JPH0345024B2 - - Google Patents

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JPH0345024B2
JPH0345024B2 JP60282039A JP28203985A JPH0345024B2 JP H0345024 B2 JPH0345024 B2 JP H0345024B2 JP 60282039 A JP60282039 A JP 60282039A JP 28203985 A JP28203985 A JP 28203985A JP H0345024 B2 JPH0345024 B2 JP H0345024B2
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tio
cao
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thermal expansion
magnetic
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JP60282039A
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Mitsuo Tamura
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Tokin Corp
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Tokin Corp
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野> 本発明はフロツピーデイスクヘツド、ハードデ
イスクヘツド又はオーデイオヘツド等に用いられ
る非磁性磁器材料所謂スライダー材料に関するも
のである。 <従来の技術> 従来この種の用途のものとしてはBaO−TiO2
系又はCaO−TiO2系のチタニア磁器が用いられ
てきた。これらの磁器に共通する性質はヴイカー
ス硬度が750〜900Kg/mm2で適度の硬度を有し、焼
結体が緻密で平滑な研磨面が得られること熱膨張
係数が組成の選定により90×10-7/℃乃至97×
10-7/℃(BaO−TiO2系)、90×10-7/℃乃至
117×10-7/℃(CaO−TiO2系)と自由に調整で
きることである。 ヴイカース硬度はその材料の耐摩耗性に係り、
磁気ヘツドのコア材として用いられるNi−Znフ
エライトやMn−Znフエライトのそれと比較的近
くスライダー材として要求される条件を満たすも
のである。 また平滑な研磨面は磁気記録媒体と常に接触し
て摺動する磁気ヘツドの構造体としては媒体との
摩さつを少くし媒体に傷をつけない為に不可欠と
される条件である。さらに熱膨張係数の調整は磁
気ヘツドのコア材とガラスボンデイングで接合す
る際に膨張係数の不一致によるコアのひびわれを
なくすること、残留熱応力による磁気特性の劣
化、さらに動作時の温度変化による熱応力の発生
を防止するためにも不可欠な条件である。 上述のようにBaO−TiO2系又はCaO−TiO2
磁器は磁気ヘツドのスライダー材として要求され
る基本的条件を全て満足できたため今日磁気ヘツ
ド用非磁性磁器としてはほとんどBaO−TiO2
もしくはCaO−TiO2系の磁器が用いられている。
さらに付け加えるとこれらの磁器は比較的加工性
に富みチツピングの発生が少いことも巾広く使用
されている理由の一つである。 <発明が解決しようとする問題点> しかし乍ら最近になり記録密度向上の要求から
ヘツドコアに用いられるMn−Znフエライトにつ
いてはできるだけ高いB値が必要となつてきた。
これらの要求に合わせるためには組成的に熱膨張
係数の大きな領域を使用せざるを得なく熱膨張係
数が130〜145×10-7/℃のような磁気ヘツド用フ
エライトが開発されるに至つた。しかしながら従
来用いられてきた前述のBaO−TiO2系もしくは
CaO−TiO2系磁器で実現できる熱膨張係数はせ
いぜい118×10-7/℃程度で、このスライダー材
を用いた磁気ヘツドでは製造工程で生ずるヒビ割
れによる歩留りの低下や残留熱応力による磁気特
性の劣化を招く欠点があつた。 本発明はこれらの欠点を除去するため、CaO−
TiO2系に第3成分としてNiOを加え更に若干の
添加物を含ませるもので従来のCaO−TiO2系磁
器では実現できなかつた低い熱膨張係数120乃至
150×10-7/℃を有しかつスライダー材として要
求される他の基本条件ヴイカース硬度、平滑な研
磨面、良好な加工性の全てを満足できる磁気ヘツ
ド用非磁磁器性材料を提供することを目的とす
る。 <問題点を解決するための手段> 本発明によれば、 CaO 3.0〜35.0mol% TiO2 3.0〜30.0mol% NiO 60.0〜90.0mol% よりなることを特徴とする磁気ヘツド用非磁性材
料が得られる。 <実施例> 本発明による磁気ヘツド用非磁性磁器の構成は CaO 3.0〜35.0mol% TiO2 3.0〜30.0mol% NiO 60.0〜90.0mol% よりなり更には前記基本組成に対し以下の物質を
添加物として1種以上少くとも0.1wt%から5wt
%を含有させることである。 SiO2、Al2O3、ZrO2、MgO、Nb2O5、SnO、
Y2O3、MnO <作用> 以下添付図面等を用いて本発明の作用を詳細に
説明する。 第1図は複数の結晶相を有する磁器の微細構造
を示す。図中斜面を施した結晶相をA相、斜面の
無いものをB相とする。今A相の熱膨張係数を
αA、B相の熱膨張係数をαBとし、夫々が一定の
体積当りで占める体積比率をλa、λbとすると、2
相の混合体の熱膨張係数αは概ね以下の式で推定
することができる。 α=λaαa+λbαb ……(1) 従つて目的とする熱膨張係数がαaとαbとの間に
あれば2相の混合比率を調整してλa、λbを適当な
値にすれば所要のαを実現することができる。た
だしこの場合混合する2つの結晶相の間で新しい
反応生成物が生じこの物質の熱膨張係数がαa、αb
とかけ離れた値であるときはこの限りではない。 第2図はCaO−TiO2系磁器のTiO2のモル%と
熱膨張係数の関係を示す。出発組成において
TiO2の比率がCaOより多い場合焼結される磁器
の微細構造はCaTiO3相とTiO2相の2相が混在し
ている。CaTiO3の熱膨張係数は118×10-7/℃
(100゜〜400℃)、TiO2相の熱膨張係数は80×
10-7/℃(100゜〜400℃)程度であることが知ら
れており、かつそれぞれの比重がCaTiO3は4.10、
TiO2は4.25と知られており(1)式を用いることに
より組成と熱膨張係数の関係は計算によつて見積
ることが可能である。第2図の破線は計算によつ
て求められた熱膨張係数の推定値で白丸は実測値
である。 実測値と理論値がきわめて良く一致することか
ら(1)式が材料設計上きわめて重要な公式であるこ
とが理解できる。CaO−TiO2系磁器においては
TiO2が50モル%以下では焼結性が悪く緻密な磁
器が得られなくまたTiO2が85モル%以上なると
もろくなり加工性に劣りできればTiO2は50〜85
モル%の範囲が用いられる。この範囲では熱膨張
係数が100×10-7/℃から118×10-7/℃までの間
で調整でき磁気ヘツド用非磁性磁器の基本組成と
して広く用いることができる。 熱膨張係数が118×10-7/℃以上の材料を得る
ためには(1)式の原理に基づけばαが118×10-7
℃以の物質を微細構造の中に分散させることで実
現できる。この為にはできるだけ熱膨張係数が大
きく且つ基本成分であるCaO−TiO2系と混合し
た際になじみが良く基本組成であるCaO−TiO2
系の特長である平滑な研磨面、適度の硬度、良好
な加工性、非磁性等の性質を失なわない第3の物
質の選定が必要である。 本発明はこの目的のため種々の物質を検討した
結果酸化ニツケルを第3成分として混合したCaO
−TiO2−NiO系の磁器が磁気ヘツド用非磁性材
料として基本的に必要な全ての条件を具備してい
ること及び熱膨張係数が120〜150×10-7/℃の間
で調整できることを発見した。 更に副成分としてAl2O3、SiO2、MgO、SnO、
ZnO2、Y2O3、Nb2O5、MnOの中から選ばれた少
なくとも1種以上を添加することにより、基本成
分であるCaTiO3相、TiO2相、NiO相の結晶粒径
の成長を抑制し気孔率を減少させるため、機械的
強度が向上し、加工等の耐チツピング性等を向上
できることを知見した。 更に付記すべきことはCaO−TiO2−NiO系の
磁器は基本的に濃緑から黒の色を呈し、今日の磁
器ヘツド用非磁性材料にはきわめて一般的である
HIP処置に際し還元による着色がなく製造ライン
における色の不安定さを生じない特長を有してい
る。 以下に更に実施例について説明する。 原料として市販の試薬である二酸化チタン(99
%以上)炭酸カルシウム、酸化ニツケル(99%以
上)を所定の組成に従つて秤量し、樹脂ボールミ
ル及び樹脂被覆ボールと純水とで20時間以上混合
した。 次に過乾燥后アルミナ匣鉢に入れて800℃〜
1200℃の間で2時間以上電気炉で予焼した。次に
磁性ボールミルと磁性ボールを用いて純水で20時
間以上湿式粉砕した。過乾燥后、PVA8%溶液
を10wt%ライカイキで混入し28メツシユのふる
いを通し水分調整后油圧プレスにて1t/cm2の圧力
で40mm×50mm×10mmの直方体をプレスした。大気
中にて1200゜〜1300℃の間で2時間以上焼成した。
次にこれらの試料について磁気ヘツド用非磁性材
料として必要な諸項目について物性を測定した。 更に一部については熱水静水圧プレス(HIP)
装置を用いて1100゜〜1200゜×1000Kg/cm2×1時間
のHIP処理を施し基本物性について調査した。 この結果を第1表、第2表にまとめる。
【表】
【表】
【表】 以上のようにCaO−TiO2−NiO系においては
従来CaO−TiO2系において実現できなかつた熱
膨張係数120×10-7/℃以上が予測通り実現でき
たと同時に基本的な機械的性質であるヴイカース
硬度、抗折強度は従来のCaO−TiO2系に近く磁
気ヘツド用非磁性材料としてこの系が基本的に充
分性能を備えていることが分る。 NiOが30モル%以下になるとCaO−TiO2
NiO系において熱膨張係数は従来のCaO−TiO2
系で実現された範囲に入り新規性に乏しく本発明
の範囲から除外される。同様に90モル%以上にな
るとヴイカース硬度が下り耐磨耗性に劣ること、
機械的強度が劣る。(No.1、2、3)NiOが30モ
ル%のとき、CaO、TiO2の合計量は70モル%で
あるがCaOの量がTiO2の量を越えると余剰の
CaO相が生じて焼結性を悪くし、研磨面のポアを
多くするのでCaOの上限は35モル%である。(No.
21) 同様にTiO2の量がCaOの1.5倍以上になり、余
剰のTiO2相が一定の値を越えると材質がもろく
なり加工性に劣るのでTiO2の上限は45モル%で
ある(No.3) またNiOが90モル%の場合CaO及びTiO2の合
計量は10モル%でありCaO、TiO2相の下限はそ
れぞれ3モル%でいずれかがこれを下まわると機
械的強度の劣化を招く(No.22、23) 以上の結果 本発明基本的組成 CaO 3モル%〜35モル% TiO2 3モル%〜30モル% NiO 60モル%〜90モル% である。 次に副成分添加による改善効果の実施例を示
す。 No.4について以下の添加物を混合段階で混入し
前述の製造プロセスに従つて磁器を製造し基本的
物性について調べた結果を第3表に示す。
【表】 以上の実験から明らかなようにAl2O3、SiO2
MgO、SnO、ZnO2、Y2O3、Nb2O5、MnOのい
ずれかを適量添加することにより、平均粒経を細
かくし抗折力、ヴイカース硬度の向上につながる
ことが確められた。更に適量の添加では加工時の
チツピングが著しく抑制できることが確認でき
た。しかしながらいずれの添加物においても3〜
5wt%を越えると、加工に際しチツピングが生じ
易くもろくなることが認められた。 従つて本発明として前記の基本的組成に加え
て、Al2O3、SiO2、MgO、SnO、ZnO2、Nb2O5
MnOの中から選ばれた少くとも1種を0.1〜5wt
%添加することを特記する。 <発明の効果> 以上詳述したように本発明によれば、高密度記
録に必要な高Bのフエライトに対応できる従来の
CaO−TiO2磁器では実現できなかつた熱膨張係
数120×10-7/℃以上の材料が供給できることに
なりその工業的効果は極めて大きいものと信ず
る。
【図面の簡単な説明】
第1図複数結晶相を有する磁器の微細構造のモ
デル図、第2図はCaO−TiO2系磁器の熱膨張係
数TiO2モル比との関係を示しO印は実測値、破
線は理論値を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 CaO 3.0〜35.0mol% TiO2 3.0〜30.0mol% NiO 60.0〜90.0mol% よりなることを特徴とする磁気ヘツド用非磁性材
    料。 2 上記の組成を基本組成としAl2O3、SiO2
    MgO、SnO、ZrO2、Y9O3、Nb2O5、MnOの中
    から選ばれた少くとも1種を0.1乃至5wt%添加し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    磁気ヘツド用非磁性材料。
JP60282039A 1985-12-17 1985-12-17 磁気ヘツド用非磁性材料 Granted JPS62143857A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0690437A2 (en) 1994-06-28 1996-01-03 Sony Corporation Magnetic material for magnetic head and magnetic head formed of same

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