JPS61158862A

JPS61158862A - 磁気ヘツドスライダ材料

Info

Publication number: JPS61158862A
Application number: JP59278810A
Authority: JP
Inventors: 行雄川口; 山口　雅靖
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1986-07-18
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPH062615B2; US4650774A

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】 ■　発明の青畳技術分野本発明は、磁気ヘッドスライダ材料に関する。

従来技術とその問題点最近、高密度記録用磁気ヘッドのヘー、ド磁気回路構成
材料として、高透磁率を有するパーマロイ薄膜が使用さ
れている。　このような磁気ヘッドのスライダ材料とし
てはセラミック材料が一般に用いられているが、その場
合、Ｃ５／Ｓ特性（スライダ摺動面の耐摩耗性）が良好
なこと、緻密な構造で硬度が大きく、かつ切断、溝入れ
、鏡面加工等の各工程において、加工性に優れているこ
となどが要求される。　このような要求を満たすものと
して、アルミナ−炭化チタン（ＡＪ１２０３−Ｔ　ｉ　
Ｃ）焼結体が挙げられる。

例えば、＃開閉５５−１６３６６５号に記載のＡｌ１０
３　とＴｉＣとの混合物をホットプレス法によって焼成
して得られるもので、飛行磁気ヘッドのスライダ要素に
用いられるもの、特開昭５６−１４００６６号に記載のＡ１２　ｏ３とＴｉＣに、酸化イツトリウム（固溶体あ
るいは複合物の構成成分として含まれる場合もある）ま
たは炭化イツトリウム（ダブルカーバイドあるいは複合
物の構成成分として含まれる場合もある）の形でイツト
リウムを添加して、熱間等方等圧加圧（ＨＩ　Ｐ）法に
よって得られるもの、特開昭５７−１３５７７２号に記載のＡｌ２Ｏ２，ＴｉＣおよびＴｉＯ２に、ＭｇＯ１Ｎｉｐ
、Ｃｒ２０３　、ＺｒＯ２から選ばれる少なくとも１つ
の快削性付与剤とＹ２０３とを添加して、ＨＩＰ法によ
って得られるものなどである。

この他に、ＭｏあるいはＷを単体もしくは炭化物の形で
添加して焼成し、Ａｌ１０３−ＴｉＣ焼結体を得る方法
も挙げられる。

しかし、以上のような方法で得られたＡ１２０３−ＴｉＣ焼結体は、いずれも切断加工速度を
大きくすると、チッピング発生率が高く、粒脱落しやす
くなること、また、鏡面加工時にも粒脱落しやすいこと
等の加工性に問題を残している。　チッピング発生率を
低下させるために、セラミック工具材料用のセラミック
焼結体では、Ｆｅ族の金属が単体もしくは酸化物の形で
添加されているが、非磁性でなくなり、磁気ヘッドスラ
イダ材料として用いる場合に好ましくない事態が生ずる
。

従って、このような問題を解消したＡｌ２Ｏ２−ＴｉＣ焼結体の開発が望まれている。

■　発明の目的本発明の目的は、Ｃ５／Ｓ特性が良好で、緻密な構造を
有し、かつ硬５度が大きく、非磁性であり、しかも各工
程において加工性に優れた磁気ヘッドスライダ材料を提
供することにある。

■　発明の開示このような目的は、下記の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、５〜４０重量％の炭化チタンとア
ルミナとを含む混合物１００重量部に対し、Ｇａ、Ｂａ
、Ｃａ、Ｃｅ、ＮｂおよびＳｒの酸化物の少なくとも１
種を０．０１〜５重量部含むことを特徴とする磁気ヘッ
ドスライダ材料である。

■　発明の具体的構成以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の磁気ヘッドスライダ材料には、アルミナ−炭化
チタン焼結体を用いる。

アルミナ−炭化チタン焼結体は、アルミナ（ＡｊＬ２０
３　）　ｃ７）粉末と炭化チタン（Ｔ　ｆ　Ｃ）の粉末
の混合物に、Ｇａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃｅ。

ＮｂおよびＳｒの酸化物から選ばれた少なくとも１種を
含有するものである。

そして、このようなアルミナ−炭化チタン焼結体は、ア
ルミナＣＡｌ２０３　）の粉末と炭化チタン（Ｔ　ｉ　
Ｃ）の粉末の混合物に、一般に、Ｇａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃ
ｅ、Ｎｂ、Ｓｒの酸化物（例えば、Ｇａ０１Ｃｅ０２　
、Ｎｂ２０５等）または炭酸化合物（例えば、ＢａＣＯ
３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３等）から選ばれた少なくとも１
種の化合物の粉末を添加して、焼成してなるものである
。　すなわち、炭酸化合物として添加する場合、炭酸化
合物は焼結により酸化物に変化する。

Ａ１２０３粉末は微粉化することが好ましく、平均粒子
径がＯ，ｌ〜ｌｐＬｍ、特に０．４〜０．６ｇｍである
ことが好ましい。

ＴｉＣ粉末は微粉化することが好ましく、平均粒子径が
０．１〜３Ｂｍ、特に０．５〜１．５ｇｍであることが
好ましい。

Ａ見２０３とＴ　ｉ　Ｃとの混合比率は、Ａ１２　ｏ、
、が６０〜９５重量％を占め、これに対応して残りの４
０〜５重量％をＴｉＣが占めることが好ましい。

ＴｉＣが５重量％より少ないと、Ｔ　ｉ　Ｃの添加効果
が小さく、ＡｌＩ３０３も粒成長しやすくなり、４０重
量％を越えると、加工性が急激に悪化するからである。

ＡｊＬ２０３−Ｔｉｃ混合物に添加するＧａ、Ｈａ、Ｃ
ａ、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｓｒの酸化物や炭酸化合物等の粉末の
平均粒子径は０．１〜３ＪＬｍ、特に０．５〜ＩｕＬｍ
であることが好ましい。

また、添加量はＡ見２０３−ＴｉＣ混合物１００重量部
に対して０．０１〜５重量部、特に１〜３重量部である
ことが好ましい。

添加量が０．０１重量部より少ないと、本発明の効果の
実効がなくなり、５重量部を越えると、添加物の焼結体
内における偏在が急激に増すからである。

Ａ文２０３−　Ｔ　ｉ　Ｃ焼結体は１通常、Ａ１２０３
粉末およびＴ　ｔ　Ｃ粉末の混合物にＧａ、Ｂａ、Ｃａ
、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｓｒの酸化物や炭酸化合物等の粉末を添
加混合した後、成形体とし、非酸化性雰囲気中でのホッ
トプレス焼結法により、この成形体を焼結し、放冷して
得られる。

この場合の焼結温度は１５００−１８００℃、特に１６
５０−１７５０℃が好ましい。

温度が１５００℃より低いと、緻密な焼結体が得られず
、１８００℃より高いと、添加物の昇華が増し、表面層
と内部が異構造になるからである。

また、プレス圧力は２００〜３００ｋｇ／ｃｍ２程度で
ある。

非酸化性雰囲気としては、Ｎ２　、Ａｒ、Ｈｅ等の不活
性ガス、Ｎ２．Ｃｏ、各種炭化水素等、あるいはこれら
の混合雰囲気、さらには真空等種々のものであってよい
。

非酸化性雰囲気にするのは、ＴｉＣの酸化を防止するた
めである。

焼結時間は、一般に１〜３時間である。

なお、焼結に際しては、原料粉末の成形体を非酸化性雰
囲気中（例えば、１２００℃まで真空中、その後はＡｒ
雰囲気中等が好ましい）で予備焼結し、次いでＨＩＰ炉
内でこの予備焼結体を焼結する熱間等方等圧加圧（ＨＩ
Ｐ）法を用いてもよい、　予備焼結の温度は１４００〜
１６５０℃、その時間は１〜３時間とするのがよい、　
また、ＨＩＰ法における温度は１３００−１５００℃、
焼結時間は１〜５時間、圧力は１０００〜１５００Ｋｇ
／ｃｍ２であり、そしてＡｒ等の不活性雰囲気中で行う
ことが望ましい。

この場合、室温でＡｒガス等を３００〜４００Ｋｇ／ｃ
ｍ２まで加圧し、その後、上記のように加熱により圧力
をかける。

添加したＧａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｓｒの酸化物
や炭酸化合物は、焼結後、はとんど酸化物として残って
いるものである。　金属の状態で残るのは、結合状態が
悪く粒脱落の原因となり、好結果を得ないが、本発明の
焼結体には金属状態で残らないことがＸ線分析により確
認されている・また、ＴｉＣの一部はＴ　ｉ　Ｏ２に変化していてもよ
い。

このようにして得られたＡｌＩ２０３−Ｔ　ｉ　Ｃ焼結
体は、ビッカース硬度の高い水準を保持したままで、強
度を９５ｋｇ／ｍｍ２から７０〜８０　ｋ　ｇ　／　ｍ
　ｍ　２に下げることができ、切断加工性を２倍程度に
上げることが可能となる。

また、鏡面加工の際、生ずる粒脱落もおこりにくい。

以上、述べてきた磁気ヘッドスライダ材料としてのＡｌ
Ｉ３０３−Ｔ　ｉ　Ｃ焼結体は、いわゆる飛行型の磁気
ヘッドの基体ないしスライダのみならず、フロッピーヘ
ッドなどのスライダや各種ダミーブロック等に適用する
ことができる。

■　発明の具体的作用効果本発明によれば、炭化チタン５〜４０重量％と、アルミ
ナとを含む混合物１００重量部に対し、Ｇａ、Ｂａ、Ｃ
ａ、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｓｒの酸化物や炭酸化合物等を酸化物
の形で０．０１〜５重量部含有するように添加している
ため。

Ｃ５／Ｓ特性が良好で、緻密な構造を有し、かつ硬度が
大きく、非磁性であり、しかも各工程において加工性に
優れた磁気ヘッドスライダ材料が得られる。

■　発明の具体的実施例以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明の効果をさ
らに詳細に説明する。

実施例平均粒径０．５ルｍのＡ交２０３　（純度９９．９％）
粉末と平均粒径０．７ＩＬｍのＴｉｃ　（純度９９％、
炭素含有量１９％以上でその１％以下は遊離コクエンで
ある）とを重量比で７＝３の割合で混合したもの１００
重量部く、対“して、各種添加物（表１）を、表１に示
すような割合で添加し、ボールミルにより２０時時間式
混合を行った。

混合したスラリーを乾燥造粒し、内径７７ｍｍの黒鉛型
に充填した。　これを真空雰囲気中で１時間、焼結温度
１５００〜１８００℃、プレス圧力２００〜３００ｋｇ
／ｃｍ２でホットプレス焼結を行った。

冷却後、それぞれの焼結体を型から取り出し、＃２００
ダイヤモンド砥石にて加工し、３インチφ、４ｍｍ厚の
試料（表１）を作製した。

また、添加物を混入しない試料３０１も上と同様に作製
した。

上記の試料１０１〜１１０．２０１〜２０９および３０
１について、特性を表１に示す。

特性の評価方法は下記のとおりである。

（１）鏡面加工性各試料をグリーンカーバイド（ＧＣ）砥粒でラップ加工
した後、ダイヤモンド砥粒でボリシング加工し、２次電
子像の回折および表面あらさ計により粒脱落の有無を調
べた。

また、Ｘ線マイクロアナライザーを用いてＸ線像を得１
表面の分析を行い、脱落部の組成を調べた。

（２）磁性試料振動型マグネトメータ（ＶＳＭ）により磁性の有無
を調べた。

（３）切断加工性（ＳＬ）切断性（定圧切断実験）ｌ軸スラストベアリングの上にガラスを接着し、その上
に試料（輻３０ｍｍ、厚さ４　ｍ　ｍ　）を接着し、こ
の試料を５００ｇおよび１０００ｇのおもりで引っばり
、ダイヤモンド切断砥石で切断加工したときの切断速度
を測定した。

（ｂ）チッピング発生（定速切断実験）定速送り（２５
ｍｍ／ｍ１ｎ）により、ダイヤモンド切断砥石で切断加
工したとき、切断面から１０４ｍ以上の深さのチッピン
グの発生率（輻３０ｍｍ、厚さ４ｍｍの試料について３
０　ｍ　ｍあたりの発生率）をｍ微鏡（２００倍）で調
べた。

５個以内を０１５〜１０個をΔ、それ以上をＸで表わす
。

（４）Ｃ５／Ｓ特性（耐摩耗性）試料の薄膜素子を一括形成してスライダ形状に加工し、
磁気ヘッドについてコンタクトスタート／ストップを２
万回繰り返した時の摩耗の程度（終ｍ）を調べた。

表１より、本発明の試料は、鏡面加工性、切断加工性お
よびＣ３／Ｓ特性のいずれについても優れていることが
わかる。　また、非磁性であるので、磁気ヘッドスライ
ダ材料として適していることもわかる。

なお、本発明の試料はビッカース硬度も高い値であった
。

以上より、本発明の効果は明らかである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）５〜４０重量％の炭化チタンとアルミナとを含む
混合物１００重量部に対し、Ｇａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃｅ、
ＮｂおよびＳｒの酸化物の少なくとも１種を０．０１〜
５重量部含むことを特徴とする磁気ヘッドスライダ材料
。
（２）５〜４０重量％の炭化チタンとアルミナとを含む
混合物１００重量部に対し、Ｇａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃｅ、
ＮｂおよびＳｒの酸化物および／または炭酸化合物から
選ばれた少なくとも１種の化合物を、前記酸化物として
０．０１〜５重量部含有するように添加して焼結したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気ヘッ
ドスライダ材料。