CN1944305A - 无机组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无机组合物，其在水平磁记录方式以及垂直磁记录方式的任一方式中，兼具可充分适应于用于高密度记录的斜坡加载(ramp load)方式的良好表面特性，具有可耐高速旋转化的高强度，也兼具与各驱动部件相一致的热膨胀特性或耐热性，可用于熔融温度低而生产性高的信息记录媒体用磁盘基板等。其是包含选自以α－石英(α－SiO₂)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、一硅酸锂(Li₂SiO₃)所组成的群组中的1种或2种以上结晶相的无机组合物。或者是至少含有一硅酸锂(Li₂SiO₃)结晶相的无机组合物。而且，呈现这些无机组合物中所含有结晶相的粒子的平均粒子径为1μm以下。而且，无机组合物的环弯曲强度为300MPa以上，研磨加工后的表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)为以下。

Description

无机组合物

技术领域

本发明涉及一种无机组合物，其粒子径微小，具有良好的机械强度及经过酸或碱的表面处理后基板表面粗糙度变化小的优异的表面粗糙度，而且具有与其他材料适应性良好的热膨胀特性。特别是涉及一种用于各种信息磁记录装置的磁记录媒体用基板，其中特别是涉及在垂直磁记录媒体中兼具表面超平滑性、清洁性、高强度的磁盘状信息记录媒体用基板者。另外，本发明中所谓「信息记录媒体」，是指可用作个人电脑的硬盘，并指可用于固定硬盘、移动硬盘、卡型硬盘、数码摄像机或数码相机、音频用硬盘、汽车导航系统用硬盘、移动电话用硬盘的信息磁记录媒体。

背景技术

近年来，如个人电脑的多媒体化或者数码摄像机及数码相机等需处理影像及声音等大量数据，因此必须有大容量信息磁记录装置。其结果是，为增加面记录密度，倾向于增加信息磁记录媒体的位密度(bit density)及磁道密度(track density)，从而缩小储存单元(bit cell)。与此相对应，磁头随着储存单元的缩小，更接近于磁盘表面运作。如此，当磁头以对于信息磁记录媒体磁盘基板为低上浮状态或接触状态(Contact)运作时，作为磁头的启动及停止技术，在信息磁记录媒体磁盘基板的规定部分(磁盘内径侧或外径侧的未记录部分)进行防吸附处理(表面处理等)，因此对进行磁头的启动及停止的着陆区(landing zone)方式等技术的开发变得重要。

目前的信息磁记录装置，是以重复进行磁头在装置启动前与信息磁记录媒体磁盘基板接触而在装置启动时浮于信息磁记录媒体磁盘基板之上的动作的CSS(Contact StartStop)方式运行。此时，如果两者的接触面超出必要而成为镜面，则随着发生吸附及摩擦系数的增大会发生旋转启动不顺利、及信息磁记录媒体表面受损等问题。如此，对信息磁记录媒体磁盘基板要求有：随着记录容量的增大而磁头的低上浮化及防止磁头在信息磁记录媒体磁盘基板上的吸附的相反要求。对于这些相反要求，业界正在开发在信息磁记录媒体磁盘基板的特定区域，制造磁头的启动及停止部件的着陆区技术。

进而，如果记录密度超过100Gb/in²，则如此小的磁化单元变得对热不稳定，因此对于超过100Gb/in²的高记录密度化的要求来说，面内记录方式已达到物理学极限。

对此，过去一直采用垂直磁记录方式，此垂直磁记录方式因为将易磁化轴设为垂直方向，所以可极大地减小储存大小，而且通过具有所期望的媒体膜厚度(面内记录方式的5～10倍)亦可获得减小消磁场或者获得形状磁异向性的效果，因此可解决在以前面内方向的磁记录方式的高密度化中所产生的记录能量减少或对热不稳定的问题，从而可实现比水平磁记录方式更大的记录密度增加效果。因此，在垂直磁记录方式中，在实用水平上达到100Gb/in²以上的记录密度已可达到大量生产水平，对于超过300Gb/in²的记录密度的研究也正已进行。

在此垂直磁记录方式中，因为沿与媒体面垂直方向上进行磁化，所以与以前沿面内方向上具有易磁化轴的媒体不同，使用沿垂直方向具有易磁化轴的媒体。作为垂直磁记录方式的记录层，现进行的研究以及实用化的是CoCrPt、CoCrPt-Si、CoCrPt-SiO₂等Cr系合金，FePt等Fe系合金等。

然而，如此以FePt等为代表的氧化物类媒体，因为使磁性体结晶粒子微小化以及沿垂直方向上生成，所以需将成膜温度提高，另外于近期研究中，也有时为了提高其磁特性而在高温(300～900℃左右)下进行退火。因此，基板材料必须即使在如此高温下也可以耐受，不允许产生基板变形或表面粗糙度的变化等。

而且，如果垂直磁记录媒体也随着记录密度的提高而磁头上浮高度为15nm以下，则有低上浮化的倾向，进而存在近接式记录或接触式记录化的方向。另一方面，因为将媒体表面有效地用作数据区域，所以从以前设置着陆区域的方式变为无着陆区域的斜坡加载(ramp loading)方式。因此，因为碟片磁盘表面的数据区域或基板表面整个面可以降低此上浮高度或者可进行接触记录，所以必须为超平滑面。

而且，这些磁记录媒体基板并不影响成膜的媒体结晶，因此并没有结晶异向性、异物、杂质等，组织也必须是致密均质、微细，而且可耐受各种药品的清洗或蚀刻，因此必须具有化学耐久性。

另外，虽然为了谋求现今的信息高速化进行了磁记录装置的信息磁记录媒体磁盘基板高速旋转化方面的技术开发，但是高速旋转化会产生弯曲或变形，因此要求基板材料具有高机械强度。此外，相对于目前的固定型信息磁记录装置来说，可移动式或卡式等信息磁记录装置正处于研究及实用化阶段，而对于在数码摄像机、数码相机等中的应用也开始研究。

然而，在以前磁盘基板材料中大量使用铝合金，但是铝合金制基板于研磨步骤中易在基板表面产生突起或斑点状凹凸，从而难以获得充分的平坦性及平滑性。而且，因为铝合金是柔软材料且易变形，所以难以适应薄型化。进而，因为存在高速旋转时的弯曲而导致产生磁头破损且损伤媒体等问题，所以铝合金并非可以充分适应今后高密度记录化的材料。而且，因为磁记录方式中最重要的是成膜时的耐热温度须小于300℃，所以如果在300℃以上进行成膜加工，或者在500～900℃左右的高温下进行退火(annealing)，则基板会发生热变形。因此，作为需要进行如此高温处理的磁记录媒体用基板的应用较为困难。

另外，作为解决铝合金基板问题的材料，目前已知有：经化学强化的钠钙玻璃(sodalime glass，SiO₂-CaO-Na₂O)或者铝硅酸盐玻璃(SiO₂-Al₂O₃-Na₂O)。

在这些情况下，因为研磨是在化学强化处理后进行，所以在磁盘薄板化时强化层的不稳定因素较多，而且基板本身的耐热性较低。即，因为在规定样品中将磁记录媒体在300□以上进行高温成膜后，以规定方法所测定的平坦度变差，所以产生了媒体成膜后产生变形的问题，或者产生基板内碱成分溶出并且是给膜带来损伤的问题根源，或者产生强化层及未强化层的变质较大的问题。

而且，作为克服上述化学强化玻璃基板缺点的材料，目前开发了含有二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)结晶以及α-石英(α-SiO₂)结晶的SiO₂-Li₂O-P₂O₅类结晶化玻璃、含有二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)结晶及β-锂辉石(LiAlSi₂O₆)结晶的SiO₂-Al₂O₃-Li₂O类结晶化玻璃等各种结晶化玻璃(例如，专利文献1～专利文献11等)。

【专利文献1】日本专利特开昭62-72547号公报

【专利文献2】日本专利特开平6-329440号公报

【专利文献3】日本专利特开平7-169048号公报

【专利文献4】日本专利特开平9-35234号公报

【专利文献5】美国专利第5336643号说明书

【专利文献6】美国专利第5028567号说明书

【专利文献7】日本专利特开平10-45426号公报

【专利文献8】日本专利特开平11-16143号公报

【专利文献9】日本专利特开2000-233941号公报

【专利文献10】日本专利特开2000-302481号公报

【专利文献11】日本专利特开2001-184624号公报

[发明所欲解决的问题]

然而，专利文献1中所记载的Li₂O-Al₂O₃-SiO₂类结晶化玻璃，具有二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)及α-方石英(α-cristobalite)作为其结晶相，析出此结晶相有利于在适当范围内控制热膨胀系数，并且获得强度高的磁盘基板，但是相对于目标而言表面粗糙度(Ra)较大，因此无法充分适应伴随记录容量快速增加的磁头低上浮化。

另外，专利文献2所记载的SiO₂-Li₂O-MgO-P₂O₅类结晶化玻璃，具有二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)以及α-石英(α-SiO₂)作为其结晶相；通过控制α-石英(α-SiO₂)的球状粒子大小，可在不使用以前机械表面处理、化学表明处理下，将研磨后的表面粗糙度(Ra)控制在15～50范围内，其作为基板表面全部的表明材料是非常优异的材料。然而，其与目标的表面粗糙度(Ra)为10以下相比为过大，因而无法充分适应伴随快速进展的记录容量增加磁头的低上浮化。而且，因为与强化玻璃相同，其耐热性低，所以会产生在媒体成膜后或退火后基板发生变形的问题，其他也会产生表面粗糙度变化的问题。

而且，专利文献3中公开了一种于SiO₂-Li₂O类玻璃中含有感光性金属Au、Ag的感光性结晶化玻璃，专利文献4公开中公开了一种于SiO₂-Al₂O₃-Li₂O类玻璃之主结晶相是由二硅酸锂(Li₂Si₂O₃)及β-锂辉石(LiAlSi₂O₆)所构成的磁盘用基板，但因为任一玻璃陶瓷基板材料均与上述结晶化玻璃相同耐热性低，所以会产生在媒体成膜后或退火后基板变形的问题，或者其他也会产生表面粗糙度变化的问题。

而且，专利文献4中，SiO₂-Al₂O₃-Li₂O类玻璃中的主结晶相是由二硅酸锂(Li₂Si₂O₃)及β-锂辉石(LiAlSi₂O₆)所构成的磁盘用基板，并且重新使上述结晶化热处理低温化(680～770℃)，以使β-锂霞石(Li₂Al₂Si₂O₈)析出。但是，这些结晶化玻璃基板虽与经化学强化的非晶系玻璃相比碱溶出较少，但仍然会有碱溶出，对于近年来显著的记录媒体高密度化倾向来说，即使是这些结晶化玻璃基板，仍会产生因碱溶出而引起的「记录媒体的磁特性降低」、「基板表面附着有缺陷」、「不连续记录的问题」等问题。

而且，专利文献5中公开了一种SiO₂-Al₂O₃-Li₂O类低膨胀透明结晶化玻璃，专利文献6中公开了一种SiO₂-Al₂O₃-ZnO类结晶化玻璃，但是对于其中任一玻璃陶瓷材料，也完全没有作为垂直磁记录媒体用基板材料的与如上述耐热性(即，经过规定温度环境(于500℃以上5分钟以上)之后，以规定方法测定的平坦度大小)相关的研究或说明。关于特别重要的高温成膜后或退火后维持基板表面的超平滑性，尚无任何讨论。

而且，专利文献7以及专利文献8中，介绍了以从SiO₂-Li₂O-K₂O-P₂O₅-Al₂O₃类结晶化玻璃，以及专利文献10中介绍了从SiO₂-Li₂O-P₂O₅-Al₂O₃类结晶化玻璃中析出二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、二硅酸锂与α-石英(α-SiO₂)的混晶、或者二硅酸锂与α-方石英(α-SiO₂)的混晶、或者二硅酸锂与α-方石英与α-石英的混晶作为结晶相为特征的激光表明处理用结晶化玻璃技术。但是，成为目前目标的表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)为10以下，优选5.0以下，更优选3.0以下，最优选2.0以下，其无法充分适应与急速进展的记录容量增加相适应的低上浮化。

而且，专利文献9中介绍了以从SiO₂-Li₂O-K₂O-P₂O₅-ZrO₂-Al₂O₃类结晶化玻璃中析出二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、二硅酸锂与α-石英(α-SiO₂)的混晶、二硅酸锂与α-方石英(α-SiO₂)的混晶、或者二硅酸锂与α-方石英与α-石英的混晶；专利文献11中介绍了从SiO₂-Li₂O-K₂O-P₂O₅-ZrO₂-Al₂O₃-Na₂O类结晶化玻璃中析出二硅酸锂与α-石英(α-SiO₂)的混晶、二硅酸锂与β-锂辉石(β-Li₂Al₂Si₄O₁₂)的混晶为其特征的高记录密度用结晶化玻璃基板技术。利用此技术制造出的结晶化玻璃，可通过研磨加工而确保于原子水平上的平滑性，但是作为磁性膜的成膜过程中所实施各种清洗的影响，则在表面性状方面产生大的平滑性变化或者微小突起的问题。

接着，这些结晶化玻璃，因为其结晶相与非晶质相的硬度不同，所以即使在抛光加工后，结晶相与非晶质相之间也不可避免地产生微小的凹凸，此凹凸起着使磁头不吸附于磁盘基板上的作用。

另一方面，信息磁记录装置，对应于上述着陆区(landing zone)技术，业者也开发了完全接触磁头、在启动停止时将磁头从信息磁记录媒体磁盘基板上取出的斜坡加载(ramp load)技术(磁头的接触记录)，因而防止磁头吸附于磁盘基板上的凹凸变得不再必要。因此，通过将基板表面制成超平滑面，可在显著近接于信息记录媒体表面的状态下运作，从而可以缩小储存单元的大小并且提高记录密度。

因此，为了即使在此显著低的上浮高度或者接触状态下也不会引起磁头破损或媒体破损，则基板表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)优选10以下，为了获得如此超平滑研磨面，则要求平均结晶粒子径为微小。

而且，因为伴随记录密度的增加，在磁头及媒体的定位上要求具有高精度，所以磁盘基板或磁信息记录装置的各构成部件中要求具有高尺寸精度。因此，也不可忽视对于这些构成部件的平均热膨胀系数差值的影响，所以必须极力减小这些平均热膨胀系数的差值。进而，严格地说，大多是优选磁盘基板的平均热膨胀系数也极小程度地大于这些构成部件的平均线膨胀系数。特别是，小型磁信息记录媒体中所使用的构成部件的热膨胀系数为+90～+100(×10^-7℃^-1)左右的构成部件被充分使用，而磁盘基板也必须具有此程度的热膨胀系数，即使其热膨胀系数偏离1(×10^-7℃^-1)也会产生写入误差的缺点，但是在驱动方面的设计中扩大此热膨胀系数的范围，使得热膨胀系数的自由度变得有利，从而即使是低热膨胀系数的构成部件也可在驱动设计中得到通用。即，即使热膨胀系数为+60～+80(×10^-7℃^-1)左右，构成部件也可以使用。

本发明的目的是提供一种熔融温度低而生产性高的信息记录媒体用磁盘基板用等的无机组合物，其适应于如上述的磁信息记录装置的设计改良，在水平磁记录方式以及垂直磁记录方式的任一方式中，兼具也可充分适应用于高密度记录的斜坡加载方式的良好表面特性，具有可耐受高速旋转化的高强度，兼具与各驱动部件一致的热膨胀特性及耐热性。

发明内容

本发明者为了实现上述目的而努力进行试验研究，结果发现可获得一种无机组合物，其含有一种或二种以上选自以一硅酸锂(Li₂SiO₃)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、α-石英(α-SiO₂)所组成的群组中的结晶相、或者至少含有一硅酸锂(Li₂SiO₃)的结晶相，其在经研磨而形成的表面平滑性方面极为优异，具有也可适应信息记录装置高速旋转的高强度，另外在兼具与驱动构成部件相一致的热膨胀特性方面，与以前的信息记录媒体等中所使用的结晶化玻璃等无机组合物相比更为有利，从而完成了本发明。特别是，使用实现本发明目的的结晶化玻璃等无机组合物的信息记录媒体用磁盘基板等，就其表面平滑性而言，适用于斜坡加载方式。更具体而言，本发明提供如下物质。

(1)一种无机组合物，其含有选自以α-石英(α-SiO₂)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、一硅酸锂(Li₂SiO₃)所组成的群组中的一种或两种以上的结晶相。

含有一种或两种以上选自以α-石英(α-SiO₂)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、一硅酸锂(Li₂SiO₃)所组成的群组中的结晶相的无机组合物，特别是大多数SiO₂-Li₂O类结晶化玻璃，伴随结晶化温度达到高温，不仅结晶化度增加，结晶也向SiO₂富集相转移。如果为了使此无机组合物结晶化而加热(升温)，则在无机组合物内发生分相，在分相界面产生结晶核，之后生成Li₂SiO₃(一硅酸锂)，Li₂Si₂O₅(二硅酸锂)，根据情况由此转变为α-石英(α-SiO₂)，通过Al离子等的固溶而转变为β-石英类化合物。

因为这些结晶相在比较低的温度下析出，所以析出微小的晶粒，并且可容易地获得优异的表面性、物理特性。另外，因为在上述一硅酸锂(Li₂SiO₃)与二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)的结晶相共存的结晶化温度区域的较低温度区域中，结晶粒子径非常微小，所以可获得特别好的表面粗糙度、环弯曲强度；因为粒子径大的α-石英(α-SiO₂)微粒子析出的比例较小，所以表面平滑性变得更为优异。然而，如果成为超平滑面，则磁头与媒体的吸附力增大，从而引起媒体破损，所以当不需要超平滑面而需要适度平滑性时，通过将α-石英(α-SiO₂)适度析出，可以在不引起媒体破损的情况下获得所期望的平滑面。

而且，一般在同类化合物之间，热膨胀系数根据温度范围可能有若干变化，但是有Li₂SiO₃＜Li₂Si₂O₅＜α-SiO₂的关系成立，如果α-SiO₂的热膨胀系数是在高温区域内，则可超过+200(×10^-7℃^-1)。因为此类原玻璃的热膨胀系数为+60～+100(×10^-7℃^-1)左右，所以如果有热膨胀系数差值大的α-SiO₂等析出，则结晶与原玻璃之间的偏离易变大，从而易对强度产生影响。因此，Li₂SiO₃具有与原玻璃的热膨胀系数的差值比α-SiO₂为更小的优点。

另外，已知在原玻璃以及上述结晶之间的耐酸性中，一般有Li₂SiO₃＜原玻璃＜Li₂Si₂O₅＜α-SiO₂的关系成立。在使用CeO₂(氧化铈)等进行研磨之后，为了清洗附着于表面的残余研磨剂，使用氢氟酸浸透进行表面清洁化。其结果是，如果与原玻璃的耐酸性差值特别是使用氢氟酸的溶解速度差值较大，则表面清洁化后的表面粗糙度会变差。Li₂SiO₃不仅比原玻璃的耐酸性差，而且在针对氢氟酸的溶解速度上也有差异。然而，因为从600℃的较低温度开始有结晶生长，并且结晶粒子径非常微小，所以即使有对氢氟酸的溶解速度的差异，也可获得特别好的表面粗糙度。另一方面，因为Li₂Si₂O₅、α-SiO₂的耐酸性强，从而对氢氟酸的溶解速度也较慢，所以可获得良好的表面粗糙度。另外，优选的是，本发明的玻璃陶瓷的主结晶相中，极力不含有具有负热膨胀特性的β-锂辉石、β-锂霞石(eucryptite)、β-方石英(β-SiO₂)，或其他透辉石(diopside)、顽辉石(enstatite)、云母、α-鳞石英(tridymite)、富氟石(Fluorrichiterite)等。

另外，所谓结晶化玻璃，是指由通过对具有特定组成的原玻璃进行再加热而结晶化的多结晶体结晶质及玻璃质所构成的多结晶体。

(2)一种无机组合物，其含有一硅酸锂(Li₂SiO₃)的结晶相。

大多数SiO₂-Li₂O类结晶化玻璃随着结晶化温度达到高温，不仅结晶化度增加，而且结晶也向SiO₂富集相转移。如果为了使此玻璃结晶化而加热(升温)，则会引起玻璃内的分相，从而会在分相界面产生结晶核，然后生成Li₂SiO₃，Li₂Si₂O₅根据情况由此变为α-SiO₂，通过Al离子等的固溶而向β-石英系化合物转移。一般在同类化合物之间，热膨胀系数根据温度范围有可能产生若干变化，但是有Li₂SiO₃＜Li₂Si₂O₅＜α-SiO₂关系成立，如果α-SiO₂的热膨胀系数在高温区域内，则热膨胀系数超过+200(×10^-7℃^-1)。因为此类原玻璃热膨胀系数为+60～+100(×10^-7℃^-1)左右，所以如果有热膨胀系数差值较大的α-SiO₂等析出，则结晶与原玻璃之间的偏离容易变大，容易对强度产生影响。因此，Li₂SiO₃具有与原玻璃的热膨胀系数的差值比α-SiO₂更小的优点。

另外，已知在原玻璃以及上述结晶之间的耐酸性中，通常有Li₂SiO₃＜原玻璃＜Li₂Si₂O₅＜α-SiO₂关系成立。在使用CeO₂(氧化铈)等进行研磨后，为了清洗附着于表面的残余研磨剂，而进行利用氢氟酸浸透的表面清洁化。其结果是，如果与原玻璃的耐酸性差值特别是使用氢氟酸的溶解速度差值较大，则表面清洁化后的表面粗糙度会变差。Li₂SiO₃的耐酸性也比原玻璃的差，对氢氟酸的溶解速度也较差，但是自600℃这一较低温度起开始有结晶生长，而结晶粒子径非常微小，因此对于对氢氟酸的溶解速度并未产生影响，从而可以获得与析出Li₂Si₂O₅或α-SiO₂相比亦特别好的表面粗糙度。

(3)如第(2)项所述的无机组合物，其进一步含有二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、α-石英(α-SiO₂)中的至少一种结晶层。

根据本发明的无机组合物，因为结晶粒子径微小，所以经研磨而形成的表面变得极为平滑而且具有高环向弯曲强度。即，因为二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)是在700℃温度下开始生成结晶，所以可在比以前的结晶化玻璃较低的温度下生成结晶化玻璃。而且，由于析出的结晶的粒子径微小、与原玻璃相似的热膨胀系数等、以及具有与一硅酸锂(Li₂SiO₃)相同的特性，因此可获得超平滑的研磨面。然而，如果成为超平滑面，则磁头与媒体的吸附力变大，从而引起媒体破损，因此变得不需要超平滑面而只需要适度的平滑性。因此，通过使粒子径较大的α-石英(α-SiO₂)适度析出，可在不引起媒体破损的情况下获得所期望的平滑面。

(4)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其中表现上述结晶相的粒子的平均粒子径为1μm以下。

(5)如第(1)或(2)所述的无机组合物，其中表现上述结晶相的粒子的平均粒子径为100nm以下。

(6)如第(1)或(2)所述的无机组合物，其中表现上述结晶相的粒子的平均粒子径为50nm以下。

(7)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其中表现上述结晶相的粒子的平均粒子径为1nm以上、50nm以下。

根据第(4)至(7)项的发明，因为表现结晶相的粒子的平均粒子径为1μm以下，优选100nm以下，更优选50nm以下，最优选1nm以上、50nm以下，所以可获得超平滑的研磨面。因此，当制作信息记录媒体用磁盘基板等基板时，因为基板的表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)成为10以下、优选5以下、更优选3以下、最优选2以下，所以即使磁头与基板的距离较短而造成基板的突起与磁头产生碰撞，也不会引起磁头破损或基板破损。因此，可以提高记录密度。而且，通过将如此微小的结晶均匀析出，而提高无机组合物的机械强度，并且环弯曲强度的下限为300MPa以上、优选450MPa以上、更优选500MPa以上、最优选750MPa以上，上限优选1600MPa以下。因此，例如在制作磁记录媒体用磁盘基板等基板时，可提高面记录密度，因为提高了记录密度，所以即使基板自身高速旋转也不会产生弯曲或变形，从而减小由此旋转所造成的振动，从而降低由振动或弯曲所造成的数据读取的误差数(TMR)。此处，所谓表现结晶相的粒子，是指构成结晶相的粒子，其包括结晶质的粒子以及非晶质的粒子。

此处，所谓表现上述结晶相的粒子的平均粒子径，是指通过透射电子显微镜(TEM)图像所测定的粒子径的面积标准中间累计值(「中值粒径」d50)的粒子径。而且，所谓环向弯曲强度，是指制作直径为65mm左右、厚度为0.6mm左右的薄圆板状试料，并且以通过圆形支撑环及承重环来测定此圆板状试料的面内强度的同心圆弯曲法，而测定的弯曲强度。

(8)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其中表现上述结晶相的粒子的含量(以质量％计)为1～44％。

根据第(8)项的实施方式，在将无机组合物于信息记录媒体用磁盘基板等基板上成形之时，可实现研磨后的基板表面粗糙度的降低(Ra)或优异的机械特性。另外，作为结晶量的定量处理，根据以X射线衍射装置(Phillips公司制，商品名：X′pert-MPD)获得的X射线衍射图，求得衍射峰面积，再根据标准曲线对含量进行评价。

(9)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其环向弯曲强度为300MPa以上。

(10)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其环向弯曲强度为450MPa以上。

(11)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其环向弯曲强度为750MPa以上、1600MPa以下。

根据第(9)至(11)项的发明，因为弯曲强度较高，所以在使用此无机组合物作为信息记录媒体用磁盘基板等基板时，可抑制基板自身高旋转的弯曲或变形的发生，因此可缩小磁头与基板的距离。由此，可增加面记录密度，而且可降低由旋转所造成的振动，从而减小由振动或弯曲所造成的数据读取的误差数值(TMR)。

(12)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其中表面粗糙度(Ra)为10以下。

根据此实施方式，因为表面极为平滑，所以在使用此无机组合物作为信息记录媒体用磁盘基板等基板时，可缩小磁头与基板的距离。因此，可增加数据写入等的面密度。

(13)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其中在将研磨后的表面粗糙度(Ra)设为Ra1，将研磨加工后的酸清洗及/或碱清洗的表面粗糙度设为Ra2时，表面粗糙度变化率(|Ra2-Ra1|/Ra1)的值小于0.62。

(14)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其中研磨后的表面粗糙度(Ra)为0.5以上、10以下，研磨加工后的酸清洗及/或碱清洗的表面粗糙度变化量在2.0以内。

(15)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其中研磨后的表面粗糙度(Ra)为0.5以上、10以下，研磨加工后的氢氟酸清洗的表面粗糙度变化量在2.0以内。

根据第(14)、(15)项的实施方式，在将由无机组合物、特别是由结晶化玻璃所构成的信息记录媒体用磁盘基板等基板进行研磨之后，进行使用酸及碱或氢氟酸的清洗处理而除去附着于基板表面的玻璃屑或研磨剂，特别是在玻璃基质中混合有结晶及玻璃成分的结晶化玻璃，因为经过酸或碱清洗处理的结晶及玻璃的蚀刻速率差并不导致表面粗糙度变差，所以并不损害表面粗糙度(Ra)。

此处，所谓表面粗糙度变化量，对于研磨后基板的表面粗糙度，是指对此基板进行上述清洗处理后的基板表面粗糙度的变化量，可表示为：表面粗糙度变化量＝清洗处理后的表面粗糙度-研磨后的基板表面粗糙度。

而且，所谓表面粗糙度变化率，是指研磨后的基板表面粗糙度与表面粗糙度变化量的比率，可表示为：表面粗糙度变化率＝表面粗糙度变化量/研磨后的基板表面粗糙度。

(16)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其中上述无机组合物含有下述成分(以氧化物换算的质量％计)：SiO₂：50～90％、及/或Li₂O：5～15％、及/或Al₂O₃：0～20％、及/或MgO：0～3％、及/或ZnO：0～3％、及/或P₂O₅：0～3％、及/或ZrO₂：0～3％、及/或K₂O：0～2％、及/或Sb₂O₃+As₂O₃：0～2％。

(17)如第(16)项所述的无机组合物，其中在上述成分中，Li₂O/K₂O的质量比为5.5以上。

(18)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其中上述无机组合物含有下述成分(以氧化物换算的质量％计)：SiO₂：70～82％、及/或Li₂O：7～13％、及/或Al₂O₃：3～10％、及/或MgO：0～3％、及/或ZnO：0～3％、及/或P₂O₅：1～3％、及/或ZrO₂：0～3％、及/或K₂O：0～2％、及/或Sb₂O₃+As₂O₃：0～2％。

根据第(16)、(18)项的实施方式，可容易地选择性生成一硅酸锂及二硅酸锂的结晶层。另外，在本发明的无机组合物、特别是结晶化玻璃中，特别是SiO₂成分、LiO₂成分或Al₂O₃成分起着重要作用。即，SiO₂成分或LiO₂成分，是通过熔解上述组成，并且对经成形及除冷所获得的组合物(以下称为原无机组合物)进行热处理，而使二硅酸锂、一硅酸锂、α-石英作为结晶相析出的极为重要的成分；SiO₂成分的量的下限值，优选50％以上、更优选70％以上，上限值，优选90％以下、更优选82％以下。而且，LiO₂成分的量的下限值，优选5％以上、更优选7％以上，上限值，优选15％以下、更优选13％以下。

而且，Al₂O₃成分，具有提高无机组合物的化学耐久性以及机械强度、特别是具有提高硬度的效果，可任意地添加，但是为了有效地获得上述效果，Al₂O₃成分含量的下限值，优选0％以上、更优选3％以上，上限值优选20％以下、更优选10％以下。

此处，所谓「氧化物换算的质量％」，是指当假设作为本发明的无机组合物组成成分的原料而使用的氧化物、硝酸盐等在熔融时被全部分解而转变为氧化物时，以将此生成氧化物的质量总和作为100质量％，来表示无机组合物中所含有的各成分的组成。

(19)如第(18)项所述的无机组合物，其中在上述成分中，Li₂O/K₂O的质量比为5.5以上。

与普通的硼酸盐无机组合物或磷酸盐无机组合物相比更容易结晶化的硅酸盐无机组合物，因为SiO₂的熔点高，所以以低成本熔解无机组合物是非常困难的。为了解决此问题，为了在该类无机组合物化的范围内以低成本生产无机组合物，必须将某种程度的碱成分加以混合，但是其他成分也起着各种重要的作用，因此在第(16)或(18)相所述的组成范围内，通过将Li₂O/K₂O的质量比优选为5.5以上、更优选为9.0以上、最优选为9.5以上，可以一面维持结晶化玻璃的特性一面提高生产性。

(20)如第(1)或第(2)项所述的无机组合物，其为结晶化玻璃。

(21)如第(1)或第(2)项所述的无机组合物，其是通过在450℃～620℃下对原玻璃进行成核工序，在此成核工序之后，在620℃～800℃下进行热处理而进行核成长工序，而获得。

本发明的无机组合物，是在将上述组成熔解并且进行成形、除冷之后，进一步进行用来析出结晶相的热处理，因为此热处理是在450℃～620℃下成核，然后以620℃～800℃的热处理使结晶成长，所以析出的结晶相是以一硅酸锂、二硅酸锂为主。而且，因为成核或结晶成长的温度比较低，所以结晶析出缓慢，并且均匀地生成具有微小粒子径的结晶。而且，因为生产性高、热处理温度比较低，所以可廉价地进行制造，因此是经济的方法。

(22)如第(1)或(2)项所述的无机组合物，其是信息记录媒体用玻璃陶瓷基板。

(23)一种信息记录媒体，其使用第(22)项所述的信息记录媒体用玻璃陶瓷基板。

(24)如第(1)或第(2)项所述的无机组合物，其是电子电路基板。

(25)一种电子电路，其使用如第(24)项所述的电子电路基板。

(26)如第(1)或第(2)项所述的无机组合物，其是滤光片用基板。

(27)一种滤光片，其是在如第(26)项所述的滤光片用基板上形成介电质多层膜而制成。

(28)一种无机组合物的使用方法，其使用如(1)或(2)项所述的无机组合物作为磁盘制造用基板。

因为α-石英(α-SiO₂)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、一硅酸锂(Li₂SiO₃)结晶粒子的粒子径非常微小，所以由含有这些晶粒而形成的无机组合物所构成的基板，变得兼具极优异的表面粗糙度及优异的机械强度及与各驱动部件材料相一致的热膨胀特性，从而可用作磁盘制造用基板。

[发明的效果]

本发明的无机组合物含有选自以一硅酸锂(Li₂SiO₃)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、α-石英(α-SiO₂)所组成的群组中的一种或两种以上的结晶相、而且至少含有一硅酸锂(Li₂SiO₃)的结晶层，其粒子径微小，为1μm以下、优选100nm以下、更优选50nm以下、最优选1～50nm，而且表现结晶相的粒子的含有比率为1～35wt％，所以无需表明处理而仅通过研磨就可以获得磁记录媒体用磁盘基板等基板中所期望的表面粗糙度，而且可极大地提高材料的环向弯曲强度，从而具有可耐受高速旋转的高机械强度。此外，因为可极力地抑制使用酸、碱、或氢氟酸的表面蚀刻处理后的基板表面粗糙度的恶化，所以可以提供一种基板，特别是提供一种适用于信息记录媒体、电子电路、滤光片等的基板。

附图说明

图1是实施例1的结晶化玻璃的TEM照片。

图2是实施例2的结晶化玻璃的TEM照片。

具体实施方式

其次，对本发明的无机组合物的具体实施例进行说明。

本发明的无机组合物含有一种或两种以上的一硅酸锂(Li₂SiO₃)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、或α-石英(α-SiO₂)中的结晶相，或者至少含有一硅酸锂(Li₂SiO₃)，表现这些结晶相的粒子的平均粒子径为1μm以下、优选100nm以下、更优选50nm以下、最优选1～50nm的微小结晶，因此其是由均匀析出的结晶相所构成。

而且，因为可以将此无机组合物用于例如磁记录媒体用磁盘基板等中、并且无机组合物具有上述性状，所以可以制成具有表面粗糙度(Ra)为10以下、优选5以下、更优选3以下、最优选2以下的平滑表面性，环向弯曲强度为300MPa以上、优选450MPa以上、更优选500MPa以上、进而优选750MPa以上、最优选750MPa以上、1600MPa以下的高机械强度，在25～100℃的温度范围内的热膨胀系数的下限为+50(×10^-7℃^-1)以上、上限为+120(×10^-7℃^-1)以下、优选+100(×10^-7℃^-1)以下的构件。而且，杨氏模量(Young′s modulus)为80GPa以上，比重为2.7以下。

而且，在将此基板研磨后，虽然进行了使用酸或碱的清洗处理以除去附着于基板表而上的玻璃屑或研磨剂，但是特别是在结晶化玻璃的情况下，因为玻璃基质中混合有结晶及玻璃成分，所以如果进行使用酸、碱、或氢氟酸的清洗处理，则有由于结晶与玻璃的蚀刻速率差而导致表面粗糙度变差的倾向。因此，本发明中，通过极度缩小表现所含结晶相的粒子的粒子径，并且降低表现结晶相的粒子的存在比率，可以将由清洗处理所造成的表面粗糙度的恶化降至2.0以下。作为此上限，优选1.5、更优选1.0。

蚀刻试验中，使用氢氟酸(HF)。将研磨基板置入含有HF(0.48w t％)的溶液中浸泡1分钟。然后进行清洗，使用原子间力显微镜(AFM)来确定基板的表面粗糙度(Ra)。

而且，本发明的无机组合物(以氧化物换算的质量％计)，是通过熔解成为：SiO₂为50～90％、优选70～82％，及/或Li₂O：5～15％、优选7～13％，及/或Al₂O₃：0～20％、优选3～10％，及/或MgO：0～3％，及/或ZnO：0～3％，及/或P₂O₅：0～3％，及/或ZrO₂：0～3％，及/或K₂O：0～2％，及/或Sb₂O₃+As₂O₃：0～2％的组成，并且经过成形、除冷，然后进一步进行热处理而进行再结晶化，而获得。而且，选择性地生成一硅酸锂、及/或二硅酸锂、及/或α-石英的结晶相。

以下，关于如上述所限定的原因，对呈现本发明的无机组合物结晶相的粒子的粒子径、表面特性、物理特性、组成加以说明。

首先是关于结晶相，为了获得所期望的表面粗糙度，优选含有析出比例较大以及结晶相为微小球状粒子形状的一硅酸锂(Li₂SiO₃)、及/或二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、及/或α-石英(α-SiO₂)，更优选含有一硅酸锂，最优选含有一硅酸锂、二硅酸锂以及α-石英。因为这些结晶相是在比较低的温度下析出，所以可以析出微细的晶粒，并且可以容易地获得表面性及物理特性优异的结晶相。另外，因为在上述一硅酸锂与二硅酸锂的结晶相共存的结晶化温度区域的比较低的温度区域中，结晶粒子径非常微小，所以可获得特别好的表面粗糙度，因为粒子径大的α-石英(α-SiO₂)微粒子的析出比例小，所以表面平滑性变得更好。然而，如果成为超平滑面，则磁头与媒体的吸附力变大，从而引起媒体破损，因此需要有适度的平滑性但不需要超平滑面，因此在本申请案中，确立了使α-石英适度析出而获得所期望的平滑面的技术。

为了降低下述研磨后的表面粗糙度或实现良好的机械特性，表现这些结晶相的粒子的存在比率(以质量％计)是，其下限优选1％、更优选3％、更优选5％，其上限优选44％、更优选30％、最优选25％的范围。

其次，说明表面特性，如前所述，伴随信息记录媒体的面记录密度的增加，磁头的上浮高度最近已达15nm以下，今后还会向10nm以下至近距离接触记录方式或者完全接触的接触记录方式的方向发展，为了适应于此，磁盘基板等基板表面的平滑性必须比以前的制品更好。

在以以前水平的平滑性下进行磁记录媒体的高密度输入输出时，因为磁头与媒体间的距离较大，所以无法进行磁信号的输入输出。而且，如果想要缩小此距离，则媒体(磁盘基板)的突起会与磁头发生碰撞，而导致磁头破损或者媒体破损。因此，因为即使在此明显低的上浮高度或者接触状态下也不会引起磁头破损或者磁盘基板破损，而且并不产生磁头与媒体的吸附，所以表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)的上限，在现有的磁记录媒体中，优选10以下、更优选5以下、最优选4以下，在将来的磁记录媒体中，因为要求使其平滑化，所以优选7以下、更优选3以下、最优选2以下，下限优选0.5以上。而且，为了获得如此平滑的研磨面，并且获得所期望的环弯曲强度，在现有的磁记录媒体中，表现无机组合物的结晶相的粒子的平均粒子径的上限，优选1μm以下、更优选100nm以下、最优选50nm以下，在将来的磁记录媒体中，因为上述原因，更优选70nm以下、最优选40nm以下，下限优选1nm以上。

进而，通过均匀析出微小晶粒，可以提高无机组合物的机械强度。特别是，因为所析出的结晶粒子可防止微小裂缝的产生，所以通过研磨加工时的修整等，可以显著减少微细的缺损。从如此观点来看，表现结晶相的粒子的析出平均粒子径的上限，如上所述，优选1μm以下、较优选100nm以下、更优选50nm以下，下限优选1nm以上。

为了降低上述研磨后的表面粗糙度及实现优异的机械特性，表现这些结晶相的粒子的存在比率(以质量％计)是，其下限为1％以上、优选3％以上、最优选5％以上，其上限为44％以下、优选34％以下、最优选33％以下的范围。

而且，在研磨基板后，进行使用酸或碱的清洗处理以除去附着于基板表面的玻璃屑或研磨剂，特别是在结晶化玻璃的情况下，因为玻璃基质中混合有结晶及玻璃成分，所以如果进行使用酸或碱的清洗处理，则有因结晶与玻璃的蚀刻速率的差异而导致表面粗糙度变差的倾向。因此，本发明中，通过极度缩小表现所含有结晶相的粒子的粒子径，并且降低表现结晶相的粒子的存在比，而成功地将因清洗处理所造成的表面粗糙度的恶化降至2.0以下。作为此上限，优选1.5以下、更优选1.0以下。

而且，在将研磨后的表面粗糙度(Ra)设为Ra1、将经过研磨加工后的使用酸清洗及/或碱清洗的表面粗糙度设为Ra2时，表面粗糙度变化率(|Ra2-Ra1|/Ra1)的值优选小于0.62。

其次，说明环向弯曲强度以及比重。如上所述，为了提高记录密度以及数据传输速度，现倾向于使信息记录媒体磁盘基板高速旋转化，为了适应此倾向，应防止基板材料因高速旋转时的弯曲所造成的磁盘振动，因此基板材料必须是高刚性、低比重。而且，在磁头接触或用于如可移动记录装置的便携式记录装置的情况下，必须具有可充分耐受其的机械强度、高杨氏模量、表面硬度，具体地弯曲强度优选300MPa以上、杨氏模量优选80GPa以上。因此，从此方面来看，作为机械强度的环向弯曲强度的下限为300MPa以上、优选450MPa以上、较优选500MPa以上、更优选750MPa以上、最优选750MPa以上、1600MPa以下。而且，杨氏模量为80GPa以上。

然而，如果单纯为高刚性而比重较大，则在高速旋转时因其重量较大而导致产生弯曲，并且产生振动。相反，如果为低比重而刚性小，则同样会产生振动。如果其中一方比重过低，则结果会导致难以获得所期望的机械强度。因此，必须取得高刚性同时为低比重这种初看起来为相反特性的平衡，其优选范围是，杨氏模量(GPa)/比重为30以上、较优选的范围为33以上、最优选的范围为35以上。而且，对于比重，即使是高刚性也须为2.7以下，但是如果低于2.2，则在此类无机组合物中难以实质上获得具有所期望的刚性的基板。

而且，关于热膨胀系数，因为伴随记录密度的提高，在磁头与媒体的定位中要求具有高精度，所以在媒体基板或磁盘的各构成部件中需要具有高尺寸精度。因此，因为无法忽视与这些构成部件的热膨胀系数的差异所造成的影响，所以必须极力减少这些热膨胀系数的差异。特别是小型磁信息记录媒体中所使用的热膨胀系数为+90～+100(×10^-7℃^-1)左右的构成部件正被充分地使用，而基板也需要此程度的热膨胀系数，但是有的驱动器生产厂商也将具有偏离此范围的热膨胀系数(+70左右～+125左右(×10^-7℃^-1))的材料用于构成部件中。由于以上原因，对于本发明的无机组合物结晶系，一边谋求兼顾强度，一边将25～100℃范围内的热膨胀系数的上限优选为+50(×10^-7℃^-1)以上，下限优选为+120(×10^-7℃^-1)以下、更优选100(×10^-7℃^-1)以下，从而可广泛适应于所使用的构成部件的材质。

其次，以下说明以上述方式限定无机组合物的组成范围的原因。另外，无机组合物的组成的各成分是以质量％来表示。另外，本专利申请说明书中，以质量％所表示的无机组合物的组成，是以氧化物换算的质量％来表示。

本发明的无机组合物，例如，可在熔解上述组成，并且进行成形、除冷处理后，进而进行热处理而制造；但是SiO₂成分是生成通过热处理而作为结晶相析出的一硅酸锂(Li₂SiO₃)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、以及α-石英(α-SiO₂)结晶的极为重要的成分，如果其含量不足50％，则所获得的无机组合物的结晶析出变得不稳定而且组织易变粗大，而且如果其含量超过了90％，则进行热处理前的无机组合物(称为原无机组合物)的熔融及成形性易变得困难，因此其含量为其下限优选50％、更优选65％、最优选70％，其上限优选90％、更优选85％、最优选82％的范围。

Li₂O成分是对于生成通过原无机组合物的热处理而作为结晶相析出的一硅酸锂(Li₂SiO₃)以及二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)的极为重要的成分，如果其含量小于5％，则上述结晶的析出易变得困难，同时原无机组合物的熔融也易变得困难，而且如果超过15％，则所得结晶变得不稳定而且组织易变粗大，此外化学耐久性也易下降，因此其含量为其下限优选5％、更优选6％、最优选7％，其上限优选15％、更优选14％、最优选13％的范围。

Al₂O₃成分适于提高无机组合物的化学耐久性以及机械硬度。根据热处理条件的不同，析出结晶的种类也不同；但是考虑到各种热处理条件，为了析出一硅酸锂(Li₂SiO₃)以及二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)，Al₂O₃的含量是其上限优选20％、更优选15％、最优选10％，其下限优选1％、更优选2％、最优选3％的范围。

MgO、ZnO成分是用于提高无机组合物的熔融性同时防止析出结晶变粗大的成分，进而可有效地将以球状析出一硅酸锂(Li₂SiO₃)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)的各晶粒作为结晶相，但是如果含量过量，则所获得的结晶变得不稳定而且组织易变粗大，因此MgO成分的含量为3％以下、优选2％以下、最优选1％以下。而且，ZnO成分的含量为3％以下、优选2％以下、最优选1％以下。

本发明中，P₂O₅成分是起无机组合物的结晶成核剂作用的有用成分，如果其含量超过3％，则在原无机组合物中会产生乳白色而失去透明，因此其含量优选3％以下。另外，如果含量不足1％，则有时结晶成核并不充分而且会使析出结晶相异常成长，因此其含量为上限优选3％，下限优选1％的范围。

ZrO₂成分与P₂O₅成分同样起无机组合物的结晶成核剂的作用，ZrO₂是具有显著提高析出结晶的微小化程度及材料的机械强度以及化学耐久性效果的有用成分，但是如果其含量超过3％，则原无机组合物的熔融易变得困难，因此其含量必须在3％以下。优选2.7％以下、最优选2.5％。

K₂O成分是用于提高无机组合物的熔融性，同时防止析出结晶粗大化的成分，其含量为2％以下、优选1.7％以下、最优选1.5％以下。

Sb₂O₃成分、As₂O₃成分是作为无机组合物熔融时的澄清剂而添加，这些成分的总和为2％以下、优选1.5％以下、最优选1％以下。

另外，Na₂O成分是易在磁性膜的高精度化、微小化方面成为问题的成分。如果此成分存在于基板之中，则在成膜时Na离子向磁性膜内扩散，从而导致磁性膜粒子异常成长或定向性下降，并且易使磁特性下降。进而，Na离子在磁性膜内缓慢扩散，从而易使磁特性的长期稳定性产生恶化，因此优选不含有Na离子的材料。而且，PbO成分并非有利于环境的成分，因此，较好的是极力避免使用此成分。

而且，包含V、Cu、Mn、Cr、Co、Mo、Ni、Fe、Te、Ce、Pr、Nd、Er的金属氧化物的成分会使玻璃着色，而且可能会有损于其他特性，因此优选的是，实质上不含有这些金属氧化物。

其次，为了制造本发明的无机组合物，首先将具有上述组成的原料熔化并且进行热成形及/或冷加工，然后在下限为450℃、优选480℃、更优选520℃以上，上限为620℃、优选580℃、更优选560℃的温度范围内，进行大约1～20小时的热处理形成结晶核，接着在下限为620℃以上，上限为800℃、优选750℃、更优选685℃的温度范围内，进行大约0.5～10小时的热处理而进行结晶化。另外，为了实现应适应将来高密度记录化的进一步平滑化，核生成温度的上限优选700℃、更优选680℃，最优选670℃。

此时，对于结晶成核温度，如果在450℃以下则核并不形成，因而并不开始结晶化，如果在620℃以上，则除成核以外同时也引起结晶成长，因此结晶化变得无法控制。而且，如果结晶化温度低于620℃，则难以成长为具有优选热膨胀系数的结晶，进而如果在800□以上，则会有具有低膨胀性质的结晶析出。

如此，通过热处理进行结晶化的无机组合物的结晶相，是至少含有一硅酸锂(Li₂SiO₃)的一硅酸锂(Li₂SiO₃)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、α-石英(α-SiO₂)；所获得平均粒子径为1μm以下、优选100nm以下、更优选50nm以下，微细结晶均匀地析出并且可用作信息磁记录用磁盘基板的表面粗糙度、机械强度优异的结晶化玻璃。

此处，在结晶化温度达高温程度时，α-石英的析出增加，但是α-石英与原无机组合物的热膨胀系数的差值较大，因此如果α-石英的存在比例过大，则强度会下降。相反，如果结晶化温度过低，则产生Li₂SiO₃大量析出、从而产生因粒子径增大所造成的表面粗糙度恶化、低强度化的问题。本专利申请中，为了获得在表面粗糙度、机械强度方面优异的结晶化玻璃等的无机组合物，各结晶中的最强的粉末XRD峰强度优选成为下列式1。其中，二硅酸锂的强度为I_Li2Si2O5，一硅酸锂的强度为I_Li2SiO3，其他共存结晶相的最强峰强度的总和为I_S。

[数1]

I_Li2Si2O5/(I_Li2Si2O5+I_Li2SiO3)≥0.2

(I_Li2Si2O5+I_Li2SiO3)/(I_Li2Si2O5+I_Li2SiO3+I_S)≥0.2                (式1)

其次，在将由经此热处理结晶化的无机组合物所构成的基板以通常方法进行包覆之后，再通过研磨而获得表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)，为10以下、优选5以下、更优选3以下、最优选2以下的无机组合物的磁盘基板、电子电路基板、光磁盘基板材料。接着，在此磁盘基板材料上，形成磁性膜以及根据需要形成Ni-P电镀层、或者基础层、保护层、润滑膜等，从而获得可适应高密度记录的信息磁记录媒体磁盘。另外，在光磁盘基板材料料上形成介电质体多层膜，而获得光磁盘。

[实施例]

以下，利用实施例更详细地说明本发明，但是本发明并不局限于以下实施例。

<实施例1～3>以及<比较例1～4>

表1是关于作为本发明的无机组合物即结晶化玻璃的实施例(No.1～3)以及比较组成例的以前3种Li₂SiO₃类结晶化玻璃(比较例1：揭示于日本专利特开昭62-72547号公报中，比较例2：揭示于日本专利特开平9-35234号公报中，比较例3：揭示于日本专利特开平12-302481公报中)、以及以前的Li₂O-SiO₂类非晶态玻璃(amorphousglass)(比较例4)，共同显示其成分组成的比例、结晶化玻璃的成核温度、结晶化温度、结晶相、结晶化度、平均晶粒径、环向弯曲强度、研磨形成的表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)、研磨加工后使用氢氟酸清洗的表面粗糙度变化量及表面粗糙度变化率、比重、杨氏模量、热膨胀系数的值。此处，比重是以阿基米德(Archimedes)法，杨氏模量(Young′s modulus)是以超声波法，热膨胀率是以光干涉法进行测定。

实施例1～3的结晶化玻璃以及比较例1～3的结晶化玻璃，其中任一例中均以表1所示比例将氧化物、碳酸盐、硝酸盐等原料进行混合，使用此混合物及使用通常的熔化装置在约1200～1550℃温度下将其熔化并搅拌均匀，然后形成为圆盘状，再经冷却而获得玻璃成形体。然后，在表1所示的成核条件以及结晶化条件下，对此玻璃成形体进行热处理而进行结晶化，获得所期望的结晶化玻璃。接着，使用800#～2000#的金刚石小球对此结晶化玻璃进行大约1～20分钟的包覆，然后使用平均粒子径为3μm以下的研磨剂(氧化铈)进行大约10～120分钟的研磨，而完成。另外，比较例4的非晶类玻璃，是以表1所示比例将氧化物、碳酸盐、硝酸盐等原料混合，使用此混合物并且使用通常的熔解装置，在约1200～1550℃的温度下将其熔化，并搅拌均匀，然后形成圆盘状，再经冷却，而获得玻璃成形体。

表示所获得各结晶化玻璃结晶相的粒子平均粒子径，是使用透射电子显微镜(TEM)而求得。而且，各结晶粒子的结晶种类，是通过XRD解析来鉴定。

进而，表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)，是使用原子间力显微镜(AFM)而求得。

而且，在利用蚀刻试验而形成表面粗糙度(Ra)变化中，使用氢氟酸(HF)。将研磨基板浸渍于含有HF(0.48质量％)的溶液中达1分钟。然后，进行清洗，使用原子力显微镜(AFM)来确认基板的表面粗糙度(Ra)。接着，氧化物结晶经氢氟酸处理(HF处理)后的表面粗糙度及其变化量以及变化率示于表1。

对于环向弯曲强度，是利用制作直径65mm左右厚度0.6mm左右的薄圆板状试料、并使用圆形的支撑环及承重环来测定圆板状试料的面内强度的同心圆弯曲法，而求得断裂荷重，再根据磁盘内径、外径、板厚、泊松比、断裂荷重，以下式2计算。

[数2]

${\mathrm{\&sigma;}}_{\mathrm{\&theta;}}=\frac{3P}{4\mathrm{\&pi;}{h}^2}[(2(1+v)(A+\mathrm{in}\frac{a}{b})+(1-v)(1-B\frac{a^2}{b^2})]$

$A=\frac{1-v}{2(1+v)}+\frac{b^2}{a^2-b^2}\mathrm{in}\frac{a}{b},B=-\frac{2(1+v)}{1-v}\frac{b}{a^2-b^2}\ln \frac{a}{b}$ (式2)

此处，P为断裂荷重、a为圆盘外径、b为圆盘内径、h为板厚、v为泊松比。

析出结晶相或结晶化率(呈现结晶相的粒子的存在比率)，是使用X射线衍射装置(Phillips公司制，商品名：X’Pert-MPD)以及能量分散型分析装置(日立制作所公司制，商品名：S-4000N；堀场制作所公司制，商品名：EX420)进行鉴定。

[表1]

NO			实施例			比较例
										1	2	3	1	2	3	4
			SiO2			76	76	76	74.2								76.1	75.3	76
Li2O										10	10	10	9.6	11.6	9.6	10
			Al2O3			7.2	7.2	7.2	9.6								7.1	7	7.2
MgO										0.8	0.8	0.8	-	-	0.8	0.8
			ZnO			0.5	0.5	0.5	-								-	0.5	0.5
P2O5										2	2	2	1.5	2.0	2	2
			ZrO2			2.3	2.3	2.3	0.4								-	2.3	2.3
K2O										1	1	1	2.4	2.8	2	1
			Sb2O3			0.2	0.2	0.2	-								0.2	0.2	0.2
其他(PbO)										-	-	-	2.3	-	-	-
			Li2O/K2O			7.2	7.2	7.2	4.0								4.1	4.8	10
成核温度(℃)										540℃	540℃	540℃	540℃	500℃	540℃	未处理
			保持时间(hr)结晶化温度(℃)			620℃	5640℃	5660℃	3800℃								3850℃	5750℃	未处理
保持时间(hr)										3	3	3	2	3	3	-
			结晶相		结晶	一硅酸锂	一硅酸锂	一硅酸锂	-								-	一硅酸锂	-
结晶化度	5	7								0	-	-	0	-
					结晶	二硅酸锂	二硅酸锂	二硅酸锂	二硅酸锂						二硅酸锂	二硅酸锂	-
结晶化度	1	2								28.8	45	48	29	-
					结晶	α-石英	α-石英	α-石英	α-方石英						β-锂辉石	α-石英	-
结晶化度	0.3	0.5								3.4	16	21	15.6	-
					总结晶化度	6.3	9.5	32.2	61						69	44.6	-
平均晶粒径										10	20	30	1200	130				100	-
			环向弯曲强度			1331	1535	1252	320						300	748	280
表面粗糙度Ra()										1.86	1.94	-	12	11				5.28	-
			HF清洗所致的Ra变化()	清洗前(Ra1)		1.86	1.94	-	12						11	5.28	-
清洗后(Ra2)		2.50								3.00	-	19.4	25	19.45				-
				差值(|Ra2-Ra1|)		0.64	1.06	-	7.4						14	14.17	-
表面粗糙度变化率(|Ra2-Ra1|/Ra1)		0.34								0.55	-	0.62	1.27	2.68				-
				比重			2.41	2.43	-						2.46	2.55	2.47		-
杨氏模量(GPa)			92							94	-	86	82	98				-
				比重/杨氏模量			38.2	38.7	-						35.0	32.2	39.7		-
热膨胀系数(×10-7℃-1)(+25～+100℃)			63							65	-	48(-50～+70℃)	49(-50～+70℃)	74(-50～+70℃)				-

并且，实施例1、2的晶粒形状的TEM照片示于图1、图2。图1、图2中，结晶粒子均为微细并且大致球状，平均结晶粒子径为10nm、20nm。

如表1所示，本发明的实施例1、2及以前的Li₂SiO₃类结晶化玻璃的比较例中，表现结晶相的粒子的平均粒子径以及结晶化度不同，表现结晶相的粒子的平均粒子径不同，本发明的结晶化玻璃，其结晶相包含一硅酸锂(Li₂SiO₃)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)，平均结晶粒子径为O.02μm以下，均为微细且大致球状；比较例1的结晶化玻璃，其中二硅酸锂的平均结晶粒子径为1.5μm、α-方石英的平均结晶粒子径为0.3μm；比较例2的结晶化玻璃，其中二硅酸锂的平均结晶粒子径为0.1μm、β-锂辉石的平均结晶粒子径为0.2μm；比较例3的结晶化玻璃，其中二硅酸锂以及α-石英的平均结晶粒子径为0.15μm，均为比较大的针状至米粒球状。在要求具有更高平滑性的情况下，这将会影响研磨而成的表面粗糙度或缺损，比较例1、2的结晶化玻璃中，显示出其表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)为10以上，并且难以获得平滑性优异的表面特性。进而，环向弯曲强度为320MPa以下、杨氏模量为86GPa以下的比较例1、2的结晶化玻璃，是低强度、低杨氏模量材料。而且，比较例3的玻璃的表面粗糙度为5.28，显示出比比较例1、2较低的值。另一方面，清洗后的表面粗糙度变化量为14以上、表面粗糙度变化率高达2.68，环向弯曲强度也小于750MPa。

并且，本发明的实施例3，其结晶相包含二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)及α-石英(α-SiO₂)，平均晶粒为0.03μm，结晶化度为33％左右，微小且为近似球状；相对于此，比较例3的结晶化玻璃，包含二硅酸锂及α-石英，但是其平均晶粒径为0.1μm，结晶化度约为45％，呈比较大的針状至米粒球状。这会影响环向弯曲强度，比较例3的结晶化玻璃的环向弯曲强度小于750MPa；比较例3的结晶化玻璃与实施例1～3相比，是低强度材料。而且，比较例4中并未实施结晶化处理，因此是环向弯曲强度为280MPa以下的低强度材料。

并且，在根据上述实施例而获得的结晶化玻璃上，以DC溅射(spatter)法形成Cr中间层(80nm)、Co-Cr磁性层(50nm)、SiC保护膜(10nm)。

接着，涂覆全氟聚醚类润滑剂(5nm)，获得信息磁记录媒体。

由此获得的信息磁记录媒体，可通过其良好的表面粗糙度，而与以前相比将磁头上浮高度降低，而且可通过斜坡加载方式，即使在磁头与媒体在接触状态下进行输入输出，也可以在不产生磁头破损及媒体破损的情况下进行磁信号的输入输出。进而，本发明的结晶化玻璃，在以着陆区方式运行的激光纹理中，也显示稳定的突起状。

[产业上的可利用性]

为了能够适应今后磁记录方式的高记录密度化，特别是垂直磁记录方式的高记录密度化，必须使用本发明的无机组合物；本发明可提供一种具有优异的耐热特性及机械强度，并且在成膜时实现对使膜材料的结晶定位性变良好所必需的超平滑表面的无机组合物。因此，本发明的无机组合物，不仅可适用于在HDD方向的垂直磁记录媒体用基板的用途，而且在其他方面也可用于在信息记录媒体用基板、电子电路基板、滤光片用基板、滤光片用基板上形成电介质体多层膜的滤光片中。

Claims (28)

1.一种无机组合物，其包含从α-石英(α-SiO₂)、二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、一硅酸锂(Li₂SiO₃)中选择的1种或2种以上的结晶相。

2.一种无机组合物，其含有一硅酸锂(Li₂SiO₃)的结晶相。

3.根据权利要求2所述的无机组合物，其进一步含有二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)、α-石英(α-SiO₂)中的至少1种结晶相。

4.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中表示上述结晶相的粒子的平均粒子径为1μm以下。

5.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中表示上述结晶相的粒子的平均粒子径为100nm以下。

6.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中表示上述结晶相的粒子的平均粒子径为50nm以下。

7.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中表示上述结晶相的粒子的平均粒子径为1nm以上50nm以下。

8.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中表示上述结晶相的粒子含量以质量％计为1～44％。

9.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中环弯曲强度为300MPa以上。

10.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中环弯曲强度为450MPa以上。

11.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中环弯曲强度为750MPa以上1600MPa以下。

12.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其表面粗糙度(Ra)为10以下。

13.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中在将研磨后的表面粗糙度(Ra)设为Ra1、将研磨加工后因酸洗及/或碱洗所形成的表面粗糙度设为Ra2时，表面粗糙度变化率(|Ra2-Ra1|/Ra1)的值小于0.62。

14.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其研磨后的表面粗糙度(Ra)为0.5以上、10以下，研磨加工后因酸洗及/或碱洗所形成的表面粗糙度的变化量为2.0以内。

15.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中研磨后的表面粗糙度(Ra)为0.5以上、10以下，研磨加工后氢氟酸清洗后的表面粗糙度变化量为2.0以内。

16.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中上述无机组合物含有下述成分(以氧化物换算的质量％计)：SiO₂：50～90％、及/或Li₂O：5～15％、及/或Al₂O₃：0～20％、及/或MgO：0～3％、及/或ZnO：0～3％、及/或P₂O₅：0～3％、及/或ZrO₂：0～3％、及/或K₂O：0～2％、及/或Sb₂O₃+As₂O₃：0～2％。

17.根据权利要求16所述的无机组合物，其中Li₂O/K₂O的质量比为5.5以上。

18.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其中上述无机组合物含有下述成分(以氧化物换算的质量％计)：SiO₂：70～82％、及/或Li₂O：7～13％、及/或Al₂O₃：3～10％、及/或MgO：0～3％、及/或ZnO：0～3％、及/或P₂O₅：1～3％、及/或ZrO₂：0～3％、及/或K₂O：0～2％、及/或Sb₂O₃+As₂O₃：0～2％。

19.根据权利要求18所述的无机组合物，其中Li₂O/K₂O的质量比为5.5以上。

20.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其为结晶化玻璃。

21.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其是通过在450℃～620℃下将原玻璃进行成核步骤，在此成核步骤后，在620℃～800℃下进行热处理而进行核成长步骤，而获得。

22.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其为信息记录媒体用玻璃陶瓷基板。

23.一种信息记录媒体，其使用根据权利要求22所述的信息记录媒体用玻璃陶瓷基板。

24.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其为电子电路基板。

25.一种电子电路，其使用根据权利要求24所述的电子电路基板。

26.根据权利要求1或2所述的无机组合物，其为滤光器用基板。

27.一种滤光器，其是在根据权利要求26所述的滤光器用基板上形成电介质体多层膜而制成。

28.一种无机组合物的使用方法，其是使用根据权利要求1或2所述的无机组合物作为磁盘制造用基板。

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