JPH11278995A - Mn−Zn単結晶フェライト材料および高周波用磁気ヘッド - Google Patents

Mn−Zn単結晶フェライト材料および高周波用磁気ヘッド

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JPH11278995A
JPH11278995A JP8457998A JP8457998A JPH11278995A JP H11278995 A JPH11278995 A JP H11278995A JP 8457998 A JP8457998 A JP 8457998A JP 8457998 A JP8457998 A JP 8457998A JP H11278995 A JPH11278995 A JP H11278995A
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JP
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magnetic
single crystal
crystal ferrite
ferrite material
oxide
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Susumu Matsui
進 松井
Fujio Tokida
富士夫 常田
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Proterial Ltd
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Hitachi Metals Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 MnZn単結晶フェライト材料を磁気コアに
用いた磁気ヘッドにおいて、20MHz以上の高周波で
使用すると、透磁率の低下および渦電流損の増大によっ
て磁気ヘッドの記録・再生特性が劣化する。 【解決手段】 MnZn単結晶フェライト材料に酸化ニ
ッケルを1〜7重量%添加することによって、透磁率の
低下を抑制し、かつ比抵抗を高くして渦電流損の少ない
高周波用磁気ヘッドを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、MnZn単結晶フ
ェライトに関わるもので、特に高周波の磁気記録または
再生に対応したHDD用コンポジットヘッド、デジタル
テープヘッド等の磁気ヘッドに使用するMnZn単結晶
フェライト材料に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】磁気記憶装置の高容量化に伴って、媒体
に磁気的に記録あるいは再生する動作は高周波化されて
いる。VTRに代表される磁気テープの記録や再生に用
いられる磁気ヘッドについては、高周波化に応じてフェ
ライトが磁気コアの材料に用いられてきた。周波数が
0.1MHz程度から、7〜10Mhz程度に高周波化
するに伴い、高い飽和磁束密度Bsと透磁率μを有する
材料として、NiZn多結晶フェライト、MnZn多結
晶フェライト、MnZn単結晶フェライトの順にフェラ
イトも変遷していった。
【0003】5〜10MHz程度の周波数の範囲で磁気
コアに利用できる磁性材料としては、特願平1−290
207号公報に開示された酸化物磁性材料(5MH
z)、または特願平2−21603号公報に開示された
磁気ヘッド用単結晶フェライト材料(7MHz)などが
ある。
【0004】また、記録媒体に磁気ディスクを用いて磁
気ヘッドを浮上させるHDD(ハードディスク装置)に
あっては、その記憶容量と記録・再生の周波数が急速に
向上しつつあり、高周波化に対応すべくMnZn単結晶
フェライトが磁気ヘッドを構成する磁気コアの材料とし
て用いられている。
【0005】しかし、使用周波数をさらなる高周波領域
で使用すると、従来のMnZn単結晶フェライトで十分
な磁気特性を得ることが困難となる。従来のMnZn単
結晶フェライトの磁気コアを周波数10MHz程度まで
使用する分には問題がないが、周波数30MHzを越え
て使用すると透磁率が100程度まで低下してしまい、
記録・再生時の特性が劣化してしまう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来技術
は次のような課題を持っている。即ち、従来の組成のM
nZn単結晶フェライトの磁気コアを、周波数30MH
z以上で使用した場合、磁気コアの透磁率が低下し、渦
電流損が増大して磁気記録動作の効率低下し、あるいは
磁気再生動作でS/N比が低下して信号を再生できなく
なるという問題を生じた。そこで、高周波領域で透磁率
が低下しにくく、かつ渦電流損を抑制することが可能な
単結晶フェライト材料が必要になった。
【0007】
【課題を解決するための手段】従来技術の課題を検討し
た結果、その解決手段を発見して本発明を想到したもの
である。その技術的思想は、MnZn単結晶フェライト
材料に酸化ニッケルを1〜7重量%の範囲で添加するこ
とにより、高周波側における透磁率の低下を抑制し、比
抵抗を増大させる。さらにこれを磁気コアに用いた場合
の渦電流損を低減するものである。
【0008】また、本発明は、酸化鉄50〜60モル
%、酸化亜鉛5〜30%モル、酸化マンガン10〜45
モル%からなる組成を主成分とするMnZn単結晶フェ
ライトであって、残部として酸化ニッケルを1〜7重量
%の範囲で含有することを特徴とするMnZn単結晶フ
ェライト材料である。ここで、望ましくは残部として酸
化ニッケルの範囲を3〜5重量%とする。
【0009】また本発明は、主成分として酸化鉄と酸化
亜鉛と酸化マンガンを合せて93〜99重量%含み、残
部として酸化ニッケルを1〜7重量%含み、組成の合計
が100%であるMnZn単結晶フェライトである。さ
らに望ましくは酸化鉄50〜60モル%、酸化亜鉛5〜
30%モル、酸化マンガン10〜45モル%からなるM
nZn単結晶フェライトであって、酸化ニッケルを1〜
7重量%の範囲で含有することを特徴とするMnZn単
結晶フェライト材料である。
【0010】また、上記本発明のMnZn単結晶フェラ
イト材料では、酸化ニッケルの代わりに、酸化カルシウ
ム、酸化マグネシウム、又は他の2価イオン元素のうち
少なくとも1種を含有することが望ましい。また、上記
本発明のMnZn単結晶フェライト材料では、飽和磁歪
定数が−10×10−6から2×10−6の範囲内にあ
ることが好ましい。
【0011】また、本発明は、磁気コアと、磁気ギャッ
プ膜を備える磁気ヘッドであって、前記磁気コアとして
上記のMnZn単結晶フェライトを用いることを特徴と
する磁気ヘッドである。この磁気ヘッドはVTR用磁気
ヘッド、FDD用磁気ヘッド等として用いることができ
る。
【0012】また、本発明は、磁気コアと、磁気ギャッ
プ膜と、磁気ギャップ膜を挟んで対向する軟磁性金属膜
を備える磁気ヘッドであって、前記磁気コアとして上記
のMnZn単結晶フェライトを用いることで十分な透磁
率を備え、前記磁気ヘッドを20〜100MHzの範囲
の周波数で用いても摺動ノイズを抑制できることを特徴
とする高周波用磁気ヘッドである。さらに、充分な再生
出力の大きさを確保するためには、周波数30〜70M
Hzの範囲で用いることが望ましい。
【0013】また、本発明は、磁気ギャップ膜と、磁気
ギャップ膜を挟んで対向する軟磁性金属薄膜と、前記軟
磁性金属膜の反磁気ギャップ膜側に磁気コアを備えた磁
気ヘッドであって、前記磁気コアとして上記本発明のM
nZn単結晶フェライト材料を用い、一方の磁気コアの
飽和磁歪定数の値が、他方の磁気コアの飽和磁歪定数の
値以上であり、前記軟磁性金属薄膜は飽和磁束密度が
1.3〜1.7Tの範囲内であり、周波数30〜100
MHzの範囲内で磁気情報を記録または再生することを
特徴とする。
【0014】以上に述べた本発明は、MnZnフェライ
トの材料に酸化ニッケルを1〜7重量%の範囲で添加し
た後に、熱処理して結晶成長させて単結晶としたものを
使用する。一方、MnZnフェライト材料に酸化ニッケ
ルを1〜7重量%の範囲で含有させ、焼成または焼結し
て多結晶としたものは本発明の磁気特性を発揮すること
ができない。また、多結晶の状態でこれをテープヘッド
の磁気コアに用いると、摺動ノイズを抑制することがで
きないという問題もある。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に本発明のMnZn単結晶フ
ェライト材料に係わる実施形態を説明する。図1を用い
て、本発明と従来のMnZn単結晶フェライトにおける
透磁率−周波数特性を説明する。図1はフェライト単結
晶の組成1および組成2に対して酸化ニッケルを添加し
た場合の周波数と透磁率の関係を示したものである。こ
こで、NiO=3、5wt%が本発明の組成を示し、
NiO=0wt%が従来の組成を示す。組成1および組
成2の組成(mol%)を次の表1に示す。尚、本発明
においては、酸化ニッケル等の添加量は、組成1又は組
成2の組成100(mol%)に対してさらに添加した
重量%(wt%と表示)で示している。
【0016】
【表1】
【0017】図1によると、周波数が上がるにつれて従
来例および本発明ともに透磁率が低下している。しか
し、酸化ニッケルを添加した本発明のものは従来例に比
べて透磁率の低下が緩やかである。組成1については、
周波数20MHz以上で本発明のものが従来例より透磁
率が大きい。周波数100MHzに至っては本発明の透
磁率は従来例の2倍以上である。さらにNiO=5wt
%の組成では、周波数70MHz程度までは、透磁率1
00以上で使用できることが判る。一方、組成2につい
ては、30MHz以上で本発明のものが従来例より透磁
率が大きくなっている。本発明の材料を磁気コアに用い
る場合、磁気ギャップ膜を挟むように対向して配置した
軟磁性金属膜に飽和磁束密度Bsの高い材料を用いる
と、透磁率の低下を抑制する効果は一層顕著なものとな
る。
【0018】図2は酸化ニッケル添加量と比抵抗との関
係を説明する図である。NiO添加量が0の場合が従来
例を示す。組成1又は組成2いずれの場合も、酸化ニッ
ケル添加量が増加すると比抵抗が増大し渦電流損を低減
できることがわかる。但し、酸化ニッケルを7wt%を
超えて添加すると結晶構造が多結晶になりやすく、これ
を磁気ヘッドの磁気コアに用いるとノイズ等のヘッド特
性を劣化させるので、高周波用磁気ヘッドには適さな
い。
【0019】本発明のMnZn単結晶フェライトを磁気
コアに用いた磁気ヘッドの出力特性を図3に示す。この
磁気ヘッドはコンポジットヘッドであり、磁気ギャップ
膜を挟んで対向する軟磁性金属膜に飽和磁束密度1.6
Tのセンダスト膜を用い、前記軟磁性金属膜を磁気コア
で挟み、この磁気コアにコイルを巻回させて磁気ヘッド
を構成するものである。従来例(NiO=0wt%)と
比較した場合、本発明の例(NiO=3wt%)は特に
高周波側において出力が向上している。
【0020】また図4に、MnZn単結晶フェライトを
磁気コアに用いた磁気ヘッドの出力特性を示す。この磁
気ヘッドは、磁気ギャップ膜を挟んで対抗する軟磁性金
属膜に飽和磁束密度1.6Tのセンダスト膜を用いて、
各々の軟磁性金属膜の反磁気ギャップ膜側に磁気コアを
設けたコンポジットヘッドである。図4において、飽和
磁歪定数λs=2×10−6の磁気コアを用いた本発明
の磁気ヘッドは、飽和磁歪定数λs=−14×10−6
の磁気コアを用いた磁気ヘッドに比べて高周波領域で出
力が向上している。特に2以上の磁気コアを有する磁気
ヘッドにおいて、一つの磁気コアの飽和磁歪定数を他の
磁気コアの飽和磁束定数以上の値とした本発明の磁気ヘ
ッドは、同一の飽和磁歪定数を有する磁気コアで構成し
た磁気ヘッドに比べて、磁気ヘッドが媒体に摺動する際
に発生する再生出力のノイズのレベルが低い。
【0021】
【発明の効果】本発明により、20MHz以上の高周波
で使用しても、透磁率の低下や渦電流損を抑制でき、充
分な大きさの再生出力を得る高周波用磁気ヘッドを提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明と従来のMnZn単結晶フェライトおけ
る透磁率−周波数特性を説明する図。
【図2】酸化ニッケル添加量と比抵抗との関係を説明す
る図。
【図3】磁気ヘッドの出力特性を説明する図。
【図4】磁気ヘッドの出力特性を説明する図。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化ニッケルを1〜7重量%の範囲で含
    有することを特徴とするMnZn単結晶フェライト材
    料。
  2. 【請求項2】 酸化鉄50〜60モル%、酸化亜鉛5〜
    30%モル、酸化マンガン10〜45モル%を含有する
    MnZn単結晶フェライトであって、酸化ニッケルを3
    〜5重量%の範囲で含有することを特徴とするMnZn
    単結晶フェライト材料。
  3. 【請求項3】 前記酸化ニッケルの代わりに、酸化カル
    シウム、酸化マグネシウム、又は他の2価イオン元素の
    うち少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項
    1又は2に記載のMnZn単結晶フェライト材料。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3のいずれかにおい
    て、前記MnZn単結晶フェライト材料の飽和磁歪定数
    が−10×10−6から2×10−6の範囲内にあるこ
    とを特徴とするMnZn単結晶フェライト材料。
  5. 【請求項5】 主成分として酸化鉄と酸化亜鉛と酸化マ
    ンガンを合せて93〜99重量%含み、残部として酸化
    ニッケルを1〜7重量%含み、組成の合計が100%で
    あり、飽和磁歪定数が−10×10−6から2×10−
    6の範囲内であることを特徴とするMnZn単結晶フェ
    ライト材料。
  6. 【請求項6】 磁気コアと、磁気ギャップ膜とを備えた
    磁気ヘッドであって、前記磁気コアとして請求項1乃至
    5のいずれかに記載のMnZn単結晶フェライト材料を
    用いることを特徴とする高周波用磁気ヘッド。
  7. 【請求項7】 磁気コアと、磁気ギャップ膜と、磁気ギ
    ャップ膜を挟んで対向する軟磁性金属薄膜を備えた磁気
    ヘッドであって、前記磁気コアとして請求項1乃至5の
    いずれかに記載のMnZn単結晶フェライト材料を用い
    ることを特徴とする高周波用磁気ヘッド。
  8. 【請求項8】 磁気コアと、磁気ギャップ膜と、磁気ギ
    ャップ膜を挟んで対向する軟磁性金属薄膜を備えた磁気
    ヘッドであって、前記磁気コアとして請求項1乃至5の
    いずれかに記載のMnZn単結晶フェライト材料を用
    い、前記軟磁性金属薄膜は飽和磁束密度が1.3〜1.
    7Tの範囲内であり、周波数20〜100MHzの範囲
    内で磁気情報を記録または再生することを特徴とする高
    周波用磁気ヘッド。
  9. 【請求項9】 磁気コアと、磁気ギャップ膜と、磁気ギ
    ャップ膜を挟んで対向する軟磁性金属薄膜を備えた磁気
    ヘッドであって、前記磁気コアとして請求項1乃至5の
    いずれかに記載のMnZn単結晶フェライト材料を用
    い、前記軟磁性金属薄膜は飽和磁束密度が1.3〜1.
    7Tの範囲内であり、周波数30〜70MHzの範囲内
    で磁気情報を記録または再生することを特徴とする高周
    波用磁気ヘッド。
  10. 【請求項10】 磁気ギャップ膜と、磁気ギャップ膜を
    挟んで対向する軟磁性金属薄膜と、前記軟磁性金属膜の
    反磁気ギャップ膜側に磁気コアを備えた磁気ヘッドであ
    って、前記磁気コアとして請求項4または5のいずれか
    に記載のMnZn単結晶フェライト材料を用い、一方の
    磁気コアの飽和磁歪定数の値が他方の磁気コアの飽和磁
    歪定数の値以上であり、前記軟磁性金属薄膜は飽和磁束
    密度が1.3〜1.7Tの範囲内であり、周波数30〜
    100MHzの範囲内で磁気情報を記録または再生する
    ことを特徴とする高周波用磁気ヘッド。
JP8457998A 1998-03-30 1998-03-30 Mn−Zn単結晶フェライト材料および高周波用磁気ヘッド Withdrawn JPH11278995A (ja)

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