JPH1079308A - 磁気ヘッド用ヘマタイト系材料及びその製造方法 - Google Patents
磁気ヘッド用ヘマタイト系材料及びその製造方法Info
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- JPH1079308A JPH1079308A JP8252404A JP25240496A JPH1079308A JP H1079308 A JPH1079308 A JP H1079308A JP 8252404 A JP8252404 A JP 8252404A JP 25240496 A JP25240496 A JP 25240496A JP H1079308 A JPH1079308 A JP H1079308A
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- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/10—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
- H01F1/11—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles
- H01F1/113—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles in a bonding agent
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＳＳ特性に優れ且つ加工性の良好なへマタ
イト（α−Ｆｅ2 Ｏ3)系の磁気へッド用材料及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 主成分Ｆｅ2 Ｏ3 に対してＳを０．０１
重量％〜０．０８重量％含ませることによって、得られ
る焼結体の加工性が向上する。Ｓを含有するＦｅ2 Ｏ3
原料粉をＳｉＯ2 を含むＡｌ2 Ｏ3 ボールを用いた湿式
ボールミルにより粉砕し、粉体を焼結することによって
一層加工性に優れた焼結体が得られる。 【効果】 スライダーに加工した際、チッピングが小さ
く、加工性に優れており、しかも優れたＣＳＳ特性を維
持している。
イト（α−Ｆｅ2 Ｏ3)系の磁気へッド用材料及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 主成分Ｆｅ2 Ｏ3 に対してＳを０．０１
重量％〜０．０８重量％含ませることによって、得られ
る焼結体の加工性が向上する。Ｓを含有するＦｅ2 Ｏ3
原料粉をＳｉＯ2 を含むＡｌ2 Ｏ3 ボールを用いた湿式
ボールミルにより粉砕し、粉体を焼結することによって
一層加工性に優れた焼結体が得られる。 【効果】 スライダーに加工した際、チッピングが小さ
く、加工性に優れており、しかも優れたＣＳＳ特性を維
持している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
用スライダー材料及びその製造方法に関し、さらに詳細
には、ハードディスクに対する摩擦摩耗特性が良好な磁
気ディスク装置用のスライダー材料であるへマタイト系
セラミックスの製造方法に関する。
用スライダー材料及びその製造方法に関し、さらに詳細
には、ハードディスクに対する摩擦摩耗特性が良好な磁
気ディスク装置用のスライダー材料であるへマタイト系
セラミックスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置（ＨＤＤ）用磁気ヘッ
ドは、一般に、へッド構造によりモノリシックヘッド、
コンポジットヘッド及び薄膜へッドの３種類に大別され
る。モノリシックヘッドはスライダーとへッドが一体的
な構造を持つのに対して、コンポジットヘッドはスライ
ダーのスリット部に磁気コアをモールドガラス等で接合
した構造を持つ。また、薄膜へッドはスライダー端面に
磁気コアとコイルを薄膜状に形成することによって構成
されている。いずれのタイプの磁気へッドも、スライダ
ーには非磁性のセラミックス材料が用いられている。
ドは、一般に、へッド構造によりモノリシックヘッド、
コンポジットヘッド及び薄膜へッドの３種類に大別され
る。モノリシックヘッドはスライダーとへッドが一体的
な構造を持つのに対して、コンポジットヘッドはスライ
ダーのスリット部に磁気コアをモールドガラス等で接合
した構造を持つ。また、薄膜へッドはスライダー端面に
磁気コアとコイルを薄膜状に形成することによって構成
されている。いずれのタイプの磁気へッドも、スライダ
ーには非磁性のセラミックス材料が用いられている。
【０００３】かかる非磁性のセラミックス材料として、
従来、コンポジットヘッドではチタン酸バリウム、チタ
ン酸カルシウム等が、薄膜ヘッドではＡｌ2 Ｏ3 −Ｔｉ
Ｃ系セラミックスが使用されていた。しかしながら、そ
れらの基板材料の熱膨張係数は、基板に蒸着される金属
磁性膜材料の熱膨張係数と大きく異なっていたために、
蒸着した金属磁性膜が基板から剥離したり、応力が残留
して基板にクラックが発生することがあった。
従来、コンポジットヘッドではチタン酸バリウム、チタ
ン酸カルシウム等が、薄膜ヘッドではＡｌ2 Ｏ3 −Ｔｉ
Ｃ系セラミックスが使用されていた。しかしながら、そ
れらの基板材料の熱膨張係数は、基板に蒸着される金属
磁性膜材料の熱膨張係数と大きく異なっていたために、
蒸着した金属磁性膜が基板から剥離したり、応力が残留
して基板にクラックが発生することがあった。
【０００４】さらに、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ系セラミック
スは、磁気へッド用基板の形状に加工しにくいといった
欠点もあった。これらの欠点を解消すべく、出願人ら
は、特開平２−９４４０８号公報において、磁性膜材料
の熱膨脹係数と整合した磁気へッド用基板材料として、
ＣｏＯ及びＮｉＯあるいはＮｉＯを基本組成とする岩塩
型の非磁性酸化物系セラミックス材料を開示した。
スは、磁気へッド用基板の形状に加工しにくいといった
欠点もあった。これらの欠点を解消すべく、出願人ら
は、特開平２−９４４０８号公報において、磁性膜材料
の熱膨脹係数と整合した磁気へッド用基板材料として、
ＣｏＯ及びＮｉＯあるいはＮｉＯを基本組成とする岩塩
型の非磁性酸化物系セラミックス材料を開示した。
【０００５】ところで、近年、記録媒体への高密度化記
録を可能とする磁気へッドの開発が盛んに進められてい
る。例えば、金属磁性膜を非磁性セラミックスで挟み込
んだ積層型へッドが考案されており、高記録密度化とと
もにへッドの小型化も進められている。高記録密度化に
対応した磁気へッドは、磁気ディスク等の磁気記録媒体
が記録装置に装備された状態では、磁気記録媒体とは５
０ｎｍ以下の間隔で近接しており、擬コンタクト状態と
も呼ばれている。このため、このような状態で長期問使
用しても十分な摩擦摩耗特性、すなわち、優れたＣＣＳ
（Contact-Start-Stop）特性を有する磁気へッド用の基
板材料が要求されている。また、基板材料を加工する際
に、磁気へッド用の基板に微細且つ高精度に加工できる
ことも必要である。このような要望に応える材料とし
て、へマタイト（α−Ｆｅ2 Ｏ3 （本文中、単に「Ｆｅ
2 Ｏ3 」と表す。））が有望視されている。このＦｅ2
Ｏ3は、磁気へッドコアとなる磁性材料の物性と比較的
近い特性を有するために、磁気へッド用非磁性セラミッ
クス材料として好適である。
録を可能とする磁気へッドの開発が盛んに進められてい
る。例えば、金属磁性膜を非磁性セラミックスで挟み込
んだ積層型へッドが考案されており、高記録密度化とと
もにへッドの小型化も進められている。高記録密度化に
対応した磁気へッドは、磁気ディスク等の磁気記録媒体
が記録装置に装備された状態では、磁気記録媒体とは５
０ｎｍ以下の間隔で近接しており、擬コンタクト状態と
も呼ばれている。このため、このような状態で長期問使
用しても十分な摩擦摩耗特性、すなわち、優れたＣＣＳ
（Contact-Start-Stop）特性を有する磁気へッド用の基
板材料が要求されている。また、基板材料を加工する際
に、磁気へッド用の基板に微細且つ高精度に加工できる
ことも必要である。このような要望に応える材料とし
て、へマタイト（α−Ｆｅ2 Ｏ3 （本文中、単に「Ｆｅ
2 Ｏ3 」と表す。））が有望視されている。このＦｅ2
Ｏ3は、磁気へッドコアとなる磁性材料の物性と比較的
近い特性を有するために、磁気へッド用非磁性セラミッ
クス材料として好適である。
【０００６】特公平１−２２２２０号（特開昭６１−１
４６７５１号）公報は、磁気へッド用スライダー材とし
て、ガラス接合時のガラスとの反応性が良く且つ気泡の
発生が少なく、しかもスライダー材の変色を防止するた
めに、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2 、 ＣｅＯ2 等を
主成分であるＦｅ2 Ｏ3 に添加したセラミックスを開示
している。
４６７５１号）公報は、磁気へッド用スライダー材とし
て、ガラス接合時のガラスとの反応性が良く且つ気泡の
発生が少なく、しかもスライダー材の変色を防止するた
めに、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2 、 ＣｅＯ2 等を
主成分であるＦｅ2 Ｏ3 に添加したセラミックスを開示
している。
【０００７】また、特開平５−２１７１３９号公報で
は、Ｆｅ2 Ｏ3 系材料の加工性の改善を目的として、主
成分であるＦｅ2 Ｏ3 にＳｉＯ2 、ＣａＯ、ＮｂＯ5 、
ＣｕＯ、Ｖ2 Ｏ5 、Ｂｉ2 Ｏ3 、 ＮａＯを添加したセラ
ミックスを開示している。
は、Ｆｅ2 Ｏ3 系材料の加工性の改善を目的として、主
成分であるＦｅ2 Ｏ3 にＳｉＯ2 、ＣａＯ、ＮｂＯ5 、
ＣｕＯ、Ｖ2 Ｏ5 、Ｂｉ2 Ｏ3 、 ＮａＯを添加したセラ
ミックスを開示している。
【０００８】これらヘマタイト系セラミックス材料の製
造方法について、特公平１−２２２２０号（特開昭６１
−１４６７５１号）公報は、主成分であるＦｅ2 Ｏ3 に
副成分を添加し、ボールミルで湿式混合し、混合物にバ
インダーを添加した後、顆粒を作り、通常の成形方法で
成形した成形体を大気中で１０００℃以上の温度で焼成
することによって焼結体を得る方法を開示している。さ
らに、この文献はその実施例においては鋼製のボールミ
ルを使用している。
造方法について、特公平１−２２２２０号（特開昭６１
−１４６７５１号）公報は、主成分であるＦｅ2 Ｏ3 に
副成分を添加し、ボールミルで湿式混合し、混合物にバ
インダーを添加した後、顆粒を作り、通常の成形方法で
成形した成形体を大気中で１０００℃以上の温度で焼成
することによって焼結体を得る方法を開示している。さ
らに、この文献はその実施例においては鋼製のボールミ
ルを使用している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ボールミルを使用して
原料粉を混合粉砕する場合、ボールからの不純物の混入
を回避することは極めて困難である。そのため、ボール
の材質は原料粉の主成分と同じ成分を用いることが多
く、Ｆｅ2 Ｏ3 の場合は鋼製のボールが用いられる。ま
た、ボールミル処理時間を短縮して不純物の混入を最低
限に抑えるために、比重が大きく、硬度、靭性が高いイ
ットリア安定化ジルコニア (ＹＴＺ）ボールや純度の高
いＡｌ2 Ｏ3 ボールが用いられることも多い。また、原
料粉は不純物の悪影響を最小限にするため、最初から高
純度であることが望まれている。
原料粉を混合粉砕する場合、ボールからの不純物の混入
を回避することは極めて困難である。そのため、ボール
の材質は原料粉の主成分と同じ成分を用いることが多
く、Ｆｅ2 Ｏ3 の場合は鋼製のボールが用いられる。ま
た、ボールミル処理時間を短縮して不純物の混入を最低
限に抑えるために、比重が大きく、硬度、靭性が高いイ
ットリア安定化ジルコニア (ＹＴＺ）ボールや純度の高
いＡｌ2 Ｏ3 ボールが用いられることも多い。また、原
料粉は不純物の悪影響を最小限にするため、最初から高
純度であることが望まれている。
【００１０】しかしながら、高純度の原料を用い且つ原
料の主成分と同じ材料から構成されたボールを用いてボ
ールミル粉砕した場合であっても、不純物の混入は少な
いが、焼成された焼結体の加工性はチッピングが多く、
スライダー形状を維持するのが困難であるという問題が
あった。
料の主成分と同じ材料から構成されたボールを用いてボ
ールミル粉砕した場合であっても、不純物の混入は少な
いが、焼成された焼結体の加工性はチッピングが多く、
スライダー形状を維持するのが困難であるという問題が
あった。
【００１１】本発明の目的は、加工性の良好な磁気ヘッ
ド用スライダー材料に適したヘマタイト系セラミック材
料及びその製造方法を提供することにある。
ド用スライダー材料に適したヘマタイト系セラミック材
料及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、へマタイ
ト系セラミックス材料の製造方法を、原料及びボールミ
ルに使用するボールの材質という観点から検討したとこ
ろ、Ｓを含むＦｅ2 Ｏ3 を原料として用いることにより
上記問題点を解決することができ、さらにＳを含むＦｅ
2 Ｏ3 原料を、ＳｉＯ2 を含有するＡｌ2 Ｏ3 ボールで
ボールミル粉砕した粉体を焼成することにより加工性に
極めて優れた焼結体が得られることを見出した。
ト系セラミックス材料の製造方法を、原料及びボールミ
ルに使用するボールの材質という観点から検討したとこ
ろ、Ｓを含むＦｅ2 Ｏ3 を原料として用いることにより
上記問題点を解決することができ、さらにＳを含むＦｅ
2 Ｏ3 原料を、ＳｉＯ2 を含有するＡｌ2 Ｏ3 ボールで
ボールミル粉砕した粉体を焼成することにより加工性に
極めて優れた焼結体が得られることを見出した。
【００１３】本発明の第１の態様に従えば、Ｆｅ2 Ｏ3
を主成分とする磁気へッド用セラミックス材料におい
て、前記Ｆｅ2 Ｏ3 に対してＳを０．０１重量％〜０．
０８重量％含むことを特徴とする磁気へッド用ヘマタイ
ト系材料が提供される。
を主成分とする磁気へッド用セラミックス材料におい
て、前記Ｆｅ2 Ｏ3 に対してＳを０．０１重量％〜０．
０８重量％含むことを特徴とする磁気へッド用ヘマタイ
ト系材料が提供される。
【００１４】Ｓの含有量は主成分であるＦｅ2 Ｏ3 に対
して０．０１重量％〜０．０８重量％である。Ｓの含有
量がこの範囲内であると、得られる焼結体の加工性が向
上する。Ｓ含有量が０．０１重量％未満では均一な結晶
組織が得られるが、加工性は不良であり、また、Ｓ含有
量が０．０８重量％を超えると、焼結体の結晶組織に柱
状結晶が発達し、加工性が悪化する。さらに、結晶組成
及び加工性のバランスを考慮すると、Ｓ含有量は０．０
２重量％〜０．０６重量％が一層好ましい。
して０．０１重量％〜０．０８重量％である。Ｓの含有
量がこの範囲内であると、得られる焼結体の加工性が向
上する。Ｓ含有量が０．０１重量％未満では均一な結晶
組織が得られるが、加工性は不良であり、また、Ｓ含有
量が０．０８重量％を超えると、焼結体の結晶組織に柱
状結晶が発達し、加工性が悪化する。さらに、結晶組成
及び加工性のバランスを考慮すると、Ｓ含有量は０．０
２重量％〜０．０６重量％が一層好ましい。
【００１５】本発明のＦｅ2 Ｏ3 を主成分とする磁気へ
ッド用セラミックス材料において、Ｓに加えて、ＳｉＯ
2 を０．０１重量％〜０．１重量％含むことが好まし
い。ＳｉＯ2 をかかる範囲で含有させるとさらに加工性
が向上する。ＳｉＯ2 が０．０１重量％未満であると加
工性の改良が見られず、ＳｉＯ2 が０．１重量％を超え
ると新たな相が発生し易くなるため好ましくない。
ッド用セラミックス材料において、Ｓに加えて、ＳｉＯ
2 を０．０１重量％〜０．１重量％含むことが好まし
い。ＳｉＯ2 をかかる範囲で含有させるとさらに加工性
が向上する。ＳｉＯ2 が０．０１重量％未満であると加
工性の改良が見られず、ＳｉＯ2 が０．１重量％を超え
ると新たな相が発生し易くなるため好ましくない。
【００１６】本発明のＦｅ2 Ｏ3 を主成分とする磁気へ
ッド用セラミックス材料において、Ｓに加えてあるいは
Ｓ及びＳｉＯ2 に加えて、さらに、Ａｌ2 Ｏ3 を０．１
重量％〜０．５重量％含むことが好ましい。かかる範囲
でＡｌ2 Ｏ3 を含むことにより、Ｓを上記含有量で添加
した場合及びＳ及びＳｉＯ2 を上記含有量で添加した場
合に比べて一層加工性が向上する。Ａｌ2 Ｏ3 が０．１
重量％未満であると加工性の改良が見られず、Ａｌ2 Ｏ
3 が０．５重量％を超えると新たな相、特にＳｉＯ2 を
併用する場合にはムライトが発生しやすくなるため好ま
しくない。
ッド用セラミックス材料において、Ｓに加えてあるいは
Ｓ及びＳｉＯ2 に加えて、さらに、Ａｌ2 Ｏ3 を０．１
重量％〜０．５重量％含むことが好ましい。かかる範囲
でＡｌ2 Ｏ3 を含むことにより、Ｓを上記含有量で添加
した場合及びＳ及びＳｉＯ2 を上記含有量で添加した場
合に比べて一層加工性が向上する。Ａｌ2 Ｏ3 が０．１
重量％未満であると加工性の改良が見られず、Ａｌ2 Ｏ
3 が０．５重量％を超えると新たな相、特にＳｉＯ2 を
併用する場合にはムライトが発生しやすくなるため好ま
しくない。
【００１７】本発明の第２の態様に従えば、Ｆｅ2 Ｏ3
を主成分とする磁気へッド用セラミックス材料の製造方
法において、前記Ｆｅ2 Ｏ3 に対してＳを０．０１重量
％〜０．０８重量％含む原料を焼結することを特徴とす
る磁気へッド用ヘマタイト系材料の製造方法が提供され
る。前記のようにＦｅ2 Ｏ3 に対してＳを０．０１重量
％〜０．０８重量％含む原料を焼結用の原料粉として用
いて焼結することにより、得られる焼結体の加工性を向
上することができる。Ｓを添加する手段としては、主成
分であるＦｅ2 Ｏ3 原料粉に直接Ｓを添加してよく、あ
るいは予めＳが添加されている市販の原料を用いてもよ
い。市販の原料としてはフェライト用酸化鉄が望まし
い。なお、フェライト用酸化鉄はＪＩＳ規格により品質
が定められており、１種、２種及び３種があるが、本発
明では上記Ｓ含有量を満たすためにＪＩＳ規格による１
種または２種の市販の原料を用いるのが好ましい。
を主成分とする磁気へッド用セラミックス材料の製造方
法において、前記Ｆｅ2 Ｏ3 に対してＳを０．０１重量
％〜０．０８重量％含む原料を焼結することを特徴とす
る磁気へッド用ヘマタイト系材料の製造方法が提供され
る。前記のようにＦｅ2 Ｏ3 に対してＳを０．０１重量
％〜０．０８重量％含む原料を焼結用の原料粉として用
いて焼結することにより、得られる焼結体の加工性を向
上することができる。Ｓを添加する手段としては、主成
分であるＦｅ2 Ｏ3 原料粉に直接Ｓを添加してよく、あ
るいは予めＳが添加されている市販の原料を用いてもよ
い。市販の原料としてはフェライト用酸化鉄が望まし
い。なお、フェライト用酸化鉄はＪＩＳ規格により品質
が定められており、１種、２種及び３種があるが、本発
明では上記Ｓ含有量を満たすためにＪＩＳ規格による１
種または２種の市販の原料を用いるのが好ましい。
【００１８】上記の含有量でＳを含有するＦｅ2 Ｏ3 原
料を湿式ボールミルにより粒度調整して焼成用原料とす
るのが好ましい。焼成には粒度分布が調整された粉体が
必要であり、その調整には湿式ボールミルが簡便である
からである。湿式ボールミルには水、アルコール等を溶
媒として使用することができ、エタノールが好ましい。
料を湿式ボールミルにより粒度調整して焼成用原料とす
るのが好ましい。焼成には粒度分布が調整された粉体が
必要であり、その調整には湿式ボールミルが簡便である
からである。湿式ボールミルには水、アルコール等を溶
媒として使用することができ、エタノールが好ましい。
【００１９】ボールミルに使用するボールは、ボールか
らの不純物の混入を考慮して、通常、原料と同じ元素の
ボール、あるいは比重が大きく且つ硬度及び靭性の高い
ボールが選択される。原料と同じ元素のボールとして、
例えば、鋼製ボールが用いられ、比重が大きく且つ硬度
及び靭性の高いボールとして、イットリア安定化ジルコ
ニア（ＹＴＺ）ボールや高純度のアルミナボールが使用
される。従来、これらのボールを使用した場合、混入す
る不純物量はわずかであるが、加工性はあまり改善され
なかった。
らの不純物の混入を考慮して、通常、原料と同じ元素の
ボール、あるいは比重が大きく且つ硬度及び靭性の高い
ボールが選択される。原料と同じ元素のボールとして、
例えば、鋼製ボールが用いられ、比重が大きく且つ硬度
及び靭性の高いボールとして、イットリア安定化ジルコ
ニア（ＹＴＺ）ボールや高純度のアルミナボールが使用
される。従来、これらのボールを使用した場合、混入す
る不純物量はわずかであるが、加工性はあまり改善され
なかった。
【００２０】本発明者らは、ＳｉＯ2 を含むＡｌ2 Ｏ3
ボールを使用し、ボールミル工程でＳを含有するＦｅ2
Ｏ3 原料に意図的に不純物を混入させることにより、焼
結体の加工性を向上することができることを見出した。
これは、混入不純物が含有Ｓと低融点化合物を形成し、
一部液相化することで粒界を強化しているためである。
また、ＳｉＯ2 は粒界に存在し、粒成長を抑制し、加工
性の向上に寄与するためであると考えられる。本発明の
実施例において、高純度Ａｌ2 Ｏ3 ボールを用いてＳを
含有するＦｅ2 Ｏ3 原料を粉砕した場合も良好な加工性
が確認された。
ボールを使用し、ボールミル工程でＳを含有するＦｅ2
Ｏ3 原料に意図的に不純物を混入させることにより、焼
結体の加工性を向上することができることを見出した。
これは、混入不純物が含有Ｓと低融点化合物を形成し、
一部液相化することで粒界を強化しているためである。
また、ＳｉＯ2 は粒界に存在し、粒成長を抑制し、加工
性の向上に寄与するためであると考えられる。本発明の
実施例において、高純度Ａｌ2 Ｏ3 ボールを用いてＳを
含有するＦｅ2 Ｏ3 原料を粉砕した場合も良好な加工性
が確認された。
【００２１】なお、ＳｉＯ2 及び／またはＡｌ2 Ｏ3 添
加の方法は、原料に別途ＳｉＯ2 及び／またはＡｌ2 Ｏ
3 を直接添加するものであってもよいが、ＳｉＯ2 ボー
ル、Ａｌ2 Ｏ3 ボールまたはＳｉＯ2 を含むＡｌ2 Ｏ3
ボールを用いれば、原料の加工と同時に添加物を添加で
き、製造工程を短縮することができるため好適である。
ＳｉＯ2 及び／またはＡｌ2 Ｏ3 添加量は、それらの成
分で構成されたボールを用いる場合及びそれらの成分を
直接添加する場合においても前述の通りである。
加の方法は、原料に別途ＳｉＯ2 及び／またはＡｌ2 Ｏ
3 を直接添加するものであってもよいが、ＳｉＯ2 ボー
ル、Ａｌ2 Ｏ3 ボールまたはＳｉＯ2 を含むＡｌ2 Ｏ3
ボールを用いれば、原料の加工と同時に添加物を添加で
き、製造工程を短縮することができるため好適である。
ＳｉＯ2 及び／またはＡｌ2 Ｏ3 添加量は、それらの成
分で構成されたボールを用いる場合及びそれらの成分を
直接添加する場合においても前述の通りである。
【００２２】なお、ＳｉＯ2 含有Ａｌ2 Ｏ3 ボールを用
いる場合は、Ａｌ2 Ｏ3 ボールに含まれるＳｉＯ2 量は
１重量％〜２０重量％に調整するのが好ましい。１重量
％未満では液相化による粒界強化や粒成長抑制の効果は
期待できない。また、２０重量％を超えると、Ａｌ2 Ｏ
3 とＳｉＯ2 の化合物であるムライトが生成し、粉砕効
率や混入不純物が変化するため好ましくない。ＳｉＯ2
含有Ａｌ2 Ｏ3 ボールにおける一層好ましいＳｉＯ2 量
は、２〜１０重量％であり、特に３〜５重量％が好まし
い。
いる場合は、Ａｌ2 Ｏ3 ボールに含まれるＳｉＯ2 量は
１重量％〜２０重量％に調整するのが好ましい。１重量
％未満では液相化による粒界強化や粒成長抑制の効果は
期待できない。また、２０重量％を超えると、Ａｌ2 Ｏ
3 とＳｉＯ2 の化合物であるムライトが生成し、粉砕効
率や混入不純物が変化するため好ましくない。ＳｉＯ2
含有Ａｌ2 Ｏ3 ボールにおける一層好ましいＳｉＯ2 量
は、２〜１０重量％であり、特に３〜５重量％が好まし
い。
【００２３】ボールミルでのＳを含有するＦｅ2 Ｏ3 原
料の粉砕時間は、不純物の混入量や粒度分布を決定する
ために調整する必要がある。粉砕時間は、一般に、５〜
２０時間が望ましい。５時間未満では粉体の粒度調整が
不十分で粗粒が混在し、２０時間を超えると混入不純物
量が多くなり低融点化合物による粒界強度の低下が生じ
るため好ましくない。粉砕後の原料の粒度でいうと、メ
ジアン径０．４〜０．５μｍ、最大粒径が１μｍ以下に
なるように粉砕するのが好ましい。最大粒径が１μｍを
超えると加工性が悪くなる。
料の粉砕時間は、不純物の混入量や粒度分布を決定する
ために調整する必要がある。粉砕時間は、一般に、５〜
２０時間が望ましい。５時間未満では粉体の粒度調整が
不十分で粗粒が混在し、２０時間を超えると混入不純物
量が多くなり低融点化合物による粒界強度の低下が生じ
るため好ましくない。粉砕後の原料の粒度でいうと、メ
ジアン径０．４〜０．５μｍ、最大粒径が１μｍ以下に
なるように粉砕するのが好ましい。最大粒径が１μｍを
超えると加工性が悪くなる。
【００２４】上記原料粉末を、一般的な粉末冶金的な方
法で成形、焼結することができる。成形工程には、粉砕
粉の造粒、成形及び成形体の脱脂操作を含み得る。一般
に、造粒した方が加工性は向上する。造粒にはスプレー
ドライヤー（径２０〜５０μｍ）等の手段を用いること
ができる。焼結過程には常圧焼結、加圧焼結、ＨＩＰ
（Hot Isostatic Press ）が含まれる。大気中、又は酸
素中の酸素ガスを含む雰囲気で、１０００℃〜１２００
℃以下で焼結を行う。１０００℃未満では焼結体の密度
が不十分である。１２００℃を超えると粒成長が進み、
加工性が低下する。酸化性ガスを含まないとマグネタイ
トが生成し易い。ＨＩＰは低酸素雰囲気下で行われマグ
ネタイト相を生成する可能性があるが、密度を向上する
させるには有効な手段である。焼結後の基板の歪みを除
去する等の目的で酸化性ガスを含んだ雰囲気下でのアニ
ール処理をしてもよい。この場合、アニール温度とし
て、３００℃〜８００℃が好適である。
法で成形、焼結することができる。成形工程には、粉砕
粉の造粒、成形及び成形体の脱脂操作を含み得る。一般
に、造粒した方が加工性は向上する。造粒にはスプレー
ドライヤー（径２０〜５０μｍ）等の手段を用いること
ができる。焼結過程には常圧焼結、加圧焼結、ＨＩＰ
（Hot Isostatic Press ）が含まれる。大気中、又は酸
素中の酸素ガスを含む雰囲気で、１０００℃〜１２００
℃以下で焼結を行う。１０００℃未満では焼結体の密度
が不十分である。１２００℃を超えると粒成長が進み、
加工性が低下する。酸化性ガスを含まないとマグネタイ
トが生成し易い。ＨＩＰは低酸素雰囲気下で行われマグ
ネタイト相を生成する可能性があるが、密度を向上する
させるには有効な手段である。焼結後の基板の歪みを除
去する等の目的で酸化性ガスを含んだ雰囲気下でのアニ
ール処理をしてもよい。この場合、アニール温度とし
て、３００℃〜８００℃が好適である。
【００２５】焼結後の材料を加工することにより、ハー
ドディスクに対する摩擦・摩耗特性が良好な磁気ヘッド
のスライダーを形成することができる。本発明の材料を
用いた磁気ヘッドとしては、モノリシックヘッド、コン
ポジットヘッド及び薄膜へッドの３種類のいずれの構造
でもよい。
ドディスクに対する摩擦・摩耗特性が良好な磁気ヘッド
のスライダーを形成することができる。本発明の材料を
用いた磁気ヘッドとしては、モノリシックヘッド、コン
ポジットヘッド及び薄膜へッドの３種類のいずれの構造
でもよい。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の磁気へッド用ヘマタイト系材
料及びその製造方法を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
料及びその製造方法を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２７】〔実施例１〕市販のフェライト用酸化鉄
（同和鉱業製、Ｓ含有量０．０４重量％）を用意し、エ
タノールを用いた湿式ボールミル中で１０時間粉砕し
た。使用したボールはＳｉＯ2 を５重量％含むＡｌ2 Ｏ
3 ボールであった。この粉砕粉の比表面積は８ｍ2 ／ｇ
であり、粒度分布は粗粒の混在しない粒度の揃ったもの
であった。これを金型で予備成型後、ＣＩＰ（Cold Iso
static Pressing ）処理により５６ｍｍ×１５ｔに成形
し、成形体を大気中で１１００℃の温度にて１０時間常
圧焼結した。常圧焼結後、１１００℃の温度及び１００
ＭＰａの圧力下で、１時間ＨＩＰ処理した。
（同和鉱業製、Ｓ含有量０．０４重量％）を用意し、エ
タノールを用いた湿式ボールミル中で１０時間粉砕し
た。使用したボールはＳｉＯ2 を５重量％含むＡｌ2 Ｏ
3 ボールであった。この粉砕粉の比表面積は８ｍ2 ／ｇ
であり、粒度分布は粗粒の混在しない粒度の揃ったもの
であった。これを金型で予備成型後、ＣＩＰ（Cold Iso
static Pressing ）処理により５６ｍｍ×１５ｔに成形
し、成形体を大気中で１１００℃の温度にて１０時間常
圧焼結した。常圧焼結後、１１００℃の温度及び１００
ＭＰａの圧力下で、１時間ＨＩＰ処理した。
【００２８】こうして得られた焼結体について、密度、
結晶粒径及び加工性を評価した。密度はアルキメデス法
により求め、相対密度で示した。結晶粒径はインタセプ
ト法による平均粒径と観察視野内での最大粒径を求め、
粒径比（最大粒径／平均粒径）で評価した。加工性はダ
イサー（＃２５００）での切断面をＳＥＭ観察し、相対
評価した。焼結、ＨＩＰ処理後の相対密度はいずれも９
９％を超え、高密度であることがわかった。結晶粒径と
加工性の観測結果を表１に示す。
結晶粒径及び加工性を評価した。密度はアルキメデス法
により求め、相対密度で示した。結晶粒径はインタセプ
ト法による平均粒径と観察視野内での最大粒径を求め、
粒径比（最大粒径／平均粒径）で評価した。加工性はダ
イサー（＃２５００）での切断面をＳＥＭ観察し、相対
評価した。焼結、ＨＩＰ処理後の相対密度はいずれも９
９％を超え、高密度であることがわかった。結晶粒径と
加工性の観測結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】〔実施例２〕ＳｉＯ2 を含まない高純度Ａ
ｌ2 Ｏ3 ボールを用いた以外は、実施例１と同様な操作
により焼結体を製造した。得られた焼結体の密度、結晶
粒径及び加工性を実施例１と同様の試験で評価した。結
果を表１に示した。混入不純物はＡｌ2 Ｏ3 だけが認め
られた。なお、粒度分布は粗粒の混在しない粒度の揃っ
たものであることが判った。表１から、実施例１と比べ
て、高純度Ａｌ2 Ｏ3 ボールを用いて粉砕した方が、混
入不純物は少ないが、粒径比が大きく柱状結晶が発達し
ていることが判る。加工性はいずれも満足なレベルであ
ったが、実施例１の方が良好であった。また、実施例１
及び２で作製した焼結体と市販のヘマタイト材料の加工
性を比較したところ、実施例で作製した焼結体の加工性
は市販品より良好であることが判った。
ｌ2 Ｏ3 ボールを用いた以外は、実施例１と同様な操作
により焼結体を製造した。得られた焼結体の密度、結晶
粒径及び加工性を実施例１と同様の試験で評価した。結
果を表１に示した。混入不純物はＡｌ2 Ｏ3 だけが認め
られた。なお、粒度分布は粗粒の混在しない粒度の揃っ
たものであることが判った。表１から、実施例１と比べ
て、高純度Ａｌ2 Ｏ3 ボールを用いて粉砕した方が、混
入不純物は少ないが、粒径比が大きく柱状結晶が発達し
ていることが判る。加工性はいずれも満足なレベルであ
ったが、実施例１の方が良好であった。また、実施例１
及び２で作製した焼結体と市販のヘマタイト材料の加工
性を比較したところ、実施例で作製した焼結体の加工性
は市販品より良好であることが判った。
【００３１】次に、ＳｉＯ2 を５重量％含むＡｌ2 Ｏ3
ボールで粉砕した粉体から作製した焼結体（実施例１の
焼結体）を機械加工し、ＣＳＳ特性測定用のダミースラ
イダー（１．９ｍｍ×１．６ｍｍ×０．４ｍｍ）を作製
し、ｄｒａｇ試験を行った。ｄｒａｇ試験はＣＳＳ特性
の加速試験である。磁気記録媒体に市販のＡｌ基板を用
い、荷重３．５ｇ、２００ｒｐｍでダミースライダーと
磁気記録媒体との接触を繰り返し、一定回数繰り返した
後のダミースライダーの摩擦係数を調べた。なお、測定
は温度２３℃、湿度６０％に調整された雰囲気で行っ
た。結果を表２に示す。表２には、比較例として市販ヘ
マタイト材料のＣＳＳ特性の測定結果を示した。
ボールで粉砕した粉体から作製した焼結体（実施例１の
焼結体）を機械加工し、ＣＳＳ特性測定用のダミースラ
イダー（１．９ｍｍ×１．６ｍｍ×０．４ｍｍ）を作製
し、ｄｒａｇ試験を行った。ｄｒａｇ試験はＣＳＳ特性
の加速試験である。磁気記録媒体に市販のＡｌ基板を用
い、荷重３．５ｇ、２００ｒｐｍでダミースライダーと
磁気記録媒体との接触を繰り返し、一定回数繰り返した
後のダミースライダーの摩擦係数を調べた。なお、測定
は温度２３℃、湿度６０％に調整された雰囲気で行っ
た。結果を表２に示す。表２には、比較例として市販ヘ
マタイト材料のＣＳＳ特性の測定結果を示した。
【００３２】
【表２】
【００３３】表２から、実施例１の試料の摩擦係数は市
販ヘマタイト材料のものより低く、実施例１の試料のＣ
ＳＳ特性が市販品と同等以上であることがわかる。ま
た、スライダー加工の段階で、チッピングの大きさや数
を比較したが、実施例１及び２を含む本発明の範囲内で
作製した焼結体は市販のヘマタイト材料より大きさ、数
とも優れていることが確認された。
販ヘマタイト材料のものより低く、実施例１の試料のＣ
ＳＳ特性が市販品と同等以上であることがわかる。ま
た、スライダー加工の段階で、チッピングの大きさや数
を比較したが、実施例１及び２を含む本発明の範囲内で
作製した焼結体は市販のヘマタイト材料より大きさ、数
とも優れていることが確認された。
【００３４】〔実施例３〕表３に示すＳ含有量の異なる
酸化鉄原料を用意し、エタノールを用いた湿式ボールミ
ル中で１０時間粉砕した。使用したボールは高純度Ａｌ
2 Ｏ3 ボールである。この粉砕粉の比表面積は８〜９ｍ
2 ／ｇで、粒度分布は粗粒の混在しない粒度の揃ったも
のであった。これを金型で予備成型後、ＣＩＰ処理によ
り５５ｍｍφ×１５ｔに成形し、成形体を大気中で１１
００℃の温度にて１０時間常圧焼結した。常圧焼結後、
１１００℃の温度及び１００ＭＰａの圧力下で、１時間
ＨＩＰ処理した。
酸化鉄原料を用意し、エタノールを用いた湿式ボールミ
ル中で１０時間粉砕した。使用したボールは高純度Ａｌ
2 Ｏ3 ボールである。この粉砕粉の比表面積は８〜９ｍ
2 ／ｇで、粒度分布は粗粒の混在しない粒度の揃ったも
のであった。これを金型で予備成型後、ＣＩＰ処理によ
り５５ｍｍφ×１５ｔに成形し、成形体を大気中で１１
００℃の温度にて１０時間常圧焼結した。常圧焼結後、
１１００℃の温度及び１００ＭＰａの圧力下で、１時間
ＨＩＰ処理した。
【００３５】こうして得られた焼結体について、密度、
結晶粒径及び加工性を評価した。密度はアルキメデス法
により求め、相対密度で示した。結晶粒径はインタセプ
ト法による平均粒径と観察視野内での最大粒径を求め、
粒径比（最大粒径／平均粒径）で評価した。加工性はダ
イサー（＃２５００）での切断面をＳＥＭ観察し、相対
評価した。焼結、ＨＩＰ処理後の相対密度はいずれも９
９％を超え、高密度であった。Ｓ含有量に対する結晶粒
径と加工性の観測結果を表３に示す。
結晶粒径及び加工性を評価した。密度はアルキメデス法
により求め、相対密度で示した。結晶粒径はインタセプ
ト法による平均粒径と観察視野内での最大粒径を求め、
粒径比（最大粒径／平均粒径）で評価した。加工性はダ
イサー（＃２５００）での切断面をＳＥＭ観察し、相対
評価した。焼結、ＨＩＰ処理後の相対密度はいずれも９
９％を超え、高密度であった。Ｓ含有量に対する結晶粒
径と加工性の観測結果を表３に示す。
【００３６】
【表３】
【００３７】表３に示した結果から、Ｓ含有量により粒
径比に差が生じ、加工性に影響することが確認できる。
すなわち、Ｓ含有量が０．０１〜０．０８重量％では粒
径比は２〜３程度で加工性は良好であるが、比較例では
粒径比が大きかったり、加工性が不良であった。
径比に差が生じ、加工性に影響することが確認できる。
すなわち、Ｓ含有量が０．０１〜０．０８重量％では粒
径比は２〜３程度で加工性は良好であるが、比較例では
粒径比が大きかったり、加工性が不良であった。
【００３８】
【発明の効果】本発明による磁気へッド用ヘマタイト系
材料は良好なＣＳＳ特性を示すとともに、加工性に優れ
ている。従って高記録密度化に対応した磁気へッド用の
非磁性基板材料として極めて有効である。また、本発明
の方法により加工性に優れた磁気へッド用ヘマタイト系
材料を製造することができ、特に、ＳｉＯ2 及び／また
はＡｌ2 Ｏ3 から構成されたボールを用いて粉砕するこ
とによりそれらの成分が不純物としてＳを含むヘマタイ
ト原料中に添加され、一層加工性に優れた磁気へッド用
ヘマタイト系材料を効率よく製造することができる。
材料は良好なＣＳＳ特性を示すとともに、加工性に優れ
ている。従って高記録密度化に対応した磁気へッド用の
非磁性基板材料として極めて有効である。また、本発明
の方法により加工性に優れた磁気へッド用ヘマタイト系
材料を製造することができ、特に、ＳｉＯ2 及び／また
はＡｌ2 Ｏ3 から構成されたボールを用いて粉砕するこ
とによりそれらの成分が不純物としてＳを含むヘマタイ
ト原料中に添加され、一層加工性に優れた磁気へッド用
ヘマタイト系材料を効率よく製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ１１Ｂ 5/255 Ｇ１１Ｂ 5/60 Ｂ 5/60 21/21 １０１Ｋ 21/21 １０１ Ｃ０４Ｂ 35/26 Ｚ
Claims (10)
- 【請求項１】 Ｆｅ2 Ｏ3 を主成分とする磁気へッド用
セラミックス材料において、 前記Ｆｅ2 Ｏ3 に対してＳを０．０１重量％〜０．０８
重量％含むことを特徴とする磁気へッド用ヘマタイト系
材料。 - 【請求項２】 ＳｉＯ2 を０．０１重量％〜０．１重量
％含むことを特徴とする請求項１記載の磁気へッド用ヘ
マタイト系材料。 - 【請求項３】 さらに、Ａｌ2 Ｏ3 を０．１重量％〜
０．５重量％含むことを特徴とする請求項２記載の磁気
へッド用ヘマタイト系材料。 - 【請求項４】 Ｆｅ2 Ｏ3 を主成分とする磁気へッド用
セラミックス材料の製造方法において、 前記Ｆｅ2 Ｏ3 に対してＳを０．０１重量％〜０．０８
重量％含む原料を焼結することを特徴とする磁気へッド
用ヘマタイト系材料の製造方法。 - 【請求項５】 上記原料にさらにＳｉＯ2 を０．０１重
量％〜０．１重量％含むことを特徴とする請求項４記載
の磁気へッド用セラミックス材料の製造方法。 - 【請求項６】 ＳｉＯ2 を含むボールを用いて原料粉を
粉砕することにより０．０１重量％〜０．１重量％のＳ
ｉＯ2 を原料粉末に導入することを特徴とする請求項５
記載の磁気へッド用セラミックス材料の製造方法。 - 【請求項７】 ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 から構成され且
つＳｉＯ2 含有量が１重量％〜２０重量％のボールを用
いて粉砕することを特徴とする請求項６記載の磁気へッ
ド用セラミックス材料の製造方法。 - 【請求項８】 上記原料にさらにＡｌ2 Ｏ3 を０．１重
量％〜０．５重量％含むことを特徴とする請求項４また
は５記載の磁気へッド用セラミックス材料の製造方法。 - 【請求項９】 Ａｌ2 Ｏ3 を含むボールを用いて粉砕す
ることにより０．１重量％〜０．５重量％のＡｌ2 Ｏ3
を原料粉末に導入することを特徴とする請求項８記載の
磁気へッド用セラミックス材料の製造方法。 - 【請求項１０】 高純度Ａｌ2 Ｏ3 ボールを用いて粉砕
することを特徴とする請求項９記載の磁気へッド用セラ
ミックス材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8252404A JPH1079308A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 磁気ヘッド用ヘマタイト系材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8252404A JPH1079308A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 磁気ヘッド用ヘマタイト系材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1079308A true JPH1079308A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=17236876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8252404A Pending JPH1079308A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 磁気ヘッド用ヘマタイト系材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1079308A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5414933B1 (ja) * | 2013-06-28 | 2014-02-12 | 三石耐火煉瓦株式会社 | 煉瓦、タイル、床板、天井パネル及び屋根材並びにこれらの製造方法 |
-
1996
- 1996-09-03 JP JP8252404A patent/JPH1079308A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5414933B1 (ja) * | 2013-06-28 | 2014-02-12 | 三石耐火煉瓦株式会社 | 煉瓦、タイル、床板、天井パネル及び屋根材並びにこれらの製造方法 |
| WO2014208124A1 (ja) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 三石耐火煉瓦株式会社 | 煉瓦、タイル、床板、天井パネル及び屋根材並びにこれらの製造方法 |
| US9708221B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-07-18 | Mitsuishi Taika Renga Co., Ltd. | Brick, tile, floorboard, ceiling panel, and roofing material, and method for manufacturing same |
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