JP2001097740A - 結晶化ガラス、磁気ディスク用基板および磁気ディスク - Google Patents
結晶化ガラス、磁気ディスク用基板および磁気ディスクInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】リチウムダイシリケート相およびα−石英相を
有するSiO2 −Al2O3 −Li2 O系の結晶化ガラ
スにおいて、α−石英相の凝集や結晶粒子の粗大化を抑
制し、熱膨張係数を小さくし、ガラスからのリチウム溶
出を防止する。 【解決手段】結晶化ガラスの主結晶がペタライト相(L
i2 O・Al2 O3 ・8SiO2 )およびリチウムダイ
シリケート相(Li2 O・2SiO2 )であり、副結晶
がα−石英相である。リートベルト定量法による各結晶
定量値が以下の範囲内にある(20重量%≦ペタライト
相≦40重量%、25重量%≦リチウムダイシリケート
相≦45重量%、10重量%≦α−石英相≦25重量
%)。
有するSiO2 −Al2O3 −Li2 O系の結晶化ガラ
スにおいて、α−石英相の凝集や結晶粒子の粗大化を抑
制し、熱膨張係数を小さくし、ガラスからのリチウム溶
出を防止する。 【解決手段】結晶化ガラスの主結晶がペタライト相(L
i2 O・Al2 O3 ・8SiO2 )およびリチウムダイ
シリケート相(Li2 O・2SiO2 )であり、副結晶
がα−石英相である。リートベルト定量法による各結晶
定量値が以下の範囲内にある(20重量%≦ペタライト
相≦40重量%、25重量%≦リチウムダイシリケート
相≦45重量%、10重量%≦α−石英相≦25重量
%)。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、結晶化ガラス、こ
れを使用した磁気ディスク用基板および磁気ディスクに
関するものである。
れを使用した磁気ディスク用基板および磁気ディスクに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク用基板には、所定の熱膨張
係数、平滑な面及び高強度等が要求されているが、最近
それに加えて耐候性が良い材料が要求されている。磁気
ディスク基板用途では、室温付近の熱膨張係数が60〜
90×10-7/k程度のガラスが要求されている。ハー
ドディスクのさらなる記録密度の向上のためには、磁気
ヘッドの浮上量を低下させなければならず、基板には一
層高い平滑な面が求められている。更に、磁性膜は、ア
ルカリ金属イオンと反応すると特性の低下を招く。この
ため、基板から磁性膜へのアルカリ金属イオンの侵入
は、極力避けなければならない。
係数、平滑な面及び高強度等が要求されているが、最近
それに加えて耐候性が良い材料が要求されている。磁気
ディスク基板用途では、室温付近の熱膨張係数が60〜
90×10-7/k程度のガラスが要求されている。ハー
ドディスクのさらなる記録密度の向上のためには、磁気
ヘッドの浮上量を低下させなければならず、基板には一
層高い平滑な面が求められている。更に、磁性膜は、ア
ルカリ金属イオンと反応すると特性の低下を招く。この
ため、基板から磁性膜へのアルカリ金属イオンの侵入
は、極力避けなければならない。
【0003】特開平11−16151号公報、特開平1
1−16143号公報には、α−石英相とリチウムダイ
シリケート相とを主結晶相とする磁気ディスク用結晶化
ガラスが開示されている。特開平10−226532号
公報には、化学的耐久性を改善した磁気ディスク結晶化
ガラスが開示されている。
1−16143号公報には、α−石英相とリチウムダイ
シリケート相とを主結晶相とする磁気ディスク用結晶化
ガラスが開示されている。特開平10−226532号
公報には、化学的耐久性を改善した磁気ディスク結晶化
ガラスが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これまでのクリストバ
ライト相とリチウムダイシリケート相とを主結晶とする
結晶化ガラス、あるいは、α−石英相とリチウムダイシ
リケート相を主結晶とする結晶化ガラスでは、いずれも
結晶粒子が粗大化しやすく、そのために精密研磨後の表
面粗さがあまり小さくならないという問題があった。特
に、α−石英相とリチウムダイシリケート相とを主結晶
とする結晶化ガラスにおいては、熱膨張係数が100×
10-7/k程度であり、磁気ディスクとしては大きすぎ
る。また、クリストバライト相とリチウムダイシリケー
ト相とを主結晶とする結晶化ガラス、あるいは、α−石
英相とリチウムダイシリケート相とを主結晶とする結晶
化ガラスでは、基板からのリチウムの溶出量が多く、磁
性膜に与える影響が懸念されていた。
ライト相とリチウムダイシリケート相とを主結晶とする
結晶化ガラス、あるいは、α−石英相とリチウムダイシ
リケート相を主結晶とする結晶化ガラスでは、いずれも
結晶粒子が粗大化しやすく、そのために精密研磨後の表
面粗さがあまり小さくならないという問題があった。特
に、α−石英相とリチウムダイシリケート相とを主結晶
とする結晶化ガラスにおいては、熱膨張係数が100×
10-7/k程度であり、磁気ディスクとしては大きすぎ
る。また、クリストバライト相とリチウムダイシリケー
ト相とを主結晶とする結晶化ガラス、あるいは、α−石
英相とリチウムダイシリケート相とを主結晶とする結晶
化ガラスでは、基板からのリチウムの溶出量が多く、磁
性膜に与える影響が懸念されていた。
【0005】例えば、特開平11−16151号公報、
特開平11−16143号公報では、リチウムの溶出に
ついては言及されていない。また、α−石英相が凝集形
態で析出しているため、精密研磨後の表面粗さRaが3
〜9オングストロームである。特開平10−22653
2号公報では、ガラスの化学的耐久性が、特定の組成と
関連して述べられており、また、化学的耐久性がガラス
の重量変化によって説明されており、リチウムの溶出に
ついては述べられていない。
特開平11−16143号公報では、リチウムの溶出に
ついては言及されていない。また、α−石英相が凝集形
態で析出しているため、精密研磨後の表面粗さRaが3
〜9オングストロームである。特開平10−22653
2号公報では、ガラスの化学的耐久性が、特定の組成と
関連して述べられており、また、化学的耐久性がガラス
の重量変化によって説明されており、リチウムの溶出に
ついては述べられていない。
【0006】本発明の課題は、リチウムダイシリケート
相およびα−石英相を有するSiO2 −Al2 O3 −L
i2 O系の結晶化ガラスにおいて、α−石英相の凝集や
結晶粒子の粗大化を抑制し、−50℃〜+70℃の熱膨
張係数を小さくし、かつ結晶化ガラスからのリチウムの
溶出を防止することである。
相およびα−石英相を有するSiO2 −Al2 O3 −L
i2 O系の結晶化ガラスにおいて、α−石英相の凝集や
結晶粒子の粗大化を抑制し、−50℃〜+70℃の熱膨
張係数を小さくし、かつ結晶化ガラスからのリチウムの
溶出を防止することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、主結晶がペタ
ライト相(Li2 O・Al2 O3 ・8SiO2 )および
リチウムダイシリケート相(Li2 O・2SiO 2 )で
あり、副結晶がα−石英相である結晶化ガラスであっ
て、リートベルト定量法による各結晶定量値が以下の範
囲内にあることを特徴とする。 20重量%≦ペタライト相≦40重量% 25重量%≦リチウムダイシリケート相≦45重量% 10重量%≦α−石英相≦25重量%
ライト相(Li2 O・Al2 O3 ・8SiO2 )および
リチウムダイシリケート相(Li2 O・2SiO 2 )で
あり、副結晶がα−石英相である結晶化ガラスであっ
て、リートベルト定量法による各結晶定量値が以下の範
囲内にあることを特徴とする。 20重量%≦ペタライト相≦40重量% 25重量%≦リチウムダイシリケート相≦45重量% 10重量%≦α−石英相≦25重量%
【0008】本発明者は、リチウムダイシリケート相お
よびα−石英相を有するSiO2 −Al2 O3 −Li2
O系の結晶化ガラスについて、種々検討する過程におい
て、結晶化温度を10〜30℃ほど下げることにより、
α−石英相の析出量が減少し、その代わりにペタライト
が多量に析出してくるという現象を発見した。
よびα−石英相を有するSiO2 −Al2 O3 −Li2
O系の結晶化ガラスについて、種々検討する過程におい
て、結晶化温度を10〜30℃ほど下げることにより、
α−石英相の析出量が減少し、その代わりにペタライト
が多量に析出してくるという現象を発見した。
【0009】そして、α−石英相よりも多くのペタライ
ト相を析出させることで、ペタライト相とリチウムダイ
シリケート相とを主結晶として析出させると共に、α−
石英相を副結晶相として析出させると、−50℃〜70
℃の範囲での熱膨張係数を、60〜90×10-7/k程
度に調節することができた。しかも、主結晶としてペタ
ライト相を析出させることによって、結晶化ガラスを精
密研磨した後の表面粗さが小さくなることが分かった。
更に、ペタライト相の結晶量を多くすることによって、
リチウムの溶出量が著しく少なくなることを見出し、本
発明に到達した。
ト相を析出させることで、ペタライト相とリチウムダイ
シリケート相とを主結晶として析出させると共に、α−
石英相を副結晶相として析出させると、−50℃〜70
℃の範囲での熱膨張係数を、60〜90×10-7/k程
度に調節することができた。しかも、主結晶としてペタ
ライト相を析出させることによって、結晶化ガラスを精
密研磨した後の表面粗さが小さくなることが分かった。
更に、ペタライト相の結晶量を多くすることによって、
リチウムの溶出量が著しく少なくなることを見出し、本
発明に到達した。
【0010】ペタライトは、粗大な粒子になりにくいこ
とから、ペタライト相の析出量を増加させると、結晶粒
の微細な結晶化ガラスが作製できるものと思われる。
とから、ペタライト相の析出量を増加させると、結晶粒
の微細な結晶化ガラスが作製できるものと思われる。
【0011】また、α−石英相が析出する過程では、ペ
タライトを経由してα−石英へと変化する。このとき、
α−石英(SiO2 )になると、それまでペタライト
(Li2 O・Al2 O3 ・8SiO2 )中に取り込まれ
ていたリチウムが、結晶化されていない残留ガラス中に
移動する。このため、残留ガラスにおけるリチウムの含
有量が増加し、溶出量が増えると思われる。これに対し
て、ペタライトは、結晶そのものにリチウムを含有して
いる。このため、ペタライトの析出量が多いと、それだ
けペタライト結晶中に取り込まれるリチウムが多くな
り、その結果溶出量が低くなるものとも考えられた。し
かし、実際にリチウムの溶出実験を行ってみると、本発
明の結晶化ガラスにおいては、このような機構では説明
できないほど顕著にリチウムの溶出が抑制されることを
発見した。
タライトを経由してα−石英へと変化する。このとき、
α−石英(SiO2 )になると、それまでペタライト
(Li2 O・Al2 O3 ・8SiO2 )中に取り込まれ
ていたリチウムが、結晶化されていない残留ガラス中に
移動する。このため、残留ガラスにおけるリチウムの含
有量が増加し、溶出量が増えると思われる。これに対し
て、ペタライトは、結晶そのものにリチウムを含有して
いる。このため、ペタライトの析出量が多いと、それだ
けペタライト結晶中に取り込まれるリチウムが多くな
り、その結果溶出量が低くなるものとも考えられた。し
かし、実際にリチウムの溶出実験を行ってみると、本発
明の結晶化ガラスにおいては、このような機構では説明
できないほど顕著にリチウムの溶出が抑制されることを
発見した。
【0012】即ち、上記の議論が正しいものとすれば、
リチウムの溶出量が、残留ガラス中のリチウムの含有量
にほぼ比例するはずである。しかし、実際には、本発明
の結晶化ガラスにおいては、リチウムの溶出量の減少は
この予測を超えて顕著であり、残留ガラス中のリチウム
の溶出量も減少しているようである。
リチウムの溶出量が、残留ガラス中のリチウムの含有量
にほぼ比例するはずである。しかし、実際には、本発明
の結晶化ガラスにおいては、リチウムの溶出量の減少は
この予測を超えて顕著であり、残留ガラス中のリチウム
の溶出量も減少しているようである。
【0013】本発明においては、リチウムダイシリケー
ト相およびペタライト相が主結晶相であり、α−石英相
が副結晶相である。これは、リチウムダイシリケート相
の量、およびペタライト相の量が、それぞれ、α−石英
相の量よりも多いことを意味している。リチウムダイシ
リケート相の量、およびペタライト相の量と、α−石英
相の量との差は特に限定しないが、5重量%以上である
ことが好ましく、10重量%以上であることが一層好ま
しい。
ト相およびペタライト相が主結晶相であり、α−石英相
が副結晶相である。これは、リチウムダイシリケート相
の量、およびペタライト相の量が、それぞれ、α−石英
相の量よりも多いことを意味している。リチウムダイシ
リケート相の量、およびペタライト相の量と、α−石英
相の量との差は特に限定しないが、5重量%以上である
ことが好ましく、10重量%以上であることが一層好ま
しい。
【0014】本発明の結晶化ガラス中の各結晶相の組成
は、以下のようにすることが一層好ましい。 30重量%≦ペタライト相≦ 40重量% 25重量%≦リチウムダイシリケート相≦40重量% 10重量%≦α−石英相≦ 20重量%
は、以下のようにすることが一層好ましい。 30重量%≦ペタライト相≦ 40重量% 25重量%≦リチウムダイシリケート相≦40重量% 10重量%≦α−石英相≦ 20重量%
【0015】本発明の結晶化ガラスの結晶化度は、70
重量%以上が好ましく、75重量%以上が更に好まし
い。
重量%以上が好ましく、75重量%以上が更に好まし
い。
【0016】本発明の結晶化ガラスの製造方法はむろん
限定されないが、たとえは以下のようにすることができ
る。
限定されないが、たとえは以下のようにすることができ
る。
【0017】原ガラスにおけるSiO2 の量を70重量
%以上とすることによって、結晶粒子を微細化でき、8
0重量%以下とすることによって、原ガラスの溶融を容
易にできる。更に好ましくは、SiO2 の量は、72重
量%以上であり、77重量%以下である。
%以上とすることによって、結晶粒子を微細化でき、8
0重量%以下とすることによって、原ガラスの溶融を容
易にできる。更に好ましくは、SiO2 の量は、72重
量%以上であり、77重量%以下である。
【0018】原ガラスにおけるAl2 O3 の量が5重量
%未満であると、α−石英相が析出せず、結晶化ガラス
の熱膨張係数が低下する。Al2 O3 の量が10重量%
を超えると、ガラスの溶解性が悪化する。更に好ましく
は、Al2 O3 の量は、6.5重量%以上であり、8.
5重量%以下である。
%未満であると、α−石英相が析出せず、結晶化ガラス
の熱膨張係数が低下する。Al2 O3 の量が10重量%
を超えると、ガラスの溶解性が悪化する。更に好ましく
は、Al2 O3 の量は、6.5重量%以上であり、8.
5重量%以下である。
【0019】Li2 Oの量を7重量%以上とし、更に好
ましくは8重量%以上とすることによって、所望の結晶
相の析出が可能となる。Li2 Oの量が10重量%を超
えると、結晶粒子が粗大化する。
ましくは8重量%以上とすることによって、所望の結晶
相の析出が可能となる。Li2 Oの量が10重量%を超
えると、結晶粒子が粗大化する。
【0020】P2 O5 の量が1重量%未満であると、所
望の結晶が析出しない。P2 O5 の量が3重量%を超え
ると、結晶化ガラスが失透し、結晶粒子が粗大化しやす
い。更に好ましくは、P2 O5 の量は、2重量%以下で
ある。
望の結晶が析出しない。P2 O5 の量が3重量%を超え
ると、結晶化ガラスが失透し、結晶粒子が粗大化しやす
い。更に好ましくは、P2 O5 の量は、2重量%以下で
ある。
【0021】K2 Oを0〜3重量%含有させることがで
きる。K2 Oは、ガラスの溶融温度を低下させる。この
作用を発揮させるには、この含有量を1重量%以上とす
ることが更に好ましい。また、K2 Oの含有量が3重量
%を越えると、α−石英相が析出せず、熱膨張係数が低
下し、結晶粒子が粗大化する。更に好ましくは、K2 O
の量は、2重量%以下である。
きる。K2 Oは、ガラスの溶融温度を低下させる。この
作用を発揮させるには、この含有量を1重量%以上とす
ることが更に好ましい。また、K2 Oの含有量が3重量
%を越えると、α−石英相が析出せず、熱膨張係数が低
下し、結晶粒子が粗大化する。更に好ましくは、K2 O
の量は、2重量%以下である。
【0022】CaOを0〜3重量%、BaOを0〜3重
量%含有させることが好ましい。これらは、原ガラスの
溶解温度を低下させる。CaO、BaOの量がそれぞれ
3重量%を超えると、結晶が析出しなくなる。更に好ま
しくは、CaO、BaOの量は、それぞれ、1.5重量
%以下である。
量%含有させることが好ましい。これらは、原ガラスの
溶解温度を低下させる。CaO、BaOの量がそれぞれ
3重量%を超えると、結晶が析出しなくなる。更に好ま
しくは、CaO、BaOの量は、それぞれ、1.5重量
%以下である。
【0023】ZnOを0〜3重量%含有させることが好
ましい。ZnOは、原ガラスの溶解温度を低下させる。
ZnOの量が3重量%を超えると、結晶化ガラスが失透
しやすい。更に好ましくは、ZnOの量は、1.5重量
%以下である。
ましい。ZnOは、原ガラスの溶解温度を低下させる。
ZnOの量が3重量%を超えると、結晶化ガラスが失透
しやすい。更に好ましくは、ZnOの量は、1.5重量
%以下である。
【0024】ZrO2 を0−6重量%含有させることが
好ましい。ZrO2 は、結晶を微細化させる。ZrO2
の量が6重量%を超えると、α−石英相が析出しなくな
る。更に好ましくは、ZrO2 の量は、1重量%以上、
4重量%以下である。
好ましい。ZrO2 は、結晶を微細化させる。ZrO2
の量が6重量%を超えると、α−石英相が析出しなくな
る。更に好ましくは、ZrO2 の量は、1重量%以上、
4重量%以下である。
【0025】Sb2 O3 を0−2重量%含有させること
が好ましい。Sb2 O3は、ガラスを脱泡させる。Sb2
O3 の量は2重量%では飽和する。更に好ましくは、
Sb2 O3 の量は、0.1重量%以上、1重量%以下で
ある。
が好ましい。Sb2 O3は、ガラスを脱泡させる。Sb2
O3 の量は2重量%では飽和する。更に好ましくは、
Sb2 O3 の量は、0.1重量%以上、1重量%以下で
ある。
【0026】Nb2 O5 を0−6重量%含有させること
が好ましい。Nb2 O5を添加すると、結晶化温度が変
動したときに、熱膨張係数の変動が小さくなる。Nb2
O5 の量が6重量%を超えると、結晶粒子が粗大化す
る。更に好ましくは、Nb2 O5 の量は、2重量%以下
である。
が好ましい。Nb2 O5を添加すると、結晶化温度が変
動したときに、熱膨張係数の変動が小さくなる。Nb2
O5 の量が6重量%を超えると、結晶粒子が粗大化す
る。更に好ましくは、Nb2 O5 の量は、2重量%以下
である。
【0027】本発明の結晶化ガラス中には、他の成分を
含有させることができる。まず、TiO2 、SnO2 、
白金等の貴金属のフッ化物を、単独で、または2種以上
混合して、含有させることができる。
含有させることができる。まず、TiO2 、SnO2 、
白金等の貴金属のフッ化物を、単独で、または2種以上
混合して、含有させることができる。
【0028】As2 O3 を0〜2重量%含有させること
もできる。これは、ガラス溶融の際の清澄剤である。そ
の他、B2 O3 を0〜3重量%含有させることもでき
る。
もできる。これは、ガラス溶融の際の清澄剤である。そ
の他、B2 O3 を0〜3重量%含有させることもでき
る。
【0029】原ガラスを製造する際には、上記の各金属
原子を含有する各原料を、上記の重量比率に該当するよ
うに混合し、この混合物を溶融させる。この原料として
は、各金属原子の酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、
水酸化物を例示することができる。また、原ガラスを熱
処理して結晶化させる際の雰囲気としては、大気雰囲
気、還元雰囲気、水蒸気雰囲気、加圧雰囲気等を選択す
ることができる。
原子を含有する各原料を、上記の重量比率に該当するよ
うに混合し、この混合物を溶融させる。この原料として
は、各金属原子の酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、
水酸化物を例示することができる。また、原ガラスを熱
処理して結晶化させる際の雰囲気としては、大気雰囲
気、還元雰囲気、水蒸気雰囲気、加圧雰囲気等を選択す
ることができる。
【0030】また、上記の製造方法において原ガラスを
加熱する際には、少なくとも500℃以上の温度領域で
の温度上昇速度を50〜300℃/時間に制御すること
によって結晶核の生成を進行させることが好ましい。ま
た、590−650℃の温度領域内で2〜5時間保持す
ることによって結晶核の生成を進行させることが好まし
い。結晶化温度は、700−760℃とすることが好ま
しい。例えばこの温度範囲内でも、ペタライト相が多く
析出する温度は、原ガラスの組成によって変動する。そ
して、結晶化温度が高いと、ペタライト相がα−石英相
に転換し、多量のα−石英相が析出する傾向がある。従
って、特定の組成において、α−石英相の量がペタライ
ト相の量よりも多くなる場合には、結晶化温度を下げる
ことでペタライト相の量を増加させる。
加熱する際には、少なくとも500℃以上の温度領域で
の温度上昇速度を50〜300℃/時間に制御すること
によって結晶核の生成を進行させることが好ましい。ま
た、590−650℃の温度領域内で2〜5時間保持す
ることによって結晶核の生成を進行させることが好まし
い。結晶化温度は、700−760℃とすることが好ま
しい。例えばこの温度範囲内でも、ペタライト相が多く
析出する温度は、原ガラスの組成によって変動する。そ
して、結晶化温度が高いと、ペタライト相がα−石英相
に転換し、多量のα−石英相が析出する傾向がある。従
って、特定の組成において、α−石英相の量がペタライ
ト相の量よりも多くなる場合には、結晶化温度を下げる
ことでペタライト相の量を増加させる。
【0031】上記の結晶化ガラスからなる素材を、砥粒
によって精密研磨加工する工程では、いわゆるラッピン
グ、ポリッシング等、公知の精密研磨加工方法によって
研磨し、磁気ディスク用基板を作成できる。また、本発
明の磁気ディスク用基板の主面上には、下地処理層、磁
性膜、保護膜等を形成することができ、更に保護膜上に
潤滑剤を塗布することができる。
によって精密研磨加工する工程では、いわゆるラッピン
グ、ポリッシング等、公知の精密研磨加工方法によって
研磨し、磁気ディスク用基板を作成できる。また、本発
明の磁気ディスク用基板の主面上には、下地処理層、磁
性膜、保護膜等を形成することができ、更に保護膜上に
潤滑剤を塗布することができる。
【0032】
【実施例】(親ガラスの製造)表1、表3に示す、各種
金属酸化物の重量比になるように、各金属を含む化合物
を混合した。この混合物250gを容積200ccの白
金ルツボに入れ、1400℃で5.5時間熱処理し、溶
融した。炉の温度を1350℃に落として、1時間保持
した後、カーボン製の型に原ガラスを流しだし、成形し
た。500℃で1時間アニールした後、徐冷して、円盤
状の親ガラスを得た。
金属酸化物の重量比になるように、各金属を含む化合物
を混合した。この混合物250gを容積200ccの白
金ルツボに入れ、1400℃で5.5時間熱処理し、溶
融した。炉の温度を1350℃に落として、1時間保持
した後、カーボン製の型に原ガラスを流しだし、成形し
た。500℃で1時間アニールした後、徐冷して、円盤
状の親ガラスを得た。
【0033】この親ガラスから、寸法15×15×厚さ
0.85mm、寸法5×30×厚さ0.85mmの各板
状試料と、外径65.00mm、内径20.25mm、
厚さ0.85mmのディスク状試料とを切り出した。な
お、各試料の両面は、#400の砥石で仕上げ加工し
た。
0.85mm、寸法5×30×厚さ0.85mmの各板
状試料と、外径65.00mm、内径20.25mm、
厚さ0.85mmのディスク状試料とを切り出した。な
お、各試料の両面は、#400の砥石で仕上げ加工し
た。
【0034】(結晶化工程)各板状試料を、窒素雰囲気
中で、厚さ5mmのカーボン板に挟んだ状態で結晶化さ
せた。結晶化のスケジュールは、表1、3に示す各核形
成温度まで200℃/時間で昇温し、各核形成温度で2
〜5時間保持し、表1、3に示す各結晶化温度まで10
0℃/時間で昇温し、各結晶化温度で2〜5時間保持
し、室温まで200℃/時間で降温した。
中で、厚さ5mmのカーボン板に挟んだ状態で結晶化さ
せた。結晶化のスケジュールは、表1、3に示す各核形
成温度まで200℃/時間で昇温し、各核形成温度で2
〜5時間保持し、表1、3に示す各結晶化温度まで10
0℃/時間で昇温し、各結晶化温度で2〜5時間保持
し、室温まで200℃/時間で降温した。
【0035】(結晶相の同定)X線出力50kV・30
0mAのX線回折装置(RINT2500)を使用した
(2θ=10〜60°、ステップ幅0.02°、Fix
ed Time 10秒、スリットDS=SS=0.5
°、RS=0.15°)。このX線回折装置の入射側に
は、Ge(111)湾曲型モノクロメーターを備える光
学系を設けた。アルミナを内部標準試料とするリートベ
ルト解析法(解析ソフト:「RIETAN」)により、
結晶化ガラス中の各結晶相の結晶化率を求めた。「RI
ETAN」による結晶の定量は、F.Izumi.らが、「J.Ap
pl.Crystallogr. 」, 20,411(1987) に述べている。
0mAのX線回折装置(RINT2500)を使用した
(2θ=10〜60°、ステップ幅0.02°、Fix
ed Time 10秒、スリットDS=SS=0.5
°、RS=0.15°)。このX線回折装置の入射側に
は、Ge(111)湾曲型モノクロメーターを備える光
学系を設けた。アルミナを内部標準試料とするリートベ
ルト解析法(解析ソフト:「RIETAN」)により、
結晶化ガラス中の各結晶相の結晶化率を求めた。「RI
ETAN」による結晶の定量は、F.Izumi.らが、「J.Ap
pl.Crystallogr. 」, 20,411(1987) に述べている。
【0036】この結果、表2、表4に示すように、ペタ
ライト(Li2 O・Al 2 O3 ・8SiO2 )、リチウ
ムダイシリケート(Li2 O・2SiO2 :「L2S」
と表記した)、α−石英(化学式SiO2 )、スポジュ
ーメン(Li2 Al2 Si8 O20)、クリストバライト
(化学式SiO2 )等の結晶が観察された。
ライト(Li2 O・Al 2 O3 ・8SiO2 )、リチウ
ムダイシリケート(Li2 O・2SiO2 :「L2S」
と表記した)、α−石英(化学式SiO2 )、スポジュ
ーメン(Li2 Al2 Si8 O20)、クリストバライト
(化学式SiO2 )等の結晶が観察された。
【0037】(熱膨張係数αの測定)結晶化の終わっ
た、寸法5×30×厚さ0.85mmの板状試料を切断
し、長さ20mmの測定試料を作成した。熱膨張率測定
装置(マックサイエンス製「TD5000S」)で、試
験試料の熱膨張率を−75°〜+110°の範囲で測定
した。−50℃を基準にして、+70℃までの熱膨張係
数を計算した。なお、熱膨張係数は、結晶化温度の微細
な変化に対して敏感に反応する。このため、表2、表4
に示すαの数値は、(表1、表3に示した各結晶化温
度)±10℃で結晶化させた3個の測定試料のαの平均
値である。
た、寸法5×30×厚さ0.85mmの板状試料を切断
し、長さ20mmの測定試料を作成した。熱膨張率測定
装置(マックサイエンス製「TD5000S」)で、試
験試料の熱膨張率を−75°〜+110°の範囲で測定
した。−50℃を基準にして、+70℃までの熱膨張係
数を計算した。なお、熱膨張係数は、結晶化温度の微細
な変化に対して敏感に反応する。このため、表2、表4
に示すαの数値は、(表1、表3に示した各結晶化温
度)±10℃で結晶化させた3個の測定試料のαの平均
値である。
【0038】(精密研磨加工後の平滑面におけるRaの
測定)結晶相の同定の終わった寸法15×15mm×厚
さ0.85mmの板状試料を、#700の研削砥石を使
って、板状試料の厚さが0.645mmになるまで精密
研削加工した。次いで、両面ポリッシュ盤および1.0
μmの酸化セリウム砥粒を使って、板状試料の厚さが
0.635mmになるまでポリッシュ加工した。更に、
0.02μmの酸化セリウム砥粒を使って、2段階目の
ポリッシュ加工を行い、厚さ0.635mmの精密研磨
体を得た。シリコン製のカンチレバー(共振周波数30
0kHz)を用いた、原子間力顕微鏡(PSI製M5)
のタッピングモードで、精密研磨体の表面の中心線平均
表面粗さ(Ra)を測定した。
測定)結晶相の同定の終わった寸法15×15mm×厚
さ0.85mmの板状試料を、#700の研削砥石を使
って、板状試料の厚さが0.645mmになるまで精密
研削加工した。次いで、両面ポリッシュ盤および1.0
μmの酸化セリウム砥粒を使って、板状試料の厚さが
0.635mmになるまでポリッシュ加工した。更に、
0.02μmの酸化セリウム砥粒を使って、2段階目の
ポリッシュ加工を行い、厚さ0.635mmの精密研磨
体を得た。シリコン製のカンチレバー(共振周波数30
0kHz)を用いた、原子間力顕微鏡(PSI製M5)
のタッピングモードで、精密研磨体の表面の中心線平均
表面粗さ(Ra)を測定した。
【0039】(微構造観察)精密研磨体を、5%フッ酸
水溶液で3分間エッチングした後、走査型電子顕微鏡で
結晶の粒径を観察した。
水溶液で3分間エッチングした後、走査型電子顕微鏡で
結晶の粒径を観察した。
【0040】(Li溶出量の測定)外径65.00m
m、内径20.25mm及び厚さ0.635mmのディ
スク状の測定試料(精密研磨体)を得た。シリコン製の
容積300mlの密閉容器に、純水50mlとディスク
状の測定試料とを入れた。測定試料の両面から溶出する
ように、シリコン製の棒を測定試料の下に置いた。クリ
ーンオーブンに密閉容器を入れ、80℃で、22時間保
持し、純水中にLiを溶出させた。溶出済の水の中のL
i含有量を、原子吸光度法によって測定した。
m、内径20.25mm及び厚さ0.635mmのディ
スク状の測定試料(精密研磨体)を得た。シリコン製の
容積300mlの密閉容器に、純水50mlとディスク
状の測定試料とを入れた。測定試料の両面から溶出する
ように、シリコン製の棒を測定試料の下に置いた。クリ
ーンオーブンに密閉容器を入れ、80℃で、22時間保
持し、純水中にLiを溶出させた。溶出済の水の中のL
i含有量を、原子吸光度法によって測定した。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】
【表3】
【0044】
【表4】
【0045】実施例1−5の結晶化ガラスの結晶相は、
ペタライト、リチウムダイシリケートおよびα−石英で
ある。熱膨張係数は、65〜86×10-7/Kであっ
た。粒子径は、いずれも0.3μm以下であり、Raは
5オングストローム以下であった。またリチウムの溶出
量は、いずれも25μg以下であった。
ペタライト、リチウムダイシリケートおよびα−石英で
ある。熱膨張係数は、65〜86×10-7/Kであっ
た。粒子径は、いずれも0.3μm以下であり、Raは
5オングストローム以下であった。またリチウムの溶出
量は、いずれも25μg以下であった。
【0046】実施例1と比較例1との組成は同一である
が、結晶化温度は、比較例1の方が高い。このためにペ
タライトが減少し、ペタライト相が副結晶相となってい
た。実施例1では、結晶化温度を比較例1よりも下げる
ことで、ペタライト相が主結晶相となるように調節して
いる。比較例1では、リチウム溶出量が35μgとなっ
た。これは実施例1の約2倍に達する。
が、結晶化温度は、比較例1の方が高い。このためにペ
タライトが減少し、ペタライト相が副結晶相となってい
た。実施例1では、結晶化温度を比較例1よりも下げる
ことで、ペタライト相が主結晶相となるように調節して
いる。比較例1では、リチウム溶出量が35μgとなっ
た。これは実施例1の約2倍に達する。
【0047】比較例1、3、4から、ペタライト相が2
0重量%以上析出していないと、リチウム溶出量は25
μg以上になることが分かる。
0重量%以上析出していないと、リチウム溶出量は25
μg以上になることが分かる。
【0048】実施例2、比較例3より、SiO2 の量が
80重量%を超えると、所望の結晶相、特にα−石英相
が析出せず、Raが10オングストロームに達した。ま
た、リチウム溶出量も25μgを超えた。従って、本例
では、SiO2 の量は70〜80重量%にした方がよ
い。
80重量%を超えると、所望の結晶相、特にα−石英相
が析出せず、Raが10オングストロームに達した。ま
た、リチウム溶出量も25μgを超えた。従って、本例
では、SiO2 の量は70〜80重量%にした方がよ
い。
【0049】実施例2、比較例2より、Al2 O3 の量
が5重量%未満であると、所望の結晶相、特にα−石英
相が得られず、Raが7オングストロームに達し、リチ
ウム溶出量が30μg以上になる。従って、本例では、
Al2 O3 の量は、5〜10重量%にした方がよい。
が5重量%未満であると、所望の結晶相、特にα−石英
相が得られず、Raが7オングストロームに達し、リチ
ウム溶出量が30μg以上になる。従って、本例では、
Al2 O3 の量は、5〜10重量%にした方がよい。
【0050】実施例4、5、比較例3より、Li2 Oの
量が7重量%未満では、所望の結晶相が得られず、Ra
が10オングストロームとなる。従って、本例では、L
i2 Oの量は、7〜10重量%がよい。
量が7重量%未満では、所望の結晶相が得られず、Ra
が10オングストロームとなる。従って、本例では、L
i2 Oの量は、7〜10重量%がよい。
【0051】図1として、実施例1の結晶化ガラスのリ
ートベルト解析図を添付した。23.9〜24.8°付
近に3本のピークが見える。この3本のピークのうち、
左端のピーク(23.9°付近)がペタライトのメイン
ピークである。ペタライトのメインピークが比較的に大
きくなっている。また、26°付近のα−石英のピーク
は、あまり大きくなっていない。解析結果より、ペタラ
イト:33重量%、リチウムダイシリケート:27重量
%、α−石英:17重量%が得られた。他の実施例、比
較例の各結晶化ガラスの結晶相も同様に定量した。
ートベルト解析図を添付した。23.9〜24.8°付
近に3本のピークが見える。この3本のピークのうち、
左端のピーク(23.9°付近)がペタライトのメイン
ピークである。ペタライトのメインピークが比較的に大
きくなっている。また、26°付近のα−石英のピーク
は、あまり大きくなっていない。解析結果より、ペタラ
イト:33重量%、リチウムダイシリケート:27重量
%、α−石英:17重量%が得られた。他の実施例、比
較例の各結晶化ガラスの結晶相も同様に定量した。
【0052】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、リ
チウムダイシリケート相およびα−石英相を有するSi
O2 −Al2 O3 −Li2 O系の結晶化ガラスにおい
て、α−石英相の凝集や結晶粒子の粗大化を抑制し、−
50℃〜+70℃の熱膨張係数を小さくし、かつガラス
からのリチウムの溶出を防止できる。
チウムダイシリケート相およびα−石英相を有するSi
O2 −Al2 O3 −Li2 O系の結晶化ガラスにおい
て、α−石英相の凝集や結晶粒子の粗大化を抑制し、−
50℃〜+70℃の熱膨張係数を小さくし、かつガラス
からのリチウムの溶出を防止できる。
【図1】実施例1の結晶化ガラスのリートベルト解析図
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G062 AA11 BB01 DA07 DB03 DC01 DD03 DE01 DE02 DE03 DF01 EA03 EB01 EC01 EC02 EC03 ED01 EE01 EE02 EE03 EF01 EG01 EG02 EG03 FA01 FB01 FC01 FC02 FC03 FD01 FE01 FF01 FG01 FG02 FG03 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ04 JJ05 JJ07 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM27 NN30 NN34 QQ02 QQ06 QQ09 5D006 CB04 CB07 DA03
Claims (6)
- 【請求項1】主結晶相がペタライト相(Li2 O・Al
2 O3 ・8SiO2 )およびリチウムダイシリケート相
(Li2 O・2SiO2 )であり、副結晶相がα−石英
相である結晶化ガラスであって、リートベルト定量法に
よる各結晶定量値が以下の範囲内にあることを特徴とす
る、結晶化ガラス。 20重量%≦ペタライト相≦40重量% 25重量%≦リチウムダイシリケート相≦45重量% 10重量%≦α−石英相≦25重量% - 【請求項2】以下の酸化物組成を有することを特徴とす
る、請求項1記載の結晶化ガラス。 70重量%≦SiO2 ≦ 80重量% 5重量%≦Al2 O3 ≦10重量% 7重量%≦Li2 O≦ 10重量% 1重量%≦P2 O5 ≦ 3重量% 0重量%≦K2 O≦ 3重量% 0重量%≦CaO≦ 3重量% 0重量%≦BaO≦ 3重量% 0重量%≦ZnO≦ 3重量% 0重量%≦ZrO2 ≦ 6重量% 0重量%≦Sb2 O3 ≦ 2重量% 0重量%≦Nb2 O5 ≦ 6重量% - 【請求項3】−50℃〜+70℃における熱膨張係数が
60〜90×10-7/kであり、精密研磨後の中心線平
均表面粗さRaが5オングストローム以下であることを
特徴とする、請求項1または2記載の結晶化ガラス。 - 【請求項4】外径65.00mm、内径20.25mm
及び厚さ0.635mmの精密研磨後の円板状試料を8
0℃、50mlの純水中に22時間浸した際、リチウム
の溶出量が25μg以下であることを特徴とする、請求
項1−3のいずれか一つの請求項に記載の結晶化ガラ
ス。 - 【請求項5】請求項1−4のいずれか一つの請求項に記
載の結晶化ガラスからなることを特徴とする、磁気ディ
スク用基板。 - 【請求項6】請求項5記載の磁気ディスク用基板と、こ
の磁気ディスク用基板の平滑面上に形成されている下地
膜と、この下地膜上の金属磁性層とを備えていることを
特徴とする、磁気ディスク。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27608399A JP2001097740A (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | 結晶化ガラス、磁気ディスク用基板および磁気ディスク |
| US09/670,070 US6284340B1 (en) | 1999-09-29 | 2000-09-26 | Crystallized glass, magnetic disc substrate and magnetic disc |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27608399A JP2001097740A (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | 結晶化ガラス、磁気ディスク用基板および磁気ディスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001097740A true JP2001097740A (ja) | 2001-04-10 |
Family
ID=17564577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27608399A Pending JP2001097740A (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | 結晶化ガラス、磁気ディスク用基板および磁気ディスク |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6284340B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001097740A (ja) |
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| US12077464B2 (en) | 2018-07-16 | 2024-09-03 | Corning Incorporated | Setter plates and methods of ceramming glass articles using the same |
| US12391604B2 (en) | 2015-03-24 | 2025-08-19 | Corning Incorporated | High strength, scratch resistant and transparent glass-based materials |
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| TW200724506A (en) * | 2005-10-07 | 2007-07-01 | Ohara Kk | Inorganic composition |
| CN103476723B (zh) | 2011-04-20 | 2016-12-07 | 斯特劳曼控股公司 | 制备玻璃‑陶瓷体的方法 |
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