JP2001148113A

JP2001148113A - 磁気ディスクドライブ用部材

Info

Publication number: JP2001148113A
Application number: JP32902699A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Abe; 真博阿部; Takahiro Takahashi; 貴博高橋; Fuminori Takeya; 文則竹矢
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス製の磁気ディスクドライブ用部材におい
て、十分な強度を有しており、表面の精密研磨の速度が
速く、かつ表面を精密研磨した後に微細な凹凸が発生し
にくい材料を提供する。【解決手段】前記部材がガラスからなる。ガラスが少な
くともアルミナ、シリカおよび核形成成分を含有し、こ
の核形成成分が、酸化チタン、酸化ジルコニウムおよび
酸化リンからなる群より選ばれる。ガラスが実質的にガ
ラス相とガラス相中に分散されている粒径８０ｎｍ以下
の結晶粒子とからなる。Ｘ線回折装置によって結晶相が
実質的に検出されない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクドラ
イブ内において磁性膜に対して接触するガラス製の磁気
ディスクドライブ用部材、およびその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスクドライブの記録密度を増
大させるためには、ハードディスクドライブ動作時の、
磁気ヘッドとメディアとの距離（ヘッド浮上量）を小さ
くすることが不可欠である。ヘッド浮上量を小さくする
ためには、メディア表面の平滑性（突起物がないこと）
が重要である。平滑なメディア表面を実現するために、
近年、メディア用の磁気ディスク用基板には、アルミニ
ウム合金に代って、化学強化ガラスや結晶化ガラスが使
用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】化学強化ガラスからな
る磁気ディスク用基板を製造する際には、母材となるア
モルファスガラスを円盤形状に加工し、その表面を精密
研磨加工し、この後で基板の表面領域のナトリウムイオ
ンをカリウムイオンに置換する（化学強化工程）。しか
し、化学強化工程前の段階では、ガラスの強度が低いの
で、ガラスを加工して円盤を製作する加工工程の歩留り
が低い。また、化学強化工程中に、基板の表面が粗れ、
凹凸が生ずる。従って、化学強化後に、再び精密研磨加
工する必要がある。

【０００４】結晶化ガラスからなる磁気ディスク用基板
を製造する際には、原ガラスからなる基板を製作した後
に、この基板を結晶化し、次いで基板の表面をポリッシ
ュ加工する。しかし、結晶化ガラス中には、ガラス相
と、ガラス相中に析出した結晶粒子とが存在しており、
両者の硬度は大きく異なる。このため、ポリシッュ加工
に際して、両者の硬度差によって、結晶粒子がガラス相
から突出しやすく、このため表面に微細な凹凸が生成し
やすい。また、結晶化ガラスをポリッシュするときの速
度が、化学強化ガラスに比べて遅い。

【０００５】また、結晶化ガラスにはナトリウムやリチ
ウムを含有させることが多いが、これらのナトリウムや
リチウムのイオンは、イオン半径が小さいことから移動
し易く、特に高温高湿下では移動し易い。保護膜の厚さ
を薄くしたメディアでは、そのメカニズムは明確になっ
ていないが、メディアの表面に移動してきたアルカリ金
属イオンが、周囲の物質と反応して、水酸化物や炭酸塩
等、さまざまな化合物を形成し、メディア表面に突起物
を形成する可能性がある。また、これらのイオンが磁性
膜を腐食することにより、磁性膜の特性を劣化させる可
能性がある。

【０００６】こうしたナトリウムイオンやリチウムイオ
ンに特有の問題を解決するために、無アルカリの結晶化
ガラスも提案されている（米国特許第５，４９１，１１
６号）。しかし、無アルカリの結晶化ガラスは、非常に
硬度が高く、このためポリッシュ速度が著しく遅いの
で、工業的生産には向かない。

【０００７】本発明の課題は、ガラス製の磁気ディスク
ドライブ用部材において、十分な強度を有しており、表
面のポリッシュ加工の速度が速く、かつ表面をポリッシ
ュ加工した後に、ビットエラーにつながるような微細な
凹凸が発生するおそれのない、磁気ディスクドライブ用
部材用の材料を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気ディスク
ドライブ内において磁性膜に対して接触する磁気ディス
クドライブ用部材であって、磁気ディスクドライブ用部
材がガラスからなり、このガラスが少なくともアルミ
ナ、シリカおよび核形成成分を含有しており、この核形
成成分が、酸化チタン、酸化ジルコニウムおよび酸化リ
ンからなる群より選ばれた一種以上の酸化物であり、ガ
ラスが実質的にガラス相とこのガラス相中に分散されて
いる粒径８０ｎｍ以下の結晶粒子とからなることを特徴
とする。

【０００９】また、本発明は、磁気ディスクドライブ用
部材がガラスからなり、このガラスが少なくともアルミ
ナ、シリカおよび核形成成分を含有しており、この核形
成成分が、酸化チタン、酸化ジルコニウムおよび酸化リ
ンからなる群より選ばれた一種以上の酸化物であり、ガ
ラスが実質的にガラス相とこのガラス相中に分散されて
いる結晶粒子とからなり、Ｘ線回折装置によって結晶相
が実質的に検出されないことを特徴とする。

【００１０】本発明者は、アルミナ、シリカおよび核形
成成分を含有しており、この核形成成分が、酸化チタ
ン、酸化ジルコニウムおよび酸化リンからなる群より選
ばれた一種以上の酸化物である原ガラス組成において、
核形成は可能であるが、結晶化温度未満の温度で熱処理
することで、原ガラスの強度が著しく向上することを確
認した。こうして得られたガラスをＸ線回折法で研究し
た結果、いかなる結晶に該当するピークも観測されなか
った。つまり、ガラス相中での結晶化は進行していない
ものと考えられる。

【００１１】ところが、このガラス片を研磨して厚さを
薄くした後、更にイオンビームでエッチングして薄片化
し、次いで透過型電子顕微鏡で観察したところ、ガラス
相の中に、結晶核の周囲に薄い結晶相が付着しているも
のと思われる極めて微細な結晶粒子が、多数、均一に分
散していた。これは、核形成は終了しているが、いまだ
本格的な結晶成長を開始する前の段階にあるものと思わ
れる。

【００１２】こうしたガラスからなる磁気ディスクドラ
イブ用部材の表面は、容易に高速度で精密研磨加工する
ことができ、かつ精密研磨加工後に、ビットエラーにつ
ながるような微細な凹凸が残留しにくい。

【００１３】本発明において、Ｘ線回折装置によって結
晶相が実質的に検出されないとは、以下の条件を意味す
る。測定装置の商標名：理学電機製「ガイガーフレック
ス」Ｘ線の種類：ＣｕＫα線測定条件：管電圧３０ｋＶ、管電流２０ｍＡ

【００１４】前記ガラスは、実質的に、ガラス相と、ガ
ラス相中に分散している粒径８０ｎｍ以下の結晶粒子と
からなる。これは、ガラスの基本的な微構造が、ガラス
相と、粒径８０ｎｍ以下の結晶粒子とからなることを示
している。従って、このガラスからなる実際の磁気ディ
スクドライブ用部材中に、粒径８０ｎｍを超える粗大粒
子が粒成長しているような場合も、粗大粒子の個数が極
めて少なく、散発的であるとか、あるいは部材の一部領
域のみに、粒径８０ｎｍを超える粒子が局所的に集中し
ているような場合にも、磁気ディスクドライブ用部材は
実質的に本発明のガラスからなっていると言える。

【００１５】本発明で使用するガラスの粒径について
は、以下の条件で測定する。寸法約５ｍｍ×５ｍｍの試
験片を透過型電子顕微鏡にセットし、試験片のうち顕微
鏡による観測位置をアルゴンイオンビームでエッチング
し、観測位置の厚さを１０ｎｍ−１５ｎｍにする。日本
電子製の透過型電子顕微鏡「ＪＥＭ−２０００ＥＸ」を
使用し、加速電圧２００ｋＶで、倍率１００，０００−
４００，０００倍で、明視野または暗視野で観察する。

【００１６】結晶粒子の粒径は、写真を観察して得られ
る。この最大粒径は８０ｎｍであるが、更に７０ｎｍで
あることが好ましく、６０ｎｍであることが更に好まし
い。

【００１７】また、ガラス相中には、粒径８０ｎｍ以下
の結晶粒子が多数均一に分散している。通常の透過型電
子顕微鏡写真では、粒径５ｎｍ未満の結晶粒子を特定す
ることが難しい。また、粒径５ｎｍ以下の粒子の多く
は、いまだ結晶核の段階にあると考えられる。この際、
結晶粒子と結晶核とを区別することは事実上困難であ
る。このため、実際にはガラス相中に、粒径５ｎｍ未満
の結晶核または結晶粒子が多数存在していることが確実
である。

【００１８】このような測定上の限界から、ガラス相中
の全結晶粒子の平均粒径を算出することは困難である。
また、粒径５ｎｍ以下の結晶粒子が存在していたととし
ても、前記したように事実上結晶核と区別できないもの
と考えられる。このため、本発明では、平均粒径を代用
する指標として、ガラスの表面の縦０．１μｍ、横０．
１μｍの領域内における、粒径８０ｎｍ以下、５ｎｍ以
上の結晶粒子の個数を使用する。

【００１９】この観点に立ったときに、ガラスの表面の
縦０．１μｍ、横０．１μｍの領域内における、粒径８
０ｎｍ以下、５ｎｍ以上の結晶粒子の個数は、１個−２
５０個であることが好ましく、１５個−２５０個である
ことが一層好ましい。これによって、磁気ディスクドラ
イブ用部材に十分に高い強度を付与することができ、か
つ、部材の表面の精密研磨加工が著しく容易になる。

【００２０】また、本発明は、磁気ディスクドライブ内
において磁性膜に対して接触する磁気ディスクドライブ
用部材を製造する方法であって、原ガラスが少なくとも
アルミナ、シリカおよび核形成成分を含有しており、こ
の核形成成分が、酸化チタン、酸化ジルコニウムおよび
酸化リンからなる群より選ばれた一種以上の酸化物であ
る原ガラスの成形体を準備し、この成形体をＴｎ以上
（Ｔｎは、この原ガラスにおける核形成開始温度）、
（Ｔｃ−１０℃）以下（Ｔｃは、この原ガラスにおいて
示差熱分析法で測定した結晶成長開始温度）の温度で熱
処理することを特徴とする。

【００２１】また、本発明は、前記の成形体を、原ガラ
スのガラス相中に粒径５ｎｍ以上、８０ｎｍ以下の結晶
粒子が成長するまで熱処理することを特徴とする。

【００２２】原ガラスの結晶成長開始温度Ｔｃは、言い
換えると、原ガラスの結晶析出温度のことである。結晶
成長開始温度は、示差熱分析（ＤＴＡ）法によって測定
する。この際には、原ガラスの温度を上昇させ、この過
程における示差熱分析を行い、結晶析出に伴う発熱がピ
ークになる温度を測定し、結晶成長開始温度とする。こ
のピークは、原ガラスの組成と、原ガラスを製造する際
の原料粉末の粒度とによって変化することが知られてい
る（「ガラスハンドブック」（作花済夫他、朝倉書店、
１９８５年発行、第８１３頁）。

【００２３】示差熱分析を行う際の条件は、以下のとお
りである。使用機種：マックサイエンス製「ＴＧ−ＤＴＡ２００
０」試料の粒子径：７００−８５０μｍ測定試料の重量：２０ｍｇ昇温速度：５℃／ｍｉｎ

【００２４】熱処理温度は、核形成開始温度Ｔｎよりも
５０℃以上高いことが更に好ましく、これによって磁気
ディスクドライブ用部材の強度が一層向上する。また、
熱処理温度は、（Ｔｃ−２０℃）以下であることが更に
好ましく、これによって、局所的な粒径０．１μｍを超
える結晶粒子の生成を抑制しやすい。

【００２５】熱処理の際には、上記の温度範囲内で、一
定温度で熱処理を行うことができるが、最初に低い温度
で熱処理し、次いで相対的に高い温度で熱処理すること
もできる。

【００２６】熱処理の際の保持時間は、特に限定されな
いが、材料に十分な強度をもたせるという観点からは、
微細な結晶粒子を析出させる上で１時間以上であること
が好ましい。この上限は特にないが、粗大粒子の生成を
防止するという観点から２０時間以下であることが好ま
しく、１０時間以下であることが更に好ましい。

【００２７】本発明で使用するガラスは、少なくともア
ルミナ、シリカおよび核形成成分を含有する。シリカ
（ＳｉＯ₂ ）は、ガラスを形成する骨格成分である。ガ
ラスを成形する際の粘性を増加させ、製品の強度を向上
させ、かつ化学的耐久性を付与するために、シリカの割
合は３０重量％であることが好ましい。また、シリカの
割合を６０重量％以下とすることによって、ガラスの溶
解温度を低くすることができ、成形時の失透も防止でき
る。

【００２８】アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）は、ガラスを安定
化させ、成形時の失透を防ぎ、かつ製品に強度を付与す
るために、８重量％以上とすることが好ましい。また、
アルミナの量を２５重量％以下とすることによって、ガ
ラスの溶解が容易になる。

【００２９】本発明で使用するガラスは、酸化チタン、
酸化ジルコニウムおよび酸化リンからなる群より選ばれ
た一種以上の核形成成分を含有している。これらは、前
記した微細な結晶粒子の核を形成するために必要であ
る。この核形成成分の量を原ガラスの２重量％以上とす
ることによって、微細な結晶粒子を多数均一に生成させ
ることができ、粗大な結晶の生成を抑制できる。これを
１８重量％以下とすることによって、成形時の失透を防
止できる。

【００３０】前記した三種類の核形成成分の中では、微
細な結晶粒子を生成させる上で酸化チタンが最も効果的
である。

【００３１】また、本発明で使用するガラスは、好まし
くは、酸化マグネシウム、酸化バリウムおよび酸化カル
シウムからなる群より選ばれた一種以上のアルカリ土類
金属酸化物を含有している。

【００３２】酸化マグネシウムを添加することによっ
て、熱処理する前のガラスの強度と化学的耐久性とを増
大させる効果がある。酸化マグネシウムの量を２２重量
％以下とすることによって、成形時の失透を防止でき
る。

【００３３】酸化バリウムは、熱処理する前のガラスの
熱膨張係数を増大させ、成形時の失透を防止する効果が
ある。酸化バリウムの量を４０重量％以下とすることに
よって、ガラスを成形しやすくなる。

【００３４】酸化カルシウムは、熱処理する前のガラス
の強度を増大させ、熱膨張係数を大きくし、かつ成形時
の失透を防止する効果がある。酸化カルシウムの量を３
０重量％以下とすることによって、ガラスの粘性の著し
い低下を防止できる。

【００３５】本発明の好適な実施形態においては、ガラ
スが０．１重量％−９重量％の酸化カリウムを含有して
いる。酸化カリウムは、ガラスの熱膨張係数を増大させ
る効果を有するので、磁気ディスクドライブ用部材用
途、特に磁気ディスク基板用途に対して特に好適であ
る。また、酸化マグネシウムを多く含む組成において
は、酸化カリウムは、熱処理時に微細結晶粒子の生成を
促進すると共に、ガラス相よりも熱膨張係数が高い結晶
相の析出を促進する効果を有する。この観点から、酸化
マグネシウムを、酸化バリウムや酸化カルシウムよりも
多く含む組成の場合には、酸化カリウムの量は１重量％
以上とすることが更に好ましい。また、酸化カリウムの
量を９重量％以下とすることによって、成形時における
失透を防止できる。

【００３６】酸化ナトリウムも酸化カリウムとほぼ同様
の効果を有するので、本発明のガラスに添加してもよ
い。この場合には、酸化カリウムと酸化ナトリウムとの
合計量を、０．１−９重量％とすることが、前記した理
由から好ましい。

【００３７】ただし、磁気ディスクドライブ用部材にお
いては、前述したようにナトリウムやリチウムの移動に
よる突起物の生成という問題がある。この観点からは、
酸化ナトリウムの量は、７重量％以下とすることが好ま
しく、５重量％以下とすることが更に好ましく、酸化ナ
トリウムを実質的に含有しないことが一層好ましい。

【００３８】また、この観点からは、ガラスがナトリウ
ムおよびリチウムを実質的に含有していないことが特に
好ましい。ここで、ガラスがナトリウムおよびリチウム
を実質的に含有していないとは、他の酸化物の原料内に
含まれる不可避的不純物までは許容することを意味して
いる。

【００３９】本発明のガラスにおいては、ＺｎＯを０〜
３重量％含有させることができる。ＺｎＯは、原ガラス
の溶解温度を低下させる。ＺｎＯの量が３重量％を超え
ると、ガラスが失透しやすい。更に好ましくは、ＺｎＯ
の量は、１．５重量％以下である。

【００４０】また、Ｓｂ₂ Ｏ₃ を０−２重量％含有させ
ることができる。Ｓｂ₂Ｏ₃ は、ガラスを脱泡させる。
Ｓｂ₂ Ｏ₃ の量は２重量％では飽和する。更に好ましく
は、Ｓｂ₂ Ｏ₃ の量は、０．１重量％以上、１重量％以
下である。

【００４１】Ｎｂ₂ Ｏ₅ を０−６重量％含有させること
ができる。Ｎｂ₂ Ｏ₅ を添加すると、結晶化温度が変動
したときに、熱膨張係数の変動が小さくなる。Ｎｂ₂ Ｏ
₅ の量が６重量％を超えると、結晶粒子が粗大化する。
更に好ましくは、Ｎｂ₂ Ｏ₅ の量は、２重量％以下であ
る。

【００４２】また、Ａｓ₂ Ｏ₃ を０〜２重量％含有させ
ることができる。これはガラス溶融の際の清澄剤であ
る。また、Ｂ₂ Ｏ₃ を０〜３重量％含有させることもで
きる。

【００４３】以上述べてきた一般的な組成範囲の中で
は、更に以下の組成範囲が好ましい。

【００４４】（１）酸化マグネシウムを多く含む組成。この組成の原ガラスを結晶化開始温度以上で熱処理する
と、エンスタタイトやフォルステライトなど、酸化マグ
ネシウムを含有する結晶の粒子が生成する。以下に典型
的な組成を示す。３０重量％≦ＳｉＯ₂ ≦ ６０重量％（より好ましくは、３７重量％≦ＳｉＯ₂ ≦ ５０重量％）８重量％≦Ａｌ₂ Ｏ₃ ≦ ２５重量％（より好ましくは、１０重量％≦Ａｌ₂ Ｏ₃ ≦ ２２重量％）５重量％≦ＭｇＯ ≦ ２２重量％（より好ましくは、８重量％≦ＭｇＯ ≦ １８重量％）０重量％≦ＣａＯ ≦ １５重量％（より好ましくは、０重量％≦ＣａＯ ≦ １２重量％）０重量％≦ＢａＯ ≦ ３０重量％（より好ましくは、０重量％≦ＢａＯ ≦ ２５重量％）０．５重量％≦ＣａＯ＋ＢａＯ≦ ３０重量％（好ましくは、０．５重量％≦ＣａＯ＋ＢａＯ≦ ２５重量％）０．１重量％≦Ｋ₂ Ｏ ≦ ９重量％（好ましくは、０．１重量％≦Ｋ₂ Ｏ ≦ ７重量％）２重量％≦ＴｉＯ₂ ≦ １５重量％（より好ましくは、４重量％≦ＴｉＯ₂ ≦ １２重量％）

【００４５】（２）酸化カルシウムを多く含む組成。この組成の原ガラスを結晶化開始温度以上で熱処理する
と、アノーサイトやウォラストナイトなど、酸化カルシ
ウムを含有する結晶の粒子が生成する。以下に典型的な
組成を示す。３０重量％≦ＳｉＯ₂ ≦ ６０重量％（より好ましくは、３７重量％≦ＳｉＯ₂ ≦ ５５重量％）８重量％≦Ａｌ₂ Ｏ₃ ≦ ２５重量％（より好ましくは、１１重量％≦Ａｌ₂ Ｏ₃ ≦ ２２重量％）０重量％≦ＭｇＯ ≦ ８重量％（より好ましくは、０重量％≦ＭｇＯ ≦ ５重量％）８重量％≦ＣａＯ ≦ ３０重量％（より好ましくは、１０重量％≦ＣａＯ ≦ ３０重量％）０重量％≦ＢａＯ ≦ ２０重量％８重量％≦ＣａＯ＋ＢａＯ≦３０重量％（より好ましくは、１０重量％≦ＣａＯ＋ＢａＯ≦３０重量％）０．０重量％≦Ｋ₂ Ｏ ≦ ９重量％（好ましくは、０．０重量％≦Ｋ₂ Ｏ ≦ ７重量％）２重量％≦ＴｉＯ₂ ≦ １８重量％（より好ましくは、５重量％≦ＴｉＯ₂ ≦ １５重量％）

【００４６】（３）酸化バリウムを多く含む組成。この組成の原ガラスを結晶化開始温度以上で熱処理する
と、ヘキサセルシアンなど、酸化バリウムを含有する結
晶の粒子が生成する。以下に典型的な組成を示す。３０重量％≦ＳｉＯ₂ ≦ ５０重量％（より好ましくは、３１重量％≦ＳｉＯ₂ ≦ ４５重量％）８重量％≦Ａｌ₂ Ｏ₃ ≦ ２５重量％（より好ましくは、１０重量％≦Ａｌ₂ Ｏ₃ ≦ １８重量％）０重量％≦ＭｇＯ ≦ １５重量％（より好ましくは、１重量％≦ＭｇＯ ≦ １２重量％）０重量％≦ＣａＯ ≦ １０重量％（より好ましくは、０重量％≦ＣａＯ ≦ ８重量％）８重量％≦ＢａＯ ≦ ４０重量％（より好ましくは、１０重量％≦ＣａＯ ≦ ３５重量％）８重量％≦ＣａＯ＋ＢａＯ≦４０重量％（より好ましくは、１０重量％≦ＣａＯ＋ＢａＯ≦３５重量％）０．０重量％≦Ｋ₂ Ｏ ≦ ９重量％（好ましくは、０．０重量％≦Ｋ₂ Ｏ ≦ ７重量％）２重量％≦ＴｉＯ₂ ≦ １８重量％（より好ましくは、５重量％≦ＴｉＯ₂ ≦ １８重量％）

【００４７】本発明で使用するガラスの−５０℃〜＋７
０℃の範囲での熱膨張係数は、６０〜９０×１０^-7／ｋ
程度に調節することが好ましい。

【００４８】原ガラスを製造する際には、上記の各金属
原子を含有する各原料を、上記の重量比率に該当するよ
うに混合し、この混合物を溶融させる。この原料として
は、各金属原子の酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、
水酸化物を例示することができる。また、原ガラスを熱
処理して結晶化させる際の雰囲気としては、大気雰囲
気、還元雰囲気、水蒸気雰囲気、加圧雰囲気等を選択す
ることができる。

【００４９】本発明は、磁気ディスク用基板、磁気ディ
スクドライブ用スペーサーリングおよび磁気ヘッド用ス
ライダーなど、磁気ディスクドライブ用の各種部材に適
用できる。

【００５０】上記の結晶化ガラスからなる素材を、砥粒
によって精密研磨加工する工程では、いわゆるラッピン
グ、ポリッシング等、公知の精密研磨加工方法によって
研磨し、磁気ディスク用基板を作成できる。また、磁気
ディスク用基板の主面上には、下地処理層、磁性膜、保
護膜等を形成することができ、更に保護膜上に潤滑剤を
塗布することができる。

【００５１】

【実施例】（親ガラスの製造）以下のような各種金属酸
化物の重量比になるように、各金属を含む化合物を混合
した。この混合物２５０ｇを容積２００ｃｃの白金ルツ
ボに入れ、１４００℃で５．５時間熱処理し、溶融し
た。炉の温度を１３５０℃に落として、１時間保持した
後、カーボン製の型に原ガラスを流しだし、成形した。
５００℃で１時間アニールした後、徐冷して、円盤状の
親ガラスを得た。

【００５２】ＳｉＯ₂ ４６．１重量％Ａｌ₂ Ｏ₃ ２０．５重量％ＭｇＯ１３．４重量％ＣａＯ５．８重量％ＢａＯ０．０重量％ＣａＯ＋ＢａＯ５．８重量％Ｋ₂ Ｏ４．４重量％ＴｉＯ₂ ９．２重量％Ｓｂ₂ Ｏ₃ ０．２重量％ＺｎＯ０．６重量％

【００５３】この原ガラスの核形成開始温度Ｔｎは、７
３０℃であり、結晶成長開始温度Ｔｃは８７０℃であ
る。

【００５４】この原ガラスから、所定寸法の板状試料を
切り出した。板状試料の両面は、＃４００の砥石で仕上
げ加工した。板状試料を、窒素雰囲気中で、厚さ５ｍｍ
のカーボン板に挟んだ状態で熱処理した。熱処理の際に
は、室温から６５０℃まで２００℃／時間で昇温し、６
５０℃で１時間保持し、次いで８５０℃まで１００℃／
時間で昇温し、８５０℃で５時間保持し、室温まで１０
０℃／時間で降温した。

【００５５】（結晶相の同定）銅のＫα線を用いた、Ｘ
線回折装置（理学電機製「ガイガーフレックス」：管電
圧３０ｋＶ、管電流２０ｍＡ）を使用して、板状の試験
試料（寸法１５ｍｍ×１５ｍｍ×厚さ１．０ｍｍ）の表
面の結晶相を同定した。その際、走査角度は、２θ＝１
０〜４０°とした。この結果、特定の結晶相に対応する
ピークは検出されなかった。

【００５６】（精密研磨加工後の平滑面におけるＲａの
測定）結晶相の同定の終わった平板状の試料（寸法１５
ｍｍ×１５ｍｍ×厚さ１．０ｍｍ）を、＃１５００のＳ
ｉＣ砥石を使って、試料の厚みが０．７ｍｍになるま
で、精密研磨加工した。次いで、両面ポリッシュ盤を使
って、１．０μｍの酸化セリウム砥粒を使って、試料の
厚みが０．６３５ｍｍになるまでポリッシュ加工した。
さらに、０．０２μｍの酸化セリウム砥粒を使って２段
階目のポリッシュ加工を行い、厚み０．６３５ｍｍの精
密研磨体を得た。

【００５７】シリコン製のカンチレバー（共振周波数３
００ｋＨｚ）を用いた、原子間力顕微鏡（ＰＳＩ製Ｍ
５）のタッピングモードで、精密研磨体の表面の中心線
平均表面粗さ（Ｒａ）を測定したところ、１．５オング
ストロームであった。また、２段階目のポリッシュ加工
時の速度は、０．８−１．０μｍ／分であった。これ
は、アモルファスガラスと同等の高速である。

【００５８】（微構造観察）前述のようにして観測し
た。ただし、試験片の観測位置の厚さは１０ｎｍとし
た。倍率は４００，０００倍であった。この写真を図１
に示す。

【００５９】この結果、ガラス相中に分散されていた結
晶粒子が、表面に多数露出してきた。この結晶粒子は極
めて微細であり、その最大粒径は１５ｎｍであった。ま
たほとんどの結晶粒子が、検出限界の粒径５ｎｍ程度で
あった。

【００６０】また、ガラスの表面の縦０．１μｍ、横
０．１μｍの領域内には、粒径８０ｎｍ以下、５ｎｍ以
上の結晶粒子が平均して１００個存在していることがわ
かった。

【００６１】（抗折強度の測定）結晶化の終わった平板
状の試料（寸法１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ３．０ｍ
ｍ）を、前記と同じ手順で精密研磨した。その後、寸法
２ｍｍ×３０ｍｍ×厚さ１．５ｍｍの試料を切り出し、
下スパン１５ｍｍ、上スパン５ｍｍ、クロスヘッドスピ
ード０．５ｍｍ／ｍｉｎの条件で４点曲げ試験を行い、
抗折強度を求めた。この結果、１７０ＭＰａであった。

【００６２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ガ
ラス製の磁気ディスクドライブ用部材において、十分な
強度を有しており、表面の精密研磨加工の速度が速く、
かつ表面を精密研磨加工した後に微細な凹凸が発生しに
くい材料を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例において、ガラスの表面をイオ
ンビームでエッチングした後の表面の微構造を示す透過
型電子顕微鏡写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹矢文則愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内Ｆターム(参考） 5D006 CB04 CB07 DA03 FA00 5D042 NA02 PA10 SA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ディスクドライブ内において磁性膜に
対して接触する磁気ディスクドライブ用部材であって、前記磁気ディスクドライブ用部材がガラスからなり、こ
のガラスが少なくともアルミナ、シリカおよび核形成成
分を含有しており、この核形成成分が、酸化チタン、酸
化ジルコニウムおよび酸化リンからなる群より選ばれた
一種以上の酸化物であり、前記ガラスが実質的にガラス
相とこのガラス相中に分散されている粒径８０ｎｍ以下
の結晶粒子とからなることを特徴とする、磁気ディスク
ドライブ用部材。
【請求項２】Ｘ線回折装置によって結晶相が実質的に検
出されないことを特徴とする、請求項１記載の磁気ディ
スクドライブ用部材。
【請求項３】磁気ディスクドライブ内において磁性膜に
対して接触する磁気ディスクドライブ用部材であって、前記磁気ディスクドライブ用部材がガラスからなり、こ
のガラスが少なくともアルミナ、シリカおよび核形成成
分を含有しており、この核形成成分が、酸化チタン、酸
化ジルコニウムおよび酸化リンからなる群より選ばれた
一種以上の酸化物であり、前記ガラスが実質的にガラス
相とこのガラス相中に分散されている結晶粒子とからな
り、Ｘ線回折装置によって結晶相が実質的に検出されな
いことを特徴とする、磁気ディスクドライブ用部材。
【請求項４】前記ガラスが実質的にガラス相とこのガラ
ス相中に分散されている粒径８０ｎｍ以下の結晶粒子と
からなることを特徴とする、請求項３記載の磁気ディス
クドライブ用部材。
【請求項５】前記ガラスの表面の前記ガラス相をエッチ
ングによって除去した後に、前記ガラスの表面の縦０．
１μｍ、横０．１μｍの領域内に粒径５ｎｍ以上、８０
ｎｍ以下の結晶粒子が平均して１個以上、２５０個以下
存在することを特徴とする、請求項１−４のいずれか一
つの請求項に記載の磁気ディスクドライブ用部材。
【請求項６】前記核形成成分が少なくとも酸化チタンを
含んでいることを特徴とする、請求項１−５のいずれか
一つの請求項に記載の磁気ディスクドライブ用部材。
【請求項７】前記ガラスが酸化マグネシウム、酸化バリ
ウムおよび酸化カルシウムからなる群より選ばれた一種
以上のアルカリ土類金属酸化物を含有していることを特
徴とする、請求項１−６のいずれか一つの請求項に記載
の磁気ディスクドライブ用部材。
【請求項８】前記ガラスにおいて酸化マグネシウムが酸
化バリウムよりも多く含有されており、酸化マグネシウ
ムが酸化カルシウムよりも多く含有されており、前記ガ
ラスが０．１重量％−９重量％の酸化カリウムを含有し
ていることを特徴とする、請求項７記載の磁気ディスク
ドライブ用部材。
【請求項９】前記ガラスがナトリウムおよびリチウムを
実質的に含有していないことを特徴とする、請求項１−
８のいずれか一つの請求項に記載の磁気ディスクドライ
ブ用部材。
【請求項１０】磁気ディスクドライブ内において磁性膜
に対して接触する磁気ディスクドライブ用部材を製造す
る方法であって、原ガラスが少なくともアルミナ、シリカおよび核形成成
分を含有しており、この核形成成分が、酸化チタン、酸
化ジルコニウムおよび酸化リンからなる群より選ばれた
一種以上の酸化物である原ガラスの成形体を準備し、こ
の成形体をＴｎ以上（Ｔｎは、この原ガラスにおける核
形成開始温度）、（Ｔｃ−１０℃）以下（Ｔｃは、この
原ガラスにおいて示差熱分析法で測定した結晶成長開始
温度）の温度で熱処理することを特徴とする、磁気ディ
スクドライブ用部材の製造方法。
【請求項１１】前記原ガラスのガラス相中に粒径５ｎｍ
以上、８０ｎｍ以下の結晶粒子が生成するまで前記熱処
理を継続することを特徴とする、請求項１０記載の磁気
ディスクドライブ用部材の製造方法。
【請求項１２】磁気ディスクドライブ内において磁性膜
に対して接触する磁気ディスクドライブ用部材を製造す
る方法であって、原ガラスが少なくともアルミナ、シリカおよび核形成成
分を含有しており、この核形成成分が、酸化チタン、酸
化ジルコニウムおよび酸化リンからなる群より選ばれた
一種以上の酸化物である原ガラスの成形体を準備し、こ
の成形体を、前記原ガラスのガラス相中に粒径５ｎｍ以
上、８０ｎｍ以下の結晶粒子が生成するまで熱処理する
ことを特徴とする、磁気ディスクドライブ用部材の製造
方法。
【請求項１３】前記成形体をＴｎ以上（Ｔｎは、この原
ガラスにおける核形成開始温度）、（Ｔｃ−１０℃）以
下（Ｔｃは、この原ガラスにおいて示差熱分析法で測定
した結晶成長開始温度）の温度で熱処理することを特徴
とする、請求項１２記載の磁気ディスクドライブの製造
方法。
【請求項１４】前記ガラスからＸ線回折装置によって結
晶相が実質的に検出されないことを特徴とする、請求項
１０−１３のいずれか一つの請求項に記載の磁気ディス
クドライブ用部材の製造方法。
【請求項１５】前記ガラスの表面の前記ガラス相をエッ
チングによって除去した後に、前記ガラスの表面の縦
０．１μｍ、横０．１μｍの領域内に粒径５ｎｍ以上、
８０ｎｍ以下の結晶粒子が平均して１個以上、２５０個
以下存在することを特徴とする、請求項１０−１４のい
ずれか一つの請求項に記載の磁気ディスクドライブ用部
材の製造方法。
【請求項１６】前記核形成成分が少なくとも酸化チタン
を含んでいることを特徴とする、請求項１０−１５のい
ずれか一つの請求項に記載の磁気ディスクドライブ用部
材の製造方法。
【請求項１７】前記原ガラスが酸化マグネシウム、酸化
バリウムおよび酸化カルシウムからなる群より選ばれた
一種以上のアルカリ土類金属酸化物を含有していること
を特徴とする、請求項１０−１６のいずれか一つの請求
項に記載の磁気ディスクドライブ用部材の製造方法。
【請求項１８】前記ガラスにおいて酸化マグネシウムが
酸化バリウムよりも多く含有されており、酸化マグネシ
ウムが酸化カルシウムよりも多く含有されており、前記
ガラスが０．１重量％−９重量％の酸化カリウムを含有
していることを特徴とする、請求項１７記載の磁気ディ
スクドライブ用部材の製造方法。
【請求項１９】前記原ガラスがナトリウムおよびリチウ
ムを実質的に含有していないことを特徴とする、請求項
１０−１８のいずれか一つの請求項に記載の磁気ディス
クドライブ用部材の製造方法。