專利名稱：：信息存儲(chǔ)磁盤用微晶玻璃的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于適用于磁盤基片等信息存儲(chǔ)盤片的、具有高剛性并且獲得高表面平滑性和高表面平面度的微晶玻璃的制造方法。另外，本發(fā)明還涉及用本發(fā)明的制造方法得到的具有良好表面平滑性和表面平面度的微晶玻璃、由該微晶玻璃構(gòu)成的信息存儲(chǔ)介質(zhì)用基片以及使用該基片的磁盤。計(jì)算機(jī)等的磁存儲(chǔ)器的主要構(gòu)成部件是磁性存儲(chǔ)介質(zhì)和重現(xiàn)磁性存諸信息用的磁頭。作為磁性存儲(chǔ)介質(zhì)目前已知的有軟盤和硬盤。其中，作為硬盤的基片材料主要使用鋁合金。另外，近年來，伴隨著個(gè)人電腦和服務(wù)器用硬盤的存儲(chǔ)的高密度化，磁頭的浮動(dòng)量顯著減少(磁頭的低浮動(dòng)化)。伴隨這一發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于磁盤基片的表面平滑性提出了極高的精度要求。但是，在使用鋁合金的場(chǎng)合，由于其硬度較低，即使使用高精度的研磨材料和研磨機(jī)械進(jìn)行研磨加工，由于研磨表面產(chǎn)生塑性變形，難以制成一定程度以上的高精度的平面。另外，隨著磁盤存儲(chǔ)的高TPI(每英寸的磁道數(shù))、高BPI(每英寸的比特?cái)?shù))化以及高速轉(zhuǎn)動(dòng)化的進(jìn)展，要求大大抑制高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁盤用基片的撓曲和振幅，降低由于振動(dòng)和撓曲而引起的數(shù)據(jù)讀取的錯(cuò)誤率(TMR)。但是，由于鋁合金的強(qiáng)度和剛性較低，難以保持硬盤驅(qū)動(dòng)器所要求的規(guī)定低水準(zhǔn)的TMR。為此，代替上述鋁合金基片，研制出具有高剛性的磁盤用微晶玻璃基片。例如，US5476821中公開了一種磁盤用微晶玻璃，它含有(重量％)SiO235-60％、Al2O320-35％、MgO0-25％、ZnO0-25％、其中MgO+ZnO＞10％、TiO20-20％、ZrO20-10％、LiO0-2％、NiO0-8％、其中TiO2+ZrO2+NiO＞5％等氧化物成分，作為主結(jié)晶含有尖晶石結(jié)晶粒子。另外，US5491116中公開了一種磁盤用微晶玻璃，它含有(重量％)SiO235-60％、Al2O310-30％、MgO12-30％、ZnO0-10％、TiO25-20％、NiO0-8％等氧化物成分，作為主結(jié)晶含有尖晶石結(jié)晶粒子和頑輝石結(jié)晶粒子。雖然這些微晶玻璃具有140GPa左右的高楊氏模量，但由于所含有的晶粒較大，難以將表面粗糙度Ra(JISB0601)控制在0.5nm以下。盡管楊氏模量高達(dá)140GPa，但不能抑制磁頭的浮動(dòng)量，無法適用于高存儲(chǔ)密度化。因此，本發(fā)明的目的是提供下述微晶玻璃，該微晶玻璃適合作為磁存儲(chǔ)介質(zhì)等信息記錄介質(zhì)用的基片，具有高的剛性(＞130GPa)的特性，具有高的表面平滑性和高的平面度，即表面粗糙度Ra(JISB0601)空制在0.5nm以下。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人進(jìn)行了各種試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將含有TiO2作為籽晶生成劑的玻璃在從比該玻璃的Tg低30℃的溫度到比該玻璃的Tg高60℃左右的溫度范圍內(nèi)熱處理，使玻璃均質(zhì)分相，然后結(jié)晶化，可以得到具有140Gpa以上的高楊氏模量并且具有Ra(JISB0601)0.5nm以下的表面粗糙度的、適合于信息記錄介質(zhì)用基片的微晶玻璃，從而完成了本發(fā)明。另外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，以每分鐘10℃以下的升溫速度將上述分相后的玻璃升溫至結(jié)晶化的溫度(例如850-1150℃，優(yōu)選的是900-1100℃)，可以提供具有140GPa以上的高楊氏模量并且具有Ra(JISB0601)0.5nm以下的表面粗糙度的、適合于信息記錄介質(zhì)用基片的微晶玻璃。即，本發(fā)明是關(guān)于微晶玻璃的制造方法，該方法是經(jīng)過分相工序和結(jié)晶化工序?qū)⒑蠺iO2的玻璃制成微晶玻璃，其特征是，上述分相工序是將所述的玻璃在從該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg-30℃到該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg+60℃的溫度范圍，優(yōu)選的是從該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg到該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg+60℃的溫度范圍加熱處理。另外，本發(fā)明是關(guān)于微晶玻璃，它是將含有TiO2的原料玻璃經(jīng)過分相工序和結(jié)晶化工序而制得的微晶玻璃，其特征是，上述分相工序是將所述的玻璃在從該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg-30℃到該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg+60℃的溫度范圍內(nèi)加熱。采用本發(fā)明，可以得到板狀的微晶玻璃，特別是圓盤狀的微晶玻璃板。另外，本發(fā)明還包括信息記錄介質(zhì)用基片，該基片是圓盤狀的微晶玻璃板，其特征在于，晶粒的平均粒徑是10-100nm；信息記錄介質(zhì)用基片，該基片是圓盤狀的微晶玻璃板，其特征在于，波長(zhǎng)600nm的透射率是40％以上；以及信息記錄介質(zhì)用基片，該基片是圓盤狀的微晶玻璃板，其特征在于，具有表面粗糙度Ra(JISB0601)在1nm以下的研磨表面。此外，本發(fā)明還涉及在圓盤狀微晶玻璃板上至少形成作為記錄層的磁性層的磁盤的制造方法，以及在上述信息記錄介質(zhì)用基板上至少具有作為記錄層的磁性層的磁盤。本發(fā)明是關(guān)于將含有TiO2的玻璃經(jīng)過分相工序和結(jié)晶化工序制成微晶玻璃的方法以及用該方法得到的微晶玻璃。原料玻璃中含有的TiO2，是微晶玻璃制造過程中作為籽晶生成劑的成分。為了在作為本發(fā)明特征的在Tg+60℃以下溫度的熱處理(分相工序)中使玻璃充分分相，使結(jié)晶化工序中所得到的微晶玻璃的晶粒達(dá)到所希望的較小尺寸，TiO2的含量在8％(摩爾)以上為宜。為了從玻璃中析出更小的晶粒，優(yōu)選的是TiO2的含量是在8.5％(摩爾)以上。TiO2的含量的上限是15％(摩爾)，從制造過程熔化的玻璃獲得可以成形的穩(wěn)定性的角度考慮，其上限應(yīng)在12％(摩爾)以下。本發(fā)明的方法中，作為析出的結(jié)晶可以舉出頑輝石及其固溶體，β-石英及其固溶體、堇青石、鈦酸鹽、尖晶石、焦硅酸鋰、鋅尖晶石等。其中，頑輝石及其固溶體即使晶粒較小也能得到高的楊氏模量，因而優(yōu)先選用作為信息記錄介質(zhì)基片使用的微晶玻璃。含有TiO2的原料玻璃，例如可以是含有TiO2并且MgO、Al2O3和SiO2的合計(jì)含量在80％(摩爾)以上的MgO-Al2O3-SiO2系玻璃或MgO-RO-Al2O3-SiO2(R=選自堿土金屬(例如從Ca、Sr和Ba中選出的至少1種)、Zn和Ni中的至少1種)系玻璃。這些以TiO2作為籽晶生成劑的MgO-Al2O3-SiO2系玻璃和MgO-(RO)-Al2O3-SiO2系玻璃，在Tg附近非常容易分相，適合于制造利用在較低溫度下微分相的具有微細(xì)晶體結(jié)構(gòu)的微晶玻璃。含有TiO2的原料玻璃可以舉出上述US5476821和US5491116中所述的玻璃。另外，還可以舉出含有SiO235-65％(摩爾)、Al2O35-25％(摩爾)、MgO10-40％(摩爾)、SiO2+Al2O3+MgO≤80％(摩爾)、TiO25-15％(摩爾)、RO(R=選自堿土金屬(Ca、Sr、Ba)、Zn和Ni中的至少1種)0-10％(摩爾)的玻璃。含有TiO2的原料玻璃，在不損害微晶玻璃的所要求特性的范圍內(nèi)，還可以含有堿金屬氧化物(例如Li2O、Na2O、K2O等)和/或堿土金屬氧化物(例如CaO、SrO、BaO)等成分。含有TiO2的原料玻璃是上述含有TiO2的MgO-Al2O3-SiO2系玻璃時(shí)，可以進(jìn)一步含有堿金屬氧化物和/或堿土金屬氧化物。另外，含有TiO2的原料玻璃是上述含有TiO2的MgO-RO-Al2O3-SiO2系玻璃時(shí)，可以進(jìn)一步含有堿金屬氧化物。當(dāng)然，堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物也可以2種以上同時(shí)使用。例如，本發(fā)明的制造方法可以用于制造下述微晶玻璃。含有下列成分并且主結(jié)晶相是頑輝石和/或其固溶體的微晶玻璃。SiO235-65％(摩爾)Al2O35-25％(摩爾)MgO10－40％(摩爾)TiO25-15％(摩爾)Y2O30-10％(摩爾)ZrO20-6％(摩爾)R2O0-5％(摩爾)(其中，R表示選自Li、Na、K中的至少1種)RO0-5％(摩爾)(其中，R表示選自Ca、Sr、Ba中的至少1種)As2O3+Sb2O30-2％(摩爾)SiO2+Al2O3+MgO+TiO292％(摩爾)以上。含有下列成分并且主結(jié)晶相是頑輝石的微晶玻璃。SiO244-52％(重量)MgO16-25％(重量)Al2O313-20％(重量)TiO210-15％(重量)ZnO1-8％(重量)ZrO20-5％(重量)Li2O0-3％(重量)B2O20-3％(重量)P2O50-5％(重量)Sb2O30-2％(重量)含有下列成分并且主結(jié)晶是選自堇青石固溶體、尖晶石晶體、尖晶石晶體的固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、β-石英、β-石英固溶體中的至少1種的微晶玻璃。SiO240-60％(重量)MgO10-20％(重量)Al2O310-20％(重量)以下P2O50-4％(重量)B2O30-4％(重量)CaO0.5-4％(重量)BaO0-5％(重量)ZrO20-5％(重量)TiO22.5-8％(重量)Sb2O30-1％(重量)As2O30-1％(重量)F0-3％(重量)SnO20-5％(重量)MoO30-3％(重量)CeO0-5％(重量)Fe2O30-5％(重量)含有下列成分并且主結(jié)晶是選自β-石英、β-石英固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、鎂橄欖石、鎂橄橄石固溶體中的至少1種的微晶玻璃。SiO240-60％(重量)MgO10-20％(重量)Al2O310-20％(重量)以下P2O50.5-2.5％(重量)B2O31-4％(重量)Li2O0.5-4％(重量)CaO0.5-4％(重量)ZrO20.5-5％(重量)TiO22.5-8％(重量)Sb2O30.01-0.5％(重量)As2O30-0.5％(重量)SnO20-5％(重量)MoO30-3％(重量)CeO0-5％(重量)Fe2O30-8％(重量)堿金屬氧化物和/或堿土金屬氧化物，作為玻璃原料可以使用硝酸鹽。在玻璃制造過程中使用Sb2O3作為脫泡劑時(shí)，用于熔化玻璃的白金坩堝中的白金容易混入到玻璃中，通過使用硝酸鹽作為玻璃原料，可以抑制白金混入到玻璃中。從獲得上述效果的角度考慮，堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物的含量分別在0.1％(摩爾)以上為宜。但是，在含有堿金屬氧化物的場(chǎng)合，堿金屬氧化物往往使楊氏模量降低，因此其含量在5％(摩爾)以下為宜。另外，在含有堿土金屬氧化物的場(chǎng)合，堿土金屬氧化物具有使晶粒長(zhǎng)大的傾向，因此其含量在5％(摩爾)以下為宜。在含有堿金屬氧化物的場(chǎng)合，優(yōu)選的是0.1-5％(摩爾)，更優(yōu)選的是0.1-2％(摩爾)，最好是0.1-1％(摩爾)的K2O。在含有堿土金屬氧化物的場(chǎng)合，優(yōu)選的是0.1-5％(摩爾)、最好是0.1-2％(摩爾)的SrO。用本發(fā)明的方法制造上述玻璃時(shí)，作為微晶玻璃的主結(jié)晶相含有頑輝石或其固溶體和/或石英固溶體。下面說明本發(fā)明的微晶玻璃制造方法中的各熱處理工藝。含有一定量的TiO2的MgO-(RO)-Al2O3-SiO2(R=堿土金屬(例如Ca、Sr、Ba、Zn和Ni))系玻璃，在Tg-30℃以上溫度熱處理時(shí)分成富含TiO2的玻璃相和富含SiO2的相，即所述的玻璃分相(分相工序)。這種玻璃的分相對(duì)于微晶玻璃的晶種和晶粒的大小有很大影響。通常，富含TiO2的相以微粒子的形式分散于富含SiO2的玻璃母相中。富含TiO2的微粒子的大小越小，以該微分相粒子為晶核的最終晶粒的大小越小。如何析出較小的微分相粒子是制造微細(xì)微晶玻璃的關(guān)鍵。下面，以48SiO2-11Al2O3-30MgO-1Y2O3-10TiO2玻璃為例，說明微晶玻璃的晶體結(jié)構(gòu)與分相工序的處理溫度之間的關(guān)系。將以48SiO2-11Al2O3-30MgO-1Y2O3-10TiO2玻璃(下面實(shí)施例中表2的組成1的玻璃，該玻璃的制造按實(shí)施例所述進(jìn)行)，在該玻璃的Tg(Tg=732℃)左右的溫度范圍(730-820℃)熱處理4小時(shí)使之分相，然后立即以5℃/分的升溫速度升溫至1000℃，在該溫度下進(jìn)行4小時(shí)結(jié)晶處理。將結(jié)晶化處理后的玻璃磨削加工成直徑95mm的圓盤，使用CeO2或SiO2進(jìn)行刨光。圖1中示出所得到的微晶玻璃的表面粗糙度與分相處理溫度的關(guān)系。表面粗糙度的測(cè)定是使用原子間力顯微鏡(AFM)進(jìn)行表面觀察。對(duì)于試樣表面上3-5個(gè)部位，計(jì)算出5×5μm視野中的算數(shù)平均粗糙度。如圖1所示，在Tg溫度(732℃)至Tg+60℃的溫度范圍進(jìn)行了分相熱處理的微晶玻璃的表面粗糙度是在0.5nm以下。這是由于在Tg-30℃至Tg+60℃的溫度范圍分相處理的玻璃中的晶粒大小減小所致。從獲得表面粗糙度小的微晶玻璃的角度考慮，為了分相而進(jìn)行的熱處理的溫度范圍在Tg-30℃至Tg+60℃為宜，優(yōu)選的是Tg至Tg+60℃，更優(yōu)選的是Tg+10℃至Tg+50℃，最好是Tg+20℃至Tg+40℃。為了確認(rèn)這一點(diǎn)，求出所得到的微晶玻璃的波長(zhǎng)600nm的透射率與分相處理溫度的關(guān)系，結(jié)果示于圖2中。圖2所示的結(jié)果表明，在Tg-30℃至Tg+60℃溫度范圍內(nèi)分相處理的微晶玻璃的透射率較高，在該溫度范圍分相處理后得到的微晶玻璃的晶粒較小。另外，為了調(diào)查在Tg附近溫度處理玻璃時(shí)所得到的微晶玻璃的顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生了怎樣的變化，使用透射電子顯微鏡(TEM)觀察未處理的玻璃和在Tg+25℃(760℃)分相處理得到的微晶玻璃的結(jié)構(gòu)變化。圖3中示出這些玻璃的TEM照片。由圖3可以看出，未處理的玻璃中看不到微分相粒子，而在Tg+25℃(760℃)熱處理的玻璃中可以清楚地看到富含TiO2的微分相粒子。將這些玻璃以5℃/分的升溫速度升溫至1000℃，結(jié)晶化處理4小時(shí)，然后進(jìn)行TEM觀察。圖4中示出未分相處理的玻璃和在Tg+25℃(760℃)分相處理4小時(shí)的玻璃在1000℃下熱處理4小時(shí)后的TEM照片。由圖4的TEM照片可以看出，與未分相處理的微晶玻璃相比，在Tg+25℃(760℃)下前處理4小時(shí)的微晶玻璃的晶粒更小。這種分相熱處理所產(chǎn)生的晶粒細(xì)化的效果在下面表2所示的組成2-10的玻璃中也可以觀察到。試驗(yàn)表明，采用以往的熱處理方法即在800℃(Tg+65℃)以上的溫度下對(duì)這些玻璃進(jìn)行熱處理，然后在相同條件下進(jìn)行結(jié)晶化處理的玻璃的晶粒大小，比在本發(fā)明條件下分相處理的微晶玻璃大2倍以上。另外，調(diào)查這樣的分相處理對(duì)于微晶玻璃的其它特性的影響，結(jié)果匯總于表1中。由表1可以看出，用本發(fā)明的制造方法得到的微晶玻璃的楊氏模量和膨脹系數(shù)，與用以往的熱處理方法前處理的微晶玻璃和未前處理的微晶玻璃相比基本上沒有變化?？傊捎帽景l(fā)明的方法可以只減小晶粒的尺寸而不改變微晶玻璃的機(jī)械性能和熱性能。表1實(shí)施例1的楊氏模量和熱膨脹系數(shù)對(duì)于前處理溫度的依賴性<tablesid="table1"num="001"><table>升溫速(℃/小時(shí))300300300300300300300300300300前處理溫度(℃)未處理730740750760770780790800820前處理時(shí)間(小時(shí))4444444444升溫速度(℃/小時(shí))300300300300300300300300300300二次處理溫度(℃)1000100010001000100010001000100010001000二次處理時(shí)間(小時(shí))4444444444楊氏模量(Gpa)148.8147.2147.1147147147.5147.9148.5148.8148.8熱膨脹系數(shù)(10-7/℃)73.87372.873.272.1572.872.3373.972.473.1</table></tables>在本發(fā)明的制造方法中，優(yōu)選的是使分相工序中得到的玻璃以10℃/分以下的升溫速度升溫至結(jié)晶化工序的加熱溫度。將從分相工序的處理溫度到結(jié)晶化處理溫度的升溫速度限制在10℃/分以下是為了避免玻璃變形。通常的微晶玻璃由于在較高的溫度下進(jìn)行熱處理使之分相，因而在處理過程中玻璃已經(jīng)部分結(jié)晶化。因此，即使提高升溫速度也不容易變形。但是，在本發(fā)明的方法中經(jīng)過分相熱處理的玻璃中不含有結(jié)晶粒子，如果升溫較快，玻璃就有可能變形。以10℃/分以下的較慢速度升溫時(shí)，升溫過程中晶粒緩慢析出，從而可以抑制玻璃的變形。上述升溫速度最好是1-7℃/分的范圍。較低的升溫速度對(duì)于晶粒的均質(zhì)化也是非常有利的。為了結(jié)晶化而進(jìn)行的加熱應(yīng)考慮玻璃晶粒的大小、結(jié)晶化度和楊氏模量等特性適當(dāng)確定，例如可以在850-1100℃溫度范圍進(jìn)行1-10小時(shí)。采用本發(fā)明的方法，可以得到晶粒的平均粒徑為10-100nm的微晶玻璃。用本發(fā)明的制造方法得到的微晶玻璃，晶粒的平均粒徑是10-100nm，優(yōu)選的是晶粒的平均粒徑在10-70nm的范圍。晶粒的平均粒徑例如可以使用透射電子顯微鏡(TEM)測(cè)定。另外，用本發(fā)明的制造方法得到的微晶玻璃，波長(zhǎng)600nm的透射率在40％以上，優(yōu)選的是50％。即，粒徑越小，其透射率越大，因此透射率可以作為大致估算晶粒大小的指標(biāo)。但是，取決于玻璃的組成，有時(shí)可能含有影響響透射率的成分，因此隨著玻璃的組成不同，晶粒大小與透射率的關(guān)系有一定的差異。在本發(fā)明的制造方法中，原料玻璃使用板狀的成形體時(shí)，可以得到板狀的微晶玻璃。在這種場(chǎng)合，最好是將分相工序得到的玻璃以10℃/分以下的升溫速度升溫至結(jié)晶化工序的熱處理溫度。板狀成形體的原料玻璃可以采用常規(guī)方法制造。另外，上述板狀的成形體使用圓盤狀的玻璃時(shí)，可以得到圓盤狀的微晶玻璃板?；蛘咭部梢詫鍫畛尚误w的原料玻璃作為微晶玻璃板，然后加工成圓盤狀，得到圓盤狀的微晶玻璃板?？梢圆捎孟挛闹兴龅难心シ椒庸こ蓤A盤狀。結(jié)束了結(jié)晶化熱處理的玻璃，成形為所要求的形狀后，進(jìn)一步研磨表面。研磨的方法沒有特別的限制，可以使用合成金剛石、碳化硅、氧化鋁、碳化硼等合成磨料、以及天然金剛石、氧化鈰等天然磨料，采用公知的方法進(jìn)行研磨。例如，采用通常的研磨方法和裝置進(jìn)行研磨并采用氧化鈰進(jìn)行拋光加工，可以使研磨表面的表面粗糙度(Ra(JISB0601))達(dá)到0.1-0.5nm的范圍。用本發(fā)明的制造方法得到的圓盤狀微晶玻璃板，例如晶粒的平均粒徑是10-100nm，適合作為信息記錄介質(zhì)用基片。另外，用本發(fā)明的制造方法得到的圓盤狀的微晶玻璃板，例如波長(zhǎng)600nm的透射率是40％以上，也適合作為信息記錄介質(zhì)用基片。此外，用本發(fā)明的制造方法得到的圓盤狀的微晶玻璃板，可以具有表面粗糙度(Ra)在1nm以下的研磨表面，適合作為信息記錄介質(zhì)用基片。用本發(fā)明的制造方法制成的、具有表面粗糙度(Ra(JISB0601))0.1-0.5nm的研磨表面的微晶玻璃，可以全部滿足作為磁盤基片所必需的表面平滑性和平面度等。另外，本發(fā)明的微晶玻璃與以往的玻璃相比具有約2倍以上的較高楊氏模量，因此可以抑制磁盤高速轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的撓曲，適合作為實(shí)現(xiàn)高TPI·高BPI硬盤的基板材料。另外，在用本發(fā)明的制造方法得到的圓盤狀微晶玻璃板上至少形成作為記錄層的磁性層，可以制成磁盤。在微晶玻璃板上形成磁性層的方法可以采用常規(guī)的方法。本發(fā)明包括上述在用本發(fā)明的制造方法得到的基片上至少具有作為記錄層的磁性層的磁盤。磁盤的說明本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的特征是，具有本發(fā)明的基片和在該基片上形成的記錄層。下面說明在由本發(fā)明的微晶玻璃構(gòu)成的基片的主表面上至少形成磁性層的磁盤(硬盤)。作為磁性層以外的層，根據(jù)其功能可以舉出襯底層、保護(hù)層、潤(rùn)滑層、凹凸控制層等，可根據(jù)需要形成這些層。形成上述層時(shí)可以采用各種薄膜形成技術(shù)。磁性層的材料沒有特別的限制。作為磁性層，例如除了Co系之外可以舉出鐵氧體系、鐵-稀土系等。磁性層可以是水平磁記錄和垂直磁記錄中的任一種磁性層。所述的磁性層，具體地例如可以舉出以Co為主要成分的CoPt、CoCr、CoNi、CoNiCr、CoCrTa、CoPtCr或CoNiCrPt、CoNiCrTa、CoCrPtTa、CoCrPtSiO等磁性薄膜。另外，也可以用非磁性層將磁性層隔開，形成多層結(jié)構(gòu)，以降低噪聲。磁性層的襯底層可根據(jù)磁性層加以選擇。所述的襯底層例如可以舉出由選自Cr、Mo、Ta、Ti、W、V、B、Al等非磁性金屬中的至少一種材料或這些金屬的氧化物、氮化物、碳化物等構(gòu)成的襯底層。在以Co為主要成分的磁性層的場(chǎng)合，從提高磁性能的角度考慮，優(yōu)選的是Cr單體或Cr合金。襯底層不限于單層，也可以是相同或不同的層疊層而形成的多層結(jié)構(gòu)，例如Al/Cr/CrMo、Al/Cr/Cr等多層襯底層。另外，在基片與磁性層之間或者在磁性層的上部還可以設(shè)置凹凸控制層，以防止磁頭與磁盤吸附。通過設(shè)置上述凹凸控制層，適當(dāng)調(diào)整磁盤的表面粗糙度，可以消除磁頭與磁盤的吸附，得到可靠性高的磁盤。凹凸控制層的材料和形成方法有多種，沒有特別的限制。例如，凹凸控制層的材料可以舉出由選自Al、Ag、Ti、Nb、Ta、Bi、Si、Zr、Cr、Cu、Au、Sn、Pd、Sb、Ge、Mg等中的至少一種金屬、它們的合金或者它們的氧化物、氮化物、碳化物等構(gòu)成的襯底層。從易于形成的角度考慮，優(yōu)先選用Al單體或Al合金、氧化Al、氮化Al等以Al為主要成分的金屬。另外，考慮到磁頭的靜磨擦力，凹凸形成層的表面粗糙度Rmax=50-300埃，優(yōu)選的是Rmax=100-200埃。Rmax小于50埃時(shí)，磁盤的表面接近于平面，磁頭與磁盤吸附，造成磁頭或磁盤損傷，或者由于吸附而引起磁頭破碎；反之，Rmax高于300埃時(shí)，滑動(dòng)高度增大，導(dǎo)致存儲(chǔ)密度降低，因而不可取。另外，也可以不設(shè)置凹凸控制層，采用蝕刻處理或激光照射等方法在玻璃基片表面上形成凹凸，實(shí)施網(wǎng)紋處理。所述的保護(hù)層例如可以舉出Cr膜、Cr合金膜、碳膜、鋯膜、二氧化硅膜。這些保護(hù)膜可以采用在線型濺射裝置與襯底層、磁性層等一起連續(xù)形成。這些保護(hù)膜可以是單層，也可以是由相同或不同的膜構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。在上述保護(hù)層上(或者代替上述保護(hù)膜)也可以形成其它的保護(hù)層。例如，用醇類溶劑稀釋四烷氧基硅烷，將膠體二氧化硅微粒子分散于其中，然后涂布到上述保護(hù)層上，進(jìn)行燒成，形成氧化硅(SiO2)膜。這樣可以起到保護(hù)膜和凹凸控制層兩方面的作用。作為潤(rùn)滑層曾提出過多種方案，通常是將液體潤(rùn)滑劑全氟聚醚用氟代烴類溶劑稀釋，采用浸漬法、旋涂法、噴涂法等方法涂布在介質(zhì)表面上，必要時(shí)進(jìn)行加熱處理。采用本發(fā)明的制造方法，可以提供能提供降低磁頭浮動(dòng)量的、具有表面粗糙度(Ra(JISB0601))0.1-0.5nm的研磨表面的微晶玻璃構(gòu)成的磁盤基片的微晶玻璃。另外，由用本發(fā)明的制造方法得到的微晶玻璃構(gòu)成的磁盤，具有良好的表面平滑性，可以實(shí)現(xiàn)磁頭的低浮動(dòng)量化即實(shí)現(xiàn)高密度存儲(chǔ)，楊氏模量和比彈性模量較大，因而可以實(shí)現(xiàn)磁盤的薄型化和高速旋轉(zhuǎn)化。實(shí)施例下面通過實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明的制造方法，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。表2-4中以摩爾％(或重量％)示出實(shí)施例1-25的玻璃組成。另外，表2-4中記載的組成是原料的組成，但是，對(duì)實(shí)施例1-15的微晶玻璃分析和比較原料組成和微晶玻璃組成的結(jié)果，兩者的差別在±0.1％(摩爾)以內(nèi)。因此，表2-4中所示原料玻璃組成基本上與微晶玻璃組成是相同的。將這些玻璃熔化時(shí)，作為起始原料使用SiO2、Al2O3、Al(OH)3、MgO、ZnO、NiO、CaCO3、SrCO3、BaCO3、Y2O3、TiO2、ZrO2、KNO3、Sr(NO3)2、Sb2O3等，按表2-4所示的比例稱量2000g。另外，雖然表中未示出，但所有的玻璃都含有0.03％(摩爾)Sb2O3。將稱量的原料充分混合，得到混合批料，將其放入白金坩堝中，在1570℃下一面攪拌，一面在空氣中進(jìn)行6小時(shí)以上玻璃熔化。熔化后將玻璃熔液倒入金屬模具中，放冷至玻璃的轉(zhuǎn)變溫度后立即裝入退火爐中，在玻璃的轉(zhuǎn)變溫度范圍退火約1小時(shí)，在爐內(nèi)放冷至室溫。所得到的玻璃沒有析出可以用顯微鏡觀察到的結(jié)晶。將所得到的玻璃成形為100×10×10mm的長(zhǎng)方形試樣和φ100×1mm的圓盤，然后研磨。將所得到的玻璃裝入熱處理爐中，以3-10℃/分的升溫速度升溫至表2-4中所示的分相熱處理溫度，在該溫度下保溫4小時(shí)進(jìn)行分相熱處理。熱處理結(jié)束后，立即與5℃/分的升溫速度升溫至表2-4中所示結(jié)晶化熱處理溫度，保溫4小時(shí)后在爐內(nèi)冷卻至室溫，制成微晶玻璃。所得到的長(zhǎng)方形微晶玻璃進(jìn)一步研磨至長(zhǎng)度為90mm，作為測(cè)定楊氏模量和比重的試樣。φ100×1mm的圓盤狀微晶玻璃，進(jìn)一步精密研磨成φ95×0.8mm的圓盤，作為測(cè)定表面粗糙度的試樣。楊氏模量的測(cè)定是用90×10×10mm的試樣，采用超聲波法進(jìn)行。測(cè)定得到的數(shù)據(jù)與玻璃的組成一起示于表2-4中。對(duì)實(shí)施例1-4的微晶玻璃，使用透射電子顯微鏡(TEM)測(cè)定晶粒的平均粒徑，平均粒徑為20-30nm。另外，對(duì)實(shí)施例5的微晶玻璃，也使用透射電子顯微鏡(TEM)測(cè)定晶粒的平均粒徑，結(jié)果，平均粒徑是50-70nm。表面粗糙度的測(cè)定是使用原子間力顯微鏡(AFM)進(jìn)行表面觀察。對(duì)于試樣表面上的3-5個(gè)部位計(jì)算出5×5μm的視野中的算數(shù)平均粗糙度。圖5中示出將按表2中示出條件熱處理的實(shí)施例4的微晶玻璃采用光學(xué)玻璃的研磨工藝研磨后的AFM照片。實(shí)施例4的表面粗糙度(Ra(JISB0601))很小，只有約0.21nm，可以滿足新一代磁盤對(duì)于表面平滑性的要求。本發(fā)明的微晶玻璃的厚度為1mm時(shí)，波長(zhǎng)600nm的透射率是50％以上，具有一定程度的透明性。這種透明性可以作為獲得所希望的晶種和晶粒粒徑的指標(biāo)。對(duì)于本發(fā)明的微晶玻璃而言，上述透射率例如可以得到20％以上，優(yōu)選的是40-90％，最好是60-90％。表2S+A+M=SiO2+Al2O3+MgO*升溫至晶核形成熱處理溫度的升溫速度**從晶核形成熱處理溫度升溫至結(jié)晶化熱處理溫度的升溫速度。表3S+A+M=SiO2+Al2O3+MgO*升溫至晶核形成熱處理溫度的升溫速度**從晶核形成熱處理溫度升溫至結(jié)晶化熱處理溫度的升溫速度表4<tablesid="table4"num="004"><table>組成1819202122232425SiO258.0055.0047.0048.0038.0046.0046.0039.00Al2O311.0010.5020.0015.008.0010.5010.5011.00MgO20.0024.0022.5025.5036.5028.0027.0035.004.001.00SrO3.500.500.500.505.000.500.501.00ZrO21.001.003.002.002.001.00TiO210.0010.0010.0010.009.509.009.5013.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00Al2O3/MgO0.550.440.890.590.220.380.390.31SiO2/MgO2.92.292.091.881.041.641.701.11S+A+M8989.589.588.58284.583.585S+A+M+T9999.599.598.592939398Tg(℃)740735745740730715735741結(jié)晶核形成熱處理溫度℃)Tg+30Tg+25Tg+25Tg+30Tg+50Tg+35結(jié)晶核形成熱處理時(shí)間(h)22222222升溫速度(℃/h)*300300300300300300300300結(jié)晶化熱處理溫度(℃)10001000100010001000100010001000結(jié)晶化熱處理時(shí)間(h)44444444升溫速度(℃/h)**300300300300300300300300破斷面玻璃質(zhì)玻璃質(zhì)玻璃質(zhì)玻璃質(zhì)玻璃質(zhì)玻璃質(zhì)玻璃質(zhì)玻璃質(zhì)波長(zhǎng)600nm的透射率72％76％35％55％30％75％72％62％比重(g/cc)3.123.143.053.083.413.0123.1243.39楊氏模量(Gpa)145149139142191138146182泊松比0.2210.220.2310.2320.2410.2230.2210.242比彈性模量(MNm/kg)46.547.545.646.156.045.846.753.7主結(jié)晶種EnstatiteEnstaiteEnstatiteEnstatiteEnstatiteEnstatiteEnstatiteEnstatite其它結(jié)晶TitanteTitanteTitante膨脹系數(shù)(10-7/℃)6872626582727481平均粒徑(nm)20-3020-3050-7030-5050-8015-3015-3030-60Ra(nm)0.30.30.50.40.40.20.20.4</table></tables>Enstatite頑輝石及其固溶體，Titante鈦酸鹽S+A+M=SiO2+Al2O3+MgOS+A+M+T=SiO2+Al2O3+MgO+TiO2*升溫至晶核形成熱處理溫度的升溫速度**從晶核形成熱處理溫度升溫至結(jié)晶化熱處理溫度的升溫速度磁盤的制造方法如圖6所示，本發(fā)明的磁盤1是在上述實(shí)施例1的微晶玻璃基片2上依次形成凹凸控制層3、襯底層4、磁性層5、保護(hù)層6和潤(rùn)滑層7。下面對(duì)各層具體說明如下?；?是在外圓半徑32.5mm、內(nèi)圓半徑10.0mm、厚度0.43mm的圓板上加工而成，其兩個(gè)主表面經(jīng)過精密研磨使表面粗糙度達(dá)到Ra=4埃、Rmax=40埃。凹凸控制層是平均粗糙度50埃、表面粗糙度Rmax=150埃、氮含量5-35％的AlN薄膜。襯底層是厚度約600埃的CrV薄膜，其組成比為Cr83％(原子)、V17％(原子)。磁性層是厚度約300埃的CoPtCr薄膜，其組成比為Co76％(原子)、Pt6.6％(原子)、Cr17.4％(原子)。保護(hù)層是厚度約100埃的碳薄膜。潤(rùn)滑層是采用旋涂法在碳保護(hù)層上涂布由全氟聚醚構(gòu)成的潤(rùn)滑層，形成厚度8埃的厚度。下面說明磁盤的制造方法。首先，將實(shí)施例1制得的微晶玻璃磨削加工成外圓半徑32.5mm、內(nèi)圓半徑10.0mm、厚0.5mm的圓板，對(duì)其兩個(gè)主表面進(jìn)行精密拋光使表面粗糙度Ra=4埃、Rmax=40埃，得到磁盤用微晶玻璃基片。其次，將上述玻璃基片裝到基片夾持器上，送入在線濺射裝置的裝料室中。接著，將安裝有微晶玻璃基片的夾持器送入Al靶被腐蝕的第1室中，在壓力為4mtorr、基片溫度350℃及Ar+N2氣體(N2=4％)氣氛中進(jìn)行濺射，在微晶玻璃基片上得到表面粗糙度Rmax=150埃、膜厚50埃的AlN薄膜(凹凸形成層)。隨后，將夾持形成了AlN膜的微晶玻璃基片的夾持器依次送入設(shè)置有CrV(Cr83％(原子)、V17％(原子))靶的第2室和設(shè)置有CoPtCr(Co76％(原子)、Pt6.6％(原子)、Cr17.4％(原子))鈀的第3室，在基片上成膜。這些膜是在壓力為2mtorr、基片溫度350℃和Ar氣氛中濺射，得到膜厚約600埃的CrV襯底層、膜厚約300埃的CoPtCr磁性層。然后，將形成了凹凸控制層、襯底層和磁性層的疊層體送入設(shè)有用于加熱處理的加熱器的第4室。使第4室內(nèi)形成Ar氣體(壓力2mtorr)氣氛，按表2所示改變熱處理溫度進(jìn)行熱處理。將上述基片送入設(shè)置有碳靶的第5室，在Ar+H2氣體(H2=6％)氣氛中成膜，除此之外按照與上述CrV襯底層和CoPtCr磁性層相同的成膜條件，得到膜厚約100埃的碳保護(hù)層。最后，將形成了碳保護(hù)層的基片從上述在線濺射裝置中取出，采用浸漬法在碳保護(hù)層的表面上涂布全氟聚醚，形成厚度8埃的潤(rùn)滑層，得到磁盤。圖1表示微晶玻璃的表面粗糙度與分相熱處理溫度的關(guān)系。圖2表示微晶玻璃的波長(zhǎng)600nm的透射率與分相處理溫度的關(guān)系。圖3表示未處理的玻璃和在Tg+25℃(760℃)分相處理得到的微晶玻璃的透射電子顯微鏡(TEM)照片。圖4表示未分相處理的玻璃和在Tg+25℃(760℃)分相處理4小時(shí)的玻璃在1000℃下熱處理4小時(shí)后的透射電子顯微鏡(TEM)照片。圖5是采用光學(xué)玻璃研磨工藝對(duì)實(shí)施例4的微晶玻璃進(jìn)行研磨得到的表面的AFM照片。圖6是在微晶玻璃基片2上依次形成凹凸控制層3、襯底層4、磁性層5、保護(hù)層6和潤(rùn)滑層7的本發(fā)明的磁盤1的斷面示意圖。權(quán)利要求1．微晶玻璃的制造方法，其特征是，經(jīng)過分相工序和結(jié)晶化工序?qū)⒑蠺iO2的原料玻璃制成微晶玻璃，所述分相工序是將所述的原料玻璃在從該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg-30℃到該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg+60℃的溫度范圍內(nèi)加熱而進(jìn)行的。2．權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征是，所述分相工序的加熱溫度是從該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg到該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg+60℃的溫度范圍。3．權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征是，進(jìn)行上述加熱，使微晶玻璃中含有的晶粒的平均粒徑達(dá)到10-100nm的范圍。4．權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征是，所述的微晶玻璃的TiO2含量在8％(摩爾)以上。5．權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征是，所述的微晶玻璃是SiO2-Al2O3-MgO系玻璃。6．權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征是，所述的原料玻璃是含有TiO2并且MgO、Al2O3和SiO2的合計(jì)含量在80％(摩爾)以上的MgO-Al2O3-SiO2系玻璃或MgO-RO-Al2O3-SiO2(R為選自堿土金屬(Ba、Ca、Sr)、Zn和Ni中的至少1種)系玻璃。7．權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征是，所述微晶玻璃的結(jié)晶相含有頑輝石。8．權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征是，所述的微晶玻璃含有頑輝石作為主結(jié)晶。9．權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征是，所述的微晶玻璃是含有SiO235-65％(摩爾)Al2O35-25％(摩爾)MgO10-40％(摩爾)TiO25-15％(摩爾)Y2O30-10％(摩爾)ZrO20-6％(摩爾)R2O0-5％(摩爾)(式中，R表示選自Li、Na、K中的至少一種)RO0-5％(摩爾)(式中，R表示選自Ca、Sr、Ba中的至少一種)As2O3+Sb2O30-2％(摩爾)SiO2+Al2O3+MgO+TiO292％(摩爾)以上，并且主結(jié)晶是頑輝石和/或其固溶體的微晶玻璃。10．權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征是，所述的原料玻璃是片狀的成形體，得到片狀的微晶玻璃，將分相工序得到的玻璃以10℃/分以下的升溫速度升溫至結(jié)晶化工序的熱處理溫度。11．權(quán)利要求10所述的制造方法，其特征是，所述片狀的成形體是圓盤狀或者是在結(jié)晶化工序后加工成圓盤狀，得到圓盤狀的微晶玻璃片。12．微晶玻璃，該玻璃是將含有TiO2的原料玻璃經(jīng)過分相工序和結(jié)晶化工序制得的微晶玻璃，其特征是，所述的分相工序是通過將上述玻璃在該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg-30℃到該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg+60℃的溫度范圍內(nèi)加熱而進(jìn)行的。13．權(quán)利要求12所述的微晶玻璃，其特征是，所述分相工序的加熱溫度是從該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg到該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg+60℃的溫度范圍。14．權(quán)利要求12或13所述的微晶玻璃，其特征是，進(jìn)行上述加熱使微晶玻璃中含有的晶粒的平均粒徑達(dá)到10-100nm的范圍。15．權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)所述的微晶玻璃，其特征是，所述的微晶玻璃的TiO2含量在8％(摩爾)以上。16．權(quán)利要求12-15中任一項(xiàng)所述的微晶玻璃，其特征是，所述的微晶玻璃是SiO2-Al2O3-MgO系玻璃。17．權(quán)利要求12-16中任一項(xiàng)所述的微晶玻璃，其特征是，所述的原料玻璃是含有TiO2并且MgO、Al2O3和SiO2的合計(jì)含量在80％(摩爾)以上的MgO-Al2O3-SiO2系玻璃或MgO-RO-Al2O3-SiO2(R為選自堿土金屬(Ba、Ca、Sr)、Zn和Ni中的至少1種)系玻璃。18．權(quán)利要求12-17中任一項(xiàng)所述的微晶玻璃，其特征是，結(jié)晶相含有頑輝石。19．權(quán)利要求12-17中任一項(xiàng)所述的微晶玻璃，其特征是，作為主結(jié)晶含有頑輝石。20．權(quán)利要求12-19中任一項(xiàng)所述的微晶玻璃，其特征是，含有SiO235-65％(摩爾)Al2O35-25％(摩爾)MgO10-40%(摩爾)TiO25-15％(摩爾)Y2O30-10％(摩爾)ZrO20-6％(摩爾)R2O0-5％(摩爾)(式中，R表示選自Li、Na、K中的至少一種)RO0-5％(摩爾)(式中，R表示選自Ca、Sr、Ba中的至少一種)As2O3+Sb2O30-2％(摩爾)SiO2+Al2O3+MgO+TiO292％(摩爾)以上，主結(jié)晶是頑輝石和/或其固溶體。21．權(quán)利要求12-20中任一項(xiàng)所述的微晶玻璃，其特征是，該微晶玻璃是片狀和圓盤狀的。22．信息記錄介質(zhì)用基片，其特征是，該基片是采用權(quán)利要求11所述的制造方法得到的圓盤狀微晶玻璃片或權(quán)利要求21所述的圓盤狀微晶玻璃片，晶粒的平均粒徑是10-100nm。23．信息記錄介質(zhì)用基片，其特征是，該基片是采用權(quán)利要求11所述的制造方法得到的圓盤狀微晶玻璃片或者權(quán)利要求21所述的圓盤狀微晶玻璃片，波長(zhǎng)600nm的透射率是40％以上。24．信息記錄介質(zhì)用基片，其特征是，該基片是采用權(quán)利要求11所述的制造方法得到的圓盤狀微晶玻璃片或者權(quán)利要求21所述的圓盤狀微晶玻璃片，具有表面粗糙度Ra(JISB0601)1nm以下的研磨表面。25．磁盤的制造方法，其特征是，在采用權(quán)利要求11所述的制造方法得到的圓盤狀微晶玻璃片或者權(quán)利要求21所述的圓盤狀微晶玻璃片上至少形成作為存儲(chǔ)層的磁性層。26．磁盤，其特征是，在權(quán)利要求22-24中任一項(xiàng)所述的基片上至少具有作為存儲(chǔ)層的磁性層。全文摘要本發(fā)明提供了適合作為磁性記錄載體等信息記錄介質(zhì)用基片的、具有高剛性(>130GPa)特性的微晶玻璃,它具有高的表面平滑性和高的平面度,表面粗糙度(Ra)控制在0.5nm以下。此外本發(fā)明還提供了微晶玻璃的制造方法,將含有TiO文檔編號(hào)C03C10/00GK1295983SQ0013167公開日2001年5月23日申請(qǐng)日期2000年7月7日優(yōu)先權(quán)日1999年7月7日發(fā)明者鄒學(xué)祿申請(qǐng)人:保谷株式會(huì)社