JPH0244099A - 単結晶フェライト、それを用いた磁気ヘッド及び単結晶フェライトの製造方法 - Google Patents

単結晶フェライト、それを用いた磁気ヘッド及び単結晶フェライトの製造方法

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JPH0244099A
JPH0244099A JP63261731A JP26173188A JPH0244099A JP H0244099 A JPH0244099 A JP H0244099A JP 63261731 A JP63261731 A JP 63261731A JP 26173188 A JP26173188 A JP 26173188A JP H0244099 A JPH0244099 A JP H0244099A
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JP
Japan
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single crystal
crystal ferrite
ferrite
mol
atmosphere
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JP63261731A
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Kunio Kanai
邦夫 金井
Makoto Ushijima
誠 牛嶋
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Proterial Ltd
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Hitachi Metals Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、VTR等の磁気ヘット用材料として好適なM
n −Zn単結晶フェライト材料及びその製造方法に関
するものである。また、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] 磁気ヘッド用材料の中のフェライト材料は、電気抵抗率
が大きく、高周波域まで透磁率μが大きいこと、耐摩耗
性が極めて良いため磁気テープ摺動による損耗量が小さ
いこと、及び化学的に安定な物質であること等の長所を
有するために広く実用化されている。特に使用周波数が
4〜5MIIzであるVT[1等の磁気ヘッドではほと
んどフエライト材料が用いられている状況にある。そし
てVTRの磁気ヘッド材料としては1例えば特公昭57
−61718号公報などに提案されているような、Sn
ugを添加析出させ、テープ摺動ノイズを低減させた単
結晶フェライトが示されている。
また、特開昭56−83008号公報には、Fe、03
を50〜65モル%、MnOを25〜35モル%、Zn
Oを5〜25モル%を含むMnZnフェライト中にSn
O□を重量比で0.1〜5%添加固溶させたものは5M
IIzにおける初透磁率が高くなることが示されている
これら従来の単結晶フェライトはブリッジマン法によっ
て単結晶を育成した後、そのまま磁気ヘッドコアに加工
されるか、熱処理を行う場合α−Fe2O.の析出を防
くために、1000″C以上の温度で行うのが普通であ
った。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、最近、従来に増し高画質、高解像度を得
るために媒体であるテープの高tic化が図られてきて
いる。このようなテープの高Hc化においては、それに
対向する磁気ヘッドに用いる単結晶フェライトは特にビ
デオ帯域のハイバンド化により高周波(7〜8MHz)
での透磁率μが高いこと、テープ摺動ノイズが小さいこ
とが要求される。
これらの要求に対し、従来用いられてきた前記単結晶フ
ェライトでは、5MHz程度の周波数域まで比較的高い
透磁率を持つものの、7〜8MIIzのように高い周波
数においては透磁率の低下が大きい。
本発明は、上記従来材では上記技術動向に対応が難しい
ため、ヘッドの高周波帯域での出力の向上とテープ摺動
ノイズの低減を図る為高周波での透磁率が高く、またテ
ープ摺動ノイズの小さい画期的な新規の単結晶フェライ
ト材料及びその製造方法を提供することを目的とするも
のである。
また、本発明においては、かかる単結晶フェライトを用
いた磁気ヘッドを提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
一般に透磁率μの高い材料を得るには、結晶磁気異方性
定数K + = 0 、磁歪定数λ −%−0近傍組成
を選ぶことで可能であるが、もう一つの手段として育成
されたMn−Zn単結晶フェライトを熱処理することで
μの2次ピーク温度を移動させる方法がある。デバイス
に使用される温度範囲において温度変化に伴なうμの変
化が大きい場合、例えばVTIIではヘッド出力の低下
または摺動ノイズの増大となる。したがって、温度に伴
なうμの変化を小さくし、かつμの高い材料を得ること
が重要である。
そこで本発明者らは、上記μの温度特性に着目し酸化錫
を添加固溶せしめた単結晶フェライトの熱処理について
詳細に検討した結果、酸化錫を析出せしめることなく高
周波でのμが高く、μの2次ピーク温度が0度未満とμ
の温度特性が良好でかつテープ摺動ノイズの小さな熱処
理条件を新規に見い出したものである。
すなわち本発明においてMn −Zn単結晶フェライト
母体の組成(MnO,ZnO,FezOt)がモル%で
A(26,24,50)、B (22,24,54)。
C(22,22,56)、D (33,11,56)。
E(39,11,50)の各点を直線で結んだAB、B
C,CD、DE及びEAで囲まれた範囲内からなるもの
に酸化錫を015〜4wt%添加固溶せしめたもので、
高周波(8MIIz)の透磁率μが300以上で、かつ
μの第2次ピーク温度が0度未満でありテープ摺動ノイ
ズが5dB以下と小さい特性を有することを特徴とする
ものである。
本発明の単結晶フェライトは、単結晶の育成後、400
〜950°Cの温度で、酸素量が0.5%以下の雰囲気
中で熱処理することによって、高周波における透磁率が
300以上とすることが出来ろ。
また、結晶育成を15%以上の酸素の雰囲気中で行い、
最終段階で0.5%以下の酸素の雰囲気にするとヘマタ
イトの析出を防止できるので望ましい。
ここで上記組成範囲を限定した理由は、FezO3遣が
50モル%未満またはZnOBiが11モル%未満では
μの第2次ピーク温度が0度以上となりμの温度特性が
悪いためである。またFezO3債が56モル%を越え
るものまたはZnO’PJが24モル%を越えるもので
は熱処理効果は充分期待できるのであるが、熱処理時の
雰囲気及び保持時間の管理等に難かしさかあるため、好
ましくは上記FezO356モル%以下、Zn024モ
ル%以下が良い。
また酸化錫の添加量は0.5〜4wt%が望ましいがそ
の理由は、母体に酸化錫を添加しない場合はヘッド性能
の改善が望めないこと、酸化錫が0以上0.5wL%未
満ではヘッド性能は若干向上するがμの第2次ピーク温
度が0度以上となりμの温度特性が悪くなる。さらに4
wt%を越えると飽和磁束密度及びμ特性低下が著しい
ためである。
結晶育成後の熱処理温度は400〜950°Cとする必
要がある。400°C未満ではμ(8MHz)の向上の
効果がなく、μ(8Mllz)は300未満となる。ま
た、950°Cを越えると、μ(8MIIz)が800
未満となる。熱処理は通常その効果があられれるまで行
われる。1時間以上がのぞましい。
ちなみに従来提案されている例えば特公昭522499
8号公報においては、熱処理温度が1100°C未満の
温度ではα−FezO+  (ヘマタイト)層が析出し
脆弱な単結晶フェライトとなるため1100°C以上を
規定している。しかし本発明では単結晶育成条件につい
ても詳細に検討を加えた結果、0□またはAir雰囲気
で育成し、はぼ凝固完了時点で酸素を0.5%以下のN
2雰囲気とすることで冷却時に酸素の少ない雰囲気とし
て上記α−FezO=析出の無い単結晶を得ることが出
来た。
また特公昭57−61718号公報においては、熱処理
温度が12O0°CでSnO□を析出せしめない場合に
ついても開示されている。そのように、12O0°Cで
熱処理をするときにoz量を0.5%以下とすると低周
波(kllzオーダ)のμは確かに向上するが高周波(
8MIIz)ではμ低下が著しく最近の新しい技術動向
に対応が難しいものとなる。
〔実施例〕
以下本発明を実施例により詳述する。
実施例l Mn029モル%、Zn017.5%、FezO:+ 
53.5モル%なる組成のものに酸化錫を2wt%添加
し、ライカイ機で乾式混合した後12O0″Cで3時間
仮焼した。その後白金ルツボに入れ温度1650°C1
酸素雰囲気中で育成後窒素雰囲気に切替えルツボを降下
させ先端から徐々に冷却し単結晶フェライトを得た。得
られた単結晶フェライトを温度800C1保持時間3時
間、0□量0.1%の雰囲気で熱処理した。熱処理した
単結晶フェライトにはα−Fez03及び酸化錫の析出
のないことを確認した。またFezO3fiが50モル
%以下であるMn038モル%、Zn013モル%、F
e2O349モル%の組成に酸化錫を2ivt%添加し
たもの、及びZnOfJが11モル%以下であるMn0
34モル%、ZnO10モル%、Fe2O356モル%
の組成に酸化錫を2wt%添加したものを上記条件と同
様の方法で作成比較材とした。得られた単結晶フェライ
トを用いて第2図に示すようなトラック巾27μm、ギ
ャップ長さ0635μmの磁気ヘッドを作成した。第2
図で1゜1′は本発明の単結晶フェライトを用いたコア
である。ヘッド特性は7MIIzの出力および0〜10
M1lzにおけるテープ摺動ノイズを測定した。媒体で
あるテープは、ticが9000eの酸化鉄系テープを
用いた。結果を第1表に示す。
表から、試料1での熱処理したものは高周波でのμが向
上し、μの第2次ピーク温度も一45°Cと低温側にあ
りヘッド特性も大巾に改善されることが明らかである。
またFe2O,が49モル%及びZnOが10モル%の
ものは、u (8MIIz )は充分に高いのであるが
、μの第2次ピークが室温付近にありμの温度特性が悪
くヘッド特性も良くない。
実施例2 実施例1に用いたMn029モル%、ZnO17,5モ
ル%、FezO353,5モル%なる組成のものに、酸
化錫を0.0.1,0.5,2,5,7wt%の割合で
添加し、実施例1と同様の方法で単結晶フェライトを作
成し、実施例1と同様の方法で熱処理及び磁気ヘッドを
作成しヘッド特性を測定した。
第2表 表から、ヘッド特性が良好でμの第2次ピーク温度が0
度未満でありμ特性を低下させない酸化錫の添加量は、
0.5〜4wt%にする必要のあることが知れる。
実施例3 実施例1に用いたMn029モル%、ZnO17,5モ
ル%、FezOz 53.5モル%なる組成のものに、
酸化錫を2wt%添加し実施例1と同様の方法で単結晶
フェライトを作成した。その後300〜12O0’C1
0□量0.001〜3%の範囲で熱処理を行い実施例I
と同様の磁気ヘッドを作成しヘッド特性を測定した。得
られた試料の特性値を第3表に示す。
表から、温度400〜950°Cの範囲、0□量0.5
%以下で熱処理すると8MHzのμが向上し、ヘッド特
性も良好となることが知れる。また熱処理温度が950
°Cを越えるものは、μの第2次ピーク温度は上昇して
室温に近づくが、μの絶対値が低下してしまうことが知
れた。
実施例4 組成AMn026モル% Zn024モル%FezO3
50モル% 組成りMn022モル% Zn024モル%FezO3
54モル% 組成CMn022モル% Zn022モル%FezO,
、56モル% 組成りMn033モル% Zn011モル%FezO:
+ 56モル% 組成EMn039モル% ZnO11モル%FezO:
+ 50モル% の組成において、酸化錫を2wt%添加し実施例1と同
様の方法で単結晶フェライトを育成し、その後温度80
0 ’C10□量0.5%雰囲気中で熱処理を3時間行
った。得られた単結晶フェライトを実施例1と同様の方
法で磁気ヘッドを作成した。結果を第4表に示す。
第4表 第4表から、A−Eの組成は高周波でのμが高く、かつ
μの第2次ピーク温度も0度未満となりμの温度特性が
良いことが知れ、ヘット特性も良好であることが知れる
〔発明の効果〕
以上詳述したごとく本発明の単結晶フェライト、すなわ
ち組成(MnO,ZnO,FezO:+)がモル%でA
(26,24,50)、B  (22,24,54)。
C(22,22,56)、D  (33,11,56)
E(39,11,50)の各点を直線で結んだAB、B
C,CD、DEおよびEAで囲まれた範囲内からなるも
のに、酸化錫を0.5〜4wt%添加固溶させ、更に温
度400〜950°Cで0□量0.5%の雰囲気中で熱
処理することにより酸化錫を析出せしめることなく高周
波のμが高く、かつμの温度特性が良好でヘッド特性を
大巾に改善できることから、VTR等のヘッドとして有
効な材料である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明するための組成マツプ図、
第2図は本発明の磁気ヘッドの斜視図である。 第2図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主たる組成(MnO,ZnO,Fe_2O_3)
    がモル%でA(26,24,50)B(22,24,5
    4)C(22,22,56)D(33,11,56)E
    (39,11,50)の各点を直線で結んだAB,BC
    ,CD,DE及びEAで囲まれた範囲内からなるものに
    酸化錫を0.5〜4wt%添加固溶せしめた単結晶フェ
    ライトにおいて、透磁率の第2次ピーク温度が0度未満
    で、高周波領域である8MHzの透磁率が300以上で
    、テープ摺動ノイズが5dB以下と少ないことを特徴と
    する単結晶フェライト。
  2. (2)請求項(1)記載の単結晶フェライトを磁気コア
    として用いたことを特徴とする磁気ヘッド。
  3. (3)MnZnフェライト単結晶の育成後、熱処理を温
    度400〜950℃、O_2量0.5%以下の雰囲気中
    で行うことを特徴とする請求項(1)記載の単結晶フェ
    ライトの製造方法。
  4. (4)結晶育成雰囲気を15%以上のO_2から最終段
    階で0.5%以下のO_2含有量にすることでヘマタイ
    トの析出を防止することを特徴とする請求項(3)記載
    の単結晶フェライトの製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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