DE19802919C1

DE19802919C1 - Verwendung von Gläsern als Festplattensubstrate

Info

Publication number: DE19802919C1
Application number: DE19802919A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Speit; Gerhard Westenberger
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2018-01-28
Also published as: US6162751A; US6303528B1; JPH11314932A

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Gläsern zur Herstellung von Festplattensubstraten. Die Gläser weisen folgende Zusammensetzungen (in Gew.-% auf Oxidbasis) auf: DOLLAR A SiO¶2¶ 40-60, Al¶2¶O¶3¶ 5-20, B¶2¶O¶3¶ 0-5, Li¶2¶O 0-10, Na¶2¶O 0-12 mit Li¶2¶O + Na¶2¶O 5-12, K¶2¶O 0-5, MgO 0-20, CaO 0-6, mit MgO + CaO 4-20, SrO + BaO 0-10, ZrO¶2¶ 0-5,TiO¶2¶ 0-5, CeO¶2¶ 0-1, La¶2¶O¶3¶ 0-10, Fe¶2¶O¶3¶ 0-10, Nb¶2¶O¶5¶ 0-10, V¶2¶O¶5¶ 0-15, mit TiO¶2¶ + ZrO¶2¶ + La¶2¶O¶3¶ + Fe¶2¶O¶3¶ + Nb¶2¶O¶5¶ + V¶2¶O¶5¶ >= 8, As¶2¶O¶3¶ + Sb¶2¶O¶3¶ + F 0,1-1 DOLLAR A oder DOLLAR A SiO¶2¶ 10-30, Al¶2¶O¶3¶ 0-5, B¶2¶O¶3¶ 0-8, Li¶2¶O 0-8, Na¶2¶O 1-10, mit Li¶2¶O + Na¶2¶O 5-10, K¶2¶O 0-3, MgO 0-12, CaO 0-15, mit MgO + CaO 10-15, SrO + BaO 0-8, ZrO¶2¶ 0-8, TiO¶2¶ 10-25, La¶2¶O¶3¶ 0-10, Nb¶2¶O¶5¶ 10-18, V¶2¶O¶5¶ 0-20, CeO¶2¶ 0-1, As¶2¶O¶3¶ + Sb¶2¶O¶3¶ + F 0,1-1 DOLLAR A und erfüllen die Ungleichungen (E/p)·*· + 3500 R > 38,5 und 1000 R > 1 (R = Relaxationsgeschwindigkeit; E/p in GPaÈ cm·3·/g gemessen). Aufgrund der hohen Formstabilität der Gläser sind sie für Festplatten mit Umdrehungszahlen von mehr als 10000 U/min geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Gläsern für die Herstellung von Festplattensubstraten.

Glas ist für die Verwendung als Substrat für Datenträger (Festplatten) gegenüber Metallen wie Aluminium oder Metallegierungen u. a. von Vorteil wegen seiner ge ringen Oberflächenrauhigkeit und Ebenheit. Solche Substratgläser müssen bei der Verwendung erhöhten chemischen, thermischen und mechanischen Bela stungen standhalten. So erfahren sie während der Beschichtung (beispielsweise durch Kathodenzerstäubung) hohe Temperaturen mit kurzen Abkühlraten. Bei der Verwendung als Festplatten treten hohe mechanische Belastungen auf, z. B. beim Einbau Klemmspannungen auf der Drehachse von bis zu 100 N/mm² sowie im Betrieb bei hohen Umdrehungszahlen von derzeit 3500 bis 10000 U/min zusätz liche Spannungen durch die Zentrifugalkräfte. Solchen Belastungen können vor allem 0,25 bis 3,0 mm dünne Gläser nur standhalten, wenn sie vorgespannt sind. Da die Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit durch thermisches Vorspannen erst bei einer Mindestdicke von 3 mm möglich ist, müssen Gläser für die genannte Verwendung chemisch vorspannbar sein. Sinnvollerweise sind sie durch Ionen austausch im Salzbad unterhalb der Transformationstemperatur T_g vorspannbar, d. h. weisen sie genügend zum Austausch geeignete Ionen wie Li⁺- und/oder Na⁺- Ionen auf. Neben der Oberflächenebenheit ist die chemische Beständigkeit des Substratglases für die Funktionsfähigkeit einer Festplatte von Bedeutung, denn der Schreib-Lesekopf gleitet in einem Abstand von derzeit ca. 50 nm auf einem Luftpolster über der sich drehenden Festplatte. Dieser Abstand muß für eine ein wandfreie Funktion gewahrt bleiben. Er wird jedoch verringert, wenn die Oberflä che des Festplatten-Substrates unbeständig gegen Atmosphäreneinfluß ist und schon vor der Beschichtung ein chemischer Angriff die Oberfläche rauh macht oder wenn die Oberfläche durch Atmosphäreneinfluß ihre Haftfestigkeit zur auf gebrachten Schichtenfolge verliert und diese sich von ihr löst. Eine weitere we sentliche Eigenschaft von als Festplattensubstraten geeigneten Gläsern ist ihr thermisches Ausdehnungsverhalten, das sich nicht zu sehr von dem der Be schichtungsmaterialien (z. B. Co-Legierungen mit thermischen Ausdehnungskoef fizienten α_20/300 ≧ 12 × 10^-6/K) und vor allem nicht zu sehr von dem der verwende ten Klemmmaterialen und Spindelmaterialien des Laufwerks (mit α_20/300 ≧ 12 × 10^-6/ K) unterscheiden soll, um Spannungen zu vermeiden.

Eine Voraussetzung zur Erhöhung der Informationsdichte und der Lese- /Schreibgeschwindigkeit ist die Absenkung der Gleithöhe des Schreib-Lese kopfes über der Festplatte. Eine geringere Flug- bzw. Gleithöhe gestattet eine dichtere Beschreibung und eine höhere Umdrehungsgeschwindigkeit der Fest platte.

Die Flug-/Gleithöhe kann nun nicht beliebig abgesenkt werden, denn bei den sich drehenden Festplatten können durch Schwankungen des Antriebssystems, durch örtlich unterschiedlich starke Luftverwirbelung und durch Stöße Eigen schwigungen angeregt werden, die sich in einer Art Flatterbewegung der Fest platte äußern. Diese Auslenkungen aus der Ruhelage würden bei zu niedriger Flug-/Gleithöhe des Schreib-Lesekopfes dazu führen, daß der Schreib-Lese kopf die Orientierung zum Informationsgehalt des Spots auf der Festplatte verlö re ("runout") oder er mit der Festplatte zusammenstieße ("head crash").

Um dies zu vermeiden und Umdrehungszahlen von mehr als 10000 U/min zu ermöglichen, benötigen die Festplatten eine hohe Formstabilität, die die bisher für Festplatten verwendeten Gläser und Glaskeramiken nicht aufweisen.

Als Werkstoff für solche hohen Umdrehungszahlen ist ein Kompositwerkstoff aus AI-B-C bekannt (IDEMA, Alternative Substrates III (05.09.1995, San Jose, California) S. 55-60: D. J. Perettie et al. "The Alternate Alternative Substrate - "Chemically Strengthened" Aluminium"), der eine geringe Dichte, eine hohe Festigkeit und einen sehr hohen spezifischen Elastizitätsmodul E/ρ besitzt. Die Steifigkeit einer Festplatte, d. h. ihr Widerstand gegen Verbiegung, ist nämlich proportional zu (E/ρ). d³, wobei d die Dicke der Festplatte ist. Der genannte Werkstoff läßt sich jedoch nur mit großem Aufwand auf die für hochwertige Festplatten geforderte Oberflächenqualität mit einer Rauhigkeit (RMS-Wert) von weniger als 0,4 nm polieren. Vor allem wegen der großen Abriebhärte ist die Herstellung von Festplatten aus diesem Werkstoff sehr teuer.

Aus WO 96/04651 ist ein Datenträger als Verbundscheibe aus Glas und einem viskoelastischen Material bekannt, bei der Schwingungen durch die Schicht aus dem viskoelastischen Werkstoff, beispielsweise Kunststoffe wie Synthesekau tschuke, z. B. Silikonkautschuk, oder wie Polyester, Polyurethane, Polyamide, gedämpft werden. Nachteilig ist, daß die Herstellung sehr teuer ist und daß der viskoelastische Werkstoff mit der Zeit ermüdet (versprödet) und dann nicht mehr als Schwingungsdämpfer fungieren kann. Außerdem können die verwendeten Kunststoffe, wenn die magnetische Schicht bei erhöhter Substrattemperatur durch Kathodenzerstäubung niedergeschlagen wird, ausgasen und dadurch die Qualität der aufgebrachten Schicht beeinträchtigen.

WO 96/11888 beschreibt Glassubstrate für Festplatten aus Gläsern, die aus SiO₂, RO und R₂O und fakultativ Al₂O₃, ZrO₂ bestehen. Letztgenannte Komponente kann mit Anteilen von bis zu 20 Gew.-% vorliegen, was die Gläser äußerst kristallisati onsinstabil macht. Andere den E-Modul erhöhende Komponenten sind nicht vorhan den, so daß die Gläser entweder eine hohe Kristallisationsneigung aufweisen oder einen niedrigen E-Modul besitzen, womit sie insbesondere für hohe Umdrehungs zahlen der Festplatte nicht ausreichend formstabil sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Gläser zur Herstellung von Festplattensubstraten, die für Umdrehungszahlen von < 10000 U/min geeignet sind, zur Verfügung zu stellen, d. h. Gläser, die nicht nur die für herkömmliche Festplattensubstrate nö tigen Eigenschaften aufweisen, sondern die zusätzlich ausreichend formstabil für die hohen Umdrehungszahlen sind. Diese Aufgabe wird durch die Verwen dung von Gläsern gemäß Anspruch 1 oder 2 gelöst.

Es wurde gefunden, daß Festplatten aus einem Glas, dessen spezifischer Ela stizitätsmodul und dessen Relaxationsgeschwindigkeit die im folgenden genann ten Grenzwerte überschreiten, d. h. die im folgenden beschriebenen Unglei chungen erfüllen, für die genannten hohen Umdrehungszahlen ausreichend formstabil sind, d. h. daß nur geringe Auslenkungen auftreten, und im Betrieb ein günstiges Verhalten gegenüber Schwingungen zeigen, d. h. daß die Schwingungsamplituden beim Aufschaukeln von Schwingungen verringert wer den oder sogar ein Aufschaukelvorgang völlig unterdrückt wird.

Die Ungleichungen lauten:

(E/ρ)* + 3500 R < 38,5

und

1000 R < 1

Beim einzusetzenden Wert für den spezifischen Elastizitätsmodul E/ρ werden der Elastizitätsmodul E in GPa und die Dichte ρ in g/cm³ angegeben. (E/ρ)* gibt an, daß konventionsgemäß jeweils die Zahlenwerte ohne Einheiten verwendet werden.

Als Maß für die Abbaugeschwindigkeit einer Schwingungsenergie ist die Re laxationsgeschwindigkeit R geeignet. Darunter wird hier die Geschwindigkeit verstanden, mit der die Amplitude A_o einer Schwingung cosωt eines Glaskör pers auf den Wert A abfällt.

A = A_o . e^-R.t . cosωt

R ergibt sich also aus dem Reziproken der Zahl der Schwingungen, bis die Schwingungsamplitude auf 1/e abgefallen ist.

Zur Messung von R wird auf die Ausführungsbeispiele verwiesen.

Das Aufschaukeln der Schwingung einer Festplatte geschieht mit zunehmender Umdrehungsgeschwindigkeit (Drehzahl) D (U/min) der Festplatte bis zum Errei chen einer Drehzahl, bei der Resonanz auftritt, bei der die Amplitude der Schwingung ein Maximum annimmt und sich stehende Wellen auf der Platte ausbilden, was zum sogenannten "Diskflattern" führt. Solche Resonanzen wer den bei Drehzahlen D angeregt, die der Bedingung

f_o= N . D/60

genügen, wobei N eine ganze Zahl ist und die Anzahl der stehenden Wellen bedeutet und f_o die Eigenfrequenz der Festplatte darstellt. Sie ist abhängig vom Elastizitätsmodul E und der Dichte ρ des Materials der Platte, und zwar ist sie proportional (E/ρ)^1/2.

Die für die genannte Verwendung geeigneten Gläser erfüllen die beiden Unglei chungen und weisen eine Zusammensetzung aus einem der beiden folgenden Zusammensetzungsbereiche (in Gew.-% auf Oxidbasis) auf:

A)SiO₂	40-60
Al₂O₃	5-20
B₂O₃	0-5
Li₂O	0-10
Na₂O	0-12
mit Li₂O + Na₂O	5-12
K₂O	0-5
MgO	0-20
CaO	0-6
mit MgO + CaO	4-20
SrO + BaO	0-10
ZrO₂	0-5
TiO₂	0-5
CeO₂	0-1
La₂O₃	0-10
Fe₂O₃	0-10
Nb₂O₅	0-10
V₂O₅	0-15
mit TiO₂ + ZrO₂ + La₂O₃ + Fe₂O₃ + Nb₂O₅ + V₂O₅	≧ 8
As₂O₃ + Sb₂O₃ + F	0,1-1

B) SiO₂	10-30
Al₂O₃	0-5
B₂O₃	0-8
Li₂O	0-8
Na₂O	1-10
mit Li₂O + Na₂O	5-10
K₂O	0-3
MgO	0-12
CaO	0-15
mit MgO + CaO	10-15
SrO + BaO	0-8
ZrO₂	0-8
TiO₂	10-25
La₂O₃	0-10
Nb₂O₂	10-18
V₂O₅	0-20
CeO₂	0-1
As₂O₃ + Sb₂O₃ + F	0,1-1

Bei den Gläsern der Gruppe A handelt es sich um Erdalkalialuminosilicatgläser, die zwar einen relativ geringen Elastizitätsmodul besitzen, aber deren geringe Dichte und große Relaxationsgeschwindigkeit R die Erfüllung der o. g. Unglei chungen erleichtern.

Die Erhöhung des Erdalkaligehaltes über die angegebenen Bereiche hinaus, vor allem bezüglich der Komponenten CaO und MgO, würde den Elastizitätsmo dul erhöhen, aber gleichzeitig die gute chemische Vorspannbarkeit beim Ionen austausch der Li₂O- und/oder Na₂O-haltigen Gläser im Kaliumsalzbad (z. B. bei 400°C und Austauschzeit von 4 h) erschweren. Der mögliche zusätzliche Anteil von K₂O bis max. 5% unterstützt bei Li₂O-/Na₂O-haltigen Gläsern mit 5-12% Li₂O + Na₂O den chemischen Vorspannprozeß (größere Austauschtiefen, höhe re Druckspannung in Oberflächenschichten). Diese Tendenz kann durch die Al₂O₃-Anteile von bis zu 20% ebenfalls unterstützt werden. Größere Anteile an K₂O schwächen die Wirkung des chemischen Vorspannprozesses und gleich zeitig die chemische Resistenz der Gläser. Bei höheren Anteilen von Al₂O₃ wird das Aufschmelzverhalten der Rohstoffe negativ beeinflußt.

Der SiO₂-Anteil kann über einen weiten Bereich variieren.

Die fakultativen Komponenten TiO₂, ZrO₂, La₂O₃, V₂O₅, Nb₂O₅, und Fe₂O₃ müssen in der Summe mit wenigstens 8 Gew.-% vorhanden sein, damit die Gläser die ses Glassystems einen genügend hohen E-Modul aufweisen.

Die Verwendung von TiO₂ und ZrO₂ zur Erhöhung des E-Moduls ist, um eine gute Produzierbarkeit zu gewährleisten, auf max. 5 Gew beschränkt. Höhere Konzentrationen führen zur Kristallisation der Glasschmelze im Prozeß. Auch der Zusatz von La₂O₃, V₂O₅, Nb₂O₅ oder Fe₂O₃ ist auf jeweils 10 bzw. 15% (V₂O₅) beschränkt, da die kleinen hochgeladenen Ionen, eingebaut ins Netzwerk der Gläser, zwar den Elastizitätsmodul vergrößern, aber die Dichte erhöhen, die chemische Resistenz herabsetzen und die Kristallisationsneigung erhöhen. Au ßer Fe₂O₅ und TiO₂ zählen die o. g. Rohstoffe zu den teureren Rohstoffen.

Bei den Gläsern der Gruppe B bewirken vor allem die in größeren Anteilen ver wendbaren zwingend vorhandenen Komponenten Nb₂O₅ und TiO₂ bzw. fakulta tiven Komponenten La₂O₃ und V₂O₅ einen hohen Elastizitätsmodul. Auch diese Gläser sind aufgrund ihrer Mindestsumme an Na₂O + Li₂O überraschenderweise trotz der relativ hohen Erdalkalikonzentration chemisch vorspannbar. Die Gläser können auch SrO und BaO enthalten, was bei dem geringen Alkaligehalt sowohl das Aufschmelzverhalten als auch die für die Anwendung notwendige hohe thermische Ausdehnung verbessert.

Al₂O₃ als fakultative Komponente hilft mit, die chemische Resistenz zu verbes sern.

Die Gläser beider Gruppen enthalten zur Verbesserung der Glasqualität die Läutermittel As₂O₃, Sb₂O₃ und/oder Fluorid. Die Gläser können zu diesem Zweck auch CeO₂ enthalten.

Ausführungsbeispiele

In der Tabelle 1 sind Beispiele erfindungsgemäß geeigneter Gläser angegeben. Die Tabelle enthält deren Zusammensetzung sowie Angaben zu wesentlichen Eigenschaften der Gläser.

Die Gläser wurden aus üblichen Rohstoffen erschmolzen.

Ihre hohe chemische Beständigkeit wird durch die Angabe der Säure-Resistenz- Klasse nach ISO 8424 dokumentiert. Die Gläser weisen eine Säure-Resistenz- Klasse von 2 oder besser auf. Solche Gläser zeigen im Klimakammertest, bei dem sie eine Woche lang 80°C und 80% relativer Feuchte ausgesetzt werden und bei dem Veränderungen auf der Oberfläche (Alkalicarbonatbildung) unter dem Mikroskop bei 40facher Vergrößerung charakterisiert werden, kaum Salzausblühungen.

Der thermische Ausdehnungskoeffizient α_20/300 der Gläser beträgt zwischen 6,0 × 10^-6/K und 9,0 × 10^-6/K und liegt damit ausreichend nah an den Ausdehnungs koeffizienten der Beschichtungsmaterialien für Festplatten.

Zum Nachweis der chemischen Vorspannbarkeit wurden Glaskörper der Ab messungen 2 mm × 7 mm × 53 mm hergestellt und in einem KNO₃-Bad bei 400°C 4 h lang belassen. Dabei bildet sich eine Druckspannungszone aus, de ren Dicke (s. Tabelle 1) folgendermaßen bestimmt wird:

Die Glasprobe wird unter einem Polarisationsmikroskop bei der Wellenlänge 546 nm beobachtet. Die durch Ionenaustausch behandelte Probe steht an der gesamten Oberfläche unter Druckspannung und im Inneren aus Gleichge wichtsgründen unter Zugspannung. Zur Messung der Spannung wird die Probe zwischen 2 gekreuzte Polarisatoren gebracht. Die in die Probe eingebrachte Spannung verursacht durch Spannungsdoppelbrechung im Strahlengang des Mikroskops eine Aufhellung. Der Übergang von Zug- auf Druckspannung (neutrale Zone 0-ter Ordnung) ist ein breiter dunkler Streifen unter dem Mikro skop zu erkennen. Der Abstand der 0-ten Ordnung zum Rand der Probe ist ein Maß für die Dicke der Druckspannungszone.

Weiter enthält die Tabelle die für die erfindungswesentlichen Ungleichungen benötigten Größen: den Elastizitätsmodul in GPa sowie die Relaxationsge schwindigkeit R, jeweils für Raumtemperatur geltend.

Die Relaxationsgeschwindigkeit R wird mittels eines handelsüblichen Gerätes zur Erzeugung und Analyse von Schwingungen nach folgender Methode ge messen:

Ein rechtwinkliger Stab mit den Abmessungen 5 mm × 10 mm × 150 mm (jeweils ±0,1) mit feingeschliffenen Flächen liegt mit einer der 10 × 150-Flächen so auf zwei parallel zueinander gespannten Stahldrähten mit 0,15 mm Durchmesser, daß die 5 × 10 - Endflächen des Stabes einen Abstand von 33,6 mm zu dem nä heren der beiden senkrecht zur Längsachse des Stabes angeordneten Stahl drähte haben. Dabei liegen die Stahldrähte unter dem Schwingungsknotenpunkt der Grundschwingung. Auf die Mitte der einen 5 × 10-Endfläche wird ein Anre gungsdraht unter einem Winkel von etwa 45° zu Längsachse des Stabes aufge setzt, auf die Mitte der anderen 5 × 10-Endfläche ein Abnahmedraht unter dem gleichem Winkel. Anregungs- und Abnahmedraht sind aus 0,10 mm dickem Stahl. Beide Drähte sind mit einem Gerät, das Schwingungen erzeugen und analysieren kann, verbunden (hier dem Elastomat 1.024, Hersteller: Institut Dr. Förster). Der Anregungsdraht wird von diesem Gerät mit Längsschwingungen mit der Eigenfrequenz der Grundschwingung des Stabes angeregt und regt sei nerseits Biegeschwingungen im Stab an. Beim hier durchgeführten Abklingver fahren läßt man die zu Resonanzschwingungen angeregte Probe ohne weitere Erregung frei ausklingen: Dabei klingt die Schwingungsamplitude nach einer Exponentialfunktion ab. Der Abnahmedraht überträgt die Schwingungen nach Abschalten der Anregungsschwingung an das Gerät, das die zeitliche Entwick lung der im Stab angeregten Schwingung mißt, d. h. ihre Zahl und die zugeord neten Amplituden. Die Relaxationsgeschwindigkeit R oder das logarithmische Dekrement ist der Kehrwert der Anzahl der Schwingungen, die ausgeführt wer den, bis die Amplitude auf den e-ten Teil abgeklungen ist.

Bei Einhaltung der Abmessungen des Probenkörpers und der beschriebenen Versuchsanordnung kann für den jeweiligen Werkstoff, d. h. hier für das Glas der jeweiligen Zusammensetzung, der Wert von R mit jedem üblichen kommer ziell erhältlichen Gerät zu Schwingungserzeugung und -analyse ermittelt wer den.

Auch die angegebenen Elastizitätsmodulen sind mit dem genannten Gerät be stimmt worden.

Elastizitätsmodul und Relaxationsgeschwindigkeit wurden an nichtvorge spannten Proben ermittelt.

Tabelle 1

Zusammensetzungen (Gew.-% auf Oxidbasis) und wesentliche Eigenschaften von erfindungsgemäß geeigneten Gläsern:

Nur wenn ein Glas alle diskutierten Eigenschaften besitzt, ist es für die Verwen dung zur Herstellung der Festplattensubstrate für hohe Umdrehungszahlen ge eignet.

So erfüllt beispielsweise das Glas der Zusammensetzung (Gew.-% auf Oxidbasis) SiO₂ 52,9; Al₂O₃ 21,1, MgO 26,0 mit einem Elastizitätsmodul E von 129 GPa, ei ner Dichte ρ von 2,91 g/cm³ und einer Relaxationsgeschwindigkeit R von 0,9 . 10^-3 zwar die genannten Ungleichungen und ist damit ausreichend formsta bil, jedoch ist es nicht chemisch vorspannbar, und es ist nur schwer in dünnen Rohglastafeln herstellbar, da es leicht kristallisiert. Daher ist es für die Verwen dung zur Herstellung von Festplattensubstraten ungeeignet.

Dagegen erfüllen die Gläser, die sowohl mit E und R besagte Ungleichungen er füllen als auch Zusammensetzungen innerhalb der genannten Zusammenset zungsbereiche besitzen, das gesamte Anforderungsprofil an Eigenschaften, um für die Herstellung von Festplattensubstraten, geeignet für Umdrehungszahlen < 10000 U/min. geeignet zu sein:

- Sie besitzen eine hohe Formstabilität. Schwingungsamplituden bleiben klein, Schwingungsenergien werden schnell abgebaut. Aufgrund der geringen De formation der Festplatte während der Drehung, auch bei hohen Umdrehungs zahlen, kann die Flughöhe, die etwa dem zweifachen der Gleithöhe ent spricht, des Schreib-Lesekopfes auf 50 nm gesenkt und/oder die Umdre hungsgeschwindigkeit der Festplatte auf mehr als 10000 U/min erhöht wer den. Da die Erhöhung der Umdrehungszahlen eine Erhöhung der Temperatur durch den Drehmotor und eine Verstärkung von Luftturbulenzen im soge nannten Drive bewirkt, bestehen bei zu hohen Drehzahlen, etwa ab 15000 U/min Sicherheitsbedenken.
- Sie sind chemisch vorspannbar, wodurch ausreichend dicke Druckspan nungszonen erzeugt werden. Dadurch wird ihre mechanische Belastbarkeit erhöht.
- Sie besitzen eine hohe chemische Beständigkeit, insbesondere eine hohe Säureresistenz.
- Ihr thermisches Ausdehnverhalten stimmt mit α_20/300 ≧ 6,0 . 10^-6/K ausreichend gut mit dem des Klemmaterials, der Antriebswelle und der Beschichtungsma terialien überein.
- Sie sind gut polierbar. Sie können auf eine Mikrorauhigkeit von < 0,4 nm be arbeitet werden. Sie besitzen für homogene Werkstoffe typische Abtragsraten für Läppen, Schleifen und Polieren, nämlich 10-20 µm/min für Läppen, 20- 40 µm/min für Schleifen und ca. 1 µm/min für Polieren. Sie weisen also eine hervorragende Oberflächenqualität, speziell Ebenheit auf.

Claims

1. Verwendung eines Glases, das folgende Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) aufweist:
SiO₂ 40-60 Al₂O₃ 5-20 B₂O₃ 0-5 Li₂O 0-10 Na₂O 0-12 mit Li₂O + Na₂O 5-12 K₂O 0-5 MgO 0-20 CaO 0-6 mit MgO + CaO 4-20 SrO + BaO 0-10 ZrO₂ 0-5 TiO₂ 0-5 CeO₂ 0-1 La₂O₃ 0-10 Fe₂O₃ 0-10 Nb₂O₅ 0-10 V₂O₅ 0-15 mit TiO₂ + ZrO₂ + La₂O₃ + Fe₂O₃ + Nb₂O₅ + V₂O₅ ≧ 8 As₂O₃ + Sb₂O₃ + F 0,1-1

und das folgende Ungleichungen bezüglich der Zahlenwerte der Relaxati onsgeschwindigkeit R und des in GPa . cm³/g gemessenen spezifischen Elastizitätsmoduls E/ρ erfüllt:
(E/ρ)* + 3500 R < 38, 5
und 1000 R < 1,
zur Herstellung von Festplattensubstraten.

2. Verwendung eines Glases, das folgende Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) aufweist:
SiO₂ 10-30 Al₂O₃ 0-5 B₂O₃ 0-8 Li₂O 0-8 Na₂O 1-10 mit Li₂O + Na₂O 5-10 K₂O 0-3 MgO 0-12 CaO 0-15 mit MgO + CaO 10-15 SrO + BaO 0-8 ZrO₂ 0-8 TiO₂ 10-25 La₂O₃ 0-10 Nb₂O₂ 10-18 V₂O₅ 0-20 CeO₂ 0-1 As₂O₃ + Sb₂O₃ + F 0,1-1

und das folgende Ungleichungen bezüglich der Zahlenwerte der Relaxati onsgeschwindigkeit R und des in GPa . cm³/g gemessenen spezifischen Elastizitätsmoduls E/ρ erfüllt:
(E/ρ)* + 3500 R < 38,5
und 1000 R < 1,
zur Herstellung von Festplattensubstraten.

3. Verwendung eines Glases gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, das eine Säure-Resistenz nach ISO 8424 von 2 oder besser und einen thermischen Ausdehnungskoeffizient α_20/300 ≧ 6,0 × 10^-6/K aufweist.

4. Verwendung eines Glases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Her stellung von Festplattensubstraten für Festplatten mit Umdrehungszahlen von < 10000 U/min.