JPH10513223A - ハードディスクドライブ部品及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多相ラセミック−ベース材料から形成されるスライダー、ロードビーム、サポートアーム、アクチュエーター、アクチュエーターベアリング、スペーサー、クランプ、スピンドル、ボールベアリング、スラストベアリング、ジャーナルベアリング、ベースプレート、ハウジング及びカバーなどのハードディスクドライブ部品。ハードディスクドライブ部品の製造の１つの方法は（ａ）セラミックの多孔質本体を形成し；（ｂ）セラミック本体の孔中に液体を浸透させ；（ｃ）浸透させた液体を固化し；（ｄ）金属−浸透セラミック本体を機械加工してハードディスクドライブ部品を形成することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 ハードディスクドライブ部品及びその製造法 本出願は１９９４年１２月１２日出願の同時係属米国特許出願番号０８／３５ ４，１８５の一部継続出願である。 本発明は、ハードディスクドライブ部品及びその製造法に、さらに特定的には 多相セラミックーベース材料から形成されるハードディスクドライブ部品及びそ の製造法に関する。 コンピューター産業における現在の傾向は、より高いデータ保存、ならびに情 報のより速い保存及び検索の能力を有する、より軽い、より小さい、より確実な コンピューターに向かっている。この目的のためにハードディスクドライブのた めの部品などのコンピューター部品はより軽く、より小さく、より確実なもので あり、望まれる、より速い速度で実行することができるのが好ましい。これらの 条件を満たすために、コンピューター部品及びこれらの部品を形成する従来の材 料は物理的性質及び性能性において改良が必要であろう。 ハードディスクドライブのためのコンピューター部品はスライダー、ロードビ ーム、サポートアーム、アクチュエーター、アクチュエーターベアリング、スペ ーサー、クランプ、スピンドル、ボールベアリング、スラストベアリング、ジャ ーナルベアリング、ベースプレート、ハウジング及びカバーなどの装置を含む。 スライダーはハードディスクに非常に近接する小さいパッドであり、典型的にデ ィスク自身上の情報を読み取り、それに書き込むためのリード／ライトヘッドを 有する。これらの リード／ライトヘッドは磁気ハードディスク上のデータを読み取り、それに書き 込む変換器である。ディスクドライブ中の各スライダーはサスペンジョンアセン ブリに連結され、それは典型的にロードビームに連結された屈曲素子（ｆｅｌｘ ｕｒａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）を含む。変化する、又は制御されないスライダー／ ディスク間隙はリード／ライト信号の確実性を下げ得、それはコンピューターの 質を低下させる。かくしてこれらの部品において用いられる設計及び材料は非常 に重要である。 １つ又は２つのロードビームが典型的にサポートアームの末端に置かれる。ア クチュエーターの一部と一体の、又はそれに連結された２つ又はそれより多いサ ポートアームがスピンドル軸の回りで、典型的にアクチュエーターベアリングの 補佐と結合されて回転する。いくつかの場合には、各サポートアームは個別の部 品であり、ピボット面を含むいくつかのそのようなサポートアームが各サポート アーム間のスペーサーと共に積み重ねられ、アームアセンブリを形成することが できる。コンピューター動作の間の振動を最小にすることが非常に重要なので、 これらのドライブ部品の設計及び材料は重要な考慮事項である。 ほとんどのドライブ設計の場合、ハードディスク自身がクランプを介してスピ ンドルに結合されている。数個のディスクが１つのスピンドルに連結されること ができ、スピンドルは回転し、かくしてディスクを回転させる。このスピンドル の回転には、ベアリングの使用が必要である。別の場合、スピンドルは静止して いることができ、ディスクはベアリングを有するスピンドルに結合され、ベアリ ングが自由な回転を許す。ハードディスクドライブの内部部品は通常、多くの場 合にハウジングの一部であルベースプレート上に支持され、ハウジング及びカバ ーで覆われ ている。 内部部品のための、密度が低下し、比剛性が向上した代わりとなる材料は、従 来の材料を用いる古典的ドライブを上回る性能の向上に導くことができる。より 低い密度を有する材料は、より軽い全体としての部品を与え、より速い加速及び 物理的位置決め（ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）（すなわちより速いデータの読み取 り及び書き込み）を可能にする。より高い比剛性を有する材料は、典型的により 高い共鳴周波数を有する部品を与え、それは使用の間にハードティスク上のデー タのより速い、及びより正確なアクセスを可能にする。 多くの場合、重要なのは１つの物理的性質ではなく、性質の組み合わせにおい て秀でているのが重要である。例えば高い剛性が高い靭性と組み合わされる、及 び／又は高い硬度が高い強度と組み合わされる、及び／又は高い剛性が高い減衰 能と組み合わされるのが望ましい。 さらに、寸法的安定性及びデータ取得の精度を向上させるために、同じ材料か ら形成される種々のコンピューター部品を有するのが望ましい。同じ材料から形 成される決定的部品を有するディスクドライブは、熱的トラックシフトを受けに くい。改良された、及び／又は適合性の（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）ディスクドラ イブ部品に関する他の有力な利点は、振動の低下、より低い振幅で振動が起こる より高い周波数、向上したベアリング走行（ｒｕｎ−ｏｕｔ）、より速いヘッド の安定及びより低い摩耗を含む。これらの向上が今度は減少したフライングの高 さ及びより狭いトラックを生ずる。より狭いトラックは面積的データ密度を向上 させる。 種々の部品のために用いられてきた従来の材料は典型的に金属又は金 属合金、特にアルミニウム、マグネシウム、ステンレススチール及びベリリウム −銅であった。しかしこれらの材料は一般に低い硬度、低い耐摩耗性及び低い比 剛性を有することが特徴であり、すべて望ましくない性質である。これらの望ま しくない性質を克服する試みにおいて、以下の通り、いくらかの人々はある種の セラミック材料を用いることを試みてきた。 例えば米国特許第４，９４９，１９４号は、アルミナ又はシリコンカーバイド などのセラミック材料から形成されるサポートアーム及びサポートアームアセン ブリを開示している。これらのセラミック材料は従来、所望の形に予備形成され 、次いで焼結により圧縮される。これらのセラミック材料は従来の材料を越える 改良を与えるが、それらは理想的からは程遠い。例えばアルミナ及びシリコンカ ーバイドは予備形成状態から圧縮状態で大きな寸法的変化を受け、典型的に予備 形成状態における実体積分率及び最終的焼結密度に依存して１８〜２０パーセン トの直線的収縮を受ける。大きな寸法的変化は、正味の形に形成しようとすると 、部品の形及び寸法の要求に合致させるのを困難にする。さらに、アルミナ及び シリコンカーバイドは、それらの高い硬度及び低い破壊靭性の故に、所望の寸法 及び表面許容差（ｓｕｒｆａｃｅ ｔｏｌｅｒａｎｃｅｓ）に機械加工するのが 困難である。 さらに、アルミナ及びシリコンカーバイドは導電性が低く、静電荷を生じ得、 それは容易に放電できない。従って電荷の蓄積によるデータ破壊が起こり得る。 結局本発明の目的は、部品の性能を強化しながら問題を克服するための新規な 部品材料及びそれの製造法を示すことである。 １つの側面において本発明は、多相セラミック−ベース材料から形成されるス ライダー、ロードビーム、サポートアーム、アクチュエーター、アクチュエータ ーベアリング、スペーサー、クランプ、スピンドル、ボールベアリング、スラス トベアリング、ジャーナルベアリング、ベースプレート、ハウジング及びカバー などの装置を含むハードデイスクドライブ部品である。 多相セラミック−ベース材料は、その少なくとも１相が結晶性セラミックであ る少なくとも２相から成る材料である。第１の実施態様の場合、多相セラミック −ベース材料は相の少なくとも１つとして遊離の金属を有する。本発明の多相材 料がセラミック−金属の組み合わせから製造され、金属の一部がマトリックス内 で未反応である場合、遊離の金属が残される。第２の実施態様の場合、多相セラ ミック−ベース材料は、ガラス又はガラス性相がマトリックス中に挿入される場 合のように、非晶質である少なくとも１つの相を有する。第３の実施態様の場合 、多相セラミック−ベース材料は少なくとも３相を有し、多相セラミック−ベー ス材料のすべての相が結晶性セラミックである。 他の側面において、本発明はハードディスクドライブ部品の製造法である。そ の方法は、（ａ）セラミックの多孔質本体を形成し；（ｂ）セラミック本体の孔 中に液体を浸透させ；（ｃ）浸透させた液体を固化し；必要なら（ｄ）浸透され たセラミック本体を機械加工してハードディスクドライブ部品を形成することを 含む。多孔質本体はスリップキャスト、テープキャスト、乾式プレス及び射出成 型から成る群より選ばれる方法により形成することができるが、他の特定の加工 法も同様に用いることができる。液体は、浸透されたセラミック本体が実質的に 密度が高 くなり、圧縮された時にセラミック本体が受ける直線状収縮が２パーセント未満 となるまでセラミック本体の孔中に浸透させるのが好ましい。 多孔質本体は１０〜７５パーセントの多孔度を有するホウ素−カーバイドから 形成されるのが最も好ましい。液体は液相の金属又はガラスであるのが好ましい 。金属はアルミニウムであるのが好ましい。 図１は、ハードディスクドライブのためのアクチュエーター／サポートアセン ブリの平面図である。 図２は、図１に示されているアクチュエーター／サポートアセンブリの側面図 である。 図３は、ハードディスクドライブのハードディスクを置いて示されている、ス ライダーを有するサスペンジョンアセンブリの側面図である。 図４は、いくつかの典型的部品を詳細に示しているサスペンジョンアセンブリ の末端の透視図である。 本発明の１つの側面は、前記で記載したような非−ディスク装置を含むハード ディスクドライブ部品である。「非−ディスク」という用語は、本発明の部品が ハードディスクの製造に用いられるディスク基質を含まないことを示すために用 いられる。 図１〜４は種々のハードディスクドライブ部品をより良く理解するために示さ れている。実際の部品は実行において、図に示されている設計から幾何学的設計 において変化していることができる。図１は、その回りに回転が起こり得る軸の 挿入のための穴１２及びサスペンジョンアセンブリをその上に載せるのを助ける ための穴１４を有する典型的アクチュエーターサポートアセンブリ１０の平面図 である。 図２は、その上に６つのサポートアーム１６を有するアクチュエータ ーサポートアセンブリ１０の側面図であり、サポートアームはそれぞれアームチ ップ１８を有する。 図３は、図２に示されているサポートアーム１６の１つのアームチップ１８の 近くに接続されたサスペンジョンアセンブリ２０の側面図である。各サスペンジ ョンアセンブリ２０は、ロードビーム２２及びスライダー２４を含む。わかる通 り、各スライダー２４はハードディスク２６の上又は下をうろつき、その動きの 頻度が高く、時々はハードディスクに沿って接触するために、各スライダー２４ には優れた耐摩耗性が必要である。ハードディスク２６はスピンドル２８上に回 転できるように載せられている。 図４は、ロードビーム２２をサポートアーム１６に載せるために用いることが できる装置プレート３２を示す、サポートアーム１６の末端の透視図である。ロ ードビーム２２は破壊されずに屈曲し、それでもなお使用時に振動に抵抗するの に十分に剛性であることが必要なので、ロードビーム２２の重要な特性はそのコ ンプライアンスであり、それはその剛性の逆関数である。ロードビーム２２はそ の下側において片側に取り付けられた剛性化レール３４を有することができる。 もう１つの剛性化レール（示されていない）は典型的に剛性化レール３４の反対 側の、ロードビーム２２の他の側に取り付けられている。剛性化レールはロード ビームを剛性化し、引き起こされる振動に抵抗するために存在する。ロードビー ム２２は動作の間にスライダー上に下方の（又は適宜、上方の）力も保持しなけ ればならない。ロードビーム２２の末端に載せられているのは、屈曲部品３６で ある。屈曲部品３６に連結されているのは、リード／ライトヘッド３８をその上 に有するスライダー２４である。 コンピューターの使用、及びハードディスク２６の読み取り又はその上への書 き込みの間、アクチュエーター／サポートアセンブリ１０は穴１２のスピンドル （示されていない）上で回転し、ハードディスク２６はスピンドル２８上で回転 し、リード／ライトヘッドがハードディスク２６の正しい部分にアクセスしてハ ードディスクを読み取るか、又はその上に書き込むことができる。 本発明の装置は多相セラミックーベース材料から形成される。多相は、多相セ ラミック−ベース材料の全体的体積に基づいて少なくとも５体積パーセントの量 で存在するのが好ましい。１つの実施態様の場合、多相セラミック−ベース材料 の少なくとも１相は遊離金属である。第２の実施態様の場合、多相セラミック− ベース材料の少なくとも１相は非晶質である。第３の実施態様の場合、多相セラ ミック−ベース材料は少なくとも３相を有し、多相セラミック−ベース材料のす べての相が結晶性である。遊離金属相は第２及び第３の実施態様において存在す ることができるか、又は存在しなくとも良い。 用途に応じて複合材料は以下の性質の組み合わせを有するのが好ましい：５． １ｘ１０⁶ｍより大きい比剛性、１０^-3オーム−ｃｍ未満の電気抵抗率、４ＭＰ ａ−ｍ^1/2より上の破壊靭性、及び７００ｋｇ／ｍｍ²より上の硬度。 多相セラミック−ベース材料は多相セラミック−セラミック複合材料又は多相 セラミック−金属複合材料であることができる。 セラミック−セラミック複合材料の形成の１つの方法は第１セラミック及び第 ２セラミックの組み合わせからであり、第１及び第２セラミックはそれぞれホウ 素化物、酸化物、カーバイド、窒素化物、ケイ素化物、 及びそれらの組み合わせから成る群より独立して選ばれる。セラミック複合材料 の例にはボロカーバイド、オキシナイトライド、オキシカーバイド及びカーボナ イトライドなどのセラミックの組み合わせが含まれる。２種以上のセラミックを 用いてカーボオキシナイトライドなどのセラミックーセラミック複合材料を形成 することができる。この実施態様の場合、成分セラミック相は圧縮生成物におい て、それらが前に導入された形態と同じ形態、例えばＡｌ₂Ｏ₃−ＳｉＣ又はＴｉ Ｂ₂−ＳｉＣのまま残ることができる。 第１及び第２セラミックは、ホウ素、ケイ素、マグネシウム、アルミニウム、 チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、ニッケル、コバルト、タンタル、タング ステン、モリブデン、ジルコニウム、ニオブ及びそれらの合金から成る群より選 ばれることができる結合金属を含むことができる。 １つのセラミックがガラス及びガラス性相などの非晶質相である第１及び第２ セラミックの適した組み合わせの特定の例には：Ｂ₄Ｃ／ガラス、ＳｉＣ／ガラ ス、ＡｌＮ／ガラス、ＴｉＢ₂／ガラス、ＴｉＣ／ガラス、Ａｌ₂Ｏ₃／ガラス、 ＳｉＢ_x／ガラス、ＴｉＮ／ガラス、ＺｒＢ₂／ガラス、ＺｒＣ／ガラス、ＡｌＢ_l2 ／ガラス、Ｓｉ₃Ｎ₄／ガラス、ＭｇＯ／ガラス及びＺｒＯ₂／ガラスが含まれ る。ガラスは実質的量の酸化物ＳｉＯ₂を含むので、それは代表的セラミックと して含まれる。添字「ｘ」の使用は、化合物が変化する化学量論を有し得ること を示す。ＳｉＡｌＯＮも本発明に適した代表的多相セラミック−セラミック複合 材料である。ＳｉＡｌＯＮは当該技術分野において、ケイ素−含有化合物、アル ミニウム−含有化合物、酸素及び窒素から形成されることが既 知である。１種より多い結晶性セラミック材料を非晶質又はガラス性相と共に用 いることもできる。 本発明で有用な多相セラミック−金属複合材料は、結晶性セラミック粉末及び 金属の組み合わせから製造することができ、金属はケイ素、マグネシウム、アル ミニウム、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、ニッケル、コバルト、タンタ ル、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、ニオブ、ならびにそれらの混合 物及び合金から成る群より選ばれる。金属は高温で、例えば金属の溶融温度及び それより高温においてセラミック粉末と反応性であることができ、又はそうでな くとも良い。セラミック粉末はホウ素化物、酸化物、カーバイド、窒素化物、ケ イ素化物、ならびにそれらの混合物及び組み合わせから成る群より選ばれること ができる。セラミックの組み合わせの例には、ボロカーバイド、オキシナイトラ イド、オキシカーバイド、カーボオキシナイトライド及びカーボナイトライドが 含まれる。 複合材料の形成に用いられるセラミック粉末は、セラミックのホウ素、酸素、 炭素、窒素又はケイ素に化学的に結合した金属を含有することができる。結合金 属はホウ素（異なる金属に結合した）、ケイ素（異なる金属に結合した）、マグ ネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、ニッケル、コ バルト、タンタル、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、ニオブ及びそれ らの合金から成る群より選ばれることができる。 多相セラミック−金属複合材料の形成のためのセラミックと金属の組み合わせ の特定の例には：Ｂ₄Ｃ／Ａｌ、ＳｉＣ／Ａｌ、ＡｌＮ／Ａｌ、ＴｉＢ₂／Ａｌ、 Ａｌ₂Ｏ₃／Ａｌ、ＳｉＢx／Ａｌ、Ｓｉ₃Ｎ₄／Ａｌ、 ＳｉＣ／Ｍｇ、ＳｉＣ／Ｍｇ−Ａｌ、Ａｌ₂Ｏ₃／Ｍｇ、ＴｉＮ／Ａｌ、ＴｉＣ／ Ａｌ、ＺｒＢ₂／Ａｌ、ＺｒＣ／Ａｌ、ＡｌＢ_l2／Ａｌ、ＡｌＢ₂／Ａｌ、ＡｌＢ₂₄ Ｃ₄／Ａｌ、ＳｉＣ／Ｔｉ、ＳｉＢ₆／Ｔｉ、Ｂ₄Ｃ／Ｎｉ、Ｂ₄Ｃ／Ｃｕ、Ａｌ₂ Ｏ₃／Ｔｉ、Ａｌ₂Ｏ₃／Ｍｏ、ＳｉＣ／Ｍｏ、ＡｌＢ₁₂／Ｔｉ、ＡｌＢ２４Ｃ₄ ／Ｔｉ、Ａｌ_3-4ＢＣ／Ａｌ、ＴｉＮ／Ｔｉ、ＴｉＣ／Ｔｉ、ＺｒＯ₂／Ｔｉ、Ｔ ｉＢ₂／Ｂ₄Ｃ／Ａｌ、ＳｉＣ／ＴｉＢ₂／Ａｌ、ＳｉＣ／Ａｌ₂Ｏ₃／Ａｌ、Ｔｉ Ｃ／Ｍｏ／Ｃｏ、ＺｒＣ／ＺｒＢ₂／Ｚｒ、ＴｉＢ₂／Ｃｕ、ＴｉＣ／Ｍｏ／Ｎｉ 、ＴｉＢ₂／ＴｉＣ／Ａｌ、ＴｉＢ₂／ＴｉＣ／Ｔｉ及びＴｉＮ／Ｔｉが含まれる 。添字「ｘ」の使用は、化合物が変化する化学量論を有し得ることを示す。 多相セラミック−金属複合材料は少なくとも１つのホウ素−含有相、少なくと も１つの炭素−含有相及び少なくとも１つのアルミニウム−含有相を含むのが好 ましく、相はホウ素化物、カーバイド、窒素化物、酸化物、ケイ素化物、ならび にそれらの混合物及び組み合わせから成る群より選ばれる充填剤セラミックと混 合されることができる。充填剤セラミックは多相セラミック−ベース材料の体積 に基づいて１〜５０体積パーセントの量で用いられるのが好ましい。この型の多 相セラミック−ベース材料はセラミック−セラミック複合材料又はセラミック− 金属複合材料の範疇のいずれかに含まれることができる。そのような多相セラミ ック−ベース材料のいくつかの特定の例の特定の相は：Ｂ₄Ｃ／ＡｌＢ₂₄Ｃ₄／Ａ ｌ₄ＢＣ、ＴｉＢ₂／ＡｌＢ₂₄Ｃ₄／Ａｌ、ＺｒＣ／ＺｒＢ／Ａｌ、ＴｉＢ₂／Ｂ₄ Ｃ／Ａｌ、ＡｌＢ₂₄Ｃ₄／ＡｌＢ₁₂／Ａｌ₄ＢＣ、ＡｌＢ₁₂／Ａｌ₄Ｂ_1-3Ｃ₄／Ａ ｌ及びＡｌＢ₂₄Ｃ₄／ＡｌＢ₁₂／Ａｌ／ＳｉＢxを 含むことができる。この場合も添字「ｘ」の使用は、化合物が変化する化学量論 を有し得ることを示す。 装置を形成する多相セラミック−ベース複合材料はホウ素−カーバイド−ベー スであるのが最も好ましく、装置がアルミニウム−ホウ素−カーバイド（Ａｌ− Ｂ−Ｃ）複合材料から製造されるのがさらにもっと好ましい。このＡｌ−Ｂ−Ｃ 複合材料は、低密度及び高剛性という望ましいセラミックの性質、ならびに高靭 性、高い導電率及び機械加工性という望ましい金属の性質を与える多くの性質を 有する。ホウ素−カーバイドセラミックはいずれの反応性金属と組み合わされて 複合材料を形成することもできるが、アルミニウム又はアルミニウム合金が軽量 であり、熱伝導性であり、ホウ素−カーバイドセラミックと高度に反応性なので 好ましい金属である。 Ａｌ−Ｂ−Ｃ複合材料は、材料の性質及び物理的性能の故に、コンピューター 装置の形成に用いるために理想的である。例えばその複合材料は有利なことに３ ｇ／ｃｃ未満、好ましくは２．５８〜２．７ｇ／ｃｃの密度、２２０〜３８０Ｇ Ｐａの弾性率の値、４５０〜６５０ＭＰａの曲げ強度の値、４〜１２ＭＰａ−ｍ^l/2 の破壊靭性、３０−ポンド負荷において測定される７００〜１７００Ｋｇ／ ｍｍ²のビッカース強度、１０^-3オーム−ｃｍ未満、好ましくは１０^-5〜１０^-3 オーム−ｃｍの電気抵抗率の値、２０〜４０Ｗ/ｍ−℃（２００℃で測定の場合 ）の熱伝導率、５．３ｘ１０^-6〜７．１ｘ１０^-6／℃の熱膨張率及び各用途によ り必要とされる表面粗さに仕上げられる可能性を有する。いくつかの用途には３ ０Å未満の表面粗さが必要であり、いくつかの用途には２０Å未満の表面粗さが 必要である。さらにＡｌ−Ｂ−Ｃ複合材料は圧縮され た場合に経験する寸法的変化が２パーセント未満であるのが好ましい。 好ましいＡｌ−Ｂ−Ｖ複合材料の他の重要な性質は、その比剛性及びその熱膨 張率である。比剛性は、加速及び減速により発生する内部負荷によるたわみに対 する抵抗性を量として表した材料の性質である。比剛性は張力下における材料の 弾性率を材料の密度で割った量であると定義される。Ａｌ−Ｂ−Ｃ複合材料の比 剛性は５．１ｘ１０⁵ｍより大きい、好ましくは８．３ｘ１０⁶ｍより大きい、好 ましくは１４．３ｘ１０⁶まで、又はそれより大きいことができ、ここで抵抗率 は重力（９．８ｍ／ｓ²）による加速により標準化した。 さらに、好ましいＡｌ−Ｂ−Ｃ複合材料はアルミナの値に近い熱膨張率を有す る。従っていくつかのコンピューター部品がアルミナから形成され、いくつかが Ａｌ−Ｂ−Ｃ複合材料から形成される場合、２つの材料は使用の間に発生する熱 に暴露されると大体同じ量で膨張するであろう。 さらにＡｌ−Ｂ−Ｃ複合材料は、ハードディスクドライブ部品のための予想に 反した優れた候補材料であり、それは複合材料の性質がこれらの装置に今日現在 用いられている材料より優れているからである。表１はＡｌ−Ｂ−Ｃ複合材料の 種々の物理的性質を、今日コンピューター部品に通常用いられている材料と比較 している。 ホウ素−カーバイドセラミック中でアルミニウムを用いる場合、材料は典型的 にＢ4Ｃ、ＡｌＢ₂₄Ｃ₄、Ａｌ_3-4ＢＣ、ＡｌＢ₂、ＡｌＢ₁₂、ＡｌＢ₁₂Ｃ₂、Ａｌ₄ Ｂ_1-3Ｃ₄及び遊離金属Ａｌの相を含む。好ましい材料は４〜３０体積パーセント 、より好ましくは４〜１５体積パーセントの残留遊離金属を有する。遊離金属は 隙間のみに存在するのが望ましく、すなわちセラミック粒子間の界面は遊離金属 を含んではならない。好ましい材料はアルミニウム、Ｂ4Ｃ粒子及び少なくとも ３つの他のセラミック相、好ましくはＡｌＢ₂₄Ｃ₄、Ａｌ_3-4ＢＣ及びＡｌＢ₂か ら製造される多相材料である。Ｂ₄Ｃ粒子は１０μｍ未満であるのが好ましく、 Ａｌ−Ｂ及びＡｌ−Ｂ−Ｃ相により囲まれているのが望ましい。言い換えると、 複合材料はＡｌ−Ｂ及びＡｌ−Ｂ−Ｃ相の連続セラミックネット ワークを有する。ホウ素−カーバイドセラミックーベース材料におけるこの特別 な相の組み合わせは、１９から３２００Ｋｇ／ｍｍ²への微小硬度勾配を示す。 遊離金属アルミニウムは１９Ｋｇ／ｍｍ²の微小硬度を有するが、Ｂ₄Ｃの硬度は ２７５０〜３２００Ｋｇ／ｍｍ²である。ＡｌＢ₁₂は２６００Ｋｇ／ｍｍ²の微小 硬度を有するが、ＡｌＢ₂₄Ｃ₄は２５３０〜２６５０Ｋｇ／ｍｍ²の値を有する。 Ａｌ_3-4ＢＣの微小硬度は約１３００〜１４００Ｋｇ／ｍｍ²であるが、ＡｌＢ₂ のそれは約９８０Ｋｇ／ｍｍ²である。もちろん他の金属を用いることができ、 異なる反応性パラメーターのために、上記の性質が異なる。 Ａｌ−Ｂ−Ｃ複合材料の独特の性質は、その要求通りの製造を許す性質である 。Ａｌ−Ｂ−Ｃ複合材料の化学、微細構造及び性質は、加工条件の変化により変 化させることができ、それが特定の用途のための材料の最適化を可能にする。例 えばベアリングのために最も重要な性質は微細構造の均一性、硬度、耐摩耗性及 び表面仕上げを含む。ロードビーム、サポートアーム及びアクチュエーターの場 合、表面仕上げ、耐摩耗性及び硬度は重要でないが、比剛性及び靭性がより重要 である。他方スライダーの場合、導電率及び耐摩耗性が最も重要な性質である。 Ａｌ−Ｂ−Ｃ複合材料は、材料の形成に用いられる加工条件を変化させることに より、これらの要求のすべてを満たすことができる。 複合材料は比較的硬い、及び柔らかい相を含まなければならず、ここで硬い方 の相が柔らかい方の相内に均一に分散されているのが好ましい。非−均一性が望 まれている場合（例えば摩耗用途において、より硬い表面が望まれる）、硬い方 の材料をある特定の位置に濃縮し、柔らかい方の相を他の位置に濃縮することが できる。コンピューター部品の本用途 のほとんどの場合、現在、均一な表面性を有することが望ましいが、おそらく部 品のある面積が他より硬く、滑らかであることが望まれ得ることが予想される。 硬い方の相が材料の全体的体積に基づいて３０〜８０体積パーセント、より望ま しくは４０〜６０体積パーセントの量で存在するのが望ましい。柔らかい方の相 は硬い方の相より２５〜７５パーセント、より好ましくは５０〜７５パーセント 低い硬度を有していなければならない。硬い方の相と柔らかい方の相の間のセラ ミック界面の少なくとも５０パーセントが実質的に金属を含まないのも好ましい 。 多相セラミックーベース材料から形成される部品の製造の１つの方法は、適し た粉末を一緒にブレンドし、ブレンドされた粉末のプレフォームを形成し、プレ フォームを無圧又は加圧焼結することによる。適した粉末混合物は、例えばセラ ミック／セラミック粉末混合物又はセラミック／金属粉末混合物であることがで きる。粉末のブレンドは、乾式混練又は湿式混練などのいずれの従来の方法によ っても行うことができる。ブレンドされた粉末のプレフォームの形成は、テープ キャスト、押し出し、射出成型、ダイプレス、ロール圧縮、圧縮成型及びスリッ プキャストなどの従来の方法によって行うことができる。プレフォームの形成の ために、配合された粉末に結合剤をプレフォームの形成の前に加えることができ る。結合剤が用いられる場合、解結合操作（ｄｅｂｉｎｄｅｒｉｎｇ ｏｐｅｒ ａｔｉｏｎ）、例えば不活性雰囲気中で結合剤を燃焼して離す温度にプレフォー ムを加熱することを行うのが望ましいかも知れない。 次いでプレフォームを９８パーセント理論密度より大きい、好ましくは９９． ５％理論密度より大きい密度に焼結することができる。 焼結の後、圧縮された本体を最終的形に機械加工する、及び／又は研磨媒体で 研磨することができる。さらに、圧縮された本体の表面上にコーティングしてそ の滑らかさを向上させる、又は他の望ましい性質を与えることができる。その上 にコーティングされる材料はいずれの適した金属（例えばクロム、ニッケル、コ バルト、ケイ素、アルミニウム、銅、チタン又はマグネシウム）、金属合金、金 属酸化物、金属窒素化物、金属カーバイド、ガラス、セラミック、ポリマー材料 及びそれらの組み合わせであることもできる。コーティング法は、例えば原子蒸 着、粒子蒸着、バルクコーティング又は表面修飾などの、密度の高いコーティン グを与えるいずれであることもできる。コーティング自身をさらに処理して表面 全体に、又は表面の一部に模様付き表面を与えることができる。さらなる処理は 、機械的方法、化学的方法、電気的方法又はそれらの組み合わせなどの方法によ り行うことができる。これらの方法は当該技術分野において既知である。 多相セラミック−ベース材料の形成の他の可能な方法は、セラミックの多孔質 本体を形成し、その後セラミックに液体金属又は溶融ガラス（第２のセラミック 材料として）を含むことができる液体を浸透させてコンピューター部品を形成す る段階を含む。多孔質本体の形成はセラミック粉末のテープキャストにより行う ことができ、ここで粉末は０．１〜１００μの粒径を有するが、好ましい粉末寸 法は１０μｍ未満、より好ましくは３μｍ未満の平均直径粒子寸法を有する。包 装の目的のために、粉末にされたセラミックはこれらの範囲内で広い粒径分布を 有するのが望ましい。テープキャストの他に、押し出し、射出成型、ダイプレス 、ロール圧縮、圧縮成型及びスリップキャストにより多孔質本体を形成す ることもできる。多孔質本体は１０〜７５パーセント、より好ましくは２５〜５ ０パーセント、最も好ましくは２５〜３５パーセントの多孔度を有するのが好ま しい。多孔質本体の形成のために、多孔質本体の形成の前に結合剤をセラミック 粉末に加えることができる。結合剤が用いられる場合、解結合操作、例えば不活 性雰囲気中で結合剤を燃焼して離す温度に多孔質本体を加熱することを行うのが 望ましいかも知れない。 反応の速度（すなわち反応速度論）は材料の相及び形態学に影響し、所望の材 料を製造するように制御される。例えばホウ素−カーバイドがセラミック材料の 前駆体である場合、カーバイドの反応性を下げ、より制御された状況下にある生 成物内の相の数を増加させるために、カーバイド構造内の炭素の量が多いと特に 有利である。類似の数のそのような制御下にない相があることができるが、カー バイド前駆体材料の反応性を下げることによりそれが制御されると、どの相が存 在するかを知るのがずっと容易である。 材料の相及び形態学へのいくらかの制御を達成する他の方法は、浸透段階の前 にそれを１３００℃〜１８００℃の温度に上げることにより、例えばホウ素−カ ーバイドセラミックの多孔質本体を受動的にし（ｐａｓｓｉｖａｔｉｎｇ）、表 面を受動的にして浸透段階の間に反応速度論をより良く制御できるようにする段 階を含むことによる。この受動化の段階は１４００℃〜１４５０℃の温度で行わ れるのが好ましい。受動化段階は窒素、アルゴン又は他の気体中で行うことがで きるが、アルゴンブランケット下で１分〜２０時間の時間、行われるのが好まし い。多孔質本体の厚さは一般に、多孔質本体材料の本体全体で利益を受けるため に、この受動化段階がどの位の長さであるべきかを大きく決定するであ ろう。 受動化段階の後、熱（溶融）浸透、真空浸透、加圧浸透、重力／熱浸透、及び 他の既知の方法により浸透の段階を行うことができる。方法は一般に、どの液体 が用いられるかに依存する。可能な液体は、用いられる液体に依存して固化又は 硬化すると硬くなる溶融金属、溶融ガラス、液体ポリマー（導電性ポリマーを含 む）を含む。セラミックを圧縮するいずれの液体も用いることができる。最も好 ましい液体は溶融金属であるが、溶融ガラス性材料を用いて大きく成功すること ができる。硬くなる種々のポリマー、エポキシド及び他の有機液体の使用も意図 されている。 浸透の間に、液体はセラミック本体と反応することができ、しなくとも良い。 浸透の段階はセラミックの多孔質本体を２片の金属箔の間にサンドイッチに挟み 、その後金属箔を溶融するのに十分な温度に加熱し、それにより多孔質本体に金 属を浸透させることにより行うことができる。金属箔の金属の融点は、浸透が行 われるべき温度を指定する。例えばアルミニウム又はアルミニウム合金が用いら れる場合、７００℃〜１２００℃、しかし好ましくは９００℃〜１２００℃の温 度で無圧浸透を行うことができる。浸透は真空中で、大気圧下で、又は加圧下で 行うことができる。浸透の圧力の選択は、浸透する液体と多孔質セラミックの湿 潤性に依存する。 さらに、浸透を不活性気体（アルゴンなどの）中で行うことができる。圧力が 加えられる場合、浸透温度を下げることができる。当該技術分野における通常の 熟練者は、金属又はガラスを溶融し、それを多孔質セラミックの孔中に挿入する 多くの種々の方法を知っているであろう。用い られるのが好ましい金属はアルミニウムであり、２片のアルミニウム箔の間にホ ウ素−カーバイドをサンドイッチに挟み、アルミニウムが多孔質ホウ素−カーバ イド中に組み込まれるように構造を加熱するのが特に好ましい。 セラミックの多孔質本体の金属浸透の間、多孔質本体を必要なら耐火性プレー トの間に置き、多孔質本体の形の保持を助けることができる。例えばセラミック の多孔質本体を最初にアルミニウムの箔の間にサンドイッチにはさむことができ る。次いで窒素化アルミニウム粉末がコーティングされた窒素化アルミニウム基 質をアルミニウム箔の外側の上に置くことができる。従って積み重ねは、上から 下に、窒素化アルミニウム基質、窒素化アルミニウム粉末、アルミニウム箔、セ ラミックの多孔質本体、アルミニウム箔、窒素化アルミニウム粉末及び窒素化ア ルミニウム基質から成る。窒素化アルミニウムは一般に溶融アルミニウムにより 湿潤されず、かくしてアルミニウムはセラミックの多孔質本体のみに浸透するの で、耐火性基質及び粉末として選ばれた材料である。 浸透は、浸透されるセラミックが実質的に密度が高くなり、それにより９８パ ーセント理論的密度より高く、より典型的には９９．５パーセント理論的密度よ り高くセラミック本体を圧縮するまで行われる。セラミック本体は典型的に、圧 縮すると２パーセント未満の直線状収縮を受ける。 多相セラミック−金属複合材料の剛性における変動は、用いられるセラミック の量の操作、及び／又はセラミック粒子内に比較的大量の未反応金属を残すこと により、密度における有意な変化なしで達成することができる。 浸透段階の後の熱処理という追加の段階は、多相セラミック−ベース材料がさ らに均一になるのを助ける。熱処理は浸透の直後に行うことができ、あるいは別 の場合、浸透された本体を熱処理温度より低い温度に冷却し（例えば周囲温度） 、続いて熱処理することができる。Ａｌ−Ｂ−Ｃ複合材料の場合、この熱処理と いう追加の段階は、浸透された本体を６２５℃〜１０００℃、より好ましくは６ ２５℃〜９００℃の温度に１〜５０時間の時間、最も好ましくは２５〜５０時間 の時間、加熱することにより行われるのが好ましい。最も好ましい熱処理温度は ７００℃である。熱処理は、例えば空気、窒素又はアルゴン中で行うことができ る。多相の形成への最も大きな制御が達成されるのはこの熱処理の間である。熱 処理は低温において長時間であることができ、あるいはそれはより高い温度でよ り短時間であることができる。 浸透段階の後、浸透された本体を冷却し、浸透液体を固化させる。次いで浸透 された本体を、必要なら、又は所望なら研磨媒体を用いて研磨及び／又は最終的 形に機械加工することができる。コンピューター部品のあるものは、機械加工を 必要とし得ないような十分に正確な正味に近い形（ｎｅａｒ ｎｅｔ ｓｈａｐ ｅ）にキャストすることができる。 さらに、浸透された本体の表面にコーティングし、その滑らかさを向上させる か、又は他の所望の性質を与えることができる。その上にコーティングされる材 料は金属（例えばクロム、ニッケル、コバルト、ケイ素、アルミニウム、銅、チ タン又はマグネシウム）、金属合金、金属酸化物、金属窒素化物、金属カーバイ ド、ガラス、セラミック、ポリマー材料及びそれらの組み合わせであることがで きる。コーティング法は、例えば原子蒸着、粒子蒸着、バルクコーティング又は 表面修飾などの、 密度の高いコーティングを与えるいずれであることもできる。セラミック−ベー ス材料がホウ素−カーバイド−ベースであり、コーティングがニッケル−含有相 である場合、ホウ素−カーバイド−ベース材料とニッケル−含有相の間に、ホウ 素−カーバイド及びニッケルを含有する遷移領域が作られる。典型的にこの遷移 領域は、コーティング条件に依存して１〜１０μｍ、より典型的には１〜５μｍ の厚さである。 コーティング自身をさらに処理して表面全体に、又は表面の一部に模様付きの 表面を与えることができる。コーティングのさらなる処理は当該技術分野におい て既知の機械的方法、化学的方法、電気的方法又はこれらの組み合わせなどの方 法により行われることができる。 従って本発明は、高い硬度、高い耐摩耗性、高い破壊靭性、高い減衰能、低い 密度及び高い比剛性を有しながら導電性である材料から形成されるハードディス クドライブ部品及びその製造法を提供する。さらに部品を形成する材料は、高い 剛性と高い靭性、高い硬度と高い強度、及び高い剛性と高い減衰能などの独特の 性質の組み合わせを示す。本発明は、圧縮される時に受ける収縮が少量である材 料から形成されるハードディスクドライブ部品及びその製造法も提供する。さら に本発明の種々の部品を、コンピューターの寸法安定性及びデータ取得の精度を 向上させる同じ材料から形成することができる。 以下の実施例は例示のみであり、本発明の制限とみなされるべではなく、本発 明は添付の請求の範囲において正しく叙述される。実施例１ ホウ素−カーバイド粉末の十分に分散された水性懸濁液を調製した。粉末使用 量を最高に利用するために３０パーセントのＥＳＫ １５００ Ｂ₄Ｃ及び７０パーセントのＥＳＫ ５μｍ及びそれより微細Ｂ₄Ｃの混合物を用 いた（Ｅｌｅｋｔｒｏｓｃｈｅｍｅｌｔｚｗｅｒｋ Ｋｅｍｐｔｅｎ ｏｆ Ｍ ｕｎｉｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙにより製造され、３μｍの平均粒径を有するＥＳＫ 規格１５００）。これらの粉末を懸濁液調製の前にメタノールで洗浄した。次い で粉末混合物を７のｐＨにおいて、懸濁液の全体的体積に基づいて５５体積パー セントの粉末使用量で水に分散させた。さらに超音波を繰り返し適用し、柔らか い凝集物の破壊を促進した。懸濁液が調製されたら、次いで硬い凝集物及び外部 からの破壊クズを、６３５メッシュフィルターを用いてふるい分けることにより 除去した。ふるい分けの後、懸濁液を脱気して捕獲された空気の泡を除去した。 これらの捕獲された空気の泡は、溶融Ａｌの浸透の間に完全に充填され得ないテ ープにおける気孔を生ずるのみでなく、それらは乾燥の間に微細亀裂も生ずる。 懸濁液が調製された後、７〜１０パーセントのラテックス結合剤、Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ ｏｆ Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ，Ｕ． Ｓ．Ａ．により所有の商標で販売されている「Ｒｈｏｐｌｅｘ」ＨＡ−８を加え た。他のそのようなラテックスを用いるよりこの特定のラテックスを用いること の１つの利点は、このラテックス中に含まれる分散剤が、懸濁液がその上にキャ ストされてテープにされる疎水性Ｍｙｌａｒ^TMポリエステルフィルム（Ｅ．Ｉ． ｄｕ Ｐｏｎｔｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄ ｅｌａｗａｒｅ，Ｕ．Ｓ．Ａ．に商標）上への水性懸濁液の湿潤性を向上させる ことであった。結局、他の湿潤剤は必要でなかった。次いでラテックス結合剤を 懸濁液に加える時、空気の泡を導入しないように注意した。 得られるホウ素−カーバイド懸濁液とラテックス結合剤の混合物を、１．８ｃ ｍ／秒で動くドクターブレードを用い、配向ポリプロピレンフィルム（Ｍｙｌａ ｒ^TMＤフィルム）上にキャストして多数の厚さのテープとした。キャストの後、 テープを周囲環境において、いずれの種類の特別な装置も用いずに乾燥した。２ ０ミル（５００μｍ）までの厚さのテープは亀裂なしで乾燥することができた。 テープの厚さに依存して１０分〜１２時間の乾燥時間範囲が必要であった。乾燥 プロセスが完了した後、次いでテープをＭｙｌａｒ^TMフイルムから剥がし、それ らを所望の寸法に切断した。これらのテープは次々に上に積み重ねることもでき 、同様に、周囲温度で一軸的に圧縮することにより一緒に接着させて積み重ねる こともできた。 テープキャストの後、亀裂又はそりなしで、合理的な短時間でテープを解結合 した。種々の厚さの積層された、及び単独のテープの両方を耐火プレートの間に 置き、次いで窒素流中で１００℃／時において５００℃に加熱し、５００℃に２ 時間保持し、１００℃／時で周囲温度に冷却した。得られる解結合テープは平ら であり、亀裂がなかった。解結合テープの多孔度はテープ体積全体に基づいて４ ２パーセントであった。 １つの解結合テープに関し、テープに完全に浸透するのに十分なアルミニウム 箔を２つの積み重ねに同じに分け、積み重ねをテープの向き合った側に置いた。 片側に窒素化アルミニウム粉末がコーティングされた窒素化アルミニウムブロッ クをアルミニウム箔の各側に置き、積み重ねアセンブリを形成した。窒素化アル ミニウムブロックは、窒素化アルミニウム粉末−塗布側がアルミニウム箔に向き 合うように置いた。積み重ねアセンブリを真空中で２時間、１１００℃に加熱し 、そこで保持し、か くしてアルミニウムを解結合テープの孔中に浸透させ、Ａｌ−Ｂ−Ｃ複合材料を 作った。アルミニウム−浸透テープを次いで冷却し、窒素化アルミニウム−塗布 窒素化アルミニウムブロックから分離し、０．３０７ｍｍの厚さに研磨し、ハー ドディスクドライブのためのサポートアームの形に切断した。実施例２ 最初にＥＳＫ ５μｍ Ｂ₄Ｃ粉末及びＥＳＫ １５００ Ｂ₄Ｃ粉末をメタノ ール中で１時間洗浄し、次いで７０：３０の重量比のＥＳＫ５μｍ対ＥＳＫ １ ５００を一緒にブレンドすることにより２モードＢ₄Ｃ粉末混合物を調製した。 Ｂ₄Ｃ粉末混合物及びＨＰＬＣ−等級の水から５５体積パーセントのスリップを 調製した。Ｂ₄Ｃ摩砕媒体を用いてスリップをロールし、１７０メッシュのふる いを通してロールされたスリップをふるい、摩砕媒体なしで再度スリップをロー ルし、続いてスリップを脱気することにより、粉末凝集物を破壊した。４．５” ｘ４．５”ｘ０．７”（１１．４３ｃｍｘ１１．４３ｃｍｘ１．７８ｘｍ）の長 方形のプレートをキャストするために、５５パーセントの多孔度を有する石膏型 を製造した。次いでスリップを石膏型中に注ぎ、乾燥させた。乾燥されたキャス トされたＢ₄Ｃは７２．２パーセント理論値の密度を有した。緑色のプレートを １４２５℃で２時間焼き、次いで真空中で１１６０℃において１．５時間、アル ミニウム合金１３５０を浸透させた。次いで金属−浸透プレートを空気中で２５ 時間、６９０℃において熱処理した。次いでプレートを冷却し、ハードディスク ドライブのためのサポートアームの形に研磨した。実施例３ ＥＳＫ １５００Ｂ₄Ｃ粉末及び熱可塑性結合剤系を一緒にブレンドすること により５０体積パーセントＢ₄Ｃ粉末／５０体積パーセント結合剤混合物を調製 した。ステアリン酸をＢ₄Ｃ粉末の重量に基づいて５重量パーセントの量で混合 物に分散剤として加えた。混合物を１３０℃で混合し、１１２℃の大体の成型温 度及び６０ｃｍ³／秒の射出速度において１８．６ｃｍ³の体積を有する部品に射 出成型した。部品のいくつかを、最初にそれらをヘプタン浴に２３℃において１ １時間沈め、その後数日空気中で乾燥させることにより解結合した。乾燥された 部品を次いで熱による結合剤完全燃焼手順に供し、それは部品を２５℃／時の速 度で３７０℃に、次いで１０℃／時の速度で５００℃に、及び次いで２２℃／時 の速度で５６５℃に加熱することを含み、すべての加熱は窒素雰囲気中で行われ た。解結合部品に次いで１１６０℃において５時間、アルミニウムを浸透させ、 Ａｌ−Ｂ−Ｃ部品を形成した。緑色の状態及び浸透された状態の間の特徴的寸法 測定値に関する平均の差は、１．４７３−インチ（３．７４−ｃｍ）の長さの場 合に０．００２インチ（０．００５ｃｍ）であった。この実施例は、必要な最小 の最終的機械加工を用い、正確な最終的形を必要とするＡｌ−Ｂ−Ｃ部品を形成 するために射出成型を用いることの適用性を示している。実施例４ ４つの緑色のホウ素−カーバイドテープを、冷均衡プレス（ｉｓｏｓｔａｔｉ ｃ ｐｒｅｓｓ）において３０，０００ｐｓｉ（２０５，５００ｋＰａ）の圧力 でそれらを一緒にプレスすることにより積層した。次いで積層物を解結合し、２ つのアルミニウムシートの間にサンドイッチに挟んだ。サンドイッチにされた構 造を真空中で１０００℃に加熱し、 アルミニウムを溶融させ、多孔質ホウ素−カーバイド中に吸い上げさせた。この 方法で機能性積層物が製造された。積層物は４５ミル（１１２５μｍ）の厚さを 有した。次にホウ素−カーバイド積層物の表面上にある過剰のアルミニウムを、 ２２０粒度ＳｉＣ紙で研磨することにより除去した。次いで積層物を１６００〜 ２００Åの粗さに研磨し、アセトン中で１分間清浄化し、メタノール中で１分間 清浄化した。次いで積層物の表面を、１００グラムのＺｎＯ、５２５グラムのＮ ａＯＨ及び１リットルのＨＰＬＣ−等級の水を含有する溶液中に積層物を沈める ことにより亜鉛化した（ｚｉｎｃａｔｅｄ）。亜鉛化の後、積層物を流水下で１ 分間濯いだ。次いで積層物を、Ｓｈｉｐｌｅｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．によ り製造されたニッケル−含有溶液である「Ｎｉｃｕｌｏｙ」２２溶液中に１時間 、沈めた。「Ｎｉｃｕｌｏｙ」２２溶液の温度は８５℃であった。「Ｎｉｃｕｌ ｏｙ」溶液に沈めた後、積層物を再度流水下で１分間濯いだ。得られる積層物は １６〜１８μｍの平均厚さを有する密度の高いニッケルコーテイングを有した。 ニッケル−メッキ積層物の断面は、ニッケルメッキ及びＡｌ−Ｂ−Ｃ複合材料の 間の独特のＢ₄Ｃ−Ｎｉ遷移領域の形成を示した。実施例５ Ａｌ−Ｂ−Ｃテープを研磨し、１８０Åの表面仕上げにラップ仕上げした。研 磨され、ラップ仕上げされたテープに次いで、２０℃に保持され、ＣｕＳＯ₄を 溶液１リットル当たり１８８グラムの量で、Ｈ₂ＳＯ₄を溶液１リットル当たり７ ４グラムの量で、及びにかわを溶液５００ｍｌ当たり１滴の量で含有する水−ベ ース電気メッキ溶液を用いて銅を電気メッキした。電気メッキは１ボルトの電圧 及び０．６〜０．８アンペ アの電流を用いて行った。３分間の電気メッキの後、銅メッキは均一であり、Ａ ｌ−Ｂ−Ｃテープに十分に接着した。 本発明を例示的に説明してきた。用いられてきた用語は制限ではなく、説明語 としての性質で存在することが意図されていることが理解されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１２月２６日 【補正内容】 請求の範囲 １．結晶性セラミック相及び遊離金属相を有する多相セラミック−金属複合材 料から形成され、ハードディスクドライブ部品の理論的密度が９８パーセントよ り大きい非−ディスク装置を含むハードディスクドライブ部品。 ２．装置がスライダー、ロードビーム、サポートアーム、アクチュエーター、 アクチュエーターベアリング、スペーサー、クランプ、スピンドル、ボールベア リング、スラストベアリング、ジャーナルベアリング、ベースプレート、ハウジ ング又はカバーである請求の範囲第１項に記載の部品。 ３．さらにコーティングを装置の表面上に含み、コーティングが金属、金属合 金、金属酸化物、金属窒素化物、金属カーバイド、ガラス、セラミック、ポリマ ー材料又はそれらの組み合わせから成る群より選ばれる請求の範囲第１又は２項 に記載の部品。 ４．セラミック−金属複合材料がセラミックと金属の組み合わせから形成され 、金属がケイ素、マグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、 鉄、銅、ニッケル、コバルト、タンタル、タングステン、モリブデン、ジルコニ ウム、ニオブ、ならびにそれらの混合物及び合金から成る群より選ばれ、セラミ ックがホウ素化物、酸化物、カーバイド、窒素化物、ケイ素化物、ならびにそれ らの混合物及び組み合わせから成る群より選ばれる請求の範囲第１〜３項のいず れか１つに記載の部品。 ５．セラミック−金属複合材料がアルミニウム−ホウ素−炭素材料を含む請求 の範囲第１〜４項のいずれか１つに記載の部品。 ６．セラミック−金属複合材料がアルミニウム−ホウ素−炭素材料を含み、部 品がさらに装置の表面上にニッケル−含有相、及びアルミニウム−ホウ素−炭素 材料とニッケル−含有相の間にホウ素カーバイド及びニッケルを含有する遷移領 域を含む請求の範囲第１〜５項のいずれか１つに記載の部品。 ７．セラミック−金属複合材料が相Ｂ₄Ｃ、Ａｌ、ＡｌＢ₂₄Ｃ₄、Ａｌ_3-4ＢＣ 及びＡｌＢ₂を含む請求の範囲第１〜６項のいずれか１つに記載の部品。 ８．（ａ）セラミックの多孔質本体を形成し； （ｂ）セラミック本体の孔中に液体を浸透させ； （ｃ）浸透させた液体を固化させ；必要なら （ｄ）浸透されたセラミック本体を機械加工して非−ディスクハードディスク ドライブ部品を形成する ことを含む請求の範囲第１〜７項のいずれか１つに記載のハードディスクドライ ブ部品の製造法。 ９．液体が、ケイ素、マグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、ク ロム、鉄、ニッケル、コバルト、タンタル、タングステン、モリブデン、ジルコ ニウム、ニオブ、ならびにそれらの混合物及び合金から成る群より選ばれる溶融 金属であり、セラミックがホウ素化物、酸化物、カーバイド、窒素化物、ケイ素 化物、ならびにそれらの混合物及び組み合わせから成る群より選ばれる請求の範 囲第８項に記載の方法。 １０．液体を浸透させる段階が、浸透されたセラミック本体が実質的に密度が 高くなり、それによりセラミック本体を圧縮し、セラミック本体が圧縮されると 受ける直線状収縮が２パーセント未満となるまで行わ れる請求の範囲第８又は９項に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 21/02 ６０１ Ｇ１１Ｂ 21/02 ６０１Ａ 33/12 ３１３ 33/12 ３１３Ｃ // Ｃ２２Ｃ 1/05 Ｃ２２Ｃ 1/05 Ｆ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＫＲ，ＳＧ (72)発明者 フオーセツト，テイモシー・ジー アメリカ合衆国ミシガン州48642ミドラン ド・オールドパイントレイル3923 (72)発明者 フオツクス，リチヤード・テイ アメリカ合衆国ミシガン州48642ミドラン ド・アカシアドライブ3779 (72)発明者 ニルセン，ケビン・ジエイ アメリカ合衆国ミシガン州48640ミドラン ド・プライスロード1032 (72)発明者 ピジク，アレクサンダー・ジエイ アメリカ合衆国ミシガン州48640ミドラン ド・スカーボロレイン3012 (72)発明者 ハン，チヤン アメリカ合衆国ミシガン州48642ミドラン ド・アバロンストリート1600 (72)発明者 ペレツテイー，ドナルド・ジエイ アメリカ合衆国ミシガン州48642ミドラン ド・トラビスコート3012

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１相が結晶性セラミックであり、少なくとも１相が遊離金属又 は非晶質である少なくとも２相を有する多相セラミック−ベース材料、あるいは 少なくとも３相を有し、多相セラミック−ベース材料のすべての相が結晶性セラ ミックである多相セラミック材料から形成される非−ディスク装置を含むハード ディスクドライブ部品。 ２．装置がスライダー、ロードビーム、サポートアーム、アクチュエーター、 アクチュエーターベアリング、スペーサー、クランプ、スピンドル、ボールベア リング、スラストベアリング、ジャーナルベアリング、ベースプレート、ハウジ ング又はカバーである請求の範囲第１項に記載の部品。 ３．さらに少なくとも１相のコーティングを装置の表面上に含み、コーティン グが金属、金属合金、金属酸化物、金属窒素化物、金属カーバイド、ガラス、セ ラミック、ポリマー材料又はそれらの組み合わせである請求の範囲第１又は２項 に記載の部品。 ４．多相セラミック−ベース材料が第１セラミック及び第２セラミックの組み 合わせから形成され、第１及び第２セラミックはそれぞれホウ素化物、酸化物、 カーバイド、窒素化物、ケイ素化物又はそれらの組み合わせである請求の範囲第 １〜３項のいずれか１つに記載の部品。 ５．多相セラミック−ベース材料が少なくとも１相のホウ素−含有相、少なく とも１相の炭素−含有相、及び少なくとも１相のアルミニウム−含有相を含み、 相はホウ素化物、カーバイド、窒素化物、酸化物、ケイ素化物、ならびにそれら の混合物及び組み合わせから成る群より選ばれる充填剤セラミックと混合される ことができ、充填剤セラミックは多相 セラミック−ベース材料の体積に基づいて１〜５０体積パーセントの量で用いら れる請求の範囲第１〜４項のいずれか１つに記載の部品。 ６．材料がセラミックと金属の組み合わせから形成され、金属がケイ素、マグ ネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、ニッケル、コ バルト、タンタル、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、ニオブ、ならび にそれらの混合物及び合金から成る群より選ばれ、セラミックがホウ素化物、酸 化物、カーバイド、窒素化物、ケイ素化物、ならびにそれらの混合物及び組み合 わせから成る群より選ばれる請求の範囲第１〜５項のいずれか１つに記載の部品 。 ７．材料がアルミニウム−ホウ素−カーバイド−ベース材料を含み、部品がさ らに装置の表面上にニッケル−含有相、ならびにアルミニウム−ホウ素−カーバ イド−ベース材料とニッケル−含有相の間にホウ素−カーバイド及びニッケルを 含有する遷移領域を含む請求の範囲第１〜６項のいずれか１つに記載の部品。 ８．（ａ）セラミックの多孔質本体を形成し； （ｂ）セラミック本体の孔中に液体を浸透させ； （ｃ）浸透させた液体を固化させ；必要なら （ｄ）浸透されたセラミック本体を機械加工して非−ディスクハードディスク ドライブ部品を形成する ことを含む請求の範囲第１〜７項のいずれか１つに記載のハードディスクドライ ブ部品の製造法。 ９．液体が、ケイ素、マグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、ク ロム、鉄、ニッケル、コバルト、タンタル、タングステン、モリブデン、ジルコ ニウム、ニオブ、ならびにそれらの混合物及び合金か ら成る群より選ばれる溶融金属であり、セラミックがホウ素化物、酸化物、カー バイド、窒素化物、ケイ素化物、ならびにそれらの混合物及び組み合わせから成 る群より選ばれる請求の範囲第８項に記載の方法。 １０．液体を浸透させる段階が、浸透されたセラミック本体が実質的に密度が 高くなり、それによりセラミック本体を圧縮し、セラミック本体が圧縮されると 受ける直線状収縮が２パーセント未満となるまで行われる請求の範囲第８又は９ 項に記載の方法。