WO2013015223A1 - 結晶化ガラスおよび情報記録媒体用結晶化ガラス基板 - Google Patents

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WO2013015223A1
WO2013015223A1 PCT/JP2012/068490 JP2012068490W WO2013015223A1 WO 2013015223 A1 WO2013015223 A1 WO 2013015223A1 JP 2012068490 W JP2012068490 W JP 2012068490W WO 2013015223 A1 WO2013015223 A1 WO 2013015223A1
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crystallized glass
glass
component
information recording
substrate
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PCT/JP2012/068490
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俊剛 八木
山口　勝彦
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株式会社オハラ
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C10/00—Devitrified 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
    • C03C10/0036—Devitrified 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 containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
    • C03C10/0045—Devitrified 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 containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3 and MgO as main constituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C10/00—Devitrified 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
    • C03C10/0054—Devitrified 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 containing PbO, SnO2, B2O3
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/73—Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
    • G11B5/739—Magnetic recording media substrates
    • G11B5/73911—Inorganic substrates
    • G11B5/73921—Glass or ceramic substrates

Definitions

  • the present invention relates to a crystallized glass having extremely low specific gravity, high mechanical strength, and extremely smooth surface roughness after polishing.
  • the present invention also relates to a crystallized glass substrate for an information recording medium, which has physical properties necessary for a next-generation information recording medium substrate.
  • the “information recording medium” means a magnetic recording medium that can be used in hard disks for various electronic devices.
  • the substrate In order to cope with this, the adoption and mass production of the perpendicular magnetic recording system are being promoted.
  • the substrate is required to have higher levels of heat resistance, surface smoothness, and mechanical strength than conventional substrates.
  • the mechanical strength is mainly evaluated by Young's modulus, bending strength, and fracture toughness, and improvement of these properties is a problem.
  • the specific gravity of the substrate material is an important evaluation item in order to reduce the burden on the spindle motor and prevent the disk from being destroyed when dropped, and there is a strong demand for a low specific gravity of the substrate material.
  • Materials used for the information recording medium substrate include Al alloy, glass, and crystallized glass. Glass and crystallized glass are superior to Al alloys in terms of their high Vickers hardness, high Young's modulus, and high surface smoothness. in use.
  • Crystallized glass also called glass ceramics, is a material in which crystals are precipitated inside the glass by heating the glass, and is distinguished from an amorphous solid. If the glass is manufactured using a starting material, the crystallized glass includes 100% crystal. Crystallized glass can have physical properties that cannot be obtained with glass due to crystals dispersed inside. For example, crystallized glass due to mechanical strength such as Young's modulus and fracture toughness, characteristics to be etched against acidic and alkaline chemicals, thermal characteristics such as thermal expansion coefficient, increase and disappearance of glass transition temperature (improvement of heat resistance), etc. In addition, characteristics that cannot be realized with glass can be imparted. Similarly, crystallized glass can have different physical properties from ceramics obtained by sintering powder. Since crystallized glass is produced by precipitating crystals inside using glass as a starting material, unlike ceramics, a dense structure without voids can be obtained.
  • a direct pressing method which is a method of directly pressing molten glass into a disk shape.
  • arsenic and antimony components have been used as fining agents for removing bubbles from the molten glass.
  • these components have been restricted in use because they may adversely affect the human body and the environment. Therefore, components that replace arsenic and antimony components are being investigated as fining agents, but when other fining agents are used, reboiling occurs in the glass due to impact during direct pressing, and bubbles are formed inside the substrate after pressing. There was a problem of remaining.
  • Patent Document 1 discloses an information recording medium substrate made of crystallized glass having a garnite crystal phase. Although this has high fracture toughness, the surface roughness after polishing does not satisfy the next-generation required level. In addition, this information recording medium substrate has a low polishing rate because the surface hardness is too high, and the productivity is poor because a long time is required for polishing, so it can satisfy the low cost required in the market. Impossible. Furthermore, since this crystallized glass tends to cause rapid crystal precipitation when it is crystallized by heat-treating the original glass, it is very important to control the crystallinity and crystal grain size of the crystals that precipitate. It is difficult to.
  • Patent Document 2 discloses a glass ceramic containing a spinel-type compound as a crystal phase, but the melting temperature of the glass in these examples is as high as 1500 ° C. to 1650 ° C., and the maximum crystallization temperature is also 950 ° C. To 1000 ° C., it is poor in mass productivity. In addition, since the obtained surface roughness is Ra 5.3 mm, the desired surface properties cannot be satisfied.
  • An object of the present invention is to provide a crystallized glass and a crystallized glass substrate for an information recording medium that have various physical properties required for the next generation information recording medium substrate and have a very low specific gravity. It is another object of the present invention to provide a crystallized glass suitable for the direct press method without the occurrence of reboil at the time of direct press without substantially using an arsenic component or an antimony component.
  • RAl 2 O 4 , R 2 TiO 4 , where R is one or more selected from Zn, Mg, and Fe (hereinafter “spinel”).
  • spinel a crystallized glass having a crystal phase of a compound compound
  • the above-described problems are solved by defining the content and content ratio of specific components constituting the crystallized glass within a specific range. I found out. More specifically, the configuration of the present invention is as follows.
  • the description of “RAl 2 O 4 ” and “R 2 TiO 4 ” in this specification includes these solid solutions.
  • (Configuration 2) The crystallized glass is in mass% based on oxide, RO 5-20% (where R is one or more selected from Zn, Mg, Fe)
  • the crystallized glass according to Configuration 1, wherein (Configuration 3) The crystallized glass is in mass% based on oxide, ZrO 2 0-10% Li 2 O 0-4%, Na 2 O 0-10%, K 2 O 0-8%,
  • the crystallized glass according to Configuration 1 or 2 further comprising each component of: (Configuration 4)
  • (Configuration 5) A crystallized glass substrate for an information recording medium, using the crystallized glass according to any one of configurations 1 to 4.
  • (Configuration 6) The crystallized glass substrate for information recording medium according to Configuration 5, wherein a compressive stress layer is formed on one or both of an outer peripheral end surface and an inner peripheral end surface of the crystallized glass substrate for information recording medium.
  • (Configuration 7) 7. A configuration 5 or 6, wherein a compressive stress layer is formed on one or both of the two main surfaces of the crystallized glass substrate for information recording medium, and the depth of the compressive stress layer is less than 30 ⁇ m.
  • a crystallized glass substrate for information recording media (Configuration 8) An information recording medium using the crystallized glass substrate for an information recording medium according to any one of Structures 5 to 7.
  • Crystallized glass having a spinel compound or a solid solution thereof as a crystal phase has been proposed in the past as a material having high mechanical strength for use in information recording medium substrates and building materials. Conventionally, in order to have high mechanical strength, it was considered necessary to increase the crystallinity. Therefore, in the past proposed garnite-based crystallized glass, crystals are deposited to the extent that it does not transmit visible light, and its specific gravity is also high so as to exceed 3.0. It was not suitable for a substrate for recording media. Also, the surface properties after polishing did not meet the requirements for the next-generation information recording medium substrate.
  • the crystallized glass substrate developed by the present inventors and applied earlier was a substrate having excellent surface smoothness and high mechanical strength, but it was 2.69 even with the lowest specific gravity. . On the other hand, the demand for next-generation information recording medium substrates was even lower.
  • the present inventors By specifying the constituents of the crystallized glass, the present inventors have a very small specific gravity because the crystallites to be precipitated have a very fine particle size and the amount of crystallites precipitated is moderately suppressed. It has been found that a crystallized glass having high mechanical properties and high surface smoothness after polishing can be obtained.
  • the crystallized glass of the present invention When the crystallized glass of the present invention is observed with the naked eye, it has the same visible light transmittance as that of the glass before crystallization (mother glass), and the precipitated crystals are so fine that the difference cannot be clearly confirmed from the appearance. Yes, and crystallinity is low.
  • the values of Young's modulus and fracture toughness are achieved while achieving a very low specific gravity. It has been dramatically increased.
  • the crystallized glass of the present invention can easily obtain surface properties with a surface roughness Ra of less than 2 mm after polishing, and the processing efficiency in polishing is comparable to that of a glass material.
  • devitrification does not occur in the original glass at 1250 ° C., which is a temperature in the vicinity of 2.5 poise corresponding to the molding temperature.
  • the crystallized glass of the present invention is a material that is excellent in mass productivity because the crystal growth is extremely slow, and the amount of crystallites deposited and the crystal particle diameter to be precipitated can be easily controlled. I found.
  • the crystallized glass of the present invention has the requirements of fracture toughness, Young's modulus, Vickers hardness, and fracture toughness required as a next-generation information recording medium substrate while having a very low specific gravity of 2.67 or less. Can be satisfied. Moreover, since the crystallized glass of the present invention has good workability in polishing, the surface roughness Ra after polishing can be a value with a surface roughness Ra of less than 2%. Furthermore, it is possible to provide a crystallized glass that can be clarified while using no arsenic component or antimony component, and can suppress reboil generation when the direct press method is used.
  • the crystallized glass of the present invention has high visible light transmittance and high smoothness after polishing. Therefore, a substrate for a package housing a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS, an electronic component, or an optical device. Substrates suitable for microarrays for lens applications, substrates used for flat displays, etc., mask blank substrates used for the manufacture of transfer masks that serve as the base plate of semiconductor circuit patterns, mobile phones and PDAs (personal digital) It can also be used as a device substrate such as a cover substrate used for protecting a display screen of a portable terminal device such as an assistant or a watch cover substrate.
  • a device substrate such as a cover substrate used for protecting a display screen of a portable terminal device such as an assistant or a watch cover substrate.
  • FIG. 1 is a curve obtained by differential thermal analysis (DTA) of the crystallized glass described in Patent Document 1.
  • DTA differential thermal analysis
  • This is a curve having a shape that appears characteristically in crystallized glass having a conventional spinel compound as a main crystal.
  • the portion indicated by 21 indicates the glass transition point. From the curve of FIG. 1, it can be seen that the glass transition temperature of the original glass of Patent Document 1 is high. For this reason, when the original glass of Patent Document 1 is press-molded into a disk shape by the direct press method, the molding temperature of the glass at the time of pressing must be high enough to prevent devitrification.
  • the glass viscosity at the time of molding is significantly reduced, it is not easy to perform shear cutting and press to a thickness of 1 mm or less while ensuring high productivity (for example, a cycle time of 2 seconds or less).
  • the portions indicated by 22, 23 and 24 are the first crystallization peak, the second crystallization peak and the third crystallization peak, respectively. These peaks are characteristically rising rapidly. This means that once the crystal deposition starts, the crystal precipitates rapidly.
  • a crystallized glass having a spinel compound as a main crystal which has been proposed in the past, has a plurality of crystallization peaks and a sharp rise, so that only a desired crystal phase is precipitated and crystallized. It is very difficult to control the degree and crystal grain size with high reproducibility.
  • the heat treatment process for crystallization is performed in a tunnel-type crystallization furnace where raw glass placed on a heat-resistant mesh belt or roller is continuously applied. Done by moving. In such a crystallization furnace, detailed control of temperature conditions is difficult, and even if a small crystal grain size and low crystallinity can be achieved in a small laboratory furnace, these are reproduced in the actual manufacturing process.
  • the glass transition temperature of the original glass of the crystallized glass of the present invention is 650 ° C. to 690 ° C. obtained by differential thermal analysis (DTA), so that the glass transition temperature is lower than that of FIG. That is, since the crystallized glass of the present invention has good elongation during pressing, high productivity (for example, a cycle time of 2 seconds or less) is ensured even when the original glass is pressed into a disk shape by the direct press method. However, it can be easily pressed to a thickness of 1 mm or less.
  • the crystallized glass of the present invention has only one crystallized peak obtained by differential thermal analysis (DTA), its rise is gradual, the peak is low, and it is in a wide temperature range.
  • the crystallized glass of the present invention can easily precipitate fine crystals with a low crystallinity. This effect is easily obtained by comprehensively adjusting the content ratio of each component constituting the crystallized glass of the present invention, and in particular, one or more selected from B 2 O 3 component and P 2 O 5 component By containing the component, it becomes easier to obtain.
  • the crystallized glass of the present invention contains one or more selected from RAl 2 O 4 and R 2 TiO 4 (where R is one or more selected from Zn, Mg, and Fe) as a crystal phase.
  • the crystallized glass containing these as crystal phases can provide excellent mechanical strength because the crystal has a spinel structure, so that the surface smoothness required for next-generation information recording media substrates
  • the mechanical strength such as specific gravity and Young's modulus, Vickers hardness and fracture toughness can be obtained in a well-balanced manner.
  • the average crystal grain size of the precipitated crystals is preferably 0.5 nm to 20 nm, more preferably 0.5 nm to 15 nm, in order to easily obtain the above effect. Most preferred is 5 nm to 10 nm.
  • the maximum grain size of the crystal phase is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less, and most preferably 15 ⁇ m or less.
  • the “crystal phase” can be determined from the angle of a peak appearing in XRD diffraction (X-ray diffraction).
  • X-ray diffraction X-ray diffraction
  • the peaks of garnite (ZnAl 2 O 4 ) and spinel (MgAl 2 O 4 ) appear at the same angle, it is difficult to distinguish between them, but they can be identified by TEMDX.
  • both are spinel crystals the effects of the present invention can be obtained if they have the structure of RAl 2 O 4 . The same applies to R 2 TiO 4 .
  • the “average crystal grain size” is obtained by acquiring an image of an arbitrary part at a magnification of 100,000 to 3000,000 with a TEM (transmission electron microscope), and expressing the crystals appearing in the obtained image with two parallel straight lines. The average value of the longest distance when sandwiched. At this time, the n number is 30.
  • “Maximum crystal grain size” is obtained by acquiring an image of an arbitrary part at a magnification of 100,000 to 3000,000 with a TEM (transmission electron microscope), and expressing the crystal appearing in the obtained image with two parallel straight lines. The maximum value of the longest distance when sandwiched. At this time, the n number is 30.
  • the crystallized glass of the present invention does not contain forsterite (Mg 2 SiO 4 ), enstatite (MgSiO 3 ), and solid solutions thereof, which are crystals that deteriorate the polishing processability and lower the chemical durability. preferable.
  • the crystallized glass of the present invention does not contain ⁇ -quartz, ⁇ -eucryptite, ⁇ -cristobalite, and solid solutions thereof because an appropriate thermal expansion coefficient as an information recording medium substrate cannot be obtained. preferable.
  • the Young's modulus of the crystallized glass of the present invention is preferably 85 GPa or more, more preferably 88 GPa or more, and most preferably 90 GPa or more. In the crystallized glass of the present invention, Young's modulus in the above range can be obtained.
  • the specific gravity of the crystallized glass of the present invention is preferably 2.67 or less, more preferably 2.66 or less, and most preferably 2.65 or less.
  • the specific gravity of the crystallized glass of the present invention is preferably 2.42 or more. The crystallized glass of the present invention can obtain a specific gravity in the above range.
  • the value expressed by Young's modulus [GPa] / specific gravity (specific elastic modulus) is preferably 31.4 or more, more preferably 32.0 or more, and 33 or more. Is most preferred.
  • an upper limit value is not particularly defined.
  • the crystallized glass of the present invention can obtain a specific modulus higher than the above-mentioned value.
  • the fracture toughness value K 1C is preferably 1.0 or more, more preferably 1.1 or more, and most preferably 1.2 or more, because it can be applied as a next-generation information recording medium substrate.
  • the crystallized glass of the present invention has a fracture toughness equal to or greater than this value.
  • each composition component which comprises crystallized glass of this invention when there is no description in particular, content of each component is shown by the mass% of an oxide basis.
  • the “oxide standard” is assumed that oxides and carbonates used as raw materials of the constituent components of the crystallized glass of the present invention are all decomposed at the time of melting and changed to the indicated oxides.
  • This is a method of expressing the composition of each component contained in the crystallized glass, and the amount of each component contained in the crystallized glass is expressed with the total mass of the generated oxide as 100% by mass.
  • Fe oxides include FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 and the like. In this way, a component having several chemical formulas is converted into one chemical formula described in the present invention depending on the valence of the cation. In this example, this specification converts the oxide of Fe as FeO.
  • the SiO 2 component is an essential component for forming a glass network structure and achieving an improvement in chemical stability and a reduction in specific gravity. If the amount is less than 40%, the obtained glass has poor chemical durability, and the specific gravity tends to increase as the content of other components increases.
  • the lower limit of the content of the SiO 2 component is preferably 40%, more preferably 43%, and preferably 45%. On the other hand, if it exceeds 60%, dissolution and press molding tend to be difficult as the viscosity increases, and the homogeneity and clarification effect of the material tend to be lowered.
  • the upper limit of the content of the SiO 2 component is preferably 60%, more preferably 59%, and most preferably 58%.
  • the Al 2 O 3 component is one of the components that form a glass network structure similar to SiO 2 and form a crystalline phase by heat treatment of the raw glass, contributing to stabilization of the raw glass and improvement of chemical durability. However, if its amount is less than 7%, its effect is poor. In order to stabilize the glass, improve the chemical durability, and lower the specific gravity, the lower limit of the content of the Al 2 O 3 component is preferably 7%, more preferably 9%, and most preferably 11%. On the other hand, if it exceeds 23%, the solubility, moldability, and devitrification resistance deteriorate, the homogeneity and clarification effect tend to be reduced, and the balance with other components is lost. I can't.
  • the Al 2 O 3 component exceeds 25%, high mechanical strength cannot be obtained.
  • the upper limit of the content of the Al 2 O 3 component is 23%, more preferably 22%, and 20% Most preferred.
  • the total content (mass%) of the SiO 2 component and Al 2 O 3 component 63% or more, it becomes easy to obtain crystallized glass having a low specific gravity.
  • the total is more preferably 64% or more, and most preferably 65% or more. If the total exceeds 80%, the solubility and moldability deteriorate, so the upper limit of the total is preferably 80%.
  • the MgO component is one of the components constituting the crystal phase by heat treatment of the original glass.
  • the MgO component is a component that contributes to lowering the specific gravity of the crystallized glass and improving the Young's modulus, and is an essential component that is also effective for lowering the viscosity of the glass.
  • the lower limit of the content is 1%, more preferably 2%, and most preferably 4%.
  • the upper limit of the content of these components needs to be 20%, more preferably 18%, and most preferably 15%.
  • the CaO component is a component that contributes to lowering the specific gravity of the glass and improving the Young's modulus, and is effective for lowering the viscosity of the glass, so it can be added as an optional component.
  • the upper limit of the content of this component is preferably 10%, more preferably 9%, and most preferably 7%.
  • the BaO component and the SrO component are effective components for lowering the viscosity of the original glass and improving the chemical durability and mechanical strength of the crystallized glass, but the specific gravity of the glass is higher than that of the MgO or CaO component. Therefore, the upper limit of each content is preferably 5%, more preferably 4%, and most preferably 3%.
  • the ZnO component is one of the components that constitute the crystal phase by heat treatment of the original glass, and is an optional component that contributes to the improvement of the Young's modulus of the crystallized glass and is effective for reducing the viscosity of the glass.
  • the content of the ZnO component is more preferably 1% or more, and most preferably 2% or more.
  • the content of the ZnO component is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and most preferably 9% or less.
  • the FeO component is one of the components constituting the crystal phase by heat treatment of the original glass. It is also a component that acts as a fining agent. On the other hand, it is a component that causes platinum used in the glass melting apparatus to be alloyed. Therefore, in order to prevent this, the upper limit of the content of the FeO component is preferably 8%, more preferably 6%, and most preferably 4%.
  • the condition is the value of the ratio of the total content (mass%) of the MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO and FeO components to the total content (mass%) of the SiO 2 and Al 2 O 3 components,
  • the value of (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO + FeO) / (SiO 2 + Al 2 O 3 ) is 0.25 or less, and the value of the ratio of the total content (mass%) of the ZnO component and FeO component to the content (mass%) of the MgO component That is, the value of (ZnO + FeO) / MgO is set to 0.9 or less.
  • the value of (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO + FeO) / (SiO 2 + Al 2 O 3 ) is more preferably 0.22 or less and most preferably 0.20 or less in order to reduce the specific gravity of the crystallized glass. The lower the value of this ratio, the better. However, in order to maintain the precipitation of the crystal phase and make the viscosity of the raw glass suitable for direct pressing, the lower limit is preferably 0.09.
  • the value of (ZnO + FeO) / MgO is more preferably 0.8 or less, and most preferably 0.7 or less, in order to reduce the specific gravity of the crystallized glass.
  • the lower the ratio the better.
  • the lower limit may be 0, but 0.2 is preferable and 0.4 is most preferable for stable precipitation of desired crystals.
  • the RO component (where R is one or more selected from Zn, Mg, and Fe) is a component that constitutes the crystal phase, and is also a component that contributes to the stabilization of the original glass. ) Is small, the viscosity of the original glass becomes high, so mass productivity is impaired. In addition, the desired crystal phase cannot be obtained. Therefore, the lower limit of the total content of RO components is preferably 5%, more preferably 6%, and most preferably 7%. On the other hand, when the total amount of RO components exceeds 20%, not only vitrification becomes difficult, but also precipitation of insoluble matter and increase in devitrification temperature are caused.
  • the upper limit of the total amount of RO components is preferably 20%, more preferably 19%, still more preferably 18%, and most preferably 16%.
  • the TiO 2 component plays a role of nucleation for precipitating the spinel compound, and is an essential component that contributes to improvement of Young's modulus, reduction of viscosity, and improvement of chemical durability of crystallized glass. Further, the TiO 2 component is one of the components constituting the R 2 TiO 4 crystal phase.
  • the refining effect of the original glass can be obtained by including the TiO 2 component without containing the refining components such as As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , CeO 2 , and SnO. Can be obtained.
  • the content of the TiO 2 component is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, and most preferably 2.8% or more. However, if the addition amount of this component exceeds 15%, the specific gravity value of the glass becomes high and vitrification becomes difficult. Therefore, the upper limit of the content of the TiO 2 component is preferably 15%, more preferably 10%. 8% is most preferable.
  • the ZrO 2 component also plays a role of forming a nucleus for precipitating a crystal phase. Further, ZrO 2 component, improve the Young's modulus of the glass, to contribute to improving the chemical durability it can be added in any. If the amount of this component exceeds 10%, unmelted or ZrSiO 4 (zircon) is likely to be generated when the glass is melted, and the glass specific gravity increases. Therefore, the upper limit of the content of the ZrO 2 component is preferably 10%, more preferably 6%, and most preferably 3%.
  • the B 2 O 3 component contributes to lowering the viscosity of the glass and improves the solubility and moldability, so it can be added as an optional component. Furthermore, since the B 2 O 3 component can suppress excessive crystal growth from the inside of the glass, a desired crystal phase can be uniformly precipitated as fine particles on the order of several microns inside the glass. Therefore, it is preferable to contain B 2 O 3 component. In this case, the content is more preferably 0.5% or more, and most preferably 1.0% or more. However, when this component is 8% or more, it becomes difficult to satisfy the mechanical properties, and the precipitation of desired crystals is excessively suppressed. In addition, since the original glass is likely to undergo phase separation and vitrification is difficult, the content of the B 2 O 3 component is preferably less than 8%. A more preferred upper limit is 6%.
  • the P 2 O 5 component Since the P 2 O 5 component has an effect of suppressing the progress of cracks in the crystallized glass, it can contribute to an increase in Vickers hardness. And, it is possible to further improve the meltability and clarifying of the raw glass by coexistence with SiO 2 contributes to lower the viscosity. Further, since excessive crystal growth from the inside of the glass can be suppressed, a desired crystal phase can be uniformly deposited as fine particles on the order of several microns inside the glass. In order to obtain these effects, the P 2 O 5 component can be optionally contained. The content is more preferably 0.2% or more, and most preferably 0.4% or more. However, when this component is added excessively, it becomes difficult to vitrify, and devitrification and phase separation tend to occur. Therefore, the upper limit of the content of the P 2 O 5 component is preferably 7%, more preferably 5%, and most preferably 3%.
  • the R ′ 2 O component (where R is one or more selected from Li, Na, and K) is a component that brings about low viscosity of glass, improved formability, and improved homogeneity, and can be optionally contained.
  • R ′ 2 O component after the substrate is formed, the alkali metal ions on the surface are exchanged, a compressive stress layer is formed on the surface, and the mechanical strength can be improved.
  • the content of the R ′ 2 O component total of each component of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O
  • the lower limit of the content of the R ′ 2 O component is more preferably 2%, and most preferably 1%.
  • the upper limit of the content of the R ′ 2 O component is preferably 10%, more preferably 9%, still more preferably 8%, and most preferably 7%.
  • the Li 2 O component can be optionally contained, but if it is contained in a large amount, it becomes difficult to obtain a desired crystal phase, and elution to the surface becomes remarkable. Therefore, the upper limit is preferably 4%, more preferably 1.5%, and most preferably not included.
  • the Na 2 O component can be optionally contained, but if it is contained in a large amount, it becomes difficult to obtain a desired crystal phase. Therefore, the upper limit is preferably 10%, more preferably 9%, and most preferably 8%.
  • the Na 2 O component is a component that hardly causes adverse effects such as excessive precipitation of crystals when a desired crystal phase is precipitated, as compared with other alkali metal components.
  • the Na 2 O component is contained in the crystallized glass, and Na + ions in the crystallized glass are exchanged with K + ions. It is effective. Accordingly, when chemical strengthening by ion exchange is performed, the Na 2 O component is preferably contained in the crystallized glass in an amount exceeding 2%, and more preferably 3% or more.
  • K 2 O component is a component which can optionally contain, for large amounts desired crystal phase to be contained is difficult to obtain, may not include.
  • R ′ 2 O component it is preferable to contain it within a range where a desired crystal phase is precipitated, and the upper limit thereof is preferably 8%, more preferably 7%, and most preferably 5%.
  • the Cs 2 O component is preferably not included because the raw material cost is high, the ionic radius is large, and chemical strengthening is difficult.
  • the crystallized glass of the present invention can obtain a high clarification effect by containing one or more components selected from the SnO 2 component and the CeO 2 component as the main clarification component.
  • the lower limit of the total content of SnO 2 component, CeO 2 component, or both on the basis of oxide is preferably 0.01%, more preferably 0.1%, 0.15 % Is most preferred.
  • the upper limit of the content is preferably 1%, more preferably 0.7%, and most preferably 0.5%.
  • the crystallized glass of the present invention can obtain a sufficient clarification effect even with a TiO 2 component due to its chemical composition characteristics. Therefore, even if SnO 2 , CeO 2 or the like is not contained as a clarification component. Good. In recent years, the price of CeO 2 components has risen, and the effect of suppressing the production cost of crystallized glass can be obtained by not containing these components.
  • the glass of the present invention can obtain a clarification effect even if it does not contain an As 2 O 3 component or an Sb 2 O 3 component, and when these components and the clarifier component of the present application are added, the clarifier is clarified with each other. The effect will be offset. Further, it is preferable that the PbO component is not included because it is harmful to the environment and the specific gravity of the glass increases. Even if the glass of the present invention does not contain a PbO component, excessive precipitation of crystals can be prevented, and the meltability and glass stability during molding can be improved.
  • Gd 2 O 3 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ga 2 O 3 , WO 3 , Ta 2 O 5 , and Bi 2 O 3 components reduce glass viscosity and improve Young's modulus Since it contributes to the improvement of the mechanical properties and the heat resistance, it can be added as an optional component. However, an increase in the amount added causes an increase in specific gravity and an increase in raw material cost. Therefore, the upper limit of the total amount of one or more of these components is sufficient as 5%, and if the total amount exceeds 5%, the desired specific gravity and Young's modulus cannot be satisfied.
  • the upper limit of the total amount of these components is preferably 5%, more preferably 3%, but most preferably not containing these components.
  • Components such as V, Cu, Mn, Cr, Co, Mo, Ni, Te, Pr, Nd, Er, Eu, Sm and the like used as the coloring component of the glass are based on the fluorescence characteristics resulting from these components, It can be added for the purpose of discriminating the type of glass and preventing mixing with other types of glass in a factory or the like.
  • these components cause an increase in specific gravity, an increase in raw material costs, and a decrease in glass forming ability. Therefore, the total amount of one or more of these components is sufficient up to 5%.
  • the upper limit of the total amount of these components is preferably 5% on the oxide basis, more preferably 3%, and when there is no purpose of coloring, it is most preferable that these components are not included.
  • the mechanical strength of the substrate can be increased by forming a compressive stress layer on the surface of the substrate after polishing or in the middle of the polishing process.
  • higher mechanical strength can be obtained by forming the compressive stress layer on the surface layer in addition to the high mechanical properties before forming the compressive stress layer by the precipitated crystals.
  • a method for forming the compressive stress layer for example, there is a chemical strengthening method in which an exchange reaction is performed with an alkali component having a larger ionic radius than the alkali component present in the surface layer of the crystallized glass substrate before forming the compressive stress layer.
  • a thermal strengthening method in which the crystallized glass substrate is heated and then rapidly cooled, and an ion implantation method in which ions are implanted into the surface layer of the crystallized glass substrate.
  • the chemical strengthening method can be performed, for example, in the following steps.
  • the crystallized glass substrate is immersed in a salt containing potassium or sodium, for example, potassium nitrate (KNO 3 ), sodium nitrate (NaNO 3 ) or a complex salt thereof heated to 300 to 600 ° C. for 0.1 to 12 hours.
  • a lithium component (Li + ion) or sodium component (Na + ion) existing in the glass phase near the substrate surface and a sodium component (Na + ion) or potassium component that is an alkali component having an ionic radius larger than these components.
  • the exchange reaction with (K + ions) proceeds.
  • a compressive stress is generated in the glass substrate surface layer.
  • the crystallized glass of the present invention can obtain sufficient mechanical strength even when the depth of the compressive stress layer on the main surface formed by chemical strengthening is less than 30 ⁇ m, and can substantially maintain the strength up to 15 ⁇ m.
  • a glass surface stress meter is a device that measures the depth and stress value of surface stress using the photoelastic effect by propagating light along the surface of glass.
  • a glass surface stress meter FSM-6000LE manufactured by Luceo Co., Ltd. can be used.
  • the heat strengthening method is not particularly limited, but, for example, by heating the crystallized glass substrate to 300 ° C. to 600 ° C. and then performing rapid cooling such as water cooling and / or air cooling, the temperature difference between the surface of the glass substrate and the internal temperature.
  • rapid cooling such as water cooling and / or air cooling
  • the method of forming a compressive stress layer is mentioned.
  • a compression stress layer can be formed more effectively by combining with the above-mentioned chemical treatment method.
  • the crystallized glass and the crystallized glass substrate for information recording medium of the present invention are specifically produced by the following method.
  • raw materials such as oxides, carbonates, and nitrates are mixed so as to contain the glass components in the composition range described above, and the glass melt is used by using a normal melting apparatus using a crucible such as platinum or quartz. Dissolves at a temperature of 1.5 to 3.0 dPa ⁇ s.
  • the temperature of the glass melt is raised to a temperature at which the viscosity becomes 1.0 to 2.3 dPa ⁇ s, preferably 1.2 to 2.2 dPa ⁇ s, and bubbles are generated in the glass melt. This improves the homogeneity of the melt by causing a stirring effect.
  • the temperature of the glass melt is lowered to a temperature at which the viscosity becomes 1.8 to 2.6 dPa ⁇ s, preferably 2.0 to 2.5 dPa ⁇ s, and the foam generated inside the glass is eliminated. And clarification and then maintain this temperature.
  • the cast glass obtained is cast and molded into a mold or the like so as to have a desired shape.
  • the molten glass When manufacturing the substrate for information recording media, it is preferable to mold the molten glass by the following method.
  • the molten glass produced under the above conditions is dropped onto the lower mold, and the molten glass is pressed (direct press) with the upper mold and the lower mold to form a disk having a thickness of about 0.7 mm to 1.2 mm.
  • the upper mold temperature is set to 300 ⁇ 100 ° C., preferably 300 ⁇ 50 ° C.
  • the lower mold temperature is set to Tg ⁇ 50 ° C., preferably Tg ⁇ 30 ° C. of the glass.
  • the temperature of the glass outlet pipe for guiding the molten glass from the crucible to the press-molded shape is set to a temperature at which the viscosity of the glass is 2.0 to 2.6 dPa ⁇ s, preferably 2.1 to 2.5 dPa ⁇ s. Then, a predetermined amount of molten glass is dropped on the lower mold, and the upper mold and the lower mold are brought close to each other and pressed to obtain a disk-shaped glass molded body. In manufacturing information recording medium substrates, cost reduction per sheet is required, so the press speed is 150 to 700 mm / sec, and the cycle time (the time from the start of pressing to the start of the next press) is 1 to 2 sec. Press.
  • a substrate for an information recording medium can also be manufactured by a method of slicing a glass body formed into a columnar shape or a method of cutting out a glass sheet produced by a float method into a circle.
  • production by direct press is most preferable.
  • the obtained disk-shaped glass is heat-treated, and crystals are uniformly deposited inside the glass.
  • This heat treatment is preferably performed at a two-stage temperature. That is, a nucleation step is first performed by heat treatment at a first temperature, and after this nucleation step, a crystal growth step is performed by heat treatment at a second temperature higher than the nucleation step. Alternatively, the nucleation step and the crystal growth step may be performed continuously by performing heat treatment only at the second temperature. In this crystallization process, disk-shaped ceramic setters and disk-shaped glass are alternately stacked so that the disk-shaped glass is sandwiched between setters (the number of setters is the number of glasses + 1). Since it can improve, it is preferable.
  • preferable heat treatment conditions are as follows.
  • the maximum temperature of the first heat treatment is preferably 650 ° C. to 750 ° C.
  • the first heat treatment may be omitted.
  • the maximum temperature of the second stage heat treatment is preferably 670 ° C. to 850 ° C.
  • the holding time of the first temperature is preferably 0 minutes to 300 minutes, and most preferably 0 minutes to 180 minutes.
  • the holding time of the second temperature is preferably 60 minutes to 600 minutes, and most preferably 120 minutes to 420 minutes.
  • the rate of temperature rise to the first temperature is preferably 10 ° C./min to 200 ° C./min.
  • the rate of temperature increase from the first temperature to the second temperature is preferably 5 ° C./min to 100 ° C./min. The same applies to the rate of temperature increase when heat treatment is performed only at the second temperature.
  • the temperature is preferably lowered at 10 ° C./h to 50 ° C./h, more preferably at 10 ° C./h to 30 ° C./h.
  • the crystallized glass obtained by the heat treatment was subjected to shape processing such as perforation processing in the central portion, end surface grinding processing of the outer peripheral portion and inner peripheral portion, and end surface polishing processing of the outer peripheral portion and inner peripheral portion. Later, it is preferable to perform grinding (lapping) and polishing (polishing) of the main surface by a known method using a double-sided processing machine or the like.
  • grinding (lapping) and polishing (polishing) of the main surface by a known method using a double-sided processing machine or the like.
  • the conventional crystallized glass with garnite as the crystal phase since the hardness is high, when the main surface is mirror-finished, it is necessary to use free abrasive grains having high hardness such as zirconia, alumina, diamond abrasive grains, Processing time also took a long time.
  • the crystallized glass substrate of the present invention can be polished by using inexpensive free abrasive grains such as zircon (ZrSiO 4 ) in addition to conventionally known free abrasive grains such as colloidal silica and cerium oxide, and the processing time. Is a short time (30 to 90 minutes).
  • the crystallized glass of the present invention can obtain a surface property of 2 mm or less in Ra by using a currently established processing method such as polishing. Further, even when the substrate is washed with an acid or alkali such as hydrofluoric acid in order to remove the residual abrasive during polishing, it is possible to maintain a surface property of 2 mm or less in Ra.
  • the raw materials After mixing raw materials consisting of oxides and carbonates and using a platinum crucible, the raw materials are sufficiently melted at a temperature of about 1250 to 1450 ° C. so that no undissolved residue is generated in the raw material batch, and then about 1350
  • the temperature was lowered to 1,450 to 1,250 ° C., and the bubbles generated in the glass were defoamed and clarified.
  • the upper mold temperature is set to 300 ⁇ 100 ° C. and the lower mold temperature is set to Tg ⁇ 50 ° C. And cooled to obtain a glass molded body. 100 sheets of one composition were press-molded.
  • the surface roughness Ra (arithmetic mean roughness) of the substrate was all 2 mm or less.
  • the surface roughness Ra (arithmetic average roughness) was measured with an atomic force microscope (AFM).
  • Tables 1 to 9 show the composition (mass%) of the crystallized glass of Examples 1 to 43, the specific gravity after crystallization [ ⁇ ], the Vickers hardness [Hv], the Young's modulus [E], and the average crystal grain size (nm). ), The maximum crystal grain size (nm) and the surface roughness Ra ( ⁇ ) after polishing.
  • the value of each physical property is a value obtained by arbitrarily extracting one from a plurality of prepared samples.
  • the ratio of (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO + FeO) / (SiO 2 + Al 2 O 3 ) was designated as “ratio A”
  • the ratio of (ZnO + FeO) / MgO was designated as “ratio B”.
  • the specific gravity of the crystallized glass was measured using the Archimedes method, and the Young's modulus was measured using the ultrasonic method. Vickers hardness is obtained by dividing the load (N) when a pyramid-shaped depression is made on the test surface using a diamond square cone indenter with a facing angle of 136 ° by the surface area (mm 2 ) calculated from the length of the depression. The value is shown. Using a micro hardness tester MVK-E manufactured by Akashi Seisakusho Co., Ltd., the test load was 4.90 (N) and the holding time was 15 (seconds).
  • the fracture toughness (K 1C ) of Example 2 was 1.6.
  • the fracture toughness (K 1C ) of Example 19 was 1.9. It was 13 mass% when the crystallinity degree of Example 3 was measured using the Rietveld method.
  • Substrates for information recording media are made by heat-treating glass produced by the direct press method, then drilling the center part, grinding and polishing processes on the inner and outer periphery, and grinding and polishing processes on both sides Through this process, the magnetic film, the base film, and the like are in a state before being formed.
  • the substrate may be subjected to a strengthening process for forming a compressive stress layer.
  • this enhancement process (1) When performing a strengthening process on the substrate before the main surface grinding process (2) When performing a strengthening process after the main surface grinding process is completed, and then performing a polishing process (3) Multiple polishing processes When strengthening is performed in the meantime (4)
  • the compressive stress layer formed on the main surface may be entirely removed by grinding or polishing the main surface, and the compressive stress layer may be formed only on the end portion (inner and outer periphery) of the substrate.
  • the ring bending strength is a bending measured by a concentric bending method in which a thin disk sample having a diameter of 65 mm and a thickness of 0.8 mm is prepared, and the strength of the disk sample is measured with a circular support ring and a load ring. It is strength. It was also confirmed that the fracture toughness (K 1C ) was improved to 2.3.
  • Example 45 The 2.5-inch polished information recording medium substrate (65 ⁇ ⁇ 0.8 mmt) of Example 28 was immersed in 400 ° C. potassium nitrate (KNO 3 ) for 0.5 hour, and a compressive stress layer having a depth of 5 ⁇ m on the surface. Formed. It was confirmed that the ring bending strength of this substrate was improved four times that before the compression stress layer was formed (470 MPa). It was also confirmed that the fracture toughness (K 1C ) was improved to 2.4.
  • KNO 3 potassium nitrate
  • Example 46 The 2.5-inch polished information recording medium substrate (65 ⁇ ⁇ 0.8 mmt) of Example 3 was heated to 300 ° C. to 600 ° C. and then rapidly cooled by an air cooling method to form a compressive stress layer on the surface. This substrate was confirmed to have improved ring bending strength and fracture toughness (K 1C ).
  • Example 47 The glass molded body after the heat treatment of Example 3 was sequentially processed, and after completion of the first stage polishing on the main surface, it was immersed in 530 ° C. potassium nitrate (KNO 3 ) for 1 hour, and a compressive stress layer was formed on the surface. Formed. Thereafter, the substrate was washed with an alkaline aqueous solution having a pH of 10 and subjected to a second stage polishing to produce an information recording medium substrate. When the compressive stress layer after completion of the second stage polishing was measured with a glass surface stress meter, the depth of the compressive stress layer was 8 ⁇ m and the compressive stress value was 320 MPa. It was confirmed that the ring bending strength of this substrate was improved by 3 to 5 times that when the compressive stress layer was not formed (480 MPa). Further, it was confirmed that the fracture toughness (K 1C ) of this substrate was improved to 2.4.
  • KNO 3 potassium nitrate
  • Example 48 The glass molded body after the heat treatment of Example 2 was sequentially processed, and after the grinding process of the main surface was completed, it was immersed in 570 ° C. potassium nitrate (KNO 3 ) for 2 hours to form a compressive stress layer on the surface. Thereafter, the substrate was washed with an alkaline aqueous solution having a pH of 10 and subjected to first and second stages of polishing to produce an information recording medium substrate.
  • the compressive stress layer after the polishing of the second stage was measured with a glass surface stress meter, the depth of the compressive stress layer was 5 ⁇ m and the compressive stress value was 110 MPa. It was confirmed that the ring bending strength of this substrate was improved to twice that before formation of the compressive stress layer (470 MPa). Further, it was confirmed that the fracture toughness (K 1C ) of this substrate was 1.9.
  • Example 50 In addition, a chromium alloy underlayer and a cobalt alloy magnetic layer are formed on the substrate obtained by the above-described embodiment by a DC sputtering method, a diamond-like carbon layer is formed, and then a perfluoropolyether lubricant is applied. Thus, an information magnetic recording medium was obtained.
  • the substrate such as the magnetic recording medium substrate of the present invention can increase the surface recording density, and even if the substrate itself is rotated at a high speed in order to improve the recording density, there is no occurrence of bending or deformation. Vibration due to rotation can be reduced, and the number of data reading errors (TMR) due to vibration and deflection can be reduced. In addition, because of its excellent impact resistance, head crashes and substrate damage are unlikely to occur, especially when used as an information recording medium for mobile applications. As a result, excellent stable operation and magnetic recording / reproduction characteristics Can be shown.

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Abstract

次世代の情報記録媒体基板用途として要求される各種物性を備え、きわめて低い比重を有する結晶化ガラスおよび情報記録媒体用結晶化ガラス基板を提供する。 結晶化ガラスは、結晶相としてＲＡｌ２Ｏ４、Ｒ２ＴｉＯ４、(ただしＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｆｅから選択される１種類以上）から選ばれる一種以上を含有するものであり、酸化物基準の質量％で、ＳｉＯ２を４０％～６０％、Ａｌ２Ｏ３を７％～２３％、ＴｉＯ２を１～１５％、ＭｇＯを１％～２０％含有し、ＣａＯが０％～１０％、ＳｒＯが０％～５％、ＢａＯが０％～５％、ＺｎＯが０％～１５％、ＦｅＯが０％～８％、Ｐ２Ｏ５が０％～７％、Ｂ２Ｏ３が０％以上８％未満であり、（ＭｇＯ+ＣａＯ+ＳｒＯ+ＢａＯ+ＺｎＯ+ＦｅＯ）／（ＳｉＯ２+Ａｌ２Ｏ３）の値が０．２５以下、(ＺｎＯ＋ＦｅＯ)／ＭｇＯの値が０以上０．９以下、比重が２．６７以下である。

Description

結晶化ガラスおよび情報記録媒体用結晶化ガラス基板
　本発明は、きわめて低比重で機械的強度が高く、研磨後の表面粗度が極めてスムーズである結晶化ガラスに関する。また、次世代の情報記録媒体用基板に必要な物性を備える、情報記録媒体用結晶化ガラス基板に関する。
　尚、本発明において「情報記録媒体」とは、各種電子デバイス用ハードディスクにおいて使用可能な磁気記録媒体を意味する。
　近年、パーソナルコンピュータや各種電子デバイスでは、動画や音声等の大きなデータが扱われるようになっているため、大容量の情報記録装置が必要となっている。その結果、情報気記録媒体には、年々高記録密度化の要求が高まっている。
　これに対応するべく、垂直磁気記録方式の採用および量産化が進められている。
　垂直磁気記録方式では、従来の基板と比較して、耐熱性、表面の平滑性、機械的強度がより高いレベルで基板に求められている。機械的強度は、ヤング率、曲げ強度、および破壊靱性が主な評価項目であり、これらの特性の向上が課題となっている。
　また、スピンドルモーターへの負担を軽減し、落下時のディスクの破壊を防止するために、基板材料の比重が重要な評価項目になっており、基板材料の低比重化が強く要求されている。
　情報記録媒体用基板に用いられる材料としては、Ａｌ合金、ガラス、および結晶化ガラス等がある。ガラスおよび結晶化ガラスは、Ａｌ合金よりも、ビッカース硬度が高い点、ヤング率が高い点、および表面平滑性が高い点等で優位なため、動的な使用が想定される用途で、現在多く使用されている。
　結晶化ガラスとは、ガラスセラミックスとも呼ばれ、ガラスを加熱することでガラス内部に結晶を析出させた材料であり、非晶質固体とは区別される。ガラスを出発材料として製造したものであれば、１００％が結晶となったものも結晶化ガラスに含まれる。結晶化ガラスは、内部に分散している結晶によって、ガラスでは得られない物性を備える事ができる。例えば、ヤング率、破壊靱性等の機械的強度、酸性やアルカリ性の薬液に対する被エッチング特性、熱膨張係数等の熱的特性、ガラス転移温度の上昇および消失（耐熱性向上）等によって、結晶化ガラスに、ガラスでは実現しえない特性を付与することができる。
　同様に、結晶化ガラスは、紛体を焼結してなるセラミックスとも異なる物性を備えることができる。結晶化ガラスは、ガラスを出発材料として内部に結晶を析出させることにより製造されるため、セラミックスとは異なり、空孔の無い緻密な組織を得ることができる。
　しかし、現在使用されている結晶化ガラスでは、ガラス相に析出した結晶によって高い機械的強度が得られているが、その反面で、析出結晶とガラス相との間に加工差やエッチングレート差が生じてしまうため、次世代の基板に求められるＲａ＜２Åレベルの表面性状を充分に満足できない。
　また、ガラスは脆いため、基板表面の僅かな傷が起点となって基板の破損が発生しやすいという特性がある。
　特に、次世代のハードディスクに用いられる情報記録媒体用基板では、高記録密度化に伴って磁気ディスク回転速度が高速化する傾向にあるために、基板表面の僅かな傷を基点とする亀裂伝播に対する耐性である、破壊靭性が重要な評価項目となっている。すなわち、次世代のハードディスクに用いられる情報記録媒体用基板には、高い破壊靭性を有することが求められている。
　しかし、現在用いられているガラス基板でその要求を満たすことは容易ではなく、破壊靱性を向上するために、基板に２次的な強化処理、例えば、長時間の化学強化工程を施す必要がある。
　ガラス基板や結晶化ガラス基板の製造には、低コストでの製造が可能であるため、溶融ガラスを直接ディスクの形状にプレスする方法である、ダイレクトプレス法が多く用いられている。
　ガラスを溶融する際には、溶融ガラス中から泡を除くための清澄剤として、砒素やアンチモン成分が使用されていた。しかし、近年これらの成分は、人体および環境に対して悪影響を及ぼす恐れがあるために、使用が制限されている。
　そこで、ヒ素やアンチモン成分を代替する成分が清澄剤として検討されているが、他の清澄剤を使用した場合、ダイレクトプレス時の衝撃によってガラスにリボイルが生じ、プレス後の基板の内部に泡が残存するという問題があった。
　そこで、本発明者らは、これらの課題を解決するために、新規の情報記録媒体用結晶化ガラス基板を開発し、先に特許出願をした（特願２０１０－０５１２４２号）。この情報記録媒体用結晶化ガラス基板は、機械的強度や、研磨後の表面平滑性に優れたものであるが、次世代の情報記録媒体用基板として用いるには、さらなる低比重化が求められている。
　特許文献１には、ガーナイト結晶相を有する結晶化ガラスからなる情報記録媒体用基板が開示されている。これは、高い破壊靭性を有するものの、研磨後の表面粗度が次世代の要求レベルを満足するものではない。
　また、この情報記録媒体用基板は、表面硬度が高過ぎるために研磨レートが低く、研磨加工に長時間を要するために生産性が悪いため、市場で要求されている低いコストを満足することが不可能である。
　さらに、この結晶化ガラスは、原ガラスを熱処理して結晶化する際に、結晶の析出が急激に発生する傾向があるため、析出する結晶の結晶化度や結晶粒径を制御することが非常に困難である。
　特許文献２には、スピネル型化合物を結晶相として含有するガラスセラミックが開示されているが、これら実施例におけるガラスの溶融温度は１５００℃から１６５０℃と高く、かつ、最高結晶化温度も９５０℃から１０００℃の範囲であるため、量産性に乏しい。加えて、得られた表面粗さがＲａ５．３Åであるため、所望の表面性状を満足できない。
特開平０７－３００３４０号公報 特開平０９－７７５３１号公報
　本発明の目的は、次世代の情報記録媒体基板用途として要求される各種物性を備え、かつ、きわめて低い比重を有する、結晶化ガラスおよび情報記録媒体用結晶化ガラス基板を提供することにある。
　また、砒素成分やアンチモン成分を実質的に使用せずとも、ダイレクトプレス時のリボイルの発生がなく、ダイレクトプレス法に適した結晶化ガラスを提供することにある。
　本発明者らは、鋭意試験研究を重ねた結果、ＲＡｌ２Ｏ４、Ｒ２ＴｉＯ４、（ただしＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｆｅから選択される１種類以上）から選ばれる一種以上（以下「スピネル系化合物」ともいう）を結晶相とする結晶化ガラスにおいて、結晶化ガラスを構成する特定の成分について、その含有量および含有比率を特定の範囲内に規定することによって、上述の課題を解決することを見出した。
　より具体的には、本発明の構成は以下の通りである。
　なお、本明細書における「ＲＡｌ２Ｏ４」、「Ｒ２ＴｉＯ４」の表記には、これらの固溶体を含むものとする。
（構成１）
　結晶相としてＲＡｌ２Ｏ４、Ｒ２ＴｉＯ４（ただしＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｆｅから選択される１種類以上）から選ばれる一種以上を含有する結晶化ガラスであって、
　酸化物基準の質量％で、
　ＳｉＯ２　４０％～６０％、
　Ａｌ２Ｏ３　７％～２３％、
　ＴｉＯ２１～１５％、
　ＭｇＯ　１％～２０％、
の各成分を含有し、
　ＣａＯ　０％～１０％、
　ＳｒＯ　０％～５％、
　ＢａＯ　０％～５％、
　ＺｎＯ　０％～１５％、
　ＦｅＯ　０％～８％、
　Ｐ２Ｏ５　０％～７％、
　Ｂ２Ｏ３　０％以上８％未満、
であり、
（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ＋ＦｅＯ）／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）の値が０．２５以下、
（ＺｎＯ＋ＦｅＯ）／ＭｇＯの値が０以上０．９以下、
比重が２．６７以下であることを特徴とする結晶化ガラス。
（構成２）
　前記結晶化ガラスは、酸化物基準の質量％で、
　ＲＯ　５～２０％（ただしＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｆｅから選択される１種類以上）
である構成１に記載の結晶化ガラス。
（構成３）
　前記結晶化ガラスは、酸化物基準の質量％で、
　ＺｒＯ２　０～１０％
　Ｌｉ２Ｏ　０～４％、
　Ｎａ２Ｏ　０～１０％、
　Ｋ２Ｏ　０～８％、
の各成分をさらに含有する構成１または２に記載の結晶化ガラス。
（構成４）
　前記結晶化ガラスは酸化物基準でＡｓ２Ｏ３成分およびＳｂ２Ｏ３成分、ならびにＣｌ－、ＮＯ－、ＳＯ２－、およびＦ－成分を含有しないことを特徴とする構成１から３のいずれかに記載の結晶化ガラス。
（構成５）
　構成１から４のいずれかに記載の結晶化ガラスを用いた情報記録媒体用結晶化ガラス基板。
（構成６）
　前記情報記録媒体用結晶化ガラス基板の外周端面および内周端面の一方または両方に圧縮応力層が形成されている構成５に記載の情報記録媒体用結晶化ガラス基板。
（構成７）
　前記情報記録媒体用結晶化ガラス基板の二つの主表面の一方または両方に圧縮応力層が形成されており、圧縮応力層の深さが３０μｍ未満であることを特徴とする構成５または６に記載の情報記録媒体用結晶化ガラス基板。
（構成８）
　構成５から７のいずれかに記載の情報記録媒体用結晶化ガラス基板を用いた情報記録媒体。
　スピネル系化合物またはその固溶体を結晶相とする結晶化ガラスは、高い機械的強度を有する材料として、情報記録媒体基板用途や建築材料用途への使用が過去にも提案されていた。従来、高い機械的強度を有するためには、結晶化度を高くすることが必要であると考えられていた。従って、過去に提案されたガーナイト系の結晶化ガラスは、可視光を透過しないほど結晶が析出しており、その比重も３．０を超過するほど高い値を示しているため、次世代の情報記録媒体用基板に適さなかった。また、研磨後の表面性状も、次世代の情報記録媒体用基板の要求には合致するものではなかった。
　本発明者らが開発し、先に出願した結晶化ガラス基板は、表面平滑性に優れており、かつ機械的強度も高い基板であったが、比重が最も低いものでも２．６９であった。その一方で、次世代の情報記録媒体用基板の要求は、それをさらに下回っていた。
　本発明者らは、結晶化ガラスの構成成分を規定することにより、析出する結晶子の粒径が極めて微細となり、かつ、結晶子の析出量が適度に抑制されることで、きわめて低い比重を達成しつつ、高い機械的特性と、研磨後の高い表面平滑性を有する結晶化ガラスが得られることを見いだしたのである。
　本発明の結晶化ガラスを肉眼で観察すると、結晶化前のガラス（母ガラス）と同等の可視光透過性を有しており、外観から明確に違いを確認できない程に、析出結晶は微細であり、かつ結晶化度も低い。しかも、驚くべき事に、本発明の結晶化ガラスで作製した基板と、結晶化前のガラスで作製した基板とを比較すると、きわめて低い比重を達成しながらも、ヤング率や破壊靭性の値は飛躍的に高くなっている。そして、本発明の結晶化ガラスは、研磨加工後に表面粗度Ｒａが２Å未満の表面性状を容易に得ることができ、研磨加工における加工能率も、ガラス材料と遜色のないものである。
　その上、本発明の結晶化ガラスは、成形温度に相当する２．５ポアズ近傍の温度である１２５０℃において、原ガラスに失透が発生しない。加えて、本発明の結晶化ガラスは、結晶成長が極めて緩やかであることから、結晶子の析出量や析出する結晶粒子径の制御が容易である点でも、量産性に優れた材料であることを見出した。
　本発明の結晶化ガラスは、２．６７以下の極めて低い比重を有しつつ、次世代の情報記録媒体用基板として要求される、破壊靭性、ヤング率、ビッカース硬度、および破壊靭性の要求をも満たすことができる。また、本発明の結晶化ガラスは、研磨加工における加工性も良好であるため、研磨後の表面性状として、表面粗度Ｒａが２Å未満の値を得ることができる。
　さらに、砒素成分やアンチモン成分を不使用としながらも、清澄することが可能であり、かつ、ダイレクトプレス法を用いた場合にリボイル発生を抑制し得る結晶化ガラスを提供できる。
　また、本発明の結晶化ガラスは、可視光の透過率が高く、かつ研磨後に高い平滑性が得られるため、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を収納するパッケージ用の基板や、電子部品や光学レンズの用途のマイクロアレーに適した基板、フラットディスプレイ等に用いられる基板、半導体回路の回路パターンの原板になる転写用マスクの製造に使用されるマスクブランク用基板、携帯電話やＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）等の携帯端末装置の表示画面の保護に用いられるカバー基板、時計のカバー基板等のデバイス用基板としても用いることができる。
　図１は、特許文献１に記載された結晶化ガラスの原ガラスを示差熱分析（ＤＴＡ）することで得られた曲線である。これは、従来のスピネル系化合物を主結晶とする結晶化ガラスに特徴的に現われる形状の曲線である。
　図１の曲線で、２１に示す部分はガラス転移点を示す。図１の曲線から、特許文献１の原ガラスのガラス転移温度が高温であることが分かる。このため、特許文献１の原ガラスをダイレクトプレス法によってディスク状にプレス成型する場合、プレス時のガラスの成形温度を、失透が発生しない程度に高い温度にしなければならない。この場合、成形時のガラス粘性が著しく低下してしまうため、高い生産性（例えばサイクルタイム２秒以下）を確保しつつ、シャーカットと１ｍｍ以下の薄さへのプレスを行うことは容易ではない。
　また図１の曲線において、２２、２３および２４に示す部分は、それぞれ、第１の結晶化ピーク、第２の結晶化ピークおよび第３の結晶化ピークである。これらのピークは、急激に立ち上がっていることが特徴的である。このことは、一度結晶の析出が始まると、急速に結晶が析出することを意味している。
　このように、従来提案されたスピネル系化合物を主結晶とする結晶化ガラスは、結晶化ピークが複数存在し、しかもその立ち上がりが急激であるため、所望の結晶相のみを析出させ、かつ結晶化度や結晶粒径を高い再現性をもって制御することは非常に困難である。
　特に、実際の情報記録媒体用基板の製造では、結晶化の熱処理工程は、トンネル式の結晶化炉の中で、耐熱性のメッシュベルトやローラーの上に載置された原ガラスが連続的に移動することによって行われる。このような結晶化炉では、温度条件の詳細な制御が難しく、たとえ実験室レベルの小型炉で微細な結晶粒径と低い結晶化度を達成できたとしても、実際の製造工程でこれらを再現することは困難である。
　また、図１の曲線において、２５に示す部分には、降温時の吸熱および発熱が現れている。このことは、ガラスが著しく失透しやすいことを意味する。失透が発生したガラスでは、再度ガラス化させるために多くの熱量と時間が必要であり、かつ、バッチチャージからガラス化までの必要熱量が多くなることでガラスを形成するための所要時間も増大するため、従来の結晶化ガラスでは量産性が損なわれる。
　それに対し、本発明の結晶化ガラスの原ガラスは、示差熱分析（ＤＴＡ）により得られるガラス転移点が６５０℃～６９０℃であるため、図１と比較してガラス転移温度が低温である。すなわち、本発明の結晶化ガラスは、プレス時のガラスの伸びが良いため、原ガラスをダイレクトプレス法でディスク状にプレスする場合にも、高い生産性（例えばサイクルタイム２秒以下）を確保しつつ、１ｍｍ以下の薄さにまで容易にプレスできる。また、本発明の結晶化ガラスは、示差熱分析（ＤＴＡ）により得られる結晶化ピークが一つだけであり、その立ち上がりは緩やかであり、ピークは低く、かつ、広範の温度域にある。このことは、結晶の析出が緩やかであるため、析出結晶の粒子径および析出量を制御しやすいことを意味している。ゆえに、本発明の結晶化ガラスは、低い結晶化度で微細な結晶を容易に析出させることができる。
　この効果は、本発明の結晶化ガラスを構成する各成分の含有割合を、総合的に調整することによって得やすくなり、特にＢ２Ｏ３成分およびＰ２Ｏ５成分から選ばれる１種以上の成分を含有することによって、より得やすくなる。
特許文献１に記載された結晶化ガラスの原ガラスに対する示差熱分析（ＤＴＡ）により得られた曲線である。
　本発明の結晶化ガラスは、ＲＡｌ２Ｏ４、Ｒ２ＴｉＯ４（ただしＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｆｅから選択される１種類以上）から選ばれる一種以上を結晶相として含有する。
　これらを結晶相として含有する結晶化ガラスは、結晶がスピネル型構造を示すことで、優れた機械的強度を得ることができるため、次世代の情報記録媒体用基板に要求される表面の平滑性と、比重ならびにヤング率、ビッカース硬度および破壊靭性等の機械的強度をバランス良く得ることが可能である。
　また、情報記録媒体用基板の用途の場合、前記の効果を得やすくするためには、析出結晶の平均結晶粒径は、０．５ｎｍ～２０ｎｍが好ましく、０．５ｎｍ～１５ｎｍがより好ましく、０．５ｎｍ～１０ｎｍが最も好ましい。
　同様に、前記効果を得やすくするためには、結晶相の最大粒径は、３０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましく、１５μｍ以下が最も好ましい。
　ここで、「結晶相」は、ＸＲＤ回折（Ｘ線回折）で現れるピークの角度から判別できる。Ｘ線回折による分析では、ガーナイト（ＺｎＡｌ２Ｏ４）とスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）のピークが同じ角度に現われるために、両者の区別が困難であるが、ＴＥＭＥＤＸによって同定できる。しかし、どちらもスピネル系の結晶であるため、ＲＡｌ２Ｏ４の構造を有していれば、本発明の効果を得られる。これは、Ｒ２ＴｉＯ４の場合も同様である。
　「平均結晶粒径」は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）によって倍率１００，０００～３０００，０００倍での任意の部位の画像を取得し、得られた画像に現われた結晶を平行な２直線で挟んだときの最長距離の平均値とする。このときｎ数は３０とする。
　「最大結晶粒径」は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）によって倍率１００，０００～３０００，０００倍での任意の部位の画像を取得し、得られた画像に現われた結晶を平行な２直線で挟んだときの最長距離の最大値とする。このときｎ数は３０とする。
　本発明の結晶化ガラスは、研磨加工性を悪化させ、化学的耐久性を低下させる結晶である、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、エンスタタイト（ＭｇＳｉＯ３）およびこれらの固溶体は含まないことが好ましい。
　同様に、本発明の結晶化ガラスは、情報記録媒体用基板として適切な熱膨張係数が得られないので、β－石英、β－ユークリプタイト、α－クリストバライトおよびこれらの固溶体は含まないことが好ましい。
　情報記録媒体用基板は、単に高剛性であっても、比重が大きければ、高速回転時に撓みが生じることで、振動を誘発する。加えて、情報記録媒体用基板の質量の増加により、消費電力が増加してしまう問題がある。一方、低比重でも剛性が小さければ、同様に振動を誘発することになる。また、比重を低くし過ぎると、高い機械的強度を得ることが難しくなる。
　したがって、情報記録媒体用基板は、高剛性でありながら低比重であるという一見相反する特性のバランスを取らなければならない。
　近年、記録密度およびデータ転送速度を向上するために、ハードディスクの高速回転化がより進行している。従って、基板の撓みの問題はより顕著となっているため、高剛性かつ低比重な基板を得るという要求は、従来にも増して一層高い。
　また、近年では、ハードディスクを動的な状況で使用することが増えているため、このような状況下での衝撃に十分耐え得る、ヤング率や表面硬度を有する事が好ましい。
　以上の観点から、本発明の結晶化ガラスのヤング率は、８５ＧＰａ以上が好ましく、８８ＧＰａ以上がより好ましく、９０ＧＰａ以上が最も好ましい。本発明の結晶化ガラスでは、上述の範囲のヤング率を得ることができる。
　同様に、上述の観点から比重について述べる。本発明の結晶化ガラスの比重は、２．６７以下が好ましく、２．６６以下がより好ましく、２．６５以下が最も好ましい。一方、比重が２．４２を下回ると、本発明の組成範囲では所望の剛性を得難くなる。そのため、本発明の結晶化ガラスの比重は、２．４２以上が好ましい。本発明の結晶化ガラスは、上述の範囲の比重を得ることができる。
　加えて、上述する剛性と比重のバランスをとる観点から、ヤング率［ＧＰａ］／比重で表わされる値（比弾性率）は、３１．４以上が好ましく、３２．０以上がより好ましく、３３以上が最も好ましい。なお、比弾性率は高いほど良いため、上限値は特に規定されない。本発明の結晶化ガラスは、上述の値以上の比弾性率を得ることができる。
　破壊靭性の値Ｋ１Ｃは、次世代の情報記録媒体用基板として適用しうるために、１．０以上が好ましく、１．１以上がより好ましく、１．２以上が最も好ましい。本発明の結晶化ガラスは、この値以上の破壊靭性を有する。
　破壊靭性（Ｋ１Ｃ）は、ＳＥＰＢ法（ＪＩＳ　Ｒ１６０７）によって得られた値を用いる。
　以下、本発明の結晶化ガラスを構成する成分について説明する。
　本明細書において、結晶化ガラスを構成する各組成成分について述べるとき、特に記載が無い場合は、各成分の含有量は酸化物基準の質量％で示す。
　ここで、「酸化物基準」は、本発明の結晶化ガラスの構成成分の原料として使用される酸化物や炭酸塩等が溶融時にすべて分解され、表記された酸化物へ変化すると仮定して、結晶化ガラス中に含有される各成分の組成を表記する方法であり、この生成酸化物の質量の総和を１００質量％として、結晶化ガラス中に含有される各成分の量を表記する。
　なお、例えばＦｅの酸化物には、ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３等がある。このように、陽イオンの価数によって、いくつかの化学式が存在する成分は、本発明書に表記されたひとつの化学式に換算する。この例では、本明細書は、Ｆｅの酸化物はＦｅＯとして換算する。
　ＳｉＯ２成分は、ガラス網目構造を形成し、化学的安定性の向上や低比重化を達成するためにも必須の含有成分である。その量が４０％未満では、得られたガラスの化学的耐久性が乏しく、かつ、他成分含有量の増加に伴って比重が高くなる傾向にある。化学的耐久性を向上させ、かつ低比重を実現するため、ＳｉＯ２成分の含有量の下限は４０％が好ましく、４３％がより好ましく、４５％が好ましい。また、６０％を超えると、粘性の上昇に伴って溶解やプレス成形が困難になり易く、また、材料の均質性や清澄効果が低下しやすくなる。ダイレクトプレス成形性を高め、また、材料の均質性や清澄効果を向上させるため、ＳｉＯ２成分の含有量の上限は６０％が好ましく、５９％がより好ましく、５８％が最も好ましい。
　Ａｌ２Ｏ３成分は、ＳｉＯ２と同様にガラス網目構造を形成し、原ガラスの熱処理により結晶相を構成する成分の一つであり、原ガラスの安定化、化学的耐久性向上にも寄与する重要な成分であるが、その量が７％未満ではその効果に乏しい。ガラスの安定化、化学的耐久性向上、および比重の低下を図るために、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量の下限は７％が好ましく、９％がより好ましく、１１％が最も好ましい。また２３％を超えるとかえって溶解性や成形性、耐失透性が悪化し、均質性や清澄効果が低下しやすくなり、他の成分とのバランスを逸するため、所望の結晶化ガラスが得られない。また、ＳｉＯ２成分との含有比率の観点から、Ａｌ２Ｏ３成分が２５％を超えると、高い機械的強度が得られなくなる。溶解性、成形性、耐失透性、機械的強度を向上させるため、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量の上限は、２３％にすることが重要であり、２２％がより好ましく、２０％が最も好ましい。
　ＳｉＯ２成分およびＡｌ２Ｏ３成分の含有量の合計（質量％）を、６３％以上にすることにより、低い比重を有する結晶化ガラスを得やすくなる。当該合計は、より好ましくは６４％以上であり、最も好ましくは６５％以上である。
　当該合計が８０％を超えると、溶解性、成形性が悪化するため、当該合計の上限は８０％が好ましい。
　ＭｇＯ成分は、原ガラスの熱処理によって結晶相を構成する成分の一つである。また、ＭｇＯ成分は、結晶化ガラスの低比重化およびヤング率向上に寄与する成分であり、ガラスの低粘性化にも有効な必須成分である。結晶化ガラスの低比重化を図り、かつヤング率を向上させるため、その含有量の下限は１％であり、２％がより好ましく、４％が最も好ましい。
　しかし、その含有量が２０％を超えると、かえって原ガラスの比重が高くなり、所望のガラスを得にくくなるばかりか、未溶物が析出することがある。したがって、ガラスの比重を低くし、未溶物の析出を防止するため、これらの成分の含有量の上限は、２０％である必要があり、１８％がより好ましく、１５％が最も好ましい。
　ＣａＯ成分は、ガラスの低比重化およびヤング率向上に寄与する成分であり、ガラスの低粘性化にも有効であるので、任意成分として添加できる。
　しかし、ＣａＯ成分が１０％を超えると、結晶化ガラスの比重が高くなることで、所望の結晶化ガラスを得にくくなる。したがって、この成分の含有量の上限は、１０％が好ましく、９％がより好ましく、７％が最も好ましい。
　ＢａＯ成分およびＳｒＯ成分は、原ガラスの低粘性化と、結晶化ガラスの化学的耐久性や機械的強度の向上に有効な成分であるが、ＭｇＯやＣａＯ成分と比較してガラスの比重が高くなる傾向にあるため、それぞれの含有量の上限は、５％が好ましく、４％がより好ましく、３％が最も好ましい。
　ＺｎＯ成分は、原ガラスの熱処理によって結晶相を構成する成分の一つであり、結晶化ガラスのヤング率向上に寄与するとともに、ガラスの低粘性化にも有効な任意成分である。この効果を得るためには、ＺｎＯ成分の含有量は、１％以上がより好ましく、２％以上が最も好ましい。
　しかし、ＺｎＯ成分の含有量が１５％を超えると、結晶化ガラスの比重が高くなる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、９％以下が最も好ましい。
　ＦｅＯ成分は、原ガラスの熱処理によって結晶相を構成する成分の一つである。また、清澄剤としても作用する成分でもある。その反面で、ガラス溶融装置に用いられる白金を合金化させてしまう成分である。よって、これを防ぐため、ＦｅＯ成分の含有量の上限は、８％が好ましく、６％が更に好ましく、４％あることが最も好ましい。
　ここで、結晶化ガラスの比重を２．６７以下にし、かつ高い機械的強度を得るためには、本発明で規定する各成分の含有範囲を充足した上で、以下の条件を充足する必要がある。
　その条件とは、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３成分の合計含有量（質量％）に対する、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯおよびＦｅＯ成分の合計含有量（質量％）の比の値、すなわち、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ＋ＦｅＯ）／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）の値を０．２５以下とし、かつ、ＭｇＯ成分の含有量（質量％）に対するＺｎＯ成分とＦｅＯ成分の合計含有量（質量％）の比の値、すなわち、（ＺｎＯ＋ＦｅＯ）／ＭｇＯの値を０．９以下とすることである。
　本発明者らは、これらの成分のバランスの最適化を図ること、すなわち上述の２種の比の値を共に特定の範囲とすることが、機械的強度と比重を両立させるために重要であることを見出した。
　（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ＋ＦｅＯ）／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）の値は、結晶化ガラスの低比重化のために、０．２２以下がより好ましく、０．２０以下が最も好ましい。
　この比の値は低いほど良いが、結晶相の析出を維持し、かつ原ガラスの粘性をダイレクトプレスに適合する範囲にするために、その下限は０．０９が好ましい。
　（ＺｎＯ＋ＦｅＯ）／ＭｇＯの値は、結晶化ガラスの比重を小さくするためには、０．８以下がより好ましく、０．７以下が最も好ましい。
　この比の値は、低いほど良く、下限は０でもよいが、所望の結晶の安定な析出のためには、０．２が好ましく、０．４が最も好ましい。
　ＲＯ成分（ただしＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｆｅから選択される１種類以上）は、結晶相を構成する成分であり、それぞれ原ガラスの安定化にも寄与する成分であるが、その合計（質量％）が小さいと、原ガラスの粘性が高くなるため、量産性を損なう。その上、所望の結晶相が得られなくなる。従って、ＲＯ成分の含有量の合計の下限は、５％が好ましく、６％がより好ましく、７％が最も好ましい。
　一方、ＲＯ成分の合計量が２０％を超えると、ガラス化が困難になるばかりか、未溶物の析出や失透温度の上昇を招いてしまう。ＲＯ成分の合計量の上限は、２０％が好ましく、１９％がより好ましく、１８％が更に好ましく、１６％が最も好ましい。
　ＴｉＯ２成分は、スピネル系化合物を析出させるための核形成の役割を果たし、結晶化ガラスのヤング率向上、低粘性化および化学的耐久性の向上に寄与する必須成分である。また、ＴｉＯ２成分は、Ｒ２ＴｉＯ４結晶相を構成する成分の一つである。加えて、原ガラスを清澄する効果があり、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｎＯ等の清澄成分を含有させずとも、ＴｉＯ２成分を含有させることによって、原ガラスの清澄効果を得ることができる。この効果を得るためには、ＴｉＯ２成分の含有量は、１％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、２．８％以上が最も好ましい。
　しかし、この成分の添加量が１５％を超えると、ガラスの比重値が高くなり、ガラス化が困難になるため、ＴｉＯ２成分の含有量の上限は、１５％が好ましく、１０％がより好ましく、８％が最も好ましい。
　ＺｒＯ２成分も、ＴｉＯ２成分と同様に、結晶相を析出させるための核を形成する役割を果たす。また、ＺｒＯ２成分は、ガラスのヤング率向上、化学的耐久性の向上にも寄与するため、任意で添加できる。
　この成分の添加量が１０％を超えると、ガラス溶融時に溶け残りやＺｒＳｉＯ４（ジルコン）が発生しやすく、かつ、ガラス比重が高くなる。したがって、ＺｒＯ２成分の含有量の上限は、１０％が好ましく、６％がより好ましく、３％が最も好ましい。
　Ｂ２Ｏ３成分は、ガラスの低粘性化に寄与し、溶解性や成形性を向上するので、任意成分として添加できる。さらに、Ｂ２Ｏ３成分は、ガラス内部からの過度の結晶成長を抑制できるため、所望の結晶相をガラス内部に数ミクロンオーダーの微細粒子として均一に析出させることができる。このため、Ｂ２Ｏ３成分を含有させることが好ましい。この場合の含有量は、０．５％以上がより好ましく、１．０％以上が最も好ましい。
　しかし、この成分が８％以上であると、機械的特性を満足することが困難になり、かつ所望の結晶の析出を抑制しすぎることになる。その上、原ガラスが分相しやすくなり、ガラス化が困難になるので、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を８％未満にすることが好ましい。より好ましい上限値は６％である。
　Ｐ２Ｏ５成分は、結晶化ガラスのクラックの進展を抑制する効果を奏するため、ビッカース硬度の上昇に寄与できる。かつ、低粘性化に寄与するとともにＳｉＯ２との共存により原ガラスの溶融性や清澄性をより向上することができる。また、ガラス内部からの過度の結晶成長を抑制できるため、所望の結晶相をガラス内部に数ミクロンオーダーの微細粒子として均一に析出させることができる。これらの効果を得るために、Ｐ２Ｏ５成分は任意で含有できる。その含有量は、０．２％以上がより好ましく、０．４％以上が最も好ましい。しかしながら、この成分を過剰に添加するとガラス化し難くなり、失透や分相が発生しやすくなる。そのため、Ｐ２Ｏ５成分の含有量の上限は、７％が好ましく、５％がより好ましく、３％が最も好ましい。
　Ｒ’２Ｏ成分（但しＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種以上）は、ガラスの低粘度化、成形性向上、均質性向上をもたらす成分であり、任意で含有できる。また、Ｒ’２Ｏ成分を含有させることにより、基板を成形した後に表面のアルカリ金属イオンを交換し、表面に圧縮応力層を形成し、機械的強度を向上させることも出来る。Ｒ’２Ｏ成分の含有量（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの各成分の合計）が２％未満であると、上述の効果を得ることが出来ない。そのため、この効果を得る場合、Ｒ’２Ｏ成分の含有量の下限は、２％がより好ましく、１％が最も好ましい。
　情報記録媒体用基板では、表面へのアルカリ金属成分の溶出を制限する必要がある。このため、結晶化ガラスのＲ’２Ｏ成分の含有量は、極力少なくする必要がある。以上の観点から、Ｒ’２Ｏ成分の含有量の上限は１０％が好ましく、９％がより好ましく、８％が更に好ましく、７％が最も好ましい。
　Ｌｉ２Ｏ成分は、任意で含有できる成分であるが、多量に含有すると、所望の結晶相が得難くなり、表面への溶出が顕著になる。したがって、その上限は４％が好ましく、１．５％がより好ましく、含まない事が最も好ましい。
　Ｎａ２Ｏ成分は、任意で含有できる成分であるが、多量に含有すると、所望の結晶相が得難くなる。したがって、その上限は１０％が好ましく、９％がより好ましく、８％が最も好ましい。
　一方、Ｎａ２Ｏ成分は、他のアルカリ金属成分と比較して、所望の結晶相を析出させる際に、過度に結晶が析出する等の悪影響をもたらしにくい成分である。同時に、イオン交換による化学強化を施す場合は、Ｎａ２Ｏ成分を結晶化ガラスに含有させ、結晶化ガラス中のＮａ＋イオンをＫ＋イオンと交換することが、圧縮応力層を形成する上で効果的である。従って、イオン交換による化学強化を施す場合、Ｎａ２Ｏ成分は、２％を超えて結晶化ガラスに含有することが好ましく、３％以上含有することがより好ましい。
　Ｋ２Ｏ成分は、任意で含有できる成分であるが、多量に含有すると所望の結晶相が得難くなるために、含まなくてもよい。Ｒ’２Ｏ成分としての効果を得るためには、所望の結晶相が析出する範囲で含有させることが良く、その上限は、８％が好ましく、７％がより好ましく、５％が最も好ましい。
　Ｃｓ２Ｏ成分は、原料コストが高く、イオン半径が大きく化学強化が困難であるため、含まないことが好ましい。
　本発明の結晶化ガラスは、主たる清澄成分として、ＳｎＯ２成分、ＣｅＯ２成分から選ばれる１種以上の成分を含有することで、高い清澄効果を得ることができる。
　高い清澄効果を得るためには、酸化物基準でＳｎＯ２成分、ＣｅＯ２成分、またはこれら両者の合計含有量の下限は、０．０１％が好ましく、０．１％がより好ましく、０．１５％が最も好ましい。
　一方で、機械的強度を維持しつつ、比重を低くし、高い清澄効果を得て、かつダイレクトプレス時のリボイル抑制効果を高めるためには、ＳｎＯ２成分またはＣｅＯ２成分から選択される１種以上の含有量の上限は、１％が好ましく、０．７％がより好ましく、０．５％が最も好ましい。
　しかし、上述の通り、本発明の結晶化ガラスは、その化学組成的な特徴により、ＴｉＯ２成分によっても十分な清澄効果が得られるため、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２等を清澄成分として含有させなくともよい。ＣｅＯ２成分は近年価格が高騰しており、これらの成分を含有させないことで、結晶化ガラスの製造コストを抑制する効果が得られる。
　Ａｓ２Ｏ３成分およびＳｂ２Ｏ３成分、ならびにＣｌ－、ＮＯ－、ＳＯ２－、およびＦ－成分は、清澄剤として作用するが、環境上有害となりうる成分であるため、その使用を控えるべきである。本発明のガラスは、Ａｓ２Ｏ３成分やＳｂ２Ｏ３成分を含有しなくても清澄効果を得る事ができるし、これら成分と本願の清澄剤成分を添加した場合、清澄剤同士で清澄効果が相殺されてしまう。
　また、ＰｂＯ成分は、環境上有害である上に、ガラスの比重が大きくなってしまうため、含まないことが好ましい。本発明のガラスは、ＰｂＯ成分を含まなくても結晶の過大な析出を防止し、溶融性や成型時のガラス安定性を高めることができる。
　Ｇｄ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｇａ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、およびＢｉ２Ｏ３成分は、ガラスの低粘性化、ヤング率向上による機械的特性の向上、耐熱性向上に寄与するため、任意成分として添加できる。しかし、添加量の増加は、比重の上昇や原料コストの上昇を招く。したがって、その量は、これら成分の１種以上の合計量の上限値が５％で充分であり、合計量が５％を超えると所望の比重およびヤング率を満足できなくなる。これら成分の合計量の上限は、５％が好ましく、３％がより好ましいが、これらの成分を含まないことが最も好ましい。
　ガラスの着色成分として用いられるＶ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｒ，Ｅｕ、Ｓｍ等の成分は、それらの成分に起因する蛍光特性を利用して、ガラスの種類を判別し、製造所等において他の種類のガラスとの混合を防止する目的で添加することが可能である。しかし、これら成分は、比重の上昇や、原料コストの上昇、ガラス形成能力の低下を招くため、その量は、これら成分のうち１種以上の合計量が５％までで充分である。これら成分の合計量の上限は、酸化物基準で５％が好ましく、３％がより好ましく、着色の目的が無い場合には、これらの成分は含まないことが最も好ましい。
　情報記録媒体用基板等の各種基板を製造する場合、研磨加工の後、または研磨加工工程の途中で、基板の表面に圧縮応力層を形成することで、基板の機械的強度を高めることができる。結晶化ガラスの場合は、析出結晶によって圧縮応力層を形成する前の機械的特性が高いことに加え、表面層に圧縮応力層を形成することで、より高い機械的強度を得ることができる。
　圧縮応力層の形成方法としては、例えば圧縮応力層を形成する前の結晶化ガラス基板の表面層に存在するアルカリ成分よりも、イオン半径の大きなアルカリ成分とで交換反応させる、化学強化法がある。また、結晶化ガラス基板を加熱し、その後急冷する熱強化法や、結晶化ガラス基板の表面層にイオンを注入するイオン注入法もある。
　化学強化法は、例えば以下に示す工程で行うことができる。結晶化ガラス基板を、カリウムまたはナトリウムを含有する塩、例えば硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）またはその複合塩を３００～６００℃に加熱した溶融塩に、０．１～１２時間浸漬する。これにより、基板表面付近のガラス相に存在するリチウム成分（Ｌｉ＋イオン）またはナトリウム成分（Ｎａ＋イオン）と、これらよりもイオン半径の大きなアルカリ成分であるナトリウム成分（Ｎａ＋イオン）またはカリウム成分（Ｋ＋イオン）との交換反応が進行する。その結果、ガラス基板表面層中に圧縮応力が発生する。
　本発明の結晶化ガラスは、化学強化により形成された、主表面の圧縮応力層の深さが３０μｍ未満でも十分な機械的強度を得ることができ、１５μｍまでその強度をほぼ維持できる。
　圧縮応力層の深さや応力値の測定は、ガラス表面応力計を用いる。ガラス表面応力計は、ガラスの表面に沿って光を伝搬させることで、光弾性効果を利用して表面応力の深さや応力値を測定する装置である。例えば、株式会社ルケオ製のガラス表面応力計ＦＳＭ－６０００ＬＥを用いることができる。
　熱強化法は、特に限定されないが、例えば結晶化ガラス基板を３００℃～６００℃に加熱した後に、水冷および／または空冷等の急速冷却を行うことにより、ガラス基板の表面と内部の温度差によって圧縮応力層を形成する方法が挙げられる。なお、上述の化学処理法と組み合わせることにより、圧縮応力層をより効果的に形成できる。
　本発明の結晶化ガラス、および情報記録媒体用結晶化ガラス基板は、具体的には以下の方法で製造する。
　まず、上述した組成範囲のガラス構成成分を含有するように、酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の原料を混合し、白金や石英等の坩堝を用いた通常の溶解装置を用いて、ガラス融液の粘度が１．５～３．０ｄＰａ・ｓになる温度で溶解する。
　次に、ガラス融液の温度を、粘度が１．０～２．３ｄＰａ・ｓ、好ましくは１．２～２．２ｄＰａ・ｓになる温度まで昇温し、ガラス融液内に泡を発生させて撹拌効果を引き起こすことで、融液の均質度を向上させる。
　次いで、ガラス融液の温度を、粘度が１．８～２．６ｄＰａ・ｓ、好ましくは２．０～２．５ｄＰａ・ｓになる温度まで降温し、ガラス内部に発生していた泡の消泡および清澄を行い、その後この温度を維持する。
　得られた溶融ガラスを、所望の形状になるように、金型等へキャストし成形する。
　情報記録媒体用基板を製造する場合は、溶融ガラスを以下に示す方法で成形することが好ましい。
　上述の条件で作製した溶融ガラスを下型に滴下し、上型および下型で溶融ガラスをプレス（ダイレクトプレス）することによって、厚さ０．７ｍｍ～１．２ｍｍ程度のディスク状に成形する。
　具体的には、プレス成形型の上型の温度を３００±１００℃、好ましくは３００±５０℃設定し、下型の温度をガラスのＴｇ±５０℃、好ましくはＴｇ±３０℃に設定する。
　坩堝からプレス成型形に溶融ガラスを導くための、ガラス流出パイプの温度を、ガラスの粘度が２．０～２．６ｄＰａ・ｓ、好ましくは２．１～２．５ｄＰａ・ｓになる温度に設定し、前記下型の上に所定量の溶融ガラスを滴下し、上型と下型を接近させてこれをプレスすることで、ディスク状のガラス成形体を得る。
　情報記録媒体用基板の製造においては、１枚あたりのコスト低減が求められるため、プレススピード１５０～７００ｍｍ／ｓｅｃ、サイクルタイム（プレス開始後、次のプレス開始までの時間）１～２ｓｅｃという高速でプレスする。このようなプレス時の衝撃が掛かっても、本発明の結晶化ガラスを用い、かつガラス融液の温度と製造装置の温度を上述のように管理することで、プレス時のリボイルの発生を抑制することが可能になる。
　そのほか、円柱状に成形したガラス体をスライスする方法や、フロート法によって作製したガラスシートを円形に切り抜く方法でも、情報記録媒体用基板を製造できる。ただし、生産効率の点では、ダイレクトプレスによる製造が最も好ましい。
　次に、得られたディスク状のガラスを熱処理し、ガラス内部に均一に結晶を析出させる。この熱処理は、２段階の温度で熱処理することが好ましい。すなわち、まず第１の温度で熱処理することによって核形成工程を行い、この核形成工程の後に、核形成工程より高い第２の温度で熱処理することによって結晶成長工程を行う。
　また、第２の温度のみで熱処理を行うことで、核形成工程と結晶成長工程を連続的に行ってもよい。
　この結晶化工程では、ディスク状のセラミックス製セッターとディスク状ガラスを交互に積み重ねることで、ディスク状ガラスをセッターで挟み込む（セッターの枚数はガラスの枚数＋１枚である）と、ディスクの平坦度を向上させることができるので好ましい。
　本発明の結晶化ガラスを、析出結晶の粒径や結晶化度を所望の範囲内にするために、好ましい熱処理の条件は以下の通りである。
　第１の熱処理の最高温度は、６５０℃～７５０℃が好ましい。第１の熱処理は、省略してもよい。第２段階の熱処理の最高温度は、６７０℃～８５０℃が好ましい。
　第１の温度の保持時間は、０分～３００分が好ましく、０分～１８０分が最も好ましい。
　第２の温度の保持時間は、６０分～６００分が好ましく、１２０分～４２０分が最も好ましい。
　第１の温度までの昇温速度は、１０℃／分～２００℃／分が好ましい。第１の温度から第２の温度までの昇温速度は、５℃／分～１００℃／分が好ましい。第２の温度のみで熱処理する場合の昇温速度も同様である。第２の温度の保持時間を経過した後は、１０℃／ｈ～５０℃／ｈで降温することが好ましく、１０℃／ｈ～３０℃／ｈで降温することがより好ましい。
　次に、熱処理によって得られる結晶化ガラスに対し、中央部分への孔空け加工や、外周部および内周部の端面研削加工、外周部および内周部の端面研磨加工等の形状加工を施した後で、両面加工機等を用いた公知の方法で、主表面の研削加工（ラッピング）および研磨加工（ポリッシング）を施すことが好ましい。
　従来のガーナイトを結晶相とする結晶化ガラスでは、硬度が高いために、主表面を鏡面加工する際に、ジルコニア、アルミナ、ダイヤモンド砥粒等の硬度の高い遊離砥粒を用いる必要があったため、加工時間も長時間を要していた。さらにその仕上がり面は、硬度の高い遊離砥粒を用いているためにスクラッチが生じやすく、Ｒａで２Å以下の表面性状を得ることが非常に困難であった。
　本発明の結晶化ガラス基板は、コロイダルシリカや酸化セリウム等の従来公知の遊離砥粒のほか、ジルコン（ＺｒＳｉＯ４）等の安価な遊離砥粒を用いて研磨することが可能であり、加工時間も短時間（３０分～９０分）で済む。本発明の結晶化ガラスは、現在確立された研磨等の加工方法を用いることにより、Ｒａで２Å以下の表面性状を得ることができる。
　また、研磨加工時の残留研磨材除去のために、例えばフッ酸等の酸やアルカリで洗浄した場合においても、Ｒａで２Å以下の表面性状を維持できる。
　次に本発明の好適な実施例について説明する。
　酸化物や炭酸塩からなる原料を混合し、これを白金製の坩堝を用いて、約１２５０～１４５０℃の温度で、原料となるバッチに溶け残りが発生しないよう充分に溶解した後、約１３５０～１５００℃の温度に昇温した後で１，４５０～１，２５０℃の温度まで降温し、ガラス内部に発生していた泡の消泡と清澄化を行った。
　その後、温度を維持したまま所定量のガラスを流出しながら、ダイレクトプレス方式を用いて、上型の温度を３００±１００℃、下型の温度をＴｇ±５０℃に設定した上で、ディスク状に成形して冷却し、ガラス成形体を得た。一つの組成について１００枚をプレス成型した。
　得られたガラス成形体のうち数枚を、セラミックスのセッターを挟んで積み重ね、結晶化のための熱処理を施した。
　次いで、熱処理後の結晶化ガラス成形体に対して、上述の方法で、中央部分への孔空け加工、外周部および内周部の端面研削加工、外周部および内周部の端面研磨加工等の形状加工を施した後で、主表面のラッピングおよび研磨加工を行い、次いで研磨剤除去のためにフッ酸による洗浄を行うことで情報記録媒体用の基板を得た。
　この時の基板の表面粗度Ｒａ（算術平均粗さ）は、すべて２Å以下であった。なお、表面粗度Ｒａ（算術平均粗さ）は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定した。
　表１～表９に、実施例１～４３の結晶化ガラスの組成（質量％）、結晶化後の比重［ρ］、ビッカース硬度［Ｈｖ］、ヤング率［Ｅ］、平均結晶粒径（ｎｍ）、最大結晶粒径（ｎｍ）および研磨後の表面粗さＲａ（Å）を示す。
　各物性の値は、複数作製したサンプルから一つを任意に抜き出して測定した値である。
　表中、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ＋ＦｅＯ）／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）の比を「比Ａ」とし、（ＺｎＯ＋ＦｅＯ）／ＭｇＯの比を「比Ｂ」と表記した。
　結晶化ガラスの比重はアルキメデス法を用い、ヤング率は超音波法を用いて測定した。
　ビッカース硬度は、対面角が１３６°のダイヤモンド四角すい圧子を用いて、試験面にピラミッド形状のくぼみをつけたときの荷重（Ｎ）を、くぼみの長さから算出した表面積（ｍｍ２）で割った値で示した。（株）明石製作所製微小硬度計ＭＶＫ－Ｅを用い、試験荷重は４．９０（Ｎ）、保持時間１５（秒）で行った。
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　実施例２の破壊靱性（Ｋ１Ｃ）は１．６であった。また、実施例１９の破壊靱性（Ｋ１Ｃ）は１．９であった。
　実施例３の結晶化度についてリートベルト法を用いて測定したところ、１３質量％であった。
　研磨後の基板について、顕微鏡を用いて内部の泡の有無を観察したところ、実施例１～４３では、直径１０μｍ以上の泡が認められなかった。
　情報記録媒体用基板は、ダイレクトプレス法により作製されたガラスを熱処理した後、中央部分への孔あけ加工、内外周の研削加工および研磨加工の工程、ならびに、両面の研削加工および研磨加工の工程を経て、磁性膜や下地膜等が成膜される前段階の状態になる。また、この基板には、圧縮応力層を形成するための強化処理が施される場合がある。この強化処理に関しては、
（１）主表面の研削工程を行う前の基板に強化処理を行う場合
（２）主表面の研削工程が終了した後に強化処理を行い、その後研磨工程を行う場合
（３）複数の研磨工程の間に強化処理を行う場合
（４）すべての研磨工程後の基板に強化処理を行う場合
等の、多様な方法が考えられる。また、主表面に形成した圧縮応力層を主表面の研削加工や研磨加工によって全量削除し、基板の端部（内外周）のみに圧縮応力層を形成してもよい。
（実施例４４）
　実施例２の２．５インチ研磨済み情報記録媒体用基板（６５φ×０．８ｍｍｔ）を、４００℃の硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合塩（ＫＮＯ３：ＮａＮＯ３＝１：３）に０．２５時間浸漬し、表面に深さ３μｍの圧縮応力層を形成した。この基板は、リング曲げ強度が圧縮応力層形成前（４７０ＭＰａ）の２倍に向上していることが確認された。
　なお、リング曲げ強度は、直径が６５ｍｍで厚み０．８ｍｍの薄い円板状試料を作製し、円形の支持リングと荷重リングによって該円板状試料の強度を測定する同心円曲げ法で測定した曲げ強度である。また、破壊靱性（Ｋ１Ｃ）は、２．３に向上していることが確認された。
（実施例４５）
　実施例２８の２．５インチ研磨済み情報記録媒体用基板（６５φ×０．８ｍｍｔ）を、４００℃の硝酸カリウム塩（ＫＮＯ３）に０．５時間浸漬し、表面に深さ５μｍの圧縮応力層を形成した。この基板は、リング曲げ強度が圧縮応力層形成前（４７０ＭＰａ）の４倍に向上していることが確認された。また、破壊靱性（Ｋ１Ｃ）は、２．４に向上していることが確認された。
（実施例４６）
　実施例３の２．５インチ研磨済み情報記録媒体用基板（６５φ×０．８ｍｍｔ）を３００℃～６００℃に加熱した後に空冷法で急速冷却を行い、表面に圧縮応力層を形成した。この基板は、リング曲げ強度、破壊靱性（Ｋ１Ｃ）が向上していることが確認された。
（実施例４７）
　実施例３の熱処理後のガラス成形体を順次加工し、主表面への第１段目の研磨加工が終了した後に５３０℃の硝酸カリウム塩（ＫＮＯ３）に１時間浸漬し、表面に圧縮応力層を形成した。その後、ｐＨ１０のアルカリ水溶液で洗浄し、第２段目の研磨加工を施して情報記録媒体用基板を作製した。第２段目の研磨加工が終了した後の圧縮応力層を、ガラス表面応力計で測定したところ、圧縮応力層の深さは８μｍ、圧縮応力値は３２０ＭＰａであった。この基板は、リング曲げ強度が圧縮応力層を形成しない場合（４８０ＭＰａ）の３～５倍に向上していることが確認された。また、この基板の破壊靱性（Ｋ１Ｃ）は、２．４に向上していることが確認された。
（実施例４８）
　実施例２の熱処理後のガラス成形体を順次加工し、主表面の研削加工の工程が終了した後に５７０℃の硝酸カリウム塩（ＫＮＯ３）に２時間浸漬し、表面に圧縮応力層を形成した。その後、ｐＨ１０のアルカリ水溶液で洗浄し、第１段目および第２段目の研磨加工を施して情報記録媒体用基板を作製した。第２段目の研磨加工が終了した後の圧縮応力層を、ガラス表面応力計で測定したところ、圧縮応力層の深さは５μｍ、圧縮応力値は１１０Ｍｐａであった。この基板は、リング曲げ強度が圧縮応力層形成前（４７０ＭＰａ）の２倍に向上していることが確認された。また、この基板の破壊靱性（Ｋ１Ｃ）は、１．９であることが確認された。
（実施例４９）
　実施例２の熱処理後のガラス成形体を加工し、中央部分への孔あけ加工、外周部および内周部の端面研削加工、外周部および内周部の端面研磨加工を行った。これを５００℃の硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合塩（ＫＮＯ３：ＮａＮＯ３＝１：１）に０．１７時間浸漬し、表面に圧縮応力層を形成した。その後、主表面の研削加工と研磨加工を順次施した。研磨加工が終了した後には、主表面の圧縮応力層は無くなっており、外周および内周の端面のみに圧縮応力層が残存していた。この基板は、リング曲げ強度が圧縮応力層を形成する前（４７０ＭＰａ）の２倍に向上していることが確認された。また、この基板の破壊靱性（Ｋ１Ｃ）は、２．０であることが確認された。
（実施例５０）
　また、上述の実施例により得られた基板に、ＤＣスパッタ法によってクロム合金下地層およびコバルト合金磁性層を成膜し、さらにダイヤモンドライクカーボン層を形成し、次いでパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を塗布して、情報磁気記録媒体を得た。
　本発明の磁気記録媒体用基板等の基板は、面記録密度を大きくすることができ、記録密度を向上するために基板自体を高回転化しても、撓みや変形が発生することがなく、この回転による振動を低減でき、振動や撓みによるデータ読み取りのエラー数（ＴＭＲ）を低下できる。その上、耐衝撃特性に優れているため、特にモバイル用途等の情報記録媒体として用いても、ヘッドクラッシュや基板の破壊が発生しにくく、その結果、優れた安定動作性や、磁気記録再生特性を示すことができる。

Claims (8)

  1. 　結晶相としてＲＡｌ２Ｏ４、Ｒ２ＴｉＯ４、（ただしＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｆｅから選択される１種類以上）から選ばれる一種以上を含有する結晶化ガラスであって、
    　酸化物基準の質量％で、
    　ＳｉＯ２　４０％～６０％、
    　Ａｌ２Ｏ３　７％～２３％、
    　ＴｉＯ２　１～１５％、
    　ＭｇＯ　１％～２０％、
    の各成分を含有し、
    　ＣａＯ　０％～１０％、
    　ＳｒＯ　０％～５％、
    　ＢａＯ　０％～５％、
    　ＺｎＯ　０％～１５％、
    　ＦｅＯ　０％～８％、
    　Ｐ２Ｏ５　０％～７％、
    　Ｂ２Ｏ３　０％以上８％未満、
    であり、
    （ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ＋ＦｅＯ）／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）の値が０．２５以下、
    （ＺｎＯ＋ＦｅＯ）／ＭｇＯの値が０以上０．９以下、
    比重が２．６７以下であることを特徴とする結晶化ガラス。
  2. 　前記結晶化ガラスは、酸化物基準の質量％で、
    　ＲＯ　５～２０％（ただしＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｆｅから選択される１種類以上）
    である請求項１に記載の結晶化ガラス。
  3. 　前記結晶化ガラスは酸化物基準の質量％で、
    　ＺｒＯ２　０～１０％
    　Ｌｉ２Ｏ　０～４％、
    　Ｎａ２Ｏ　０～１０％、
    　Ｋ２Ｏ　０～８％、
    の各成分をさらに含有する請求項１または２に記載の結晶化ガラス。
  4. 　前記結晶化ガラスは酸化物基準でＡｓ２Ｏ３成分およびＳｂ２Ｏ３成分、ならびにＣｌ－、ＮＯ－、ＳＯ２－、およびＦ－成分を含有しないことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の結晶化ガラス。
  5. 　請求項１から４のいずれかに記載の結晶化ガラスを用いた情報記録媒体用結晶化ガラス基板。
  6. 　前記情報記録媒体用結晶化ガラス基板の外周端面および内周端面の一方または両方に圧縮応力層が形成されている請求項５に記載の情報記録媒体用結晶化ガラス基板。
  7. 　前記情報記録媒体用結晶化ガラス基板の二つの主表面の一方または両方に圧縮応力層が形成されており、圧縮応力層の深さが３０μｍ未満であることを特徴とする請求項５または６に記載の情報記録媒体用結晶化ガラス基板。
  8. 　請求項５から７のいずれかに記載の情報記録媒体用結晶化ガラス基板を用いた情報記録媒体。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2805931A4 (en) * 2013-03-26 2015-09-09 Ngk Insulators Ltd COMPOSITE MATERIAL OF GLASS AND CERAMIC
US9212087B2 (en) 2013-03-26 2015-12-15 Ngk Insulators, Ltd. Glass-ceramics composite material
CN105330161A (zh) * 2015-11-06 2016-02-17 中国建筑材料科学研究总院 TiO2掺杂透红外铝酸盐玻璃陶瓷及其制备方法
CN112512986A (zh) * 2018-08-09 2021-03-16 株式会社小原 结晶化玻璃基板
CN112512985A (zh) * 2018-08-09 2021-03-16 株式会社小原 结晶化玻璃基板
CN112512987A (zh) * 2018-08-09 2021-03-16 株式会社小原 结晶化玻璃基板
CN112512984A (zh) * 2018-08-09 2021-03-16 株式会社小原 结晶化玻璃基板
WO2023082936A1 (zh) * 2021-11-11 2023-05-19 深圳旭安光学有限公司 一种结晶玻璃、强化结晶玻璃及其制备方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2858958T3 (pl) * 2013-07-22 2019-11-29 Morgan Advanced Mat Plc Kompozycje włókien nieorganicznych
MY174496A (en) * 2013-09-18 2020-04-23 Hoya Corp Magnetic-disk glass substrate, method for manufacturing magnetic-disk glass substrate, and magnetic disk
DE102014117640A1 (de) 2014-12-01 2016-06-02 Schott Ag Elektrisches Speichersystem mit einem scheibenförmigen diskreten Element, diskretes Element, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
US11267747B2 (en) 2015-03-24 2022-03-08 Corning Incorporated High strength, scratch resistant and transparent glass-based materials
JP6765748B2 (ja) * 2015-06-04 2020-10-07 株式会社オハラ 結晶化ガラス及び結晶化ガラス基板
JP5939350B1 (ja) * 2015-12-28 2016-06-22 旭硝子株式会社 磁気記録媒体用ガラス基板、磁気記録媒体
KR102097085B1 (ko) * 2016-12-02 2020-04-03 주식회사 엘지화학 방화 유리
CN116854364A (zh) * 2018-05-16 2023-10-10 Hoya株式会社 磁记录介质基板用玻璃和磁记录再生装置用玻璃间隔物
JP2021155268A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 日本電気硝子株式会社 化学強化結晶化ガラス物品
JP2021181388A (ja) * 2020-05-19 2021-11-25 日本電気硝子株式会社 結晶化ガラス
JP7189181B2 (ja) * 2020-08-07 2022-12-13 株式会社オハラ ガラスおよび結晶化ガラス
JP7460586B2 (ja) * 2021-09-13 2024-04-02 株式会社オハラ 結晶化ガラス

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000185940A (ja) * 1998-02-26 2000-07-04 Ohara Inc 情報磁気記憶媒体用高剛性ガラスセラミックス基板
JP2011040144A (ja) * 2009-07-17 2011-02-24 Ohara Inc 情報記録媒体用基板の製造方法
JP2011207626A (ja) * 2009-06-04 2011-10-20 Ohara Inc 情報記録媒体用結晶化ガラス基板およびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000185940A (ja) * 1998-02-26 2000-07-04 Ohara Inc 情報磁気記憶媒体用高剛性ガラスセラミックス基板
JP2011207626A (ja) * 2009-06-04 2011-10-20 Ohara Inc 情報記録媒体用結晶化ガラス基板およびその製造方法
JP2011040144A (ja) * 2009-07-17 2011-02-24 Ohara Inc 情報記録媒体用基板の製造方法
JP2011040145A (ja) * 2009-07-17 2011-02-24 Ohara Inc 情報記録媒体用基板の製造方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2805931A4 (en) * 2013-03-26 2015-09-09 Ngk Insulators Ltd COMPOSITE MATERIAL OF GLASS AND CERAMIC
US9212087B2 (en) 2013-03-26 2015-12-15 Ngk Insulators, Ltd. Glass-ceramics composite material
CN105330161A (zh) * 2015-11-06 2016-02-17 中国建筑材料科学研究总院 TiO2掺杂透红外铝酸盐玻璃陶瓷及其制备方法
CN112512984B (zh) * 2018-08-09 2022-11-15 株式会社小原 结晶化玻璃基板
CN112512985A (zh) * 2018-08-09 2021-03-16 株式会社小原 结晶化玻璃基板
CN112512987A (zh) * 2018-08-09 2021-03-16 株式会社小原 结晶化玻璃基板
CN112512984A (zh) * 2018-08-09 2021-03-16 株式会社小原 结晶化玻璃基板
CN112512987B (zh) * 2018-08-09 2022-11-01 株式会社小原 结晶化玻璃基板
CN112512986A (zh) * 2018-08-09 2021-03-16 株式会社小原 结晶化玻璃基板
CN112512986B (zh) * 2018-08-09 2022-11-15 株式会社小原 结晶化玻璃基板
CN112512985B (zh) * 2018-08-09 2022-12-06 株式会社小原 结晶化玻璃基板
US11577989B2 (en) 2018-08-09 2023-02-14 Ohara Inc. Crystallized glass substrate
US11584685B2 (en) 2018-08-09 2023-02-21 Ohara Inc. Crystallized glass substrate
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