JPS61278023A - 磁気デイスク用アルミニウム基板の熱ひずみ除去用セラミツクススペ−サ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、磁気ディスク用アルミニウム基板の熱ひず
みを除去する場合に使用されるセラミツクススは−サに
関する。

〔従来の技術〕

一般に１磁気デイスク用のアルミニウム基板には熱処理
によって生じたひずみが残存しており。

このひずみは、ダイヤモンド単結晶による旋削と。

それにつづくダイヤモンド砥石による研摩とからなる超
仕上加工後に１アルミニウム基板の平行度と平坦度に極
く僅かな乱れを発生させる原因となるので１これを避け
るために、上記仕上加工の前にアルミニウム基板のひず
みを十分に除去しておく必要があり１それには、従来１
製品となるべき。

例えば厚さ：約２ｕのアルミニウム基板を、厚さ１０〜
２０ｍｍを有する２枚の鉄鋼材料スは−サの間に挾んで
、これを両側からクランプで圧力をかけながら３００〜
４５０℃の温度に加熱することによって前記ひずみを除
去していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の鉄鋼材料スば一すは、３００〜４５０℃において
アルミニウム基板のひずみ収りに繰り返し使用するとス
ズーザ自体も変形するので、それを防ぐためにスは−ザ
の厚さを増すか、あるいはスは−ザの平行度を維持する
ため、変形が著しくなった時点でその表面を研摩しなけ
ればな５なかつた。また鉄鋼材料は繰り返し使用するう
ちに錆を発生し、その錆のついたスズーザをひずみ取す
に使用すると錆がアルミニウム基板に転写され。

この錆は後工程の超仕上工程においても除去できなくな
って１アルミニウム基板の不良品を生じさせる原因とな
るため、スは−サを錆させないように、錆落しを定期的
に行っているのが現状であった。

〔研究に基づく知見事項〕

そこで１本発明者等は、このような問題を解決するため
に種々研究を重ねた結果。

（１）　　スズーサの材質を、鉄鋼材料に代えてセラミ
ックスとすれば、セラミックス本来の性質によって１前
述のスは−サ自体の変形の問題と錆の発生の問題が一挙
に解決されること。

（２）　　スぼ−サの材質としてセラミックスを使用す
ると、その線膨張率は３〜８Ｘ１０　　ｃ］、ｅｇ　　
と極めて小さいために、それが約２５Ｘ１０ｃｌｅｇ　
　と大きいアルミニウム基板が、ひずみ取り処理時にセ
ラミックススば一すと圧接されながら、室温から例えば
約４００℃に至る激しい温度変化に曝されると、両者の
間の大きい熱伸縮の差によってアルミニウム基板は硬い
セラミックススば一すと強く擦り合って、アルミニウム
基板のひずみが効果的に除去される反面１その擦り合い
によって接触面に疵がつくという問題が新たに生ずる。

そこでそのセラミックススは−サの表面粗度を向上させ
。

かつスは−サの空孔含有量を減らすとともに１表面に形
成される空孔の寸法を小さくすれば、この疵の発生が避
けられ、そのためには表面粗度。

０．８Ｓ以下１空孔含有率：５容量係以下および表面空
孔の最大径：２０μｍ以下であれば十分であること、お
よび （３）鉄鋼材料に比べて概して靭性の低いセラミックス
をスは−サの素材とすると１そのスに一すは使用中にや
はり破損１−やすい傾向を有するが。

それを、抗折カニ６５ｋｇ／１Ｒｆ１以上および厚み：
２朋以上を有するスば一すとすれば１強度上実用に耐え
るスズーサが得られること１ を見出しだ。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明は、上記知見に基づいて発明されたもので。

厚み：２〜１５朋、 抗折カニ６５に９７朋以上。

表面粗度：ｏ、ｓｓ以下、 を有し１かつ空孔含有率が５容量多以下であるとともに
１表面に形成された空孔の最大径が２０μｍ以下である
１磁気デイスク用アルミニウム基板の熱ひずみ除去用セ
ラミックススば一す、を提供するものである。

ついで、この発明において、セラミックススば一すの厚
み、抗折力１表面粗度、空孔含有率および表面空孔の大
きさをそれぞれ上記のとおりに限定した理由を述べる。

（ａ）　　厚み 一般に、ひずみを取るべきアルミニウム基板の厚みは僅
か２＋ｕ＋程度であるのに対し、従来の鉄鋼材料を素材
とするスズーサの厚みは通常ｌＯ〜２０韮程度であった
が、この発明では、スは−ザの素材をセラミックスとし
たことにより、その厚みを小さくしても前述のスは−ザ
自体の変形の問題は起こらないばかりでなく、ひずみ取
り炉における熱処理についてみると、スズーサが薄けれ
ば薄いほど多量のアルミニウム基板を充填できるので。

スズーサは薄いほど有利であるが、その厚みが２Ｕ未満
になると強度が不足して破損の虞があり。

一方それが１５＋ａｍを越えても強度上利益がない上に
、ひずみ取り炉における処理量、すなわち生産量が低下
するところから、その厚みを２〜１５朋と定めた。

（ｂ）　　抗折力 前述のように、一般にセラミックスは鉄鋼材料よりも靭
性が低いため、特に薄い板状のものとすると破損し易く
なるので１アルミニウム基板のひずみを取り除くだめに
これを強く押圧しなければならない本スは−サにおいて
は、その抗折力は犬きいほど好ましいが１一方接折力が
極端に大きいセラミックスを製造することは技術的にも
壕だ経済的にも困難と々る上に、セラミックススは−サ
の抗折力が６５ｋｇ／ＴＡ１１２以上あれば１上述の厚
みとの兼合から磁気ディスク用アルミニウム基板の熱ひ
ずみを除去するスは−ザとして支障なく使用することが
できるところから、その抗折力の下限値を６５ｋｇ／＋
ａ＋πと定めた。

（Ｃ）　　表面粗（Ｗ ひずみ矯正時にアルミニウム基板がセラミックススズー
サに引っ掻かれて疵がつく現象はスは−サの表面粗度を
向上することによって改善され。

その表面粗度が０．８８よりも粗いと、軟いアルミニウ
ム基板は硬いセラミックススズーサによって削られるが
、スば一すの表面を０．８Ｓ以下の表面粗度の鏡面に仕
上げると、下記の表面空孔の大きさとの兼合から、アル
ミニウムとセラミックスとの大きな熱膨張差にも拘らず
、アルミニウム基板には無視できる程度の疵しかつかな
いので、その表面粗度を０．８　Ｓ以下と定めた。

（ｄ）　　空孔含有率および表面空孔の大きさスペーサ
表面の空孔の大きさが大きいほどアルミニウム基板はそ
の空孔に噛み込まれやすくなって１表面に大きな疵を生
じ易くなり１表面空子りの最大径が２０μｍを越えると
、前記表面粗度をいくら小さく仕上げても、上記の噛み
込みを生ずるので、セラミックスの表面に存在する空孔
の最大径を２０μｍ以下と定めるとともに、一般にスは
一す全体の空孔含有率が高くなるほど空孔の寸法が大き
くなる傾向があり、それが５％を越えると、２０μｍを
越す最大径を有する空孔が形成されるようになるところ
から、この空孔含有率を５％以下と定めた。

上記のような特性を備えたセラミックスは、従来知られ
ている。アルミナ、窒化珪素、ラーイアロン、炭化珪素
、ジルコニアおよびこれらに第１ａ族、第１［１ａ族１
第■ａ族の酸化物１炭化物、窒化物、ホウ化物のうちの
いずれか１種または２種以上を４０容量チ以下加えたも
ののようなセラミックスから選ばれ、これらのうち。

（１）　　窒化珪素（以下、　　５ｊ３Ｎ、で示す）基
セラミックスは１例えば、　ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３，希土類
金鵬酸化物等が添加されたＳｉ３＋’Ｊ４をホットプレ
ス法で焼結して製造され。

（２）　　サイアロン系セラミックスは１例えば、ＡＣ
２０３やＡＱＮおよびポリタイプサイアロンの２１Ｒや
１５ＲにＭｇＯやＹ２Ｏ３等を添加したものを常圧焼結
法または熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）で焼結して製造さ
れ、また （３）酸化ジルコニウム（以下、　ＺｒＯ２で示す）基
セラミックスは２例えば、　ＺｒＯ２に”２０３　＋　
Ｙ２Ｏ３＋ＭｇＯ等を添加したものを、やはり常圧焼結
法またはＨＩＰで焼結して製造される。

以」二のような方法で製造されて、この発明において必
要とする抗折力、空孔含有率、空孔寸法および厚みを備
えた板状のセラミックスは、ダイヤモンド測定端子によ
る触針式測定法（ＪＩＳ　Ｂ０６０１〜１９７６）によ
って測定される１表面粗度：０８８以下の平滑な表面を
有するセラミックススズーサに仕上げられる。

〔実施例〕

ついで、この発明を実施例により比較例と対比１−なが
ら説明するが１これらの実施例は勿論この発明を具体化
した例を単に示すだめのものであって、この発明の技術
的範囲を制限することを意図□するものではない。

平均粒径：Ｏ，’７／ｊｍを有する８１３Ｎ４微粉末８
３．７チ、同：３６０μｍを有するＡＱＮ微粉末２５係
、同：Ｏ，Ｂｐｍを有するＡｌ２Ｏ３微粉末５．８％（
以下。

特に断わらないかぎり％はすべで重量係を意味する）お
よび同：２．５μｍを有するＹｂ２Ｏ３微粉末＝８係か
らなる配合組成を有する混合粉末を原料とし、これを常
法に従い、常圧焼結法で焼結することによって、前記混
合粉末と実質的に同一の組成および外径：１７０ｍｘ内
径：４５朋×厚み：１０朋の寸法を有するサイアロン系
セラミックスの環状板を製造し、ついでこれの表面をダ
イヤモンド砥粒により研摩することによって１本発明ス
ば一す１を製造し、また、平均粒径：１５μｍを有する
ＺｒＯ２微粉末：８０％、同：Ｏ，Ｂｐｍを有するＡＡ
２０３微粉末：１８ｑ６および同：２５μｍを有するＹ
２Ｏ３微粉末：２％からなる配合組成を有する混合粉末
を原料とし、これを普通焼結およびそれにつづ（ＨＩＰ
で焼結することによって、前記混合粉末と実質的に同一
の組成および前記寸法と同じ寸法を有するＺｒＯ２基セ
ラミックスの環状板を製造し１ついでこれの表面を上記
と同様に仕−Ｌげて１本発明スは−ザ２を製造した。

このようにして得られた本発明スば一すｌおよび２につ
いて、それらの表面粗度をダイヤモンドコーン触針法に
よって測定するとともに１抗折力を測定し、さらに理論
比重との比較によって空孔含有率を１−ｉ：た光学顕微
鏡によって表面空孔の最大径を測定し、その結果を第１
表に示しだ。

つぎに、これらのスズーサをアルミニウム基板のひずみ
取りに使用したときに発生するアルミニウム基板上の疵
の状態を調査するために１１気圧の水素雰囲気が形成さ
れている炉の中で、外径。

１６３ｕＸ内径：５０ｍｍＸ厚さ：２ｕの寸法を有する
アルミニウム基板の両側を１００　ｋｇ／ｃｍの圧力の
下に前記同種スば一す各２枚でそれぞれ挟圧しながら、
これらの部材を毎時１００℃の昇温速度で４００’Ｃ’
ｌ：で加熱し、この温度に１時間保持した後１毎時２０
℃の降温速度で冷却する。アルミニウム基板のひずみ矯
正処理を実施した。

ついで、この処理によって生じたアルミニウム基板上の
疵の深さを表面粗さ測定器によって測定し、その結果を
第１表に示した。

さらに比較のため、平均粒径；０．Ｂ、ａｍを有するＡ
輸０３微粉末：９１チ、同：１．５μｍを有する５１０
２微粉末：６％、同：１．５μ７ｎを有するＭ　ｇ　Ｏ
微粉末：３チからなる配合組成を有する混合粉末および
平均粒径：０７μｍを有するＳｉ３Ｎ、微粉末：９３チ
、同：２，４５μｍを有するＹ２Ｏ３微粉末ニア％から
なる配合組成を有する混合粉末をそれぞれ原料とし、こ
れらを常法に従い、常圧焼結法で焼結することによって
１前記混合粉末と実質的に同一の組成および前記本発明
スは−サ１および２と同じ寸法を有するアルミナ基セラ
ミックスおよび窒化珪素基セラミックスの環状板を製造
し、ついで第１表 上記と同様にしてこれらの環状板からそれぞれ比較ス啄
−サ１および２を製造し、そしてこれらの比較スは−サ
１および２と、別途用意］−だ、　５ＫＤｌｌ製の従来
スば一すについて、前記と同様に、その特性を調べると
ともに１これらのスば一すを使用する゛ひずみ取りの処
理を実施して、アルミニウム基板のひずみの状態と、そ
の上に生じた疵の状態を調査した。これらの調査結果も
第１表に示した。

〔発明の効果〕

本発明スば一すｌおよび２は、その材質がセラミックス
であるところから、繰返し使用しても。

当然変形も錆も生じなかつだのに対し、従来スは一すで
は、第１表に示されるように、矯正後のアルミニウム基
板の平坦度は大きくて仕上りが劣り１また比較スペーサ
ｌおよび２では２表面粗度および空孔の最大径のうちの
一方または両方がこの発明の範囲から外れているために
著しい疵を発生したのに対し２本発明スペーサ１および
２においては、その表面粗度と空孔の最大径について十
分配慮されているため極ぐ小さな疵しか発生しない上に
１本発明スに一す１および２は十分な強度を有するとこ
ろから破損を生ずることなく繰返し使用することができ
た。

以」二述べた説明から明らかなように、この発明による
と、加熱や圧力によって極めて変形し難いセラミックス
でアルミニウム基板の熱ひずみ除去用スは−ザを構成１
〜たために、平坦度、すなわち仕上りに優れたアルミニ
ウム基板を提供できるとともに、そのアルミニウム基板
−ヒに錆が転写されるというトラブルの発生を回避する
こともでき。

しかも強度上も、まだアルミニウム基板上の引っ掻き疵
の発生についても何ら問題のない実用１優れた磁気ディ
スク用アルミニウム基板の熱ひずみ除去用セラミックス
スば一すを提供することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 厚み：２〜１５ｍｍ、 抗折力：６５ｋｇ／ｍｍ＾２以上、 表面粗度：０．８Ｓ以下、 を有し、かつ空孔含有率が５容量％以下であるとともに
   、表面に形成された空孔の最大径が２０μｍ以下である
   、磁気ディスク用アルミニウム基板の熱ひずみ除去用セ
   ラミックススペーサ。