JPH068203B2 - 酸化物基板材料 - Google Patents
酸化物基板材料Info
- Publication number
- JPH068203B2 JPH068203B2 JP60082846A JP8284685A JPH068203B2 JP H068203 B2 JPH068203 B2 JP H068203B2 JP 60082846 A JP60082846 A JP 60082846A JP 8284685 A JP8284685 A JP 8284685A JP H068203 B2 JPH068203 B2 JP H068203B2
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- substrate
- magnetic
- thermal expansion
- substrate material
- expansion coefficient
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気・電子デバイス等に使用される酸化物基
板材料に関するものである。
板材料に関するものである。
従来の技術 近年、エレクトロニクス技術の進歩により、多種多様な
電気・電子デバイスが開発されるようになったが、これ
に伴ない、使用される基板材料にも、様々な特性が要求
されるようになった。
電気・電子デバイスが開発されるようになったが、これ
に伴ない、使用される基板材料にも、様々な特性が要求
されるようになった。
これらの中で磁気ヘッド用の基板材料においては、使用
する軟磁性材料と基板材料の熱膨張係数が等しいか、又
はその差が極めて小さい事が必要であり、この条件が満
たされない場合には温度変化によって、両材料の界面に
応力が生じ、亀裂発生の原因となったり、あるいは磁歪
効果によって軟磁性材料の磁気特性が劣化する。このた
め、使用する軟磁性材料の熱膨張係数に対応して、自由
に熱膨張係数を変える事のできる基板材料が必要とな
り、結晶化ガラスや、CaO-SrO-TiO2系セラミック基板
（特開昭５２−５７２１８号公報）などが用いられてい
た。これらの基板材料は、その組成を調整する事によ
り、広い範囲で熱膨張係数を選択できるものである。
する軟磁性材料と基板材料の熱膨張係数が等しいか、又
はその差が極めて小さい事が必要であり、この条件が満
たされない場合には温度変化によって、両材料の界面に
応力が生じ、亀裂発生の原因となったり、あるいは磁歪
効果によって軟磁性材料の磁気特性が劣化する。このた
め、使用する軟磁性材料の熱膨張係数に対応して、自由
に熱膨張係数を変える事のできる基板材料が必要とな
り、結晶化ガラスや、CaO-SrO-TiO2系セラミック基板
（特開昭５２−５７２１８号公報）などが用いられてい
た。これらの基板材料は、その組成を調整する事によ
り、広い範囲で熱膨張係数を選択できるものである。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、結晶化ガラスやCaO-SrO-TiO2系セラミッ
ク基板では、成分として、アルカリ金属、あるいはCaを
含むために、使用時の環境条件、特に湿度変化に対して
化学的に不安定であり、これらの基板を用いて磁気ヘッ
ドを構成した場合、特定条件下で、磁気テープ，フロッ
ピーディスク等の磁気記録媒体との摺動時に、出力低下
・焼付き等のトラブルを生じていた。
ク基板では、成分として、アルカリ金属、あるいはCaを
含むために、使用時の環境条件、特に湿度変化に対して
化学的に不安定であり、これらの基板を用いて磁気ヘッ
ドを構成した場合、特定条件下で、磁気テープ，フロッ
ピーディスク等の磁気記録媒体との摺動時に、出力低下
・焼付き等のトラブルを生じていた。
問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題点を解決し得る、岩塩型結晶構造
を持つ複合酸化物ZnxMgyNi1-x-yO （０ｘ０．４，０ｙ0.5,0.3１−ｘ−ｙ＜
１．０） を主成分とする、多結晶焼結体基板材料である。
を持つ複合酸化物ZnxMgyNi1-x-yO （０ｘ０．４，０ｙ0.5,0.3１−ｘ−ｙ＜
１．０） を主成分とする、多結晶焼結体基板材料である。
作 用 発明者等は、ZnxMgyNi1-x-yO系の岩塩型結晶構造を持つ
固溶体が、その組成化により、熱膨張係数を１０８〜１
４０×１０-7／℃（25℃〜400℃）の範囲内で調節可能
な事を見い出した。ZnOは六方晶系の結晶構造を持つ
が、０ｘ０．４，０．３１−ｘ−ｙ＜１．０の範
囲内ではMgO,NiOと固溶体を形成して、岩塩型結晶構造
となる。一方、０ｙ０．５と限定する理由は、MgO
量が増加しすぎると、潮解性を生じ、化学的に不安定と
なるためである。第１図に、本組成系焼結体の熱膨張係
数を示した。この基板材料は優れた耐候・耐久性を持
ち、磁気ヘッドを構成しても、磁気テープとの摺動時に
問題を生じる事はない。
固溶体が、その組成化により、熱膨張係数を１０８〜１
４０×１０-7／℃（25℃〜400℃）の範囲内で調節可能
な事を見い出した。ZnOは六方晶系の結晶構造を持つ
が、０ｘ０．４，０．３１−ｘ−ｙ＜１．０の範
囲内ではMgO,NiOと固溶体を形成して、岩塩型結晶構造
となる。一方、０ｙ０．５と限定する理由は、MgO
量が増加しすぎると、潮解性を生じ、化学的に不安定と
なるためである。第１図に、本組成系焼結体の熱膨張係
数を示した。この基板材料は優れた耐候・耐久性を持
ち、磁気ヘッドを構成しても、磁気テープとの摺動時に
問題を生じる事はない。
また、本発明の基板材料は、高い電気絶縁性，低い誘電
率，高い機械的強度を有し、かつ、Al2O3基板などより
も、数１００℃低い温度で焼成可能であるため、磁気ヘ
ッド用だけではなく、回路基板等に使用しても、有用な
ものである。
率，高い機械的強度を有し、かつ、Al2O3基板などより
も、数１００℃低い温度で焼成可能であるため、磁気ヘ
ッド用だけではなく、回路基板等に使用しても、有用な
ものである。
実 施 例 以下実施例を示す。
試薬特級の酸化亜鉛・酸化マグネシウム・酸化ニッケル
をれぞれ秤量し、アルコールを分散媒としたボールミル
にて１６時間混合した後150℃で乾燥して、第１表に示
した各組成の混合粉末を得た。これらの混合粉末を１０
０kg/cm2の圧力で金型中で一軸加圧成形し、９００℃の
空気中仮焼した後、再度、ボールミルにて１６時間粉砕
し、１５０℃で乾燥した。この仮焼粉体に、５％濃度の
ポリビニルアルコール水溶液１０％を加えて造粒し、１
０００kg/cm2の圧力で金型中で一軸加圧成形した。成形
体を、その組成に応じて、1000〜１３００℃の間の温度
で焼成した。得られた焼結体に対して、Ｘ線回析による
相の同定、アルキメデス法による密度測定、走査型電子
顕微鏡による粒径観察、熱膨張率計による２５℃〜４０
０℃間の熱膨張率測定、および誘電率・三点抗折強度等
の測定を行なった。結果はまとめて第１表に示したが、
いずれも岩塩型結晶構造を持ち、また熱膨張係数は、組
成により１０８〜１４０×１０-7／℃で変化した。
をれぞれ秤量し、アルコールを分散媒としたボールミル
にて１６時間混合した後150℃で乾燥して、第１表に示
した各組成の混合粉末を得た。これらの混合粉末を１０
０kg/cm2の圧力で金型中で一軸加圧成形し、９００℃の
空気中仮焼した後、再度、ボールミルにて１６時間粉砕
し、１５０℃で乾燥した。この仮焼粉体に、５％濃度の
ポリビニルアルコール水溶液１０％を加えて造粒し、１
０００kg/cm2の圧力で金型中で一軸加圧成形した。成形
体を、その組成に応じて、1000〜１３００℃の間の温度
で焼成した。得られた焼結体に対して、Ｘ線回析による
相の同定、アルキメデス法による密度測定、走査型電子
顕微鏡による粒径観察、熱膨張率計による２５℃〜４０
０℃間の熱膨張率測定、および誘電率・三点抗折強度等
の測定を行なった。結果はまとめて第１表に示したが、
いずれも岩塩型結晶構造を持ち、また熱膨張係数は、組
成により１０８〜１４０×１０-7／℃で変化した。
そこで熱膨張係数が１２１×１０-7／℃であるZn0.1Mg
0.3Ni0.6Ｏの焼結体をえらび、切断・研磨して、表面平
滑度Rmax0.1μｍの基板とした。この基板と、熱膨張係
数が１２０×１０-7／℃のＣｏを主成分とする軟磁性ア
モルファス合金より、第２図に示すような磁気ヘッドを
作成した。第２図の１は基板、２は磁気ギャップ、３は
アモルファス軟磁性膜、４は巻線用の窓である。
0.3Ni0.6Ｏの焼結体をえらび、切断・研磨して、表面平
滑度Rmax0.1μｍの基板とした。この基板と、熱膨張係
数が１２０×１０-7／℃のＣｏを主成分とする軟磁性ア
モルファス合金より、第２図に示すような磁気ヘッドを
作成した。第２図の１は基板、２は磁気ギャップ、３は
アモルファス軟磁性膜、４は巻線用の窓である。
このようにして作成したZn0.1Mg0.3Ni0.6Ｏ基板を用い
た磁気ヘッド以外に、比較のため、熱膨張係数が１１５
×１０-7／℃の結晶化ガラスおよびCaO-SrO-TiO2系セラ
ミックスろ、それぞれ基板として用い、同様の方法で作
成した磁気ヘッドを用意した。これら三種の磁気ヘッド
に対して、金属磁性粉末を磁気記録媒体とした、いわゆ
る「メタルテープ」を、相対速度約3.8ｍ／secで摺動さ
せて、ヘッドの出力変化・耐摩耗性・耐環境性をテスト
した。その結果、通常の環境下、２３℃、温度５０％で
は、基板の種類による磁気ヘッド特性の差は、特に見ら
れなかったが、環境条件が２３℃、湿度１０％では、結
晶化ガラスおよびCaO-SrO-TiO2系セラミックを基板とし
た磁気ヘッドでは、測定開始後数時間で、ヘッド出力が
数ｄＢ低下することが観察された。そこでこれらの磁気
ヘッドを詳しく観察すると、基板表面上に、磁気テープ
の金属粉が付着し、凹凸が生じていた。一方、本発明の
Zn0.1Mg0.3Ni0.6O基板には、このような付着は起こら
ず、従って磁気ヘッドの出力低下も生じなかった。ま
た、他の環境条件下、高温多湿、高温低湿、温多湿、低
温低湿でも同様のテストを行なったが、本発明のZn0.1M
g0.3Ni0.6O基板を用いた磁気ヘッドでは、磁気ヘッド出
力・耐摩耗性とも全く問題を生ぜず、安定した特性を示
した。一方、他の基板材料を用いた磁気ヘッドでは、前
述のような出力低下や耐摩耗性等で問題を生じた。
た磁気ヘッド以外に、比較のため、熱膨張係数が１１５
×１０-7／℃の結晶化ガラスおよびCaO-SrO-TiO2系セラ
ミックスろ、それぞれ基板として用い、同様の方法で作
成した磁気ヘッドを用意した。これら三種の磁気ヘッド
に対して、金属磁性粉末を磁気記録媒体とした、いわゆ
る「メタルテープ」を、相対速度約3.8ｍ／secで摺動さ
せて、ヘッドの出力変化・耐摩耗性・耐環境性をテスト
した。その結果、通常の環境下、２３℃、温度５０％で
は、基板の種類による磁気ヘッド特性の差は、特に見ら
れなかったが、環境条件が２３℃、湿度１０％では、結
晶化ガラスおよびCaO-SrO-TiO2系セラミックを基板とし
た磁気ヘッドでは、測定開始後数時間で、ヘッド出力が
数ｄＢ低下することが観察された。そこでこれらの磁気
ヘッドを詳しく観察すると、基板表面上に、磁気テープ
の金属粉が付着し、凹凸が生じていた。一方、本発明の
Zn0.1Mg0.3Ni0.6O基板には、このような付着は起こら
ず、従って磁気ヘッドの出力低下も生じなかった。ま
た、他の環境条件下、高温多湿、高温低湿、温多湿、低
温低湿でも同様のテストを行なったが、本発明のZn0.1M
g0.3Ni0.6O基板を用いた磁気ヘッドでは、磁気ヘッド出
力・耐摩耗性とも全く問題を生ぜず、安定した特性を示
した。一方、他の基板材料を用いた磁気ヘッドでは、前
述のような出力低下や耐摩耗性等で問題を生じた。
耐摩耗性の面から考えると、摩耗量の大きすぎる基板材
料は問題があり、また結晶構造には異方性があると、結
晶方位によって摩耗量が異なり、基板に凹凸が生じる。
この点から考えても、その結晶構造が岩塩型である基板
材料は、要求特性を満たしたものである。
料は問題があり、また結晶構造には異方性があると、結
晶方位によって摩耗量が異なり、基板に凹凸が生じる。
この点から考えても、その結晶構造が岩塩型である基板
材料は、要求特性を満たしたものである。
以上の実施例では、熱膨張係数が120×10-7／℃のアモ
ルファス磁性薄膜を用いる磁気ヘッドの場合を示した
が、軟磁性材料としては、これに限らず、その熱膨張係
数が１０８〜１４０×１０-7／℃の範囲内のものであれ
ば、それに応じて、組成を変える事により、最適の基板
を提供する事ができるものである。
ルファス磁性薄膜を用いる磁気ヘッドの場合を示した
が、軟磁性材料としては、これに限らず、その熱膨張係
数が１０８〜１４０×１０-7／℃の範囲内のものであれ
ば、それに応じて、組成を変える事により、最適の基板
を提供する事ができるものである。
さらに本発明の基板材料は、第１表に示した様に、低い
誘電率、高い抗折強度、および高い絶縁抵抗（１０14Ω
・cm）を示すため、磁気ヘッド用以外にも、広い範囲で
使用可能なものである。
誘電率、高い抗折強度、および高い絶縁抵抗（１０14Ω
・cm）を示すため、磁気ヘッド用以外にも、広い範囲で
使用可能なものである。
発明の効果 本発明は、ZnxMgyNi1-x-yO（０ｘ０．４，０ｙ
0.5,0.3１−ｘ−ｙ＜０．１）を主成分とする、熱膨
張係数の調整可能な基板材料であり、高い化学安定性・
耐候性・耐久性を持ち、低い誘電率・高い絶縁性・高い
機械的強度をかねそなえたものである。
0.5,0.3１−ｘ−ｙ＜０．１）を主成分とする、熱膨
張係数の調整可能な基板材料であり、高い化学安定性・
耐候性・耐久性を持ち、低い誘電率・高い絶縁性・高い
機械的強度をかねそなえたものである。
第１図はNiO-MgO-ZnO系固溶体の熱膨張係数の組成依存
性を示した図、第２図は本特許の基板を用いて作製した
磁気ヘッドの実施例を示す図である。 １……基板、２……磁気ギャップ、３……アモルファス
軟磁性膜、４……巻線用窓。
性を示した図、第２図は本特許の基板を用いて作製した
磁気ヘッドの実施例を示す図である。 １……基板、２……磁気ギャップ、３……アモルファス
軟磁性膜、４……巻線用窓。
Claims (1)
- 【請求項１】岩塩型結晶構造を持つ複合酸化物ZnxMgyNi
1-x-yＯ（Ｏｘ０．４，Ｏｙ0.5,0.31-x-y＜
１．０） を主成分とする酸化物基板材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082846A JPH068203B2 (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 酸化物基板材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082846A JPH068203B2 (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 酸化物基板材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61242948A JPS61242948A (ja) | 1986-10-29 |
| JPH068203B2 true JPH068203B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=13785746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60082846A Expired - Lifetime JPH068203B2 (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 酸化物基板材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068203B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006216805A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 亜鉛系複合酸化物及び熱電変換モジュール |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP60082846A patent/JPH068203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61242948A (ja) | 1986-10-29 |
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