JP3152905B2 - 磁気ディスク用結晶化ガラス基板 - Google Patents

磁気ディスク用結晶化ガラス基板

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JP3152905B2 JP29613398A JP29613398A JP3152905B2 JP 3152905 B2 JP3152905 B2 JP 3152905B2 JP 29613398 A JP29613398 A JP 29613398A JP 29613398 A JP29613398 A JP 29613398A JP 3152905 B2 JP3152905 B2 JP 3152905B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク用基
板に関し、特にコンタクト・レコーディングに適した磁
気ディスク用ガラスセラミック基板に関する。
【0002】
【従来の技術】パーソナルコンピュータのマルチメディ
ア化に伴い大容量の磁気ディスク装置が必要となってい
る。その結果、磁気ディスクは、面記録密度を大きくす
るために、ビットおよびトラック密度を増加させ、ビッ
トセルのサイズを縮少化する必要がある。ビットセルの
縮少化に対応して磁気ヘッドはディスク表面により接近
して作動する必要が生じ、磁気ヘッドのディスク表面か
らの浮上量を0.025μm以下として磁気ヘッドとデ
ィスクがほとんど接触した状態で記録が行われるコンタ
クト・レコーディング方式が求められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなコンタクト
・レコーディング方式においては、磁気ディスクは、
0.025μm以下の磁気ヘッドの浮上量を可能にする
ため、表面粗度(Ra)が10Å以下であることが要求
される。
【0004】従来磁気ディスク基板材には、アルミニウ
ム合金が使用されているが、アルミニウム合金基板で
は、種々の材料欠陥の影響により、研磨工程における基
板表面の突起またはスポット状の凹凸を生じ平坦性、平
滑性の点で十分でなく、またアルミニウム合金は軟かい
材料であるため、変形が生じやすく薄形化に対応するこ
とがむずかしく、さらにはヘッドの接触による変形傷を
生じメディアを損傷させてしまう等今日の高密度記録化
に十分対応できない。
【0005】また、アルミニウム合金基板の問題点を解
消する材料として化学強化ガラスのソーダライムガラス
(SiO2 −CaO−Na2 O)とアルミノシリケート
ガラス(SiO2 −Al2 O−Na2 O)が知られてい
るが、この場合(イ)研磨は化学強化後に行なわれ、デ
ィスクの薄板化における強化層の不安定要素が高い。
(ロ)ガラス中にNa2 O成分を必須成分として含有す
るため、成膜特性が悪化し、Na2 O溶出防止のための
全面バリアコート処理が必要となり、製品の低コスト安
定生産性が難しいという欠点がある。
【0006】さらに、アルミニウム合金基板や化学強化
ガラス基板に対していくつかの結晶化ガラスが知られて
いる。例えば、特開平6−329440号公報記載のS
iO2 −Li2 O−MgO−P2 5 系結晶化ガラス
は、主結晶相として二珪酸リチウム(Li2 O・2Si
2 )およびα−クオーツ(α−SiO2 )を有し、α
−クオーツ(α−SiO2 )の球状粒子サイズをコント
ロールすることができるが、研磨して成る表面粗度(R
a)が15〜50Åの範囲であって、目標とする表面粗
度(Ra)が10Å以下の急速に進む記録容量向上に合
せた低浮上化に十分対応することができない。
【0007】本発明の目的は、ハードディスクの高密度
化によるコンタクト・レコーディング方式に対応するた
め、前記従来技術の欠点を解消し、10Å以下の表面粗
度を有する磁気ディスク用結晶化ガラス基板を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため研究と実験を重ねた結果、主結晶相がα−
クリストバライト(α−SiO2 )および二珪酸リチウ
ム(Li2 O・2SiO2 )からなる結晶化ガラスにお
いて、二珪酸リチウムに対するα−クリストバライトの
構成比率を0.25〜0.35という狹い範囲に限定す
ることにより、磁気ディスク基板の研磨してなる表面粗
度(Ra)が3〜9Åであるコンタクト・レコーディン
グに理想的な磁気ディスク基板が得られることを見出
し、本発明に到達した。
【0009】上記本発明の目的を達成する請求項1記載
の磁気ディスク用結晶化ガラス基板は、結晶化ガラスの
主結晶相がα−クリストバライト(α−SiO2 )およ
び二珪酸リチウム(Li2 O.2SiO2 )であって、
該結晶相の構成比率はα−クリストバライト/二珪酸リ
チウムが0.25〜0.35であり、磁気ディスク基板
の研磨してなる表面粗度(Ra)が3〜9Åであること
を特徴とするものである。
【0010】請求項2記載の磁気ディスク用結晶化ガラ
ス基板は、請求項1の構成に加えて、前記結晶化ガラス
は重量百分率で、SiO2 75〜83%、Li2
7〜13%、Al2 3 1〜5%、P2 5 1〜3
%、MgO0.5〜3%、ZnO 0.5〜3%、K2
O 0〜5%、As2 3 及び/又はSb2 3 0〜2
%からなる原ガラスを熱処理することによって得られる
ことを特徴とする。
【0011】本発明の結晶化ガラスの組成は、原ガラス
と同様酸化物基準で表示し得るが、原ガラスの組成範囲
を上記のように限定した理由について以下に述べる。
【0012】SiO2 成分は、原ガラスの熱処理によ
り、主結晶相として二珪酸リチウム(Li2 O・2Si
2 )およびα−クリストバライトを生成する極めて重
要な成分であるが、その量が75.0%未満では、得ら
れるガラスの析出結晶が不安定で組織が粗大化しやす
く、また83.0%を超えると原ガラスの溶融が困難と
なる。
【0013】Li2 O成分は、ガラスの加熱処理により
主結晶相として二珪酸リチウム(Li2 O・2Si
2 )結晶を生成するきわめて重要な成分であるが、そ
の量が7%未満では上記結晶の析出が困難となると同時
に、原ガラスの溶融が困難となり、また、13%を超え
ると得られる結晶化ガラスの析出結晶が不安定となり、
組織が粗大化しやすいうえ、化学的耐久性および硬度が
悪化する。K2 O成分はガラスの溶融性を向上させる成
分であり、5%まで含有できる。
【0014】MgOは析出結晶を規定する重要な成分で
あり、その量が0.5%未満であるとα−クリストバラ
イトの析出が増大し、耐摩耗性が悪化する。また、3%
を超えるとα−クオーツの析出が増大し、かつ粒子が粗
大化するため表面粗度が悪化する。またZnOも同等の
効果があるので添加し得るが3%までとすべきである。
【0015】P2 5 成分がガラスの結晶核形成剤とし
て不可欠であるが、その量が1%未満であるとLi2
・2SiO2 ,α−SiO2 結晶の粒子が粗大化し所望
の表面粗度が得られない。また3%を超えるとガラス成
形時に失透しやすく、この失透による粒子の粗大化が起
こる。
【0016】Al2 3 成分は、結晶化ガラスの化学的
耐久性を向上させる有効な成分であるが含有量が1%未
満ではその目的を達成することができず、またその含有
量が5%を超えると溶融性が悪化する。As2 3 およ
び、またはSb2 3 成分は、ガラス溶融の際の清澄剤
として添加し得るが、これらの1種または、2種の合計
量は2%以下で充分である。
【0017】なお本発明においては、使用するガラスに
上記成分の他に所望の特性を損なわない程度で少量のB
2 3 ,CaO,SrO,BaO,TiO2 ,SnO,
およびZrO2 の成分を含有させることができる。
【0018】また本発明の結晶化ガラス基板は、結晶化
した際の構成結晶相の比についてα−クリストバライト
/二珪酸リチウム=0.25〜0.35に規定した。こ
れはXRDのピーク高さにより各結晶相の割合を見、α
−クリストバライト(101),二珪酸リチウム(13
0)のピーク面をそれぞれ使用し比を決定した。この比
を0.25〜0.35に限定した理由は、この構成比が
0.25〜0.35の範囲において研磨後の基板の表面
粗度が3〜9Åという理想的な表面粗度が得られること
が多くの実験の結果判明したからである。
【0019】つぎに本発明にかかる磁気ディスク用結晶
化ガラスを製造するには、上記の組成を有するガラスを
溶解し熱間または/および冷間成形を行った後、核形成
400℃〜550℃、結晶化720℃〜820℃の温度
で結晶化熱処理を行い、さらに熱処理結晶化したガラス
を通常一般に広く知られている方法でラッピングのあと
ポリッシングし表面粗度(Ra)を3〜9Åの範囲とす
る。
【0020】
【発明の実施の形態】つぎに本発明にかかる好適な実施
例につき説明する。表1〜表4は本発明の磁気ディスク
用結晶化ガラス基板の実施組成例(No.1〜10)
を、これらの結晶化ガラスの核形成温度、結晶化温度、
析出結晶相、結晶粒径、研磨後の表面粗度(Ra)とと
もに示す。なお組成は重量百分率で示す。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】
【表4】
【0025】また本発明の実施例3の粒子状態を示す電
子顕微鏡写真を図1に示す。
【0026】上記実施例のガラスは、いずれも酸化物、
炭酸塩、硝酸塩等の原料を混合し、これを通常の溶解装
置を用いて約1350℃〜1500℃の温度で溶融し、
攪拌均質化した後、所望の形状に成形して冷却し、ガラ
ス成形体を得た。その後これを熱処理して核形成後(4
00℃〜550℃)、結晶化温度(720℃〜820
℃)の間で約1〜5時間保持して、所望の結晶化ガラス
を得た。なお表面粗度測定試料製作にあたっては、上記
結晶化ガラスを平均粒径9〜12μmの砥粒にて約10
分〜20分間ポリッシングして仕上げた。
【0027】表1にみられるとおり、実施例の結晶化ガ
ラスは、いずれも表面粗度(Ra)の値が9Å未満で、
表面特性に優れており、目的の改善の効果は顕著であ
る。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、結
晶化ガラスの主結晶相がα−クリストバライト(α−S
iO2 )および二珪酸リチウム(Li2 O.2Si
2 )であって、該結晶相の構成比率はα−クリストバ
ライト/二珪酸リチウムが0.25〜0.35であり、
結晶粒子の粒径が0.1〜1.0μmの範囲の値を有
し、磁気ディスク基板の研磨してなる表面粗度(Ra)
が3〜9Åであることにより、コンタクト・レコーディ
ング用として好適な磁気ディスク用結晶化ガラス基板が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の粒子状態を示す電子顕微鏡写
真である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結晶化ガラスの主結晶相がα−クリスト
    バライト(α−SiO2 )および二珪酸リチウム(Li
    2 O.2SiO2 )であって、該結晶相の構成比率はα
    −クリストバライト/二珪酸リチウムが0.25〜0.
    35であり、磁気ディスク基板の研磨してなる表面粗度
    (Ra)が3〜9Åであることを特徴とする磁気ディス
    ク用結晶化ガラス基板。
  2. 【請求項2】 前記結晶化ガラスは重量百分率で、Si
    2 75〜83%、Li2 O 7〜13%、Al2
    3 1〜5%、P2 5 1〜3%、MgO0.5〜3
    %、ZnO 0.5〜3%、K2 O 0〜5%、As2
    3 及び/又はSb2 3 0〜2%からなる原ガラス
    を熱処理することによって得られることを特徴とする請
    求項1に記載の磁気ディスク用結晶化ガラス基板。
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