DE102008062274A1

DE102008062274A1 - Glaskeramik und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE102008062274A1
Application number: DE102008062274A
Authority: DE
Inventors: Toshitaka Sagamihara-shi Yagi; Naoyuki Sagamihara-shi Goto
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2009-06-25
Also published as: CN101462829B; MY148601A; US20110136651A1; TWI387569B; US8114795B2; JP2010001201A; JP5053948B2; US20090162608A1; SG153778A1; TW200927688A; CN101462829A; US8093167B2

Abstract

Um Glaskeramik bereitzustellen, mit Eigenschaften, welche zur Verwendung als ein Substrat eines Informationsspeichermediums der nächsten Generation, wie eines für das senkrechte magnetische Aufzeichnungssystem, geeignet sind ohne Arsen- und Antimonbestandteile einzusetzen, welche Menschen und die Umwelt nachteilig beeinflussen, werden Glaskeramiken bereitgestellt, umfassend SiO2 und LiO2 und Al2O3 auf Oxidbasis, umfassend Lithiumdisilikat als eine Kristallphase, und umfassend ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Sn, Ce, Mn, W, Ta, Bi, Nb, S, Cl und F.

Description

Titel der Erfindung
Glaskeramik und Verfahren zur Herstellung derselben
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft Glaskeramik und insbesondere Glaskeramik für ein Substrat eines Informationsspeichermediums. Insbesondere betrifft diese Erfindung Glaskeramik, welche Eigenschaften aufweist, die zur Verwendung als ein Substrat eines Informationsspeichermediums geeignet ist, ohne einen Arsenbestandteil oder einen Antimonbestandteil zu verwenden, welche Menschen und die Umwelt nachteilig beeinflussen.
Die Erfindung stellt auch ein Glas zur Verfügung, mit Eigenschaften, welche ausreichend zur Verwendung als Substrat eines Informationsspeichermediums sind, ohne eine Arsenverbindung oder einen Antimonbestandteil zu verwenden, welche Menschen und die Umwelt nachteilig beeinflussen.
In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „Informationsspeichermedium" ein Informationsspeichermedium, welches in stationären Festplatten, herausnehmbaren bzw. entfernbaren Festplatten und Festplatten vom Kartentyp, welche als Festplatten eines Personal Computers verwendet werden, Festplatten für digitale Videokameras, digitale Kameras und Audioeinrichtungen verwendet werden, Festplatten für Kraftfahrzeugnavigationssysteme, Festplatten für mobile Telefone und Festplatten für verschiedene elektronische Einrichtungen.
In jüngster Zeit gibt es eine zunehmende Tendenz, ein Informationsspeichermedium mit einer großen Kapazität bereitzustellen, um eine Multimediatendenz eines Personal Computers zu bewältigen und um große Datenmengen, wie die Animation von sich bewegenden Bildern und Stimmendsten in digitalen Videokameras und digitalen Kameras zu behandeln. Als ein Ergebnis neigen die Bitdichte und die Spurdichte eines Informationsspeichermediums dazu sich zu erhöhen und die Größe der Bitzellen neigt dazu, sich zu verringern, um die Oberflächenaufzeichnungsdichte des Mediums zu erhöhen. Aus diesem Grund muss der Magnetkopf mit näherem Abstand zu der Oberfläche einer Disk betrieben werden.
Wenn die Aufzeichnungsdichte 100 Gb/in² überschreitet, tritt in solch einer kleinen magnetischen Domäne eine thermische Instabilität auf und kann daher das Oberflächenaufzeichnungssystem nicht länger die Anforderung einer hohen Aufzeichnungsdichte, die 100 Gb/in² überschreitet, bewältigen.
Um diese Problem zu bewältigen, wurde ein senkrechtes magnetisches Aufzeichnungssystem eingesetzt und Einrichtungen, welche in großen Serien gefertigt werden, setzen dieses System ein. Da die Achse der einfachen Magnetisierung bei den senkrechten magnetischen Aufzeichnungssystemen in einer senkrechten Richtung verläuft, kann die Bitgröße deutlich verringert werden. Des weiteren kann durch eine gewünschte Filmdicke des Mediums (fünf- bis zehnmal der Filmdicke in dem Oberflächenaufzeichnungssystem) eine Verringerung des Entmagnetisierungsfeldes und eine Wirkung durch magnetische Formanisotrophie kann erwartet werden. Aus diesen Gründen können die Probleme der Verringerung der Aufzeichnungsenergie und das Auftreten der thermischen Instabilität bei der herkömmlichen Aufzeichnung in der Oberflächenrichtung eliminiert werden, wodurch eine wesentlich höhere Aufzeichnungsdichte realisiert werden kann, als bei dem Oberflächenaufzeichnungssystem. Bei dem senkrechten magnetischen Aufzeichnungssystem wurde bereits eine Aufzeichnungsdichte von 100 Gb/in² oder darüber auf einem praktischen Level bei der Herstellung im großen Maßstab erzielt und Untersuchungen wurden bezüglich einer Aufzeichnungsdichte durchgeführt, die 300 Gb/in² überschreitet.
Dieses senkrechte magnetische Aufzeichnungssystem, bei welchem die Magnetisierung in senkrechter Richtung relativ zu der Oberfläche eines Mediums durchgeführt wird, unterscheidet sich von dem herkömmlichen Medium, welches die Achse der leichten Magnetisierung in der Oberflächenrichtung aufweist, dadurch, dass ein Medium mit einer Achse der leichten Magnetisierung, die in senkrechte Richtung verläuft, verwendet wird. Als eine Aufzeichnungsschicht des senkrechten magnetischen Aufzeichnungssystems werden verschiedene Legierungsfilme einschließlich eines Barium-Ferritfilms, eines Co-γFe₂O₃-Legierungsfilmes, Co-Legierungsfilme, Fe-Legierungsfilme, wie FePt-Filme, und Ni-Legierungsfilme, untersucht und in Gebrauch genommen.
Es ist jedoch bei solch einem magnetischen Aufzeichnungsmedium notwendig, den Aufzeichnungsfilm bei einer hohen Temperatur zu bilden, so dass die Kristallkörner der magnetischen Substanz fein werden und bewirken, dass die magnetische Substanz in senkrechter Richtung wächst. Daneben muss es gemäß der jüngsten Untersuchungen einem Tempern bei einer hohen Temperatur in der Größenordnung von 500°C bis 900°C unterworfen werden, um die magnetischen Eigenschaften zu verbessern.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, besteht ein Bedarf nach einem Substrat, welches seinen Materialaufbau nach dem Tempern nicht leicht ändert, und welches eine ausreichende Wärmebeständigkeitseigenschaft besitzt. Es besteht auch ein Bedarf nach einem Substrat mit einer sehr glatten Oberflächenebenheit, um eine niedrige Flughöhe des Magnetkopfes zu ermöglichen, welche durch die Tendenz höherer Aufzeichnungsdichte gefordert wird.
Während es Anforderungen für ein Substrat mit solchen Eigenschaften gibt und Glaskeramik, welche ein solches Substrat realisieren kann, besteht ein Bedarf nach einem Produkt, welches keinen Arsenbestandteil aufweist, welcher als ein Läuterungsmittel von Glas verwendet wurde, und eine nachteilige Wirkung auf Menschen und die Umwelt ausübt und, um diesen Bedarf zu erfüllen, wurde ein Antimonbestandteil als ein Läuterungsmittel verwendet.
In der jüngsten Zeit wird jedoch gefordert, ein schädliches Material noch weiter zu reduzieren und es gibt eine Tendenz, die Verwendung eines schädlichen Materials zu reduzieren oder zu verbieten, bei welchem eine nachteilige Wirkung auf Menschen und die Umwelt als relativ gering betrachtet wird. Als ein Ergebnis wird diese Tendenz auch auf den Antimonbestandteil angewandt, welcher im Allgemeinen als ein Material verwendet wurde, welches für Menschen und die Umwelt weniger schädlich als der Arsenbestandteil ist.
Die offengelegte Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-76336 offenbart ein Glaskeramiksubstrat eines Informationsspeichermediums, umfassend Lithiumdisilikat als eine vorherrschende Kristallphase und ohne Arsen- und Antimonverbindungen. Beispiele Nr. 22 und 23 dieses Dokuments weisen jedoch einen Youngschen Modul von 78 GPa und 81 GPa auf, und sind hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit unzureichend für die, die zur Zeit für ein Informationsspeichermedium verlangt wird. Es ist Fachleuten auf diesem Gebiet nicht bekannt, ob es bei den Glaskeramikzusammensetzungen dieser Druckschrift Glaskeramiken gibt oder nicht, welche Eigenschaften aufweisen, einschließlich einer ausreichenden Läuterungswirkung und mechanischen Festigkeit, welche zur Zeit für eine Informationsspeichermedium verlangt werden. Solche Glaskeramik wurde bisher noch nicht tatsächlich realisiert. Des Weiteren betragen bei der bekannten Glaskeramik die Mengen an SnO₂ und CeO₂, welche als Läuterungsmittel in der Glaskeramik verwendet werden, jeweils 1 Mol, was 2,5% überschreitet, wenn die Mengen in Masse-% umgewandelt wer den. Obwohl die Zugabe von solch großen Mengen an SnO₂ und CeO₂ zu dem Glas die Läuterungswirkung in dem geschmolzenen Glas erzeugt, wird das spezifische Gewicht der resultierenden Glaskeramik groß und als ein Ergebnis wird es schwierig gleichzeitig sowohl die Eigenschaften eines hohen Youngschen Moduls und die Eigenschaft eines geringen spezifischen Gewichts zu erfüllen, welche für ein Informationsspeichermedium begehrt sind.
Des Weiteren führt die Zugabe einer großen Menge an SnO₂ oder CeO₂ zu der Möglichkeit des Wachstums einer Kristallphase, welche die Eigenschaften, die für ein Informationsspeichermedium begehrt sind, behindern können.
Es ist daher ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, Glaskeramiken bereitzustellen, mit Eigenschaften, welche zur Verwendung als ein Substrat eines Informationsspeichermediums der nächsten Generation geeignet sind, wie eines für das senkrechte magnetische Aufzeichnungssystem, ohne Arsen- und Antimonbestandteile einzusetzen, welche Menschen und die Umwelt nachteilig beeinflussen. Insbesondere ist es ein Gegenstand der Erfindung, Glaskeramik für ein Substrat eines Informationsspeichermediums bereitzustellen, mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten und chemischer Beständigkeit, welche zu denen der Antriebselemente passt, einer niedrigen Schmelztemperatur und einer Eignung zum Pressformen, welche eine hohe Produktivität ermöglicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Als ein Ergebnis der Untersuchungen und Experimente, welche von den Erfindern der vorliegenden Erfindung zur Erzielung des oben beschriebenen Gegenstandes der Erfindung durchgeführt wurden, haben die Erfinder herausgefunden, dass Glaskeramik, bei welcher eine Menge eines spezifischen Bestandteils, welcher als ein Läuterungsmittel verwendet wird, auf einen spezifischen Bereich beschränkt ist, eine niedrige Schmelztemperatur und eine niedrige Glasviskosität aufweist, während sie eine gewünschte Kristallphase umfasst, eine Eignung zum Pressformen aufweist und daher eine hohe Produktivität und eine ausreichende Läuterungswirkung. Die Erfinder haben auch herausgefunden, dass die Glaskeramik eine sehr flache Substratoberfläche bereitstellen kann, welche mit einer niedrigen Flughöhe des Magnetkopfes zurechtkommt, einen hohen Youngschen Modul und eine geringe spezifische Dichte aufweist, welche eine hohe Rotationsgeschwindigkeit verkraftet und auch eine ausgezeichnete Fallfestigkeit aufweist, welche 1200 G überschreitet, wenn die Disk auf einem Antrieb befestigt ist.
Die vorliegende Erfindung weist die folgenden Gegenstände auf:
Gegenstand 1. Glaskeramik, umfassend SiO₂, Li₂O und Al₂O₃ auf Oxidbasis, umfassend Lithiumdisilikat als eine Kristallphase und umfassend ein oder mehrerer Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Sn, Ce, Mn, W, Ta, Bi, Nb, S, Cl und F.
Gegenstand 2. Glaskeramik, wie in Gegenstand 1 definiert, des weiteren umfassend wenigstens eine Kristallphase gewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithiummonosilikat, α-Quarz, α-Quarz feste Lösung und β-Quarz feste Lösung.
Gegenstand 3. Glaskeramik, wie in Gegenstand 1 definiert, umfassend wenigstens ein Element aus Sn und Ce und umfassend in Masse-% auf Oxidbasis

SnO₂ 0–2,5% und

CeO₂ 0–2,5%

wobei eine Gesamtmenge an SnO₂ und CeO₂ in einem Bereich von 0,01% bis 5,0% liegt.

Gegenstand 4. Glaskeramik wie in Anspruch 1 definiert, umfassend ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus S, Cl und F, unter Verwendung wenigstens eines aus Sulfat, Chlorid und Fluorid als ein Ausgangsmaterial, wobei eine Menge eines jeden des Sulfats, Chlorids und Fluorids zu einer Gesamtmasse auf Oxidbasis der anderen Glasmaterialien als dem Sulfat, dem Chlorid und dem Fluorid ist:

Sulfat berechnet als eine Menge umgewandelt in SO₃	0–1,5 Masse-%
Chlorid berechnet als eine Menge umgewandelt zu Cl₂	0–1,5 Masse-%
Fluorid berechnet als eine Menge umgewandelt zu F₂	0–1,5 Masse-%

wobei SO₃ + Cl₂ + F₂ 0,01 bis 1,5 Masse-% beträgt.

Gegenstand 5. Glaskeramik nach Gegenstand 1, umfassend ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Mn, W, Ta, Bi und Nb, eine Gesamtmenge in Masse-% auf Oxidbasis von einem oder mehreren aus MnO₂, WO₃, Ta₂O₅, Bi₂O₃ und Nb₂O₅, innerhalb eines Bereichs von 0,01% bis 2,5% liegen.
Gegenstand 6. Glaskeramik nach Gegenstand 1, umfassend in Masse-% auf Oxidbasis

SiO₂ 60–78% und

Li₂O 5–12% und

Al₂O₃ 4–10% und

P₂O₅ 1.5–3.0% und

ZrO₂ 1–10%.
Gegenstand 7. Glaskeramik wie in Gegenstand 1 definiert, umfassend in Masse-% auf Oxidbasis

BaO 0–15% und/oder

SrO 0–15% und/oder

MgO 0–2% und/oder

CaO 0–2% und/oder

ZnO 0–3% und/oder

K₂O 0–3% und/oder

Na₂O 0–3% und/oder

Cs₂O 0–3% und/oder

ein oder mehrere Oxide, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ und Ga₂O₃ in einer Gesamtmenge von 0 bis 15% und/oder

Sb₂O₃ weniger als 0,1%.
Gegenstand 8. Glaskeramik wie in Gegenstand 1 definiert, umfassend eine Gesamtmenge in Masse-% auf Oxidbasis innerhalb eines Bereichs von 5% bis 14% eines oder mehrerer Oxide gewählt aus der Gruppe aus Li₂O, Na₂O, K₂O und Cs₂O.
Gegenstand 9. Glaskeramik wie in Gegenstand 1 definiert, welche im Wesentlichen kein As₂O₃ und Sb₂O₃ aufweist.
Gegenstand 10. Glaskeramik wie in Gegenstand 1 definiert, wobei der mittlere lineare Ausdehnungskoeffizient innerhalb eines Temperaturbereichs von 25°C bis 100°C innerhalb eines Bereichs von 50 [10^–7°C^–1] bis 120 [10^–7°C^–1] liegt.
Gegenstand 11. Glaskeramik wie in Gegenstand 1 definiert, wobei der mittlere Kristallkorndurchmesser der Kristallphase 100 nm oder weniger beträgt.
Gegenstand 12. Substrat eines Informationsspeichermediums unter Verwendung der Glaskeramik wie im Gegenstand 1 definiert.
Gegenstand 13. Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Gegenstand 12 definiert, mit einem Youngschen Modul von 85 GPa oder mehr.
Gegenstand 14. Ein Substrat eines Informationsspeichermediums umfassend eine Druckspannungsschicht bereitgestellt auf der Oberfläche eines Substrats wie in Gegenstand 12 definiert.
Gegenstand 15. Ein Substrat eines Informationsspeichermediums, wie in Gegenstand 14 definiert, wobei die Druckspannungsschicht durch das Ersetzen eines Alkalibestandteils gebildet wird, welcher in einer Oberflächenschicht des Substrates existiert, durch ein Alkalibestandteil mit einem größeren Innendurchmesser als der Alkalibestandteil, welcher in der Oberflächenschicht existiert.
Gegenstand 16. Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Gegenstand 14 definiert, wobei die Druckspannungsschicht gebildet wird durch das Erwärmen des Substrats und anschließend Abschrecken des Substrats.
Gegenstand 17. Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Gegenstand 12 definiert, wobei die Oberflächenrauhigkeit Ra (arithmetische mittlere Rauhigkeit) 2 Å oder weniger beträgt.
Gegenstand 18. Ein Informationsspeichermedium unter Verwendung des Substrats eines Informationsspeichermediums wie in Gegenstand 12 definiert.
Gegenstand 19. Verfahren zur Herstellung von Glaskeramik umfassend die Schritte des Schmelzens der Ausgangsmaterialien zu geschmolzem Glas, Formen des geschmolzenen Glases zu Glas und anschließend Wärmebehandeln des Glases, wobei die Ausgangsmaterialien in Masse-% auf Oxidbasis umfassen:

SiO₂ 60–78% und

Li₂O 5–12% und

Al₂O₃ 4–10% und

P₂O₅ 1.5–3.0% und

ZrO₂ 1–10% und

SnO₂ 0–2,5% und

CeO₂ 0–2,5%

MnO₂ + WO₃ + Ta₂O₅ + Bi₂O₃ + Nb₂O₅ 0–2,5%

und des Weiteren umfassend zu einer Gesamtmasse der Ausgangsmaterialien 0 bis 2,5 Masse-% eines Sulfats, berechnet als in SO₃ umgewandelt, 0 bis 2,5 Masse-% Chlorid als in Cl₂ umgewandelt, und 0 bis 2,5 Masse-% Fluorid berechnet in F₂ umgewandelt.
Gegenstand 20. Verfahren zur Herstellung von Glaskeramik wie in Gegenstand 19 definiert, wobei die Ausgangsmaterialien ein oder mehrere Oxide umfassen, gewählt aus der Gruppe bestehend aus SnO₂ und CeO₂ auf einer Oxidbasis und eine gesamte Menge an SnO₂ und CeO₂ in Masse-% auf Oxidbasis innerhalb eines Bereichs von 0,01% bis 5,0%.
Gegenstand 21. Verfahren zur Herstellung von Glaskeramik wie in Gegenstand 19 definiert, wobei die Ausgangsmaterialien des Weiteren ein oder mehrere Materialien umfassen, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Sulfat, Chlorid und Fluorid, unter der Voraussetzung, dass Sulfat in SO₃ umgewandelt ist, dass Chlorid zu Cl₂ umgewandelt ist und dass Fluorid zu F₂ umgewandelt ist, eine Gesamtmenge an SO₃, Cl₂ und F₂ zu einer Gesamtmasse der anderen Ausgangsmaterialien als Sulfat, Chlorid und Fluorid innerhalb eines Bereichs von 0,01 Masse-% bis 1,5 Masse-% liegt.
Gegenstand 22. Ein Verfahren zur Herstellung von Glaskeramik wie in Gegenstand 19 definiert, wobei die Ausgangsmaterialien ein oder mehrere Oxide umfassen, gewählt aus der Gruppe bestehend aus MnO₂, WO₃, Ta₂O₅, Bi₂O₃ und Nb₂O₅ auf einer Oxidbasis und einer Gesamtmenge eines oder mehrerer Oxide gewählt aus der Gruppe bestehend aus MnO₂, WO₃, Ta₂O₅, Bi₂O₃ und Nb₂O₅ in einem Bereich von 0,01 Masse-% bis 2,5 Masse-% liegt.
Gegenstand 23. Ein Glas umfassend SiO₂, Li₂O und Al₂O₃ und des Weiteren umfassend ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Sn, Ce, Mn, W, Ta, Bi, Nb, S, Cl und F.
Gegenstand 24. Ein Glas wie in Gegenstand 23 definiert, umfassend eines oder beide aus Sn und Ce, wobei die Mengen von Sn und Ce in Masse-% auf Oxidbasis wie folgt sind:

SnO₂ 0–2,5%

CeO₂ 0–2,5%

und eine Gesamtmenge von SnO₂ und CeO₂ in einem Bereich von 0,01 Masse-% bis 5,0 Masse-% liegt.
Gegenstand 25. Ein Glas wie in Gegenstand 23 definiert, umfassend ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus S, Cl und F unter Verwendung von Sulfat, Chlorid und Fluorid als Ausgangsmaterialien, wobei die Mengen des Sulfats, Chlorids und Fluorids in den Ausgangsmaterialien zu einer Gesamtmasse auf Oxidbasis der anderen Glasmaterialien als das Sulfat, Chlorid und Fluorid 0 bis 1,5 Masse-% des Sulfats, berechnet als in SO₃ umgewandelt, 0 bis 1,5 Masse-% des Chlorids, berechnet als in Cl₂ umgewandelt und 0 bis 1,5 Masse-% des Fluorids, berechnet als in F₂ umgewandelt, beträgt, wobei eine Gesamtmenge an SO₃, Cl₂ und F₂ in einem Bereich von 0,01 Masse-% bis 1,5 Masse-% liegt.
Gegenstand 26. Ein Glas wie in Gegenstand 23 definiert, umfassend ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Mn, W, Ta, Bi und Nb, wobei eine Gesamtmenge in Masse-% auf Oxidbasis eines oder mehrerer Oxide gewählt aus der Gruppe bestehend aus MnO₂, WO₃, Ta₂O₃, Bi₂O₃ und Nb₂O₅ in einem Bereich von 0,01 Masse-% bis 2,5 Masse-% liegt.
Gegenstand 27. Ein Glas wie in Gegenstand 23 definiert, umfassend in Masse-% auf Oxidbasis:

SiO₂ 60–78% und

Li₂O 5–12% und

Al₂O₃ 4–10% und

P₂O₅ 1.5–3.0% und

ZrO₂ 1–10%.
Gegenstand 28. Ein Glas wie in Gegenstand 23 definiert, umfassend in Masse-% auf Oxidbasis:

BaO 15% und/oder

SrO 15% und/oder

MgO 2% und/oder

CaO 2% und/oder

ZnO 3% und/oder

K₂O 3% und/oder

Na₂O 3% und/oder

Cs₂O 3% und/oder

ein oder mehrere Oxide gewählt aus der Gruppe bestehend aus Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ und Ga₂O₃ in einer Gesamtmenge von 0 bis 15% und/oder

Sb₂O₃ weniger als 0,1%.
Gegenstand 29. Ein Glas wie in Gegenstand 23 definiert, wobei eine Gesamtmenge an Masse-% auf Oxidbasis von Li₂O, Na₂O, K₂O und Cs₂O in einem Bereich von 5% bis 14% liegt.
Gegenstand 30. Ein Glas wie in Gegenstand 23 definiert, im Wesentlichen ohne As₂O₃ und Sb₂O₃.
Gegenstand 31. Ein Substrat eines Informationsspeichermediums unter Verwendung eines Glases, wie in Gegenstand 23 definiert.
Gegenstand 32. Ein Substrat eines Informationsspeichermediums unter Verwendung eines Glases, erhältlich durch das Wärmebehandeln eines Glases wie in Gegenstand 23 definiert, zur Phasentrennung.
Gegenstand 33. Ein Substrat eines Informationsspeichermediums umfassend eine Druckspannungsschicht bereitgestellt auf der Oberfläche eines Substrates, wie in Gegenstand 31 definiert.
Gegenstand 34. Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Gegenstand 33 definiert, wobei die Druckspannungsschicht gebildet ist durch das Ersetzen eines Alkalibestandteils, welcher in einer Oberflächenschicht des Substrates existiert, durch ein Alkalibestendteil mit einem größeren Ionendurchmesser als der Alkalibestandteil, welcher in der Oberflächenschicht existiert.
Gegenstand 35. Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Gegenstand 33 definiert, wobei die Druckspannungsschicht durch das Erwärmen des Substrats und anschließende Abschrecken des Substrats gebildet ist.
Gegenstand 36. Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Gegenstand 31 definiert, wobei die Oberflächenrauhigkeit Ra (arithmetische mittlere Rauhigkeit) 1 Å oder weniger beträgt.
Gegenstand 37. Ein Informationsspeichermedium unter Verwendung des Substrates eines Informationsspeichermediums wie in Gegenstand 31 definiert.
Gemäß der Erfindung kann Glaskeramik bereitgestellt werden, welche, obwohl die Glaskeramik im Wesentlichen keine Arsen- und Antimonbestandteile umfasst, welche Menschen und die Umwelt nachteilig beeinflussen oder bei denen eine Menge dieser Bestandteile weniger als 0,1% beträgt, Eigenschaften aufweisen, die für ein Substrat eines Informationsspeichermediums notwendig sind und eine ausreichende Läuterungswirkung, welche der der Glaskeramik des Standes der Technik entspricht, welche eine große Menge an Arsen- oder Antimonbestandteilen aufweist.
Die Glaskeramik der vorliegenden Erfindung und das Glas der vorliegenden Erfindung, welches ein Zwischenprodukt vor der Behandlung zur Kristallisation ist, können zur Herstellung eines Informationsspeichermediums verwendet werden, indem mechanische Bearbeitung eingesetzt wird, wie Lappen und Polieren oder ein Prozess eingesetzt wird, um Spannungen auf der Oberflächenschicht eines Substrates zu bilden.
Das Glas der vorliegenden Erfindung weist eine etwas geringere mechanische Festigkeit, jedoch eine flachere Oberfläche im Vergleich mit der Oberflächenrauhigkeit auf, die nach dem Lappen und Polieren erzielt wird, als die Glaskeramik der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
Glaskeramik der vorliegenden Erfindung umfasst als vorwiegende Kristallphase eine Lithiumdisilikatphase. In dem diese Kristallphase enthalten ist, weist die Glaskeramik ausgezeichnete Wärmebeständigkeit, mechanische Festigkeit und Festigkeit auf, um mit einer hohen Rotationsgeschwindigkeit und einem Fallstoß fertig zu werden und kann eine thermische Ausdehnungseigenschaft und chemische Beständigkeit realisieren, die den Eigenschaften der Antriebseinheiten angepasst sind.
Die Glaskeramik kann auch wenigstens eine Kristallphase umfassen, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithiummonosilikat, α-Quarz, feste α-Quarzlösung und feste β-Quarzlösung. Diese Kristallphasen fallen manchmal als Nebenprodukte aus, wenn die Lithiumdisilikatkristallphase ausfällt, beeinflussen jedoch die Eigenschaften, die für ein Substrat für ein Informationsspeichermedium gefordert werden, nicht nachteilig. Andere Kristallphasen als diese Kristallphasen haben die Möglichkeit, die Eigenschaften, die für ein Substrat eines Informationsspeichermediums gefordert werden, nachteilig zu beeinflussen, und daher ist es nicht wünschenswert, dass die Glaskeramik solche Kristallphasen umfasst.
Der Ausdruck „feste Lösung" bedeutet hier α-Quarzkristall oder β-Quarzkristall, bei welchen ein Teil des Kristalls durch ein anderes Element ersetzt ist, als ein Element, welches den Kristall bildet oder in welchem ein Atom zwischen den Kristallen existiert. Insbesondere ist feste β-Quarzlösung ein umfassender Name, ausgedrückt durch eine chemische Formel von Li_xAl_xSi_1-xO₂ (0 < x < 1) und kann des Weiteren andere Elemente umfassen, die die Elemente ersetzen, die die Substanz bilden oder in die Substanz eindringen.
Im Folgenden werden Bestandteile beschrieben, welche die Glaskeramik der vorliegenden Erfindung aufbauen. Mengen der jeweiligen Bestandteile sind in Masse-% auf Oxidbasis ausgedrückt. Der Ausdruck „Oxidbasis" bedeutet hier eine Weise, die Zusammensetzung der jeweiligen Bestandteile auszudrücken, welche in der Glaskeramik enthalten sind, angenommen das sich Oxide, Nitrate, etc., welche als Ausgangsmaterialien der Glaskeramik der Erfindung verwendet werden, alle zersetzt haben und während des Schmelzens zu Oxiden umgewandelt werden. Angenommen, dass eine Gesamtsumme der Masse der Oxide, die so hergestellt werden, 100 Masse-% beträgt, wird eine Menge jedes Bestandteils, welcher in der Glaskeramik enthalten ist, in Masse-% ausgedrückt.
Zur Herstellung der Glaskeramik der vorliegenden Erfindung werden die Ausgangsmaterialien der spezifischen Zusammensetzung in einem Platintiegel oder einem Quarztiegel geschmolzen und anschließend getempert, um das Mutterglas zu bilden. Dieses Mutterglas wird zur Kristallisation wärmebehandelt um Glaskeramik zu erhalten. Wenn die Mengen der Ausgangsmaterialien auf Oxidbasis ausgedrückt sind, sind diese Mengen im Prinzip die gleichen, wie die Mengen der Bestandteile, welche die Glaskeramik bilden. Es gibt jedoch einen Fall, in dem sich die Mengen einiger Ausgangsmaterialien von den Mengen der Bestandteile der Glaskeramik unterscheiden, z. B. aufgrund von Verdampfungen während des Schmelzens. In der folgenden Beschreibung wird solch ein Unterschied nur genannt, wenn ein Unterschied zwischen einer Menge eines Ausgangsmaterials und einer Menge eines Bestandteils der Glaskeramik auftritt.
In der Glaskeramik der vorliegenden Erfindung wird, in dem ein spezifischer Gehaltbereich eines oder mehrerer Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Sn, Ce, Mn, W, Ta, Bi, Nb, S, Cl und F enthalten ist, eine hohe Läuterungswirkung erzielt, entsprechend der Wirkung die durch As₂O₃ oder Sb₂O₃ erhalten wird, während die Eigenschaften, die für ein Substrat eines Informationsspeichermediums gefordert werden, beibehalten werden. In der vorliegenden Erfindung dienen eines oder mehrere dieser Elemente als ein Läuterungsmittel.
Um eine hohe Läuterungswirkung zu erzielen, während die Eigenschaften beibehalten werden, die für ein Substrat eines Informationsspeichermediums gefordert werden, sollten vorzugsweise eines oder beide aus Sn und Ce zugegeben werden. Eine Läuterungswirkung kann auch erzielt werden, wenn nur Sn und/oder Ce verwendet wird, sie können jedoch auch zusammen mit wenigstens einem anderen Läuterungsmittel verwendet werden. Um eine hohe Läuterungswirkung zu erzielen, sollte die untere Grenze der Gesamtmenge an SnO₂ und/oder CeO₂ vorzugsweise 0,01% auf Oxidbasis betragen, noch bevorzugter 0,05% und besonders bevorzugt 0,1%. In einem Fall, in dem die Glaskeramik ein anderes Läuterungsmittel als Sn und Ce umfasst, kann die Gesamtmenge an SnO₂ und/oder CeO₂ 0% betragen. Um die gleiche Wirkung zu erzielen, sollte die untere Grenze einer Menge jedes von SnO₂ und CeO₂ vorzugsweise 0,05% und noch bevorzugter 0,1% betragen. In einem Fall, in welchem ein anderes Läuterungsmittel als Sn und Ce zugegeben wird, kann die Menge von jedem von SnO₂ und/oder CeO₂ 0% betragen.
Um eine niedrige spezifische Dichte zu erzielen und zu bewirken, dass eine gewünschte Kristallphase ausfällt und eine hohe Läuterungswirkung zu erhalten, während ausreichende mechanische Festigkeit beibehalten wird, sollte die obere Grenze einer Gesamtmenge von SnO₂ und CeO₂ vorzugsweise 5,0% betragen, noch bevorzugter 4,0% und besonders bevorzugt 3,0%. Um die gleiche Wirkung zu erhalten, sollte die obere Grenze einer Menge jedes von SnO₂ und CeO₂ vorzugsweise 2,5% betragen, noch bevorzugter 2,0% und besonders bevorzugt 1,5%.
Um eine höhere Läuterungswirkung zu erhalten, während die oben beschriebenen Eigenschaften beibehalten werden, sollten sowohl SnO₂ und CeO₂ vorzugsweise zusammen zugegeben werden.
In der Zusammensetzung der Glaskeramik der vorliegenden Erfindung, in einem Fall, in dem ein Substrat eines Informationsspeichermediums für die Verwendung des direkten Pressverfahrens (d. h. Verfahren des Pressens von geschmolzenem Glas direkt mit oberen und unteren Formen) hergestellt wird, kann der Druck bzw. der Aufprall beim Pressen ein Aufschäumen bewirken, d. h. das Phänomen der Erzeugung von Blasen nach dem Läutern des Glases, mit der resultierenden Schwierigkeit eine hohe Läuterungswirkung zu erzielen. Daher ist es in einem Fall, in dem die Glaskeramik der vorliegenden Erfindung beim direkten Pressen verwendet wird, bevorzugt nur eines von SnO₂ und CeO₂ zu verwenden.
Ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus S, Cl und F, weisen auch eine Läuterungswirkung auf, während Eigenschaften beibehalten werden, die von einem Substrat für ein Informationsspeichermedium gefordert werden. Daher kann die Glaskeramik ein oder mehrere solcher Elemente als ein einziges Läuterungsmittel oder zusammen mit einem anderen Läuterungsmittel umfassen. Diese Elemente können zugegeben werden, indem Sulfat, Chlorid und Fluorid als Ausgangsmaterialien zugegeben werden. Da diese Ausgangsmaterialien teilweise während des Schmelzverfahrens verdampfen, unterscheiden sich die Mengen dieser Ausgangsmaterialien von den Mengen der Bestandteile der Glaskeramik, die sich von diesen Ausgangsmaterialien ableiten. Die Fluoride können z. B. als MgF₂ und CaF₂ zugegeben werden, die Sulfate können z. B. als MgSO₄ und BaSO₄ zugegeben werden und das Chlorid kann z. B. als BaCl₂ und SnCl₂ zugegeben werden.
Um eine Läuterungswirkung durch die Bestandteile zu erzielen, sollte die untere Grenze eines Gesamtmassenverhältnisses eines oder mehrerer des Fluoridbestandteils, Sulfatbestandteils und Chloridbestandteils, welche jeweils zu F₂, SO₃ und Cl₂ umgewandelt sind, zu einer Gesamtmasse der anderen Ausgangsmaterialien, ausgedrückt auf Oxidbasis, 0,01 Masse-% betragen, noch bevorzugter 0,03 Masse-% und besonders bevorzugt 0,05 Masse-%. In einem Fall, in dem jedoch ein anderes Läuterungsmittel als Sulfat, Chlorid und Fluorid zugegeben wird, kann das gesamte Masseverhältnis dieser Materialien 0% betragen.
Um die gleiche Wirkung zu erzielen, sollte die untere Grenze jedes einer Menge des Fluorids, umgewandelt zu F₂, einer Menge des Sulfats, umgewandelt zu SO₃, und einer Menge des Chlorids, umgewandelt zu Cl₂, zu einer Gesamtmasse der anderen Ausgangsmaterialien, ausgedrückt auf Oxidbasis, vorzugsweise 0,01 Masse-% betragen und noch bevorzugter 0,02 Masse-%. In einem Fall, in dem die Glaskeramik andere Läuterungsmittel als S, Cl und F umfasst, kann das gesamte Masseverhältnis dieser Elemente 0% betragen.
Um eine Läuterungswirkung zu erhalten, während bewirkt wird, dass eine gewünschte Kristallphase ausfällt und Eigenschaften beibehalten werden, die von einem Substrat für ein Informationsspeichermedium gefordert werden, sollte die obere Grenze eines gesamten Masseverhältnisses einer oder mehrerer des Fluoridbestandteils, des Sulfatbestandteils und Chloridbestandteils umgewandelt jeweils zu F₂, SO₃ und Cl₂ zu einer Gesamtmasse der anderen Ausgangsmaterialien ausgedrückt auf Oxidbasis, vorzugsweise 1,5 Masse-% betragen, noch bevorzugter 1,2 Masse-% und noch bevorzugter 1,0 Masse-% betragen.
Um ein Aufschäumen zu verhindern, während die gleiche Wirkung erzielt wird, sollte die obere Grenze jeweils einer Menge des Fluorids umgewandelt zu F₂, einer Menge des Sulfats, umgewandelt zu SO₃, und einer Menge des Chlorids, umgewandelt zu Cl₂, zu einer Gesamtmasse der anderen Ausgangsmaterialien ausgedrückt auf Oxidbasis vorzugsweise 1,5 Masse-% betragen, noch bevorzugter 1,0 Masse-% und um zu verhindern, dass ein Aufschäumen während des direkten Pressens auftritt, sollte die Glaskeramik besonders bevorzugt im Wesentlichen keines dieser Bestandteile aufweisen. Der Ausdruck „im Wesentlichen keine" bedeutet hier, dass diese Bestandteile nicht absichtlich zugegeben werden, so dass das Vermischen einer Spur dieser Materialien als Verunreinigung erlaubt ist.
Die Glaskeramik kann ein oder mehrere Elemente umfassen, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Mn, W, Ta, Bi und Nb, können selbst oder zusammen mit anderen Läuterungsmitteln eine direkte Läuterungswirkung erzielen, während Eigenschaften beibehalten werden, die von einem Substrat für ein Informationsspeichermedium gefordert werden. Um diese Läuterungswirkung zu erzielen, sollte eine untere Grenze einer Gesamtmenge auf Oxidbasis eines oder mehrerer Bestandteile aus MnO₂, WO₃, Ta₃O₅, Bi₂O₃ und Nb₂O₅ vorzugsweise 0,01% betragen, bevorzugter 0,05% und besonders bevorzugt 0,1%. In einem Fall, in dem ein anderes Läuterungsmittel als Mn, W, Ta, Bi und Nb zugegeben wird, kann die Gesamtmenge dieser Oxide 0% betragen.
Um eine Läuterungswirkung zu erzielen, während bewirkt wird, dass eine gewünschte Kristallphase ausfällt und Eigenschaften beibehalten werden, die von einem Substrat für ein Informationsspeichermedium gefordert werden, sollte die obere Grenze einer Gesamtmenge dieser Bestandteile vorzugsweise 2,5% betragen, noch bevorzugter 2% und von dem Gesichtspunkt aus, dass ein Aufschäumen während des direkten Pressens verhindert wird, sollte die Glaskeramik im Wesentlichen keine dieser Bestandteile aufweisen.
A₂O₃ und Sb₂O₃ dienen als ein Läuterungsmittel, sie sind jedoch Bestandteile, welche die Umwelt nachteilig beeinflussen, so dass die Verwendung dieser Bestandteile auf ein Minimum beschränkt sein sollte. Da die Glaskeramik der vorliegenden Erfindung die Läuterungswirkung erzielen kann, ohne As₂O₃ oder Sb₂O₃ zu verwenden, um die nachteilige Wirkung auf die Umwelt zu reduzieren, sollte eine Menge an As₂O₃ oder Sb₂O₃ vorzugsweise weniger als 0,1% betragen und besonders bevorzugt sollte die Glaskeramik im Wesentlichen keinen dieser Bestandteile aufweisen.
SiO₂ ist ein wesentlicher Bestandteil zur Ausfällung der oben beschriebenen Kristallphasen, als eine vorherrschende Kristallphase durch Wärmebehandlung des Mutterglases. Wenn die Menge dieses Bestandteils weniger als 60% beträgt, ist die ausfällende Kristallphase der erhaltenen Glaskeramik instabil und die Textur neigt dazu, grob zu werden, mit dem Ergebnis, dass die mechanische Festigkeit zerstört wird und die Oberflächenrauhigkeit nach dem Polieren groß wird. Daher sollte die untere Grenze dieses Bestandteils vorzugsweise 60% betragen, noch bevorzugter 62% und besonders bevorzugt 64%. Wenn die Menge dieses Bestandteils 78% überschreitet, treten Schwierigkeiten beim Schmelzen und Formen des Glases auf und als ein Ergebnis wird die Homogenität des Glases reduziert. Daher sollte die obere Grenze dieses Bestandteils vorzugsweise 78% betragen, noch bevorzugter 77% und besonders bevorzugt 76%.
Li₂0 ist ein wichtiger Bestandteil, welcher zur Ausfällung der oben beschriebenen Kristallphase essentiell ist, und welcher auch zu der geringen Viskosität des Glases beiträgt. Wenn die Menge dieses Bestandteils weniger als 5% beträgt, können diese Wirkungen nicht ausreichend erzielt werden und daher sollte die Menge dieses Bestandteils vorzugsweise 5% betragen, noch bevorzugter 5,5% und besonders bevorzugt 6%. Wenn die Menge dieses Bestandteils 12% überschreitet, verschlechtert sich die chemische Beständigkeit deutlich und daher sollte die obere Grenze dieses Bestandteils vorzugsweise 12% betragen, noch bevorzugter 11% und besonders bevorzugt 10,5%.
K₂O kann gegebenenfalls zugegeben werden, da dieser Bestandteil wirksam ist, damit die Kristallkörner fein werden und die Viskosität des Glases reduziert wird. Wenn die Menge dieses Bestandteils 3% überschreitet, treten Schwierigkeiten bei der Verglasung der Ausgangsmaterialien auf, mit der resultierenden Schwierigkeit, eine gewünschte Kristallphase zu realisieren. Die obere Grenze dieses Bestandteils sollte vorzugsweise 3% betragen, noch bevorzugter 2,5% und besonders bevorzugt 2%.
Na₂O kann gegebenenfalls zugegeben werden, da dieser Bestandteil zur Verringerung der Viskosität des Glases wirksam ist. Wenn die Menge dieses Bestandteils 3% überschreitet, treten Schwierigkeiten bei der Verglasung der Ausgangsmaterialien auf, mit der resultierenden Schwierigkeit eine gewünschte Kristallphase zu realisieren. Die obere Grenze dieses Bestandteils sollte daher vorzugsweise 3% betragen, bevorzugter 2,5% und besonders bevorzugt 2%.
Cs₂O kann gegebenenfalls zugegeben werden, da dieser Bestandteil bei der Verringerung der Viskosität des Glases wirksam ist. Wenn die Menge dieses Bestandteils 3% überschreitet, treten Schwierigkeiten bei der Verglasung der Ausgangsmaterialien auf, mit der resultierenden Schwierigkeit eine gewünschte Kristallphase zu realisieren. Die obere Grenze dieses Bestandteils sollte daher vorzugsweise 3% betragen, noch bevorzugter 2,5% und besonders bevorzugt 2%.
Zur Verwendung als ein Substrat eines Informationsspeichermediums sollte eine Menge zur Auflösung eines Alkalibestandteils vorzugsweise auf die maximal mögliche Menge reduziert werden. Um die Auflösung eines Alkalibestandteils auf eine Menge zu beschränken, bei welcher die Glaskeramik als ein Substrat eines Informationsspeichermediums für eine nächste Generation verwendet werden kann, welches typischerweise ein Substrat eines Informationsspeichermediums mit senkrechtem magnetischen Aufzeichnungssystem ist, sollte eine Gesamtmenge an Li₂O, welches als ein wesentlicher Bestandteil zugegeben wird, und ein oder mehrere Bestandteile aus Na₂O, K₂O und Cs₂O, welche als Wahlbestandteile zugegeben werden, vorzugsweise 14% oder weniger betragen, noch bevorzugter 13% oder weniger und besonders bevorzugt 12% oder weniger. Um die Verringerung der Viskosität des Glases zu erleichtern, sollte eine Gesamtmenge an Li₂O und eines oder mehrerer von Na₂O, K₂O und Cs₂O, welche als Wahlbestandteile zugegeben werden, vorzugsweise 5% oder mehr betragen, noch bevorzugter 6% oder mehr und besonders bevorzugt 7% oder mehr.
Al₂O₃ ist ein wichtiger Bestandteil, welcher wie SiO₂, die oben beschriebene Kristallphase ausfällt und auch zu der Verbesserung der Stabilität und chemischen Beständigkeit des Glases beiträgt. Wenn die Menge dieses Bestandteils weniger als 4% beträgt, treten Schwierigkeiten bei der Verglasung des Glases auf und daher sollte die untere Grenze dieses Bestandteils vorzugsweise 4% betragen, noch bevorzugter 4,5% und besonders bevorzugt 5%. Wenn die Menge dieses Bestandteils 10% überschreitet, werden die Schmelzeigenschaften, Formbarkeit und Beständigkeit gegenüber Verglasung zerstört und als ein Ergebnis wird die Homogenität verringert und daher sollte die obere Grenze dieser Menge vorzugsweise 10% betragen, noch bevorzugter 9,5% und besonders bevorzugt 9%.
P₂O₅ kann als ein Keimbildungsmittel zugegeben werden. Es trägt auch zur Reduzierung der Viskosität bei und, wenn es mit SiO₂ koexistiert, verbessert es das Schmelzen und die Läuterungseigenschaften des Mutterglases. Um diese Wirkungen akkurat und ausreichend zu erzielen, sollte die unter Grenze der Menge dieses Bestandteils vorzugsweise 1,5% betragen, noch bevorzugter 1,6% und besonders bevorzugt 1,7%. Wenn die Menge dieses Bestandteils 3% überschreitet, treten Schwierigkeiten bei der Verglasung auf und Entglasung kann auftreten. Daher sollte die obere Grenze dieses Bestandteils vorzugsweise 3% betragen, noch bevorzugter 2,9% und besonders bevorzugt 2,8%.
ZrO₂ kann als ein Keimbildungsmittel zugegeben werden. Dieser Bestandteil trägt auch zur Verbesserung der chemischen Beständigkeit und der physikalischen Eigenschaften bei und ist wirksam, um feine Kristalle zu erhalten. Um diese Wirkungen einfach zu erzielen, ist es bevorzugt, diesen Bestandteil in einer Menge von 1% oder mehr, noch bevorzugter 1,2% oder mehr und besonders bevorzugt 1,4% oder mehr zuzugeben. Wenn die Menge dieses Bestandteils jedoch 10% überschreitet, bleibt ein Anteil ungeschmolzen zurück und ZrSiO₄ (Zirkon) wird erzeugt. Die obere Grenze dieses Bestandteils sollte daher vorzugsweise 10% betragen, noch bevorzugter 8% und besonders bevorzugt 6%.
BaO kann gegebenenfalls zugegeben werden, da dieser Bestandteil die niedrige Viskosität des Glases realisieren kann, während eine gewünschte Kristallphase beibehalten wird. Um die niedrige Viskosität des geschmolzenen Glases zu realisieren und das Ausfällen eines gewünschten Kristalls, um die ausgefällten Kristalle fein zu machen, sollte dieser Bestandteil vorzugsweise in einer Menge von 2,5% oder mehr zugegeben werden und besonders bevorzugt in einer Menge von 3,5% oder mehr. Um die spezifische Dichte auf einen geeigneten Wert einzustellen, sollte die obere Grenze dieses Bestandteils vorzugsweise 15% betragen und noch bevorzugter 14% und besonders bevorzugt 13%.
SrO kann gegebenenfalls zugegeben werden, da dieser Bestandteil, ähnlich wie BaO, die niedrige Viskosität des Glases realisieren kann, während eine gewünschte Kristallphase beibehalten wird. Um die niedrige Viskosität des geschmolzenen Glases und die Ausfällung eines gewünschten Kristalls zu realisieren und um die ausgefällten Kristalle fein zu machen, sollte dieser Bestandteil vorzugsweise in einer Menge von 2,5% oder mehr zugegeben werden und besonders bevorzugt in einer Menge von 3,5% oder mehr. Um die spezifische Dichte auf einen geeigneten Wert einzustellen, sollte die obere Grenze dieses Bestandteils vorzugsweise 15% betragen und noch bevorzugter 14% und besonders bevorzugt 13%.
In einem Fall, in dem eine Menge des Alkalibestandteils, welcher die chemische Beständigkeit zerstört, reduziert werden soll, können BaO und SrO zugegeben werden, um den Alkalibestandteil zu ersetzen. Diese Bestandteile sind sehr wirksam, um die niedrige Viskosität des geschmolzenen Glases zu realisieren, um die Pressformkapazität zu erfüllen, welche von der Industrie gefordert wird. Um diese Wirkung ausreichend zu erfüllen, sollte eine Gesamtmenge eines oder beider von SrO und BaO vorzugsweise 3,5% überschreiten, noch bevorzugter 3,6% und besonders bevorzugt 3,7%.
Auch wenn SrO und BaO in einer großen Menge zugegeben werden, findet kaum eine Vergrößerung des Kristallkorns und Erzeugung einer festen Lösung dieser Bestandteile mit einer Kristallphase statt, auf der anderen Seite wird jedoch die spezifische Dichte erhöht. Um die spezifische Dichte auf einem geeigneten Wert zu halten und um die oben beschriebene Wirkung zu erhalten, sollte eine gesamte Menge eines oder beider von SrO und BaO vorzugsweise 15% oder weniger, noch bevorzugter 14% oder weniger und besonders bevorzugt 13% oder weniger betragen.
MgO, CaO und ZnO können gegebenenfalls zugegeben werden, da diese Bestandteile wirksam sind, um die Viskosität zu verringern und um das ausgefällte Glas fein zu machen. Wenn jedoch die Menge des MgO 2% überschreitet, eine Menge des CaO 2% überschreitet und eine Menge des ZnO 3% überschreitet, neigen die ausgefällten Kristalle dazu, instabil zu werden und die Textur neigt dazu, grob zu werden, mit der resultierenden Schwierigkeit eine gewünschte Kristallphase zu erhalten. Des Weiteren tritt eine Entglasungstendenz in dem Mutterglas auf. Daher sollte die obere Grenze der Menge jedes dieser Bestandteile vorzugsweise 2% für MgO und CaO und 3% für ZnO betragen, noch bevorzugter 1,6% für MgO und CaO und 2,4% für ZnO, und besonders bevorzugt 1,2% für MgO und CaO und 1,8% für ZnO.
Da Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ und Ga₂O₃ wirksam sind, um die Viskosität zu verringern, die mechanischen Eigenschaften durch Verbesserung des Youngschen Moduls zu verbessern und die Temperatur anzuheben, bei welcher die Wärmebehandlung zur Kristallisation durchgeführt wird, d. h. die Wärmebeständigkeitseigenschaft verbessert wird, können diese Bestandteile wahlweise zugegeben werden. Es ist jedoch ausreichend eine Gesamtmenge von bis zu 15% eines oder mehrerer dieser Bestandteile zuzugeben und wenn die Gesamtmenge dieser Bestandteile 15% überschreitet, treten Schwierigkeiten der Verglasung und Kristallisation auf. Die obere Grenze der Gesamtmenge dieser Bestandteile sollte daher vorzugsweise 15% betragen, noch bevorzugter 10% und besonders bevorzugt 8%.
Da B₂O₃ zur Verringerung der Viskosität des Glases beiträgt und zur Verbesserung des Schmelzens und der Formeigenschaften des Glases, kann dieser Bestandteil wahlweise innerhalb eines Bereiches zugegeben werden, der die Eigenschaften der Glaskeramik nicht verschlechtert. Wenn die Menge dieses Bestandteils 5% überschreitet, kann eine Phasentrennung stattfinden, mit der resultierenden Schwierigkeit, eine gewünschte Kristallphase zu erhalten. Die obere Grenze der Menge dieses Bestandteils sollte daher vorzugsweise 5% betragen, noch bevorzugter 4% und besonders bevorzugt 3%.
TiO₂ kann wahlweise als ein Keimbildungsmittel zugegeben werden. Wenn die Menge dieses Bestandteils 5% überschreitet, tritt eine Schwierigkeit auf, eine gewünschte Kristallphase zu erhalten und eine TiO₂-Phase fällt manchmal als eine Kristallphase nach dem Kristallisierungsverfahren aus. Daher sollte die obere Grenze der Menge dieses Bestandteils vorzugsweise 5% betragen, noch bevorzugter 4% und besonders bevorzugt 3%.
Im Folgenden wird der mittlere Kristallkorndurchmesser einer Kristallphase der Glaskeramik gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der mittlere Kristallkorndurchmesser beeinflusst die Oberflächeneigenschaften eines Substrats nach der Verarbeitung des Substrats und dem Polieren der Substratoberfläche. Wenn, wie zuvor beschrieben, die Oberflächenaufzeichnungsdichte eines Informationsspeichermediums zunimmt, beträgt die Flughöhe eines Magnetkopfes zur Zeit 15 nm oder weniger und das Verfahren wird noch für eine Flughöhe von 10 nm oder darunter durchgeführt und des Weiteren für das Aufzeichnungssystem mit nahem Kontakt oder sogar für das Kontaktaufzeichnungssystem gemäß welchem der Magnetkopf die Aufzeichnungsoberfläche vollständig berührt. Um solche Tendenzen aufzufangen, muss die Ebenheit der Substratoberfläche gegenüber der herkömmlicher Substrate überragend sein.
Wenn man versucht, einen High Density Input und Output von Informationen auf und von dem Magnetspeichermedium mit einem herkömmlichen Ebenheitsgrad durchzuführen, kann solch ein High Density Input und Output nicht durchgeführt werden, da der Abstand zwischen Magnetkopf und Medium groß sein muss. Wenn man versucht, diesen Abstand zu reduzieren, stößt der Magnetkopf mit Vorsprüngen des Mediums (Disksubstrat) zusammen, wodurch der Magnetkopf oder das Medium beschädigt wird. Um diese Zusammenstöße und Beschädigungen des Magnetkopfes oder des Mediums zu vermeiden und um auch die Absorption zwischen dem Magnetkopf und dem Medium sogar bei solch einer niedrigen Flughöhe oder im Berührungszustand zu vermeiden, beträgt die obere Grenze der Oberflächenrauhigkeit Ra (arithmetische mittlere Rauhigkeit) 2 Å.
Um solch eine flache polierte Oberfläche leicht zu erhalten, sollte die obere Grenze eines mittleren Kristallkorndurchmessers der Kristallkörner der Glaskeramik vorzugsweise 100 nm betragen, noch bevorzugter 70 nm und besonders bevorzugt 50 nm. Um ausgezeichnete mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeitseigenschaft zu erzielen, sollte die untere Grenze des mittleren Kristallkorndurchmessers der Kristallkörner der Glaskeramik vorzugsweise 1 nm betragen.
In einem Fall, in dem das Glas vor der Kristallisation der vorliegenden Erfindung als ein Substrat für ein Informationsspeichermedium verwendet wird, kann eine Oberflächenrauhigkeit Ra nach dem Polieren von 1 Å oder darunter realisiert werden und, besonders bevorzugt kann ein Ra nach dem Polieren von 0,5 Å oder darunter realisiert werden.
Bei der Glaskeramik der vorliegenden Erfindung kann die mechanische Festigkeit verbessert werden, indem bewirkt wird, dass feine Kristallkörner gleichförmig ausfällen. Da das Ausfällen der Kristallkörner das Wachsen eines feinen Risses verhindert, können Defekte, wie Abplatzen, während Läppen und Polieren, kann deutlich reduziert werden.
Die mechanische Festigkeit, insbesondere Ringbiegefestigkeit der Glaskeramik kann deutlich verbessert werden, indem solche feinen Kristallkörner ausgefällt werden und eine Druckspannungsschicht auf der Oberfläche des Substrates bilden. Von diesem Gesichtspunkt aus sollte der mittlere Kristallkorndurchmesser der Kristallkörner vorzugsweise innerhalb des oben beschriebenen Bereichs liegen.
Durch diese Anordnung kann in einem Fall, z. B. wenn die Glaskeramik der vorliegenden Erfindung als ein Substrat verwendet wird, wie ein Substrat einer Informationsspeicherscheibe, die Oberflächenaufzeichnungsdichte erhöht werden und auch wenn das Substrat mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert wird, um die Aufzeichnungsdichte zu verbessern, können Ablenkung und Deformation des Substrates verhindert werden und Vibrationen aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit können reduziert werden, wodurch die Anzahl an Fehlern (TMR) beim Datenlesen, bewirkt durch Vibration und Ablenkung, reduziert werden können. Da des Weiteren dieses Substrat eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit aufweist, findet kaum ein Zusammenstoß mit dem Kopf oder eine Beschädigung des Substrats statt, wenn das Substrat als ein Informationsspeichermedium für die mobile Verwendung verwendet wird, und zeigt einen ausgezeichneten stabilen Betrieb.
Der Ausdruck „mittlere Kristallkorndurchmesser" der Kristallkörner bedeutet einen mittleren akkumulierten Wert des Korndurchmessers („mittlerer Durchmesser” d50) auf der Basis der Fläche eines Kristallbildes (n = 100), gemessen durch ein Transmissions- Elektronenmikroskop (TEM). Der Korndurchmesser ist ein Wert bei welchem, wenn ein erhaltenes Kristallbild zwischen zwei geraden Linien gehalten wird, der Abstand zwischen den zwei geraden Linien maximal wird. Der Ausdruck „Ringbiegefestigkeit" bedeutet die Biegefestigkeit gemessen durch das konzentrische Biegeverfahren bei welchem eine dünne Scheibenprobe mit einem Durchmesser von 65 mm und einer Dicke von 0,635 mm hergestellt wird und die Festigkeit der Scheibenprobe, unter Verwendung eines kreisförmigen Tragringes und eines Lastringes gemessen wird.
Im Folgenden wird der Youngsche Modul und die spezifische Dichte beschrieben. Wie zuvor beschrieben, gibt es eine Tendenz bezüglich hoher Rotationsgeschwindigkeiten einer Informationsspeicherscheibe zur Erhöhung der Aufzeichnungsdichte und der Datenübertragungsgeschwindigkeit. Um diese Tendenz zu erfüllen, muss das Material des Substrats eine höhere Steifigkeit und eine niedrigere spezifische Dichte aufweisen, um die Vibration der Scheibe aufgrund der Ablenkung während der Hochgeschwindigkeitsrotation zu verhindern. In einem Fall, in dem das Substrat für eine mobile Aufzeichnungseinrichtung verwendet wird, wie eine Aufzeichnungseinrichtung mit einem berührenden Kopf und einer entfernbaren Aufzeichnungseinrichtung, sollte das Substrat eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, hohen Youngschen Modul und große Oberflächenhärte, um eine ausreichende andauerende Verwendung in solchen Einrichtungen bereitzustellen. Insbesondere sollte das Substrat vorzugsweise einen Youngschen Modul von 85 GPa oder mehr aufweisen, bevorzugter 88 GPa oder mehr und noch bevorzugter 90 GPa oder mehr.
Wenn das Substrat eine hohe Steifigkeit besitzt, die spezifische Dichte jedoch übermäßig groß ist, tritt eine Ablenkung während der hohen Rotationsgeschwindigkeit aufgrund des hohen Gewichts auf, was zu dem Auftreten von Vibration führt. Wenn dagegen das Substrat eine niedrige spezifische Dichte aufweist, die Steifigkeit dagegen gering ist, tritt gleichfalls Vibration auf. Ist des Weiteren die spezifische Dichte zu niedrig, wird es schwierig, die gewünschte mechanische Festigkeit zu erzielen. Daher muss ein Ausgleich zwischen den scheinbar im Gegensatz stehenden Eigenschaften der hohen Steifigkeit und der niedrigen spezifischen Dichte erzielt werden. Das Verhältnis des Youngschen Moduls (GPa)/spezifische Dichte sollte 32 oder mehr betragen, bevorzugter 33 oder mehr und noch bevorzugter 34 oder mehr. Bezüglich der spezifischen Schwerkraft soll diese 2,7 oder weniger betragen, auch wenn das Substrat eine hohe Steifigkeit aufweist. Ist die spezifische Dichte jedoch niedriger als 2,2 wird es insbesondere schwierig ein Substrat mit einer gewünschten Steifigkeit zu erhalten.
Bezüglich des mittleren linearen Ausdehnungskoeffizienten um eine gute Anpassung zwischen dem mittleren linearen Ausdehnungskoeffizienten des Substrats mit dem des jeweiligen Bestandteils einer Festplatte zu erzielen, sollte die untere Grenze des mittleren linearen Ausdehnungskoeffizienten innerhalb einer Temperatur von 25 bis 100°C vorzugsweise bei 50[10^–7°C^–1] betragen, noch bevorzugter 52[10^–7°C^–1] und besonders bevorzugt 55 [10^–7°C^–1]. Aus dem gleichen Grund sollte die obere Grenze des mittleren linearen Ausdehnungskoeffizienten vorzugsweise 120[10^–7°C^–1], bevorzugter 110[10^–7°C^–1] und besonders bevorzugt 100[10^–7°C^–1].
Da die Glaskeramik der vorliegenden Erfindung den oben beschriebenen mittleren linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, kann die Glaskeramik vorteilhafterweise verwendet werden, um für verschiedene Präzisionsteile eingesetzt zu werden, bei welchen die thermische Stabilität der Größe gefordert wird.
Indem eine Druckspannungsschicht auf der Oberfläche der Glaskeramik bereitgestellt wird, kann die Glaskeramik der vorliegenden Erfindung die Wirkung der Verbesserung der mechanischen Festigkeit erzielen, im Vergleich zu der Glaskeramik bevor die Druckspannungsschicht bereitgestellt wird.
Um die Druckspannungsschicht zu bilden, gibt es ein chemisches Verstärkungsverfahren gemäß welchem eine Druckspannungsschicht gebildet wird, in dem ein Alkalibestandteil ersetzt wird, der in einer Oberflächenschicht der Glaskeramik vorhanden ist, bevor die Druckspannungsschicht mit einem Alkalibestandteil gebildet wird, welcher einen größeren Ionendurchmesser aufweist, als der Alkalibestandteil, welcher in der Oberflächenschicht existiert. Es gibt auch ein thermisches Verstärkungsverfahren, gemäß welchem eine Druckspannungsschicht gebildet wird, indem die Glaskeramik erwärmt wird und anschließend die Glaskeramik abgeschreckt wird. Es gibt auch ein Ionenfüllverfahren gemäß welchem eine Druckschicht gebildet wird, indem Ionen in eine Oberflächenschicht der Glaskeramik eingeführt werden.
Bei dem chemischen Verstärkungsverfahren wird die Glaskeramik in eine Lösung eines Salzes, welches Kalium oder Natrium enthält, z. B. Kaliumnitrat (KNO₃) oder Natriumnitrat (NaNO₃) oder ein komplexes Salz dieser, bei einer Temperatur in dem Bereich von 300°C bis 600°C für 0,5 bis 12 Stunden eingetaucht. Durch dieses Verfahren wird ein Lithiumbestandteil (Li⁺-Ionen), welcher in einem zurückbleibenden Glasbestandteil der Glaskeramik existiert, durch ein Natriumbestandteil (Na⁺-Ionen) oder Kaliumbestandteil (K⁺-Ionen) er setzt, welcher ein Alkalibestandteil mit einem größeren Ionendurchmesser als Li ist, oder ein Natriumbestandteil (Na⁺-Ion), welcher in einem übrigbleibenden Glasbestandteil der Glaskeramik existiert, wird durch ein Kaliumbestandteil (K⁺-Ion) ersetzt, welcher ein Alkalibestandteil mit einem größeren Ionendurchmesser als Na ist. Diese Ersetzungsreaktionen erhöhen das Volumen der Glaskeramik und Druckspannung wird auf diese Weise in der Oberflächenschicht der Glaskeramik erzeugt und als ein Ergebnis wird die Ringbiegefestigkeit, welch ein Index der Stoßbeständigkeit ist, erhöht.
Es gibt keine besondere Beschränkung der thermischen Verstärkungsverfahren. Indem zum Beispiel indem die Glaskeramik auf eine Temperatur innerhalb eines Bereichs von 300°C bis 600°C erwärmt wird und anschließend ein Abschrecken durch Wasserkühlen und/oder Luftkühlen durchgeführt wird, kann eine Druckspannungsschicht durch den Unterschied der Temperatur zwischen der Oberfläche und dem Inneren der Glaskeramik gebildet werden. Eine Druckspannungsschicht kann auch wirksam durch das Kombinieren des chemischen Verstärkungsverfahrens mit dem thermischen Verstärkungsverfahren gebildet werden.
Die oben beschriebenen Verfahren zur Bildung einer Druckspannungsschicht können auch auf einen Fall angewandt werden, bei welchem Glas vor der Kristallisation als ein Substrat eines Informationsspeichermediums verwendet wird.
Zur Herstellung der Glaskeramik der vorliegenden Erfindung werden Glasmaterialien umfassend Ausgangsmaterialien der oben beschriebenen Bestandteile geschmolzen und getempert, um das Mutterglas herzustellen. Das Mutterglas wird bei einer Temperatur innerhalb eines Bereichs von 500°C bis 650°C zur Keimbildung wärmebehandelt und nach dem Keimbildungsverfahren bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von 600°C bis 850°C zur Kristallisation wärmebehandelt.
In einem Fall, in dem das Glas als ein Substrat eines Informationsspeichermediums verwendet wird, bevor es zur Herstellung von Glaskeramik behandelt wird, kann das Glas zur Phasentrennung zur Entfernung von Spannungen des Materials und zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit wärmebehandelt werden. Um die Phasentrennung in dem Glas zu erzeugen, kann das Glas vorzugsweise bei einer Temperatur in einem Bereich von 550°C bis 650°C für drei bis zwölf Stunden wärmebehandelt werden.
Um ein Substrat eines Informationsspeichermediums herzustellen, wird geschmolzenes Glas, welches auf die oben beschriebene Weise hergestellt wurde, auf eine untere Form getropft und durch obere und untere Formen einer Presse gepresst werden, um das Glas zu einer Scheibe zu formen und die Scheibe wird, sofern notwendig, bearbeitet und anschließend geläppt und poliert auf bekannte Weise.
Beispiele
Bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben. Die vorliegende Erfindung soll auf keinen Fall auf diese Beispiele beschränkt werden.
Die Tabellen 1 bis 7 zeigen die Glaszusammensetzung, die Anzahl der zurückbleibenden Blasen je 1 cm² des amorphen Glases nach dem Schmelzen, die spezifische Dichte, den Youngschen Modul, Youngsches Modul/spezifische Dichte, den mittleren linearen Ausdehnungskoeffizienten (α) bei 25°C bis 100°C, die höchste Temperatur der Wärmebehandlung zur Kristallisation, den mittleren Kristallkorndurchmesser und die vorherrschende Kristallphase der Beispiele 1 bis 34. Die Zusammensetzung jedes Beispiels ist in Masse-% ausgedrückt. In einem Fall, in dem Sulfat, Chlorid und/oder Fluorid zu den Glasausgangsmaterialien zugegeben werden, sind eine Menge des Fluorids umgewandelt zu F₂, eine Menge des Sulfats umgewandelt zu SO₃, und eine Menge des Chlorids umgewandelt zu Cl₂, jeweils zu einer Gesamtmasse der anderen Ausgangsmaterialien als diese Bestandteile ausgedrückt auf Oxidbasis in Masse-% ausgedrückt.
Mittlerer linearer Ausdehnungskoeffizient ist ein Wert gemessen gemäß JOGIS (Japan Optical Glass Industry Standard) 16-2003 (Messverfahren des mittleren linearen Ausdehnungskoeffizienten in der Nähe einer Raumtemperatur von optischem Glas) und durch Ändern des Temperaturbereichs von 25°C bis 100°C.
Spezifische Dichte wurde durch das Archimedes-Verfahren gemessen und der Youngsche Modul wurde durch das Ultraschallwellenverfahren gemessen.
Die Kristallphase wurde durch ein Röntgenbeugungsbild identifiziert, erhalten durch eine Röntgenbeugungseinrichtung (hergestellt von Panalytical Co. Produktname: X'pert-MPD).

In den Tabellen bezeichnen „Blasen je 1 cm³" die Anzahl der übrigbleibenden Blasen je 1 cm³, „Gl. Ke." Glaskeramik, „s. Dichte" spezifische Dichte, „Y. M." Youngsches Modul, „hohe Temp." die höchste Temperatur der Behandlung zur Kristallisation, „Korndurchmesser" mitt leren Kristallkorndurchmesser, „Li.di" Lithiumdisilikat, „α-Q." α-Quarz und „β-Q.s.s." feste β-Quarzläsung. Tabelle 1

		Beispiele
		1	2	3	4	5
Zusammensetzung	SiO₂	75.1	74.5	74.0	70.3	69.7
	Al₂O₃	7.0	7.0	7.0	6.5	6.5
	P₂O₅	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0
	Li₂O	9.9	9.9	9.9	8.5	8.5
	K₂O	2.0	2.0	2.0	1.5	1.5
	MgO	0.8	0.8	0.0	0.8	0.8
	CaO	0.0	0.0	0.8	0.0	0.0
	BaO	0.0	0.0	0.0	5.5	5.5
	ZnO	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
	ZrO₂	2.3	2.3	2.3	4.0	4.0
	CeO₂	0.2	0.5	0.5	0.2	0.5
	SnO₂	0.2	0.5	1.0	0.2	0.5
	gesamt	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0
Blasen pro/1 cm³		8	9	8	6	10
Gl. Ke.	s. Dichte	2.46	2.48	2.46	2.57	2.59
	Y. M. (GPa)	100	100	98	96	96
	Y. M./s. Dichte	40.7	40.3	39.8	37.4	37.1
	α(25–100°C) (10^–7°C^–1)	78	77	70	65	62
Vorherrschende Kristallphase		Li. di. α-Q.	Li. di. α-Q.	Li. di. α-Q.	Li. di. α-Q. β-Q. s. s.	Li. di. α-Q. β-Q. s. s.
hohe Temp.(°C)		720	720	700	700	700
Korndurchmesser (nm)		50	50	30	30	30

Tabelle 2

	Beispiele
	6	7	8	9	10
Zusammensetzung	SiO₂	69.2	66.3	65.7	65.2	66.3
	Al₂O₃	6.5	6.5	6.5	6.5	6.5
	P₂O₅	2.0	2.5	2.5	2.5	2.5
	Li₂O	8.5	7.5	7.5	7.5	7.5
	K₂O	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
	MgO	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8
	CaO	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
	BaO	5.5	10.0	10.0	10.0	10.5
	ZnO	0.5	0.5	0.5	0.5	0.0
	ZrO₂	4.0	4.0	4.0	4.0	4.0
	CeO₂	0.5	0.2	0.5	0.5	0.2
	SnO₂	1.0	0.2	0.5	1.0	0.2
	Gesamt	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0
Blasen pro 1 cm³	15	1	5	16	7
Gl. Ke.	s. Dichte	2.60	2.65	2.66	2.67	2.65
	Y. M. (GPa)	98	96	98	96	96
	Y. M./s. Dichte	37.7	36.2	36.8	36.0	36.2
	α(25-100°C) (10^–7°C^–1)	64	62	62	61	64
Vorherrschende Kristallphase	Li. di. α-Q. β-q. s. s.	Li. di. α-Q. β-q. s. s.	Li. di. α-Q. β-q. s. s.	Li. di. α-Q. β-Q. s. s.	Li. di. α-Q. β-Q. s. s.
Hohe Temp. (°C)	695	690	685	690	690
Korndurchmesser (nm)	30	30	30	30	30

Tabelle 3

	Beispiele
	11	12	13	14	15
Zusammensetzung	SiO₂	75.5	75.5	70.7	70.7	66.5
	Al₂O₃	7.0	7.0	6.5	6.5	6.5
	P₂O₃	2.0	2.0	2.0	2.0	2.5
	Li₂O	9.9	9.9	8.5	8.5	7.5
	K₂O	2.0	2.0	1.5	1.5	1.5
	MgO	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8
	CaO	0.0	0.0	0.0	0.0	0
	BaO	0.0	0.0	5.5	5.5	10.0
	ZnO	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
	ZrO₂	2.3	2.3	4.0	4.0	4.0
	CeO₂	0.5	0.2	0.5	0.5	0.2
	SnO₂	1.0	0.2	0.5	1.0	0.2
	Gesamt	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0
	Sulfate (umgewandet in SO₃)	0.17	0.08	0.08	0.0	0.51
	Chloride (umgewandelt zu Cl₂)	0.37	0.19	0.0	0.37	0.0
	Fluoride (umgewandelt zu F₂)	0.0	0.0	0.0	0.0	0.30
Blasen pro 1 cm3	6	9	11	2	5
Gl. Ke.	s. Dichte	2.46	2.46	2.57	2.57	2.65
	Y. M. (GPa)	100	100	100	100	96
	Y. M./s. Dichte	40.7	40.7	38.9	38.9	36.2
	α(25–100°C) (10^–7°C^–1)	76	75	64	64	62
Vorherrschende Kristallphase	Li. di. α-Q.	Li. di. α-Q.	Li. di. α-Q. β-Q. s. s.	Li. di. α-Q. β-Q. s. s.	IL. di. α-Q. β-Q. s. s.
Hohe Temp. (°C)	720	720	700	700	690
Korndurchmesser (nm)	50	30	30	30	30

Tabelle 4

		Beispiele
		16	17	18	19	20
Zusammensetzung	SiO₂	74.5	74.8	75.3	70.7	66.5
	Al₂O₃	7.0	7.0	7.0	6.5	6.5
	P₂O₅	2.0	2.0	2.0	2.0	2.5
	Li₂O	9.9	9.9	9.9	8.5	7.5
	K₂O	2.0	2.0	2.0	1.5	1.5
	MgO	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8
	CaO	0.0	0.0	0.0	0.0	0
	BaO	0.0	0.0	0.0	5.5	10.0
	ZnO	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
	ZrO₂	2.3	2.3	2.3	4.0	4.0
	CeO2	0.0	0.0	0.1	0.1	0.1
	SnO₂	0.5	0.5	0.1	0.1	0.1
	andere	Bi₂O₃0.5	MnO₂ 0.2	0.0	0.0	0.0
	Gesamt	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0
	Sulfate (umgewandelt in SO₃)	0.0	0.0	0.17	0.17	0.17
	Chloride (umgewandelt zu Cl₂)	0.19	0.19	0.0	0.0	0.10
	Fluoride (umgewandelt zu F₂)	0.0	0.0	0.0	0.15	0.0
Blasen pro 1cm³		8	7	8	5	3
Gl. Ke.	s. Dichte	2.45	2.44	2.47	2.57	2.65
	Y. M. (GPa)	102	102	99	100	96
	Y. M./s. Dichte	41.6	41.8	40.1	38.9	36.2
	α(25-100°C) (10^–7°C^–1)	71	70	76	64	62
Vorherrschende Kristallphase		Li. di. α-Q.	Li. di. α-Q.	Li. di. α-Q.	Li. di. α-Q. β-Q. s. s.	Li. di. α-Q. β-Q. s. s.
hohe Temp. (°C)		720	720	730	690	690
Korndurchmesser (nm)		30	20	50	30	30

Tabelle 5

		Beispiele
		21	22	23	24	25
Zusammensetzung	SiO₂	66.5	66.5	66.7	66.1	75.45
	Al₂O₃	6.5	6.5	6.5	6.5	7.0
	P₂O₅	2.5	2.5	2.5	2.5	2.0
	Li₂O	7.5	7.5	7.5	7.5	9.9
	K₂O	1.5	1.5	1.5	1.5	2.0
	MgO	0.0	0.5	0.8	0.5	0.8
	CaO	0.8	0.3	0.0	0.3	0.0
	SrO	0.0	5.0	10.0	5.0	0.0
	BaO	10.0	5.0	0.0	5.0	0.5
	ZnO	0.5	0.5	0.5	0.5	0.0
	ZrO₂	4.0	4.0	4.0	4.0	2.3
	CeO₂	0.1	0.1	0.0	0.0	0.0
	SnO₂	0.1	0.1	0.0	0.1	0.0
	Andere	0.0	0.0	0.0	Bi₂O₃ 0.5	Sb₂O₃ 0.05
	Gesamt	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0
	Sulfate (umgewandelt in SO₃)	0.0	0.0	0.17	0.17	0.17
	Chloride (umgewandelt zu Cl₂)	0.0	0.0	0.37	0.10	0.10
	Fluoride (umgewandelt zu F₂)	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
Blasen pro 1 cm³		6	8	3	7	2
gl. ce.	s. Dichte	2.64	2.64	2.65	2.64	2.46
	Y. M. (GPa)	96	97	96	93	98
	Y. M./s. Dichte	36.4	36.7	36.2	35.2	39.8
	α(25-100°C) (10^–7°C^–1)	65	62	62	65	77
Vorherrschende Kristallphase		li. di. α-q. β-q. s. s.	li. di. α-q. β-q. s. s.	li. di. α-q. β-q. s. s.	li. di. α-q. β-q. s. s.	li. di. α-q.
Hohe Temp. (°C)		690	690	690	680	690
Korndurchmesser (nm)		30	30	30	20	50

Tabelle 6

		Beispiele
		26	27	28	29	30
Zusammensetzung	SiO₂	66.65	66.3	75.1	66.5	66.5
	Al₂O₃	6.5	6.5	7.0	6.5	6.5
	P₂O₅	2.5	2.5	2.0	2.5	2.5
	Li₂O	7.5	7.5	9.9	7.5	7.5
	K₂O	1.5	1.5	2.0	0.5	0.5
	Na₂O	0.0	0.0	0.0	1.0	1.0
	MgO	0.8	0.5	0.8	0.8	0.8
	CaO	0.0	0.3	0.0	0.0	0.0
	SrO	0.0	5.0	0.0	0.0	0.0
	BaO	10.0	5.0	0.0	10.0	10.0
	ZnO	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
	ZrO₂	4.0	4.0	2.3	4.0	4.0
	CeO₂	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
	SnO₂	0.0	0.2	0.2	0.0	0.0
	Andere	Sb₂O₃ 0.05	Bi₂O₃ 0.2	WO₃ 0.2	Ta₂O₅ 0.2	Nb₂O₅ 0.2
	Gesamt	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0
	Sulfate (umgewandelt in SO₃)	0.17	0.0	0.0	0.17	0.17
	Chloride (umgewandelt in Cl₂)	0.10	0.20	0.20	0.10	0.10
	Fluoride (umgewandelt in F2)	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
Blasen pro 1 cm³		2	4	15	8	12
Gl. Ke.	s. Dichte	2.65	2.64	2.45	2.65	2.65
	Y. M. (GPa)	96	95	100	96	96
	Y. M./s. Dichte	36.2	36.0	40.8	36.2	36.2
	α(25–100°C) (10^–7°C^–1)	62	64	75	63	63
Vorherrschende Kristallphase		Li. di. α-Q. β-Q. s. s.	Li. di. α-Q. β-Q. s. s.	Li di. α-Q.	Li. di. α-Q. β-Q. s. s.	Li. di. α-Q. β-Q. s. s.
Hohe Temp. (°C)		690	690	720	680	680
Korndurchmesser (nm)		30	30	40	30	30

Tabelle 7

		Beispiele
		31	32	33	34
Zusammensetzung	SiO₂	75.0	66.2	66.2	70.2
	Al₂O₃	7.0	6.5	6.5	6.5
	B₂O₃	0.0	0.0	0.0	0.0
	P₂O₅	2.0	2.5	2.5	2.0
	Li₂O	9.9	7.5	7.5	8.5
	Na₂O	0.0	0.0	0.0	0.0
	K₂O	2.0	1.5	1.5	1.5
	MgO	0.8	0.8	0.8	0.8
	CaO	0.0	0.0	0.0	0.0
	SrO	0.0	0.0	0.0	0.0
	BaO	0.0	10.0	10.0	5.5
	ZnO	0.5	0.5	0.5	0.5
	ZrO₂	2.3	4.0	4.0	4.0
	CeO2	0.5	0.5	0.5	0.5
	SnO₂	0.0	0.0	0.0	0.0
	Gesamt	100.0	100.0	100.0	100.0
Blasen pro 1 cm³		2	0	0	0
Gl. Ke.	s. Dichte	2.47	2.62	2.65	2.59
	Y. M. (GPa)	103	91	94	98
	Y. M./s. Dichte	41.7	34.9	35.5	37.9
	α(25–100°C) (10^–7°C^–1)	85	62	65	60
Vorherrschende Kristallphase		Li di. α-Q.	Li. di. α-Q.	Li. di. α-Q.	Li. di. α-Q.
hohe Temp. (°C)		730	675	700	700
Korndurchmesser (nm)		90	20	30	30

Zur Herstellung des Glases der obigen Beispiele wurden Ausgangsmaterialien, einschließlich Oxide, Karbonate und Nitrate etc. gemischt und, in dem Fall der Beispiele Nr. 11 bis 20 und 23 bis 30, wurden Sulfate, Chloride und Fluoride zu den Ausgangsmaterialien zugegeben, und diese Ausgangsmaterialien wurden in einer allgemein verwendeten Schmelzvorrichtung bei einer Temperatur in einem Bereich von ungefähr 1.400°C bis 1.500°C geschmolzen und gerührt und homogenisiert. Anschließend wurde das geschmolzene Glas in die Form einer Scheibe geformt und getempert, um eine Glasform bereitzustellen. Anschließend wurde die Glasform bei einer Temperatur in einem Bereich von 600°C bis 650°C für ungefähr ein bis zwölf Stunden zur Keimbildung wärmebehandelt und anschließend wurde die Glasform bei einer Temperatur in einem Bereich von 600°C bis 850°C, einer Temperatur, die höher ist als die Keimbildungstemperatur, für ungefähr ein bis zwölf Stunden zur Kristallisation wärmebehandelt, um die gewünschten Glaskeramik bereitzustellen. Anschließend wurde die Glaskeramik mit einem Korn mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 5 bis 30 μm für ungefähr 10 bis 60 Minuten geläppt und anschließend nach dem Bearbeiten der Innen- und Außendurchmesser, mit Ceroxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 bis 2 μm für ungefähr 30 bis 60 Minuten poliert, um ein Substrat eines Informationsspeichermediums bereitzustellen. Die Oberflächenrauhigkeit Ra (arithmetische mittlere Rauhigkeit) des Substrats betrug zu diesem Zeitpunkt 2 Å oder weniger. Die Oberflächenrauhigkeit Ra wurde mit einem Atomkraftmikroskop (AFM) gemessen.
Wie in den Tabellen 1 bis 7 dargestellt, weisen die Beispiele der Glaskeramik der vorliegenden Erfindung alle sehr feine Kristallkörner mit einem mittleren Kristalldurchmesser von 60 nm oder darunter, insbesondere 50 nm oder darunter, auf. Die Beispiele weisen einen linearen Ausdehnungskoeffizienten innerhalb eines Temperaturbereichs von 25°C bis 100°C auf, welche in dem Bereich von 60 bis 85(10^–7°C^–1) liegt. Die Anzahl der zurückbleibenden Blasen je 1 cm³ des Glases beträgt 1 bis 16, was zeigt, dass die Glaskeramik eine Läuterungswirkung aufweist, die der Läuterungswirkung von einer Glaskeramik entspricht, bei der eine große Menge an Antimon- oder Arsenbestandteilen hinzugegeben wurde. In den Beispielen Nr. 31 bis 34 wurde das Auftreten von Aufschäumen während des Pressens nicht beobachtet, wenn das direkte Pressverfahren eingesetzt wurde.
Vergleichsbeispiel
Die Glaskeramik wurde mit der gleichen Zusammensetzung und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Läuterungsmittel nicht verwendet wurde und dass die Menge an SiO₂ 75,5% in Masse-% auf Oxidbasis betrug. Die Anzahl der zurückbleibenden Blasen je 1 cm³ des Glases wurde beobachtet. Die Anzahl der zurückbleibenden Blasen betrug 70.
Beispiel Nr. 35
Ein poliertes 2,5 inch HDD Substrat (mit einem Durchmesser von 75 mm und Dicke von 0,635 mm), hergestellt aus der Glaskeramik des Beispiels 1, wurde in ein gemischtes Salz aus Kaliumnitrat und Natriumnitrat (KNO₃:NaNO₃ = 1:3) bei 400°C für 0,5 Stunden eingetaucht, um eine Druckspannungsschicht auf der Oberfläche zu bilden. Es wurde bestätigt, dass dieses Substrat eine Ringbiegefestigkeit aufwies, welche dreimal so groß war, wie die des Substrats vor dem Ausbilden der Druckspannungsschicht (500 MPa).
Beispiel Nr. 36
Ein poliertes 2,5 inch HDD Substrat (mit einem Durchmesser von 65 mm und einer Dicke von 0,635 mm), hergestellt aus der Glaskeramik des Beispiels 10, wurde in ein gemischtes Salz aus Kaliumnitrat und Natriumnitrat (KNO₃:NaNO₃ = 1:3) bei 400°C für 0,5 Stunden eingetaucht, um eine Druckspannungsschicht auf der Oberfläche auszubilden. Es wurde bestätigt, dass dieses Substrat eine Ringbiegefestigkeit aufwies, welche fünfmal so groß war, wie die des Substrates vor dem Ausbilden der Druckspannungsschicht (500 MPa).
Beispiel Nr. 37
Ein poliertes 2,5 inch HDD Substrat (mit einem Durchmesser von 65 mm und einer Dicke von 0,635 mm), hergestellt aus der Glaskeramik des Beispiels 1, wurde auf 300°C bis 600°C erwärmt und anschließend durch Luftabkühlung abgeschreckt, um eine Druckspannungsschicht auf der Oberfläche auszubilden. Es wurde bestätigt, dass dieses Substrat eine verbesserte Ringbiegefestigkeit aufwies.
Beispiel Nr. 38
Ein poliertes 2,5 inch HDD Substrat (mit einem Durchmesser von 65 mm und einer Dicke von 0,635 mm), hergestellt aus der Glaskeramik aus Beispiel 32, wurde in ein gemischtes Salz aus Kaliumnitrat und Natriumnitrat (KNO₃·NaNO₃ = 3:1) bei 400°C für 0,5 Stunden eingetaucht, um eine Druckspannungsschicht auf der Oberfläche auszubilden. Es wurde bestätigt, dass dieses Substrat eine Ringbiegefestigkeit aufwies, welche achtmal so groß war, wie das Substrat vor dem Ausbilden der Druckspannungsschicht (500 MPa). Es wurde auch bestätigt, dass dieses Substrat, nachdem es in das gemischte Salz für 0,16 Stunden eingetaucht wurde, eine Ringbiegefestigkeit aufwies, welche dreimal so groß war, wie die des Substrates vor dem Ausbilden der Druckspannungsschicht, und dass das Substrat, nachdem es in das gemischte Salz für 0,32 Stunden eingetaucht wurde, eine Ringbiegefestigkeit aufwies, welche fünfmal so groß war, wie die des Substrats vor dem Ausbilden der Druckspannungsschicht.
Beispiel 39
Eine Chromlegierungsbasisschicht und eine magnetische Kobaltlegierungsschicht wurden durch DC Sputtern auf der Oberfläche gebildet, die wie in den oben beschriebenen Beispielen erhalten wurde, und des Weiteren wurde eine diamantartige Kohlenstoffschicht darauf ausgebildet. Ein Schmiermittel vom Perfluoropolyethertyp wurde schließlich aufgebracht, um ein Magnetinformationsspeichermedium bereitzustellen.
Beispiel 40
Das Glas vor der Kristallisierung des Beispieles Nr. 32 wurde bei 600°C für sechs Stunden wärmebehandelt und einer Verarbeitung unterworfen, um einen Durchmesser von 65 mm und eine Dicke von 0,635 mm aufzuweisen, um ein Substrat in der Form einer Scheibe mit einer inneren mittleren Öffnung bereitzustellen. Durch die Beobachtung mit einem TEM wurde die Phasentrennung in dem Substrat bestätigt. Die Oberfläche des Substrats wurde für ungefähr 10 bis 60 Minuten mit einem Korn mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 μm bis 2 μm gelappt und nach dem Bearbeiten der inneren und äußeren Durchmesser mit Ceroxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 μm bis 2 μm für ungefähr 30 bis 60 Minuten poliert. Die Oberflächenrauhigkeit Ra nach dem Polieren war eine ausgezeichnete von 0,45 Å.
Das so erhaltene Substrat wurde in ein gemischtes Salz aus Kaliumnitrat und Natriumnitrat (KNO₃·NaNO₃ = 3:1) bei 400°C für 0,5 Stunden eingetaucht, um eine Druckspannungsschicht auf der Oberfläche zu bilden. Es wurde bestätigt, dass dieses Substrat eine Biegefestigkeit von 2.000 MPa aufwies, welche etwas schlechter ist, im Vergleich mit einem Fall, bei dem ein Substrat aus der Glaskeramik des gleichen Beispiels hergestellt wurde, wies jedoch unabhängig davon eine ausreichende Festigkeit als ein Substrat eines Informationsspeichermediums auf.
Beispiel 41
Das Glas vor der Kristallisation des Beispiels Nr. 32 wurde bei 490°C für zwei Stunden wärmebehandelt und einer Verarbeitung unterworfen, um einen Durchmesser von 65 mm und eine Dicke von 0,635 mm aufzuweisen, um ein Substrat in der Form einer Scheiben mit einer inneren mittleren Öffnung bereitzustellen. Die Oberfläche des Substrats wurde für ungefähr 10 bis 60 Minuten mit einem Korn mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 μm bis 2 μm geläppt und nach dem Verarbeiten der inneren und äußeren Durchmesser mit Ceroxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 bis 2 μm für ungefähr 30 bis 60 Minuten poliert. Die Oberflächenrauhigkeit Ra nach dem Polieren war eine ausgezeichnete von 0,48 Å.
Das Substrat, das so erhalten wurde, wurde in ein gemischtes Salz aus Kaliumnitrat und Natriumnitrat (KNO₃·NaNO₃ = 3:1) bei 400°C für 0,5 Stunden eingetaucht, um eine Druckspannungsschicht auf der Oberfläche zu bilden. Es wurde bestätigt, dass dieses Substrat eine Ringbiegefestigkeit von 1.800 MPa aufwies, welche etwas schlechter war, als ein Fall, bei welchem ein Substrat aus der Glaskeramik des gleichen Beispiels hergestellt wurde, wies jedoch eine ausreichende Festigkeit als ein Substrat eines Informationsspeichermediums auf.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß der Erfindung kann bei Glaskeramik, die als ein Substrat für ein Magnetaufzeichnungsmedium für verschiedene Informationsspeichereinrichtungen verwendet wird, insbesondere Glaskeramik, die für ein senkrechtes Magnetaufzeichnungsmedium verwendet wird, ein Medium für Pattererned Media-Einrichtungen und ein Medium für einen diskreten Track, eine ausgezeichnete Läuterungswirkung erzielt werden, welche entsprechend dem der bekannten Glaskeramiken ist, ohne das ein schädlicher Arsen- und Antimonbestandteil verwendet wird, welcher herkömmlicherweise als ein Läuterungsmittel verwendet wurde, oder unter eingeschränkter Verwendung des Antimonbestandteils auf eine Menge von weniger als 0,1%.
Gemäß der Erfindung kann auch eine Glaskeramik bereitgestellt werden, mit einer niedrigen Viskositätseigenschaft, welche der Tendenz einer niedrigen Flughöhe des Magnetkopfes genügt, einem hohen Youngschen Modul und einer niedrigen spezifischen Dichte, welche der hohen Rotationsgeschwindigkeit genügt, und ausgezeichneter mechanischer Fes tigkeit. Aus diesen Gründen ist die Glaskeramik als ein Substrat für ein Informationsspeichermedium geeignet, insbesondere einem Substrat eines senkrechten magnetischen Aufzeichnungsmediums für ein HDD.
Da die Glaskeramik der vorliegenden Erfindung des Weiteren im Wesentlichen keinen Arsen- und Antimonbestandteil als ein Läuterungsmittel aufweist oder ein Antimonbestandteil in einer sehr geringen Menge von weniger als 0,1% aufweist, kann die Korrosion einer Molybdänelektrode, welche im Allgemeinen beim elektrischen Schmelzen durch direkte Zufuhr des elektrischen Stromes verwendet wird, deutlich verringert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2001-76336 [0013]

Claims

Glaskeramik, umfassend SiO₂, Li₂O und Al₂O₃ auf Oxidbasis, umfassend Lithiumdisilikat als eine Kristallphase und umfassend ein oder mehrerer Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Sn, Ce, Mn, W, Ta, Bi, Nb, S, Cl und F.
Glaskeramik, wie in Anspruch 1 definiert, des weiteren umfassend wenigstens eine Kristallphase gewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithiummonosilikat, α-Quarz, α-Quarz feste Lösung und β-Quarz feste Lösung.
Glaskeramik, wie in Anspruch 1 definiert, umfassend wenigstens ein Element aus Sn und Ce und umfassend in Masse-% auf Oxidbasis SnO₂ 2,5% und CeO₂ 2,5%

wobei eine Gesamtmenge an SnO₂ und CeO₂ in einem Bereich von 0,01% bis 5,0% liegt.
Glaskeramik wie in Anspruch 1 definiert, umfassend ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus S, Cl und F, unter Verwendung wenigstens eines aus Sulfat, Chlorid und Fluorid als ein Ausgangsmaterial, wobei eine Menge eines jeden des Sulfats, Chlorids und Fluorids zu einer Gesamtmasse auf Oxidbasis der anderen Glasmaterialien als dem Sulfat, dem Chlorid und dem Fluorid ist: Sulfat berechnet als eine Menge umgewandelt in SO₃ 0–1,5 Masse-% Chlorid berechnet als eine Menge umgewandelt zu Cl₂ 0–1,5 Masse-% Fluorid berechnet als eine Menge umgewandelt zu F₂ 0–1,5 Masse-%

wobei SO₃ + Cl₂ + F₂ 0,01 bis 1,5 Masse-% beträgt.
Glaskeramik nach Anspruch 1, umfassend ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Mn, W, Ta, Bi und Nb, eine Gesamtmenge in Masse-% auf Oxidbasis von einem oder mehreren aus MnO₂, WO₃, Ta₂O₅, Bi₂O₃ und Nb₂O₅, innerhalb eines Bereichs von 0,01% bis 2,5% liegen.
Glaskeramik nach Anspruch 1, umfassend in Masse-% auf Oxidbasis SiO₂ 60–78% und Li₂0 5–12% und Al₂O₃ 4–10% und P₂O₅ 1.5–3.0% und ZrO₂ 1–10%.
Glaskeramik wie in Anspruch 1 definiert, umfassend in Masse-% auf Oxidbasis BaO 0–15% und/oder SrO 0–15% und/oder MgO 0–2% und/oder CaO 0–2% und/oder ZnO 0–3% und/oder K₂O 0–3% und/oder Na₂O 0–3% und/oder Cs₂O 0–3% und/oder

ein oder mehrere Oxide, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ und Ga₂O₃ in einer Gesamtmenge von 0 bis 15% und/oder Sb₂O₃ weniger als 0,1%.
Glaskeramik wie in Anspruch 1 definiert, umfassend eine Gesamtmenge in Masse-% auf Oxidbasis innerhalb eines Bereichs von 5% bis 14% eines oder mehrerer Oxide gewählt aus der Gruppe aus Li₂O, Na₂O, K₂O und Cs₂O.
Glaskeramik wie in Anspruch 1 definiert, welche im Wesentlichen kein As₂O₃ und Sb₂O₃ aufweist.
Glaskeramik wie in Anspruch 1 definiert, wobei der mittlere lineare Ausdehnungskoeffizient innerhalb eines Temperaturbereichs von 25°C bis 100°C innerhalb eines Bereichs von 50 [10^–7°C^–1] bis 120 [10^–7°C^–1] liegt.
Glaskeramik wie in Anspruch 1 definiert, wobei der mittlere Kristallkorndurchmesser der Kristallphase 100 nm oder weniger beträgt.
Substrat eines Informationsspeichermediums unter Verwendung der Glaskeramik wie in Anspruch 1 definiert.
Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Anspruch 12 definiert, mit einem Youngschen Modul von 85 GPa oder mehr.
Ein Substrat eines Informationsspeichermediums umfassend eine Druckspannungsschicht bereitgestellt auf der Oberfläche eines Substrats wie in Anspruch 12 definiert.
Ein Substrat eines Informationsspeichermediums, wie in Anspruch 14 definiert, wobei die Druckspannungsschicht durch das Ersetzen eines Alkalibestandteils gebildet wird, welcher in einer Oberflächenschicht des Substrates vorhanden ist, durch ein Alkalibestandteil mit einem größeren Innendurchmesser als der Alkalibestandteil, welcher in der Oberflächenschicht existiert.
Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Anspruch 14 definiert, wobei die Druckspannungsschicht durch das Erwärmen des Substrats und anschließend Abschrecken des Substrats gebildet ist.
Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Anspruch 12 definiert, wobei die Oberflächenrauhigkeit Ra (arithmetische mittlere Rauhigkeit) 2Å oder weniger beträgt.
Ein Informationsspeichermedium unter Verwendung des Substrats eines Informationsspeichermediums wie in Anspruch 12 definiert.
Verfahren zur Herstellung von Glaskeramik umfassend die Schritte des Schmelzens der Ausgangsmaterialien zu geschmolzenem Glas, Formen des geschmolzenen Glases zu Glas und anschließend Wärmebehandeln des Glases, wobei die Ausgangsmaterialien in Masse-% auf Oxidbasis umfassen: SiO₂ 60–78% und Li₂O 5–12% und Al₂O₃ 4–10% und ^P2^O5 1.5–3.0% und ZrO₂ 1–10% und SnO₂ 0–2,5% und CeO₂ 0–2,5% MnO₂ + WO₃ + Ta₂O₅ + Bi₂O₃ + Nb₂O₅ 0–2,5%

und des Weiteren umfassend zu einer Gesamtmasse der Ausgangsmaterialien 0 bis 2,5 Masse-% eines Sulfats, berechnet als in SO₃ umgewandelt, 0 bis 2,5 Masse-% Chlorid als in Cl₂ umgewandelt, und 0 bis 2,5 Masse-% Fluorid berechnet in F₂ umgewandelt.
Verfahren zur Herstellung von Glaskeramik wie in Anspruch 19 definiert, wobei die Ausgangsmaterialien ein oder mehrere Oxide umfassen, gewählt aus der Gruppe bestehend aus SnO₂ und CeO₂ auf Oxidbasis und eine gesamte Menge an SnO₂ und CeO₂ in Masse-% auf Oxidbasis innerhalb eines Bereichs von 0,01% bis 5,0%.
Verfahren zur Herstellung von Glaskeramik wie in Anspruch 19 definiert, wobei die Ausgangsmaterialien des Weiteren ein oder mehrere Materialien umfassen, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Sulfat, Chlorid und Fluorid, unter der Voraussetzung, dass Sulfat in SO₃ umgewandelt ist, dass Chlorid zu Cl₂ umgewandelt ist und dass Fluorid zu F₂ umgewandelt ist, eine Gesamtmenge an SO₃, Cl₂ und F₂ zu einer Gesamtmasse der anderen Ausgangsmaterialien als Sulfat, Chlorid und Fluorid innerhalb eines Bereichs von 0,01 Masse-% bis 1,5 Masse-% liegt.
Ein Verfahren zur Herstellung von Glaskeramik wie in Anspruch 19 definiert, wobei die Ausgangsmaterialien ein oder mehrere Oxide umfassen, gewählt aus der Gruppe bestehend aus MnO₂, WO₃, Ta₂O₅, Bi₂O₃ und Nb₂O₅ auf einer Oxidbasis und einer Gesamtmenge eines oder mehrerer Oxide gewählt aus der Gruppe bestehend aus MnO₂, WO₃, Ta₂O₅, Bi₂O₃ und Nb₂O₅ in einem Bereich von 0,01 Masse-% bis 2,5 Masse-% liegt.
Ein Glas umfassend SiO₂, Li₂O und Al₂O₃ und des Weiteren umfassend ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Sn, Ce, Mn, W, Ta, Bi, Nb, S, Cl und F.
Ein Glas wie in Anspruch 23 definiert, umfassend eines oder beide aus Sn und Ce, wobei die Mengen von Sn und Ce in Masse-% auf Oxidbasis wie folgt sind: SnO₂ 0–2,5% CeO₂ 0–2,5%

und eine Gesamtmenge von SnO₂ und CeO₂ in einem Bereich von 0,01 Masse-% bis 5,0 Masse-% liegt.
Ein Glas wie in Anspruch 23 definiert, umfassend ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus S, Cl und F unter Verwendung von Sulfat, Chlorid und Fluorid als Ausgangsmaterialien, wobei die Mengen des Sulfats, Chlorids und Fluorids in den Ausgangsmaterialien zu einer Gesamtmasse auf Oxidbasis der anderen Glasmaterialien als das Sulfat, Chlorid und Fluorid 0 bis 1,5 Masse-% des Sulfats, berechnet als in SO₃ umgewandelt, 0 bis 1,5 Masse-% des Chlorids, berechnet als in Cl₂ umgewandelt, und 0 bis 1,5 Masse-% des Fluorids, berechnet als in F₂ umgewandelt, beträgt, wobei eine Gesamtmenge an SO₃, Cl₂ und F₂ in einem Bereich von 0,01 Masse-% bis 1,5 Masse-% liegt.
Ein Glas wie in Anspruch 23 definiert, umfassend ein oder mehrere Elemente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Mn, W, Ta, Bi und Nb, wobei eine Gesamtmenge in Masse-% auf Oxidbasis eines oder mehrerer Oxide gewählt aus der Gruppe bestehend aus MnO₂, WO₃, Ta₂O₃, Bi₂O₃ und Nb₂O₅ in einem Bereich von 0,01 Masse-% bis 2,5 Masse-% liegt.
Ein Glas wie in Anspruch 23 definiert, umfassend in Masse-% auf Oxidbasis: SiO₂ 60–78% und Li₂O 5–12% und Al₂O₃ 4–10% und P₂O₅ 1.5–3.0% und ZrO₂ 1–10%.
Ein Glas wie in Gegenstand 23 definiert, umfassend in Masse-% auf Oxidbasis: BaO 0–15% und/oder SrO 0–15% und/oder MgO 0–2% und/oder CaO 0–2% und/oder ZnO 0–3% und/oder K₂O 0–3% und/oder Na₂O 0–3% und/oder Cs₂O 0–3% und/oder

ein oder mehrere Oxide gewählt aus der Gruppe bestehend aus Gd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃ und Ga₂O₃ in einer Gesamtmenge von 0 bis 15% und/oder Sb₂O₃ weniger als 0,1%.
Ein Glas wie in Anspruch 23 definiert, wobei eine Gesamtmenge an Masse-% auf Oxidbasis von Li₂O, Na₂O, K₂O und Cs₂O in einem Bereich von 5% bis 14% liegt.
Ein Glas wie in Anspruch 23 definiert, im Wesentlichen ohne As₂O₃ und Sb₂O₃.
Ein Substrat eines Informationsspeichermediums unter Verwendung eines Glases, wie in Anspruch 23 definiert.
Ein Substrat eines Informationsspeichermediums unter Verwendung eines Glases, erhältlich durch das Wärmebehandeln eines Glases wie in Anspruch 23 definiert, zur Phasentrennung.
Ein Substrat eines Informationsspeichermediums umfassend eine Druckspannungsschicht bereitgestellt auf der Oberfläche eines Substrates, wie in Anspruch 31 definiert.
Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Anspruch 33 definiert, wobei die Druckspannungsschicht gebildet ist durch das Ersetzen eines Alkalibestandteils, welcher in einer Oberflächenschicht des Substrates existiert, durch einen Alkalibestendteil mit einem größeren Ionendurchmesser als der Alkalibestandteil, welcher in der Oberflächenschicht existiert.
Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Anspruch 33 definiert, wobei die Druckspannungsschicht durch das Erwärmen des Substrats und anschließende Abschrecken des Substrats gebildet ist.
Ein Substrat eines Informationsspeichermediums wie in Anspruch 31 definiert, wobei die Oberflächenrauhigkeit Ra (arithmetische mittlere Rauhigkeit) 1 Å oder weniger beträgt.
Ein Informationsspeichermedium unter Verwendung des Substrates eines Informationsspeichermediums wie in Anspruch 31 definiert.