化チタン(TiC)系の
セラミック焼結体が注目されている。
このセラミック焼結体を用いた場合には上記(1)の耐
摩耗性は容易に得られ易いが、その他の(2) (3)
(4)などの所要特性については得られ難い。
摩耗性は容易に得られ易いが、その他の(2) (3)
(4)などの所要特性については得られ難い。
そのためにMgO,NiO,Crz(h+YzOzなど
の焼結助剤を添加し、そして、ホントプレス法、ホット
プレス法と旧P法、又は雰囲気焼成と旧P法の組合せに
より焼結体密度を理論密度にまで大きくし、その結果、
上記(2)の表面平滑性を向上させることができたが、
その半面、(3)の耐チッピング性や(4)の機械加工
性については未だ満足し得るような所要特性が得られて
いない。
の焼結助剤を添加し、そして、ホントプレス法、ホット
プレス法と旧P法、又は雰囲気焼成と旧P法の組合せに
より焼結体密度を理論密度にまで大きくし、その結果、
上記(2)の表面平滑性を向上させることができたが、
その半面、(3)の耐チッピング性や(4)の機械加工
性については未だ満足し得るような所要特性が得られて
いない。
即ち、薄膜磁気ヘッド用基板を製作する場合には3イン
チφ掛ける厚み4mmの円板状A120z−Tic系セ
ラミック焼結体をスライシングし、数百価の基板材を切
り出しているが、その切り出しに当たってチッピングが
発生し易くなり、更に切削抵抗が大きくなり、その結果
、製造歩留りが低下するという問題があった。
チφ掛ける厚み4mmの円板状A120z−Tic系セ
ラミック焼結体をスライシングし、数百価の基板材を切
り出しているが、その切り出しに当たってチッピングが
発生し易くなり、更に切削抵抗が大きくなり、その結果
、製造歩留りが低下するという問題があった。
従って本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり
、その目的は機械加工性及び耐チッピング性に優れたA
1□03−TiC系のセラミック焼結体を提供すること
にある。
、その目的は機械加工性及び耐チッピング性に優れたA
1□03−TiC系のセラミック焼結体を提供すること
にある。
本発明者等は上記問題点に対し、特に組成の点から研究
を行った結果、Al2O3TiCの主成分に対し、Yb
z03.ZrO,、Ti0z とMgO,CaOのうち
少なくとも1種をそれぞれ特定の割合で配合することに
よりアルミナ結晶粒が微細で且つ高密度の焼結体が得ら
れ、薄膜磁気ヘッド用セラミック材料として優れた機械
加工性、耐チッピング性が得られることを知見した。
を行った結果、Al2O3TiCの主成分に対し、Yb
z03.ZrO,、Ti0z とMgO,CaOのうち
少なくとも1種をそれぞれ特定の割合で配合することに
よりアルミナ結晶粒が微細で且つ高密度の焼結体が得ら
れ、薄膜磁気ヘッド用セラミック材料として優れた機械
加工性、耐チッピング性が得られることを知見した。
即ち、本発明によれば、主成分としてA1.O,を60
〜80重景%と型開C20〜40重景%から成る型開分
100重量部に対し、副成分としてYbJzを0.5〜
3.0重量%、Zr0zを2.0〜6.0重量%、Ti
O2を2゜0〜6.0重量%およびMgO,CaOのう
ち少なくとも1種を1.0〜5.0重量%の割合で配合
したセラミック材料を提供するものである。
〜80重景%と型開C20〜40重景%から成る型開分
100重量部に対し、副成分としてYbJzを0.5〜
3.0重量%、Zr0zを2.0〜6.0重量%、Ti
O2を2゜0〜6.0重量%およびMgO,CaOのう
ち少なくとも1種を1.0〜5.0重量%の割合で配合
したセラミック材料を提供するものである。
本発明のセラミック材料の副成分においてYb2O3は
主として焼結性を大きく向上させる効果を有する半面、
同時に粒成長を促進する効果も有する。
主として焼結性を大きく向上させる効果を有する半面、
同時に粒成長を促進する効果も有する。
粒成長は最終焼結体のアルミナ粒子の脱粒や、チッピン
グを低下させるため、この粒成長は十分に抑制する必要
がある。このため、MgO+ Cab、 ZrO□を添
加することによって、このyb、o、の焼結性向上効果
を阻害することなく粒成長効果を抑制することが可能と
なった。これらの理由からYb、O,の添加料が0.5
重量%を下回ると、焼結性が低下し、高密度の焼結体が
得られず、3.0重量%を超えると強度が低下し、好ま
しくない。またMgO,CaOのいずれかが1.0重量
%を下回るかまたはZrO□が2.0重量%を下回って
もYb20.の粒成長促進効果を抑制することができず
、耐チッピング性が低下する。これらの好ましい範囲は
Yb1O3が1.5〜2゜5重量%、Mgo、 CaO
の少なくとも1種が2.0〜4゜0重量%、ZrO□が
3.0〜5.0重量%である。
グを低下させるため、この粒成長は十分に抑制する必要
がある。このため、MgO+ Cab、 ZrO□を添
加することによって、このyb、o、の焼結性向上効果
を阻害することなく粒成長効果を抑制することが可能と
なった。これらの理由からYb、O,の添加料が0.5
重量%を下回ると、焼結性が低下し、高密度の焼結体が
得られず、3.0重量%を超えると強度が低下し、好ま
しくない。またMgO,CaOのいずれかが1.0重量
%を下回るかまたはZrO□が2.0重量%を下回って
もYb20.の粒成長促進効果を抑制することができず
、耐チッピング性が低下する。これらの好ましい範囲は
Yb1O3が1.5〜2゜5重量%、Mgo、 CaO
の少なくとも1種が2.0〜4゜0重量%、ZrO□が
3.0〜5.0重量%である。
一方、他の添加成分であるTi0zは主成分の1つであ
るTiC中に固溶し、TiCの有する共有結合の性質を
減少させ、TiCの焼結性を増大させる効果とともにT
iC粒子とAhOi粒子との結合力を増大させるという
効果を有する。よって、TiO□の量が2.0重量%を
下回ると焼結性が低下し、6.0重量%を超えるとTi
Cの硬度が低下するため、材料全体としての硬度が得ら
れない。また、これにより機械加工性も低下する。特に
好ましくは、2.0〜4.0重量%がよい。
るTiC中に固溶し、TiCの有する共有結合の性質を
減少させ、TiCの焼結性を増大させる効果とともにT
iC粒子とAhOi粒子との結合力を増大させるという
効果を有する。よって、TiO□の量が2.0重量%を
下回ると焼結性が低下し、6.0重量%を超えるとTi
Cの硬度が低下するため、材料全体としての硬度が得ら
れない。また、これにより機械加工性も低下する。特に
好ましくは、2.0〜4.0重量%がよい。
また、主成分であるAlzOiおよびTiCに関しては
A1□03が60重量%未満又はTiCが40重量%を
超えた場合には耐チッピング性が著しく低下し、そして
、TiCが20重量%未満又はAlz(1+が80重型
開を超えた場合には材料の硬度が小さくなり、耐摩耗性
が劣化し、機械加工性が著しく低下する。
A1□03が60重量%未満又はTiCが40重量%を
超えた場合には耐チッピング性が著しく低下し、そして
、TiCが20重量%未満又はAlz(1+が80重型
開を超えた場合には材料の硬度が小さくなり、耐摩耗性
が劣化し、機械加工性が著しく低下する。
また、焼結体中のAIzOi粒子やTiC粒子はいずれ
も長平方向の平均寸法として3μm以下、好適には2μ
m以下の範囲内に設定するのが望ましく、これによって
均質な粒度となって強度が向上する。
も長平方向の平均寸法として3μm以下、好適には2μ
m以下の範囲内に設定するのが望ましく、これによって
均質な粒度となって強度が向上する。
このZrO□粒子は焼結体内部で少なくとも一部が正方
品結晶で存在することが望ましく、これによって耐チッ
ピング性が向上するが、この結晶以外に立方晶結晶や単
斜晶結晶が存在してもよい。
品結晶で存在することが望ましく、これによって耐チッ
ピング性が向上するが、この結晶以外に立方晶結晶や単
斜晶結晶が存在してもよい。
上記正方晶結晶のZrO□は全ZrO□中50モル%以
上、好適には70モル%以上含まれているのがよく、こ
れによって耐チッピング性が最も向上する。
上、好適には70モル%以上含まれているのがよく、こ
れによって耐チッピング性が最も向上する。
このセラミック材料によれば、A1□03結晶粒子径も
耐チッピング性を決定する大きな要因であって、Al2
O3結晶が大すぎると、鏡面加工時に結晶粒の脱粒が生
じ易くなり、望ましくない。本発明によれば、AlI3
.結晶の長平方向の平均寸法として3μm以下、特に2
μm以下であることが望ましい。
耐チッピング性を決定する大きな要因であって、Al2
O3結晶が大すぎると、鏡面加工時に結晶粒の脱粒が生
じ易くなり、望ましくない。本発明によれば、AlI3
.結晶の長平方向の平均寸法として3μm以下、特に2
μm以下であることが望ましい。
本発明によれば、上記のセラミック材料を製造するに際
しては、A1zOx+ TiC,YbzOx、 Ti0
z+ Zr0z+及びMgO,CaOのうち少なくとも
1種を前述した割合になるように秤量した後、混合し成
形する。この時に用いられる副成分のうちZrO,はT
bzO,MgOあるいはCaOを所謂安定化剤として用
い、立方晶ZrO□あるいは正方晶ZrO□として配合
することもできる。また、MgO,CaOは酸化物のみ
でなく焼成により酸化物となり得る炭酸塩、硝酸塩又は
シュウ酸塩等の塩類として添加することもできる。
しては、A1zOx+ TiC,YbzOx、 Ti0
z+ Zr0z+及びMgO,CaOのうち少なくとも
1種を前述した割合になるように秤量した後、混合し成
形する。この時に用いられる副成分のうちZrO,はT
bzO,MgOあるいはCaOを所謂安定化剤として用
い、立方晶ZrO□あるいは正方晶ZrO□として配合
することもできる。また、MgO,CaOは酸化物のみ
でなく焼成により酸化物となり得る炭酸塩、硝酸塩又は
シュウ酸塩等の塩類として添加することもできる。
公知の方法で成形された成形体は、所望の焼成手段で焼
成される。具体的にはホットプレス法あるいは熱間静水
圧焼成法(HIP法)が挙げられるが、特にIIIP法
が高密度体を得る上で望ましい。
成される。具体的にはホットプレス法あるいは熱間静水
圧焼成法(HIP法)が挙げられるが、特にIIIP法
が高密度体を得る上で望ましい。
この旧P法では、まず、ホットプレスあるいは真空焼成
法によって1600〜1750℃で予備焼成して理論密
度95%以上の焼結体を得、さらに1400〜1550
℃の圧力1000〜2000at+++の雰囲気で熱間
静水圧焼成する。
法によって1600〜1750℃で予備焼成して理論密
度95%以上の焼結体を得、さらに1400〜1550
℃の圧力1000〜2000at+++の雰囲気で熱間
静水圧焼成する。
この旧P法では焼成温度が低いことに起因してAlzO
i粒成長を抑制できることから微細なm織の焼結体を得
ることができる。
i粒成長を抑制できることから微細なm織の焼結体を得
ることができる。
尚、本発明のセラミック材料は前述の成分以外の成分の
含有をまったく排除するものではなく、例えば上記成分
の混合粉砕時にボール等の粉砕媒体を使用するときには
、この粉砕媒体を構成する成分が混合粉砕中に必然的に
含有されるようになる。例えばSt、Co、W、Fe、
Nb、Mn、Ni、llf等の酸化物、炭化物、窒化物
などがなり、これらはセラミック材料全体当たり5重量
%まで混入されることが許容される。
含有をまったく排除するものではなく、例えば上記成分
の混合粉砕時にボール等の粉砕媒体を使用するときには
、この粉砕媒体を構成する成分が混合粉砕中に必然的に
含有されるようになる。例えばSt、Co、W、Fe、
Nb、Mn、Ni、llf等の酸化物、炭化物、窒化物
などがなり、これらはセラミック材料全体当たり5重量
%まで混入されることが許容される。
以下、本発明を次の例で説明する。
(実施例)
組成に調合し、振動ミルにより粉砕ならびに混合を行い
平均粒子径0.8μmの混合粉末を作製した。
平均粒子径0.8μmの混合粉末を作製した。
これを0.5t/cn+”の圧力で成形し、アルゴンガ
ス雰囲気中、1600度で予備焼成した。次に、これを
1450℃の温度で2000Kg/cm”の圧力の不゛
活性ガス中で旧Pした。
ス雰囲気中、1600度で予備焼成した。次に、これを
1450℃の温度で2000Kg/cm”の圧力の不゛
活性ガス中で旧Pした。
この焼結体から30mm X 30mm X 5mmt
の角板を切り出し鏡面加工性並びに機械加工性について
調べた。
の角板を切り出し鏡面加工性並びに機械加工性について
調べた。
鏡面加工性は、スズのランプ盤を用い、ダイヤモンド砥
粒(0,5〜3.0μm)により鏡面加工し、その鏡面
を400倍の金属顕微鏡により気孔の有無を調べた。ま
た機械加工性は#500のメタルポンドのホイールを用
いて角板を切断し、加工部に発生したチッピングの大き
さを大きい方から1o点選びその平均サイズを測定した
。この切削の条件としては、ホイールの回転数をその平
均値3500rpm 。
粒(0,5〜3.0μm)により鏡面加工し、その鏡面
を400倍の金属顕微鏡により気孔の有無を調べた。ま
た機械加工性は#500のメタルポンドのホイールを用
いて角板を切断し、加工部に発生したチッピングの大き
さを大きい方から1o点選びその平均サイズを測定した
。この切削の条件としては、ホイールの回転数をその平
均値3500rpm 。
送りを60mm/minとした。
また、結晶のAl2O3の粒子径は、SEHの破断面よ
り算出した。
り算出した。
結果は第1表に示した。なお、第1表中機械加工性の評
価では30μm以下のチッピングサイズを有するものを
○、30μmを超えるものを×として評価した。
価では30μm以下のチッピングサイズを有するものを
○、30μmを超えるものを×として評価した。
第1
表
率mb本づ也りM占じ1ZりもQ)づと5(1−第1表
に示すように本発明に従い、A]z03.TiC。
に示すように本発明に従い、A]z03.TiC。
ZrO,、Yb20z、 TiOz1MgO+ CaO
が本発明の範囲を満足し、且つAl2O3粒径が小さい
セラミック材料はいずれも機械加工性に優れるとともに
、鏡面加工性に優れるものであった。これに対し、本発
明の特定の範囲を少なくとも1つでも逸脱する試料では
、いずれも良好な特性を有するものは得られなかった。
が本発明の範囲を満足し、且つAl2O3粒径が小さい
セラミック材料はいずれも機械加工性に優れるとともに
、鏡面加工性に優れるものであった。これに対し、本発
明の特定の範囲を少なくとも1つでも逸脱する試料では
、いずれも良好な特性を有するものは得られなかった。
以上の通り、本発明のセラミック焼結体によれば、耐チ
ッピング性及び機械加工性に優れており、そのため、こ
のセラミック焼結体をスライシングして精密加工した場
合、その製造歩留りを著しく高めることができる。
ッピング性及び機械加工性に優れており、そのため、こ
のセラミック焼結体をスライシングして精密加工した場
合、その製造歩留りを著しく高めることができる。
また、本発明のセラミック焼結体は精密加工性、耐摩耗
性、強度並びにスライシング性に優れており、これによ
り、薄膜磁気ヘッド用基板、磁気ディスク用基板、精密
加工用治具の構成材として賞用できる。
性、強度並びにスライシング性に優れており、これによ
り、薄膜磁気ヘッド用基板、磁気ディスク用基板、精密
加工用治具の構成材として賞用できる。
Claims (1)
- (1)Al_2O_3を60〜80重量%とTiC20
〜40重量%から成る主成分100重量部に対し、Yb
_2O_3を0.5〜3.0重量%、ZrO_2を2.
0〜6.0重量%、TiO_2を2.0〜6.0重量%
およびMgO,CaOのうち少なくとも1種を1.0〜
5.0重量%の割合で配合して成り、且つAl_2O_
3の平均結晶粒径が3μm以下であることを特徴とする
薄膜磁気ヘッド用セラミック材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63308369A JP2699093B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 薄膜磁気ヘッド用セラミック材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63308369A JP2699093B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 薄膜磁気ヘッド用セラミック材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02153860A true JPH02153860A (ja) | 1990-06-13 |
JP2699093B2 JP2699093B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
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1988
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JP2699093B2 (ja) | 1998-01-19 |
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