KR100374902B1 - 글라스 세라믹스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주결정상으로서 α-크리스토발라이트, α-크리스토발라이트 고용체, α-석영, α-석영 고용체 중에서 선택되는 적어도 1종 이상을 함유하고, 2규산리튬, 규산리튬, β-스포듀멘, β-유크립타이트, β-석영, 마이카 및 플루오로리히테라이트를 실질적으로 함유하지 않고, 또한 Cr 성분 및 Mn 성분을 실질적으로 함유하지 않으며, -50℃∼+70℃의 온도범위에서 평균 선팽창계수가 +65x10-7/℃∼+140x10-7/℃의 범위이고, 주결정상의 평균 결정입자직경이 0.10㎛ 미만인 글라스 세라믹스를 제공한다. 본 발명의 글라스 세라믹스는 정보기억 매체용 기판뿐 아니라 광 필터용 기판에 적합하다.
Description
본 발명은 가벼우면서도 충분한 기계적 강도 및 광선 투과성을 가지며 또한 다른 재료와의 적성(適性)이 좋은 열팽창 특성을 가지는 신규의 글라스 세라믹스에 관한 것이다. 특히 본 발명은 자기(磁氣) 정보기억 장치의 구성부재에 합치하는 열팽창특성 및 고기억밀도에 적합한 초평활성(super flatness)을 필요로 하는 정보기억 매체용 기판으로서, 그리고 다층막에 대한 양호한 밀착성, 적합한 열팽창특성 및 양호한 광선 투과율을 필요로 하는 광 필터(light filter)(특히 WDM 또는 DWDM 광 필터용, 또는 게인-플래트닝 필터(gain-flattening filter))용 글라스 세라믹스로서 적합하게 사용되는 글라스 세라믹스에 관한 것이다.
최근 개인용 컴퓨터의 멀티미디어화 추세 및 디지털 비디오카메라와 디지털 카메라 등의 보급에 따라 동화상 및 음성과 같은 대량의 데이터 취급이 필요하게 되어 고기억밀도로 정보기록이 가능한 정보기억 장치의 수요가 증대되고 있다. 이러한 추세에 대응하기 위해, 정보기억 장치는 기억밀도를 높이기 위해 비트셀(bit cell)의 크기를 축소시킬 필요가 있다. 비트셀 크기의 축소에 수반하여, 자기헤드가 자기디스크와 같은 정보기억 매체의 표면에 매우 근접한 상태에서 작동하게 된다. 자기헤드가 정보기억 매체 상에서 저부상상태(低浮上狀態)(니어콘택트(near contact)) 또는 접촉상태(콘택트)로 작동할 경우, 정보기억 매체 표면의 초평활성이 중요한 요소가 된다. 반면에, 종래의 랜딩존 시스템(landing zone system)과 대조적으로, 자기헤드가 자기 디스크에서 벗어나서 시동 또는 정지되었을 때를 제외하고 자기헤드가 자기 디스크 표면에 완전히 접촉한 상태에 있는 램프로딩 시스템(ramp loading system)이 개발되어 있어서, 더욱 부드러운 정보기억 매체 표면에 대한 요구는 증대되고 있다.
또한, 취급할 정보의 양이 증가함에 따라 더욱 미세하고 정밀도가 높으며 박막화된 자성막(magnetic film)이 요구되고, 이에 따라 기판으로부터 용출되는 알칼리 성분(Li, Na 및 K)의 더욱 적은 용출량이 요구된다.
또한, 이러한 정보기억 매체를 APS 카메라, 휴대전화, 디지털 카메라, 디지털 비디오카메라, 및 카드드라이브 등을 포함하는 모바일용, 모바일 PC 및 데스크탑 PC의 하드디스크 드라이브용, 서버의 하드디스크 드라이브용, 수직 자기기억매체, 아일랜드(island) 자기기억매체 및 반도체 메모리용 기억매체를 포함하는 새로운 고기록밀도 매체용 등에 대한 용도의 전개도 진행되고 있다. 이러한 새로운 용도에 대응하기 위해, 정보기억 매체의 기판에 대해 보다 고도의 물리적, 화학적, 전기적 특성이 요구되고 있다.
종래, 자기디스크 기판재에는 알루미늄 합금이 사용되고 있으나, 알루미늄 합금 기판에서는 여러 가지 재료결함의 영향으로 연마공정에서의 기판표면의 돌기 또는 스폿(spot)형 요철이 생기고, 평활성의 관점에서 상기 고밀도 기억매체용 기판으로서 불충분하다. 또 알루미늄 합금은 무른 재료로서, 영율 및 표면경도가 낮기 때문에 드라이브의 고속회전에 있어서 진동이 심하여 변형이 생기기 쉬운 점, 및 박형화에 대응하는 것이 어렵다고 하는 결점을 가진다. 또한, 헤드의 접촉에 의해 미디어를 손상시키거나, 회전의 고속화에 대한 변형 등 최근 기록의 고밀도화 요구에 충분히 대응할 수 없다.
또, 알루미늄 합금 기판의 문제점을 해소하는 재료로서 화학강화 글라스인 알루미노실리케이트 글라스(SiO2-Al2O3-Na2O) 등이 알려져 있으나, 이 경우
(1) 연마는 화학강화 후에 행해지고, 디스크의 박판화에서의 강화층의 불안정 요소가 높다.
(2) 글라스 속에 Li2O, Na2O, K2O 성분을 필수성분으로 함유하므로, 성막특성이 악화되고, Li2O, Na2O, K2O의 용출방지를 위한 에칭처리나 전면 배리어코팅 처리가 필요하게 된다. 또 기판의 미소한 기복 등의 문제와 같은 제품의 저비용 안정생산성이 어렵다는 결점이 있다.
그래서, 상기 화학강화된 글라스기판의 결점을 극복하는 재료로서 글라스 세라믹스 기판이 예시된다. 일본국 특개평 6-329440호 공보에 개시된 SiO2-Li2O-MgO-P2O5계 글라스 세라믹스는 주결정상으로서 2규산리튬(Li2O·2SiO2) 및 α-석영(α-SiO2)을 가지며, α-석영(α-SiO2) 구형입자의 크기를 컨트롤함으로써 종래의 기계적 텍스처(mechanical texturing), 화학적 텍스처(chemical texturing)를 필요로하지 않고, 연마하여 만들어지는 표면조도(表面粗度) Ra(산술평균 조도)를 15∼50Å의 범위로 제어할 수 있도록 한 기판표면 전면(全面) 텍스처 재료로서 매우 우수한 재료이다. 그러나, 오늘날 목표로 하는 표면조도 Ra(산술평균 조도)는 5.0Å 이하, 더욱 바람직하게는 3.0Å 이하, 이보다 더 바람직하게는 2.0Å 이하로서, 종래의 글라스 세라믹스는 급속히 진행되는 기록용량 향상에 맞춘 저부상화에 충분히 대응할 수 없다. 또, 주결정상에 2규산리튬(Li2O·2SiO2)을 포함하는 것으로, 화학강화 글라스보다는 적은 양이기는 하지만, 현재 요구되고 있는 알칼리성분의 용출량 저감, 또는 연마시에 생기는 미소한 피트(pit)의 문제에 관하여 전혀 논의되어 있지 않다.
일본국 특개평 10-45426호 공보에 개시된 SiO2-Li2O-K2O-MgO-ZnO-P2O5-Al2O3계 또는 SiO2-Li2O-K2O-MgO-ZnO-P2O5-Al2O3-ZrO2계 글라스 세라믹스는 주결정상이 2규산리튬(Li2O·2SiO2), 2규산리튬 및 α-석영(α-SiO2)의 혼합결정, 또는 2규산리튬 및 α-크리스토발라이트(cristobalite)(α-SiO2)의 혼합결정 중 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 레이저 텍스처(laser texturing)용 글라스 세라믹스가 개시되어 있다. 그러나, 현재 목표로 하는 표면조도 Ra(산술평균 조도)는 5.0Å 이하, 더욱 바람직하게는 3.0Å 이하, 이보다 더 바람직하게는 2.0Å 이하이며, 급속히 진행되는 기록용량 향상에 맞춘 저부상화에 대응하기에 불충분하며, 또한 주결정상에 2규산리튬(Li2O·2SiO2)을 포함하는 것이므로, 현재 요구되고 있는 알칼리성분의 용출량 저감이나 연마시에 생기는 미소한 피트의 문제에 관하여 전혀 논의되어 있지 않다.
일본국 특개평 9-35234호 공보에는 SiO2-Al2O3-Li2O계 글라스 세라믹스에 있어서, 주결정상이 2규산리튬(Li2O·2SiO2) 및 β-스포듀멘(spodumene; Li2O·Al2O3·4SiO2)으로 이루어지는 자기디스크용 기판이 개시되어 있으나, 이 글라스 세라믹스의 주결정상은 기판의 낮은 열팽창특성을 초래하는 음(negative)의 열팽창특성을 가지는 β-스포듀멘(Li2O·Al2O3·4SiO2)이며, α-석영(α-SiO2)이나 α-크리스토발라이트(α-SiO2)결정과 같은 양(positive)의 열팽창특성을 가지는 결정의 석출이 규제되는 것이다. 그 결과, 이 글라스 세라믹스는 자기디스크로서 연마하여 만들어지는 표면조도 Ra가 20Å 이하(실시예에서 개시되는 표면조도 Ra는 12∼17Å임)와 현재의 요구에 비해서는 아직 거칠고, 기억용량 향상에 따른 자기헤드의 저부상화 요구에 충분히 대응할 수 없다. 또, 주결정으로서 음의 열팽창특성을 가지는 결정을 석출시키는 재료는 정보기억 매체 장치의 구성부품에 상대적인 평균 선팽창계수의 차에 관해 악영향을 주므로 불리한 것이 명백하다. 이에 추가하여 결정화 열처리온도에 관해서도 820℃∼920℃로 고온을 필요로 하므로, 저비용의 대량생산에 있어서 불리한 동시에, 주결정상이 2규산리튬(Li2O·2SiO2)이므로 현재 해결이 요구되고 있는 알칼리성분의 용출량 저감이나 연마시에 생기는 미소한 피트의 문제에 관하여 전혀 논의되어 있지 않다.
국제공개번호 WO97/01164에는 상기 특개평 9-35234호 공보를 포함하고, 새로 상기 조성계의 결정화 열처리가 680℃∼770℃의 낮은 온도범위에서 이루어지는 자기디스크용 글라스 세라믹스가 개시되어 있으나, 그 개선효과는 불충분하고, 실시예 중에 개시되는 모든 글라스 세라믹스의 결정상은 역시 음의 열팽창특성을 가지는 β-유크립타이트(eucryptite; Li2O·Al2O3·2SiO2)이고, 따라서, 정보기억 매체 장치의 구성부품에 상대적으로 평균 선팽창계수에 차이를 초래하므로 불리하다. 또한, 주결정상은 2규산리튬(Li2O·2SiO2)이며, 오늘날 해결이 요구되고 있는 알칼리성분의 용출량 저감이나 연마시에 생기는 미소한 피트 형성의 문제에 관하여 전혀 논의되어 있지 않다.
일본국 특개평 11-343143호 공보에는 SiO2-Al2O3-MgO-Y2O3-TiO2-Li2O계 글라스 세라믹스로서, 주결정상이 석영 고용체(MgO-Al2O3-SiO2계 석영 고용체에 엔스타타이트(enstatite; MgAl2O3)를 포함하는 정보기록매체용 기판이 개시되어 있으나, 이 글라스 세라믹스의 주결정상은 기판에 저팽창특성을 생성하는 음의 열팽창특성을 가지는 β-석영 고용체이므로, 본 발명의 α-석영 및 α-크리스토발라이트 및 이것들의 고용체를 함유하는 것과는 열팽창특성의 관점에서 전혀 다른 기판이며, 따라서 본 발명에서 설명하는 소망의 평균 선팽창계수를 얻을 수 없다.
다음으로, 광 필터 용 재료를 설명한다. 광 필터에는 특정 파장을 차단(cut)하거나 투과하는 것, 파장에 무관하게 광 강도를 저하시키는 것 등이 있다. 전자의 광 필터에는 특정 파장만을 투과하는 밴드패스 필터(band-pass filter), 특정 파장만을 차단하는 노치 패스 필터(notch pass filter), 특정 파장보다 단파장이나 장파장만을 투과하는 하이패스 필터(high-pass filter), 로패스 필터(low-pass filter) 등이 있고, 후자의 광 필터에는 ND 필터가 있다.
또, 광 필터에는 흡수형과 간섭형 등이 있다. 흡수형 광 필터에는 대표적인 것으로 ND 필터 등이 있고, 간섭형 광 필터에는 대표적인 것으로 밴드패스 필터가 예시된다. 사진용 등의 흡수형 광 필터에는 기체(基體)로서 플라스틱이 사용되고 있으나, 강한 레이저를 사용하는 경우의 광 필터의 기판에는 내구성 및 내열성이 요구되는 점에서 오로지 무정형 글라스가 사용된다.
밴드패스 필터는 글라스 등의 기판재 상에 예를 들면 높은 굴절률을 갖는 유전체 박막인 H층과 낮은 굴절률을 갖는 유전체 박막인 L층을 교대로 적층한 구조의 유전체 다층막을 형성하여 제조된다.
파장분할 다중방식(Wavelength Division Multiplexing; WDM) 및 고밀도 파장분할 다중방식(Dense Wavelength Division Multiplexing; DWDM) 광통신 시스템에 사용되는 밴드패스 필터에 있어서는, 통과하는 파장의 밴드 폭을 좁게 설정하고, 송수신하는 신호를 고밀도 파장으로 할 경우, 밴드의 중심파장의 온도 안정성이 문제로 된다. 보다 구체적으로는, 미세한 온도변화에 대해서도 밴드의 중심파장이 변동하는 민감한 소자이므로, 밴드패스 필터를 사용할 때 온도 제어기로 온도보상을 해야 한다. 그러나, 밴드패스 필터가 위치한 곳의 스페이스 제약으로 인해 사실상 그러한 온도 제어기를 설치할 수 없다. 이러한 중심파장의 온도 안정성은 광정보량이 증가함에 따라 밴드 폭을 좁게 할 필요가 있으므로, 그 중요성은 더욱 커진다.
종래, 밴드패스 필터의 기판재에는 전술한 바와 같이 무정형 글라스가 사용되고 있으나, 열팽창특성이 충분히 높지 않고, 기계적 강도도 낮으므로, 막에 미치는 압축응력 및 내구성 면에서도 충분한 것이 아니었다. 또한, 무정형 글라스는 표면경도가 낮을 뿐 아니라 큰 열팽창특성을 얻기 위해서는 알칼리 성분을 다량 함유시킬 필요가 있으므로, 기판 상에 유전체막을 형성하는 동안 및 형성한 후에 알칼리 성분의 용출 문제가 제기되며, 따라서 광 필터용 기판재, 특히 밴드패스 필터용 기판재로서의 요구를 충족시킬 수 없다.
본 발명의 목적은 정보기억 매체의 기억용량의 증대에 대응하기 위해 요구되는 기판의 초평활화를 달성하고, 기판의 알칼리 성분 용출분제를 해소하는 정보기억 매체용 기판으로 적합한 글라스 세라믹스를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 광 필터용 기판으로 사용되기에 적한한 글라스 세라믹스에 있어서, 단층 또는 다층막이 형성된 필터부재의 사용온도에서의 중심파장의 변동을 충분히 회피하기 위한 팽창특성(즉, 기판재료의 열팽창계수를 높이고, 이에 따라 막에 압축응력을 부여하여 막의 온도에 대한 중심파장의 안정성을 향상시킴)과, 필터의 내구성 및 가공성을 부여하는 기계적 특성을 겸비할 뿐 아니라, 양호한 광선 투과율을 가지는 신규한 광 필터용 글라스 세라믹스 기판재를 제공하는 것이다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해 예의 시험연구를 거듭한 결과, 특정한 베이스 글라스를 특정한 열처리조건에 의해 처리함으로써 주결정상에 α-크리스토발라이트, α-크리스토발라이트 고용체, α-석영, α-석영 고용체 중에서 선택되는 적어도 1종 이상을 함유하고, 2규산리튬(Li2O·2SiO2), 규산리튬(Li2O·SiO2), β-스포듀멘, β-유그립타이트, β-석영, 마이카 및 플루오로리히테라이트(fluorrichterite)를 실질적으로 포함하지 않으므로, 현재 요구되고 있는 알칼리 성분의 용출량 저감 및 연마시에 발생되는 미소한 피트의 문제에 대응할 수 있고, 결정입자에 관해서도 0.1㎛ 미만으로 매우 미세하게 제어할 수 있으며, 연마하여 만들어지는 표면 평활성도 종래의 글라스 세라믹스보다 양호한 것이 얻어지고, 드라이브 구성부품에 합치되는 열팽창특성으로 제어할 수 있어 정보기억 매체용 기판에 적합한 글라스 세라믹스를 얻을 수 있음을 발견하였다. 또한 본 발명의 글라스 세라믹스가 가지는 특정한 열팽창계수 범위, 기계적 강도 및 광선 투과율이 광 필터용 글라스 세라믹스, 특히 WDM 및 DWDM용 밴드패스 필터용이나, 레인 플래트닝 필터용으로서 매우 유용하다는 것을 발견하였다.
즉, 본 발명에 따르면, 주결정상에 α-크리스토발라이트 고용체, α-석영, α-석영 고용체 중에서 선택되는 적어도 1종 이상을 함유하고, 2규산리튬(Li2O·2SiO2), 규산리튬(Li2O·SiO2), β-스포듀멘, β-유크립타이트, β-석영, 마이카 및 플루오로리히테라이트를 실질적으로 함유하지 않고, 또한 Cr 성분 및 Mn 성분을 실질적으로 함유하지 않으며, -50℃∼+70℃에서의 평균 선팽창계수가+65x10-7/℃∼+140x10-7/℃의 범위이고, 주결정상의 결정입자 직경(평균)이 0.10㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 글라스 세라믹스가 제공된다.
본 명세서에서 "2규산리튬(Li2O·2SiO2), 규산리튬(Li2O·SiO2), β-스포듀멘, β-유크립타이트, β-석영, 마이카 및 플루오로리히테라이트를 실질적으로 함유하지 않는다"는 것은 2규산리튬 또는 전술한 다른 결정성 물질이 존재하더라도 그 함유량이 글라스 세라믹스의 물리적, 화학적 특성에 실질적으로 영향을 주지 않을 정도로 적다는 것을 의미한다. 그 양은 결정화도, 즉 글라스 세라믹스 내의 특정 결정의 질량비가 3% 미만, 바람직하게는 1% 미만 또는 불순물 수준인 것을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 "Cr 성분 및 Mn 성분을 실질적으로 함유하지 않는다"는 것은 Cr 성분 및 Mn 성분이 존재하더라도 그 함유량이 글라스 세라믹스의 물리적, 화학적 특성에 실질적으로 영향을 주지 않을 정도로 적다는 것을 의미하며, 그 양이 불순물 수준임을 의미한다.
본 발명의 1 태양에 있어서, 상기 글라스 세라믹스는 80GPa 이상의 영율(Young's modulus)을 가진다.
본 발명의 다른 태양에 있어서, 상기 글라스 세라믹스는 2.3∼2.7 범위의 비중을 가진다.
본 발명의 다른 태양에 있어서, 상기 글라스 세라믹스의 광선 투과율이 두께 10mm 판에 대하여 파장 950∼1600nm 범위에서 90% 이상이다.
본 발명의 다른 태양에 있어서, 상기 글라스 세라믹스는 250MPa 이상의 굽힘강도(bending strength)를 가진다.
본 발명의 다른 태양에 있어서, 상기 글라스 세라믹스는 600∼800 범위의 비커스 경도(Vickers hardness)를 가진다.
본 발명의 다른 태양에 있어서, 상기 글라스 세라믹스는 산화물 기준 질량%로서 하기의 각 성분을 함유하는 조성을 가진다:
SiO265∼75%
Li2O 4∼7% 미만
K2O 0∼3%
Na2O 0∼3%
MgO+ZnO+SrO+BaO+CaO 2∼15%
Y2O3+WO3+La2O3+Bi2O30∼3%
SnO20∼3%
P2O51∼2.5%
ZrO22∼7%
Al2O35∼9%
Sb2O3+As2O30∼1%
본 발명의 다른 태양에 있어서, 상기 글라스 세라믹스는 400℃∼600℃ 범위의 온도에서 1∼7시간 열처리하여 핵형성(nucleation)을 행한 후, 650℃∼750℃ 범위의 온도에서 추가로 1∼7시간 열처리하여 결정성장(crystallization)시킴으로써 제조된다.
본 발명의 글라스 세라믹스의 주결정상, 평균 결정입자직경, 평균 선팽창계수, 표면특성, 조성, 열처리조건 등을 한정하는 이유를 이하에 설명한다. 또한, 조성은 베이스 글라스와 동일하게 산화물 기준의 질량%로 표시한다. 또한, 본 명세서에 있어서 "주결정상"이라 함은 석출비가 비교적 큰 모든 결정상을 가리킨다. 보다 구체적으로는, X선 회절에서의 X선 차트(종축은 X선 회절강도, 횡축은 회절각도)에 있어서, 가장 석출비율이 많은 결정상의 메인피크(가장 높은 피크)의 X선 회절강도를 100으로 하였을 경우, 각 석출결정상의 메인피크(각 결정상에서의 가장 높은 피크)의 X선 회절강도의 비(이하, "X선 강도비(X-ray intensity ratio)"라 함)가 30 이상인 것을 모두 "주결정상"이라 한다.
주결정상에 관하여, 원하는 열팽창계수를 얻기 위해서는 주결정상에 비교적 큰 정(正)의 팽창계수를 가지는 α-크리스토발라이트, α-크리스토발라이트 고용체, α-석영, α-석영 고용체 중에서 선택되는 적어도 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 특히 상기 주결정상을 선택함으로써 화학적 내구성, 물리적 특성에도 우수한 것을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 주결정상 이외의 결정의 X선 강도비는 20 미만이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 미만, 가장 바람직하게는 5 미만이다.
주결정상에 2규산리튬이 존재하지 않는 상태에서는 연마가공시의 기계적 영향에 의한 기판표면의 미세한 피트(pit)의 발생을 줄일 수 있으므로, 2규산리튬을 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 글라스 세라믹스의 주결정상에는 부(負)의 열팽창계수를 가지는 β-스포듀멘, β-유크립타이트, 또는 β-크리스토발라이트, 또는 규산리튬(Li2O·SiO2), 디옵사이드(diopside), 엔스타타이트(enstatite), 마이카, α-트리디마이트(tridymite) 또는 플루오로리히테라이트 등도 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.
다음에, 평균 선팽창계수에 관하여 상세히 설명한다. 기록밀도의 향상에 따라 자기 정보기억 장치에 상대적인 자기헤드의 포지셔닝에 높은 정밀도를 필요로 하므로, 매체 기판이나 자기 정보기억 장치의 각 구성부품에는 높은 치수 정밀도가 요구된다. 따라서, 기판과 이들 구성부품 사이의 선팽창계수 차의 영향도 무시할 수 없게 되므로, 선팽창계수의 차를 가능한 한 적게 해야 한다. 보다 엄밀하게는, 이들 구성부품의 선팽창계수보다 매체 기판의 선팽창계수가 극히 미소하게 큰 것이 바람직한 경우가 있다. 특히 소형의 자기 정보기억 매체에 사용되는 구성부품의 열팽창계수는 +90x10-7∼+100x10-7/℃ 범위인 것이 흔히 사용되며, 기판도 이 범위의 열팽창계수가 필요하게 되나, 드라이브 메이커에 따라서는 이 범위에서 벗어난 열팽창계수, 즉 +60x10-7∼+135x10-7/℃ 범위의 열팽창계수를 가지는 재료를 구성부품에 사용하는 경우가 있다. 이상과 같은 이유로 인해 본 발명의 결정계에서 강도와의 균형을 도모하면서, 사용하는 구성부품의 재질에 널리 대응할 수 있도록 평균 선팽창계수의 범위를 결정하였으며, 그 범위는 -50℃∼+70℃의 온도에 있어서+65x10-7/℃∼+140x10-7/℃인 것이 바람직하다. 동일한 온도범위에서, 평균 선팽창계수의 더욱 바람직한 범위는 +70x10-7/℃∼+120x10-7/℃이다.
광 필터용 글라스 세라믹스의 측면에서 볼 때, 상기와 같이 밴드 중심파장의 온도 안정성은 매우 중요하고, 막 구성물질의 열팽창계수보다 큰 것이 필요하다. 그 이유를 이하에 설명한다.
특히 밴드패스 필터나 게인-플래트닝 필터 등에 있어서, 온도에 대한 중심파장의 안정성은 박막을 구성하는 유전체의 굴절률 온도계수에 어느 정도 의존하나, 그보다 기판재의 열팽창계수에 더 크게 의존한다. 이것은 굴절률이 박막의 충전율(film atomic density)에 의해 결정되는 것에 기인한다. 즉, 박막의 충전율이 높을수록(즉, 굴절률이 높을수록) 중심파장의 온도에 의한 변화는 작아진다. 그리고 박막의 충전율은 박막이 형성되어 있는 광 필터 기판재의 열팽창계수에 크게 영향을 받는 것이다. 보다 구체적으로는, 성막시의 기판재는 약 200℃ 전후로 되는데 그 열에 의해 기판재 자체는 크게 팽창하고, 박막은 그와 같이 팽창한 기판재에 성막되고, 이어서 기판재가 냉각됨에 따라 그것들의 열팽창계수의 차에 의해 박막은 압축응력을 받는다. 그 결과, 박막의 충전율이 높아짐에 따라 굴절률이 높아지고, 이 때문에 투과광의 중심파장의 온도에 대한 안정성은 향상된다. 굴절률의 변화량은 일정한 응력 이상에 있어서 포화되는 경향이 있고, 이 범위에서 압축응력을 높여도 굴절률 변화가 높아지는 비율은 적어진다. 이와 같은 이유로 기판재의 열팽창계수가 크면 클수록 기판에 성막된 유전체 박막에 걸리는 압축응력은커지고, 그 결과 필터 사용온도에서의 온도에 기인한 굴절률의 편동이 적어진다. 따라서 중심파장의 온도 안정성을 중시하였을 경우, 유전체 박막의 열팽창계수보다 글라스 세라믹스의 열팽창계수를 크게 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명자가 시험 연구를 행한 결과, -20℃∼+70℃에서의 열팽창계수가 65x10-7/℃ 이상이면 밴드패스 필터나 게인-플래트닝 필터 등으로서 사용하는 온도범위에 있어서 막에 충분한 압축응력을 부여할 수 있음이 판명되었다. 그러나 한편 140x10-7/℃를 초과하면, 기판과 막 사이의 열팽창계수 차가 너무 커져서 막의 박리 등의 문제가 발생된다. 바람직한 열팽창계수의 범위는 90x10-7/℃∼130x10-7/℃이고, 더욱 바람직한 범위는 95x10-7/℃∼125x10-7/℃이다.
다음으로, 주결정상의 평균 결정입자직경에 관해 설명한다. 전술한 바와 같이, 정보기억 매체의 면(面) 기록밀도 향상에 수반하여 헤드의 부상(浮上) 높이가 0.025㎛ 이하로 현저히 저하된 니어콘택트 레코딩 방식 또는 완전히 접촉하는 콘택트 레코딩 방식으로 진행되고 있는 현재, 이에 대응하기 위해서는 디스크 표면의 평활성은 종래의 매체보다 양호하지 않으면 안된다. 종래 수준의 평활성으로 자기 기록매체에 대한 고밀도의 입출력을 행하고자 하여도 헤드와 매체간의 거리가 크기 때문에 자기신호의 입출력이 이루어질 수 없다. 또, 이 거리가 작아지면 매체의 돌기와 헤드가 충동하여 헤드 파손이나 매체 파손을 일으킨다. 따라서 이와 같이 현저히 낮은 부상 높이 또는 접촉상태에서도 헤드 파손이나 매체 파손을 일으키지않도록 하기 위해서는 디스크의 표면조도 Ra(산술평균 조도)는 5.0Å 이하가 바람직하고, 3.0Å 이하인 것이 더욱 바람직하며, 2.0Å 이하인 것이 가장 바람직하다. 이와 같은 초평활한 연마면을 얻기 위해서는 주결정상의 평균 결정입자직경이 0.10㎛ 미만인 것이 바람직하고, 0.05㎛ 이하가 더욱 바람직하며 0.02㎛ 이하가 가장 바람직하다.
또한, 미세한 결정을 균일하게 석출시킴으로써 글라스 세라믹스의 기계적 강도의 향상을 도모할 수 있다. 특히, 미세균열(microcrack)의 성장을 석출 결정입자가 방지하기 위해 연마가공시의 치핑(chipping) 등에 의한 미세균열을 현저히 저감할 수 있다. 글라스 세라믹스가 광 필터에 사용될 경우, 석출결정을 미세한 것으로 함으로써 광선 투과율이 향상된다. 글라스 세라믹스를 광 필터에 사용하는 관점에서도 석출결정의 평균 입자직경은 0.10㎛ 미만인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 이하, 가장 바람직하게는 0.02㎛ 이하이다.
다음으로, 기계적 강도인 영율 및 굽힘 강도에 관하여 설명한다. 글라스 세라믹스를 자기디스크의 기판으로서 사용할 경우, 이러한 기계적 강도는 중요한 인자이다. 이것은 기록밀도의 향상에 따라 디스크 자체가 고회전하게 되므로, 그러한 고회전에 의한 진동을 저감하기 위해서는 특히 영율이나 굽힘 강도가 소정의 값 이상, 즉 영율로 80GPa 이상, 굽힘 강도로 250MPa 이상인 것이 바람직하다. 또, 광 필터용의 관점에서 볼 때에도 글라스 세라믹스가 높은 영율 및 높은 굽힘 강도를 갖는 것이 바람직하다. 이것은 특히 글라스 세라믹스를 WDM용 필터에 사용할 경우, 2mm 이하 x 2mm 이하 x 2mm 이하의 미소한 칩 형상으로 가공되므로, 영율 및굽힘 강도가 낮으면 이와 같은 미소 가공이 곤란해진다. 따라서, 이 면에서도 영율은 80GPa 이상, 굽힘 강도는 250MPa 이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 영율이 85GPa 이상, 굽힘 강도는 290MPa 이상이고, 가장 바람직하게는 굽힘 강도가 300MPa 이상이다.
다음으로, 광선 투과율에 관하여 글라스 세라믹스에 대한 광 필터용의 관점에서 볼 때, 광선 투과율이 낮으면 당연히 신호의 생성에서 신호/노이즈(S/N) 비의 저하와 같은 불편이 생기므로, 그 값은 가능한 한 큰 것이 바람직하고, 최저일 경우도 광선 투과율은 90% 이상일 필요가 있다. 특히, 밴드패스 필터나 게인-플래트닝 필터의 사용파장은 950nm∼1600nm이고, 두께 10mm의 판재에서는 이 파장의 광선 투과율이 90% 이상일 필요가 있다. 상기 파장에서의 광선 투과율에 관해서는 95% 이상이 바람직하고, 97% 이상이 더욱 바람직하다.
정보기억 장치에 있어서 고속회전을 가능하게 하기 위해서는, 상기 영율 이외에 비중도 중요한 인자가 된다. 즉, 비중이 지나치게 크면 예를 들어 영율이 높을 경우에도 고속회전시에 진동을 발생하기 쉬워진다. 한편, 비중이 지나치게 낮으면 결과적으로 원하는 기계적 강도, 특히 영율을 얻는 것이 어려워진다. 따라서, 영율과 비중의 밸런스를 고려한 경우, 영율과 비중의 비(영율/비중)는 30∼65(GPa)인 것이 바람직하고, 33∼60(GPa)인 것이 더욱 바람직하다.
비커스 경도에 관해서는, 글라스 세라믹스를 정보기억 장치에 사용할 경우, 소정 이상의 값을 갖지 않으면 스크래치(scratch) 등의 손상을 입기 쉬워 자기기록매체용 기판으로서 사용할 수 없다. 그러나 비커스 경도가 지나치게 높으면 이번에는 가공성이 현저히 저하된다. 따라서 이들의 밸런스를 고려하면 글라스 세라믹스는 600∼800 범위의 비커스 경도를 가지는 것이 바람직하다. 또, 글라스 세라믹스를 광 필터용으로 사용하는 관점에서 볼 때, 비커스 경도가 낮으면 스크래치를 입기 쉬워 투과광이 그 부분에서 산란을 일으키고, 필터로서의 특성을 현저히 저해한다. 또 비커스 경도가 지나치게 높으면 전술한 바와 같이 가공성의 문제를 야기하여, 특히 미소한 칩으로 가공하는 경우, 균열이나 치핑을 일으키기 쉬워진다. 이들의 밸런스를 고려한 경우에 있어서도 글라스 세라믹스의 비커스 경도는 600∼800인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 650∼760 범위이다.
다음으로, 베이스 글라스의 조성범위를 상기와 같이 한정한 이유에 관하여 이하에 설명한다.
SiO2성분은 베이스 글라스의 열처리에 의해 주결정상으로서 석출하는 α-크리스토발라이트, α-크리스토발라이트 고용체, α-석영, α-석영 고용체를 생성하는 지극히 중요한 성분이나, 그 양이 65% 미만이면 얻어지는 글라스 세라믹스의 석출결정이 불안정하여 조직(texture)이 거칠어지기 쉽고, 반면에 75%를 초과하면 베이스 글라스의 용융 및 성형이 곤란해진다. 이 성분의 양은 바람직하게는 65%를 초과하여 및/또는 75%까지이고, 더욱 바람직한 범위는 68∼74%이다.
Li2O 성분은 베이스 글라스의 용융성을 향상시키는 중요한 성분으로, 그 양이 4% 미만이면, 상기 효과를 얻을 수 없어 베이스 글라스의 용융이 곤란해지고, 또 7% 이상이 되면 Li 이온 용출의 문제를 일으키고, 2규산리튬 결정의 생성이 증가한다. 이 성분의 바람직한 범위는 4.5∼6.5%, 더욱 바람직한 범위는 4.5∼6.0%이다.
K2O, Na2O 성분은 용융온도를 저하시키는 효과를 가지며, Li2O 성분과 혼합할 경우 글라스 매트릭스로부터의 알칼리이온 용출을 억제하는 효과를 가지는 성분이다. 이것은 이들 알칼리 성분을 소량 혼합 공존시킴으로써 글라스 세라믹스의 전기적 성질(보다 구체적으로는 체적저항률)이 개선되기 때문이며, 보다 구체적으로는 상대적으로 Li2O 성분의 비율이 많은 글라스에 K2O, Na2O 성분을 첨가하여 공존시키면, 체적저항률이 향상되고, 글라스 중의 알칼리이온의 이동성을 억제하여, 최종적으로는 알칼리이온 용출을 억제하는 효과가 얻어지기 때문이다. 이들 성분의 함유량에 관해서는 K2O 성분은 3% 이내, Na2O 성분은 3% 이내로 충분하며, 이들 성분을 3% 이상 함유하면 오히려 알칼리 용출량을 증가시키는 경향으로 된다. K2O, Na2O 성분 각각의 바람직한 범위는 0∼3%미만이고, 더욱 바람직한 범위는 K2O 성분이 0.1∼2.5%, Na2O 성분이 0∼2.5%이다.
MgO, ZnO, SrO, BaO, CaO 성분은 글라스의 용융성을 향상시키는 동시에 석출결정의 거칠기를 방지하는 성분으로, 이들 성분의 합계량은 2% 이상인 것이 바람직하고, 15%를 초과하면 얻어지는 결정이 불안정하여 조직이 지나치게 거칠어진다.
P2O5성분은 본 발명에 있어서, 글라스의 결정핵 형성제로서 불가결한 것으로, 결정핵 형성을 촉진하여 석출 결정상의 거칠어짐을 방지하기 위해서는 그 양은1.0% 이상이 바람직하고, 베이스 글라스가 불투명해지는 현상, 즉 유백실투(乳白失透; devitrification)를 막고 양산 안정성을 유지하기 위해서는 2.5% 이하가 바람직하다.
ZrO2성분은 P2O5성분과 같이 글라스의 결정핵 형성제로서 기능할 뿐 아니라 석출결정의 균일화와 미세화, 재료의 기계적 강도 향상 및 화학적 내구성의 향상에 현저한 효과를 가지는 겻으로 밝혀진 매우 중요한 성분으로, 이러한 효과를 얻기 위해 그 양은 2.0% 이상이 바람직하다. 그러나, 과잉으로 첨가하면 베이스 글라스의 용융이 곤란하게 되는 동시에 ZrSiO4등의 용해 잔류물이 발생하기 쉬워지므로 ZrO2성분량은 7% 이하로 제한되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 2%∼6% 이고, 이보다 더욱 바람직한 상한은 5% 이하이다.
SnO2성분은 ZrO2성분과 같이 글라스의 결정핵 형성제로서 기능하는 성분으로, 그 양은 3% 이내로 충분하다.
Al2O3성분은 글라스 세라믹스의 화학적 내구성 및 기계적 강도, 특히 경도(hardness)를 향상시키는 성분으로, 그 양은 5% 이하인 것이 바람직하나, 과잉으로 함유하면 용융성, 내실투성이 악화되고, 또한 석출결정상이 열팽창특성이 낮은 결정인 β-스포듀멘(Li2O·Al2O3·4SiO2)으로 된다. β-스포듀멘(Li2O·Al2O3·4SiO2)의 석출은 재료의 평균 선팽창계수를 현저히 저하시키므로, 이 결정의 석출을 가능한 한 피해야 한다. 따라서 Al2O3성분은 9% 이하인것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 이 성분의 하한이 5% 이상이고 상한이 9% 미만이며, 이보다 더 바람직하게는 하한이 6% 이상, 상한이 8% 미만이다.
Y2O3, WO3, La2O3, Bi2O3등의 각 성분은 Li2O 성분의 함량이 상대적으로 적은 조성에 있어서, 저하된 용융성을 개선하는 동시에 글라스의 영율을 높이는 성분이며, 그 합계량은 3% 이하로 충분하며, 3%를 초과하면 안정된 결정의 석출이 어려워진다.
Sb2O3및 As2O3성분은 글라스 용융시의 청징제(淸澄劑; refining agent)로서 첨가할 수 있으며, 그들 성분의 합은 1% 이하로 충분하다.
상기 제특성을 저해하지 않는 범위에서 3%(어느 것이나 산화물 기준의 질량%)까지의 Ga, Ge, Cu, Fe, Co, Nb, Ti, V, Ce, Gd, 또는 B 성분을 함유시킬 수 있다. 또, Mo, Ta, Mn, Cr, 또는 F 성분을 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 글라스 세라믹스를 제조하는 데에는, 우선 상기 조성을 가지는 글라스를 용해하고, 열간 성형 및/또는 냉간 가공을 행한 후, 400∼600℃ 범위의 온도에서 약 1∼7시간 열처리하여 결정핵을 형성하고, 계속해서 650∼750℃ 범위의 온도에서 약 1∼7시간 열처리하여 결정화를 행한다.
이와 같이 열처리에 의해 결정화된 글라스 세라믹스의 주결정상은 α-크리스토발라이트, α-크리스토발라이트 고용체, α-석영, α-석영 고용체 중에서 선택되는 적어도 1종 이상이고, 그 입자직경(평균)은 어느 것이나 0.10㎛ 미만의 범위이다.
상기 열처리 결정화된 글라스 세라믹스를 통상의 방법으로 래핑(lapping)한 후 폴리싱(polishing)함으로써 표면조도 Ra가 1.0Å∼5.0Å 범위내의 글라스 세라믹스 기판재료가 얻어진다. 그리고, 이 글라스 세라믹스 기판재료 상에 자성막 및 필요에 따라 Ni-P 도금, 또는 하부층(undercoat layer), 보호층, 윤활막 등을 형성하고, 고밀도 기록에 대응할 수 있는 자기 정보기억 매체 디스크가 얻어진다. 또, 광 필터에 관하여, 연마 후의 글라스 세라믹스 기판재료에 Ta2O5/SiO2다층막을 성막하고, 1mmx1mmx1mm의 칩으로 가공함으로써 온도변화에 의한 중심파장의 변동이 종래의 제품보다 작고, 파장분해(wavelength resolution)가 양호한 광 필터가 얻어진다. 이 광 필터는 밴드패스 필터 또는 게인-플래트닝 필터용으로 적합하다.
실시예
본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명한다. 표 1 내지 표 4는 본 발명의 글라스 세라믹스의 실시 조성예(No. 1∼10) 및 비교 조성예로서 종래의 Li2O-SiO2계 글라스 세라믹스 2종(비교예 1: 일본국 특개소62-72547호 공보에 개시된 것, 비교예 2: 일본국 특개평 9-35234호 공보에 개시된 것)을 이들 글라스 세라믹스의 핵 형성온도, 결정화 온도, 결정입자 직경(평균), 평균 선팽창계수(온도범위는 -50℃∼+70℃), 비중, 연마 후의 표면조도 Ra(산술평균 조도)의 값과 함께 나타낸다. 또한, 표에서의 결정상에 관해서는 α-크리스토발라이트 고용체를 "α-크리스토발라이트 SS", α-석영 고용체를 "α-석영 SS"로 표기하였다.
본 발명의 실시예의 글라스는 어느 것이나 산화물, 탄산염, 질산염 등의 원료를 혼합하고, 이것을 통상의 용해장치를 사용하여 약 1350∼1450℃의 온도에서 용해하고 교반하여 균질화한 후, 디스크 형상으로 성형, 냉각하여 글라스 성형체를 얻었다. 그 후 형성된 글라스를 400∼600℃에서 약 1∼7시간 열처리하여 결정핵 형성 후, 추가로 650∼750℃에서 약 1∼7시간 열처리 결정화하여 원하는 글라스 세라믹스를 얻었다. 이어서 상기 글라스 세라믹스를 800#∼2000#의 다이아몬드 펠렛으로 약 5∼30분 래핑하고, 그 후 평균 입자직경 0.02∼3.0㎛의 산화세륨 연마제로 약 30∼60분간 연마하여 마감처리하였다.
각 결정상의 결정입자 직경(평균)은 투과형 전자현미경(TEM)에 의해 측정하였다. 각 결정상의 결정 종류는 X선 회절장치(XRD)에 의해 동정(同定)하였다.
또한 표면조도 Ra(산술평균 조도)는 원자간력 현미경(atomic force microscope; AFM)에 의해 구하였다.
리튬 이온 용출량의 측정은 이온크로마토그래피에 의해 행하였다. 측정조건은 필름 팩에 초순수 80ml(실온)와 직경 65mm x 두께 0.635mm인 디스크를 포장하고, 그 후 약 30℃로 보온된 건조기 내에 3시간 유지시킨 후, 디스크를 꺼내어 이온크로마토그래피 측정을 행하였다.
평균 선팽창계수는 JOGIS(日本光學硝子工業會 규격) 16에 의해 측정하고, 영율은 JIS R1602에 따라 초음파 펄스 방법으로 측정하고, 굽힘 강도는 JIS R1601(3점 굽힘 강도)에 의해 측정하고, 비커스 경도는 JIS R1610에 따라 측정하고, 광선파장 950∼1600nm에서의 두께 10mm인 판재의 광선 투과율에 관해서는 분광 광도계에 의해 측정하고, 비중에 관해서는 JOGIS(日本光學硝子工業會 규격) 05에 따라 측정하였다.
[표 1]
| 실 시 예 | ||||
| 1 | 2 | 3 | ||
| SiO2 | 73.3 | 75.0 | 69.2 | |
| Li2O | 5.0 | 5.5 | 5.0 | |
| P2O5 | 2.0 | 2.1 | 2.0 | |
| ZrO2 | 2.4 | 4.0 | 2.4 | |
| Al2O3 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | |
| MgO | 0.8 | 1.8 | 1.4 | |
| ZnO | 4.0 | 0.5 | 6.0 | |
| SrO | 1.0 | 0.6 | 2.0 | |
| BaO | 1.0 | 0.5 | 2.0 | |
| Y2O3 | ||||
| WO3 | ||||
| La2O3 | ||||
| Bi2O3 | ||||
| K2O | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
| Na2O | ||||
| Sb2O3 | 1.0 | 0.5 | ||
| 핵형성온도 (℃) | 550 | 560 | 540 | |
| 결정화온도 (℃) | 710 | 750 | 720 | |
| 주결정결정입자 직경(평균) | α-크리스토발라이트SS ＜0.01㎛ | α-크리스토발라이트SS ＜0.01㎛ | α-크리스토발라이트SS ＜0.01㎛ | |
| α-석영 SS0.01㎛ | ||||
| 평균 선팽창계수(x10-7/℃) | 72 | 110 | 100 | |
| 광선 투과율(%) | 99.0 | 91.0 | 99.0 | |
| 영율 (GPa) | 82 | 89 | 81 | |
| 굽힘강도 (MPa) | 290 | 400 | 350 | |
| 비커스 경도 | 760 | 740 | 740 | |
| 표면조도 Ra (Å) | 1.0 | 2.2 | 2.0 | |
| 비중 | 2.43 | 2.48 | 2.44 | |
| Li이온용출량 | (㎍/디스크) | 0.31 | 0.38 | 0.28 |
| (㎍/㎠) | 0.0046 | 0.056 | 0.0041 |
[표 2]
| 실 시 예 | ||||
| 4 | 5 | 6 | ||
| SiO2 | 63.9 | 63.9 | 66.9 | |
| Li2O | 6.0 | 6.0 | 6.0 | |
| P2O5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
| ZrO2 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | |
| Al2O3 | 7.5 | 7.5 | 5.5 | |
| MgO | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
| ZnO | 6.0 | 6.0 | 6.0 | |
| SrO | 1.7 | 1.7 | 1.7 | |
| BaO | 2.6 | 2.6 | 2.6 | |
| Y2O3 | GeO2= 3.0 | Gd2O3= 3.0 | Ga2O3= 2.0 | |
| WO3 | ||||
| La2O3 | ||||
| Bi2O3 | ||||
| K2O | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
| Na2O | ||||
| Sb2O3 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | |
| 핵형성온도 (℃) | 550 | 560 | 540 | |
| 결정화온도 (℃) | 710 | 750 | 720 | |
| 주결정결정입자 직경(평균) | α-크리스토발라이트SS ＜0.01㎛ | α-크리스토발라이트SS ＜0.01㎛ | α-크리스토발라이트SS ＜0.01㎛ | |
| 평균 선팽창계수(x10-7/℃) | 74 | 100 | 93 | |
| 광선 투과율(%) | 99.0 | 99.0 | 99.0 | |
| 영율 (GPa) | 82 | 89 | 81 | |
| 굽힘강도 (MPa) | 400 | 500 | 450 | |
| 비커스 경도 | 740 | 740 | 740 | |
| 표면조도 Ra (Å) | 1.0 | 2.2 | 2.0 | |
| 비중 | 2.45 | 2.48 | 2.44 | |
| Li이온용출량 | (㎍/디스크) | 0.22 | 0.23 | 0.19 |
| (㎍/㎠) | 0.0033 | 0.0034 | 0.0028 |
[표 3]
| 실 시 예 | ||||
| 7 | 8 | 9 | ||
| SiO2 | 68.2 | 69.1 | 69.0 | |
| Li2O | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |
| P2O5 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
| ZrO2 | 2.4 | 2.4 | 2.0 | |
| Al2O3 | 7.0 | 7.0 | 7.1 | |
| MgO | 1.4 | 1.0 | 1.4 | |
| ZnO | 6.0 | 7.0 | 6.0 | |
| SrO | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
| BaO | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
| Y2O3 | 1.0 | |||
| WO3 | 0.5 | |||
| La2O3 | ||||
| Bi2O3 | 0.5 | |||
| K2O | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
| Na2O | 0.5 | |||
| Sb2O3 | ||||
| As2O3 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
| 핵형성온도 (℃) | 480 | 470 | 500 | |
| 결정화온도 (℃) | 715 | 720 | 730 | |
| 주결정결정입자 직경(평균) | α-크리스토발라이트SS ＜0.01㎛ | α-크리스토발라이트SS ＜0.01㎛ | α-크리스토발라이트SS ＜0.01㎛ | |
| α-석영 SS0.01㎛ | ||||
| 평균 선팽창계수(x10-7/℃) | 85 | 110 | 104 | |
| 광선 투과율(%) | 99.5 | 92.0 | 99.5 | |
| 영율 (GPa) | 85 | 98 | 90 | |
| 굽힘강도 (MPa) | 300 | 550 | 360 | |
| 비커스 경도 | 740 | 730 | 760 | |
| 표면조도 Ra (Å) | 1.0 | 2.2 | 2.0 | |
| 비중 | 2.45 | 2.43 | 2.46 | |
| Li이온용출량 | (㎍/디스크) | 0.32 | 0.27 | 0.25 |
| (㎍/㎠) | 0.0047 | 0.0040 | 0.0037 |
[표 4]
| 실 시 예 | 비 교 예 | |||
| 10 | 1 | 2 | ||
| SiO2 | 69.1 | 74.2 | 76.1 | |
| Li2O | 5.0 | 9.6 | 11.8 | |
| P2O5 | 2.0 | 1.5 | 2.0 | |
| ZrO2 | 2.4 | 0.4 | - | |
| Al2O3 | 7.0 | 9.6 | 7.1 | |
| MgO | 1.0 | PbO = 2.3 | - | |
| ZnO | 7.0 | - | - | |
| SrO | 1.5 | |||
| BaO | 1.5 | |||
| Y2O3 | ||||
| WO3 | 0.5 | |||
| La2O3 | 0.5 | |||
| Bi2O3 | ||||
| K2O | 2.0 | 2.4 | 2.8 | |
| Na2O | ||||
| Sb2O3 | 0.2 | |||
| As2O3 | 0.5 | |||
| 핵형성온도 (℃) | 470 | 540 | 500 | |
| 결정화온도 (℃) | 720 | 800 | 850 | |
| 주결정결정입자 직경(평균) | α-크리스토발라이트SS ＜0.01㎛ | 2규산리튬1.5㎛ | 2규산리튬0.1㎛ | |
| α-석영 SS0.01㎛ | α-크리스토발라이트0.3㎛ | β-스포듀멘0.2㎛ | ||
| 평균 선팽창계수(x10-7/℃) | 94 | 48 | 49 | |
| 광선 투과율(%) | 97.0 | 74 | 60 | |
| 영율 (GPa) | 97 | 80 | 86 | |
| 굽힘강도 (MPa) | 600 | 180 | 200 | |
| 비커스 경도 | 750 | 800 | 850 | |
| 표면조도 Ra (Å) | 2.0 | 12 | 11 | |
| 비중 | 2.50 | 2.46 | 2.55 | |
| Li이온용출량 | (㎍/디스크) | 0.32 | 3.00 | 3.80 |
| (㎍/㎠) | 0.0047 | 0.0443 | 0.0562 |
표 1∼4에 나타낸 바와 같이, 본 발명과 종래의 Li2O-SiO2계 글라스 세라믹스의 비교예는 결정상이 상이하고, 본 발명의 글라스 세라믹스는 2규산리튬(Li2Si2O5)의 석출이 없으며, 어느 것이나 α-크리스토발라이트(α-SiO2), α-크리스토발라이트 고용체, α-석영(α-SiO2), α-석영 고용체 중에서 선택되는 적어도 1종 이상의 결정상을 함유한다. 또한 비교예 1의 글라스 세라믹스는 2규산리튬의 결정입자 직경(평균)이 1.5㎛, 비교예 2의 글라스 세라믹스는 β-스포듀멘의 결정입자 직경(평균)이 0.2㎛로서, 어느 것이나 비교적 큰 침상 내지 쌀알 형상이나, 이것은 더욱 평활성이 요구되는 상황에 비추어, 연마하여 만들어지는 표면조도나 결함에 영향을 주는 것으로, 비교예 1과 비교예 2의 글라스 세라믹스는 모두 표면조도 Ra가 11Å 이상이고, 평활성이 탁월한 표면특성(즉, 5Å 이하의 Ra)을 얻는 것이 곤란하다는 것을 나타낸다.
또한, 비교예 1 및 2의 평균 선팽창계수는 48x10-7/℃ 및 49x10-7/℃로 저팽창으로, 자기 정보기억 매체용 기판재로서 또는 광 필터용 재료로서 부적합하다.
상기 실시예에 의해 얻어진 글라스 세라믹스 상에 DC 스퍼터링 방법으로 Cr 중간층(80nm), Co-Cr 자성층(50nm), SiC 보호막(10nm)을 성막하였다. 다음에, 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether)계 윤활제(5nm)를 도포하여, 정보기억 매체를 얻었다. 이렇게 하여 얻어진 정보기억 매체는 그것의 양호한 표면조도에 의해 종래보다 헤드 부상 높이를 낮출 수 있고, 또한 램프로딩(ramp loading) 방식에 의해 헤드와 매체가 접촉상태에서의 입출력을 행하여도 헤드 또는 매체의 파손을 일으키지 않고 자기신호의 입출력을 행할 수 있다. 또한 본 발명의 정보기억 매체는 랜딩존(landing zone) 방식으로 행해지는 레이저텍스처에 있어서도 안정적인 표면 윤곽(surface contour)을 나타낼 수 있다.
상기 실시예에 의해 얻어진 글라스 세라믹스 기판에 스퍼터링 방법으로 유전체 다층막(예를 들면 TiO2/SiO2, Ta2O5/SiO2, Nb2O5/SiO2등)을 성막하고, 광 필터를 얻었다. 이렇게 하여 얻어진 광 필터는 투과광의 중심파장의 온도에 따른 변화가 현저히 저감될 수 있고, 그 파장의 분해능도 양호하였다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 상기 종래기술에 나타나는 결점을 해소하면서, 고기록밀도화에 대응한 헤드의 저부상화 또는 접촉을 가능하게 하는 원자 레벨의 초평활성을 가질 뿐 아니라, 글라스 내의 알칼리 성분을 가능한 한 저감시키는 동시에 알칼리 용출 및 연마가공시의 표면결함(피트)를 일으키기 쉬운 2규산리튬(Li2Si2O5) 결정의 석출을 억제한 정보기억 매체용 글라스 세라믹스, 및 초평활하여 가공시에 균열이나 치핑(chipping)을 발생시키기 어렵고, 파장 선택용 다층막과의 밀착성도 양호하며, 또한 이 다층막에 충분한 압축응력을 부여할 수 있는 광 필터용 글라스 세라믹스를 제공할 수 있다.
Claims (8)
- 주결정상(主結晶相)에 α-크리스토발라이트(cristobalite), α-크리스토발라이트 고용체(固溶體), α-석영, 및 α-석영 고용체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 함유하고,2규산리튬(Li2O·2SiO2), 규산리튬(Li2O·SiO2), β-스포듀멘(spodumene), β-유크립타이트(eucryptite), β-석영, 마이카 및 플루오로리히테라이트(fluorrichterite)를 실질적으로 함유하지 않고,Cr 성분 및 Mn 성분을 실질적으로 함유하지 않고,-50℃∼+70℃의 온도범위에서 평균 선팽창계수가 +65x10-7/℃∼+140x10-7/℃의 범위이며,주결정상의 평균 결정입자직경이 0.10㎛ 미만인글라스 세라믹스.
- 제1항에 있어서,80GPa 이상의 영율(Young's modulus)을 가지는 글라스 세라믹스.
- 제1항에 있어서,2.3∼2.7 범위의 비중을 가지는 글라스 세라믹스.
- 제1항에 있어서,두께 10mm의 상기 글라스 세라믹스 판에 대하여 파장 950∼1600nm 범위에서의 광선 투과율이 90% 이상인 글라스 세라믹스.
- 제1항에 있어서,250MPa 이상의 굽힘 강도(bending strength)를 가지는 글라스 세라믹스.
- 제1항에 있어서,600∼800 범위의 비커스 경도(Vickers hardness)를 가지는 글라스 세라믹스.
- 제1항에 있어서,산화물 기준 질량%로서 하기 조성의 각 성분을 함유하는 글라스 세라믹스:SiO265∼75%Li2O 4∼7% 미만K2O 0∼3%Na2O 0∼3%MgO+ZnO+SrO+BaO+CaO 2∼15%Y2O3+WO3+La2O3+Bi2O30∼3%SnO20∼3%P2O51∼2.5%ZrO22∼7%Al2O35∼9%Sb2O3+As2O30∼1%
- 제1항에 있어서,베이스 글라스를 400℃∼600℃ 범위의 온도에서 1∼7시간 열처리하여 핵형성(nucleation)을 행한 후, 추가로 650℃∼750℃ 범위의 온도에서 1∼7시간 열처리하여 결정성장(crystallization)시킴으로써 제조되는 글라스 세라믹스.
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| US6821653B2 (en) * | 2000-09-12 | 2004-11-23 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Magnetic recording medium, process for producing the same, and magnetic recording and reproducing apparatus |
| TW530166B (en) * | 2001-01-05 | 2003-05-01 | Schott Glass Tech Inc | Interference filter having a glass substrate |
| CN100482606C (zh) * | 2002-11-07 | 2009-04-29 | Hoya株式会社 | 信息记录介质用基板和信息记录介质及其制备方法 |
| CN1617347A (zh) * | 2003-04-09 | 2005-05-18 | Hoya株式会社 | 半导体封装窗用玻璃及所用玻璃窗及其制法和半导体封装 |
| WO2005009916A1 (en) * | 2003-07-28 | 2005-02-03 | Kabushiki Kaisha Ohara | Negative thermal expansion glass ceramic |
| US7488538B2 (en) * | 2005-08-08 | 2009-02-10 | Guardian Industries Corp. | Coated article including soda-lime-silica glass substrate with lithium and/or potassium to reduce sodium migration and/or improve surface stability and method of making same |
| US8115326B2 (en) * | 2006-11-30 | 2012-02-14 | Corning Incorporated | Flexible substrates having a thin-film barrier |
| JP4467597B2 (ja) | 2007-04-06 | 2010-05-26 | 株式会社オハラ | 無機組成物物品 |
| JP4755135B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2011-08-24 | 株式会社オハラ | 結晶化ガラス |
| JP5070006B2 (ja) * | 2007-11-02 | 2012-11-07 | 株式会社オハラ | 結晶化ガラス |
| US8133828B2 (en) * | 2008-05-13 | 2012-03-13 | The Ohio State University Research Foundation | Lanthanum oxide-doped glass-ceramics |
| JP4559523B2 (ja) * | 2009-02-24 | 2010-10-06 | 株式会社オハラ | 情報記録媒体用ガラス基板およびその製造方法 |
| KR101110824B1 (ko) * | 2009-07-29 | 2012-03-13 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | 태양전지 기판 및 태양전지 기판 제조 방법 |
| EP2314550A1 (fr) * | 2009-10-26 | 2011-04-27 | AGC Glass Europe | Materiau vitrocristallin silico-sodo-calcique |
| DE202009019061U1 (de) | 2009-12-23 | 2016-02-23 | Degudent Gmbh | Lithiummetasilicat-Glaskeramik und deren Verwendung |
| JP5009415B2 (ja) * | 2009-12-29 | 2012-08-22 | Ｈｏｙａ株式会社 | 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 |
| DE102010050275A1 (de) | 2010-11-02 | 2012-05-03 | Degudent Gmbh | Lithiumsilikat-Gläser oder -Glaskeramiken, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung |
| AU2012244543B2 (en) * | 2011-04-20 | 2015-10-01 | Straumann Holding Ag | Process for preparing a glass-ceramic body |
| KR20140077949A (ko) | 2011-10-14 | 2014-06-24 | 이보클라 비바덴트 아게 | 6가 금속 산화물을 포함하는 리튬 실리케이트 유리 세라믹 및 리튬 실리케이트 유리 |
| US9440878B2 (en) * | 2013-02-28 | 2016-09-13 | Corning Incorporated | Fusion formable lithium aluminosilicate glass ceramic |
| US10377661B2 (en) * | 2014-05-16 | 2019-08-13 | Ivoclar Vivadent Ag | Glass ceramic with SiO2 as the main crystalline phase |
| TWI678348B (zh) * | 2014-10-08 | 2019-12-01 | 美商康寧公司 | 具有葉長石及矽酸鋰結構的高強度玻璃陶瓷 |
| US10752536B2 (en) | 2014-10-30 | 2020-08-25 | Corning Incorporated | Glass-ceramic compositions and laminated glass articles incorporating the same |
| DE102015108169A1 (de) * | 2015-05-22 | 2016-11-24 | Degudent Gmbh | Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit eines aus Lithiumsilikat-Glaskeramik bestehenden Formkörpers |
| WO2017104514A1 (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 日本電気硝子株式会社 | 支持結晶化ガラス基板及びこれを用いた積層体 |
| CN105742056A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-07-06 | 桂林电子科技大学 | 一种高储能硼磷酸盐微晶玻璃介质材料及其制备方法 |
| JP2019521376A (ja) * | 2016-06-13 | 2019-07-25 | ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＶｉａｖｉ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ． | 保護コーティングを含む保護されたアイテム |
| JP6694074B2 (ja) | 2016-11-14 | 2020-05-13 | Hoya株式会社 | 磁気記録媒体基板用ガラス、磁気記録媒体基板、磁気記録媒体および磁気記録再生装置用ガラススペーサ |
| CN106892563A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-06-27 | 王月辉 | 一种光敏微晶玻璃壳的制备方法 |
| CN106830678A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-06-13 | 王月辉 | 一种光敏微晶玻璃手机壳的制备方法 |
| JP6999806B2 (ja) * | 2018-05-16 | 2022-01-19 | Hoya株式会社 | 磁気記録媒体基板、磁気記録媒体、磁気記録再生装置用ガラススペーサおよび磁気記録再生装置 |
| EP3936484B1 (en) * | 2019-03-06 | 2024-04-17 | Ohara, Inc. | Crystallized glass article |
| CN110104955B (zh) * | 2019-05-27 | 2021-12-17 | 重庆鑫景特种玻璃有限公司 | 一种化学强化的自结晶玻璃陶瓷及其制备方法 |
| WO2022050106A1 (ja) * | 2020-09-04 | 2022-03-10 | 株式会社 オハラ | 無機組成物物品 |
| CN112624619A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-04-09 | 内蒙古工业大学 | 利用沙漠风积沙合成的石英纳米晶微晶玻璃及其合成方法 |
| CN112939469B (zh) * | 2021-03-23 | 2022-03-08 | 成都光明光电股份有限公司 | 微晶玻璃和微晶玻璃制品 |
| CN115466039A (zh) * | 2021-06-11 | 2022-12-13 | 荣耀终端有限公司 | 曲面玻璃及其制备方法和电子设备 |
| CN115784616A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-14 | 常熟佳合显示科技有限公司 | 一种mas微晶玻璃及其制备方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6245411B1 (en) * | 1959-09-25 | 2001-06-12 | Kabushiki Kaisha Ohara | High rigidity glass-ceramic substrate for a magnetic information storage medium |
| US3873329A (en) * | 1973-07-02 | 1975-03-25 | Corning Glass Works | Glass-ceramic article |
| US4239521A (en) | 1975-03-19 | 1980-12-16 | Corning Glass Works | Spontaneously-formed alpha-quartz glass-ceramics |
| EP0729924B1 (en) * | 1993-05-19 | 2000-01-26 | Kabushiki Kaisha Ohara | Glass-ceramic for a magnetic disk substrate |
| US5476821A (en) * | 1994-11-01 | 1995-12-19 | Corning Incorporated | High modulus glass-ceramics containing fine grained spinel-type crystals |
| JP2736869B2 (ja) * | 1994-11-16 | 1998-04-02 | 株式会社オハラ | 磁気ディスク基板の製造方法 |
| US6191058B1 (en) * | 1996-02-02 | 2001-02-20 | Kabushiki Kaisha Ohara | Glass-ceramic substrate for a magnetic disk |
| TW366331B (en) * | 1996-02-02 | 1999-08-11 | Ohara Kk | A glass-ceramic substrate for a magnetic disk |
| EP0810586B1 (en) * | 1996-05-28 | 2006-03-01 | Kabushiki Kaisha Ohara | A glass-ceramic substrate for a magnetic information storage medium and a method for manufacturing the same |
| JP3416033B2 (ja) * | 1996-09-05 | 2003-06-16 | 株式会社オハラ | 磁気ヘッド用結晶化ガラス基板およびその製造方法 |
| US6120922A (en) * | 1997-04-28 | 2000-09-19 | Goto; Naoyuki | Glass-ceramic substrate for a magnetic information storage medium |
| US6383645B1 (en) * | 1998-03-23 | 2002-05-07 | Kabushiki Kaisha Ohara | Glass-ceramic substrate for an information storage medium |
| CA2328315A1 (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-18 | Linda R. Pinckney | Display panel backplate |
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