CN103189917A - 磁记录介质用玻璃基板、磁记录介质、以及磁记录介质用玻璃基板毛坯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磁记录介质用玻璃基板,其中,该玻璃基板含有下述玻璃,在该玻璃中,以摩尔%表示含有56%~75%的SiO2、1%~11%的Al2O3、大于0%且为4%以下的Li2O、1%以上且小于15%的Na2O、0%以上且小于3%的K2O,并且实质上不含有BaO;Li2O、Na2O和K2O的总含量为6%~15%;摩尔比(Li2O/Na2O)小于0.50;摩尔比{K2O/(Li2O+Na2O+K2O)}为0.13以下;MgO、CaO和SrO的总含量为10%~30%的范围;MgO和CaO的总含量为10%~30%的范围;摩尔比{(MgO+CaO)/(MgO+CaO+SrO)}为0.86以上;上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量为20%~40%;摩尔比{(MgO+CaO+Li2O)/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO)为0.50以上;ZrO2、TiO2、Y2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5和Ta2O5的总含量大于0%且为10%以下;摩尔比{(ZrO2+TiO2+Y2O3+La2O3+Gd2O3+Nb2O5+Ta2O5)/Al2O3}为0.40以上;该玻璃的玻璃化转变温度为600℃以上、100℃~300℃的平均线膨胀系数为70×10-7/℃以上、且杨氏模量为80GPa以上。
Description
【技术领域】
本发明涉及作为硬盘等磁记录介质的基板使用的玻璃基板、可用于得到该基板的磁记录介质用玻璃基板毛坯、以及具备该基板的磁记录介质。
【背景技术】
随着互联网等信息关联基础设施技术的发展,对磁盘、光盘等信息记录介质的需要急速增长。计算机等的磁存储装置的主要构成要件为磁记录介质与磁记录再生用的磁头。作为磁记录介质,软盘与硬盘是众所周知的。其中,作为硬盘(磁盘)用的基板材料,例如有铝基板、玻璃基板、陶瓷基板、碳基板等,从实用性来说,根据尺寸或用途,主要使用铝基板和玻璃基板。在笔记本电脑用硬盘驱动器中,除了耐冲击性之外,随着磁记录介质的高密度记录化和薄型化,对磁盘基板的表面平滑性的提高以及基板的薄型化的要求日趋严格,因此利用表面硬度、刚性差的铝基板来对应这些要求存在极限。于是,玻璃基板的开发目前成为主流(参见例如日本特表平9-507206号公报、日本特开2007-51064号公报、日本特开2001-294441号公报、日本特开2001-134925号公报、日本特开2001-348246号公报、日本特开2001-58843号公报、日本特开2006-327935号公报、日本特开2005-272212号公报、日本特开2004-43295号公报、以及日本特开2005-314159号公报)。
另外,近年来,出于谋求磁记录介质更进一步高密度记录化的目的,对于Fe-Pt系、Co-Pt系等磁各向异性能量高的磁性材料(高Ku磁性材料)的使用进行了研究(例如参见日本特开2004-362746号公报)。为了实现高记录密度化,需要减小磁性颗粒的粒径;而另一方面,若粒径变小,则热波动所致的磁特性劣化成为问题。由于高Ku磁性材料不易受到热波动的影响,因此期待其在高密度记录化中发挥作用。
【发明内容】
【发明所要解决的课题】
但是,上述高Ku磁性材料为了实现高Ku,需要取得特定的结晶取向状态,因此需要在高温下成膜、或者在成膜后在高温进行热处理。因此,为了形成含有这些高Ku磁性材料的磁记录层,要求玻璃基板具有能够耐受上述高温处理的高耐热性、即具有高玻璃化转变温度。这是由于,若玻璃基板的耐热性不充分,则在高温处理时基板会发生变形等,会引起其与磁头的碰撞。
另外,关于圆盘状的磁记录介质,在使介质绕中心轴高速旋转的同时,一边使磁头在半径方向移动,一边沿着旋转方向进行数据的写入和读出。近年来,为了提高该写入速度和读出速度,转速在5400rpm至7200rpm、进一步为10000rpm的高速化方向上发展,但在圆盘状的磁记录介质中,由于预先根据与中心轴的距离对记录数据的位置进行分配,因而若磁盘在旋转中发生变形,则磁头的位置发生偏离,难以进行精确的读取。
另外,近年来进行了下述操作:即,通过在磁头上搭载DFH(动态飞行高度,Dynamic Flying Height)机构,使磁头的记录再生元件部与磁记录介质表面的间隙达成大幅的狭小化(低悬浮量化(低浮上量化)),来谋求进一步的高记录密度化。对于DFH机构,其在磁头的记录再生元件部附近设有极小的加热器等加热部,发挥出仅使元件部周边向着介质表面方向突出的功能。由此,可使磁头与介质磁性层的距离靠近,因而即使为更小的磁性颗粒的信号也可拾取,从而可达成高记录密度化。但在另一方面,由于磁头的元件部与介质表面的间隙极小、例如为2nm以下,因而即使为略微的冲击也容易使磁头与介质表面碰撞,越进行高速旋转化,该倾向越显著。因而,在进行特别高速旋转时,应该防止作为磁头与介质表面发生碰撞的原因的光盘外周部基板的翘曲或摇摆(バタツキ)(颤振(フラッタリング))的发生。
基于上述理由,还要求磁记录介质用玻璃基板具有在高速旋转时不会发生较大变形的高刚性(杨氏模量)。
进一步地,通过使用具有高热膨胀系数的玻璃基板,能够提高磁记录介质的记录再生的可靠性。其理由如下。
安装有磁记录介质的HDD(硬盘驱动器)具有利用主轴马达的主轴按压中央部分使磁记录介质自身旋转的结构。因此,若磁记录介质基板与构成主轴部分的主轴材料的各热膨胀系数具有较大差异,则在使用时,在周围的温度变化下,主轴的热膨胀·热收缩与磁记录介质基板的热膨胀·热收缩会产生偏差,其结果,会产生磁记录介质变形的现象。若发生这样的现象,则磁头会无法读出写入的信息,成为损害记录再生的可靠性的原因。因此,为了提高磁记录介质的可靠性,要求玻璃基板具有与主轴材料(例如不锈钢等)同等程度的高热膨胀系数。
如以上所说明,为了提供可对应于进一步高密度记录化的磁记录介质,要求兼具高耐热性、高刚性、高热膨胀系数这些特性的玻璃基板。但是,根据本申请发明人的研究,以上述文献所记载的玻璃基板为代表的现有玻璃基板无法同时满足这些特性。这是由于,这些特性处于彼此取舍(trade-off)的关系,难以实现满足所有特性的玻璃基板。
此外,作为磁记录介质用的玻璃基板所优选要求的特性,还可以举出高化学增强性(容易利用化学增强处理形成离子交换层)。这是由于,在磁记录介质用玻璃基板中,为了增加破坏耐性以提高可靠性,多通过化学增强处理在基板表面形成离子交换层(压缩应力层)。另外,化学增强处理还具有降低玻璃基板表面的碱性溶出量的效果。
因此,本发明的目的在于提供兼具高耐热性、高刚性、高热膨胀系数、并且优选还兼具高化学增强性的磁记录介质用玻璃基板。
【解决课题的手段】
为了达到上述目的,本申请发明人反复进行了大量玻璃组成的试制与评价,一次又一次地试错,结果发现下述玻璃兼具高耐热性、高刚性、高热膨胀系数这样的以往难以同时实现的、处于彼此取舍(trade-off)关系的特性,此外该玻璃还具有高化学增强性,从而完成了本发明。
本发明的一个方式涉及磁记录介质用玻璃基板,其中,该玻璃基板含有下述玻璃:
在该玻璃中,以摩尔%表示含有
56%~75%的SiO2、
1%~11%的Al2O3、
大于0%且为4%以下的Li2O、
1%以上且小于15%的Na2O、
0%以上且小于3%的K2O,
且实质上不含有BaO;
选自由Li2O、Na2O和K2O组成的组中的碱金属氧化物的总含量为6%~15%的范围;
Li2O含量相对于Na2O含量的摩尔比(Li2O/Na2O)小于0.50;
K2O含量相对于上述碱金属氧化物的总含量的摩尔比{K2O/(Li2O+Na2O+K2O)}为0.13以下;
选自由MgO、CaO和SrO组成的组中的碱土金属氧化物的总含量为10%~30%的范围;
MgO和CaO的总含量为10%~30%的范围;
MgO和CaO的总含量相对于上述碱土金属氧化物的总含量的摩尔比{(MgO+CaO)/(MgO+CaO+SrO)}为0.86以上;
上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量为20%~40%的范围;
MgO、CaO和Li2O的总含量相对于上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量的摩尔比{(MgO+CaO+Li2O)/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO)为0.50以上;
选自由ZrO2、TiO2、Y2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5和Ta2O5组成的组中的氧化物的总含量大于0%且为10%以下;
上述氧化物的总含量相对于Al2O3含量的摩尔比{(ZrO2+TiO2+Y2O3+La2O3+Gd2O3+Nb2O5+Ta2O5)/Al2O3}为0.40以上;
该玻璃的玻璃化转变温度为600℃以上、100℃~300℃的平均线膨胀系数为70×10-7/℃以上、且杨氏模量为80GPa以上。
上述玻璃基板可作为在基板上具有含有Fe和Pt、或者含有Co和Pt的磁记录层的磁记录介质中的该基板使用。
上述玻璃基板可作为能量辅助记录用磁记录介质的基板使用。
上述玻璃基板可作为热辅助记录用磁记录介质的基板使用。
上述玻璃基板可在部分或全部表面具有离子交换层。
上述离子交换层可以通过与选自由Na、K、Rb和Cs组成的组中的至少一种碱金属离子进行离子交换而形成。
上述玻璃基板能够具有30.0MNm/kg以上的比弹性模量。
上述玻璃基板能够具有2.90以下的相对密度。
本发明的更进一步的方式涉及磁记录介质,该磁记录介质的特征在于,在上述玻璃基板上具有磁记录层。
上述磁记录层可以含有Fe和Pt、或含有Co和Pt。
上述磁记录介质可以为能量辅助记录用磁记录介质。
上述磁记录介质可以为热辅助记录用磁记录介质。
上述磁记录介质中,上述玻璃基板可以在部分或全部表面具有离子交换层。
上述离子交换层可以通过与选自由Na、K、Rb和Cs组成的组中的至少一种碱金属离子进行离子交换而形成。
本发明进一步的方式涉及磁记录介质用玻璃基板毛坯,其中,该玻璃基板毛坯含有下述玻璃:
在该玻璃中,以摩尔%表示含有
56%~75%的SiO2、
1%~11%的Al2O3、
大于0%且为4%以下的Li2O、
1%以上且小于15%的Na2O、
0%以上且小于3%的K2O,
且实质上不含有BaO;
选自由Li2O、Na2O和K2O组成的组中的碱金属氧化物的总含量为6%~15%的范围;
Li2O含量相对于Na2O含量的摩尔比(Li2O/Na2O)小于0.50;
K2O含量相对于上述碱金属氧化物的总含量的摩尔比{K2O/(Li2O+Na2O+K2O)}为0.13以下;
选自由MgO、CaO和SrO组成的组中的碱土金属氧化物的总含量为10%~30%的范围;
MgO和CaO的总含量为10%~30%的范围;
MgO和CaO的总含量相对于上述碱土金属氧化物的总含量的摩尔比{(MgO+CaO)/(MgO+CaO+SrO)}为0.86以上;
上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量为20%~40%的范围;
MgO、CaO和Li2O的总含量相对于上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量的摩尔比{(MgO+CaO+Li2O)/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO)为0.50以上;
选自由ZrO2、TiO2、Y2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5和Ta2O5组成的组中的氧化物的总含量大于0%且为10%以下;
上述氧化物的总含量相对于Al2O3含量的摩尔比{(ZrO2+TiO2+Y2O3+La2O3+Gd2O3+Nb2O5+Ta2O5)/Al2O3}为0.40以上;
该玻璃的玻璃化转变温度为600℃以上、100℃~300℃的平均线膨胀系数为70×10-7/℃以上、且杨氏模量为80GPa以上。
通过对上述玻璃基板毛坯施以磨削、研磨等加工,可得到上述磁记录介质用玻璃基板。
【发明的效果】
根据本发明,可以提供具备下述玻璃基板的磁记录介质,该玻璃基板具有可耐受在形成含有高Ku磁性材料的磁记录层时的高温热处理的高耐热性,易于通过化学增强处理形成离子交换层,具有与支持部件(主轴)匹配的高热膨胀系数,且具有可耐高速旋转的高刚性。
【附图说明】
图1为抗弯强度的测定方法的说明图。
【具体实施方式】
本发明的一个方式涉及一种磁记录介质用玻璃基板,其中,该玻璃基板含有下述玻璃:
在该玻璃中,以摩尔%表示含有
56%~75%的SiO2、
1%~11%的Al2O3、
大于0%且为4%以下的Li2O、
1%以上且小于15%的Na2O、
0%以上且小于3%的K2O,
且实质上不含有BaO;
选自由Li2O、Na2O和K2O组成的组中的碱金属氧化物的总含量为6%~15%的范围;
Li2O含量相对于Na2O含量的摩尔比(Li2O/Na2O)小于0.50;
K2O含量相对于上述碱金属氧化物的总含量的摩尔比{K2O/(Li2O+Na2O+K2O)}为0.13以下;
选自由MgO、CaO和SrO组成的组中的碱土金属氧化物的总含量为10%~30%的范围;
MgO和CaO的总含量为10%~30%的范围;
MgO和CaO的总含量相对于上述碱土金属氧化物的总含量的摩尔比{(MgO+CaO)/(MgO+CaO+SrO)}为0.86以上;
上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量为20%~40%的范围;
MgO、CaO和Li2O的总含量相对于上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量的摩尔比{(MgO+CaO+Li2O)/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO)为0.50以上;
选自由ZrO2、TiO2、Y2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5和Ta2O5组成的组中的氧化物的总含量大于0%且为10%以下;
上述氧化物的总含量相对于Al2O3含量的摩尔比{(ZrO2+TiO2+Y2O3+La2O3+Gd2O3+Nb2O5+Ta2O5)/Al2O3}为0.40以上;
该玻璃的玻璃化转变温度为600℃以上、100℃~300℃的平均线膨胀系数为70×10-7/℃以上、且杨氏模量为80GPa以上。
本发明还进一步涉及可提供上述本发明的玻璃基板的磁记录介质用玻璃基板毛坯。
本发明的玻璃基板具有高耐热性——可耐受在形成含有高Ku磁性材料的磁记录层时的高温热处理,具有与支持部件(主轴)匹配的高热膨胀系数,且具有可耐高速旋转的高刚性,进一步还具有良好的化学增强性。
本发明进一步的方式涉及在本发明的玻璃基板上具有磁记录层的磁记录介质。
以下,对本发明进行更详细的说明。
本发明的磁记录介质例如可以为具有下述构成的圆盘状磁记录介质(被称为磁盘、硬盘等),在该构成中,在玻璃基板的主表面上,从靠近该主表面一侧开始,依序至少层积有附着层、衬底层、磁性层(磁记录层)、保护层、润滑层。
例如,将玻璃基板导入到进行了抽真空的成膜装置内,利用DC磁控管溅射法,在Ar气氛中,在玻璃基板主表面上依次进行从附着层到磁性层的成膜。作为附着层例如可使用CrTi、作为衬底层例如可使用CrRu。在上述成膜后,通过例如CVD法使用C2H4进行保护层的成膜,在同一腔室(チャンバ)内进行在表面导入氮的氮化处理,由此可形成磁记录介质。其后,例如可通过浸渍涂布法将PFPE(聚氟聚醚)涂布在保护层上来形成润滑层。
另外,在衬底层与磁性层之间可使用溅射法(包括DC磁控管溅射法、RF磁控管溅射法等)、真空蒸镀法等公知的成膜方法形成软磁性层、种晶层、中间层等。
关于上述各层的详细内容例如可参见日本特开2009-110626号公报[0027]~[0032]段。另外,在玻璃基板与软磁性层之间还可形成由热传导性高的材料构成的散热层,关于其详细内容如后述。
如上文所说明,为使磁记录介质更进一步高密度记录化,优选由高Ku磁性材料形成磁记录层。作为从这方面考虑优选的磁性材料,可以举出Fe-Pt系磁性材料或Co-Pt系磁性材料。另外,此处的“系”意味着含有。即,本发明的磁记录介质优选具有含有Fe和Pt、或者含有Co和Pt的磁记录层作为磁记录层。例如Co-Cr系等以往通用的磁性材料的成膜温度为250℃~300℃左右,与此相对,Fe-Pt系磁性材料、Co-Pt系磁性材料的成膜温度通常为超过500℃的高温。进一步地,通常为了使这些磁性材料在成膜后的结晶取向性一致,在超过成膜温度的温度下实施高温热处理(退火)。因而,在使用Fe-Pt系磁性材料或Co-Pt系磁性材料形成磁记录层时,基板被暴露于上述高温中。此处,若构成基板的玻璃缺乏耐热性,则在高温下会变形,平坦性受损。与此相对,本发明的磁记录介质所含有的基板显示出优异的耐热性(作为玻璃化转变温度为600℃以上),因而即使在使用Fe-Pt系磁性材料或Co-Pt系磁性材料形成磁记录层后,也可维持高平坦性。上述磁记录层例如可如下形成:在Ar气氛中,通过DC磁控管溅射法对Fe-Pt系磁性材料或Co-Pt系磁性材料进行成膜,接下来在加热炉内施以更高温度下的热处理,从而形成该磁记录层。
另外,Ku(结晶磁气各向异性能量常数)与矫顽磁力Hc成比例。矫顽磁力Hc表示磁化发生反向的磁场强度。如上文所说明,由于高Ku磁性材料对热波动具有耐性,因而即使磁性颗粒微粒化也不易产生热波动所致的磁化区域的劣化,适于高密度记录化,该材料是众所周知的。但是,如上所述,由于Ku与Hc呈比例关系,因而随着增高Ku,Hc也会增高,即不易由磁头产生磁化的反向,难以进行信息的写入。因此,近年来人们将注意力集中在下述记录方式:即,在利用记录头进行信息写入时,由记录头对数据写入区域瞬间施加能量、使矫顽磁力降低,从而辅助高Ku磁性材料的磁化反转。这样的记录方式被称为能量辅助记录方式,其中基于激光照射来辅助磁化反转的记录方式被称为热辅助记录方式、基于微波进行辅助的记录方式被称为微波辅助记录方式。如上所述,在本发明中,可利用高Ku磁性材料形成磁记录层,因而可通过高Ku磁性材料与能量辅助记录的组合来实现例如面记录密度超过1TB(terabyte)/inch2的高密度记录。即,本发明的磁记录介质优选用于能量辅助记录方式中。需要说明的是,关于热辅助记录方式,例如在IEEE TRANSACTIONS ONMAGNETICS,VOL.44,No.1,JANUARY2008119中有详细记载;关于微波辅助记录方式,例如在IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS,VOL.44,No.1,JANUARY2008125中有详细记载,在本发明中,也可利用这些文献所记载的方法进行能量辅助记录。
对于本发明的磁记录介质用玻璃基板(例如磁盘用玻璃基板)、磁记录介质(例如磁盘)的尺寸均没有特别限制,由于可进行高记录密度化,因而能够将介质和基板小型化。例如,作为公称直径2.5英寸的磁盘基板或磁盘当然是合适的,即使作为直径更小(例如为1英寸)的磁盘基板或磁盘也是合适的。
接着对本发明的玻璃基板进行说明。在下文中,只要没有特殊声明,则各成分的含量、总含量、比例以摩尔基准来表示。
本发明的玻璃基板由氧化物玻璃构成,其玻璃组成以氧化物基准来表示。所谓氧化物基准的玻璃组成是指通过以玻璃原料在熔融时全部分解而作为氧化物存在于玻璃中进行换算所得到的玻璃组成。需要说明的是,本发明的玻璃基板由非晶质性(无定形)的玻璃形成。因而,与结晶化玻璃不同,其由均质相构成,从而可实现优异的基板表面平滑性。
SiO2是玻璃的网络形成成分,具有使玻璃稳定性、化学耐久性、特别是耐酸性提高的效果。该成分还起到以下作用:在磁记录介质用玻璃基板上进行磁记录层等的成膜的工序中、或为了对由上述工序形成的膜进行热处理而通过辐射对基板进行加热时,降低基板的热扩散,提高加热效率。SiO2的含量若小于56%,则化学耐久性降低;若超过75%,则难以得到具有高刚性的玻璃。另外,SiO2的含量若超过75%,则SiO2未完全熔解,在玻璃中产生未熔解物、或澄清时的玻璃粘性过高,气泡消除不充分。若由含有未熔解物的玻璃制作基板,则会由于研磨而在基板表面产生未熔解物所致的突起,无法作为要求极高表面平滑性的磁记录介质基板来使用。另外,若由含有气泡的玻璃制作基板,则研磨会使部分气泡出现在基板表面,该部分形成凹处,使基板主表面的平滑性受损,因此还是无法作为磁记录介质基板使用。基于以上理由,SiO2的含量为56%~75%。SiO2含量的优选范围为58%~70%、更优选的范围为60%~70%。
Al2O3也在玻璃的网络形成中发挥作用,该成分起到使刚性和耐热性提高的作用。但是,Al2O3的含量若超过11%,则玻璃的耐失透性(稳定性)降低,因而其导入量为11%以下。另外,Al2O3的含量若小于1%,则玻璃的稳定性、化学耐久性、和耐热性降低,因而其导入量为1%以上。因而,本发明的玻璃基板中的Al2O3含量为1%~11%的范围。从玻璃的稳定性、化学耐久性和耐热性的方面出发,Al2O3含量的优选范围为1%~10%、更优选的范围为2%~9%、进一步优选的范围为3%~8%。
Li2O为提高玻璃刚性的成分,因而为本发明玻璃基板中的必要成分。另外,由于碱金属之中在玻璃中移动的容易性为Li>Na>K的顺序,因而从化学增强性的方面出发,Li的导入也是有利的。其中,若导入量过剩,则会招致耐热性的降低,因而其导入量为4%以下。即,本发明玻璃基板中的Li2O含量为大于0%且为4%以下。从高刚性、高耐热性和化学增强性的方面出发,Li2O含量的优选范围为0.1%~3.5%、更优选的范围为0.5%~3%、进一步优选的范围为大于1%且为3%以下、更进一步优选的范围为大于1%且为2.5%以下。
另外,如上所述,Li2O的过剩导入会招致耐热性的降低,其相对于Na2O的导入量过剩也会招致耐热性的降低,因而相对于Na2O导入量调整其导入量,以使得Li2O含量相对于Na2O含量的摩尔比(Li2O/Na2O)为小于0.50的范围。从可得到Li2O的导入所致的效果同时可抑制耐热性的降低的方面考虑,上述摩尔比(Li2O/Na2O)优选为0.01以上且小于0.50的范围,更优选为0.02~0.40的范围,进一步优选为0.03~0.40的范围,更进一步优选为0.04~0.30的范围,再进一步优选为0.05~0.30的范围。
此外,Li2O的导入量相对于碱金属氧化物的总含量(Li2O+Na2O+K2O)若过剩,则也会招致耐热性的降低;若过少,则会招致化学增强性的降低,因而优选相对于碱金属氧化物的合计调整Li2O的导入量,以使得Li2O含量相对于碱金属氧化物的总含量的摩尔比{Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)}为小于1/3的范围。从可得到Li2O的导入所致的效果同时可抑制耐热性的降低的方面考虑,摩尔比{Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)}更优选的上限为0.28、进一步优选的上限为0.23。从可抑制化学增强性的降低的方面考虑,摩尔比{Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)}优选的下限为0.01、更优选的下限为0.02、进一步优选的下限为0.03、更为优选的下限为0.04、更进一步优选的下限为0.05。
Na2O为对于热膨胀特性改善有效的成分,因而其在本发明的玻璃基板中为必要成分,导入1%以上Na2O。另外,Na2O还是有助于化学增强性的成分,因而从化学增强性的方面出发,其导入1%以上也是有利的。但是,若其导入量为15%以上,则会招致耐热性的降低。因而,本发明玻璃基板中的Na2O含量为1%以上且小于15%。从热膨胀特性、耐热性和化学增强性的方面出发,Na2O含量的优选范围为4%~13%、更优选的范围为5%~11%。
K2O为对于热膨胀特性改善有效的成分,因而其为可导入到本发明的玻璃基板中的任意成分;但其过剩量的导入会招致耐热性、热传导率的降低,化学增强性也会变差,因而其导入量小于3%。即,本发明的玻璃基板中,K2O的含量为0%以上且小于3%。从在维持耐热性的同时改善热膨胀特性的方面考虑,K2O含量的优选范围为0%~2%、更优选的范围为0%~1%、进一步优选的范围为0%~0.5%、再进一步优选的范围为0%~0.1%;从耐热性和化学增强性的方面出发,优选实质上不导入。另外,在本发明中,“实质上不含有”、“实质上不导入”意味着不特意在玻璃原料中加入特定的成分,但不排除作为杂质混入。关于玻璃组成中的0%的记载,也为相同含义。
另外,本发明的玻璃基板中,选自由Li2O、Na2O和K2O组成的组中的碱金属氧化物的总含量若小于6%,则玻璃的熔融性和热膨胀特性降低,若高于15%,则耐热性降低。因而,从玻璃的熔融性、热膨胀特性和耐热性的方面出发,本发明玻璃基板中选自由Li2O、Na2O和K2O组成的组中的碱金属氧化物的总含量为6%~15%、优选为7%~15%、更优选为8%~13%、进一步优选为8%~12%的范围。
本发明的玻璃基板实质上不含有BaO。排除BaO的导入的理由如下。
为了提高记录密度,需要使磁头与磁记录介质表面的距离靠近、提高写入·读入解析能力。因此,近年来,磁头的低悬浮量化(磁头与磁记录介质表面之间的间隔的降低)正在推进。随着这一趋势,不再容许磁记录介质表面有一点点突起的存在。这是由于,在进行了低悬浮量化的记录再生系统中,即使有微小突起,也会成为与磁头碰撞、损伤磁头元件等的原因。另一方面,BaO会通过与大气中二氧化碳的反应而生成作为玻璃基板表面附着物的BaCO3。因而,出于降低附着物的观点,不含有BaO。此外,BaO也是玻璃表面发生变质(被称为变色(ヤケ))的原因,由于其为可能在基板表面形成微小突起的成分,因而为了防止玻璃表面的变色,也要排除BaO。需要说明的是,从减轻环境负担的方面考虑,也优选无Ba化。
此外,玻璃基板实质上不含有BaO可优选作为热辅助记录方式中使用的磁记录介质。下面对其理由进行说明。
记录密度越高,则单位比特所占面积(ビットサイズ)越小,例如,为了实现超过1TB/inch2的高密度记录,单位比特所占面积的目标值为数十纳米径。在以这样微小的单位比特所占面积进行记录的情况下,在热辅助记录中,需要使加热区域减小至与单位比特所占面积同等程度。另外,为了以微小单位比特所占面积进行高速记录,1个比特的记录可花费的时间变得极短,因而需要需要瞬间完成基于热辅助的加热与冷却。即,对于热辅助记录用磁记录介质,要求加热与冷却尽可能地迅速、且在局所进行。
因此提出了在热辅助记录用磁记录介质的基板与磁记录层之间设置由具有高热传导率的材料形成的散热层(例如Cu膜)的提案(例如参见日本特开2008-52869号公报)。散热层为发挥出下述作用的层:其抑制热沿面内方向的扩散、且加速热沿垂直方向(深度方向)的流动,使供至记录层的热不沿面内方向而沿垂直方向(厚度方向)逃逸。散热层越厚,越可在短时间内且局部地进行加热和冷却;而为了使散热层变厚,需要使成膜时间变长,因而生产率会降低。并且,通过散热层的厚度的增加,层成膜时的热蓄积也会增多,因而结果其上层形成的磁性层的结晶性及结晶取向性被破坏,可能会难以改善记录密度。进一步地,散热层越厚,则越会在散热层产生腐蚀,膜整体隆起产生凸起缺陷的可能性越高,妨碍低悬浮量化。特别是在散热层中使用铁材料的情况下,发生上述现象的可能性会增高。
如以上所说明,设置厚膜的散热层在短时间且局部地进行加热和冷却的方面是有利的,但从生产率、记录密度的改善、低悬浮量化的方面出发,不优选设置该厚膜的散热层。作为其对策,人们考虑,可提高玻璃基板的热传导率以弥补散热层所承担的作用。
此处,在本发明的玻璃基板中,SiO2、Al2O3、碱金属氧化物、碱土金属氧化物等为构成成分。其中,碱金属氧化物、碱土金属氧化物具有作为修饰成分改善玻璃的熔融性、或增加热膨胀系数的作用。因而需要向玻璃中导入一定量,但其中原子序数最大的Ba对于降低玻璃热传导率的作用大。由于本发明的玻璃基板不含有BaO,因而不会有BaO所致的热传导率降低,因而即使进行散热层的薄膜化,也可短时间且局部地进行加热与冷却。
需要说明的是,碱土金属氧化物中的BaO最具有维持高玻璃化转变温度的作用。在本发明的玻璃基板中,使MgO和CaO的总含量相对于碱土金属氧化物MgO、CaO和SrO的总含量的摩尔比{(MgO+CaO)/(MgO+CaO+SrO)}为0.86以上,以使得不会由于无BaO化而降低玻璃化转变温度。这是由于,在碱土金属氧化物的总量一定的情况下,与将该总量分配到多种碱土金属氧化物中相比,将该总量集中分配到1种或2种碱土金属氧化物可以维持高玻璃化转变温度。即,本发明的玻璃基板通过使上述摩尔比为0.86以上,可抑制无BaO化所致的玻璃化转变温度的降低。另外,如上所述,玻璃基板所要求的特性之一为高刚性(高杨氏模量),如后所述,作为玻璃基板所要求的优选特性,还可以举出相对密度小。为进行高杨氏模量化和低相对密度化,在碱土金属氧化物中优先导入MgO与CaO是有利的,因而使上述摩尔比为0.86以上还具有可实现玻璃基板的高杨氏模量化和低相对密度化的效果。从上述说明的方面考虑,上述摩尔比优选为0.88以上、更优选为0.90以上、进一步优选为0.93以上、再进一步优选为0.95以上、更进一步优选为0.97以上、进一步再选为0.98以上、特别优选为0.99以上、最优选为1。
选自由MgO、CaO和SrO组成的组中的碱土金属氧化物的总含量若过少,则玻璃的刚性和热膨胀特性降低;若过剩,则化学耐久性降低。在本发明的玻璃基板中,为了实现高刚性、高热膨胀特性和良好的化学耐久性,使上述碱土金属氧化物的总含量为10%~30%、优选为10%~25%、更优选为11%~22%、进一步优选为12%~22%、再进一步优选为13%~21%、更进一步优选为15%~20%的范围。
另外,如上所述,MgO和CaO为优先导入的成分,按合计为10%~30%的量进行导入。这是由于,MgO与CaO的总含量若小于10%,则刚性和热膨胀特性降低;若超过30%,则化学耐久性降低。从可良好地得到优先导入MgO与CaO所产生的效果的方面考虑,MgO与CaO总含量的优选范围为10%~25%、更优选的范围为10%~22%、进一步优选的范围为11%~20%、再进一步优选的范围为12%~20%。
另外,在碱金属氧化物之中,K2O的原子序数大、降低热传导率的作用大,从化学增强性的方面考虑为不利的,因而对相对于碱金属氧化物总量的K2O含量进行限制。本发明的玻璃基板中,K2O含量相对于碱金属氧化物总含量的摩尔比{K2O/(Li2O+Na2O+K2O)}为0.13以下。从化学增强性和热传导率的方面出发,上述摩尔比优选为0.10以下、更优选为0.08以下、进一步优选为0.06以下、再进一步优选为0.05以下、更进一步优选为0.03、进一步再优选为0.02以下、特别优选为0.01以下、最优选实质上为零、即最优选不导入K2O。
本发明的玻璃基板中,上述碱金属氧化物与碱土金属氧化物的总含量(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO)为20%~40%。这是由于,若小于20%,则玻璃的熔融性、热膨胀系数和刚性降低;若超过40%,则化学耐久性和耐热性降低。从良好地维持上述各种特性的方面考虑,上述碱金属氧化物与碱土金属氧化物总含量的优选范围为20%~35%、更优选的范围为21%~33%、进一步优选的范围为23%~33%。
如上所述,MgO、CaO和Li2O为用于实现玻璃刚性的提高(高杨氏模量化)的有效成分,这3种成分的合计相对于上述碱金属氧化物与碱土金属氧化物的合计若过少,则难以提高杨氏模量。因此,本发明的玻璃基板中,对相对于上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的合计的MgO、CaO和Li2O的导入量进行调整,以使得MgO、CaO和Li2O的总含量相对于上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量的摩尔比{(MgO+CaO+Li2O)/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO)为0.50以上。为了更进一步提高玻璃基板的杨氏模量,上述摩尔比优选为0.51以上,优选为0.52以上。另外,从玻璃稳定性的方面出发,上述摩尔比优选为0.80以下、更优选为0.75以下、更进一步优选为0.70以下。
另外,关于各碱土金属氧化物的导入量,如上所述,实质上不导入BaO。
从杨氏模量的提高和低相对密度化、进一步从由此产生的比弹性模量提高的方面出发,MgO的优选含量为0%~14%、更优选为0%~10%、进一步优选为0%~8%、再进一步优选为0%~6%、更进一步优选为1%~6%的范围。另外,关于比弹性模量如后述。
从热膨胀特性和杨氏模量的提高、以及低相对密度化的方面出发,CaO的优选导入量为3%~20%、更优选为4%~20%、进一步优选为10%~20%的范围。
SrO为提高热膨胀特性的成分,但与MgO、CaO相比,其为提高相对密度的成分,因而其导入量优选为4%以下,其中优选为3%以下、更优选为2.5%以下,其中优选为2%以下、更优选为1%以下,也可以实质上不导入。
关于本发明的玻璃基板中的SiO2、Al2O3、碱金属氧化物和碱土金属氧化物的含量和比例如上所述,但本发明的玻璃基板还含有下面所示的氧化物成分。下面对它们进行详细说明。
选自由ZrO2、TiO2、Y2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5和Ta2O5组成的组中的氧化物为提高刚性和耐热性的成分,因而导入至少一种;但过剩量的导入会降低玻璃的熔融性和热膨胀特性。因而,本发明的玻璃基板中,上述氧化物的总含量大于0%且为10%以下,优选为1%~10%、更优选为2%~10%、进一步优选为2%~9%、再进一步优选为2~7%、更进一步优选为2%~6%的范围。
另外,如上所述,Al2O3也为提高刚性和耐热性的成分,但上述氧化物提高杨氏模量的作用大。通过将上述氧化物以相对于Al2O3为0.4以上的摩尔比进行导入、即通过使上述氧化物的总含量相对于Al2O3含量的摩尔比{(ZrO2+TiO2+Y2O3+La2O3+Gd2O3+Nb2O5+Ta2O5)/Al2O3}为0.40以上,可以实现刚性和耐热性的提高。从更进一步提高刚性和耐热性的方面考虑,上述摩尔比优选为0.50以上,优选为0.60以上、更优选为0.70以上。另外,从玻璃稳定性的方面出发,上述摩尔比优选为4.00以下、更优选为3.00以下、进一步优选为2.00以下、再进一步优选为1.00以下、进一步再优选为0.90以下、更进一步优选为0.85以下。
另外,B2O3为改善玻璃基板的脆性、提高玻璃的熔融性的成分,但其过剩量的导入会使耐热性降低,因而其导入量优选为0%~3%、更优选为0%~2%、进一步优选为0%以上且小于1%,优选为0%~0.5%,也可以实质上不导入。
Cs2O为可在无损于所期望的特性、性质的范围内少量导入的成分,但与其它碱金属氧化物相比,其为增加相对密度的成分,因而也可以实质上不导入。
ZnO为改善玻璃的熔融性、成型性和稳定性、提高刚性、提高热膨胀特性的成分,但过剩量的导入会降低耐热性和化学耐久性,因而其导入量优选为0%~3%、更优选为0%~2%、进一步优选为0%~1%,也可以实质上不导入。
ZrO2如上所述为提高刚性和耐热性的成分,并且还为提高化学耐久性的成分,但过剩量的导入会降低玻璃的熔融性,因而其导入量优选为1%~8%、更优选为1%~6%、进一步优选为2%~6%。
TiO2是具有抑制玻璃相对密度的增加、且提高刚性的作用,由此可提高比弹性模量的成分。只是,若过剩量导入,则在玻璃基板与水接触时,可能会在基板表面产生与水的反应生成物,称为附着物产生的原因,因而其导入量优选为0%~6%、更优选为0%~5%、进一步优选为0%~3%、再进一步优选为0%~2%、进一步再优选为0%以上且小于1%,也可以实质上不导入。
Y2O3、Yb2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5和Ta2O5为在化学耐久性、耐热性提高、刚性及破坏韧性提高的方面有利的成分,但过剩量导入会使熔融变差、相对密度也会变大。并且需要使用昂贵的原料,因而优选其含量少。从而,上述成分的导入量以总量计优选为0%~3%、更优选为0%~2%、进一步优选为0%~1%、再进一步优选为0%~0.5%、进一步再优选为0%~0.1%,在重视熔融性提高、低相对密度化和成本降低时,优选实质上不导入。
HfO2也为在化学耐久性、耐热性提高、刚性及破坏韧性提高的方面有利的成分,但过剩量导入会使熔融性变差、相对密度也会变重。并且要使用昂贵的原料,因而优选其含量少,优选实质上不导入。
考虑到对环境的影响,优选实质上不导入Pb、As、Cd、Te、Cr、Tl、U和Th。
另外,从提高耐热性同时提高熔融性的方面考虑,SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2、Y2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5和Ta2O5的总含量相对于上述碱金属氧化物(Li2O、Na2O和K2O)的总含量的摩尔比{(SiO2+Al2O3+ZrO2+TiO2+Y2O3+La2O3+Gd2O3+Nb2O5+Ta2O5)/(Li2O+Na2O+K2O)}的优选范围为3~15、更优选为3~12、进一步优选为4~12、更进一步优选为5~12、再进一步优选为5~11、进一步再优选为5~10的范围。
下面对本发明玻璃基板的各种特性进行说明。
1.热膨胀系数
如上所述,若构成磁记录介质用玻璃基板的玻璃与HDD的主轴材料(例如不锈钢等)的热膨胀系数之差大,则磁记录介质会因HDD工作时的温度变化而变形,发生记录再生故障等,可靠性降低。特别是,具有含高Ku磁性材料的磁记录层的磁记录介质由于记录密度极高,因此即使因磁记录介质的略微变形,也容易发生上述故障。通常HDD的主轴材料在100℃~300℃的温度范围具有70×10-7/℃以上的平均线膨胀系数(热膨胀系数),由于本发明的玻璃基板在100℃~300℃温度范围的平均线膨胀系数为70×10-7/℃以上,因而能够提高上述可靠性,从而能够提供适于具有含高Ku磁性材料的磁记录层的磁记录介质的基板。平均线膨胀系数作为热膨胀特性所带来的影响的参数,可通过调整上述玻璃成分的含量和比例来控制。上述平均线膨胀系数的优选的范围为71×10-7/℃以上、更优选的范围为72×10-7/℃以上、进一步优选的范围为73×10-7/℃以上、再优选的范围为74×10-7/℃以上、再进一步优选的范围为75×10-7/℃以上。考虑到主轴材料的热膨胀特性,上述平均线膨胀系数的上限例如优选为120×10-7/℃左右、更优选为100×10-7/℃、进一步优选为88×10-7/℃。
2.玻璃化转变温度
如上所述,在通过高Ku磁性材料的导入等而谋求磁记录介质的高记录密度化的情况下,在磁性材料的高温处理等中,磁记录介质用玻璃基板被暴露于高温下。此时,为了不损害基板的极高的平坦性,要求磁记录介质用玻璃基板用玻璃具有优异的耐热性。作为耐热性的指标使用玻璃化转变温度,本发明的玻璃基板具有600℃以上的玻璃化转变温度,即使在高温处理后也可维持优异的平坦性。因此,本发明的玻璃基板适于制作具备高Ku磁性材料的磁记录介质。玻璃化转变温度作为对耐热性所带来的影响的参数,可通过调整上述玻璃成分的含量和比例来控制。玻璃化转变温度优选的范围为610℃以上、更优选的范围为620℃以上、进一步优选的范围为630℃以上。玻璃化转变温度的上限例如为750℃左右,但玻璃化转变温度越高越优选,没有特别限定。
3.杨氏模量
作为磁记录介质的变形,除了HDD的温度变化所致的变形以外,还有高速旋转所致的变形。从抑制高速旋转时的变形的方面出发,如上所述要求提高磁记录介质基板的杨氏模量。本发明的玻璃基板具有80GPa以上的杨氏模量,因而可抑制高速旋转时的基板变形,即使在具备高Ku磁性材料的高记录密度化的磁记录介质上也可精确地进行数据的读取、写入。杨氏模量作为对刚性所带来的影响的参数,可通过调整上述玻璃成分的含量和比例来控制。杨氏模量的优选的范围为81GPa以上、更优选的范围为82GPa以上、进一步优选为83GPa以上、再进一步优选为84GPa以上、更进一步优选为85GPa以上、进一步更优选为86GPa以上。杨氏模量的上限例如为95GPa左右,但其越高越优选,没有特别限定。
4.比弹性模量·相对密度
从对磁记录介质高速旋转时的变形(基板的翘曲)进行抑制的方面考虑,本发明玻璃基板的比弹性模量优选为30.0MNm/kg以上、更优选大于30.0MNm/kg、进一步优选为30.5MNm/kg以上。其上限例如为40.0MNm/kg左右,没有特别限定。比弹性模量为玻璃的杨氏模量除以密度的商值。此处的密度可认为是对玻璃的相对密度赋以g/cm3这一单位的量。通过玻璃的低相对密度化,不仅可增大比弹性模量,还可使基板轻量化。通过基板的轻量化,磁记录介质得到轻量化,减少了磁记录介质的旋转所需要的电力,可抑制HDD的电力消耗。本发明玻璃基板相对密度的优选范围为2.90以下、更优选的范围为2.80以下、进一步优选的范围为小于2.70。作为玻璃基板的相对密度作为对相对密度带来的影响的参数,可通过调整上述玻璃成分的含量和比例来控制。
5.耐酸性
在生产磁记录介质用玻璃基板时,将玻璃加工成圆盘形状,并对主表面进行极平坦且平滑的加工。另外,在上述加工工序后,通常对玻璃基板进行酸清洗以除去表面附着的作为污垢的有机物。在此,若玻璃基板的耐酸性差,则上述酸清洗时会引起表面粗糙,平坦性、平滑性受损,难以作为磁记录介质用玻璃基板使用。特别是对于要求玻璃基板表面的高平坦性、高平滑性的、具有含高Ku磁性材料的磁记录层的、高记录密度化的磁记录介质用玻璃基板,希望具有优异的耐酸性。
另外,在酸清洗之后,可以接着进行碱清洗以除去表面附着的研磨剂等异物,来得到更洁净状态的基板。从在碱清洗时防止表面粗糙所致的基板表面的平坦性、平滑性的降低的方面出发,优选玻璃基板的耐碱性也优异。从上述低悬浮量化的方面出发,具有优异的耐酸性和耐碱性且基板表面的平坦性、平滑性高也是有利的。在本发明中,通过进行上述玻璃组成的调整、特别是对于化学耐久性有利的组成调整,可以实现优异的耐酸性和耐碱性。
6.液相温度
将玻璃熔融并将所得到的熔融玻璃成型时,若成型温度低于液相温度,则玻璃结晶化,无法生产均质的玻璃。因此,玻璃成型温度需要为液相温度以上,但若成型温度超过1300℃,则例如在将熔融玻璃模压成型时,所使用的模压成型模具会与高温的玻璃反应,容易受到损害。在将熔融玻璃浇铸到铸模中而成型时,铸模也同样地容易受到损害。考虑到该方面,构成本发明玻璃基板的玻璃的液相温度优选为1300℃以下。液相温度更优选的范围为1280℃以下、进一步优选的范围为1250℃以下。在本发明中,通过进行上述玻璃组成调整,可以实现上述优选范围的液相温度。下限没有特别限定,以800℃以上为基准考虑即可。
7.分光透过率
磁记录介质经过在玻璃基板上形成包含磁记录层的多层膜的工序而生产。目前,在利用作为主流的单叶式(枚葉式)的成膜方式在基板上形成多层膜时,例如首先将玻璃基板导入成膜装置的玻璃基板加热区域,并将玻璃基板加热升温至能够利用溅射等进行成膜的温度。玻璃基板的温度充分上升后,将玻璃基板输送至第1成膜区域,在玻璃基板上形成相当于多层膜的最下层的膜。接着将玻璃基板输送至第2成膜区域,在最下层上进行成膜。通过这样将玻璃基板依次输送至后段的成膜区域并进行成膜,从而形成多层膜。上述加热和成膜在通过真空泵进行了排气的低压下进行,因而玻璃基板的加热不得不采取非接触方式。因此,辐射加热适合于玻璃基板的加热。该成膜必须在玻璃基板温度不低于适于成膜的温度时进行。若各层的成膜所需要的时间过长,则经加热的玻璃基板的温度降低,产生在后段的成膜区域中无法得到足够的玻璃基板温度的问题。为了使玻璃基板长时间保持能够成膜的温度,可以考虑将玻璃基板加热至更高的温度,但若玻璃基板的加热速度小,则必须进一步延长加热时间,也必须延长玻璃基板在加热区域停留的时间。因此,玻璃基板在各成膜区域中的停留时间也变长,在后段的成膜区域中无法保持足够的玻璃基板温度。此外,还难以提高生产能力。特别是在生产具备含高Ku磁性材料的磁记录层的磁记录介质的情况下,为了在规定时间内将玻璃基板加热至高温,应该进一步提高基板基于辐射的加热效率。
含有SiO2、Al2O3的玻璃在包括波长2750nm~3700nm的区域存在吸收峰。另外,通过添加后述的红外线吸收剂,或者将其作为玻璃成分导入,能够进一步提高短波长的辐射吸收,能够在波长为700nm~3700nm的波段具有吸收。为了利用辐射、即红外线照射有效地加热玻璃基板,希望使用在上述波段存在光谱的极大的红外线。为了提高加热速度,可以考虑使红外线的光谱极大波长与基板的吸收峰波长匹配、同时增加红外线功率。若举出高温状态的碳加热器作为红外线源的示例,则为了增加红外线的功率,只要增加碳加热器的输入功率即可。但是,若将由碳加热器产生的辐射认为是黑体辐射,则加热器温度因输入功率增加而上升,因而红外线的光谱的极大波长蓝移,偏离玻璃的上述吸收波段。因此,为了提高基板的加热速度,必须使加热器的电力消耗过大,会发生加热器的寿命缩短等问题。
鉴于该问题,希望进一步增大上述波段(波长700nm~3700nm)中的玻璃的吸收,从而在使红外线的光谱极大波长和基板的吸收峰波长接近的状态下进行红外线的照射,不使加热器输入功率过剩。因此,为了提高红外线照射加热效率,作为玻璃基板,优选具备下述透过率特性:在700nm~3700nm的波段存在换算成厚度2mm的分光透过率为50%以下的区域;或者,在上述波段,换算成厚度2mm的分光透过率为70%以下。例如,选自铁、铜、钴、镱、锰、钕、镨、铌、铈、钒、铬、镍、钼、钬和铒中的至少一种金属的氧化物可作为红外线吸收剂发挥作用。另外,由于水分或水分中所含有的OH基在3μm带具有强吸收,因此水分也可作为红外线吸收剂发挥作用。通过在玻璃组成中适量导入上述可作为红外线吸收剂发挥作用的成分,可对玻璃基板赋予上述优选的吸收特性。以质量基准计,上述可作为红外线吸收剂发挥作用的氧化物的添加量以氧化物计优选为500ppm~5%、更优选为2000ppm~5%、进一步优选为2000ppm~2%、更进一步优选为4000ppm~2%的范围。另外,关于水分,以H2O换算的重量基准计优选含有超过200ppm、更优选含有220ppm以上。
需要说明的是,在导入Yb2O3、Nb2O5作为玻璃成分的情况下、或添加Ce氧化物作为澄清剂的情况下,可以将这些成分产生的红外线吸收用于提高基板加热效率。
接下来对玻璃基板的制造方法进行说明。
首先,为了得到规定的玻璃组成,称量调配氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氢氧化物等玻璃原料、进行充分混合,在熔融容器内、在例如1400℃~1600℃的范围进行加热、熔融,进行澄清、搅拌,来制作充分进行了气泡消除的均质化的熔融玻璃。需要说明的是,还可以根据需要在玻璃原料中另外再(外割)添加澄清剂。作为澄清剂,优选使用Sn氧化物和Ce氧化物。其基于下述理由。
Sn氧化物在玻璃熔融时在高温释放出氧气,吸收玻璃中所含有的微小气泡而形成大气泡,从而易于上浮,由此,其促进澄清的作用优异。另一方面,Ce氧化物在低温下将玻璃中以气体形式存在的氧作为玻璃成分进行吸收,从而其消除气泡的作用优异。在气泡的尺寸(固化后的玻璃中中残留的泡(空洞)的尺寸)为0.3mm以下的范围时,Sn氧化物除去较大气泡与极小气泡的作用均较强。若与Sn氧化物一起添加Ce氧化物,则50μm~0.3mm左右的大气泡的密度激减至几十分之一的程度。如此,通过使Sn氧化物与Ce氧化物共存,能够在从高温域到低温域的较宽的温度范围内提高玻璃的澄清效果,因而优选添加Sn氧化物和Ce氧化物。
如果相对于其他玻璃成分总量(外割り),Sn氧化物和Ce氧化物的添加量的合计为0.02质量%以上,则能够期待充分的澄清效果。若使用包含未溶解物(即便是微小且少量)的玻璃来制作基板,则在通过研磨而在玻璃基板表面出现未熔解物时,玻璃基板表面会形成突起,或者未熔解物脱落后的部分形成凹处,玻璃基板表面的平滑性受损,无法作为磁记录介质用的基板使用。与此相对,如果Sn氧化物和Ce氧化物的基于玻璃成分总量的添加量的合计为3.5质量%以下,则可在玻璃中充分熔解,因此可防止未熔解物的混入。
另外,在制作结晶化玻璃的情况下,Sn和Ce起到生成结晶核的作用。由于本发明的玻璃基板由非晶质性玻璃形成,因此希望不因加热而析出结晶。如果Sn、Ce过量,则容易发生这样的结晶析出。因此,Sn氧化物、Ce氧化物均应避免过量添加。
从以上方面出发,相对于其他玻璃成分总量,Sn氧化物和Ce氧化物的添加量的合计优选为0.02质量%~3.5质量%。相对于其他玻璃成分总量,Sn氧化物和Ce氧化物的添加量的合计的优选范围为0.1质量%~2.5质量%、更优选的范围为0.1质量%~1.5质量%、进一步优选的范围为0.5质量%~1.5质量%。
从在玻璃熔融过程中在高温下有效地释放氧气的方面出发,优选使用SnO2作为Sn氧化物。
需要说明的是,还可以在以基于玻璃成分总量计为0质量%~1质量%的范围添加硫酸盐作为澄清剂,但在玻璃熔融中熔融物可能会冒着泡溢出,玻璃中的异物会激增,因而在担心发生上述冒着泡溢出的情况下,优选不导入硫酸盐。需要说明的是,只要无损于本发明的目的且可得到澄清效果,也可使用上述澄清剂以外的物质。其中,如上所述,应该避免环境负荷大的As的添加。此外,若考虑对环境的负荷,则还优选不使用Sb。
接下来,通过利用模压成型法、下拉法或浮式法中的任意一种方法将所制作的熔融玻璃成型为板状,对所得到的板状玻璃进行加工,经过该工序可得到基板形状的玻璃成型品、即得到本发明的磁记录介质用玻璃基板毛坯。
在模压成型法中,将流出的熔融玻璃切断,得到所要的熔融玻璃块,利用模压成型模具对其进行模压成型,制作出薄壁圆盘状的基板毛坯。
在下拉法中,使用管状的成型体导入熔融玻璃,使熔融玻璃向成型体的两侧溢出,在成型体的下方使沿成型体流下的2个熔融玻璃流汇合,然后向下方拉伸,成型为片状。该方法也被称为熔融法,通过将与成型体表面接触的玻璃的面相互粘结,可得到无接触痕的平板玻璃。其后,从所得到的板材中挖掉薄壁圆盘状的基板毛坯。
在浮式法中,使熔融玻璃流出到蓄积了熔融锡等的浮式液槽上,一边拉伸一边成型为板状玻璃。其后,从所得到的板材中挖掉薄壁圆盘状的基板毛坯。
在这样得到的基板毛坯上设置中心孔,或者实施内外周加工、对两主表面实施磨光、抛光。接下来,经过包括酸清洗和碱清洗的清洗工序,可得到圆盘状的基板。
需要说明的是,本发明中“主表面”指的是基板的要设置磁记录层的面或设置有磁记录层的面。该面是磁记录介质基板的表面中面积最大的面,因而被称为主表面,在圆盘状的磁记录介质的情况下,相当于盘的圆形表面(有中心孔时,中心孔除外。)。
本发明的玻璃基板中,由于通过上述的组成调整使之具有良好的化学增强性,因而可通过化学增强处理在表面容易地形成离子交换层。即,本发明的玻璃基板可以在部分或全部表面具有离子交换层。离子交换层是通过在高温下使基板表面与碱金属盐接触、使该碱金属盐中的碱金属离子与基板中的碱金属离子进行交换而形成的。通常的离子交换是将碱性硝酸盐加热制成熔融盐、将基板浸渍在该熔融盐中来进行的。若导入离子半径大的碱金属离子来替换基板中的离子半径小的碱金属离子,则在基板表面形成压缩应力层。由此,可提高基板的破坏耐性、提高其可靠性。例如,通过将玻璃基板浸渍在硝酸钾的熔融盐中,基板中的Li离子和Na离子与熔融盐中的K离子发生交换,在基板表面形成离子交换层。通过离子交换,还可降低来自基板表面的碱性溶出量。需要说明的是,在进行化学增强的情况下,优选以高于构成基板的玻璃的应变点且低于玻璃化转变温度的温度、在碱性熔融盐不会发生热分解的温度范围进行离子交换。基板具有离子交换层这一点可以通过下式方法来确认:利用巴比涅法对玻璃的截面(离子交换层的切割面)进行观察来确认的方法;从玻璃表面起测定碱金属离子在深度方向的浓度分布的方法;等等。
如上所述,本发明的玻璃基板含有Li2O作为必要成分,因而在离子交换中,优选利用离子半径大于Li的选自由Na、K、Rb和Cs组成的组中的至少一种碱金属离子进行离子交换。
作为磁记录介质用玻璃基板的耐冲击性的指标,通常使用抗弯强度。抗弯强度可如下求出:如图1所示,将玻璃基板配置在支架上,在玻璃基板的中心孔放置钢球,利用测力传感器施加负荷,求出玻璃基板破坏时的负荷值,将该负荷值作为抗弯强度。测定可使用例如抗弯强度测定试验机(岛津自动绘图仪DDS-2000)来进行。本发明的玻璃基板优选具有例如为10kg以上、优选为15kg以上、进一步优选为20kg以上的抗弯强度,通过进行上述的组成调整和任意施以化学增强处理,可以实现上述范围的抗弯强度。
本发明的玻璃基板的厚度例如为1.5mm以下、优选为1.2mm以下、更优选为1mm以下,下限优选为0.3mm。形成磁记录层的主表面优选具有下述(1)~(3)的表面性。
(1)使用原子力显微镜在1μm×1μm的范围测定出的表面粗糙度的算术平均值Ra为0.25nm以下;
(2)在5μm×5μm的范围测定出的表面粗糙度的算术平均值Ra为0.15nm以下;
(3)波长100μm~950μm的表面波纹度的算术平均值Wa为0.5nm以下。
例如在垂直记录方式中,在基板上成膜的磁记录层的晶粒尺寸(grain size)小于10nm。即使为进行高记录密度化而使单位比特所占面积微细化,若基板表面的表面粗糙度大,也无法期望磁特性的提高。与此相对,如果是上述(1)、(2)这2种表面粗糙度的算术平均值Ra在上述范围的基板,则即使为进行高记录密度化而使单位比特所占面积微细化,也能够改善磁特性。另外,通过使上述(3)的表面波纹度的算术平均值Wa在上述范围,能够提高HDD中的磁头的上浮稳定性。在兼具上述(1)~(3)的表面性的基板的方面,提高玻璃的耐酸性、耐碱性是有效的。
本发明的磁记录介质被称为磁盘、硬盘等,适用于台式个人电脑、服务器用计算机、笔记本型个人电脑、移动型个人电脑等的内部记忆装置(固定盘等);将图像和/或声音进行记录再生的便携记录再生装置的内部记忆装置;车载音响的记录再生装置等,如上所述,特别适用于热辅助记录方式中。
【实施例】
下面通过实施例对本发明进行更详细的说明。但本发明并不被实施例所示的方式限定。
(1)熔融玻璃的制作
为了得到表1所示的组成的玻璃,称量氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物等原料,进行混合,制成调配原料。将该原料投入到熔融容器中,在1400℃~1600℃的范围内进行3~6小时加热、熔融,进行澄清、搅拌,制作出不含气泡、未熔解物的均质熔融玻璃。在所得到的玻璃中没有确认到气泡或未熔解物、结晶的析出、构成熔融容器的耐火物或铂的混入物。
(2)基板毛坯的制作
接下来,利用下述方法A或B制作圆盘状的基板毛坯。
(方法A)
以一定流量使经澄清、均质化的上述熔融玻璃从管中流出,同时由模压成型用的下模承接,用切割刀片将流出的熔融玻璃切断,以使得在下模上得到预定量的熔融玻璃块。接着,立即将载有熔融玻璃块的下模从管下方搬走,使用与下模相向的上模和体模(胴型),模压成型为直径66mm、厚度2mm的薄圆盘状。将模压成型品冷却至不会变形的温度后,从模具中取出,进行退火,得到基板毛坯。需要说明的是,上述成型中,使用2个以上的下模,使流出的熔融玻璃一个接一个地成型为圆盘状的基板毛坯。
(方法B)
将经澄清、均质化的上述熔融玻璃从上部连续地浇铸至设有圆筒状贯通孔的耐热性铸模的贯通孔中,成型为圆柱状,从贯通孔的下侧取出。将取出的玻璃退火后,使用多线切割机,在垂直于圆柱轴的方向上以一定间隔对玻璃进行切片加工,制作圆盘状的基板毛坯。
需要说明的是,本实施例中采用了上述方法A、B,但作为圆盘状的基板毛坯的制造方法,下述方法C、D也是适合的。
(方法C)
使上述熔融玻璃流出到浮式液槽(フロートバス)上,成型为板状的玻璃(利用浮式法进行的成型)。接下来,退火后从板状玻璃中挖出圆盘状的玻璃,也可得到基板毛坯。
(方法D)
利用溢流下拉法(熔融法)将上述熔融玻璃成型为板状的玻璃,进行退火,接下来,从板状玻璃中挖出圆盘状的玻璃,也可得到基板毛坯。
(3)玻璃基板的制作
在利用上述各方法得到的基板坯的中心开出贯通孔,进行外周、内周的磨削加工,将圆盘的主表面磨光、抛光(镜面研磨加工),精加工成直径为65mm、厚度为0.7mm的磁盘用玻璃基板。对于所得到的玻璃基板,用1.7质量%的氟硅酸(H2SiF)水溶液清洗,接下来用1质量%的氢氧化钾水溶液清洗,接下来用纯水漂洗后使其干燥。对由实施例的玻璃制作的基板的表面进行放大观察,结果没有确认到表面粗糙等,为平滑的表面。
在下述(4)中,将利用上述方法制作的圆盘状的玻璃基板直接用于磁盘的制作。与此不同,将利用与上述相同的方法制作的圆盘状的玻璃基板浸渍于硝酸钠与硝酸钾的混合熔融盐中,得到通过进行离子交换而在表面具有离子交换层的玻璃基板。如此实施离子交换处理对于提高抗弯强度是有效的。从实施了离子交换处理的多张玻璃基板中采样,通过巴比涅法对所采样的玻璃基板的截面(离子交换层的切割面)进行观察,确认到形成了离子交换层。利用上述方法测定离子交换处理后的各玻璃基板的抗弯强度,结果显示出20kg以上的值。使用如此实施了离子交换处理的圆盘状玻璃基板也能够制作磁盘。
在上述示例中,将玻璃基板浸渍于硝酸钠与硝酸钾的混合熔融盐中来制作具有离子交换层的玻璃基板,但也可以不使用硝酸钠与硝酸钾的混合熔融盐而将玻璃基板浸渍于下述熔融盐中的任意一种中来进行离子交换处理从而形成离子交换层。
(A)钾化合物和铷化合物的混合熔融盐、
(B)钾化合物和铯化合物的混合熔融盐、
(C)铷化合物和铯化合物的混合熔融盐、
(D)钾化合物、铷化合物和铯化合物的混合熔融盐、
(E)铷化合物的熔融盐、
(F)铯化合物的熔融盐。
作为上述熔融盐,可以使用例如硝酸盐。另外,离子交换层可以在基板表面的全部区域形成,也可以仅在外周面形成,还可以仅在外周面和内周面形成。
(4)磁盘的制作
通过以下方法,在由实施例的玻璃得到的玻璃基板的主表面上依序形成附着层、衬底层、磁性层、保护层、润滑层,得到磁盘。
首先,使用进行了抽真空的成膜装置,利用DC磁控管溅射法在Ar气氛中依次进行附着层、衬底层和磁性层的成膜。
此时,附着层使用CrTi靶材来成膜,以形成厚度为20nm的无定形CrTi层。接着使用单叶·静止相向型(枚葉·静止対向型)成膜装置,在Ar气氛中利用DC磁控管溅射法形成由无定形CrRu形成的10nm厚的层作为衬底层。另外,磁性层使用FePt或CoPt靶材在成膜温度400℃下进行成膜,以形成厚度为200nm的无定形FePt或CoPt层。
将结束了至磁性层为止的成膜的磁盘从成膜装置转移至加热炉内,以650℃~700℃的温度进行退火,以使磁性层的结晶结构为L10结构。
接着,利用以乙烯为材料气体的CVD法形成由氢化碳形成的保护层。其后,利用浸渍涂布法形成使用PFPE(全氟聚醚)而得到的润滑层。润滑层的膜厚为1nm。
通过以上的制造工序得到磁盘。
1.玻璃的评价
(1)玻璃化转变温度Tg、热膨胀系数
使用Rigaku社制造的热机械分析装置(Thermo plus TMA8310),对各玻璃的玻璃化转变温度Tg和100℃~300℃的平均线膨胀系数α进行测定。
(2)杨氏模量
利用超声波法测定各玻璃的杨氏模量。
(3)相对密度
利用阿基米德法测定各玻璃的相对密度。
(4)比弹性模量
由上述(2)中得到的杨氏模量和(3)中得到的相对密度计算出比弹性模量。
2.基板的评价(表面粗糙度、表面波纹度)
利用原子力显微镜(AFM)对实施例的各基板主表面(磁记录层等的层积面)的5μm×5μm的矩形区域进行观察,对于在1μm×1μm的范围测定的表面粗糙度的算术平均值Ra、在5μm×5μm的范围测定的表面粗糙度的算术平均值Ra、波长100μm~950μm下的表面波纹度的算术平均值Wa进行测定。
在所有实施例的玻璃基板中,在1μm×1μm的范围测定的表面粗糙度的算术平均值Ra为0.15~0.25nm的范围、在5μm×5μm的范围测定的表面粗糙度的算术平均值Ra为0.12~0.15nm的范围、波长100μm~950μm下的表面波纹度的算术平均值Wa为0.4nm~0.5nm,为作为磁记录介质中所用的基板没有问题的范围。
【表1】
如表1所示,实施例的玻璃兼具高耐热性(高玻璃化转变温度)、高刚性(高杨氏模量)、高热膨胀系数这样的磁记录介质基板所要求的3种特性。此外,由表1的结果还可确认,实施例的玻璃具有能够耐受高速旋转的高比弹性模量,并且相对密度低,也能实现基板的轻量化。此外还确认到,实施例的玻璃可通过化学增强处理容易地形成离子交换层。
由以上结果可以确认,根据本发明,可以得到兼具磁记录介质基板所要求的特性的玻璃。
3.磁盘的评价
(1)平坦性
通常,若平坦度为5μm以下,则能够进行可靠性高的记录再生。使用平坦度测定装置,测定通过上述方法利用实施例的玻璃基板所形成的各磁盘表面的平坦度(磁盘表面的最高部分与最低部分在上下方向(与表面垂直的方向)上的距离(高低差)),结果所有磁盘的平坦度均为5μm以下。由该结果可以确认:实施例的玻璃基板即使在形成FePt层或CoPt层时的高温处理中也不发生大的变形。
(2)加载卸载试验
将通过上述方法利用实施例的玻璃基板所形成的各磁盘搭载于以5400rpm的转速高速旋转的2.5英寸型硬盘驱动器上,进行加载卸载(Load Unload、以下称为LUL)耐久性试验。上述硬盘驱动器中,主轴电动机的主轴为不锈钢制,磁头元件部与磁盘表面的距离为约9nm。所有磁盘的LUL耐久次数均超过60万次。另外,在LUL试验中若因与主轴材料的热膨胀系数的差异而产生变形或因高速旋转而产生翘曲,则试验中会出现崩溃故障(クラッシュ障害)和过温故障,但所有的磁盘在试验中均没有发生这些故障。
进一步地,使用搭载有DFH机构的磁头,使记录再生元件部突出、磁头元件部与磁盘表面的距离为2nm以下的状态下进行同样的LUL耐久性试验,结果LUL耐久次数超过60万次,确认到搭载有DFH机构的硬盘驱动器也可进行良好的记录再生。
由以上结果可以确认,根据本发明,能够实现可靠性高的记录再生。
将通过上述方法利用实施例的玻璃基板所制作的磁盘与通过激光的照射而辅助磁化反转的记录方式(热辅助记录方式)的磁头一起搭载于硬盘驱动器上,制作出热辅助记录方式的信息记录装置。与此不同,将所制作的磁盘与通过微波辅助的记录方式(微波辅助记录方式)的磁头一同搭载于硬盘驱动器上,制作微波辅助记录方式的信息记录装置。利用这样组合了高Ku磁性材料和能量辅助记录的信息记录装置,如上所述能够实现高密度记录。对这些能量辅助记录方式的硬盘驱动器进行与上述同样的LUL耐久性试验,结果LUL耐久次数超过60万次。进一步地,在这些硬盘中,即使DFH机构使得磁头的记录再生元件部突出、磁盘表面与磁头元件部的距离为2nm以下,在LUL耐久性试验中也显示出了与上述同样良好的结果。
另外,除了将厚度变更为0.8mm以外,与上述同样地得到磁盘用玻璃基板。在所有玻璃基板中,在1μm×1μm的范围测定出的表面粗糙度的算术平均值Ra为0.15~0.25nm的范围、在5μm×5μm的范围测定出的表面粗糙度的算术平均值Ra为0.12~0.15nm的范围、波长100μm~950μm下的表面波纹度的算术平均值Wa为0.4nm~0.5nm,为作为磁记录介质中所用的基板没有问题的范围。
进一步地,在附着层与衬底层之间形成100nm的FeTaC膜作为软磁性层,形成10nm的FePt膜或CoPt膜作为磁性层,之后在550℃~650℃的温度下进行退火,使磁性层为L10结构;除此以外,与上述同样地使用所得到的玻璃基板制作磁盘。所制作的磁盘与上述同样地具有高平坦性和良好的耐久性。
【工业实用性】
根据本发明,可以提供最适合高密度记录化的磁记录介质。
Claims (15)
1.一种磁记录介质用玻璃基板,其中,该玻璃基板含有下述玻璃:
在该玻璃中,以摩尔%表示含有
56%~75%的SiO2、
1%~11%的Al2O3、
大于0%且为4%以下的Li2O、
1%以上且小于15%的Na2O、
0%以上且小于3%的K2O,
且实质上不含有BaO;
选自由Li2O、Na2O和K2O组成的组中的碱金属氧化物的总含量为6%~15%的范围;
Li2O含量相对于Na2O含量的摩尔比(Li2O/Na2O)小于0.50;
K2O含量相对于上述碱金属氧化物的总含量的摩尔比{K2O/(Li2O+Na2O+K2O)}为0.13以下;
选自由MgO、CaO和SrO组成的组中的碱土金属氧化物的总含量为10%~30%的范围;
MgO和CaO的总含量为10%~30%的范围;
MgO和CaO的总含量相对于上述碱土金属氧化物的总含量的摩尔比{(MgO+CaO)/(MgO+CaO+SrO)}为0.86以上;
上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量为20%~40%的范围;
MgO、CaO和Li2O的总含量相对于上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量的摩尔比{(MgO+CaO+Li2O)/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO)为0.50以上;
选自由ZrO2、TiO2、Y2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5和Ta2O5组成的组中的氧化物的总含量大于0%且为10%以下;
上述氧化物的总含量相对于Al2O3含量的摩尔比{(ZrO2+TiO2+Y2O3+La2O3+Gd2O3+Nb2O5+Ta2O5)/Al2O3}为0.40以上;
该玻璃的玻璃化转变温度为600℃以上、100℃~300℃的平均线膨胀系数为70×10-7/℃以上、且杨氏模量为80GPa以上。
2.如权利要求1所述的磁记录介质用玻璃基板,其中,该玻璃基板作为磁记录介质的基板使用,所述磁记录介质在该基板上具有含有Fe和Pt、或含有Co和Pt的磁记录层。
3.如权利要求1或2所述的磁记录介质用玻璃基板,其中,该玻璃基板作为能量辅助记录用磁记录介质的基板使用。
4.如权利要求3所述的磁记录介质用玻璃基板,其中,该玻璃基板作为热辅助记录用磁记录介质的基板使用。
5.如权利要求1~4的任一项所述的磁记录介质用玻璃基板,其中,该玻璃基板在部分或全部表面具有离子交换层。
6.如权利要求5所述的磁记录介质用玻璃基板,其中,所述离子交换层是通过离子交换而形成的,该离子交换是利用选自由Na、K、Rb和Cs组成的组中的至少一种碱金属离子进行的。
7.如权利要求1~6的任一项所述的磁记录介质用玻璃基板,其中,该玻璃基板的比弹性模量为30.0MNm/kg以上。
8.如权利要求1~7的任一项所述的磁记录介质用玻璃基板,其中,该玻璃基板的相对密度为2.90以下。
9.一种磁记录介质,其中,该磁记录介质在权利要求1~8的任一项所述的玻璃基板上具有磁记录层。
10.如权利要求9所述的磁记录介质,其中,所述磁记录层含有Fe和Pt、或者含有Co和Pt。
11.如权利要求9或10所述的磁记录介质,其中,该磁记录介质为能量辅助记录用磁记录介质。
12.如权利要求11所述的磁记录介质,其中,该磁记录介质为热辅助记录用磁记录介质。
13.如权利要求9~12的任一项所述的磁记录介质,其中,所述玻璃基板在部分或全部表面具有离子交换层。
14.如权利要求13所述的磁记录介质,其中,所述离子交换层是通过离子交换而形成的,该离子交换是利用选自由Na、K、Rb和Cs组成的组中的至少一种碱金属离子进行的。
15.一种磁记录介质用玻璃基板毛坯,其中,该玻璃基板毛坯含有下述玻璃:
在该玻璃中,以摩尔%表示含有
56%~75%的SiO2、
1%~11%的Al2O3、
大于0%且为4%以下的Li2O、
1%以上且小于15%的Na2O、
0%以上且小于3%的K2O,
且实质上不含有BaO;
选自由Li2O、Na2O和K2O组成的组中的碱金属氧化物的总含量为6%~15%的范围;
Li2O含量相对于Na2O含量的摩尔比(Li2O/Na2O)小于0.50;
K2O含量相对于上述碱金属氧化物的总含量的摩尔比{K2O/(Li2O+Na2O+K2O)}为0.13以下;
选自由MgO、CaO和SrO组成的组中的碱土金属氧化物的总含量为10%~30%的范围;
MgO和CaO的总含量为10%~30%的范围;
MgO和CaO的总含量相对于上述碱土金属氧化物的总含量的摩尔比{(MgO+CaO)/(MgO+CaO+SrO)}为0.86以上;
上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量为20%~40%的范围;
MgO、CaO和Li2O的总含量相对于上述碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量的摩尔比{(MgO+CaO+Li2O)/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO)为0.50以上;
选自由ZrO2、TiO2、Y2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5和Ta2O5组成的组中的氧化物的总含量大于0%且为10%以下;
上述氧化物的总含量相对于Al2O3含量的摩尔比{(ZrO2+TiO2+Y2O3+La2O3+Gd2O3+Nb2O5+Ta2O5)/Al2O3}为0.40以上;
该玻璃的玻璃化转变温度为600℃以上、100℃~300℃的平均线膨胀系数为70×10-7/℃以上、且杨氏模量为80GPa以上。
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