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JPH062617B2 - Ceramic material for magnetic head slider - Google Patents

Ceramic material for magnetic head slider

Info

Publication number
JPH062617B2
JPH062617B2 JP61149225A JP14922586A JPH062617B2 JP H062617 B2 JPH062617 B2 JP H062617B2 JP 61149225 A JP61149225 A JP 61149225A JP 14922586 A JP14922586 A JP 14922586A JP H062617 B2 JPH062617 B2 JP H062617B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tic
weight
particle size
sintered body
titanium carbide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61149225A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS638257A (en
Inventor
行雄 川口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP61149225A priority Critical patent/JPH062617B2/en
Publication of JPS638257A publication Critical patent/JPS638257A/en
Publication of JPH062617B2 publication Critical patent/JPH062617B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 I発明の背景 技術分野 本発明は、特に磁気ヘッドスライダ用に用いるセラミッ
ク材料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic material used particularly for a magnetic head slider.

従来技術とその問題点 最近、高密度記録用磁気ヘッドのヘッド磁気回路構成材
料として、高透磁率を有するパーマロイ薄膜が使用され
ている。このような磁気ヘッドのスライダ材料としては
セラミック材料が一般に用いられているが、その場合、
CS/S特性(スライダ摺動面の耐摩耗性等)が良好な
こと、緻密な構造で硬度が大きく、かつ切断、溝入れ、
鏡面加工等の各工程において、加工性に優れていること
などが要求される。このような要求を満たすものとし
て、アルミナ−炭化チタン(Al23−TiC)焼結体
が挙げられる。
2. Description of the Related Art Recently, a permalloy thin film having high magnetic permeability has been used as a head magnetic circuit constituent material of a magnetic head for high density recording. Ceramic materials are generally used as slider materials for such magnetic heads.
Good CS / S characteristics (abrasion resistance of slider sliding surface, etc.), dense structure, high hardness, cutting, grooving,
In each process such as mirror finishing, it is required to have excellent workability. An alumina-titanium carbide (Al 2 O 3 —TiC) sintered body is mentioned as one satisfying such requirements.

例えば、特開昭55−163665号に記載のAl23
とTiCとの混合物をホットプレス法によって焼成して
得られるもので、飛行磁気ヘッドのスライダ要素に用い
られるもの、 特開昭56−140066号に記載のAl2O3とTiC
に、酸化イットリウム(固溶体あるいは複合物の構成成
分として含まれる場合もある)または炭化イットリウム
(ダブルカーバイドあるいは複合物の構成成分として含
まれる場合もある)の形でイットリウムを添加して、熱
間等方等圧加圧(HIP)法によって得られるもの、 特開昭57−135772号に記載のAl23、TiC
およびTiO2に、MgO、NiO、Cr23、ZrO2から選
ばれる少なくとも1つの快削性付与剤とY23とを添加
して、HIP法によって得られるものなどである。
For example, Al 2 O 3 described in JP-A-55-163665.
Obtained by firing a mixture of TiO2 and TiC by a hot pressing method and used for a slider element of a flying magnetic head. Al 2 O 3 and TiC described in JP-A-56-140066.
, Yttrium oxide (which may be included as a constituent of a solid solution or a composite) or yttrium carbide (which may be included as a constituent of a double carbide or a composite), and hot Those obtained by the isobaric pressure (HIP) method, Al 2 O 3 , TiC described in JP-A-57-135772
Further, at least one free-cutting property-imparting agent selected from MgO, NiO, Cr 2 O 3 , and ZrO 2 and Y 2 O 3 are added to TiO 2 and the compound is obtained by the HIP method.

この他に、MoあるいはWを単体もしくは炭化物の形で
添加して焼成し、Al23−TiC焼結体を得る方法も
挙げられる。
In addition to this, a method of adding Mo or W in the form of a simple substance or a carbide and firing the mixture to obtain an Al 2 O 3 —TiC sintered body can also be mentioned.

さらには、特公昭60−54266号に記載のMgO,
23,CrO3,NiOのうちの少なくとも1種以上
およびZrO2を含む酸化アルミニウム(粉末の平均粒
径1μm以下)と炭酸化チタン粉末を含む炭化チタン粉
末(粉末の平均粒径1μm以下)とを混合して還元性の
雰囲気で焼結して得られるもの、特公昭51−569号
および同53−14568号に記載の炭化チタン粉末、
酸化チタン粉末、アルミナ粉末の混合粉末をホットプレ
スして得られるものなどが挙げられる。
Further, MgO described in JP-B-60-54266,
Aluminum oxide containing at least one or more of Y 2 O 3 , CrO 3 and NiO and ZrO 2 (average particle size of powder is 1 μm or less) and titanium carbide powder containing titanium carbonate powder (average particle size of powder is 1 μm or less). ) Are mixed with each other and sintered in a reducing atmosphere, titanium carbide powders described in JP-B Nos. 51-569 and 53-14568,
Examples thereof include those obtained by hot pressing a mixed powder of titanium oxide powder and alumina powder.

しかし、以上のような方法で得られたAl23−TiC
焼結体は、いずれも切断加工速度を大きくすると、チッ
ピング発生率が高く、粒脱落しやすくなること、また、
鏡面加工時にも粒脱落しやすいこと等の加工性に問題を
残している。チッピング発生率を低下させるために、セ
ラミック工具材料用のセラミック焼結体では、Fe族の
金属が単体もしくは酸化物の形で添加されているが、非
磁性でなくなり、磁気ヘッドスライダ材料として用いる
場合に好ましくない事態が生ずる。
However, Al 2 O 3 -TiC obtained by the above method
When the cutting speed is high, the rate of chipping is high and the particles easily fall out of the sintered body.
There is still a problem in workability such that grains are likely to come off during mirror finishing. In order to reduce the chipping occurrence rate, in the ceramic sintered body for the ceramic tool material, the Fe group metal is added in the form of a simple substance or an oxide, but when it is used as a magnetic head slider material, it becomes non-magnetic. An unfavorable situation occurs.

そこで、このような問題を解消した、Al23−TiC
焼結体として、本発明者等は、Ga,Ba,Ceおよび
Nbの酸化物の少なくとも1種を添加したものを提案し
ている(特願昭59−278810号)。
Therefore, Al 2 O 3 -TiC, which has solved such a problem,
The present inventors have proposed a sintered body to which at least one oxide of Ga, Ba, Ce and Nb is added (Japanese Patent Application No. 59-278810).

しかし、このものでも、特に磁気ヘッドスライダを製造
する上で加工性、信頼性、CS/S特性の上で充分では
なく、この点の改善が望まれている。
However, even this one is not sufficient in terms of workability, reliability, and CS / S characteristics particularly when manufacturing a magnetic head slider, and improvement of this point is desired.

II発明の目的 本発明の目的は、特に粒脱落がなく、加工性が非常によ
く、緻密な構造を有し、硬度が大きく、非磁性であり、
信頼性およびCS/S特性が高い磁気ヘッドスライダ用
として有用なセラミック材料を提供することにある。
II Object of the invention The object of the present invention is, in particular, there is no grain shedding, very good workability, having a dense structure, high hardness, non-magnetic,
(EN) A ceramic material useful for a magnetic head slider having high reliability and CS / S characteristics.

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。III DISCLOSURE OF THE INVENTION Such an object is achieved by the present invention described below.

すなわち、本発明における第1の発明は、炭化チタンと
アルミナとを含む混合物中に炭化チタンを5〜40重量
%を含むセラミック材料であって、焼結体中の炭化チタ
ンの平均粒径が1.0〜2.5μmであり、炭化チタン
のうち粒径が0.1μm以下のものが10重量%以下で
あることを特徴とするセラミック材料である。
That is, the first invention of the present invention is a ceramic material containing 5 to 40% by weight of titanium carbide in a mixture containing titanium carbide and alumina, wherein the average particle size of titanium carbide in the sintered body is 1 It is a ceramic material characterized by having a particle size of 0.1 to 2.5 μm and a titanium carbide particle size of 0.1 μm or less in an amount of 10% by weight or less.

また、第2の発明は、5〜40重量%の炭化チタンとア
ルミナとを含む混合物100重量部に対し、Ga,B
a,Ce,NbおよびTiの酸化物の少なくとも1種を
0.01〜10重量部含むセラミック材料であって、焼
結体中の炭化チタンの平均粒径が1.0〜2.5μmで
あり、炭化チタンのうち粒径が0.1μm以下のものが
10重量%以下であることを特徴とするセラミック材料
である。
Moreover, 2nd invention has Ga, B with respect to 100 weight part of mixture containing 5-40 weight% titanium carbide and alumina.
A ceramic material containing 0.01 to 10 parts by weight of at least one oxide of a, Ce, Nb and Ti, wherein the average particle diameter of titanium carbide in the sintered body is 1.0 to 2.5 μm. Of the titanium carbide, a ceramic material having a particle size of 0.1 μm or less is 10% by weight or less.

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。IV Specific Configuration of the Invention Hereinafter, the specific configuration of the present invention will be described in detail.

本発明のセラミック材料は、アルミナ−炭化チタン焼結
体である。
The ceramic material of the present invention is an alumina-titanium carbide sintered body.

そして、焼結体中での炭化チタン(TiC)の平均粒径
は、1.0〜2.5μm、好ましくは1.5〜2.0μ
mである。
The average particle size of titanium carbide (TiC) in the sintered body is 1.0 to 2.5 μm, preferably 1.5 to 2.0 μm.
m.

TiCの焼結体中での平均粒径が1.0μm未満では加
工性が非常に悪く、2.5μmをこえると強度の低下が
みられるからである。
This is because if the average grain size of TiC in the sintered body is less than 1.0 μm, the workability is very poor, and if it exceeds 2.5 μm, the strength is reduced.

TiCの粒度分布としては、粒径0.5〜2.0μmの
TiCがTiC粒子の総数の80%以上となるようなも
のである。この測定は電子顕微鏡写真等により行なえば
よい。
The particle size distribution of TiC is such that TiC having a particle size of 0.5 to 2.0 μm accounts for 80% or more of the total number of TiC particles. This measurement may be performed by using an electron microscope photograph or the like.

また、焼結体中でのTiCのうち0.1μm以下の粒径
のものが10重量%以下、より好ましくは総数の10%
以下ないし0であることが好ましい。0.1μm以下の
粒径のTiCは、表面の活性が高く、特にスライダとし
て用いた時の信頼性試験およびCS/S特性上、欠陥の
原因となるからである。
Further, TiC in the sintered body having a particle size of 0.1 μm or less is 10% by weight or less, and more preferably 10% of the total number.
It is preferably from 0 to 0 below. This is because TiC having a grain size of 0.1 μm or less has a high surface activity and causes a defect particularly in the reliability test and CS / S characteristics when used as a slider.

アルミナ−炭化チタン焼結体は、アルミナ(Al23
の粉末と炭化チタン(TiC)の粉末の混合物を含有す
るものであり、好ましくは、さらに、Ga、Ba、C
e、Nb、およびTiの酸化物から選ばれた少なくとも
1種を含有するものである。
The alumina-titanium carbide sintered body is alumina (Al 2 O 3 )
And a mixture of titanium carbide (TiC) powder, preferably Ga, Ba, C
It contains at least one selected from oxides of e, Nb, and Ti.

そして、このようなアルミナ−炭化チタン焼結体は、ア
ルミナ(Al23)の粉末と炭化チタン(TiC)の粉
末の混合物に、一般に、好ましくは、さらに、Ga,B
a,Ce,Nbの酸化物(例えば、GaO、CeO2
Nb25等)または焼成により酸化物となる化合物、例
えば、炭酸化合物(例えば、BaCO3、CaCo3、S
rCO3等)の化合物の粉末、ならびにTiの酸化物か
ら選ばれた少なくとも1種を添加して、焼成してなるも
のである。
Such an alumina-titanium carbide sintered body is generally, preferably, Ga, B in addition to a mixture of alumina (Al 2 O 3 ) powder and titanium carbide (TiC) powder.
an oxide of a, Ce, Nb (for example, GaO, CeO 2 ,
Nb 2 O 5 or the like) or a compound which becomes an oxide by firing, for example, a carbonate compound (for example, BaCO 3 , CaCo 3 , S)
(rCO 3 etc.) compound powder, and at least one selected from oxides of Ti are added and fired.

Tiの酸化物等の添加方法としては、 (1)Tiの酸化物(TiO2、TiO、Ti23等)
の粉末あるいは少なくとも表面がTiの酸化物である粉
末または焼成により酸化物となる化合物、例えば、Ti
のアルコキシド([(CH32CHO]4Ti等)の粉
末を直接添加する方法、 (2)アルミナ−炭化チタン焼結体をホットプレス法、
熱間等方等圧加圧(HIP)法等により焼成する際、酸
素雰囲気を用いることにより炭化チタンの一部をTiの
酸化物、TiO2とする方法などが挙げられる。
As a method of adding the oxide of Ti, etc., (1) oxide of Ti (TiO 2 , TiO, Ti 2 O 3 etc.)
Powder or a powder of which at least the surface is an oxide of Ti, or a compound which becomes an oxide by firing, for example, Ti
Alkoxide ([(CH 3 ) 2 CHO] 4 Ti, etc.) powder is directly added, (2) alumina-titanium carbide sintered body is hot-pressed,
When firing by a hot isostatic pressing (HIP) method or the like, a method in which a part of titanium carbide is changed to Ti oxide or TiO 2 by using an oxygen atmosphere can be mentioned.

これらの方法は単独で用いても併用してもよい。These methods may be used alone or in combination.

Tiの酸化物、TiO2はAl23−TiC焼結体にお
いてAl23とTiCとの間に介在してAl23とTi
Cとの粒結合を強固にする役目を果たすと考えられる。
The oxide of Ti, TiO 2, is present in the Al 2 O 3 —TiC sintered body between Al 2 O 3 and TiC, and Al 2 O 3 and Ti
It is considered to play a role of strengthening the grain bond with C.

Al23粉末の微粉化することが好ましく、平均粒子径
が0.1〜1μm、特に0.4〜0.6μmであること
が好ましい。
The Al 2 O 3 powder is preferably pulverized, and the average particle diameter is preferably 0.1 to 1 μm, and particularly preferably 0.4 to 0.6 μm.

TiC粉末は微粉化することが好ましく、平均粒子径が
0.1〜3μm、特に0.5〜1.5μmであることが
好ましい。
The TiC powder is preferably pulverized, and the average particle diameter is preferably 0.1 to 3 μm, particularly preferably 0.5 to 1.5 μm.

Al23とTiCとの混合比率は、Al23が60〜9
5重量%を占め、これに対応して残り40〜5重量%を
TiCが占めることが好ましい。
The mixing ratio of Al 2 O 3 and TiC is 60 to 9 for Al 2 O 3 .
It is preferable that TiC occupy 5% by weight, and TiC occupies the remaining 40 to 5% by weight.

TiCが5重量%より少ないと、TiCの添加効果が小
さく、Al23も粒成長しやすくなり、40重量%を超
えると、加工性が急激に悪化するからである。
This is because if TiC is less than 5% by weight, the effect of adding TiC is small and Al 2 O 3 also tends to grow grains, and if it exceeds 40% by weight, the workability sharply deteriorates.

Al23−TiC混合物に添加するGa,Ba,Ce,
Nbの酸化物や炭酸化合物等の粉末の平均粒子径は0.
1〜3μm、特に0.5〜1μmであることが好まし
い。
Ga, Ba, Ce, added to the Al 2 O 3 -TiC mixture
The average particle size of the powder of Nb oxide, carbonic acid compound, etc. is 0.
It is preferably 1 to 3 μm, and particularly preferably 0.5 to 1 μm.

また、添加量はAl23−TiC混合物100重量部に
対して0.01〜10重量部、特に1〜7重量部である
ことが好ましい。
The addition amount is preferably 0.01 to 10 parts by weight, particularly 1 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the Al 2 O 3 —TiC mixture.

これらの添加量が0.01重量部より少ないと、本発明
の効果の実効がなくなり、10重量部をこえると、添加
物の焼結体内における偏在が急激に増すからである。
This is because if the addition amount of these is less than 0.01 parts by weight, the effect of the present invention becomes ineffective, and if it exceeds 10 parts by weight, the uneven distribution of the additives in the sintered body increases rapidly.

この場合、Ga,Ba,CeおよびNbの酸化物の少な
くとも1種を0.01〜5重量部、あるいはまたTiの
酸化物を0.01〜5重量部含有させればよいが、両者
をそれぞれ0.01〜5重量部含有させることが望まし
い。
In this case, 0.01 to 5 parts by weight of at least one of Ga, Ba, Ce and Nb oxides, or 0.01 to 5 parts by weight of Ti oxide may be contained. It is desirable to contain 0.01 to 5 parts by weight.

また、Al23−TiC混合物にTiの酸化物またはア
ルコキシドを粉末として直接添加する場合、Tiの酸化
物またはアルコキシドの粉末の平均粒子径は0.1〜3
μm、特に0.5〜1.0μmであることが好ましい。
When the Ti oxide or alkoxide is directly added as powder to the Al 2 O 3 —TiC mixture, the average particle size of the Ti oxide or alkoxide powder is 0.1 to 3
It is preferable that the thickness is μm, particularly 0.5 to 1.0 μm.

上記における各酸化物の同定および定量には、ICP発
光分光分析法および酸素気流中の燃焼赤外吸収法を用い
ればよい。
To identify and quantify the above oxides, the ICP emission spectroscopic analysis method and the combustion infrared absorption method in an oxygen stream may be used.

Al23−TiC焼結体は、通常、Al23粉末および
TiC粉末の混合物に、好ましくは、さらに、Ga,B
a,Ce,Nbの酸化物や炭酸化合物等の粉末、または
Tiの酸化物やアルコキシド等の粉末を添加混合した
後、成形体とし、酸素雰囲気中あるいは非酸化性雰囲気
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。
The Al 2 O 3 —TiC sintered body is usually a mixture of Al 2 O 3 powder and TiC powder, preferably Ga, B.
Hot pressing sintering in an oxygen atmosphere or a non-oxidizing atmosphere after adding and mixing powders of oxides or carbonates of a, Ce, Nb or powders of oxides of Ti or alkoxide This molded body is sintered by the method and allowed to cool.

この場合の焼結温度は1500〜1800℃、特に16
50〜1750℃が好ましい。
The sintering temperature in this case is 1500 to 1800 ° C., especially 16
50-1750 degreeC is preferable.

温度が1500℃より低いと、緻密な焼結体が得られ
ず、1800℃より高いと、添加物の昇華が増し、表面
層と内部が異構造になるからである。
If the temperature is lower than 1500 ° C., a dense sintered body cannot be obtained, and if the temperature is higher than 1800 ° C., the sublimation of the additive increases and the surface layer and the inside have a different structure.

また、プレス圧力は200〜300kg/cm2程度で
ある。
The pressing pressure is about 200 to 300 kg / cm 2 .

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よい。
The non-oxidizing atmosphere, N2, Ar, inert gas such as He, H 2, CO, various hydrocarbons, or their mixed atmosphere, further may be of various vacuum like.

焼結時間は、一般に1〜3時間である。The sintering time is generally 1 to 3 hours.

なお、焼結に際しては、原料粉末の成形体を酸素雰囲気
中あるいは非酸化性雰囲気中(例えば、1200℃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1400〜1650℃、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130
0〜1500℃、焼結時間は1〜5時間、圧力は100
0〜1500kg/cm2であり、酸素雰囲気中あるい
はAr等の不活性雰囲気中で行えばよい。
Upon sintering, the green compact of the raw material powder is pre-sintered in an oxygen atmosphere or a non-oxidizing atmosphere (for example, vacuum up to 1200 ° C., then preferably Ar atmosphere), and then in a HIP furnace. A hot isotropic isostatic pressing (HIP) method of sintering the pre-sintered body may be used. The presintering temperature is preferably 1400 to 1650 ° C. and the time is preferably 1 to 3 hours. The temperature in the HIP method is 130
0-1500 ° C, sintering time 1-5 hours, pressure 100
It is 0 to 1500 kg / cm 2 , and may be performed in an oxygen atmosphere or an inert atmosphere such as Ar.

この場合、室温で酸素ガス、Arガス等を300〜40
0kg/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。
In this case, oxygen gas, Ar gas, etc. should be kept at 300 to 40 at room temperature.
Pressurize to 0 kg / cm 2 , then apply pressure by heating as above.

ホットプレス法、HIP法を行なう際、酸素雰囲気、非
酸化性雰囲気のいずれを選択するかについては、Tiの
酸化物の添加方法に主に依存する。
Whether the oxygen atmosphere or the non-oxidizing atmosphere is selected when performing the hot pressing method or the HIP method mainly depends on the addition method of the oxide of Ti.

Tiの酸化物やアルコキシド等の粉末を直接添加する場
合は非酸化性雰囲気とすることが好ましい。
When the powder of Ti oxide or alkoxide is directly added, it is preferable to use a non-oxidizing atmosphere.

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。
The non-oxidizing atmosphere is used to prevent the oxidation of TiC.

一方、焼成中にTiCをTiの酸化物とする必要がある
場合は酸素雰囲気とすることが好ましい。
On the other hand, when TiC needs to be an oxide of Ti during firing, an oxygen atmosphere is preferable.

添加したTiの酸化物やアルコキシド等はいずれの添加
方法によらず、焼結後、ほとんど酸化物として残存し、
前記したように粒結合を強固にしている。
The added Ti oxides and alkoxides remain almost as oxides after sintering, regardless of the addition method.
As described above, the grain bond is strengthened.

また、添加したGa,Ba,Ce,Nbの酸化物や炭酸
化合物も、焼結後、ほとんど酸化物として残存し、Ti
化合物同様、粒結合を強固にする働きをすると考えられ
る。
Further, the added Ga, Ba, Ce and Nb oxides and carbonate compounds also remain almost as oxides after sintering, and Ti
Like the compound, it is thought to function to strengthen the grain bond.

いずれの化合物も金属の状態で残るのは、結合状態が悪
く粒脱落の原因となり、好結果を得ないが、本発明の焼
結体には金属状態で残らないことがX線分析により確認
されている。
It is confirmed by X-ray analysis that all of the compounds remain in the metallic state, because the bonded state is poor and cause the grains to fall out, and the favorable results are not obtained, but the sintered body of the present invention does not remain in the metallic state. ing.

このようにして得られたAl23−TiC焼結体は、ビ
ッカース硬度の高い水準を保持したままで、強度を95
kg/mm2から70〜80kg/mm2に下げることが
でき、切断加工性を2倍程度に挙げることが可能とな
る。
The Al 2 O 3 —TiC sintered body thus obtained has a strength of 95 while maintaining a high level of Vickers hardness.
can be lowered from kg / mm 2 in 70~80kg / mm 2, it is possible to include a cutting workability about twice.

また、鏡面加工の際、生ずる粒脱落もおこりにくい。In addition, it is less likely that particles will fall off during mirror finishing.

以上述べてきた本発明のセラミック材料は種々の用途に
有用である。特に磁気ヘッドスライダ材料としてのAl
23−TiC焼結体は、いわゆる飛行型の磁気ヘッドの
基体ないしスライダのみならず、フロッピーヘッドなど
のスライダや各種ダミーブロック等に適用することがで
きる。
The ceramic material of the present invention described above is useful in various applications. Especially Al as a magnetic head slider material
The 2 O 3 —TiC sintered body can be applied not only to a so-called flying type magnetic head substrate or slider, but also to a slider such as a floppy head and various dummy blocks.

V発明の具体的作用効果 本発明によれば、炭化チタン5〜40重量%と、アルミ
ナとを含む混合物またはこの混合物100重量部に対
し、好ましくは、さらに、Ga,Ba,Ce,Nbの酸
化物や炭酸化合物等の少なくとも1種ならびにTiの酸
化物やアルコキシド等を酸化物の形で0.01〜10重
量部含有するように添加したもの(この場合Ga,B
a,Ce,Nbの酸化物の少なくとも1種を0.01〜
5重量部、あるいはまたTiの酸化物を0.01〜5重
量部含有すればよいが、両者をそれぞれ0.01〜5重
量部含有することが望ましい。)から焼結体を作成して
おり、焼結体での炭化チタンの中心粒径が1.0〜2.
5μmであり、0.1μm以下の粒径のものを10重量
%以下に規制するため、加工性が非常によく、緻密な構
造を有し、硬度が大きく、非磁性であり、信頼性が高
く、粒脱落がないセラミック材料が得られる。そして、
磁気ヘッドスライダ材料として、CS/S特性も極めて
良好である。従って、高密度記録用磁気ヘッドスライダ
材料としての使用が期待される。
V. Specific Actions and Effects of the Invention According to the present invention, it is preferable to further oxidize Ga, Ba, Ce, Nb with respect to a mixture containing 5 to 40% by weight of titanium carbide and 100 parts by weight of this mixture. And at least one kind of a carbonic acid compound and an oxide or alkoxide of Ti added in an oxide form so as to be contained in an amount of 0.01 to 10 parts by weight (in this case, Ga, B
0.01 to at least one of a, Ce, and Nb oxides.
5 parts by weight, or 0.01 to 5 parts by weight of Ti oxide may be contained, but it is desirable to contain both of them in an amount of 0.01 to 5 parts by weight. ), The center particle size of titanium carbide in the sintered body is 1.0 to 2.
It has a particle size of 5 μm and a particle size of 0.1 μm or less is regulated to 10% by weight or less, so that it has excellent workability, has a dense structure, has a large hardness, is nonmagnetic, and has high reliability. As a result, a ceramic material that does not fall off can be obtained. And
As a magnetic head slider material, the CS / S characteristics are also very good. Therefore, its use as a magnetic head slider material for high density recording is expected.

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。
VI Specific Examples of the Invention Hereinafter, specific examples of the present invention will be shown, and the effects of the present invention will be described in more detail.

実施例1 平均粒径0.5μmのAl23(純度99.9%)粉末
と平均粒径0.7μm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
を重量比で7:3の割合で混合したものにBaOを2重
量%添加し、ボールミルにより20時間湿式混合を行っ
た。
Example 1 Al 2 O 3 (purity 99.9%) powder having an average particle size of 0.5 μm and TiC (purity 99%, carbon content of 19% or more and 1% or less of which is free coquence) having an average particle size of 0.7 μm. 2% by weight of BaO was added to a mixture of 7) and 7) in a weight ratio of 7: 3, and wet mixing was performed for 20 hours by a ball mill.

混合したスラリーを乾燥造粒し、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1
500〜1800℃、プレス圧力200〜300kg/
cm2でホットプレス焼結を行った。
The mixed slurry was dry-granulated and filled in a graphite mold having an inner diameter of 77 mm. This in a vacuum atmosphere for 1 hour, sintering temperature 1
500-1800 ° C, press pressure 200-300 kg /
Hot press sintering was performed at cm 2 .

冷却後、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、3インチφ、4mm厚の試料100
を作製した。
After cooling, the sintered body was taken out of the mold and processed with a # 200 diamond grindstone to prepare a sample 100 having a diameter of 3 inches and a thickness of 4 mm.
Was produced.

このように作製した焼結体中でのTiCの平均粒径は
1.5μmであり、粒度分布は電子顕微鏡写真で観察し
たところ、粒径0.5〜2.0μmのTiCがTiC粒
子の総数の92%であった。
The average particle size of TiC in the sintered body produced in this way was 1.5 μm, and the particle size distribution was observed by an electron micrograph. As a result, TiC having a particle size of 0.5 to 2.0 μm showed the total number of TiC particles. Was 92%.

また、0.1μm以下の粒径を有するTiCは5%であ
った。
Further, TiC having a particle size of 0.1 μm or less was 5%.

上記において、焼結体を作製する際原料となるTiCの
粒径を0.3μmとする他は、同様にして試料200を
作製した。
A sample 200 was prepared in the same manner as above except that the grain size of TiC used as a raw material when preparing the sintered body was 0.3 μm.

このように作製した焼結体中のTiCの平均粒径は0.
8μmであり、粒度分布は電子顕微鏡写真で観察したと
ころ、粒径0.5〜1.5μmのTiCがTiC粒子の
総数の80%であった。
The average particle size of TiC in the sintered body produced in this manner is 0.
The particle size distribution was 8 μm, and the particle size distribution was observed by an electron micrograph. As a result, TiC having a particle size of 0.5 to 1.5 μm was 80% of the total number of TiC particles.

また、0.1μm以下の粒径を有するTiCは15%で
あった。
Further, TiC having a particle size of 0.1 μm or less was 15%.

上記の試料100,200について、特性を以下に示
す。
The characteristics of the above samples 100 and 200 are shown below.

なお特性の評価方法は下記のとおりである。The method of evaluating the characteristics is as follows.

(1)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
子像の回折および表面あらさ計により粒脱落の有無を調
べた。
(1) Mirror Surface Machinability Each sample was lapped with green carbide (GC) abrasive grains, then polished with diamond abrasive grains, and the presence or absence of grains was examined by secondary electron image diffraction and a surface roughness meter.

また、X線マイクロアナライザーを用いてX線像を得、
表面の分析を行い、脱落部の組成を調べた。
Also, an X-ray image was obtained using an X-ray microanalyzer,
The surface was analyzed to examine the composition of the dropout part.

(2)磁性 試料振動形マグネトメータ(VSM)により磁性の有無
を調べた。
(2) Magnetism The presence or absence of magnetism was examined by a sample vibrating magnetometer (VSM).

(3)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500g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。
(3) Cutting processability (a) Cutting property (constant pressure cutting experiment) Glass was adhered on a uniaxial thrust bearing, and a sample (width 30 mm, thickness 4 mm) was adhered thereon, and this sample was 500 g and 1000 g. The cutting speed at the time of pulling with a weight and cutting with a diamond cutting whetstone was measured.

(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30mmあたりの発生率)を顕微鏡(20
0倍)で調べた。
(B) Chipping occurrence (constant speed cutting experiment) When cutting with a diamond cutting grindstone by constant speed feed (25 mm / min), the occurrence rate of chipping at a depth of 10 μm or more from the cut surface (width 30 mm, thickness 4 mm) Of the sample of 30 mm) with a microscope (20
0 times).

(4)CS/S特性 (a)耐摩耗性 試料の薄膜素子を一括形成したスライダ形状に加工し、
磁気ヘッドについてコンタクトスタート/ストップを2
万回繰り返した時の摩耗の程度(μm)を調べた。
(4) CS / S characteristics (a) Abrasion resistance A thin film element of a sample is processed into a slider shape in which the thin film elements are collectively formed,
Contact start / stop for magnetic head 2
The degree of wear (μm) after repeated 10,000 times was examined.

(b)粒脱落(電解評価) 白金と試料との間に1Vの電圧を印加し、電解作用によ
るTiCの粒脱落の程度を調べた。
(B) Grain loss (electrolytic evaluation) A voltage of 1 V was applied between the platinum and the sample, and the degree of TiC grain loss due to the electrolytic action was examined.

表面粗さの指標であるRmaxで表わす。It is represented by Rmax which is an index of surface roughness.

以上の結果より、本発明の試料は、鏡面加工性、切断加
工性およびCS/S特性のいずれについても優れている
ことがわかる。また、非磁性であり、鏡面加工性が良好
なことからスライダ摺動面の鏡面加工が容易となり、信
頼性もよく磁気ヘッドスライダ材料として適しているこ
ともわかる。
From the above results, it can be seen that the sample of the present invention is excellent in all of mirror surface workability, cutting workability and CS / S characteristics. Further, since it is non-magnetic and has good mirror surface workability, mirror surface processing of the slider sliding surface becomes easy, and it is also highly reliable and suitable as a magnetic head slider material.

なお、本発明の試料はビッカース硬度も高い値であっ
た。
The sample of the present invention also had a high Vickers hardness.

実施例2 実施例1の試料100を作製する際用いたAl23:T
iC=7:3(重量比)の割合で混合したもの100重
量部に対して、各種添加物(表1)を、表1に示すよう
な割合で添加したほかは試料100と同様に、試料10
1〜109(表1)を作製した。
Example 2 Al 2 O 3 : T used in producing the sample 100 of Example 1
Samples were prepared in the same manner as Sample 100 except that various additives (Table 1) were added at the ratios shown in Table 1 to 100 parts by weight of the mixture of iC = 7: 3 (weight ratio). 10
1 to 109 (Table 1) were prepared.

また、実施例1の試料200を作製する際用いたAl2
3:TiC=7:3(重量比)の割合で混合したもの
100重量部に対して、各種添加物(表1)を、表1に
示すような割合で添加したほかは試料200と同様に、
試料201〜203(表1)を作製した。
In addition, Al 2 used when the sample 200 of Example 1 was manufactured
Same as sample 200 except that various additives (Table 1) were added at a ratio shown in Table 1 to 100 parts by weight of a mixture of O 3 : TiC = 7: 3 (weight ratio). To
Samples 201 to 203 (Table 1) were prepared.

これらの試料について実施例1と同様に特性を評価し
た。
The characteristics of these samples were evaluated in the same manner as in Example 1.

結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.

ただし、チッピング発生については、5個以内を○、5
〜10個を△、それ以上を×で表わす。また、粒脱落に
ついては、Rmaxが100Å以下であるものを○、10
0〜1000Åであるものを△、1000Åをこえるも
のを×で表わす。
However, if chipping occurs, 5 or less are indicated as ○, 5
-10 is represented by Δ, and more is represented by X. Regarding dropout of particles, those with Rmax of 100Å or less are ◯, 10
Those that are 0 to 1000Å are indicated by Δ, and those that exceed 1000Å are indicated by x.

粒度分布については92%を占める粒径の範囲を示し
た。
Regarding the particle size distribution, the range of the particle size occupying 92% was shown.

表1より本発明の効果は明らかである。 The effect of the present invention is clear from Table 1.

そして、添加物を含有させることにより、特性、特に粒
脱落が改善される。
Then, by including the additive, the characteristics, particularly the dropout of grains are improved.

実施例3 実施例1で用いたAl23粉末とTiC粉末(粒径0.
7μm)とを重量比で65:35の割合で混合したもの
に、BaOを2重量%添加し、実施例1と同様の処理を
し、本発明の試料Aを作製した。
Example 3 The Al 2 O 3 powder and TiC powder used in Example 1 (particle size 0.
7 μm) in a weight ratio of 65:35, and 2% by weight of BaO was added, and the same treatment as in Example 1 was carried out to prepare Sample A of the present invention.

ただし、焼成雰囲気は酸素雰囲気とした。However, the firing atmosphere was an oxygen atmosphere.

この場合TiCの10重量%がTiの酸化物へと変化し
た。
In this case, 10% by weight of TiC was changed to Ti oxide.

また、焼結体中でのTiCの平均粒径は1.5μmであ
り、粒度分布は電子顕微鏡写真で観察したところ、粒径
0.5〜2.0μmの粒子の占める割合が92%であ
り、0.1μm以下の粒径を有するTiCは5%であっ
た。
Further, the average particle size of TiC in the sintered body was 1.5 μm, and the particle size distribution was observed by an electron micrograph. As a result, the proportion of particles having a particle size of 0.5 to 2.0 μm was 92%. , TiC having a particle size of 0.1 μm or less was 5%.

上記において、焼結体を作製する際原料となるTiCの
粒径が0.3μmのもの(実施例1で使用したもの)を
用いた他は同様の処理をし、比較の試料Bを作製した。
In the above, the same treatment was carried out except that TiC having a grain size of 0.3 μm (the one used in Example 1) used as a raw material when producing the sintered body was used, and a comparative sample B was produced. .

この場合TiCの11重量%がTiの酸化物へと変化し
た。
In this case, 11% by weight of TiC was changed to an oxide of Ti.

また、焼結体中でのTiCの平均粒径は0.8μmであ
り、粒度分布は粒径0.5〜1.5μmの粒子が占める
割合が80%であり、0.1μm以下の粒径を有するT
iCは15%であった。
Further, the average particle size of TiC in the sintered body is 0.8 μm, the particle size distribution is such that the ratio of particles having a particle size of 0.5 to 1.5 μm is 80%, and the particle size of 0.1 μm or less. With T
iC was 15%.

この試料について実施例1と同様に特性を評価した。The characteristics of this sample were evaluated in the same manner as in Example 1.

結果を以下に示す。The results are shown below.

結果より本発明の効果は明らかである。 From the results, the effect of the present invention is clear.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭化チタンとアルミナとを含む混合物中に
炭化チタンを5〜40重量%含むセラミック材料であっ
て、焼結体中の炭化チタンの平均粒径が1.0〜2.5
μmであり、炭化チタンのうち粒径が0.1μm以下の
ものが10重量%以下であることを特徴とする磁気ヘッ
ドスライダ用セラミック材料。
1. A ceramic material containing 5 to 40% by weight of titanium carbide in a mixture containing titanium carbide and alumina, wherein the average particle diameter of titanium carbide in the sintered body is 1.0 to 2.5.
A ceramic material for a magnetic head slider, characterized in that the titanium carbide having a particle size of 0.1 μm or less is 10% by weight or less.
【請求項2】5〜40重量%の炭化チタンとアルミナと
を含む混合物100重量部に対し、Ga,Ba,Ce,
NbおよびTiの酸化物の少なくとも1種を0.01〜
10重量部含むセラミック材料であって、焼結体中の炭
化チタンの平均粒径が1.0〜2.5μmであり、炭化
チタンのうち粒径が0.1μm以下のものが10重量%
以下であることを特徴とする磁気ヘッドスライダ用セラ
ミック材料。
2. Based on 100 parts by weight of a mixture containing 5 to 40% by weight of titanium carbide and alumina, Ga, Ba, Ce,
0.01 to at least one of Nb and Ti oxides.
A ceramic material containing 10 parts by weight, wherein the average particle size of titanium carbide in the sintered body is 1.0 to 2.5 μm, and 10% by weight of titanium carbide having a particle size of 0.1 μm or less.
The following are ceramic materials for magnetic head sliders.
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