JPS63197029A - 磁気デイスク用Ａｌ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】 し産業上の利用分野〕 この発明は、磁気ディスク用アルミニウム基板の鴫ひず
みを除去する場合に使用されるセラミックススペーサに
関する。

〔従来の技術〕

一般に、磁気ディスク用のアルミニウム基数には熱処理
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磨とからなる超仕上加工後に、アル
ミニウム基板の平行度と平坦間に極く僅かな乱れを発生
させる原因となるので、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、それには、従来、製品となるべき、例
えば厚さ：約２脳のアルミニウム基板を、厚さ２１０〜
３０ｍを有する２枚の鉄鋼材料スペーサの間に挟んで、
これを両側からクランプで圧力をかけながら、３００〜
４５０°Ｃ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〕

従来の鉄鋼材料スペーサは、３００〜４５０℃において
アルミニウム基板のひずみ取りに繰り返し使用すると、
それ自体も変形するので、この変形を防ぐためにスペー
サの厚さを増したりｔあるいはスペーサの平坦度を維持
するため、変形が著しくなった時点でその表面を研磨し
なければならなかった。　捷だ、鉄鋼材料は繰り返し使
用するうちに錆を発生し、その錆のついたスペーサをひ
ずみ敗り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、アルミニウム基板の不良品を雫じさせる原因と
なるので、このような不良品の発生を防ぐために、スペ
ーサの錆落しを定期的に行っているのが現状である。

〔研究に基づく知見事項〕

そこで、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）　　スペーサの材質を、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、前
述のスペーサ自体の変形の問題と錆の発′Ｌの問題が一
挙に解決されること、 （２）　　スペー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３〜８　Ｘ　１００−６ｄｅ””
と極めて小さいために、それが約２５Ｘ１０ｄｅｇ　と
大きいアルミニウム基機が、ひずみ取り処理時にセラミ
ックススペーサに圧接されながら、室温から例えば約４
００°Ｃに至る激しい温度変化に曝されると、アルミニ
ウム基板のひずみはそのスペーサによって効果的に除去
される反面、両者の間の大きい熱伸縮の差により、硬い
セラミックススペーサと強く擦り合うアルミニウム基板
の接触面には疵がつくという新たな問題が士する。　そ
こでそのセラミックススペーサの表面粗度を白土、させ
、かつスペーサの空孔ａ有はを減らすとともに、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：１０８１２１下、空
孔含有率＝８容Ｉ％以十およびに面空孔の最大径：５０
０μｍＬＪ、ド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
をスペーサの素材とすると、そのスペーサは使用中にや
はり破損しやすい傾向を有するが、それを、抗折カニ３
０〜９５　Ｋｇ／ｍｍ２未満、および厚み：５〜２０酵
を有するスペーサとすれば、強度上実用に耐えるスペー
サが得られること、を見出した。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記知見に基づいて発明されたもので、 厚み：５〜２０咽、 抗折カニ３０〜９５　Ｋｇ　／ｍｍ２未満、表面相変：
１０８以下、 を有し、かつ空孔含有率が８客用％Ｕ下であるとともに
、表面に形成された空孔の最大径が５００ｐｍｌ、ｄ下
である、磁気ディスク用アルミニウム基数の熱ひずみ除
去用セラミックススペーサ、を提供するものである。

ついで、この発明において、セラミックススペーサの厚
み、抗折力、衷面粗嘲、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叩出を述べる。

（ａ）　　厚み 一般に、ひずみを取るべきアルミニウム基機の厚みは僅
か２＋＋＋ｍ程度であるのに対し、従来の鉄鋼材料から
なるスペーサの厚みは通常１０〜３０ｍｍ程度であった
が、この発明では、スペーサ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ペーサ
自体の変形の問題は起こらないばかりでなく、ひずみ［
収り炉における熱処理についてみると、スペーサの厚み
が薄くなるほど多眼のアルミニウム基機を炉内に充填で
きるので、スペーサは薄いほど有利であるが、その厚み
が５ｗ未満になると強度が不足して破損のおそれがあり
、一方それが２０聴を越えても強１迂十利益がない上に
、ひずみ取り炉における処哩計、すなわち生産晴が低下
するところから、その厚みを５〜２０団と定めた。

（ｂ）　　抗折力 前述のように、一般にセラミックスは鉄鋼材（↓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、アルミニウム基板のひずみを収り除くため
にこれを強く押圧しなければならない本ヌペーサにおい
ては、その抗折力は大きいほど好ましいが、９５Ｋｇ／
ｗ１以上の抗折力を有するセラミックススペーサは、そ
の製造に高閲の技術を要してコストがかかり、一方その
スペーサの抗折力が３０　Ｋｇ　／　ｉ　’−ｄ上あれ
ば、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ためのスペーサとして支障
なく使用できることから、その抗折力の範囲を３０〜９
５　Ｋｇ／ｍｍ２未満と定めた。

（ｃｌ　　表面粗度 ひずみ矯市時にアルミニウム基板がセラミックススペー
サに引っ掻かれて疵がつく現象はスペーサの表面粗度を
向上させることによって改善され、その表面粗度が１．
Ｏ８よりも粗いと、軟いアルミニウム基板は硬いセラミ
ックススペーサによって削られるが、スペーサの表面を
１．　０Ｓ　ＩＩ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、もしできたとしても、無視できる程度の疵
しかつかないので、その表面粗度を１．Ｏ８以下と定め
た。

ｆｄ）　　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、表面に大きな疵を生
じ易くなり、この表面空孔の最大径が５００／Ｊｍ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５００１Ｉｍ以下と定めるとともに、一
般にスペーサ全体の空孔含有率が旨くなるほど空孔の寸
法が大きくなる傾向があり、それが８容駄％を越えると
、５００μｍ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８容重％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、例えば、従
来知られている、窒化珪素、サイアロン、ジルコニア、
アルミナ、炭化珪素、およびこれらに第ｎａ族、第１１
１ａ族、第１Ｖａ族元素の酸化物、炭化物、窒化物、ホ
ウ化物等の、化合物のうちのいずれか１種または２種以
上を４０容殴％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（Ｕ下、５ｉ３Ｎ４テ示ス）系セラミッ
クスは、例えば、Ｍｇ０ＸＹ２０３、希土類金属酸化物
等が添加されたＳ　ｊ　３Ｎ４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、例えば、Ａｌ
２Ｏ３やＭＮおよびポリタイプサイアロンの２１Ｒや１
５ＲにＭｇＯやＹ２Ｏ２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
、 （３）酸化ジルコニウム（以下、ＺｒＯ２で示す）基セ
ラミックスは、例えば、ＺｒＯ２（二ＡＡ２０３、Ｙ２
Ｏ２、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、 （４）　　アルミナ（Ａ１２ｏ３で示す）系セラミック
スは、１％以下のＭｇＯＸＣａＯ１ＮｉＯＸＣｒ　２ｏ
３などの焼結肋間を加えたもの、または焼結性の改善と
高強Ｉ更を得る目的で１〜１０％のＺ　ｒ０２を加えた
ものを常圧焼結法またはホットプレス法で焼結するか、
＝９− あるいは強変を上げるため、前記焼結肋間のほかに２０
−４０％のＴｉＣＸＷ　Ｃ、Ｍｏ２ＣＸＴａＣＸＴｉＢ
２などを加えたものをホットプレス法で焼結して製造さ
れ、また （５）炭化珪素（以下、ＳｉＣで示す）糸セラミックス
は、高純度のβ−８Ｉ　Ｃ微粉末に牛用のＣと、同時に
Ｂ、Ｂ４Ｃ，ＢＮ、ＢＰなどのＢ化合物、Ｍ。

ＭＮ、Ａｌ４Ｃ３，ＡｌＢ２などのＭ化合物、またはＢ
ｅ化合物のうちのいずれか１種以上とを添加したものを
常圧焼結法またはホットプレス法で焼結するか、あるい
は少眼の８＋微粉末を添加したものを反応焼結法で焼結
してＳＩ　Ｃ焼結体の気孔を前記Ｓｉで埋めることによ
って製造される。

以上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、表面粗間：１．ｏｓ１２１．下の平滑
な表面を有するセラミックススペ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しながら
説明するが、これらの実施例は勿論この発明を具体化し
た例を単に示すためのものであって、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。

平均粒径二０５μｍを有するＡ１２ｏ３微粉末９６％（
吸上、特に断わらないかぎり％はすべて重酸％を意味す
る）、同１．５．Ｉｊｍを有するＺ　ｒｏ　２微粉末３
０％および同１５μｍを有するＭｇＯ微粉末１．０％か
らなる配合組成を有する混合粉末を原料とし、これを信
性に従い、常圧焼結法で焼結することによって、外径：
　１７０　ｍｍ　Ｘ内径：　４５　ＷｍＸ厚み：１゜脳
の寸法を有するアルミナ基セラミックスの環状機を製造
し、ついでこれの表面をダイヤモンド砥粒により研磨す
ることによって、本発明スペーサ１を製造し、寸た、平
均粒径：０８μｍを有するＳｉＣ微粉末９８５％、同０
．８μｍを有する炭素微粉末１．０％および同２５μｍ
を有するポロン微粉末０５％からなる配合組成を有する
混合粉末を原料とし、これを常圧焼結法で焼結すること
によって前記寸法と同じ寸法を有するＳｉＣ基セラミッ
クスの環状機を製造し、ついでこれの表面を上記と同様
に仕上げて、本発明スペーサ２を製造した。

このようにして得られた本発明スペーサ１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、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、また光学顕微鏡に
よって表面空孔の最大径を、そして電気接点マイクロメ
ーターによって平坦度をそれぞれ測定し、その結果を第
１表に示した。

つぎに、これらのスペーサをアルミニウム基数のひずみ
収りに使用したときのひずみ収りの効果と、そのときに
発生するアルミニウム基ｈ−，Ｌの疵の状態を調査する
ために、１気圧の本来雰囲気が形成されている炉の中で
、外径：　１６３　ａｍ　Ｘ内径：５０ｗＸ厚さ＝２陥
の寸法を有するアルミニウム基数の両側を１００Ｋｇ／
’湖の圧力の下に前記同種スペーサ各２枚でそれぞれ挟
子しながら、これらの部材を毎ｆ￥ｊ１００℃の昇温速
度で４００℃まで加熱し、この温間に１時間作持した後
、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、この処理を受けた各アルミニウム基板における
平坦度（つまりひずみの残存状態）を電気接点マイクロ
メーターで調べるとともに、そのアルミニウム基数上の
疵の深さを表面粗さ測定器によって測定し、その結果を
８１表に示した。

さらに比較のため、別途用意した、外径：１７０閣×内
径：４５ｍｍＸ厚み：２０聴の寸法を有する５ＫＤＩＩ
製の従来スペーサについても、前記と同様に、その特性
を調べるとともに、これらのスペ〜すを使用するひずみ
取り処理を実施して、アルミニウム基機のひずみの状態
を調査し、これらの調査結果も第１表に合わせて示した
。

〔発明の効果〕

本発明スペーサ１および２は、第１表に示されるとおり
Ｍ基数のひずみを完全に除去できたばかりでなく、その
材質がセラミックスであるところから当然変形も錆も生
じなかったのに対し、従来スペーサによる矯正では、第
１表に示されるように、スペーサを初めて使用したとき
でも矯正後のアルミニウム基板の平坦（９）は大きくて
仕上りが劣り、しかも７回連続して使用した後ではスペ
ーサ自体の変形によってアルミニウム基板の平坦度が一
層悪化し、また本発明スペーサ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
るために、アルミニウム基数上で、実用上問題にならな
い程変の極く小さな疵しか発生しない上に、本発明スペ
ーサ１および２は十分な強闇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。

限上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ペーサを構成した
ために、平坦間、すなわち仕上りに優れたアルミニウム
基板を安定して提供できるとともに、そのアルミニウム
基板上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、またアルミニウム基板
上の引っ掻き疵の発生についても実用上何ら問題のない
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
用セラミックススペーサを提供することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 厚み：５〜２０ｍｍ、 抗折力：３０〜９５Ｋｇ／ｍｍ＾２未満、 表面粗度：１．０Ｓ以下、 を有し、かつ空孔含有率が８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５００μｍ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。