JPH04219368A - 非磁性セラミックス材およびその製造方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種磁気ヘッド（例え
はフロッピーディスクヘッド，ハードディスクヘッド等
）の構成に欠くことのできないスライダーまたはスペー
サとして使用する磁気ヘッド用の非磁性セラミックス材
およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、特に進歩が著しい磁気記録の高密
度化・高信頼性化に伴いスライダー材料に対しては高緻
密化が要請されている。

【０００３】ところで従来磁気ヘッドを製作する場合、
マンガン（Ｍｎ）−亜鉛（Ｚｎ）フェライトコアとスラ
イダーをガラスで接着する方法が一般的であり、スライ
ダーとの熱膨張係数の違いに起因する接着時のコアのク
ラックまたは歪みによる磁気特性劣化防止のため、２５
〜３５０℃での熱膨張係数が１１０〜１２８（×１０−
７／℃）であるＣａＴｉＯ３・ＳｒＴｉＯ３を主成分と
するセラミックス材料を用いていた。なお、このＣａＴ
ｉＯ３とＳｒＴｉＯ３の固溶体の組成と熱膨張係数の関
係については、特開昭５２−３０１６２号公報において
詳述されている。

【０００４】しかしながら上記のセラミックス材の常圧
焼成における緻密化は不十分であり、高緻密化達成を優
先させるＨＩＰ焼成法を基本とする製法が用いられてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでホットアイソ
スタティックプレッシング（以下ＨＩＰと称する）焼成
法は、１０００Ｋｇ／ｃｍ２以上にも及ぶ高圧ガス下に
よる焼成法であり、圧力は加熱初期に充填されたＡｒ等
の還元性ガスの加熱による高圧化を利用していた。すな
わちＨＩＰ焼成による緻密な焼結体は、まず一次焼成と
呼ばれる常圧焼成によって作製されたある程度の緻密さ
を持つ焼結体を準備し、次にこれをＨＩＰ焼成した後、
さらに酸化雰囲気中で熱処理することで得られる。この
ようにＨＩＰ焼成は常圧焼成と比較し工程数が増し、ま
た設備は高温・高圧用となるため高価であり、高緻密化
には有利であるが、コストが高くなるという課題を有し
ていた。

【０００６】本発明は上記の従来の課題を解決するもの
で、常圧焼成で高緻密である非磁性セラミックス材およ
びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の非磁性セラミックス材はその主組成物がＣａ
ＣＯ３，ＳｒＣＯ３およびＴｉＯ２からなり、添加組成
物がＳｉＯ２，Ｐ２Ｏ５よりなる混合物を焼成したもの
であり、常圧で酸化雰囲気中で焼成する構成を有してい
る。

【０００８】

【作用】この構成によって、（αＣａＴｉＯ３−βＳｒ
ＴｉＯ３）−γＴｉＯ２　　（α＋β＋γ＝１、０．６
＜α≦１、０≦β＜０．４、０≦γ≦０．０２）相当の
ＣａＴｉＯ３とＳｒＴｉＯ３の固溶体とＴｉＯ２の混合
相からなる緻密な非磁性セラミックス材を得ることがで
きる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。

【００１０】ＣａＣＯ３，ＳｒＣＯ３，ＴｉＯ２は市販
されている平均粒径０．５μｍ以下、純度９９％以上の
粉末を用いた。ＳｉＯ２は市販されている平均粒径０．
０２μｍ以下、純度９９．９％以上の粉末を用いた。Ｐ
化合物はＨ３ＰＯ４の１級試薬を用いた。試料は（表１
），（表２）に示す組成に秤量し、ボールミルで水によ
る湿式混合を６時間行った。乾燥後不透明石英の角曹と
電気炉を用いて、１０５０℃または１１４０℃の大気雰
囲気中で６時間仮焼を行った。

【００１１】

【表１】

【００１２】

【表２】

【００１３】なお（表１）に示す試料ＮＯ１とＮＯ１７
、ＮＯ１８とＮＯ３４、ＮＯ３５とＮＯ５１の仮焼粉の
組成が各々反応式（１），（２），（３）により請求項
１の主組成物となる。

【００１４】 　　また試料ＮＯ１７，ＮＯ３４，ＮＯ５１の仮焼成を
ジェットミル粉砕機によって平均粒度０．５μｍ以下に
まで粉砕し、この粉砕粉と添加物を用いて（表２）に示
す組成に秤量し、ボールミルで水による湿式混合を６時
間行い、乾燥後１１４０℃での仮焼を行った。次にこの
仮焼成を、ボールミルでアニオン分散剤とポリビニール
アルコール（ＰＶＡ）バインダーと水により８時間粉砕
し、遠心噴霧方式の造粒機にて乾燥，造粒を行った。さ
らにこの造粒粉を圧力１ｔｏｎ／ｃｍ２で成形し、温度
１３４０℃と１３１５℃で、酸化雰囲気中または大気雰
囲気中にて焼成した。焼成は、管状炉中に大気または酸
素ガスを循環させた雰囲気中で、昇温速度１５０℃／Ｈ
ｒで最高温度まで加熱した後３時間保持し、降温速度２
００℃／Ｈｒ以下で１００℃以下まで冷却するという方
式をとった。

【００１５】得られた試料の緻密化は、切り出した試料
を３μｍ径のダイヤモンド粉を用いた湿式研摩で仕上げ
、その研摩面における気孔の分布量より求めた気孔率で
評価した。試料の熱膨張係数は、示差膨張方式によって
２５〜３５０℃における平均線膨張率から求めた。得ら
れた試料の気孔率と熱膨張係数を（表３）に示す。

【００１６】

【表３】

【００１７】また図１に同一組成の主組成物についての
添加組成物の添加割合例として、試料１〜１６について
の添加物の添加割合を示す。（表１），（表２），（表
３）および図１より、添加組成物であるＳｉＯ２，Ｈ３
ＰＯ４と主組成物であるＣａＣＯ３，ＳｒＣＯ３，Ｔｉ
Ｏ２の混合物を仮焼した組成物を原料とし、かつ酸化雰
囲気を用いれば、常圧焼成によっても非常に緻密でかつ
必要な熱膨張係数を有する焼結体を得ることができるこ
とは明らかである。また試料ＮＯ２〜４，１９〜２１，
３６〜３８においては液相が少なく、ＮＯ４，８，１２
，１３，２１，２５，２９，３０においては熱膨張係数
が小さかった。

【００１８】したがって、本発明の試料ＮＯ５〜７，９
，１０，１４、ＮＯ２２〜２４，２６，２７，３１、Ｎ
Ｏ３９〜４１，４３，４４，４８においては適度な液相
が生成し、酸化雰囲気中での常圧焼成により必要な熱膨
張係数を有する緻密な焼結体を得ることができることが
わかった。

【００１９】またＣａＴｉＯ３とＳｒＴｉＯ３の固溶体
の熱膨張係数は、ＣａＴｉＯ３が４０ｍｏｌ％以上にお
いては、ＣａＴｉＯ３のｍｏｌ％と負の相関を有すると
いうことがわかっている。

【００２０】したがって、添加組成Ｐ２Ｏ５の割合Ｘｍ
ｏｌ％とＳｉＯ２の割合Ｙｍｏｌ％について、Ｘ，Ｙを
主組成物１００モル％に対する割合として、１．５≦Ｘ
≦４、０＜Ｙ≦−０．８Ｘ＋３．２の条件（図１におい
て実線で囲んだ領域）が満たされるとき、ＣａＴｉＯ３
とＳｒＴｉＯ３の固溶体およびＴｉＯ２との混合相から
構成される必要な熱膨張係数を有する緻密体を製造でき
ることは明らかである。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明はＣａＴｉＯ３とＳ
ｒＴｉＯ３とＴｉＯ２を主組成物とし、シリコン酸化物
とりん酸化物を添加組成物とし、これら主組成物と添加
組成物とを適正な比率で混合し、焼成することにより、
例えば磁気ヘッドなどに使用できる緻密で適正な熱膨張
係数を有する非磁性セラミックス材を実現できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）
   １００〜６０ｍｏｌ％、チタン酸ストロンチウム（Ｓｒ
   ＴｉＯ３）０〜４０ｍｏｌ％、二酸化チタン（ＴｉＯ２
   ）０〜２ｍｏｌ％で、かつ３成分の合計が１００ｍｏｌ
   ％である主組成物に対しりん酸化物とシリコン酸化物を
   含有する添加組成物がりん酸化物をＸｍｏｌ％としシリ
   コン酸化物をＹｍｏｌ％としたとき、１．５≦Ｘ≦４、
   ０＜Ｙ≦−０．８Ｘ＋３．２であり、前記主組成物に前
   記添加組成物を混合し、焼成してなる非磁性セラミック
   ス材。
2. 【請求項２】　　主組成物中のＣａＴｉＯ３とＳｒＴｉ
   Ｏ３に代えて、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）と炭酸ス
   トロンチウム（ＳｒＣＯ３）を用いた請求項１記載の非
   磁性セラミックス材。
3. 【請求項３】　　主組成物および添加組成物の混合物を
   雰圧酸化雰囲気中で焼成することを特徴とする請求項１
   または２記載の非磁性セラミックス材の製造方法。