JPH05120636A - 磁気ヘツド用基板 - Google Patents

磁気ヘツド用基板

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Publication number
JPH05120636A
JPH05120636A JP3307070A JP30707091A JPH05120636A JP H05120636 A JPH05120636 A JP H05120636A JP 3307070 A JP3307070 A JP 3307070A JP 30707091 A JP30707091 A JP 30707091A JP H05120636 A JPH05120636 A JP H05120636A
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JP
Japan
Prior art keywords
mgo
magnetic head
slider
substrate
zro
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3307070A
Other languages
English (en)
Inventor
Otojiro Kida
音次郎 木田
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP3307070A priority Critical patent/JPH05120636A/ja
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】重量%で、TiB2を10〜40%、Y2O3またはMg
O を3〜7%含む正方晶ZrO2を0.5〜10%、MgO と
AlN の合量が1〜3%、残部Al2O3 からなる薄膜磁気ヘ
ッド用基板。 【効果】磁気ヘッド用基板材料として適したもので摺動
性、耐摩耗性、破壊靭性に優れ、電気的性質としても比
抵抗が小さく摩擦帯電性も小さい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐久性、耐摩耗性に優
れた磁気ヘッド基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年磁気ディスク装置の分野において増
大する高記録密度化の要請に応えるため、薄膜磁気ヘッ
ド特に薄膜磁気ヘッドが急速に普及しつつある。薄膜磁
気ヘッドはセラミックス製スライダー(基板)の後端面
に磁気信号の記録再生を行う薄膜素子が形成された構造
を有しており、スライダーが磁気ディスクの高速回転
(20〜40m/s)によって発生する空気層流に乗っ
て磁気ディスク面上にわずかに浮上(0.2〜4μm)
することを利用し磁気ディスクに対して記録の書き込
み、読み取りを行う機能を有する。したがってスライダ
ーは磁気ディスク回転の起動、停止時は十分な空気層流
が得られないため必ず磁気ディスクと摺動し、いわゆる
コンタクト・スタート・ストップ(CSS)動作を行
う。さらにスライダーは定常浮上中であっても振動や塵
埃の介入などの外的要因によって浮上高さや浮上姿勢が
乱れることが避けられない。
【0003】記録密度を大きくするために浮上高さは一
層小さくなりつつあるため、このような乱れによりスラ
イダーが高速回転中の磁気ディスクと衝突する回数がま
すます増大してきている。
【0004】これらのことからCSS性能を向上させる
ためには、磁気ヘッドのスライダーの摺動性を高めるこ
とが重要である。更にスライダーの表面が平滑で気孔が
存在しないこと、耐摩耗性が良いことが必要である。
【0005】又磁気ヘッドは上に述べた如く、磁気ディ
スクに接触摺動する時に摩擦帯電する。この帯電量が過
度に大きくなると磁気トランスジューサーの信号巻線に
ノイズが発生したり、磁気ヘッドの浮上量が変わったり
する恐れがある。そこで摩擦帯電のできるだけ生じない
材料で磁気ヘッドのスライダーを構成することが望まし
い。
【0006】更に磁気ヘッドのスライダーは例えば特開
昭55−163665号に示されているように極めて複
雑な構造をしているものであるが、このような複雑な構
造の磁気ヘッドを生産性良く作るには、スライダー構成
材が機械加工性に優れていることが必要である。即ち加
工時の切削抵抗の少ないことや切削ブレード等への目づ
まりのないことやクラックやチッピングの生じないこと
が重要である。
【0007】従来のスライダー材料としては薄膜素子の
形成性が良好な点からAl2O3系セラミックが広く知られ
ており、改良提案も多い。例えば特開昭61−1588
62号、特開昭60−231308号、特開昭60−1
83709号及び特開昭60−179923号等に示さ
れたものがある。
【0008】これらはいずれも Al2O3粒子を主とし、Ti
C 粒子とその他の添加粒子からなっており、加工性が良
好で複雑な形状のものを加工した際、クラックやチッピ
ングを生じることなく耐摩耗性に優れると記載されてい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記 Al2
O3と TiCとからなるスライダーは、スライダーの重要な
性能であるCSS性特に摺動特性に劣っている。又 Al2
O3は電気絶縁性が高いので電気抵抗を小さくして静電性
を下げるため、導電性の TiCを多く含有する必要があ
る。ところが TiCは高硬度であるところから TiC含有量
を多くすると摺動特性が悪くなる。又加工性は複雑な形
状のものを加工した際のクラックやチッピングも少なく
なく、加工歩留を落しており、より摺動性、耐摩耗性、
機械加工性特に靭性の向上が強く望まれている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決すべくなされたものであり、Al2O3 を主成分とし重
量%でTiB2を10〜40%、Y2O3又は MgOを3〜7%含
む正方晶ZrO2を0.5〜10%およびMgO とAlN を合量
で1〜3%含有してなることを特徴とする磁気ヘッド用
基板(スライダー)を提供するものである。
【0011】本発明は従来の基板材料である Al2O3を主
成分とし、耐摩耗性、高硬度、導電性の TiB2 を添加
し、摺動特性、高靭性の正方晶 ZrO2 により分散強化
し、粒生長抑制材として MgO,AlN を微量添加し焼結し
た構成相からなる摺動特性、耐摩耗姓、機械加工性に優
れた基板材料を得ることができる。
【0012】本発明の耐摩耗性、高硬度、導電性を付与
する TiB2 は、Al2O3 主構成相中に均一に分散した状態
で含有することが必要である。ここで TiB2 の割合は A
l2O3を主成分とする本発明焼結体中に重量%(以下同
じ)で10〜40%とすることであり、より好ましくは
15〜35%である、TiB2が Al2O3主成分に対し10%
より少ないと比抵抗が大きく、又アルミナの粒生長が激
しくなり緻密化しにくく、さらに40%より多いと TiB
2の難焼結性のため緻密化しにくく好ましくない。
【0013】次に分散強化材である ZrO2 は、Y2O3又は
MgOが3〜7%固溶された正方晶ZrO2とする必要があ
る。正方晶 ZrO2 は Y2O3 又は MgOが3%より少ないと
単斜晶ZrO2 が増加し、焼結体冷却中にマイクロクラッ
クが発生し機械的強度が著しく低下し、7%より多いと
立方晶 ZrO2 が増加して強度、破壊靭性が著しく低下す
るため好ましくない。又この正方晶 ZrO2 は Al2O3を主
成分とする焼結体中において0.5〜10%が必要であ
る。正方晶 ZrO2 が0.5%以下では ZrO2 のもつ摺動
特性、高靭性が発揮されず、10%以上では ZrO2 の正
方晶から単斜結への変態に伴なう微少亀裂により強度、
破壊靭性が低下するため好ましくない。
【0014】さらに本発明において主構成相である Al2
O3、TiB2及び正方晶 ZrO2 の結晶粒生長を抑制するため
助剤として MgOとAlN を合量で焼結体中に1〜3%添加
することが必要である。この MgOとAlN の添加量は1%
以下では粒生長抑制効果が発揮されず、3%以上では逆
に粒界層の耐熱性が低くなり粒生長を促進するため好ま
しくない。ここで助剤としての MgOには正方晶ZrO2に固
溶した MgOは含まない。
【0015】本発明を構成する Al2O3、TiB2、Y2O3又は
MgOで固溶された正方晶 ZrO2 及びMgO、AlN の原料粒
度は焼結体を構成する各結晶の平均粒径が望ましくは2
μm以下となるために好ましくは平均粒径が0.1μm
以下として使用することが望ましく、これは0.1μm
を超えると焼結して生成する結晶粒が大きくなり基板の
表面の平滑性が低下するため好ましくないからである。
不純物は少量の他の成分が存在しても構わないが、好ま
しくは0.5%以下特には0.1%以下にすることが望
ましい。
【0016】本発明は以上の構成によりなるが、本発明
のセラミックス基板を製造するには0.1μm以下の A
l2O3粉末、TiB2粉末、Y2O3又は MgOで固溶された ZrO2
粉末、MgO 及びAlN 粉末を所定の割合で配合し、十分混
合粉砕して、混合粉末を乾燥し、ホットプレスを使用し
て焼結体を得ることができる。又上記の混合粉末に少量
のバインダーを添加してスプレイドライヤにて造粒し、
この造粒物をCIPにより成形し、真空又は非酸化雰囲
気中で常圧焼結し予備焼成HIP(Sinter−HIP)や
カプセルHIP(カプセル中に封入)しても同様の効果
が得られる。
【0017】このホットプレスを行う場合の焼結温度は
得られる焼結体の性能を大きく左右するため1450〜
1650℃が好ましく、焼結温度が1450℃以下では
密度が低く緻密な焼結体が得られず、1650℃を超え
ると Al2O3、TiB2及び正方晶ZrO2の結晶粒の成長が著し
くなるので好ましくない。
【0018】
【作用】前述に説明した如く、従来の基板材料である A
l2O3を主構成相とし、耐摩耗性、高硬度、導電性の TiB
2 を Al2O3主相中に分散し、摺動性の優れた正方晶ZrO2
を分散して強化し、強度や破壊靭性等の機械加工性を良
好にし、さらにこれら構成相の粒生長を抑制する MgO及
びAlN を少量添加して、気孔のない緻密な微細結晶粒組
織を呈するものであって、これらの相互作用によって最
適化されたものは、薄膜磁気ヘッド用基板材料としての
摺動特性、耐摩耗性、機械加工性等に優れた特性を呈す
るものと考えられる。
【0019】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて説明する。原
料として Al2O3粉末(純度99.9wt%、平均粒径
0.1μm以下)、TiB2粉末(純度99%、平均粒径
0.1μm以下)、Y2O3又は MgOを3〜7%固溶させた
ZrO2 粉末(純度99%、平均粒径0.03μm)と M
gO粉末(純度99%、平均粒径0.1μm以下)及びAl
N 粉末(純度99%、平均粒径0.1μm以下)を所定
の割合にて配合し、ボールミルにてエタノール溶媒を用
いアルミナボールで10時間混合粉砕した。この混合粉
末をエバポレーターで乾燥し、エタノールを抽出し乾燥
し、軽く解砕した。
【0020】この粉末をホットプレスの黒鉛鋳型内に充
填し圧力350kg/cm2 、温度をそれぞれ1450
〜1650℃、Ar雰囲気下で1時間ホットプレスし、6
0mmφ×厚み5mmの焼結体を得た。
【0021】焼結体の物性として密度はアルキメデス法
により測定し、理論密度を除して相対密度を求め、曲げ
強度は JIS R 1601 「ファインセラミックスの曲げ試験
法」に従って測定した。
【0022】又破壊靭性はSEPB法( Single Edge P
re-Cracked Beam 法)により測定した。即ち JIS R 160
1 に準拠した試料を用意しビッカース圧子圧入により圧
痕をつけた後、予亀裂を入れるための荷重を加え、イヤ
ホンでポップイン(Pop-in)を検知した。続いて予亀裂
長さを測定するために着色を行い、そして曲げ試験を行
って破断荷重を測定した。破断試料の予亀裂長さを測定
した後、破壊靭性の算出式により破壊靭性を求めた。
【0023】ビッカース硬度は曲げ試験片の鏡面研磨面
を用い荷重300gにてビッカース硬度計により測定し
た。比抵抗の測定は曲げ試験片を用い、4端子法にて測
定した。
【0024】上記と同様な方法にて製作した60mmφ
×厚み5mmの焼結体で磁気ヘッドスライダーとしての
評価試験を行った。
【0025】得られた焼結体を鏡面研磨してダイヤモン
ド切断砥石で切断し、角部の微細なチッピングを顕微鏡
にて観察することにより行った。このチッピング試験は
幅0.28mm及び直径52mmのレジノイド砥石(3
0μmのダイヤ砥粒を有するカッター)を用い、切込み
0.3mm,送り量5mm/secで実施した。チッピ
ング深さが2μmを超えない場合実質的にスライダー品
質に影響を及ぼさず満足すべき品質を維持するもので、
これを○で示し、2μmを超える場合は△及び著しいチ
ッピングの場合は×として示した。
【0026】又摺動性及び耐摩耗性は焼結体から実際の
薄膜磁気ヘッド形状に切り出し、磁気ディスクと接触さ
せてディスクを回転させるCSS試験により特性を評価
した。
【0027】摺動性はディスクとヘッドのCSS試験に
より摩擦係数を求め、摩擦係数が0.5より小さいもの
を○で示し、摩擦係数が0.5より大きいものは△及び
著しく大きい場合は×として示した。耐摩耗性はCSS
試験を10000回繰返し、磁気ヘッドスライダーの摺
動面の傷の有無について評価した。比較例として Al2O3
−TiC 30%基板を用いて比較した。それぞれの結果を
表1、表2に示した。
【0028】表1、表2に示されるように本発明は高密
度で比抵抗も小さく、硬度、曲げ強度も高く、特に破壊
靭性は Al2O3−30%TiC 基板に比べ約1.5〜1.8
倍程度向上している。
【0029】磁気ヘッドスライダーとしての評価では鏡
面研磨した場合の気孔はほとんど観察されず緻密化して
おり、耐チッピング性、耐摩耗性、摺動特性はAl2O3
30%TiC 基板に比べ優れており、スライダーとして最
適なものである。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】
【発明の効果】本発明の磁気ヘッド、特に薄膜磁気ヘッ
ド用基板は、Al2O3 を主構成相とし、これに摺動特性の
優れた正方晶ZrO2を分散強化し、耐摩耗性、高強度、導
電性のTiB2を添加し、MgO やAlN を焼結剤として配合し
た緻密な焼結体であって、摺動特性、耐摩耗性、機械加
工性に優れ、且つ比抵抗が小さく摩擦帯電性が小さい優
れた技術的長所を有するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Al2O3 を主成分とし、重量%で、TiB2を1
    0〜40%、Y2O3又はMgO を3〜7%含む正方晶 ZrO2
    を0.5〜10%およびMgO とAlN を合量で1〜3%含
    有してなることを特徴とする磁気ヘッド用基板。
JP3307070A 1991-10-25 1991-10-25 磁気ヘツド用基板 Withdrawn JPH05120636A (ja)

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JP3307070A JPH05120636A (ja) 1991-10-25 1991-10-25 磁気ヘツド用基板

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ID=17964684

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990107