JPH0818861B2 - セラミック材料および磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
セラミック材料および磁気ヘッドの製造方法Info
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- JPH0818861B2 JPH0818861B2 JP61282259A JP28225986A JPH0818861B2 JP H0818861 B2 JPH0818861 B2 JP H0818861B2 JP 61282259 A JP61282259 A JP 61282259A JP 28225986 A JP28225986 A JP 28225986A JP H0818861 B2 JPH0818861 B2 JP H0818861B2
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
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Description
【発明の詳細な説明】 I.発明の背景 技術分野 本発明は、セラミック材料と磁気ヘッドとの製造方法
に関するものである。
に関するものである。
従来技術とその問題点 従来、セラミック材料、特に磁気ヘッドのスライダ材
料としては、例えばチタン酸カルシウム、チタン酸バリ
ウム、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、ア
ルミナ、結晶化ガラスなどのセラミック材料が一般に用
いられている。
料としては、例えばチタン酸カルシウム、チタン酸バリ
ウム、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、ア
ルミナ、結晶化ガラスなどのセラミック材料が一般に用
いられている。
しかしながら、センダスト系のコアを有する磁気ヘッ
ドのスライダ材料として上記のセラミックを用いた場合
には、次のような不都合を生じる。
ドのスライダ材料として上記のセラミックを用いた場合
には、次のような不都合を生じる。
すなわち、センダスト系のコア材質の熱膨張係数が13
0×10-7deg-1程度であるのに対し、上記のセラミック材
料は10×10-7〜70×10-7deg-1程度であり、両者の差は
約２〜13倍である。
0×10-7deg-1程度であるのに対し、上記のセラミック材
料は10×10-7〜70×10-7deg-1程度であり、両者の差は
約２〜13倍である。
このため、センダスト系のコア材料と上記のセラミッ
ク材料を熱硬化性もしくは反応性等の接着剤や無機接着
剤を介して設けた場合には接着剤硬化や融着の際の加熱
によって、また上記のセラミック基板上に、センダスト
をスパッタ等により薄膜として設けた場合には、基板の
温度上昇によって、これらいずれの場合にもセラミック
の熱的スポーリングが発生しやすい。
ク材料を熱硬化性もしくは反応性等の接着剤や無機接着
剤を介して設けた場合には接着剤硬化や融着の際の加熱
によって、また上記のセラミック基板上に、センダスト
をスパッタ等により薄膜として設けた場合には、基板の
温度上昇によって、これらいずれの場合にもセラミック
の熱的スポーリングが発生しやすい。
また、このような磁気ヘッドスライダ材料としてのセ
ラミック材料は二次加工性が悪く、チッピング等が発生
しやすい。
ラミック材料は二次加工性が悪く、チッピング等が発生
しやすい。
また、研削、研磨の際の加工性も悪い。
そこでこのような不都合を解消し、生産性の良好なセ
ラミック材料が要望されている。
ラミック材料が要望されている。
II.発明の目的 本発明の目的は、磁気ヘッド作製時に発生するスライ
ダの熱的スポーリングを防ぎしかも二次加工性に優れた
セラミック材料およびこの材料を用いた特にセンダスト
系の磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
ダの熱的スポーリングを防ぎしかも二次加工性に優れた
セラミック材料およびこの材料を用いた特にセンダスト
系の磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
III.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。
る。
すなわち第１の発明は、炭化チタンがチタン酸カルシ
ウムと炭化チタンとの総和に対し５〜20wt％となるよう
に、チタン酸カルシウム粉末と炭化チタン粉末とを混合
し、これを焼結するセラミック材料の製造方法である。
ウムと炭化チタンとの総和に対し５〜20wt％となるよう
に、チタン酸カルシウム粉末と炭化チタン粉末とを混合
し、これを焼結するセラミック材料の製造方法である。
また第２の発明は、スライダとコアとを有し、 スライダがチタン酸カルシウムと炭化チタンを含有す
る磁気ヘッドを製造するに際し、 炭化チタンの含有量がチタン酸カルシウムと炭化チタ
ンとの総和に対し５〜20wt％となるように、チタン酸カ
ルシウム粉末と炭化チタン粉末を混合し、焼結してスラ
イダを得、さらにコアを形成する磁気ヘッドの製造方法
である。
る磁気ヘッドを製造するに際し、 炭化チタンの含有量がチタン酸カルシウムと炭化チタ
ンとの総和に対し５〜20wt％となるように、チタン酸カ
ルシウム粉末と炭化チタン粉末を混合し、焼結してスラ
イダを得、さらにコアを形成する磁気ヘッドの製造方法
である。
IV.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。
本発明のセラミック材料、特に磁気ヘッドスライダ材
料としては、チタン酸カルシウム−炭化チタン焼結体を
用いる。すなわち、チタン酸カルシウム（CaTiO3）の粉
末と炭化チタン（TiC）の粉末との混合物を通常の焼結
体製造方法によって製作するものである。
料としては、チタン酸カルシウム−炭化チタン焼結体を
用いる。すなわち、チタン酸カルシウム（CaTiO3）の粉
末と炭化チタン（TiC）の粉末との混合物を通常の焼結
体製造方法によって製作するものである。
用いるCaTiO3の粉末は微粉化することが好ましく、平
均粒子径が0.1〜3.0μｍ、特に0.5〜1.0μｍであること
が好ましい。
均粒子径が0.1〜3.0μｍ、特に0.5〜1.0μｍであること
が好ましい。
原料としては、CaOとTiO2を用いることもできるが、
予め仮焼したCaTiO3粉末を用いないと、焼結時の収縮率
が大きく、また焼結に際し、CaOの針状粉が粒成長しや
すく、鏡面加工時に粒脱落を生じ、しかも良好な鏡面加
工精度、すなわち良好な平滑度が得られない。またCaO
粉末は吸水性が大きく、使用しにくい。
予め仮焼したCaTiO3粉末を用いないと、焼結時の収縮率
が大きく、また焼結に際し、CaOの針状粉が粒成長しや
すく、鏡面加工時に粒脱落を生じ、しかも良好な鏡面加
工精度、すなわち良好な平滑度が得られない。またCaO
粉末は吸水性が大きく、使用しにくい。
また、TiC粉末もCaTiO3と同様に微粉化することが好
ましく、平均粒子径が0.1〜3.0μｍ、特に0.5〜1.5μｍ
であることが好ましい。
ましく、平均粒子径が0.1〜3.0μｍ、特に0.5〜1.5μｍ
であることが好ましい。
CaTiO3とTiCとの混合比率は、CaTiO3とTiCの総和に対
してTiCが５〜20wt％である。
してTiCが５〜20wt％である。
TiCが5wt％未満となるとCaTiO3の粒成長のコントロー
ルが困難となり、切断加工や鏡面加工時のチッピングや
粒脱落等が発生する。また20wt％をこえると、熱膨張係
数が低下し、切断加工速度が低下する。そして、熱スポ
ーリングが生じ易くなり、鏡面加工性も低下する。
ルが困難となり、切断加工や鏡面加工時のチッピングや
粒脱落等が発生する。また20wt％をこえると、熱膨張係
数が低下し、切断加工速度が低下する。そして、熱スポ
ーリングが生じ易くなり、鏡面加工性も低下する。
また、通常、本発明の焼結体は、CaTiO3とTiCのみで
構成されるが、その他の添加物として、BaCO3、CeO2、T
iO2、NiO2、CaOを全体の0.1〜10wt％添加されていても
よい。
構成されるが、その他の添加物として、BaCO3、CeO2、T
iO2、NiO2、CaOを全体の0.1〜10wt％添加されていても
よい。
なお、CaTiO3およびTiCは、通常、その化学量論組成
近傍のものとされる。
近傍のものとされる。
CaTiO3−TiC焼結体は、通常これらの粉末を所定量混
合した後、成形体とし、非酸化性雰囲気中でのホットプ
レス焼結法により、この成形体を焼結し、放冷して得ら
れる。
合した後、成形体とし、非酸化性雰囲気中でのホットプ
レス焼結法により、この成形体を焼結し、放冷して得ら
れる。
この場合の焼結温度は600〜1500℃、特に800〜1200℃
が好ましい。
が好ましい。
温度が600℃より低いと、緻密な焼結体が得られず、1
500℃より高いと、CaTiO3の昇華が増し、表面層と内部
が異構造になるからである。
500℃より高いと、CaTiO3の昇華が増し、表面層と内部
が異構造になるからである。
また、プレス圧力は200〜300Kg/cm2程度である。
非酸化性雰囲気としては、N2、Ar、He等の不活性ガ
ス、H2、CO、各種炭化水素等、あるいはこれらの混合雰
囲気、さらには真空等種々のものであってもよい。
ス、H2、CO、各種炭化水素等、あるいはこれらの混合雰
囲気、さらには真空等種々のものであってもよい。
非酸化性雰囲気にするのは、TiCの酸化を防止するた
めである。
めである。
焼結時間は、一般に１〜３時間である。
なお、焼結に際しては、原料粉末の成形体を非酸化性
雰囲気中（例えば400℃まで真空中、その後はAr雰囲気
中等が好ましい。）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600〜1500℃、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400〜1350℃、焼結時間は１〜５時間、圧力は100
0〜1500Kg/cm2であり、そしてAr等の不活性雰囲気中で
行うことが望ましい。
雰囲気中（例えば400℃まで真空中、その後はAr雰囲気
中等が好ましい。）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600〜1500℃、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400〜1350℃、焼結時間は１〜５時間、圧力は100
0〜1500Kg/cm2であり、そしてAr等の不活性雰囲気中で
行うことが望ましい。
この場合、室温でArガス等を300〜400Kg/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。
し、その後、上記のように加熱により圧力をかける。
なお、このように形成された焼結体のうち、TiCの一
部はTiO2に変化していてもよい。
部はTiO2に変化していてもよい。
このようにして得られたCaTiO3−TiC焼結体は、その
物性値として100×10-7〜130×10-7deg-1の熱膨張係数
を有し、しかもTiCの添加量を変化させることによっ
て、この値はある程度、任意に設定することができる。
物性値として100×10-7〜130×10-7deg-1の熱膨張係数
を有し、しかもTiCの添加量を変化させることによっ
て、この値はある程度、任意に設定することができる。
そしてこの値は、センダスト系のコア材質とほぼ同程
度の値の熱膨張係数となるので、本発明のCaTiO3−TiC
焼結体をセンダスト磁気ヘッドのスライダ材料として用
いれば、前述したように従来発生していた熱スポーリン
グの発生はほぼ完全に防止できる。
度の値の熱膨張係数となるので、本発明のCaTiO3−TiC
焼結体をセンダスト磁気ヘッドのスライダ材料として用
いれば、前述したように従来発生していた熱スポーリン
グの発生はほぼ完全に防止できる。
また本発明のセラミック材料は、高硬度を有し、耐摩
耗性に優れ、しかも二次加工性にも優れるため加工速度
を大きくしてもチッピング、粒脱落などはきわめて発生
しにくい。鏡面加工後の平滑度も良好である。上述した
ように、本発明のセラミック材料は各種用途に用いるこ
とができるが磁気ヘッドスライダとして、特にセンダス
ト系の磁気ヘッドに用いた場合には、特に優れた効果を
発揮する。
耗性に優れ、しかも二次加工性にも優れるため加工速度
を大きくしてもチッピング、粒脱落などはきわめて発生
しにくい。鏡面加工後の平滑度も良好である。上述した
ように、本発明のセラミック材料は各種用途に用いるこ
とができるが磁気ヘッドスライダとして、特にセンダス
ト系の磁気ヘッドに用いた場合には、特に優れた効果を
発揮する。
このような磁気ヘッドスライダを用いたセンダスト系
の磁気ヘッドは、公知の種々のセンダスト材料からなる
ヘッドコア、巻線等を有し構成される。
の磁気ヘッドは、公知の種々のセンダスト材料からなる
ヘッドコア、巻線等を有し構成される。
ヘッドコアを形成するセンダストは、公知の種々の組
成のものであってよい。
成のものであってよい。
なお、センダスト系のコアの熱膨張係数は通常90×10
-7〜130×10-7deg-1程度である。
-7〜130×10-7deg-1程度である。
このようなセンダストからなるヘッドコアと本発明の
組成材料からなるスライダとを、熱硬化性もしくは反応
性の接着剤やガラスを介して設層した場合、あるいはス
ライダを基板とし、センダストをスパッタ等により薄膜
として設置した場合等いずれの場合であってもこれらの
熱膨張係数がほぼ同一であるためスライダの熱的スポー
リングはほとんど発生しない。
組成材料からなるスライダとを、熱硬化性もしくは反応
性の接着剤やガラスを介して設層した場合、あるいはス
ライダを基板とし、センダストをスパッタ等により薄膜
として設置した場合等いずれの場合であってもこれらの
熱膨張係数がほぼ同一であるためスライダの熱的スポー
リングはほとんど発生しない。
V.発明の具体的作用効果 本発明によれば、高い硬度をもち、加工性にすぐれ、
しかも熱膨張率がセンダスト材料のそれと同程度の値を
有するセラミック材料が得られる。
しかも熱膨張率がセンダスト材料のそれと同程度の値を
有するセラミック材料が得られる。
従って、本発明のセラミック材料をセンダスト系の磁
気ヘッドのスライダとして用いた場合、従来製造工程中
で発生していたスライダの熱スポーリングの発生を防ぐ
ことができ、しかもこのスライダ材料は二次加工性にも
優れたものとなる。
気ヘッドのスライダとして用いた場合、従来製造工程中
で発生していたスライダの熱スポーリングの発生を防ぐ
ことができ、しかもこのスライダ材料は二次加工性にも
優れたものとなる。
VI.発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明の効果を
さらに詳細に説明する、 実施例 平均粒径0.5μｍのCaTiO3（純度99.9％）粉末と平均
粒径0.5μｍのTiC（純度99％、炭素含有量19％以上でそ
の１％以下は遊離コクエンである。）とを表１に示すよ
うな割合で添加し、ボールミルにより40時間湿式混合を
行った。
さらに詳細に説明する、 実施例 平均粒径0.5μｍのCaTiO3（純度99.9％）粉末と平均
粒径0.5μｍのTiC（純度99％、炭素含有量19％以上でそ
の１％以下は遊離コクエンである。）とを表１に示すよ
うな割合で添加し、ボールミルにより40時間湿式混合を
行った。
混合したスラリーを＃35フルイパスした後、乾燥造粒
し、内径77mmの黒鉛型に充填した。
し、内径77mmの黒鉛型に充填した。
これを真空雰囲気中で１時間、焼結温度600〜1500
℃、プレス圧力200〜300Kg/cm2でホットプレス焼結を行
った。
℃、プレス圧力200〜300Kg/cm2でホットプレス焼結を行
った。
冷却後、それぞれの焼結体を型から取り出し、＃200
ダイヤモンド砥石にて加工し、φ３インチ、4mm厚の試
料（表１）を作製した。
ダイヤモンド砥石にて加工し、φ３インチ、4mm厚の試
料（表１）を作製した。
また、TiCを混入しない試料301も上と同様に作製し
た。さらに、ともに平均粒径0.5μｍのTiO2粉末とCaO粉
末とを用いた試料401を作製した。
た。さらに、ともに平均粒径0.5μｍのTiO2粉末とCaO粉
末とを用いた試料401を作製した。
上記試料101〜105、201〜202および301、401につい
て、特性を表１に示す。
て、特性を表１に示す。
特性の評価は下記のとおりである。
（１）熱スポーリング センダストをスパッタ等により基板上に薄膜化した試
料を切断加工した後、切断面を研削研摩した時のセンダ
ストと基板の密着性を顕微鏡観察した。
料を切断加工した後、切断面を研削研摩した時のセンダ
ストと基板の密着性を顕微鏡観察した。
（２）切断加工性 （ａ）切断性（定圧切断実験） １軸スラストベアリングの上にガラスを接着し、その
上に試料（幅30mm、厚さ4mm）を接着し、この試料を500
gおよび1000gのおもりで引っぱり、ダイヤモンド切断砥
石で切断加工したときの切断速度を測定した。
上に試料（幅30mm、厚さ4mm）を接着し、この試料を500
gおよび1000gのおもりで引っぱり、ダイヤモンド切断砥
石で切断加工したときの切断速度を測定した。
（ｂ）チッピング発生（定速切断実験） 定速送り（25mm/min）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10μｍ以上の深さのチ
ッピングの発生率（幅30mm、厚さ4mmの試料について30m
mあたりの発生率）を顕微鏡（200倍）で調べた。
で切断加工したとき、切断面から10μｍ以上の深さのチ
ッピングの発生率（幅30mm、厚さ4mmの試料について30m
mあたりの発生率）を顕微鏡（200倍）で調べた。
５個以内を○、５〜10個を△、それ以上を×で表わ
す。
す。
（３）熱膨張係数 40℃〜300℃における熱膨張係数を石英標準試料（３
×３×20L）と比較し測定した。
×３×20L）と比較し測定した。
試料は、３×３×20Lに加工した。
（４）鏡面加工性 各試料をグリーンカーバイド（GC）砥粒でラップ加工
した後、ダイヤモンド砥粒でポリシング加工し、２次電
子像の回析および表面あらさ計により粒脱落の有無を調
べた。
した後、ダイヤモンド砥粒でポリシング加工し、２次電
子像の回析および表面あらさ計により粒脱落の有無を調
べた。
また、この際の平滑度を測定し、Rmax30nm未満を◎、30
〜80nmを○、80nm超を×とした。
〜80nmを○、80nm超を×とした。
表１の結果より本発明の効果は明らかである。
すなわち、TiC5wt％未満ではチッピングが多発し、粒
脱落が多発する。またTiC20wt％超では、熱膨張係数が
低下し、この結果熱スポーリングが増加し、また切断加
工速度や鏡面加工性が低下し、粒脱落や面粗さも増大し
ている。また、CaTiO3仮焼粉を用いないときには、鏡面
加工性が低下し、粒脱落や面粗さが増大している。
脱落が多発する。またTiC20wt％超では、熱膨張係数が
低下し、この結果熱スポーリングが増加し、また切断加
工速度や鏡面加工性が低下し、粒脱落や面粗さも増大し
ている。また、CaTiO3仮焼粉を用いないときには、鏡面
加工性が低下し、粒脱落や面粗さが増大している。
Claims (3)
- 【請求項１】炭化チタンがチタン酸カルシウムと炭化チ
タンとの総和に対し５〜20wt％となるように、チタン酸
カルシウム粉末と炭化チタン粉末とを混合し、これを焼
結するセラミック材料の製造方法。 - 【請求項２】スライダとコアとを有し、 スライダがチタン酸カルシウムと炭化チタンを含有する
磁気ヘッドを製造するに際し、 炭化チタンの含有量がチタン酸カルシウムと炭化チタン
との総和に対し５〜20wt％となるように、チタン酸カル
シウム粉末と炭化チタン粉末を混合し、焼結してスライ
ダを得、さらにコアを形成する磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項３】コアがセンダスト系材料である特許請求の
範囲第２項の磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61282259A JPH0818861B2 (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | セラミック材料および磁気ヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61282259A JPH0818861B2 (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | セラミック材料および磁気ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63139046A JPS63139046A (ja) | 1988-06-10 |
| JPH0818861B2 true JPH0818861B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=17650121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61282259A Expired - Lifetime JPH0818861B2 (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | セラミック材料および磁気ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818861B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6048470A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-16 | 株式会社東芝 | 冷凍装置 |
| JPS61222958A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-03 | 住友電気工業株式会社 | 薄膜磁気ヘツド用磁器組成物 |
-
1986
- 1986-11-27 JP JP61282259A patent/JPH0818861B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63139046A (ja) | 1988-06-10 |
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