JPS62143857A - 磁気ヘツド用非磁性材料 - Google Patents

磁気ヘツド用非磁性材料

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JPS62143857A
JPS62143857A JP60282039A JP28203985A JPS62143857A JP S62143857 A JPS62143857 A JP S62143857A JP 60282039 A JP60282039 A JP 60282039A JP 28203985 A JP28203985 A JP 28203985A JP S62143857 A JPS62143857 A JP S62143857A
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光男 田村
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Tohoku Metal Industries Ltd
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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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はフロッピーディスクへ、ド、ノ・−ドディスク
ヘッド又はオーディオヘット9等に用いられる非磁性磁
器材料所謂スライダー材料に関するものである。
〈従来の技術〉 従来この種の用途のものとしてはB aO−T + 0
2系又はCa0−TiO□系のチタニア磁器が用−らn
てきた。
これらの磁器に共通する性質はヴイカース硬度が750
〜900 kg/+m2で適度の硬度を有し、焼結体が
緻密で平滑な研磨面が得らnること熱膨張係数が組成の
選定により90 ’x 10−’/℃乃至97×10−
7/ ℃(BaO−’TiO2系)、90xlo−7/
℃乃至117X ] O/ ℃(CaO−TiO2系)
と自由に調整できることである。
ヴイカース硬度はその材料の耐摩耗性に係り。
磁気ヘット0のコア材として用いられるNi−Znフェ
ライトやMn−Znフェライトのそnと比較的近くスラ
イダー材として要求される条件を満たすものである。
また平滑な研磨面は磁気記録媒体と常に接触して摺動す
る磁気ヘッドの構造体としては媒体との摩さつを少くし
媒体に傷をつけない為に不可欠とさ汎る条件である。さ
らに熱膨張係数の調整は磁気へ71・゛のコア材とガラ
スポンディングで接合する際に膨張係数の不一致による
コアのひびわnをなくすること、残留熱応力による磁気
特性の劣化。
さらに動作時の温度変化による熱応力の発生を防止する
ためにも不可欠な条件である。
上述のよりにBa0−TiO系又はCa O−T iO
2系磁器は磁気ヘッドのスライダー材として要求さrる
基本的条件を全て満足できたため今日磁気ヘット9月非
磁性磁器としてはほとんどBad−Ti02系もしくは
CaO−T i O2系の磁器が用いられている。さら
に付は加えるととnらの磁器は比較的加工性に富みチッ
ピングの発生が少いことも巾広く使用さnている理由の
一つである。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし乍ら最近になり記録密度向上の要求からへ、ドコ
アに用いられるMn−Znフェライトについてはできる
だけ高いB値が必要となってきた。これらの要求に合わ
せるためには組成的に熱膨張係数の大きな領域を使用せ
ざるを得なく熱膨張係数が130〜145XLO7℃の
ような磁気ヘッド用フェライトが開発されるに至った。
しかしながら従来用いられてきた前述のBad−TlO
2系もしくはCa0T + 02系磁器で実現できる熱
膨張係数はせいぜい118X10  /℃程度で、この
スライダー材を用イfc、 !! 気ヘッドでは製造工
程で生ずるヒビ割れによる歩留りの低下や残留熱応力に
よる磁気特性の劣化を招く欠点があった。
く問題点を解決するための手段〉 本発明はこCらの欠点を除去するため、 CaO−Tl
O2系に第3成分としてNiOを加え更に若干の添加物
を含ませるもので従来のCaO−TiO2系磁器では実
現できなかった低い熱膨張係数120乃至150X10
 7℃を有しかつスライダー材として要求さCる他の基
本条件ブイカース硬度、平滑な研磨面、良好な加工性の
全てを満足できる磁気ヘッド用非磁性磁器材料を提供す
ることを目的とする。
〈実施例〉 本発明による磁気ヘッド用非磁性磁器の構成はCaO3
,0〜35.0 mol% TiO□  30〜45.0n NiO30,0〜900 〃 よりなり更には前記基本組成に対し以下の物質を添加物
として1種以上少くとも0.1wt%から5 wt%を
含存させることである。
5io2. At203. ZrO7,MgO、Nb2
O5、SnO。
Y2O3,MnO 〈作用〉 以下添付図面等を用いて本発明の作用を詳細に説明する
第1図は複数の結晶相を有する磁器の微細構造を示す2
1図中斜面を施した結晶相をA相、斜面の無いものをB
相とする。今A相の熱膨張係数をα9.B相の熱膨張係
数をα8とし、夫々が一定の体積当りで占める体積比率
をλ3.λ5とすると。
2相の混合体の熱膨張係数αは概ね以下の式で推定する
ことができる。
α=λ8αa!−λbα5   ・・・・・・・・・ 
(1)従って目的とする熱膨張係数がα8とα、の間に
あnば2相の混合比率を調整してλ3.λ5を適当な値
にす扛ば所要のαを実現することができる。
ただしこの場合混合する2つの結晶相の間で新しい反応
生成物が生じこの物質の熱膨張係数がα 。
α、とかけ離れた値であるときはこの限りではない。
第2図はCa0TiO□系磁器のT r O2のモルチ
と熱膨張係数の関係を示す。出発組成においてT t 
O2の比率がCaOより多い場合焼結さ扛る磁器の微細
構造はCaT iO3相とT iO2相の2相が混在し
ている。
CaT i O3の熱膨張係数はI 18X10−’/
℃(100°〜400 ℃) 、 TiO□相の熱膨張
係数は80X10−7.撹(100’〜400℃)程度
でちることが知らnており、かつそれぞ扛の比重がCa
TiO3は4.10゜T Io 2は4.25と知られ
ておシ(1)式を用いることにより組成と熱膨張係数の
関係は計算によって見積ることが可能である第2図の破
線は計算によって求めらnた熱膨張係数の推定値で白丸
は実測値である。
実i!+11値と理論値がきわめて良く一致することか
ら(1)式が材料設計上きわめて重要な公式でちること
が理解できる。Ca O−T 102系磁器においては
T iO2が50モル係以下では焼結性が悪く緻密な磁
器が得ら扛なくまたT i O2が85モル係以上とな
るともろくなり加工性に劣りできればT iO2は50
〜85モル係の範囲が用いらnる。この範囲では熱膨張
係数が100XIO/℃から118X10  /℃まで
の間で調整でき磁器ヘッド用非磁性磁器の基本組成とし
て広く用いることができる。
熱膨張係数が118X 10−’/℃以上の材料を得る
ためには(1)式の原理に基づけばαが118X10 
/T:。
以上の物質を微細構造の中に分散させることで実現でき
る。この為にはできるだけ熱膨張係数が大きく且つ基本
成分であるCa0−TiO□系と混合した際になじみが
良く基本組成であるCa0−TiO□系の特長である平
滑な研磨面、適度の硬度、良好な加工性。
非磁性等の性質を失わない第3の物質の選定が必要であ
る。
本発明はこの目的のため種々の物質を検討した結果酸化
ニッケルを第3成分として混合したCa0−T i O
2−N i O系の磁器が磁器ヘッド用非磁性材料とし
て基本的に必要な全ての条件を具備していること及び熱
膨張係数が120〜150X10−’/℃の間で調整で
きることを発見した。
更に副成分としてAt203.5in2. MgO、S
nO。
ZnO、Y O、Nb2O51Mn0の中から選ばれた
少なくとも1種以上を添加することにより、基本成分で
あるC aT iO3相+ TiO2相、 NiO相の
結晶粒径の成長を抑制し気孔率を減少させるため1機械
的強度が向上し、加工時の耐チッピンク性等を向上でき
ることを知見した。
更に付記すべきことはCa0−TiO□−NiO系の磁
器は基本的に濃緑から黒の色を呈し、今日の磁器ヘッド
用非磁性材料にはきわめて一般的であるHIP処置に際
し還元による着色がなく製造ラインにおける色の不安定
さを生じない特長を有している。
以下に更に実施例について説明する。
原料として市販の試薬である二酸化チタン(99チ以上
)炭酸カルシウム、酸化ニッケル(99チ以上)を所定
の組成に従って秤量し、樹脂ボールミル及び樹脂被覆ボ
ールと純水で20時間以上混合した。
次に涙過乾燥后アルミナ匣鉢に入れて800℃〜120
0℃の間で2時間以上電気炉で予焼した。
次に磁性ゴールミルと磁性ポールを用いて純水で20時
間以以上式粉砕した。ヂ過乾燥后、 PVA Sチ溶液
を10wt%ライカイキで混入し28メツ7−のふるい
を通し水分調整層油圧プレスにてit/crn2の圧力
で40mmX 50mmX 10wmの直方体をプレス
した。大気中にて1200°〜1300℃の間で2時間
以上焼−成した。次にこれらの試料について磁気ヘッド
用非磁性材料として必要な諸項目について物性を測定し
た。
更に一部については熱間静水圧プレス(HIP)装置を
用いて1100°〜1200°×1000kg/crn
2×1時間のHl、P処理を施し基本物性について調査
した。
この結果を第1表、第2表にまとめる。
以下余白 以上のようにCaO−Ti02−NiO系においては従
来Ca0−TiO□系において実現できなかった熱膨張
係数120X10  /℃以上が予測通り実現できたと
同時に基本的な機械的性質であるつ゛イカース硬度、抗
折強度は従来のCab−TiO2系に近く磁気ヘッド用
非磁性材料としてこの系が基本的に充分性能を備えてい
ることが分る。
NiOが30モル多以下になるとCaO−Ti02−N
iO系において熱膨張係数は従来のCaOTlO2系で
実現された範囲に入り新規性に乏しく本発明の範囲から
除外する。同様に90モル係以上になるとゲイカース硬
度が下り耐磨耗性に劣ること1機械的強度が劣る。(馬
1 、2 、3 ) NiOが30モル係のとき、 C
aO+ TlO2の合計量は70モルチであるがCa0
O量がT io 2の量を越えると余剰のCaO相が生
じて焼結性を悪くシ、研磨面のボアを多くするのでCa
Oの上限は35モルチである。(A21)同様にT i
 O2の量がCaOの1.5倍以上になり、余剰のT 
i 02相が一定の値を越えると材質がもろくなり加工
性に劣るのてTiO□の上限は−15モル係である(F
5.3 ) またN i Oが90モル係の場合CaO及びT r 
02の合83’ fitは10モモル係ありCaO、T
iO2相の下限はそれぞれ3モル係でいずれかがこれを
下まわると機械的強度の劣化を招< (A 22 、2
3 )以上の結果 本発明基本的組成 CaO3モル条〜35モルチ ’r+02  3モル条〜45モル係 NiO30モル%〜90モル係 である。
次に副成分添加による改善効果の実施例を示す。
A4について以下の添加物を混合段階で混入し前述の製
造ノロセスに従って磁器を製造し基本的物性について調
べた結果を第3表に示す。
以下余日 以上の実験から明らかなようにAt203 、 S t
o□。
MgOr S no tZ no 2 * Y 203
 pNb 205 、MnOのいずれかを適量添加する
ことにより、平均粒径を細かくし抗折力。
グイカース硬度の向上につながることが確められた。更
に適量の添加では加工時のチッピングが著しく抑制でき
ることが確認できた。しかしながらいずれの添加物にお
いても3〜5 wt%を越えると。
加工に際しチッピングが生じ易くもろくなることが認め
られた。
従って本発明として前記の基本的組成に加えて。
At203 r S 102 pMgo p S no
 +ZnO21Nb 2o5tMnoの中から選ばれた
少くとも1種を0.1〜S wt%添加することを特記
する。
〈発明の効果〉 以上詳述したように本発明によれば、高密度記録に必要
な高Bのフェライトに対応できる従来のCaO−TiO
2磁器では実現できなかった熱膨張係数120X10 
 / ℃以上の材料が供給できることになりその工業的
効果は極めて太きいものと信する。
以下糸口
【図面の簡単な説明】
第1図複数結晶相を有する磁器の微細構造のモデル図。 第2図ばCa0Ti02系磁器の熱膨張係数TiO□モ
ル比との関係を示しO印は実測値、破線は理論値を示す

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)CaO 3.0〜350mol% TiO_2 3.0〜450mol% NiO 30.0〜900mol% よりなることを特徴とする磁気ヘッド用非磁性材料 2)上記の組成を基本組成としAl_2O_3、SiO
    _2、MgO、SnO、ZrO_2、Y_9O_3、N
    b_2O_5、MnOの中から選ばれた少くとも1種を
    0.1乃至5wt%添加したことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の磁気ヘッド用非磁性材料。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01252565A (ja) * 1988-03-31 1989-10-09 Tokin Corp 磁気ヘッド用非磁性磁器材料及びその製造方法
JPH0288458A (ja) * 1988-09-26 1990-03-28 Toto Ltd 磁気ヘッド用磁器組成物
JPH0485721A (ja) * 1990-07-27 1992-03-18 Hitachi Ltd 磁気ディスク装置及び磁気ヘッドスライダ

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