JPH0220584B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

利用産業分野 この発明は、磁気ヘツドの構造部品に用いる非
磁性材料に係り、コンピユータ等の各種磁気ヘツ
ド、特にデジタル記録用フエライト磁気ヘツドの
構成に不可欠のスライダーあるいはスペーサーに
使用する磁気ヘツド用磁器組成物に関する。 背景技術 一般にフエライト磁気ヘツドは、Mn−Znフエ
ライト、Ni−Znフエライトの磁性材料からなる
コアと非磁性材料からなる構造部品とをガラス溶
着して組立てられており、特にデジタル用磁気ヘ
ツドには磁性材料として、飽和磁束密度及び透磁
率の高いMn−Znフエライトが使用され、非磁性
構造部品材料には熱膨張係数が上記フエライトと
同等のTiO₂−CaO系磁器が使用されている。 すなわち、コア材と、非磁性構造部品との熱膨
脹係数が異なると、これらをガラス溶着する際
に、フエライトコアに応力が掛り、磁気特性の劣
化が起こるだけでなく、ひび、剥離等を生じて磁
気ヘツドの組立上大きな問題となるため、磁性材
料と非磁性材料の熱膨脹係数が一致するよう材料
組成が選択されている。 また、この非磁性構造部品材料に、結晶の脱落
とかマイクロクラツクが多く存在すると、磁気ヘ
ツドと記録媒体との接触走行時に、記録媒体にコ
ーテイングされた磁性粉が上記欠陥に付着した
り、チツピングを生じて磁気ヘツドや記録媒体を
損傷するため、かかる欠陥が機械加工時に発生し
易い材料であつてはならない。 さらに、外観上の重要な要素として非磁性材料
の色調の問題がある。 一般に、TiO₂−CaO系磁器は大気中にて焼結
すると、白色系の色調を呈するが、酸素の供給不
足あるいは高密度化のためのホツトプレス加工等
により、部分的に還元され簡単に暗色化する傾向
にあり、色調が一定しないばかりか、均一性に欠
ける問題があつた。 上述の如き還元による暗色化は、粒界強度に影
響を与え、機械加工性の上で好ましくない。ま
た、本来機能的には、いずれの色であつてもよい
が、色調が一定かつ均一でないことは、著しく商
品価値を低下させるものである。 発明の目的 この発明は、上述の問題点に鑑み、Mn−Znフ
エライトと同等の熱膨脹係数を有し、結晶組織が
非常に緻密であり、機械加工時にマイクロクラツ
クあるいは結晶の脱落が極めて少なく、かつ安定
した黒色を呈するTiO₂−CaO系磁器組成物を目
的としている。 発明の構成と効果 従来のTiO₂−CaO系磁器組成物は、CaO・
TiO₂とTiO₂の２相混合組織の範囲内において、
CaO・TiO₂の量とともに熱膨張係数が直線的に
大きくなることが知られており、上述したコア材
のMn−Znフエライトの熱膨張係数は要求される
電磁気特性によつて定まる組成により固定される
が、105〜120×10−⁷／℃であるため、非磁性構
造部品材料の熱膨張係数をフエライトの方に合せ
る必要があり、熱膨張係数の差を２×10−⁷／℃
以下に抑えるべく、TiO₂50〜75wt％，CaO25〜
50wt％の組成からなる磁器組成物が使用されて
いた。 この発明は、前記基本成分を有する磁器におい
て、結晶組織が非常に均一かつ緻密であり、機械
加工時にマイクロクラツクあるいは結晶の脱落が
極めて少なく、かつ安定した黒色を呈するTiO₂
−CaO系磁器組成物を目的に種々検討した結果、
CeO₂及びZrO₂を含有させることにより、前記目
的を達成できることを知見したものである。 すなわち、この発明は、 TiO₂50wt％〜75wt％、 CaO25wt％〜50wt％からなり、 TiO₂，CaOの合計量100に対して、 CeO₂2wt％〜10wt％及びZrO₂1wt％〜5wt％ を含有したことを要旨とする磁気ヘツド用磁器組
成物である。 この発明による磁器組成物は、 TiO₂，CaO・TiO₂などの相からなるが、CeO₂
及びZrO₂の添加によつて、均一な黒色化を実現
し、これらの結晶の大きさが均一で小さくなり、
ダイヤモンド砥粒等による機械加工によるクラツ
ク発生が抑制され、気孔率が減少して平面及びエ
ツジ部の機械加工仕上性が良好となり、さらに
は、CeO₂及びZrO₂を添加しない磁器材料と比較
して、快削性に富み、磁気ヘツド用材料として好
適なものとなる。 発明の限定理由 この発明による磁器組成物の成分を限定した理
由は以下のとおりである。 TiO₂50wt％未満の含有では、熱膨張係数が120
×10−⁷／℃を越えてしまい、TiO₂が75wt％を超
える含有であると、熱膨張係数が105×10−⁷／℃
未満となり、Mn−Znフエライトとのガラス溶着
の相手材料として不適であり、Mn−Znフエライ
トの熱膨張係数105〜120×10−⁷／℃と同じ熱膨
張係数を保持させるため、TiO₂50〜75wt％の含
有とする。 CaOが50wt％を超える含有では、熱膨張係数
が120×10−⁷／℃を越えてしまい、CaOが25wt
％未満の含有であると、熱膨張係数が105×10−
^７／℃未満となり、Mn−Znフエライトとのガラ
ス溶着の相手材料として不適であり、Mn−Znフ
エライトの熱膨張係数105〜120×10−⁷／℃と同
じ熱膨張係数を保持させるため、CaO25〜50wt
％の含有とする。 CeO₂は、TiO₂−CaO系の機械加工性を改善
し、磁器の色調を黒色に均一化するために添加す
るものであるが、その含有がTiO₂，CaOの合計
量100に対して、2wt％未満では上記の添加効果
がなく、また、10wt％を超える含有では焼結体
の結晶組織が不均一となり、加工性も悪化するた
め、ソフトフエライトの相手材料として不適とな
るため、２〜10wt％の添加とする。 一方、ZrO₂は、CeO₂添加との相乗効果によつ
て、TiO₂−CaO系の気孔率及び結晶組織の均一
化を改善する効果を有しており、その含有が
TiO₂，CaOの合計量100に対して、1wt％未満で
は上記の添加効果がなく、また、5wt％を超える
含有では、気孔率が増大する傾向にあり、結晶組
織の変化により加工性が劣化するため好ましくな
く、1wt％〜5wt％の添加とする。 実施例 以下に、この発明を実施例に基づいて説明す
る。 市販されているTiO₂，CaCO₃，CeO₂，ZrO₂を
用いて、第１表に示す如く、焼結後の組成がこの
発明による組成（No.１〜８）ならびにこの発明の
範囲外の組成（No.９〜12）となるよう坪量し、ボ
ールミルで混合し、乾燥した後、空気中で900℃、
２時間の仮焼を行つた。さらに仮焼した原料を再
びボールミルで平均粒度1.3μｍになるまで、微粉
砕し、次に結合剤としてポリビニルアルコールを
1.5wt％加えて造粒した。造粒後に、2000Kg／cm²
の成形圧で40mm×20mm×20mmの寸法に成形し、空
気中で1200℃、２時間の焼結を行つた。 得られた磁器について、密度、熱膨張係数、ビ
ツカース硬度等の特性を調べ、第２表に測定結果
を示している。 本発明磁器のビツカース硬度は、フエライト材
より大きいが、CeO₂及びZrO₂を添加しない磁器
よりも小さく、快削性が改善されている。 機械加工性については、これを適確に表現でき
る物理定数はないが、現在、一般的に認められて
いるパラメータとして、臨界応力拡大係数があ
る。臨界応力拡大係数を簡単に評価する方法とし
て、硬度が略同じような材料間では、ビツカース
硬度計のダイヤモンド圧子による圧痕の先端に生
ずるマイクロクラツクの長さで比較する方法があ
る。第２表の基準化クラツク長さは、500grの荷
重を印加したときの前記マイクロクラツク長さの
平均値を示してあり、クラツク長さが短いほど、
加工時におけるチツピング、マイクロクラツクの
発生が少ないといえる。 第１表、第２表から明らかな如く、この発明の
実施例（試料No.１〜８）は、熱膨張係数を105〜
120×10−⁷／℃の間にコントロールすることがで
き、機械的強度、加工性等もすぐれた特性を示し
ており、特に、磁器材料は黒色を呈しており、磁
気ヘツド構造部品用材料に最適であることがわか
る。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ TiO₂50wt％〜75wt％、 CaO25wt％〜50wt％からなり、 TiO₂，CaOの合計量100に対して CeO₂2wt％〜10wt％及びZrO₂1wt％〜5wt％ を含有したことを特徴とする磁気ヘツド用磁器組
   成物。