JPS63134558A - 磁気ヘツド用非磁性セラミツクス - 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】 工　発明の背景 技術分野 本発明は、ハードディスクやフロッピーディスク用など
のフェライト磁気ヘッドに使用するスライダー、スペー
サー等に用いる磁気ヘッド用非磁性セラミックスに関す
る。

先行技術とその問題点 各種フェライト磁気ヘッドは、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、
Ｎ　１−Ｚｎフェライト等の磁性材料からなるコアと、
非磁性材料からなる構造部分とをガラス溶着処理して組
立てられている。

この場合フェライトと非磁性セラミックスの熱膨張係数
が異なると、磁気ヘッドの組立て時のガラス溶着処理時
において、ガラスのクラックが発生したり、製品に歪が
残ったりして好ましくない。

また、非磁性セラミックス材料に空孔が多く存在すると
、例えば、磁気ヘッドと磁気記録媒体とが接触して走行
する場合、ディスクにコーティングされた磁性粉が空孔
に付着したり、チッピングが生じて、磁気ヘッドやディ
スクを損傷するため、空孔の小さいことが要求される。

コア材料となるＭｎ−Ｚｎフェライトの熱膨張係数は、
１００〜５００℃で１００〜１２０ｘ　１０−’／　”
Ｃと言われており、非磁性セラミックスの熱膨張係数も
この範囲で任意に変化させることができ、しかも安定し
て製造できることが要求される。　このような観点から
特公昭６０−２１９４０号には、Ｔｉ０２５０〜７０モ
ル％、ＣａＯ５０〜３０モル％よりなる主成分１００重
量部に対してＡＪ！２０３０．２〜４．０重量部を添加
した磁気ヘッド用非磁性セラミックス、およびさらに副
成分として５ｉ０２　、ＭｇＯ，ＺｒＯ２，Ｂａｄ、Ｓ
ｒＯのなかから選ばれた少なくとも１種以上で／Ｍ！２
０３の一部を置換した磁気ヘッド用非磁性セラミックス
が開示されでいる。

しかしながら、最近、ディスクの高保磁力化に伴ない、
磁気ヘッドに使用されるフェライト材料も高飽和−！ｆ
ｆ束密度化が要求され、実際高飽和磁束密度（Ｂｓ＞５
７００）のものが用いられるようになってきている。　
このようなフェライト材料の熱膨張係数は、１００〜５
００℃で１１５〜１３０Ｘ１０−’／”Ｃと言われてい
る。　従フて、非磁性セラミックスの熱膨張係数もこの
範囲で変化させることができ、しかも安定して製造する
ことができることが要求される。

また、より高い耐摩耗性や、加工性が要求される。　し
かし、上記公報等に記載の従来の材料ではこれらの要求
を完全に満足できるものはない。

■　発明の目的 本発明の目的は、高飽和磁束密度化されたフェライトと
熱膨張係数がほぼ一致し、気孔率が少なく、しかも機械
的強度、耐摩耗性、加工性が改善された磁気ヘッド用非
磁性セラミックス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、本発明における第１の発明は、ＴｉＯ２５０
〜５５モル％、ＣａＯ４７〜２５モル％およびＳｒＯ３
〜２５モル％の計１００モル％を含むことを特徴とする
磁気ヘッド用非磁性セラミックスである。

第２の発明は、Ｔｉ０２５０〜５５モル％、ＣａＯ４７
〜２５モル％およびＳｒＯ３〜２５モル％の計１００モ
ル％を含む主成分１００重量部に対してＡＩｌ□０３を
４，０重量部以下添加することを特徴とする磁気ヘッド
用非磁性セラミックスである。

第３の発明は、ＴｉＯ２５０〜５５モル％、ＣａＯ４７
〜２５モル％および５ｒＯ３〜２５モル％の計１００モ
ル％を含む主成分ｉｏｏ重量部に対してＭｇＯ１＋３ａ
Ｏ，５ｉ０２およびＺｒＯ□のうちから選択された少な
くとも１種以上を４．０重量部以下添加したことを特徴
とする磁気ヘッド用非磁性セラミックスである。

■　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用非磁性セラミックスは、Ｔｉ０２
５０〜５５モル％、好ましくは５０〜５３モル％、Ｃａ
Ｏ４７〜２５モル％、好ましくは４６〜２６モル％およ
びＳ「０３〜２５モル％、好ましくは４〜２４モル％の
計１００モル％含むものである。

主成分であるＴｉＯ２，ＣａＯおよびＳｒＯは、実際Ｃ
ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ３と５ｒＴｉＯ，として配合してもよい
。

このような割合とするのは、ＴｉＯ２が５０モル％未満
となると、焼結性が著しく悪くなり、５５モル％をこえ
ると熱膨張係数が１１５ｘ　−’　／　”Ｃ，よりも小
さくなるからであり、ＣａＯが２５モル％未満となると
加工性が悪くなり、熱膨張係数が１１５Ｘ　１０−’／
”Ｃよりも小さくなり、４７モル％をこえると、浮上型
磁気ヘッドのスライダ等として用いたときのＣＳ／Ｓ特
性が悪くなるからであり、またＳｒＯが３モル％未満と
なると上記と同様にＣ３／Ｓ特性が悪くなり、２５モル
％をこえると、加工性が悪くなり、上記と同様にＣ３／
Ｓ特性も悪くなるからである。

そして、このような割合とすることによって、熱膨張係
数は１００〜５００℃の温度範囲で１１５〜１３０Ｘ１
０−’／”Ｃ２より好ましい範囲では１２０〜１３０　
Ｘ　１０−’／”Ｃとなり、高飽和磁束密度化されたフ
ェライトの熱膨張係数との一致がよい。

本発明においては上記のような割合の ＴｉＯ２、ＣａＯおよびＳｒＯの計１００モル％を含む
主成分１００重量部に対してさらにＡｆｉ２０．を４．
０ｆｆｉ量部以下、特に０．２〜４．０重量部、好まし
くは０．２〜２．０重量部添加してもよい。

ＡＩＬ□０３の添加量をこのようにするのは、４０重量
部をこえると、熱膨張係数の値が変化し、その調整が困
難となる。

ただし、０．２重量部未満となると、 ＣａＴｉＯ３とＳ　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｏ：Ｉとの固溶相の結
晶粒径の微細化の効果が期待できなくなる。

ＡＩＬ２０３をこのような割合で添加することにより、
焼結が促進され、気孔率が減少すると同時に、Ａｌｌ□
Ｏ，はＣａＯおよびＴｉＯ２と化合物を形成して機械的
強度を増加させる。

すなわち、主成分を前記のような範囲にすると、Ｔｉ０
ｚ　−５ｒＯ−ＣａＯの状態図からＣａ　Ｔ　ｉ　０３
とＳ　ｒＴ　ｉ　０３の固溶相と、ＣａＴｉ０．、との
２相になることがあるが、このＣａＴｉＯ３とＡ１□０
３とが化合物を形成することとなる。

また、本発明においては、前記のような割合の主成分１
００重量部に対してＭｇＯ１Ｂａｄ、５ｉｎ２およびＺ
ｒＯ２のうちから選択された少なくとも１種以上を４．
０重量部以下、特に０．２〜４．０重量部添加してもよ
い。

このような添加割合とするのは４．０重量部をこえると
、Ａ　１．２０３同様、熱膨張係数の値が変化し、その
調整が困難となる。　ただし０．２重量部未満となると
ＣａＴｉＯ３とＳ　ｒＴ　ｉ　Ｏ，との固溶相の結晶粒
径の微細化の効果が期待できなくなる。

このような成分を添加することにより、Ｃａ　Ｔ　ｉ　
Ｏ３とＳ　ｒＴ　ｉ　Ｏ，の固溶相の結晶粒径が微細化
され、気孔率を減少させることができ、機械的強度が大
きくなる。

本発明の磁気ヘッド用非磁性セラミックスは所定量のＣ
ａＴｉＯ３とＳ　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｏ３との粉末を混合し、
必要に応じてＡＱｘ　０３　、Ｍｇｏ、Ｂａｄ、Ｓ　ｉ
Ｏ，、ＺｒＯ２の粉末を所定量添加して混合した後、成
形体とし、酸素雰囲気中で常圧焼結法により、この成形
体を焼結し、放冷して得られる。

この場合のＣａＴｉＯ３，ＳｒＴｉＯ３、Ｔ　１０２　
、　　Ａ　Ｉ！−２０３、Ｍ　ｇ　０１ＢａＯ１Ｓｉｎ
、、およびＺｒＯ□の粒径はそれぞれ１．０〜３．０−
程度とすればよい。

焼結温度は１２５０〜１３００℃であり、特に１２８０
〜１２９０℃とすることが好ましい。

このような温度とするのは、温度が１２５０℃より低い
と焼結反応が促進せず、所望の密度が得られなくなり、
１３００℃より高いと、結晶粒が成長し、微細な結晶粒
が得られなくなり、また密度も低下するからである。

焼結時間は、一般に１〜３時間である。

また、焼結に際しては、原料粉末の成形体を酸素雰囲気
中で予備焼結し、次いでＨＩＰ炉内でこの予備焼結体を
焼結する熱間等方等加圧（ＨＩＰ）法を用いてもよい。

予備焼結の温度は１２５０〜１３００℃、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１１５０〜１２５０℃とすればよく、特に１１８０
〜１２００℃とすることが好ましい。

このような温度範囲とするのは、空孔率を０．１％未満
にするためである。

焼結時間は１〜５時間、圧力は１０００〜１５００にｇ
／ｃｍ２であり、酸化雰囲気中で行うか、あるいはＡ「
等の不活性雰囲気中で行った後、酸化処理をすればよい
。

この場合、室温で酸素ガス、Ａｒガス等を３００〜４０
０にｇ／ｃｍ２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。

このようにして得られた磁気ヘッド用非磁性セラミック
スは、熱膨張係数が１００〜５００℃の範囲で１１５〜
１３０Ｘ１０−’／ｌ：であり、高飽和磁束密度化され
たフェライト材料の熱膨張係数とほぼ一致する。

また、相対密度は常圧焼結法では、９６．５〜９９．０
％程度とすることができ、さらにＨＩＰ法によれば９９
．９％程度まで上昇させることができ、気孔率が小さい
。

ざらに抗折力は１７〜２０　にｇ／−となり、機械的強
度も充２分である。

また、耐摩耗性として、Ｃ５／Ｓ特性等も良好であり、
チッピング特性も少なく加工性の点でも満足できるもの
である。

以上述べてきた本発明の磁気ヘッド用非磁性セラミック
スは、ハードディスクやフロッピーディスク用等のフェ
ライト磁気ヘッドのスライダー、スペーサー等に用いて
よく、特に高密度記録用磁気ヘッドに使用して有効であ
る。

■　発明の具体的作用効果 本発明によれば、Ｔｉ０２５０〜５５モル％、ＣａＯ４
７．０〜２８％ル％およびＳｒＯ３．０〜２２モル％の
計１００モル％を含むか、またはこのような成分を主成
分とし、主成分１００重量部に対してＡ　Ｉｔ　２０３
を４．０重量部以下添加するか、もしくは主成分１００
重量部に対してＭｇＯ１ＢａＯ１Ｓ　ｉ　Ｏ２およびＺ
ｒＯ２のうちから選択された少なくとも１種以上を４．
０重量部以下添加しているため、高飽和磁束密度化され
たフェライトと熱膨張係数がほぼ一致し、気孔率が少な
く、しかも機械的強度、耐摩耗性、加工性が改善された
磁気ヘッド用非磁性セラミックスが得られる。

■　発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例ｌ ＣａＴｉＯ３およびＳ　ｒＴ　ｉ　Ｏ３の原料粉末は純
度９９．９％のＣａＣ０，、Ｔ　ｉ　Ｏ２、ＳｒＣＯ３
を用い、平均粒径は順にそれぞれ８−と６−と８−のも
のを用いた。　ＣａＴｉＯ３および５ｒＴｉ０３につい
てはそれぞれ１１５０〜１２００℃で仮り焼きをした。

このような原料粉末を表１に示すような組成比となるよ
うに配合し、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、成型した。

これを酸化雰囲気中で２時間、焼結温度１２５０〜１３
００℃で常圧焼結を行った。

冷却後、それぞれの焼結体から、試料（表１）を作成し
た。

これらの試料について、熱膨張係数、相対密度および抗
折力を測定した。　また、試料をスライダ形状に加工し
、これにＭｎ−Ｚｎフェライトコアをガラス溶着して得
た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（Ｃ３／Ｓ特性の耐摩
耗性）を調べた。

なお、表中、耐摩耗性の評価は下記のとおりである。

◎・・・摩耗量０．５−未満 Ｏ・・・摩耗ｆｆ１０．５−以上１．０−未満△・・・
摩耗量１．０−以上１．５４未満×・−摩耗量１．５−
以上２．ｏ、ａ未満ｘ　ｘ−・・摩耗量２．０−以上 さらに、これらの試料（長さ３０１１ｍ、幅１０ＩＩＩ
１１、厚さ４ｍｍ）について、定速送り（２５ｍｍ／ｍ
１ｎ）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ｌ〇−以上の深さのチッピングの発生率
（切断加工性）を顕微鏡（２００倍）で調べた。

なお、表中、１０個未満を○、１０〜２０個を△、それ
以上を×で表わす。

結果を表１に示す。

実施例２ 実施例１の原料粉末を用いて、表２に示すような割合で
配合したもの（主成分）１００重量部にＡｎ２０３を表
２に示すような割合で添加し、実施例１と同様の処理を
して試料（表２）を作成し、同様の測定を行った。

なお、ＡＲ，□ｏ３の粒径は２．ＯＰのものである。

また、特公昭６０−２１９４０号に記載のものを試料２
２０，２２１　（比較）として挙げる。

結果を表２に示す。

実施例３ 実施例２においてＡｆｌ、２０．のがゎり、表３に示す
ような添加物を表３に示すような割合で添加し、実施例
１と同様の処理をして試料（表３）を作成し、同様の測
定を行った。　なお、Ｍｇｏ％　ＢａＯ１Ｓｉｎ２．Ｚ
ｒＯ２は粒径がそれぞれ３．０−１３．ＯＰ、２．ｏ、
ａ、２、０ＪＪＩ１１のものを用いた。

結果を表３に示す。

以上の実施例より、本発明の効果は明らかである。

なお、本実施例においては常圧焼結法によって作成した
試料を用いているが、ＨＩＰ法により作成した試料を用
いても同様の結果が得られた。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＴｉＯ＿２５０〜５５モル％、ＣａＯ４７〜２５
   モル％およびＳｒＯ３〜２５モル％の計１００モル％を
   含むことを特徴とする磁気ヘッド用非磁性セラミックス
   。
2. （２）ＴｉＯ＿２５０〜５５モル％、ＣａＯ４７〜２５
   モル％およびＳｒＯ３〜２５モル％の計１００モル％を
   含む主成分１００重量部に対してＡｌ＿２Ｏ＿３を４．
   ０重量部以下添加することを特徴とする磁気ヘッド用非
   磁性セラミックス。
3. （３）ＴｉＯ＿２５０〜５５モル％、ＣａＯ４７〜２５
   モル％およびＳｒＯ３〜２５モル％の計１００モル％を
   含む主成分１００重量部に対してＭｇＯ、ＢａＯ、Ｓｉ
   Ｏ＿２およびＺｒＯ＿２のうちから選択された少なくと
   も１種以上を
4. ４．０重量部以下添加したことを特徴とする磁気ヘッド
   用非磁性セラミックス。