JPH10291835A - 情報記録ディスク基板用結晶化ガラス及びその製造方法 - Google Patents

情報記録ディスク基板用結晶化ガラス及びその製造方法

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JPH10291835A
JPH10291835A JP11420997A JP11420997A JPH10291835A JP H10291835 A JPH10291835 A JP H10291835A JP 11420997 A JP11420997 A JP 11420997A JP 11420997 A JP11420997 A JP 11420997A JP H10291835 A JPH10291835 A JP H10291835A
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JP
Japan
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glass
weight
information recording
crystallized glass
recording disk
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JP11420997A
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English (en)
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Mineto Iwasaki
峰人 岩崎
Nami Hou
波 彭
Fumiyuki Shimizu
史幸 清水
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S II C KK
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S II C KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/16Halogen containing crystalline phase

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面が平滑で、異方性や欠陥がなく、組織が
緻密かつ均質でしかも機械的強度や硬度が高い高密度記
録用の情報記録ディスク基板の製造に適した結晶化ガラ
スを提供すること。 【解決手段】 酸化物換算の重量基準でSiO2 10〜
75%、Al2 3 2〜10%、B2 3 10〜80
%、BaO 2〜45%、CaO 5〜20%、Ln2
3 (Ln:ランタン系希土類元素)0.1〜20%並
びにF 0.3〜10重量%及びCl 0.1〜20%
からなる各成分を必須成分として含有するガラス成分を
溶融、成形、ガラス化した後結晶化処理して得られた情
報記録ディスク基板用結晶化ガラス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスの溶解性、
成形性に優れ、磁気ディスクや光磁気ディスク、更には
ディジタルビデオディスクなどの情報記録ディスク用基
板材料に適した、微細結晶構造と研磨後の表面特性を有
する結晶化ガラス、及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、大型コンピューター、パーソナル
コンピューター等の外部録媒体として、磁気ディスクや
光磁気ディスク等の使用が増加している。更に今後の情
報化時代を迎え、高密度記録が可能な磁気ディスク、光
磁気ディスク、ディジタルビデオディスク等情報記録デ
ィスクの開発が強く要望されている。
【0003】高密度記録用の情報記録ディスク基板とし
ては、次のような特性が要求されている。即ち、 (1)GMRヘッド、TMRヘッドの実用化に向け、ヘ
ッド浮上量を低下させて記録密度の向上を図る方向にあ
り、ディスク表面が平滑であること。特に基板の表面粗
度(Ra)が20Å以下、好ましくは10Å以下である
ことが望ましい。 (2)基板材料に異方性や欠陥がなく、組織が緻密で均
質かつ微細であること。 (3)高速回転やヘッドの接触等に耐える機械的強度、
硬度を有すること。 (4)各種の薬品による洗浄やエッチングに耐える化学
耐久性を有すること。 (5)できるだけ軽量であること。 (6)ガラス材料を用いる場合、均一性、緻密性、熱膨
張係数及び結晶の大きさが変わらず、また量産性に優れ
ていること。 (7)情報記録の信頼性を向上させるために、ガラス材
料中での移動度の大きいLi、Na、K等のアルカリ金
属を含有しないこと、等である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
点に鑑み、従来技術の欠点を解消し、実質的にLi、
K、Na等のアルカリ金属を含有せず、かつ析出する結
晶粒子のサイズを制御することにより研磨後の表面の平
滑性、機械強度等を満足し、これにより高密度記録に適
した磁気ディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオ
ディスク等の製造を可能とする結晶化ガラス基板を得る
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化物換算の
重量基準でSiO2 10〜75%、Al2 3 2〜10
%、B2 3 10〜80%、BaO 2〜45%、Sr
O 0〜5%、CaO5〜20%、MgO 0〜10
%、ZnO 0〜10%、In2 3 0〜10%、Sn
2 0〜10%、As2 3 +Sb2 3 0〜1%、T
iO2 0〜10%、ZrO2 0〜10%、Nb2 3
〜5%、Ln2 3 (Ln:ランタン系希土類元素 L
a、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、T
b、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLu)0.1〜
20%、P2 5 0〜10%並びにフッ素(F)0.3
〜10重量%及び塩素(Cl)0.1〜20重量%から
なる各成分を含有するガラス原料を溶融、成形、ガラス
化した後、結晶化処理して得られたものであり、実質的
にアルカリ金属成分を含有しない情報記録ディスク基板
用結晶化ガラス及びその製造方法を要旨とするものであ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明は、Li、Na、K等のア
ルカリ金属を含有しないBaO−B2 3 −SiO2
のスピノーダル分解型分相ガラスにLn2 3 を添加
し、スピノーダル波長とスピノーダル温度の関係から、
微細結晶核生成−成長過程を制御することを特徴とす
る。即ち、スピノーダル温度からの過冷却度により、ス
ピノーダル波長が決定され、分相が生成した状態で結晶
核が生成すると、分相の平均幅とその数に依存した微細
な結晶が多数発生することを利用している。Ln2 3
はランタン系希土類元素の酸化物を表し、Lnとしては
La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、T
b、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuの一種又は
二種以上が使用される。
【0007】ガラスの原料としては例えば前記各成分の
酸化物、炭化物、硝酸塩、ハロゲン化物、水酸化物、珪
酸塩、リン酸塩及びほう酸塩などの通常のものを用い
る。これら化合物の中から適宜選択して所定の比率で混
合し、1350〜1550℃の温度で溶融させる。フッ
素及び塩素は、前記化合物の1種又は2種以上の一部を
フッ化物及び塩化物で置換える形で添加される。溶解原
料は、プレス成形、金型によるキャスティング、圧延等
の方法で円盤状等所定形状に成形し、次いでガラス化さ
せる。その後まず550〜650℃に昇温して結晶核を
生成、更に650〜850℃で0.5〜3時間程度熱処
理を行って結晶化させる。
【0008】核生成温度が、550℃より低いと結晶核
を生成しにくく、650℃を越えると核が不均一になる
ので望ましくない。又結晶化温度が650℃より低いと
望ましい結晶が成長せず、850℃を越えると析出結晶
のサイズが大きくなりすぎるため、表面が粗くなる。析
出相としては、α−SiO2 、LaBO3 、BaZr
(BO3 2 及びBaAl2 Si2 3 (セルシアン)
などである。
【0009】ガラスの成分のうち、SiO2 は10%よ
り少ないと結晶が不安定になり、75%を越えると溶融
温度が高くなり過ぎて好ましくない。MgO、ZnOは
溶解性の向上及び析出結晶の調整に効果があるが、配合
量が多すぎると所望の結晶が得られにくい。BaO、C
aO、SrOも溶解性を改善するが、多すぎると所望の
結晶が得られにくくなり、又結晶粒が粗大化する。
【0010】Al2 3 はガラスの化学耐久性及び硬度
を向上させるが、10%を越えると溶融温度が高くなり
過ぎて好ましくなく、更に分相サイズが小さくなりすぎ
る。B2 3 は80%を越えるか又は10%より低いと
所望の結晶が得られない。P2 5 はガラスの結晶核生
成剤であるが、10%を越えると結晶が不安定化する。
【0011】TiO2 、ZrO2 、SnO2 、In2
3 は核生成剤、またAS2 3 、Sb2 3 は清澄剤と
して使用される。ランタン系希土類元素は、結晶核生成
元素として添加され、更に化学耐久性の向上に寄与する
が、10%を越えると経済性が低下し、又結晶粒が粗大
化するなど、所望の結晶が得られなくなる。F、Clは
溶融温度を下げるために添加するが、多すぎると所望の
結晶が得られず、又ガラスが不安定化する。
【0012】
【実施例】
実施例1 酸化物換算の重量基準でSiO2 17.5%、Al2
3 4.6%、B2 341.3%、BaO 11.3
%、SrO 0.1%、CaO 11.2%、MgO
1.0%、As2 3 +Sb2 3 0.1%、TiO2
5.4%、ZrO2 1.2%、Nb2 3 0.1%、L
2 3 5.3%からなるガラス原料の合計100%に
対してフッ素(F)1.0重量%及び塩素(Cl)1.
0重量%を添加したガラス原料を常法にしたがって混合
し、通常の溶解装置を用いて1420℃で溶融し、溶融
物を撹拌、均質化した後、円盤状に成形後、冷却してガ
ラス化させた。このガラスを約10℃/分の昇温速度で
600℃に昇温し、この温度で1時間保持した後、更に
約10℃/分の昇温速度で650℃まで昇温し、1時間
保持して結晶化ガラスを得た。
【0013】結晶は主としてα−SiO2 の他にLaB
3 、BaZr(BO3 2 及びBaAl2 Si2 3
などが析出した。又得られた結晶化ガラス中に残存する
フッ素、塩素とも0.1重量%であった。得られた結晶
化ガラスの表面をSEMで観察したところ、結晶の粒径
は平均で約0.3μmであり、組織は緻密かつ均質で、
異方性や欠陥は見られなかった。研磨剤としてCeO2
を用いてこのガラスを研磨した結果、表面粗度(Ra)
は約10Åであった。尚、このガラスのヤング率は1
0,340kgf・mm-2、曲げ強度7.5kgf・m
-2、ビッカース硬度590kgf・mm-2であった。
結果を表1にまとめた。
【0014】実施例2 配合組成を表1記載の通りとし、溶融温度を1400℃
にした以外は実施例1と同様にして、結晶化ガラスを得
た。得られたガラスのビッカース硬度は600kgf・
mm-2であった。諸特性を表1に示す。 比較例1〜4 表1中の各比較例の配合組成の原料を用いて、実施例1
と同様にしてガラスを製造し、結果を同じく表1にまと
めた。なお、機械的強度については、試験加工時に割れ
を生じて測定はできなかった。
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】本発明の結晶化ガラスは、実質的にアル
カリ金属を含まないので信頼性が高く、又径が0.5μ
m以下の微細な結晶を析出するので、研磨後の表面粗度
(Ra)が約20Å以下の磁気ディスク用又は光磁気デ
ィスク用基板が製造できるものであり、高密度記録化に
対応可能な各ディスクの生産を容易にするものである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年6月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【実施例】 実施例1 酸化物換算の重量基準でSiO17.5%、Al
4.6%、B41.3%、BaO 11.6
%、SrO 0.1%、CaO 11.2%、MgO
1.0%、Sb0.1%、TiO5.4%、Z
rO1.2%、Nb0.9%、La5.
3%からなるガラス原料の合計100%に対してフッ素
(F)1.0重量%及び塩素(Cl)1.0重量%を添
加したガラス原料を常法にしたがって混合し、通常の溶
解装置を用いて1420℃で溶融し、溶融物を攪拌、均
質化した後、円盤状に成形後、冷却してガラス化させ
た。このガラスを約10℃/分の昇温速度で600℃に
昇温し、この温度で1時間保持した後、更に約10℃/
分の昇温速度で650℃まで昇温し、1時間保持して結
晶化ガラスを得た。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】
【表1】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化物換算の重量基準でSiO2 10〜
    75%、Al2 32〜10%、B2 3 10〜80
    %、BaO 2〜45%、SrO 0〜5%、CaO
    5〜20%、MgO 0〜10%、ZnO 0〜10
    %、In2 3 0〜10%、SnO2 0〜10%、As
    2 3 +Sb2 3 0〜1%、TiO2 0〜10%、Z
    rO2 0〜10%、Nb2 3 0〜5%、Ln2
    3 (Ln:ランタン系希土類元素 La、Ce、Pr、
    Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
    r、Tm、Yb及びLu)0.1〜20%、P2 5
    〜10%並びにフッ素(F)0.3〜10重量%及び塩
    素(Cl)0.1〜20重量%からなる各成分を含有す
    るガラス原料を溶融、成形、ガラス化した後、結晶化処
    理して得られた情報記録ディスク基板用結晶化ガラス。
  2. 【請求項2】 酸化物換算の重量基準でSiO2 10〜
    75%、Al2 32〜10%、B2 3 10〜80
    %、BaO 2〜45%、SrO 0〜5%、CaO
    5〜20%、MgO 0〜10%、ZnO 0〜10
    %、In2 3 0〜10%、SnO2 0〜10%、As
    2 3 +Sb2 3 0〜1%、TiO2 0〜10%、Z
    rO2 0〜10%、Nb2 3 0〜5%、Ln2
    3 (Ln:ランタン系希土類元素 La、Ce、Pr、
    Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
    r、Tm、Yb及びLu)0.1〜20%、P2 5
    〜10%並びにフッ素(F)0.3〜10重量%及び塩
    素(Cl)0.1〜20重量%からなる各成分を含有す
    るガラス原料を1350〜1550℃で溶融し、成形
    後、冷却してガラス化させ、更に550〜650℃に昇
    温して結晶核を生成させ、次いで650〜850℃で熱
    処理を行って結晶化させて得られた情報記録ディスク基
    板用結晶化ガラスの製造方法。
JP11420997A 1997-04-17 1997-04-17 情報記録ディスク基板用結晶化ガラス及びその製造方法 Pending JPH10291835A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007153735A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Schott Ag ガラスセラミック
WO2014154874A2 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Queen Mary And Westfield College University Of London Chlorine-containing silicate glasses and glass ceramics
CN110342915A (zh) * 2019-08-01 2019-10-18 电子科技大学 一种高热膨胀钙硼硅基陶瓷封装材料及其制备方法

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