JPH10251086A - 磁気ヘッド・スライダー用材料とその製造方法 - Google Patents
磁気ヘッド・スライダー用材料とその製造方法Info
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- JPH10251086A JPH10251086A JP9070491A JP7049197A JPH10251086A JP H10251086 A JPH10251086 A JP H10251086A JP 9070491 A JP9070491 A JP 9070491A JP 7049197 A JP7049197 A JP 7049197A JP H10251086 A JPH10251086 A JP H10251086A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5093—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with elements other than metals or carbon
- C04B41/5096—Silicon
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- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱伝導性、摺動特性に優れ、切断加工時の抵
抗が小さく、耐チッピング性に優れたＳｉＣ系磁気ヘッ
ド・スライダー用材料とその製造方法の提供。 【解決手段】 平均粒径が２μｍ以下の炭化ケイ素粉末
を用いて作製するか、あるいはさらに所定量の平均粒径
が２μｍ以下の炭素粉末を添加した混合粉末を用いて作
製した仮焼体に、溶融金属ケイ素を含浸させることによ
り、焼結体中のＳｉＣ粒界にケイ素（Ｓｉ）と炭素
（Ｃ）の反応により得られた微細なＳｉＣが新たに生成
することでさらなる組織の微細化が可能となり、精密加
工に要求される基板の切断加工時の耐チッピング性が向
上し、また、Ｓｉ含有量を増加させることにより、切断
抵抗が軽減し、すぐれた加工性が得られる。
抗が小さく、耐チッピング性に優れたＳｉＣ系磁気ヘッ
ド・スライダー用材料とその製造方法の提供。 【解決手段】 平均粒径が２μｍ以下の炭化ケイ素粉末
を用いて作製するか、あるいはさらに所定量の平均粒径
が２μｍ以下の炭素粉末を添加した混合粉末を用いて作
製した仮焼体に、溶融金属ケイ素を含浸させることによ
り、焼結体中のＳｉＣ粒界にケイ素（Ｓｉ）と炭素
（Ｃ）の反応により得られた微細なＳｉＣが新たに生成
することでさらなる組織の微細化が可能となり、精密加
工に要求される基板の切断加工時の耐チッピング性が向
上し、また、Ｓｉ含有量を増加させることにより、切断
抵抗が軽減し、すぐれた加工性が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は熱伝導性、摺動特
性に優れ、切断加工時の抵抗が小さく、耐チッピング性
に優れた磁気ヘッド・スライダー用材料に係り、平均粒
径が２μｍ以下の炭化ケイ素粉末を用いて作製するか、
あるいはさらに所定量の平均粒径が２μｍ以下の炭素粉
末を添加した混合粉末を用いて作製した仮焼体に、溶融
金属ケイ素を含浸させることにより、ケイ素含有量が高
い組織の微細化を図り、成品基板の切削加工時の耐チッ
ピング性を向上させ、かつ切削抵抗を低減してすぐれた
加工性を有する磁気ヘッド・スライダー用材料とその製
造方法に関する。
性に優れ、切断加工時の抵抗が小さく、耐チッピング性
に優れた磁気ヘッド・スライダー用材料に係り、平均粒
径が２μｍ以下の炭化ケイ素粉末を用いて作製するか、
あるいはさらに所定量の平均粒径が２μｍ以下の炭素粉
末を添加した混合粉末を用いて作製した仮焼体に、溶融
金属ケイ素を含浸させることにより、ケイ素含有量が高
い組織の微細化を図り、成品基板の切削加工時の耐チッ
ピング性を向上させ、かつ切削抵抗を低減してすぐれた
加工性を有する磁気ヘッド・スライダー用材料とその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンピューター用をはじめとし、
オーディオ用、ＶＴＲ用等の記録再生用磁気ヘッドに
は、多結晶Ｎｉ−Ｚｎ、Ｍｎ−Ｚｎフェライトや単結晶
Ｍｎ−Ｚｎフェライトあるいは高硬度パーマロイ等が用
いられていたが、近年、著しく増大する記録密度の高密
度化並びに耐磨耗性の改善要求に対応するため、磁気ヘ
ッドの薄膜磁気ヘッド化が進められている。
オーディオ用、ＶＴＲ用等の記録再生用磁気ヘッドに
は、多結晶Ｎｉ−Ｚｎ、Ｍｎ−Ｚｎフェライトや単結晶
Ｍｎ−Ｚｎフェライトあるいは高硬度パーマロイ等が用
いられていたが、近年、著しく増大する記録密度の高密
度化並びに耐磨耗性の改善要求に対応するため、磁気ヘ
ッドの薄膜磁気ヘッド化が進められている。
【０００３】この薄膜磁気ヘッド化に伴い、記録再生の
ための磁気回路部材用とスライダーあるいは耐磨耗用部
材材料には、それぞれ要求される特性を満足した材料が
選定されている。すなわち、磁気回路用としては高周波
域の磁気特性の優れたパーマロイやセンダストの薄膜が
用いられ、また耐磨耗用部材としてはアルミナ系、炭化
物系が望ましいと考えられている。
ための磁気回路部材用とスライダーあるいは耐磨耗用部
材材料には、それぞれ要求される特性を満足した材料が
選定されている。すなわち、磁気回路用としては高周波
域の磁気特性の優れたパーマロイやセンダストの薄膜が
用いられ、また耐磨耗用部材としてはアルミナ系、炭化
物系が望ましいと考えられている。
【０００４】磁気ヘッド・スライダー材料として、Ａｌ
2Ｏ3‐ＴｉＣ系材料が耐磨耗用部材材料として提案（特
開昭５５−１６３６６５号公報）されているが、記録媒
体とのなじみ、潤滑性の点で必ずしも安定した材料とは
いえず、特に今後、主流化が予想される薄膜記録媒体、
すなわちメッキ媒体あるいはスパッタリング媒体の場合
には、媒体の厚みが薄くなること、媒体に潤滑保護膜を
設ける必要であること等の点で問題を生じる。
2Ｏ3‐ＴｉＣ系材料が耐磨耗用部材材料として提案（特
開昭５５−１６３６６５号公報）されているが、記録媒
体とのなじみ、潤滑性の点で必ずしも安定した材料とは
いえず、特に今後、主流化が予想される薄膜記録媒体、
すなわちメッキ媒体あるいはスパッタリング媒体の場合
には、媒体の厚みが薄くなること、媒体に潤滑保護膜を
設ける必要であること等の点で問題を生じる。
【０００５】また、前記Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系材料は熱伝
導性が悪く、例えば、磁気抵抗効果型の薄膜磁気ヘッド
において、センス電流による発熱により、再生出力に対
しては熱雑音による磁気ヘッドの特性の劣化が生じる問
題があった。
導性が悪く、例えば、磁気抵抗効果型の薄膜磁気ヘッド
において、センス電流による発熱により、再生出力に対
しては熱雑音による磁気ヘッドの特性の劣化が生じる問
題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、出願人は前述
の磁気ヘッド・スライダー用材料に要求される諸特性を
満足し、特に記録媒体とのなじみ、潤滑性に優れ、熱伝
導性が良い材料としてＳｉＣ系スライダー用材料を提案
（特公昭６３‐５３６１号、特開昭６０−８０１８５号
公報）した。
の磁気ヘッド・スライダー用材料に要求される諸特性を
満足し、特に記録媒体とのなじみ、潤滑性に優れ、熱伝
導性が良い材料としてＳｉＣ系スライダー用材料を提案
（特公昭６３‐５３６１号、特開昭６０−８０１８５号
公報）した。
【０００７】しかし、前者のＳｉＣ−Ｓｉ複合材料は、
ＳｉＣ粒径が大きく切断加工時に大きなチッピングが発
生したり、ＳｉＣ含有量が高いために切断抵抗が大きい
という欠点があった。また、後者のホットプレスにて得
られるＳｉＣ系スライダー用材料は、切断抵抗が大きい
という欠点があった。
ＳｉＣ粒径が大きく切断加工時に大きなチッピングが発
生したり、ＳｉＣ含有量が高いために切断抵抗が大きい
という欠点があった。また、後者のホットプレスにて得
られるＳｉＣ系スライダー用材料は、切断抵抗が大きい
という欠点があった。
【０００８】この発明は、従来の磁気ヘッド・スライダ
ー材料において要求される潤滑性、熱伝導性、切断加工
性の全てを満足する材料が提案されていない現状に鑑
み、熱伝導性、摺動特性に優れ、切断加工時の抵抗が小
さく、耐チッピング性に優れたＳｉＣ系磁気ヘッド・ス
ライダー用材料とその製造方法の提供を目的としてい
る。
ー材料において要求される潤滑性、熱伝導性、切断加工
性の全てを満足する材料が提案されていない現状に鑑
み、熱伝導性、摺動特性に優れ、切断加工時の抵抗が小
さく、耐チッピング性に優れたＳｉＣ系磁気ヘッド・ス
ライダー用材料とその製造方法の提供を目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】発明者らは、熱伝導性、
摺動特性に優れ、切断加工性が良い磁気ヘッド・スライ
ダー用材料を目的に、摺動特性、熱伝導性にすぐれたＳ
ｉＣ−Ｓｉ複合材料の組成並びに組織について、種々検
討した結果、出発原料粉末として平均粒径２μｍ以下の
炭化ケイ素粉末を用いることにより、最終的に得られる
焼結体における炭化ケイ素の平均結晶粒径を２μｍ以下
に微細化できることに着目した。
摺動特性に優れ、切断加工性が良い磁気ヘッド・スライ
ダー用材料を目的に、摺動特性、熱伝導性にすぐれたＳ
ｉＣ−Ｓｉ複合材料の組成並びに組織について、種々検
討した結果、出発原料粉末として平均粒径２μｍ以下の
炭化ケイ素粉末を用いることにより、最終的に得られる
焼結体における炭化ケイ素の平均結晶粒径を２μｍ以下
に微細化できることに着目した。
【００１０】また、発明者らは、平均粒径が２μｍ以下
の炭化ケイ素粉末を用いて作製するか、あるいはさらに
所定量の平均粒径が２μｍ以下の炭素粉末を添加した混
合粉末を用いて作製した仮焼体に、溶融金属ケイ素を含
浸させることにより、焼結体中のＳｉＣ粒界にケイ素
（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）の反応により得られた微細なＳｉ
Ｃが新たに生成することでさらなる組織の微細化が可能
となり、精密加工に要求される基板の切断加工時の耐チ
ッピング性が向上し、また、Ｓｉ含有量を増加させるこ
とにより、切断抵抗が軽減し、すぐれた加工性が得られ
ることを知見し、この発明を完成した。
の炭化ケイ素粉末を用いて作製するか、あるいはさらに
所定量の平均粒径が２μｍ以下の炭素粉末を添加した混
合粉末を用いて作製した仮焼体に、溶融金属ケイ素を含
浸させることにより、焼結体中のＳｉＣ粒界にケイ素
（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）の反応により得られた微細なＳｉ
Ｃが新たに生成することでさらなる組織の微細化が可能
となり、精密加工に要求される基板の切断加工時の耐チ
ッピング性が向上し、また、Ｓｉ含有量を増加させるこ
とにより、切断抵抗が軽減し、すぐれた加工性が得られ
ることを知見し、この発明を完成した。
【００１１】すなわち、この発明は、ケイ素１０〜４０
ｗｔ％、残部が炭化ケイ素からなり、焼結体における炭
化ケイ素の平均結晶粒径が２μｍ以下であることを特徴
とする磁気ヘッド・スライダー用材料である。
ｗｔ％、残部が炭化ケイ素からなり、焼結体における炭
化ケイ素の平均結晶粒径が２μｍ以下であることを特徴
とする磁気ヘッド・スライダー用材料である。
【００１２】また、この発明は、平均粒径が２μｍ以下
の炭化ケイ素粉末を用いて作製するか、あるいはさらに
所定量の平均粒径が２μｍ以下の炭素粉末を添加した混
合粉末を用いて作製した成形体を、真空雰囲気中にて加
熱して仮焼体となし、さらに仮焼体に溶融金属ケイ素を
含浸することを特徴とする磁気ヘッド・スライダー用材
料の製造方法である。
の炭化ケイ素粉末を用いて作製するか、あるいはさらに
所定量の平均粒径が２μｍ以下の炭素粉末を添加した混
合粉末を用いて作製した成形体を、真空雰囲気中にて加
熱して仮焼体となし、さらに仮焼体に溶融金属ケイ素を
含浸することを特徴とする磁気ヘッド・スライダー用材
料の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】この発明の磁気ヘッド・スライダ
ー用材料の組成は、ケイ素が１０ｗｔ％末満では、Ｓｉ
ＣとＳｉの複合による効果が認められず、切断抵抗が高
くなり優れた加工性は得られず、逆に４０ｗｔ％を越え
ると仮焼体の空隙が大きくなり、得られる焼結体のケイ
素粒子が大きくなってしまうため、切断加工時のチッピ
ングが問題となりすぐれた加工性は得られないため、ケ
イ素は１０〜４０ｗｔ％の含有とし、残部は炭化ケイ素
とする。
ー用材料の組成は、ケイ素が１０ｗｔ％末満では、Ｓｉ
ＣとＳｉの複合による効果が認められず、切断抵抗が高
くなり優れた加工性は得られず、逆に４０ｗｔ％を越え
ると仮焼体の空隙が大きくなり、得られる焼結体のケイ
素粒子が大きくなってしまうため、切断加工時のチッピ
ングが問題となりすぐれた加工性は得られないため、ケ
イ素は１０〜４０ｗｔ％の含有とし、残部は炭化ケイ素
とする。
【００１４】原料粉末である炭化ケイ素粉末は、粒径が
２μｍを超えると最終的に得られる焼結体における炭化
ケイ素の平均結晶粒径が２μｍを越えてしまい、切断加
工時の耐チッピング性が劣るため、平均粒径を２μｍ以
下に限定する。さらに耐チッピング性の向上効果を得る
には、１μｍ以下の平均粒径が好ましい。
２μｍを超えると最終的に得られる焼結体における炭化
ケイ素の平均結晶粒径が２μｍを越えてしまい、切断加
工時の耐チッピング性が劣るため、平均粒径を２μｍ以
下に限定する。さらに耐チッピング性の向上効果を得る
には、１μｍ以下の平均粒径が好ましい。
【００１５】また、原料粉末の炭化ケイ素粉末に添加配
合する炭素粉末は、炭化ケイ素粉末１００重量部に対し
て５０重量部を超えると、仮焼体中に溶融金属ケイ素を
含浸する場合、Ｓｉ＋Ｃ→ＳｉＣの反応に伴う体積膨張
が異常に大きくなり、含浸体に割れが発生する恐れがあ
り好ましくないため、５０重量部以下とする。好ましく
は、１０〜４０重量部である。また、炭素粉末の平均粒
径は、含浸した炭化ケイ素との反応性を促進させるため
には、２μｍ以下が好ましい。
合する炭素粉末は、炭化ケイ素粉末１００重量部に対し
て５０重量部を超えると、仮焼体中に溶融金属ケイ素を
含浸する場合、Ｓｉ＋Ｃ→ＳｉＣの反応に伴う体積膨張
が異常に大きくなり、含浸体に割れが発生する恐れがあ
り好ましくないため、５０重量部以下とする。好ましく
は、１０〜４０重量部である。また、炭素粉末の平均粒
径は、含浸した炭化ケイ素との反応性を促進させるため
には、２μｍ以下が好ましい。
【００１６】この発明において、成形体は、平均粒径が
２μｍ以下の炭化ケイ素原料粉末のみ、あるいはさらに
炭化ケイ素粉末１００重量部に対して炭素粉末を５０重
量部以下添加した混合粉末を用いて、一軸プレス成形や
冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）成形あるいはこの両者を組
み合わせで成形体を得るが、ここで、成形条件を制御し
て焼結体中のＳｉ含有星が所望の値になるような成形体
密度を有する成形体を作製する。さらに、成形体の均一
性を向上させたり強度を保持させるために、公知の分散
剤、潤滑剤、可塑剤、結合剤を添加してもよい。
２μｍ以下の炭化ケイ素原料粉末のみ、あるいはさらに
炭化ケイ素粉末１００重量部に対して炭素粉末を５０重
量部以下添加した混合粉末を用いて、一軸プレス成形や
冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）成形あるいはこの両者を組
み合わせで成形体を得るが、ここで、成形条件を制御し
て焼結体中のＳｉ含有星が所望の値になるような成形体
密度を有する成形体を作製する。さらに、成形体の均一
性を向上させたり強度を保持させるために、公知の分散
剤、潤滑剤、可塑剤、結合剤を添加してもよい。
【００１７】この発明において、公知の方法で炭化ケイ
素粉末、あるいはさらに炭素粉末を添加混合して成形体
を作製するが、当該粉末をスラリー状にして噴霧造粒を
行なってもよい。この場合、スラリーを作製する際に添
加する分散剤としては、アクリル酸系、カルボン酸系の
アンモニウム塩などがあり、潤滑剤としては、ワックス
やステアリン酸、可塑剤としては、グリセリンやポリエ
チレングリコール等がある。また、結合剤としては例え
ば、ボリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボ
キシルメチルセルロース、或いはアクリル樹脂系などが
ある。特にアクリル樹脂系のような熱可塑性樹脂は有用
であり、十分低い温度で分解し、炭素残査を全く残さな
いため、成形体の加熱温度は真空雰囲気中で６００〜８
００℃の間の温度で十分である。
素粉末、あるいはさらに炭素粉末を添加混合して成形体
を作製するが、当該粉末をスラリー状にして噴霧造粒を
行なってもよい。この場合、スラリーを作製する際に添
加する分散剤としては、アクリル酸系、カルボン酸系の
アンモニウム塩などがあり、潤滑剤としては、ワックス
やステアリン酸、可塑剤としては、グリセリンやポリエ
チレングリコール等がある。また、結合剤としては例え
ば、ボリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボ
キシルメチルセルロース、或いはアクリル樹脂系などが
ある。特にアクリル樹脂系のような熱可塑性樹脂は有用
であり、十分低い温度で分解し、炭素残査を全く残さな
いため、成形体の加熱温度は真空雰囲気中で６００〜８
００℃の間の温度で十分である。
【００１８】この発明において、得られた成形体は、真
空雰囲気で６００〜８００℃に加熱して仮焼体となし、
この仮焼体は真空雰囲気で、溶融金属ケイ素を含浸する
ことにより、含浸したケイ素（Ｓｉ）と添加した炭素
（Ｃ）との反応が起こり、焼結体中のＳｉＣ粒界に微細
なＳｉＣが新たに生成することで、組織の微細化が図
れ、切断加工時の耐チッピング性が向上する作用効果を
得る。
空雰囲気で６００〜８００℃に加熱して仮焼体となし、
この仮焼体は真空雰囲気で、溶融金属ケイ素を含浸する
ことにより、含浸したケイ素（Ｓｉ）と添加した炭素
（Ｃ）との反応が起こり、焼結体中のＳｉＣ粒界に微細
なＳｉＣが新たに生成することで、組織の微細化が図
れ、切断加工時の耐チッピング性が向上する作用効果を
得る。
【００１９】また、得られた多孔質の仮焼体中に溶融金
属ケイ素を含浸する条件については、ケイ素の融点が約
１４１０℃であるので、それ以上の温度で１〜４時間保
持し、加熱する。加熱温度が高く保持時間が長すぎる
と、ケイ素の蒸発量が多くなり、充分に溶融金属ケイ素
が合浸しないため非効率である。従って、１５００〜１
７００℃の真空雰囲気中にて１〜４時間保持して加熱す
るのが好ましい。
属ケイ素を含浸する条件については、ケイ素の融点が約
１４１０℃であるので、それ以上の温度で１〜４時間保
持し、加熱する。加熱温度が高く保持時間が長すぎる
と、ケイ素の蒸発量が多くなり、充分に溶融金属ケイ素
が合浸しないため非効率である。従って、１５００〜１
７００℃の真空雰囲気中にて１〜４時間保持して加熱す
るのが好ましい。
【００２０】
実施例１ 表１に示す平均粒径の異なる炭化ケイ素粉末１００重量
部に、平均粒径が７５ｎｍの炭素粉末をそれぞれ０、２
０、４０、５０重量部添加配合した混合粉末に分散剤と
して、カルボン酸アンモニウム塩、結合剤としてアクリ
ル系樹脂、潤滑剤としてステアリン酸、可塑剤としてポ
リエチレングリコールを添加してスラリーを作製し、粘
度調整を行ったあと噴霧造粒し、粒径が１５０μｍ未満
の造粒粉を得た。
部に、平均粒径が７５ｎｍの炭素粉末をそれぞれ０、２
０、４０、５０重量部添加配合した混合粉末に分散剤と
して、カルボン酸アンモニウム塩、結合剤としてアクリ
ル系樹脂、潤滑剤としてステアリン酸、可塑剤としてポ
リエチレングリコールを添加してスラリーを作製し、粘
度調整を行ったあと噴霧造粒し、粒径が１５０μｍ未満
の造粒粉を得た。
【００２１】造粒後、加圧力３００ｋｇ／ｃｍ2にて寸
法７０×７０×５（ｍｍ）にプレス成形後、２０００ｋ
ｇ／ｃｍ2の圧力にて冷間静水圧プレスを行って成形体
を得た後、０．１〜０．０１Ｔｏｒｒの真空雰囲気にて
６００℃で３時間加熱し仮焼体を得た。
法７０×７０×５（ｍｍ）にプレス成形後、２０００ｋ
ｇ／ｃｍ2の圧力にて冷間静水圧プレスを行って成形体
を得た後、０．１〜０．０１Ｔｏｒｒの真空雰囲気にて
６００℃で３時間加熱し仮焼体を得た。
【００２２】その後、黒鉛ルツボ内に前記仮焼体を収容
し、金属ケイ素を装入後、０．１〜０．０１Ｔｏｒｒの
真空雰囲気にて１５００℃で３時間保持し、前記仮焼体
中に溶融金属ケイ素を含浸する処理を行った。得られた
焼結体のＳｉ含有量、外観（含浸割れの有無）、熱伝導
率（Ｗ／ｍ・Ｋ）、切断抵抗、切断加工時の耐チッピン
グ性を表１に示す。
し、金属ケイ素を装入後、０．１〜０．０１Ｔｏｒｒの
真空雰囲気にて１５００℃で３時間保持し、前記仮焼体
中に溶融金属ケイ素を含浸する処理を行った。得られた
焼結体のＳｉ含有量、外観（含浸割れの有無）、熱伝導
率（Ｗ／ｍ・Ｋ）、切断抵抗、切断加工時の耐チッピン
グ性を表１に示す。
【００２３】なお、Ｓｉ含有量は焼結体密度より算出し
た。熱伝導性は外径１０ｍｍ×厚み３ｍｍの形状に加工
した試験片を、常温における熱伝導率をレーザーフラッ
シュ法にて求めた。切断抵抗は、長さ５０ｍｍ、厚さ２
ｍｍの試験片を切断したときのスピンドルにかかるモー
ター負荷を、ホットプレスによって作製したＳｉＣ系材
料を切断したときのモーター負荷を１００とした場合の
相対数値とした。
た。熱伝導性は外径１０ｍｍ×厚み３ｍｍの形状に加工
した試験片を、常温における熱伝導率をレーザーフラッ
シュ法にて求めた。切断抵抗は、長さ５０ｍｍ、厚さ２
ｍｍの試験片を切断したときのスピンドルにかかるモー
ター負荷を、ホットプレスによって作製したＳｉＣ系材
料を切断したときのモーター負荷を１００とした場合の
相対数値とした。
【００２４】また、耐チッピング性については、ダイヤ
モンドホイール（メタル＃８００、外径８０×厚み０．
１８ｍｍを回転数１００００ｒｐｍ、送り５０ｍｍ／ｍ
ｉｎに設定して焼結体を切断し、その切断面よりチッピ
ングの評価を得た。評価においては、切断面において任
意の３箇所（距離が５００μｍ）を選び、それぞれの間
でチッピング幅の最も大きい５ポイント、合計１５ポイ
ントをを選び、そのチッピング幅の平均値が３０μｍ未
満を○、３０〜４０μｍを△、４０μｍを越えるものを
×として評価した。
モンドホイール（メタル＃８００、外径８０×厚み０．
１８ｍｍを回転数１００００ｒｐｍ、送り５０ｍｍ／ｍ
ｉｎに設定して焼結体を切断し、その切断面よりチッピ
ングの評価を得た。評価においては、切断面において任
意の３箇所（距離が５００μｍ）を選び、それぞれの間
でチッピング幅の最も大きい５ポイント、合計１５ポイ
ントをを選び、そのチッピング幅の平均値が３０μｍ未
満を○、３０〜４０μｍを△、４０μｍを越えるものを
×として評価した。
【００２５】比較例１ 第１表に示す試料Ｎｏ．６については、加圧力２００ｋ
ｇ／ｃｍ2でプレス成形後、冷間静水圧プレスを行わな
かった以外は実施例１の試料Ｎｏ．１と同一条件で焼結
体を作製した。また、試料Ｎｏ．７については、平均粒
径が０．７μｍの炭化ケイ素粉末１００重量部に炭素粉
末を６０重量部を添加混合する以外は実施例１と同一条
件で焼結体を作製した。さらに、試料Ｎｏ．８について
は、平均粒径が５μｍの炭化ケイ素粉末を用いた以外は
実施例１の試料Ｎｏ．３と同一条件にて焼結体を作製し
た。これら焼結体のＳｉ含有量、外観（合浸割れの有
無）、熱伝導率、切断抵抗、耐チッピング性をそれぞれ
表１に示す。なお、Ａｌ2Ｏ3‐ＴｉＣ系、ホットプレス
によって作製したＳｉＣ系磁気ヘッド・スライダー用材
料の熱伝導率、切断抵抗も表１に併記する。
ｇ／ｃｍ2でプレス成形後、冷間静水圧プレスを行わな
かった以外は実施例１の試料Ｎｏ．１と同一条件で焼結
体を作製した。また、試料Ｎｏ．７については、平均粒
径が０．７μｍの炭化ケイ素粉末１００重量部に炭素粉
末を６０重量部を添加混合する以外は実施例１と同一条
件で焼結体を作製した。さらに、試料Ｎｏ．８について
は、平均粒径が５μｍの炭化ケイ素粉末を用いた以外は
実施例１の試料Ｎｏ．３と同一条件にて焼結体を作製し
た。これら焼結体のＳｉ含有量、外観（合浸割れの有
無）、熱伝導率、切断抵抗、耐チッピング性をそれぞれ
表１に示す。なお、Ａｌ2Ｏ3‐ＴｉＣ系、ホットプレス
によって作製したＳｉＣ系磁気ヘッド・スライダー用材
料の熱伝導率、切断抵抗も表１に併記する。
【００２６】
【表１】
【００２７】試料Ｎｏ．１〜５の材料は、その熱伝導率
はそれぞれほぼ同じ測定値を示し、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系
材料よりも優れた熱伝導性を有しており、切断抵抗につ
いても試料Ｎｏ．１〜５のいずれもホットプレスにて作
製したＳｉＣ系材料よりも低い値を示しており、切断加
工性に優れていることが分かる。
はそれぞれほぼ同じ測定値を示し、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系
材料よりも優れた熱伝導性を有しており、切断抵抗につ
いても試料Ｎｏ．１〜５のいずれもホットプレスにて作
製したＳｉＣ系材料よりも低い値を示しており、切断加
工性に優れていることが分かる。
【００２８】また、試料Ｎｏ．１〜４においては炭素粉
末添加量増加に伴い、切断抵抗が大きくなる傾向を示し
た。これは、焼結体中のＳｉ含有量の減少に対応してい
る。試料Ｎｏ．７のようにＳｉ含有量が１０ｗｔ％未満
になると切断抵抗が極端に大きくなることがわかる。
末添加量増加に伴い、切断抵抗が大きくなる傾向を示し
た。これは、焼結体中のＳｉ含有量の減少に対応してい
る。試料Ｎｏ．７のようにＳｉ含有量が１０ｗｔ％未満
になると切断抵抗が極端に大きくなることがわかる。
【００２９】耐チッピング性評価では、試料Ｎｏ．１及
びＮｏ．５は若干劣るがいずれも良好であり、組織の微
細化による有効性を示唆した結果が得られた。ただし、
比較例の試料Ｎｏ．６のように焼結体中のＳｉ含有量が
４０ｗｔ％よりも多くなるとケイ素粒子が大きくなって
しまうため、切断加工時の耐チッピング性が劣る。ま
た、試料Ｎｏ．８のように炭化ケイ素粉末の平均粒径が
大きくなれば、最終的に得られる焼結体における炭化ケ
イ素の平均結晶粒径も大きくなってしまうため、切断加
工時に大きなチッピングが生じた。
びＮｏ．５は若干劣るがいずれも良好であり、組織の微
細化による有効性を示唆した結果が得られた。ただし、
比較例の試料Ｎｏ．６のように焼結体中のＳｉ含有量が
４０ｗｔ％よりも多くなるとケイ素粒子が大きくなって
しまうため、切断加工時の耐チッピング性が劣る。ま
た、試料Ｎｏ．８のように炭化ケイ素粉末の平均粒径が
大きくなれば、最終的に得られる焼結体における炭化ケ
イ素の平均結晶粒径も大きくなってしまうため、切断加
工時に大きなチッピングが生じた。
【００３０】以上の実施例から、原料粉末の平均粒径は
２μｍ以下が良く、好ましくは１μｍ以下がよいことが
わかる。また、比較例の試料Ｎｏ．７のように炭素粉末
の添加量が多くなると含浸割れが生じるため、炭素粉末
の添加量は５０ｗｔ％以下にする必要があることがわか
る。
２μｍ以下が良く、好ましくは１μｍ以下がよいことが
わかる。また、比較例の試料Ｎｏ．７のように炭素粉末
の添加量が多くなると含浸割れが生じるため、炭素粉末
の添加量は５０ｗｔ％以下にする必要があることがわか
る。
【００３１】実施例２ 材料の摺動特性を評価するため、ヘッドとディスクを接
触させた状態で引きずり試験いわゆるドラッグテストを
行なった。試験方法は、ディスクの回転速度を１００ｒ
ｐｍで１分間摺動させた後、１分間停止させる。停止後
５ｒｐｍで１２秒間回転時に動摩擦係数を測定した後、
１分間停止させる、１連の動作をＤＲＡＧ回数１回とし
て実施した。ヘッドについては、ＡＢＳ（エアベアリン
グサーフェイス）面が２レールタイプのスライダーに加
工し、寸法２×１．６×０．４（ｍｍ）の形状のものを
作製した。
触させた状態で引きずり試験いわゆるドラッグテストを
行なった。試験方法は、ディスクの回転速度を１００ｒ
ｐｍで１分間摺動させた後、１分間停止させる。停止後
５ｒｐｍで１２秒間回転時に動摩擦係数を測定した後、
１分間停止させる、１連の動作をＤＲＡＧ回数１回とし
て実施した。ヘッドについては、ＡＢＳ（エアベアリン
グサーフェイス）面が２レールタイプのスライダーに加
工し、寸法２×１．６×０．４（ｍｍ）の形状のものを
作製した。
【００３２】ここで試験に用いた試料Ｎｏ．３の焼結体
の物性値を表２に示す。密度はアルキメデス法により測
定し、ビッカース硬さは鏡面研磨面を用いて、ビッカー
ス圧子により２００ｇｆを２０秒間加えた後、その圧子
による圧痕の大きさから求めた。熱膨張係数について
は、３×３×２０（ｍｍ）の試験片を用いて室温から４
００℃での数値を表記した。熱伝導率は外径１０×厚み
３（ｍｍ）の試験片を用いて、レーザーフラッシュ法に
て求めた。曲げ強度は３×４×４０（ｍｍ）の試験片を
作製し、３０ｍｍのスパンで３点曲げ試験法により測定
した。この時のクロスヘッドのスピードを０．５ｍｍ／
ｍｉｎとした。電気伝導度は、４端子法にて測定した。
の物性値を表２に示す。密度はアルキメデス法により測
定し、ビッカース硬さは鏡面研磨面を用いて、ビッカー
ス圧子により２００ｇｆを２０秒間加えた後、その圧子
による圧痕の大きさから求めた。熱膨張係数について
は、３×３×２０（ｍｍ）の試験片を用いて室温から４
００℃での数値を表記した。熱伝導率は外径１０×厚み
３（ｍｍ）の試験片を用いて、レーザーフラッシュ法に
て求めた。曲げ強度は３×４×４０（ｍｍ）の試験片を
作製し、３０ｍｍのスパンで３点曲げ試験法により測定
した。この時のクロスヘッドのスピードを０．５ｍｍ／
ｍｉｎとした。電気伝導度は、４端子法にて測定した。
【００３３】
【表２】
【００３４】比較材として、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系材料に
ついても同様の引きずり試験を行い、その結果を図１に
示す。図１はドラッグ回数と動摩擦係数との関係を示す
グラフであり、黒ひし形記号で示すものがＡｌ2Ｏ3−Ｔ
ｉＣ系材料、白四角記号で示すものがこの発明による材
料の場合である。これより明らかな如く、この発明材料
はＡｌ2Ｏ3−ＴＩＣ系材料より、ドラッグ回数が１００
００回後の動摩擦係数値（μ）が小さく、磁気ヘッド・
スライダー用材料として記録媒体とのなじみ、摺動特性
が優れていることがわかる。
ついても同様の引きずり試験を行い、その結果を図１に
示す。図１はドラッグ回数と動摩擦係数との関係を示す
グラフであり、黒ひし形記号で示すものがＡｌ2Ｏ3−Ｔ
ｉＣ系材料、白四角記号で示すものがこの発明による材
料の場合である。これより明らかな如く、この発明材料
はＡｌ2Ｏ3−ＴＩＣ系材料より、ドラッグ回数が１００
００回後の動摩擦係数値（μ）が小さく、磁気ヘッド・
スライダー用材料として記録媒体とのなじみ、摺動特性
が優れていることがわかる。
【００３５】
【発明の効果】この発明の磁気ヘッド・スライダー用材
料は、平均粒径が２μｍ以下の炭化ケイ素粉末を用いて
作製するか、あるいはさらに所定量の平均粒径が２μｍ
以下の炭素粉末を添加した混合粉末を用いて作製した成
形体を、真空雰囲気中にて加熱して仮焼体となし、さら
に仮焼体に溶融金属ケイ素を含浸することにより、反応
焼結による得たＳｉＣとＳｉの複合材料であり、従来の
Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系材料よりも熱伝導性、摺動特性を改
善することができ、ホットプレスにて作製したＳｉＣ系
材料よりも切断加工性に優れ、かつ組織の微細化が達成
でき、耐チッピング性が向上する効果を奏する。
料は、平均粒径が２μｍ以下の炭化ケイ素粉末を用いて
作製するか、あるいはさらに所定量の平均粒径が２μｍ
以下の炭素粉末を添加した混合粉末を用いて作製した成
形体を、真空雰囲気中にて加熱して仮焼体となし、さら
に仮焼体に溶融金属ケイ素を含浸することにより、反応
焼結による得たＳｉＣとＳｉの複合材料であり、従来の
Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系材料よりも熱伝導性、摺動特性を改
善することができ、ホットプレスにて作製したＳｉＣ系
材料よりも切断加工性に優れ、かつ組織の微細化が達成
でき、耐チッピング性が向上する効果を奏する。
【図１】ドラッグ回数と動摩擦係数との関係を示すグラ
フであり、黒ひし形記号で示す実線がＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ
系材料、白四角記号で示す破線がこの発明による材料の
場合である。
フであり、黒ひし形記号で示す実線がＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ
系材料、白四角記号で示す破線がこの発明による材料の
場合である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 浩司 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 ケイ素１０〜４０ｗｔ％、残部が炭化ケ
イ素である磁気ヘッド・スライダー用材料。 - 【請求項２】 請求項１において、焼結体における炭化
ケイ素の平均結晶粒径が２μｍ以下である磁気ヘッド・
スライダー用材料。 - 【請求項３】 平均粒径が２μｍ以下の炭化ケイ素粉末
を用いて所定形状に成形した成形体を、真空雰囲気中に
て加熱して仮焼体となし、さらに仮焼体に溶融金属ケイ
素を含浸する磁気ヘッド・スライダー用材料の製造方
法。 - 【請求項４】 平均粒径が２μｍ以下の炭化ケイ素粉末
１００重量部に、５０重量部以下の炭素粉末を添加混合
した混合粉末を用いて、所定形状に成形した成形体を、
真空雰囲気中にて加熱して仮焼体となし、さらに仮焼体
に溶融金属ケイ素を含浸する磁気ヘッド・スライダー用
材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9070491A JPH10251086A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 磁気ヘッド・スライダー用材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9070491A JPH10251086A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 磁気ヘッド・スライダー用材料とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10251086A true JPH10251086A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=13433052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9070491A Pending JPH10251086A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 磁気ヘッド・スライダー用材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10251086A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001348288A (ja) * | 2000-06-05 | 2001-12-18 | Toshiba Corp | 粒子分散シリコン材料およびその製造方法 |
| US6556380B2 (en) * | 2001-04-10 | 2003-04-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Silicon sliders with trapezoidal shape and drie process for fabrication |
| JP2007022914A (ja) * | 2006-10-31 | 2007-02-01 | Toshiba Corp | シリコン／炭化ケイ素複合材料の製造方法 |
| JP2007055897A (ja) * | 2006-10-31 | 2007-03-08 | Toshiba Corp | シリコン／炭化ケイ素複合材料 |
| US8568650B2 (en) | 2002-06-18 | 2013-10-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Silicon carbide matrix composite material, process for producing the same and process for producing part of silicon carbide matrix composite material |
-
1997
- 1997-03-07 JP JP9070491A patent/JPH10251086A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001348288A (ja) * | 2000-06-05 | 2001-12-18 | Toshiba Corp | 粒子分散シリコン材料およびその製造方法 |
| US6556380B2 (en) * | 2001-04-10 | 2003-04-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Silicon sliders with trapezoidal shape and drie process for fabrication |
| US8568650B2 (en) | 2002-06-18 | 2013-10-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Silicon carbide matrix composite material, process for producing the same and process for producing part of silicon carbide matrix composite material |
| JP2007022914A (ja) * | 2006-10-31 | 2007-02-01 | Toshiba Corp | シリコン／炭化ケイ素複合材料の製造方法 |
| JP2007055897A (ja) * | 2006-10-31 | 2007-03-08 | Toshiba Corp | シリコン／炭化ケイ素複合材料 |
| JP4612608B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2011-01-12 | 株式会社東芝 | シリコン／炭化ケイ素複合材料の製造方法 |
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