JPH11278922A - Ferrite porcelain - Google Patents

Ferrite porcelain

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JPH11278922A
JPH11278922A JP10086301A JP8630198A JPH11278922A JP H11278922 A JPH11278922 A JP H11278922A JP 10086301 A JP10086301 A JP 10086301A JP 8630198 A JP8630198 A JP 8630198A JP H11278922 A JPH11278922 A JP H11278922A
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JP
Japan
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porcelain
ferrite
slider
magnetic
cafe
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10086301A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsunehiko Nakamura
恒彦 中村
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a dense Ca-based or Ca-Zn-based ferrite porcelain scarcely causing cracking or chipping even when carrying out a grinding working or applying an impact thereto. SOLUTION: This ferrite porcelain is composed of the crystal phase in the interior thereof comprising CaFe2 O4 or the CaF2 O4 and ZnFe2 O4 and the porcelain surface layer part having Ca2 Fe2 O5 other than the crystal phase so as to provide <=1 peak ratio (I2 /I1 ) of the main intensity peak (I2 ) of the Ca2 Fe2 O5 to the main intensity peak (I1 ) of the CaFe2 O4 when measuring the porcelain surface layer part according to the X-ray diffractometry.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッド用セラ
ミック基板、磁気ヘッド用スライダー、磁気ヘッド用ス
ペーサ、磁気テープガイド、マイクロマシン用部品等に
使用されるCa系又はCa−Zn系のフェライト磁器に
関するものであり、特に、コンピュータのハードディス
ク、フロッピーディスク、磁気テープなどの磁気記録に
使用される磁気ヘッドのスライダー用フェライト磁器と
して好適なものである。
The present invention relates to a Ca-based or Ca-Zn-based ferrite porcelain used for a ceramic substrate for a magnetic head, a slider for a magnetic head, a spacer for a magnetic head, a magnetic tape guide, a part for a micromachine, and the like. Particularly, it is suitable as a ferrite porcelain for a slider of a magnetic head used for magnetic recording such as a hard disk, a floppy disk, and a magnetic tape of a computer.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ヘッドを用いた磁気記録装置は、高
記録密度化、高容量化が進みつつあり、それに伴い、磁
気ヘッドに対しても高線密度化、高トラック密度化への
対応が要求されている。
2. Description of the Related Art A magnetic recording apparatus using a magnetic head has been increasing in recording density and capacity, and accordingly, the magnetic head has been required to cope with higher linear density and higher track density. Has been requested.

【0003】そこで、高線密度化、高トラック密度化を
達成することが可能な磁気ヘッドとして、ヘッドコアを
セラミック製のスライダーにガラス等で接着したコンポ
ジット型の磁気ヘッドが採用されており、上記ヘッドコ
アとして一般的にMn−Zn系フェライト磁器が使用さ
れ、スライダー材料として、チタン酸カルシウムやチタ
ン酸バリウムが使用されていた。なお、ヘッドコアとス
ライダーの接合は、400℃前後の高温に加熱してヘッ
ドコアとスライダー間に介在させたガラスを溶融させる
ことにより接着するようになっていた。
Therefore, as a magnetic head capable of achieving high linear density and high track density, a composite type magnetic head in which a head core is bonded to a ceramic slider with glass or the like is employed. In general, Mn-Zn ferrite porcelain has been used, and calcium titanate or barium titanate has been used as a slider material. The head core and the slider were bonded by heating to a high temperature of about 400 ° C. and melting the glass interposed between the head core and the slider.

【0004】また、他の磁気ヘッドとして、ヘッドコア
の一部を非磁性基板に置き換え、非磁性基板上に磁性薄
膜を成膜した複合コアも採用されており、この様な複合
コアを成す非磁性基板にはチタン酸カルシウムが用いら
れていた。
As another magnetic head, a composite core in which a part of the head core is replaced with a non-magnetic substrate and a magnetic thin film is formed on the non-magnetic substrate is also employed. Calcium titanate was used for the substrate.

【0005】また、これらの磁気ヘッドを構成するスラ
イダーは、各種セラミックスからなる基板より研削加工
等によって切りだして製作されていたが、近年、磁気ヘ
ッドの小型化に伴って50%サイズ(1.6×2×0.
4mm)から30%サイズ(1×1.2×0.3mm)
のものが要求されるようになり、このようなサイズにあ
ってはスライダーをプレス成形により一体的に形成する
ことも行われていた。
[0005] Further, sliders constituting these magnetic heads have been manufactured by cutting a substrate made of various ceramics by grinding or the like. In recent years, with the miniaturization of magnetic heads, sliders having a size of 50% (1. 6 × 2 × 0.
4%) to 30% size (1 × 1.2 × 0.3mm)
In such a size, the slider has been integrally formed by press molding.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、スライダー
の熱膨張係数がヘッドコアの熱膨張係数と異なると、ヘ
ッドコアをスライダーに接着する際の熱応力により亀裂
や残留歪みが生じて接着が不十分となり、ヘッドコアが
スライダーから脱落する恐れがあるため、スライダーの
熱膨張係数をヘッドコアの熱膨張係数と一致させる必要
があった。
If the coefficient of thermal expansion of the slider is different from the coefficient of thermal expansion of the head core, cracks and residual strains occur due to thermal stress when the head core is bonded to the slider, resulting in insufficient bonding. Since the head core may fall off the slider, it is necessary to make the thermal expansion coefficient of the slider match the thermal expansion coefficient of the head core.

【0007】しかしながら、スライダーを形成するチタ
ン酸カルシウムの熱膨張係数は100〜120×10-7
/℃であり、チタン酸バリウムの熱膨張係数は80〜1
00×10-7/℃程度であるのに対し、ヘッドコアを形
成するMn−Zn系フェライト磁器の熱膨張係数は10
5〜130×10-7/℃、複合コアの熱膨張係数は10
0〜120×10-7/℃と、チタン酸カルシウムやチタ
ン酸バリウムからなるスライダーではヘッドコアを形成
する各種材料の熱膨張係数を全てカバーすることができ
なかった。
However, the coefficient of thermal expansion of calcium titanate forming the slider is 100 to 120 × 10 -7.
/ ° C, and the coefficient of thermal expansion of barium titanate is 80 to 1
The thermal expansion coefficient of the Mn—Zn ferrite porcelain forming the head core is 10 × 10 −7 / ° C.
5 to 130 × 10 −7 / ° C., the thermal expansion coefficient of the composite core is 10
A slider made of calcium titanate or barium titanate having a temperature of 0 to 120 × 10 −7 / ° C. could not cover all the thermal expansion coefficients of various materials forming the head core.

【0008】また、ハードディスク用磁気記録装置にお
いては、磁気ディスクが回転するとともに、磁気ヘッド
が浮上するCSS(Contact start/st
op)と呼ばれる方法が採用されており、起動時および
停止時にヘッドが磁気ディスクと接触するのであるが、
磁気ヘッドを構成するスライダー材料が十分に緻密化さ
れていないと磁気ディスクとの接触により欠けや割れを
生じ、この破片が磁気ヘッドと磁気ディスクとの間に挟
まると、磁気ディスク上の記録媒体や磁気ヘッドを破壊
するため、磁気記録装置の信頼性を著しく低下させると
いう課題があった。
In a magnetic recording device for a hard disk, a CSS (Contact start / start) in which a magnetic disk rotates and a magnetic head flies.
op) is adopted, and the head comes in contact with the magnetic disk at the time of starting and stopping.
If the slider material that composes the magnetic head is not sufficiently densified, chipping or cracking occurs due to contact with the magnetic disk, and when this fragment is caught between the magnetic head and the magnetic disk, the recording medium on the magnetic disk or There is a problem that the reliability of the magnetic recording apparatus is significantly reduced because the magnetic head is destroyed.

【0009】これに対し、本件出願人は、熱膨張係数の
大きいヘッドコアに適用でき、かつ磁気ディスクとの摺
動性に優れた磁気ヘッドのスライダー用材料を得るべく
種々検討を重ねた結果、CaOとFe2 3 を特定のモ
ル比率で含むCa系フェライトやこれにZnFe2 4
を混ぜたCa−Zn系フェライトなどのフェライト磁器
により形成すれば、摺動性に優れ、ヘッドコアや複合コ
アとの熱膨張差を小さくできることを先に提案している
(特開平5−85807号公報、特開平8−10812
0号公報参照)。
On the other hand, the present applicant has conducted various studies to obtain a slider material for a magnetic head which can be applied to a head core having a large coefficient of thermal expansion and has excellent slidability with a magnetic disk. -Based ferrite containing Zn and Fe 2 O 3 in a specific molar ratio, and ZnFe 2 O 4
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-85807 proposes that if formed from a ferrite porcelain such as a Ca-Zn-based ferrite mixed with, the slidability is excellent and the thermal expansion difference between the head core and the composite core can be reduced. JP-A-8-10812
No. 0).

【0010】しかしながら、これらのフェライト磁器を
緻密化するためにHIP処理を施したあと、所定形状の
スライダーを切り出すために研削加工を加えると、割れ
や欠けが発生し、このような割れや欠けは大量生産する
うえで歩留り低下となることから大きな問題となってい
た。
However, if the ferrite porcelain is subjected to HIP processing to make it denser and then subjected to grinding to cut out a slider having a predetermined shape, cracks and chips are generated. This has been a major problem because of low yield in mass production.

【0011】また、上記フェライト磁器によりスライダ
ーをプレス成形によって一体的に形成したものでは、磁
気ディスクとの接触を繰り返すうちにスライダーの表層
部に割れや欠けが発生し、これらの破片が磁気ヘッドと
磁気ディスクとの間に挟まると、磁気ディスク上の記録
媒体や磁気ヘッドを破壊するといった課題があった。
Further, in the case where the slider is integrally formed by press molding with the above ferrite porcelain, cracks or chips are generated in the surface layer of the slider during repeated contact with the magnetic disk, and these fragments are separated from the magnetic head. There is a problem that the recording medium or the magnetic head on the magnetic disk is destroyed when the magnetic head is sandwiched between the magnetic disk and the magnetic disk.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】そこで、本件発明者は、
HIP処理を施したCa系フェライトやCa−Zn系フ
ェライトからなるフェライト磁器が破損し易い原因につ
いて実験を重ねたところ、フェライト磁器の表層部に変
質層が存在しおり、このフェライト磁器の内外における
結晶構造を調べたところ、磁器内部の結晶相はCaFe
2 4 あるいはCaFe2 4 とZnFe2 4 とから
なるものの、磁器表層部には上記結晶相以外にCa2
2 5 が変質層として存在し、このCa2 Fe2 5
が欠けや割れを発生させる原因であることを知見し、C
2 Fe2 5 量をある特定の範囲以下とすることによ
り割れや欠けを大幅に低減できることを突き止めた。
Means for Solving the Problems Accordingly, the present inventor has proposed:
Repeated experiments were conducted on the causes of the breakage of ferrite porcelains made of HIP-treated Ca-based ferrite and Ca-Zn-based ferrite. An altered layer was found on the surface of the ferrite porcelain. The crystal phase inside the porcelain was CaFe
Although it is composed of 2 O 4 or CaFe 2 O 4 and ZnFe 2 O 4 , in addition to the above crystal phase, Ca 2 F
e 2 O 5 exists as an altered layer, and the Ca 2 Fe 2 O 5
Was found to be the cause of chipping and cracking.
It has been found that cracking and chipping can be significantly reduced by setting the amount of a 2 Fe 2 O 5 to a specific range or less.

【0013】即ち、本発明のフェライト磁器は、磁器内
部の結晶相がCaFe2 4 あるいはCaFe2 4
ZnFe2 4 とからなり、磁器表層部には上記結晶相
以外にCa2 Fe2 5 を有し、上記磁器表層部をX線
回折により測定した時のCaFe2 4 のメイン強度ピ
ーク(I1)とCa2 Fe2 5 のメイン強度ピーク
(I2)とのピーク比率(I2/I1)を1以下としたもので
ある。
[0013] That is, the ferrite porcelain of the invention, porcelain internal crystal phase consists CaFe 2 O 4 or CaFe 2 O 4 and ZnFe 2 O 4 Prefecture, Ca 2 Fe 2 in the porcelain surface portion other than the crystalline phase has O 5, the peak ratio of the main intensity peak of the porcelain surface layer portion of the main intensity peak of CaFe 2 O 4 as measured by X-ray diffraction (I 1) and Ca 2 Fe 2 O 5 (I 2) (I 2 / I 1 ) is set to 1 or less.

【0014】本発明によれば、フェライト磁器の結晶相
がCaFe2 4 あるいはCaFe2 4 とZnFe2
4 とからなるため、熱膨張係数を100〜130×1
-7/℃の範囲で自由に調整することができる。その
為、Mn−Zn系フェライト磁器からなるヘッドコアと
の熱膨張差を同一又は近似させることができるため、ヘ
ッドコアへ接着する際に亀裂や残留歪みを生ぜず、スラ
イダー用材料として好適に用いることができる。
According to the present invention, the crystal phase of the ferrite porcelain is CaFe 2 O 4 or CaFe 2 O 4 and ZnFe 2
O 4 , the coefficient of thermal expansion is 100 to 130 × 1
It can be adjusted freely within the range of 0 -7 / ° C. Therefore, since the thermal expansion difference with the head core made of the Mn-Zn-based ferrite porcelain can be made the same or similar, it does not cause cracks or residual strain when adhering to the head core, and can be suitably used as a slider material. it can.

【0015】また、フェライト磁器を緻密化するために
HIP処理を施すとその表層部には結晶相として、Ca
Fe2 4 又はCaFe2 4 とZnFe2 4 以外に
Ca2 Fe2 5 が生成されるのであるが、上記Ca2
Fe2 5 が多量に存在すると割れや欠けが発生し易く
なるため、本発明はフェライト磁器の表層部に存在する
Ca2 Fe2 5 量を、X線回折により測定した時のC
aFe2 4 のメイン強度ピーク(I1)とCa2 Fe2
5 のメイン強度ピーク(I2)とのピーク比率(I2
I1)で1以下としてある。
When the ferrite porcelain is subjected to HIP processing to make it denser, the surface layer has a crystal phase of Ca
Fe 2 O 4 or CaFe 2 O 4 and ZnFe 2 is O 4 Ca 2 Fe 2 O 5 in addition is being generated, the Ca 2
If a large amount of Fe 2 O 5 is present, cracking and chipping are likely to occur. Therefore, the present invention provides a method for measuring the amount of Ca 2 Fe 2 O 5 present in the surface layer of ferrite porcelain when measuring the amount of Ca 2 Fe 2 O 5 by X-ray diffraction.
a Main intensity peak (I 1 ) of aFe 2 O 4 and Ca 2 Fe 2
The peak ratio (I 2 / O 2 ) to the main intensity peak (I 2 ) of O 5
I 1 ) is 1 or less.

【0016】このようにピーク比率(I2/I1)を1以下
とすることにより、フェライト磁器の割れや欠けを防ぐ
ことができるため、例えば、板状のフェライト磁器から
スライダーを切り出すために研削加工を施しても欠けや
割れを殆ど生じることがないため歩留りを向上させるこ
とができ、また、プレス成形により一体的にスライダー
を形成した時には、磁気ディスクとの接触を繰り返して
もスライダーに欠けや割れを生じることがないため、磁
気ヘッドや磁気ディスク上の記録媒体を傷付けることが
ない。
By setting the peak ratio (I 2 / I 1 ) to 1 or less as described above, cracking or chipping of the ferrite porcelain can be prevented. For example, grinding is performed to cut out a slider from a plate-shaped ferrite porcelain. Yield can be improved because there is almost no chipping or cracking even after processing, and when the slider is integrally formed by press molding, chipping or cracking of the slider even after repeated contact with the magnetic disk Since no cracking occurs, the recording medium on the magnetic head or the magnetic disk is not damaged.

【0017】なお、CaFe2 4 のメイン強度ピーク
(I1)の測定にあたっては(201)面に対応するd=
2.527±0.01が、Ca2 Fe2 5 のメイン強
度ピーク(I2)の測定にあたっては(002)面に対応
するd=2.717±0.02がそれぞれ強度ピークが
大きく、また互いの強度ピークの重なりが少ないため、
d=2.527±0.01の間にある強度ピークと、d
=2.717±0.02の間にある強度ピークをそれぞ
れ求めることによりピーク比率(I2/I1)を算出すれば
良い。
In measuring the main intensity peak (I 1 ) of CaFe 2 O 4 , d =
In the measurement of the main intensity peak (I 2 ) of Ca 2 Fe 2 O 5 , d = 2.717 ± 0.02 corresponding to the (002) plane has a large intensity peak. Also, because the intensity peaks overlap little,
an intensity peak between d = 2.527 ± 0.01 and d
The peak ratio (I 2 / I 1 ) may be calculated by finding the respective intensity peaks between 2.717 ± 0.02.

【0018】ところで、本発明において、磁器内部の結
晶相がCaFe2 4 からなり、磁器表層部の結晶相が
CaFe2 4 とCa2 Fe2 5 からなるフェライト
磁器とは、Ca系フェライトからなるものであり、好ま
しくはCaOとFe2 3 のモル比が45/55〜67
/33の範囲にあるものが良い。これはCaOが67モ
ル%より多くなり、Fe2 3 が33モル%より少なく
なると、フェライト磁器中に微量のCaO相が生じて焼
結性が著しく悪くなるからであり、CaOが45モル%
より少なく、Fe2 3 が55モル%より多いと磁性フ
ェライト相が生成され、磁気記録装置に使用される磁気
ヘッド用スライダーには使用できないからであれる。な
お、CaOとFe2 3 の望ましいモル比としては50
/50〜66/34が良い。
By the way, in the present invention, porcelain internal crystal phase consists CaFe 2 O 4, and the ferrite ceramic crystal phase porcelain surface layer portion consisting of CaFe 2 O 4 and Ca 2 Fe 2 O 5, Ca ferrite Wherein the molar ratio of CaO to Fe 2 O 3 is preferably 45/55 to 67
Those in the range of / 33 are good. This is because when the content of CaO is more than 67 mol% and the content of Fe 2 O 3 is less than 33 mol%, a small amount of CaO phase is generated in the ferrite porcelain and the sinterability is remarkably deteriorated.
Less, Fe 2 O 3 is generated a magnetic ferrite phase is more than 55 mol%, rough because not be used in a slider for a magnetic head used in a magnetic recording apparatus. The desirable molar ratio between CaO and Fe 2 O 3 is 50
/ 50 to 66/34 is good.

【0019】また、本発明において、磁器内部の結晶相
がCaFe2 4 とZnFe2 4からなり、磁器表層
部の結晶相がCaFe2 4 とZnFe2 4 、及びC
2Fe2 5 からなるフェライト磁器とは、Ca−Z
n系フェライトからなるものであり、CaOとFe2
3 をモル比で45/55〜67/33の範囲で含有する
とともに、これらCaOとFe2 3 の合計重量100
重量%に対してZnFe2 4 を170重量%未満の範
囲で含有したものが良い。ZnFe2 4 の含有量が1
70重量%より多くなると熱膨張係数が100×10-7
/℃未満となり、ヘッドコアとのガラス接合時に破損の
原因となるからである。
Further, in the present invention, porcelain internal crystal phase consists CaFe 2 O 4 and ZnFe 2 O 4, a crystal phase of the ceramic surface layer portion CaFe 2 O 4 and ZnFe 2 O 4, and C
Ferrite porcelain made of a 2 Fe 2 O 5 means Ca-Z
It is made of n-based ferrite, and contains CaO and Fe 2 O
3 in a molar ratio of 45/55 to 67/33, and the total weight of these CaO and Fe 2 O 3 is 100.
It is preferable that ZnFe 2 O 4 be contained in a range of less than 170% by weight based on the weight%. The content of ZnFe 2 O 4 is 1
If it exceeds 70% by weight, the coefficient of thermal expansion becomes 100 × 10 −7.
/ ° C, which may cause breakage at the time of glass bonding with the head core.

【0020】なお、上記フェライト磁器には不純物とし
てMnOやSiO2 などが含まれているが3重量%以下
であれば磁器特性に何ら悪影響を与えることがない。
The ferrite porcelain contains MnO, SiO 2 and the like as impurities, but if it is 3% by weight or less, there is no adverse effect on the porcelain characteristics.

【0021】ところで、これらのフェライト磁器を得る
には、例えば、純度99.9%以上のFe2 3 と、C
aO源としてCaCl2 、CaCO3 、CaFe2 4
を用い、これらを所定量秤量したのちボールミル等を用
いて湿式混合し、これを乾燥したあと原料を大気中や酸
化雰囲気中において800℃〜1200℃で2〜10時
間程度仮焼する。そして、得られた原料を平均粒子径が
1μm以下となるように微粉砕したあとバインダーを加
えて泥漿を製作し、ドクターブレード法等のテープ成形
法や押出成形法等によって所定形状に成形するか、ある
いは上記泥漿を乾燥させて造粒体を作製し、型内に充填
して一軸加圧成形法や等加圧成形法等にて所定形状に成
形する。なお、一軸加圧成形法により形成する場合、
0.8〜2.0ton/cm2 の圧力にて加圧すること
が良い。
In order to obtain these ferrite porcelains, for example, Fe 2 O 3 having a purity of 99.9% or more and C 2
CaCl 2 , CaCO 3 , CaFe 2 O 4 as aO source
After weighing these in a predetermined amount, the mixture is wet-mixed using a ball mill or the like, and dried, and then the raw material is calcined at 800 ° C. to 1200 ° C. for about 2 to 10 hours in the air or an oxidizing atmosphere. Then, the obtained raw material is finely pulverized so as to have an average particle diameter of 1 μm or less, and then a binder is added to produce a slurry, which is formed into a predetermined shape by a tape forming method such as a doctor blade method or an extrusion forming method. Alternatively, the above-mentioned slurry is dried to produce a granulated body, filled in a mold, and formed into a predetermined shape by a uniaxial pressing method, an isopressing method, or the like. In addition, when forming by the uniaxial pressure molding method,
It is preferable to apply pressure at a pressure of 0.8 to 2.0 ton / cm 2 .

【0022】次に、得られた成形体を大気中や酸化雰囲
気中にて1150〜1350℃の常圧下で焼成すること
により相対密度95%以上のCa系のフェライト磁器を
製作する。
Next, the obtained compact is fired in the atmosphere or in an oxidizing atmosphere under a normal pressure of 1150 to 1350 ° C. to produce a Ca-based ferrite porcelain having a relative density of 95% or more.

【0023】なお、Ca−Zn系のフェライト磁器を製
作するには、上記Fe2 3 とCaO源を混合して仮焼
した原料に対してZnFe2 4 原料を所定の範囲で加
え、各種成形法を用いて所定の形状に成形したものを大
気中や酸化雰囲気中にて1000〜1200℃の常圧下
で焼成することにより相対密度95%以上のCa−Zn
系のフェライト磁器を製作すれば良い。
To produce a Ca—Zn ferrite porcelain, a ZnFe 2 O 4 raw material is added in a predetermined range to a raw material obtained by mixing the above-mentioned Fe 2 O 3 and CaO source and calcining the mixture. A Ca—Zn having a relative density of 95% or more is fired in the air or an oxidizing atmosphere under normal pressure at 1000 to 1200 ° C.
What is necessary is just to manufacture a system ferrite porcelain.

【0024】次に、焼成したCa系又はCa−Zn系の
フェライト磁器を不活性ガス雰囲気中にて1000〜1
200℃の温度で熱間静水圧プレス(HIP)処理を施
すことにより気孔径が1μm以下であるフェライト磁器
を得るのであるが、このHIP処理時には上記フェライ
ト磁器をアルミナ、ジルコニア、カルシウムフェライト
などの酸化物セラミックスからなるケース中に収納して
おくことが重要である。即ち、カルシウムを含むフェラ
イト磁器が不活性ガス雰囲気に曝されると、表層部が反
応を起こして割れや欠けの原因であるCa2 Fe2 5
を生成し易くなるからである。なお、反応をより抑える
ためには上記ケース中に、アルミナ、ジルコニア、カル
シウムフェライトなどの酸化物セラミックスからなる粉
末を充填し、該粉末中にフェライト磁器を埋設しておけ
ば良い。
Next, the calcined Ca-based or Ca-Zn-based ferrite porcelain is placed in an inert gas atmosphere at 1000 to 1%.
By performing hot isostatic pressing (HIP) at a temperature of 200 ° C., a ferrite porcelain having a pore diameter of 1 μm or less is obtained. It is important to store it in a case made of ceramics. That is, when the ferrite porcelain containing calcium is exposed to an inert gas atmosphere, the surface layer reacts to cause Ca 2 Fe 2 O 5 which is a cause of cracking and chipping.
Is easily generated. In order to further suppress the reaction, the above case may be filled with a powder made of an oxide ceramic such as alumina, zirconia, or calcium ferrite, and a ferrite porcelain may be embedded in the powder.

【0025】このような条件によりHIP処理を施せ
ば、フェライト磁器の表層部における反応を抑制して変
質層であるCa2 Fe2 5 の生成を抑えることができ
るため、磁器表層部をX線回折により測定した時のCa
Fe2 4 のメイン強度ピーク(I1)とCa2 Fe2
5 のメイン強度ピーク(I2)とのピーク比率(I2/I1
を1以下とすることができる。
If the HIP treatment is performed under these conditions, the reaction in the surface layer of the ferrite porcelain can be suppressed, and the formation of Ca 2 Fe 2 O 5 as the altered layer can be suppressed. Ca as measured by diffraction
Main intensity peak (I 1 ) of Fe 2 O 4 and Ca 2 Fe 2 O
Peak ratio to the main intensity peak (I 2 ) of 5 (I 2 / I 1 )
Can be set to 1 or less.

【0026】かくして、本発明のフェライト磁器を用い
れば、熱膨張係数を100〜130×10-7/℃の範囲
で自由に調整することができるとともに、非磁性である
ことから、磁気ヘッド用セラミック基板をはじめ、磁器
記録装置の磁気ヘッド用スライダー、磁気ヘッドのスペ
ーサ、磁気テープガイド、マイクロマシン用部品等さま
ざまな用途に使用できる。しかも、切削加工や衝撃を加
えても割れや欠けを殆ど生じ難いため、例えば、板状の
フェライト磁器からスライダーやスペーサ等を切り出す
ために研削加工を施しても欠けや割れを殆ど生じること
がなく歩留りを向上させることができるとともに、プレ
ス成形により一体的に形成したスライダーにあっては磁
気ディスクとの接触を繰り返してもスライダーに欠けや
割れを生じることがないため、磁気ヘッドや磁気ディス
ク上の記録媒体を傷付けることがない。
Thus, when the ferrite porcelain of the present invention is used, the coefficient of thermal expansion can be freely adjusted within the range of 100 to 130 × 10 −7 / ° C., and since it is nonmagnetic, it can be used as a ceramic for magnetic heads. It can be used for various purposes such as a substrate, a slider for a magnetic head of a porcelain recording device, a spacer for a magnetic head, a magnetic tape guide, and a part for a micromachine. Moreover, cracking and chipping hardly occur even when cutting or applying an impact. The yield can be improved, and the slider integrally formed by press molding does not cause chipping or cracking of the slider even after repeated contact with the magnetic disk. Does not damage the recording medium.

【0027】(実施例1)純度99.9%以上のFe2
3 と、CaO源としてCaCl2 、CaCOを使用
し、焼成後におけるフェライト磁器の組成比が表2とな
るように秤量し、ボールミルを用いて湿式混合したあと
乾燥させたものを酸化雰囲気中において1000℃前後
の温度で約2時間仮焼した。そして、この仮焼した原料
を平均粒子径が1μm以下となるように微粉砕したあ
と、バインダーを加えて造粒体を製作し、この造粒体を
金型中に充填して1ton/cmの圧力にて一軸加
圧成形法により成形することで板状の成形体を形成し
た。
Example 1 Fe 2 having a purity of 99.9% or more
O 3 and CaCl 2 and CaCO 3 were used as CaO sources, and the composition ratio of the ferrite porcelain after firing was weighed so as to be as shown in Table 2, wet-mixed using a ball mill, and dried, and then dried in an oxidizing atmosphere. At about 1000 ° C. for about 2 hours. Then, the calcined raw material is finely pulverized so that the average particle diameter is 1 μm or less, and a binder is added to produce a granulated body, and the granulated body is filled in a mold, and is charged to 1 ton / cm 2. A plate-like molded body was formed by a uniaxial pressure molding method under the pressure of

【0028】次に、得られた成形体を常圧の酸化雰囲気
中にて1150℃の温度にて焼成することにより2×3
×1.2mmの基板を製作し、さらにこの基板にHIP
処理を施して基板を緻密化するのであるが、HIP処理
にあたってはケースを使用する場合と使用しない場合、
さらにケースを使用する場合にはケースの材質を代えて
実験を行った。なお、実験にあっては各条件毎に製作し
た101枚の基板を用意した。
Next, the obtained compact is fired at a temperature of 1150 ° C. in an oxidizing atmosphere at normal pressure to obtain a 2 × 3
× 1.2mm substrate is manufactured and HIP
Although the substrate is densified by performing the processing, in the case of using and not using the case in the HIP processing,
Further, when a case was used, an experiment was conducted by changing the material of the case. In the experiment, 101 substrates manufactured for each condition were prepared.

【0029】そして、得られたフェライト磁器について
表1に示す条件にてX線回折を施し、フェライト磁器の
表面に存在するCaFe2 4 のメイン強度ピーク
(I1)とCa2 Fe2 5 のメイン強度ピーク(I2)を
測定するとともに、フェライト磁器を切断して磁器内部
におけるCaFe2 4 のメイン強度ピーク(I1)とC
2 Fe2 5 のメイン強度ピーク(I2)をそれぞれ測
定してピーク比率(I2/I1)を算出した。
The obtained ferrite porcelain was subjected to X-ray diffraction under the conditions shown in Table 1, and the main intensity peak (I 1 ) of CaFe 2 O 4 present on the surface of the ferrite porcelain and the Ca 2 Fe 2 O 5 C along with measuring the main intensity peak (I 2), a main intensity peak of CaFe 2 O 4 by cutting the ferrite porcelain inside porcelain (I 1)
The main intensity peak (I 2 ) of a 2 Fe 2 O 5 was measured, and the peak ratio (I 2 / I 1 ) was calculated.

【0030】また、残り100枚のフェライト磁器には
ダイヤモンドホイールを用いて厚み3mmに平面研削加
工を施すことにより割れや欠けの発生具合を測定し、割
れや欠けが6個未満であったものを良好として評価し
た。
The remaining 100 ferrite porcelains were subjected to surface grinding using a diamond wheel to a thickness of 3 mm to measure the occurrence of cracks and chips. It was evaluated as good.

【0031】それぞれの結果は表2に示す通りである。The results are as shown in Table 2.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】この結果、いずれのフェライト磁器も磁器
内部の結晶相はほぼCaFe2 4のみからなるもの
の、HIP処理時にケースを使用しなかったものにおい
ては磁器表層部にCa2 Fe2 5 が見られ、X線回折
では評価できないほどCa2 Fe2 5 が生成してい
た。また、ケースを使用しなかった場合、磁器の表層部
における緻密化がそれほど進んでおらず、気孔径を1μ
m以下とすることができなかった。
As a result, in all ferrite porcelains, the crystal phase inside the porcelain is substantially composed of only CaFe 2 O 4, but in the case where no case was used at the time of the HIP treatment, Ca 2 Fe 2 O 5 was contained on the porcelain surface layer. As a result, Ca 2 Fe 2 O 5 was generated to such an extent that it could not be evaluated by X-ray diffraction. When the case was not used, the densification in the surface layer of the porcelain was not so advanced, and the pore diameter was 1 μm.
m or less.

【0035】その為、このフェライト磁器に平面研削を
施すと、100個中33個に割れや欠けが発生した。
Therefore, when this ferrite porcelain was subjected to surface grinding, cracks or chips occurred in 33 out of 100 pieces.

【0036】これに対し、HIP処理時にケースを使用
したものではX線回折におけるピーク比率(I2/I1)が
いずれも1未満と磁器表層部におけるCa2 Fe2 5
量を少なくすることができ、また、気孔径を1μm以下
に緻密化することができた。
On the other hand, in the case where the case was used at the time of the HIP treatment, the peak ratio (I 2 / I 1 ) in X-ray diffraction was less than 1 and Ca 2 Fe 2 O 5
The amount could be reduced, and the pore diameter could be reduced to 1 μm or less.

【0037】その為、これらのフェライト磁器に平面研
削を施しても割れや欠けを殆ど生じることがなかった。
Therefore, even if these ferrite porcelains were subjected to surface grinding, almost no cracks or chips occurred.

【0038】(実施例2)次に、焼成後におけるCaO
とFe2 3 の組成比を異ならせたCa系のフェライト
磁器を焼成し、HIP処理時にジルコニアケースを用い
て緻密化したものを実施例1と同様の条件にて実験を行
った。
(Example 2) Next, CaO after firing
And Fe 2 O 3 composition ratio by firing a Ca-based ferrite porcelain having different experiments were conducted under the same conditions as in Example 1 to those densified by using a zirconia casing during HIP processing.

【0039】それぞれの結果は表3に示す通りである。The results are shown in Table 3.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】この結果、CaOとFe2 3 のモル比が
67/33より大きい試料No.1以外は焼結させるこ
とができ、いずれのCa系フェライト磁器も磁器内部の
結晶相がCaFe2 4 からなり、磁器表層部のX線回
折によるピーク比率(I2/I1)が1未満とCa2 Fe2
5 量を少なくすることができ、その結果、平面研削を
施しても割れや欠けを殆ど生じることがなかった。
As a result, the sample No. having a molar ratio of CaO to Fe 2 O 3 of more than 67/33. Any Ca-based ferrite porcelain except 1 can be sintered, and the crystal phase inside the porcelain is CaFe 2 O 4 , and the peak ratio (I 2 / I 1 ) of the surface layer of the porcelain by X-ray diffraction is less than 1. And Ca 2 Fe 2
The amount of O 5 could be reduced, and as a result, cracking and chipping hardly occurred even when surface grinding was performed.

【0042】(実施例3)次に、焼成後におけるCaO
とFe2 3 、及びZnFe2 4 の含有量を異ならせ
たCa−Zn系のフェライト磁器を焼成し、HIP処理
時にジルコニアケースを用いて緻密化したものを実施例
1と同様の条件にて実験を行った。
Example 3 Next, the CaO after firing was
And a Ca—Zn-based ferrite porcelain having different contents of Fe 2 O 3 and ZnFe 2 O 4 were fired and densified using a zirconia case during HIP processing under the same conditions as in Example 1. Experiments.

【0043】それぞれの結果は表4に示す通りである。The results are as shown in Table 4.

【0044】[0044]

【表4】 [Table 4]

【0045】この結果、CaOとFe2 3 のモル比が
67/33より大きい試料No.7以外はいずれのCa
−Zn系フェライト磁器も磁器内部の結晶相がCaFe
2 4 とZnFe2 4 とからなり、磁器表層部のX線
回折によるピーク比率(I2/I1)が1未満とCa2 Fe
2 5 量を少なくすることができ、その結果、平面研削
を施しても割れや欠けを殆ど生じることがなかった。
As a result, the sample No. having a molar ratio of CaO to Fe 2 O 3 larger than 67/33. Any Ca except 7
-Zn-based ferrite porcelain also has a CaFe crystal phase inside.
It consists of 2 O 4 and ZnFe 2 O 4, and the peak ratio (I 2 / I 1 ) of the surface layer of the porcelain by X-ray diffraction is less than 1 and Ca 2 Fe
The amount of 2 O 5 could be reduced, and as a result, cracking and chipping hardly occurred even when surface grinding was performed.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように、本発明のフェライト磁器
によれば、磁器内部の結晶相がCaFe2 4 あるいは
CaFe2 4 とZnFe2 4 とからなり、磁器表層
部には上記結晶相以外にCa2 Fe2 5 を有するもの
の、上記磁器表層部をX線回折により測定した時のCa
Fe2 4 のメイン強度ピーク(I1)とCa2 Fe2
5 のメイン強度ピーク(I2)とのピーク比率(I2/I1
を1以下としてあることから、熱膨張係数を100〜1
30×10-7/℃の範囲で自由に調整することができる
ため、磁気ヘッドのスライダーを形成した場合にMn−
Zn系フェライトからなる磁気ヘッドコアとの熱膨張差
を極めて小さくすることができるため、ヘッドコアとス
ライダーを接着する際に亀裂や残留歪みを生ぜず、ヘッ
ドコアをスライダーに確実に接合することができる。
As described above, according to the ferrite porcelain of the present invention, the crystal phase inside the porcelain is composed of CaFe 2 O 4 or CaFe 2 O 4 and ZnFe 2 O 4, and Despite having Ca 2 Fe 2 O 5 in addition to the phase, when the surface of the porcelain is measured by X-ray diffraction,
Main intensity peak (I 1 ) of Fe 2 O 4 and Ca 2 Fe 2 O
Peak ratio to the main intensity peak (I 2 ) of 5 (I 2 / I 1 )
Is set to 1 or less, the coefficient of thermal expansion is set to 100 to 1
Since it can be adjusted freely within the range of 30 × 10 −7 / ° C., Mn−
Since the difference in thermal expansion from the magnetic head core made of Zn-based ferrite can be made extremely small, the head core can be securely joined to the slider without causing cracks or residual distortion when bonding the head core and the slider.

【0047】また、フェライト磁器からスライダーを切
り出すために研削加工を施しても割れや欠けを殆ど生じ
ることがないため大量生産が可能であるとともに、スラ
イダーをプレス成形により一体的に形成しても、磁気デ
ィスクとの接触の繰り返しにより割れや欠けを生じるこ
とがないため、磁気ヘッドや磁気ディスク上の記録媒体
を破損させることがなく、信頼性の高い磁気記録装置を
提供することができる。
Further, even if grinding is performed to cut out the slider from the ferrite porcelain, cracking and chipping hardly occur, mass production is possible, and even if the slider is integrally formed by press molding, Since cracking and chipping do not occur due to repeated contact with the magnetic disk, it is possible to provide a highly reliable magnetic recording device without damaging the magnetic head or the recording medium on the magnetic disk.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】磁器内部の結晶相がCaFe2 4 あるい
はCaFe2 4 とZnFe2 4 とからなり、磁器表
層部には上記結晶相以外にCa2 Fe2 5 を有し、上
記磁器表層部をX線回折により測定した時のCaFe2
4 のメイン強度ピーク(I1)とCa2 Fe2 5 のメ
イン強度ピーク(I2)とのピーク比率(I2/I1)が1以
下であることを特徴とするフェライト磁器。
1. A crystal phase in a porcelain is composed of CaFe 2 O 4 or CaFe 2 O 4 and ZnFe 2 O 4, and the surface layer of the porcelain has Ca 2 Fe 2 O 5 in addition to the above crystal phase. CaFe 2 when the surface layer of porcelain was measured by X-ray diffraction
Ferrite porcelain O 4 main intensity peak (I 1) and Ca 2 Fe 2 O 5 main intensity peak (I 2) the peak of the ratio (I 2 / I 1) is characterized in that 1 or less.
JP10086301A 1998-03-31 1998-03-31 Ferrite porcelain Withdrawn JPH11278922A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100344573C (en) * 2005-04-14 2007-10-24 中国科学院理化技术研究所 Preparation method of nano spinel type ferrite powder

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100344573C (en) * 2005-04-14 2007-10-24 中国科学院理化技术研究所 Preparation method of nano spinel type ferrite powder

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