磁记录介质基板用玻璃及磁记录介质基板的制作方法_4

文档序号:9757010阅读:来源:国知局
进行压制成型的方法。在上述方法中,因为用一对压制成型模夹住空中的 熔融玻璃进行压制,所以能够从与各压制成型模相接的面均匀地冷却玻璃,能够制造平坦 性好的基板坯件。
[0154] (化学强化玻璃)
[0155] 本发明的一个方式的磁记录介质基板用玻璃适合于作为化学强化用玻璃。
[0156] 因为通过上述的组成调整赋予了良好的化学强化性能,所以能够通过化学强化处 理在玻璃表面容易地形成离子交换层,能够在表面的一部分或全部形成离子交换层。离子 交换层能够通过如下方法来形成,即,在高温下使基板表面与碱金属盐接触,从而使该碱金 属盐中的碱金属离子与基板中的碱金属离子进行交换。
[0157] 通常的离子交换以如下方式进行,即,加热碱金属硝酸盐而使其成为熔融盐,将基 板浸渍于该熔融盐。在代替基板中的离子半径小的碱金属离子而导入离子半径大的碱金属 离子时,在基板表面形成压缩应力层。由此,能够提高磁记录介质用玻璃基板的断裂韧性, 提尚其可靠性。
[0158] 化学强化能够根据需要将预先加工的上述的玻璃浸渍于例如包含钠盐和钾盐的 混合熔融盐中来进行。优选作为钠盐使用硝酸钠,作为钾盐使用硝酸钾。如上所述,本发明 的磁记录介质基板用玻璃是作为必要成分包含Li 20的玻璃,因此离子交换优选通过离子半 径比Li大的Na、K来进行。
[0159]通过离子交换还能够降低化学强化玻璃表面的碱溶出量。另外,在进行化学强化 的情况下,优选在比构成基板的玻璃的应变点高且比玻璃化转变温度低的温度且在碱熔融 盐不会热分解的温度范围进行离子交换。基板具有离子交换层能够通过如下方法来确认, 该方法是,利用巴比涅法观察玻璃的截面(切开离子交换层的面)来确认的方法,从玻璃表 面起测定碱金属离子的深度方向上的浓度分布的方法,等。
[0160]强化处理温度(熔融盐的温度)、强化处理时间(将玻璃浸渍于熔融盐中的时间)可 适宜地进行调整。例如,强化处理温度的范围只要以400~570°C为目标进行调整即可。强化 处理时间的范围只要以0.5~10小时为目标进行调整即可,优选以1~6小时为目标进行调 整。
[0161 ]如上所述,玻璃的玻璃化转变温度、热膨胀系数、杨氏模量、比模量、比重、光谱透 射率在化学强化前后示出大致固定的值,因此在本发明中,化学强化前后的热膨胀系数、杨 氏模量、比模量、比重、光谱透射率的各特性作为相同的值来处理。另外,无定形状态的玻璃 在进行化学强化后也维持无定形状态。
[0162] 本发明的一个方式的磁记录介质基板用玻璃可通过化学强化而示出上述的应力 分布,由此,能够防止产生延迟断裂。因此,对本发明的一个方式的玻璃进行化学强化而成 的本发明的磁记录介质用玻璃基板是不易发生延迟断裂且能够具有高耐热性和优秀的机 械强度的玻璃基板,能够示出对上述磁记录介质基板用玻璃进行化学强化而成的玻璃具有 的各种特点。
[0163] 本发明的一个方式的磁记录介质基板可以是由如下化学强化玻璃构成的玻璃基 板,在该化学强化玻璃中,在通过巴比涅法求出的与2个主表面垂直的假想截面中的应力分 布中,拉伸应力分布为凸形状,其中,该凸形状不包含向压缩应力侧凹陷的凹部。对于该应 力分布,像之前说明的那样,通过示出这样的应力分布,从而能够防止产生延迟断裂。例如, 在上述假想截面中,在将距主表面的深度设为X时,将深度X处的应力值s(x)称为应力分布。 应力分布通常以两个主表面间的中心成为线对称。为了知道应力分布,只要相对于2个主表 面垂直地剖开玻璃基板,通过巴比涅法来观察剖面即可。
[0164] 作为应力分布的优选的方式,可举出如下方式,即,在两主表面附近处压缩应力值 成为极大,随着深度X增加压缩应力值减小,随着变得比压缩应力和拉伸应力平衡的深度X0 还深,压缩应力转为拉伸应力,拉伸应力值缓缓地增加而在2个主表面间的中央部或中央部 附近取极大值。如图1所示,该极大值有时也在深度方向上的固定区域中维持。如果是具有 这样的应力分布的玻璃基板,即使在基板表面产生的裂缝的深度变得比χο深,也能够防止 裂缝由于拉伸应力而急剧生长并最终断裂的延迟断裂。
[0165] 本发明的一个方式的磁记录介质基板可以是由如下化学强化玻璃构成的玻璃基 板,在该化学强化玻璃中,通过巴比涅法求出的拉伸应力的平均值Tav与拉伸应力的最大值 Tmax满足下式(1):
[0166] Tav/Tmax > 0.4· · · (1)〇
[0167] 以下,基于图3和图4对式(1)进行说明。
[0168] 拉伸应力的最大值Tmax是上述拉伸应力值的极大值。在图3中,拉伸应力的平均值 Tav可通过以下方式求出,即,以使面积Si、S2、S3成为Si+Ssi S3的方式决定作为拉伸应力和 压缩应力的中心线的L线。当设从与&侧的主表面平行的假想直线与垂直于2个主表面且通 过1'11^的假想直线的交点到32侧的主表面的距离为0(0寸,使13¥ = 33/(1:--2\001^),可算 出拉伸应力的平均值Tav。
[0169] Tav/Tmax 2 0 · 4,优选为Tav/Tmax 2 0 · 5,更优选为Tav/Tmax 2 0 · 7。关于Tav/Tmax 的上限值,例如为Tav/Tmax〈l .0。
[0170] 由式(1)规定的Tav/Tmax能够作为表示不存在之前在图2示出并说明的高值的情 况的指标来使用,存在高值的玻璃基板的Tmax大,因此Tav/Tma X〈0.4。
[0171 ]相对于此,满足上述式(1)的玻璃不存在高值,因此可抑制产生延迟断裂。
[0172]另外,对于如图2所示存在高值的玻璃基板,如图4所示,以使面积S4、S5、S6、S7、S 8为 S4+S5+S6 = S7+S8 的方式来决定L线。进而,可使Tav = (S7+S8-S6) / (tsub-2 X DOL)而算出 Tav。在 图2中,拉伸应力层被S6分为两个层S#PS8,但是,在像图1所示的那样拉伸应力层由一层构 成的情况下,如上所述,只要根据Tav = S3/(tsub_2XD0L)算出Tav即可。
[0173]本发明的另一个方式涉及:
[0174] 由本发明的一个方式的磁记录介质基板用玻璃构成的磁记录介质基板还件;以及
[0175] 包括对上述磁记录介质基板还件进行加工的步骤的磁记录介质的制造方法。
[0176]在此,磁记录介质基板坯件(以下,称为基板坯件)是指,进行加工而制成磁记录介 质用玻璃基板之前的基板用玻璃母材。关于构成基板坯件的玻璃的组成、特性以及组成和 特性的优选的范围,如前所述。
[0177] 因为磁记录介质用玻璃基板呈盘状,所以本发明的一个方式的基板坯件优选为盘 状。
[0178] 基板坯件能通过以下方式进行制作,即,以可得到上述的玻璃的方式调配玻璃原 料,进行熔融而制成熔融玻璃,将制作的熔融玻璃通过压制成型法、下拉法或浮法中的任一 种方法成型为板状,根据需要对得到的板状的玻璃进行加工。
[0179] 在压制成型法中,切断流出的熔融玻璃,得到所需的熔融玻璃块,用压制成型模对 该熔融玻璃块进行压制成型而制作薄壁圆盘状的基板坯件。
[0180] 本发明的另一个方式涉及在本发明的一个方式的磁记录介质基板上具有磁记录 层的磁记录介质。
[0181] 以下,对本发明的一个方式的磁记录介质进行更详细的说明。
[0182] 本发明的一个方式的磁记录介质例如能够是具有如下结构的盘状磁记录介质(称 为磁盘、硬盘等),即,在玻璃基板的主表面上,从靠近该主表面的一方依次至少层叠有附着 层、基底层、磁性层(磁记录层)、保护层、润滑层。
[0183] 例如,将玻璃基板导入到进行了抽真空的成膜装置内,用DC磁控溅射法在Ar环境 中在玻璃基板主表面上从附着层到磁性层依次进行成膜。作为附着层例如能够使用CrTi, 作为基底层例如能够使用CrRu。在上述的成膜后,例如通过CVD法使用C 2H4来成膜保护层,在 同一腔室内,能够通过进行对表面导入氮的氮化处理,从而形成磁记录介质。之后,能够通 过利用浸涂法在保护层上涂敷例如PFPE(全氟聚醚),从而形成润滑层。
[0184] 此外,也可以使用溅射法(包括DC磁控溅射法、RF磁控溅射法等)、真空蒸镀法等众 所周知的成膜方法在基底层与磁性层之间形成软磁性层、晶种层、中间层等。
[0185] 关于上述各层的细节,可以参照例如日本特开2009-110626号公报的[0027]~
[0032]段,其全部记载作为特别公开而引用于此。另外,可以在玻璃基板与软磁性层之间形 成由导热性高的材料构成的散热层,后面将对其进行详细说明。
[0186] 如前所述,为了磁记录介质的进一步的高密度记录化,优选由高Ku磁性材料形成 磁记录层。从这一点出发,作为优选的磁性材料可举出Fe-Pt系磁性材料、Co-Pt系磁性材料 或Fe-Co-Pt系磁性材料。另外,在这里"系"意味着含有。即,本发明的磁记录介质优选作为 磁记录层而具有包含Fe和Pt、Co和Pt、或Fe、Co及Pt的磁记录层。例如,Co-Cr系等以往通用 的磁性材料的成膜温度为250~300°C左右,相对于此,上述磁性材料的成膜温度通常为超 过500°C的高温。进而,关于这些磁性材料,通常在成膜后为了使晶体取向性一致而在超过 成膜温度的温度进行高温热处理(退火)。因此,在使用Fe-Pt系磁性材料、Co-Pt系磁性材 料、或Fe-Co-Pt系磁性材料来形成磁记录层时,基板将暴露于上述高温。在此,当构成基板 的玻璃是缺乏耐热性的玻璃时,在高温下会变形而使平坦性受损。相对于此,本发明的磁记 录介质所含的基板是示出优秀的耐热性(玻璃化转变温度为650°C以上)的基板,因此,即使 在使用Fe-Pt系磁性材料、Co-Pt系磁性材料、或Fe-Co-Pt系磁性材料来形成磁记录层之后, 也能够维持高平坦性。上述磁记录层例如可通过如下方式来形成,即,在Ar环境中,用DC磁 控派射法对Fe-Pt系磁性材料、Co-Pt系磁性材料、或Fe-Co-Pt系磁性材料进行成膜,接着在 加热炉内实施更高温的热处理。
[0187] 可是,Ku(磁晶各向异性常数)与矫顽力He成比例。矫顽力He表示磁化反转的磁场 的强度。如前所述,高Ku磁性材料对热涨落具有耐性,因此,即使将磁性粒子微粒化也不易 发生由热涨落造成的磁化区域的劣化,作为适合于进行高密度记录化的材料而为人所知。 但是如上所述,Ku与He存在比例关系,因此越是提高Ku,Hc也会变得越高,即,不易发生由磁 头造成的磁化的反转,难以写入信息。因此,近年来如下记录方式备受关注,即,在通过记录 头写入信息时从记录头对数据写入区域瞬间地施加能量而使矫顽力降低,由此辅助高Ku磁 性材料的磁化反转。
[0188] 这样的记录方式被称为能量辅助记录方式,其中,利用激光的照射来辅助磁化反 转的记录方式被称为热辅助记录方式,利用微波进行辅助的记录方式被称为微波辅助记录 方式。如上所述,根据本发明的一个方式,能够利用高Ku磁性材料来形成磁记录层,因此通 过高Ku磁性材料和能量辅助记录的组合,能够实现例如面记录密度超过1太字节/inch 2的 高密度记录。即,本发明的一个方式的磁记录介质优选在能量辅助记录方式中使用。另外, 关于热辅助记录方式,例如在IEEE TRANSACTIONS ON MAGN ETICS,V0L.44,No.l JANUARY 2008 119中有详细的记载,关于微波辅助记录方式,例如在IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS,V0L.44,No.l,JANUARY 2008 125中有详细的记载,在本发明的一个方式中,也 能够利用这些文献记载的方法来进行能量辅助记录。这些文献的全部记载作为特别公开而 引用于此。
[0189] 本发明的一个方式的磁记录介质基板(例如,磁盘用玻璃基板)、磁记录介质(例 如,磁盘)对其尺寸均没有特别限定,例如,因为能够实现高记录密度化,所以也可以将介质 和基板小型化。例如,除了标称直径2.5英寸以外,还能够做成为更小的直径(例如,1英寸、 1.8英寸)或3英寸、3.5英寸等尺寸。
[0190] 接着,对磁记录介质基板的制造方法进行说明。
[0191 ]首先,以可得到规定的玻璃组成的方式称量氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氢氧 化物等玻璃原料,调配并充分混合,在熔融容器内例如在1400~1600°C的范围进行加热、熔 融、澄清、搅拌,制作充分进行了消泡的均质化的熔融玻璃。另外,也可以根据需要在玻璃原 料中以外加方式添加澄清剂。作为澄清剂,优选使用Sn氧化物和Ce氧化物。理由如下。
[0192] Sn氧化物在玻璃熔融时在高温下放出氧气,导入玻璃中包含的微小的气泡使其成 为大气泡而容易上浮,从而促进澄清的作用优秀。另一方面,Ce氧化物在低温导入在玻璃中 作为气体存在的氧作为玻璃成分,从而消除气泡的作用优秀。在气泡的大小(残留在固化了 的玻璃中的气泡(空洞)的大小)为〇. 3mm以下的范围中,无论是比较大的气泡还是极小的气 泡,Sn氧化物除去气泡的作用都很强。当与Sn氧化物一同添加 Ce氧化物时,50μηι~0.3mm左 右的大气泡的密度会骤减至几十分之一左右。像这样,通过使Sn氧化物和Ce氧化物共存,从 而能够在从高温区域到低温区域的宽的温度范围内提高玻璃的澄清效果,因此优选添加 Sn 氧化物和Ce氧化物。
[0193] 如果Sn氧化物和Ce氧化物的外加添加量的合计为0.02质量%以上,就能够期待充 分的澄清效果。在使用包含即使是微小且少量的未熔解物的玻璃来制作基板时,如果通过 抛光而在玻璃基板表面出现未熔解物,则会在玻璃基板表面产生突起或者未熔解物脱落的 部分变成凹坑而使玻璃基板表面的平滑性受损,将不能作为磁记录介质用的基板进行使 用。相对于此,如果Sn氧化物和Ce氧化物的外加添加量的合计为3.5质量%以下,就能够充 分地溶解到玻璃中,因此能防止混入未熔解物。
[0194] 另外,某成分(以下,记为"成分A"。)的外加的添加量是指,将成分A以外的玻璃成 分的含量的合计设为100质量%时用质量%表示的成分A的含量。因此,外加的Sn氧化物的 添加量是指,将Sn氧化物以外的玻璃成分的含量的合计设为100质量%时用质量%表示的 Sn氧化物的含量。此外,外加的Ce氧化物的添加量是指,将Ce氧化物以外的玻璃成分的含量 的合计设为1〇〇质量%时用质量%表示的Ce氧化物的含量。而且,Sn氧化物和Ce氧化物的外 加添加量的合计是指这样算出的外加的Sn氧化物的添加量和外加的Ce氧化物的添加量的 合计。
[0195] 此外,Sn和Ce在制作晶化玻璃的情况下发挥生成晶核的作用。因为本发明的玻璃 基板由非晶质性玻璃构成,所以期望不会由于加热而析出晶体。当Sn、Ce的量过多时,将容 易发生这样的晶体的析出。因此,Sn氧化物、Ce氧化物都应避免过多的添加。
[0196] 从以上的观点出发,优选将Sn氧化物和Ce氧化物的外加添加量的合计设为0.02~ 3.5质量% jn氧化物和Ce氧化物的外加添加量的合计的优选的范围是0.1~2.5质量%,更 优选的范围是0.1~1.5质量%,进一步优选的范围是0.5~1.5质量%。
[0197] 从在玻璃熔融中在高温下有效地放出氧气的方面考虑,作为Sn氧化物优选使用 Sn〇2〇
[0198] 另外,作为澄清剂能够在0~1质量%的范围内以外加方式添加硫酸盐,但是在玻 璃熔融中有熔融物沸腾溢出的可能性,玻璃中的杂质会骤增,因此在担心上述沸腾溢出的 情况下,优选不导入硫酸盐。另外,只要是能够在不损害本发明的目的的情况下得到澄清效 果的澄清剂,也可以使用上述的澄清剂以外的澄清剂。但是,如上所述,应避免添加环境负 荷大的As。此外,考虑到对环境的负荷,也优选不使用Sb。
[0199] 接着,经过将制作的熔融玻璃通过压制成型法、下拉法或浮法中的任一种方法成 型为板状并对得到的板状玻璃进行加工的工序,从而能够得到基板形状的玻璃成型品,即 本发明的一个方式的磁记录介质基板坯件。
[0200] 在压制成型法中,切断流出的熔融玻璃,得到所需的熔融玻璃块,用压制成型模对 其进行压制成型而制作薄壁圆盘状的基板坯件。
[0201] 在下拉法中,使用筒状的成型体引导熔融玻璃,使熔融玻璃向成型体的两侧溢出, 在成型体的下方使沿着成型体流下的两个熔融玻璃流合流,然后向下方拉伸而成型为片 状。该方法也称为熔合法,通过使与成型体表面接触的玻璃的面相互贴合在一起,从而能够 得到没有接触痕的玻璃片。此后,从得到的片材挖出薄壁圆盘状的基板坯件。
[0202] 在浮法中,使熔融玻璃流出到蓄有溶融锡等的浮槽上,一边拉伸一边成型为片状 玻璃。此后,从得到的片材挖出薄壁圆盘状的基板坯件。
[0203] 在这样制得的基板坯件设置中心孔,实施内外周加工,并对两主表面实施打磨、抛 光。接着,经过包括酸洗涤和碱洗涤的洗涤工序,能够得到盘状的基板。
[0204] 本发明的一个方式的磁记录介质基板的制造方法可以包括:对断裂韧性值Klc比 1.3MPa · m1/2小的玻璃材料进行抛光的工序;以及在上述抛光工序后进行化学强化的工序。
[0205] 在抛光等的机械加工中,断裂韧性小的玻璃更容易加工。因此,在本发明的一个方 式的磁记录介质基板的制造方法中,在对断裂韧性值Κι。比1.3MPa · m1/2小的玻璃材料进行 机械加工后进行化学强化来提高断裂韧性,由此能够容易地制造断裂韧性值高、耐冲击性 优秀的玻璃基板。断裂韧性值能够主要通过化学强化条件而控制为所需的值。例如,越是对 化学强化条件进行强化(例如,延长处理时间),越能够提高断裂韧性值。
当前第4页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1