JPH06333725A - 高密度フェライト - Google Patents

高密度フェライト

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JPH06333725A
JPH06333725A JP5142833A JP14283393A JPH06333725A JP H06333725 A JPH06333725 A JP H06333725A JP 5142833 A JP5142833 A JP 5142833A JP 14283393 A JP14283393 A JP 14283393A JP H06333725 A JPH06333725 A JP H06333725A
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JP
Japan
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ferrite
density
permeability
temperature
magnetic
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Application number
JP5142833A
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English (en)
Inventor
Akiyo Yuguchi
昭代 湯口
Toshiharu Kawasaki
俊治 川崎
Mitsuru Tomita
充 冨田
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Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】Fe2 O3 を多く含む高密度Mn−Znフェラ
イトにおいて、磁気ヘッドへの機械加工及び熱処理など
による初透磁率及び保磁力などの劣化を少なくし、また
磁気ヘッドとして作動するときの温度変化による初透磁
率の変化を抑え、磁気ヘッドとして良好に使用される高
密度フェライトを得ること。 【構成効果】本発明の高密度フェライトは、主成分とし
てモル比で62〜68%のFe2 O3 、16〜28%の
MnO及び10〜16%のZnOから成り、副成分とし
てCaO、SiO2 、ZrO2 及びCoOの少なくとも
1種を含む高密度フェライトにおいて、その初透磁率の
温度特性における第2極大値が10〜30℃に存在する
ものである。よって、残留応力及び使用環境温度による
高周波での初透磁率及び保磁力などの劣化を抑えること
ができ、高飽和磁束密度であって、高周波領域で安定し
た高い初透磁率を有する高密度フェライト材料を得るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドに使用され
る高密度フェライト材料に関し、特にメタルディスク等
の高保磁力を有する高記録密度磁気記録媒体への情報の
読み書きに用いられる磁気ヘッドに使用して好適な高磁
束密度、高透磁率のMn−Znフェライト材料に関す
る。
【0002】
【従来の技術】フェライト材料は従来から電気機器や電
子機器部品に多く使用されていて極めてポピュラーな電
子材料である。最近では、FDD(フロッピーディスク
駆動装置)、RDD(固定ディスク駆動装置)、VTR
(ビデオテープレコーダ)等に使用される磁気ヘッド材
料として多用されおり、その主流材料は高密度Mn−Z
nフェライト材料である。
【0003】また、近年磁気記録媒体への記録密度の向
上を図るため、記録媒体に用いられる材料は、酸化鉄系
に代わって、より高い保磁力を有したメタル系が多く使
用されてきているが、従来のFe2 O3 を50〜55モ
ル%含む高密度Mn−Znフェライト材料を用いた磁気
ヘッドでは、その飽和磁束密度が低いためメタル系磁気
媒体への情報の読み書きに用いられる磁気ヘッドの材料
に使用できない難点があった。これの飽和磁束密度を改
善するために、Fe2 O3 を60%以上含む高い飽和磁
束密度を有する高密度Mn−Znフェライトをヘッド材
料に利用することも考えられる。しかし、このようなF
e2 O3 を多く含む高密度Mn−Znフェライトは、従
来組成の高密度Mn−Znフェライトに比べて磁気歪が
大きいため、磁気ヘッドへの機械加工及び熱処理などに
よって受ける残留応力により、初透磁率及び保磁力など
が大きく劣化する問題点がある。また、磁気ヘッドとし
て媒体への読み書きをする場合においても、その動作温
度の変化によりフェライトの初透磁率が変化するため、
出力の変動などを引き起こす問題点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
改善しようとするものであり、その目的は、Fe2 O3
を多く含む高密度Mn−Znフェライトにおいて、特に
磁気ヘッドへの機械加工及び熱処理などによる初透磁率
及び保磁力などの劣化を少なくし、また磁気ヘッドとし
て作動するときの温度変化による初透磁率の変化を抑
え、磁気ヘッドとして良好に使用することができる高密
度フェライトを得ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記に示す本発明の目的
を達成するために本発明は、主成分としてモル比で62
〜68%のFe2 O3 、16〜28%のMnO及び10
〜16%のZnOから成り、副成分としてCaO、Si
O2 、ZrO2 及びCoOの少なくとも1種を含む高密
度フェライトにおいて、その初透磁率の温度特性におけ
る第2極大値が10〜30℃に存在する高密度フェライ
トを提供するものである。
【0006】本発明では、上記主成分としてモル比で6
2〜68%のFe2 O3 ,16〜28%のMnO,およ
び10〜16%のZnOから成る、Fe2 O3 を多く含
むフェライトにおいて、その初透磁率及び保磁力などの
磁気特性が、初透磁率の温度特性における第2極大値を
示す温度(以下、S.M.P.と表す。)の前後で大き
く異なり、S.M.P.より高い温度域での磁気特性が
低い温度域よりも良好であることを見出し、このような
見地より、残留応力及び使用環境温度により初透磁率及
び保磁力などの劣化を抑え、かつ高い飽和磁束密度を有
し、高周波での初透磁率の高い材料を提供できる。
【0007】本発明で使用されるフェライト材の主成分
は、モル比でFe2 O3 62〜68%、MnO16〜2
8%およびZnO10〜16%から成り、これにより5
800G以上の高い飽和磁束密度を有する焼成体を得る
ことができる。フェライト材の主成分を上述の範囲とし
たのは、これ以外の範囲では飽和磁束密度の減少や保磁
力の増大を招き、高保磁力の媒体に対する磁気ヘッド材
として実用的でなくなるためである。これらの主成分の
ほかに、副成分としてCaO,SiO2 ,ZrO2 及び
CoOの少なくとも1種を加える。これらのうちCa
O、SiO2 、ZrO2 は焼成体の抵抗率を上げる効果
があり、CoOはFe2 O3 の量に応じて異方性定数K
1 を調整する効果があり、いずれも高周波での初透磁率
を改善することができる。
【0008】また、Fe2 O3 を多く含むフェライト材
を焼成する場合、スピネル化反応にともなう酸素の放出
量が多いため、必要に応じて有機系バインダーなどの還
元剤をフェライト剤に添加することができる。
【0009】このようにして得られたフェライト材は、
成形した後、焼成する。焼成は酸素の放出によるヘマタ
イトの残留がなく、気孔が少なくまた結晶の粒成長の少
ない焼成体が得られるような条件で行われる必要があ
る。このために酸素濃度を制御した不活性ガス雰囲気中
で、焼成温度1150〜1250℃の範囲で行うのが好
ましい。この後、焼成体は熱間静水圧プレス処理(以下
HIP処理という)される。HIP処理の条件は特に制
約されるものではないが、結晶の成長を抑えながら高密
度化するために、焼成温度より30〜100℃に低い温
度で、圧力500〜1500kg/cm2 の範囲で行うのが
好ましい。HIP処理された高密度フェライトは、HI
P処理による残留応力を除去するためにアニ−ル処理さ
れる。アニ−ル処理の条件は、残留応力が除去されれば
特に制約されるものではないが、フェライト内部の気孔
の再生あるいは表面部の酸化による劣化を防ぐために、
酸素濃度を制御した不活性ガス雰囲気中で700〜10
00℃の範囲で行うのが好ましい。
【0010】本発明における高密度フェライトの初透磁
率のS.M.P.は10〜30℃に存在するように調整
される。S.M.P.を上記範囲に設定するのは、この
高密度フェライトが使用される温度による。すなわち、
この高密度フェライトが磁気ヘッドコアとして使用さ
れ、媒体への読み書きをするときの温度範囲はコアの発
熱及び機器の環境温度などにより、通常30〜80℃の
範囲で変化する。したがってこのような温度範囲におい
て初透磁率及び保磁力が劣化なく使用できるようにする
ために、S.M.P.をこの温度範囲より低く設定す
る。ここで、もし、S.M.P.の設定が30℃以上で
あれば、磁気ヘッドの読み書きがフェライトのS.M.
P.より高温及び低温の両側の温度域で使用することと
なるために、S.M.P.より低温側の動作温度域で初
透磁率などの劣化が起こり、正常な読み書きが行えなく
なる。また、S.M.P.の設定が10℃以下であれ
ば、使用温度範囲での初透磁率などの劣化はなくなる
が、使用温度がS.M.P.より高すぎるため、磁気異
方性K1 が大きくなり、初透磁率の低下及び保磁力の増
大を招く。
【0011】このようなFe2 O3 を多く含むフェライ
トにおいて使用温度がS.M.P.より高い方が低い方
よりなぜ高周波での初透磁率が高く、保磁力も小さくな
るのかは明確ではないが、S.M.P.を起点に、磁化
容易軸が低温側で〈111〉方向、高温側で〈100〉
方向に変化するときに、それぞれに作用する磁気歪|λ
111 |及び|λ100 | が、それぞれ約3x10-5及び
5x10-6(常温にて)で、後者の方が小さいため、
〈100〉方向が磁化容易軸の時、すなわち使用温度が
S.M.P.より高いときに磁気特性がより良好なるも
のと思われる。またこれらのフェライトを磁気ヘッドに
用いる時に機械加工及び熱処理にともなう残留応力によ
る磁気特性の劣化も、使用温度がS.M.P.より高く
設定された高密度フェライトでは、上記理由により磁気
歪が小さいため、それが小さくなるものと思われる。
【0012】本発明における高密度フェライトのS.
M.P.の調整方法は、特に制約されるものではない
が、使用するフェライト材の組成に応じて、焼成温度と
焼成雰囲気の調節、アニ−ル温度とアニ−ル雰囲気の調
節あるいはCoOの添加量の変更などにより、それぞれ
の許容範囲内で任意に選ぶことができる。
【0013】
【作用】上述のように、Fe2 O3 を多く含む高密度フ
ェライトMn−Znフェライトにおいて、そのS.M.
P.を10〜30℃に調整することにより、磁気ヘッド
コアとして使用されるにあたり、磁気ヘッド加工時の残
留応力あるいは使用温度による初透磁率、保磁力などの
劣化を抑えられることにより、高い飽和磁束密度を有
し、高周波での初透磁率の高い材料を提供することがで
きる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。主成分と
してFe2 O3 、MnO及びZnOを図1の図表図に示
す組成範囲で選び、これをボ−ルミルで混合し、窒素雰
囲気中で900℃、5時間仮焼した。これに副成分とし
て、CaO、SiO2 、ZrO2 及びCoOを図1の図
表図に示す範囲でそれぞれ添加し、ボ−ルミルで粉砕し
た。このフェライト原料粉に還元剤としてボリビニルア
ルコ−ルを0. 3wt%添加し、50x10x8mmの
ブロック状の成形した。そしてこの成形体を窒素雰囲気
中で昇温し、酸素を含む雰囲気で1150〜1250℃
の範囲で6時間焼成した。この焼成体を、アルゴン雰囲
気中で1070〜1170℃、1000kg /cm2 の条
件下で3時間HIP処理を行い、さらに酸素を5〜10
0ppm 含む雰囲気中で700〜1000℃の範囲で、6
時間アニ−ル処理し、各高密度フェライトのブロックか
ら外径5mmφ、内径3mmφ、厚さ0.5mmt のリングを
加工し、100e での飽和磁束密度Bs 及び保磁力Hc
、S.M.P.、さらに30℃及び50℃における8
MHZでの初透磁率μi の測定を行った。これらの結果
を図2の図表図に示す。
【0015】また、図2の図表図に示す実施例1〜4、
比較例1〜6のうち、実施例1及び比較例1の高密度フ
ェライトについて、30℃及び50℃における初透磁率
の周波数特性をそれぞれ図3及び図4に示す。
【0016】以上の結果から明らかなように、本発明の
実施例1〜4の高密度フェライトにおいては、温度変化
による初透磁率の劣化がなく、ほぼ一定値を示すことが
わかる。これに対して、S.M.P.が本発明の範囲外
にある比較例1〜3の高密度フェライトでは保磁力の増
加及び温度変化による初透磁率の低下及び変動が大きく
なる。また、主成分の組成が本発明の範囲外にある比較
例4、5及び本発明の副成分を含まない比較例6の高密
度フェライトでは、S.M.P.が10〜30℃の範囲
内にあっても、初透磁率そのものが低いものとなる。
【0017】なお、本発明に係るフェライト材料は、先
端の空隙を磁気媒体に対峙させたコアを持ち、該コアに
コイルが捲回された磁気ヘッドに使用してその効果は特
に顕著なものである。
【0018】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る高密度フェライトにあっては、主成分としてモル比で
62〜68%のFe2 O3 ,16〜28%のMnO及び
10〜16%のZnOから成り、副成分としてCaO、
SiO2 、ZrO2 及びCoOの少なくとも1種を含
み、その初透磁率の温度特性における第2極大値(S.
M.P.)が10〜30℃に存在することにより、残留
応力及び使用環境温度による高周波での初透磁率及び保
磁力などの劣化を抑えることができ、高飽和磁束密度で
あって、高周波領域で安定した高い初透磁率を有するフ
ェライト材料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例と比較例の含有成分を対比した
図表図
【図2】還元剤の種類と添加量を示す図表図
【図3】本発明の実施例の特性を示す特性図
【図4】比較例の特性を示す特性図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主成分としてモル比で62〜68%のFe
    2 O3 、16〜28%のMnO及び10〜16%のZn
    Oから成り、副成分としてCaO、SiO2 、ZrO2
    及びCoOの少なくとも1種を含む高密度フェライトに
    おいて、その初透磁率の温度特性における第2極大値が
    10〜30℃に存在することを特徴とする高密度フェラ
    イト。
  2. 【請求項2】先端の空隙を磁気媒体に対峙させるコアを
    持ち、該コアにコイルが捲回された磁気ヘッドにおい
    て、該コアが、主成分としてモル比で62〜68%のF
    e2 O3 、16〜28%のMnO及び10〜16%のZ
    nOから成り、副成分としてCaO、SiO2 、ZrO
    2 及びCoOの少なくとも1種を含む高密度フェライト
    であってその初透磁率の温度特性における第2極大値が
    10〜30℃に存在するフェライトからなることを特徴
    とする高密度フェライト磁気ヘッド。
JP5142833A 1993-05-21 1993-05-21 高密度フェライト Pending JPH06333725A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012140307A (ja) * 2011-01-04 2012-07-26 Tdk Corp フェライト組成物および電子部品
JP2012246154A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 Tdk Corp フェライト組成物および電子部品
JP2013107793A (ja) * 2011-11-21 2013-06-06 Tdk Corp フェライト組成物および電子部品
CN110128130A (zh) * 2019-05-06 2019-08-16 南京中电熊猫磁电科技有限公司 具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料及其制造工艺

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