JPS62292672A - Ceramic composition for magnetic head - Google Patents

Ceramic composition for magnetic head

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JPS62292672A
JPS62292672A JP61135536A JP13553686A JPS62292672A JP S62292672 A JPS62292672 A JP S62292672A JP 61135536 A JP61135536 A JP 61135536A JP 13553686 A JP13553686 A JP 13553686A JP S62292672 A JPS62292672 A JP S62292672A
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magnetic
thermal expansion
ferrite
magnetic head
cao
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恵介 景山
藤井 博満
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Sumitomo Special Metals Co Ltd
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 利用産業分野 この発明は、磁気ヘッドの構造部品に用いる非磁性材料
に係り、コンピュータ等の各種磁気ヘッド、特にデジタ
ル記録用フェライト磁気ヘッドの構成に不可欠のスライ
ダーあるいはスペーサーに使用する磁気ヘッド用磁器組
成物に関する。
Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention Field of Application This invention relates to a non-magnetic material used for structural parts of a magnetic head, and the present invention relates to a non-magnetic material used for structural parts of a magnetic head, and in particular to the construction of various magnetic heads such as computers, particularly ferrite magnetic heads for digital recording. The present invention relates to a ceramic composition for magnetic heads used in sliders or spacers essential for use in magnetic heads.

背景技術 一般にフェライト磁気ヘッドは、l’vin−Znフェ
ライト、Ni−Znフェライトの磁性材料からなるコア
と非磁性材料からなる構造部品とをガラス溶着して組立
てられており、特にデジタル用磁気ヘッドには磁性材料
として、飽和磁束密度及び透磁率の高いMn−Znフェ
ライトが使用され、非磁性構造部品材料には熱膨張係数
が上記フェライトと同等のTiO2CaO系磁器が使用
されている。
BACKGROUND ART Generally, ferrite magnetic heads are assembled by glass welding a core made of a magnetic material such as l'vin-Zn ferrite or Ni-Zn ferrite and structural parts made of a non-magnetic material. As the magnetic material, Mn--Zn ferrite having high saturation magnetic flux density and magnetic permeability is used, and as the non-magnetic structural component material, TiO2CaO ceramic having a coefficient of thermal expansion equivalent to that of the ferrite is used.

すなわち、コア材と、非磁性構造部品との熱膨張係数が
異なると、これらをガラス溶着する沸に、フェライトコ
アに応力が掛り、磁気特性の劣化が起こるだけでなく、
ひび、剥離等を生じて磁気ヘッドの組立上大きな問題と
なるため、磁性材料と非磁性材料の熱膨張係数が一致す
るよう材料組成が選択されている。
In other words, if the core material and the non-magnetic structural component have different coefficients of thermal expansion, stress is applied to the ferrite core during glass welding, which not only causes deterioration of magnetic properties.
Since cracks, peeling, etc. occur, which poses a serious problem in assembling the magnetic head, the material composition is selected so that the coefficients of thermal expansion of the magnetic material and the nonmagnetic material match.

また、この非磁性構造部品材料に、結晶の脱落とかマイ
クロクラックが多く存在すると、磁気ヘッドと記録媒体
との接触走行時に、記録媒体にコーティングされた磁性
粉が上記欠陥に付着したり、チッピングを生じて磁気ヘ
ッドや記録媒体を損傷するため、かかる欠陥が機械加工
時に発生し易い材料であってはならない。
In addition, if there are many falling crystals or microcracks in this non-magnetic structural component material, the magnetic powder coated on the recording medium may adhere to the defects or cause chipping when the magnetic head and the recording medium run in contact with each other. The material must not be susceptible to such defects during machining, since such defects may damage the magnetic head or recording medium.

さらに、外観上の重要な要素として非磁性材料の色調の
問題がある。
Furthermore, as an important factor in terms of appearance, there is the problem of the color tone of the nonmagnetic material.

一般に、Ti02−CaO系磁器は大気中にて焼結する
と、白色系の色調を呈するが、酸素の供給不足あるいは
高密度化のためのホットプレス加工等により、部分的に
還元され簡単に暗色化する傾向にあり、色調が一定しな
いばかりか、均一性に欠ける問題があった。
In general, TiO2-CaO ceramics exhibits a white color when sintered in the atmosphere, but due to lack of oxygen supply or hot pressing for high density, it is partially reduced and easily darkens. There was a problem that not only the color tone was not constant but also lacked uniformity.

上述の如き還元による暗色化は、粒界強度に影響を与え
、機械加工性の上で好ましくない。また、本来機能的に
は、いずれの色であってもよいが、色調が一定かつ均一
でないことは、著しく商品価値を低下させるものである
Darkening due to reduction as described above affects grain boundary strength and is unfavorable in terms of machinability. In addition, although any color may be used functionally, if the color tone is not constant and uniform, the commercial value will be significantly lowered.

発明の目的 この発明は、上述の問題点に鑑み、Mn−Znフェライ
トと同等の熱膨張係数を有し、結晶組織が非常に緻密で
あり、機械加工時にマイクロクラックあるいは結晶の脱
落が極めて少なく、かつ安定した黒色を呈するTi02
−CaO系磁器組成物を目的としている。
Purpose of the Invention In view of the above-mentioned problems, this invention has a thermal expansion coefficient equivalent to that of Mn-Zn ferrite, a very dense crystal structure, and extremely few microcracks or crystal dropouts during machining. Ti02 exhibits stable black color
-CaO-based porcelain compositions are intended.

発明の構成と効果 従来のTi02−CaO系磁器組成物は、CaO・Ti
O2とTiO2の2相混合組織の範囲内において、Ca
O−TiO2の量とともに熱膨張係数が直線的に大きく
なることが知られており、上述したコア材のMn−Zn
フェライトの熱膨張係数は要求される電磁気特性によっ
て定まる組成により固定されるが、105〜120 X
 10−7/”Cであるため、非磁性構造部品材料の熱
膨張係数をフェライトの方に合せる必要があり、熱膨張
係数の差を2 X 10−77”C以下に抑えるべく 
、TiO250〜75wt%、CaO25〜50wt%
の組成からなる磁器組成物が使用されていた。
Structure and Effect of the Invention The conventional Ti02-CaO ceramic composition is composed of CaO・Ti
Within the two-phase mixed structure of O2 and TiO2, Ca
It is known that the coefficient of thermal expansion increases linearly with the amount of O-TiO2, and the Mn-Zn core material mentioned above
The thermal expansion coefficient of ferrite is fixed by the composition determined by the required electromagnetic properties, but it is 105 to 120
10-7/"C, it is necessary to match the thermal expansion coefficient of the non-magnetic structural component material to that of ferrite, and in order to suppress the difference in thermal expansion coefficient to 2 x 10-77"C or less.
, TiO250-75wt%, CaO25-50wt%
A porcelain composition consisting of the composition was used.

この発明は、前記基本成分を有する磁器において、結晶
組織が非常に均一かつ緻密であり、機械加工時にマイク
ロクラックあるいは結晶の脱落が極めて少なく、かつ安
定した黒色を呈するTi02−CaO系磁器組成物を目
的に種々検討した結果、CeO2及びZrO2を含有さ
せることにより、前記目的を達成できることを知見した
ものである。
The present invention provides a Ti02-CaO based porcelain composition which has a very uniform and dense crystal structure, has very few microcracks or crystals falling off during machining, and exhibits a stable black color. As a result of various studies on the purpose, it was found that the above purpose can be achieved by containing CeO2 and ZrO2.

すなわち、この発明は、 TiO250wt%〜75wt%、 CaO25wt%〜50wt%からなり、TiO2、C
aOの合計量100に対して、CeO22wt%〜10
wt%及びZrO21wt%〜5wt%を含有したこと
を要旨とする磁気ヘッド用磁器組成物である。
That is, this invention consists of TiO250wt%~75wt%, CaO25wt%~50wt%, TiO2, C
CeO22wt%~10 with respect to the total amount of aO 100
This is a ceramic composition for a magnetic head, which contains 1 wt% to 5 wt% of ZrO2 and ZrO2.

この発明による磁器組成物は、 TiO2、CaO−TiO2などの相からなるが、Ce
O2及びZrO2の添加によって、均一な黒色化を実現
し、これらの結晶の大きさが均一で小さくなり、ダイヤ
モンド砥粒等による機械加工によるクラック発生が抑制
され、気孔率が減少して平面及びエツジ部の機械加工仕
上性が良好となり、さらには、CeO2及びZrO2を
添加しない磁器材料と比較して、快削性に富み、磁気ヘ
ッド用材料として好適なものとなる。
The porcelain composition according to the present invention consists of phases such as TiO2, CaO-TiO2, etc.
By adding O2 and ZrO2, uniform blackening is achieved, the size of these crystals becomes uniform and small, the generation of cracks due to machining with diamond abrasive grains, etc. is suppressed, and the porosity is reduced, resulting in flat and edge formation. The resulting material has good machining finish properties, and has excellent machinability compared to ceramic materials to which CeO2 and ZrO2 are not added, making it suitable as a material for magnetic heads.

発明の限定理由 この発明による磁器組成物の成分を限定した理由は以下
のとおりである。
Reasons for Limiting the Invention The reasons for limiting the components of the porcelain composition according to the present invention are as follows.

TiO250wt%未満の含有では、熱膨張係数が12
0 x 10−7/’Cを越えてしまい、TiO2が7
5wt%を超える含有であると、熱膨張係数が105 
X 10−7/’C未満となり、Mn  Znフェライ
トとのガラス溶着の相手材料として不適であり、Mn 
 Znフェライトの熱膨張係数105〜120 X 1
0−77’Cと同じ熱膨張係数を保持させるため、Ti
O250〜75wt%の含有とする。
If the content of TiO2 is less than 50 wt%, the coefficient of thermal expansion is 12
The temperature exceeds 0 x 10-7/'C, and TiO2 becomes 7
If the content exceeds 5wt%, the coefficient of thermal expansion will be 105
X less than 10-7/'C, making it unsuitable as a partner material for glass welding with MnZn ferrite;
Thermal expansion coefficient of Zn ferrite 105-120 x 1
In order to maintain the same thermal expansion coefficient as 0-77'C, Ti
The content of O2 is 50 to 75 wt%.

CaOが50wt%を超える含有では、熱膨張係数が1
20 X 10−7/″Cを越えてしまい、CaOが2
5wt%未満の含有であると、熱膨張係数が105 X
 10−7/’C未満となり、Mn−Znフェライトと
のガラス溶着の相手材料として不適であり、Mn−Zn
フェライトの熱膨張係数105〜120X10−7/”
Cと同じ熱膨張係数を保持させるため、CaO25〜5
0wt%の含有とする。
When the CaO content exceeds 50 wt%, the thermal expansion coefficient is 1.
20 x 10-7/″C and CaO is 2
If the content is less than 5 wt%, the coefficient of thermal expansion is 105
10-7/'C, making it unsuitable as a partner material for glass welding with Mn-Zn ferrite;
Thermal expansion coefficient of ferrite 105-120X10-7/”
In order to maintain the same coefficient of thermal expansion as C, CaO25~5
The content is 0 wt%.

CeO2は、TiO2−CaO系の機械加工性を改善し
、磁器の色調を黒色に均一化するために添加するもので
あるが、その含有がTiO2、CaOの合計量100に
対して、2wt%未満では上記の添加効果がなく、また
、10wt%を超える含有では焼結体の結晶組織が不均
一となり、加工性も悪化するため、ソフトフェライトの
相手材料として不適となるため、2〜10wt%の添加
とする。
CeO2 is added to improve the machinability of the TiO2-CaO system and to make the color tone of the porcelain uniform black, but its content is less than 2wt% based on the total amount of TiO2 and CaO (100%). If the content exceeds 10 wt%, the crystal structure of the sintered body becomes non-uniform and the workability deteriorates, making it unsuitable as a mating material for soft ferrite. Addition.

一方、ZrO2は、CeO2添加との相乗効果によって
、Ti02−CaO系の気孔率及び結晶組織の均一化を
改善する効果を有しており、その含有がTiO2、Ca
Oの合計量100に対して、1wt%未満では上記の添
加効果がなく、また、5wt%を超える含有では、気孔
率が増大する傾向にあり、結晶組織の変化により加工性
が劣化するため好ましくなく、1wt%〜5wt%の添
加とする。
On the other hand, ZrO2 has the effect of improving the porosity and uniformity of the crystal structure of the Ti02-CaO system due to the synergistic effect with the addition of CeO2, and its content is
If the content is less than 1 wt% with respect to the total amount of 100 O, the above-mentioned addition effect will not be obtained, and if the content exceeds 5 wt%, the porosity will tend to increase and workability will deteriorate due to changes in the crystal structure, so it is preferable. It is not necessary to add 1wt% to 5wt%.

実施例 以下に、この発明を実施例に基づいて説明する。Example The present invention will be explained below based on examples.

市販されているTiO2、CaCO3、CeO2、Zr
O2を用いて、第1表に示す如く、焼結後の組成がこの
発明による組成(No、 1〜8)ならびにこの発明の
範囲外の組成(No、9〜12)となるよう秤量し、ボ
ールミルで混合し、乾燥した後、空気中で900℃、2
時間の仮焼を行った。さらに仮焼した原料を再びボール
ミルで平均粒度1.3pmになるまで、微粉砕し、次に
結合剤としてポリビニルアルコールを1.5 wt%加
えて造粒した。造粒後に、2000Kg/cm2の成形
圧で40mmX20mmX20mmの寸法に成形し、空
気中で1200℃、2時間の焼結を行った。
Commercially available TiO2, CaCO3, CeO2, Zr
Using O2, as shown in Table 1, the composition after sintering is the composition according to the present invention (No. 1 to 8) and the composition outside the scope of the present invention (No. 9 to 12), After mixing in a ball mill and drying, heat at 900℃ in air for 2 hours.
Calcination was performed for a period of time. Furthermore, the calcined raw material was again finely ground in a ball mill until the average particle size was 1.3 pm, and then 1.5 wt % of polyvinyl alcohol was added as a binder and granulated. After granulation, it was molded into a size of 40 mm x 20 mm x 20 mm at a molding pressure of 2000 Kg/cm2, and sintered in air at 1200°C for 2 hours.

得られた磁器について、密度、熱膨張係数、ビッカース
硬度等の特性を調べ、第2表に測定結果を示している。
The obtained porcelain was examined for properties such as density, coefficient of thermal expansion, and Vickers hardness, and the measurement results are shown in Table 2.

本発明磁器のビッカース硬度は、フェライト材より大き
いが、CeO2及びZrO2を添加しない磁器よりも小
さく、快削性が改善されている。
The Vickers hardness of the porcelain of the present invention is higher than that of ferrite materials, but lower than that of porcelain to which CeO2 and ZrO2 are not added, and free machinability is improved.

機械加工性については、これを適確に表現できる物理定
数はないが、現在、一般的に認められているパラメータ
として、臨界応力拡大係数がある。臨界応力拡大係数を
簡単に評価する方法として、硬度が略同じような材料間
では、ビッカース硬度計のダイヤモンド圧子による圧痕
の先端に生ずるマイクロクラックの長さで比較する方法
がある。第2表の基準化クラック長さは、500grの
荷重を印加したときの前記マイクロクラック長さの平均
値を示してあり、クラック長さが短いほど、加工時にお
けるチッピング、マイクロクラックの発生が少ないとい
える。
Regarding machinability, there is no physical constant that can accurately express it, but the critical stress intensity factor is currently a generally accepted parameter. A simple way to evaluate the critical stress intensity factor is to compare materials with approximately the same hardness based on the length of microcracks formed at the tip of the indentation made by the diamond indenter of a Vickers hardness tester. The standardized crack length in Table 2 shows the average value of the micro-crack lengths when a load of 500 gr is applied, and the shorter the crack length, the less chipping and micro-cracks will occur during processing. It can be said.

第1表、第2表から明らかな如く、この発明の実施例(
試料No、 1〜8)は、熱膨張係数を105〜120
X10−7/”Cの間にコントロールすることができ、
機械的強度、加工性等もすぐれた特性を示しており、特
に、磁器材料は黒色を呈しており、磁気ヘッド溝道部品
用材料に最適であることがわかる。
As is clear from Tables 1 and 2, Examples of the present invention (
Sample Nos. 1 to 8) have thermal expansion coefficients of 105 to 120.
Can be controlled between X10-7/”C,
It exhibits excellent properties such as mechanical strength and workability, and in particular, the porcelain material exhibits a black color, indicating that it is optimal as a material for magnetic head groove path components.

以下余白 第1表 組成wt% 以下余白Margin below Table 1 Composition wt% Margin below

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 TiO_250wt%〜75wt%、 CaO25wt%〜50wt%からなり、 TiO_2、CaOの合計量100に対してCeO_2
2wt%〜10wt%及びZrO_21wt%〜5wt
%を含有したことを特徴とする磁気ヘッド用磁器組成物
[Claims] 1 Consisting of 250 wt% to 75 wt% of TiO and 25 wt% to 50 wt% of CaO, where CeO_2 is
2wt%~10wt% and ZrO_21wt%~5wt
A ceramic composition for a magnetic head, characterized in that it contains %.
JP61135536A 1986-06-11 1986-06-11 Ceramic composition for magnetic head Granted JPS62292672A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0485721A (en) * 1990-07-27 1992-03-18 Hitachi Ltd Magnetic disk device
JP2002170650A (en) * 2000-12-01 2002-06-14 Ngk Spark Plug Co Ltd Ceramic heater

Cited By (3)

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