专利名称：磁头滑块用材料、磁头滑块及磁头滑块用材料的制造方法
技术领域：
本发明涉及磁头滑块用材料、磁头滑块及磁头滑块用材料的制造方法。
背景技术：
含有薄膜磁头的磁头滑块在1979年首次被用于硬盘装置，但那时的磁头滑块一般称作小型滑块(Mini-Slider，100％滑块)。之后，磁头滑块经过小型滑块的约70％大小的微型滑块(Micro-Slider，70％滑块)，向着小型滑块的约50％大小的纳米滑块(Nano-Slider，50％滑块)的小型化发展。
该磁头滑块，一般在基板上具有含薄膜磁头的层压体。这样的磁头滑块是通过以下操作而得到的在基板上层叠含薄膜磁头的层压体制成层压结构体，之后，平行于层叠方向地切断该层压结构体而形成薄膜磁头的露出面，抛光(研磨)该露出面使其成为空气轴承表面。
并且，制造现有的磁头滑块时，例如，如下述专利文献1所记载，使用以氧化铝和碳化钛为主要成分的高强度烧结体，即所谓的，铝钛碳(AlTiC，アルティック)烧结体作为磁头滑块的基板。
专利文献1日本特开昭57-82172号公报不过，现在，成为主流的是小型滑块的约30％大小的被称作皮可滑块(Pico-Slider，30％滑块)的磁头滑块，今后，伴随着硬盘装置的小型化、低成本化，磁头滑块将会更小型化，预计将来会向小型滑块的约20％大小的飞母托滑块(Femto-Slider，20％滑块)过渡。
随着这种磁头滑块的小型化，在形成空气轴承表面时的研磨工序中，要求降低由于基板与层叠在基板上的层压体的研磨量的不同而产生的空气轴承表面的段差。
但是，作为以上述专利文献1所记载的基板为代表的现有的磁头滑块的基板使用的铝钛碳烧结体，其研磨速度与含薄膜磁头的层压体的研磨速度相比是极小的，因此，就有在研磨时层压体的研磨量与基板的研磨量相比过大而产生较大的段差的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述的实际情况而完成的，其目的是提供一种能够实现空气轴承表面的段差的降低且具有足够的强度的磁头滑块用材料，使用它的磁头滑块，以及磁头滑块用材料的制造方法。
本发明者们在开发新的铝钛碳烧结体的过程中开发特定的铝钛碳烧结体的制造方法，其结果发现，显示由于目前其制法没有确立而未作充分研究的结晶结构的铝钛碳烧结体，在机械强度和机械加工性两方面都优异。
于是，为解决上述课题，基于该见解发明者们进行了更加详细的研究，其结果发现，在烧结体中，若以特定比例含有具有特定结晶粒径的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒，就可以具有足够的强度，同时研磨速度可以足够高，从而完成了本发明。
即，本发明的磁头滑块用材料，其特征在于，是由含有氧化铝以及碳化钛的烧结体构成的磁头滑块用材料，在烧结体的切断面中的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积中，结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例为80％以上。
这里，所谓“结晶粒径”，意思是假设相同面积的圆的圆等效粒径。
根据本发明的磁头滑块用材料，通过具有上述的结构，而具有足够的强度，同时，与现有的磁头滑块用材料所用的铝钛碳烧结体相比，能够提高其研磨速度，相比于现有技术，也可充分降低使用该磁头滑块用材料的基板的研磨速度与含薄膜磁头的层压体的研磨速度之差。由此，在制造磁头滑块时，具体来说，在由该磁头滑块用材料制作的基板上层叠包含薄膜磁头的层压体而制成层压结构体，在研磨该层压结构体中的平行于层叠方向的断面而制造磁头滑块时，在通过研磨形成的空气轴承表面上不容易在层压体与基板之间产生段差。
虽然本发明的磁头滑块用材料具有足够的强度的同时可以加快研磨速度的理由并不能确定，但本发明者们作了如下的推测。即，在上述烧结体中，构成烧结体的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒的结晶粒径极其微细，同时其偏差小。另一方面，在研磨中使用的研磨粒子的平均粒径为0.05～0.25μm，在研磨粒子与烧结体结晶粒冲撞时产生的烧结体的裂缝长与研磨粒子大小相符，所以认为在研磨过程中有效地给予烧结体能量。其结果是，推测烧结体是既具有足够的强度，在机械加工中又可以平稳地进行纳米级的结晶粒间的剥离，达到研磨速度的提高的烧结体。
另外，在本发明的磁头滑块用材料中，上述烧结体，优选还含有碳。通过含碳，还可以以高水准兼具材料的机械强度和研磨速度。即，可以充分确保磁头滑块用材料的强度的同时进一步提高研磨速度，或确保足够的研磨速度的同时进一步提高强度，或使两者进一步提高。作为得到这样的效果的原因，可以认为是由于通过最佳化相对于结晶粒界的界面面积的碳量(碳浓度)，而可以在维持机械强度的同时进一步削弱纳米级的结晶粒的剥离强度。
并且，碳的含有量，在以氧化铝、碳化钛及碳的总质量为100质量份时优选为0.4～3.0质量份。通过在这样的范围含有碳，可以确实地实现高水准地兼具材料的机械强度和研磨速度。
另外，上述烧结体，优选在上述氧化铝结晶粒间的粒界具有含碳薄膜。由此，可进一步高水准地兼具材料的机械强度和研磨速度。可以得到这样的效果的原因未必明确，但是可认为是由于通过碳的薄膜可以充分抑制烧结时的氧化铝结晶粒的成长，其结果是，进一步提高结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒的含有比例，粒径的偏差也变得更小。
另外，在本发明的磁头滑块用材料中，优选上述烧结体还含有二氧化钛。若磁头滑块用材料含二氧化钛，则烧结性增大且高强度化变得容易。
另外，本发明的磁头滑块，其特征在于，具备由上述本发明的磁头滑块用材料制作的基板、以及在基板上形成的、含有薄膜磁头的层压体。
根据本发明的磁头滑块，通过具备由上述磁头滑块用材料制作的基板，在制造磁头滑块时，具体的是，研磨平行于在上述层压体中的层叠方向的断面而制造磁头滑块时，由于在通过研磨形成的空气轴承表面上不容易在层压体与基板之间产生段差，所以实现达到磁头滑块的小型化。
另外，本发明的磁头滑块用材料的制造方法，其特征在于，具备准备含有氧化铝粒子、碳化钛离子和碳的成形体的工序，在非氧化性气氛中、规定的烧结温度下烧结成形体，从而制造烧结体的烧结工序；氧化铝粒子和碳化钛粒子的平均粒径在0.35μm以下，并且，碳的含有量，在以氧化铝粒子、碳化钛粒子和碳的总质量为100质量份时为0.4～3.0质量份；在烧结工序中，将烧结温度设为1650℃以上，将从500℃至该烧结温度升温时的升温速度设为5℃/分钟以上。
根据该制造方法，通过成形体按上述含有量含有碳，并且，经过上述烧结工序，可在抑制氧化铝和碳化钛的粒成长的同时烧结上述成形体，可在烧结体的切断面上的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积中，使结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例为80％以上。从而可以得到既具有充分强度又可提高研磨速度的磁头滑块用材料。
另外，在上述烧结工序中，优选使从500℃至烧结温度升温时的升温速度为10℃/分钟以上。在这样的条件下，通过使含有氧化铝、碳化钛、和碳的成形体升温，在烧结工序中抑制氧化铝和碳化钛的粒成长的同时烧结上述成形体变得容易，可进一步增加结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例。由此，可得到以更加高水准同时具有机械强度和研磨速度的磁头滑块用材料。
另外，在上述烧结工序中，优选烧结温度为1680℃以上。通过在这样的条件下，烧结含有氧化铝、碳化钛、和碳的成形体，在烧结工序中抑制氧化铝和碳化钛的粒成长的同时烧结上述成形体变得容易，可进一步增加结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例。由此，可得到以更加高水准同时具有材料的机械强度和研磨速度的磁头滑块用材料。
另外，在本发明的磁头滑块用材料的制造方法中，在准备成形体的工序中，可以混合含氧化铝的粉末、含碳化钛的粉末、及含碳的粉末而得到混合粉末，使该混合粉末成形。
另外，在准备成形体的工序中，可以混合含氧化铝的粉末、含碳化钛的粉末、及有机物而得到混合物，通过在非氧化性的气氛中对该混合物进行热处理，碳化混合物中的有机物，得到混合粉末，使该混合粉末成形。
另外，在准备成形体的工序中，也可以混合含氧化铝的粉末、含碳化钛的粉末、及有机物而得到混合物，成形该混合物，通过在非氧化性的气氛中对成形混合物进行热处理而碳化混合物中的有机物。
根据本发明可以实现既具有充分强度又能降低空气轴承表面的段差的磁头滑块。由此，可以制造更小尺寸的磁头滑块，并能够实现进一步的高密度化。
图1是本发明的实施方式的磁头滑块用材料(烧结体)的断面图的一例。
图2是本发明的实施方式的磁头滑块的立体图。
图3是图2的磁头滑块中的II-II向视图。
图4是用于说明本发明的实施方式的磁头滑块的制造方法的立体图。
图5(a)、图5(b)是用于说明本发明的实施方式的磁头滑块的制造方法的接着图4的立体图。
图6是表示将图5(b)的条研磨了的状态的截面示意图。
符号说明10薄膜磁头、11磁头滑块、13基板、14层压体、50涂层、D段差、S空气轴承表面。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的合适的实施方式。另外，在
中对相同或相当的要素使用相同符号，并省略重复的说明。另外，各附图的尺寸比例并不一定与实际的尺寸比例一致。
(磁头滑块用材料)
首先，对本实施方式的磁头滑块用材料进行说明。本实施方式的磁头滑块用材料为含有氧化铝(Al2O3)和碳化钛(TiC)的烧结体。这里，在烧结体中氧化铝和碳化钛分别形成结晶粒。
这里，上述烧结体需要，在烧结体的切断面上的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积中，结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例在80％以上。由此，上述磁头滑块用材料可以在具有充分强度的同时使研磨速度充分提高。另外，在本说明书中，结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例，采用以下方法求出。
首先，切断烧结体，用扫描型电子显微镜(SS-550，岛津制作所制)观察其切断面的任意范围。然后，通过对切断面的图像进行处理，检测出圆等效粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒。并且，合计这些结晶粒所占的面积。然后，用在经图像处理检测出的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒的切断面中所占的总面积分割该合计值，算出上述面积比例(％)。
本实施方式的磁头滑块用材料中的碳化钛的含有比例，在以氧化铝的质量为100质量份时，优选为20～120质量份。在这样的范围内，就容易得到具有充分强度的磁头用基板，同时材料的电阻降低，容易得到防静电干扰的效果。如果碳化钛的浓度低于20质量份，则有刚性下降且强度降低的倾向。另一方面，如果碳化钛的浓度超过120质量份，则有烧结性降低且强度下降的倾向。
在本实施方式中，从使更加高水准地兼具材料的机械强度和研磨速度的观点出发，优选烧结体含碳。另外，在烧结体中碳为不与氧化铝或碳化钛化学结合的游离成分，主要存在于氧化铝和碳化钛的结晶粒界。
在烧结体含碳时，优选含碳薄膜存在于氧化铝结晶粒间的粒界。由此，可以更高水准兼具材料的机械强度和研磨速度另外，碳的含有量，在以氧化铝粒子、碳化钛粒子和碳的总质量为100质量份时，优选为0.4～3.0质量份。
通过使碳的含有量在上述范围，可以更加确实地形成在烧结体中含上述碳的薄膜。
另外，如果碳的含有量少于0.4质量份，则有难以充分提高研磨速度的倾向。另一方面，如果碳的含有量超过3质量份，则有材料强度变得过弱的倾向，而不优选。
另外，优选上述磁头滑块用材料优选还含有二氧化钛(TiO2)。二氧化钛的合适的含有量，在以氧化铝的质量为100质量份时，为0.5～10质量份。如果磁头滑块用材料含有二氧化钛，则烧结性提高，高强度化变得更加容易。
另外，本实施方式的磁头滑块用材料在不影响特性的程度上也可以含有其他成分。
(磁头滑块用材料(烧结体)的结构)参照图1说明对上述本发明的烧结体的实施方式中、含氧化铝、碳化钛和碳、且含碳薄膜存在于氧化铝结晶粒间的粒界上的烧结体的结构。图1表示本实施方式的、含氧化铝、碳化钛和碳的烧结体1的截面示意图。如图1所示，在烧结体1中，氧化铝形成氧化铝结晶粒110，碳化钛形成碳化钛结晶粒120，并且在氧化铝结晶粒110间还存在含碳的薄膜130。
在薄膜130中，夹在2个氧化铝结晶粒110之间的部分的厚度的平均值，即，薄膜130的厚度A，例如为1～20nm左右。
薄膜中的碳的摩尔浓度，根据有否添加二氧化钛而不同，但是优选为50％以上。另外，如图1所示，碳化钛形成碳化钛结晶粒120，但碳化钛也存在于薄膜130中。
(磁头滑块用材料的制造方法)接着，对本发明的磁头滑块用材料的制造方法进行说明。首先，对磁头滑块用材料的第1制造方法进行说明。
首先，准备氧化铝粉末、碳化钛粉末、及碳粉末，另外，再根据需要准备作为添加物的二氧化钛粉末。
这里，原料的氧化铝粉末的平均粒径，从使烧结体中的氧化铝结晶粒的粒径在200nm以上350nm以下的范围的观点出发，需要在0.35μm以下，优选为0.2～0.35μm。
另外，碳化钛粉末的平均粒径，从使烧结体中的碳化钛结晶粒的粒径在200nm以上350nm以下的范围的观点出发，需要在0.35μm以下，优选为0.2～0.35μm。另外，碳化钛粉末也可以含有碳。
另外，碳粉末的平均粒径优选为10～100nm。作为碳粉末可以使用例如，由碳黑、乙烯黑等的碳构成的粉末。
另外，二氧化钛粉末的平均粒径优选为0.1～3μm，更优选为0.5～1μm。
然后，在例如乙醇、IPA、95％改性乙醇等的有机溶剂中混合这些粉末，得到混合粉末。另外，由于若使用水作为溶剂，则溶剂与碳化钛会发生化学反应，碳化钛粉末会被氧化，所以不能使用水。
这里，在混合粉末中，在以氧化铝的总质量为100质量份时，以碳化钛粉末和二氧化钛的质量分别满足上述的优选条件的方式，配合氧化铝粉末、碳化钛粉末、二氧化钛粉末，并且，在以氧化铝粒子、碳化钛粒子和碳的总质量为100质量份时以碳的含有量为0.4～3.0质量份的方式配合碳粉末。
在这里，粉末的混合优选在球磨机(ball mill)或超微磨碎机(attritor)中进行。另外，粉末的混合优选进行10～100小时左右。另外，作为球磨机和超微磨碎机中的混合介质，优选使用例如，直径为1～20mm左右的氧化铝球等。
然后，对混合粉末进行喷雾造粒。这里，只要在几乎不含氧的氮或氩等的惰性气体的60～200℃左右的温风中进行喷雾干燥即可，由此，可得到上述组成的混合粉末的造粒物。在这里，例如，造粒物的粒径优选为50μm～200μm左右。
接着，根据需要添加上述有机溶剂进行造粒物的液体含有量的调节，使造粒物中含0.1～10质量％左右的有机溶剂。作为用于液体含有量的调节的有机溶剂，例如，可举出乙醇、IPA、95％改性乙醇等的有机溶剂，通常使用在混合粉末时使用的有机溶剂。另外在这里，因为若用水作为溶剂，溶剂与碳化钛会起化学反应，碳化钛粉末会被氧化，所以也不能使用水。
接着，将该造粒物填充到规定的模具内，通过冷压进行一次成形得到成形体。在这里，也可以，例如，将造粒物填充至内径150mm的圆板形成用的金属制或碳制的模具内，在例如5～15MPa(约50～150kgf/cm2)左右的压力下进行冷压即可。
然后，将得到的成形体热压而得到烧结体。
在这里，作为热压的条件，将烧结温度设为1650℃以上，将从500℃至该烧结温度升温时的升温速度设为5℃/分钟以上。作为其他条件，可以举出，将压力设为10～50MPa(约100～500kgf/cm2)，使气氛为真空、氮、氩等的非氧化气氛中。另外，设为非氧化性气氛是为了抑制碳化钛的氧化。另外，在混合粉体的成形中优选使用碳制的模具。另外，成形体的烧结时间优选在1～3小时左右。
通过热压按上述条件得到的成形体，可以使在烧结体的切断面上的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积中，结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例为80％以上，可以得到在具有足够的强度的同时加快研磨速度的磁头滑块用材料。
另外，在本实施方式中，优选将烧结温度设为1680～1700℃。通过在这样的温度下进行烧结，在抑制氧化铝和碳化钛的粒成长的同时烧结上述烧结体变得容易，可以进一步增加结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例，此外，可以得到高密度的烧结体。由此，可以得到以高水准兼具机械强度和研磨速度的磁头滑块用材料。
并且，在本实施方式中，作为热压条件，优选使从500℃至烧结温度升温时的升温速度为10℃/分钟。在这样的条件下，通过升温上述成形体，在抑制氧化铝和碳化钛的粒成长的同时烧结上述成形体变得容易，可进一步增加结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例，此外，可以得到高密度的烧结体。由此，可以得到以高水准兼具机械强度和研磨速度的磁头滑块用材料。
烧结结束之后，在炉内放冷，完成磁头滑块用材料。这里，磁头滑块用材料的形状没有特别的限定，例如，可以为直径6英寸、厚度为2.5mm的圆板状的基板、矩形基板。
接着，对这样的磁头滑块用材料的第2制造方法进行说明。
在上述第1制造方法中使用了碳粉末，而在第2制造方法中取代其而使用有机物。具体来讲，首先，混合氧化铝粉末、碳化钛粉末、以及有机物得到混合物。这里，有机物没有特别限定，例如可以示例聚乙烯醇、丙稀酸树脂、缩丁醛树脂等。另外，在混合物中也可以根据需要添加二氧化钛粉末等添加物。
然后，通过在真空气氛、氮气气氛等的非氧化性气氛下对该混合物进行热处理，使混合物中的有机物碳化。在这里，碳化条件可以根据有机物的种类等而任意合适地设定，例如，在真空干燥炉等中，通过进行600℃、5小时左右的热处理，可以得到含有氧化铝、碳化钛、和碳、根据需要含二氧化钛等的混合粉末。
然后，可以与第1制造方法同样地使该混合粉末成形、烧结。
这样用有机物制造时，碳可均匀地分散，可缩短分散碳所需要的时间。
为了得到致密的磁头滑块用材料，优选如上所述将有机物碳化后进行成形，但也可以在成形后碳化有机物。
具体来讲，在得到含有氧化铝粉末、碳化钛粉末、以及有机物等的混合物后，在使其碳化前与第1制造方法同样地使该混合物成形。之后，可以对含该有机物的混合物的成形体实施如上所述的热处理，使有机物碳化，得到含有氧化铝、碳化钛和碳等的成形体。
在这里，在第2制造方法中，在混合氧化铝粉末、碳化钛粉末、以及有机物且根据需要混合二氧化钛粉末等而制作混合物时的各粉末的浓度只要预先设定为，使得在碳化这些混合物后的混合粉末或成形体中的氧化铝、碳化钛、碳、二氧化钛的量成为第1制造方法中所规定的浓度即可。由此，可以得到与第1制造方法同样的组成的成形体。
(磁头滑块)下面，参照图2对使用该磁头滑块用材料的磁头滑块进行说明。
本实施方式的磁头滑块11有薄膜磁头10，其搭载于具备硬盘的硬盘装置(未图示)。该硬盘装置在高速旋转的硬盘的记录面上通过薄膜磁头10记录及再生磁信息。
本发明的实施方式的磁头滑块11呈大致为长方体的形状。在图2中，磁头滑块11上的前面侧的面是与硬盘的记录面相向配置的记录介质相对面，被称作空气轴承表面(ABSAir Bearing Surface)S。另外，在空气轴承表面上，在垂直于磁道宽度方向的方向上形成有槽11a。
硬盘旋转时，由于伴随着该旋转的空气流磁头滑块11上浮，空气轴承表面S从硬盘的记录面隔离。也可以对空气轴承表面S实施DLC(类金刚石碳，Diamond Like Carbon)等的涂布。
该磁头滑块11具备由上述磁头滑块用材料制作的基板13，以及形成在该基板13上同时含薄膜磁头10的层压体14。更详细地来说，在本实施方式中，基板13具有长方体形状，在基板13的侧面上形成有层压体14。
层压体14的上面14a形成磁头滑块11的端面，在该层压体14的上面14a上安装有与薄膜磁头10连接的记录用垫片18a、18b及再生用垫片19a、19b。另外，薄膜磁头10设在层压体14内，其一部分从空气轴承表面S向外部露出。另外，在图2中，考虑到识别的容易性，用实线表示埋设在层压体14内的薄膜磁头10。
这样的磁头滑块11搭载在万向接头12上，通过与未图示的悬架系统定位臂(suspension arm)连接，构成磁头万向架组件。
图3是垂直于磁头滑块11上的空气轴承表面S，并垂直于磁道宽度方向的方向的剖面示意图(图2的II-II剖面示意图)。如上所述，磁头滑块11具有大致矩形板状的基板13、以及层叠在该基板13的侧面上的层压体14。层压体14具有薄膜磁头10、以及围绕该薄膜磁头10的涂层50。
薄膜磁头10从基板13的附近侧依次具有作为读取硬盘的磁信息的读取元件的GMR(巨磁阻效应；Giant Magneto Resistive)元件40、以及作为将磁信息写入到硬盘的写入元件的感应型电磁变换元件60，成为所谓的复合型薄膜磁头。
电磁变换元件60是采用了所谓面内记录方式的电磁变换元件，从基板13侧起依次具备下部磁极61和上部磁极64，同时还具备薄膜线圈70。
下部磁极61和上部磁极64的空气轴承表面S侧的端部，在空气轴承表面S上露出，下部磁极61和上部磁极64的各露出部以规定距离隔开，形成记录间隙G。另一方面，上部磁极64上的远离空气轴承表面S的一侧的端部64B向下部磁极61弯曲，该端部64B与下部磁极61上的远离空气轴承表面S的一侧的端部进行磁连接。由此，通过上部磁极64和下部磁极61形成夹着间隙G的磁回路。
薄膜线圈70以包围上部磁极64的端部64B的方式配置，通过电磁感应而在记录间隙G间产生磁场，由此在硬盘的记录面上记录磁信息。
GMR元件40具有图示省略的多层结构且在空气轴承表面S上露出，利用磁阻效应检测出来自硬盘的磁场的变化，读出磁信息。
GMR元件40与电磁变换元件60之间，上部磁极64与下部磁极61之间，分别通过绝缘性的涂层50被隔开。另外，除了空气轴承表面S，薄膜磁头10自身也被涂层50覆盖着。涂层50主要由氧化铝等绝缘材料形成。具体来讲，通常使用由溅射等形成的氧化铝层。这样的氧化铝层通常具有无定形结构。
另外，也可以使薄膜磁头10不是面内记录方式而是垂直记录方式。另外，也可以使用利用各向异性磁阻效应的AMR(Anisotropic MagnetoResistive)元件、利用由隧道结产生的磁阻效应的TMR(Tunnel-typeMagneto Resistive)元件等来代替GMR元件40。
进一步，在涂层50内也可以还含有使GMR元件40与电磁变换元件60之间磁绝缘的磁性层等。
接着，对如上所述的磁头滑块11的制造方法进行说明。
首先，如前所述，如图4所示，准备将上述磁头滑块用材料形成为圆板晶片状的基板13。然后，如图5(a)所示，在该基板13上用公知的方法层叠含有薄膜磁头10和涂层50的层压体14。这里，在层压体14中，薄膜磁头10以多个排列成行列状的方式形成层压体14。
然后，将层叠有层压体14的基板13切断成规定的形状·大小。在这里，例如，通过如图5(a)中的虚线所示地切断，如图5(b)所示，形成以多个薄膜磁头10排列成一列、并且这些薄膜磁头10分别露出在侧面100BS的方式配置的条100B。
然后，进行研磨该条100B的侧面100BS而形成空气轴承表面S的所谓的研磨工序。在该研磨工序中，对基板13和层叠在其上的层压体14，同时并且沿着与层叠方向交叉的方向(图3的箭头X的方向)进行研磨。
这里，在本实施方式中，基板13由前述的本发明的磁头滑块用材料制成。所以，该基板13的研磨速度比由现有的铝钛碳烧结体制作的基板的研磨速度高很多，该基板13的研磨速度达到与含有薄膜磁头10的层压体14的研磨速度相同程度。
所以，在研磨时，在层压体14与基板13之间的研磨量之差极小，层压体14与基板13之间的段差D(参照图6)也显著地小于现有技术。由此，例如空气轴承表面S可成为几乎平坦的状态。具体来讲，例如，可以使段差D在1.2nm以下。
所以，可以合适地制作飞母托滑块和其以下大小的滑块，更高密度记录化变得容易。进一步，本实施方式的基板13由于具有足够的强度所以可靠性也足够。
(实施例)下面，用实施例及比较例对本发明作更详细的说明，但本发明并不限定于这些实施例。
(实施例1)首先，将氧化铝粉末(平均粒径0.25μm)、碳化钛粉末(平均粒径0.3μm，含碳0.1质量％)、和碳粉末(碳黑，平均粒径14nm)，按照表1所示的配合比例称量规定量，在球磨机中与IPA(异丙醇；沸点82.4℃)一起粉碎30分钟并进行混合，然后，在氮中、150℃下喷雾造粒，得到造粒物。另外，表1所示的游离碳的量为来自碳粉末的游离碳和来自碳化钛粉末的游离碳的合计值。
接着，将得到的造粒物在约0.5MPa(50kgf/cm2)的压力下一次成形。用热压法在真空气氛、烧结温度1680℃、压力机压力约30MPa(约300kgf/cm2)下对该成形体进行烧结2小时，得到实施例1的磁头滑块用材料。另外，至烧结温度的升温条件是，从常温至500℃的升温速度为20℃/分钟，从500℃至烧结温度(1680℃)的升温速度为10℃/分钟。另外，热压机使用IHI公司制造的200吨热压机，成形体的形状为直径154mm×厚度3mm的圆盘状。
<氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒的平均结晶粒径的测定>
从得到的磁头滑块用材料的任意的5处切出TEM观察用试样。对切出的试样的切断面用扫描型电子显微镜(SS-550)(岛津制作所制)进行观察，用SS-550的粒子解析软件，算出氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒的平均结晶粒径。再在5处的试样间进行平均。在表2中表示所得的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒的各平均结晶粒径(μm)。
<氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例>
进一步通过对用SS-550所观察到的切断面的图像进行图像处理，分别求出圆等效粒径不足200nm的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒在切断面中所占的面积，圆等效粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒在切断面中所占的面积，圆等效粒径超过350nm的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒在切断面中所占的面积。从而算出相对氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒在切断面中所占的总面积的各粒径范围的面积比例(％)。再在5处试样间进行平均。在表2中表示如此得到的每个粒径范围的面积比例(％)。
<研磨速度的测定>
将得到的磁头滑块用材料切成20×20×1.8mm左右的切片制作试验片。然后，使用包含0.1μm直径的钻石粒子的浆料，用单面研磨机研磨该试验片。在这里，研磨条件是锡盘的旋转数37.5转/分钟，荷重2550g，奥斯卡电动机的旋转数为55转/分钟，研磨时间10分钟。并且测定研磨前后的厚度，通过将厚度变化除以研磨时间，得出试验片的研磨速度。另外，研磨速度，进行以下述比较例1的值为100的标准化，并根据下述的判定基准用记号表示在表2中。
○相对比较例1的值在150％以上×相对比较例1的值在100％以下<抗折强度的测定>
使用岛津制作所制造的试验机，按JIS R1601(1995)的条件测定上述试验片的抗折强度。将抗折强度在400MPa以上时作为强度足够而在表2中用记号(○)表示；将抗折强度不足400MPa时作为强度不够而在表2中用记号(×)表示。
<电阻的测定>
根据JIS R1637(1998)的条件测定上述试验片的电阻。将电阻为106Ω·cm以下时作为具有足够低的电阻，在表2中用记号(○)表示；将电阻超过106Ω·cm时作为电阻过高，在表2中用记号(×)表示。
表1
表2
(实施例2)除了使氧化铝粉末、碳化钛粉末及碳粉末的配合量为表1中所示的比例以外，与实施例1同样，得到了实施例2的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，与实施例1同样地进行了评价。将结果表示在表2中。
(实施例3)除了使氧化铝粉末、碳化钛粉末及碳粉末的配合量为表1中所示的比例以外，与实施例1同样，得到了实施例3的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，与实施例1同样地进行了评价。将结果表示在表2中。
(实施例4)除了用平均粒径0.30μm的氧化铝粉末代替平均粒径0.25μm的氧化铝粉末，用平均粒径0.25μm的碳化钛粉末(含碳0.1质量％)代替平均粒径0.30μm的碳化钛粉末(含碳0.1质量％)以外，与实施例1同样，得到了实施例4的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，与实施例1同样地进行了评价。结果表示在表2中。
(实施例5)除了用平均粒径0.30μm的氧化铝粉末代替平均粒径0.25μm的氧化铝粉末，用平均粒径0.25μm的碳化钛粉末(含碳0.1质量％)代替平均粒径0.30μm的碳化钛粉末(含碳0.1质量％)以外，与实施例2同样进行，得到了实施例5的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，与实施例1同样地进行了评价。结果表示在表2中。
(实施例6)除了用平均粒径0.30μm的氧化铝粉末代替平均粒径0.25μm的氧化铝粉末，用平均粒径0.25μm的碳化钛粉末(含碳0.1质量％)代替平均粒径0.30μm的碳化钛粉末(含碳0.1质量％)以外，与实施例3同样操作，得到了实施例6的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，进行了与实施例1同样的评价。结果表示在表2中。
(实施例7)除了在实施例1中使烧结温度为1650℃以外，与实施例1同样地操作，得到了实施例7的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，进行了与实施例1同样的评价。结果表示在表2中。
(实施例8)除了在实施例2中使烧结温度为1650℃以外，与实施例2同样地操作，得到了实施例8的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，进行了与实施例1同样的评价。结果表示在表2中。
(实施例9)除了在实施例3中使烧结温度为1650℃以外，与实施例3同样地操作，得到了实施例9的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，进行了与实施例1同样的评价。结果表示在表2中。
(实施例10)除了在实施例6中使从500℃到烧结温度(1680℃)的升温速度为2℃/分钟以外，与实施例6同样地操作，得到了实施例10的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，进行了与实施例1同样的评价。结果表示在表2中。
(比较例1)除了使氧化铝粉末、碳化钛粉末及碳粉末的配合量为表1中所示的比例以外，与实施例1同样地操作，得到了比较例1的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，进行了与实施例1同样的评价。结果表示在表2中。
(比较例2)除了使氧化铝粉末、碳化钛粉末及碳粉末的配合量为表1中所示的比例以外，其他与实施例1相同，得到了比较例2的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，进行了与实施例1同样的评价。结果表示在表2中。
(比较例3)除了在实施例1中使从500℃至烧结温度(1680℃)的升温速度为2℃/分钟以外，与实施例1同样地操作，得到了比较例3的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，进行了与实施例1同样的评价。结果表示在表2中。
(比较例4)除了在实施例1中使烧结温度为1600℃以外，与实施例1同样地操作，得到了比较例4的磁头滑块用材料。对得到的磁头滑块用材料，进行了与实施例1同样的评价。结果表示在表2中。
如表2所示，确认了，实施例1～10的磁头滑块用材料具有足够的抗折强度，同时，可以得到足够高的研磨速度。另外，确认了，实施例1～10的磁头滑块用材料的基板，其电阻低于106Ω·cm(109mΩ·cm)。另一方面，由比较例1～4的磁头滑块用材料，不能得到足够高的研磨速度。
权利要求
1.一种磁头滑块用材料，其特征在于，由含有氧化铝和碳化钛的烧结体构成，在所述烧结体切断面上的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积中，结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例为80％以上。
2.如权利要求1所述的磁头滑块用材料，其特征在于，所述烧结体还含有碳。
3.如权利要求2所述的磁头滑块用材料，其特征在于，在以氧化铝、碳化钛和碳的总质量为100质量份时，所述碳的含有量为0.4～3.0质量份。
4.如权利要求2所述的磁头滑块用材料，其特征在于，所述烧结体在所述氧化铝结晶粒间的粒界上具有含碳薄膜。
5.如权利要求1所述的磁头滑块用材料，其特征在于，所述烧结体还含有二氧化钛。
6.一种磁头滑块，其特征在于，具备由权利要求1～5中任一项所述的磁头滑块用材料构成的基板、以及在所述基板上形成的含有薄膜磁头的层压体。
7.一种磁头滑块用材料的制造方法，其特征在于，具备准备含有氧化铝粒子、碳化钛粒子和碳的成形体的工序，以及在非氧化性气氛中、规定的烧结温度下，烧结所述成形体而制造烧结体的烧结工序；所述氧化铝粒子和所述碳化钛粒子的平均粒径在0.35μm以下，并且，在以氧化铝粒子、碳化钛粒子和碳的总质量为100质量份时，所述碳的含有量为0.4～3.0质量份；在所述烧结工序中，使所述烧结温度为1650℃以上，且从500℃升温至该烧结温度时的升温速度为5℃/分钟以上。
全文摘要
本发明提供一种可实现降低空气轴承表面的段差且具有足够的强度的磁头滑块用材料、使用它的磁头滑块、以及磁头滑块用材料的制造方法。本发明的磁头滑块用材料，是由含有氧化铝和碳化钛的烧结体构成的磁头滑块用材料，在烧结体的切断面中的氧化铝结晶粒以及碳化钛结晶粒所占的面积中，结晶粒径为200nm以上350nm以下的氧化铝结晶粒和碳化钛结晶粒所占的面积比例为80％以上。
文档编号G11B21/21GK1892826SQ200610094249
公开日2007年1月10日 申请日期2006年6月27日 优先权日2005年6月27日
发明者杉浦启, 川口行雄, 人见笃志 申请人:Tdk株式会社