CN1278974C - 用于磁信息存储媒体的玻璃陶瓷基板 - Google Patents

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Abstract

一种用于磁信息存储媒体的玻璃陶瓷基板，其特征是，主结晶相是从二硅酸锂、石英、石英固溶体、方英石、方英石固溶体中选择至少一种以上，-50～+70℃的热膨胀系数为+62～+130×10-7/℃，杨氏模量是80～150GPa，维氏硬度是4.5～15.0GPa，比重是2.2～2.8，研磨加工后的表面粗糙度(Ra)是3～9，Al2O3含有量是2～＜10%。该基板兼备与高存储密度相适应的表面平滑性。

Description

用于磁信息存储媒体的玻璃陶瓷基板
本发明涉及用于在信息存储装置中使用的磁信息存储媒体的基板，尤其是有关具有适合于接触记录方式的超平滑基板表面的，在用于磁盘等的磁信息存储媒体的玻璃陶瓷基板以及用于该磁信息存储媒体的基板上实施成膜处理形成的磁信息存储媒体。并且，在本说明书中，所谓“磁信息存储媒体”是指作为在小型计算机的硬盘使用的，固定型硬盘、活动型硬盘、卡片型硬盘、数字电视摄像机、数字照相机等中可使用的磁信息存储媒体等的盘状磁信息存储媒体。
近年来，因小型计算机的多媒体化和数字电视摄像机，数字照相机等的普及而处理运动图象和声音等大的数据，这促进了大容量磁信息存储装置的需要。因此，为了加大记录密度，磁信息存储媒体必须增加比特以及磁道密度，缩小比特单元的尺寸。并且，随着比特单元的缩小，磁头以更接近磁信息存储媒体表面的状态移动。这样，磁头对于磁信息媒体基板，以低漂浮状态(接近接触)或接触状态(接触)移动。
如上所述，随着存储容量的增加，磁头成低漂浮化或接触状态，磁信息存储媒体的基板的表面特性在平滑性上必须高于已有技术。还有，关于这些存储媒体，对于目前的固定型磁信息存储装置，可拆方式和卡片方式等的磁信息存储装置处于研究和应用阶段，数字电视摄像机、数字照相机等的用途开展也正开始，还包括给予其强度等的条件，对基板所要求的特性就更高。
过去，在磁盘基板的材料中，尽管使用铝合金，但由于在铝合金基板中，各种材料缺陷影响会产生研磨工序的基板表面突起或点状凹凸，平滑性不良。而且，由于铝合金是软材料，所以易产生变形，相应做薄是困难的。还有，因与磁头接触产生变形伤残而使介质损伤等，所以难于充分满足当今高密度记录的要求。
作为解决了铝合金基板问题的材料，虽然公知的有化学强化玻璃的钠石灰玻璃(SiO2-CaO-Na2O)和硅酸铝玻璃(SiO2-Al2O3-Na2O)，在这情况下：
(1)在化学强化后进行研磨，盘薄型板化的强化层的不稳定因素高。
(2)为了提高起动/停止(CSS)特性，在基板表面上作成凹凸网纹，但是，由于机械处理或热处理(激光加工)，因化学强化层变形而产生裂痕，可以必需实施化学蚀刻法和成膜晶界生长法，其缺点是难于实现产品的低成本稳定的生产。
(3)由于把在玻璃中的Na2O成分作为必要成分，所以成膜特性变差，为了防止Na2O的析出，必须作全面屏障涂层处理，这样就难以实现低成本稳定生产。
对于铝合金基板和化学强化玻璃基板，某些结晶玻璃是公知的。例如，日本公开专利JP-A-6-329440号公报记载的SiO2-Li2O-MgO-P2O5系结晶玻璃具有作为主结晶相的二硅酸锂(Li2O·2SiO2)以及α石英(α-SiO2)，通过控制α石英(α-SiO2)球状粒子大小，不使用已有的机械网纹、化学网纹，网纹使表面粗糙度(Ra)控制在15～50范围内，作为整个基板表面而进行研磨材料是非常优异的材料，但是作为目标的表面粗糙度(Ra)作成3～9时，这不能充分地与飞速发展的记录容量提高而进行低漂浮化相适应。并且，不能完全与后述的着陆区域相提并论。
在JP-A-7-169048号公报中，虽然公开了以在磁盘用基板表面上形成记录区域和着陆区域为特征的，在SiO2-Li2O系玻璃中含有感光性金属Au、Ag的感光性结晶玻璃，但是，这种结晶玻璃的主结晶相是由硅酸锂(Li2O·SiO2)和/或二硅酸锂(Li2O·2SiO2)组成，尤其是硅酸锂(Li2O·SiO2)，通常耐化学性差，这在实用上有很大问题。还有，当着陆区域形成时，基板的一部分(着陆区域)形成结晶，利用HF6％溶液进行化学蚀刻，但是，对于盘基板提供未结晶部分和结晶部分来说，增加了热和机械的不稳定因素。还有，有关用HF溶液的化学蚀刻，也由于溶液挥发等问题，浓度难于控制，批量生产性差。
在JP-A-9-35234号公报中虽然披露了：在SiO2-Al2O3-Li2O系玻璃中，由二硅酸锂(Li2O·2SiO2)和β-锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2)构成主结晶相的磁盘用基板，但是，该结晶玻璃的主结晶相是具有负热膨胀特性(作为结果，基板具有了低膨胀特性)的β-锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2)，这就限制了具有α石英(α-SiO2)和α方英石(α-SiO2)结晶等SiO2系的正热膨胀特性(作为结果，基板具有了高膨胀特性)的结晶析出。该结晶玻璃作为磁盘的研磨成形的中心线平均表面粗糙度在20以下，但是在实施例中所公开的中心线平均表面粗糙度在12～17范围，这对于上述要求仍然粗糙，不能充分适应随着存储容量提高对磁头低漂浮化的要求。而且，很明显析出具有负热膨胀特性的β-锂辉石结晶的材料，对与信息存储媒体装置构成部件的热膨胀率差，产生坏的影响。加上有关结晶热处理温度也必须为820～920℃的高温，所以妨碍了低成本和批量生产。
在国际公开号WO97/01164专利中，包括上述JP-A-9-35234号公报，公开了重新降低上述组成系列的Al2O3成分下限，而使结晶热处理低温(680～770℃)化的磁盘用结晶玻璃，但是其改善效果并不理想，在实施例中公开的所有结晶玻璃的结晶相依然是析出具有负热膨胀特性的β-锂霞石(Li2O·Al2O3·2SiO2)结晶，这仍对信息存储媒体装置的构成部件的热膨胀率差产生坏的影响。并且，在这些公报中，是将实质上不含MgO成分作为特征公开。
本发明目的在于提供一种磁信息存储媒体，在克服上述已有技术的缺点同时，兼备与高记录密度相适应的良好表面特性，在磁信息存储媒体用玻璃陶瓷基板以及该玻璃陶瓷基板上形成磁媒体敷膜。
为了达到上述目的，本发明者反复地锐义试验结果发现，可获得这样的磁信息存储用玻璃陶瓷：在SiO2-Li2O-K2O-MgO-ZnO-P2O5-Al2O3-ZrO2系玻璃中，在规定的热处理范围得到的结晶玻璃，其主结晶相是从二硅酸锂(Li2O·2SiO2)、石英(SiO2)、石英固溶体(SiO2固溶体)、方英石(SiO2)、方英石固溶体(SiO2固溶体)中选择至少一种以上，而且，结晶颗粒都由微小球状颗粒形体组成，研磨成形的表面特性在平滑性方面优异。从而完成了本发明。
即，本发明的权利要求1记载的磁信息存储媒体用玻璃陶瓷基板，其特征是，主结晶相是从二硅酸锂(Li2O·2SiO2，X射线衍射法的最大峰值强度的面间隔d＝3.57～3.62)、石英(SiO2，X射线衍射法的最大峰值强度的面间隔d＝3.33～3.41)、石英固溶体(SiO2固溶体，X射线衍射法的最大峰值强度的面间隔d＝3.33～3.41)、方英石(SiO2，X射线衍射法的最大峰值强度的面间隔d＝4.04～4.14)、方英石固溶体(SiO2固溶体，X射线衍射法的最大峰值强度的面间隔d＝4.04～4.14)中选择至少一种以上，-50～+70℃的热膨胀系数为+62～+130×10-7/℃，杨氏模量是80～150GPa，维氏硬度是4.5～15.0GPa，比重是2.2～2.8，研磨加工后的表面粗糙度(Ra)是3～9，Al2O3含有量是2～＜10％。
根据权利要求1的磁信息存储媒体用玻璃陶瓷基板，权利要求2记载的本发明特征是，实质上不含有Na2O，PbO。
根据权利要求1或2的磁信息存储媒体用玻璃陶瓷基板，权利要求3记载的本发明特征是，二硅酸锂的结晶颗粒直径是0.05～0.30μm，石英以及石英固溶体的结晶颗粒直径是0.10～1.00μm，方英石以及方英石固溶体的颗粒直径是0.10～0.50μm。
根据权利要求1至3任一项的磁信息存储媒体用玻璃陶瓷基板，权利要求4记载的本发明特征是，玻璃陶瓷所含各成分重量百分比是：
SiO2             70～80％
Li2O             9～12％
K2O              2～5％
MgO               0～5％
ZnO               0～3％
其中，MgO+ZnO     0～5％
P2O5           1.5～3％
ZrO2             0.5～5％
Al2O3           2～＜10％
Sb2O3+As2O3  0～2％
根据权利要求1至4任一项的磁信息存储媒体用玻璃陶瓷基板，权利要求5记载的本发明特征是，为了核的形成，将含有前述范围各成分的原始玻璃在450～550℃温度下热处理1～10小时之后，为了结晶生长，再在680～800℃温度下加热1～12小时，然后将表面研磨成粗糙度(Ra)3～9。
权利要求6记载的本发明特征是，磁盘是在基板上形成磁性膜以及根据需要形成底层、保护层、润滑膜。
下面叙述限定本发明玻璃陶瓷基板主结晶相及其颗粒直径和颗粒形状、热膨胀率、表面特性、组成、热处理条件的理由。而且，用同样的氧化物基准表示组成。
首先说明有关主结晶相，其应当是从二硅酸锂(Li2O·2SiO2)、石英(SiO2)、石英固溶体(SiO2固溶体)、方英石(SiO2)、方英石固溶体(SiO2固溶体)中选择至少一种以上。这是主结晶相影响热膨胀率、机械强度、结晶形状和由此引起的表面特性的重要因素。为了实现作为前述高密度记录用基板所要求的各种特性，这些必须是主结晶相。作为有关结晶相的α、β型没有进行规定的理由是，即便析出这些结晶系列，通过适当的控制全部都能满足结晶玻璃的物理性能。
而且，作为规定析出结晶相面间隔的理由是，在结晶玻璃中，析出结晶成为母玻璃中析出的形态，成为受周围的玻璃、其他结晶影响的形态。因此X射线衍射峰值有少许变动，为了可靠地指定主结晶相而规定面间隔。
接着叙述热膨胀率，随着记录密度的提高，由于在磁头和媒体的定位时要求高精度，所以，在媒体基板和盘的各构成部件中要求高精度尺寸。因此，不能无视与这些构成部件的热膨胀系数差的影响，必须尽可能地减小这些热膨胀系数差。然而，在制造信息磁存储装置的厂家中，由于各公司分别独自进行不同的选定，所以，要广泛地对应所用构成部件的材料，在-50～+70℃范围内，热膨胀系数应当是+62～+130×10-7/℃。
接着叙述有关比重，现在，所述磁信息存储媒体的记录密度以及数据传输速度有显著地提高，随之而来的趋势是使，磁信息存储媒体以高速转动。为了与此相适应，所用的基板材料必须是能够尽可能防止因高速转动时基板的挠曲而引起的振动。比重是与该振动密切相关的要因之一，如果比重超过2.8，虽然也与转数有关，但在高速转动时因基板本身质量易引起振动的倾向就很明显。另一方面，如果比重小于2.2，则作为高速转动时盘基板的质量是有利的，但是，自然必须限定产生上述效果的组成，在该限定的组成中，不能满足其他物理特性。从而，当与各物理特性均衡地考虑时，则比重应当是2.2～2.8。还有，为了与高速转动相适应，较好是在2.2～2.6的范围内，最好是在2.3～2.5的范围内。
作为为了防止高速转动时的振动的理想特性，还要举出杨氏模量。即若杨氏模量高，则能防止高速转动时盘的振动，所以，至少杨氏模量必须是80GPa。另一方面，从防止振动的角度考虑，上限越高越好，但是太高，则为此的组成，又使比重增高，超出前述的比重范围，进而由于基板本身的加工性能明显下降，所以，上限应当是150GPa。如果从防止振动和加工性等均衡地考虑，较好的是90～130GPa，最好是95～120Gpa。
如上所述，关于杨氏模量和比重，在防止高速转动时的振动方面，成为非常重要的因素。当更详细地研究一下有关该均衡的问题时，经过比较，可知具有最佳范围。即，当杨氏模量(GPa)/比重的值是37～50时，则可很容易地解决上述问题，再有当规定为40～50时，则可知能够获得更高级的匹配。
接着描述有关维氏硬度，最近，便携式计算机等可携带的信息机器显著地增加，在其中所用的存储装置和可拆型存储媒体等中，除了对前述盘振动的媒体基板的机械强度要求外，还要求必须具有一定的表面硬度，以耐搬运时的冲击。因此，为了解决这些课题，表面硬度必须大于4.5GPa。另一方面，若太高，则基板的可加工性能差，所以，上限必须规定为15GPa。较好是4.7～12GPa，最好是4.9～10Gpa。
接着描述有关基板实质上不含Na2O、PbO的理由。在磁性膜的高精度化和微小化中，材料中的Na2O是有问题的成分。这是由于Na离子明显使磁性膜颗粒异常生长和取向性降低，所以该成分一旦存在于基板中，则在成膜中扩散到磁性膜中，从而使磁特性降低。另外，对于PbO，由于是在环保方面差的成分，所以应尽量避开。
并且，随着磁信息存储媒体的面记录密度提高，因磁头漂浮高度处于0.025μm以下降低的方向，所以盘表面数据区域要求是使该漂浮高度可能的表面粗糙度(Ra)＝3～9。如Ra大于该值，则低漂浮的磁头与媒体相碰，引起磁头和媒体的损坏，会发生无法输入和输出数据的关键问题。
接着描述有关这些析出结晶颗粒直径。为了得到具有上述平滑性(在数据区域为3～9)的玻璃陶瓷基板，其结晶相的结晶颗粒直径成为重要因素。即当前述各结晶相的结晶颗粒直径超出规定的范围，则得不到所期待的表面粗糙度。而且，对于各结晶相的状态，在所述表面粗糙度的范围内，当要获得表面粗糙度较大的情况下，最好使其作为球状颗粒形态生长。其理由是，这些结晶相的球状颗粒露出在研磨后的表面上，不改变其光滑性且不产生毛剌，可获得良好的表面。相反，在所述表面粗糙度的范围内，在使获得表面粗糙度小的情况下，最好使细小结晶均匀分散。
接着，下面描述将原始玻璃的组成范围限定为上述状态的理由。即SiO2成分是通过原始玻璃的热处理产生作为主结晶相析出的二硅酸锂(Li2O·2SiO2)、石英(SiO2)、石英固溶体(SiO2固溶体)、方英石(SiO2)、方英石固溶体(SiO2固溶体)结晶的非常重要的成分，但是其量在小于70％时所得到的玻璃陶瓷析出结晶不稳定，组织易于粗大，而，当超过80％时则原始玻璃难于熔化成形。
Li2O成分是通过原始玻璃的热处理产生作为主结晶相析出的二硅酸锂(Li2O·2SiO2)结晶的非常重要的成分，但是，其量少于9％时，上述结晶难以析出，同时，原始玻璃也难以熔化，而且，当超过12％时，得到的结晶不稳定，组织易于粗大，化学稳定性差。
K2O成分是在使玻璃熔化性提高的同时，防止析出结晶粗大的成分，但是，若少于2％时，则达不到上述效果，若超过5％时，则析出结晶粗大，结晶相变化以及化学稳定性差。在这些均衡中，特别好的范围是在3～5％以下。
MgO、ZnO成分是具有促进把当作本发明主结晶相的二硅酸锂(Li2O·2SiO2)作为球状颗粒，把石英(SiO2)、石英固溶体(SiO2固溶体)作为多个颗粒凝聚的球状凝聚颗粒，把方英石(SiO2)、方英石固溶体(SiO2固溶体)作为促进球状颗粒析出的效果成分，可添加MgO达到5％，ZnO达到3％，其中MgO+ZnO达到5％，还有，MgO达到5％，ZnO超过3％，合计量超过5％，则难于析出理想的结晶。而且，为了使所述各结晶相成为球状颗粒状态获得的较好范围是，MgO是0.5～5％，ZnO是0.2～3％，MgO+ZnO是1.2～5％，最好范围MgO是0.5～5％，ZnO是1～2.5％，MgO+ZnO是1.2～5％。
在本发明中，P2O5成分作为玻璃的结晶核成形剂是不可缺少的，但是，其量少于1.5％时结晶核形成不充分，析出结晶相粗大，而超过3％时，因原始玻璃乳白失透而批量生产性变差。
ZrO2成分与P2O5成分一样起玻璃结晶核形成剂的作用，并且，发现是在析出结晶的细小化和提高材料的机械强度，以及提高化学稳定性方面具有显著效果的极重要成分，但是，在其量少于0.5％时无上述效果，而且，若超过5％时则原始玻璃难以熔化，同时，发生ZrSiO4等熔渣。
Al2O3成分是使玻璃陶瓷化学稳定性以及硬度提高的成分，但是，其量少于2％时无上述效果，而大于10％时熔融性、失透性差，析出的结晶相变成低膨胀结晶的β锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2)。由于β锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2)的析出明显地使材料的热膨胀系数下降，所以，必须避免该结晶的析出。还有，也受热处理条件的影响，当Al2O3不太多时，由于不产生β锂辉石，所以扩大了热处理条件的自由度，较好的范围是2～8％，还有不管在怎样的热处理条件下，都不会产生β锂辉石，这最好的范围是2～6％。
Sb2O3以及成分可作为玻璃熔化时的澄清剂添加，其量在1％以下较为理想。
其他方面，还要求基板材料无各向异性结晶、异物、杂质等的缺陷，组织紧密均匀、细小，具有充分地耐如高速转动和磁头接触以及可拆存储装置的便携式使用的机械强度，高的杨氏模量，表面硬度，本申请的玻璃陶瓷基板完全满足这些条件。
其次，为了制造本发明的磁信息存储媒体用的玻璃陶瓷基板，熔化具有上述组成的玻璃，在热成形以及/或冷加工之后，在450～550℃温度下热处理1～12小时形成结晶核，接着在680～800℃的温度下热处理约1～12小时，进行结晶。
通过这样的热处理，结晶的玻璃陶瓷主结晶相是从二硅酸锂(Li2O·2SiO2)以及石英(SiO2)、石英固溶体(SiO2固溶体)、方英石(SiO2)、方英石固溶体(SiO2固溶体)中选择至少一种以上，二硅酸锂的结晶颗粒具有球状颗粒构造，其大小具有0.05～0.30μm的直径，并且，方英石、方英石固溶体的结晶颗粒具有球状颗粒构造，其大小具有0.10～0.50μm的直径。而且，石英、石英固溶体的结晶颗粒具有多个颗粒凝聚的球状颗粒构造，其大小具有0.10～1.00μm的直径。
接着在用常规方法研磨该热处理结晶的玻璃陶瓷之后，通过抛光，得到表面粗糙度(Ra)为3～9的磁盘基板材料。
图1是表示包围处于本发明磁信息存储媒体用玻璃陶瓷基板的中心的圆形孔的着陆区域与其外周相邻的数据区域的仰视图；
图2是表示在本发明着陆区域中形成的凹凸形状的剖面图；
图3是表示在本发明着陆区域中形成的突起形状的剖面图；
图4是表示在本发明着陆区域中形成的凹凸或突起高度的剖面图；
图5是表示在本发明着陆区域中形成的凹凸或突起高度的剖面图；
图6是表示本发明玻璃陶瓷(实施例2)的HF蚀刻后，颗粒构造的电子扫描显微镜照片；
图7是表示已有的玻璃陶瓷(比较例1)的HF蚀刻后，颗粒构造的电子扫描显微镜的照片；
图8是表示本发明玻璃陶瓷(实施例3)的CO2激光照射后，凹凸的电子扫描显微镜的照片；
图9是表示已有的硅酸铝系列强化玻璃的CO2激光照射后，凹凸的电子扫描显微镜照片；
图10是表示使用在着陆区域进行磁头的启动和停止的着陆区方式的磁信息存储装置图；
图11是表示使用从磁信息存储媒体基板脱离进行磁头的启动和停止的集载方式的磁信息存储装置图。
符号的说明：1.玻璃陶瓷基板
            2.数据区域
            3.着陆区域
            4.环的区域
            5.圆形孔
接着说明本发明的最佳实施例。表1是制造各玻璃或玻璃陶瓷时的熔化原料温度一览表。表2～5同时表示本发明磁盘用玻璃陶瓷基板组成实施例(No.1～10)，以及作为组成比较例的Li2O-SiO2系2种玻璃陶瓷(比较例1：JP-A-62-72547号公报记载的，比较例2：JP-A-9-35234号公报记载的)的晶核形成温度、结晶温度、结晶相、结晶颗粒直径、结晶颗粒形体、研磨数据区域形成的表面粗糙度(Ra)。
表1
根据组成系列分类 玻璃熔解温度(℃)
Al2O3-SiO2系玻璃 800～900
MgO-Al2O3-SiO2系玻璃陶瓷 1300～1400
ZnO-Al2O3-SiO2系玻璃陶瓷 1250～1350
Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃陶瓷 1300～1400
根据本发明的玻璃陶瓷 950～1150
表2
  项目     实施例
    1     2     3
  SiO2     76.5     76.5     76.5
  Li2O     10.5     10.5     10.5
  P2O5     2.3     2.3     2.3
  ZrO2     1.9     1.9     1.9
  Al2O3     3.5     3.5     3.5
  MgO     0.8     0.8     0.8
  ZnO     0.5     0.5     0.5
  K2O     3.8     3.8     3.8
  Sb2O3     0.2     0.2     0.2
  晶核形成温度(℃)     540     540     540
  结晶温度(℃)     730     760     780
  主结晶结晶颗粒直径(平均)结晶状态     二硅酸锂Li2Si2O50.1μm球状颗粒     二硅酸锂Li2Si2O50.1μm球状颗粒     二硅酸锂Li2Si2O50.1μm球状颗粒
    方英石SiO20.3μm球状颗粒     方英石SiO20.3μm球状颗粒
    石英SiO2 0.3μm凝聚球状颗粒
  热膨胀系数(×10-7/℃)《-50～+70℃》     62     70     76
  杨氏模量(GPa)     85     90     120
  维氏硬度(GPa)     7     9     12
  比重     2.35     2.40     2.50
  表面粗糙度Ra()     3     4     8
表3
  项目 实施例
4  5 6
  SiO2 75.9  76.5 76.8
  Li2O 10.5  10.5 10.5
  P2O5 2.5  2.3 2.0
  ZrO2 2.5  2.0 1.9
  Al2O3 3.5  3.5 3.5
  MgO 0.6  1.0 0.8
  ZnO 0.5  0.5 0.5
  K2O 3.8  3.5 3.8
  Sb2O3 0.2  0.2 0.2
  晶核形成温度(℃) 520  540 540
  结晶温度(℃) 770  760 780
  主结晶结晶颗粒直径(平均)结晶状态 二硅酸锂Li2Si2O50.1μm球状颗粒  二硅酸锂Li2Si2O50.1μm球状颗粒 二硅酸锂Li2Si2O50.1μm球状颗粒
方英石SiO20.3μm球状状颗粒  方英石SiO20.3μm球状颗粒 方英石SiO20.3μm球状颗粒
石英SiO2 0.3μm凝聚球状颗粒
  热膨胀系数(×10-7/℃)《-50～+70℃》 72  74 79
  杨氏模量(GPa) 111  100 142
  维氏硬度(GPa) 10  8 12
  比重 2.55  2.47 2.55
  表面粗糙度Ra() 3  6 9
表4
  项目   实施例
  7   8   9
  SiO2   76.0   76.5   76.5
  Li2O   11.0   10.0   10.5
  P2O5   2.0   2.3   2.4
  ZrO2   1.9   1.9   1.5
  Al2O3   3.8   3.5   3.5
  MgO   1.0   1.3   0.8
  ZnO   0.3   0.5   0.8
  K2O   3.8   3.8   3.8
  Sb2O3   0.2   0.2   0.2
  晶核形成温度(℃)   540   530   540
  结晶温度(℃)   750   740   780
  主结晶结晶颗粒直径(平均)结晶状态   二硅酸锂Li2Si2O50.1μm球状颗粒   二硅酸锂Li2Si2O50.1μm球状颗粒   二硅酸锂Li2Si2O50.1μm球状颗粒
  方英石SiO20.1μm球状颗粒
  石英SiO2 0.3μm凝聚球状颗粒   石英SiO2 0.2μm凝聚球状颗粒
  热膨胀系数(×10-7/℃)《-50～+70℃》   65   67   78
  杨氏模量(GPa)   110   122   125
  维氏硬度(GPa)   7   7   9
  比重   2.41   2.48   2.50
  表面粗糙度Ra()   3   4   9
表5
 项目  实施例  比较例
 10  1  2
 SiO2  76.0  80.0  73.5
 Li2O  10.5  8.2  13.5
P2O5 2.5 2.5 2.3
 ZrO2  2.2  Na2O 1.0  1.9
 Al2O3  3.4  3.0  3.5
 MgO  0.9  0.8
 ZnO  0.4  1.0  0.5
 K2O  3.9  3.5  3.8
 Sb2O3  0.2  0.3  0.2
 晶核形成温度(℃)  560  540  540
 结晶温度(℃)  770  800  780
 主结晶结晶颗粒直径(平均)结晶状态  二硅酸锂Li2Si2O50.1μm球状颗粒  二硅酸锂Li2Si2O51.5μm针状颗粒  二硅酸锂Li2Si2O51.0μm球状颗粒
 方英石SiO20.3μm球状颗粒  方英石SiO20.3μm球状颗粒  方英石SiO20.3μm球状颗粒
 石英SiO2 0.3μm凝聚球状颗粒
 热膨胀系数(×10-7/℃)《-50～+70℃》  75  60  61
 杨氏模量(GPa)  120  80  80
 维氏硬度(GPa)  12  6  7
 比重  2.58  2.48  2.45
 表面粗糙度Ra()  4  12  11
本发明上述实施例的玻璃是把所有氧化物、碳酸盐、硝酸盐等的原料混合，将这些用传统的熔解装置在约1350～1450℃温度下熔解拌匀后作成盘状，冷却后得到成形体。其后将此在450～550℃温度下热处理约1～12小时形成结晶核之后，在680～800℃温度下作1～12小时的热处理结晶，得到所要求的玻璃陶瓷。接着将上述玻璃陶瓷用平均颗粒直径为5～30μm的磨料研磨约10～60分钟，其后用平均颗粒直径为0.5～2μm的氧化铈研磨约30～60分钟后完成。再把研磨过的玻璃陶瓷沿CO2激光系统固定，使玻璃陶瓷盘基板转动，照射脉冲激光，给着陆区域形成凹凸或突起。
图6、7中表示本发明实施例例以及比较例的结晶形体。图6是表示本发明实施例(No.2)玻璃陶瓷的HF蚀刻后，颗粒构造的电子扫描显微镜照片；图7是表示已有的玻璃陶瓷(比较例1)的HF蚀刻后，颗粒构造的电子扫描显微镜照片；图8是表示本发明玻璃陶瓷(实施例3)CO2激光照射后，凹凸的电子扫描显微镜照片；图9是已有的硅酸铝系列强化玻璃的CO2激光照射后，凹凸的电子扫描显微镜照片。
根据表2～5以及图6、7，在本发明与已有的Li2O-SiO2系玻璃陶瓷比较例中，结晶相的二硅酸锂(Li2Si2O5)的结晶颗粒直径以及结晶形体全部不同，本发明的玻璃陶瓷从二硅酸锂(Li2Si2O5)以及、石英(SiO2)、石英固溶体(SiO2固溶体)、方英石(SiO2)、方英石固溶体(SiO2固溶体)中选择至少一种以上是球形体，而且结晶颗粒直径是细小的，相反，比较例1的玻璃陶瓷的二硅酸锂(Li2Si2O5)是针状形体，而且结晶颗粒直径大于1.0μm。在要求更加平滑的情况下，这对于通过研磨成的表面粗糙度和结晶颗粒的脱落产生的缺陷有影响，比较例1、2的玻璃陶瓷显示了难于得到在11以下的更平滑的优异表面特性。
再者，比较例2的玻璃陶瓷虽然在其主结晶相中含有β方英石，但是，因结晶颗粒直径大，所以表面粗糙度(Ra)大，由于热膨胀系数为61，还没有达到所要求的范围，所以对于磁信息存储媒体用装置不适合作为磁信息存储媒体用材料。
在根据上述实施例得到的玻璃陶瓷基板上，用DC溅射法形成各膜：Cr中间层(80nm)、Co-Cr磁性层(50nm)、SiC保护膜(10nm)。接着涂敷全氟聚醚系润滑剂(5nm)，得到磁信息存储媒体。这样得到的磁信息存储媒体，由于其良好的表面粗糙度，可比过去降低漂浮高度，并且，即便按照集载方式，以磁头和媒体接触的状态作输入输出，也不会损坏磁头和媒体，而可进行磁信号的输入输出。
图1表示本发明磁信息存储媒体用玻璃陶瓷基板的一个例子。具有着陆区域3和与其相邻的数据区域2，着陆区域3包围位于基板1中心的圆形孔5。4表示称为环的区域。
图2以及图3分别表示在着陆区域形成的凹凸形状一例和突起形状的一例。并且，图4以及图5分别表示在着陆区域形成的凹凸或突起的间隔以及高度的一例。
图10表示使用在着陆区域作磁头的启动和停止的着陆区方式的磁信息存储装置。此外，图11表示使用脱离磁信息存储媒体基板进行磁头的启动和停止的磁头集载方式的磁信息存储装置。
如上所述，根据本发明，解决了上述已有技术中发现的问题，可提供能使磁头稳定漂浮，同时与高记录密度相适应的磁信息存储媒体用玻璃陶瓷基板及其制造方法，还有在该玻璃陶瓷基板上形成磁媒体的磁信息存储媒体。

Claims (5)

1.一种用于磁信息存储媒体的玻璃陶瓷基板，其特征是，主结晶相是从二硅酸锂，即Li2O·2SiO2，其X射线衍射法的最大峰值强度的面间隔d＝3.57～3.62、
石英，即SiO2，其X射线衍射法的最大峰值强度的面间隔d＝3.33～3.41、石英固溶体，即SiO2固溶体，其X射线衍射法的最大峰值强度的面间隔d＝3.33～3.41、
方英石，即SiO2，其X射线衍射法的最大峰值强度的面间隔d＝4.04～4.14、和
方英石固溶体，即SiO2固溶体，其X射线衍射法的最大峰值强度的面间隔d＝4.04～4.14
中选择至少一种以上，-50～+70℃的热膨胀系数为+62～+130×10-7/℃，杨氏模量是80～150GPa，维氏硬度是4.5～15.0GPa，比重是2.2～2.8，研磨加工后的表面粗糙度Ra是3～9，
以重量百分率计各成分的含量范围是：
SiO2                        70～80％
Li2O                        9～12％
K2O                         2～5％
MgO                          0～5％
ZnO                          0～3％
其中，MgO+ZnO                0～5％
P2O5                      1.5～3％
ZrO2                        0.5～5％
Al2O3                      2～＜10％
Sb2O3+As2O3             0～2％。
2.根据权利要求1的用于磁信息存储媒体的玻璃陶瓷基板，其特征是，不包括Na2O，PbO。
3.根据权利要求1或2的用于磁信息存储媒体的玻璃陶瓷基板，其特征是，二硅酸锂的结晶颗粒直径是0.05～0.30μm，石英以及石英固溶体的结晶颗粒直径是0.10～1.00μm，方英石以及方英石固溶体的颗粒直径是0.10～0.50μm。
4.根据权利要求1或2的用于磁信息存储媒体的玻璃陶瓷基板，其特征是，为了晶核的形成，将含有前述范围各成分的原始玻璃在450～550℃温度下热处理1～12小时之后，为了结晶生长，再在680～800℃温度下加热1～12小时，然后将表面研磨成粗糙度Ra3～9。
5.一种磁盘，是通过在权利要求1至4任一项的用于磁信息存储媒体的玻璃陶瓷基板上形成磁性膜以及根据需要形成底层、保护层、润滑膜制得的。
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