JPS6286514A

JPS6286514A - 磁気ヘツド

Info

Publication number: JPS6286514A
Application number: JP60226085A
Authority: JP
Inventors: Hideo Watanabe; 秀雄渡辺; Kazuo Ooya; 大矢　一雄
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1985-10-11
Filing date: 1985-10-11
Publication date: 1987-04-21

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】工　発明の背景技術分野本発明は磁気ヘッドに関する。　さらに詳しくは、特に
計算機用ヘッドに用いるマンガン亜鉛系のフェライトコ
アの改良に関するものである。

先行技術近年、磁気記録の技術分野においては、高記録密度化が
強く要望されるようになってきておリ、たとえば、計算
機用ヘッド等の磁気へラドコアについては、高周波数領
域での実効透磁率の大きな材料の開発に力が注がれるよ
うになってきいるのが現状である。

従来、磁気へラドコアの材料としては、マンガン−亜鉛
系のフェライトが用いられている。

このものは、低周波数領域、例えば０．１〜数十ＫＨｚ
では大きな実効透磁率を示すが、これ以上の高周波数領
域では実効透磁率が小さく。

しかも損失係数が大きくなってしまう。

このような実状から１種々の添加物１例えば、酸化カル
シウムや酸化ケイ素（Ｔｒａｎｓ、Ｊｐｎ。

Ｉｎ５ｔ、Ｎｅｔ、、　　２　　Ｐ１７１　（１９６１
））や酸化ニオブ等を所定量添加する旨の提案がなされ
ている。

しかしながら、これらでも、計算機用のヘッドとして現
在要求されている高密度記録を達成するための高周波数
領域では、透磁率および最高磁束密度の点で満足できな
い。

本発明者等は、このような問題に対し、所定量の酸化ニ
オブ、酸化バナジウム、酸化カルシウムを含有させる旨
の提案を行っている（特開昭６０−１６８６３号公報）
、この提案によれば０．５〜ＩＯＭ）ｌｚの高周波数領
域において非常に大きい実効透磁率を示す磁性材料が得
られる。

ところで、ウィンチェスタ−タイプ等の計算機用ヘッド
のフェライトコアとしては、グレイン粒界強度がきわめ
て大きくなければならない。

計算機用ヘッドのコアフロント面は、鏡面研磨されて仕
上られるものであり、記録再生時にはわずかな空隙を介
して媒体上に浮上させられるが、グレインの粒界強度が
低くグレインが媒体上に落下したとすると重大なトラブ
ルをひきおこしてしまうからである。

しかし、従来のＭ　ｎ　−Ｚ　ｎ系フェライトはいずれ
もグレイン粒界の強度が小さく、検査時にグレインが脱
落しかねない不良品が多数みつかっている。

そこで、グレイン粒界の強度が大きく、しかも高周波数
領域での透磁率および最高磁束密度が大きく、損失係数
が小さい磁気ヘッドが要望されている。

■　発明の目的本発明の目的は、グレイン粒界の強度が大きく、シかも
高周波数領域での透磁率および最高磁束密度が大きく、
損失係数が小さい磁気ヘッドを提供することにある。

■　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。

すなわち、第１の発明は、Ｆｅ２Ｏ３を５３゜〜５４モ
ル％、ＺｎＯを１５〜１７モル％含有するマンガン−亜
鉛系フェライトに対し、酸化ケイ素０．０２重量％以下
および／または酸化カルシウム０．１重量％以下を含有
させた材質であって、平均グレイン径が８０１Ｌ１１以
下であり、２０℃、直流・、１５０ｅでの磁束密度５０
００Ｇ以上のコアを有し、記録周波数０．５〜１０ＭＨ
ｚで用いられることを特徴とする磁気ヘッドである。

また、第２の発明は、Ｆｅ２Ｏ３を５３〜５４．５モル
％、ＺｎＯを１５〜１７％ル％含有スるマンガン−亜鉛
系フェライトに対し、酸化ケイ素０．０２重量％以下お
よび／または酸化カルシウム０．１重量％以下ならびに
酸化ニオブ０　、０　Ｚｉｉ量％量子以下有させた材質
であって、平均グレイン径が８０路層以下であり、２０
℃、直流、１５０ｅテｃ７）磁束密度５０００Ｇ以上の
コアを有し、記録周波数０．５〜１０ＭＨｚで用いられ
ることを特徴とする磁気ヘッドである。

■　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。

本発明の磁気ヘッドのコアは、Ｆｅ２Ｏ３を５３〜５４
．５モル％、Ｚ　ｎ　Ｏｔ−１５〜１７モル％含有する
マンガン−亜鉛系フェライトに、少量の酸化ケイ素およ
び／または酸化カルシウムが含有される。

そして、さらに必要に応じて酸化ニオブが含有される。

含有添加元素である酸化ケイ素および酸化カルシウムは
高周波数領域（０，５〜１０ＭＨ２）における磁気特性
、特に透磁率を向上させるための成分であり、酸化ケイ
素の含有量は０．０２重量％以下、特に０．０１〜０．０１５重量％の範囲が好ましい。

一方、酸化カルシウムは、やはり高周波数領域での透磁
率を向上させるものであるが、その含有量は、０．１重
量％以下、特に、０．０２〜０．０９重量％の範囲が好
ましい。

これら２成分の含有は、どちらか一方のみであってもよ
いが、本発明において、特に損失減少の点で相乗効果を
発揮するものであるので、両者は併用することが好まし
い。

なお、上記の酸化ケイ素の含有量が０．０２重量％をこ
えると、グレイン粒界の強度が低下する。　また酸化カ
ルシウムの含有量が０．１重量％をこえるとやはりグレ
イン粒界の強度が低下する。

さらに本発明においては、酸化ニオブを０．０２重量％
以下、特に０．００５〜０．０２重量％の範囲で含有さ
せることが好ましい。

酸化ニオブの添加によってさらに高周波数領域での透磁
率が向上する。

ただし、酸化ニオブが０．０２重量％をこえると、グレ
イン粒界の強度が低下する。　　　゛これら酸化カルシ
ウム、酸化ケイ素、酸化ニオブの含有量の総計は、０．
２を量％以下、好ｔ　Ｌ　＜　ｔ＊　ｏ　、　ｏ　ｏ　
ｓ〜０．１５重量％でなければならない。

これらの含有量の総計が０．２重量％をこえると、グレ
イン粒界の強度が低下する。

本発明で用いるマンガン−亜鉛系フェライトの組成をＦ
　ｅ２０３５３〜５４　、５％ル％。

Ｚｎ０１５〜１７モル％とするのは、このような組成範
囲のフェライト組成と、前述したような含有添加物との
組み合せによって、高周波数領域（０，５〜１０　ＭＨ
ｚ　）において、非常に大きい透磁率を有する低損失フ
ェライトとなり。

しかも低い保磁力、大きな最高磁束密度を有する等の優
れた特性が得られて、高密度記録用の磁気へラドコア材
料として好適であるからである。

そして、これ以外の組成では良好な磁気特性はえられな
い。

このような材質からなる本発明の磁気ヘッドのコアは後
述するような工程によって成形されており、成形後の磁
気ヘッド用コアの平均グレイン径は８０ル層以下、特に
ｌＧ〜５０ＩＬ腸が好ましい、この値が８０１ＬＩＩを
こえるとグレイン粒界の強度が低くなるからである。

さらには、渦電流損も大きくなり、高周波数領域で１７
１虜ａ鈷捗＾（トスｌかスこのような平均グレイン径はＪ　Ｉ　５−Ｃ−２５８３
−１９８１に準じて下記式にて算出されるものである。

Ｄ＝ｌ／ＮＸＬ／ｎＸ１０００　（ＩＬｍ）ここで、Ｄ
：平均結晶粒径（終ｍ）Ｎ：顕＊鏡倍率Ｌ：直線の長さｎ：直線と交差する、粒子数上記式を用いて算出した一次元的な値に、ざらにπ／２
を乗じて算出した三次元的な値が本発明における平均グ
レイン径り。である。

Ｄｏ＝Ｄｘπ／２さらに、コアの密度は、理論密度の９９．５％以上、特
に９９．８〜１００％であることが好ましい、　これに
よりグレイン粒界の強度が向上し高周波数領域での磁気
特性が向上する。

本発明の磁気ヘッドのコアを作製するには以下のように
する。

すなわち、上記の組成物を所定量、粉末の状態で混合す
る。　混合には、通常、アトライター等の湿式混合を用
いる。

次いで、乾燥し、仮焼し、ボールミル等にて粉砕後、乾
燥する。　その後、いわゆるコールドプレス等の常法に
従って成形後、非酸化性雰囲気中、１１００〜１４００
℃において理論密度の９５〜９８％になるまで一次焼成
する。

次いで少なくとも８００　Ｋｇ／ｃｍ２に加圧しながら
、１１００−１４００℃において理論密度の９９．５％
以上になるまで二次焼成する。

つまり、−次焼成段階で、緻密な被覆層を形成させ、連
通穴を閉塞したのち、二次焼成段階で外部加圧しながら
おし固めて、所望の磁気特性をもつ焼結体とする。

本発明の磁気ヘッド用コアの製造に際しては、前記した
酸化ケイ素および酸化カルシウムの代りに、焼成により
これらの物質に変換しうる物質例えば炭最塩、重度酸塩
、水酸化物などを用いることもできる。

また、−次焼成の非酸化性雰囲気は、例えば不活性ガス
または制御された酸素濃度の不活性ガスを用いて形成す
るか、あるいは減圧により形成することができる。

二次焼成における加圧は１例えば熱間静水圧プレス装置
を用いて行うことができる。

なお、本発明におけるコア材質の平均グレインサイズを
、ある程度任意にコントロールするには、製造過程にお
いて１例えば仮焼温度を８００〜１０００℃、−次焼成
温度を１２５０〜１３５０℃間で変えればよい。

このようなコアは、最高磁束密度としては、２０℃、直
流、１５０ｅ　（７）Ｂ１５が５０００Ｇ以上、特に５
２００〜５４００Ｇである。　　また、２０℃、０．５
ｍＡ、３　、５ＭＨ２テ（７）初透磁率９００以上、特
に９００〜１２００、同じく５ＭＨでの初透磁率８００
以上、特に８ｏｏ〜１０００、同じ＜　７　ＭＨｚ　テ
（７）初透磁率６００以゛　上、特に６００〜７５０で
ある。

そして、０．５〜１０ＭＨｚの記録周波数を用いたとき
、きわめて良好な電磁変換特性を示す。

本発明の磁気ヘッドのコアの形状については特に制限は
なく、公知の種々の形状１例えばウィンチェスタ−タイ
プ等に用いられるコア形状とすればよい、　そして、常
法に従い、スライダ等を付し、磁気ヘッドとして組み立
てられる。

■　発明の具体的作用効果本発明の磁気ヘッドは、計算機用等の磁気記録における
書き込み、読み出し、消去等に用いられる。

そして１本発明の磁気ヘッドのコアは。

Ｆｅ２０３５３〜５４．５％ル％、Ｚｎ０１５〜１７モ
ル％含有する亜鉛系フェライトに対し、酸化ケイ素０．
０２重量％以下および／または酸化カルシウム０．１重
量％以下、さらに必要に応じて、酸化ニオブを０．０２
重量％以下Ａ−＆　＆　ｍ　４４　ｊＷ　−＋ＩＩ　Ｊ
Ｌ　　７　１１４　ｔｍ　訊／　、　／　、−径がＢ０
延ｍ以下である。

従って、得られた磁気ヘッドは、フロントコアのグレイ
ン粒界の強度が大きく、しかも０．５〜１０ＭＨｚの高
周波数領域での透磁率および最高磁束密度が大きく、損
失係数が小さいというきわめて優れた磁気特性を有する
。

■　発明の具体的実施例以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

［実施例１］下記表１に示されるＦｅ２０３　、ＺｎＯおよびＭｎＯ
の組成に対し、さらに表１に示す割合で酸化ケイ素、酸
化カルシウム、酸化ニオブの粉末を加え、よく混合した
のち８５０℃で１２０分間仮焼した。

次いで、この仮焼物を粉砕したのち、バインダーとして
ポリビニルアルコールを少量加えて成形圧粉体とし、酸
素２容量％、窒素９８容量０Ｚ＾靜Ａ晴開招τ　！Ｑ鰐
八へ１つへへ蛸「躬いて理論密度の９６％になるまで加
熱した。

次に、これを熱間静水圧装置を用い、１０００Ｋｇ／ｃ
＋ｗ２　、　１２００℃において、理論密度になるまで
焼結した。

なお、仮焼温度を８５０〜１０００℃で変え、表１に示
されるような種々の平均グレインサイズを有するサンプ
ルを作製した。

このようにして得られたフェライトから常法に従い、磁
路長４ｍｍ、厚さＱ、１ｍｍ、ギャップ０．００２ｍｍ
のコアを作製した。

そして、スライダを付し巻線を設けてヘッドを得た。

これらのサンプルについて下記の特性を測定した。

（１）グレイン粒界の強度（％）２５％フッ化水素酸水溶液にてエツチングを２分間行い
、エツチング後、光学顕微鏡（４００倍）にて観察し、
グレインの脱落面積比（％）を算出した。

（２）Ｂｌｓ２０℃、直流、１５０ｅでの磁束密度Ｂ　１５（Ｇ）を
測定した。

（３）ル３　、５　　　ＪＬ５　　　ｐ−７２０℃、０
．５ｍＡでの初透磁−率を３．５ＭＨｚ　、　５ＭＨｚ
　、　７ＭＨｚにて測定した。

結果を表１に示す。

表１の結果より、本発明の効果が明かである。

すなわち、本発明のサンプルに比較して、比較サンプル
はＢ　１５が５０００Ｇ未満であるか、グレイン粒界強
度が９５％未満であるか。

３．５〜７ＭＨｚでのルが本発明のサンプルより１００
以上低く、実用に耐えないことがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】（１）Ｆｅ＿２Ｏ＿３を５３〜５４．５モル％、ＺｎＯ
を１５〜１７モル％含有するマンガン−亜鉛系フェライ
トに対し、酸化ケイ素０．０２重量％以下および／また
は酸化カルシウム０．１重量％以下を含有させた材質であって、平均グレ
イン径が８０μｍ以下であり、２０℃、直流、１５０ｅ
での磁束密度５０００Ｇ以上のコアを有し、記録周波数
０．５〜１０ＭＨｚで用いられることを特徴とする磁気
ヘッド。（２）コアの密度が理論密度の９９．５％以上である特
許請求の範囲第１項に記載の磁気ヘッド。（３）Ｆｅ＿２Ｏ＿３を５３〜５４．５モル％、ＺｎＯ
を１５〜１７モル％含有するマンガン−亜鉛系フェライ
トに対し、酸化ケイ素０．０２重量％以下および／また
は酸化カルシウム０．１重量％以下、ならびに酸化ニオブ０．０２重量％以下を含有させた材質であって、平均グ
レイン径が８０μｍ以下であり、２０℃、直流、１５０
ｅでの磁束密度５０００Ｇ以上のコアを有し、記録周波
数０．５〜１０ＭＨｚで用いられることを特徴とする磁
気ヘッド。