JPH07220238A - 磁気ヘッド用基板材料 - Google Patents
磁気ヘッド用基板材料Info
- Publication number
- JPH07220238A JPH07220238A JP2381994A JP2381994A JPH07220238A JP H07220238 A JPH07220238 A JP H07220238A JP 2381994 A JP2381994 A JP 2381994A JP 2381994 A JP2381994 A JP 2381994A JP H07220238 A JPH07220238 A JP H07220238A
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- substrate material
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼結性、機械加工性、媒体との潤滑性に優れ
た、薄膜技術を用いる磁気ヘッドの基板材料として使用
できる磁気ヘッド用基板材料を提供する。 【構成】 主として薄膜材料をその上に形成して磁気ヘ
ッドを構成するセラミックスの基板材料において、主成
分として、Ｔｉ（ＣＮ）を１０重量％から８０重量％の
範囲で含み、残部としてＡｌ2Ｏ3を含み、この主成分１
００重量部に対し、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｍｇ
Ｏの少なくとも一種を１重量部から５重量部含み低い焼
結温度で製造できる磁気ヘッド用基板材料。
た、薄膜技術を用いる磁気ヘッドの基板材料として使用
できる磁気ヘッド用基板材料を提供する。 【構成】 主として薄膜材料をその上に形成して磁気ヘ
ッドを構成するセラミックスの基板材料において、主成
分として、Ｔｉ（ＣＮ）を１０重量％から８０重量％の
範囲で含み、残部としてＡｌ2Ｏ3を含み、この主成分１
００重量部に対し、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｍｇ
Ｏの少なくとも一種を１重量部から５重量部含み低い焼
結温度で製造できる磁気ヘッド用基板材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドに用いられ
る基板材料に関係し、特に薄膜磁気ヘッド等に用いられ
る非磁性の磁気ヘッド用基板材料に関するものである。
る基板材料に関係し、特に薄膜磁気ヘッド等に用いられ
る非磁性の磁気ヘッド用基板材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の材料には、高強度で、か
つ良好な耐薬品性を示すＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系セラミック
スが用いられている。この用途では、高強度で耐薬品性
を持つ外に、技術が高度化するに従い、薄膜等を用いた
マイクロ技術が必要となり微細な加工に耐えるものが要
求されている。この種のＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系セラミック
スは、硬度が高過ぎるために記録媒体の摩耗を引き起し
易いと云う問題がある。又、微細なパターンに用いる基
板材料としては緻密なものが要求され、緻密なものを得
るには、焼結性が悪いために１８５０〜１９００℃の高
温での焼結が不可欠となり、製造設備が高価で、操業費
用も高く原価高になり、機械加工性が悪いために、歩留
も悪く、又、小型化の要求に対応ができないこと、等の
問題点があった。
つ良好な耐薬品性を示すＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系セラミック
スが用いられている。この用途では、高強度で耐薬品性
を持つ外に、技術が高度化するに従い、薄膜等を用いた
マイクロ技術が必要となり微細な加工に耐えるものが要
求されている。この種のＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系セラミック
スは、硬度が高過ぎるために記録媒体の摩耗を引き起し
易いと云う問題がある。又、微細なパターンに用いる基
板材料としては緻密なものが要求され、緻密なものを得
るには、焼結性が悪いために１８５０〜１９００℃の高
温での焼結が不可欠となり、製造設備が高価で、操業費
用も高く原価高になり、機械加工性が悪いために、歩留
も悪く、又、小型化の要求に対応ができないこと、等の
問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
問題点を解消して、焼結性、機械加工性、媒体との潤滑
性に優れた、薄膜技術を用いる磁気ヘッドの基板材料と
して使用できる磁気ヘッド用基板材料を提供することに
ある。
問題点を解消して、焼結性、機械加工性、媒体との潤滑
性に優れた、薄膜技術を用いる磁気ヘッドの基板材料と
して使用できる磁気ヘッド用基板材料を提供することに
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた研究の成果で、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ
系セラミックスの欠点を除去したものである。本発明
は、Ａｌ2Ｏ3とＴｉ（ＣＮ）とからなる主成分に対し、
Ｃｒ2Ｏ3，ＴｉＯ2，Ｙ2Ｏ3，ＭｇＯの少なくとも一種
を添加し焼結することを特徴とする。即ち、本発明は、
主として薄膜をその上に形成して磁気ヘッドを構成する
セラミックス基板の材料において、主成分として、Ｔｉ
（ＣＮ）を１０重量部から８０重量部の範囲で含み、残
部としてＡｌ2Ｏ3を含み、この主成分１００重量部に対
し、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯの少なくとも
一種を１重量部から５重量部の範囲で含むことを特徴と
する磁気ヘッド用基板材料である。
決するためになされた研究の成果で、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ
系セラミックスの欠点を除去したものである。本発明
は、Ａｌ2Ｏ3とＴｉ（ＣＮ）とからなる主成分に対し、
Ｃｒ2Ｏ3，ＴｉＯ2，Ｙ2Ｏ3，ＭｇＯの少なくとも一種
を添加し焼結することを特徴とする。即ち、本発明は、
主として薄膜をその上に形成して磁気ヘッドを構成する
セラミックス基板の材料において、主成分として、Ｔｉ
（ＣＮ）を１０重量部から８０重量部の範囲で含み、残
部としてＡｌ2Ｏ3を含み、この主成分１００重量部に対
し、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯの少なくとも
一種を１重量部から５重量部の範囲で含むことを特徴と
する磁気ヘッド用基板材料である。
【０００５】
【作用】本発明はＡｌ2Ｏ3とＴｉ（ＣＮ）を主成分とす
ることにより、結晶粒径や加工性や耐摩耗性が、低い焼
結温度でも改善され、更に添加物により相対密度、硬
度、抗折強度等の機械特性も低い焼結温度でも改善でき
た。本発明において、Ｔｉ（ＣＮ）を主成分として選択
したのは、従来のＴｉＣを用いた材料より焼結性が良好
であり、さらに自己潤滑性がみられ、結晶粒径が均一で
小さくすることが可能であると判明したためである。し
かし、Ｔｉ（ＣＮ）＋Ａｌ2Ｏ3系のみでは、ＴｉＣ＋Ａ
ｌ2Ｏ3に添加物を加えた従来の材料よりは改善されるが
硬度が低く不十分である。この系において、Ｔｉ（Ｃ
Ｎ）の範囲を限定したのは、１０重量部未満では、ビッ
カース硬度が２０００以上になり改善が期待できず、８
０重量部を越えると、焼結性が著しく悪化するからであ
る。また、本発明において、添加物として、Ｃｒ2Ｏ3，
ＴｉＯ2，Ｙ2Ｏ3，ＭｇＯの少なくとも一種を添加する
ことにより、焼結性、結晶組織、密度、機械加工程等が
更に改善される。ここで添加物の量をＴｉ（ＣＮ）とＡ
ｌ2Ｏ3から成る主成分１００重量部に対して１重量部か
ら５重量部の範囲と限定したのは、１重量部未満の場合
は、焼結性は、改善されず、焼結密度の低下をもたら
す。一方５重量部を越えると、粒成長効果が著しくな
り、加工時にチッピングが多発するからである。
ることにより、結晶粒径や加工性や耐摩耗性が、低い焼
結温度でも改善され、更に添加物により相対密度、硬
度、抗折強度等の機械特性も低い焼結温度でも改善でき
た。本発明において、Ｔｉ（ＣＮ）を主成分として選択
したのは、従来のＴｉＣを用いた材料より焼結性が良好
であり、さらに自己潤滑性がみられ、結晶粒径が均一で
小さくすることが可能であると判明したためである。し
かし、Ｔｉ（ＣＮ）＋Ａｌ2Ｏ3系のみでは、ＴｉＣ＋Ａ
ｌ2Ｏ3に添加物を加えた従来の材料よりは改善されるが
硬度が低く不十分である。この系において、Ｔｉ（Ｃ
Ｎ）の範囲を限定したのは、１０重量部未満では、ビッ
カース硬度が２０００以上になり改善が期待できず、８
０重量部を越えると、焼結性が著しく悪化するからであ
る。また、本発明において、添加物として、Ｃｒ2Ｏ3，
ＴｉＯ2，Ｙ2Ｏ3，ＭｇＯの少なくとも一種を添加する
ことにより、焼結性、結晶組織、密度、機械加工程等が
更に改善される。ここで添加物の量をＴｉ（ＣＮ）とＡ
ｌ2Ｏ3から成る主成分１００重量部に対して１重量部か
ら５重量部の範囲と限定したのは、１重量部未満の場合
は、焼結性は、改善されず、焼結密度の低下をもたら
す。一方５重量部を越えると、粒成長効果が著しくな
り、加工時にチッピングが多発するからである。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を実施例に従って詳細に説明す
る。表１は、以下に説明する本発明の実施例と比較例及
び従来例の試料の組成を示した表である。ここで組成Ａ
は、主成分を示しており、Ａｌ2Ｏ3とＴｉ（ＣＮ）をあ
わせて１００重量部とした時のＡｌ2Ｏ3とＴｉＣの重量
比を示している。また組成Ｂは、Ａを１００重量部とし
た時のＡに対する添加物Ｂの重量比を示している。
る。表１は、以下に説明する本発明の実施例と比較例及
び従来例の試料の組成を示した表である。ここで組成Ａ
は、主成分を示しており、Ａｌ2Ｏ3とＴｉ（ＣＮ）をあ
わせて１００重量部とした時のＡｌ2Ｏ3とＴｉＣの重量
比を示している。また組成Ｂは、Ａを１００重量部とし
た時のＡに対する添加物Ｂの重量比を示している。
【０００７】
【表１】
【０００８】平均粒径０．１〜０．３μｍ、純度９９％
以上のＡｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、Ｔｉ（ＣＮ）、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔ
ｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯの各粉末原料を表１に示す組成
比となる様に秤量し、本発明の実施例の試料Ｎｏ．１〜
Ｎｏ．１０及び比較例としてのＮｏ．１１からＮｏ．１
４及び従来例としてのＮｏ．１５の各試料を作成した。
各試料を所定の組成比となる様に秤量し、エタノールを
溶媒とし、ボールミルにて２０〜４０時間混合した。こ
れを濾過、乾燥後、整粒し、混合粉末を作製した。次に
得られた混合粉末を、グラファイトカーボン製の型に充
てんし、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１４は１７００℃の温度
で試料Ｎｏ．１５は１９００℃で、２時間、１００ｋｇ
／ｃｍ2の圧力でホットプレス焼結を行い、φ３インチ
×６ｍｍの試料を作製した。以上の工程より得られた試
料の材料特性の評価として、アレキメデス法による相対
密度、ＳＥＭによる結晶粒子径、ビッーカース硬度（Ｈ
ｖ）、３点曲げ法による抗折強度（Ｆ）の測定を行っ
た。また、各試料より、５×５×２０ｍｍの角柱を切り
出した後、これらの角柱の隣接する５×２０ｍｍの２面
を鏡面加工し、稜部に生じた２×２μｍ以上のチッピン
グ数を１０００倍の倍率を有する光学顕微鏡を用いてカ
ウントして１ｃｍ当りの発生率に換算し、加工性の評価
とした。さらに、各試料より、ヘッド形状のチップを切
断加工し、これを金属系の媒体に一定圧力で接触させ３
６００ｒ.ｐ.ｍで一定時間摺動させた後、媒体の重量減
少量を測定し、摺動性の評価とした。尚、評価は一般に
用いられているＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系のＮｏ．１５の試料
を用いたときの媒体の摩耗量の値を基準とし、この値を
１００とした相対評価を行った。表２にこれらの材料特
性の評価結果を示す。
以上のＡｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、Ｔｉ（ＣＮ）、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔ
ｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯの各粉末原料を表１に示す組成
比となる様に秤量し、本発明の実施例の試料Ｎｏ．１〜
Ｎｏ．１０及び比較例としてのＮｏ．１１からＮｏ．１
４及び従来例としてのＮｏ．１５の各試料を作成した。
各試料を所定の組成比となる様に秤量し、エタノールを
溶媒とし、ボールミルにて２０〜４０時間混合した。こ
れを濾過、乾燥後、整粒し、混合粉末を作製した。次に
得られた混合粉末を、グラファイトカーボン製の型に充
てんし、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１４は１７００℃の温度
で試料Ｎｏ．１５は１９００℃で、２時間、１００ｋｇ
／ｃｍ2の圧力でホットプレス焼結を行い、φ３インチ
×６ｍｍの試料を作製した。以上の工程より得られた試
料の材料特性の評価として、アレキメデス法による相対
密度、ＳＥＭによる結晶粒子径、ビッーカース硬度（Ｈ
ｖ）、３点曲げ法による抗折強度（Ｆ）の測定を行っ
た。また、各試料より、５×５×２０ｍｍの角柱を切り
出した後、これらの角柱の隣接する５×２０ｍｍの２面
を鏡面加工し、稜部に生じた２×２μｍ以上のチッピン
グ数を１０００倍の倍率を有する光学顕微鏡を用いてカ
ウントして１ｃｍ当りの発生率に換算し、加工性の評価
とした。さらに、各試料より、ヘッド形状のチップを切
断加工し、これを金属系の媒体に一定圧力で接触させ３
６００ｒ.ｐ.ｍで一定時間摺動させた後、媒体の重量減
少量を測定し、摺動性の評価とした。尚、評価は一般に
用いられているＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系のＮｏ．１５の試料
を用いたときの媒体の摩耗量の値を基準とし、この値を
１００とした相対評価を行った。表２にこれらの材料特
性の評価結果を示す。
【０００９】
【表２】
【００１０】試料Ｎｏ．１〜１０の本発明の実施例と従
来例Ｎｏ．１５の比較からわかる様に、Ｔｉ（ＣＮ）を
１０〜８０重量部含み残部Ａｌ2Ｏ3からなる試料は、Ｎ
ｏ．１５のＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系の従来の材料に比べ、結
晶粒径が小さく、摩耗テストの媒体の摩耗量が改善され
ていることがわかる。さらに、従来より約２００℃低い
１７００℃でホットプレス焼結しているにもかかわら
ず、相対密度が、９９．９６〜９９．９８％と高く、ビ
ッカース硬度抗折強度も高く、チッピング発生率も改善
していることがわかる。実施例の試料と、Ｔｉ（ＣＮ）
の少ないＮｏ．１１、Ｔｉ（ＣＮ）の多いＮｏ．１２の
試料とを比較すると、Ｔｉ（ＣＮ）が１０重量部より少
ない場合は、ビッカース硬度（Ｈｖ）は小さく、抗折強
度も小さいことがわかる。一方、Ｔｉ（ＣＮ）が８０重
量部より多い場合は、焼結性が悪く、相対密度が低くな
っている。その結果、抗折強度が小さくなっている。本
発明の実施例のＮｏ．１〜Ｎｏ．１０の試料と比較し
て、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯの無添加のＮ
ｏ．１４の試料、及び、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、
ＭｇＯの少なくとも一種類の添加量が５重量部を越えた
Ｎｏ．１３の試料を比較すると、無添加の場合は、耐摩
耗性は改善されているが焼結性が悪く、相対密度が低い
ことがわかる。一方５重量部を越えると、結晶粒径が粗
大化し従来の材料のレベルに低下している。また、チッ
ピング発生量も、従来の材料のＮｏ．１５より改善され
てはいるが、多いことがわかる。以上、Ｔｉ（ＣＮ）を
１０〜８０重量部含み、残部Ａｌ2Ｏ3よりなる主成分１
００重量部に対し、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｍｇ
Ｏの少なくとも一種を１〜５重量部添加することによ
り、高硬度、高強度にもかかわらず、媒体との潤滑性に
優れ、かつ、機械加工性の良好な高密度、薄膜磁気ヘッ
ド用基板材料が得られることがわかる。本実施例におい
て、試料の作成方法として、ホットプレス焼結を用いた
が、ホットプレス焼結の圧力条件を変更したり、ＨＩＰ
焼結法を用いて試料を作成した場合でも上記と同様の改
善が見られた。
来例Ｎｏ．１５の比較からわかる様に、Ｔｉ（ＣＮ）を
１０〜８０重量部含み残部Ａｌ2Ｏ3からなる試料は、Ｎ
ｏ．１５のＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系の従来の材料に比べ、結
晶粒径が小さく、摩耗テストの媒体の摩耗量が改善され
ていることがわかる。さらに、従来より約２００℃低い
１７００℃でホットプレス焼結しているにもかかわら
ず、相対密度が、９９．９６〜９９．９８％と高く、ビ
ッカース硬度抗折強度も高く、チッピング発生率も改善
していることがわかる。実施例の試料と、Ｔｉ（ＣＮ）
の少ないＮｏ．１１、Ｔｉ（ＣＮ）の多いＮｏ．１２の
試料とを比較すると、Ｔｉ（ＣＮ）が１０重量部より少
ない場合は、ビッカース硬度（Ｈｖ）は小さく、抗折強
度も小さいことがわかる。一方、Ｔｉ（ＣＮ）が８０重
量部より多い場合は、焼結性が悪く、相対密度が低くな
っている。その結果、抗折強度が小さくなっている。本
発明の実施例のＮｏ．１〜Ｎｏ．１０の試料と比較し
て、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯの無添加のＮ
ｏ．１４の試料、及び、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、
ＭｇＯの少なくとも一種類の添加量が５重量部を越えた
Ｎｏ．１３の試料を比較すると、無添加の場合は、耐摩
耗性は改善されているが焼結性が悪く、相対密度が低い
ことがわかる。一方５重量部を越えると、結晶粒径が粗
大化し従来の材料のレベルに低下している。また、チッ
ピング発生量も、従来の材料のＮｏ．１５より改善され
てはいるが、多いことがわかる。以上、Ｔｉ（ＣＮ）を
１０〜８０重量部含み、残部Ａｌ2Ｏ3よりなる主成分１
００重量部に対し、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｍｇ
Ｏの少なくとも一種を１〜５重量部添加することによ
り、高硬度、高強度にもかかわらず、媒体との潤滑性に
優れ、かつ、機械加工性の良好な高密度、薄膜磁気ヘッ
ド用基板材料が得られることがわかる。本実施例におい
て、試料の作成方法として、ホットプレス焼結を用いた
が、ホットプレス焼結の圧力条件を変更したり、ＨＩＰ
焼結法を用いて試料を作成した場合でも上記と同様の改
善が見られた。
【００１１】
【発明の効果】以上の結果から明らかな様に、本発明に
よれば小粒径で機械加工性に優れ、高硬度、高強度にも
かかわらず、媒体との潤滑性に優れ、微細な加工に適し
た磁気ヘッド用基板材料が低い焼結温度で得られる。
よれば小粒径で機械加工性に優れ、高硬度、高強度にも
かかわらず、媒体との潤滑性に優れ、微細な加工に適し
た磁気ヘッド用基板材料が低い焼結温度で得られる。
Claims (1)
- 【請求項１】 主として薄膜をその上に形成して磁気ヘ
ッドを構成するセラミックス基板の材料において、主成
分として、Ｔｉ（ＣＮ）を１０重量部から８０重量部の
範囲で含み、残部としてＡｌ2Ｏ3を含み、この主成分１
００重量部に対し、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｍｇ
Ｏの少なくとも一種を１重量部から５重量部の範囲で含
むことを特徴とする磁気ヘッド用基板材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2381994A JPH07220238A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 磁気ヘッド用基板材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2381994A JPH07220238A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 磁気ヘッド用基板材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07220238A true JPH07220238A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=12120969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2381994A Pending JPH07220238A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 磁気ヘッド用基板材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07220238A (ja) |
-
1994
- 1994-01-25 JP JP2381994A patent/JPH07220238A/ja active Pending
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