信息存储磁盘用保持构件及信息存储磁盘驱动器的制作方法

专利名称：信息存储磁盘用保持构件及信息存储磁盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及由玻璃陶瓷制成的信息存储磁盘用保持构件，以及采用该构件的信息存储磁盘的驱动器。本说明书中的“保持构件”是指信息存储磁盘驱动器中，将信息存储磁盘固定在规定位置的构件，例如固定一张或多张信息存储磁盘的旋转柱形的旋转插座，使信息存储磁盘在该旋转插座上以规定间隔层叠设置的磁盘支撑面形成构件，隔离定位环，垫片以及作为安装构件的卡具等。
背景技术：
磁性信息存储磁盘的驱动器通常是在固定在旋转轴上的旋转插座中交替插入一张或多张磁性存储磁盘和隔离定位环，最后用垫片和卡具压紧的结构。其中，旋转插座、隔离定位环等保持构件通常使用不锈钢和铝合金等金属材料。但是，在高密度记录化信息存储磁盘装置领域，替代过去的铝磁盘基片，由玻璃陶瓷制成的磁盘基片的用量不断增加。在这种情况下，保持构件中使用金属材料时，会出现与基片热膨胀系数的差较大，在加工过程中也容易产生畸变、变形和毛边等问题，所以不是很合适。并且，由于铝合金是一种软材料，高速旋转时容易变形，不能完全适应当前高密度记录化的要求。在这个领域里，对磁头和媒体的定位精度要求很高，所以要求媒体基片和磁盘的各个构件部分具有很高的尺寸精度。因此，最好在使用环境温度范围内，尽量降低信息存储磁盘用保持构件与磁盘驱动器的其它构件材料(以下，称为“其它驱动构件材料”)的热膨胀系数差，并且，进一步要求具有低发尘性、高可靠性、低成本、良好的研磨加工性能。为了解决这些课题，迫切希望有一种能满足这些要求的、更理想的信息存储磁盘用保持构件的材料。
已有报道提出将多晶陶瓷(特开昭61-148667号公报、特开平9-44969号公报等)和非晶玻璃(特开平10-74350号公报等)作为解决金属材料存在的问题的材料，但仍不够理想。
本发明的目的在于解决上述问题，同时提供一种信息存储磁盘用保持构件，以及使用该保持构件的信息存储磁盘驱动器。这种保持构件的特点在于，可适应高密度记录化乃至信息传输高速化的磁盘高速旋转，兼具有适合于可移动设备的高机械强度以及与其它驱动构件材料相一致的热膨胀特性，并且不存在碱溶出导致的缺陷。
发明公开为了达到上述目的，本发明人反复进行了悉心的试验研究，结果发现在适宜条件下，通过对由SiO2-Li2O-K2O-P2O5-Al2O3-ZrO2系列等适当成分构成的原玻璃进行热处理，就可以得到适应于磁盘高速旋转，并兼具有高杨氏模量、低比重、热膨胀系数、高机械强度、低发尘特性，非常适合于信息存储磁盘用保持构件、特别是隔离定位环的玻璃陶瓷，从而完成了本发明。
即，作为本发明的第一实施方案，权利要求1所述的发明是一种信息存储磁盘用保持构件，它是将信息存储磁盘固定在规定位置的构件，并由在玻璃基体中分散有结晶相的玻璃陶瓷制成；权利要求2所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，比刚度(杨氏模量/比重)在37GPa以上，比重在3.0以下；权利要求3所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，杨氏模量范围是95GPa-130GPa，比重范围是2.40～2.60；权利要求4所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，弯曲强度范围是400MPa～800MPa；权利要求5所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用的保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶体(α-SiO2固溶体)、α-方英石(α-SiO2)和α-方英石固溶体(α-SiO2固溶体)的结晶相作为主结晶相；权利要求6所述的发明根据权利要求5所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有焦硅酸锂作为主结晶相；权利要求7所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷中焦硅酸锂的结晶量为3～10质量％，该结晶相的平均晶体粒径范围为0.01～0.05μm；权利要求8所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分；SiO270～79％Li2O 8～12％K2O0～4％MgO 0～2％以下
ZnO 0～2％以下P2O51.5～3％ZrO21.5～7％Al2O33～9％Sb2O3+As2O30～2％权利要求9所述的发明根据权利要求1～8任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，在-50℃～+70℃时的热膨胀系数为+65×10-7～+130×10-7/℃。
作为本发明的第二实施方案，权利要求10所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有α-石英(α-SiO2)或α-石英固溶体(α-SiO2固溶体)作为主结晶相，该结晶相的结晶量为3～35质量％，该结晶相的平均晶体粒径在0.10μm以下；权利要求11所述的发明根据权利要求10所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷所有主结晶相的平均晶体粒径在0.05μm以下；权利要求12所述的发明根据权利要求10所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷基本上不含有PbO；权利要求13所述的发明根据权利要求10所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，在-50℃～+70℃时的热膨胀系数为+95×10-7～+110×10-7/℃；权利要求14所述的发明根据权利要求10所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分；SiO270～77％Li2O 5％～9％以下K2O 2～5％MgO+ZnO+SrO+BaO 1～2％Y2O3+WO3+La2O3+Bi2O31～3％P2O51.0～2.5％ZrO22.0～7％Al2O35～10％Na2O 0～1％Sb2O3+As2O30～2％权利要求15所述的发明根据权利要求10～14所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷中焦硅酸锂的结晶量为15～40质量％。
作为本发明的第三实施方案，权利要求16所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶体(Mg2Al4Si5O18固溶体)、尖晶石、尖晶石固溶体、顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶体(β-SiO2固溶体)、钛酸镁(MgTi2O5)和钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)的结晶相作为主结晶相；权利要求17所述的发明根据权利要求16所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，按氧化物标准质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分；SiO240～60％MgO 10～18％Al2O310％～20％以下P2O50～4％B2O30～4％CaO 0.5～4％SrO 0～2％BaO 0～5％ZrO20～5％TiO22.5～12％Bi2O30～6％Sb2O30～1％As2O30～1％Fe2O30～2％权利要求18所述的发明根据权利要求16或17所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，在-50℃～+70℃时的热膨胀系数为+30×10-7～+65×10-7/℃。
作为本发明的第四实施方案，权利要求19所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷中含有至少一种以上选自顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、钛酸镁(MgTi2O5)、钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)、尖晶石和尖晶石固溶体的结晶相作为主结晶相，该玻璃陶瓷中的Al2O3成分在20质量％以下，杨氏模量为115～160GPa；
权利要求20所述的发明根据权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有顽辉石(MgSiO3)或顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)作为析出比最大的结晶相(第1相)；权利要求21所述的发明根据权得要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有钛酸镁(MgTi2O5)或钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)作为析出比最大的结晶相(第1相)；权利要求22所述的发明根据权利要求20所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自钛酸镁(MgTi2O5)、钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)、尖晶石、尖晶石固溶体的结晶相作为析出比小于该第1相的结晶相；权利要求23所述的发明根据权利要求21所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、尖晶石、尖晶石固溶体的结晶相作为析出比小于该第1相的结晶相；权利要求24所述的发明根据权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷基本上不含有Li2O、Na2O、K2O；权利要求25所述的发明根据权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷中含有下述范围的各成分；SiO240～60％MgO 10～20％Al2O310％～20％以下CaO 0.5～4％SrO 0.5～4％BaO 0～5％ZrO20～5％TiO28％以上～12％Bi2O30～6％Sb2O30～1％As2O30～1％权利要求26所述的发明根据权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有选自P、W、Nb、La、Y、Pb的任一元素，换算为氧化物其含量可达到3质量％，和/或含有选自Cu、Co、Fe、Mn、Cr、Sn、V的任一元素，换算为氧化物其含量可达到2质量％；
权利要求27所述的发明根据权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，在-50℃～+70℃的热膨胀系数范围为40×10-7～60×10-7/℃；权利要求28所述的发明根据权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷各主结晶相的晶体粒径为0.05μm～0.30μm；权利要求29所述的发明根据权利要求19～28所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，维氏硬度为700～850。
作为本发明的第五实施方案，权利要求30所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的主结晶相是至少一种以上选自β-石英、β-石英固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、镁橄榄石和镁橄榄石固溶体的结晶相；权利要求31所述的发明根据权利要求30所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷中Al2O3的含量范围在10％～20％以下，杨氏模量(GPa)/比重的范围是37～63；权利要求32所述的发明根据权利要求30所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分；SiO240～60％MgO 10～20％Al2O310％～20％以下P2O50.5～2.5％B2O31～4％Li2O0.5～4％CaO 0.5～4％ZrO20.5～5％TiO22.5～8％Sb2O30.01～0.5％As2O30～0.5％SnO20～5％MoO30～3％CeO 0～5％Fe2O30～5％权利要求33所述的发明根据权利要求30所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷基本上不含有Na2O、K2O、PbO；权利要求34所述的发明根据权利要求30～33任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷各主结晶相的晶体粒径为0.05μm～0.30μm。
作为本发明的第六实施方案，权利要求35所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自堇青石、堇青石固溶体、尖晶石、尖晶石固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、β-石英和β-石英固溶体的结晶相作为主结晶相；权利要求36所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自β-石英、β-石英固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、镁橄榄石和镁橄榄石固溶体的结晶相作为主结晶相；权利要求37所述的发明根据权利要求35所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷各主结晶相的晶体粒径为0.05μm～0.30μm；权利要求38所述的发明根据权利要求35所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，按氧化物标准质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分SiO240～60％MgO 10～20％Al2O310％～20％以下P2O50～4％B2O30～4％CaO 0.5～4％BaO 0～5％ZrO20～5％TiO22.5～8％Sb2O30～1％As2O30～1％F 0～3％Fe2O30～5％权利要求39所述的发明根据权利要求35所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，杨氏模量(GPa)/比重的范围是37～63，Al2O3的范围是10％～20％以下；
权利要求40所述的发明根据权利要求35所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷基本上不含有Na2O、K2O、PbO；权利要求41所述的发明根据权利要求35～40任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，在-50～+70℃范围内的热膨胀系数的范围为30×10-7～50×10-7/℃。
作为本发明的第七实施方案，权利要求42所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的主结晶相为一种或两种以上选自β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶体(β-SiO2固溶体)、β-锂辉石(β-Li2O·Al2O3·SiO2)、β-锂辉石固溶体(β-Li2O·Al2O3·SiO2固溶体)、β-锂霞石(β-Li2O·Al2O3·2SiO2，其中，部分Li2O可以置换为MgO和/或ZnO)和β-锂霞石固溶体(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶体，其中，部分Li2O可以置换为MgO和/或ZnO)的结晶相；权利要求43所述的发明根据权利要求42所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷中主结晶相的平均晶体粒径范围为0.001μm～0.10μm；权利要求44所述的发明根据权利要求42所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷虽然含有下述范围的各成分，但基本上不含有PbO、Na2O、K2O；SiO250～62％P2O55～10％Al2O322～26％Li2O3～5％MgO 0.5～2％ZnO 0.2～2％而Li2O+MgO+ZnO 4～6.5％CaO 0.3～4％BaO 0.5～4％而CaO+BaO0.8～5％TiO21～4％ZrO21～4％As2O3+Sb2O30～4％权利要求45所述发明根据权利要求42～44任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，在-50℃～+600℃温度范围的热膨胀系数的范围是-10×10-7～+20×10-7/℃。
作为本发明的第八实施方案，权利要求46所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的主结晶相为锌尖晶石(ZnAl2O3)和/或锌尖晶石固溶体(ZnAl2O3固溶体)；权利要求47所述的发明根据权利要求46所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷不含有PbO、Na2O、K2O成分；权利要求48所述的发明根据权利要求46所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分；SiO230～65％Al2O35～35％ZnO 5～35％MgO 1～20％TiO21～15％CaO+SrO+BaO+B2O3+La2O3+Y2O3+Gd2O3+Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O30.5～20％而B2O30～10％Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O30～10％ZrO20～2％以下P2O50～5％SnO20～2％而ZrO2+P2O5+SnO20～7％As2O3+Sb2O30～4％权利要求49所述的发明根据权利要求46～48任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，在-50℃～+600℃温度范围的热膨胀系数的范围为+35×10-7～+65×10-7/℃。
作为本发明的第九实施方案，权利要求50所述的发明根据权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的主结晶相中虽然含有至少一种以上选自α-方英石、α-方英石固溶体、α-石英、α-石英固溶体的结晶相，但基本上不含有焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)、硅酸锂(Li2O·SiO2)、β-锂辉石、β-锂霞石、β-石英、云母和氟碱锰闪石(fluorrichterite)，更不含有Cr成分和Mn成分，在-50～+70℃时的平均线膨胀系数的范围为+65×10-7～+140×10-7/℃，主结晶相的晶体粒径(平均)小于0.10μm；
权利要求51所述的发明根据权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的杨氏模量在80GPa以上；权利要求52所述的发明根据权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的比重为2.3～2.7；权利要求53所述的发明根据权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的10mm厚板材，在波长950～1600μm范围内的透光率在90％以上。
权利要求54所述的发明根据权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的弯曲强度在250MPa以上；权利要求55所述的发明根据权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的维氏硬度为600～800；权利要求56所述的发明根据权利要求50～55任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，按质量百分比(氧化物标准)计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分；SiO265～75％Li2O 4％～7％以下K2O0～3％Na2O 0～3％MgO+ZnO+SrO+BaO+CaO 2～15％Y2O3+WO3+La2O3+Bi2O30～3％SnO20～3％P2O51.0～2.5％ZrO22.0～7％Al2O35～9％Sb2O3+As2O30～1％作为本发明的其它实施方案，权利要求57所述的发明根据权利要求1、10、16中任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，该玻璃陶瓷是通过将熔融成形得到的原玻璃在400～600℃、热处理1～7小时形成晶核后，再于700℃～780℃热处理1～7小时，使结晶生长制得的；权利要求58所述的发明根据权利要求19、30、35、36、42、46中任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，该玻璃陶瓷是通过将熔融成形得到的原玻璃在650～750℃、热处理1～7小时形成晶核后，再于750℃～950℃热处理1～7小时，使结晶生长制得的；权利要求59所述的发明根据权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，该玻璃陶瓷是通过将熔融成形得到的原玻璃在400～600℃、热处理1～7小时形成晶核后，再于650℃～750℃热处理1～7小时，使结晶生长制得的；权利要求60所述的发明是一种信息存储磁盘用保持构件，它是在权利要求1、10、16、19、30、35、36、42、46、50中任一项所述的保持构件表面形成具有导电性膜的保持构件；权利要求61所述的发明是一种信息存储磁盘用隔离定位环，它是在权利要求1、10、16、19、30、35、36、42、46、50中任一项所述的保持构件，该构件的形状呈环形；权利要求62所述的发明是一种信息存储磁盘驱动器，它是通过权利要求61所述的隔离定位环，将一张或多张信息存储磁盘安装在旋转插座上而构成的信息存储磁盘驱动器；权利要求63所述的发明根据权利要求62所述的信息存储磁盘驱动器，其中，该旋转插座和该隔离定位环具有与该信息存储磁盘大致相等的热膨胀系数。
本发明的信息存储磁盘用保持构件是由在玻璃基体中分散有结晶相的玻璃陶瓷制成的。通过使用玻璃陶瓷作为信息存储磁盘用保持构件材料，尽管它的比重较小，但其刚性高、比刚度高，而且由于在该玻璃基体中分散有结晶相，故可以充分发挥优异的低发尘性。即，可以解决以往非晶玻璃材料和多晶陶瓷材料在加工过程中产生碎屑的问题，以及在热膨胀特性方面存在的与其它驱动构件的差别问题。并且该玻璃陶瓷不象非晶玻璃材料那样必须要进行化学强化处理，在生产性和成本方面都具有优势；并且也很难发生象多结晶陶瓷那样的，在实际安装隔离定位环时，由晶粒脱落而产生颗粒和气体的问题。
本发明中，关于该玻璃陶瓷的主结晶相粒子形状方面，如果是无定形，则材料很难具有优异的平滑性，而且析出的结晶容易脱落并形成微粒，成为损伤磁头和介质的原因。主结晶相粒子形状接近球形时，信息存储介质基片的表面特性较为理想，所以优选其形状大致为球形。
以下，说明本发明信息存储磁盘用保持构件及隔离定位环的热膨胀系数。随着信息存储装置的记录密度提高，对于磁头和介质的定位精度要求很高，所以对信息存储磁盘驱动器各构件的尺寸精度要求很高。因此不能忽视热膨胀系数差对这些构件的影响。最理想的是尽量降低这些构件之间的热膨胀系数差。即，旋转插座、隔离定位环等保持构件最好与信息存储磁盘具有大致相等的热膨胀系数。更严格地说，有时候要求这些保持构件的热膨胀系数比信息存储磁盘的热膨胀系数略微小一些。特别是用于磁性信息存储磁盘驱动器的构件的热膨胀系数多为+90×10-7～+110×10-7/℃左右。因此，为了能更广泛适应所用构件的材质，优选本发明的信息存储磁盘用保持构件、特别是隔离定位环的热膨胀系数，在使用环境温度-50～+70℃时为+65×10-7～+130×10-7/℃。
在本发明的第三实施方案中，为了与本结晶体系的强度保持均衡，也为了更广泛适应所用构件的材质，该玻璃陶瓷在-50～+70℃范围的热膨胀系数优选为+65×10-7～+110×10-7/℃，热膨胀系数更优选在+95×10-7/℃以上，+110×10-7/℃以下。
当使用热膨胀系数小于上述值的信息存储基片，例如使用由在-50～+70℃时的热膨胀系数为+30×10-7～+60×10-7/℃的玻璃陶瓷制成的磁盘基片时，本发明的信息存储磁盘用保持构件在-50～+70℃时的热膨胀系数优选在+30×10-7/℃以上，并小于+65×10-7/℃。特别是在本发明的第四实施方案中，信息存储磁盘用保持构件的热膨胀系数优选为+40×10-7～+60×10-7/℃。在本发明的第五、六实施方案中，优选为+30×10-7～+50×10-7/℃。
在本发明的第七、八实施方案中，信息存储磁盘用保持构件的热膨胀系数在-50～+70℃时可以是-10×10-7～+80×10-7/℃。特别是在本发明的第七实施方案中，从与其它物理性能相协调的观点出发，其热膨胀系数优选为-10×10-7～+20×10-7/℃，更优选为-10×10-7～+10×10-7/℃。在本发明的第八实施方案中，优选为+30×10-7～+80×10-7/℃，更优选为35×10-7～+65×10-7/℃。
在本发明的第九实施方案中，为了广泛适应构件的材质，信息存储磁盘用保持构件在-50～+70℃范围时的热膨胀系数优选为+60×10-7～+135×10-7/℃，其平均线膨胀系数更优选为+70×10-7/℃以上，+120×10-7/℃以下。
以下，说明本发明的信息存储磁盘用保持构件，特别是隔离定位环的杨氏模量·比重、机械强度。关于杨氏模量·比重，为了适应信息传输的高速化以及10000rpm以上的高速旋转化的要求，最理想的保持构件是具有高刚性、低比重的特点。即，虽然具有高刚性，但也必须同时考虑低比重这一截然相反的特性，并取得两者的平衡。例如比重大时，即使杨氏模量较高，在高速旋转时也容易发生振动。因此，本发明信息存储保持构件的比刚度(杨氏模量/比重)优选在37GPa以上，更优选在38GPa以上，特别优选在39GPa以上。另外，从研磨加工时的加工性能考虑，比刚度优选在63GPa以下，更优选在57GPa以下，特别优选在54GPa以下。此外，在本发明的第五、六实施方案中，信息存储保持构件的比刚度(杨氏模量/比重)的优选范围为40～63GPa，更优选的范围为47～63GPa，特别优选的范围为50～63GPa。在本发明的第九实施方案中，信息存储保持构件的比刚度(杨氏模量/比重)优选为30～65(GPa)，更优选为33～60(GPa)。
基于同样的理由，本发明的信息存储磁盘用保持构件，特别是隔离定位环的杨氏模量优选在80GPa以上，更优选在85GPa以上，特别优选在95GPa以上，其比重优选在2.50以下。另外，从与其它构件配合的适应性考虑，本发明的信息存储磁盘用保持构件的杨氏模量优选范围为95～130GPa，更优选的范围为95～110GPa。特别在本发明的第五、第六实施方案中，杨氏模量可以在115GPa以上，150GPa以下。
在本发明的第四实施方案中，信息存储保持构件的比重优选在3.0以下，更优选的范围是2.40～2.60，特别优选的范围是2.40～2.50。在本发明的第五、第六实施方案中，信息存储保持构件比重的优选范围为2.5～3.3。为了能够充分承受作为可移动设备等使用时的耐冲击性(100G～500G)，本发明信息存储磁盘用保持构件的弯曲强度优选在250MPa以上，更优选在400MPa以上，特别优选在500MPa以上。另外，从玻璃陶瓷的组成设计考虑，其弯曲强度优选在800MPa以下。
通常，如果提高材料的杨氏模量，则材料的表面硬度有增加的倾向。因此，基片的表面硬度(维氏硬度)优选在600(5880N/mm2)以上，更优选在650(6370N/mm2)以上，特别优选在700(6860N/mm2)以上。另一方面，如果材料的表面过硬，则研磨加工时的加工时间较长，明显会降低生产性并增加成本。如果考虑由加工性引起的生产性问题，基片的表面硬度(维氏硬度)优选在850(8330N/mm2)以下，更优选在800(7840N/mm2)以下，特别优选在760(7448N/mm2)以下。
为了使信息存储磁盘高速旋转时，磁盘仍然能够固定在规定位置，本发明信息存储磁盘用保持构件与信息存储磁盘接触面的平坦度优选在5μm以下，更优选在3μm以下，特别优选在1μm以下。中心线平均表面粗糙度(Ra)优选为0.1～2.0μm。
为了得到研磨加工性以及十分优异的机械强度、特别是弯曲强度，如果不控制晶体粒径是很难实现的。析出结晶的粒径范围优选为0.001～0.10μm，更优选为0.001～0.07μm、特别优选为0.001～0.05μm。
以下，说明构成本发明保持构件的玻璃陶瓷的优选结晶相和组成。在本说明书中，结晶量是指相对于玻璃陶瓷总质量的特定结晶相的比例(质量％)；结晶度是指相对于玻璃陶瓷总质量的所有结晶相比例(质量％)；组成是用氧化物标准表示。此外，本说明书中的主结晶相是指所有析出比较大的结晶相。即，在X射线衍射的X射线谱图(纵座标为X射线的衍射强度，横座标为衍射角度)中，以析出比最大的结晶相主峰(最高峰)的X射线衍射强度作为100时，各析出结晶相主峰(各结晶相的最高峰)的X射线衍射强度之比(以下称X射线强度比)在30以上的所有析出结晶相称为主结晶相。
以下，说明在本发明的第一实施方案中，构成本发明保持构件的玻璃陶瓷的优选结晶相及组成。
在本发明的第一实施方案中，构成本发明保持构件的玻璃陶瓷的主结晶相优选为至少一种以上选自焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶体(α-SiO2固溶体)、α-方英石(α-SiO2)、α-方英石固溶体(α-SiO2固溶体)的结晶相。这是因为主结晶相是影响热膨胀系数、机械强度的重要因素，而对于实现上述保持构件、特别是隔离定位环所需的各种特性，这些主结晶相是非常合适的。
在本发明的第一实施方案中，含有焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)作为该玻璃陶瓷的主结晶相，该玻璃陶瓷中焦硅酸锂的结晶量优选为3～10质量％，结晶的平均粒径范围优选为0.01～0.05μm。
在本发明的第一实施方案中，含有α-石英或α-石英固溶体作为该玻璃陶瓷的主结晶相，该玻璃陶瓷中α-石英和α-石英固溶体的结晶量优选为5～25质量％，其平均晶体粒径范围优选在0.01～0.10μm。
在本发明的第一实施方案中，含有α-方英石或α-方英石固溶体作为该玻璃陶瓷的主结晶相，该玻璃陶瓷中α-方英石和α-方英石固溶体的结晶量优选为2～10质量％，其平均晶体粒径优选在0.01～0.10μm。
下面，对在本发明上述第一实施方案中，将原玻璃的组成限定在上述范围的理由进行叙述。
即，SiO2成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶体(α-SiO2固溶体)、α-方英石(α-SiO2)、α-方英石固溶体(α-SiO2固溶体)结晶极为重要的成分。从保持所得玻璃陶瓷析出结晶的稳定性和防止晶体组织粗化的角度考虑，SiO2成分的量优选在70％以上；从原玻璃熔融·成形性好的角度考虑，SiO2成分的量优选在79％以下，更优选在77％以下。
LiO2成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相焦硅酸锂(LiO2·2SiO2)结晶极为重要的成分。当LiO2的量小于8％时，则很难析出上述结晶，同时原玻璃的熔融也很困难，所以LiO2成分的量优选在8％以上；如果其量超过12％，则所得结晶不稳定，晶体组织容易粗化，加之化学耐久性降低，所以其量优选在12％以下。
K2O成分是提高玻璃熔融性的同时，防止析出结晶粗化的成分。当其量超过4％时，有时会引起析出结晶粗化、结晶相变化和降低化学耐久性等问题，所以K2O的量优选在4％以下，更优选的范围是1％～3％。
MgO、ZnO成分是在提高玻璃熔融性的同时，防止析出结晶粗化的成分，并且对于使主结晶相焦硅酸锂(LiO2·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶体(α-SiO2固溶体)、α-方英石(α-SiO2)、α-方英石固溶体(α-SiO2固溶体)的各晶粒呈球形晶粒析出是有效的，但MgO成分的量只需在2％以下，ZnO成分的量只需在2％以下就足够了。
在本发明中，P2O5成分作为玻璃的晶核形成剂是不可缺少的，但为了促进晶核形成，防止主结晶相的晶粒粗化，P2O5成分的量优选在1.5％以上。并且为了防止原玻璃的乳白混浊，并确保大规模生产时的稳定性，P2O5成分的量优选在3％以下。
ZrO2成分是一种极其重要的成分，它与P2O5成分一样，起到玻璃的晶核形成剂作用，并且还发现它对析出结晶的微细化及提高材料的机械强度和化学耐久性方面具有显著效果。为了充分发挥其效果，ZrO2成分的量优选为1.5％以上，更优选为2％以上。当其量超过9％时，会造成原玻璃熔融困难，同时产生不熔融ZrSiO4等残留组分。所以ZrO2成分的量优选在9％以下，更优选在7％以下。
Al2O3成分是提高玻璃陶瓷的化学耐久性和硬度的成分，其量优选在3％以上。如果其量超过9％，熔融性、耐失透性降低，主结晶相相变为低膨胀结晶的β-锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2)，所以Al2O3成分的量优选在9％以下。在本组成体系中，β-锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2)和β-方英石(β-SiO2)的析出会明显降低材料的热膨胀系数，所以最好避免析出这些结晶。
可以添加Sb2O3和As2O3成分作为玻璃熔融时的澄清剂，但其量只需在2％以下就足够了。
以下，说明在本发明的第二实施方案中，构成本发明保持构件的玻璃陶瓷的优选结晶相和组成。
在本发明的第二实施方案中，含有焦硅酸锂(LiO2·2SiO2)作为构成信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷的主结晶相，并且按氧化物重量计，Li2O的含量优选为5％～9％以下。在本发明的第二实施方案中，该玻璃陶瓷中的焦硅酸锂结晶相的结晶量优选为15～40％。
在本发明的第二实施方案中，含有(1)焦硅酸锂(LiO2.2SiO2)和(2)α-石英(α-SiO2)或α-石英固溶体(α-SiO2固溶体)作为该玻璃陶瓷中的主结晶相，并且所有这些主结晶相的平均晶体粒径优选在0.05μm以下。
在本发明的第二实施方案中，含有(1)焦硅酸锂(LiO2·2SiO2)和(2)α-石英(α-SiO2)或α-石英固溶体(α-SiO2固溶体)作为该玻璃陶瓷的主结晶相，并且上述α-石英或α-石英固溶体结晶相的结晶量优选为3～35％，其平均晶体粒径优选为0.10μm以下。
构成本发明信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷中的结晶粒子均优选为微细的且大致为球形的微粒。
在本发明的第二实施方案中，该玻璃陶瓷的组成按重量百分比(换算为氧化物)计，优选含有下述范围的各成分。
SiO270～77％Li2O 5～9％以下K2O 2～5％MgO+ZnO+SrO+BaO 1～2％Y2O3+WO3+La2O3+Bi2O31～3％P2O51.0～2.5％ZrO22.0～7％Al2O35～10％Na2O 0～1％Sb2O3+As2O30～2％将由上述成分构成的原玻璃在400～600℃热处理1～7小时，形成晶核后，再于700℃～760℃热处理1～7小时，使结晶生长，即可制备本发明第二实施方案的玻璃陶瓷。
以下，叙述本发明第二实施方案中该玻璃陶瓷的杨氏模量·比重、机械强度。关于杨氏模量·比重，为了适应高速传输信息的信息存储磁盘高速旋转的要求，该玻璃陶瓷优选具有高刚性、低比重。玻璃陶瓷如果只是单纯的刚性强，比重较大时，高速旋转会因其重量大而产生偏转并引起震动。相反比重低，但如果刚性也低，同样会产生震动。因此，必须保持这两种截然相反的性能的均衡，即，既要具有高刚性，也要具有低比重的特点。以杨氏模量(GPa)/比重计，其优选范围在37以上，更优选范围在39以上，进一步优选范围在41以上，最优选范围在43以上。而且在刚性方面也存在着优选范围，例如，即使通过降低比重实现了上述要求，但从发生上述震动问题的角度来看，至少基片的杨氏模量要优选在95GPa以上。在本发明第二实施方案的实施例中，该玻璃陶瓷的杨氏模量范围在95GPa以上，120GPa以下。关于比重也是一样，如果从产生上述震动的角度考虑，即使材料的刚性较高，其比重也应优选在2.60以下，更优选在2.57以下。本发明第二实施方案的实施例中，该玻璃陶瓷的比重范围在2.40以上2.60以下。
现将在本发明第二实施方案中，限定该玻璃陶瓷的主结晶相及组成等的理由叙述如下。
关于本发明第二实施方案中的该玻璃陶瓷主结晶相，含有焦硅酸锂的信息存储磁盘用保持构件作为磁性信息存储媒体因为不存在结晶各向异性、以及杂质等缺陷少、结构致密且均匀·微细，可满足高机械强度、易于加工、热膨胀的可控制性、高化学耐久性等要求，所以焦硅酸锂是非常有用的主结晶相。而且，通过进一步含有α-石英或α-石英固溶体作为主结晶相，可以提高弯曲强度，同时可以将-50～+70℃时的热膨胀系数设定得较高，所以含有(1)焦硅酸锂和(2)α-石英或α-石英固溶体的信息存储磁盘用保持构件在机械强度、热膨胀系数的易控制性、以及化学稳定性方面都是非常优异和理想的。
以下，对Li2O的含量进行说明。该成分是极为重要的必要成分，它可以使原玻璃易于制备·熔融，同时还可以使焦硅酸锂析出。过去，Li2O成分的配合量要大于形成焦硅酸锂所必需的化学理论量，所以会在玻璃相中残存不利于该结晶相构成的多余的Li2O。它将成为碱溶出成分，增加发生上述问题的可能性。
更详细地说，从碱溶出量的角度考虑时，如上所述，虽然结晶化玻璃的碱溶出量比化学强化的非晶玻璃少，但从高密度记录化倾向的角度考虑，最好是进一步降低碱的溶出量。从玻璃陶瓷中溶出的碱成分主要是从基体的非晶相部分溶出的，所以要最大限度减少结晶相以外的碱成分量。关于这方面，详细的试验研究结果表明，在规定的碱溶出试验中，在2.5英寸磁盘基片(外形尺寸外径_65mm，内径_20mm，厚度0.635mm，切角加工45°、0.1mm)中，由基片表面溶出的碱量在1.0μg/张磁盘以上时，即，如果单位面积溶出量在0.016μg/cm2以上时，会出现由存储媒体成膜时的碱扩散引起磁性能降低，以及由扩散到存储媒体表面的碱成分而形成碱化合物的问题，进而导致如转速需在10000rpm以上的高速旋转的磁盘中出现读出错误和磁头碰撞的问题。该碱溶出量优选在0.011μg/cm2以下(在2.5英寸磁盘基片中，小于0.7μg/张磁盘)，最优选在0.008μg/cm2以下(在2.5英寸磁盘中，小于0.5μg/张磁盘)。
因此，玻璃陶瓷中Li2O的含量应满足形成焦硅酸锂所必需的量，且又能最大限度减少导致碱溶出的多余的Li2O，优选控制其含量低于含有焦硅酸锂作为主结晶相的以往玻璃陶瓷中Li2O含量的上限值。即，当Li2O的量在5％以下时，上述结晶的析出很困难，同时原玻璃的熔融也很困难。而其量在9％以上时，所得结晶不稳定，晶体组织容易粗化，并且化学耐久性降低，甚至超过形成结晶所需化学理论量的多余Li2O成分会残存在玻璃基体中，引起Li离子溶出。所以为了得到由更好的玻璃陶瓷制成的保持构件，特别是得到由碱溶出量低于0.011μg/cm2的玻璃陶瓷制成的保持构件，Li2O的含量优选在5％～8％以下，更优选在5％～7％。
在含有以Li2O作为必要成分的其它结晶相(例如锂辉石、锂霞石、透锂长石等结晶相)作为主结晶相的构成成分时，上述对Li2O含量的限定范围也是有效的。但是对于具有负热膨胀特性的β-锂辉石、β-锂霞石、β-方英石(β-SiO2)结晶，由于它们会增加得到所需热膨胀系数的难度，所以玻璃陶瓷中优选不含有这些热膨胀系数为负值的结晶相。
其次，对焦硅酸锂的结晶量进行说明。如上所述，为了得到作为信息存储磁盘用保持构件所希望的机械强度、加工性能、热膨胀特性和化学耐久性，并且为解决前面关于Li2O含量的说明中叙述的，降低玻璃基体中的多余Li2O，消除由碱溶出而引起的问题，焦硅酸锂的结晶量优选在15％以上40％以下。更优选在20％以上～40％，最优选在20％以上～38％。
关于α-石英或α-石英固溶体结晶，为了控制机械强度(特别是弯曲强度)、热膨胀特性，得到理想的物理性能，其结晶量优选在3％以上35％以下。更优选范围是5～35％。
为了得到研磨加工性和特别优异的机械强度，特别是满足弯曲强度的要求，对晶体粒径加以限制是必要的，含有焦硅酸锂的所有主结晶相的平均晶体粒径优选在0.05μm以下。由此，即使在主结晶相中含有(1)焦硅酸锂和(2)α-石英或α-石英固溶体时，所有主结晶相的平均晶体粒径也要优选在0.05μm以下。此外，关于(2)α-石英或α-石英固溶体，由于其结晶粒子的形状和其它特性的原因，结晶粒子的平均粒径可以在0.10μm以下。优选的范围是主结晶相所有结晶粒子的平均粒径在0.05μm以下，(1)焦硅酸锂结晶的平均晶体粒径在0.04μm以下，(2)α-石英或α-石英固溶体结晶的平均晶体粒径在0.07μm以下。更优选的范围是主结晶相所有结晶粒子的平均晶体粒径在0.03μm以下，(1)焦硅酸锂结晶的平均晶体粒径在0.03μm以下，(2)α-石英或α-石英固溶体结晶的平均晶体粒径在0.05μm以下。
以下，叙述本发明第二实施方案的原玻璃的组成范围中，对Li2O成分以外的其它各成分作上述限定的理由。即，SiO2成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶体(α-SiO2固溶体)结晶极为重要的成分。其量在70％以下时，所得玻璃陶瓷的析出结晶不稳定，而且晶体组织容易粗化；如果其量超过77％时，则原玻璃的熔融·成形性不好。
K2O成分可以在提高玻璃熔融性的同时，防止析出结晶粗化，其量优选为2％以上。但如果含量过高，会引起析出结晶粗化、结晶相变化及化学耐久性降低，所以其量优选在5％以下。特别在本发明中，混合使用Li2O成分和K2O成分时，具有抑制碱离子扩散的效果。
MgO、ZnO、SrO、BaO成分是在提高玻璃的熔融性的同时，防止析出结晶粗化的成分，并且还是使主结晶相焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶体(α-SiO2固溶体)的各结晶粒子呈球形析出的有效成分。因此，各成分含量总和优选在1.0％以上，但若超过2％，则所得结晶不稳定，而且晶体组织容易粗化。
在本发明中，P2O5成分作为玻璃的晶核形成剂是不可缺少的，但为了促进晶核形成，以及为了防止主结晶相粗化，其量优选在1.0％以上。另外，为防止原玻璃的乳白混浊，确保大规模生产时的稳定性，其量优选在2.5％以下。
ZrO2成分和P2O5成分一样，具有玻璃的晶核形成剂的功能，而且还发现它对析出结晶微细化，以及提高材料机械强度及化学耐久性都具有明显效果，因此是极为重要的成分。其量优选在2.0％以上，但是如果添加量过多，则原玻璃熔融困难，同时还会产生ZrSiO4等熔融残渣，所以ZrO2成分的量优选在7％以下。
Al2O3成分是提高玻璃陶瓷的化学耐久性、机械强度，特别是提高硬度的成分，其量优选在5％以上。但是如果Al2O3成分过量，则熔融性和耐失透性降低，同时主结晶相会发生相变，形成低膨胀结晶的β-锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2)。如前所述，β-锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2)的析出会明显降低材料的热膨胀系数，所以必须尽量避免析出这些结晶。为此，Al2O3成分含量优选在10％以下。
Y2O3、WO3、La2O3、Bi2O3成分是在Li2O成分含量低的组成中，改进降低的熔融性，同时提高玻璃的杨氏模量的重要成分。但是，它们的含量总和低于1％时，则得不到上述效果；而超过3％时，则很难析出稳定的结晶。关于Bi2O3成分，通过与As2O3成分共存，在结晶后会产生着色作用，进而很容易发现有无伤痕，并且还具有提高激光结构(laser texturing)的激光能量吸收效率的效果。
Na2O成分和K2O成分一样，也具有在提高玻璃熔融性的同时，防止析出结晶粗化的效果，并且通过混合使用Li2O成分和Na2O成分，具有抑制碱离子扩散的效果。但这种效果没有K2O成分明显，如果Na2O成分的量超过1％，反而会引起Na离子明显溶出，所以其含量范围优选在1％以下。
Sb2O3和As2O3成分可以作为熔融玻璃时的澄清剂添加，它们的含量总和优选在2％以下。更优选在1％以下就足够了。
除上述成分以外，该实施方案中还可以含有一种或两种以上选自Cu、Co、Fe、Mn、Cr、Sn、V的元素，以氧化物计，其含量可达到2重量％。
以下，说明本发明第三实施方案中，构成本发明保持构件的玻璃陶瓷的优选结晶相及组成。
在本发明第三实施方案中，构成本发明保持构件的玻璃陶瓷的主结晶相优选为至少一种以上选自堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶体(Mg2Al4Si5O18固溶体)、尖晶石、尖晶石固溶体、顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶体(β-SiO2固溶体)、钛酸镁(MgTi2O5)、钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)的结晶相。这是因为上述结晶相具有优异的加工性，也有助于提高刚性，并可以缩小析出结晶的晶体粒径，更由于与其它结晶相比较，上述结晶相具有可以明显降低比重的优势。
本说明书中所说的尖晶石是指含有(Mg和/或Zn)Al2O4、(Mg和/或Zn)2TiO4等，以及这些结晶间固溶体的尖晶石型结晶，尖晶石固溶体是指在这些尖晶石型结晶中，部分置换和/或掺入有上述成分以外的其它成分的固溶体结晶。
以下，对本发明第三实施方案中的堇青石(Mg2Al4Si5O18)、尖晶石、顽辉石(MgSiO3)、β-石英(β-SiO2)、钛酸镁(MgTi2O5)以及这些结晶的固溶体的各结晶粒子的大小进行说明。从能够得到适合于信息存储磁盘用保持构件的表面平滑性角度考虑，优选各主结晶相的平均晶体粒径全部在1.0μm以下，更优选在0.5μm以下。
本发明第三实施方案的信息存储磁盘用保持构件中，该玻璃陶瓷优选含有平均晶体粒径为0.10μm～1.0μm的堇青石或顽辉石结晶相。该玻璃陶瓷更优选含有平均晶体粒径为0.30μm～1.0μm的堇青石或顽辉石结晶相。堇青石结晶相的结晶量范围优选为10～70质量％，其范围更优选为30～70质量％。顽辉石结晶相的结晶量范围优选为10～70质量％，其范围更优选为30～70质量％。
以下，叙述本发明第三实施方案中，构成信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷的优选组成范围(以氧化物为标准)。在本实施方案中，按质量百分比计，该玻璃陶瓷优选含有下述范围的各成分。
SiO240～60％MgO 10～18％Al2O310％～20％以下P2O50～4％B2O30～4％CaO 0.5～4％SrO 0～2％BaO 0～5％ZrO20～5％TiO22.5～12％Bi2O30～6％Sb2O30～1％As2O30～1％Fe2O30～2％首先，从生成由热处理原玻璃析出的主结晶相堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶体(Mg2Al4Si5O18固溶体)、顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶体(β-SiO2固溶体)结晶的角度看，SiO2成分是极为重要的成分。当SiO2成分的量在40％以下时，所得玻璃陶瓷的结晶相不稳定，而且晶体组织粗化；当其量超过60％时，则原玻璃的熔融·成形性能降低。在这些结晶相析出过程中，热处理条件也是相当重要的因素，SiO2成分含量更优选的范围为48.5％～58.5％，在此范围内能够获得更宽泛的热处理条件。
MgO成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶体(Mg2Al4Si5O18固溶体)、尖晶石、尖晶石固溶体、顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶体(β-SiO2固溶体)结晶极为重要的成分。其量如果在10％以下，则得不到理想的结晶，所得玻璃陶瓷的析出结晶不稳定，晶体组织易粗化，进而降低熔融性。当其量超过18％时，则耐失透性降低。根据与SiO2相同的理由，MgO含量更优选的范围为13～18％。根据与MgO相同的理由，MgO+ZnO含量优选的范围为10～18％，更优选的范围为13～18％。
Al2O3成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶体(Mg2Al4Si5O18固溶体)、尖晶石、尖晶石固溶体、β-石英固溶体(β-SiO2固溶体)结晶极为重要的成分。其量在10％以下时，则得不到理想的结晶相，并且所得玻璃陶瓷的结晶相不稳定，晶体组织易粗化，进而降低熔融性。另外，当其量在20％以上时，原玻璃的熔融性和耐失透性降低，同时尖晶石的析出量异常增多，使硬度超过需要的硬度，明显降低隔离定位环在研磨加工时的加工性能。并且，材料比重增加，不适合用于高速旋转的信息存储磁盘驱动器。因此，Al2O3成分优选的范围为10～20％以下，更优选的范围为10～18％，特别优选的范围为12～18％。
P2O5成分可以起到玻璃的晶核形成剂的作用，同时对于改进原玻璃的熔融·成形性和耐失透性均有良好的效果，其含量只需在4％以内就足够了，其含量范围更优选为1～3％。
B2O3成分对于控制原玻璃在熔融成形时的粘度是很有效的，其用量只需在4％以内足够了。
CaO成分是可以在提高玻璃熔融性的同时，防止析出结晶相粗化的成分。其用量在0.5％以下时，得不到上述效果；其用量超过4％时，又会引起析出结晶的粗化，结晶相发生变化及化学耐久性降低的问题，更优选的范围为1～3％。
为了提高玻璃的熔融性，可以添加SrO成分，其用量只需在2％以下就足够了。为提高玻璃的熔融性，也可以添加BaO成分，其量只需在5％以下即可，更优选的范围是1～3％。
ZrO2成分和TiO2成分是极为重要的成分，它具有玻璃的晶核形成剂的功能，同时还发现它具有使析出结晶相微细化、提高材料的机械强度及提高化学耐久性的作用。ZrO2成分的用量只需在5％以内就足够了。当TiO2成分的用量小于2.5％时，则得不到上述效果，而超过12％时，原玻璃难以熔融，耐失透性能降低。基于与前述SiO2相同的理由，ZrO2+TiO2用量更优选的范围是2～12％。
Bi2O3成分具有在不损失原玻璃熔融·成形特性的前提下，抑制玻璃失透性的效果，其用量只需在6％以下即可。
Sb2O3、Al2O3成分可作为玻璃熔融时的澄清剂使用，其用量只需分别在1％以内即可。
为了提高玻璃熔融性，可以添加F成分，添加量在3％以内即可。Fe2O3成分可以作为玻璃的着色剂，或者是提高用着色法检测表面缺陷的灵敏度时添加使用，其用量在5％以内即可。
以下，对本发明第四实施方案中，构成本发明信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷的优选结晶相及组成等情况进行说明。
在本发明第四实施方案中，构成本发明信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷的特征是含有至少一种以上选自顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、钛酸镁(MgTi2O5)、钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)的结晶相作为主结晶相。这是因为上述结晶相有助于提高刚性，将析出结晶的粒径控制得较小，同时具有优异研磨加工性的优势。
为了得到上述所希望的物理特性，优选析出顽辉石(MgSiO3)或顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、钛酸镁(MgTi2O5)或钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)结晶相作为析出比大的第一相。关于析出比小于第一相的结晶相，当第一相为顽辉石(MgSiO3)或顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)时，优选该结晶相是至少一种以上选自钛酸镁(MgTi2O5)、钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)、尖晶石、尖晶石固溶体的结晶相；当第一相为钛酸镁(MgTi2O5)或钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)时，优选该结晶相是至少一种以上选自顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、尖晶石、尖晶石固溶体的结晶相。
作为本发明第四实施方案，本发明信息存储磁盘用保持构件特别优选由含有顽辉石(MgSiO3)或顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)作为析出比最大相(第一相)的玻璃陶瓷制成。
在本发明第四实施方案中，该玻璃陶瓷各主结晶相的晶体粒径优选为0.05μm～0.30μm。
以下，叙述本发明第四实施方案中，构成本发明信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷优选组成的理由。首先，SiO2成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)结晶极为重要的成分。其量在40％以下时，所得玻璃陶瓷的析出结晶相不稳定，且晶体组织粗化，进而使原玻璃的耐失透性降低。当其量超过60％时，则原玻璃的熔融·成形性降低。
MgO成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、钛酸镁(MgTi2O5)、钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)、尖晶石、尖晶石固溶体结晶极为重要的成分。其量在10％以下时，得不到所需要的结晶，即使能够得到，玻璃陶瓷的析出结晶也不稳定，且晶体组织容易粗化，甚至熔融性能降低；其量超过20％时，则耐失透性降低。
Al2O3成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)、尖晶石、尖晶石固溶体结晶极为重要的成分。如果其量在10％以下，则得不到所需要的结晶相，即使能够得到，玻璃陶瓷的析出结晶相也不稳定，且晶体组织易粗化，甚至熔融性能降低；如果其量在20％以上，则原玻璃的熔融性和耐失透性降低，并使尖晶石相成为起主导作用的第1相，进而引起基片硬度显著升高，从加工性能的角度讲是不理想的。Al2O3含量优选的范围为10％～18％以下，更优选的范围是10～17％。
CaO成分是在提高玻璃熔融性的同时，防止析出结晶相粗化的成分。其量在0.5％以下时，得不到上述效果；其量超过4％时，会引起析出结晶的粗化，结晶相的变化以及化学耐久性降低的问题。
为了提高玻璃的熔融性，可以添加SrO，但其添加量在0.5％以下时，得不到上述效果。其添加量只需4％就足够了。
为了提高玻璃的熔融性，也可以添加BaO成分，但其添加量只需5％就足够了。
ZrO2成分和TiO2成分是极为重要的成分，它们起到玻璃的晶核形成剂的作用，同时还发现它在使析出结晶相微细化、提高材料的机械强度及提高化学耐久性方面具有较好的效果。ZrO2成分的添加量只需在5％以内就足够了。关于TiO2成分，如果用量在8％以下时，有时会引起结晶时的软化问题；当用量超过12％时，原玻璃的熔融困难，耐失透性降低。
Bi2O3成分是在不损失原玻璃的熔融·成形性能的条件下，具有抑制玻璃失透性效果的成分。但是其用量超过6％时，对熔融坩锅的材料Pt、SiO2的侵蚀明显。
Sb2O3、As2O3成分可以作为玻璃熔融时的澄清剂使用，其用量分别在1％以内就足够了。
在不损害本发明特性的范围内，本实施方案中还可以含有含量按氧化物换算计可达到3％的、选自P、W、Nb、La、Y、Pb的任意元素，和/或含有含量按氧化物换算计可达到2％的、选自Cu、Co、Fe、Mn、Cr、Sn、V的任意元素。
在本发明第四实施方案中，玻璃陶瓷中优选基本上不含有Li2O、Na2O、K2O成分。
以下，对本发明第五实施方案中，构成本发明保持构件的玻璃陶瓷的优选结晶相及组成进行说明。
作为本发明的第五实施方案，构成本发明信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷优选含有至少一种以上选自β-石英、β-石英固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、镁橄榄石、镁橄榄石固溶体的结晶相作为主结晶相。
这是因为上述结晶相具有良好的加工性，同时也有助于提高刚性，将比重控制得较小，并且具有能使析出结晶的晶体粒径非常微细的有利条件。在本发明第五实施方案中，该玻璃陶瓷中β-石英、顽辉石、镁橄榄石各结晶相的析出及析出比例是由MgO、SiO2的含量比例决定的；该三结晶相及该三结晶相固溶体相的析出及析出比例是由MgO、SiO2和其它成分的含量比例而决定的。
下面，叙述本发明第五实施方案中，限定原料组成的理由。
SiO2成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相β-石英、β-石英固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、镁橄榄石、镁橄榄石固溶体结晶极为重要的成分。如果其用量低于40％，则所得玻璃陶瓷的析出结晶不稳定，晶体组织容易粗化；如果其用量超过60％，则原玻璃的熔融·成形性能降低。在析出这些结晶相的过程中，热处理条件也是非常重要的因素，因而SiO2含量优选的范围是48.5～58.5％，在此范围内可以得到更宽泛的热处理条件。
MgO成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相β-石英、β-石英固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、镁橄榄石、镁橄榄石固溶体结晶极其重要的成分。如果其用量在10％以下，则所得玻璃陶瓷的析出结晶不稳定，晶体组织容易粗化，并且熔融性降低；如果其用量超过20％，则原玻璃的耐失透性、化学耐久性降低。同时根据与SiO2相同的理由，其用量更优选的范围为12～18％。
Al2O3成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相β-石英固溶体结晶极其重要的成分。如果其用量在10％以下，则所得玻璃陶瓷的析出结晶不稳定，而且晶体组织容易粗化；如果其用量在20％以上，则原玻璃的熔融性·耐失透性明显降低。根据与前述相同的理由，其用量更优选的范围为12～18％。
P2O5成分起到玻璃的晶核形成剂的作用，同时对于改进原玻璃的熔融性和成形时的耐失透性也是有效的。其用量在0.5％以下时，则得不到上述效果；如果其用量超过2.5％，则耐失透性降低，其用量优选的范围为1～2％。
B2O3成分对控制原玻璃熔融成形时的粘度是有效的。其用量在1％以下时，则得不到上述效果；其用量超过4％时，原玻璃的熔融性降低、玻璃陶瓷的析出结晶不稳定、且晶体组织粗化。所以其用量优选的范围为1～3％。
LiO2成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相β-石英固溶体结晶，并改进原玻璃熔融特性的极其重要的成分。如果其用量在0.5％以下，则得不到上述效果；当其用量超过4％时，则玻璃陶瓷的析出结晶不稳定，且晶体组织容易粗化。其用量优选的范围为1～3％。
CaO成分是在提高玻璃熔融性的同时，防止析出结晶粗化的成分。其用量在0.5％以下时，则得不到上述效果；当其用量超过4％时，则很难得到所需要的结晶，而且玻璃陶瓷的结晶粗化，化学耐久性也降低。其用量的优选范围为1～3％。
ZrO2成分和TiO2成分起到玻璃的晶核形成剂的作用，同时还发现它对使析出结晶微细化、提高材料的机械强度、及提高化学耐久性均有明显效果，是一种极其重要的成分。但是当ZrO2成分的用量不足0.5％、TiO2成分的用量不足2.5％时，则得不到上述效果；而当ZrO2成分的用量超过5％、TiO2成分的用量超过8％时，则原玻璃熔融困难，同时还会生成ZrSiO4等熔融残渣，使原玻璃的耐失透性降低。由于这个原因，结晶过程中会引起结晶粒子的异常晶粒生长。所以TiO2和ZrO2的用量总和的范围优选在9％以下，更优选的范围是ZrO2的用量为1～4％、TiO2的用量为3～7.5％、TiO2和ZrO2的用量总和为3～8％。
Sb2O3、As2O3成分可以作为玻璃熔融时的澄清剂添加，各自的添加量只需达到0.5％就足够了。关于Sb2O3成分，其添加量优选在0.01％以上。
SnO2、MoO3、CeO、Fe2O3成分可以作为玻璃的着色剂添加，或者为了提高用着色方法检测表面缺陷时的灵敏度、以及提高LD激发固体激光的吸收特性也可以添加这些成分。各成分的添加量可以达到5％。SnO2、CeO、Fe2O3成分的量优选在5％以下、MoO3成分的量优选在3％以下。SnO2、MoO3成分还是使玻璃在热处理前具有透光性，而经热处理结晶后着色的重要成分。
以下，对本发明第六实施方案中，构成本发明保持构件的玻璃陶瓷的优选结晶相和组成进行说明。
作为本发明的第六实施方案，构成本发明信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷优选含有至少一种以上选自堇青石、堇青石固溶体、尖晶石、尖晶石固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、β-石英、β-石英固溶体的结晶相作为主结晶相。
这是因为上述结晶相具有良好的加工性、有助于提高刚性、缩小析出结晶粒子的直径，而且与其它结晶相相比，更具有能实现低比重的有利条件。在前述各结晶相中，堇青石、尖晶石、顽辉石、β-石英各结晶相的析出及其析出比例取决于MgO、SiO2、Al2O3的含量比，并且该四结晶相以及该四结晶相固溶体相的析出及其析出比例取决于MgO、SiO2、Al2O3和其它成分的含量比。在本发明第六实施方案中，该玻璃陶瓷各主结晶相的晶体粒径优选为0.05μm～0.30μm。
SiO2成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相堇青石、堇青石固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、β-石英、β-石英固溶体结晶极其重要的成分。其量在40％以下时，则所得玻璃陶瓷的析出结晶相不稳定，晶体组织粗化；其量超过60％时，则原玻璃的熔融成形性降低。在这些结晶相析出的过程中，热处理条件也是相当重要的因素，因此SiO2含量更优选的范围为48.5～58.5％，在该范围内可以获得更宽泛的热处理条件。
MgO成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相堇青石、堇青石固溶体、尖晶石、尖晶石固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、β-石英、β-石英固溶体结晶极其重要的成分。如果其量在10％以下，则得不到所希望的结晶，而且所得玻璃陶瓷的析出结晶不稳定，晶体组织容易粗化，熔融性能降低；如果其量超过20％，则耐失透性降低。此外，根据与SiO2相同的理由，更优选的范围是13～20％。
Al2O3成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相堇青石、堇青石固溶体、尖晶石、尖晶石固溶体、β-石英固溶体结晶极其重要的成分。其量在10％以下时，则得不到所希望的结晶相，所得玻璃陶瓷的析出结晶相不稳定，晶体组织容易粗化，并且熔融性降低。Al3O3的量在20％以上时，原玻璃的熔融性和耐失透性降低，同时尖晶石的析出量异常增加，使材料硬度高于所需硬度，从而使研磨等时的加工性明显降低。并根据与上述相同的理由，更优选的范围是10％～18％以下，特别优选的范围是10～17％。
P2O5成分起到玻璃的晶核形成剂的作用，同时对改进原玻璃的熔融·成形性和耐失透性也是有效的，其量的范围在4％以内即可。其量的优选范围为1～3％。
B2O3成分对控制原玻璃熔融成形时的粘度很有效，其量在4％以内即可。
CaO成分是在提高玻璃熔融性的同时，防止析出结晶粗化的成分。其量在0.5％以下时，则得不到上述效果；其量超过4％时，又会引起析出结晶粗化，结晶相的变化以及化学耐久性降低的问题。其量的优选范围是1～3％。
为了提高玻璃的熔融性，可以添加BaO成分，其量只需5％就足够了。其量的优选范围是1～3％。
ZrO2成分和TiO2成分起到玻璃的晶核形成剂的作用，同时还发现它们对使析出的结晶相微细化，提高材料的机械强度和化学耐久性有效，是极为重要的成分。ZrO2成分只需在5％以内就足够了。TiO2成分在2.5％以下时，则得不到上述效果；当超过8％时，原玻璃的熔融困难，耐失透性降低。根据与上述SiO2相同的理由，更优选其范围是2～8％。
Sb2O3、As2O3成分作为玻璃熔融时的澄清剂使用，其量分别在1％以内就足够了。
为了提高玻璃的熔融性，可以添加F成分，其用量在3％以内就足够了。
Fe2O3成分可以作为着色剂添加，或者为了提高用着色法检测表面缺陷时的灵敏度及提高LD激发激光的吸收特性，也可以添加Fe2O3。其量在5％以内就足够了。
以下，对本发明第七实施方案中，构成本发明保持构件的玻璃陶瓷的优选结晶相和组成进行说明。
作为本发明的第七实施方案，本发明的信息存储磁盘用保持构件可以由一种或两种以上选自β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶体(β-SiO2固溶体)、β-锂辉石(β-Li2O·Al2O3·SiO2)、β-锂辉石固溶体(β-Li2O·Al2O3·SiO2固溶体)、β-锂霞石(β-Li2O·Al2O3·2SiO2，其中，部分Li2O可以置换成MgO和/或ZnO)、β-锂霞石固溶体(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶体，其中，部分Li2O可以置换成MgO和/或ZnO)的结晶相作为主结晶相的玻璃陶瓷制成。
在本发明的第七实施方案中，一种或两种以上选自β-石英、β-锂辉石和β-锂霞石的结晶相的析出及析出比例是由特定组成范围内的Li2O和Al2O3SiO2的含量比例决定的；而一种或两种以上选自β-石英、β-锂辉石和β-锂霞石的各结晶相，以及一种或两种以上从中选择的各结晶相的固溶体相的析出及其析出比是由其它成分的含量决定的。
以下，叙述各组成成分。首先，本发明第七实施方案中，对于构成信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷，SiO2成分是生成原玻璃热处理时作为主结晶相析出的上述结晶极其重要成分。其量在50％以下时，所得玻璃陶瓷的析出结晶不稳定，而且晶体组织容易粗化，结果导致机械强度的降低，经研磨得到的材料表面的粗糙度增加。其量超过62％时，则原玻璃的熔融·成形性降低，材料的均匀性下降。优选的范围是53～57％、更优选的范围是54～56％。
P2O5成分与SiO2成分配合使用时，具有提高原玻璃的熔融·澄清性的效果。P2O5的量在5％以下时，则得不到上述效果；其量超过10％时，原玻璃的耐失透性降低，由此会引起结晶过程中玻璃陶瓷的晶体组织粗化，材料的机械强度降低，优选的范围是6～10％，更优选的范围是7～9％。
为了更明显地提高上述效果，优选SiO2+P2O5＝61～65％、P2O5/SiO2＝0.12～0.16，更优选SiO2+P2O5＝62～64％、P2O5/SiO2＝0.13～0.15。
关于Al2O3成分，如果其量在22％以下，则原玻璃的熔融困难，因此所得玻璃陶瓷的均匀性降低，而且玻璃陶瓷的化学耐久性也降低；如果其量超过26％，也会降低原玻璃的熔融性、均匀性，同时原玻璃的耐失透性降低，由于这些原因，在结晶过程中会引起玻璃陶瓷的晶体组织粗化，材料机械强度降低。其量的优选范围为23～26％，更优选的范围为23～25％。
Li2O、MgO、ZnO三种成分是构成β-石英固溶体、β-锂辉石、β-锂辉石固溶体、β-锂霞石、β-锂霞石固溶体的重要成分。这三种成分与限定在上述范围的SiO2成分和P2O5成分配合使用时，在提高玻璃陶瓷的低膨胀性，降低高温条件下的偏转量，提高原玻璃的熔融性、澄清性方面很有效。
关于LiO2成分，如果其量在3％以下，则得不到上述效果，同时随着原玻璃熔融性的降低，会导致其均匀性降低，进而很难析出符合要求的结晶相。如果其用量超过5％，则得不到上述低膨胀特性，原玻璃的耐失透性降低，由于这些原因，在结晶过程中会引起玻璃陶瓷的晶体组织粗化，机械强度降低。其量的优选范围是3.5～5％，更优选的范围是3.5～4.5％。
关于MgO成分，如果其量在0.5％以下，则得不到上述效果；如果其量超过2％，则得不到上述低膨胀特性。其量的优选范围是0.5～1.8％，更优选的范围是0.6～1.5％。
关于ZnO成分，如果其量在0.2％以下，则得不到上述效果；如果其量超过2％，则得不到上述低膨胀特性，原玻璃的耐失透性降低，由于这些原因，在结晶过程中会引起玻璃陶瓷的晶体组织粗化，机械强度降低。其量的优选范围是0.2～1.8％，更优选的范围是0.2～1.5％。
为了进一步提高上述效果，Li2O+MgO+ZnO三种成分用量的总和范围应该是4.0～6.5％，优选的范围是4.3～6.5％，更优选的范围是4.5～6.5％。
CaO、BaO两种成分基本上是作为玻璃中析出的结晶以外的玻璃基体而残留的成分，对于改进上述低膨胀特性和熔融性的效果来说，它们是对结晶相和玻璃基体相进行微调的重要成分。关于CaO成分，如果其量在0.3％以下，则得不到这种效果；如果其量超过4％，则得不到符合要求的结晶相，还会降低原玻璃的耐失透性，由于这些原因，在结晶过程中会引起玻璃陶瓷的晶体组织粗化，机械强度降低。其量的优选范围是0.5～3％，更优选的范围是0.5～2％。
关于BaO成分，如果其量在0.5％以下，则得不到上述效果；如果其量超过4％，则原玻璃的耐失透性降低。由于这些原因，在结晶过程中会引起玻璃陶瓷的晶体组织粗化，机械强度降低。其量的优选范围是0.5～3％，更优选的范围是0.5～2％。
为了更明显提高上述效果，CaO+BaO两种成分含量的总和应该是0.8％～5％的范围，优选的范围是1～4％，更优选的范围是1～3％。
TiO2和ZrO2成分均是不可缺少的晶核形成剂。这两种成分的量分别在1％以下时，则不可能析出理想的结晶；它们的量分别超过4％时，原玻璃的熔融性差，均匀性降低，最严重时还会产生不熔物。TiO2量的优选范围为1.5～4％、ZrO2量的优选范围为1.5～3.5％，TiO2量更优选的范围为1.5～3.5％、ZrO2量更优选的范围为1～3％。
为了得到质地均匀的制品，可以添加As2O3、Sb2O3成分作为玻璃熔融时的澄清剂，其量在4％以下就足够了。As2O3+Si2O3用量的总和优选为0～2％，更优选As2O3的量为0～2％。
除了上述成分以外，为了对玻璃陶瓷的特性进行微调，在不损坏本发明信息存储磁盘用保持构件特性的范围内，可以分别添加一种或两种以上的SrO、B2O3、F2、La2O3、Bi2O3、WO3、Y2O3、Gd2O3、SnO2成分，添加量的总和在2％以下。此外，还可以分别添加一种或两种以上的CoO、NiO、MnO2、Fe2O3、Cr2O3等着色成分，添加量的总和在2％以下。
以下，对本发明第八实施方案中，构成本发明保持构件的玻璃陶瓷的优选结晶相和组成进行说明。
作为本发明的第八实施方案，本发明信息存储磁盘用保持构件可以由主结晶相为锌尖晶石(ZnAl2O3)和/或锌尖晶石固溶体(ZnAl2O3固溶体)的玻璃陶瓷制成。
在本发明第八实施方案中，锌尖晶石和/或锌尖晶石固溶体相的析出及析出比是由构成锌尖晶石的ZnO、Al2O3以外的其他成分含量决定的。
关于析出的主结晶相，主结晶相是影响热膨胀系数的重要因素。最理想的情况是对于具有正热膨胀系数的玻璃来说，使其析出具有负热膨胀系数的结晶相，从而使玻璃陶瓷整体的热膨胀系数达到所需值。
本发明的第八实施方案中，关于构成的信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷，SiO2成分的量在30％以下时，结晶粒子容易粗化、化学耐久性和机械强度降低；其量超过65％时，原玻璃难以熔融、均匀性降低。其量的优选范围是32～63％，更优选的范围是34～61％。
Al2O3成分的量在5％以下，则很难析出所需要的锌尖晶石主结晶相；如果其量超过35％，则由于熔融性降低，会引起均匀性降低，也会降低原玻璃的耐失透性，由于这些原因，在结晶过程中会引起玻璃陶瓷的晶体组织粗化，机械强度降低。其量的优选范围是7～33％，更优选的范围是10～30％。
ZnO成分与上述Al2O3成分同时都是通过原玻璃热处理生成锌尖晶石主结晶相，以及提高基片的机械强度和耐热性的重要成分。其量在5％以下时，则得不到上述效果；其量超过35％时，则原玻璃的耐失透性降低，由于这些原因，在结晶化过程中会引起玻璃陶瓷的晶体组织粗化，机械强度降低。其量的优选范围是7～33％，更优选的范围是10～30％。
MgO成分的量在1％以下时，熔融性、均匀性降低，同时原玻璃的耐失透性降低，由于这些原因，在结晶化过程中会引起玻璃陶瓷的晶体组织粗化，机械强度降低；如果其量超过20％，则原玻璃的耐失透性降低。其量的优选范围是3～18％，更优选的范围是3～15％。
CaO、SrO、BaO、B2O3、La2O3、Y2O3、Gd2O3、Ta2O5、Nb2O5、WO3、Bi2O3成分具有改进原玻璃熔融性的效果，特别是La2O3、Y2O3、Gd2O3、Ta2O5、Nb2O5、WO3、Bi2O3成分还对改善制品的机械强度和化学耐久性很有效。为了防止由热处理而引起析出结晶相的粗化，同时得到上述效果，应该添加从这些成分中选择的一种或两种以上的成分，添加量总和为0.5％～20％。其中，当B2O3的量超过10％时，或者从Ta2O5、Nb2O5、WO3、Bi2O3成分中选择的一种或两种以上成分的添加量总和超过10％时，则很难析出理想的结晶相。CaO+SrO+BaO+B2O3+La2O3+Y2O3+Gd2O3+Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3的量优选为0.5～10％，B2O3的量优选为0～8％，Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3的量优选为0～5％，CaO+SrO+BaO+B2O3+La2O3+Y2O3+Gd2O3+Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3的量更优选为0.5～10％，B2O3的量更优选为0～5％、Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3的量更优选为0～5％。
TiO2成分是作为晶核形成剂不可缺少的成分。其量在1％以下时，则不能生成所需要的结晶相；其量超过15％时，则原玻璃的耐失透性降低，由于这些原因，在结晶化过程中会引起玻璃陶瓷的晶体组织粗化，机械强度降低。其量的优选范围是3～13％，更优选的范围是4～10％。
ZrO2、P2O5、SnO2成分还可以作为成核剂辅助使用，这些成分用量的总和优选在7％以下。同时ZrO2成分的量优选为2％以下、P2O5成分的量优选为5％以下，SnO2成分的量优选为2％。如果超过上述用量，则原玻璃的耐失透性降低，在结晶过程中会引起玻璃陶瓷的晶体组织粗化，机械强度降低。更优选的范围是ZrO2+P2O5+SnO2在6％以下、ZrO2在1.8％以下、P2O5在4.5％以下、SnO2在1.8％以下，特别优选ZrO2+P2O5+SnO2在5％以下、ZrO2在1.7％以下、P2O5在4％以下、SnO2在1.7％以下。
可以添加As2O3和/或Sb2O3成分作为原玻璃熔融时的澄清剂，这些成分的一种或两种以上的用量总和在4％以下就足够了。优选在3％以下，更优选在2％以下。
如果含有一种或两种以上的上述成分的氟化物，则作为原玻璃的熔剂和对于调节结晶化过程是有效的。其量按F量的总和计算，超过5％时，则原玻璃的失透倾向增大，得不到理想制品。
除上述成分之外，在不损坏所需特性的范围内，还可以添加MnO2、NiO、CoO、Fe2O3、Cr2O3、V2O5、MoO2、Cu2O等着色剂成分，一种或者两种以上的GeO2以及其它稀土类氧化物的成分，添加量总和可达到10％。
以下，说明本发明的第九实施方案。首先介绍主结晶相，为了得到所需要的热膨胀系数，主结晶相中优选含有至少一种以上从具有较大正膨胀系数的α-方英石、α-方英石固溶体、α-石英、α-石英固溶体中选择的结晶相。特别是通过选择上述主结晶相，可以容易地获得化学耐久性和物理特性均优异的材料。无论哪一种结晶相，其晶粒的平均晶体粒径均优选在0.10μm以下。而且，主结晶相以外的结晶的X射线强度比优选在20以下，更优选在10以下，最优选在5以下。
在本发明第九实施方案中，考虑到研磨加工时的机械化学性能的影响，优选主结晶相中不含有焦硅酸锂。为了调整热膨胀特性，本发明玻璃陶瓷的主结晶相中，优选尽量不含有膨胀系数为负值的β-锂辉石、β-锂霞石、β-方英石(β-SiO2)等结晶相，以及硅酸锂(Li2O·SiO2)、透辉石、顽辉石、云母、α-鳞石英、α-氟碱锰闪石等。
以下，对本发明第九实施方案中，构成信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷进行说明。SiO2成分是生成由热处理原玻璃析出的主结晶相α-方英石、α-方英石固溶体、α-石英、α-石英固溶体极其重要的成分。其量在65％以下时，所得玻璃陶瓷的析出结晶不稳定，晶体组织容易粗化；如果其量超过75％，则原玻璃的熔融成形性降低，其量的优选范围在65％以上和/或至75％，更优选在68％以上74％以下。
Li2O成分是提高原玻璃熔融性的重要成分。如果其量在4％以下，则得不到上述效果，原玻璃难以熔融；如果其量在7％以上，则会引起Li离子溶出，使焦硅酸锂结晶的生成增加，其量的范围优选在4.5％以上6.5％以下，更优选的范围在4.5％以上6.0％以下。
MgO、ZnO、SrO、BaO、CaO成分是在提高玻璃熔融性能的同时，防止析出结晶粗化的成分。各成分的用量总和优选在2％以上，如果用量总和超过15％，则所得结晶不稳定，晶体组织容易粗化。
在本发明中，P2O5成分是不可缺少的玻璃的晶核形成剂。为了促进晶核形成，防止析出结晶粗化，优选其量在1.0％以上。为防止原玻璃的乳白混浊，确保规模生产时的稳定性，优选其量在2.5％以下。
ZrO2成分和P2O5成分一样具有玻璃的晶核形成剂的作用，同时还发现它对使析出结晶均匀微细，提高材料的机械强度和化学耐久性具有明显效果，是一种非常重要的成分。其量优选在2.0％以上。但是如果添加过量，则会使原玻璃难以熔融，同时容易产生ZrSiO4等熔融残渣。所以ZrO2成分的量优选在7％以下。更优选在2％以上6％以下，进一步优选其上限在5％以下。
SnO2成分和ZrO2成分一样，是起到玻璃的晶核形成剂作用的成分，其量在3％以内就足够了。
Al2O3成分是提高玻璃陶瓷的化学耐久性和机械强度，特别是提高硬度的成分。其量优选在5％以上，如果含量过多，则原玻璃的熔融性、耐失透性降低，而且析出结晶相容易形成低膨胀结晶β-锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2)。β-锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2)的析出会明显降低材料的平均线膨胀系数，所以必须尽量避免析出这种结晶。因此，Al2O3成分的量优选在9％以下，更优选其下限高于5％，上限低于9％，进一步优选其下限高于6％，上限低于8％。
在Li2O成分含量较低的组成当中，Y2O3、WO3、La2O3、Bi2O3各成分可以改善降低的熔融性，同时还可以提高玻璃的杨氏模量。其用量的总和在3％以下就足够了，如果超过3％，则很难析出稳定的结晶。
Sb2O3和As2O3成分可以作为玻璃熔融过程的澄清剂添加，这些成分的用量的和在1％以下就足够了。
在不损害上述各特性的范围内，组成中还可以含有3％(均按氧化物标准的质量％计)的Ga、Ge、Cu、Fe、Co、Nb、Ti、V、Ce、Gd、B成分。如有可能，优选不含有Mo、Ta、Mn、Cr、F成分。
Na2O、K2O成分优选的范围分别在0～3％以下，更优选的范围是Na2O+K2O＝0.1～2.5％。这里，K2O、Na2O各成分具有降低熔融温度的效果，再加上通过与Li2O成分混合使用，还具有抑制碱离子从玻璃基体中溶出的效果。通过少量混合添加这些碱成分，可以改善电性能(体积电阻率)。在Li2O成分比例相对较多的玻璃中，如果混合K2O、Na2O成分，则可以提高体积电阻率，抑制玻璃中碱离子的移动性，最终获得抑制碱离子溶出的效果。
在本发明的第一～第九实施方案中，构成信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷优选基本上不含有PbO成分，因为该成分对环境有污染。
本发明中，构成信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷中的上述各成分用量总和应该在90％以上，优选在95％以上，更优选在98％以上，这样可以得到更好的信息存储磁盘用保持构件。
构成本发明信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷可以通过下述方法制备。将含有上述组成的玻璃熔化，进行热成形和/或冷加工，然后加热处理形成晶核，接着在更高温度下进行热处理，使其结晶。这样可以使构成本发明信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷具有结晶相分散在玻璃基体中的形态，并且玻璃陶瓷中基本上不存在气孔。
在本发明的第一和第三实施方案中，构成信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷可以通过下述方法制备。将含有上述组成的玻璃在约1350～1500℃的温度熔化，进行热成形或冷加工，然后在450～850℃范围的温度热处理1～12小时，更优选处理1～7小时，形成晶核，接着在700～1000℃范围的温度进行热处理，使其结晶。
本发明的第二实施方案中，构成信息存储磁盘用保持用构件的玻璃陶瓷制备方法中，上述玻璃的熔融温度优选约为1350～1450℃，晶核形成温度优选为450℃～650℃，更优选为500℃～600℃，上述结晶化温度优选为700℃～800℃，更优选为720℃～780℃。另外，在本发明第三实施方案中，上述熔融温度优选为1400℃～1500℃，晶核形成温度优选为600℃～800℃，更优选为650℃～750℃，上述结晶化温度优选为800℃～1000℃，更优选为830℃～980℃。
本发明的第四实施方案中，制备构成信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷，可以通过在400～600℃范围的温度热处理1～7小时，形成晶核，接着在700～760℃范围的温度热处理约1～7小时，进行结晶。通过这种热处理条件，可以得到由具有理想结晶相、晶体粒径、结晶量、结晶度的玻璃陶瓷构成的信息存储磁盘用保持构件。
在本发明第六实施方案中，制备构成信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷，可以通过在650℃～750℃范围的温度热处理1～12小时，形成晶核，接着在750℃～1050℃范围的温度热处理大1～12小时，进行结晶。
在本发明的第七、第八实施方案中，构成信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷可以通过下述方法制备。首先把具有上述组成的玻璃熔化，进行热成形或/和冷加工，然后在650℃～750℃范围的温度热处理1～12小时，生成晶核，接着在750℃～950℃范围的温度热处理约1～12小时，进行结晶。
本发明的第九实施方案中，构成信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷可以通过下述方法制备。把具有上述组成的氧化物、碳酸盐、硝酸盐等原料混合，然后采用一般熔融装置，在大约1350℃～1450℃的温度条件使其熔融，搅拌均匀后加工成磁盘形状，冷却后得到玻璃成形物，然后将该成形物在400℃～600℃热处理约1～7小时，形成晶核，然后在650℃～750℃热处理约1～7小时，进行结晶。
为了消除信息存储磁盘所带的静电，优选在本发明的信息存储磁盘用保持构件表面形成具有导电性的膜。可以通过硬质金属类表面处理或喷镀陶瓷的方法得到这种导电性膜。
本发明的信息存储磁盘用隔离定位环可以通过下述方法制备。在上述制备工序的热成形或冷加工过程中，将材料模压成环形形状，然后对与信息存储磁盘接触的表面进行研磨。
通过本发明的信息存储磁盘用隔离定位环，将一张或多张信息存储磁盘安装固定在旋转插座中，即可得到适应信息传输高速化的信息存储磁盘驱动器。这时，旋转插座和隔离定位环的热膨胀系数优选大致相等。
附图的简单说明

图1示出了本发明的实施例1-1～1-3以及组成与之相同的玻璃陶瓷的结晶化温度和弯曲强度的关系。
实施发明的最佳方案以下，对本发明的信息存储磁盘用保持构件的优选实施例进行说明。
各结晶相的平均晶体粒径是通过透射式电子显微镜(TEM)测出的。各结晶相的晶种、各结晶粒子的晶种是通过TEM结构分析，或者是X射线衍射(XRD)装置鉴定的。结晶相是从析出比大的结晶相开始按顺序记录的。析出比顺序是按X射线衍射测出的各主结晶相主峰高度顺序确定的。
表面粗糙度(Ra)(算术平均粗糙度)是通过原子力显微镜(AFM)测定的。
锂离子溶出量是用离子色谱测定的，测定条件如下。将80ml超纯水(室温)和磁盘(直径65mm×厚度0.635mm)装入薄膜包装袋中，然后在30℃恒温的干燥器内放置3小时后，取出磁盘，用离子色谱测定。
平均线膨胀系数是按照JOGIS(日本光学玻璃工业会标准)06测定的，杨氏模量是按照JIS R1602的超声波脉冲法测定的，弯曲强度是按照JIS R1601(三点弯曲强度)测定的，维氏硬度是按照JISR1610测定的，10mm厚板材在波长950～1600nm的照射光下的透光率是用分光光度计测定的，比重是按照JOGIS(日本光学玻璃工业会标准)06测定的。
实施例和比较例的信息存储磁盘用保持构件的加工过程为，将各种玻璃陶瓷用800#～2000#金刚砂研磨约5～30分钟，然后再用平均粒径为0.02～3.0μm的研磨剂(氧化铈)研磨约30～60分钟。
以下说明本发明第一、第三实施方案中的信息存储磁盘用保持构件的优选实施例。表1～9示出了作为本发明信息存储磁盘用保持构件的玻璃陶瓷隔离定位环的实施例(1-1～1-14和3-1～3-8)和以往玻璃陶瓷的比较例(1～3)，同时示出了它们的组成、玻璃陶瓷的晶核形成温度、结晶化温度、结晶相、平均晶体粒径、以及该结晶相的结晶量，以及玻璃陶瓷的结晶度、热膨胀系数、杨氏模量、比重、比刚度(杨氏模量/比重)、以及弯曲强度的值。在这些表的结晶相一栏中，各结晶的固溶体是用在各结晶名称后加“SS”表示。此外，本发明不受下述实施例限定。
图1示出了与实施例1-1～1-3组成相同的玻璃陶瓷的结晶化温度和弯曲强度的关系。
表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

表8

表9

本发明中，由上述实施例1-1～1-14和3-1～3-8，以及上述比较例1～3的玻璃陶瓷制成的信息存储磁盘用隔离定位环是通过以下工序制备的。首先将氧化物、碳酸盐、硝酸盐等原料进行称量混合，使其达到表中所示的氧化物组成。然后用通常的熔融装置，在约1350～1500℃的温度条件熔融，并均匀搅拌。再将搅拌均匀的熔融物成形加工成环状，冷却得到玻璃成形物。进而，将该成形物在450～800℃的温度条件热处理约1～7小时，形成晶核后，在700℃～980℃的温度条件热处理约1～7小时，进行结晶。再通过压光研磨处理使其上、下表面的Ra为0.1μm、平坦度为0.3μm，进而由玻璃基体中均匀分散结晶相的玻璃陶瓷制成所希望的信息存储磁盘用隔离定位环。
如表1～9所示，由比较例的非晶玻璃等制成的隔离定位环的比刚度小于37GPa，而比重大于3.0，不适合用于高速旋转的磁盘驱动器。相对而言，由本发明的玻璃陶瓷制成的隔离定位环具有较小的比重，且具有较高的比刚度，可以适应磁盘驱动器高速旋转的要求。实施例1-1～1-14是由含有焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)作主结晶相的该玻璃陶瓷制成的隔离定位环的例子，在使用环境温度范围-50～+70℃时，该玻璃陶瓷的热膨胀系数范围是+65×10-7～+130×10-7。即，在这些实施例中，隔离定位环的热膨胀系数与信息存储磁盘等以及其它驱动构件的代表性热膨胀系数大致相等。
实施例1-1～1-9的弯曲强度是对内径约为20.0mm、外径约为23.5mm、板厚约为2.0mm的环形隔离定位环，通过杯模式环弯曲试验，根据内径·外径·板厚·泊松比·最大负荷算出的。实施例1-1～1-9的隔离定位环的弯曲强度范围是400MPa～800Mpa，符合移动设备等对耐冲击性能的要求，可在移动设备中应用。
以下，说明本发明第二实施方案的优选实施例。表10～12示出了本发明信息存储磁盘用保持构件的实施组成例(No.2-1～2-7)的以及作为比较组成例的两种以往Li2-SiO2类玻璃陶瓷(比较例8特开昭62-72547号公报；比较例9特开平9-35234号公报)的组成、晶核形成温度、结晶化温度、结晶相、该结晶相的结晶量、平均晶体粒径。表13～15示出了表10～12的信息存储磁盘用保持构件的热膨胀系数、杨氏模量、比重、弯曲强度的数值和碱溶出量。
表10

表11

表12

表13

表14

表15

本发明上述实施例的玻璃均是将氧化物、碳酸盐、硝酸盐等原料混合，并用通常的熔融装置在约1350～1450℃的温度熔融，搅拌均匀后成形加工成磁盘状，冷却后得到玻璃成形物。然后将该成形物于400～600℃的温度热处理约1～7小时，形成晶核后，于700～760℃热处理约1～7小时，使其结晶，即可得到所需要的玻璃陶瓷。
各结晶相的平均晶体粒径是用透射式电子显微镜(TEM)测出的。各结晶相的晶种是通过X射线衍射(XRD)仪测试的。结晶量是用X射线衍射(XRD)仪，将各晶种的100％结晶标准试样作为内标，通过内标法由衍射峰面积求出的。
弯曲强度是通过杯模式环弯曲试验，根据磁盘的内径·外径·板厚·泊松比·最大负荷算出的。
碱溶出成分是采用离子色谱测定的。试验条件是将一张由述方法得到的各信息存储磁盘用保持构件在80ml、30℃的纯水中浸渍3小时，通过测定纯水中溶出的碱浓度计算出基片的碱溶出量。
如表10～12所示，本发明信息存储磁盘用保持构件的主结晶相由焦硅酸锂(Li2Si2O5)和α-石英构成，晶体粒径均在0.02μm以下，微细晶体粒子的形状接近于球形。相对而言，比较例4的玻璃陶瓷的焦硅酸锂的平均晶体粒径为1.5μm，比较例5的玻璃陶瓷的β-锂辉石的平均晶体粒径为0.2μm，二者的晶粒都比较大，而且呈针状或者是米粒状。
对于信息存储磁盘用保持构件的热膨胀系数(×10-7/℃)，比较例4、5均为50以下的低膨胀，并且杨氏模量在84GPa以下，弯曲强度在320MPa以下。由此表明，比较例4、5的玻璃陶瓷是杨氏模量和强度均较低的材料。
以下，说明本发明第四实施方案中的优选实施例。
表16～表18示出了本发明磁盘用信息存储磁盘用保持构件的实施组成例(No.1～9)，以及作为比较组成例的以往化学强化玻璃、即硅酸铝玻璃(特开平8-48537号公报)比较例6，Li2O-SiO2类玻璃陶瓷(特开平9-35234号公报)比较例7，SiO2-Al2O3-MgO-ZnO-TiO2类结晶玻璃(特开平9-77531号公报)比较例8的晶核形成温度、结晶化温度、结晶相、晶体粒径、杨氏模量、维氏硬度、比重、-50-+70℃时的热膨胀系数。各结晶相的析出比是用X射线衍射(XRD)仪，将各晶种的100％结晶标准试料作为内标，通过内标法并由衍射峰面积求出的。
在实施例的表16～表18中，钛酸镁SS表示钛酸镁固溶体，尖晶石SS表示尖晶石固溶体，其它结晶的固溶体都是在其结晶名称的后面加SS表示(例如，β-石英SS表示β-石英固溶体)。
表16

表17

表18

表19

本发明上述实施例的玻璃均是将氧化物、碳酸盐、硝酸盐等原料混合，用通常的熔融装置在约1350～1490℃的温度熔融，搅拌均匀后，成形加工成磁盘形状，冷却后得到玻璃成形物。然后将此成形物在650～750℃热处理约1～12小时，形成晶核后，于850～1000℃热处理约1～12小时，使其结晶，即可得到所需要的玻璃陶瓷。
如表16～19所示，本发明和以往的硅酸铝化学强化玻璃、Li2O-SiO2类玻璃陶瓷、SiO2-Al2O3-MgO-ZnO-TiO2类玻璃陶瓷的比较例相比，玻璃陶瓷的结晶相不同。在杨氏模量比较方面，与硅酸铝化学强化玻璃、Li2O-SiO2类玻璃陶瓷相比，本发明玻璃陶瓷的刚性高。比较例8的SiO2-Al2O3-MgO-ZnO-TiO2类玻璃陶瓷是非常硬的材料(表面维氏硬度为1000(9800N/mm2))，所以加工性能不好。与此相比，本发明玻璃陶瓷的表面硬度、即维氏硬度在850(8330N/mm2)以下，经通常的研磨加工即可得到足够的平滑性，并且不存在结晶的各向异性，不含有异物、杂质等缺陷，晶体组织致密、质地均匀、微细(析出结晶的粒晶均在0.3μm以下)，具有能经受各种药品和水清洗或蚀刻的化学耐久性。
以下，说明本发明第五实施方案的优选实施例。表20～表24示出了本发明磁盘用信息存储磁盘用保持构件的实施组成例(No.5-1～5-14)的组成、晶核形成温度、结晶化温度、结晶相、晶体粒径、杨氏模量、比重、杨氏模量(GPa)/比重、-50～+70℃时的热膨胀系数。其中，β-石英SS表示β-石英固溶体。
表20

表21

表22

表23

表24

在本发明上述表20～24的实施例中，所有玻璃都是将氧化物、碳酸盐、硝酸盐等原料混合，用通常的熔融装置在约1350～1490℃的温度熔融，搅拌均匀后成形为磁盘状，冷却得到玻璃成形物。然后将此玻璃成形物在650～750℃热处理约1～12小时，形成晶核后，于750～1050℃热处理约1～12小时，使其结晶，即可得到所需要的玻璃陶瓷。
如表20～24所示，本发明玻璃陶瓷的加工性好，完全可以满足所需要的平滑性，而且不存在结晶的各向异性、异物及杂质等缺陷，晶体组织致密、质地均匀微细，具有能够经受用各种药品及水清洗或蚀刻的化学耐久性。
以下，说明本发明第六实施方案的优选实施例。表25～33示出了本发明信息存储磁盘用保持构件的实施组成例(No.6-1～6-27)的组成、晶核形成温度、结晶化温度、结晶相、晶体粒径、杨氏模量、比重、杨氏模量(GPa)/比重、-50～+70℃时的热膨胀系数。其中，表中β-石英SS表示β-石英固溶体。
表25

表26

表27

表28

表29

表30

表31

表32

表33

本发明上述实施例的玻璃均是将氧化物、碳酸盐、硝酸盐等原料混合，用通常的熔融装置在约1350～1490℃的温度熔融，搅拌均匀后成形为磁盘状，冷却得到玻璃成形物。然后将该成形物于650～750℃热处理约1～12小时，形成晶核后，再于750～1050℃热处理约1～12小时，使其结晶，即可得到所需的玻璃陶瓷。
如表25～33所示，本发明玻璃陶瓷的加工性能优异，不存在结晶的各向异性、异物和杂质等缺陷，而且晶体组织致密、质地均匀微细，具有可以经受各种药品及水的清洗或蚀刻的化学耐久性。
以下，说明本发明第七、八实施方案的优选实施例。表34～44示出了本发明磁性信息存储媒体用信息存储磁盘用保持构件的实施组成例(7-1～7-27、8-1～8-23)和这些信息存储磁盘用保持构件玻璃陶瓷的晶核形成温度、结晶化温度、结晶相、晶体粒径、热膨胀系数(-60℃～+600℃)。表45示出了以往的Al2O3-SiO2类化学强化玻璃(比较例9)和以往的Li2O-SiO2类玻璃陶瓷(比较例10)的组成和上述各种特性。
对于表中的析出结晶，β-Q表示β-石英、β-Q-SS表示β-石英固溶体、β-Sp表示β-锂辉石、β-Sp-SS表示β-锂辉石固溶体、β-Eu表示β-锂霞石、β-Eu-SS表示β-锂霞石固溶体。Ga表示锌尖晶石、Ga-SS表示锌尖晶石固溶体。
表34

表35

表36

表37

表38

表39

表40

表41

表42

表43

表44

表45

本发明上述表34～44的实施例中，均是将氧化物、碳酸盐、硝酸盐等原料混合，用通常的熔融装置在约1400～1500℃的温度熔融，搅拌均匀后，成形冷却得到玻璃成形物。然后将该成形物在650～750℃热处理约1～12小时，形成晶核后，于750～950℃热处理约1～12小时，使其结晶，即得到所需的玻璃陶瓷。
如表34～44所示，本发明第七、八实施方案的玻璃陶瓷析出结晶的晶体粒径范围是0.001～0.10μm。
玻璃陶瓷的结晶相是一种或两种以上选自β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶体(β-SiO2固溶体)、β-锂辉石(β-Li2O·Al2O3·SiO2)、β-锂辉石固溶体(β-Li2O·Al2O3·SiO2固溶体)、β-锂霞石(β-Li2O·Al2O3·2SiO2，其中，部分Li2O可以置换为MgO和/或ZnO)、β-锂霞石固溶体(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶体，其中，部分Li2O可以置换为MgO和/或ZnO)的结晶相，或者是锌尖晶石(ZnAl2O3)和/或锌尖晶石固溶体(ZnAl2O3固溶体)结晶相。
如表46～49所示，本发明与以往的Li2O-SiO2类玻璃陶瓷的比较例相比，结晶相不同。本发明的玻璃陶瓷不析出焦硅酸锂(Li2Si2O5)，均是至少一种以上选自α-方英石、α-方英石固溶体、α-石英、α-石英固溶体的结晶相。比较例11的玻璃陶瓷的焦硅酸锂结晶的平均晶体粒径为1.5μm，比较例12的玻璃陶瓷的β-锂辉石的平均晶体粒径为0.2μm，二者均为较大的针状乃至米粒状晶粒，在对平滑性要求较高的情况下，这种晶粒均会影响到研磨后的表面粗糙度，以及会产生一些缺陷。比较例11、12的玻璃陶瓷的表面粗糙度Ra(粗糙度的算术平均值)均在11_以上，很难得到平滑性非常好的表面特性(Ra在5_以下)。
以下，说明本发明第九实施方案玻璃陶瓷的优选实施例。表46～表49示出了本发明玻璃陶瓷的实施组成例(No.9-1～9-10)和作为比较组成例的两种以往的Li2O-SiO2类玻璃陶瓷，以及这些玻璃陶瓷的晶核形成温度、结晶化温度、结晶相，平均晶体粒径，平均线膨胀系数(温度范围为-50～+70℃)、比重、研磨后的表面粗糙度Ra(粗糙度的算术平均值)。其中，表中的结晶相一栏中，“α-方英石SS”表示α-方英石固溶体，“α-石英SS”表示α-石英固溶体。
表46

表47

表48

表49

本发明信息存储磁盘用保持构件，在加热试验后的平坦度均在0.1μm以下，足以满足所需要的平坦度(即5μm以下，优选3μm以下，更优选1μm以下)；即使加热温度超过500℃，其平坦度仍然能够达到上述所需要的数值(即5μm以下，优选3μm以下，更优选1μm以下)。在有些实施例中，即使在600℃下加热10分钟，在700℃下加热10分钟，在800℃加热10分钟，其平坦度仍可维持在上述所需要的范围内。
如上所述，本发明的信息存储磁盘用保持构件具有良好的耐热性能。所得玻璃陶瓷的热膨胀范围也在2×10-7～65×10-7/℃，正是对垂直磁性记录媒体进行成膜的适宜范围。
产业上的实用性如上所述，本发明可以提供一种信息存储磁盘用保持构件，特别是玻璃陶瓷隔离定位环，以及通过该保持构件安装固定信息磁盘的信息存储磁盘驱动器。本发明的信息存储磁盘用保持构件克服了以往技术中常见的各种缺点，具有适应于信息传输高速化的基片高速旋转以及在可移动设备中应用时的高机械强度、高杨氏模量、低发尘性，并兼备有与其它驱动构件一致的热膨胀系数。本发明的信息存储磁盘驱动器可用于笔记本个人电脑、台式个人电脑、服务器、可移动设备(APS照相机、移动电话、数字照相机、数字摄相机、磁卡驱动器)、网络电视用顶盒的存储媒体或新型高记录密度媒体(垂直磁性记录媒体、岛磁性记录媒体)等领域。
权利要求
1.一种信息存储磁盘用保持构件，它是将信息存储磁盘固定在规定位置的构件，并由在玻璃基体中分散有结晶相的玻璃陶瓷制成。
2.权利要求1述的信息存储磁盘用保持构件，其中，比刚度(杨氏模量/比重)在37GPa以上，比重在3.0以下。
3.权利要求1述的信息存储磁盘用保持构件，其中，杨氏模量的范围是95GPa～130GPa，比重的范围是0～2.60。
4.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，弯曲强度的范围是400MPa～800MPa。
5.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶体(α-SiO2固溶体)、α-方英石(α-SiO2)、和α-方英石固溶体(α-SiO2固溶体)的结晶相作为主结晶相。
6.权利要求5所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有焦硅酸锂作为主结晶相。
7.权利要求6所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷中焦硅酸锂的结晶量为3～10质量％，该结晶相的平均晶体粒径的范围是0.01～0.05μm。
8.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分SiO270～79％Li2O8～12％K2O 0～4％MgO 0～2％以下ZnO 0～2％以下P2O51.5～3％ZrO21.5～7％Al2O33～9％Sb2O3+As2O30～2％
9.权利要求1～8任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，-50～+70℃时的热膨胀系数为+65×10-7～+130×10-7/℃。
10.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有α-石英(α-SiO2)或α-石英固溶体(α-SiO2固溶体)作为主结晶相，该结晶相的结晶量为3～35质量％，该结晶相的平均晶体粒径在0.10μm以下。
11.权利要求10所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷所有主结晶相的平均晶体粒径在0.05μm以下。
12.权利要求10所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷基本上不含有PbO。
13.权利要求10所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，-50～+70℃时的热膨胀系数为+95×10-7～+110×10-7/℃。
14.权利要求10所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分SiO270～77％Li2O 5～9％以下K2O 2～5％MgO+ZnO+SrO+BaO1～2％Y2O3+WO3+La2O3+Bi2O31～3％P2O51.0～2.5％ZrO22.0～7％Al2O35～10％Na2O 0～1％Sb2O3+As2O30～2％
15.权利要求10～14任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷中焦硅酸锂的结晶量为15～40质量％。
16.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶体(Mg2Al4Si5O18固溶体)、尖晶石、尖晶石固溶体、顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶体(β-SiO2固溶体)、钛酸镁(MgTi2O5)和钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)的结晶相作为主结晶相。
17.权利要求16所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分SiO240～60％MgO10～18％Al2O310～20％以下P2O50～4％B2O30～4％CaO0.5～4％SrO0～2％BaO0～5％ZrO20～5％TiO22.5～12％Bi2O30～6％Sb2O30～1％As2O30～1％Fe2O30～2％
18.权利要求16或17所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，-50～+70℃时的热膨胀系数为+30×10-7～+65×10-7/℃。
19.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、钛酸镁(MgTi2O5)、钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)、尖晶石及尖晶石固溶体的结晶相作为主结晶相，该玻璃陶瓷中Al2O3成分的量在20质量％以下，杨氏模量为115～160GPa。
20.权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有顽辉石(MgSiO3)或顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)作为析出比最大的结晶相(第一相)。
21.权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有钛酸镁(MgTi2O5)或钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)作为析出比最大的结晶相(第一相)。
22.权利要求20所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自钛酸镁(MgTi2O5)、钛酸镁固溶体(MgTi2O5固溶体)、尖晶石及尖晶石固溶体的结晶相作为析出比小于第一相的结晶相。
23.权利要求21所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自顽辉石(MgSiO3)、顽辉石固溶体(MgSiO3固溶体)、尖晶石和尖晶石固溶体的结晶相作为析出比小于第一相的结晶相。
24.权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷基本上不含有Li2O、Na2O、K2O。
25.权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分SiO240～60％MgO 10～20％Al2O310～20％以下CaO0.5～4％SrO0.5～4％BaO0～5％ZrO20～5％TiO28％以上～12％Bi2O30～6％Sb2O30～1％As2O30～1％
26.权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有选自P、W、Nb、La、Y、Pb的任意元素，含量换算为氧化物可达3质量％，和/或含有选自Cu、Co、Fe、Mn、Cr、Sn、V的任意元素，含量换算为氧化物可达2质量％。
27.权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，-50～+70℃范围内的热膨胀系数的范围是40×10-7～60×10-7/℃。
28.权利要求19所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷各主结晶相的晶体粒径为0.05μm～0.30μm。
29.权利要求19～28任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，维氏硬度为700～850。
30.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的主结晶相为至少一种以上选自β-石英、β-石英固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、镁橄榄石和镁橄榄石固溶体的结晶相。
31.权利要求30所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷中Al2O3量的范围为10％～20％以下，杨氏模量(GPa)/比重的范围为37～63。
32.权利要求30所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分SiO240～60％MgO 10～20％Al2O310％～20％以下P2O50.5～2.5％B2O31～4％Li2O 0.5～4％CaO 0.5～4％ZrO20.5～5％TiO22.5～8％Sb2O30.01～0.5％As2O30～0.5％SnO20～5％MoO30～3％CeO 0～5％Fe2O30～5％
33.权利要求30所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷基本上不含有Na2O、K2O、PbO。
34.权利要求30～33任一项所述的信息磁盘存储用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷各主结晶相的晶体粒径为0.05μm～0.30μm。
35.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自堇青石、堇青石固溶体、尖晶石、尖晶石固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、β-石英及β-石英固溶体的结晶相作为主结晶相。
36.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷含有至少一种以上选自β-石英、β-石英固溶体、顽辉石、顽辉石固溶体、镁橄榄石及镁橄榄石固溶体的结晶相作为主结晶相。
37.权利要求35所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷各主结晶相的晶体粒径为0.05μm～0.30μm。
38.权利要求35所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分SiO240～60％MgO10～20％Al2O310％～20％以下P2O50～4％B2O30～4％CaO0.5～4％BaO0～5％ZrO20～5％TiO22.5～8％Sb2O30～1％As2O30～1％F 0～3％Fe2O30～5％
39.权利要求35所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，杨氏模量(GPa)/比重的范围是37～63，Al2O3量的范围是10％～20％以下。
40.权利要求35所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷基本上不含有Na2O、K2O、PbO。
41.权利要求35～40任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，-50～+70℃范围的热膨胀系数的范围是30×10-7～50×10-7/℃。
42.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的主结晶相为一种或两种以上选自β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶体(β-SiO2固溶体)、β-锂辉石(β-Li2O·Al2O3·SiO2)、β-锂辉石固溶体(β-Li2O·Al2O3·SiO2固溶体)、β-锂霞石(β-Li2O·Al2O3·2SiO2，其中，部分Li2O可以置换为MgO和/或ZnO)和β-锂霞石固溶体(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶体，其中，部分Li2O可以置换为MgO和/或ZnO)的结晶相。
43.权利要求42所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷中主结晶相的平均晶体粒径的范围为0.001μm～0.10m。
44.权利要求42所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分，但基本上不含有PbO、Na2O、K2OSiO250～62％P2O55～10％Al2O322～26％Li2O 3～5％MgO 0.5～2％ZnO 0.2～2％其中，Li2O+MgO+ZnO 4～6.5％CaO 0.3～4％BaO 0.5～4％其中，CaO+BaO 0.8～5％TiO21～4％ZrO21～4％As2O3+Sb2O30～4％
45.权利要求42～44任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，-50℃～+600℃温度范围的热膨胀系数的范围是-10×10-7～+20×10-7/℃。
46.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的主结晶相为锌尖晶石(ZnAl2O3)和/或锌尖晶石固溶体(ZnAl2O3固溶体)。
47.权利要求46所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷中不含有PbO、Na2O、K2O成分。
48.根据权利要求46所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分SiO230～65％Al2O35～35％ZnO 5～35％MgO 1～20％TiO21～15％CaO+SrO+BaO+B2O3+La2O3+Y2O3+Gd2O3+Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O30.5～20％其中，B2O30～10％Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O30～10％ZrO20～2％以下P2O50～5％SnO20～2％其中，ZrO2+P2O5+SnO20～7％As2O3+Sb2O30～4％
49.权利要求46～48任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，-50℃～+600℃温度范围的热膨胀系数的范围为+35×10-7～+65×10-7/℃。
50.权利要求1所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷主结晶相中含有至少一种以上选自α-方英石、α-方英石固溶体、α-石英、α-石英固溶体的结晶相，但是基本上不含有焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)、硅酸锂(Li2O·SiO2)、β-锂辉石、β-锂霞石、β-石英、云母和氟碱锰闪石，更不含有Cr成分和Mn成分，-50～+70℃时的平均线膨胀系数的范围是+65×10-7～+140×10-7/℃，主结晶相的平均晶体粒径在0.10μm以下。
51.权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的杨氏模量在80GPa以上。
52.权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的比重是2.3～2.7。
53.权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，在波长950～1600nm的范围，该玻璃陶瓷10mm厚板材的透光率在90％以上。
54.权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的弯曲强度在250MPa以上。
55.权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，该玻璃陶瓷的维氏硬度为600～800。
56.权利要求50～55任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其特征在于，按氧化物标准的质量百分比计，该玻璃陶瓷含有下述范围的各成分SiO265～75％Li2O 4％～7％以下K2O 0～3％Na2O 0～3％MgO+ZnO+SrO+BaO+CaO 2～15％Y2O3+WO3+La2O3+Bi2O30～3％SnO20～3％P2O51.0～2.5％ZrO22.0～7％Al2O35～9％Sb2O3+As2O30～1％
57.权利要求1、10、16任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，该玻璃陶瓷是将熔融成形得到的原玻璃在400～600℃热处理1～7小时，形成晶核，然后于700℃～780℃热处理1～7小时，使结晶生长而得到的。
58.权利要求19、30、35、36、42、46任一项所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，该玻璃陶瓷是将熔融成形得到的原玻璃在650～750℃热处理1～7小时，形成晶核，然后于750℃～950℃热处理1～7小时，使结晶生长而得到的。
59.权利要求50所述的信息存储磁盘用保持构件，其中，该玻璃陶瓷是将熔融成形得到的原玻璃在400～600℃热处理1～7小时，形成晶核，然后于650℃～750℃热处理1～7小时，使结晶生长而得到的。
60.一种信息存储磁盘用保持构件，它是通过在权利要求1、10、16、19、30、35、36、42、46、50任一项所述的保持构件的表面形成具有导电性的膜而构成的。
61.一种信息存储磁盘用隔离定位环，它是权利要求1、10、16、19、30、35、36、42、46、50任一项所述的保持构件，该保持构件的形状是环形。
62.一种信息存储磁盘驱动器，它是通过权利要求61所述的隔离定位环，将一张或多张信息存储磁盘安装在旋转插座上而构成的。
63.权利要求62所述的信息存储磁盘驱动器，其中，该旋转插座和该隔离定位环具有与该信息存储磁盘大致相等的热膨胀系数。
全文摘要
一种信息存储磁盘用保持构件，它是在信息存储磁盘驱动器中，将信息存储磁盘固定在规定位置的构件，由在玻璃基体中分散有结晶相的玻璃陶瓷制成。上述玻璃陶瓷的比刚度(杨氏模量/比重)在37GPa以上，比重在3.0以下，－50～+70℃时的热膨胀系数是+35×10
文档编号G11B5/73GK1391537SQ00816001
公开日2003年1月15日 申请日期2000年9月20日 优先权日1999年9月21日
发明者片冈球子, 后藤直雪, 中岛耕介, 石冈顺子, 山口胜彦, 八木俊刚 申请人:株式会社小原