CN101905952B - 信息记录媒体用晶化玻璃基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供信息记录媒体用基板以及用于该基板的加工性优异的材料，该信息记录媒体用基板具备用作以垂直磁记录方式等为代表的下一代信息记录媒体基板所要求的各种物理性质，尤其具有较高的断裂韧性。并且提供即使实质不使用可能对人体和环境带来不良影响的砷成分或锑成分，玻璃基板也不产生气泡或者在直压时也不会发生重沸的、并且适合直压法的生产性高的信息记录媒体用基板。本发明的信息记录媒体用晶化玻璃基板含有晶化玻璃，其特征在于：含有选自RAl2O4和R2TiO4(R为选自Zn、Mg及Fe的一种以上)的一种以上物质作为主晶相，主晶相的结晶粒径为0.5nm～20nm的范围，结晶度为15％以下，比重为3.00以下。

Description

信息记录媒体用晶化玻璃基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及晶化玻璃基板，其具备用作将来的信息记录媒体基板所必要的物理性质，即，适应将来的信息磁记录媒体的高密度化，具有低比重和高杨氏模数，断裂韧性优异，并且加工后的表面粗糙度极光滑，磁头滑动特性及耐冲击特性优异。
另外，本发明中“信息记录媒体”是指，能在各种电子装置用硬盘中使用的信息磁记录媒体。
背景技术
近年来，为了处理个人电脑、各种电子装置中动画、声音等大的数据，需要大容量的信息记录装置。因此，信息磁记录媒体对高记录密度化的要求逐年提高。
为了适应这种要求，正在发展垂直磁记录方式的应用及批量生产。该垂直磁记录方式中，与现有的基板相比，在基板的耐热性、表面平滑性方面要求更高的水平。此外，为了减轻主轴电动机负担而实现低比重化、为了防止磁盘碰撞而提高机械强度、以及为了耐受落下时与磁头的冲击而提高断裂韧性的问题至今仍很重要。
作为信息记录媒体用基板中所使用的材料，可列举Al合金、玻璃及晶化玻璃等。玻璃及晶化玻璃在维氏硬度高、表面平滑性高等方面比Al合金有优势，因此现在多被用于设计了动态使用的用途。
但是，现在所使用的晶化玻璃，虽然通过玻璃相析出的结晶可得到较高的机械强度，但是在析出结晶和玻璃相之间会产生加工差或蚀刻率差。因此，现在所使用的晶化玻璃，无法充分满足下一代基板所需的
Figure GSA00000139630100011
水平的表面性状。
并且，由于玻璃较脆，因此具有容易以基板表面的微小伤痕为基点发生基板破损的特性。特别是，下一代硬盘中所使用的信息记录媒体用基板中，随着高记录密度化，磁盘旋转速度也越来越高，因此，对以基板表面的微小伤痕为基点裂缝扩散的耐受性，即断裂韧性成为极其重要的评价项目。因此，要求信息记录媒体用基板具有较高的断裂韧性。但是，现在所使用的玻璃基板难以满足该要求，必须有对研磨后的基板进行化学强化的工序。
并且，当使用含有玻璃、晶化玻璃的材料时，为了以低成本制造厚度1mm以下的盘状基板，采用对熔融玻璃进行直接冲压的直压(direct press)法。
以往，直压法中，在熔融玻璃时，向原料中添加砷成分、锑成分作为用于从熔融玻璃除泡的澄清剂。但是，近年来由于担心对人体和环境带来不良影响，因此需要减少砷成分、锑成分的含量，或者不使用这些成分。但是，如果原料中实质上不使用砷成分、锑成分而使用其它澄清成分，则存在玻璃基板中产生气泡、或者直压时产生重沸(reboil)的问题。
专利文献1公开了含有具有锌尖晶石结晶相的晶化玻璃的信息记录媒体用基板。其具有较高的断裂韧性，但研磨后的表面粗糙度不能满足下一代信息记录媒体用基板所要求的水平。而且，专利文献1的信息记录媒体用基板，由于表面硬度过高因而研磨率较低，并且由于研磨加工需要较长时间因而生产性差，因此无法满足市场所要求的生产成本。
并且，该晶化玻璃，当对原玻璃进行热处理而结晶化时，由于结晶的析出有急剧发生的倾向，因此非常难以控制析出的结晶的结晶度和结晶粒径。关于这一点的详细说明，如后所述。
专利文献2公开了含有尖晶石型化合物作为结晶相的玻璃陶瓷。但是，专利文献2的实施例中玻璃的熔融温度高达1500℃到1650℃，并且最高晶化温度也在950℃至1000℃的范围，因此缺乏批量生产性。此外，所得的玻璃陶瓷的表面粗糙度Ra为
Figure GSA00000139630100021
无法满足所需的表面性状。
专利文献1：日本特开平07-300340号公报
专利文献2：日本特开平09-77531号公报
发明内容
本发明的目的在于提供信息记录媒体用基板以及用于该基板的加工性优异的材料，该信息记录媒体用基板具备以垂直磁记录方式等为代表的下一代信息记录媒体基板所要求的各种物理性质，尤其具有较高的断裂韧性。并且提供即使实质上不使用可能对人体和环境带来不良影响的砷成分或锑成分，也不会产生玻璃质地的气泡或者直压时的重沸，并且适合直压法的生产性高的信息记录媒体用基板。
本发明人为了实现上述目的进行了反复深入的研究，结果发现，在以选自RAl2O4及R2TiO4(R为选自Zn、Mg及Fe中的一种以上)中的一种以上(以下也称作“尖晶石类化合物”)作为主晶相的晶化玻璃中，通过使析出的结晶的粒径及结晶度处于特定的范围，使其具备作为下一代信息记录媒体用基板所要求的各种物理性质，尤其具有较高的断裂韧性，并且研磨加工时的加工性也良好且具有较高生产性的信息记录媒体用基板。更具体而言，本发明提供以下内容。应予说明，本说明书中“RAl2O4”、“R2TiO4”的记载中包含了它们的固溶体。
(结构1)
含有晶化玻璃的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其特征在于：含有选自RAl2O4和R2TiO4(R为选自Zn、Mg及Fe中的一种以上)的一种以上作为主晶相，主晶相的结晶粒径为0.5nm～20nm的范围，结晶度为15％以下，比重为3.00以下。
(结构2)
结构1记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，以氧化物基准的质量％计，上述晶化玻璃含有以下各成分：
SiO2：40～60％、和
Al2O3：7～20％、和
RO：5～35％(R为选自Zn、Mg及Fe中的一种以上)。
(结构3)
结构1或2记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，以氧化物基准的质量％计，上述晶化玻璃含有5～25％的ZnO成分。
(结构4)
结构1至3中任一项记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，以氧化物基准的质量％计，上述晶化玻璃含有以下各成分：
TiO2：1～15％、和
R’2O：2～15％(R’为选自Li、Na及K中的一种以上)。
(结构5)
结构1至4中任一项记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，以氧化物基准的质量％计，上述晶化玻璃含有以下各成分：
Li2O：0～5％、和/或
Na2O：0～15％、和/或
K2O：0～10％。
(结构6)
结构1至5中任一项记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，以氧化物基准的质量％计，上述晶化玻璃含有以下各成分：
P2O5：0～7％、和/或
B2O3：0％以上但不足8％、和/或
MgO：0～15％、和/或
CaO：0～15％、和/或
SrO：0～5％、和/或
BaO：0～5％、和/或
FeO：0～8％、和/或
ZrO2：0～10％。
(结构7)
结构1至6中任一项记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，在上述信息记录媒体用晶化玻璃基板的外周端面及内周端面中的一个或者两个上形成有压缩应力层。
(结构8)
结构1至7中任一项记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其特征在于：在上述信息记录媒体用晶化玻璃基板的两个主表面中的一个或者两个上形成有压缩应力层，并且压缩应力层的厚度不足30μm。
(结构9)
结构1至8中任一项记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，上述晶化玻璃含有SnO2成分及CeO2成分中的一个或两个，以氧化物基准的质量％计，两成分合计为0.01～1.0％。
(结构10)
结构1至9中任一项记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其特征在于：以氧化物基准计，上述晶化玻璃不含有As2O3成分和Sb2O3成分、以及Cl-成分、NO-成分、SO2-成分和F-成分。
(结构11)
结构1至10中任一项记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其特征在于：表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)为以下。
(结构12)
结构1至11中任一项记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其特征在于：断裂韧性值K1C为1.0以上、杨氏模数为85GPa以上，杨氏模数相对于比重之比(杨氏模数/比重)为31.4以上。
(结构13)
使用结构1至12中任一项记载的信息记录媒体用晶化玻璃基板的信息记录媒体。
(结构14)
信息记录媒体用晶化玻璃基板的制造方法，包括：
制作含有以下各成分的玻璃基板的工序：以氧化物基准的质量％计，
SiO2：40～60％、和
Al2O3：7～20％、和
RO：5～35％(R为选自Zn、Mg及Fe中的一种以上)；
通过在600℃～750℃下对上述玻璃基板进行1～10小时热处理，然后在650℃～800℃下进行1～10小时热处理，从而使选自RAl2O4及R2TiO4(R为选自Zn、Mg及Fe中的一种以上)中的一种以上的结晶析出的工序。
(结构15)
结构14记载的信息记录媒体用玻璃基板的制造方法，其进一步包括：
将上述信息记录媒体用晶化玻璃基板的表面所存在的碱性离子置换为离子半径大于该碱性离子的其它离子，制作离子交换区域的工序；
消除上述玻璃基板的两个主表面上所存在的离子交换区域的工序。
过去也曾提出将尖晶石类化合物或其固溶体作为主晶相的晶化玻璃作为具有高机械强度的材料，用于信息记录媒体基板、建筑材料。但是以往，为了使晶化玻璃具有高机械强度，必须提高晶化玻璃的结晶度。因此，过去提出的锌尖晶石类晶化玻璃，有不透射可见光程度的结晶析出，并且其比重也显示出超过3.0程度的高值，因此可适用于下一代信息记录媒体用基板。
但是，本发明人发现，即使是如上所述析出的结晶的粒径极微小、且结晶度较低，也可以得到作为下一代信息记录媒体用基板所要求的高断裂韧性。
即，如果肉眼观察本发明的晶化玻璃基板，则与结晶化前的玻璃(母玻璃)相比具有同等的可见光透射性，析出结晶微小到在外观上无法确认明显区别的程度，并且结晶度也低。而且令人吃惊的是，本发明的基板与结晶化前的玻璃相比，杨氏模数和断裂韧性的值有飞跃提高。而且，本发明的基板，在研磨加工后容易得到
Figure GSA00000139630100061
水平的表面性状，并且研磨加工时的加工性也不比玻璃材料逊色。
而且，在相当于成形温度、熔融玻璃的粘度为2.5泊左右的温度即1250℃下，玻璃不发生失透。此外，玻璃的结晶生长极其缓慢，因此是容易控制结晶的析出量和析出粒径、且批量生产性优异的材料。
根据本发明，可提供一种信息记录媒体用基板，其具备作为下一代信息记录媒体用基板所要求的比重、杨氏模数、维氏硬度以及表面平滑性，特别是具有高断裂韧性，研磨加工时的加工性也良好且具有高生产性。
此外，还提供一种即使不使用可能会对人体及环境带来不良影响的砷成分或锑成分也可以澄清、在直压成形等时能够抑制重沸的发生、并且可达到比以往更优异效果的信息记录媒体用基板。
图2是通过对专利文献1中记载的晶化玻璃的原玻璃进行差示热分析(DTA)所得的曲线。这是将以往的尖晶石类化合物作为主结晶的晶化玻璃所表现出的特征形状的曲线。图2的曲线中，21所示部分表示玻璃化点，已知该温度较高。因此，为了使专利文献1的晶化玻璃的原玻璃不发生失透，在采用直压法对盘状基板进行冲压时，必须提高冲压时的玻璃成形温度，并使成形时玻璃粘性显著降低。因此，在确保高生产性(例如循环时间2秒以下)的同时，不易进行剪切，以及冲压成1mm以下厚度。并且，图2的曲线中22、23、24所示部分，分别为第1结晶化峰、第2结晶化峰、第3结晶化峰。这些峰具有急剧升高的特征，峰急剧升高意味着，一旦结晶的析出开始，结晶就急剧析出。这样，以往提出的以尖晶石类化合物为主结晶的晶化玻璃，存在多个结晶析出峰，其升高急剧。因此，对于只析出所需结晶相，并且高重现性地控制结晶度、结晶粒径是非常困难的。
特别是，实际在信息记录媒体用基板的制造中，通过使载置于耐热性网带、辊上的原玻璃在隧道(tunnel)式结晶化炉中连续移动来进行结晶化。这种结晶化炉中很难控制具体的温度条件，因此即使在实验室水平的小型炉中实现了微小结晶粒径和低结晶度，在实际的制造工序中也难以重现。
并且，图2的曲线中25所示的部分表示降温时的吸热和放热，但降温时的吸热和放热意味着玻璃容易明显失透。因此，为了使发生失透的玻璃进行再玻璃化，需要很多热量和时间，因此从分批装料(batch charge)到玻璃化的必要热量增多，所需要的时间也增长，导致损害批量生产性。
图1是由本发明实施例27的晶化玻璃的原玻璃的差示热分析(DTA)所得的曲线。图1的曲线中11所示部分表示玻璃化点，与图2相比，可知温度较低。因此，本发明的晶化玻璃，在采用直压法将原玻璃压成盘状基板时，由于冲压时玻璃的延伸性良好，因此在确保高生产性(例如循环时间为2秒以下)的同时，容易压成1mm以下的厚度。图1的曲线中12所示的部分表示结晶化峰。本发明的晶化玻璃的结晶化峰只有1个，而且其上升缓慢且峰的高度低，并且结晶化峰扩大到广泛的温度范围。这意味着由于这些结晶析出缓慢，因此通过密切控制热处理温度和时间，不但能以微小粒径仅析出所需结晶，而且容易将结晶析出量控制在极微量。因此，本发明的晶化玻璃中结晶度低、并且可以容易地析出微小结晶。通过综合调整构成本发明晶化玻璃的各成分的含有比例可以容易地得到该效果。特别是，通过含有选自R’2O成分、B2O3成分及P2O5成分中的一种以上的成分，更容易得到上述效果。
附图说明
图1为由本发明实施例27的晶化玻璃的原玻璃的差示热分析(DTA)所得的曲线。
图2为由专利文献1记载的晶化玻璃的原玻璃的差示热分析(DTA)所得的曲线。
图3为本发明的实施例14的AFM图像。
图4为本发明的实施例14的AFM图像。
图5为本发明的实施例14的TEM照片，图右下方的基准线为5nm。
具体实施方式
对本发明的具体实施方式进行说明。
在对本说明书中构成晶化玻璃基板的各组成成分进行说明时，如果没有特别说明，则各成分的含量表示以氧化物基准的质量％计。其中，“氧化物基准”是指，假设作为本发明的晶化玻璃构成成分的原料而使用的氧化物、碳酸盐等在熔融时全部被分解转化为所记载的氧化物，表示晶化玻璃中所含各成分的组成的方式，该方式以该生成氧化物的质量总和为100质量％，表示晶化玻璃中所含的各成分的量。
构成本发明的信息记录媒体用晶化玻璃基板的晶化玻璃，含有选自RAl2O4及R2TiO4(R选自Zn、Mg及Fe中的一种以上)中的一种以上作为结晶相，由析出结晶的结晶度为1％～15％、结晶粒径为0.5nm～20nm的晶化玻璃形成。将其作为主晶相的晶化玻璃，结晶显示尖晶石型结构，尖晶石自身的莫氏硬度为8，因此可得到优异的机械强度。并且，如果该结晶度及结晶粒径在上述范围内，则可平衡良好地得到下一代信息记录媒体用基板所要求的表面平滑性、杨氏模数、维氏硬度、断裂韧性等机械强度。为了得到上述效果，上述结晶度更优选为2％～14％、最优选为3％～13％。同样的，上述结晶粒径更优选为0.5nm～15nm、最优选为0.5nm～10nm。同样的，为了得到上述效果，主晶相的最大粒径优选为30μm以下、更优选为20μm以下、最优选为15μm以下。
其中，“主晶相”是在XRD衍射中与主峰(最高峰)相对应的结晶相。由于在X射线衍射分析中，锌尖晶石和尖晶石(MgAl2O4)的峰表现出相同角度，因此难以区别两者。这与R2TiO4的情况相同。在这些情况下，晶化玻璃的组成即原玻璃的组成中将ZnO成分与MgO成分的含量进行比较，推测如果增加ZnO成分则锌尖晶石(ZnAl2O4)或者钛酸锌化合物(Zn2TiO4)为主晶相。
“结晶度”是采用Rietveld法将由粉末XRD(X-ray diffraction)法得到的衍射强度计算出的结晶量(质量％)合计而得的。关于Rietveld法，采用日本结晶学会“结晶解析ハンドブツク”编辑委员会编，《结晶解析ハンドブツク》，共立出版株式会社，1999年9月，p.492-499所记载的方法。
“结晶粒径”是通过TEM(透射电子显微镜)在倍率100000～500000倍下取得任意部位的图像，当用两条平行直线夹着在所得的图像中显示出的结晶时的最长距离的平均值。此时n数为100。
“最大结晶粒径”是通过TEM(透射电子显微镜)在倍率100000～500000倍下取得任意部位的图像，当用两条平行直线夹着在所得的图像中显示出的结晶时的最长距离的最大值。此时n数为100。
本发明的信息记录媒体用晶化玻璃基板中，优选不含有使研磨加工性变差、使化学耐久性降低的结晶，即镁橄榄石(Mg2SiO4)、顽火辉石(MgSiO3)及它们的固溶体。
维氏硬度是表示基板表面的硬度的值，具体而言，是采用以下方法测定所得的值。即，用相对面夹角为136°的正四棱锥形金刚石压头(ダイヤモンド四角すい圧子)以4.90N的负荷压入15秒，通过试验负荷4.90(N)除以由圧痕凹处的长度计算出的表面积(mm2)而求出维氏硬度。可以使用(株)明石制作所制的微小硬度计MVK-E进行测定。
断裂韧性(K1C)是采用SEPB法(Single Edged Pre-cracked Beam：予裂缝导入破坏试验法，JIS R1607)而得的值。
为了能适用于下一代信息记录媒体用基板，断裂韧性的值K1C优选为1.0以上、更优选为1.1以上、最优选为1.2以上。
近年为了尽量回避颤振对高旋转化的影响，在杨氏模数不足85Gpa的玻璃基板中，例如在对应2.5英寸的基板的情形下，通过将以往0.635mm的基板厚度增加至0.8mm，具有可防止颤振的倾向。在这种状况下，即使基板比重为一定程度的高值，也需要提高基板的杨氏模数的材料，即需要可实现以和以往一样的0.635mm的基板厚度来使用的材料。本发明在这种状况下，为了减少与主轴电动机相关的负荷，为了得到能适用下一代信息记录媒体用基板的比重和机械强度之间的平衡，成功地使材料设计中的比重值和杨氏模数达到最适化。
对杨氏模数进行说明。如上所述，为了提高记录密度及数据传送速度，正在推进信息记录媒体磁盘基板的高速旋转化，对应于该趋势，为了能够防止高速旋转时的弯曲所引起的磁盘振动，基板材必须刚性高且比重低。并且，着眼于磁头的接触时、或者在可移动记录装置这样的携带型记录装置中使用时，优选具有能充分耐受这些情况的机械强度、高杨氏模数及表面硬度，杨氏模数优选为85GPa以上。该杨氏模数更优选为90GPa以上、最优选为95GPa以上。本发明的信息记录媒体用晶化玻璃基板，可得到上述范围的杨氏模数。
对比重进行说明。本发明的晶化玻璃基板，比重优选为3.00以下。为了更好地进行上述平衡，晶化玻璃基板的比重更优选为2.95以下、最优选为2.90以下。另一方面，如果比重在2.45以下，则本发明的玻璃组成范围中，实质上难以得到具有所需刚性的基板，因此比重优选为2.45以上，更优选为2.48以上，最优选为2.50以上。本发明的信息记录媒体用晶化玻璃基板，可得到上述范围的比重。
信息记录媒体用基板，如果仅是刚性高而比重大，则由于其重量大，高速旋转时会发生弯曲、或者发生振动。反之，如果比重低而刚性小，则同样会发生振动。另外，重量的增加会导致功率消耗增加的问题。并且，如果比重过低，则结果会导致难以得到所需机械强度。因此，必须取得具有高刚性且低比重这样看上去相反的特性的平衡。此外，为了适应今后的高速旋转化，优选的范围是，以杨氏模数[Gpa]/比重所表示的值为31.4以上，更优选的范围为32.0以上，最优选的范围为33.0以上。应予说明，比弹性模量的值越高越好，因此对其上限值没有特别规定。本发明的信息记录媒体用晶化玻璃基板，可得到上述范围的比值。
SiO2成分是为了形成玻璃网状结构、提高化学稳定性或实现低比重化所必须的含有成分。SiO2的量不足40％时，得到的玻璃缺乏化学耐久性，并且随着其它成分含量的增加比重逐渐增大。因此，SiO2含量的下限优选为40％，更优选为41％，最优选为42％。并且，如果超过60％则随着粘性的增加，溶解和加压成形容易变得困难，而且材料的均匀性、澄清效果容易降低。因此，含量的上限优选60％，更优选为59％，最优选为58％。
Al2O3成分是通过对原玻璃进行热处理而构成主晶相的成分之一，是有助于玻璃稳定化、提高化学耐久性的重要成分，其含量不足7％时缺乏该效果。因此，含量的下限优选为7％，更优选为9％，最优选为11％。并且，如果超过20％则反而溶解性、成形性及耐失透性变差，而且均匀性、澄清效果容易下降。因此，含量的上限优选为20％，更优选为19％，最优选为18％。
RO成分(R选自Zn、Mg及Fe中的一种以上)是通过原玻璃的热处理而构成主晶相的成分，是分别有助于玻璃稳定化的重要成分。如果其总量不足，则原玻璃的粘性变高而损害批量生产性，而且无法得到所需结晶相。因此，含量的下限优选为5％，更优选为8％，最优选11％。另一方面，如果总量超过35％，则不仅玻璃化变得困难，还会导致未溶物析出、失透温度升高。因此，含量的上限优选为35％，更优选为33％，最优选为31％。
ZnO成分是对原玻璃进行热处理而形成的主晶相的构成成分之一，是有助于玻璃的低比重化和杨氏模数提高并且对玻璃的低粘性化也有效的成分。但是，如果其含量不足5％，则无法得到上述效果。因此，含量的下限优选为5％，更优选为6％，最优选为8％。并且，如果ZnO成分的含量超过25％，则由原玻璃析出的结晶变得不稳定，结晶粒子容易粗大化。因此，含量的上限优选为25％，更优选为23％，最优选为21％。
MgO成分是有助于玻璃的低比重化和提高杨氏模数的成分，并且是对玻璃的低粘性化也有效的成分，是可任意添加的成分。但是，如果其含量超过15％，则提高原玻璃的比重不仅难以得到所需玻璃，而且会导致不溶物析出。因此，含量的上限优选为15％，更优选为14％，最优选为13％。
FeO成分是对原玻璃进行热处理而形成的主晶相的构成成分之一，与Al2O3成分、TiO2成分共同生成尖晶石类化合物。并且，是作为澄清剂而起作用的化合物，但另一方面，在玻璃熔融时致使常用的白金合金化。因此，含量的上限优选为8％，更优选为6％，最优选为4％。
TiO2成分是实现形成用于析出尖晶石类化合物的核的作用的成分，是有助于提高玻璃的杨氏模数、低粘性化、及提高化学耐久性的成分。此外，是对原玻璃进行热处理而形成的主晶相的构成成分之一。但是，如果该成分的添加量超过10％，则玻璃的比重值增大，玻璃化变得更困难。因此，含量的上限优选为10％，更优选为9％，最优选为8％。
另一方面，如果TiO2成分的含量不足1％，则通过热处理不能形成核。因此，含量的下限优选为1％，更优选为2％，最优选为3％。
ZrO2成分也与TiO2成分相同，是实现形成用于析出主晶相的核的作用的成分，是有助于提高玻璃的杨氏模数以及提高化学耐久性的成分，因此是可任意添加的成分。但是，如果该成分的添加量超过2％，则玻璃熔融时容易产生溶解残留物或ZrSiO4(锆石)，并且玻璃比重增大。因此，含量的上限优选为10％，更优选为8％，最优选为6％。
B2O3成分有助于玻璃的低粘性化，并且可提高溶解性及成形性，因此可作为任意成分而添加。此外，由于B2O3成分可以尽量抑制来自玻璃内部的过度的结晶生长，因此可以使所需结晶相在玻璃内部以数微米级的微粒析出，而且，由于在较低的结晶化温度条件下使该微粒均匀析出方面B2O3成分是有效的成分，故优选含有该成分。此时的含量更优选为0.5％以上，最优选为1.0％以上。但是，如果该成分为8％以上，则难以满足机械特性，导致进一步抑制所需结晶的析出。此外，原玻璃容易分相使玻璃化变得困难。因此，含量的上限优选不足8％。更优选上限值为7％。
R’2O成分(R为选自Li、Na及K中的一种以上)，是导致玻璃低粘度化、成形性提高和均匀性提高的成分。并且，含有R’2O成分时，通过在基板成形后交换表面上的碱金属离子，可以赋予附加特性。如果R’2O成分的含量(Li2O、Na2O、及K2O各成分的总量)不足2％，则无法得到上述效果。因此，含量的下限优选为2％。并且，信息记录媒体用基板，有必要限制碱成分从表面溶出，因此，为了使碱成分溶出量为必要最小值，R’2O成分含量的上限优选为15％，更优选为13％，最优选为11％。
对Li2O、Na2O、及K2O各成分的含量分别进行说明。
Li2O成分是可任意含有的成分，但如果大量含有，则难以得到所需结晶相，因此优选其上限为2％。
Na2O成分是可任意含有的成分，但如果大量含有，则难以得到所需结晶相，因此其上限值优选为15％，更优选为12％，最优选为10％。
K2O成分是可任意含有的成分，但如果大量含有，则难以得到所需结晶相，因此其上限值优选为10％，更优选为8％，最优选为5％。
其中，Na2O成分是与其它碱成分相比，析出所需结晶相而且不易带来过度析出结晶等不良影响的成分，同时，良好地保持材料的化学耐久性，并且促进由对熔融盐的浸渍造成的基板的化学强化，因而是重要成分。因此，作为R’2O成分更优选至少含有Na2O成分。
CaO成分是有助于玻璃的低比重化和提高杨氏模数的成分，是对玻璃的低粘性化也有效的成分，因此可以作为任意成分添加。但是，如果CaO成分超过15％，则原玻璃的比重增大而难以得到所需玻璃。因此，含量的上限优选为15％，更优选为12％，最优选为9％。
BaO成分、SrO成分作为提高玻璃的低粘性化和化学耐久性、提高机械强度的有效成分，是与MgO、CaO等具有相同作用的成分，但另一方面，是具有增加玻璃比重倾向的成分。因此，各自含量的上限优选为5％，更优选为4％，最优选为3％。
P2O5成分具有抑制玻璃裂化扩散的效果，因此是有助于提高维氏硬度的成分。并且在有助于低粘性化的同时，通过与SiO2共存可提高原玻璃的熔融、澄清性。为了得到这些效果，P2O5成分是可任意含有的成分，更优选含有0.2％以上，最优选含有0.4％以上。但是，如果过量添加该成分，则难以玻璃化，易发生失透、分相，因此含量的上限优选为7％，更优选为6％，最优选为5％。
为了在维持信息记录媒体用基板所要求的物理性质的同时得到高澄清效果，作为主要的澄清成分，优选含有选自SnO2成分和CeO2成分中的一种以上的成分。为了得到高澄清效果，以氧化物基准计，SnO2成分或者CeO2成分、或者两者总含量的下限优选为0.01％，更优选为0.1％，最优选为0.15％。
另一方面，为了维持机械强度，且得到比重低、高澄清效果，并且增加直压时的重沸抑制效果，选自SnO2成分及CeO2成分中的一种以上成分的含量的上限，优选为1％，更优选为0.7％，最优选为0.5％。
As2O3成分、Sb2O3成分、及Cl-成分、NO-成分、SO2-成分、F-成分，是作为澄清剂起作用的成分，但可能是对环境有害的成分，因此应该控制其使用。本发明的玻璃即使不含有As2O3成分、Sb2O3成分，也可得到澄清效果，当添加这些成分和本申请的澄清剂成分时，澄清剂之间会相互抵消澄清效果。
并且，PbO成分除了是对环境有害的成分，而且是导致玻璃比重增大的成分，因此优选不含有。本发明的玻璃即使不含PbO成分也可防止结晶过大析出，并且可提高熔融性，成型时的玻璃稳定性良好。
Cs2O成分是增加原料成本，由于离子半径大而难以化学强化的成分，因此优选不含有。
Gd2O3、La2O3、Y2O3、Nb2O5、Ga2O3、WO3成分有助于玻璃的低粘性化、因杨氏模数的提高而引起的机械特性的增加、以及耐热性的增加，因此可以作为任意成分添加，但添加量增加也导致比重上升、原料成本上升。因此，这些成分中的一种以上的总量达5％即可。如果总量超过5％，则无法满足比重、杨氏模数和比刚性率。因此，这些成分的总量的上限优选为5％，更优选为4％，最优选为3％。
作为玻璃的着色成分所使用的V、Cu、Mn、Cr、Co、Mo、Ni、Te、Pr、Nd、Er，Eu、Sm等成分，其添加可以达到以下目的：利用由这些成分引起的荧光特性鉴别玻璃的种类，以防止在制造场所等与其它种类的玻璃混合。但是，这些成分会导致比重增加、原料成本增加、以及玻璃形成能力下降。因此，这些成分中的一种以上的总量达5％即可。因此，以氧化物基准计，这些成分的总量的上限优选为5％，更优选为4％，最优选为3％。
本发明的晶化玻璃基板，通过置换为离子半径大于基板表面存在的离子的其它成分，可以抑制向基板表面成膜的磁性膜进行碱迁移(alkalimigration)而造成的损坏。
并且可以抑制以基板端面部加工时产生的微裂缝为基点的基板的破损。
特别是，碱迁移大多是因为碱成分从未形成磁性膜等的基板端面部溶出。
因此，特别优选减少基板端面部附近的Li成分的含量，如果从上述信息记录媒体用玻璃基板的端面在中心方向上向内部达到5μm的区域(以下称作“端面区域”)中Li成分以氧化物基准计的含有比例为α％，则从上述信息记录媒体用玻璃基板的两个主表面至厚度方向5μm以上内部的区域即从上述基板的端面在中心方向上向内部超过5μm的区域(以下称作“内部区域”)的Li成分以氧化物基准计的含有比例为β％，则含有比例α％与含有比例β％的比率α/β优选为α/β≤1。
不含有Li成分的组成时，只要用上述方法确认Na成分的含量即可。
实际的测定中，对例如端面区域和内部区域中的一部分玻璃进行抽样，可以主要使用ICP-AES法(Inductively Coupled Plasma-Atomic EmissionSpectrometry：电感耦合等离子体原子发射光谱法)对Li成分的含量进行测定的方法。
实际的制造中，通过对研磨加工后的基板进行离子交换处理，将Li+、Na+置换为其它成分，例如置换为Na+、K+，可以使Li或者Na成分的含有比例达到上述值。晶化玻璃的情形中，通过析出结晶可得到高机械特性，而且通过离子交换处理可得到更理想的强度。此时，由形成于晶化玻璃基板两个主表面上的通过离子交换处理(化学强化)而得的压缩应力层，即使不足30μm的厚度也可得到充分的强度。
并且，本发明的玻璃基板，通过在表面设置压缩应力层，可得到进一步提高机械强度的效果。
作为压缩应力层的形成方法，例如可列举：使压缩应力层形成前玻璃基板表面层存在的碱成分与粒子半径大于该碱成分的碱成分进行交换反应的化学强化法。此外还有对玻璃基板进行加热后急冷的热强化法、向玻璃基板的表面层注入离子的离子注入法。
作为化学强化法，例如可列举在300～600℃的温度下，在含有钾或钠的盐、例如硝酸钾(KNO3)、硝酸钠(NaNO3)或者其复合盐的熔融盐中，浸渍0.1～12小时的方法。由此，基板表面附近的玻璃成分中存在的锂成分(Li+离子)，通过在离子半径大于锂成分的碱成分即钠成分(Na+离子)或者钾成分(K+离子)之间发生交换反应，或者基板表面附近的玻璃成分中存在的钠成分(Na+离子)通过在离子半径大于钠成分的碱成分即钾成分之间发生交换反应，引起晶化玻璃的容积增加，因此在玻璃基板的表面层中产生压缩应力。从而导致作为冲击特性指标的环弯曲强度(环曲げ強度)增加。
对热强化法没有特殊限定，例如可列举将玻璃基板加热至300℃～600℃后，进行水冷和/或空气冷却等急速冷却的方法。由此，可以通过玻璃基板的表面与内部的温度差形成压缩应力层。另外，通过与上述化学处理法组合，可以更有效地形成压缩应力层。
本发明的信息记录媒体用玻璃基板，更具体而言，可通过以下方法制造。
首先，将氧化物、碳酸盐、硝酸盐等原料混合以含有上述组成范围的玻璃构成成分，然后利用使用了白金、石英等坩埚的常用溶解装置，在使玻璃熔融液的粘度为1.5～3.0dPa·s的温度下溶解。
接着，将玻璃熔融液的升温至使粘度为1.0～2.3dPa·s、优选1.2～2.2dPa·s的温度，引起在玻璃熔融液内产生气泡的搅拌效果，提高玻璃熔融液的均匀度。
然后，将玻璃熔融液降温至使粘度为1.8～2.6dPa·s、优选为2.0～2.5dPa·s的温度，进行在玻璃内部不产生气泡的消泡及澄清，然后维持此温度。
在上述的条件下使制作的熔融玻璃滴入下模具，通过用上下模具冲压熔融玻璃(直压)，形成厚度0.7mm～1.2mm左右的盘状。具体而言，将加压成形模具的上模具的温度设定为300±100℃、优选为300±50℃，下模具的温度设定为玻璃的Tg±50℃、优选为Tg±30℃。
此外，将用于将玻璃从坩埚引导至加压成形模具中的玻璃流出管的温度，设定为使玻璃粘度为2.0～2.6dPa·s、优选为2.1～2.5dPa·s的温度，在上述下模具中滴入特定量的玻璃，使上模具和下模具接近并冲压，得到盘状玻璃成形体。
在信息记录媒体用基板的制造中需要降低每个基板的成本，因此以加压速度为150～700mm/sec、循环时间(冲压开始后至下次冲压开始的时间)为1～2sec的高速进行冲压。即使在这种冲压时的冲击下，通过使用本发明的玻璃，对玻璃熔融液的温度和制造装置的温度进行如上所述的管理，可以抑制冲压时重沸的发生。
此外，采用对形成圆柱状的玻璃体进行切片的方法、将通过漂浮(float)法制成的玻璃薄板剪切成圆形的方法等也可制造盘状玻璃。但是，从生产效率方面考虑，最优选通过直压法制造。
接着，对得到的盘状玻璃进行热处理，生成结晶。该热处理优选在第二阶段的温度下进行。即，首先，通过在第一温度下的热处理进行核形成工序，在该核形成工序后，通过在高于核形成工序的第二温度下的热处理进行结晶生长工序。
该结晶化工序中，从提高磁盘平坦度方面考虑，优选使盘状陶瓷制定位器与盘状玻璃交互叠积，用定位器夹住盘状玻璃(定位器的个数是玻璃个数+1个)。
为了本发明的析出结晶的粒径及结晶度，优选的热处理条件如下所述。
第一热处理的最高温度优选为600℃～750℃。也可以省略第一阶段的热处理。第二阶段的热处理的最高温度优选为650℃～850℃。
第一温度的保持时间优选为1小时～10小时。
第二温度的保持时间优选为1小时～10小时。
接着，进行向中央部分开孔、或者对外周部和内周部的端面进行研削等形状加工，可以采用公知方法进行研削(lapping)加工、研磨加工。以往的以锌尖晶石为主晶相的晶化玻璃，由于硬度高，因此在对主表面进行镜面加工时需要使用氧化锆、氧化铝、金刚石磨粒等高硬度的游离磨粒，故加工时间也需要较长时间。此外，其完成面，由于使用高硬度的游离磨粒因而易产生划痕，得到Ra为
Figure GSA00000139630100181
以下的表面性状非常困难。本发明的晶化玻璃基板，可以使用硅胶、氧化铈等廉价的游离磨粒进行研磨，加工时间也是短时间(30分钟～90分钟)即可。根据本发明，通过使用现在确立的研磨等加工方法，可以得到Ra为以下的表面性状。并且，即使在为了除去研磨加工时的残留研磨材料，例如用氢氟酸等酸或碱进行洗涤时，也可以维持Ra为
Figure GSA00000139630100183
以下的表面性状。
[实施例]
接着对本发明优选的实施例进行说明。
本发明的上述实施例的玻璃，均混合了氧化物、碳酸盐原料，使用石英制或者白金制坩埚在约1250～1450℃的温度下将其溶解，分批充分溶解原料以防止发生溶解残留。接着，将溶解的原料升温至约1350～1500℃的温度后，再降温至1450～1250℃的温度，对玻璃内部产生的气泡进行消泡、澄清化。然后，维持温度流出特定量的玻璃，将上模具的温度设定为300±100℃、下模具的温度设定为Tg±50℃，使用这些上模具及下模具通过直压方式成形为盘状并冷却，得到玻璃成形体。接着，用上述方法对得到的玻璃成形体进行研削和研磨后，为除去研磨剂进行氢氟酸洗涤，得到信息记录媒体用的基板。此时的基板的表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)均为
Figure GSA00000139630100184
以下。应予说明，表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)通过原子间力显微镜(AFM)进行测定。
表1～表10中表示，实施例1～61及比较例1～3的晶化玻璃组成(质量％)、加压成形后的基板的比重、维氏硬度、杨氏模数、杨氏模数相对于比重的比(E/ρ)、25℃～100℃时平均线膨胀系数(α)、结晶度(质量％)、结晶粒径(nm)及最大结晶粒径(nm)。
并且，平均线膨胀系数是指，按照JOGIS(日本光学硝子工业会规格)16-2003《光学玻璃的常温附近的平均线膨胀系数的测定方法》将温度范围从25℃变为100℃进行测定的值。
采用阿基米德法测定比重，采用超声波法测定杨氏模数。
维氏硬度用以下值来表示：使用相对面夹角为136°的正四棱锥形金刚石压头，向试验面施加金字塔形凹坑时的负荷(N)，用该负荷(N)除以由凹坑长度计算出的表面积(mm2)除以该荷重而得的值。使用(株)明石制作所制微小硬度计MVK-E，在试验负荷4.90(N)、保持时间15(秒)下进行试验荷重。
[表1]
  质量％   1   2   3   4   5   6   7
  SiO2   47.60   43.60   43.60   45.60   45.60   50.60   49.60
  P2O5   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  Al2O3   18.00   18.00   18.00   18.00   18.00   18.00   18.00
  B2O3   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   1.00   0.00
  Li2O   2.00   2.00   2.00   2.00   2.00   0.00   0.00
  K2O   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  Na2O   0.00   0.00   2.00   0.00   0.00   2.00   4.00
  MgO   10.00   12.00   11.00   10.00   10.00   8.00   8.00
  CaO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  BaO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  SrO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  ZnO   16.00   18.00   17.00   16.00   16.00   14.00   14.00
  ZrO2   0.00   0.00   0.00   0.00   2.00   0.00   0.00
  TiO2   6.00   6.00   6.00   8.00   6.00   6.00   6.00
  Fe2O3   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  CeO2   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40
  合计   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
  晶相   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4
  核形成温度(℃)   670   670   670   670   670   670   670
  结晶生长温度(℃)   750   750   750   750   750   770   750
  结晶化后比重   2.872   2.890   2.885   2.883   2.856   2.852   2.857
  维氏硬度   730   730   740   740   740   740   750
  杨氏模数(Gpa)   105   108   105   105   106   103   103
  E/ρ   36.6   37.4   36.4   36.4   37.1   36.1   36.1
  α(×10-7/℃)(25℃-100℃)   52   55   53   54   54   55   58
  结晶度(质量％)   4   6   5   7   6   7   8
  结晶粒径(nm)   4   6   5   7   6   7   8
  最大结晶粒径(nm)   6   8   7   6   6   8   7
[表2]
  质量％   8   9   10   11   12   13   14
  SiO2   51.60   51.60   55.60   49.60   53.60   47.60   47.60
  P2O5   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   1.00
  Al2O3   18.00   14.00   14.00   14.00   14.00   18.00   18.00
  B2O3   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   1.00
  Li2O   2.00   2.00   2.00   2.00   2.00   0.00   0.00
  K2O   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  Na2O   0.00   0.00   0.00   2.00   2.00   6.00   4.00
  MgO   5.00   8.00   8.00   8.00   8.00   8.00   8.00
  CaO   1.50   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  BaO   1.50   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  SrO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  ZnO   14.00   18.00   11.00   18.00   14.00   14.00   14.00
  ZrO2   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  TiO2   6.00   6.00   6.00   6.00   6.00   6.00   6.00
  Fe2O3   0.00   0.00   3.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  CeO2   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40
  合计   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
  晶相   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4
  核形成温度(℃)   670   670   670   670   670   670   670
  结晶生长温度(℃)   750   750   750   750   750   770   800
  结晶化后比重   2.834   2.867   2.871   2.890   2.790   2.822   2.852
  维氏硬度   740   750   750   770   750   750   750
  杨氏模数(Gpa)   101   105   100   107   100   100   102
  E/ρ   35.6   36.6   34.8   37.0   35.8   35.4   35.8
  α(×10-7/℃)(25℃-100℃)   53   51   54   52   56   60   57
  结晶度(质量％)   4   4   6   11   6   8   6
  结晶粒径(nm)   6   6   6   8   6   8   7
  最大结晶粒径(nm)   8   8   8   10   8   11   9
[表3]
  质量％   15   16   17   18   19   20   21
  SiO2   48.60   49.60   46.60   49.60   45.60   47.60   49.60
  P2O5   3.00   5.00   1.00   1.00   1.00   1.00   0.00
  Al2O3   15.00   15.00   15.00   18.00   18.00   18.00   18.00
  B2O3   3.00   0.00   5.00   1.00   1.00   1.00   0.00
  Li2O   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  K2O   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  Na2O   4.00   4.00   6.00   4.00   4.00   4.00   4.00
  MgO   6.00   6.00   6.00   8.00   8.00   6.00   8.00
  CaO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  BaO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  SrO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  ZnO   14.00   14.00   14.00   14.00   14.00   16.00   14.00
  ZrO2   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  TiO2   6.00   6.00   6.00   4.00   8.00   6.00   6.00
  Fe2O3   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  CeO2   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40
  合计   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
  晶相   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4
  核形成温度(℃)   670   670   670   670   670   670   670
  结晶生长温度(℃)   800   800   800   800   800   800   800
  结晶化后比重   2.856   2.862   2.870   2.846   2.883   2.857   2.837
  维氏硬度   730   740   730   750   760   720   720
  杨氏模数(Gpa)   105   103   102   102   108   105   103
  E/ρ   36.8   36.0   35.5   35.8   37.5   36.8   36.3
  α(×10-7/℃)(25℃-100℃)   55   55   52   56   57   53   51
  结晶度(质量％)   5   5   5   6   8   4   4
  结晶粒径(nm)   5   6   6   6   8   7   6
  最大结晶粒径(nm)   7   8   8   9   11   8   8
[表4]
  质量％   22   23   24   25   26   27   28
  SiO2   48.60   47.60   47.60   47.70   52.60   52.60   51.60
  P2O5   1.00   2.00   1.50   1.00   1.00   1.00   1.00
  Al2O3   18.00   17.00   17.00   18.00   17.00   14.00   12.00
  B2O3   1.00   1.00   1.50   1.00   0.00   5.00   5.00
  Li2O   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  K2O   0.00   1.00   1.50   1.00   0.00   0.00   0.00
  Na2O   4.00   4.00   4.00   4.00   4.00   4.00   6.00
  MgO   8.00   7.00   7.00   8.00   6.00   4.50   5.00
  CaO   0.00   1.50   1.50   0.00   2.00   2.00   2.00
  BaO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  SrO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  ZnO   14.00   13.00   12.50   14.00   12.00   11.50   12.00
  ZrO2   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  TiO2   5.00   5.50   5.50   5.00   5.00   5.00   5.00
  Fe2O3   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  CeO2   0.40   0.40   0.40   0.30   0.40   0.40   0.40
  合计   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
  晶相   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4
  核形成温度(℃)   670   670   670   670   670   670   670
  结晶生长温度(℃)   800   800   800   750   750   750   750
  结晶化后比重   2.860   2.850   2.836   2.863   2.781   2.705   2.708
  维氏硬度   720   720   720   750   720   710   700
  杨氏模数(Gpa)   103   106   103   106   106   98   100
  E/ρ   36.0   37.2   36.3   37.0   38.1   36.2   36.9
  α(×10-7/℃)(25℃-100℃)   54   52   61   52   53   50   60
  结晶度(质量％)   6   8   8   10   5   3   4
  结晶粒径(nm)   7   7   8   8   5   5   6
  最大结晶粒径(nm)   9   9   10   11   8   8   8
[表5]
  质量％   29   30   31   32   33   34   35
  SiO2   47.60   47.60   51.60   49.60   52.60   52.10   51.60
  P2O5   1.00   1.00   1.00   0.00   0.00   0.50   1.00
  Al2O3   18.00   15.00   12.00   15.00   12.00   12.00   13.00
  B2O3   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00   3.00   3.00
  Li2O   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  K2O   0.00   3.00   3.00   3.00   3.00   2.00   0.00
  Na2O   4.00   6.00   6.00   6.00   6.00   6.00   6.00
  MgO   4.00   4.00   4.00   4.00   4.00   5.00   5.00
  CaO   2.00   2.00   2.00   2.00   2.00   2.00   3.00
  BaO   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00   0.00   0.00
  SrO   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00   0.00   0.00
  ZnO   14.00   12.00   12.00   12.00   12.00   12.00   12.00
  ZrO2   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  TiO2   6.00   6.00   5.00   5.00   5.00   5.00   5.00
  Fe2O3   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  CeO2   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40
  合计   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
晶相 RAl2O4   RAl2O4R2TiO4 R2TiO4 R2TiO4 R2TiO4 R2TiO4 RAl2O4
  核形成温度(℃)   670   650   650   650   670   670   670
  结晶生长温度(℃)   750   750   750   750   780   750   750
  结晶化后比重   2.880   2.784   2.747   2.771   2.792   2.775   2.712
  维氏硬度   720   720   720   730   730   750   740
  杨氏模数(Gpa)   103   105   102   98   101   102   102
  E/ρ   35.8   37.7   37.1   35.4   36.2   36.8   37.6
  α(×10-7/℃)(25℃-100℃)   58   62   64   69   70   63   59
  结晶度(质量％)   8   8   7   5   9   11   7
  结晶粒径(nm)   6   5   5   5   6   8   8
  最大结晶粒径(nm)   8   7   7   8   8   9   9
[表6]
  质量％   36   37   38   39   40   41   42
  SiO2   51.60   51.60   51.60   47.70   47.60   47.60   47.70
  P2O5   1.00   1.00   1.00   1.00   2.00   1.50   1.00
  Al2O3   13.00   13.00   15.00   18.00   17.00   17.00   17.00
  B2O3   3.00   1.00   1.00   1.00   1.00   1.50   1.00
  Li2O   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  K2O   0.00   0.00   0.00   0.50   1.00   1.50   2.00
  Na2O   6.00   6.00   6.00   4.00   4.00   4.00   4.00
  MgO   5.00   5.00   5.00   8.00   7.00   7.00   7.50
  CaO   2.00   3.00   3.00   0.00   1.50   1.50   0.00
  BaO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  SrO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  ZnO   13.00   13.00   12.00   14.00   13.00   12.50   13.50
  ZrO2   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  TiO2   5.00   6.00   5.00   5.50   5.50   5.50   6.00
  Fe2O3   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  CeO2   0.40   0.40   0.40   0.30   0.40   0.40   0.30
  合计   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
  晶相   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4
  核形成温度(℃)   670   670   670   670   670   670   670
  结晶生长温度(℃)   750   750   750   780   780   780   780
  结晶化后比重   2.725   2.713   2.726   2.866   2.841   2.833   2.840
  维氏硬度   740   720   730   780   750   770   750
  杨氏模数(Gpa)   105   102   103   102   101   102   105
  E/ρ   38.5   37.6   37.8   35.6   35.6   36.0   37.0
  α(×10-7/℃)(25℃-100℃)   60   56   56   52   53   53   57
  结晶度(质量％)   8   5   6   13   8   9   5
  结晶粒径(nm)   7   6   6   8   6   7   7
  最大结晶粒径(nm)   8   9   9   12   8   9   9
[表7]
  质量％   43   44   45   46   47   48   49
  SiO2   47.70   47.20   51.70   53.70   57.70   47.70   51.70
  P2O5   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00
  Al2O3   17.00   18.00   14.00   18.00   14.00   18.00   18.00
  B2O3   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00
  Li2O   0.00   0.50   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  K2O   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  Na2O   6.00   4.00   8.00   4.00   4.00   4.00   4.00
  MgO   7.50   8.00   4.00   2.00   2.00   4.00   4.00
  CaO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   4.00   0.00
  BaO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  SrO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  ZnO   13.50   14.00   14.00   14.00   14.00   14.00   14.00
  ZrO2   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  TiO2   6.00   6.00   6.00   6.00   6.00   6.00   6.00
  Fe2O3   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  CeO2   0.30   0.30   0.30   0.30   0.30   0.30   0.30
  合计   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
  晶相   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4
  核形成温度(℃)   650   650   650   670   670   670   670
  结晶生长温度(℃)   780   780   750   780   780   780   780
  结晶化后比重   2.837   2.879   2.747   2.761   2.695   2.874   2.802
  维氏硬度   750   750   770   760   740   740   740
  杨氏模数(Gpa)   105   108   98   102   105   102   106
  E/ρ   37.0   37.5   35.7   36.9   39.0   35.5   37.8
  α(×10-7/℃)(25℃-100℃)   58   55   67   52   54   53   58
  结晶度(质量％)   10   12   6   10   8   11   12
  结晶粒径(nm)   8   8   6   7   6   6   8
  最大结晶粒径(nm)   10   12   8   10   8   12   12
[表8]
  质量％   50   51   52   53   54   55   56
  SiO2   51.70   54.10   53.60   52.10   52.60   52.60   53.10
  P2O5   1.00   0.00   0.00   0.00   1.00   1.00   1.00
  Al2O3   18.00   18.00   17.00   18.00   15.00   13.00   14.00
  B2O3   1.00   0.00   0.00   0.00   3.00   5.00   5.00
  Li2O   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  K2O   2.00   0.00   0.00   2.00   0.00   0.00   0.00
  Na2O   4.00   4.00   4.00   4.00   4.00   4.00   4.00
  MgO   2.00   6.00   6.00   6.00   5.00   5.00   4.50
  CaO   0.00   0.00   2.00   0.00   2.00   2.00   2.00
  BaO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  SrO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  ZnO   14.00   12.00   12.00   12.00   12.00   12.00   11.50
  ZrO2   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  TiO2   6.00   5.50   5.00   5.50   5.00   5.00   4.50
  Fe2O3   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  CeO2   0.30   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40   0.40
  合计   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
  晶相   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4
  核形成温度(℃)   670   670   670   670   670   650   650
  结晶生长温度(℃)   780   780   780   780   780   750   750
  结晶化后比重   2.764   2.767   2.781   2.780   2.743   2.697   2.693
  维氏硬度   750   750   770   770   730   740   730
  杨氏模数(Gpa)   102   105   112   110   103   105   102
  E/ρ   36.9   37.9   40.3   39.6   37.6   38.9   37.9
  α(×10-7/℃)(25℃-100℃)   61   55   56   60   51   52   53
  结晶度(质量％)   7   6   12   12   8   5   4
  结晶粒径(nm)   7   8   9   9   7   7   8
  最大结晶粒径(nm)   9   9   11   10   10   9   10
[表9]
  质量％   57   58   59   60   61
  SiO2   50.60   47.45   46.95   49.90   49.90
  P2O5   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00
  Al2O3   14.00   15.50   16.00   16.00   16.00
  B2O3   7.00   3.00   3.00   3.00   3.00
  Li2O   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  K2O   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  Na2O   4.00   5.50   5.50   4.00   4.00
  MgO   4.50   6.25   6.25   6.25   6.25
  CaO   2.00   1.00   1.00   1.00   1.00
  BaO   0.00   1.00   1.00   0.00   0.00
  SrO   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  ZnO   11.50   13.70   13.70   12.75   12.75
  ZrO2   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  TiO2   5.00   5.00   5.00   5.50   5.50
  Fe2O3   0.00   0.00   0.00   0.00   0.00
  CeO2   0.40   0.60   0.60   0.60   0.60
  合计   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
  晶相   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4   RAl2O4
  核形成温度(℃)   650    -     -     -     -
  结晶生长温度(℃)   750   730   730   700   750
  结晶化后比重   2.690   2.820   2.824   2.740   2.782
  维氏硬度   730   660   660   660   670
  杨氏模数(Gpa)   98   90   91   92   95
  E/ρ   36.4   31.9   32.2   33.6   34.1
  α(×10-7/℃)(25℃-100℃)   56   58   57   57   58
  结晶度(质量％)   2   6   6   2   4
  结晶粒径(nm)   5   5   5   4   6
  最大结晶粒径(nm)   7   8   8   8   9
[表10]
  质量％  比较例1  比较例2  比较例3
  SiO2   53.60   51.10   50.40
  P2O5
  Al2O3   18.00   19.00   16.80
  B2O3   9.50   8.40
  Li2O   0.20
  K2O   2.00   2.00
  Na2O   8.50   7.50
  MgO   6.00   1.50   5.40
  CaO   0.30   0.40
  BaO   4.00
  SrO
  ZnO   12.00   4.00   4.00
  ZrO2   1.00   1.40
  TiO2   6.00   2.50   3.30
  Fe2O3
  CeO2   0.40   0.40   0.40
  合计   100.00   100.00   100.00
  晶相   RAl2O4   -   -
  核形成温度(℃)   800   800   800
  结晶生长温度(℃)   950   950   950
  结晶化后比重   3.500
  维氏硬度   950
  杨氏模数(Gpa)   120
  E/ρ   36.0
  α(×10-7/℃)(25℃-100℃)   62
  结晶度(质量％)   28
  结晶粒径(nm)   60
  最大结晶粒径(nm)   90
实施例14的断裂韧性(K1C)为1.7。并且，实施例19的断裂韧性(K1C)为2.0。
HDD用基板，对通过直压法而制成的玻璃进行特定的热处理后，经过对中央部分的孔加工工序、内外周的研削工序和研磨工序、以及双面研削工序和双面研磨工序，处于成膜为磁性膜、底膜等的前阶段的状态。并且，有时对该基板进行化学强化处理。关于该化学强化处理，可以考虑以下多种方法：
(1)对进行所有研磨工序后的基板实施直接处理的情况
(2)在基板内外周的研削和研磨以及面研削的工序结束后进行化学强化，然后进行研磨工序的情况(此时，主要在内周和外周存在化学强化层)
(3)在基板内周的研削和研磨、外周的研削以及面研削的工序结束后，进行化学强化，然后进行外周的研磨及双面研磨的工序的情况(此时，主要在内周存在化学强化层)等。
由于受基板的环弯曲强度影响最大的是内周面，因此为了提高基板的环弯曲强度，采用(1)、(2)及(3)中的任意处理方法均有效。如下所示的实施例62～65使用(1)的方法。实施例66、67使用(3)的方法。
(实施例62)
将实施例14的2.5英寸HDD用研磨基板(65φ×0.635mmt)在400℃的硝酸钾和硝酸钠的混合盐(KNO3∶NaNO3＝1∶3)中浸渍0.25小时，在表面形成压缩应力层。可确认该基板的环弯曲强度提高至压缩应力层形成前(450MPa)的3倍。应予说明，环弯曲强度是通过同心圆弯曲法测定的弯曲强度，该同心圆弯曲法是制作直径65mm、厚度0.635mm的薄圆板状试样，使用圆形支持环和荷重环测定该圆板状试样的强度的方法。并且，可确认断裂韧性(K1C)提高至2.3。
(实施例63)
将实施例14的2.5英寸HDD用研磨基板(65φ×0.635mmt)在400℃的硝酸钾盐(KNO3)中浸渍0.5小时，在表面形成压缩应力层。可确认该基板的环弯曲强度提高至压缩应力层形成前(450MPa)的4倍。并且，可确认断裂韧性(K1C)提高至2.4。
(实施例64)
将实施例14的2.5英寸HDD用研磨基板(65φ×0.635mmt)加热至300℃～600℃后用空气冷却法进行急速冷却，在表面形成压缩应力层。可确认该基板的环弯曲强度、断裂韧性(K1C)提高。
(实施例65)
并且，采用公知方法制作实施例19的2.5英寸HDD用研磨基板(65φ×0.635mmt)，在400℃的硝酸钾和硝酸钠的混合盐(KNO3∶NaNO3＝1∶3)中浸渍0.25小时，在表面形成压缩应力层。可确认该基板的环弯曲强度提高至压缩应力层形成前(470MPa)的2～3倍。可确认断裂韧性(K1C)提高至2.2。
(实施例66)
并且，将实施例60的2.5英寸HDD用基板在500℃的硝酸钾盐(KNO3)中浸渍0.17小时，在表面形成压缩应力层。可确认该基板的环弯曲强度提高至压缩应力层形成前(450MPa)的5倍。并且，可确认断裂韧性(K1C)为4.0。利用SEM/EDX装置(Scanning Electron Microscope/Energy Dispersive X-raySpectroscopy：能量分散型X射线分光装置)求出玻璃基板强化所引起的Na+向K+置换的区域，结果为3.0μm。
(实施例67)
并且，将实施例60的2.5英寸HDD用基板在500℃的硝酸钾和硝酸钠的混合盐(KNO3∶NaNO3＝1∶1)中浸渍0.17小时，在表面形成压缩应力层。可确认该基板的环弯曲强度提高至压缩应力层形成前(450MPa)的2倍。并且可确认断裂韧性(K1C)为4.0。利用SEM/EDX装置求出玻璃基板强化所引起的Na+向K+置换的区域，结果为2.0μm。
(实施例68)
关于实施例14的晶化玻璃组成，采用公知方法通过包含化学强化处理工序的研磨工序，制作2.5英寸HDD用研磨基板(65φ×0.635mmt)，利用AFM在3μm2视野内观察基板表面时，可确认Ra为
Figure GSA00000139630100291
Rq为
Figure GSA00000139630100292
Rmax为
Figure GSA00000139630100293
微观波纹度(micro-waviness)(μWa)为
Figure GSA00000139630100294
作为下一代HDD用基板所要求的表面性状极优异。
微观波纹度(μWa)是影响磁记录媒体的电磁变换特性的要素之一，为了使电磁变换特性优异，需要与Ra同样减少上述微观波纹度。
微观波纹度的测定作为一个例子，可列举在基板上下面的0°、90°、180°、270°方向的一周方向中，利用光干涉法(装置名；Micro XAM)在带通滤波器50～200nm的条件下进行的方法。实际测定不受其限定。
(实施例69)
并且，在通过上述实施例得到的基板上，采用DC溅射法，进行铬合金底层、钴合金磁性层的成膜，再形成类金刚石膜层，接着涂布全氟聚醚类润滑剂，得到信息磁记录媒体。
本发明的磁记录媒体用基板等基板，可以增大面记录密度，即使为了提高记录密度而使基板自身高旋转化，也不会发生弯曲或变形，可以减小由该旋转引起的振动，可以减低由振动或弯曲引起的数据读取的误差数(TMR)。此外，由于耐冲击特性优异，因此特别是作为手机用途等的信息记录媒体，不易发生磁头碰撞、基板的破坏，因此，显示出优异的稳定动作性、磁记录读取特性。

Claims (13)

1.一种含有晶化玻璃的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其特征在于：
以氧化物基准的质量%计，含有以下各成分：
SiO2：40~60%、和
Al2O3：7~20%、和
RO：5~35%，R为选自Zn、Mg及Fe中的一种以上、和
TiO2：1~15%、和
R’2O：2~15%，R’为选自Li、Na及K中的一种以上，至少含有Na2O作为R’2O的成分；
含有选自RAl2O4和R2TiO4的一种以上物质作为主晶相，R为选自Zn、Mg及Fe的一种以上；主晶相的结晶粒径为0.5nm~20nm的范围，结晶度为15%以下，比重为3.00以下。
2.如权利要求1所述的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，以氧化物基准的质量%计，所述晶化玻璃含有5~25%的ZnO成分。
3.如权利要求1所述的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，以氧化物基准的质量%计，所述晶化玻璃含有以下各成分：
Li2O：0~5%、和/或
Na2O：0~15%、和/或
K2O：0~10%。
4.如权利要求1所述的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，以氧化物基准的质量%计，所述晶化玻璃含有以下各成分：
P2O5：0~7%、和/或
B2O3：0%以上但不足8%、和/或
MgO：0~15%、和/或
CaO：0~15%、和/或
SrO：0~5%、和/或
BaO：0~5%、和/或
FeO：0~8%、和/或
ZrO2：0~10%。
5.如权利要求1所述的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，在所述信息记录媒体用晶化玻璃基板的外周端面及内周端面中的一个或者两个上形成有压缩应力层。
6.如权利要求1所述的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其特征在于：在所述信息记录媒体用晶化玻璃基板的两个主表面中的一个或者两个上形成有压缩应力层，并且压缩应力层的厚度不足30μm。
7.如权利要求1所述的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其中，所述晶化玻璃含有SnO2成分及CeO2成分中的一个或两个，以氧化物基准的质量%计，两成分合计为0.01~1.0%。
8.如权利要求1所述的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其特征在于：以氧化物基准计，所述晶化玻璃不含有As2O3成分和Sb2O3成分、以及Cl-成分、NO-成分、SO2-成分和F-成分。
9.如权利要求1所述的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其特征在于：表面粗糙度Ra，即算术平均粗糙度，为2
Figure FDA00002681806700021
以下。
10.如权利要求1所述的信息记录媒体用晶化玻璃基板，其特征在于：断裂韧性值K1C为1.0以上、杨氏模数为85GPa以上，杨氏模数相对于比重的比，即杨氏模数/比重，为31.4以上。
11.一种信息记录媒体，其使用权利要求1至10中任一项所述的信息记录媒体用晶化玻璃基板。
12.一种信息记录媒体用晶化玻璃基板的制造方法，包括：
制作含有以下各成分的玻璃基板的工序，以氧化物基准的质量%计，
SiO2：40~60%、和
Al2O3：7~20%、和
RO：5~35%，R为选自Zn、Mg及Fe中的一种以上、和
TiO2：1~15%、和
R’2O：2~15%，R’为选自Li、Na及K中的一种以上，至少含有Na2O作为R’2O的成分；
通过在600℃~750℃下对所述玻璃基板进行1~10小时热处理，然后，在650℃~800℃下进行1~10小时热处理，从而使选自RAl2O4及R2TiO4中一种以上的结晶析出的工序，R为选自Zn、Mg及Fe中的一种以上。
13.如权利要求12所述的信息记录媒体用玻璃基板的制造方法，其进一步包括：
将所述信息记录媒体用晶化玻璃基板的表面所存在的碱性离子置换为离子半径大于该碱性离子的其它离子，制作离子交换区域的工序；
消除所述玻璃基板的两个主表面上所存在的离子交换区域的工序。
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