JPS5836653A - 磁性材料粉砕用メディア及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発ｗ嫁ジル：Ｉ：Ｌア質の轡性材料粉砕用メディア曽
びにそのＩｌ造方快に阿する。

電ｓＩｌ用磁気ディスクとして、命日依然としてＩｋ市
ディスクがｌｌ用ペースで主流を占めてｉる・そして塗
布ディスクにおける現在までの記鍜密度真上建７−　Ｐ
１２０３を磁性粉としており、ｒ−Ｔｈ２Ｌ０５自身の
改良即ち結晶サイズ針状比の改良など、骨してこれに加
え、ＩＩｗｌの膜厚、表ｗ粗さなどの改良、Ｗ１饅配向
の採用、ディスク／ヘッド・スペーシングの改良の努力
がなされているが、特に（ｈｚ０Ｂ自身の改良と塗膜の
膜厚、表面粗さなど？ａＹ　　Ｆｅ２Ｏ３粗末の粉砕方
法により大きく影響を受ける。そしてこれは電算機の性
能の生死を決定づける要因の１つである。例えば塗布デ
ィスクの記録密度は１９７４年４０４０１　ｐ　Ｔ　テ
ア＊タモツカ１９７６年Ｅハロ４０ＱＩＰＩ、そして１
９８０年は７０００１　Ｐ　Ｉと向上して来て詐る。ま
たその時、ディスク基材であるアル諷合金基板への磁性
層膜厚は２．０Ａｙｎ。

０．７Ａｒｎ　ｓ　Ｏ＊！８　Ｊｌｍと薄膜化し、ソｏ
表ｔｉｆｆｆｉｇｓｔ０．０５　Ｒ１、ｏ、ｏ！　ｂそ
して０−ＯＸ　Ｒ＠と均一化されそれに伴ない、磁気ヘ
ッド浮動高さもか８１１ｍ５Ｏ＠４！＄Ａｍ　％　０．
２Ａｍ　ａｌｌ！浮動ギャップ化されて来て詐る。この
ように塗布ディスクの高記録密度化は磁気ディスク面の
精度の清書及び特性の大幅な向上が要求されている。

現在−このディスク面の端一化に大きな役■を果たすＹ
−Ｐｅ２０３粉末の粉砕方法龜よ、番肴饗Ａｌ２Ｏ３ボ
ールによりなされているが、このボールを用りたもので
は記録密度は高々７０００１１Ｐ菫が１度である。なぜ
なら、１１１０３ボールを用−で粉砕されたｊ　−ｈ　
ｚＯ３粉末はＡ１９０３微粉子がボール職ル粉砕時ボー
ルより混入し、現在の接衝でこの１１２０３微粒子を除
去する事が困難であるところからＡｌ　ｘ　Ｏｓ欲粒子
混入のｉ”　−Ｐｅ２０３粉末をディスク表面に被覆し
ており、そしてその後の２イスク表面処理加工を施こし
てもＭ、０゜微粒子の影響によりディスク表面の葡粗さ
があ墨値よ妙小さくならず浮動ギャップを狭くする事が
不可能となりで詐る０時にヘッド浮上性は＊ｊｌｌｌｌ
１面粗さく−）には依存曽ず、粗さ曲線上の微小突起の
高８（ｉ）に依存する。この微＾ｌＩｓ櫨、曽にも述べ
た如＜ｉ＆層膜上含まれる１ル職す数子に由来している
。そしてＡｌ２Ｏ３ボールをＮ−たものにおいて、記録
書度繍７０Ｇ０脂デ！が限度とされている一方記録密度
の高密度化はますます要求されており、今後２００００
勝Ｐｇ　　（１６００ＴＰＩ　）　、！８０００１１Ｐ
ｆ　ノｌｉ側１スクが求められている。

本−発ＷＩは上達の諸欠点を解消し将来の要望にかなう
ぺ１１粉砕用のボールやロッド等メディア並びにその製
造方法に係り、その要旨は、イツトリウム酸化＄８・６
重量９６〜８．０重量％により部分費定化されたジルコ
ニア焼結体からなり、該焼結体の平均結晶粒径が３卯以
下で、かつ対理論書度が９９．０　！％；以上であるこ
とを特徴とする磁性材料粉砕用メディア並びにこの様な
メディアをプールドプレス法及び熱間響方圧加圧焼Ｉｌ
Ｉ決で製造する方法である。

以下に零厘発明を開発するに至った一連の実験とその結
果をボす。

〈実験１〉 純度９９．９重量％のオキシ塩化ジルコニウムと純度９
９−９重量％の塩化イツトリウムとを会む水１１被を攪
拌下に加熱加水分解する。２種の化合物の一合は％　Ｚ
ｒ　Ｏ２及び！２ｏ３として第１表に示す割合にＲ７整
した。加水分解＊＊にｎ−オクチルアルプールを加え、
蒸留により脱水乾燥して、ジルコニラ入金を化合物の微
粒子を得た後、これを８６０’Ｃで燻焼し、ｙ、ｏ３を
分散固溶した単〜８００Ａの酸化ジルコニウム−次粒子
からなる粉体を得た。得られた粉体を 誉養褥ｔキポール職ル中で４８時時間式粉砕して分散さ
曽、舅＊Ｓｔて整粒し、平均１００．＆川のＳ藩用船体
を造った。

（Ｌ）得られた成形用粉体を第１表に示す成形圧の下に
ｌ１ｌｉＥ成形加工し、大気中及び不活性ガス（アルゴ
ン）中で８１１表に示す常圧焼成条件で焼結することに
より、１１１表に示す磁性ｍ１ｌｌ粉砕用メディア票材
ｉ得た。

（１）上記（１）と同様にして得た成形体を大気中で１
１１１２の試料響号（ｉＶ）及び（Ｖｉ）の常圧焼成条
件で焼成することにより夫々対理論密度９６％艮び９γ
、Ｉｓ％の焼結体を得、これをヒーターを内装する高圧
容器に装入して、アルゴンガスＷＩＩ気ゆで８１１１表
に示すｌｌｆＰ条件下は１時間保守して得られた焼結体
を第１表の（１ｖ）及び（■１）として示す。

肱−１試料響号（Ｘｌ）のみは、−次粒子の平均粒径が
０．８ＩＪｌｒｌの粒体を原料として使用した。

更ニｓ　１１１　Ｈ中ノ（！　）　、（ＩＶ）及び（Ｖ
ｉ　）を除く全ての試料を第２表に訳す条件下に熱間等
方正加圧焼結処理したところ、試料番号（ｖｉｉ　）及
び（×１）を除く全ての試料が対理論密度９ｇ・０％以
上をボし、一方平均結晶粒径は該処理の前後でほとんど
変化がなかった。

第１表 注１）試ＩＩ　？ｋ　ｉＶ′、Ｐ＆ＬＶｉ′ｉｔ不活性
カス９　Ｂ気ｔｈｅ＞炉で焼結したものである。

注２）試Ｗ４翫ＩＶ゛、翫Ｖｉ“は不活性ガス雪囲気（
＆）炉で対理論密度が９６．６％に予備焼結したものを
！ｊＫＩｉ　Ｉ　Ｐ処理したものである。

第　２　表 〈実験１〉 現在粉砕用メディアとして最も耐摩耗性があ３・Ｏ重量
９６順のもの（メディアｌとする）及び本願発明品たる
第１表中の試料番号１１１のもの（メディアＣとする）
と同じく第１表中の試料響◆ｖｉのもの（メディアｐと
する）についてそれヤれ空ズリ摩耗テストを行な９た拳 な−テストに使用したメディアの形状ａｈずれ４１０■
ｆの球形ボールであり、その他のテスト秦伸は次の通り
である。

ポール職ルポットす法＝内径１ｓＯ■φポット内轡積冨
３６０・嘗！ ｆｉＷイ”ＦｔＲ人重最重量２０００　を禽投入量冨７
００ｔｇ 被静砕＊Ｓ入量Ｗ　１（１００ｔ　（Ｈｌ　〜４Ｏａｄ
　ｔＤ社四重 粉砕テスト時間−１１４１１ｒ（１１転数８０ｒｐ＋ａ
）上目秦件により粉砕テストを行なフた後、メディ１の
摩耗率を■査したところ、 メディア謬富Ｌｌ　９６ メディアＣ鵞・・０１４％ メディｙ−富ゆ・０１１５％ の＃ａＪｌｌ＆が得られた。ＷＪち本願発明品は同１５
ｋｏ。

系のメディアＢと比べ約２６Ｏ倍の耐摩耗性があり、Ａ
Ｉ、ｏ３系のメディアＡに鉗しては約２０倍のｗｉｓｔ
ｓ性があルコとがＷｗｌした。

く実験■〉 平均粒子径６メｌＩ１％ｆｆｉ大粒子径’ａｏｉｍの粒
度を冑するｒ　−Ｐｅ、０３を実験且で述べた各曽ボー
ルで１００時間粉砕を行な−、と−Ｎｚ０３の粒度を調
責したところ、 径＝ｔｏ庫 メディアｉｔｓ事均粒子掻＝Ｏ・８８７ｍ、最大粒子径
冨り馳 メディアＣ！平均粒子径ｍｏ−ｆ１６ｂｍζ最大粒督径
ｘ　ｆＪ　、ａｒｎ メディアＤ：軍均粒子径−０・２５メｍ−最大粒子径＝
３．８μｍ 上記の結果が生まれた。

よる粉末中にはメディアの摩耗またはｍａ！ｊＩ象察寝
れた。

またメディアＭ１：よる粉末中に線間様にメディ１の破
砕粒子と鳳われる殺径２ｏ顔の粒子が観察された。

一方本願発明品たるメディアＣ及びメディア１１ＣＪ３
５″′Ｃは粉砕機のｒ−Ｆｌｌ、０３中に健メディアの
摩開によると思われる粒子は発見出来なかうた。

本願１ａＷＩＩｔｌ）ｌｉ）砕層メディアにありては、
四部気孔が会な一事や結晶粒径が小さ一事等粉砕用メデ
ィアとして要求される′特性を維持する為にイツトリウ
ム酸化物（Ｙ、ｏ３）を通常３．６重量％〜８・Ｏ重量
％会冑さ曽る。ｍちイツトリウム酸化物会盲量＃３・６
重量％未淘だと焼結過程にお―てジルプニア蘭畠の転移
による亀裂が発生するしＳｉｔ　ＩＣ８・０重量％を越
える程多くなると焼鎗体組織＃粗大化し内部に書間気孔
が多くなるとＪｌ！Ｅｌｌｌｉ孔を舎む様になるので好
ましくな一事 又イツトリウム酸化物含冑量が８．０重量％を越えた場
合に生ｍｙる密閉気孔を出来る限り少なくする目的で高
瀉又嘘高温高圧下で焼結を行なうと５ｔａＩ＆粒径の粗
大化が助長され耐摩霞性の低下がみられる所から粉砕用
メディアとしては実用性がなくなるのである。この事は
粉砕用メディアをｌ１ＩＲする焼結体の密度と密接な関
係があり、実用上ｖＲその爺理論四度は９９．０９６以
上ある事が必要である。

なお本願で一うジルプニ１焼結体の対理論書度は、！２
０１３．６重量％含會ジルシニアの理論一度を６・１６
ｇ／ｃ♂とし、ＹＪＢ量の増加に伴なりでこれが直線的
に低下し、！２０３８重量％金會ジルプニアで、６．０
８ｇ／［相］となるものとして求めた。

更に、本発明で使Ｎするジルプニア焼結体中の結晶粒径
ａ２１川以下であることを要し、１．８ＪＪｆｆｌ以下
であることがより好ましい、結晶粒径が大１１いものは
、超高純度出発ｊ［料から得られた焼結体であってもｓ
ｍ造工程中に混入する不純瞼、焼結体中に存在する歓ホ
クラック、結晶粒と粒界との性質上の大壷な差等の多結
晶体待盲の欠陥が粉砕用メディアの寿命を短（する、従
って、結晶ＩＩ！椹を５ｌｆｆ１以下として多結晶体の
欠陥の起点となる粒界層厚みを小さくすることは６癩の
要件であり、結晶粒径が２，４１ｍを超えると、粒界層
厚みの増大及び粗大スポットの増加に伴なう不均質性が
粉砕用メダイアの耐摩耗性を低下さ曽、ひｉて唸その寿
命を短くさぜるものである。

本発明のメディア＃ａ−適常次の様にして製造される。

出発原料たるイツトリウム酸化物を１３・６〜８．０重
量Ｎ会會するジルツニア粉体健、骨の一次粒子の平均粒
径がＯ，ｌｒｎ以下であること＃６ｇ″ｅｊ５す、０．
８ｂ町以下であることがより好ましい０文、粉体中で嘘
、イツトリウム酸化物がジルプニ１に均質に分散又はａ
Ｉｌｗされて−ることが好まレーので、ジルプニア粉末
とイツトリウ＾酸化着ＩＩ）車を璽＃Ｉ！瀉合する方法
よりは、以下の２Ｆ決で調ａすることが好ましり。

（１）　ジル；エラ＾化合物及びイットリウ＾化舎幣を
夫々含む溶液を液相の状態で混合させた後、４００″Ｃ
〜ｘａｏｏ’ｃｓ度で焙焼する。

（ｉｔ　）　　ジルプニウム化合物を含む溶液とイツト
リア、又はジルプニアとイッリウム化合１Ｗ＊とを均質
に混合した後、上記と同様にして焙焼する。

以上の方法で得られた粉体の一次粒子が強固に＊＊１．
ている場合には、１１式粉砕により分散さ曽た襲、聰燥
させてＳ形層粉体とする。加圧成形により得られる成形
体の強度をより一層向上さ曽る為、或いは成形体の密度
をより均質なものとする為には、該粉体をポリビニルア
ルコール、ステアリン酸、ワックスエマルジ冒ン等の成
形助剤を使用して平均ｌｌ径１０＊ｍ〜８００ａｎ程度
に整粒し、成形用粉体としても良い０次いで得られた粉
体又けＳ粒体をＯＪ　ｔｗ　７ａｍ”以上、経済的な観
点から好ましくは１を一／ａ２〜ｌｔ軸／３２の圧力下
に所定形状に成形した後１粉砕用メデイアの形状に加工
し、大気中で１４６０＠Ｃ〜１８６９’Ｃ，Ｊ：ｔ）好
１！シ＜ハ１４Ｂ０″Ｃ−４７１０’Ｃ″ｅ燭虐す墨こ
とｋより、本発明のｉ！！＠材料粉砕用メディアｔＳを
得辱・ 本発明に１５ｗ′＆て、楚題論書度のより高い粉砕層メ
ディアを得る為Ｉ：健、大気中またはに等の本ｗ性ガス
ＩＦＷ気中での予＃＊＊に引続者熱間等方圧ｗ１圧焼結
ｌＩにより処理をすることが好ましｉ、この旙舎、加圧
ＩＩ＆形品を大気中文は＆ｉミス９１懺中で１禽ｏｏ’
ｃ〜１６１０’ｃｑより好ましく　建１１＠Ｏ＠Ｃ−１
ｕＯ”Ｃで焼成して！理論密度９１％〜９０％種度の予
備焼結体を得、次ｉでアルゴン１寵禦★ス等の不活性ガ
スＩ＃ｍ４Ｉ＆中でｌＩＯ・Ｋｇ　７ｃｍ　′Ｌ以上の
圧力下に１ｊｉ００’Ｃ〜１６６６°Ｃの温度で、より
好電しくは５００Ｋｇ／ａ”以上ノ圧力下Ｅ、１２！＄
９’Ｃ〜１５０Ｇ’Ｃノ１ｌＪ１１’％　１１１％陶等
方圧加圧焼結処理する。かくして、対理論一度９９％以
上Ｅ＆１１する成品を得ることがで命、＊成品より造９
た粉砕用メディアは寿命が長く、且つ表ｗ光沢に優れた
製品を与える。熱間等方圧加圧焼結処理の温度が１２６
０’ＣＲ滴威ｉは圧力＃ＩＧ６Ｋｇ／傷２未清の場合に
は、焼結体の対理論密度が９象Ｏ％に達しない場合があ
る。

一方、処ｌ！温度が１５５０’Ｃを上回ると、圧力が５
００Ｋｇ／伽２でありても結晶粒が粗大化し粒径が２ｆ
ｆｌｆｆ′１以上となる場合があり、粉砕用メディア寿
命を短くする傾向が大となり、本発明の目的が達成され
な（なる。

以上述べて来た如く、従来ａｉ性材料粉末の粉砕用メデ
ィアとしてけ主にＡＩ、０３系ボールまたは円柱状メデ
ィアが使用されていたが、メディアのＩＩＩ耗脱藩粒子
が粉末中に混入Ｔるため一ディスクへの一膜形成時に摩
耗脱落粒子が微小突起発生原因となり、ｗ１１１Ｉ面の
パーニツシエを行なりても非常に硬く耐摩耗性のある微
小突起であるがために、塗膜面の平均表面粗さくＲａ）
ひいては最も會害な微小突起の高さくＷＩＩｍｘ）を小
さくするに＆を限界があり、結果的にヘッド浮上高さを
０・３馳以下にすることは非常に困畷性を伴なう状廟で
あった。

その後実験］Ｌ、Ｉに示した！ｒｏ２Ｌ系のメディア（
メディア１）が一部磁性材料粉砕用として試みられた結
果、メディアのｊ１１耗脱落粒子が多い半ａ１ｍ屓面の
パーニツシェにより微小突起高さがａｔｔｏ、系メディ
アよりも比較的小さくなるため、ヘッド浮上高さを０４
７７ｍ甘にまで小さくすることが実馬可能となるまでに
至りている。

ｔ７Ｔｈｂながら従来のに６系メデイアは第３表にａｔ
如く緻密度が葺く、構成結晶粒子径も大であり、かつ耐
摩１Ｉ１１＠１に剪る結果、より以上のｌｌ１Ｓ＃ｌｌ
ｓ度を有する磁気ディスクな冑する事は困■である。

ｗＸｓ表 第＊＊から明らかな如く本願発明品はいずれも非常にｔ
ｍｓで結晶粒径が横細でかつ硬さ及び曲げ強さが大であ
ることが判る。

本１ｍ１発明品の上記特性が粉砕用メディアとして在来
のメディアに比べｔＨ違いの耐摩耗性を示すとともに一
結晶粒界の結合力が大であることが結晶粒のｍ落を防止
し本願用途においてメディア摩耗粒による微小突起を備
くすることによりヘッド浮上高さをＱ　＊　ｌ　７７川
程度まで小さくし得る突破口を与えるものであり、ひい
ては旧録拐度を飛躍的に増大させることを可能とするも
のである。

更に本願発明品の特徴としては従来のＡｊ、Ｏａ系メデ
ィアに比べ弾性率が１．６Ｘ１０Ｋｇ／■２と低ｉがた
めにメディアの衝撃による結晶粒脱落が防止されるもの
と考えられる。

また本願発明品は一般に従来のメディアと比べ摩擦係数
がｇＩｖ＆ためポール同士が擦過する際に滑りやすく摩
耗を起こしにくい特性を与えるものと考えられる。

その他本願発明品の磁性材料用粉末の粉砕メディアとし
ての動的は、従来のメディアに比べ比重が大であり、特
に主流となうているＡ１ユ０３系メディアの約１．７倍
の相変を有しているためボールミル時の粉砕効率を高め
かつメディアの表面が常になめらかに保たれるため、ｔ
ｌｌ性材料粉末の成造粒子径を更に欲細化することを可
能とする。

最後に実験Ｉｔ、１で１試料？ｈ　川と虱ｖ１について
のみ示したが、１１１ＩＩＩ！に示した他の試料につい
ても耐摩耗試験を行なった結果、本発明に係また成形後
酸化性雰囲気または不活性ガス雰囲気で炉中焼結したも
のと予備焼結後熱間響方圧加圧焼結法により製造したメ
ディアとの耐摩耗性の差異は１熱間等方圧加圧焼結法に
よるメディアの方がわずかに耐摩耗性が優れてｖする事
を確かめた。

需咄願入　日本タングステン猶畑舐 代理人　曹　吉　教　蹄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 なり、該焼結体の平均結晶粒径が３Ａｍ以下で、かつ対
   理論四度が９＃、０％以上であることを特徴とする磁性
   材料粉砕層メディア。 コやイツトリウム酸化槍を３．６重量％〜８．０重量％
   舎奮し、平均結晶ｌｉ！径がＯ・ｓＪ１ｍ以下のジルコ
   ニア粉体−大粒子の凝集体を分散させた後必要にｇ；ｕ
   ℃整粒して得た成型用粉体を５０００／ｃｇｅ”以上の
   圧力で加圧成瓢し、得られた圧粉体を大気中又は不活性
   ガス豐Ｉ１ｇＩ＆中１４００’Ｃ〜１８０Ｇ”ｃ　ｔ’
   　＃　＊　することを特徴とするＷｉ性材料粉砕用メデ
   ィアの製造方法。 ３、イットリウ＾酸化切を３．６重量９６〜８．Ｏ重量
   ％壷盲し、かつ平均結晶粒径が０−６＊＃１以下のジル
   プニｙｓ体−次敗子の凝集体を分散させた後尋ＩＩＩＫ
   応じて薦麓して得た成型用粉体を６００Ｅｌ　／ａｓ２
   以上の圧力で加圧成復し、得られた圧粉体を大気中又は
   不活性ガス肴囲気中で１２００°Ｃ〜１・曝Ｏ′Ｃ″ｅ
   ＊運論一度が９６％〜９８％になる’＜＜うＩＩＩＷａ
   Ｍ＠ｅｔＫＩＩＩ′＆、更Ｅ不活性カＸＩＩＩＩＫ中で
   ガス！！Ｅ５００Ｑ／ａｍ′Ｌ以上、温度１ｓｏｏ’ｃ
   〜１ｓｉｏ”ｃの秦件下で熱間等方圧加圧焼結すること
   ｅ特徴とする＊＊材料粉砕用メディアの製造方法。