JPH0624065B2

JPH0624065B2 - 磁気ディスク基板

Info

Publication number: JPH0624065B2
Application number: JP1044018A
Authority: JP
Inventors: 英明深井; 博義末永; 邦典皆川; 晋一郎大高; 正彦直江
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: EP0384414A2; US5360677A; EP0384414A3; CA2010290A1; JPH02223017A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、磁気ディスク基板に関し、特に、耐熱性に
優れ、薄肉化が可能であり、高記録密度の磁気ディスク
の製造に適した磁気ディスク基板に関する。

［従来の技術］コンピュータ用記録媒体として使用されている磁気ディ
スクは、基板と、その上に形成された磁性膜とを具備し
ている。このうち、磁気ディスク基板には以下のような
特性が要求される。

（ａ）磁気ヘッドが安定してディスク上を走行すること
ができるように、あるいは磁気的エラーが少なく安定し
た磁気特性が得られるように、精密研磨又は精密研削後
の表面性状が良好であること。

（ｂ）基板表面に形成される磁性膜の欠陥となるような
基板表面の突起又は穴がないこと。

（ｃ）基板製造の際の機械加工、及びディスクとして使
用する際の高速回転に耐え得る強度及び剛性を有するこ
と。

（ｄ）磁性膜を形成する際の加熱に耐え得ること。

（ｅ）軽量かつ非磁性であること。

（ｆ）ある程度の耐食性を有すること。

このような特性を満たす基板材料として、従来、Ａｌ−
Ｍｇ系合金等のアルミニウム合金が用いられている。

一方、近時、磁気ディスクは高記録密度化、及び小型化
の傾向にあり、このため次のようなことが要求されるよ
うになっている。

（Ａ）磁性膜の磁気特性を向上させること。例えば保磁
力が高い磁性膜を形成すること。

（Ｂ）磁性膜の厚みを薄くすること。

（Ｃ）磁気ヘッド浮上量を減少させること。

（Ｄ）磁気ヘッドのギャップ長を小さくすること。

（Ｅ）磁気ヘッドの位置決め制御技術を向上させるこ
と。

（Ｆ）基板を小形化及び薄肉化すること。

これらの要求を満足させるため、従来、以下に示すよう
なことがなされている。

すなわち、スパッタリングにより高記録密度の磁性膜を
形成したり（中村久三金属１９８６年１１月号）、又
は基板にスパッタリングの際の加熱に対する耐熱性を付
与している。

また、磁気ヘッドの浮上量を減少させるため、アルミニ
ウム合金製ディスク上にＮｉ−Ｐめっきを施して介在物
を覆い、表面粗さ及びうねりに関して高度なレベルの表
面性状を得ることもなされている（斉藤昌弘ら実務表
面技術vol.35. No.6,１９８８）。

更に、基板を電気的及び磁気的エラーの原因となる介在
物の少ない合金組成にしたり（特開昭６３−２１６９５
３）、基板自体を薄肉化することも試みられている。

一方、上述の（ａ）〜（ｆ）の条件を満足する基板材料
として、アルミニウム合金に代わる新しい材料が開発さ
れつつある。例えば、ガラス（石崎浩善工業材料第３
５巻、第５号）、セラミックス（松元武志磁性材料研
究会、電子材料表面処理技術昭和６２年７月）、チタ
ン（特開昭５２−１０５８０４、特開昭５９−１５１３
３５、特開昭６３−１４２５２１）が開発されている。

［発明が解決しようとする課題］ところで、磁気ディスク基板として従来から一般に用い
られているＡｌ−Ｍｇ系等のアルミニウム合金は、高密
度記録に必要な高保磁力の磁性薄膜形成のため、及び磁
性膜の薄肉化のために行われるスパッタリングの際に生
じる基板温度の上昇に耐え得るだけの耐熱性がないとい
う不都合がある。また、この材料は組成を調節したとし
ても、本質的に介在物を多く含むので高度のレベルの表
面性状を得ることができず、高記録密度化のためになさ
れるヘッド浮上量の減少、及び電気的エラーの減少を十
分に達成することができない。

高度のレベルの表面性状を得るために、前述したように
表面にＮｉ−Ｐめっきを行なっているが、このめっきの
歩留がかなり低いという欠点がある。また、Ｎｉ−Ｐめ
っきは、３５０℃程度の比較的低い温度で結晶化して磁
性を保持したり、剥離するというような不都合がある。

また、従来のアルミニウム合金製基板を要求に従って薄
肉化する場合には、アクセスタイムの短縮のためのディ
スクの高速回転（例えば３６００rpm）に耐え得るだけ
の強度及び剛性を維持することができない。

また、基板材料としてガラスやセラミックスを用いた場
合には、耐熱性及び強度の面では十分であるが、どちら
も脆性材料であるため、信頼性が低いという欠点があ
る。また、ガラス製基板は、スパッタリングの際の高温
加熱によってガラスを放出したり、ガラス中の不純物元
素が磁性膜へ拡散したりして磁性膜の磁気特性に悪影響
を及ぼす。セラミックス製基板は気孔が多く存在し、十
分な表面性状を得ることができない。このように、ガラ
ス及びセラミックスも磁気ディスク基板として未だ不十
分である。

チタン製基板については、前述したように種々の提案が
なされている。例えば前記特開昭５２−１０５８０４で
は、表面に酸化膜又は窒化膜が形成されたチタン又はチ
タン合金を基体とする磁気ディスク基板が提案されてい
る。これは、表面を酸化又は窒化して酸化膜又は窒化膜
を形成することで、基板表面の硬度を上昇させ、これに
伴う研削性の向上により良好な表面性状を得ようとする
ものである。また、特開昭５９−１５１３３５では、ｈ
ｃｐ相を体積比で８０％以上有し、強度が６０kg／mm²
以上のα型チタン合金で形成された磁気ディスク基板を
提案している。

しかし、通常の純チタンやα型チタン合金では、Ｆｅ，
Ｖ等のβ型安定化元素が不可避的に０．１重量％含まれ
ており、これらβ型安定化元素は溶解並びに分塊及び仕
上圧延の段階で偏析しやすく、研磨中に偏析に起因した
ピッティングを起こし易い。このため、高レベルの表面
性状を得ようとすると、歩留が低下してしまう。また、
α相とβ相（偏析部）とでは、酸化及び窒化の速度が異
なり、均一に酸化又は窒化させることが難しく、酸化膜
又は窒化膜を形成した基板は、チタン単体の基板に比べ
て歩留が低く、また製造コストが高い。また、通常の純
チタンやα型チタン合金は不純物元素の総含有量が０．
３重量％以下に規定されており、アルミニウム合金と比
較して不純物が著しく少ないが、この程度の不純物レベ
ルでは介在物に起因するエラーの発生を皆無にするには
未だ不十分であり、また、高レベルの表面性状を得る上
でも十分とはいえない。

更に、特開昭６３−１４２５２１に開示されている磁気
ディスク基板は、チタン又はチタン合金からなる芯板
と、インサート層と、ニッケル，チタン，ニッケル合
金，又はチタン合金からなる層と、ガラス又はセラミッ
クスからなる層とがこの順で積層して構成されている。
しかし、このような基板は、製造の際にチタン単体に比
べて工程数が多いため、製造コストが高く、製造時間も
長くなってしまう。また、最外層にセラミックスを用い
た場合には、セラミックスに気孔が多く存在するため十
分な表面性状を得ることができない。また、ガラスの場
合には表面粗さがＲａ＝０．００５μｍ程度という極め
て高いレベルの表面性状を得ることができるが、この場
合にはヘッドがディスク表面とスティッキングを起こす
ため好ましくない。

このように、チタンを主体とする磁気ディスク基板でも
良好なものは得られていないのが現状である。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
耐熱性に優れ、薄肉化が可能であり、かつ磁気的エラー
等の原因となる介在物及びピットの発生がなく、歩留良
く高レベルの表面性状を得ることができる磁気ディスク
基板を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］本願発明者等が種々検討を重ねた結果、磁気ディスク基
板の耐熱性及び強度は基板材料のマトリックス及びその
組成に依存し、また磁気的エラー等や表面性状悪化の原
因となる介在物及びピットの発生は基板材料の成分組成
に主に関係していること、及び基板材料のマトリックス
としてＴｉを用い、かつＴｉ中のガス成分を制御すると
共に、その中の介在物及び相安定化阻害元素を著しく制
限することによって、上記目的が達成されることを見出
した。

すなわち、重量％（以下単に％と表わす）で、（Ｖ／１
３）＋（Ｆｅ／２０）＋（Ｃｒ／１７）＋（Ｎｉ／３
１）＋（Ｃｏ／２３）が０．０１０％以下、Ｒｅｍ＋Ｓ
ｉ＋Ｂ＋Ｗが０．０１５％以下であり（ただし、Ｒｅｍ
はＳｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｅｕ，Ｇ
ｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｌｕ等の希土類金属元素を示す。）、
Ｏ＋２Ｎ＋０．７５Ｃが０．０３％以上、０．５％以下
の範囲であり、残部が実質的にＴｉからなる磁気ディス
ク基板によって上記目的が達成される。

なお、磁気ディスク基板の表面性状は、その結晶粒径に
も依存しており、一層良好な表面性状を得るためには、
上記組成の材料において平均の結晶粒径を３０μｍ以下
にすることが好ましい。

以下、この発明について詳細に説明する。

なお、以下の記載においては、簡略化のため、上述の
（Ｖ／１３）＋（Ｆｅ／２０）＋（Ｃｒ／１７）＋（Ｎ
ｉ／３１）＋（Ｃｏ／２３）をＥＱ１、Ｒｅｍ＋Ｓｉ＋
Ｂ＋ＷをＥＱ２、Ｏ＋２Ｎ＋０．７５ＣをＥＱ３と表わ
す。

チタンは、融点が１６５０℃程度と高いので、磁気ディ
スク基板材料としてチタンを用いることにより、基板の
耐熱性を良好にすることができ、磁性薄膜をスパッタリ
ングにより形成する際の基板温度である３００〜４００
℃においても形状の変化がない。また、チタンは引張強
度が３０kgf／mm²程度、縦弾性係数が１００００kgf／m
m²程度と強度及び剛性が高いので、薄い場合でも３６０
０rpm以上という高速回転の際に生じる遠心力に十分に
耐え得る。更に、基板がチタン単体であるから薄肉化が
容易であり、Ｎｉ−ＰめっきＡｌ合金製基板のように異
層界面での剥離が生じることがない。このように、基板
材料としてチタンを用いることは好ましい。

チタン中においてＯ，Ｎ，Ｃは、チタンマトリックスに
固溶し、固溶強化によって基板強度を上昇させる。従っ
て、これらの元素はチタン基板の薄肉化に有効に作用す
る。しかし、これらの元素は、強度の上昇と共に加工性
を悪化させ、鏡面加工前のブランク材を歩留良く製造す
る際に悪影響を及ぼす。このため、Ｏ，Ｎ，Ｃの添加量
は一定範囲内に制限される。

チタン中において、Ｖ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏは、高
温において安定なｈｃｐ構造を有するβ相を安定化させ
る元素である。磁気ディスク基板のチタンマトリックス
にこれらの元素が一定量以上存在する場合には、溶解、
分塊又は仕上圧延等の高温にさらされる工程において、
これらの元素が濃化又は偏析する。そして、これらの元
素の濃化及び偏析は、鏡面加工工程前の円環平板である
ブランク材にまでも引継がれる。このように、β安定化
元素が濃化又は偏析したブランク材を鏡面加工のため研
磨、研削すると、濃化又は偏析した部分とマトリックス
との特性の相違のため、ピッティングを生じる。このた
めＴｉマトリックス中のＶ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ等
のβ安定化元素を極力少なくすることが必要となる。

チタンマトリックス中に、希土類元素，Ｓｉ，Ｂ，Ｗが
一定濃度以上存在すると、これらの元素がチタン中に固
溶しているＯ，Ｎと結合して酸化物や窒化物になった
り、又はチタンと結合して金属間化合物となったりし、
介在物生成の原因となる。このため、希土類元素，Ｓ
ｉ，Ｂ，Ｗを低減することにより介在物の発生を抑制す
る。

以上のような観点から、この発明においては、基板材料
のマトリックスをチタンにすることによって、耐熱性を
高め、基板の薄肉化を可能とし、更に、他の特性を向上
させるため成分組成を限定した。すなわち、マトリック
スのα相とは異なるβ相を安定化するＶ，Ｆｅ，Ｃｒ，
Ｎｉ，Ｃｏ等の元素、及びチタン中で介在物となる希土
類元素，Ｓｉ，Ｂ，Ｗ等の元素を可能な限り抑制し、マ
トリックスのチタンに固溶して基板の強度を上昇させる
Ｏ，Ｎ，Ｃを所定の範囲で添加した。

このように、磁気ディスク基板を構成することにより、
耐熱性に優れ、薄肉化が可能であり、かつ磁気的エラー
等の原因となる介在物及びピットの発生がなく、歩留良
く高レベルの表面性状を得ることができる。

なお、このような基板材料は多結晶質であり、その表面
には、種々の方位を持つ結晶が存在している。そして、
結晶方位によって、鏡面加工工程の際の精密研磨、精密
研削においてその加工速度が異なり、各結晶によって段
差が生じる。このとき、結晶粒径が微細になればなるほ
ど、隣接する結晶粒の方位の差が小さくなり、段差も小
さくなる。このため、基板の表面性状を良好にする観点
から結晶粒径を小さくすることが好ましい。

従来のα型チタン合金の冷延板では結晶粒が平均で５０
μｍ程度であったが、これを平均３０μｍ以下にするこ
とにより基板の表面性状を一層良好にすることができ
る。つまり、平均の結晶粒径が３０μｍを超えると、そ
の段差が０．４μｍ〜０．８μｍと比較的大きくなる
が、３０μｍ以下とすることにより段差を０．４μｍよ
り小さくすることができ極めて良好な表面性状を得るこ
とができる。

このようにチタン基板の平均粒径を３０μｍ以下にする
ためには、冷延の際の圧下率、並びに、熱処理の際の加
熱温度及び加熱時間を適切にコントロールすればよい。

次に、上述の成分組成の限定理由について詳細に説明す
る。

１．Ｏ，Ｎ，Ｃ成分前述したように、Ｏ，Ｎ，Ｃはチタンマトリックスに固
溶し、マトリックスを固溶強化する機能を有している。
これらＯ，Ｎ，Ｃが夫々単独で含有された場合には、夫
々０．０３％、０．０１５％及び０．０４％より含有量
が低ければ、所望の強度が得られないので、Ｏ≧０．０
３％、Ｎ≧０．０１５％、Ｃ≧０．０４とすることが好
ましい。また、これらの元素は、含有量が過剰になると
加工性を低下させ、Ｏ，Ｎ，Ｃが夫々０．５％、０．２
５％、０．６７％を超えると冷延加工性が劣化するの
で、Ｏ≦０．５％、Ｎ≦０．２５％、Ｃ≦０．６７％と
することが好ましい。しかし、これらの元素は夫々同様
の作用をするので、合計量で規定する必要がある。ま
た、これらの元素の効果の割合は、Ｏ：Ｎ：Ｃ＝１：
２：０．７５である。従って、Ｏ，Ｎ，Ｃ成分の含有量
を０．０３％≦ＥＱ３≦０．５％に規定する。

２．Ｖ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ成分前述したように、Ｖ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏは、チタ
ンマトリックス中においてβ相安定化元素であり、冷延
板の製造までの間の溶解、並びに分塊及び仕上圧延の段
階において偏析しやすい。そして、これら元素が偏析し
た場合には、磁気ディスク基板の製造のための研磨工程
においてピットが発生しやすく、良好な表面性状を得る
ことができない。これら元素において、Ｖが０．１３％
よりも高い濃度、Ｆｅについては０．２０％よりも高い
濃度、Ｃｒについては０．１７％よりも高い濃度、Ｎｉ
については０．３１％よりも高い濃度、Ｃｏについては
０．２３％よりも高い濃度であるとピットが発生する。
このため、Ｖ≦０．１３％、Ｆｅ≦０．２０％、Ｃｒ≦
０．１７％、Ｎｉ≦０．３１％、Ｃｏ≦０．２３％とす
ることが好ましい。しかし、これらの元素は夫々同様の
作用をするので、合計で規定する必要がある。そして、
これらの効果の割合は、Ｖ：Ｆｅ：Ｃｒ：Ｎｉ：Ｃｏ＝
１／１３：１／２０：１／１７：１／３１：１／２３で
ある。よって、これら成分の含有量をＥＱ１≦０．０１
％とする。

３．Ｒｅｍ，Ｓｉ，Ｂ，Ｗ成分前述したように、Ｒｅｍ，Ｓｉ，Ｂ，Ｗ成分は、チタン
マトリックスに固溶している酸素、窒素等と反応して酸
化物、窒化物となったり、チタンと金属間化合物を形成
したりして、介在物の原因となる。これら元素は夫々
０．０１５％以下であることが好ましいが、夫々同様の
作用をするので合計で規定する必要がある。従って、こ
れらの成分の合計量をＥＱ２≦０．１５％とする。な
お、前述したようにＲｅｍはＳｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｌｕ等の希
土類金属元素を表わす。

［実施例］以下、この発明の実施例について説明する。

（実施例１）試験条件第１表に示されているような成分組成のインゴット（組
成番号１〜２４）をＶＡＲ溶解によって溶製し、１００
０℃にて熱間鍛造して、厚さ２０mmのスラブとした。こ
れらスラブに対して８７０℃で最終熱間圧延を施し、厚
さ６mmの熱延板とした。その後、この熱延板の酸化被膜
を除去し、切削加工により厚さ５mmの板状にし、更に冷
間圧延を施して厚さ１．５mmの冷延板とした。この冷延
板に６５０℃で１時間の焼鈍を施した。なお、第１表
中、組成番号１〜１０はこの発明の組成範囲内のもので
あり、組成番号１１〜２４はその範囲から外れる比較例
である。

また、従来例として、第２表に示す組成の冷延板を作成
した（組成番号２５〜２８）。これらのうち、組成２５
の冷延板は磁気ディスク基板用５０８６系Ａｌ合金をる
つぼ溶解の後鍛造し、５００℃で８時間の焼鈍を行い、
４７０℃で最終の熱間圧延をして厚さ５mmの板にし、更
に冷間圧延によって厚さ１．５mmの冷延板としたもので
ある。また、組成２６，２７，２８の冷延板は、夫々Ｃ
Ｐ−２種Ｔｉ、ＣＰ−４種Ｔｉ、及びＴｉ−６Ａｌ−４
Ｖ合金をＶＡＲ溶解によって溶製し、１０００℃にて熱
間鍛造して厚さ２０mmのスラブとし、これらスラブに対
してＣＰ−２種Ｔｉ及びＣＰ−４種Ｔｉでは８７０℃
で、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金では９５０℃で最終熱間圧
延を施して厚さ６mmの熱延板とした後、酸化被膜を除去
し、切削加工により厚さ５mmの板状にし、更に冷間圧延
を施して厚さ１．５mmの冷延板としたものである。

なお、第３表に組成２５〜２８に夫々対応するＣＰ−２
種Ｔｉ、ＣＰ−４種Ｔｉ、及びＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金
の組成規格を示す。

このようにして作成した組成１〜２８の厚さ１．５mmの
冷延板について、機械的特性（引張り強度、降伏強度、
及び伸び）を測定し、更に４００倍の光学顕微鏡にて各
冷延板を６０視野づつ観察して介在物の数を調査した。
また、厚さ５mmから１．５mmに冷間圧延した際に生じた
長さ１mm以上の割れの有・無を肉眼により観察した。

その後、これら冷延板から外径９５mm、内径２５mmの円
環状平板（ディスク）を打抜き、Ｔｉ系のディスクにつ
いては５００℃で６時間、Ａｌ系のディスクについては
３００℃で６時間の熱間矯正を施し、これらディスク表
面を＃４００、＃８００、＃１５００、＃４０００の砥
石で順次研磨し、最後にアルミナ仕上研磨を施して、厚
さ１．２７mmの磁気ディスク基板を各組成に対して５０
枚づつ作成した。これら各組成５０枚の磁気ディスク基
板の表面を１００倍の微分干渉顕微鏡にて６０視野づつ
観察し、エラーの原因となるピットの有・無を調査し
た。

試験結果上述の試験の結果について第４表に示す。

第４表中、「割れ」とあるのは、前述した５mmから１．
５mmに冷間圧延した際の割れの有・無を示すものであ
り、○は割れが無かったもの、ｘは割れが有ったものを
示すものである。「介在物」とあるのは、前述した４０
０倍の光学顕微鏡観察における１視野当りの介在物の数
を示す。また、「ピット」とあるのは、前述した各ディ
スク基板６０視野づつのピット観察において、ピットが
観察されたディスク基板の枚数を示す。

この第４表から以下のようなことが確認された。

先ず、この発明の範囲内の組成番号１〜１０、及び比較
例及び従来例の中でＥＱ２≦０．０１５％を満足する組
成番号１１〜１６，２３，２４の冷延板については介在
物が観察されなかったが、ＥＱ２≦０．０１５％を満足
しない組成番号１７〜２２、及びＡｌ合金の組成番号２
５については介在物が観察された。第１図に介在物の量
とＥＱ２の値との関係を示す。これによれば、ＥＱ２＝
０．０１５％を境に観察される介在物量に明確な差があ
ることがわかる。

次に、この発明の範囲内の組成番号１〜１０、及び比較
例の中で０．０３％≦ＥＱ３≦０．５％を満足する組成
番号１１〜２２では、降伏強度が２０kgf／mm²以上、伸
びが２０％以上あり、基板材料としての機械特性は十分
に維持している。また、これらは冷間圧延の際に割れが
発生しておらず、冷間加工性にも優れていることがわか
る。これに対して、ＥＱ３が０．０３％よりも低い組成
番号２３では強度が不足しており、後述するように基板
の薄肉化の妨げとなる。また、ＥＱ３が０．５％よりも
高い組成番号２４では、冷間圧延の際に割れが生じ、冷
間加工性が悪いことがわかる。従って、この組成ではブ
ランク材の製造時に悪影響を及ぼす。

更に、この発明の範囲内である組成番号１〜１０、及び
比較例の中でＥＱ１≦０．０１０％を満足する組成番号
１７〜２４では、ピットが発生した基板が存在しなかっ
た。これに対してＥＱ１≦０．０１０％を満足していな
い組成番号１１〜１６、２６〜２８では、ピットの発生
した基板が多数確認された。第２図にピットの発生した
基板の数とＥＱ１の値との関係を示す。これによれば、
ＥＱ１＝０．０１０％を境にピットの発生した基板の枚
数に明らかな差が生じていることがわかる。

（実施例２）この実施例では、基板の薄肉化可能性及び耐熱性につい
て把握した。

組成番号１〜１０，２３及び２５〜２８について、一部
のディスクを更に研磨し、厚さ０．６mmの磁気ディスク
基板をも作成した。そして、この厚さ０．６mmの基板及
び前述の厚さ１．２７mmの基板にスパッタリングによっ
てＣｏ−Ｎｉ系合金の磁性膜を形成して磁気ディスクを
作成した。スパッタリングは、第３図に示す対向ターゲ
ットを備えたマグネトロンスパッタリング装置を用い
た。この装置は、図示しない真空チャンバ内に設けられ
た一対の対向ターゲット２ａ，２ｂを有し、その間の側
部に磁性膜を形成すべき基板１を設置するようになって
いる。これらターゲット２ａ，２ｂに夫々隣接して永久
磁石４，５が設けられており、これら永久磁石によりタ
ーゲット間に磁場８を形成する。そして、ターゲット２
ａ，２ｂ間に電圧を印加することによりターゲット２ａ
からマイナスイオン６及びエレクトロン７がターゲット
の間の空間に飛出し、エレクトロン７はターゲット２ｂ
に衝突してマイナスイオンを叩き出す。このように叩き
出されたマイナスイオンがプラスに架電された基板１上
に堆積される。なお、第３図中参照符号３はアノードで
ある。

上述のようなスパッタリング装置により磁性膜を形成し
た後のディスクと磁性膜形成前のディスクとを３６００
rpmで回転させ、その際のディスク中心から２５mmの位
置における上下方向の変位を把握した。この試験におい
ては、第４図に示す装置を使用した。第４図中、参照符
号１１はディスクであり、１２はディスクを回転させる
ための回転軸であり、１３はディスクの上下方向の変位
を検知するセンサである。このセンサ１３はディスクの
上下の変位を静電容量の差として検出するものであり、
その静電気容量をＲＶＡテスタにより測定した。その結
果を第５表に示す。

第５表中、薄肉化可能性の欄は、厚さ１．２７mmのもの
の変位と厚さ０．５mmのものの変位との差で薄肉化可能
性を把握したものであり、○は薄肉化可能な場合であ
り、ｘは薄肉化不可の場合である。また、耐熱性の欄は
スパッタリング前後のディスクの変位の差で耐熱性を把
握したものであり、○は耐熱性が良好な場合、ｘは耐熱
性が悪い場合を示す。

この第５表に示すように、この発明の範囲内の組成番号
１〜１０及び従来例である組成番号２６〜２８は、基板
の厚さ及びスパッタリングの前後によって上下方向の変
位に大きな差はないことが確認された。従って、これら
は薄肉化が可能であり、耐熱性も良好である。これは、
これら組成がチタンを主体としているためである。ただ
し、チタンを主体としているものでも、比較例の組成番
号２３は、強度が低いため、上下方向の変位が大きく、
薄肉化が困難であることが確認された。

これに対して、アルミニウムを用いた従来例の組成番号
２５は、基板の厚さ及びスパッタリングの前後によっ
て、上下方向の変位の差が極めて大きく、また、基板の
厚みが０．６mmの場合の変位量、スパッタリング後の変
位量の値が極めて大きかった。このことから、アルミニ
ウムを用いた組成番号２５では薄肉化不可であり、耐熱
性も悪いことが確認された。

（実施例３）この発明の範囲内の組成である組成番号１〜１０の基板
について、熱間矯正の条件を変化させることにより結晶
粒径を変化させ、結晶粒径と表面性状との関係について
試験した。その結果を第６表に示す。

第６表中、表面性状（Ｒａ）の欄は、第５図に示すよう
に、被測定面に垂直な平面で被測定物を切断した際に、
その切断面に現れる輪郭の曲線から低周波成分を除去す
るような測定方法で粗さ曲線を求め、この曲線の面方向
の長さＬの部分を抜取り、抜取り部の中心線をｘ軸、縦
倍率方向をｙ軸とした粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）と表わし
たとき、以下の式（１）で与えられる値をμｍ単位で表
わしたものである。

Ｒａ＝（１／Ｌ）∫₀ ^L｜ｆ（ｘ）｜ｄｘ…(1) この第６表に示すように、各組成とも、熱間矯正温度が
５００℃から７００℃と上昇するに従って平均の結晶粒
径が大きくなっており、それに伴い表面性状が悪くなっ
ていることがわかる。この際の表面性状と平均結晶粒径
との関係を第６図に示す。この第６図によれば、結晶粒
径が３０μｍのところを境にして表面性状に明らかな差
が生じていることがわかる。すなわち、平均結晶粒径が
３０μｍ以下の場合にはＲａが０．０２μｍ以下と極め
て良好な値を示すのに対し、３０μｍを超えると０．０
３μｍ以上となる。磁気ヘッドが安定して基板表面上を
走行することができ、磁気的エラーが少なく、かつ高記
録密度を得るためには、磁気ディスク基板の表面性状は
Ｒａ≦０．０２μｍであることが好ましいことから、基
板の平均結晶粒径が３０μｍ以下であれば磁気ディスク
基板として一層良好な特性となることが確認された。

第７図は基板の表面状態を２００倍に拡大して示す写真
であり、（ａ）は平均粒径が３０μｍよりも小さいもの
であり、（ｂ）は平均粒径が３０μｍを超えるものであ
る。この写真によれば、粒径が大きい（ｂ）において、
結晶の段差が明確に確認され、表面が比較的粗いことが
わかる。これに対し（ａ）は結晶の段差が不明瞭であ
り、表面性状が極めて良好であることがわかる。

以上の実施例から、磁気ディスク基板の組成範囲がこの
発明の範囲内である限り、耐熱性に優れ、薄肉化可能
で、磁気的エラー及び表面性状悪化の原因となる介在物
及びピットが実質的に存在しない極めて特性が良好な磁
気ディスク基板が得られることが確認された。また、平
均の結晶粒径を３０μｍ以下にすることにより一層良好
な表面性状が得られることが確認された。

［発明の効果］この発明によれば、耐熱性に優れ、薄肉化が可能で、か
つ、磁気的エラー等の原因となる介在物及びピットが実
質的に存在せず、表面性状が良好な磁気ディスクを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＥＱ２の値と介在物の数との関係を示すグラフ
図、第２図はＥＱ１の値とピットの数との関係を示すグ
ラフ図、第３図は磁性膜を形成する際に使用したスパッ
タリング装置を示す概略構成図、第４図は基板を高速回
転させてその厚み方向の変位を測定する装置を示す概略
図、第５図はＲａの求め方を説明する図、第６図は基板
の平均結晶粒径と表面性状との関係を示すグラフ図、第
７図は基板表面の金属組織を示す写真である。１，１１：基板、２ａ，２ｂ；ターゲット、４，５；永
久磁石、６；マイナスイオン、７；エレクトロン、８；
磁場、１２；回転軸、１３；センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大高晋一郎東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者直江正彦東京都大田区北千束１―36―10 北千束宿舎ＲＡ34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、（Ｖ／１３）＋（Ｆｅ／２０）
＋（Ｃｒ／１７）＋（Ｎｉ／３１）＋（Ｃｏ／２３）が
０．０１０％以下、Ｒｅｍ＋Ｓｉ＋Ｂ＋Ｗが０．０１５
％以下であり（ただし、Ｒｅｍは希土類金属元素を示
す。）、Ｏ＋２Ｎ＋０．７５Ｃが０．０３％以上、０．
５％以下の範囲であり、残部が実質的にＴｉからなるこ
とを特徴とする磁気ディスク基板。
【請求項２】結晶粒径が平均で３０μｍ以下であること
を特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク基板。