JPS6399936A - 異相界面を有する複合材料 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は詭性材料基板上に該詭性材料基板と物性係数の
異なる材料からなる膜を積層した異相界面を有する複合
材料に関し、例えば複合型磁気ヘッドに利用される。

（従来の技術） 近年、半導体産業や磁気記録産業等様々な分野において
、界面機能を利用した機能性デバイスあるいは構造材料
を意図したセラミックス−金属接合体等の要請が強まっ
ている。そこで、真空蒸着法等の薄膜作成技術を駆使し
て、詭性材料基板上に金属材料等からなる厚膜を形成す
ることにより、異相界面を有する複合材料を作成する研
究が進められている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、脆性材料であるセラミックス基牟　　　
　　ｗ　、　　　、　　　　　　　　　ｒ、数、すなわ
ち弾性係数、熱膨張係数等が異なるため、接合界面の弾
性歪みの不適合により、均質材料では見られない応力集
中が接合界面のエツジ部や界面亀裂の先端部に発生し、
金属膜の内部応力がセラミックスの破壊強度に至らなく
ても、異相界面領域の破壊が進展し、界面に沿うセラミ
ックス内で破壊が生じるという問題があった。

すなわち、第６図に示すように、セラミックス基板ａ上
に、エツジ部ｃ、ｃの膜厚を中央部の膜厚と略等しくな
した金属膜すを約１７μｍの厚みに形成した場合、セラ
ミックス基板ａと金属膜ｂとの接合界面のエツジ部分ｄ
、ｄに応力集中が発生し、該エツジ部分ｄ、ｄからセラ
ミックス基板ａの内方に向かってクランクｅが発生する
。

（問題点を解決するための手段） 本発明の複合材料は、詭性材料基板上に該詭性材料基板
と物性係数の異なる材料からなる膜を積層した異相界面
を有する複合材料において、前記詭性材料基板と前記膜
との接合界面であって、前記膜の応力集中が発生する部
分の膜厚が徐々に薄くなされたものである。

（作用） 詭性材料基板と膜との接合界面において、膜の応力集中
が発生する部分の膜厚を徐々に薄くすることにより、膜
の応力集中が発生する部分の全応力を緩和し、詭性材料
基板の破壊を抑制する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係る異相界面を有する複合材料の構
造を示している。

同図において、１は詭性材料基板（例えばフェライト基
板）であって、この詭性材料基板１の表面上に１７μｍ
の厚みのＦｅ−３ｉ−ＡＩ系金合金膜２電子ビーム蒸着
法により形成されたものである。Ｆｅ−５ｉ−ＡＩ系金
合金膜２両端部２ａ、２ｂ、すなわち詭性材料基板１と
の接合界面であって応力集中の発生する部分の膜厚は、
中央寄り部から両端に行くに従って徐々に薄くなるよう
に形成されている。

このように形成することにより、Ｆｅ−５ｉ−ＡＩ系金
合金膜２両端部２ａ、２ｂに発生する全応力を緩和し、
詭性材料基板１の破壊を防止することができるものであ
る。

第２図は、上記形状にＦｅ−５ｉ−ＡＩ系金合金膜２形
成する方法の一例を示している。

すなわち、フェライト基板１１に凹陥状の溝部１２を設
け、この溝部１２の一側面を蒸着面１３として電子ビー
ム蒸着法によりＦｅ−３ｔ−ＡＩ系金合金膜２２０μｍ
の厚みに形成したものである。同図中において、矢符Ｐ
は蒸着源（図示省略）からの蒸着原子の飛来方向を示し
たものであり、角度θは蒸着原子の飛来方向と蒸着面１
３の法線方向とのなす角度で、蒸着原子の入射角を示し
たものである。この場合、蒸着飛来原子の直線性を考慮
し、かつシャドウィング効果を利用して蒸着原子を入射
角θで飛来させるように溝部１２の溝幅と溝深さとを設
定し、蒸着面１３に形成されるＦｅ−５ｔ−ＡＩ系金合
金膜２エツジ部２ａ（又は２ｂ）の膜厚が徐々に薄（な
るようにしている。このように形成すると、フェライト
基板１１とＦｅ−３ｉ−ＡＩ系金合金膜２の接合界面の
エツジ部２ａ、２ｂにおいて、フェライト基板１１内に
クランクの発生は見られなかった。

しかしながら、第３図に示すように、Ｆｅ−５ｔ−ＡＩ
系金合金膜２エツジ部１６の膜厚が薄くならないように
フェライト基板１１の溝部１２の溝幅と溝深さとを設定
し、Ｆｅ−５ｉ−ＡＩ系金合金膜２２０μｍの厚みに形
成した場合、フェライト基板１１とＦｅ−３ｉ−ＡＩ系
金合金膜２の接合界面のエツジ部１６に応力集中が発生
し、接合界面に沿ってフェライト基板ｌｌ内にクランク
３が発生した。

第４図は、上記した複合材料を界面機能デバイスとして
の磁気ヘッドに応用した例を示している。

すなわち、磁気テープのトラック幅に相当する２０μｍ
の膜厚のＦｅ−３ｉ−ＡＩ系軟磁性膜（以下単に軟磁性
膜という）２１をフェライトコア２２に設けられた切欠
状の溝部２３に形成するとともに、記録媒体（図示省略
）に摺接する部分の軟磁性膜２１の両側に耐摩耗性に優
れた非磁性材料２４゜２４を配して軟磁性膜２１を両側
から挾持するように構成したものである。

この場合、軟磁性膜２１は前記した第２図に示す方法に
よって溝部２３の側面にのみ形成されているので、フェ
ライトコア２２内にクランクの生じない磁気ヘッドを作
成でき、歩留りの向上を図ることができる。

これに対し、第５図に示すように、軟磁性膜３１がフェ
ライトコア３２に設けられた溝部３３の側面３４と底面
３５とにまたがって形成された構造の磁気ヘッドでは、
軟磁性膜３１の応力集中によりクランク３６が生じ、軟
磁性膜３１の内部応力がフェライトの破壊強度に至らな
くともフェライトコア３２が破壊された。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係る異相界面を有する複
合材料によれば、膜の応力集中が発生する部分の膜厚を
徐々に薄くすることにより、膜形成時における詭性材料
基板の破壊を防止することができる。また、これにより
、この複合材料を磁気ヘッドに応用した場合の製品の歩
留りを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合材料の正面図、第２図は本発明の
複合材料の形成方法の一例を示す正面図、第３図はエツ
ジ部が薄くない場合の従来の複合材料の形成方法を示す
正面図、第４図は本発明の複合材料を磁気ヘッドに応用
した例を示す全体斜視図、第５図は従来の磁気ヘッドの
構造を示す全体斜視図、第６図は従来の複合材料の正面
図である。 １・・・詭性材料基板 ２−Ｆｅ−３ｉ−ＡＩ系合金膜 ３．３６・・・クランク １１・・・フェライトｉｔ反 ２２．３２・・・フェライトコア ２１　、　３１−Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系軟磁性膜第７図 １１２図 １１Ｅ４図 麿５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）詭性材料基板上に該詭性材料基板と物性係数の異な
   る材料からなる膜を積層した異相界面を有する複合材料
   において、 前記詭性材料基板と前記膜との接合界面で あって、前記膜の応力集中が発生する部分の膜厚が徐々
   に薄くなされたことを特徴とする異相界面を有する複合
   材料。