JPH024050B2 - - Google Patents

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JPH024050B2
JPH024050B2 JP58237215A JP23721583A JPH024050B2 JP H024050 B2 JPH024050 B2 JP H024050B2 JP 58237215 A JP58237215 A JP 58237215A JP 23721583 A JP23721583 A JP 23721583A JP H024050 B2 JPH024050 B2 JP H024050B2
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Sutotsuperusu Doeko
Augusuteinusu Fuberutasu Fuan Hotsufu Reonarudasu
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Koninklijke Philips Electronics NV
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    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/133Structure or manufacture of heads, e.g. inductive with cores composed of particles, e.g. with dust cores, with ferrite cores with cores composed of isolated magnetic particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、2個のコア部を有しその間でトラン
スデユーシングギヤツプを形成するフエライトコ
アを備えた磁気録音および再生装置用の磁気ヘツ
ドに関するものである。
フエライトは高い耐摩耗性および例えば磁気飽
和、保磁力、透磁率に関する極めて良好な磁気特
性の利点を有し且つ良好なる周波数特性をも有す
るので、フエライト、特に単結晶Mn―Znフエラ
イトを磁気ヘツドの磁気コアの材料として使用す
ることは、磁気テープによる録音および再生、例
えばオーデイオおよびビデオテープレコーダーに
対して好ましいことが知られている。
磁気媒体上に情報を書き込むために磁気ヘツド
によりトランスデユーシングギヤツプ領域で生ず
る磁界は、磁気ヘツドのコアの材料の飽和磁化に
直操左右される。今日のビデオレコーダー用の磁
気ヘツドは一般にMn―Znフエライトコアを有す
る。この種の材料は室温で約500mTの飽和磁化
MSを有する。この飽和磁化は、室温および室温
よりも僅かに高い温度でも従来テープ、例えば
50kA/m(630Oe)の保磁力Hcを有するCrO2
ープに情報を書き込む際に課せられる必要条件を
満足する。
しかし、録画処理の質を改善するために高い保
磁力を有する磁気テープ、例えば約90〜140kA/
mの保磁力を有することのできる純粋なFeを基
礎としたテープが従来の磁気テープに取つて代わ
ろうとする傾向がある。かかる磁気テープの使用
は、磁気コアの材料が今日のフエライト材料より
も一層大きな飽和磁化の値を有することを必要と
する。更にコア材料が読み取り操作への使用に適
したものであるためには磁気ヘツドの操作温度で
著しく高い透磁率を有していなければならない。
本発明の目的は、磁気ヘツドの操作温度におい
て著しく高い透磁率を維持し乍ら可能な限り高い
飽和磁化を有するフエライトから成る磁気ヘツド
用コアを提供することにある。
本発明は、2個のコア部を有しその間でトラン
スデユーシングギヤツプを形成するフエライトコ
アを備え、該フエライトが基本組成MnaZnbFec
Fe2〓O4(0<a0.55,0.06b0.4および0.34
c0.9)を有し且つ0.5〜5MHzの範囲に選定
された周波数において透磁率の最大値が磁気ヘツ
ドの操作温度範囲内にほぼ納まるようにするCo〓
含量を有する、磁気録音および再生装置用の磁気
ヘツドを提供する。0.3c0.9であり、これに
より今までのビデオヘツドに使用されてきたMn
―Zn―第一鉄フエライト(cが0.04〜0.08であ
る)よりも著しく高い第一鉄含量を有するコバル
ト不存在―Mn―Zn―第一鉄フエライトが、高い
飽和磁化の値(第一鉄含量の増加と共に高くな
る)を有することを見い出した。この組成範囲に
おいて室温(20℃)で確認された最高値は約
690mTであり、この値は現在使用されているMn
―Zn―第一鉄フエライトの500mTの値よりも38
%高い。120〜130kA/mまでの保磁力を有する
磁気テープへの書き込みは、かかる材料の磁気コ
アを有する磁気ヘツドを用いることにより可能に
なると考えられる。20〜40℃の温度範囲(ビデオ
磁気ヘツドの操作温度は代表的にはこの温度範囲
内にある)における透磁率の最高値は、第一鉄含
量が約11原子%の場合に確認される。このFe〓含
量の場合には640mTの飽和磁化の値(最大値で
はない)が確認される。本発明においては、所望
されるMS値を実現するのに必要な任意Fe〓含量
(前記式において0.34c0.9の範囲)で、少量
のCo〓(各ケースに対し異なつた量)を加えるこ
とにより操作温度範囲において透磁率の最大値を
達成することができるようにする。所望Co〓含量
は0.02から0.2原子%まで変動し、全金属イオン
数に対して計算する。上記組成を有する材料(単
結晶)の20℃における抵抗率は4×10-2Ωcmであ
る。従つて導電率が著しく大きくなり、信号を高
周波数で書き込むための磁気ヘツド用のコアに表
皮効果が発生する結果としてかかるCo含有―Mn
―Zn―第一鉄フエライトの適用性が制限される
おそれが出てくる。しかし、今日のビデオヘツド
の寸法で、該ヘツドのコアが200μmよりも厚く
ない場合には、4.5MHz(ビデオ周波数)までの
周波数であつてもこの比較的高い導電率によつて
信号の取り扱いに対し問題が起こることはない。
本発明の磁気ヘツドのヘツドコアに関し、フエ
ライトの単結晶を使用するのが好ましい。かかる
材料の単結晶は所謂「シーデイド(seeded)」ブ
リツジマン技術により比較的容易に成長させるこ
とができる。これは種晶を使用する変形ブリツジ
マン技術である。
次に本発明を図面を参照し実施例につき説明す
る。
第1図に磁気コア2を有する磁気ヘツド1を示
す。磁気コア2は巻線開口3を有し、この開口を
介して巻線4を巻回する。磁気コアをCo〓を含む
Mn―Zn―第一鉄フエライトの2個の単結晶ウエ
ーハ5,6から形成し、該ウエーハをガラスによ
り個所7,8の所で相互に結合する。
0<a0.55;0.06b0.4および0.34c
0.9であるCo〓を含まないMnaZnbFec〓Fe2〓O4の飽
和磁化はフエライト含量と供に約600mTから約
690mTまで増加する。このことを第2図に示す。
すべてのMS値を試料振動型磁力計(vibrating
sample magneto―meter)で測定した。20〜40
℃の温度範囲において確認された最も高い透磁率
の値は640mTの飽和磁化の値(最大ではない)
に対応する。しかし、640mTの飽和磁化を有す
るコア材料を有する磁気ヘツドは純鉄テープ
(“メタルテープ”)上に書込みできるかできない
かのちようど境目である。従つて20〜40℃の温度
範囲(ビデオヘツドの操作温度範囲)において透
磁率の最大値を維持し乍ら飽和磁化を高めること
が好ましい。しかし第一鉄含量を高めて飽和磁化
を大きくする場合(第2図参照)、透磁率の最大
値は上記操作温度範囲を越えた温度範囲に移行す
る。本発明においては、第一鉄含量を高めて飽和
磁化を大きくした場合でもフエライトに少量の
Co〓を置換することによつて透磁率の最大値を操
作温度範囲に維持することができることを見い出
した。このことを第3および4図に示す。これら
の図は、夫々0.5MHzおよび4.5MHzで測定した異
なつたCo―含量を有するMn―Zn―第一鉄フエラ
イトの単結晶の環状コアの透磁率μ′(実部)を示
す。尚、Co〓の含量を指標xによつて示し、環状
コアの材料は組成式Me1-xCoxFe2〓O4(式中のMe
はMn,ZnまたはFe〓を示す)であることを特徴
とする。
第3および4図の実施例における選定された組
成では、Coで置換しない場合(x=0)透磁率
の最大値はビデオヘツドへの適用に関し注目され
ている約20〜約40℃の温度範囲から明らかに逸脱
する。
小量のCo〓(夫々x=0.002、およびx=0.004を
加えると、Fe〓含量を0.5MHz(第3図)および
4.5MHz(第4図)において高めた場合でも最大
値はほぼ20〜40℃の温度範囲に維持される。これ
によりμ′の値をビデオへの適用のために十分に高
くしたまま、一方でFe〓含量、従つてMSを高める
ことができる。
また、第3および4図からCoの添加量を制限
しなければならないのは当然である。例えばx=
0.008の場合、20〜40℃の温度範囲における透磁
率の値は最大値が磁気異方性性の過補償および磁
区壁の安定化により消失してしまつたので意味が
ない。
適当なるMe1-xCoxFe2〓O4の材料例はMn0.36
Zn0.25Co0.002Fe2.39O4である。この材料は0.07原子
%のCo〓および13原子%のFe〓を含み、40℃にお
いて4.5MHzで700のμ′最大値を示す。飽和磁化は
654mTである。
Me1-xCoxFe2〓O4の材料の他の例はMn0.31Zn0.22
Co0.004Fe2.46O4である。
この材料は0.13原子%のCo〓および15.3原子%
のFe〓を含み、40℃において4.5MHzで600のμ′最
大値を示す。飽和磁化は660mTである。
要約すれば、本発明は、小量のCo〓をMn―Zn
―第一鉄フエライトに加えることにより高いFe〓
濃度を有効なものとし、特にFe〓濃度を11原子%
よりも高くすることを基礎とするものである。こ
のことは、上記高濃度のFe〓を加えてもμ′(T)
の最大値が20〜40℃の温度範囲内に常にあるいは
ほぼ納まることを意味する。Fe〓濃度が高くなる
ことはMSが高くなることを意味する。μ′(T)の
最大値に関しては、この値を小さくなり過ぎるこ
とがないようにのみ維持する。最低限は、例えば
4.5MHzで400〜500である。
上述のことから、第一鉄含量を高めたCo置換
―Mn―Zn―第一鉄フエライト(単結晶)が磁気
読み取り/書き込みヘツドに使用される磁気コア
に極めて適した材料であることは明らかである。
尚、かかるヘツドは高保磁力の磁気テープ、例え
ばメタルパウダーテープまたは蒸着メタルテープ
と組合せて使用されるものである。これまで一般
的とされてきた保磁力を有する酸化鉄を基礎とし
た磁気テープと組合せて使用する場合には、相互
変調ひずみおよび信号強度が改善されるという利
点がある。
第1図に示す磁気ヘツド1に関する特有な寸法
はL=8mmおよびh=3mmである。厚さ寸法tが
200μmまたはそれよりも小さい場合、第一鉄含
量を高めた単結晶のCo置換―Mn―Zn―第一鉄フ
エライトの磁気ヘツドを数MHzの周波数で操作で
き、比較的低い抵抗率にもかかわらず表皮効果に
よる障害が生じないことが立証された。例えば、
4点法により測定した単結晶試料Mn0.37Zn0.27
Fe2.36O4の抵抗率は20℃で4×10-2Ωcmであつ
た。
第一鉄含量を高めたCo置換―Mn―Zn―第一鉄
フエライトの単結晶は、酸素雰囲気中白金るつぼ
にて「シーデイド」ブリツジマン技術により1625
℃の温度で成長させることができた。成長方向は
〔100〕であり、成長速度は約4mm/時であつた。
冷却中窒素を加え、温度低下に従い加える窒素量
を増加した。
長さ5cm、直径2cmの単結晶を得た。
第5図に、単結晶Mn0.31Zn0.22Co0.004Fe2.46O4
環状コア(厚さ180μm)による測定に関する、
40℃における透磁率の実部と虚部(夫々μ′とμ″)
の周波数依存性を示す。尚、この40℃の温度は上
記組成のフエライトの透磁率μ′がほぼその最大値
に達する温度である。初期透磁率μ0の実部μ′およ
び虚部μ″はJ.SmitおよびH.P.J.Wijn氏著
“Ferrites”(Philips'Technical Library,1959)
に言及されている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の磁気ヘツドの斜視図、第2図
は、本発明に関係するMn―Zn―第一鉄フエライ
トの組成の基本的な変動分布と20℃におけるMS
値とを示すMn―Zn第一鉄フエライトの組成線
図、第3図および第4図は、異なつた量のCo〓を
有するMe1-xCox〓Fe2〓O4(Me=(Mn,Zn,Fe〓))
の環状コアの透磁率μ′(実数部)と温度℃との関
係を示す曲線図、第5図は、Mn0.31Zn0.2Co0.004
Fe2.46O4の環状コアの透磁率の構成成分μ′および
μ″と周波数との40℃における関係示す曲線図であ
る。 1…磁気ヘツド、2…磁気コア、3…巻線開
口、4…巻線、5,6…単結晶ウエーハ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 2個のコア部を有しその間でトランスデユー
    シングギヤツプを形成するフエライトコアを備え
    た磁気録音および再生装置用の磁気ヘツドにおい
    て、該フエライトが基本組成MnaZnbFec〓Fe2〓O4
    (0<a0.55,0.06b0.40,0.34c0.90
    およびa+b+c=1)を有し且つ0.5〜5MHzの
    範囲に選定された周波数において透磁率の最大値
    が磁気ヘツドの操作温度範囲内にほぼ納まるよう
    にするCo〓含量を有することを特徴とする磁気ヘ
    ツド。 2 Co〓含量が全金属イオン数に対して計算して
    0.02〜0.2原子%である特許請求の範囲第1項記
    載の磁気ヘツド。 3 上記cの範囲が0.45c0.9である特許請
    求の範囲第1または2項記載の磁気ヘツド。 4 フエライトコアが200μm以下の厚さを有す
    る特許請求の範囲第1〜3項のいずれか一つの項
    記載の磁気ヘツド。 5 フエライトが単結晶フエライトである特許請
    求の範囲第1〜4項のいずれか一つの項記載の磁
    気ヘツド。
JP58237215A 1982-12-20 1983-12-17 磁気ヘツド Granted JPS59135617A (ja)

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