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JPH1079309A - Hematite material for magnetic head and manufacture thereof - Google Patents

Hematite material for magnetic head and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH1079309A
JPH1079309A JP8252405A JP25240596A JPH1079309A JP H1079309 A JPH1079309 A JP H1079309A JP 8252405 A JP8252405 A JP 8252405A JP 25240596 A JP25240596 A JP 25240596A JP H1079309 A JPH1079309 A JP H1079309A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hematite
magnetic head
magnetic
mol
magnetite
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.)
Pending
Application number
JP8252405A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Suzuki
了 鈴木
Ryuichi Nagase
隆一 長瀬
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.)
Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy 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 Japan Energy Corp filed Critical Japan Energy Corp
Priority to JP8252405A priority Critical patent/JPH1079309A/en
Publication of JPH1079309A publication Critical patent/JPH1079309A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/10Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
    • H01F1/11Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles
    • H01F1/113Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles in a bonding agent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a magnetic head hematite material which is high in density and excellent in reduction resistance at a high temperature under a low oxygen partial pressure. SOLUTION: Material composed of hematite and 5mol% or below of one element selected out of SnO2 , TiO2 , and ZrO2 is mixed well, molded, and subjected to an HIP treatment, and thus a sintered compact is obtained. Tetravalent cation of SnO2 , TiO2 , or ZrO2 is substituted for Fe<3+> of hematite, whereby oxygen ion hole is restrained from being generated, and hematite is restrained from being reduced into magnetite. By this setup, a magnetic head slider which is excellent in frictional wear resistance to a hard disc and high in density can be manufactured. A magnetic head excellent in magnetic characteristics can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッド用ヘマ
タイト系材料に関し、さらに詳細には、ハードディスク
に対する摩擦磨耗特性が良好である磁気ディスク装置に
好適な磁気ヘッド用ヘマタイト系材料及びその製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hematite material for a magnetic head, and more particularly to a hematite material for a magnetic head suitable for a magnetic disk device having good friction and wear characteristics with respect to a hard disk, and a method for producing the same. .

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ディスク装置(HDD)用磁気ヘッ
ドは、モノリシックヘッド、コンポジットヘッド、薄膜
ヘッドの3種類に分類される。モノリシックヘッドはス
ライダーとヘッドが一体化構造を有し、コンポジットヘ
ッドは、スライダーのスリット部に磁気コアをモールド
ガラス等で接着した構造を有する。これに対して、薄膜
ヘッドは、スライダー端面に磁気コアとコイルを形成し
たものである。これらの磁気ヘッドの内、高記録密度に
対応できるのは、コンポジットヘッドと薄膜ヘッドであ
る。
2. Description of the Related Art Magnetic heads for magnetic disk drives (HDDs) are classified into three types: monolithic heads, composite heads, and thin film heads. The monolithic head has a structure in which the slider and the head are integrated, and the composite head has a structure in which a magnetic core is adhered to a slit portion of the slider with mold glass or the like. On the other hand, the thin film head has a magnetic core and a coil formed on the end face of the slider. Of these magnetic heads, the composite head and the thin film head can cope with high recording density.

【0003】従来、これらのスライダー材料として、コ
ンポジットヘッドでは、チタン酸カルシウム、チタン酸
バリウム等の非磁性セラミックス、薄膜ヘッドでは、A
23 −TiC組成の非磁性セラミックス(アルチッ
ク)が使用されている。HDDの磁気ヘッド用スライダ
ーは、ハードディスクが高速回転している状態では、ス
ライダーは浮上しており、ハードディスクと接触しない
が、ハードディスクの回転始動、停止時に接触するた
め、ハードディスクに対するスライダー材料の摩擦磨耗
特性が重要となる。
Conventionally, these slider materials include non-magnetic ceramics such as calcium titanate and barium titanate in a composite head, and A in a thin film head.
l 2 O 3 -TiC nonmagnetic ceramic composition (AlTiC) is used. When the hard disk is rotating at high speed, the slider floats and does not come into contact with the hard disk, but it comes into contact when the hard disk starts rotating and stops. Is important.

【0004】[0004]

【問題が解決しようとする課題】しかしながら、従来使
用されている、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウ
ム、Al2 3 −TiC等の非磁性セラミックスは、ハ
ードディスクの始動、停止の繰り返しにより、摩擦磨耗
特性が劣化するといった問題があった。
However, non-magnetic ceramics such as calcium titanate, barium titanate, and Al 2 O 3 —TiC, which have been conventionally used, have friction and wear characteristics due to repeated start and stop of the hard disk. However, there is a problem such that the metal is deteriorated.

【0005】ハードディスクに対するこの摩擦磨耗特性
が優れた材料として、ヘマタイト(α−Fe2 3 、以
下、単に「Fe2 3 」と表記する)が知られている。
磁気ヘッド用スライダー材料は、欠陥の無い緻密な材料
であることが要求されるため、その製造工程でHIP
(Hot Isostatic Pressing)処理が必要である。しかし
ながら、このHIP処理は1000℃以上の高温下、低
酸素分圧雰囲気で行われるため、ヘマタイトが還元され
てマグネタイト(Fe3 4 )を生成する。マグネタイ
トは強磁性体であるため、マグネタイトを含むヘマタイ
ト系の焼結体は磁気ヘッドのスライダー材料として好ま
しくない。
Hematite (α-Fe 2 O 3 , hereinafter simply referred to as “Fe 2 O 3 ”) has been known as a material having an excellent frictional wear characteristic with respect to a hard disk.
Since the slider material for the magnetic head is required to be a dense material without defects, HIP is required in the manufacturing process.
(Hot Isostatic Pressing) processing is required. However, since this HIP treatment is performed at a high temperature of 1000 ° C. or more in a low oxygen partial pressure atmosphere, hematite is reduced to generate magnetite (Fe 3 O 4 ). Since magnetite is a ferromagnetic material, a hematite-based sintered body containing magnetite is not preferable as a slider material for a magnetic head.

【0006】また、磁気ヘッドの製造工程において、ヘ
マタイト基板上に成膜したFe−Al−Si系磁性膜を
熱処理すると、ヘマタイトが高温、高真空に曝されるた
め、基板表面にてマグネタイト層が生成し易いという問
題がある。
In the process of manufacturing a magnetic head, when a Fe—Al—Si magnetic film formed on a hematite substrate is subjected to a heat treatment, hematite is exposed to a high temperature and a high vacuum. There is a problem of easy generation.

【0007】磁気記録の分野においては、記録信号の高
密度化にともない、高い保磁力と残留磁束密度を有する
磁気記録媒体が使用されており、このため、磁気記録ま
たは再生を行う磁気ヘッドのコア材料として、高飽和磁
化、高透磁率を有する磁性膜が要求されている。このよ
うな高飽和磁化、高透磁率の磁性膜として、Fe−M−
C系ナノ結晶合金(M:IVB族,VB族,IIIA
族,IVA族)やFe系合金(M:IVB族,VB族,
IIIA族,IVA族)の磁性膜が知られている。これ
らの合金磁性膜は、基板上にスパッタ等により成膜して
形成されている。
In the field of magnetic recording, a magnetic recording medium having a high coercive force and a residual magnetic flux density has been used in accordance with an increase in the density of a recording signal. Therefore, a core of a magnetic head for performing magnetic recording or reproduction is used. As a material, a magnetic film having high saturation magnetization and high magnetic permeability is required. As such a magnetic film having high saturation magnetization and high magnetic permeability, Fe-M-
C-based nanocrystalline alloy (M: IVB group, VB group, IIIA
Group, IVA group) or Fe-based alloy (M: IVB group, VB group,
(IIIA, IVA) magnetic films are known. These alloy magnetic films are formed on a substrate by sputtering or the like.

【0008】上記のような高密度記録用の合金磁性膜を
Fe2 3 基板上に成膜すると、磁性膜が容易に剥離す
るという問題があり、これを回避するためにFe2 3
基板上にバッファ層としてAl2 3 層を形成すること
が行われている。しかしながら、合金磁性膜の成膜後
に、軟磁性を得ることを目的として、不活性ガス雰囲気
下または真空下で熱処理が行われることがあり、かかる
熱処理により、Fe2 3 基板とバッファ層との界面に
Fe2 3 が還元された強磁性体のマグネタイト層が生
成する。マグネタイト層は合金磁性膜と磁気的相互作用
を起こすため、合金磁性膜から高透磁率が得られないと
いう問題がある。
[0008] depositing the alloy magnetic film for high-density recording as described above in Fe 2 O 3 substrate, there is a problem that the magnetic film is easily peeled off, Fe 2 O 3 in order to avoid this
2. Description of the Related Art An Al 2 O 3 layer is formed as a buffer layer on a substrate. However, after forming the alloy magnetic film, for the purpose of obtaining a soft, sometimes heat treated at or under vacuum inert gas atmosphere is performed by the heat treatment, the Fe 2 O 3 substrate and the buffer layer A ferromagnetic magnetite layer in which Fe 2 O 3 is reduced is generated at the interface. Since the magnetite layer causes magnetic interaction with the alloy magnetic film, there is a problem that high magnetic permeability cannot be obtained from the alloy magnetic film.

【0009】特公平1−22220号(特開昭61−1
46751号)公報は、磁気へッド用スライダー材とし
て、ガラス接合時のガラスとの反応性が良く且つ気泡の
発生が少なく、しかもスライダー材の変色を防止するた
めに、Al2 3 、ZrO2、TiO2 、 CeO2 等を
主成分であるFe2 3 に添加したセラミックスを開示
している。しかしながら、この公報は、Fe2 3 の耐
還元性については何ら記載していないし、酸化物の添加
量は40重量%以下と極めて広範である。
Japanese Patent Publication No. 1-2220 (Japanese Patent Application Laid-Open No.
46751 No.) publication, as the slider member for head to magnetic, good reactivity with the glass during glass bonding and generation of bubbles is small, yet in order to prevent discoloration of the slider member, Al 2 O 3, ZrO 2 , ceramics in which TiO 2 , CeO 2 and the like are added to Fe 2 O 3 , which is a main component, are disclosed. However, this publication does not disclose any reduction resistance of Fe 2 O 3 , and the amount of oxide added is extremely wide as 40% by weight or less.

【0010】本発明の目的は、HIP処理や焼結後の加
熱条件下においても耐還元性に優れた磁気ヘッド用ヘマ
タイト系材料及びかかる材料から構成された磁気ヘッド
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a hematite-based material for a magnetic head which is excellent in reduction resistance even under heating conditions after HIP treatment and sintering, and a magnetic head made of such a material.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様に従
えば、Fe2 3 を主成分とした磁気ヘッド用ヘマタイ
ト系材料において、Fe2 3 にSnO2 、TiO2
びZrO2 の少なくとも一種を5mol%以下で含むこ
とを特徴とする磁気ヘッド用ヘマタイト系材料が提供さ
れる。
According to a first aspect of the present invention, in a hematite material for a magnetic head containing Fe 2 O 3 as a main component, SnO 2 , TiO 2 and ZrO 2 are added to Fe 2 O 3. Is provided in an amount of 5 mol% or less, thereby providing a hematite-based material for a magnetic head.

【0012】本発明では、ヘマタイト基板の材料にSn
2 、TiO2 及びZrO2 から選ばれた少なくとも一
種の化合物を添加することによって、該化合物の4価の
カチオンを置換固溶させ、それによってヘマタイト基板
の還元性を抑制している。以下、その原理を説明する。
ヘマタイトの還元によるマグネタイトの生成反応は、ヘ
マタイト中の酸素イオンの拡散が律速段階となる。酸素
イオンの拡散速度は酸素イオン空孔の濃度に依存するこ
とから、酸素イオン空孔濃度を低下させることによって
マグネタイトの生成を抑制できると考えられる。ヘマタ
イトのFe3+サイトを4価以上のカチオンで置換する
と、電気的中性条件からFe2+ が生成する。
In the present invention, the material of the hematite substrate is Sn
By adding at least one compound selected from O 2 , TiO 2, and ZrO 2 , the tetravalent cation of the compound is substituted and solid-solved, thereby suppressing the reducing property of the hematite substrate. Hereinafter, the principle will be described.
In the generation reaction of magnetite by reduction of hematite, diffusion of oxygen ions in hematite is the rate-determining step. Since the diffusion rate of oxygen ions depends on the concentration of oxygen ion vacancies, it is considered that the generation of magnetite can be suppressed by reducing the concentration of oxygen ion vacancies. When the Fe 3+ site of hematite is replaced with a cation having a valence of 4 or more, Fe 2+ is generated under an electrically neutral condition.

【0013】[0013]

【化1】 M4+ → M' Fe + Fe' Fe ・・・(1) (式中、M' Fe はFe3+サイトに置換したM4+を示し
(電荷は+1)、Fe'FeはFe3+サイトにあるFe2+
を示す(電荷は−1))
[Formula 1] M 4+ → M 'Fe + Fe ' Fe ··· (1) ( in the formula, M 'Fe indicates the M 4+, which was replaced with Fe 3+ site (charge +1), Fe' Fe Is Fe 2+ at the Fe 3+ site
(Charge is -1)

【0014】一方、ヘマタイト中の酸素イオン空孔と雰
囲気の酸素分圧との平衡反応は以下のように表される。
On the other hand, the equilibrium reaction between oxygen ion vacancies in hematite and the oxygen partial pressure of the atmosphere is expressed as follows.

【化2】 O0 * → V0 ”+ 2Fe' Fe + 1/2 O2 ・・・(2) (式中、O0 * はO2-サイトのO2-を示し(電荷は
0)、V0 ”はO2-の空孔を示す(電荷は+2))
## STR2 ## O 0 * → V 0 "+ 2Fe 'Fe + 1/2 O 2 ··· (2) ( in the formula, O 0 * indicates the O 2- of O 2- site (charge 0) , V 0 ″ represent O 2− vacancies (charge is +2)

【0015】この平衡反応式は、Fe2+ 濃度が高くな
ることによって酸素イオン空孔濃度が減少することを示
している。すなわち、上記(1)に示すように4価以上
のカチオンを置換することによりヘマタイト中のFe2+
濃度を増加させ、それによって酸素イオン空孔の生成
を抑え、マグネタイトの生成反応の律速である酸素イオ
ンの拡散速度を低下させることができる。
This equilibrium reaction equation shows that the oxygen ion vacancy concentration decreases as the Fe 2+ concentration increases. That is, as shown in the above (1), by substituting a cation having four or more valences, Fe 2+
By increasing the concentration, the generation of oxygen ion vacancies can be suppressed, and the diffusion rate of oxygen ions, which is the rate-determining reaction of magnetite generation, can be reduced.

【0016】本発明によると、(1)式を満足する4価
以上のカチオン添加物として、TiO2 、SnO2 及び
ZrO2 が好適であることがわかった。上記カチオンの
添加量は5mol%以下に調整する必要がある。上記カ
チオンの添加量が5mol%を超えると、焼成中に固溶
反応によって放出される酸素ガスが気孔として焼結体内
に取り残されるために緻密な焼結体を得ることができな
い。上記カチオン添加による耐還元性の効果を有効にす
るには、添加量の下限として1mol%が好ましい。
According to the present invention, TiO 2 , SnO 2, and ZrO 2 have been found to be suitable as a cation additive having four or more valences satisfying the formula (1). It is necessary to adjust the addition amount of the cation to 5 mol% or less. If the amount of the cation exceeds 5 mol%, a dense sintered body cannot be obtained because oxygen gas released by the solid solution reaction during firing is left as pores in the sintered body. In order to make the effect of the resistance to reduction by the cation addition effective, the lower limit of the addition amount is preferably 1 mol%.

【0017】本発明の第2の態様に従えば、Fe2 3
を主成分とした磁気へッド用ヘマタイト系材料の製造方
法において、Fe2 3 にSnO2 、TiO2 及びZr
2の少なくとも一種を5mol%以下で含有させた原
料粉を焼結することを特徴とする磁気へッド用ヘマタイ
ト系材料の製造方法が提供される。
According to a second aspect of the present invention, Fe 2 O 3
The method of manufacturing a hematite-based material for head to magnetism as a main component, SnO 2 to Fe 2 O 3, TiO 2 and Zr
A method for producing a hematite-based material for a magnetic head, characterized by sintering a raw material powder containing at least one kind of O 2 at 5 mol% or less.

【0018】本発明に従う磁気ヘッド用ヘマタイト系材
料を製造する方法として、一般的な粉末冶金的手法を用
いることができる。ヘマタイト粉末に4価以上のカチオ
ン、例えば、SnO2 、TiO2 、ZrO2 から選ばれ
た少なくとも一種の酸化物を5mol%以下で添加し、
混合、仮焼、粉砕、成形工程を経た後、焼成を行い、更
にHIP処理を施すことにより、緻密な焼結体を得るこ
とができる。本発明では上記カチオン添加によりヘマタ
イトの耐還元性が向上するので、HIP処理は1000
〜1200℃の高温及び10-4〜10-5atmの酸素分
圧下で行うことができる。成形工程には、造粒工程、金
型成形、CIP(Cold Isostatic Pressing )成形工程
を含んでもよい。上記のようにして得られた焼結体は、
緻密であり、高温、低酸素分圧下における耐還元性に優
れ、且つハードディスクに対する摩擦磨耗特性が優れた
磁気ヘッド用スライダー材料に適した材料である。
As a method for producing the hematite-based material for a magnetic head according to the present invention, a general powder metallurgy technique can be used. A cation having a valence of 4 or more, for example, at least one oxide selected from SnO 2 , TiO 2 , and ZrO 2 is added to the hematite powder in an amount of 5 mol% or less;
After performing the mixing, calcining, pulverizing, and forming steps, baking is performed, and further a HIP treatment is performed, whereby a dense sintered body can be obtained. In the present invention, the reduction resistance of hematite is improved by the addition of the cation.
It can be carried out at a high temperature of 11200 ° C. and an oxygen partial pressure of 10 -4 to 10 -5 atm. The forming step may include a granulating step, a mold forming step, and a CIP (Cold Isostatic Pressing) forming step. The sintered body obtained as described above is
It is a material suitable for a slider material for a magnetic head, which is dense, has excellent reduction resistance under high temperature and low oxygen partial pressure, and has excellent friction and wear characteristics with respect to a hard disk.

【0019】本発明の第3の態様に従えば、主成分であ
るFe2 3 にSnO2 、TiO2及びZrO2 の少な
くとも一種を5mol%以下で含む磁気ヘッド用ヘマタ
イト系材料を用いて製造されてなる磁気ヘッドが提供さ
れる。本発明の第1の態様に従う磁気ヘッド用ヘマタイ
ト系材料を用いて以下のようにして磁気ヘッドを製造す
ることができる。本発明に従う磁気ヘッド用ヘマタイト
系材料を、基板、例えば、スライダー形状に加工した
後、Al2 3 、CoO等の酸化物でバッファ層をスパ
ッタ等で成膜する。次いで、Fe−M−C系ナノ結晶合
金(M:IVB族,VB族,IIIA族,IVA族)や
Fe−M系合金(M:IVB族,VB族,IIIA族,
IVA族)の合金磁性膜をバッファ層上にスパッタ等に
より成膜する。Fe−M−C系ナノ結晶合金として、例
えば、Fe−Si−Al−Hf−Ta−C、Fe−Si
−Al−Hf−C、Fe−Hf−C等を用いることがで
き、Fe−M系合金として、Fe−Si−Al、Fe−
Si合金を用いることができる。合金磁性膜の厚さは、
磁気ヘッドとしたときのトラック幅や磁気記録、再生能
力等を考慮すると、1μm〜20μmが好適である。ス
パッタガスとして、Ar等の不活性ガスを用いることが
できる。合金磁性膜をスパッタで成膜後、磁気ヘッド製
造に供する前に、軟磁性を得ることを目的として熱処理
を施してもよい。
According to a third aspect of the present invention, the magnetic head is manufactured using a hematite-based material for a magnetic head containing at least 5 mol% of SnO 2 , TiO 2 and ZrO 2 in Fe 2 O 3 as a main component. A magnetic head is provided. Using the hematite-based material for a magnetic head according to the first aspect of the present invention, a magnetic head can be manufactured as follows. After the hematite-based material for a magnetic head according to the present invention is processed into a substrate, for example, a slider shape, a buffer layer is formed with an oxide such as Al 2 O 3 or CoO by sputtering or the like. Then, Fe-MC-based nanocrystalline alloys (M: IVB, VB, IIIA, IVA) and Fe-M-based alloys (M: IVB, VB, IIIA,
An alloy magnetic film of group IVA) is formed on the buffer layer by sputtering or the like. Fe-MC-based nanocrystalline alloys include, for example, Fe-Si-Al-Hf-Ta-C, Fe-Si
-Al-Hf-C, Fe-Hf-C, etc. can be used, and Fe-Si-Al, Fe-
A Si alloy can be used. The thickness of the alloy magnetic film is
In consideration of the track width, magnetic recording, and reproduction performance of a magnetic head, 1 μm to 20 μm is preferable. As the sputtering gas, an inert gas such as Ar can be used. After forming the alloy magnetic film by sputtering, it may be subjected to a heat treatment for the purpose of obtaining soft magnetism before the magnetic head is manufactured.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の磁気ヘッド用ヘマタイト系材
料を実施例により具体的に説明する。 〔実施例1〕ヘマタイト粉にSnO2 をモル比で1mo
l%添加し、エタノールを媒体とした湿式ボールミルで
混合し、800℃で仮焼した後、ボールミル粉砕を行っ
た。得られた粉体を一軸加圧成形により予備成形した
後、150MPaでCIP成形した。この成形体を大気
中1150℃で10時間常圧焼結した後、1100℃、
100MPaで1時間HIP処理を行った。
EXAMPLES Hereinafter, the hematite material for a magnetic head according to the present invention will be specifically described with reference to examples. [Example 1] SnO 2 was added to a hematite powder at a molar ratio of 1 mo.
1%, mixed in a wet ball mill using ethanol as a medium, calcined at 800 ° C., and pulverized in a ball mill. The obtained powder was preliminarily molded by uniaxial pressure molding and then CIP molded at 150 MPa. After sintering the molded body at 1150 ° C. in the atmosphere under normal pressure for 10 hours, 1100 ° C.
HIP processing was performed at 100 MPa for 1 hour.

【0021】SnO2 の添加量を3及び5mol%のモ
ル比にそれぞれ変えた以外は、上記と同様の条件にて焼
結体を製造した。
A sintered body was manufactured under the same conditions as above, except that the amount of SnO 2 was changed to a molar ratio of 3 and 5 mol%, respectively.

【0022】得られた焼結体の相対密度は、SnO2
加量が1mol%、3mol%及び5mol%のいずれ
の場合も99%以上であった。得られた焼結体の各々か
ら一部を熱重量変化測定用試料として切り出し、酸素分
圧2×10-4atm以下の窒素雰囲気中で熱重量変化を
それぞれ測定した。結果を表1に示す。
The relative density of the obtained sintered body was 99% or more in any of the cases where the added amount of SnO 2 was 1 mol%, 3 mol% and 5 mol%. A part of each of the obtained sintered bodies was cut out as a thermogravimetric change measurement sample, and thermogravimetric changes were measured in a nitrogen atmosphere having an oxygen partial pressure of 2 × 10 −4 atm or less. Table 1 shows the results.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】試料の重量減少は、ヘマタイトからマグネ
タイトへの還元が生じていることを示す。表1より、マ
グネタイトの生成反応による重量減少の開始温度は、S
nO2 添加量の増加に伴って高温側に移行していること
からすれば、1〜5mol%の範囲においてSnO2
加量の増加に従ってヘマタイトの還元が抑制されている
ことがわかる。
A decrease in the weight of the sample indicates that reduction from hematite to magnetite has occurred. From Table 1, the starting temperature of weight loss due to the magnetite generation reaction is S
From the fact that the temperature shifts to the high temperature side with the increase in the added amount of nO 2, it can be seen that the reduction of hematite is suppressed as the added amount of SnO 2 increases in the range of 1 to 5 mol%.

【0025】〔比較例1〕ヘマタイト粉にSnO2 を7
mol%のモル比で添加した以外は、実施例1と同様の
条件で焼結体を作製した。相対密度及び熱重量変化を実
施例1と同様にして測定した。常圧焼結後の相対密度は
96.2%であり、HIP処理後の相対密度も98.4
%と低いので磁気ヘッド用スライダー材料として不適で
ある。
Comparative Example 1 SnO 2 was added to hematite powder in an amount of 7
A sintered body was produced under the same conditions as in Example 1 except that the molar ratio of mol% was added. The relative density and the thermogravimetric change were measured in the same manner as in Example 1. The relative density after normal pressure sintering is 96.2%, and the relative density after HIP treatment is also 98.4%.
%, It is not suitable as a slider material for a magnetic head.

【0026】〔実施例2〕ヘマタイト粉にTiO2 を、
1、3及び5mol%のモル比でそれぞれ添加し、エタ
ノールを媒体とした湿式ボールミルで混合し、800℃
で仮焼した後、ボールミル粉砕を行った。得られた粉体
をそれぞれ一軸加圧成形により予備成形した後、150
MPaでCIP成形した。これらの成形体を大気中11
50℃で10時間常圧焼結した後、1100℃、100
MPaの条件で1時間HIP処理を行った。
Example 2 TiO 2 was added to hematite powder,
1, 3 and 5 mol% were added at a molar ratio, respectively, and mixed by a wet ball mill using ethanol as a medium.
After calcination, ball mill pulverization was performed. After each of the obtained powders is pre-formed by uniaxial pressing, 150
CIP molding was performed at MPa. These compacts are placed in the atmosphere 11
After normal pressure sintering at 50 ° C for 10 hours, 1100 ° C, 100
HIP processing was performed for 1 hour under the conditions of MPa.

【0027】得られた焼結体の相対密度は、いずれも9
9%以上であった。各焼結体の一部を熱重量変化測定用
試料とし、酸素分圧2×10-4atm以下の窒素雰囲気
中で熱重量変化を測定した。結果を表1に示す。表1よ
り、マグネタイトの生成反応による重量減少の開始温度
は、TiO2 添加量の増加に伴って高温に移行している
ため、ヘマタイトの還元が抑制されていることがわか
る。
The relative density of each of the obtained sintered bodies was 9
9% or more. A part of each sintered body was used as a thermogravimetric change measurement sample, and the thermogravimetric change was measured in a nitrogen atmosphere having an oxygen partial pressure of 2 × 10 −4 atm or less. Table 1 shows the results. From Table 1, it can be seen that the starting temperature of the weight loss due to the magnetite generation reaction has shifted to a higher temperature with an increase in the amount of TiO 2 added, and thus the reduction of hematite is suppressed.

【0028】〔比較例2〕ヘマタイト粉にTiO2 を7
mol%のモル比で添加した以外は、実施例2と同様の
条件で焼結体を作製した。相対密度及び熱重量変化を実
施例2と同様にして測定した。常圧焼結後の相対密度は
96.5%であり、HIP処理後の相対密度も98.6
%と低いので磁気ヘッド用スライダー材料として不適で
ある。
Comparative Example 2 TiO 2 was added to hematite powder
A sintered body was produced under the same conditions as in Example 2 except that the molar ratio of mol% was added. The relative density and the thermogravimetric change were measured in the same manner as in Example 2. The relative density after normal-pressure sintering is 96.5%, and the relative density after HIP processing is also 98.6%.
%, It is not suitable as a slider material for a magnetic head.

【0029】〔実施例3〕ヘマタイト粉にZrO2 を、
1、3及び5mol%のモル比でそれぞれ添加し、エタ
ノールを媒体とした湿式ボールミルで混合、800℃で
仮焼した後、ボールミル粉砕を行った。得られた粉体を
それぞれ一軸加圧成形により予備成形した後、150M
PaでCIP成形した。この成形体を大気中1150℃
で10時間常圧焼結した後、1100℃、100MPa
で1時間HIP処理を行った。
Example 3 ZrO 2 was added to hematite powder,
1, 3 and 5 mol% were added at a molar ratio, respectively, mixed by a wet ball mill using ethanol as a medium, calcined at 800 ° C., and then ball milled. After pre-molding each of the obtained powders by uniaxial pressing, 150M
CIP molding was performed at Pa. This molded body is heated at 1150 ° C.
Sintering for 10 hours at 1100 ° C, 100MPa
For one hour.

【0030】得られた焼結体の相対密度はいずれも99
%以上であった。各焼結体の一部を熱重量変化測定用試
料とし、酸素分圧2×10-4atm以下の窒素雰囲気中
で熱重量変化をそれぞれ測定した。結果を表1に示す。
表1より、マグネタイトの生成反応による重量減少の開
始温度はZrO2 添加量の増加に伴って高温に移行して
いるため、ヘマタイトの還元が抑制されることがわか
る。
The relative density of each of the obtained sintered bodies was 99
% Or more. A part of each sintered body was used as a thermogravimetric change measurement sample, and thermogravimetric changes were measured in a nitrogen atmosphere at an oxygen partial pressure of 2 × 10 −4 atm or less. Table 1 shows the results.
From Table 1, it can be seen that the reduction temperature of hematite is suppressed because the onset temperature of the weight loss due to the magnetite generation reaction shifts to a higher temperature with an increase in the amount of ZrO 2 added.

【0031】〔比較例3〕ヘマタイト粉にZrO2 をモ
ル比で7mol%添加した以外は、実施例3と同様の条
件で焼結体を作製した。相対密度及び熱重量変化を実施
例2と同様にして測定した。常圧焼結後の相対密度は9
6.9%であり、HIP処理後の相対密度も98.2%
と低いので磁気ヘッド用スライダー材料として不適であ
る。
Comparative Example 3 A sintered body was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that ZrO 2 was added to the hematite powder at a molar ratio of 7 mol%. The relative density and the thermogravimetric change were measured in the same manner as in Example 2. The relative density after normal pressure sintering is 9
6.9%, and the relative density after HIP processing is also 98.2%.
Therefore, it is not suitable as a slider material for a magnetic head.

【0032】〔比較例4〕実施例1においてSnO2
添加しなかった以外は、実施例1と同様の条件にてヘマ
タイト単独の焼結体を製造した。得られた焼結体の相対
密度は99%以上であったが、HIP処理後の焼結体表
面にマグネタイト層の生成が認められた。また、表1に
示すように、熱重量変化測定による重量減少の開始温度
は実施例1〜3に比べ低温であった。それゆえ、磁気ヘ
ッド用スライダー材料としては不適である。
Comparative Example 4 A sintered body of hematite alone was produced under the same conditions as in Example 1 except that SnO 2 was not added. Although the relative density of the obtained sintered body was 99% or more, generation of a magnetite layer was observed on the surface of the sintered body after the HIP treatment. Further, as shown in Table 1, the temperature at which the weight loss started by the thermogravimetric change measurement was lower than those in Examples 1 to 3. Therefore, it is not suitable as a slider material for a magnetic head.

【0033】〔比較例5〕ヘマタイト粉にAl2 3
モル比でそれぞれ1、3及び5mol%添加し、実施例
1と同様の条件で焼結体を製造した。得られた焼結体の
相対密度及び熱重量測定の結果を表1に示す。得られた
焼結体の相対密度はいずれも99%以上であったが、H
IP処理後の焼結体表面にマグネタイト層の生成が認め
られた。また、表1に示すように、重量減少の開始温度
及び終了温度は添加量の増加に伴って高温化するが、S
nO2 、TiO2 、ZrO2 の添加の場合に比べその比
率は小さかった。
Comparative Example 5 A sintered body was produced under the same conditions as in Example 1 except that Al 2 O 3 was added to the hematite powder at a molar ratio of 1, 3 and 5 mol%, respectively. Table 1 shows the results of the relative density and thermogravimetric measurement of the obtained sintered body. The relative density of each of the obtained sintered bodies was 99% or more.
Formation of a magnetite layer was observed on the surface of the sintered body after the IP treatment. Further, as shown in Table 1, the starting temperature and the ending temperature of the weight decrease become higher with the increase of the addition amount.
The ratio was smaller than in the case of adding nO 2 , TiO 2 and ZrO 2 .

【0034】〔比較例6〕ヘマタイト粉にCr2 3
モル比でそれぞれ1、3及び5mol%添加し、実施例
1と同様造条件で焼結体を製造した。得られた焼結体の
相対密度及び熱重量測定の結果を表1に示す。得られた
焼結体の相対密度はいずれも99%以上であったが、H
IP処理後の焼結体表面にマグネタイト層の生成が認め
られた。また、表1に示すように、重量減少の開始温度
および終了温度は添加量の増加に伴って高温化するが、
SnO2 、TiO2 、ZrO2 の添加の場合に比べその
比率は小さかった。
Comparative Example 6 Cr 2 O 3 was added to a hematite powder in a molar ratio of 1, 3 and 5 mol%, respectively, and a sintered body was manufactured under the same conditions as in Example 1. Table 1 shows the results of the relative density and thermogravimetric measurement of the obtained sintered body. The relative density of each of the obtained sintered bodies was 99% or more.
Formation of a magnetite layer was observed on the surface of the sintered body after the IP treatment. Further, as shown in Table 1, the starting temperature and the ending temperature of the weight reduction increase with the addition amount,
The ratio was smaller than in the case of adding SnO 2 , TiO 2 and ZrO 2 .

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明ではSnO
2 、TiO2 及びZrO2 の少なくとも一種を5mol
%以下でヘマタイト原料に添加したため、かかる原料を
焼結して得られた磁気ヘッド用スライダー材料は緻密で
あり且つハードディスクに対し良好な摩擦磨耗特性を有
し、それゆえHDDの信頼性を向上させることができ
る。また、ヘマタイトにSnO2 、TiO2 及びZrO
2 の少なくとも一種を5mol%以下で添加することに
よってヘマタイトの耐還元性を著しく向上させ、磁性を
有するマグネタイト層の生成を抑制することができる。
従って、本発明の磁気ヘッド用ヘマタイト系材料を用い
て製造した磁気ヘッドは良好な磁気特性を有する。
As described above, according to the present invention, SnO is used.
2, 5 mol of at least one of TiO 2 and ZrO 2
% Or less, the slider material for a magnetic head obtained by sintering such a raw material is dense and has good friction and wear characteristics with respect to a hard disk, thus improving the reliability of HDD. be able to. In addition, SnO 2 , TiO 2 and ZrO are added to hematite.
By adding at least one of 2 at 5 mol% or less, the reduction resistance of hematite can be remarkably improved, and the formation of a magnetite layer having magnetism can be suppressed.
Therefore, a magnetic head manufactured using the hematite-based material for a magnetic head of the present invention has good magnetic properties.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11B 5/255 G11B 5/60 B 5/60 21/21 101K 21/21 101 C04B 35/26 Z Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location G11B 5/255 G11B 5/60 B 5/60 21/21 101K 21/21 101 C04B 35/26 Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Fe2 3 を主成分とした磁気ヘッド用
ヘマタイト系材料において、 前記Fe2 3 に、SnO2 、TiO2 及びZrO2
少なくとも一種を5mol%以下で含むことを特徴とす
る磁気ヘッド用ヘマタイト系材料。
1. A hematite material for a magnetic head containing Fe 2 O 3 as a main component, wherein the Fe 2 O 3 contains at least one of SnO 2 , TiO 2 and ZrO 2 in an amount of 5 mol% or less. Material for magnetic heads.
【請求項2】 請求項1に記載の磁気ヘッド用ヘマタイ
ト系材料を用いて製造されてなる磁気ヘッド。
2. A magnetic head manufactured using the hematite-based material for a magnetic head according to claim 1.
【請求項3】 Fe2 3 を主成分とした磁気へッド用
ヘマタイト系材料の製造方法において、 前記Fe2 3 にSnO2 、TiO2 及びZrO2 の少
なくとも一種を5mol%以下で含有させた原料粉を焼
結することを特徴とする磁気へッド用ヘマタイト系材料
の製造方法。
3. The method for producing a hematite-based material for a magnetic head containing Fe 2 O 3 as a main component, wherein the Fe 2 O 3 contains at least one of SnO 2 , TiO 2 and ZrO 2 at 5 mol% or less. A method for producing a hematite-based material for a magnetic head, comprising sintering the raw material powder.
【請求項4】 HIPまたは焼結後の加熱処理おいてヘ
マタイトがマグネタイトに還元することが抑制されてい
ることを特徴とする請求項3に記載の磁気へッド用ヘマ
タイト系材料の製造方法。
4. The method for producing a hematite-based material for a magnetic head according to claim 3, wherein the reduction of hematite to magnetite in the heat treatment after HIP or sintering is suppressed.
JP8252405A 1996-09-03 1996-09-03 Hematite material for magnetic head and manufacture thereof Pending JPH1079309A (en)

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