JPH07320934A - 磁気ヘッド用セラミック基板の製造方法 - Google Patents
磁気ヘッド用セラミック基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH07320934A JPH07320934A JP6136733A JP13673394A JPH07320934A JP H07320934 A JPH07320934 A JP H07320934A JP 6136733 A JP6136733 A JP 6136733A JP 13673394 A JP13673394 A JP 13673394A JP H07320934 A JPH07320934 A JP H07320934A
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- JP
- Japan
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- ceramic substrate
- powder
- magnetic head
- additive
- nio
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 CoO及びNiOあるいはNiOを基本組成としAl
2O3、アルミニウム水酸化物、アルミナ水和物、NiAl
2O4、CoAl2O4を添加材として含有する磁気ヘッド用セラ
ミック基板の製造方法において、比表面積が20m2/g以上
である添加剤を添加した後、常圧焼結及びHIP処理を行
う。 【効果】 緻密で結晶粒径の微細かつ均一な磁気ヘッド
用セラミック基板を得ることができる。
2O3、アルミニウム水酸化物、アルミナ水和物、NiAl
2O4、CoAl2O4を添加材として含有する磁気ヘッド用セラ
ミック基板の製造方法において、比表面積が20m2/g以上
である添加剤を添加した後、常圧焼結及びHIP処理を行
う。 【効果】 緻密で結晶粒径の微細かつ均一な磁気ヘッド
用セラミック基板を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基本組成に対しAl
2O3、アルミニウム水酸化物、アルミナ水和物、NiAl
2O4、CoAl2O4から選ばれる一種または複数を添加材とし
て含有する磁気ヘッド用セラミック基板の製造方法に関
するものである。
2O3、アルミニウム水酸化物、アルミナ水和物、NiAl
2O4、CoAl2O4から選ばれる一種または複数を添加材とし
て含有する磁気ヘッド用セラミック基板の製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気ヘッド用セラミック基板とし
て、MnO-NiO系セラミック、NiO-MgO系セラミック及びCo
O-NiO系セラミックスが知られている。特に、CoO及びNi
OあるいはNiOを基本組成とする磁気ヘッド用セラミック
基板は、Al2O3を0.1〜5wt%添加したものが知られている
(特開平2-94408)。また、CoO及びNiOまたはNiOを基本組
成とした磁気ヘッド用非磁性基板の製造方法として、以
下の工程からなる製造方法が有効であることが特公平5-
29286に開示されている。すなわち、(1) 原料粉を混合
し、ふるい分けを行なう混合工程、(2) CIP成形した混
合粉を仮焼し、粉砕した後ふるい分けを行なう仮焼工
程、(3) 仮焼粉を1μｍ以下に微粉砕する工程、(4) 微
粉砕粉を20μｍ以上の球形に造粒する工程、(5) 造粒粉
をCIP成形する工程、(6)成形体を焼結する工程、(7) 焼
結体をHIP処理する工程である。しかし、磁気ヘッド用
セラミック基板としてはより高密度でかつ結晶粒径の微
細なものをより低い温度で製造する方法が求められてい
る。
て、MnO-NiO系セラミック、NiO-MgO系セラミック及びCo
O-NiO系セラミックスが知られている。特に、CoO及びNi
OあるいはNiOを基本組成とする磁気ヘッド用セラミック
基板は、Al2O3を0.1〜5wt%添加したものが知られている
(特開平2-94408)。また、CoO及びNiOまたはNiOを基本組
成とした磁気ヘッド用非磁性基板の製造方法として、以
下の工程からなる製造方法が有効であることが特公平5-
29286に開示されている。すなわち、(1) 原料粉を混合
し、ふるい分けを行なう混合工程、(2) CIP成形した混
合粉を仮焼し、粉砕した後ふるい分けを行なう仮焼工
程、(3) 仮焼粉を1μｍ以下に微粉砕する工程、(4) 微
粉砕粉を20μｍ以上の球形に造粒する工程、(5) 造粒粉
をCIP成形する工程、(6)成形体を焼結する工程、(7) 焼
結体をHIP処理する工程である。しかし、磁気ヘッド用
セラミック基板としてはより高密度でかつ結晶粒径の微
細なものをより低い温度で製造する方法が求められてい
る。
【０００３】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
添加材として用いられているAl2O3、アルミニウム水酸
化物、アルミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4の性状につい
て着目し検討した結果、上記の課題を解決する手段とし
て、Al2O3、アルミニウム水酸化物、アルミナ水和物、N
iAl2O4、CoAl2O4を添加する際、添加材粉末の比表面積
が大きいものほど低温でより緻密な磁気ヘッド用セラミ
ック基板が得られることを見出した。
添加材として用いられているAl2O3、アルミニウム水酸
化物、アルミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4の性状につい
て着目し検討した結果、上記の課題を解決する手段とし
て、Al2O3、アルミニウム水酸化物、アルミナ水和物、N
iAl2O4、CoAl2O4を添加する際、添加材粉末の比表面積
が大きいものほど低温でより緻密な磁気ヘッド用セラミ
ック基板が得られることを見出した。
【０００４】すなわち、本発明は上記課題を解決したも
ので、基本組成に対しAl2O3、アルミニウム水酸化物、
アルミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4から選ばれる一種ま
たは複数を添加材として含有する磁気ヘッド用セラミッ
ク基板の製造方法において、前記添加材の比表面積が20
m2/g以上の粉末を添加した後、焼結することを特徴とす
る磁気ヘッド用セラミック基板の製造方法を提供するも
のである。さらに、上記基本組成がCoO及びNiO或いはNi
Oであることを特徴とする磁気ヘッド用セラミック基板
の製造方法を提供するものである。そして、上記Al
2O3、アルミニウム水酸化物、アルミナ水和物、NiAl
2O4、CoAl2O4から選ばれる一種または複数の添加材の添
加量をAl含有量として0.15mol%以上7.0mol%以下とする
ことを特徴とする磁気ヘッド用セラミック基板の製造方
法を提供するものである。
ので、基本組成に対しAl2O3、アルミニウム水酸化物、
アルミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4から選ばれる一種ま
たは複数を添加材として含有する磁気ヘッド用セラミッ
ク基板の製造方法において、前記添加材の比表面積が20
m2/g以上の粉末を添加した後、焼結することを特徴とす
る磁気ヘッド用セラミック基板の製造方法を提供するも
のである。さらに、上記基本組成がCoO及びNiO或いはNi
Oであることを特徴とする磁気ヘッド用セラミック基板
の製造方法を提供するものである。そして、上記Al
2O3、アルミニウム水酸化物、アルミナ水和物、NiAl
2O4、CoAl2O4から選ばれる一種または複数の添加材の添
加量をAl含有量として0.15mol%以上7.0mol%以下とする
ことを特徴とする磁気ヘッド用セラミック基板の製造方
法を提供するものである。
【０００５】基本組成へのAl2O3、アルミニウム水酸化
物、アルミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4から選ばれる一
種または複数の添加材の添加による焼結促進効果は、添
加材中のAlイオンが焼結の昇温過程でマトリックスへ固
溶することにより、マトリックス中に陽イオン空孔が生
じ、陽イオンの拡散速度が速くなるためである。従っ
て、添加するAl2O3、アルミニウム水酸化物、アルミナ
水和物、NiAl2O4、CoAl2O 4粉末の比表面積を大きくする
ことは、焼結の昇温過程でAlイオンのマトリックスへ固
溶する速度を速める効果をもたらす。これは、添加材粉
末の比表面積が大きくなることで、マトリックスへの固
溶反応面積が多くなること、及び添加材粉末の表面張力
が大きくなり、さらにマトリックスへの固溶速度が速く
なるためと考えられる。
物、アルミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4から選ばれる一
種または複数の添加材の添加による焼結促進効果は、添
加材中のAlイオンが焼結の昇温過程でマトリックスへ固
溶することにより、マトリックス中に陽イオン空孔が生
じ、陽イオンの拡散速度が速くなるためである。従っ
て、添加するAl2O3、アルミニウム水酸化物、アルミナ
水和物、NiAl2O4、CoAl2O 4粉末の比表面積を大きくする
ことは、焼結の昇温過程でAlイオンのマトリックスへ固
溶する速度を速める効果をもたらす。これは、添加材粉
末の比表面積が大きくなることで、マトリックスへの固
溶反応面積が多くなること、及び添加材粉末の表面張力
が大きくなり、さらにマトリックスへの固溶速度が速く
なるためと考えられる。
【０００６】従って、添加するAl2O3、アルミニウム水
酸化物、アルミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4から選ばれ
る一種または複数の添加材粉の比表面積は大きいほどそ
の効果は顕著であり、HIP処理を行った後の焼結体の相
対密度が99%以上となる20m2/g以上の比表面積を有する
添加材粉を使用することが望ましい。添加材粉の比表面
積の上限は特にないが、500m2/g以上と表面積の大きい
粉末となると高価となり好ましくない。
酸化物、アルミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4から選ばれ
る一種または複数の添加材粉の比表面積は大きいほどそ
の効果は顕著であり、HIP処理を行った後の焼結体の相
対密度が99%以上となる20m2/g以上の比表面積を有する
添加材粉を使用することが望ましい。添加材粉の比表面
積の上限は特にないが、500m2/g以上と表面積の大きい
粉末となると高価となり好ましくない。
【０００７】上記Al2O3、アルミニウム水酸化物、アル
ミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4から選ばれる一種または
複数の添加材の添加量は、Al含有量として0.15mol%以上
7.0mol%以下の範囲となることが望ましい。これは、添
加量が0.15mol%よりも少ないと、Alイオンの固溶により
生じるマトリックス中の陽イオン欠陥量が少なく、十分
な焼結促進効果を示さず、緻密な焼結体を得ることがで
きない。また、添加量が7.0mol%より多いと固溶しきれ
なかったAlイオンとマトリックスで形成される化合物が
焼結を阻害し、その焼結阻害効果がAlイオンの固溶によ
る焼結促進効果を上回るため、緻密な焼結体を得ること
ができない。なお、アルミニウム水酸化物、アルミナ水
和物としては、バイヤライト、ギブサイト、ベーマイト
等を使用することができる。以下実施例により説明す
る。
ミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4から選ばれる一種または
複数の添加材の添加量は、Al含有量として0.15mol%以上
7.0mol%以下の範囲となることが望ましい。これは、添
加量が0.15mol%よりも少ないと、Alイオンの固溶により
生じるマトリックス中の陽イオン欠陥量が少なく、十分
な焼結促進効果を示さず、緻密な焼結体を得ることがで
きない。また、添加量が7.0mol%より多いと固溶しきれ
なかったAlイオンとマトリックスで形成される化合物が
焼結を阻害し、その焼結阻害効果がAlイオンの固溶によ
る焼結促進効果を上回るため、緻密な焼結体を得ること
ができない。なお、アルミニウム水酸化物、アルミナ水
和物としては、バイヤライト、ギブサイト、ベーマイト
等を使用することができる。以下実施例により説明す
る。
【０００８】
【実施例１】CoO及びNiOを原料とし、CoO/NiOのモル比
を35/65組成となるように調整し、比表面積が20m2/g、6
0m2/g、80m2/g、150m2/gのAl2O3粉をそれぞれ1.45mol%
添加して混合した。混合は、エタノールを使用する湿式
ボールミルで20時間行った。この粉砕粉を大気中850℃
で仮焼した。この仮焼粉を再びエタノールを使用した湿
式ボールミルにより40時間の粉砕を行った。この粉砕粉
をスプレードライヤーで造粒後、CIP成形を行い、大気
中1230℃で10時間の焼結を行った。更に、この焼結体を
1230℃、100MPa、2時間の条件下でHIP処理を行った。
を35/65組成となるように調整し、比表面積が20m2/g、6
0m2/g、80m2/g、150m2/gのAl2O3粉をそれぞれ1.45mol%
添加して混合した。混合は、エタノールを使用する湿式
ボールミルで20時間行った。この粉砕粉を大気中850℃
で仮焼した。この仮焼粉を再びエタノールを使用した湿
式ボールミルにより40時間の粉砕を行った。この粉砕粉
をスプレードライヤーで造粒後、CIP成形を行い、大気
中1230℃で10時間の焼結を行った。更に、この焼結体を
1230℃、100MPa、2時間の条件下でHIP処理を行った。
【０００９】この実施例１による常圧焼結体及びHIP処
理を行った焼結体の相対密度、平均結晶粒径を表１に示
す。常圧焼結後の相対密度は比表面積20m2/gのAl2O3を
添加した場合が、95.3%、60m2/gのAl2O3を添加した場合
が97.8%、80m2/gのAl2O3を添加した場合が98.7%、150m2
/gのAl2O3を添加した場合が98.7%となり、添加するAl2O
3の比表面積が大きいほど常圧焼結体の密度は上昇して
いた。一方、HIP処理を行った後の焼結体の相対密度
は、いずれも99%以上となっており、磁気ヘッド用基板
として十分に緻密化していた。また、平均結晶粒径は添
加したAl2O3の比表面積にほとんど依存せず、4〜5μｍ
であった。
理を行った焼結体の相対密度、平均結晶粒径を表１に示
す。常圧焼結後の相対密度は比表面積20m2/gのAl2O3を
添加した場合が、95.3%、60m2/gのAl2O3を添加した場合
が97.8%、80m2/gのAl2O3を添加した場合が98.7%、150m2
/gのAl2O3を添加した場合が98.7%となり、添加するAl2O
3の比表面積が大きいほど常圧焼結体の密度は上昇して
いた。一方、HIP処理を行った後の焼結体の相対密度
は、いずれも99%以上となっており、磁気ヘッド用基板
として十分に緻密化していた。また、平均結晶粒径は添
加したAl2O3の比表面積にほとんど依存せず、4〜5μｍ
であった。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【実施例２】添加したAl2O3粉を比表面積を50m2/gのNiA
l2O4スピネル粉末にした以外は、実施例１と同じ条件で
粉体を作製、焼結、HIP処理を行った。
l2O4スピネル粉末にした以外は、実施例１と同じ条件で
粉体を作製、焼結、HIP処理を行った。
【００１２】実施例２の結果を表１に示す。常圧焼結後
の相対密度は96.5%となり、HIP処理後は99.4%となっ
た。また、平均結晶粒径は4.3μｍであった。
の相対密度は96.5%となり、HIP処理後は99.4%となっ
た。また、平均結晶粒径は4.3μｍであった。
【００１３】
【実施例３】添加したAl2O3粉を比表面積を30m2/g、50m
2/gのCoAl2O4スピネル粉末にした以外は、実施例１と同
じ条件で粉体を作製、焼結、HIP処理を行った。
2/gのCoAl2O4スピネル粉末にした以外は、実施例１と同
じ条件で粉体を作製、焼結、HIP処理を行った。
【００１４】実施例３の結果を表１に示す。常圧焼結後
の相対密度は95.8%、97.5%となり、HIP処理後は99.1%、
99.2%となった。また、平均結晶粒径は4.8μｍ、4.4μ
ｍであった。
の相対密度は95.8%、97.5%となり、HIP処理後は99.1%、
99.2%となった。また、平均結晶粒径は4.8μｍ、4.4μ
ｍであった。
【００１５】
【実施例４】添加した1.45mol%のAl2O3粉を比表面積が2
00m2/g、260m2/gのベーマイト粉末2.9mol%にした以外
は、実施例１と同じ条件で粉体を作製、焼結、HIP処理
を行った。
00m2/g、260m2/gのベーマイト粉末2.9mol%にした以外
は、実施例１と同じ条件で粉体を作製、焼結、HIP処理
を行った。
【００１６】実施例４の結果を表１に示す。常圧焼結後
の相対密度はそれぞれ98.4%、99.0%となり、HIP処理後
は両者とも99.3%となった。また、平均結晶粒径は4.3μ
ｍ、4.2μｍであった。
の相対密度はそれぞれ98.4%、99.0%となり、HIP処理後
は両者とも99.3%となった。また、平均結晶粒径は4.3μ
ｍ、4.2μｍであった。
【００１７】
【比較例１】実施例１の添加するAl2O3粉の比表面積が6
m2/g、10m2/gであること以外は、実施例１と同条件で粉
体を作製、焼結、HIP処理を行った。
m2/g、10m2/gであること以外は、実施例１と同条件で粉
体を作製、焼結、HIP処理を行った。
【００１８】この比較例１による結果を表１に示す。常
圧焼結後の相対密度は、比表面積6m2/gのAl2O3を添加し
た場合、92.0%、10m2/gの場合が、93.1%となり、両者と
も気孔が開孔になっていたため、HIP処理を行っても95%
程度までしか密度の上昇は起こらなかった。また、平均
結晶粒径は、両者とも4.8μｍであった。
圧焼結後の相対密度は、比表面積6m2/gのAl2O3を添加し
た場合、92.0%、10m2/gの場合が、93.1%となり、両者と
も気孔が開孔になっていたため、HIP処理を行っても95%
程度までしか密度の上昇は起こらなかった。また、平均
結晶粒径は、両者とも4.8μｍであった。
【００１９】
【比較例２】実施例１の添加したAl2O3粉を比表面積を1
0m2/gのNiAl2O4スピネル粉末にした以外は、実施例１と
同じ条件で粉体を作製、焼結、HIP処理を行った。
0m2/gのNiAl2O4スピネル粉末にした以外は、実施例１と
同じ条件で粉体を作製、焼結、HIP処理を行った。
【００２０】この比較例２の結果を表１に示す。常圧焼
結後の相対密度は93.5%となり、HIP処理後は95.4%であ
った。また、平均結晶粒径は4.2μｍであった。
結後の相対密度は93.5%となり、HIP処理後は95.4%であ
った。また、平均結晶粒径は4.2μｍであった。
【００２１】
【比較例３】実施例１の添加したAl2O3粉を比表面積を1
0m2/g、15m2/gのCoAl2O4スピネル粉末にした以外は、実
施例１と同じ条件で粉体を作製、焼結、HIP処理を行っ
た。
0m2/g、15m2/gのCoAl2O4スピネル粉末にした以外は、実
施例１と同じ条件で粉体を作製、焼結、HIP処理を行っ
た。
【００２２】比較例３の結果を表１に示す。常圧焼結後
の相対密度は92.9%、93.3%となり、HIP処理後は両者と
も95.2%となった。また、平均結晶粒径は5.1μｍ、4.7
μｍであった。
の相対密度は92.9%、93.3%となり、HIP処理後は両者と
も95.2%となった。また、平均結晶粒径は5.1μｍ、4.7
μｍであった。
【００２３】本発明での基本組成は、上記実施例の組成
に限定されず、NiO-MnO系、NiO-MgO系などにも適用が可
能であるが、より好ましくはNiO単独の酸化物或いはNiO
とCoOの複合酸化物の系であり、CoO/NiO(モル比)=0/100
〜80/20で、金属磁性膜の熱膨張係数を考慮すると、よ
り好ましくはCoO/NiO(モル比)=3/97〜60/40とされる。
に限定されず、NiO-MnO系、NiO-MgO系などにも適用が可
能であるが、より好ましくはNiO単独の酸化物或いはNiO
とCoOの複合酸化物の系であり、CoO/NiO(モル比)=0/100
〜80/20で、金属磁性膜の熱膨張係数を考慮すると、よ
り好ましくはCoO/NiO(モル比)=3/97〜60/40とされる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、従
来よりも低温の焼結条件で緻密かつ結晶粒径の微細な焼
結体を得ることができる。その結果、得られた磁気ヘッ
ド用セラミック基板は安定した高い抗折力及び耐摩耗特
性を有し、更に機械加工時に大きなチッピングの発生が
なくなり、歩留まりの向上が認められた。
来よりも低温の焼結条件で緻密かつ結晶粒径の微細な焼
結体を得ることができる。その結果、得られた磁気ヘッ
ド用セラミック基板は安定した高い抗折力及び耐摩耗特
性を有し、更に機械加工時に大きなチッピングの発生が
なくなり、歩留まりの向上が認められた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 1/00
Claims (3)
- 【請求項１】 基本組成に対しAl2O3、アルミニウム水
酸化物、アルミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4から選ばれ
る一種または複数を添加材として含有する磁気ヘッド用
セラミック基板の製造方法において、前記添加材の比表
面積が20m2/g以上の粉末を添加した後、焼結することを
特徴とする磁気ヘッド用セラミック基板の製造方法。 - 【請求項２】 上記基本組成がCoO及びNiO或いはNiOで
あることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド用セラ
ミック基板の製造方法。 - 【請求項３】 上記Al2O3、アルミニウム水酸化物、ア
ルミナ水和物、NiAl2O4、CoAl2O4から選ばれる一種また
は複数の添加材の添加量をAl含有量として0.15mol%以上
7.0mol%以下とすることを特徴とする請求項１または請
求項２記載の磁気ヘッド用セラミック基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6136733A JPH07320934A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 磁気ヘッド用セラミック基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6136733A JPH07320934A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 磁気ヘッド用セラミック基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320934A true JPH07320934A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=15182241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6136733A Pending JPH07320934A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 磁気ヘッド用セラミック基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07320934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118388234A (zh) * | 2024-07-01 | 2024-07-26 | 山东理工大学 | 一种极高可调谐性钛酸锶钡基微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP6136733A patent/JPH07320934A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118388234A (zh) * | 2024-07-01 | 2024-07-26 | 山东理工大学 | 一种极高可调谐性钛酸锶钡基微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
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