專(zhuān)利名稱(chēng)：玻璃陶瓷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷輕質(zhì)，卻具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和透光性，并且具有可以與其它材料相匹配的熱膨脹特性。更進(jìn)一步說(shuō)，本發(fā)明涉及具有既適用作為信息存貯介質(zhì)的基體、又適用作為高密度記錄材料和用作濾光器(特別是WDM或DWDM濾光器或晶粒平平整過(guò)濾器)的杰出平滑性的玻璃陶瓷，上述信息存貯介質(zhì)要有與磁信息存貯裝置組成部件的材料相匹配的熱膨脹特性，上述濾光器要有與多層膜的良好粘接性、適宜的熱膨脹特征和杰出的透光性。
目前個(gè)人電腦的多媒體趨勢(shì)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和數(shù)字相機(jī)的發(fā)展需要處理大量的數(shù)據(jù)，例如移動(dòng)圖象和聲音，并且人們?nèi)找嫘枰畔⒋尜A裝置能夠高記錄密度地記錄信息。為了適應(yīng)這種趨勢(shì)，要求信息存貯裝置降低其位單元尺寸，以增加記錄密度。當(dāng)位尺寸降低時(shí)，磁頭就會(huì)將會(huì)進(jìn)步靠近信息存貯介質(zhì)如磁盤(pán)的表面進(jìn)行操作。當(dāng)磁頭在信息存貯介質(zhì)上以較低的滑動(dòng)高度(接近接觸)狀態(tài)或呈接觸狀態(tài)操作時(shí)，信息存貯介質(zhì)表面的超級(jí)平滑性將變成一個(gè)重要的因素。另一方面，與常規(guī)的接觸區(qū)域系統(tǒng)不同的是，人們開(kāi)發(fā)出了斜坡負(fù)載系統(tǒng)，根據(jù)該系統(tǒng)，除了當(dāng)磁頭移動(dòng)到磁盤(pán)以外時(shí)起動(dòng)或終止磁頭時(shí)以外，磁頭與磁盤(pán)表面完全接觸。因此人們要求信息存貯介質(zhì)的表面更進(jìn)一步地光滑。
另外，隨著信息處理量的增加，就需要更細(xì)、更準(zhǔn)確和更薄的磁膜并且這要求較少的堿成分(Li/na和K)由基體中脫離出來(lái)。
此外，這種新型信息存貯介質(zhì)在移動(dòng)物體上還出現(xiàn)了一些新的運(yùn)用，包括APS相機(jī)、蜂窩電話、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和插卡式驅(qū)動(dòng)器、手提和桌面?zhèn)€人電腦的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、服務(wù)器的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器以及新型高記錄密度介質(zhì)，包括垂直磁記錄介質(zhì)、島磁記錄介質(zhì)和用于半導(dǎo)體記憶的存貯介質(zhì)。為了適應(yīng)這些新的要求，就需要信息存貯介質(zhì)的基體具有更高的物理、化學(xué)和電性能。
傳統(tǒng)上，人們一直采用鋁合金來(lái)作為磁盤(pán)基體。但是，在鋁合金基體中，由于材料的缺陷，會(huì)在拋光過(guò)程中在基體的表面上形成突起或斑點(diǎn)狀突起和凹陷，并且如上所說(shuō)，作為信息存貯介質(zhì)的基體，其平滑性是不夠的。鋁合金是一種較軟的材料，其楊氏模量和表面硬度較低，因而會(huì)在驅(qū)動(dòng)器的高速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)，這樣會(huì)使介質(zhì)變形。鋁合金還難以使基體變薄。此外，鋁合金基體在與磁頭接觸時(shí)會(huì)受到損壞。因此，鋁合金不能充分適應(yīng)日前高密度記錄的需要。
作為一種可以消除鋁合金這些缺陷的材料，人們已知的是經(jīng)過(guò)化學(xué)鋼化的玻璃，如鋁硅酸鹽玻璃(SiO2-Al2O3-Na2O)。但是這種經(jīng)過(guò)化學(xué)鋼化的玻璃的缺點(diǎn)在于(1)由于在化學(xué)鋼化之后需要進(jìn)行拋光，增強(qiáng)層在使磁盤(pán)變薄時(shí)會(huì)不穩(wěn)定，以及(2)由于玻璃含有Li2O、Na2O和K2O成分作為必要成分，成膜性能會(huì)下降并且需要進(jìn)行腐蝕或全表面阻擋涂層，以防止這些成分脫離出來(lái)。另外經(jīng)過(guò)化學(xué)鋼化的玻璃基體在基體表面上具有少量起伏并且難以用較低成本穩(wěn)定地生產(chǎn)這種產(chǎn)品。
為了克服化學(xué)鋼化玻璃基體的這些缺陷，人們已知有某些玻璃-陶瓷基體。公開(kāi)在日本專(zhuān)利延遲公開(kāi)6-329440中的SiO2-Li2O-MgO-P2O5玻璃陶瓷是一種特別好的全表面紋理材料，它含有作為主晶相的二硅酸鋰(Li2O·2SiO2)和α-石英(α-SiO2)并且其中通過(guò)控制α-石英的晶粒尺寸可以省去常規(guī)的機(jī)械或化學(xué)紋理形成過(guò)程并且表面粗糙度Ra(數(shù)學(xué)平均粗糙度)控制在15～50埃。但是目前所追求的表面粗糙度Ra為5.0?；蚋?，優(yōu)選地為3.0?；蚋?，更優(yōu)選地為2.0?；蚋停F(xiàn)有的玻璃陶瓷不能充分地與伴隨高密度記錄的低滑動(dòng)高度趨勢(shì)相吻合。此外現(xiàn)有的玻璃陶瓷含有主晶相二硅酸鋰(Li2O·2SiO2)并且沒(méi)有考慮到堿成分脫出和在拋光過(guò)程中形成小斑點(diǎn)的問(wèn)題，雖然玻璃陶瓷中的堿成分量小于化學(xué)鋼化玻璃的。
公開(kāi)在日本專(zhuān)利申請(qǐng)延遲公開(kāi)10-45426中的SiO2-Li2O-K2O-MgO-ZnO-P2O5-Al2O3玻璃陶瓷或SiO2-Li2O-K2O-MgO-ZnO-P2O5-Al2O3-ZrO2玻璃陶瓷是用于激光紋理化的玻璃陶瓷，它含有作為主晶相或晶相的二硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、二硅酸鋰和α-石英的混合物以及二硅酸鋰和α-方石英(α-SiO2)的混合物中的至少一種。這些玻璃陶瓷不能充分與由于快速增加的記錄容量而造成的低滑動(dòng)高度趨勢(shì)相吻合，這種快速增加的記錄容量要求表面粗糙度Ra為5.0?；蚋?，優(yōu)選地為3.0埃或更低，更優(yōu)選地為2.0?；蚋?。此外，該玻璃陶瓷含有主晶相二硅酸鋰并且沒(méi)有考慮到堿成分脫出以及在拋光過(guò)程中形成小斑點(diǎn)的問(wèn)題，這些均是人們目前所要解決的。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)延遲公開(kāi)9-35234公開(kāi)了一種SiO2-Al2O3-Li2O玻璃陶瓷磁盤(pán)基體，它含有二硅酸鋰和β-鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)主晶相。在該玻璃陶瓷中，主晶相是β-鋰輝石，它具有負(fù)熱膨脹特性，會(huì)使基體具有低熱膨脹特性，而具有正熱膨脹特性的晶相如α-石英和α-方石英的生長(zhǎng)受到限制。結(jié)果，該玻璃陶瓷拋光后的表面粗糙度Ra為20埃(在實(shí)施例中為12～17埃)，該結(jié)果仍然太粗糙，以至于不能與目前的要求相吻合并且不能充分地與由于日益增加的記錄容量而導(dǎo)致的磁頭的低滑動(dòng)高度趨勢(shì)相吻合。此外長(zhǎng)出具有負(fù)熱膨脹特性的晶體作為主晶相的材料顯然是不利的，其原因在于相對(duì)于信息存貯裝置的其它部件來(lái)說(shuō)，它會(huì)在平均線膨脹系數(shù)上產(chǎn)生差異。另外，該玻璃陶瓷需要較高的溫度820-920℃以進(jìn)行結(jié)晶，這是不利于低成本大規(guī)模生產(chǎn)的，該玻璃陶瓷含有二硅酸鋰作為主晶相并且沒(méi)有考慮到堿成分的脫出和在拋光過(guò)程中形成小斑點(diǎn)的問(wèn)題，這些是目前需要解決的。
包括日本專(zhuān)利申請(qǐng)延遲公開(kāi)9-35234在內(nèi)的國(guó)際公開(kāi)WO97/01164公開(kāi)了用于磁盤(pán)的玻璃陶瓷，其中結(jié)晶熱處理是在較低的溫度范圍680-770℃內(nèi)進(jìn)行的。針對(duì)上述要求而進(jìn)行的改進(jìn)在該玻璃陶瓷上仍然是不夠的并且該玻璃陶瓷所有例子的晶相均為具有負(fù)熱膨脹特性的β-鋰霞石，因此這是不利的，其原因在于相對(duì)于該信息存貯裝置的部件來(lái)說(shuō)這會(huì)在平均線熱膨脹系數(shù)上產(chǎn)生差異。另外，該主晶相為二硅酸鋰并且沒(méi)有考慮到堿成分的脫出和在拋光過(guò)程中形成小斑點(diǎn)的問(wèn)題，這些是目前要解決的。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)延遲公開(kāi)11-343143公開(kāi)了用于信息存貯介質(zhì)的SiO2-Al2O3-MgO-Y2O3-TiO2-Li2O玻璃陶瓷基體，它含有包含頑輝石(MgAl2O3)的主晶相石英溶體(MgO-Al2O3-SiO2石英固溶體)。由于該玻璃陶瓷的主晶相為具有負(fù)熱膨脹特性的β-石英固溶體，它會(huì)在基體中產(chǎn)生低膨脹特性，這些玻璃陶瓷在熱膨脹特性方面完全不同于本發(fā)明的含有α-石英或其固溶體、或α-方英石或其固溶體的玻璃陶瓷，因此不能獲得在本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中所說(shuō)的合適的平均線熱膨脹系數(shù)。
下面將描述用于濾光器的材料。濾光器可以切斷或通過(guò)特定波長(zhǎng)的光線并且還有一些濾光器可以降低光強(qiáng)度，而與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。前者包括僅僅通過(guò)特定波長(zhǎng)的光的帶通濾光器、切斷特定波長(zhǎng)的凹口通過(guò)式濾光器和僅僅通過(guò)短于或長(zhǎng)于特定波長(zhǎng)的光的高通過(guò)和低通過(guò)式濾光器。后者包括ND濾光器。
濾光器還可以分成吸收式濾光器和干涉式濾光器。有代表性的吸收式濾光器是ND式濾光器，有代表性的干涉式濾光器是帶通濾光器。采用由塑料制成的基體用于吸收式濾光器，如用于攝影的那些濾光器。由于用于濾光器的基體要受到較強(qiáng)的激光光束，這就要求它們具有穩(wěn)定性和耐熱性，無(wú)定形玻璃正可用作這些基體。
通過(guò)交替地將具有高折射率的介電薄膜層H與具有較低折射度的介電薄膜層L疊層、在由如玻璃制成的基體上形成多層介電膜，可以形成帶通濾光器。
在用于WDM(波長(zhǎng)區(qū)域復(fù)合)和DWDM(致密波長(zhǎng)區(qū)域復(fù)合)光通信系統(tǒng)中的帶通濾光器中，該帶中心波長(zhǎng)的溫度穩(wěn)定性在用于通過(guò)波長(zhǎng)的狹窄頻帶寬度被設(shè)定成將該帶通濾光器用于透光和接收高密度波長(zhǎng)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。更進(jìn)一步地說(shuō)，該帶通濾光器是一種敏感元件，其中頻帶的中心頻率會(huì)隨著溫度的稍許變化而變化，因此在采用該帶通濾光器時(shí)，應(yīng)通過(guò)溫度控制器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。但是這種溫度控制器實(shí)際上不能使用，其原因在于在該帶通濾光器的位置處空間有限。由于在光信息量增加時(shí)必須降低該頻帶，因此溫度穩(wěn)定已經(jīng)變成得日益重要。
過(guò)去，人們已經(jīng)采用無(wú)定形玻璃作為上述帶通濾光器的基體。這種現(xiàn)有的基體在其膜的壓應(yīng)力方面和穩(wěn)定性方面是不夠的，其原因在于其熱膨脹性和機(jī)械強(qiáng)度不夠高。此外無(wú)定形玻璃具有較低的表面硬度，并且如果要產(chǎn)生較高的熱膨脹性，則需加入較大量的堿成分，這將會(huì)導(dǎo)致在該基體上形成介電膜過(guò)程中和之后出現(xiàn)堿成分脫出的問(wèn)題。因此無(wú)定形玻璃不能滿足濾光器基體的要求，特別是作為帶通濾光器。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供適合用作信息存貯介質(zhì)基體的玻璃陶瓷，該基體具有極好的平滑性，它可以與不斷增加的信息存貯介質(zhì)記錄容量相適應(yīng)并且可以解決基體上堿成分脫出的問(wèn)題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供適合用作濾光器基體的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷的熱膨脹特性足以避免在采用由單層或多層膜的濾光器的溫度下中心波長(zhǎng)的變化(即具有較高的熱膨脹系數(shù)并且使膜具有較高的壓應(yīng)力，從而改善了膜中心波長(zhǎng)的溫度穩(wěn)定性)，并且還具有一定的機(jī)械性能，從而使該濾光器具有足夠的穩(wěn)定性和可操作性，并且具有極好的透光性。
本發(fā)明人為了達(dá)到本發(fā)明的上述目的而進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)特定的基礎(chǔ)玻璃進(jìn)行特定的熱處理，可以獲得含有選自下列晶相中的至少一種作為主晶相的玻璃陶瓷α-方石英、α-方石英固溶體、α-石英和α-石英固溶體，該玻璃陶瓷基本上不含有二硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、硅酸鋰(Li2O·SiO2)、β-鋰輝石、β-鋰霞石、β-石英、云母或氟鈉鈣鎂閃石(fluorrichterite)，并且基本上不含有Cr成分或Mn成分，而且通過(guò)該結(jié)構(gòu)，它適合用作信息存貯介質(zhì)的基體，該基體解決了目前想要解決的問(wèn)題，即降低堿成分脫出的問(wèn)題和在基體表面出現(xiàn)小斑點(diǎn)的問(wèn)題，它可以控制晶粒到非常細(xì)小的晶粒直徑，小于0.1微米，并且在拋光以后可以產(chǎn)生遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的玻璃陶瓷的表面平滑度，而且可以控制其熱膨脹特性，使之與該信息存貯裝置部件的熱膨脹特性相匹配。還發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的玻璃陶瓷的熱膨脹特性、機(jī)械強(qiáng)度和透光性非常適合用于為濾光器、特別是WDM和DWDM帶通濾光器和增益平度濾光器，因此本發(fā)明的玻璃陶瓷適合用作濾光器的基體。
根據(jù)本發(fā)明，它提供了含有選自下列晶相中的至少一種作為主晶相的玻璃陶瓷α-方石英、α-方石英固溶體、α-石英和α-石英固溶體，該玻璃陶瓷基本上不含有二硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、硅酸鋰(Li2O·SiO2)、β-鋰輝石、β-鋰霞石、β-石英、云母或氟鈉鈣鎂閃石(fluorrichterite)，并且基本上不含有Cr成分或Mn成分，并且其平均線膨脹系數(shù)在-50℃～+70℃范圍內(nèi)為+65×10-7/℃～140×10-7/℃，所說(shuō)的主晶相的平均晶粒直徑小于0.10微米。
用于本文中時(shí)，“基本上不含有二硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、硅酸鋰(Li2O·SiO2)、β-鋰輝石、β-鋰霞石、β-石英、云母或氟鈉鈣鎂閃石(fluorrichterite)”是指二硅酸鋰或其它所說(shuō)晶體的存在量小到不會(huì)對(duì)該玻璃陶瓷的物理和化學(xué)性能產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。該量使得結(jié)晶度，即該玻璃陶瓷中特定晶體的質(zhì)量比例小于3％，優(yōu)選地小于1％或?yàn)殡s質(zhì)水平。此外，用于本文中時(shí)，“基本上不含有Cr成分或Mn成分”是指Cr成分或Mn成分的存在量小到不能對(duì)該玻璃陶瓷的物理和化學(xué)性能產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。該量可以認(rèn)為是雜質(zhì)水平。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，該玻璃陶瓷的楊氏模量為80GPa或更高。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，該玻璃陶瓷的比重為2.3-2.7。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，在波長(zhǎng)950～1600nm范圍內(nèi)，該玻璃陶瓷在10毫米板厚度下的透光率為90％或者更高。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，該玻璃陶瓷的維氏硬度為600-800。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，該玻璃陶瓷的抗彎強(qiáng)度為250MPa或更高。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，該玻璃陶瓷的組成以氧化物基的質(zhì)量百分比計(jì)包括
SiO265-75％Li2O4-小于7％K2O 0-3％Na2O0-3％MgO+ZnO+SrO+BaO+CaO 2-15％Y2O3+WO3+La2O3+Bi2O30-3％SnO20-3％P2O51-2.5％ZrO22-7％Al2O35-9％Sb2O3+As2O30-1％在本發(fā)明的另一個(gè)方面，該玻璃陶瓷通過(guò)在400-600℃的溫度下對(duì)基礎(chǔ)玻璃進(jìn)行1-7小時(shí)熱處理以進(jìn)行成核作用以及在650-750℃的溫度下再進(jìn)行1-7小時(shí)熱處理以進(jìn)行結(jié)晶而制得。
下面將描述對(duì)主晶相、平均晶體昌粒直徑、平均線膨脹系數(shù)、表面特性、組成、熱處理?xiàng)l件等進(jìn)行限制的原因。該玻璃陶瓷組成根據(jù)它們?cè)诨A(chǔ)玻璃中氧化物基的重量百分比表示。在本說(shuō)明書(shū)中，“主晶相”是指具有較大析出比例的全部晶相。更進(jìn)一步地說(shuō)，在用于X-射線衍射分析中的X-射線圖中，其中縱坐標(biāo)表示X射線衍射強(qiáng)度，橫坐標(biāo)表示衍射角度，如果表示具有最大析出比例的晶相的主峰(最高峰)的強(qiáng)度設(shè)定為100，則主峰(即晶相的最高峰)的X射線衍射強(qiáng)度的比例(下文中稱(chēng)為“X-射線強(qiáng)度比例”)為30或更高的晶相被稱(chēng)為“主晶相”。
為了獲得所需的熱膨脹系數(shù)，合適的玻璃陶瓷是含有至少一種選自下列晶相中的主晶相的玻璃陶瓷α-方石英、α-方石英固溶體、α-石英和α-石英固溶體。通過(guò)選擇這些主晶相中的一種或多種，可以較容易地制得具有優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性和物理特性的玻璃陶瓷。除了上述主晶相以外的晶相的X射線強(qiáng)度比例優(yōu)選地應(yīng)小于20，更優(yōu)選地為小于10，最優(yōu)選地為小于5。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在主晶相中不存在二硅酸鋰時(shí)，可以降低由于拋光過(guò)程中的機(jī)械原因而導(dǎo)致的基體表面出現(xiàn)小斑點(diǎn)的可能性，并且優(yōu)選地該玻璃陶瓷基本上不含有二硅酸鋰。另外，優(yōu)選地本發(fā)明的玻璃陶瓷基本上不含有具有負(fù)熱膨脹特性的β-鋰輝石、β-鋰霞石或β-方石英(β-SiO2)、或硅酸鋰(Li2O·SiO2)、透輝石、頑輝石、云母、α-鱗石英或氟鈉鈣鎂閃石(fluorrichterite)。
現(xiàn)在將描述平均線熱膨脹系數(shù)。當(dāng)記錄密度增加時(shí)，磁頭相對(duì)磁信息存貯裝置的定位要求較高的精度，因此要求基體和相應(yīng)的裝置的部件具有較高的精確尺寸。因此不能忽略基體與該裝置的部件之間的熱膨脹系數(shù)差異的影響，并且必須盡最大可能地降低熱膨脹系數(shù)的差異。更準(zhǔn)確地說(shuō)，優(yōu)選地基體的熱膨脹系數(shù)僅僅稍稍大于該驅(qū)動(dòng)裝置的部件的熱膨脹系數(shù)。作為小型磁信息存貯介質(zhì)的部件，常常采用熱膨脹系數(shù)為+90×10-7/℃～+100×10-7/℃的材料，因此要求該基體的熱膨脹系數(shù)在該范圍內(nèi)。但是，有的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器制造商會(huì)采用熱膨脹系數(shù)在上述范圍以外的材料作為部件材料，即其熱膨脹系數(shù)在約+60×10-7/℃～+135×10-7/℃范圍內(nèi)。為此在本發(fā)明的晶體系統(tǒng)中，已經(jīng)確定了平均線熱膨脹系數(shù)，從而盡可能地使得該基體適用于多種部件材料，同時(shí)具有足夠的基體強(qiáng)度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該平均線膨脹系數(shù)在-50℃～+70℃范圍內(nèi)優(yōu)選地應(yīng)為+65×10-7/℃～140×10-7/℃。在相同的溫度范圍內(nèi)，更優(yōu)選的平均線膨脹系數(shù)為+70×10-7/℃～+120×10-7/℃。
對(duì)于用于濾光器的玻璃陶瓷來(lái)說(shuō)，如前所說(shuō)，頻帶中心波長(zhǎng)的溫度穩(wěn)定性是非常重要的并且需要比組成膜的材料具有更大熱膨脹系數(shù)的玻璃陶瓷。其原因?qū)⒃谙旅孢M(jìn)行描述。
在帶通濾光器和增益平度濾光器中，中心波長(zhǎng)的溫度穩(wěn)定性在一定程度上取決于由該薄膜構(gòu)成的介電體的折射率溫度系數(shù)以及在更大程度上取決于基體的熱膨脹系數(shù)。這是由于折射率是通過(guò)該薄膜的膜原子密度確定的。也就是說(shuō)，該薄膜的膜原子密度越高，由于中心頻率的溫度而造成的變化越小。對(duì)于在其上形成薄膜的濾光器來(lái)說(shuō)，該薄膜的膜原子強(qiáng)度極大地受到基體熱膨脹系數(shù)的影響。更進(jìn)一步地說(shuō)，膜形成過(guò)程中的基體的溫度大約為200℃并且基體將明顯地膨脹。在該膨脹的基體上形成薄膜并且當(dāng)該基體冷卻時(shí)，由于它們之間的熱膨脹系數(shù)差，該薄膜將受到壓應(yīng)力。結(jié)果，該薄膜的膜原子密度就會(huì)增加并且折射率以相應(yīng)增加。透過(guò)的光的中心頻率的溫度穩(wěn)定性也會(huì)增加。折射率的變化量在超過(guò)一定量的應(yīng)力范圍內(nèi)飽和，從而折射率的增加比例變小，即使該壓應(yīng)力在該范圍內(nèi)得到增加。因此，基體的熱膨脹系數(shù)越大，施加到在該基體上形成的介電薄膜的壓應(yīng)力也越大，結(jié)果由于使用濾光器的溫度而導(dǎo)致的折射率變化將下降。因此，當(dāng)需要考慮中心頻率的溫度穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)該將該玻璃陶瓷的熱膨脹系數(shù)設(shè)定在超過(guò)介電薄膜的熱膨脹系數(shù)的較大的數(shù)值下。
本發(fā)明的研究和實(shí)驗(yàn)已經(jīng)獲得了下列發(fā)現(xiàn)如果在-20℃～+70℃溫度范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)為65×10-7/℃或更高，則在將該玻璃陶瓷用作帶通濾光器或增益平度濾光器的溫度范圍內(nèi)可以將足夠的壓應(yīng)力施加到該膜上并且如果熱膨脹系數(shù)超過(guò)140×10-7/℃，基體與膜之間的熱膨脹系數(shù)的差異會(huì)變大，以至于會(huì)發(fā)生膜與基體相脫離的問(wèn)題。優(yōu)選的熱膨脹系數(shù)范圍為90×10-7/℃～130×10-7/℃，更優(yōu)選的范圍為95×10-7/℃～125×10-7/℃。
下面將描述主晶相的平均晶粒直徑。如前所說(shuō)，信息存貯介質(zhì)表面記錄密度的增加已經(jīng)導(dǎo)致了接近接觸記錄系統(tǒng)的發(fā)展，在該系統(tǒng)中，磁頭的滑動(dòng)高度為0.025微米或更低，或者導(dǎo)致了接觸記錄系統(tǒng)的發(fā)展，在該系統(tǒng)中，磁頭與信息存貯介質(zhì)的表面完全接觸操作。為了與這種趨勢(shì)與吻合，該信息存貯介質(zhì)必須具有比常規(guī)介質(zhì)更優(yōu)越的平滑性。如果人們?cè)噲D在具有常規(guī)平滑水平的磁記錄介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)高記錄密度的信息輸入和輸出，則由于磁頭與磁記錄介質(zhì)表面之間的距離太大而不能實(shí)現(xiàn)磁信號(hào)的輸入和輸出。如果該距離減小，則將發(fā)生磁頭與介質(zhì)表面突出物的碰撞，從而損壞磁頭或介質(zhì)。為了防止磁頭或介質(zhì)發(fā)生損壞，即使磁頭是在如此低的滑動(dòng)高度下或者完全接觸的情況下，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)優(yōu)選地該信息存貯介質(zhì)的表面粗糙度Ra(數(shù)學(xué)平均粗糙度)應(yīng)為5.0?；蚋?，更優(yōu)選地為3.0?；蚋停顑?yōu)選地為2.0?；蚋汀榱双@得這種超平拋光表面，主晶相的平均晶粒直徑應(yīng)為0.10微米或更低，更優(yōu)選地為0.05微米或更低，最優(yōu)選地為0.02微米或更低。
通過(guò)均勻析出細(xì)晶體，可以增加該玻璃陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度。由于析出的晶體阻止了微裂紋的長(zhǎng)大，可以明顯減少小碎片，例如基體在拋光過(guò)程中形成的碎片。當(dāng)將該玻璃陶瓷用作濾光器時(shí)，細(xì)晶體可以改善透光性。當(dāng)將該玻璃陶瓷用作濾光器時(shí)，平均晶粒直徑優(yōu)選地為0.10微米或更低，更優(yōu)選地為0.05微米或更低，最優(yōu)選地為0.02微米或更低。
下面將描述機(jī)械強(qiáng)度，即楊氏模量和抗彎強(qiáng)度。當(dāng)將玻璃陶瓷用作磁盤(pán)基體時(shí)，這些機(jī)械強(qiáng)度因素是較重要的。當(dāng)記錄密度增加時(shí)，磁盤(pán)本身高速旋轉(zhuǎn)。為了降低磁盤(pán)由于高速旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的振動(dòng)，楊氏模量?jī)?yōu)選地應(yīng)為80GPa或更高并且抗彎強(qiáng)度優(yōu)選地為250MPa或更高。當(dāng)將該玻璃陶瓷用作濾光器時(shí)，該玻璃陶瓷應(yīng)具有較高的楊氏模量和抗彎強(qiáng)度。更進(jìn)一步地說(shuō)，當(dāng)將玻璃陶瓷用作WDM濾光器時(shí)，需要將該玻璃陶瓷處理成尺寸為2毫米或更小×2毫米或更小×2毫米或更小的小薄片，因此如果玻璃陶瓷不具有足夠的楊氏模量和抗彎強(qiáng)度，則很難進(jìn)行這種處理以獲得如此小的薄片。因此，該玻璃陶瓷優(yōu)選地其楊氏模量應(yīng)為80GPa或更高并且其抗彎強(qiáng)度為250MPa或更高。更優(yōu)選地，其楊氏模量為85GPa并且更優(yōu)選地其抗彎強(qiáng)度為290MPa。最優(yōu)選地，其抗彎強(qiáng)度為300MPa。
當(dāng)采用該玻璃陶瓷作為濾光器時(shí)，如果透光率較低，則在產(chǎn)生信號(hào)時(shí)會(huì)導(dǎo)致一些困難，例如信噪比降低。因此需要使透光率盡可能地大并且還發(fā)現(xiàn)透光率必須最小為90％。用于帶通濾光器和增益平度濾光器的波長(zhǎng)范圍為950～1600nm，而對(duì)于該波長(zhǎng)范圍來(lái)說(shuō)，在10mm板厚度下的透光率為90％。對(duì)于該波長(zhǎng)范圍的透光率來(lái)說(shuō)，優(yōu)選地透光率應(yīng)為95％或更高，更優(yōu)選地為97％或更高。
為了達(dá)到在信息存貯裝置中高速旋轉(zhuǎn)，除了楊氏模量以外，比重也是一個(gè)重要的因素。如果比重過(guò)大，即使楊氏模量足夠高，也會(huì)在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)。如果比重過(guò)低，則難以達(dá)到所需的機(jī)械強(qiáng)度，特別是楊氏模量。為了平衡楊氏模量和比重，優(yōu)選地楊氏模理與比重的比應(yīng)為30-65(GPa)，更優(yōu)選地為33-60(GPa)。
當(dāng)將玻璃陶瓷用作信息存貯介質(zhì)基體時(shí)，它們很容易被劃傷，因此它們不能用作信息存貯介質(zhì)的基體，除非它們具有一定量的維氏硬度。但是如果維氏硬度太大，則該玻璃陶瓷難以處理?？紤]到這些因素的平衡，優(yōu)選地，該玻璃陶瓷的維氏硬度為600-800。當(dāng)將該玻璃陶瓷用作濾光器時(shí)，如果維氏硬度太小，基體勢(shì)必容易劃傷，結(jié)果透過(guò)的光會(huì)在具有劃傷的基體部分產(chǎn)生發(fā)散，從而降低該濾光器的功能。如果維氏硬度太大，則可操作性就會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，特別是當(dāng)將該玻璃陶瓷加工成小薄片時(shí)，將會(huì)形成裂紋或碎屑。為了在這些因素之間達(dá)到平衡，優(yōu)選地該玻璃陶瓷的維氏硬度應(yīng)為600-800，并且更優(yōu)選地為650-760。
下面將描述對(duì)基礎(chǔ)玻璃組成范圍進(jìn)行限定的原因。
SiO2成分是一種非常重要的成分，在加熱基礎(chǔ)玻璃時(shí)，它會(huì)形成α-方石英、α-方石英固溶體、α-石英和α-石英固溶體主晶相。如果該成分的含有小于65％，在該玻璃陶瓷中生長(zhǎng)的晶相將會(huì)不穩(wěn)定并且其結(jié)構(gòu)將會(huì)變粗，如果該成分的含量超過(guò)75％，則難以熔化和形成基礎(chǔ)玻璃。該成分優(yōu)選的量為不超過(guò)65％和/或最高達(dá)75％。該成分更優(yōu)選的范圍為68-74％。
Li2O成分對(duì)于改進(jìn)該基礎(chǔ)玻璃的熔化性能來(lái)說(shuō)是一種重要的成分。如果該成分的含量小于4％，則該作用不能實(shí)現(xiàn)，結(jié)果在熔化該基礎(chǔ)玻璃時(shí)會(huì)產(chǎn)生困難。如果該成分超過(guò)7％，則會(huì)有Li脫出并且增加析出二硅酸鋰晶體。該成分更優(yōu)選的范圍為4.5％～6.5％，最優(yōu)選的范圍為4.5～6.0％。
K2O和Na2O成分可以有效地降低熔化溫度，而且在這些成分與Li2O共存時(shí)，可以有效地防止堿離子由玻璃基質(zhì)中脫出。這是因?yàn)樵摬Ａ沾傻碾娦阅?更進(jìn)一步地說(shuō)是體電阻)由于少量堿成分的混合和共存而得到改進(jìn)。更進(jìn)一步地說(shuō)，通過(guò)向含有較大量Li2O成分的玻璃中加入K2O和Na2O成分，可以改進(jìn)體電阻，并且玻璃中堿離子的移動(dòng)可以得到限制，結(jié)果防止玻璃中的堿離子脫出。至于這些成分的含量，最高達(dá)3％K2O和最高達(dá)3％Na2O就足夠了。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些成分每一種的加入量超過(guò)3％時(shí)，將會(huì)增加堿的脫出，而不是降低它。K2O和Na2O成分每一種成分的優(yōu)選范圍為0～小于3％。更優(yōu)選的K2O成分范圍為0.1～2.5％并且更優(yōu)選的Na2O成分的范圍為0～2.5％。
MgO、ZnO、SrO、BaO和CaO成分可以有效地改進(jìn)該玻璃的熔化性能并且防止長(zhǎng)成的晶體結(jié)構(gòu)變得太粗。這些成分的總量?jī)?yōu)選地為2％或更高，但如果這些成分的總量超過(guò)15％，則長(zhǎng)成的晶體會(huì)變得不穩(wěn)定并且結(jié)構(gòu)會(huì)變得太粗。
P2O5成分作為晶核劑是不可缺少的。為了加強(qiáng)成核作用并且防止長(zhǎng)成的晶體的結(jié)構(gòu)變得太粗，該成分的含量?jī)?yōu)選地應(yīng)為1.0％或更高。為了防止基礎(chǔ)玻璃變得乳濁化(或失透)并且維持大規(guī)模穩(wěn)定生產(chǎn)，該成分的含量?jī)?yōu)選地應(yīng)為2.5％或更低。
ZrO2成分是一種非常重要的成分，與P2O5成分相似，它起玻璃晶核劑的作用并且可以有效地使長(zhǎng)成的晶粒更細(xì)而且改進(jìn)了材料的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性。為了達(dá)到這些效果，該成分優(yōu)選的量為為2％或更高。如果這種成分加入量過(guò)量，則基礎(chǔ)玻璃難以熔化并且像ZrSiO4這樣的原料不會(huì)熔化。為此，該成分的含量?jī)?yōu)選地為7％或更低。該成分的優(yōu)選范圍為2-6％，并且該成分更優(yōu)選的上限最高達(dá)5％。
SnO2成分與ZrO2成分相類(lèi)似，它也是起玻璃晶核劑的作用。該成分的加入量最高達(dá)3％。
Al2O3成分是一種可以改進(jìn)玻璃陶瓷化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，特別是其硬度的成分并且該成分的加入量?jī)?yōu)選地為5％或更高。如果加入過(guò)量該成分，玻璃的熔化性能和抗失透性會(huì)下降，而且長(zhǎng)成的晶體會(huì)變成β-鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)，該晶相是一種負(fù)熱膨脹特性的晶體。由于β-鋰輝石的析出降低了該材料的平均線膨脹系數(shù)，這種晶體的析出應(yīng)盡可能避免。為此，該成分的量?jī)?yōu)選地應(yīng)限于9％或更低。更優(yōu)選地，該成分的下限應(yīng)為大于5％，其上限應(yīng)小于9％。最優(yōu)選地，該成分的下限應(yīng)大于6％，其下限應(yīng)小于8％。
加入Y2O3、WO3、La2O3和Bi2O3成分可以改進(jìn)熔化性能，該性能在Li2O成分含量相當(dāng)?shù)偷慕M合物中會(huì)下降，上述成分還可以增加玻璃的楊氏模量。如果這些成分的總量超過(guò)3％，則難以穩(wěn)定析出所需的晶體。
Sb2O3和As2O3成分可以作為澄清劑而加入。這些成分中一種或兩種的總量最高達(dá)1％。
可以加入最高達(dá)3％(基于氧化物的質(zhì)量％)的Ga、Ge、Cu、Fe、Co、Nb、Ti、V、Ce、Gd或B，但不應(yīng)降低該玻璃陶瓷所需的性能。優(yōu)選地，該玻璃陶瓷基本上不含有Mo、Ta、Mn、Cr或F。
為了制造本發(fā)明的玻璃陶瓷，將具有上述組成的基礎(chǔ)玻璃熔化，將其熱成型和/冷成型，在400～600℃的溫度范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行約1～7小時(shí)熱處理以產(chǎn)生晶核，并且在650～750℃的溫度范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行約1～7小時(shí)熱處理以使之結(jié)晶。
通過(guò)熱處理而獲得的玻璃陶瓷含有至少一種選自下列晶相中的主晶相的玻璃陶瓷α-方石英、α-方石英固溶體、α-石英和α-石英固溶體，晶相的平均晶粒直徑小于0.10微米。
通過(guò)用常規(guī)方法研磨和拋光所獲得的玻璃陶瓷，可以獲得表面粗糙度Ra為1.0～5.0埃的玻璃陶瓷。通過(guò)在該玻璃陶瓷基體上形成磁膜以及(如果需要的話)其它的層包括Ni-P鍍層、底涂層、保護(hù)層和潤(rùn)滑層，可以獲得磁信息存貯盤(pán)。對(duì)于濾光器來(lái)說(shuō)，通過(guò)在將基體材料拋光并且加工成尺寸為1mm×1mm×1mm的小片后在玻璃陶瓷基體上形成Ta2O5/SiO2多層膜，可以獲得比現(xiàn)有的濾光器具有更小的因溫度而造成的中心波長(zhǎng)變化的濾光器。這些濾光器適合用作帶通濾光器和增益平度濾光器。
為了制得上述實(shí)施例中的玻璃陶瓷基體，將原料包括氧化物、碳酸鹽和硝酸鹽混合并且在常規(guī)熔化裝置中在大約1350℃～1450℃的溫度下熔化。將熔融玻璃攪拌以使之均化，而后將其成型為盤(pán)形并且退火，以形成玻璃制品。隨后將形成的玻璃在400～600℃的溫度下進(jìn)行大約1～7小時(shí)熱處理，以形成晶核，而后在650～750℃的溫度下進(jìn)行大約1～7小時(shí)熱處理，以使之結(jié)晶，由此獲得所需的玻璃陶瓷。而后將該玻璃陶瓷用800#～2000#金剛石砂研磨大約5～30分鐘，隨后用晶粒直徑為0.02～3微米的氧化鈰拋光劑進(jìn)行大約30～60分鐘最后的拋光。
用透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)各種晶相的晶粒直徑(平均)進(jìn)行測(cè)定。各種晶粒的類(lèi)型用X-射線衍射儀(XRD)鑒別。
用原子力顯微鏡(AFM)測(cè)定表面粗糙度Ra(數(shù)學(xué)平均粗糙度)。
通過(guò)離子色譜測(cè)定Li離子的洗脫量。通過(guò)將80毫升超純水(在室溫下)和直徑為65mm、厚度為0.635mm的圓片充入膜包中，將該膜包在加熱到約30℃的干燥器中保持約3小時(shí)，而后取出該圓片，從而進(jìn)行離子色譜測(cè)定。平均線熱膨脹系數(shù)根據(jù)JOGIS(日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))16進(jìn)行測(cè)定。楊氏模量根據(jù)JIS R1602、通過(guò)超聲脈沖技術(shù)測(cè)定。抗彎強(qiáng)度根據(jù)JIS R1601(三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度)測(cè)定。維氏硬度根據(jù)JIS R1610測(cè)定。在波長(zhǎng)950～1600nm范圍內(nèi)板厚度為10mm時(shí)的透光率用分光光度計(jì)測(cè)定。比重根據(jù)JOGIS 05測(cè)定。
表1實(shí)施例1 實(shí)施例2 實(shí)施例3SiO273.3 75.0 69.2Li2O 5.0 5.5 5.0P2O52.0 2.1 2.0ZrO22.4 4.0 2.4Al2O37.5 7.5 7.5MgO 0.8 1.8 1.4ZnO 4.0 0.5 6.0SrO 1.0 0.6 2.0RaO 1.0 0.5 2.0
Y2O3WO3La2O3Bi2O3K2O 2.0 2.0 2.0Na2OSb2O31.0 0.5成核作用溫度(℃)550 560 540結(jié)晶溫度(℃)710 750 720α-cris.SS α-cris.SS α-cris.SS主晶相 ＜0.01微米 ＜0.01微米 ＜0.01微米平均晶粒直徑 α-石英SS0.01微米平均線熱膨脹系數(shù)(×10-7/℃) 72 110 100透光率(％) 99.0 91.099.0楊氏模量(GPa) 82 89 81抗彎強(qiáng)度(MPa) 290 400 350維氏硬度760 740 740表面粗糙度Ra(埃) 1.0 2.2 2.0比重2.43 2.482.44Li離子洗脫(微克/盤(pán)) 0.31 0.380.28(微克/cm2) 0.0046 0.056 0.0041表2實(shí)施例4 實(shí)施例5 實(shí)施例6SiO263.9 63.966.9Li2O6.0 6.0 6.0P2O52.5 2.5 2.5ZrO22.4 2.4 2.4Al2O37.5 7.5 7.5MgO 2.0 2.0 2.0ZnO 6.0 6.0 6.0
SrO1.7 1.7 1.7BaO2.6 2.6 2.6Y2O3GeO2=3.0Gd2O3=3.0 Ga2O3=2.0WO3La2O3Bi2O3K2O 2.0 2.0 2.0Na2OSb2O30.4 0.4 0.4成核作用溫度(℃) 550 560 540結(jié)晶溫度(℃) 710 750 720α-cris.SS α-cris.SS α-cris.SS主晶相 ＜0.01微米 ＜0.01微米 ＜0.01微米平均晶粒直徑平均線熱膨脹系數(shù)(×10-7/℃)74 100 93透光率(％) 99.0 99.099.0楊氏模量(GPa) 82 89 81抗彎強(qiáng)度(MPa) 400 500 450維氏硬度 740 740 740表面粗糙度Ra(埃)1.0 2.2 2.0比重 2.45 2.482.44Li離子洗脫(微克/盤(pán)) 0.22 0.230.19(微克/cm2)0.0033 0.034 0.0028表3實(shí)施例7 實(shí)施例8 實(shí)施例9SiO268.2 69.169.0Li2O 5.0 5.0 5.0P2O52.0 2.0 2.0ZrO22.4 2.4 2.0Al2O37.0 7.0 7.1MgO1.4 1.0 1.4
ZnO 6.0 7.0 6.0SrO 2.0 2.0 2.0BaO 2.0 2.0 2.0Y2O31.0WO30.5La2O3Bi2O30.5K2O2.0 2.0 2.0Na2O 0.5Sb2O3As2O30.5 0.5 0.5成核作用溫度(℃) 480 470 500結(jié)晶溫度(℃) 715 720 730α-cris.SS α-cris.SS α-cris.SS主晶相 ＜0.01微米 ＜0.01微米 ＜0.01微米平均晶粒直徑 α-石英SS0.01微米平均線熱膨脹系數(shù)(×10-7/℃) 85 110 104透光率(％) 99.5 92.099.5楊氏模量(GPa) 85 98 90抗彎強(qiáng)度(MPa) 300 550 360維氏硬度740 730 760表面粗糙度Ra(埃) 1.0 2.2 2.0比重2.45 2.432.46Li離子洗脫(微克/盤(pán)) 0.32 0.270.25(微克/cm2) 0.0047 0.0040 0.0037表4實(shí)施例 對(duì)比實(shí)施例 對(duì)比實(shí)施例10 12SiO269.1 74.2 76.1Li2O 5.0 9.6 11.8
P2O52.0 1.5 2.0ZrO22.4 0.4 -Al2O37.0 9.6 7.1MgO1.0PbO=2.3-ZnO7.0 - -SrO1.5 - -BaO1.5Y2O3WO30.5La2O30.5Bi2O3K2O 2.0 2.4 2.8Na2OSb2O30.2As2O30.5成核作用溫度(℃) 470 540 500結(jié)晶溫度(℃) 720 800 850α-cris.SS 二硅酸鋰二硅酸鋰主晶相 ＜0.01微米1.5微米 0.1微米平均晶粒直徑α-石英SS α-方石英SS β-鋰輝石0.01微米0.3微米 0.2微米平均線熱膨脹系數(shù)(×10-7/℃)94 48 49透光率(％) 97.0 74 60楊氏模量(GPa) 97 80 86抗彎強(qiáng)度(MPa) 600 180 200維氏硬度 750 800 850表面粗糙度Ra(埃)2.0 12 11比重 2.50 2.462.55Li離子洗脫(微克/盤(pán)) 0.32 3.003.80(微克/cm2)0.0047 0.0443 0.0562如表1-4中所示，本發(fā)明的玻璃陶瓷在主晶相上與現(xiàn)有技術(shù)的Li2O·SiO2系統(tǒng)的對(duì)比實(shí)施例不同。本發(fā)明的玻璃陶瓷不含有二硅酸鋰(Li2Si2O5)，但是含有至少一種下列晶相α-方石英(α-SiO2)、α-方石英(α-SiO2)固溶體、α-石英(α-SiO2)和α-石英(α-SiO2)固溶體。在對(duì)比實(shí)施例1的玻璃陶瓷中，二硅酸鋰晶相具有較大的晶粒直徑(平均)，為1.5微米或更大，并且在對(duì)比實(shí)施例2中，β-鋰輝石晶相也具有較大的晶粒直徑(平均)，為0.2微米。這些對(duì)比實(shí)施例的晶粒全部具有針形或米狀晶粒形狀?？紤]到目前的超平趨勢(shì)，對(duì)比實(shí)施例的玻璃陶瓷將會(huì)在拋光后的表面粗糙度方面存在困難并且會(huì)引起其它一些缺陷。對(duì)比實(shí)施例1和2的表面粗糙度Ra為11?；蚋?，這表明在對(duì)比實(shí)施例中極難獲得所需的優(yōu)異的平滑表面特性(即Ra為5?；蚋?。
此外，在熱膨脹特性方面，對(duì)比實(shí)施例1和2的玻璃陶瓷具有較低的平均線熱膨脹系數(shù)，為48×10-7/℃和49×10-7/℃，該數(shù)據(jù)不適用于信息存貯介質(zhì)的基體或?yàn)V光器的基體。
在上述實(shí)施例的玻璃陶瓷上通過(guò)DC濺射法形成Cr中間層(80nm)、Co-Cr磁層(50nm)和SiC保護(hù)層(10nm)。而后在所形成的膜上形成全氟聚乙烯潤(rùn)滑層(5nm)，以保護(hù)信息存貯介質(zhì)。如此獲得的信息存貯介質(zhì)與現(xiàn)有的信息存貯介質(zhì)相比可以降低滑動(dòng)高度，其原因在于其優(yōu)異的超平滑性。另外，本發(fā)明的信息存貯介質(zhì)可以用作隨機(jī)載入系統(tǒng)的信息存貯裝置，在該系統(tǒng)中，磁頭與信息存貯介質(zhì)的表面相接觸，從而輸入或輸出信號(hào)，但它不會(huì)損壞磁頭或介質(zhì)。此外，本發(fā)明的信息存貯介質(zhì)通過(guò)激光紋理加工可以形成穩(wěn)定的表面輪廓，用于著陸區(qū)系統(tǒng)。
在上述實(shí)施例的玻璃陶瓷上還可以通過(guò)濺射法形成多層介電膜(例如TiO2/SiO2,Ta2O5/SiO2或Nb2O3/SiO2)，從而獲得濾光器。在由此獲得的濾光器中，由于溫度變化而造成的透過(guò)光中心波長(zhǎng)的變化明顯降低，因而可以獲得優(yōu)異的波長(zhǎng)分辨率。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，它還提供了適用作為信息存貯介質(zhì)基體的玻璃陶瓷，它去除了現(xiàn)有基體的缺陷并且具有優(yōu)異的原子水平的平滑度，可以與高記錄密度所需的磁頭低滑動(dòng)高度或接觸記錄相適應(yīng)，玻璃中具有盡可能低的堿成分并且二硅酸鋰晶體的析出受到限制，這種晶體在基體拋光過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致堿脫出和表面缺陷(出現(xiàn)斑點(diǎn))。
本發(fā)明還提供了用作濾光器基體的玻璃陶瓷，它具有優(yōu)異的平滑性，在處理過(guò)程中不太會(huì)起屑，與多層膜所選定的波長(zhǎng)具有極好的粘合性并且可以向該多層膜提供足夠的壓應(yīng)力。
權(quán)利要求
1．含有選自下列晶相中的至少一種作為主晶相的玻璃陶瓷α-方石英、α-方石英固溶體、α-石英和α-石英固溶體，該玻璃陶瓷基本上不含有二硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、硅酸鋰(Li2O·SiO2)、β-鋰輝石、β-鋰霞石、β-石英、云母或氟鈉鈣鎂閃石(fluorrichterite)，并且基本上不含有Cr成分或Mn成分，并且其在-50℃～+70℃范圍內(nèi)的平均線膨脹系數(shù)為+65×10-7/℃～140×10-7/℃，所說(shuō)的主晶相的平均晶粒直徑小于0.10微米。
2．如權(quán)利要求1所說(shuō)的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷的楊氏模量為80GPa或更高。
3．如權(quán)利要求1或2所說(shuō)的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷的比重為2.3-2.7。
4．如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所說(shuō)的玻璃陶瓷，在波長(zhǎng)950～1600nm范圍內(nèi)，該玻璃陶瓷在10毫米板厚度下的透光率為90％或者更高。
5．如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所說(shuō)的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷的抗彎強(qiáng)度為250MPa或更高。
6．如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所說(shuō)的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷的維氏硬度為600-800。
7．如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所說(shuō)的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷的組成以氧化物基的質(zhì)量百分比計(jì)包括SiO265-75％Li2O 4-小于7％K2O 0-3％Na2O 0-3％MgO+ZnO+SrO+BaO+CaO2-15％Y2O3+WO3+La2O3+Bi2O30-3％SnO20-3％P2O51-2.5％ZrO22-7％Al2O35-9％Sb2O3+As2O30-1％
8．如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所說(shuō)的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷是通過(guò)在400-600℃的溫度下對(duì)基礎(chǔ)玻璃進(jìn)行1-7小時(shí)熱處理以進(jìn)行成核作用以及在650-750℃的溫度下再進(jìn)行1-7小時(shí)熱處理以進(jìn)行結(jié)晶而制得。
全文摘要
本發(fā)明提供了含有選自下列晶相中的至少一種作為主晶相的玻璃陶瓷:α－方石英、α－方石英固溶體、α－石英和α－石英固溶體,該玻璃陶瓷基本上不含有二硅酸鋰(Li
文檔編號(hào)G11B5/82GK1306946SQ0013296
公開(kāi)日2001年8月8日 申請(qǐng)日期2000年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月1日
發(fā)明者后藤直雪, 片岡球子, 八木俊剛 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小原