JPS63134559A

JPS63134559A - 磁気ヘツド用非磁性セラミツクス

Info

Publication number: JPS63134559A
Application number: JP61279337A
Authority: JP
Inventors: 吉良　善孝
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1986-11-22
Filing date: 1986-11-22
Publication date: 1988-06-07

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
、Ｎｉ−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系数
が異なると、磁気ヘッドの組立時のガラス溶着処理時に
おいて、ガラスにクランクが発生したり、製品に歪が残
り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１００〜１２０ｘｌＯ−’／℃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％、
Ｃａ０５０〜３０モル％よりなる主成分１００重量部に
対してＡｌ５Ｏ１２，２〜４．０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Ｓｉｎ□、ＭｇＯ，ＺｒＯ２，ＢａＯ１ＳｒＯの中か
ら選ばれた少なくとも１種以上でＡ　Ｉｔ　２０３の１
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
れている。

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磁束密度
化が要求され、実際高飽和磁束密度（Ｂｓ＞５７００）
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−’／℃と言われている
。　従って、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。

■　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、本発明は、Ｔｉ０２５０〜５５モル％、Ｃ
ａ０４７〜２５モル％およびＳｒＯ２．５〜２５モル％
の計１００モル％を含む主成分１００重量部に対してＡ
１２０３０．２〜４重量部とＭｇＯ５Ｂａｄ、Ｓｉｎ□
およびＺｒＯ２のうちから選択された少なくとも１種以
上０．２〜４重量部とを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５０〜５２モル％、Ｃａ
Ｏ４７，５〜２５モル％、好ま１ノくけ４１．５〜２６
モル％およびＳｒＯ２．５〜２５モル％、好ましくは３
．５〜２４モル％の計１００モル％を含む主成分１００
重量部に対してＡ１２０３を０．２〜４重量部、好まし
くは０．５〜２．５重量部添加したものに、さらに副成
分としてＭｇＯ１ＢａＯ１Ｓｉｎ２およびＺ　ｒ　Ｏ２
のうちから選択された少なくとも１種以上を０．２〜４
重量部、好ましくは０．５〜３重量部添加したものであ
る。

主成分であるＴｉＯ２，ＣａＯおよびＳｒＯは、実１１
ＷｃａＴｉＯ，とＳ　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｏ３として配合して
もよい。

主成分を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　１０−’／”Ｃよ
りも小さくなるがうであり、ＣａＯが２５モル％未満と
なるとαが１１５　ｘ　１０−’／”Ｃよりも小さくな
り、４７．５モル％をこえると、磁気ヘットのスライダ
等として用いた場合Ｃ３／Ｓ特性が悪くなるからであり
、またＳｒＯが２．５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
工性が悪くなると同時にＣ５／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１１５〜１３０Ｘ１０
−’／”Ｃ１より好ましい範囲では１２０〜１３０Ｘ１
０−’／’ｅ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。

また、Ａｌ２Ｏ３の添加量をこのようにするのは、４重
量部をこえると、熱膨張係数の値が変化し、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　Ｏ３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。

そして、Ａｌ２Ｏ３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Ａｌ
２Ｏ＊はＣａＯおよびＴ　ｉ　０２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、Ｔ　ｉ
　０２−Ｓ　ｒｏ−ＣａＯの状態図からＣａＴｉＯ３と
ＳｒＴｉＯ３の固溶相とＣａＴｉＯ３との２相になるこ
とがあるが、このＣａＴｉ０ｔとＡｌ１２０３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、Ａｌ２２０３に加え第２成分
としてさらにＭｇＯ１ＢａＯ１Ｓ　ｉ　０２およびＺｒ
Ｏ２のうちから選択された少なくとも１種以上で添加す
るが、これらの添加量は０．２〜４ｆｆｉ量部であり、
好ましくは０．５〜３重量部とするのがよい。

このような副成分を添加することにより、ＣａＴｉＯ３
とＳ　ｒＴ　ｉ　０３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
ａＴｉ０．とＳ　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｏ３との粉末を混合した
ものにＡＩＬ２０．の粉末を添加し、必要に応じてさら
にＴｉＯ２，ＭｇＯ１Ｂａｄ、Ｓｉｎ、、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ＣａＴｉＯ３，５ｒＴｉＯ，、Ｔ　ｉ　０２　
、Ａ　Ｉ１２０３、Ｍｇ　０１Ｂａｄ。

５ｉ０２．およびＺｒＯ□の粒径は、それぞれ１．０〜
３．０−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、１
３００℃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圧加圧（ＨＩＰ）法を用いてもよい
。

予備焼結の温度は１２５０〜１５５０℃、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％以下
にするためである。

焼結時間は１〜５時間、圧力１０００〜１５００Ｋｇ／
ｃｍ２であり、酸化雰囲気中あるいはＡｒ等の不活性雰
囲気中で行えばよい。

この場合、室温で酸素ガス、Ａｒガス等を３００〜４０
０にｇ／ａｍ”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１１５〜１
３０Ｘ１０−’／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％
程度となり、ＨＩＰ法ではさらに９９．９％程度まで上
昇させることができ、気孔率が小さい。

さらに抗折力は１７〜２０Ｋｇ／ｙｒｒａ２となり、機
械的強度も充分である。

また、耐摩耗性等のＣ５／Ｓ特性もよく、チッピング発
生も少なく加工性もよい。

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％、Ｃａ０４
７．５〜２８．０モル％およびＳｒＯ２．５〜２２モル
％の計１００モル％を含む主成分１００重量部に対して
Ａ１．０３を０．２〜４重量部添加したものに、さらに
第２成分としてＭｇＯ１ＢａＯ１ＳｉＯ２およびＺ　ｒ
　Ｏ２のうちから選択された少なくとも１種以上を０．
２〜４重量部添加しているため、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ＣａＴｉＯ３およびＳ　ｒＴ　ｉ　０３の原料粉末は純
度９９．９％のＣａＣＯ３，ＴｉＯ２、ＳｒＣＯ３を用
い、平均粒径は順にそれぞれ８Ｐと６−と８−のものを
用いた。

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、ざらに表１に示すように添加物を加え、ボ
ールミルにより２０時時間式混合を行った。

なお、Ａ　Ａ２２０３　、Ｍ　ｇ　Ｏ、Ｂ　ａ　０　。

５ｉ０２．ＺｒＯ３は粒径がそれぞｆｉ２．ｏ、ａのも
のを用いた。

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１２５０〜１３００℃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。

また、特公昭６０−２１９４０号に記載のものを試料１
２２（比較）として挙げる。

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
４万回繰り返した時の摩耗の程度（Ｃ５／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ｏ、　５１ｍ未満Ｏ・・・摩耗１０．ｓ＃ｍ以上１．０−未満△・・・摩
耗量１．０−以上１．５−未満×・・・摩耗量１．５Ｊ
ＪＪ１１以上２．０−未満ｘ　ｘ−・・摩耗量２．０−
以上さらに、これらの試料（幅１０ｍｍ、長さ６０ａ＋ｍ、
厚さ４　ｍｍ）について、定速送り（２５ｍＩｌ／　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１０戸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。

１０個未満を０１１０〜２０個を△、それ以上を×で表
わす。

結果を表１に示す。

以上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

【特許請求の範囲】

（１）ＴｉＯ＿２５０〜５５モル％、ＣａＯ４７〜２５
モル％およびＳｒＯ２．５〜２５モル％の計１００モル
％を含む主成分１００重量部に対してＡｌ＿２Ｏ＿３０
．２〜４重量部とＭｇＯ、ＢａＯ、ＳｉＯ＿２およびＺ
ｒＯ＿２のうちから選択された少なくとも１種以上０．
２〜４重量部とを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。