專利名稱：信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件及信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由玻璃陶瓷制成的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，以及采用該構(gòu)件的信息存儲(chǔ)磁盤的驅(qū)動(dòng)器。本說明書中的“保持構(gòu)件”是指信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器中，將信息存儲(chǔ)磁盤固定在規(guī)定位置的構(gòu)件，例如固定一張或多張信息存儲(chǔ)磁盤的旋轉(zhuǎn)柱形的旋轉(zhuǎn)插座，使信息存儲(chǔ)磁盤在該旋轉(zhuǎn)插座上以規(guī)定間隔層疊設(shè)置的磁盤支撐面形成構(gòu)件，隔離定位環(huán)，墊片以及作為安裝構(gòu)件的卡具等。
背景技術(shù)：
磁性信息存儲(chǔ)磁盤的驅(qū)動(dòng)器通常是在固定在旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)插座中交替插入一張或多張磁性存儲(chǔ)磁盤和隔離定位環(huán)，最后用墊片和卡具壓緊的結(jié)構(gòu)。其中，旋轉(zhuǎn)插座、隔離定位環(huán)等保持構(gòu)件通常使用不銹鋼和鋁合金等金屬材料。但是，在高密度記錄化信息存儲(chǔ)磁盤裝置領(lǐng)域，替代過去的鋁磁盤基片，由玻璃陶瓷制成的磁盤基片的用量不斷增加。在這種情況下，保持構(gòu)件中使用金屬材料時(shí)，會(huì)出現(xiàn)與基片熱膨脹系數(shù)的差較大，在加工過程中也容易產(chǎn)生畸變、變形和毛邊等問題，所以不是很合適。并且，由于鋁合金是一種軟材料，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)容易變形，不能完全適應(yīng)當(dāng)前高密度記錄化的要求。在這個(gè)領(lǐng)域里，對(duì)磁頭和媒體的定位精度要求很高，所以要求媒體基片和磁盤的各個(gè)構(gòu)件部分具有很高的尺寸精度。因此，最好在使用環(huán)境溫度范圍內(nèi)，盡量降低信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件與磁盤驅(qū)動(dòng)器的其它構(gòu)件材料(以下，稱為“其它驅(qū)動(dòng)構(gòu)件材料”)的熱膨脹系數(shù)差，并且，進(jìn)一步要求具有低發(fā)塵性、高可靠性、低成本、良好的研磨加工性能。為了解決這些課題，迫切希望有一種能滿足這些要求的、更理想的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的材料。
已有報(bào)道提出將多晶陶瓷(特開昭61-148667號(hào)公報(bào)、特開平9-44969號(hào)公報(bào)等)和非晶玻璃(特開平10-74350號(hào)公報(bào)等)作為解決金屬材料存在的問題的材料，但仍不夠理想。
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，同時(shí)提供一種信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，以及使用該保持構(gòu)件的信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器。這種保持構(gòu)件的特點(diǎn)在于，可適應(yīng)高密度記錄化乃至信息傳輸高速化的磁盤高速旋轉(zhuǎn)，兼具有適合于可移動(dòng)設(shè)備的高機(jī)械強(qiáng)度以及與其它驅(qū)動(dòng)構(gòu)件材料相一致的熱膨脹特性，并且不存在堿溶出導(dǎo)致的缺陷。
發(fā)明公開為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明人反復(fù)進(jìn)行了悉心的試驗(yàn)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在適宜條件下，通過對(duì)由SiO2-Li2O-K2O-P2O5-Al2O3-ZrO2系列等適當(dāng)成分構(gòu)成的原玻璃進(jìn)行熱處理，就可以得到適應(yīng)于磁盤高速旋轉(zhuǎn)，并兼具有高楊氏模量、低比重、熱膨脹系數(shù)、高機(jī)械強(qiáng)度、低發(fā)塵特性，非常適合于信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件、特別是隔離定位環(huán)的玻璃陶瓷，從而完成了本發(fā)明。
即，作為本發(fā)明的第一實(shí)施方案，權(quán)利要求1所述的發(fā)明是一種信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，它是將信息存儲(chǔ)磁盤固定在規(guī)定位置的構(gòu)件，并由在玻璃基體中分散有結(jié)晶相的玻璃陶瓷制成；權(quán)利要求2所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，比剛度(楊氏模量/比重)在37GPa以上，比重在3.0以下；權(quán)利要求3所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，楊氏模量范圍是95GPa-130GPa，比重范圍是2.40～2.60；權(quán)利要求4所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，彎曲強(qiáng)度范圍是400MPa～800MPa；權(quán)利要求5所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用的保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶體(α-SiO2固溶體)、α-方英石(α-SiO2)和α-方英石固溶體(α-SiO2固溶體)的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相；權(quán)利要求6所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求5所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有焦硅酸鋰作為主結(jié)晶相；權(quán)利要求7所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷中焦硅酸鋰的結(jié)晶量為3～10質(zhì)量％，該結(jié)晶相的平均晶體粒徑范圍為0.01～0.05μm；權(quán)利要求8所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分；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％權(quán)利要求9所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，在-50℃～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)為+65×10-7～+130×10-7/℃。
作為本發(fā)明的第二實(shí)施方案，權(quán)利要求10所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有α-石英(α-SiO2)或α-石英固溶體(α-SiO2固溶體)作為主結(jié)晶相，該結(jié)晶相的結(jié)晶量為3～35質(zhì)量％，該結(jié)晶相的平均晶體粒徑在0.10μm以下；權(quán)利要求11所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷所有主結(jié)晶相的平均晶體粒徑在0.05μm以下；權(quán)利要求12所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷基本上不含有PbO；權(quán)利要求13所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，在-50℃～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)為+95×10-7～+110×10-7/℃；權(quán)利要求14所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求10所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分；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％權(quán)利要求15所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求10～14所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷中焦硅酸鋰的結(jié)晶量為15～40質(zhì)量％。
作為本發(fā)明的第三實(shí)施方案，權(quán)利要求16所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶體(Mg2Al4Si5O18固溶體)、尖晶石、尖晶石固溶體、頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶體(β-SiO2固溶體)、鈦酸鎂(MgTi2O5)和鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相；權(quán)利要求17所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求16所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分；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％權(quán)利要求18所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，在-50℃～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)為+30×10-7～+65×10-7/℃。
作為本發(fā)明的第四實(shí)施方案，權(quán)利要求19所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷中含有至少一種以上選自頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、鈦酸鎂(MgTi2O5)、鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)、尖晶石和尖晶石固溶體的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相，該玻璃陶瓷中的Al2O3成分在20質(zhì)量％以下，楊氏模量為115～160GPa；
權(quán)利要求20所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有頑輝石(MgSiO3)或頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)作為析出比最大的結(jié)晶相(第1相)；權(quán)利要求21所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)得要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有鈦酸鎂(MgTi2O5)或鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)作為析出比最大的結(jié)晶相(第1相)；權(quán)利要求22所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求20所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自鈦酸鎂(MgTi2O5)、鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)、尖晶石、尖晶石固溶體的結(jié)晶相作為析出比小于該第1相的結(jié)晶相；權(quán)利要求23所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求21所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、尖晶石、尖晶石固溶體的結(jié)晶相作為析出比小于該第1相的結(jié)晶相；權(quán)利要求24所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷基本上不含有Li2O、Na2O、K2O；權(quán)利要求25所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷中含有下述范圍的各成分；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％權(quán)利要求26所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有選自P、W、Nb、La、Y、Pb的任一元素，換算為氧化物其含量可達(dá)到3質(zhì)量％，和/或含有選自Cu、Co、Fe、Mn、Cr、Sn、V的任一元素，換算為氧化物其含量可達(dá)到2質(zhì)量％；
權(quán)利要求27所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，在-50℃～+70℃的熱膨脹系數(shù)范圍為40×10-7～60×10-7/℃；權(quán)利要求28所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷各主結(jié)晶相的晶體粒徑為0.05μm～0.30μm；權(quán)利要求29所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求19～28所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，維氏硬度為700～850。
作為本發(fā)明的第五實(shí)施方案，權(quán)利要求30所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相是至少一種以上選自β-石英、β-石英固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、鎂橄欖石和鎂橄欖石固溶體的結(jié)晶相；權(quán)利要求31所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求30所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷中Al2O3的含量范圍在10％～20％以下，楊氏模量(GPa)/比重的范圍是37～63；權(quán)利要求32所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求30所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分；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％權(quán)利要求33所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求30所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷基本上不含有Na2O、K2O、PbO；權(quán)利要求34所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求30～33任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷各主結(jié)晶相的晶體粒徑為0.05μm～0.30μm。
作為本發(fā)明的第六實(shí)施方案，權(quán)利要求35所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自堇青石、堇青石固溶體、尖晶石、尖晶石固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、β-石英和β-石英固溶體的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相；權(quán)利要求36所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自β-石英、β-石英固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、鎂橄欖石和鎂橄欖石固溶體的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相；權(quán)利要求37所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求35所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷各主結(jié)晶相的晶體粒徑為0.05μm～0.30μm；權(quán)利要求38所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求35所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分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％權(quán)利要求39所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求35所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，楊氏模量(GPa)/比重的范圍是37～63，Al2O3的范圍是10％～20％以下；
權(quán)利要求40所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求35所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷基本上不含有Na2O、K2O、PbO；權(quán)利要求41所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求35～40任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，在-50～+70℃范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)的范圍為30×10-7～50×10-7/℃。
作為本發(fā)明的第七實(shí)施方案，權(quán)利要求42所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相為一種或兩種以上選自β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶體(β-SiO2固溶體)、β-鋰輝石(β-Li2O·Al2O3·SiO2)、β-鋰輝石固溶體(β-Li2O·Al2O3·SiO2固溶體)、β-鋰霞石(β-Li2O·Al2O3·2SiO2，其中，部分Li2O可以置換為MgO和/或ZnO)和β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，其中，部分Li2O可以置換為MgO和/或ZnO)的結(jié)晶相；權(quán)利要求43所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求42所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷中主結(jié)晶相的平均晶體粒徑范圍為0.001μm～0.10μm；權(quán)利要求44所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求42所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷雖然含有下述范圍的各成分，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％權(quán)利要求45所述發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求42～44任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，在-50℃～+600℃溫度范圍的熱膨脹系數(shù)的范圍是-10×10-7～+20×10-7/℃。
作為本發(fā)明的第八實(shí)施方案，權(quán)利要求46所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相為鋅尖晶石(ZnAl2O3)和/或鋅尖晶石固溶體(ZnAl2O3固溶體)；權(quán)利要求47所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求46所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷不含有PbO、Na2O、K2O成分；權(quán)利要求48所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求46所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分；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％權(quán)利要求49所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求46～48任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，在-50℃～+600℃溫度范圍的熱膨脹系數(shù)的范圍為+35×10-7～+65×10-7/℃。
作為本發(fā)明的第九實(shí)施方案，權(quán)利要求50所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相中雖然含有至少一種以上選自α-方英石、α-方英石固溶體、α-石英、α-石英固溶體的結(jié)晶相，但基本上不含有焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、硅酸鋰(Li2O·SiO2)、β-鋰輝石、β-鋰霞石、β-石英、云母和氟堿錳閃石(fluorrichterite)，更不含有Cr成分和Mn成分，在-50～+70℃時(shí)的平均線膨脹系數(shù)的范圍為+65×10-7～+140×10-7/℃，主結(jié)晶相的晶體粒徑(平均)小于0.10μm；
權(quán)利要求51所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的楊氏模量在80GPa以上；權(quán)利要求52所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的比重為2.3～2.7；權(quán)利要求53所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的10mm厚板材，在波長(zhǎng)950～1600μm范圍內(nèi)的透光率在90％以上。
權(quán)利要求54所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的彎曲強(qiáng)度在250MPa以上；權(quán)利要求55所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的維氏硬度為600～800；權(quán)利要求56所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求50～55任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，按質(zhì)量百分比(氧化物標(biāo)準(zhǔn))計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分；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％作為本發(fā)明的其它實(shí)施方案，權(quán)利要求57所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1、10、16中任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，該玻璃陶瓷是通過將熔融成形得到的原玻璃在400～600℃、熱處理1～7小時(shí)形成晶核后，再于700℃～780℃熱處理1～7小時(shí)，使結(jié)晶生長(zhǎng)制得的；權(quán)利要求58所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求19、30、35、36、42、46中任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，該玻璃陶瓷是通過將熔融成形得到的原玻璃在650～750℃、熱處理1～7小時(shí)形成晶核后，再于750℃～950℃熱處理1～7小時(shí)，使結(jié)晶生長(zhǎng)制得的；權(quán)利要求59所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，該玻璃陶瓷是通過將熔融成形得到的原玻璃在400～600℃、熱處理1～7小時(shí)形成晶核后，再于650℃～750℃熱處理1～7小時(shí)，使結(jié)晶生長(zhǎng)制得的；權(quán)利要求60所述的發(fā)明是一種信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，它是在權(quán)利要求1、10、16、19、30、35、36、42、46、50中任一項(xiàng)所述的保持構(gòu)件表面形成具有導(dǎo)電性膜的保持構(gòu)件；權(quán)利要求61所述的發(fā)明是一種信息存儲(chǔ)磁盤用隔離定位環(huán)，它是在權(quán)利要求1、10、16、19、30、35、36、42、46、50中任一項(xiàng)所述的保持構(gòu)件，該構(gòu)件的形狀呈環(huán)形；權(quán)利要求62所述的發(fā)明是一種信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器，它是通過權(quán)利要求61所述的隔離定位環(huán)，將一張或多張信息存儲(chǔ)磁盤安裝在旋轉(zhuǎn)插座上而構(gòu)成的信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器；權(quán)利要求63所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求62所述的信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，該旋轉(zhuǎn)插座和該隔離定位環(huán)具有與該信息存儲(chǔ)磁盤大致相等的熱膨脹系數(shù)。
本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件是由在玻璃基體中分散有結(jié)晶相的玻璃陶瓷制成的。通過使用玻璃陶瓷作為信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件材料，盡管它的比重較小，但其剛性高、比剛度高，而且由于在該玻璃基體中分散有結(jié)晶相，故可以充分發(fā)揮優(yōu)異的低發(fā)塵性。即，可以解決以往非晶玻璃材料和多晶陶瓷材料在加工過程中產(chǎn)生碎屑的問題，以及在熱膨脹特性方面存在的與其它驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的差別問題。并且該玻璃陶瓷不象非晶玻璃材料那樣必須要進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理，在生產(chǎn)性和成本方面都具有優(yōu)勢(shì)；并且也很難發(fā)生象多結(jié)晶陶瓷那樣的，在實(shí)際安裝隔離定位環(huán)時(shí)，由晶粒脫落而產(chǎn)生顆粒和氣體的問題。
本發(fā)明中，關(guān)于該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相粒子形狀方面，如果是無定形，則材料很難具有優(yōu)異的平滑性，而且析出的結(jié)晶容易脫落并形成微粒，成為損傷磁頭和介質(zhì)的原因。主結(jié)晶相粒子形狀接近球形時(shí)，信息存儲(chǔ)介質(zhì)基片的表面特性較為理想，所以優(yōu)選其形狀大致為球形。
以下，說明本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件及隔離定位環(huán)的熱膨脹系數(shù)。隨著信息存儲(chǔ)裝置的記錄密度提高，對(duì)于磁頭和介質(zhì)的定位精度要求很高，所以對(duì)信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器各構(gòu)件的尺寸精度要求很高。因此不能忽視熱膨脹系數(shù)差對(duì)這些構(gòu)件的影響。最理想的是盡量降低這些構(gòu)件之間的熱膨脹系數(shù)差。即，旋轉(zhuǎn)插座、隔離定位環(huán)等保持構(gòu)件最好與信息存儲(chǔ)磁盤具有大致相等的熱膨脹系數(shù)。更嚴(yán)格地說，有時(shí)候要求這些保持構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)比信息存儲(chǔ)磁盤的熱膨脹系數(shù)略微小一些。特別是用于磁性信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)多為+90×10-7～+110×10-7/℃左右。因此，為了能更廣泛適應(yīng)所用構(gòu)件的材質(zhì)，優(yōu)選本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件、特別是隔離定位環(huán)的熱膨脹系數(shù)，在使用環(huán)境溫度-50～+70℃時(shí)為+65×10-7～+130×10-7/℃。
在本發(fā)明的第三實(shí)施方案中，為了與本結(jié)晶體系的強(qiáng)度保持均衡，也為了更廣泛適應(yīng)所用構(gòu)件的材質(zhì)，該玻璃陶瓷在-50～+70℃范圍的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為+65×10-7～+110×10-7/℃，熱膨脹系數(shù)更優(yōu)選在+95×10-7/℃以上，+110×10-7/℃以下。
當(dāng)使用熱膨脹系數(shù)小于上述值的信息存儲(chǔ)基片，例如使用由在-50～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)為+30×10-7～+60×10-7/℃的玻璃陶瓷制成的磁盤基片時(shí)，本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件在-50～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選在+30×10-7/℃以上，并小于+65×10-7/℃。特別是在本發(fā)明的第四實(shí)施方案中，信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為+40×10-7～+60×10-7/℃。在本發(fā)明的第五、六實(shí)施方案中，優(yōu)選為+30×10-7～+50×10-7/℃。
在本發(fā)明的第七、八實(shí)施方案中，信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)在-50～+70℃時(shí)可以是-10×10-7～+80×10-7/℃。特別是在本發(fā)明的第七實(shí)施方案中，從與其它物理性能相協(xié)調(diào)的觀點(diǎn)出發(fā)，其熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為-10×10-7～+20×10-7/℃，更優(yōu)選為-10×10-7～+10×10-7/℃。在本發(fā)明的第八實(shí)施方案中，優(yōu)選為+30×10-7～+80×10-7/℃，更優(yōu)選為35×10-7～+65×10-7/℃。
在本發(fā)明的第九實(shí)施方案中，為了廣泛適應(yīng)構(gòu)件的材質(zhì)，信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件在-50～+70℃范圍時(shí)的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為+60×10-7～+135×10-7/℃，其平均線膨脹系數(shù)更優(yōu)選為+70×10-7/℃以上，+120×10-7/℃以下。
以下，說明本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，特別是隔離定位環(huán)的楊氏模量·比重、機(jī)械強(qiáng)度。關(guān)于楊氏模量·比重，為了適應(yīng)信息傳輸?shù)母咚倩约?0000rpm以上的高速旋轉(zhuǎn)化的要求，最理想的保持構(gòu)件是具有高剛性、低比重的特點(diǎn)。即，雖然具有高剛性，但也必須同時(shí)考慮低比重這一截然相反的特性，并取得兩者的平衡。例如比重大時(shí)，即使楊氏模量較高，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)也容易發(fā)生振動(dòng)。因此，本發(fā)明信息存儲(chǔ)保持構(gòu)件的比剛度(楊氏模量/比重)優(yōu)選在37GPa以上，更優(yōu)選在38GPa以上，特別優(yōu)選在39GPa以上。另外，從研磨加工時(shí)的加工性能考慮，比剛度優(yōu)選在63GPa以下，更優(yōu)選在57GPa以下，特別優(yōu)選在54GPa以下。此外，在本發(fā)明的第五、六實(shí)施方案中，信息存儲(chǔ)保持構(gòu)件的比剛度(楊氏模量/比重)的優(yōu)選范圍為40～63GPa，更優(yōu)選的范圍為47～63GPa，特別優(yōu)選的范圍為50～63GPa。在本發(fā)明的第九實(shí)施方案中，信息存儲(chǔ)保持構(gòu)件的比剛度(楊氏模量/比重)優(yōu)選為30～65(GPa)，更優(yōu)選為33～60(GPa)。
基于同樣的理由，本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，特別是隔離定位環(huán)的楊氏模量?jī)?yōu)選在80GPa以上，更優(yōu)選在85GPa以上，特別優(yōu)選在95GPa以上，其比重優(yōu)選在2.50以下。另外，從與其它構(gòu)件配合的適應(yīng)性考慮，本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的楊氏模量?jī)?yōu)選范圍為95～130GPa，更優(yōu)選的范圍為95～110GPa。特別在本發(fā)明的第五、第六實(shí)施方案中，楊氏模量可以在115GPa以上，150GPa以下。
在本發(fā)明的第四實(shí)施方案中，信息存儲(chǔ)保持構(gòu)件的比重優(yōu)選在3.0以下，更優(yōu)選的范圍是2.40～2.60，特別優(yōu)選的范圍是2.40～2.50。在本發(fā)明的第五、第六實(shí)施方案中，信息存儲(chǔ)保持構(gòu)件比重的優(yōu)選范圍為2.5～3.3。為了能夠充分承受作為可移動(dòng)設(shè)備等使用時(shí)的耐沖擊性(100G～500G)，本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的彎曲強(qiáng)度優(yōu)選在250MPa以上，更優(yōu)選在400MPa以上，特別優(yōu)選在500MPa以上。另外，從玻璃陶瓷的組成設(shè)計(jì)考慮，其彎曲強(qiáng)度優(yōu)選在800MPa以下。
通常，如果提高材料的楊氏模量，則材料的表面硬度有增加的傾向。因此，基片的表面硬度(維氏硬度)優(yōu)選在600(5880N/mm2)以上，更優(yōu)選在650(6370N/mm2)以上，特別優(yōu)選在700(6860N/mm2)以上。另一方面，如果材料的表面過硬，則研磨加工時(shí)的加工時(shí)間較長(zhǎng)，明顯會(huì)降低生產(chǎn)性并增加成本。如果考慮由加工性引起的生產(chǎn)性問題，基片的表面硬度(維氏硬度)優(yōu)選在850(8330N/mm2)以下，更優(yōu)選在800(7840N/mm2)以下，特別優(yōu)選在760(7448N/mm2)以下。
為了使信息存儲(chǔ)磁盤高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁盤仍然能夠固定在規(guī)定位置，本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件與信息存儲(chǔ)磁盤接觸面的平坦度優(yōu)選在5μm以下，更優(yōu)選在3μm以下，特別優(yōu)選在1μm以下。中心線平均表面粗糙度(Ra)優(yōu)選為0.1～2.0μm。
為了得到研磨加工性以及十分優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、特別是彎曲強(qiáng)度，如果不控制晶體粒徑是很難實(shí)現(xiàn)的。析出結(jié)晶的粒徑范圍優(yōu)選為0.001～0.10μm，更優(yōu)選為0.001～0.07μm、特別優(yōu)選為0.001～0.05μm。
以下，說明構(gòu)成本發(fā)明保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的優(yōu)選結(jié)晶相和組成。在本說明書中，結(jié)晶量是指相對(duì)于玻璃陶瓷總質(zhì)量的特定結(jié)晶相的比例(質(zhì)量％)；結(jié)晶度是指相對(duì)于玻璃陶瓷總質(zhì)量的所有結(jié)晶相比例(質(zhì)量％)；組成是用氧化物標(biāo)準(zhǔn)表示。此外，本說明書中的主結(jié)晶相是指所有析出比較大的結(jié)晶相。即，在X射線衍射的X射線譜圖(縱座標(biāo)為X射線的衍射強(qiáng)度，橫座標(biāo)為衍射角度)中，以析出比最大的結(jié)晶相主峰(最高峰)的X射線衍射強(qiáng)度作為100時(shí)，各析出結(jié)晶相主峰(各結(jié)晶相的最高峰)的X射線衍射強(qiáng)度之比(以下稱X射線強(qiáng)度比)在30以上的所有析出結(jié)晶相稱為主結(jié)晶相。
以下，說明在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的優(yōu)選結(jié)晶相及組成。
在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的主結(jié)晶相優(yōu)選為至少一種以上選自焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶體(α-SiO2固溶體)、α-方英石(α-SiO2)、α-方英石固溶體(α-SiO2固溶體)的結(jié)晶相。這是因?yàn)橹鹘Y(jié)晶相是影響熱膨脹系數(shù)、機(jī)械強(qiáng)度的重要因素，而對(duì)于實(shí)現(xiàn)上述保持構(gòu)件、特別是隔離定位環(huán)所需的各種特性，這些主結(jié)晶相是非常合適的。
在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中，含有焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)作為該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相，該玻璃陶瓷中焦硅酸鋰的結(jié)晶量?jī)?yōu)選為3～10質(zhì)量％，結(jié)晶的平均粒徑范圍優(yōu)選為0.01～0.05μm。
在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中，含有α-石英或α-石英固溶體作為該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相，該玻璃陶瓷中α-石英和α-石英固溶體的結(jié)晶量?jī)?yōu)選為5～25質(zhì)量％，其平均晶體粒徑范圍優(yōu)選在0.01～0.10μm。
在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中，含有α-方英石或α-方英石固溶體作為該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相，該玻璃陶瓷中α-方英石和α-方英石固溶體的結(jié)晶量?jī)?yōu)選為2～10質(zhì)量％，其平均晶體粒徑優(yōu)選在0.01～0.10μm。
下面，對(duì)在本發(fā)明上述第一實(shí)施方案中，將原玻璃的組成限定在上述范圍的理由進(jìn)行敘述。
即，SiO2成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶體(α-SiO2固溶體)、α-方英石(α-SiO2)、α-方英石固溶體(α-SiO2固溶體)結(jié)晶極為重要的成分。從保持所得玻璃陶瓷析出結(jié)晶的穩(wěn)定性和防止晶體組織粗化的角度考慮，SiO2成分的量?jī)?yōu)選在70％以上；從原玻璃熔融·成形性好的角度考慮，SiO2成分的量?jī)?yōu)選在79％以下，更優(yōu)選在77％以下。
LiO2成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相焦硅酸鋰(LiO2·2SiO2)結(jié)晶極為重要的成分。當(dāng)LiO2的量小于8％時(shí)，則很難析出上述結(jié)晶，同時(shí)原玻璃的熔融也很困難，所以LiO2成分的量?jī)?yōu)選在8％以上；如果其量超過12％，則所得結(jié)晶不穩(wěn)定，晶體組織容易粗化，加之化學(xué)耐久性降低，所以其量?jī)?yōu)選在12％以下。
K2O成分是提高玻璃熔融性的同時(shí)，防止析出結(jié)晶粗化的成分。當(dāng)其量超過4％時(shí)，有時(shí)會(huì)引起析出結(jié)晶粗化、結(jié)晶相變化和降低化學(xué)耐久性等問題，所以K2O的量?jī)?yōu)選在4％以下，更優(yōu)選的范圍是1％～3％。
MgO、ZnO成分是在提高玻璃熔融性的同時(shí)，防止析出結(jié)晶粗化的成分，并且對(duì)于使主結(jié)晶相焦硅酸鋰(LiO2·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶體(α-SiO2固溶體)、α-方英石(α-SiO2)、α-方英石固溶體(α-SiO2固溶體)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％以下就足夠了。
在本發(fā)明中，P2O5成分作為玻璃的晶核形成劑是不可缺少的，但為了促進(jìn)晶核形成，防止主結(jié)晶相的晶粒粗化，P2O5成分的量?jī)?yōu)選在1.5％以上。并且為了防止原玻璃的乳白混濁，并確保大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的穩(wěn)定性，P2O5成分的量?jī)?yōu)選在3％以下。
ZrO2成分是一種極其重要的成分，它與P2O5成分一樣，起到玻璃的晶核形成劑作用，并且還發(fā)現(xiàn)它對(duì)析出結(jié)晶的微細(xì)化及提高材料的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)耐久性方面具有顯著效果。為了充分發(fā)揮其效果，ZrO2成分的量?jī)?yōu)選為1.5％以上，更優(yōu)選為2％以上。當(dāng)其量超過9％時(shí)，會(huì)造成原玻璃熔融困難，同時(shí)產(chǎn)生不熔融ZrSiO4等殘留組分。所以ZrO2成分的量?jī)?yōu)選在9％以下，更優(yōu)選在7％以下。
Al2O3成分是提高玻璃陶瓷的化學(xué)耐久性和硬度的成分，其量?jī)?yōu)選在3％以上。如果其量超過9％，熔融性、耐失透性降低，主結(jié)晶相相變?yōu)榈团蛎浗Y(jié)晶的β-鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)，所以Al2O3成分的量?jī)?yōu)選在9％以下。在本組成體系中，β-鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)和β-方英石(β-SiO2)的析出會(huì)明顯降低材料的熱膨脹系數(shù)，所以最好避免析出這些結(jié)晶。
可以添加Sb2O3和As2O3成分作為玻璃熔融時(shí)的澄清劑，但其量只需在2％以下就足夠了。
以下，說明在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的優(yōu)選結(jié)晶相和組成。
在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，含有焦硅酸鋰(LiO2·2SiO2)作為構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的主結(jié)晶相，并且按氧化物重量計(jì)，Li2O的含量?jī)?yōu)選為5％～9％以下。在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，該玻璃陶瓷中的焦硅酸鋰結(jié)晶相的結(jié)晶量?jī)?yōu)選為15～40％。
在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，含有(1)焦硅酸鋰(LiO2.2SiO2)和(2)α-石英(α-SiO2)或α-石英固溶體(α-SiO2固溶體)作為該玻璃陶瓷中的主結(jié)晶相，并且所有這些主結(jié)晶相的平均晶體粒徑優(yōu)選在0.05μm以下。
在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，含有(1)焦硅酸鋰(LiO2·2SiO2)和(2)α-石英(α-SiO2)或α-石英固溶體(α-SiO2固溶體)作為該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相，并且上述α-石英或α-石英固溶體結(jié)晶相的結(jié)晶量?jī)?yōu)選為3～35％，其平均晶體粒徑優(yōu)選為0.10μm以下。
構(gòu)成本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷中的結(jié)晶粒子均優(yōu)選為微細(xì)的且大致為球形的微粒。
在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，該玻璃陶瓷的組成按重量百分比(換算為氧化物)計(jì)，優(yōu)選含有下述范圍的各成分。
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％將由上述成分構(gòu)成的原玻璃在400～600℃熱處理1～7小時(shí)，形成晶核后，再于700℃～760℃熱處理1～7小時(shí)，使結(jié)晶生長(zhǎng)，即可制備本發(fā)明第二實(shí)施方案的玻璃陶瓷。
以下，敘述本發(fā)明第二實(shí)施方案中該玻璃陶瓷的楊氏模量·比重、機(jī)械強(qiáng)度。關(guān)于楊氏模量·比重，為了適應(yīng)高速傳輸信息的信息存儲(chǔ)磁盤高速旋轉(zhuǎn)的要求，該玻璃陶瓷優(yōu)選具有高剛性、低比重。玻璃陶瓷如果只是單純的剛性強(qiáng)，比重較大時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)會(huì)因其重量大而產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)并引起震動(dòng)。相反比重低，但如果剛性也低，同樣會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)。因此，必須保持這兩種截然相反的性能的均衡，即，既要具有高剛性，也要具有低比重的特點(diǎn)。以楊氏模量(GPa)/比重計(jì)，其優(yōu)選范圍在37以上，更優(yōu)選范圍在39以上，進(jìn)一步優(yōu)選范圍在41以上，最優(yōu)選范圍在43以上。而且在剛性方面也存在著優(yōu)選范圍，例如，即使通過降低比重實(shí)現(xiàn)了上述要求，但從發(fā)生上述震動(dòng)問題的角度來看，至少基片的楊氏模量要優(yōu)選在95GPa以上。在本發(fā)明第二實(shí)施方案的實(shí)施例中，該玻璃陶瓷的楊氏模量范圍在95GPa以上，120GPa以下。關(guān)于比重也是一樣，如果從產(chǎn)生上述震動(dòng)的角度考慮，即使材料的剛性較高，其比重也應(yīng)優(yōu)選在2.60以下，更優(yōu)選在2.57以下。本發(fā)明第二實(shí)施方案的實(shí)施例中，該玻璃陶瓷的比重范圍在2.40以上2.60以下。
現(xiàn)將在本發(fā)明第二實(shí)施方案中，限定該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相及組成等的理由敘述如下。
關(guān)于本發(fā)明第二實(shí)施方案中的該玻璃陶瓷主結(jié)晶相，含有焦硅酸鋰的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件作為磁性信息存儲(chǔ)媒體因?yàn)椴淮嬖诮Y(jié)晶各向異性、以及雜質(zhì)等缺陷少、結(jié)構(gòu)致密且均勻·微細(xì)，可滿足高機(jī)械強(qiáng)度、易于加工、熱膨脹的可控制性、高化學(xué)耐久性等要求，所以焦硅酸鋰是非常有用的主結(jié)晶相。而且，通過進(jìn)一步含有α-石英或α-石英固溶體作為主結(jié)晶相，可以提高彎曲強(qiáng)度，同時(shí)可以將-50～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)設(shè)定得較高，所以含有(1)焦硅酸鋰和(2)α-石英或α-石英固溶體的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件在機(jī)械強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)的易控制性、以及化學(xué)穩(wěn)定性方面都是非常優(yōu)異和理想的。
以下，對(duì)Li2O的含量進(jìn)行說明。該成分是極為重要的必要成分，它可以使原玻璃易于制備·熔融，同時(shí)還可以使焦硅酸鋰析出。過去，Li2O成分的配合量要大于形成焦硅酸鋰所必需的化學(xué)理論量，所以會(huì)在玻璃相中殘存不利于該結(jié)晶相構(gòu)成的多余的Li2O。它將成為堿溶出成分，增加發(fā)生上述問題的可能性。
更詳細(xì)地說，從堿溶出量的角度考慮時(shí)，如上所述，雖然結(jié)晶化玻璃的堿溶出量比化學(xué)強(qiáng)化的非晶玻璃少，但從高密度記錄化傾向的角度考慮，最好是進(jìn)一步降低堿的溶出量。從玻璃陶瓷中溶出的堿成分主要是從基體的非晶相部分溶出的，所以要最大限度減少結(jié)晶相以外的堿成分量。關(guān)于這方面，詳細(xì)的試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在規(guī)定的堿溶出試驗(yàn)中，在2.5英寸磁盤基片(外形尺寸外徑_65mm，內(nèi)徑_20mm，厚度0.635mm，切角加工45°、0.1mm)中，由基片表面溶出的堿量在1.0μg/張磁盤以上時(shí)，即，如果單位面積溶出量在0.016μg/cm2以上時(shí)，會(huì)出現(xiàn)由存儲(chǔ)媒體成膜時(shí)的堿擴(kuò)散引起磁性能降低，以及由擴(kuò)散到存儲(chǔ)媒體表面的堿成分而形成堿化合物的問題，進(jìn)而導(dǎo)致如轉(zhuǎn)速需在10000rpm以上的高速旋轉(zhuǎn)的磁盤中出現(xiàn)讀出錯(cuò)誤和磁頭碰撞的問題。該堿溶出量?jī)?yōu)選在0.011μg/cm2以下(在2.5英寸磁盤基片中，小于0.7μg/張磁盤)，最優(yōu)選在0.008μg/cm2以下(在2.5英寸磁盤中，小于0.5μg/張磁盤)。
因此，玻璃陶瓷中Li2O的含量應(yīng)滿足形成焦硅酸鋰所必需的量，且又能最大限度減少導(dǎo)致堿溶出的多余的Li2O，優(yōu)選控制其含量低于含有焦硅酸鋰作為主結(jié)晶相的以往玻璃陶瓷中Li2O含量的上限值。即，當(dāng)Li2O的量在5％以下時(shí)，上述結(jié)晶的析出很困難，同時(shí)原玻璃的熔融也很困難。而其量在9％以上時(shí)，所得結(jié)晶不穩(wěn)定，晶體組織容易粗化，并且化學(xué)耐久性降低，甚至超過形成結(jié)晶所需化學(xué)理論量的多余Li2O成分會(huì)殘存在玻璃基體中，引起Li離子溶出。所以為了得到由更好的玻璃陶瓷制成的保持構(gòu)件，特別是得到由堿溶出量低于0.011μg/cm2的玻璃陶瓷制成的保持構(gòu)件，Li2O的含量?jī)?yōu)選在5％～8％以下，更優(yōu)選在5％～7％。
在含有以Li2O作為必要成分的其它結(jié)晶相(例如鋰輝石、鋰霞石、透鋰長(zhǎng)石等結(jié)晶相)作為主結(jié)晶相的構(gòu)成成分時(shí)，上述對(duì)Li2O含量的限定范圍也是有效的。但是對(duì)于具有負(fù)熱膨脹特性的β-鋰輝石、β-鋰霞石、β-方英石(β-SiO2)結(jié)晶，由于它們會(huì)增加得到所需熱膨脹系數(shù)的難度，所以玻璃陶瓷中優(yōu)選不含有這些熱膨脹系數(shù)為負(fù)值的結(jié)晶相。
其次，對(duì)焦硅酸鋰的結(jié)晶量進(jìn)行說明。如上所述，為了得到作為信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件所希望的機(jī)械強(qiáng)度、加工性能、熱膨脹特性和化學(xué)耐久性，并且為解決前面關(guān)于Li2O含量的說明中敘述的，降低玻璃基體中的多余Li2O，消除由堿溶出而引起的問題，焦硅酸鋰的結(jié)晶量?jī)?yōu)選在15％以上40％以下。更優(yōu)選在20％以上～40％，最優(yōu)選在20％以上～38％。
關(guān)于α-石英或α-石英固溶體結(jié)晶，為了控制機(jī)械強(qiáng)度(特別是彎曲強(qiáng)度)、熱膨脹特性，得到理想的物理性能，其結(jié)晶量?jī)?yōu)選在3％以上35％以下。更優(yōu)選范圍是5～35％。
為了得到研磨加工性和特別優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，特別是滿足彎曲強(qiáng)度的要求，對(duì)晶體粒徑加以限制是必要的，含有焦硅酸鋰的所有主結(jié)晶相的平均晶體粒徑優(yōu)選在0.05μm以下。由此，即使在主結(jié)晶相中含有(1)焦硅酸鋰和(2)α-石英或α-石英固溶體時(shí)，所有主結(jié)晶相的平均晶體粒徑也要優(yōu)選在0.05μm以下。此外，關(guān)于(2)α-石英或α-石英固溶體，由于其結(jié)晶粒子的形狀和其它特性的原因，結(jié)晶粒子的平均粒徑可以在0.10μm以下。優(yōu)選的范圍是主結(jié)晶相所有結(jié)晶粒子的平均粒徑在0.05μm以下，(1)焦硅酸鋰結(jié)晶的平均晶體粒徑在0.04μm以下，(2)α-石英或α-石英固溶體結(jié)晶的平均晶體粒徑在0.07μm以下。更優(yōu)選的范圍是主結(jié)晶相所有結(jié)晶粒子的平均晶體粒徑在0.03μm以下，(1)焦硅酸鋰結(jié)晶的平均晶體粒徑在0.03μm以下，(2)α-石英或α-石英固溶體結(jié)晶的平均晶體粒徑在0.05μm以下。
以下，敘述本發(fā)明第二實(shí)施方案的原玻璃的組成范圍中，對(duì)Li2O成分以外的其它各成分作上述限定的理由。即，SiO2成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶體(α-SiO2固溶體)結(jié)晶極為重要的成分。其量在70％以下時(shí)，所得玻璃陶瓷的析出結(jié)晶不穩(wěn)定，而且晶體組織容易粗化；如果其量超過77％時(shí)，則原玻璃的熔融·成形性不好。
K2O成分可以在提高玻璃熔融性的同時(shí)，防止析出結(jié)晶粗化，其量?jī)?yōu)選為2％以上。但如果含量過高，會(huì)引起析出結(jié)晶粗化、結(jié)晶相變化及化學(xué)耐久性降低，所以其量?jī)?yōu)選在5％以下。特別在本發(fā)明中，混合使用Li2O成分和K2O成分時(shí)，具有抑制堿離子擴(kuò)散的效果。
MgO、ZnO、SrO、BaO成分是在提高玻璃的熔融性的同時(shí)，防止析出結(jié)晶粗化的成分，并且還是使主結(jié)晶相焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶體(α-SiO2固溶體)的各結(jié)晶粒子呈球形析出的有效成分。因此，各成分含量總和優(yōu)選在1.0％以上，但若超過2％，則所得結(jié)晶不穩(wěn)定，而且晶體組織容易粗化。
在本發(fā)明中，P2O5成分作為玻璃的晶核形成劑是不可缺少的，但為了促進(jìn)晶核形成，以及為了防止主結(jié)晶相粗化，其量?jī)?yōu)選在1.0％以上。另外，為防止原玻璃的乳白混濁，確保大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的穩(wěn)定性，其量?jī)?yōu)選在2.5％以下。
ZrO2成分和P2O5成分一樣，具有玻璃的晶核形成劑的功能，而且還發(fā)現(xiàn)它對(duì)析出結(jié)晶微細(xì)化，以及提高材料機(jī)械強(qiáng)度及化學(xué)耐久性都具有明顯效果，因此是極為重要的成分。其量?jī)?yōu)選在2.0％以上，但是如果添加量過多，則原玻璃熔融困難，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生ZrSiO4等熔融殘?jiān)?，所以ZrO2成分的量?jī)?yōu)選在7％以下。
Al2O3成分是提高玻璃陶瓷的化學(xué)耐久性、機(jī)械強(qiáng)度，特別是提高硬度的成分，其量?jī)?yōu)選在5％以上。但是如果Al2O3成分過量，則熔融性和耐失透性降低，同時(shí)主結(jié)晶相會(huì)發(fā)生相變，形成低膨脹結(jié)晶的β-鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)。如前所述，β-鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)的析出會(huì)明顯降低材料的熱膨脹系數(shù)，所以必須盡量避免析出這些結(jié)晶。為此，Al2O3成分含量?jī)?yōu)選在10％以下。
Y2O3、WO3、La2O3、Bi2O3成分是在Li2O成分含量低的組成中，改進(jìn)降低的熔融性，同時(shí)提高玻璃的楊氏模量的重要成分。但是，它們的含量總和低于1％時(shí)，則得不到上述效果；而超過3％時(shí)，則很難析出穩(wěn)定的結(jié)晶。關(guān)于Bi2O3成分，通過與As2O3成分共存，在結(jié)晶后會(huì)產(chǎn)生著色作用，進(jìn)而很容易發(fā)現(xiàn)有無傷痕，并且還具有提高激光結(jié)構(gòu)(laser texturing)的激光能量吸收效率的效果。
Na2O成分和K2O成分一樣，也具有在提高玻璃熔融性的同時(shí)，防止析出結(jié)晶粗化的效果，并且通過混合使用Li2O成分和Na2O成分，具有抑制堿離子擴(kuò)散的效果。但這種效果沒有K2O成分明顯，如果Na2O成分的量超過1％，反而會(huì)引起Na離子明顯溶出，所以其含量范圍優(yōu)選在1％以下。
Sb2O3和As2O3成分可以作為熔融玻璃時(shí)的澄清劑添加，它們的含量總和優(yōu)選在2％以下。更優(yōu)選在1％以下就足夠了。
除上述成分以外，該實(shí)施方案中還可以含有一種或兩種以上選自Cu、Co、Fe、Mn、Cr、Sn、V的元素，以氧化物計(jì)，其含量可達(dá)到2重量％。
以下，說明本發(fā)明第三實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的優(yōu)選結(jié)晶相及組成。
在本發(fā)明第三實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的主結(jié)晶相優(yōu)選為至少一種以上選自堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶體(Mg2Al4Si5O18固溶體)、尖晶石、尖晶石固溶體、頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶體(β-SiO2固溶體)、鈦酸鎂(MgTi2O5)、鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)的結(jié)晶相。這是因?yàn)樯鲜鼋Y(jié)晶相具有優(yōu)異的加工性，也有助于提高剛性，并可以縮小析出結(jié)晶的晶體粒徑，更由于與其它結(jié)晶相比較，上述結(jié)晶相具有可以明顯降低比重的優(yōu)勢(shì)。
本說明書中所說的尖晶石是指含有(Mg和/或Zn)Al2O4、(Mg和/或Zn)2TiO4等，以及這些結(jié)晶間固溶體的尖晶石型結(jié)晶，尖晶石固溶體是指在這些尖晶石型結(jié)晶中，部分置換和/或摻入有上述成分以外的其它成分的固溶體結(jié)晶。
以下，對(duì)本發(fā)明第三實(shí)施方案中的堇青石(Mg2Al4Si5O18)、尖晶石、頑輝石(MgSiO3)、β-石英(β-SiO2)、鈦酸鎂(MgTi2O5)以及這些結(jié)晶的固溶體的各結(jié)晶粒子的大小進(jìn)行說明。從能夠得到適合于信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的表面平滑性角度考慮，優(yōu)選各主結(jié)晶相的平均晶體粒徑全部在1.0μm以下，更優(yōu)選在0.5μm以下。
本發(fā)明第三實(shí)施方案的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件中，該玻璃陶瓷優(yōu)選含有平均晶體粒徑為0.10μm～1.0μm的堇青石或頑輝石結(jié)晶相。該玻璃陶瓷更優(yōu)選含有平均晶體粒徑為0.30μm～1.0μm的堇青石或頑輝石結(jié)晶相。堇青石結(jié)晶相的結(jié)晶量范圍優(yōu)選為10～70質(zhì)量％，其范圍更優(yōu)選為30～70質(zhì)量％。頑輝石結(jié)晶相的結(jié)晶量范圍優(yōu)選為10～70質(zhì)量％，其范圍更優(yōu)選為30～70質(zhì)量％。
以下，敘述本發(fā)明第三實(shí)施方案中，構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的優(yōu)選組成范圍(以氧化物為標(biāo)準(zhǔn))。在本實(shí)施方案中，按質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷優(yōu)選含有下述范圍的各成分。
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，從生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶體(Mg2Al4Si5O18固溶體)、頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶體(β-SiO2固溶體)結(jié)晶的角度看，SiO2成分是極為重要的成分。當(dāng)SiO2成分的量在40％以下時(shí)，所得玻璃陶瓷的結(jié)晶相不穩(wěn)定，而且晶體組織粗化；當(dāng)其量超過60％時(shí)，則原玻璃的熔融·成形性能降低。在這些結(jié)晶相析出過程中，熱處理?xiàng)l件也是相當(dāng)重要的因素，SiO2成分含量更優(yōu)選的范圍為48.5％～58.5％，在此范圍內(nèi)能夠獲得更寬泛的熱處理?xiàng)l件。
MgO成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶體(Mg2Al4Si5O18固溶體)、尖晶石、尖晶石固溶體、頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶體(β-SiO2固溶體)結(jié)晶極為重要的成分。其量如果在10％以下，則得不到理想的結(jié)晶，所得玻璃陶瓷的析出結(jié)晶不穩(wěn)定，晶體組織易粗化，進(jìn)而降低熔融性。當(dāng)其量超過18％時(shí)，則耐失透性降低。根據(jù)與SiO2相同的理由，MgO含量更優(yōu)選的范圍為13～18％。根據(jù)與MgO相同的理由，MgO+ZnO含量?jī)?yōu)選的范圍為10～18％，更優(yōu)選的范圍為13～18％。
Al2O3成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶體(Mg2Al4Si5O18固溶體)、尖晶石、尖晶石固溶體、β-石英固溶體(β-SiO2固溶體)結(jié)晶極為重要的成分。其量在10％以下時(shí)，則得不到理想的結(jié)晶相，并且所得玻璃陶瓷的結(jié)晶相不穩(wěn)定，晶體組織易粗化，進(jìn)而降低熔融性。另外，當(dāng)其量在20％以上時(shí)，原玻璃的熔融性和耐失透性降低，同時(shí)尖晶石的析出量異常增多，使硬度超過需要的硬度，明顯降低隔離定位環(huán)在研磨加工時(shí)的加工性能。并且，材料比重增加，不適合用于高速旋轉(zhuǎn)的信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器。因此，Al2O3成分優(yōu)選的范圍為10～20％以下，更優(yōu)選的范圍為10～18％，特別優(yōu)選的范圍為12～18％。
P2O5成分可以起到玻璃的晶核形成劑的作用，同時(shí)對(duì)于改進(jìn)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％以內(nèi)就足夠了，其含量范圍更優(yōu)選為1～3％。
B2O3成分對(duì)于控制原玻璃在熔融成形時(shí)的粘度是很有效的，其用量只需在4％以內(nèi)足夠了。
CaO成分是可以在提高玻璃熔融性的同時(shí)，防止析出結(jié)晶相粗化的成分。其用量在0.5％以下時(shí)，得不到上述效果；其用量超過4％時(shí)，又會(huì)引起析出結(jié)晶的粗化，結(jié)晶相發(fā)生變化及化學(xué)耐久性降低的問題，更優(yōu)選的范圍為1～3％。
為了提高玻璃的熔融性，可以添加SrO成分，其用量只需在2％以下就足夠了。為提高玻璃的熔融性，也可以添加BaO成分，其量只需在5％以下即可，更優(yōu)選的范圍是1～3％。
ZrO2成分和TiO2成分是極為重要的成分，它具有玻璃的晶核形成劑的功能，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)它具有使析出結(jié)晶相微細(xì)化、提高材料的機(jī)械強(qiáng)度及提高化學(xué)耐久性的作用。ZrO2成分的用量只需在5％以內(nèi)就足夠了。當(dāng)TiO2成分的用量小于2.5％時(shí)，則得不到上述效果，而超過12％時(shí)，原玻璃難以熔融，耐失透性能降低。基于與前述SiO2相同的理由，ZrO2+TiO2用量更優(yōu)選的范圍是2～12％。
Bi2O3成分具有在不損失原玻璃熔融·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成分可作為玻璃熔融時(shí)的澄清劑使用，其用量只需分別在1％以內(nèi)即可。
為了提高玻璃熔融性，可以添加F成分，添加量在3％以內(nèi)即可。Fe2O3成分可以作為玻璃的著色劑，或者是提高用著色法檢測(cè)表面缺陷的靈敏度時(shí)添加使用，其用量在5％以內(nèi)即可。
以下，對(duì)本發(fā)明第四實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的優(yōu)選結(jié)晶相及組成等情況進(jìn)行說明。
在本發(fā)明第四實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的特征是含有至少一種以上選自頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、鈦酸鎂(MgTi2O5)、鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相。這是因?yàn)樯鲜鼋Y(jié)晶相有助于提高剛性，將析出結(jié)晶的粒徑控制得較小，同時(shí)具有優(yōu)異研磨加工性的優(yōu)勢(shì)。
為了得到上述所希望的物理特性，優(yōu)選析出頑輝石(MgSiO3)或頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、鈦酸鎂(MgTi2O5)或鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)結(jié)晶相作為析出比大的第一相。關(guān)于析出比小于第一相的結(jié)晶相，當(dāng)?shù)谝幌酁轭B輝石(MgSiO3)或頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)時(shí)，優(yōu)選該結(jié)晶相是至少一種以上選自鈦酸鎂(MgTi2O5)、鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)、尖晶石、尖晶石固溶體的結(jié)晶相；當(dāng)?shù)谝幌酁殁佀徭V(MgTi2O5)或鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)時(shí)，優(yōu)選該結(jié)晶相是至少一種以上選自頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、尖晶石、尖晶石固溶體的結(jié)晶相。
作為本發(fā)明第四實(shí)施方案，本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件特別優(yōu)選由含有頑輝石(MgSiO3)或頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)作為析出比最大相(第一相)的玻璃陶瓷制成。
在本發(fā)明第四實(shí)施方案中，該玻璃陶瓷各主結(jié)晶相的晶體粒徑優(yōu)選為0.05μm～0.30μm。
以下，敘述本發(fā)明第四實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷優(yōu)選組成的理由。首先，SiO2成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)結(jié)晶極為重要的成分。其量在40％以下時(shí)，所得玻璃陶瓷的析出結(jié)晶相不穩(wěn)定，且晶體組織粗化，進(jìn)而使原玻璃的耐失透性降低。當(dāng)其量超過60％時(shí)，則原玻璃的熔融·成形性降低。
MgO成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、鈦酸鎂(MgTi2O5)、鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)、尖晶石、尖晶石固溶體結(jié)晶極為重要的成分。其量在10％以下時(shí)，得不到所需要的結(jié)晶，即使能夠得到，玻璃陶瓷的析出結(jié)晶也不穩(wěn)定，且晶體組織容易粗化，甚至熔融性能降低；其量超過20％時(shí)，則耐失透性降低。
Al2O3成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)、尖晶石、尖晶石固溶體結(jié)晶極為重要的成分。如果其量在10％以下，則得不到所需要的結(jié)晶相，即使能夠得到，玻璃陶瓷的析出結(jié)晶相也不穩(wěn)定，且晶體組織易粗化，甚至熔融性能降低；如果其量在20％以上，則原玻璃的熔融性和耐失透性降低，并使尖晶石相成為起主導(dǎo)作用的第1相，進(jìn)而引起基片硬度顯著升高，從加工性能的角度講是不理想的。Al2O3含量?jī)?yōu)選的范圍為10％～18％以下，更優(yōu)選的范圍是10～17％。
CaO成分是在提高玻璃熔融性的同時(shí)，防止析出結(jié)晶相粗化的成分。其量在0.5％以下時(shí)，得不到上述效果；其量超過4％時(shí)，會(huì)引起析出結(jié)晶的粗化，結(jié)晶相的變化以及化學(xué)耐久性降低的問題。
為了提高玻璃的熔融性，可以添加SrO，但其添加量在0.5％以下時(shí)，得不到上述效果。其添加量只需4％就足夠了。
為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％就足夠了。
ZrO2成分和TiO2成分是極為重要的成分，它們起到玻璃的晶核形成劑的作用，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)它在使析出結(jié)晶相微細(xì)化、提高材料的機(jī)械強(qiáng)度及提高化學(xué)耐久性方面具有較好的效果。ZrO2成分的添加量只需在5％以內(nèi)就足夠了。關(guān)于TiO2成分，如果用量在8％以下時(shí)，有時(shí)會(huì)引起結(jié)晶時(shí)的軟化問題；當(dāng)用量超過12％時(shí)，原玻璃的熔融困難，耐失透性降低。
Bi2O3成分是在不損失原玻璃的熔融·成形性能的條件下，具有抑制玻璃失透性效果的成分。但是其用量超過6％時(shí)，對(duì)熔融坩鍋的材料Pt、SiO2的侵蝕明顯。
Sb2O3、As2O3成分可以作為玻璃熔融時(shí)的澄清劑使用，其用量分別在1％以內(nèi)就足夠了。
在不損害本發(fā)明特性的范圍內(nèi)，本實(shí)施方案中還可以含有含量按氧化物換算計(jì)可達(dá)到3％的、選自P、W、Nb、La、Y、Pb的任意元素，和/或含有含量按氧化物換算計(jì)可達(dá)到2％的、選自Cu、Co、Fe、Mn、Cr、Sn、V的任意元素。
在本發(fā)明第四實(shí)施方案中，玻璃陶瓷中優(yōu)選基本上不含有Li2O、Na2O、K2O成分。
以下，對(duì)本發(fā)明第五實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的優(yōu)選結(jié)晶相及組成進(jìn)行說明。
作為本發(fā)明的第五實(shí)施方案，構(gòu)成本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷優(yōu)選含有至少一種以上選自β-石英、β-石英固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、鎂橄欖石、鎂橄欖石固溶體的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相。
這是因?yàn)樯鲜鼋Y(jié)晶相具有良好的加工性，同時(shí)也有助于提高剛性，將比重控制得較小，并且具有能使析出結(jié)晶的晶體粒徑非常微細(xì)的有利條件。在本發(fā)明第五實(shí)施方案中，該玻璃陶瓷中β-石英、頑輝石、鎂橄欖石各結(jié)晶相的析出及析出比例是由MgO、SiO2的含量比例決定的；該三結(jié)晶相及該三結(jié)晶相固溶體相的析出及析出比例是由MgO、SiO2和其它成分的含量比例而決定的。
下面，敘述本發(fā)明第五實(shí)施方案中，限定原料組成的理由。
SiO2成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相β-石英、β-石英固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、鎂橄欖石、鎂橄欖石固溶體結(jié)晶極為重要的成分。如果其用量低于40％，則所得玻璃陶瓷的析出結(jié)晶不穩(wěn)定，晶體組織容易粗化；如果其用量超過60％，則原玻璃的熔融·成形性能降低。在析出這些結(jié)晶相的過程中，熱處理?xiàng)l件也是非常重要的因素，因而SiO2含量?jī)?yōu)選的范圍是48.5～58.5％，在此范圍內(nèi)可以得到更寬泛的熱處理?xiàng)l件。
MgO成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相β-石英、β-石英固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、鎂橄欖石、鎂橄欖石固溶體結(jié)晶極其重要的成分。如果其用量在10％以下，則所得玻璃陶瓷的析出結(jié)晶不穩(wěn)定，晶體組織容易粗化，并且熔融性降低；如果其用量超過20％，則原玻璃的耐失透性、化學(xué)耐久性降低。同時(shí)根據(jù)與SiO2相同的理由，其用量更優(yōu)選的范圍為12～18％。
Al2O3成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相β-石英固溶體結(jié)晶極其重要的成分。如果其用量在10％以下，則所得玻璃陶瓷的析出結(jié)晶不穩(wěn)定，而且晶體組織容易粗化；如果其用量在20％以上，則原玻璃的熔融性·耐失透性明顯降低。根據(jù)與前述相同的理由，其用量更優(yōu)選的范圍為12～18％。
P2O5成分起到玻璃的晶核形成劑的作用，同時(shí)對(duì)于改進(jìn)原玻璃的熔融性和成形時(shí)的耐失透性也是有效的。其用量在0.5％以下時(shí)，則得不到上述效果；如果其用量超過2.5％，則耐失透性降低，其用量?jī)?yōu)選的范圍為1～2％。
B2O3成分對(duì)控制原玻璃熔融成形時(shí)的粘度是有效的。其用量在1％以下時(shí)，則得不到上述效果；其用量超過4％時(shí)，原玻璃的熔融性降低、玻璃陶瓷的析出結(jié)晶不穩(wěn)定、且晶體組織粗化。所以其用量?jī)?yōu)選的范圍為1～3％。
LiO2成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相β-石英固溶體結(jié)晶，并改進(jìn)原玻璃熔融特性的極其重要的成分。如果其用量在0.5％以下，則得不到上述效果；當(dāng)其用量超過4％時(shí)，則玻璃陶瓷的析出結(jié)晶不穩(wěn)定，且晶體組織容易粗化。其用量?jī)?yōu)選的范圍為1～3％。
CaO成分是在提高玻璃熔融性的同時(shí)，防止析出結(jié)晶粗化的成分。其用量在0.5％以下時(shí)，則得不到上述效果；當(dāng)其用量超過4％時(shí)，則很難得到所需要的結(jié)晶，而且玻璃陶瓷的結(jié)晶粗化，化學(xué)耐久性也降低。其用量的優(yōu)選范圍為1～3％。
ZrO2成分和TiO2成分起到玻璃的晶核形成劑的作用，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)它對(duì)使析出結(jié)晶微細(xì)化、提高材料的機(jī)械強(qiáng)度、及提高化學(xué)耐久性均有明顯效果，是一種極其重要的成分。但是當(dāng)ZrO2成分的用量不足0.5％、TiO2成分的用量不足2.5％時(shí)，則得不到上述效果；而當(dāng)ZrO2成分的用量超過5％、TiO2成分的用量超過8％時(shí)，則原玻璃熔融困難，同時(shí)還會(huì)生成ZrSiO4等熔融殘?jiān)乖ＡУ哪褪感越档?。由于這個(gè)原因，結(jié)晶過程中會(huì)引起結(jié)晶粒子的異常晶粒生長(zhǎng)。所以TiO2和ZrO2的用量總和的范圍優(yōu)選在9％以下，更優(yōu)選的范圍是ZrO2的用量為1～4％、TiO2的用量為3～7.5％、TiO2和ZrO2的用量總和為3～8％。
Sb2O3、As2O3成分可以作為玻璃熔融時(shí)的澄清劑添加，各自的添加量只需達(dá)到0.5％就足夠了。關(guān)于Sb2O3成分，其添加量?jī)?yōu)選在0.01％以上。
SnO2、MoO3、CeO、Fe2O3成分可以作為玻璃的著色劑添加，或者為了提高用著色方法檢測(cè)表面缺陷時(shí)的靈敏度、以及提高LD激發(fā)固體激光的吸收特性也可以添加這些成分。各成分的添加量可以達(dá)到5％。SnO2、CeO、Fe2O3成分的量?jī)?yōu)選在5％以下、MoO3成分的量?jī)?yōu)選在3％以下。SnO2、MoO3成分還是使玻璃在熱處理前具有透光性，而經(jīng)熱處理結(jié)晶后著色的重要成分。
以下，對(duì)本發(fā)明第六實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的優(yōu)選結(jié)晶相和組成進(jìn)行說明。
作為本發(fā)明的第六實(shí)施方案，構(gòu)成本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷優(yōu)選含有至少一種以上選自堇青石、堇青石固溶體、尖晶石、尖晶石固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、β-石英、β-石英固溶體的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相。
這是因?yàn)樯鲜鼋Y(jié)晶相具有良好的加工性、有助于提高剛性、縮小析出結(jié)晶粒子的直徑，而且與其它結(jié)晶相相比，更具有能實(shí)現(xiàn)低比重的有利條件。在前述各結(jié)晶相中，堇青石、尖晶石、頑輝石、β-石英各結(jié)晶相的析出及其析出比例取決于MgO、SiO2、Al2O3的含量比，并且該四結(jié)晶相以及該四結(jié)晶相固溶體相的析出及其析出比例取決于MgO、SiO2、Al2O3和其它成分的含量比。在本發(fā)明第六實(shí)施方案中，該玻璃陶瓷各主結(jié)晶相的晶體粒徑優(yōu)選為0.05μm～0.30μm。
SiO2成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相堇青石、堇青石固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、β-石英、β-石英固溶體結(jié)晶極其重要的成分。其量在40％以下時(shí)，則所得玻璃陶瓷的析出結(jié)晶相不穩(wěn)定，晶體組織粗化；其量超過60％時(shí)，則原玻璃的熔融成形性降低。在這些結(jié)晶相析出的過程中，熱處理?xiàng)l件也是相當(dāng)重要的因素，因此SiO2含量更優(yōu)選的范圍為48.5～58.5％，在該范圍內(nèi)可以獲得更寬泛的熱處理?xiàng)l件。
MgO成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相堇青石、堇青石固溶體、尖晶石、尖晶石固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、β-石英、β-石英固溶體結(jié)晶極其重要的成分。如果其量在10％以下，則得不到所希望的結(jié)晶，而且所得玻璃陶瓷的析出結(jié)晶不穩(wěn)定，晶體組織容易粗化，熔融性能降低；如果其量超過20％，則耐失透性降低。此外，根據(jù)與SiO2相同的理由，更優(yōu)選的范圍是13～20％。
Al2O3成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相堇青石、堇青石固溶體、尖晶石、尖晶石固溶體、β-石英固溶體結(jié)晶極其重要的成分。其量在10％以下時(shí)，則得不到所希望的結(jié)晶相，所得玻璃陶瓷的析出結(jié)晶相不穩(wěn)定，晶體組織容易粗化，并且熔融性降低。Al3O3的量在20％以上時(shí)，原玻璃的熔融性和耐失透性降低，同時(shí)尖晶石的析出量異常增加，使材料硬度高于所需硬度，從而使研磨等時(shí)的加工性明顯降低。并根據(jù)與上述相同的理由，更優(yōu)選的范圍是10％～18％以下，特別優(yōu)選的范圍是10～17％。
P2O5成分起到玻璃的晶核形成劑的作用，同時(shí)對(duì)改進(jìn)原玻璃的熔融·成形性和耐失透性也是有效的，其量的范圍在4％以內(nèi)即可。其量的優(yōu)選范圍為1～3％。
B2O3成分對(duì)控制原玻璃熔融成形時(shí)的粘度很有效，其量在4％以內(nèi)即可。
CaO成分是在提高玻璃熔融性的同時(shí)，防止析出結(jié)晶粗化的成分。其量在0.5％以下時(shí)，則得不到上述效果；其量超過4％時(shí)，又會(huì)引起析出結(jié)晶粗化，結(jié)晶相的變化以及化學(xué)耐久性降低的問題。其量的優(yōu)選范圍是1～3％。
為了提高玻璃的熔融性，可以添加BaO成分，其量只需5％就足夠了。其量的優(yōu)選范圍是1～3％。
ZrO2成分和TiO2成分起到玻璃的晶核形成劑的作用，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)它們對(duì)使析出的結(jié)晶相微細(xì)化，提高材料的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)耐久性有效，是極為重要的成分。ZrO2成分只需在5％以內(nèi)就足夠了。TiO2成分在2.5％以下時(shí)，則得不到上述效果；當(dāng)超過8％時(shí)，原玻璃的熔融困難，耐失透性降低。根據(jù)與上述SiO2相同的理由，更優(yōu)選其范圍是2～8％。
Sb2O3、As2O3成分作為玻璃熔融時(shí)的澄清劑使用，其量分別在1％以內(nèi)就足夠了。
為了提高玻璃的熔融性，可以添加F成分，其用量在3％以內(nèi)就足夠了。
Fe2O3成分可以作為著色劑添加，或者為了提高用著色法檢測(cè)表面缺陷時(shí)的靈敏度及提高LD激發(fā)激光的吸收特性，也可以添加Fe2O3。其量在5％以內(nèi)就足夠了。
以下，對(duì)本發(fā)明第七實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的優(yōu)選結(jié)晶相和組成進(jìn)行說明。
作為本發(fā)明的第七實(shí)施方案，本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件可以由一種或兩種以上選自β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶體(β-SiO2固溶體)、β-鋰輝石(β-Li2O·Al2O3·SiO2)、β-鋰輝石固溶體(β-Li2O·Al2O3·SiO2固溶體)、β-鋰霞石(β-Li2O·Al2O3·2SiO2，其中，部分Li2O可以置換成MgO和/或ZnO)、β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，其中，部分Li2O可以置換成MgO和/或ZnO)的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相的玻璃陶瓷制成。
在本發(fā)明的第七實(shí)施方案中，一種或兩種以上選自β-石英、β-鋰輝石和β-鋰霞石的結(jié)晶相的析出及析出比例是由特定組成范圍內(nèi)的Li2O和Al2O3SiO2的含量比例決定的；而一種或兩種以上選自β-石英、β-鋰輝石和β-鋰霞石的各結(jié)晶相，以及一種或兩種以上從中選擇的各結(jié)晶相的固溶體相的析出及其析出比是由其它成分的含量決定的。
以下，敘述各組成成分。首先，本發(fā)明第七實(shí)施方案中，對(duì)于構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷，SiO2成分是生成原玻璃熱處理時(shí)作為主結(jié)晶相析出的上述結(jié)晶極其重要成分。其量在50％以下時(shí)，所得玻璃陶瓷的析出結(jié)晶不穩(wěn)定，而且晶體組織容易粗化，結(jié)果導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度的降低，經(jīng)研磨得到的材料表面的粗糙度增加。其量超過62％時(shí)，則原玻璃的熔融·成形性降低，材料的均勻性下降。優(yōu)選的范圍是53～57％、更優(yōu)選的范圍是54～56％。
P2O5成分與SiO2成分配合使用時(shí)，具有提高原玻璃的熔融·澄清性的效果。P2O5的量在5％以下時(shí)，則得不到上述效果；其量超過10％時(shí)，原玻璃的耐失透性降低，由此會(huì)引起結(jié)晶過程中玻璃陶瓷的晶體組織粗化，材料的機(jī)械強(qiáng)度降低，優(yōu)選的范圍是6～10％，更優(yōu)選的范圍是7～9％。
為了更明顯地提高上述效果，優(yōu)選SiO2+P2O5＝61～65％、P2O5/SiO2＝0.12～0.16，更優(yōu)選SiO2+P2O5＝62～64％、P2O5/SiO2＝0.13～0.15。
關(guān)于Al2O3成分，如果其量在22％以下，則原玻璃的熔融困難，因此所得玻璃陶瓷的均勻性降低，而且玻璃陶瓷的化學(xué)耐久性也降低；如果其量超過26％，也會(huì)降低原玻璃的熔融性、均勻性，同時(shí)原玻璃的耐失透性降低，由于這些原因，在結(jié)晶過程中會(huì)引起玻璃陶瓷的晶體組織粗化，材料機(jī)械強(qiáng)度降低。其量的優(yōu)選范圍為23～26％，更優(yōu)選的范圍為23～25％。
Li2O、MgO、ZnO三種成分是構(gòu)成β-石英固溶體、β-鋰輝石、β-鋰輝石固溶體、β-鋰霞石、β-鋰霞石固溶體的重要成分。這三種成分與限定在上述范圍的SiO2成分和P2O5成分配合使用時(shí)，在提高玻璃陶瓷的低膨脹性，降低高溫條件下的偏轉(zhuǎn)量，提高原玻璃的熔融性、澄清性方面很有效。
關(guān)于LiO2成分，如果其量在3％以下，則得不到上述效果，同時(shí)隨著原玻璃熔融性的降低，會(huì)導(dǎo)致其均勻性降低，進(jìn)而很難析出符合要求的結(jié)晶相。如果其用量超過5％，則得不到上述低膨脹特性，原玻璃的耐失透性降低，由于這些原因，在結(jié)晶過程中會(huì)引起玻璃陶瓷的晶體組織粗化，機(jī)械強(qiáng)度降低。其量的優(yōu)選范圍是3.5～5％，更優(yōu)選的范圍是3.5～4.5％。
關(guān)于MgO成分，如果其量在0.5％以下，則得不到上述效果；如果其量超過2％，則得不到上述低膨脹特性。其量的優(yōu)選范圍是0.5～1.8％，更優(yōu)選的范圍是0.6～1.5％。
關(guān)于ZnO成分，如果其量在0.2％以下，則得不到上述效果；如果其量超過2％，則得不到上述低膨脹特性，原玻璃的耐失透性降低，由于這些原因，在結(jié)晶過程中會(huì)引起玻璃陶瓷的晶體組織粗化，機(jī)械強(qiáng)度降低。其量的優(yōu)選范圍是0.2～1.8％，更優(yōu)選的范圍是0.2～1.5％。
為了進(jìn)一步提高上述效果，Li2O+MgO+ZnO三種成分用量的總和范圍應(yīng)該是4.0～6.5％，優(yōu)選的范圍是4.3～6.5％，更優(yōu)選的范圍是4.5～6.5％。
CaO、BaO兩種成分基本上是作為玻璃中析出的結(jié)晶以外的玻璃基體而殘留的成分，對(duì)于改進(jìn)上述低膨脹特性和熔融性的效果來說，它們是對(duì)結(jié)晶相和玻璃基體相進(jìn)行微調(diào)的重要成分。關(guān)于CaO成分，如果其量在0.3％以下，則得不到這種效果；如果其量超過4％，則得不到符合要求的結(jié)晶相，還會(huì)降低原玻璃的耐失透性，由于這些原因，在結(jié)晶過程中會(huì)引起玻璃陶瓷的晶體組織粗化，機(jī)械強(qiáng)度降低。其量的優(yōu)選范圍是0.5～3％，更優(yōu)選的范圍是0.5～2％。
關(guān)于BaO成分，如果其量在0.5％以下，則得不到上述效果；如果其量超過4％，則原玻璃的耐失透性降低。由于這些原因，在結(jié)晶過程中會(huì)引起玻璃陶瓷的晶體組織粗化，機(jī)械強(qiáng)度降低。其量的優(yōu)選范圍是0.5～3％，更優(yōu)選的范圍是0.5～2％。
為了更明顯提高上述效果，CaO+BaO兩種成分含量的總和應(yīng)該是0.8％～5％的范圍，優(yōu)選的范圍是1～4％，更優(yōu)選的范圍是1～3％。
TiO2和ZrO2成分均是不可缺少的晶核形成劑。這兩種成分的量分別在1％以下時(shí)，則不可能析出理想的結(jié)晶；它們的量分別超過4％時(shí)，原玻璃的熔融性差，均勻性降低，最嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生不熔物。TiO2量的優(yōu)選范圍為1.5～4％、ZrO2量的優(yōu)選范圍為1.5～3.5％，TiO2量更優(yōu)選的范圍為1.5～3.5％、ZrO2量更優(yōu)選的范圍為1～3％。
為了得到質(zhì)地均勻的制品，可以添加As2O3、Sb2O3成分作為玻璃熔融時(shí)的澄清劑，其量在4％以下就足夠了。As2O3+Si2O3用量的總和優(yōu)選為0～2％，更優(yōu)選As2O3的量為0～2％。
除了上述成分以外，為了對(duì)玻璃陶瓷的特性進(jìn)行微調(diào)，在不損壞本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件特性的范圍內(nèi)，可以分別添加一種或兩種以上的SrO、B2O3、F2、La2O3、Bi2O3、WO3、Y2O3、Gd2O3、SnO2成分，添加量的總和在2％以下。此外，還可以分別添加一種或兩種以上的CoO、NiO、MnO2、Fe2O3、Cr2O3等著色成分，添加量的總和在2％以下。
以下，對(duì)本發(fā)明第八實(shí)施方案中，構(gòu)成本發(fā)明保持構(gòu)件的玻璃陶瓷的優(yōu)選結(jié)晶相和組成進(jìn)行說明。
作為本發(fā)明的第八實(shí)施方案，本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件可以由主結(jié)晶相為鋅尖晶石(ZnAl2O3)和/或鋅尖晶石固溶體(ZnAl2O3固溶體)的玻璃陶瓷制成。
在本發(fā)明第八實(shí)施方案中，鋅尖晶石和/或鋅尖晶石固溶體相的析出及析出比是由構(gòu)成鋅尖晶石的ZnO、Al2O3以外的其他成分含量決定的。
關(guān)于析出的主結(jié)晶相，主結(jié)晶相是影響熱膨脹系數(shù)的重要因素。最理想的情況是對(duì)于具有正熱膨脹系數(shù)的玻璃來說，使其析出具有負(fù)熱膨脹系數(shù)的結(jié)晶相，從而使玻璃陶瓷整體的熱膨脹系數(shù)達(dá)到所需值。
本發(fā)明的第八實(shí)施方案中，關(guān)于構(gòu)成的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷，SiO2成分的量在30％以下時(shí)，結(jié)晶粒子容易粗化、化學(xué)耐久性和機(jī)械強(qiáng)度降低；其量超過65％時(shí)，原玻璃難以熔融、均勻性降低。其量的優(yōu)選范圍是32～63％，更優(yōu)選的范圍是34～61％。
Al2O3成分的量在5％以下，則很難析出所需要的鋅尖晶石主結(jié)晶相；如果其量超過35％，則由于熔融性降低，會(huì)引起均勻性降低，也會(huì)降低原玻璃的耐失透性，由于這些原因，在結(jié)晶過程中會(huì)引起玻璃陶瓷的晶體組織粗化，機(jī)械強(qiáng)度降低。其量的優(yōu)選范圍是7～33％，更優(yōu)選的范圍是10～30％。
ZnO成分與上述Al2O3成分同時(shí)都是通過原玻璃熱處理生成鋅尖晶石主結(jié)晶相，以及提高基片的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性的重要成分。其量在5％以下時(shí)，則得不到上述效果；其量超過35％時(shí)，則原玻璃的耐失透性降低，由于這些原因，在結(jié)晶化過程中會(huì)引起玻璃陶瓷的晶體組織粗化，機(jī)械強(qiáng)度降低。其量的優(yōu)選范圍是7～33％，更優(yōu)選的范圍是10～30％。
MgO成分的量在1％以下時(shí)，熔融性、均勻性降低，同時(shí)原玻璃的耐失透性降低，由于這些原因，在結(jié)晶化過程中會(huì)引起玻璃陶瓷的晶體組織粗化，機(jī)械強(qiáng)度降低；如果其量超過20％，則原玻璃的耐失透性降低。其量的優(yōu)選范圍是3～18％，更優(yōu)選的范圍是3～15％。
CaO、SrO、BaO、B2O3、La2O3、Y2O3、Gd2O3、Ta2O5、Nb2O5、WO3、Bi2O3成分具有改進(jìn)原玻璃熔融性的效果，特別是La2O3、Y2O3、Gd2O3、Ta2O5、Nb2O5、WO3、Bi2O3成分還對(duì)改善制品的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)耐久性很有效。為了防止由熱處理而引起析出結(jié)晶相的粗化，同時(shí)得到上述效果，應(yīng)該添加從這些成分中選擇的一種或兩種以上的成分，添加量總和為0.5％～20％。其中，當(dāng)B2O3的量超過10％時(shí)，或者從Ta2O5、Nb2O5、WO3、Bi2O3成分中選擇的一種或兩種以上成分的添加量總和超過10％時(shí)，則很難析出理想的結(jié)晶相。CaO+SrO+BaO+B2O3+La2O3+Y2O3+Gd2O3+Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3的量?jī)?yōu)選為0.5～10％，B2O3的量?jī)?yōu)選為0～8％，Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3的量?jī)?yōu)選為0～5％，CaO+SrO+BaO+B2O3+La2O3+Y2O3+Gd2O3+Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3的量更優(yōu)選為0.5～10％，B2O3的量更優(yōu)選為0～5％、Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3的量更優(yōu)選為0～5％。
TiO2成分是作為晶核形成劑不可缺少的成分。其量在1％以下時(shí)，則不能生成所需要的結(jié)晶相；其量超過15％時(shí)，則原玻璃的耐失透性降低，由于這些原因，在結(jié)晶化過程中會(huì)引起玻璃陶瓷的晶體組織粗化，機(jī)械強(qiáng)度降低。其量的優(yōu)選范圍是3～13％，更優(yōu)選的范圍是4～10％。
ZrO2、P2O5、SnO2成分還可以作為成核劑輔助使用，這些成分用量的總和優(yōu)選在7％以下。同時(shí)ZrO2成分的量?jī)?yōu)選為2％以下、P2O5成分的量?jī)?yōu)選為5％以下，SnO2成分的量?jī)?yōu)選為2％。如果超過上述用量，則原玻璃的耐失透性降低，在結(jié)晶過程中會(huì)引起玻璃陶瓷的晶體組織粗化，機(jī)械強(qiáng)度降低。更優(yōu)選的范圍是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，特別優(yōu)選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成分作為原玻璃熔融時(shí)的澄清劑，這些成分的一種或兩種以上的用量總和在4％以下就足夠了。優(yōu)選在3％以下，更優(yōu)選在2％以下。
如果含有一種或兩種以上的上述成分的氟化物，則作為原玻璃的熔劑和對(duì)于調(diào)節(jié)結(jié)晶化過程是有效的。其量按F量的總和計(jì)算，超過5％時(shí)，則原玻璃的失透傾向增大，得不到理想制品。
除上述成分之外，在不損壞所需特性的范圍內(nèi)，還可以添加MnO2、NiO、CoO、Fe2O3、Cr2O3、V2O5、MoO2、Cu2O等著色劑成分，一種或者兩種以上的GeO2以及其它稀土類氧化物的成分，添加量總和可達(dá)到10％。
以下，說明本發(fā)明的第九實(shí)施方案。首先介紹主結(jié)晶相，為了得到所需要的熱膨脹系數(shù)，主結(jié)晶相中優(yōu)選含有至少一種以上從具有較大正膨脹系數(shù)的α-方英石、α-方英石固溶體、α-石英、α-石英固溶體中選擇的結(jié)晶相。特別是通過選擇上述主結(jié)晶相，可以容易地獲得化學(xué)耐久性和物理特性均優(yōu)異的材料。無論哪一種結(jié)晶相，其晶粒的平均晶體粒徑均優(yōu)選在0.10μm以下。而且，主結(jié)晶相以外的結(jié)晶的X射線強(qiáng)度比優(yōu)選在20以下，更優(yōu)選在10以下，最優(yōu)選在5以下。
在本發(fā)明第九實(shí)施方案中，考慮到研磨加工時(shí)的機(jī)械化學(xué)性能的影響，優(yōu)選主結(jié)晶相中不含有焦硅酸鋰。為了調(diào)整熱膨脹特性，本發(fā)明玻璃陶瓷的主結(jié)晶相中，優(yōu)選盡量不含有膨脹系數(shù)為負(fù)值的β-鋰輝石、β-鋰霞石、β-方英石(β-SiO2)等結(jié)晶相，以及硅酸鋰(Li2O·SiO2)、透輝石、頑輝石、云母、α-鱗石英、α-氟堿錳閃石等。
以下，對(duì)本發(fā)明第九實(shí)施方案中，構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷進(jìn)行說明。SiO2成分是生成由熱處理原玻璃析出的主結(jié)晶相α-方英石、α-方英石固溶體、α-石英、α-石英固溶體極其重要的成分。其量在65％以下時(shí)，所得玻璃陶瓷的析出結(jié)晶不穩(wěn)定，晶體組織容易粗化；如果其量超過75％，則原玻璃的熔融成形性降低，其量的優(yōu)選范圍在65％以上和/或至75％，更優(yōu)選在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，則得不到上述效果，原玻璃難以熔融；如果其量在7％以上，則會(huì)引起Li離子溶出，使焦硅酸鋰結(jié)晶的生成增加，其量的范圍優(yōu)選在4.5％以上6.5％以下，更優(yōu)選的范圍在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時(shí)，防止析出結(jié)晶粗化的成分。各成分的用量總和優(yōu)選在2％以上，如果用量總和超過15％，則所得結(jié)晶不穩(wěn)定，晶體組織容易粗化。
在本發(fā)明中，P2O5成分是不可缺少的玻璃的晶核形成劑。為了促進(jìn)晶核形成，防止析出結(jié)晶粗化，優(yōu)選其量在1.0％以上。為防止原玻璃的乳白混濁，確保規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的穩(wěn)定性，優(yōu)選其量在2.5％以下。
ZrO2成分和P2O5成分一樣具有玻璃的晶核形成劑的作用，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)它對(duì)使析出結(jié)晶均勻微細(xì)，提高材料的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)耐久性具有明顯效果，是一種非常重要的成分。其量?jī)?yōu)選在2.0％以上。但是如果添加過量，則會(huì)使原玻璃難以熔融，同時(shí)容易產(chǎn)生ZrSiO4等熔融殘?jiān)Ｋ訸rO2成分的量?jī)?yōu)選在7％以下。更優(yōu)選在2％以上6％以下，進(jìn)一步優(yōu)選其上限在5％以下。
SnO2成分和ZrO2成分一樣，是起到玻璃的晶核形成劑作用的成分，其量在3％以內(nèi)就足夠了。
Al2O3成分是提高玻璃陶瓷的化學(xué)耐久性和機(jī)械強(qiáng)度，特別是提高硬度的成分。其量?jī)?yōu)選在5％以上，如果含量過多，則原玻璃的熔融性、耐失透性降低，而且析出結(jié)晶相容易形成低膨脹結(jié)晶β-鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)。β-鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)的析出會(huì)明顯降低材料的平均線膨脹系數(shù)，所以必須盡量避免析出這種結(jié)晶。因此，Al2O3成分的量?jī)?yōu)選在9％以下，更優(yōu)選其下限高于5％，上限低于9％，進(jìn)一步優(yōu)選其下限高于6％，上限低于8％。
在Li2O成分含量較低的組成當(dāng)中，Y2O3、WO3、La2O3、Bi2O3各成分可以改善降低的熔融性，同時(shí)還可以提高玻璃的楊氏模量。其用量的總和在3％以下就足夠了，如果超過3％，則很難析出穩(wěn)定的結(jié)晶。
Sb2O3和As2O3成分可以作為玻璃熔融過程的澄清劑添加，這些成分的用量的和在1％以下就足夠了。
在不損害上述各特性的范圍內(nèi)，組成中還可以含有3％(均按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量％計(jì))的Ga、Ge、Cu、Fe、Co、Nb、Ti、V、Ce、Gd、B成分。如有可能，優(yōu)選不含有Mo、Ta、Mn、Cr、F成分。
Na2O、K2O成分優(yōu)選的范圍分別在0～3％以下，更優(yōu)選的范圍是Na2O+K2O＝0.1～2.5％。這里，K2O、Na2O各成分具有降低熔融溫度的效果，再加上通過與Li2O成分混合使用，還具有抑制堿離子從玻璃基體中溶出的效果。通過少量混合添加這些堿成分，可以改善電性能(體積電阻率)。在Li2O成分比例相對(duì)較多的玻璃中，如果混合K2O、Na2O成分，則可以提高體積電阻率，抑制玻璃中堿離子的移動(dòng)性，最終獲得抑制堿離子溶出的效果。
在本發(fā)明的第一～第九實(shí)施方案中，構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷優(yōu)選基本上不含有PbO成分，因?yàn)樵摮煞謱?duì)環(huán)境有污染。
本發(fā)明中，構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷中的上述各成分用量總和應(yīng)該在90％以上，優(yōu)選在95％以上，更優(yōu)選在98％以上，這樣可以得到更好的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件。
構(gòu)成本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷可以通過下述方法制備。將含有上述組成的玻璃熔化，進(jìn)行熱成形和/或冷加工，然后加熱處理形成晶核，接著在更高溫度下進(jìn)行熱處理，使其結(jié)晶。這樣可以使構(gòu)成本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷具有結(jié)晶相分散在玻璃基體中的形態(tài)，并且玻璃陶瓷中基本上不存在氣孔。
在本發(fā)明的第一和第三實(shí)施方案中，構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷可以通過下述方法制備。將含有上述組成的玻璃在約1350～1500℃的溫度熔化，進(jìn)行熱成形或冷加工，然后在450～850℃范圍的溫度熱處理1～12小時(shí)，更優(yōu)選處理1～7小時(shí)，形成晶核，接著在700～1000℃范圍的溫度進(jìn)行熱處理，使其結(jié)晶。
本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持用構(gòu)件的玻璃陶瓷制備方法中，上述玻璃的熔融溫度優(yōu)選約為1350～1450℃，晶核形成溫度優(yōu)選為450℃～650℃，更優(yōu)選為500℃～600℃，上述結(jié)晶化溫度優(yōu)選為700℃～800℃，更優(yōu)選為720℃～780℃。另外，在本發(fā)明第三實(shí)施方案中，上述熔融溫度優(yōu)選為1400℃～1500℃，晶核形成溫度優(yōu)選為600℃～800℃，更優(yōu)選為650℃～750℃，上述結(jié)晶化溫度優(yōu)選為800℃～1000℃，更優(yōu)選為830℃～980℃。
本發(fā)明的第四實(shí)施方案中，制備構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷，可以通過在400～600℃范圍的溫度熱處理1～7小時(shí)，形成晶核，接著在700～760℃范圍的溫度熱處理約1～7小時(shí)，進(jìn)行結(jié)晶。通過這種熱處理?xiàng)l件，可以得到由具有理想結(jié)晶相、晶體粒徑、結(jié)晶量、結(jié)晶度的玻璃陶瓷構(gòu)成的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件。
在本發(fā)明第六實(shí)施方案中，制備構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷，可以通過在650℃～750℃范圍的溫度熱處理1～12小時(shí)，形成晶核，接著在750℃～1050℃范圍的溫度熱處理大1～12小時(shí)，進(jìn)行結(jié)晶。
在本發(fā)明的第七、第八實(shí)施方案中，構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷可以通過下述方法制備。首先把具有上述組成的玻璃熔化，進(jìn)行熱成形或/和冷加工，然后在650℃～750℃范圍的溫度熱處理1～12小時(shí)，生成晶核，接著在750℃～950℃范圍的溫度熱處理約1～12小時(shí)，進(jìn)行結(jié)晶。
本發(fā)明的第九實(shí)施方案中，構(gòu)成信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷可以通過下述方法制備。把具有上述組成的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等原料混合，然后采用一般熔融裝置，在大約1350℃～1450℃的溫度條件使其熔融，攪拌均勻后加工成磁盤形狀，冷卻后得到玻璃成形物，然后將該成形物在400℃～600℃熱處理約1～7小時(shí)，形成晶核，然后在650℃～750℃熱處理約1～7小時(shí)，進(jìn)行結(jié)晶。
為了消除信息存儲(chǔ)磁盤所帶的靜電，優(yōu)選在本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件表面形成具有導(dǎo)電性的膜?？梢酝ㄟ^硬質(zhì)金屬類表面處理或噴鍍陶瓷的方法得到這種導(dǎo)電性膜。
本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用隔離定位環(huán)可以通過下述方法制備。在上述制備工序的熱成形或冷加工過程中，將材料模壓成環(huán)形形狀，然后對(duì)與信息存儲(chǔ)磁盤接觸的表面進(jìn)行研磨。
通過本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用隔離定位環(huán)，將一張或多張信息存儲(chǔ)磁盤安裝固定在旋轉(zhuǎn)插座中，即可得到適應(yīng)信息傳輸高速化的信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器。這時(shí)，旋轉(zhuǎn)插座和隔離定位環(huán)的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選大致相等。
附圖的簡(jiǎn)單說明
圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施例1-1～1-3以及組成與之相同的玻璃陶瓷的結(jié)晶化溫度和彎曲強(qiáng)度的關(guān)系。
實(shí)施發(fā)明的最佳方案以下，對(duì)本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
各結(jié)晶相的平均晶體粒徑是通過透射式電子顯微鏡(TEM)測(cè)出的。各結(jié)晶相的晶種、各結(jié)晶粒子的晶種是通過TEM結(jié)構(gòu)分析，或者是X射線衍射(XRD)裝置鑒定的。結(jié)晶相是從析出比大的結(jié)晶相開始按順序記錄的。析出比順序是按X射線衍射測(cè)出的各主結(jié)晶相主峰高度順序確定的。
表面粗糙度(Ra)(算術(shù)平均粗糙度)是通過原子力顯微鏡(AFM)測(cè)定的。
鋰離子溶出量是用離子色譜測(cè)定的，測(cè)定條件如下。將80ml超純水(室溫)和磁盤(直徑65mm×厚度0.635mm)裝入薄膜包裝袋中，然后在30℃恒溫的干燥器內(nèi)放置3小時(shí)后，取出磁盤，用離子色譜測(cè)定。
平均線膨脹系數(shù)是按照J(rèn)OGIS(日本光學(xué)玻璃工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))06測(cè)定的，楊氏模量是按照J(rèn)IS R1602的超聲波脈沖法測(cè)定的，彎曲強(qiáng)度是按照J(rèn)IS R1601(三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度)測(cè)定的，維氏硬度是按照J(rèn)ISR1610測(cè)定的，10mm厚板材在波長(zhǎng)950～1600nm的照射光下的透光率是用分光光度計(jì)測(cè)定的，比重是按照J(rèn)OGIS(日本光學(xué)玻璃工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))06測(cè)定的。
實(shí)施例和比較例的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的加工過程為，將各種玻璃陶瓷用800#～2000#金剛砂研磨約5～30分鐘，然后再用平均粒徑為0.02～3.0μm的研磨劑(氧化鈰)研磨約30～60分鐘。
以下說明本發(fā)明第一、第三實(shí)施方案中的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的優(yōu)選實(shí)施例。表1～9示出了作為本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的玻璃陶瓷隔離定位環(huán)的實(shí)施例(1-1～1-14和3-1～3-8)和以往玻璃陶瓷的比較例(1～3)，同時(shí)示出了它們的組成、玻璃陶瓷的晶核形成溫度、結(jié)晶化溫度、結(jié)晶相、平均晶體粒徑、以及該結(jié)晶相的結(jié)晶量，以及玻璃陶瓷的結(jié)晶度、熱膨脹系數(shù)、楊氏模量、比重、比剛度(楊氏模量/比重)、以及彎曲強(qiáng)度的值。在這些表的結(jié)晶相一欄中，各結(jié)晶的固溶體是用在各結(jié)晶名稱后加“SS”表示。此外，本發(fā)明不受下述實(shí)施例限定。
圖1示出了與實(shí)施例1-1～1-3組成相同的玻璃陶瓷的結(jié)晶化溫度和彎曲強(qiáng)度的關(guān)系。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
本發(fā)明中，由上述實(shí)施例1-1～1-14和3-1～3-8，以及上述比較例1～3的玻璃陶瓷制成的信息存儲(chǔ)磁盤用隔離定位環(huán)是通過以下工序制備的。首先將氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等原料進(jìn)行稱量混合，使其達(dá)到表中所示的氧化物組成。然后用通常的熔融裝置，在約1350～1500℃的溫度條件熔融，并均勻攪拌。再將攪拌均勻的熔融物成形加工成環(huán)狀，冷卻得到玻璃成形物。進(jìn)而，將該成形物在450～800℃的溫度條件熱處理約1～7小時(shí)，形成晶核后，在700℃～980℃的溫度條件熱處理約1～7小時(shí)，進(jìn)行結(jié)晶。再通過壓光研磨處理使其上、下表面的Ra為0.1μm、平坦度為0.3μm，進(jìn)而由玻璃基體中均勻分散結(jié)晶相的玻璃陶瓷制成所希望的信息存儲(chǔ)磁盤用隔離定位環(huán)。
如表1～9所示，由比較例的非晶玻璃等制成的隔離定位環(huán)的比剛度小于37GPa，而比重大于3.0，不適合用于高速旋轉(zhuǎn)的磁盤驅(qū)動(dòng)器。相對(duì)而言，由本發(fā)明的玻璃陶瓷制成的隔離定位環(huán)具有較小的比重，且具有較高的比剛度，可以適應(yīng)磁盤驅(qū)動(dòng)器高速旋轉(zhuǎn)的要求。實(shí)施例1-1～1-14是由含有焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)作主結(jié)晶相的該玻璃陶瓷制成的隔離定位環(huán)的例子，在使用環(huán)境溫度范圍-50～+70℃時(shí)，該玻璃陶瓷的熱膨脹系數(shù)范圍是+65×10-7～+130×10-7。即，在這些實(shí)施例中，隔離定位環(huán)的熱膨脹系數(shù)與信息存儲(chǔ)磁盤等以及其它驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的代表性熱膨脹系數(shù)大致相等。
實(shí)施例1-1～1-9的彎曲強(qiáng)度是對(duì)內(nèi)徑約為20.0mm、外徑約為23.5mm、板厚約為2.0mm的環(huán)形隔離定位環(huán)，通過杯模式環(huán)彎曲試驗(yàn)，根據(jù)內(nèi)徑·外徑·板厚·泊松比·最大負(fù)荷算出的。實(shí)施例1-1～1-9的隔離定位環(huán)的彎曲強(qiáng)度范圍是400MPa～800Mpa，符合移動(dòng)設(shè)備等對(duì)耐沖擊性能的要求，可在移動(dòng)設(shè)備中應(yīng)用。
以下，說明本發(fā)明第二實(shí)施方案的優(yōu)選實(shí)施例。表10～12示出了本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的實(shí)施組成例(No.2-1～2-7)的以及作為比較組成例的兩種以往Li2-SiO2類玻璃陶瓷(比較例8特開昭62-72547號(hào)公報(bào)；比較例9特開平9-35234號(hào)公報(bào))的組成、晶核形成溫度、結(jié)晶化溫度、結(jié)晶相、該結(jié)晶相的結(jié)晶量、平均晶體粒徑。表13～15示出了表10～12的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)、楊氏模量、比重、彎曲強(qiáng)度的數(shù)值和堿溶出量。
表10
表11
表12
表13
表14
表15
本發(fā)明上述實(shí)施例的玻璃均是將氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等原料混合，并用通常的熔融裝置在約1350～1450℃的溫度熔融，攪拌均勻后成形加工成磁盤狀，冷卻后得到玻璃成形物。然后將該成形物于400～600℃的溫度熱處理約1～7小時(shí)，形成晶核后，于700～760℃熱處理約1～7小時(shí)，使其結(jié)晶，即可得到所需要的玻璃陶瓷。
各結(jié)晶相的平均晶體粒徑是用透射式電子顯微鏡(TEM)測(cè)出的。各結(jié)晶相的晶種是通過X射線衍射(XRD)儀測(cè)試的。結(jié)晶量是用X射線衍射(XRD)儀，將各晶種的100％結(jié)晶標(biāo)準(zhǔn)試樣作為內(nèi)標(biāo)，通過內(nèi)標(biāo)法由衍射峰面積求出的。
彎曲強(qiáng)度是通過杯模式環(huán)彎曲試驗(yàn)，根據(jù)磁盤的內(nèi)徑·外徑·板厚·泊松比·最大負(fù)荷算出的。
堿溶出成分是采用離子色譜測(cè)定的。試驗(yàn)條件是將一張由述方法得到的各信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件在80ml、30℃的純水中浸漬3小時(shí)，通過測(cè)定純水中溶出的堿濃度計(jì)算出基片的堿溶出量。
如表10～12所示，本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的主結(jié)晶相由焦硅酸鋰(Li2Si2O5)和α-石英構(gòu)成，晶體粒徑均在0.02μm以下，微細(xì)晶體粒子的形狀接近于球形。相對(duì)而言，比較例4的玻璃陶瓷的焦硅酸鋰的平均晶體粒徑為1.5μm，比較例5的玻璃陶瓷的β-鋰輝石的平均晶體粒徑為0.2μm，二者的晶粒都比較大，而且呈針狀或者是米粒狀。
對(duì)于信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)(×10-7/℃)，比較例4、5均為50以下的低膨脹，并且楊氏模量在84GPa以下，彎曲強(qiáng)度在320MPa以下。由此表明，比較例4、5的玻璃陶瓷是楊氏模量和強(qiáng)度均較低的材料。
以下，說明本發(fā)明第四實(shí)施方案中的優(yōu)選實(shí)施例。
表16～表18示出了本發(fā)明磁盤用信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的實(shí)施組成例(No.1～9)，以及作為比較組成例的以往化學(xué)強(qiáng)化玻璃、即硅酸鋁玻璃(特開平8-48537號(hào)公報(bào))比較例6，Li2O-SiO2類玻璃陶瓷(特開平9-35234號(hào)公報(bào))比較例7，SiO2-Al2O3-MgO-ZnO-TiO2類結(jié)晶玻璃(特開平9-77531號(hào)公報(bào))比較例8的晶核形成溫度、結(jié)晶化溫度、結(jié)晶相、晶體粒徑、楊氏模量、維氏硬度、比重、-50-+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)。各結(jié)晶相的析出比是用X射線衍射(XRD)儀，將各晶種的100％結(jié)晶標(biāo)準(zhǔn)試料作為內(nèi)標(biāo)，通過內(nèi)標(biāo)法并由衍射峰面積求出的。
在實(shí)施例的表16～表18中，鈦酸鎂SS表示鈦酸鎂固溶體，尖晶石SS表示尖晶石固溶體，其它結(jié)晶的固溶體都是在其結(jié)晶名稱的后面加SS表示(例如，β-石英SS表示β-石英固溶體)。
表16
表17
表18
表19
本發(fā)明上述實(shí)施例的玻璃均是將氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等原料混合，用通常的熔融裝置在約1350～1490℃的溫度熔融，攪拌均勻后，成形加工成磁盤形狀，冷卻后得到玻璃成形物。然后將此成形物在650～750℃熱處理約1～12小時(shí)，形成晶核后，于850～1000℃熱處理約1～12小時(shí)，使其結(jié)晶，即可得到所需要的玻璃陶瓷。
如表16～19所示，本發(fā)明和以往的硅酸鋁化學(xué)強(qiáng)化玻璃、Li2O-SiO2類玻璃陶瓷、SiO2-Al2O3-MgO-ZnO-TiO2類玻璃陶瓷的比較例相比，玻璃陶瓷的結(jié)晶相不同。在楊氏模量比較方面，與硅酸鋁化學(xué)強(qiáng)化玻璃、Li2O-SiO2類玻璃陶瓷相比，本發(fā)明玻璃陶瓷的剛性高。比較例8的SiO2-Al2O3-MgO-ZnO-TiO2類玻璃陶瓷是非常硬的材料(表面維氏硬度為1000(9800N/mm2))，所以加工性能不好。與此相比，本發(fā)明玻璃陶瓷的表面硬度、即維氏硬度在850(8330N/mm2)以下，經(jīng)通常的研磨加工即可得到足夠的平滑性，并且不存在結(jié)晶的各向異性，不含有異物、雜質(zhì)等缺陷，晶體組織致密、質(zhì)地均勻、微細(xì)(析出結(jié)晶的粒晶均在0.3μm以下)，具有能經(jīng)受各種藥品和水清洗或蝕刻的化學(xué)耐久性。
以下，說明本發(fā)明第五實(shí)施方案的優(yōu)選實(shí)施例。表20～表24示出了本發(fā)明磁盤用信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的實(shí)施組成例(No.5-1～5-14)的組成、晶核形成溫度、結(jié)晶化溫度、結(jié)晶相、晶體粒徑、楊氏模量、比重、楊氏模量(GPa)/比重、-50～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)。其中，β-石英SS表示β-石英固溶體。
表20
表21
表22
表23
表24
在本發(fā)明上述表20～24的實(shí)施例中，所有玻璃都是將氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等原料混合，用通常的熔融裝置在約1350～1490℃的溫度熔融，攪拌均勻后成形為磁盤狀，冷卻得到玻璃成形物。然后將此玻璃成形物在650～750℃熱處理約1～12小時(shí)，形成晶核后，于750～1050℃熱處理約1～12小時(shí)，使其結(jié)晶，即可得到所需要的玻璃陶瓷。
如表20～24所示，本發(fā)明玻璃陶瓷的加工性好，完全可以滿足所需要的平滑性，而且不存在結(jié)晶的各向異性、異物及雜質(zhì)等缺陷，晶體組織致密、質(zhì)地均勻微細(xì)，具有能夠經(jīng)受用各種藥品及水清洗或蝕刻的化學(xué)耐久性。
以下，說明本發(fā)明第六實(shí)施方案的優(yōu)選實(shí)施例。表25～33示出了本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的實(shí)施組成例(No.6-1～6-27)的組成、晶核形成溫度、結(jié)晶化溫度、結(jié)晶相、晶體粒徑、楊氏模量、比重、楊氏模量(GPa)/比重、-50～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)。其中，表中β-石英SS表示β-石英固溶體。
表25
表26
表27
表28
表29
表30
表31
表32
表33
本發(fā)明上述實(shí)施例的玻璃均是將氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等原料混合，用通常的熔融裝置在約1350～1490℃的溫度熔融，攪拌均勻后成形為磁盤狀，冷卻得到玻璃成形物。然后將該成形物于650～750℃熱處理約1～12小時(shí)，形成晶核后，再于750～1050℃熱處理約1～12小時(shí)，使其結(jié)晶，即可得到所需的玻璃陶瓷。
如表25～33所示，本發(fā)明玻璃陶瓷的加工性能優(yōu)異，不存在結(jié)晶的各向異性、異物和雜質(zhì)等缺陷，而且晶體組織致密、質(zhì)地均勻微細(xì)，具有可以經(jīng)受各種藥品及水的清洗或蝕刻的化學(xué)耐久性。
以下，說明本發(fā)明第七、八實(shí)施方案的優(yōu)選實(shí)施例。表34～44示出了本發(fā)明磁性信息存儲(chǔ)媒體用信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件的實(shí)施組成例(7-1～7-27、8-1～8-23)和這些信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件玻璃陶瓷的晶核形成溫度、結(jié)晶化溫度、結(jié)晶相、晶體粒徑、熱膨脹系數(shù)(-60℃～+600℃)。表45示出了以往的Al2O3-SiO2類化學(xué)強(qiáng)化玻璃(比較例9)和以往的Li2O-SiO2類玻璃陶瓷(比較例10)的組成和上述各種特性。
對(duì)于表中的析出結(jié)晶，β-Q表示β-石英、β-Q-SS表示β-石英固溶體、β-Sp表示β-鋰輝石、β-Sp-SS表示β-鋰輝石固溶體、β-Eu表示β-鋰霞石、β-Eu-SS表示β-鋰霞石固溶體。Ga表示鋅尖晶石、Ga-SS表示鋅尖晶石固溶體。
表34
表35
表36
表37
表38
表39
表40
表41
表42
表43
表44
表45
本發(fā)明上述表34～44的實(shí)施例中，均是將氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等原料混合，用通常的熔融裝置在約1400～1500℃的溫度熔融，攪拌均勻后，成形冷卻得到玻璃成形物。然后將該成形物在650～750℃熱處理約1～12小時(shí)，形成晶核后，于750～950℃熱處理約1～12小時(shí)，使其結(jié)晶，即得到所需的玻璃陶瓷。
如表34～44所示，本發(fā)明第七、八實(shí)施方案的玻璃陶瓷析出結(jié)晶的晶體粒徑范圍是0.001～0.10μm。
玻璃陶瓷的結(jié)晶相是一種或兩種以上選自β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶體(β-SiO2固溶體)、β-鋰輝石(β-Li2O·Al2O3·SiO2)、β-鋰輝石固溶體(β-Li2O·Al2O3·SiO2固溶體)、β-鋰霞石(β-Li2O·Al2O3·2SiO2，其中，部分Li2O可以置換為MgO和/或ZnO)、β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，其中，部分Li2O可以置換為MgO和/或ZnO)的結(jié)晶相，或者是鋅尖晶石(ZnAl2O3)和/或鋅尖晶石固溶體(ZnAl2O3固溶體)結(jié)晶相。
如表46～49所示，本發(fā)明與以往的Li2O-SiO2類玻璃陶瓷的比較例相比，結(jié)晶相不同。本發(fā)明的玻璃陶瓷不析出焦硅酸鋰(Li2Si2O5)，均是至少一種以上選自α-方英石、α-方英石固溶體、α-石英、α-石英固溶體的結(jié)晶相。比較例11的玻璃陶瓷的焦硅酸鋰結(jié)晶的平均晶體粒徑為1.5μm，比較例12的玻璃陶瓷的β-鋰輝石的平均晶體粒徑為0.2μm，二者均為較大的針狀乃至米粒狀晶粒，在對(duì)平滑性要求較高的情況下，這種晶粒均會(huì)影響到研磨后的表面粗糙度，以及會(huì)產(chǎn)生一些缺陷。比較例11、12的玻璃陶瓷的表面粗糙度Ra(粗糙度的算術(shù)平均值)均在11_以上，很難得到平滑性非常好的表面特性(Ra在5_以下)。
以下，說明本發(fā)明第九實(shí)施方案玻璃陶瓷的優(yōu)選實(shí)施例。表46～表49示出了本發(fā)明玻璃陶瓷的實(shí)施組成例(No.9-1～9-10)和作為比較組成例的兩種以往的Li2O-SiO2類玻璃陶瓷，以及這些玻璃陶瓷的晶核形成溫度、結(jié)晶化溫度、結(jié)晶相，平均晶體粒徑，平均線膨脹系數(shù)(溫度范圍為-50～+70℃)、比重、研磨后的表面粗糙度Ra(粗糙度的算術(shù)平均值)。其中，表中的結(jié)晶相一欄中，“α-方英石SS”表示α-方英石固溶體，“α-石英SS”表示α-石英固溶體。
表46
表47
表48
表49
本發(fā)明信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，在加熱試驗(yàn)后的平坦度均在0.1μm以下，足以滿足所需要的平坦度(即5μm以下，優(yōu)選3μm以下，更優(yōu)選1μm以下)；即使加熱溫度超過500℃，其平坦度仍然能夠達(dá)到上述所需要的數(shù)值(即5μm以下，優(yōu)選3μm以下，更優(yōu)選1μm以下)。在有些實(shí)施例中，即使在600℃下加熱10分鐘，在700℃下加熱10分鐘，在800℃加熱10分鐘，其平坦度仍可維持在上述所需要的范圍內(nèi)。
如上所述，本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件具有良好的耐熱性能。所得玻璃陶瓷的熱膨脹范圍也在2×10-7～65×10-7/℃，正是對(duì)垂直磁性記錄媒體進(jìn)行成膜的適宜范圍。
產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性如上所述，本發(fā)明可以提供一種信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，特別是玻璃陶瓷隔離定位環(huán)，以及通過該保持構(gòu)件安裝固定信息磁盤的信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件克服了以往技術(shù)中常見的各種缺點(diǎn)，具有適應(yīng)于信息傳輸高速化的基片高速旋轉(zhuǎn)以及在可移動(dòng)設(shè)備中應(yīng)用時(shí)的高機(jī)械強(qiáng)度、高楊氏模量、低發(fā)塵性，并兼?zhèn)溆信c其它驅(qū)動(dòng)構(gòu)件一致的熱膨脹系數(shù)。本發(fā)明的信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器可用于筆記本個(gè)人電腦、臺(tái)式個(gè)人電腦、服務(wù)器、可移動(dòng)設(shè)備(APS照相機(jī)、移動(dòng)電話、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z相機(jī)、磁卡驅(qū)動(dòng)器)、網(wǎng)絡(luò)電視用頂盒的存儲(chǔ)媒體或新型高記錄密度媒體(垂直磁性記錄媒體、島磁性記錄媒體)等領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，它是將信息存儲(chǔ)磁盤固定在規(guī)定位置的構(gòu)件，并由在玻璃基體中分散有結(jié)晶相的玻璃陶瓷制成。
2.權(quán)利要求1述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，比剛度(楊氏模量/比重)在37GPa以上，比重在3.0以下。
3.權(quán)利要求1述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，楊氏模量的范圍是95GPa～130GPa，比重的范圍是0～2.60。
4.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，彎曲強(qiáng)度的范圍是400MPa～800MPa。
5.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、α-石英(α-SiO2)、α-石英固溶體(α-SiO2固溶體)、α-方英石(α-SiO2)、和α-方英石固溶體(α-SiO2固溶體)的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相。
6.權(quán)利要求5所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有焦硅酸鋰作為主結(jié)晶相。
7.權(quán)利要求6所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷中焦硅酸鋰的結(jié)晶量為3～10質(zhì)量％，該結(jié)晶相的平均晶體粒徑的范圍是0.01～0.05μm。
8.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分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.權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，-50～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)為+65×10-7～+130×10-7/℃。
10.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有α-石英(α-SiO2)或α-石英固溶體(α-SiO2固溶體)作為主結(jié)晶相，該結(jié)晶相的結(jié)晶量為3～35質(zhì)量％，該結(jié)晶相的平均晶體粒徑在0.10μm以下。
11.權(quán)利要求10所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷所有主結(jié)晶相的平均晶體粒徑在0.05μm以下。
12.權(quán)利要求10所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷基本上不含有PbO。
13.權(quán)利要求10所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，-50～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)為+95×10-7～+110×10-7/℃。
14.權(quán)利要求10所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分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.權(quán)利要求10～14任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷中焦硅酸鋰的結(jié)晶量為15～40質(zhì)量％。
16.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自堇青石(Mg2Al4Si5O18)、堇青石固溶體(Mg2Al4Si5O18固溶體)、尖晶石、尖晶石固溶體、頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶體(β-SiO2固溶體)、鈦酸鎂(MgTi2O5)和鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相。
17.權(quán)利要求16所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分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.權(quán)利要求16或17所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，-50～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)為+30×10-7～+65×10-7/℃。
19.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、鈦酸鎂(MgTi2O5)、鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)、尖晶石及尖晶石固溶體的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相，該玻璃陶瓷中Al2O3成分的量在20質(zhì)量％以下，楊氏模量為115～160GPa。
20.權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有頑輝石(MgSiO3)或頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)作為析出比最大的結(jié)晶相(第一相)。
21.權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有鈦酸鎂(MgTi2O5)或鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)作為析出比最大的結(jié)晶相(第一相)。
22.權(quán)利要求20所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自鈦酸鎂(MgTi2O5)、鈦酸鎂固溶體(MgTi2O5固溶體)、尖晶石及尖晶石固溶體的結(jié)晶相作為析出比小于第一相的結(jié)晶相。
23.權(quán)利要求21所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自頑輝石(MgSiO3)、頑輝石固溶體(MgSiO3固溶體)、尖晶石和尖晶石固溶體的結(jié)晶相作為析出比小于第一相的結(jié)晶相。
24.權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷基本上不含有Li2O、Na2O、K2O。
25.權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分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.權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有選自P、W、Nb、La、Y、Pb的任意元素，含量換算為氧化物可達(dá)3質(zhì)量％，和/或含有選自Cu、Co、Fe、Mn、Cr、Sn、V的任意元素，含量換算為氧化物可達(dá)2質(zhì)量％。
27.權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，-50～+70℃范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)的范圍是40×10-7～60×10-7/℃。
28.權(quán)利要求19所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷各主結(jié)晶相的晶體粒徑為0.05μm～0.30μm。
29.權(quán)利要求19～28任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，維氏硬度為700～850。
30.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相為至少一種以上選自β-石英、β-石英固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、鎂橄欖石和鎂橄欖石固溶體的結(jié)晶相。
31.權(quán)利要求30所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷中Al2O3量的范圍為10％～20％以下，楊氏模量(GPa)/比重的范圍為37～63。
32.權(quán)利要求30所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分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.權(quán)利要求30所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷基本上不含有Na2O、K2O、PbO。
34.權(quán)利要求30～33任一項(xiàng)所述的信息磁盤存儲(chǔ)用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷各主結(jié)晶相的晶體粒徑為0.05μm～0.30μm。
35.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自堇青石、堇青石固溶體、尖晶石、尖晶石固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、β-石英及β-石英固溶體的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相。
36.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷含有至少一種以上選自β-石英、β-石英固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、鎂橄欖石及鎂橄欖石固溶體的結(jié)晶相作為主結(jié)晶相。
37.權(quán)利要求35所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷各主結(jié)晶相的晶體粒徑為0.05μm～0.30μm。
38.權(quán)利要求35所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分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.權(quán)利要求35所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，楊氏模量(GPa)/比重的范圍是37～63，Al2O3量的范圍是10％～20％以下。
40.權(quán)利要求35所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷基本上不含有Na2O、K2O、PbO。
41.權(quán)利要求35～40任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，-50～+70℃范圍的熱膨脹系數(shù)的范圍是30×10-7～50×10-7/℃。
42.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相為一種或兩種以上選自β-石英(β-SiO2)、β-石英固溶體(β-SiO2固溶體)、β-鋰輝石(β-Li2O·Al2O3·SiO2)、β-鋰輝石固溶體(β-Li2O·Al2O3·SiO2固溶體)、β-鋰霞石(β-Li2O·Al2O3·2SiO2，其中，部分Li2O可以置換為MgO和/或ZnO)和β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，其中，部分Li2O可以置換為MgO和/或ZnO)的結(jié)晶相。
43.權(quán)利要求42所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷中主結(jié)晶相的平均晶體粒徑的范圍為0.001μm～0.10m。
44.權(quán)利要求42所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分，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.權(quán)利要求42～44任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，-50℃～+600℃溫度范圍的熱膨脹系數(shù)的范圍是-10×10-7～+20×10-7/℃。
46.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的主結(jié)晶相為鋅尖晶石(ZnAl2O3)和/或鋅尖晶石固溶體(ZnAl2O3固溶體)。
47.權(quán)利要求46所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷中不含有PbO、Na2O、K2O成分。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分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.權(quán)利要求46～48任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，-50℃～+600℃溫度范圍的熱膨脹系數(shù)的范圍為+35×10-7～+65×10-7/℃。
50.權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷主結(jié)晶相中含有至少一種以上選自α-方英石、α-方英石固溶體、α-石英、α-石英固溶體的結(jié)晶相，但是基本上不含有焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)、硅酸鋰(Li2O·SiO2)、β-鋰輝石、β-鋰霞石、β-石英、云母和氟堿錳閃石，更不含有Cr成分和Mn成分，-50～+70℃時(shí)的平均線膨脹系數(shù)的范圍是+65×10-7～+140×10-7/℃，主結(jié)晶相的平均晶體粒徑在0.10μm以下。
51.權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的楊氏模量在80GPa以上。
52.權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的比重是2.3～2.7。
53.權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，在波長(zhǎng)950～1600nm的范圍，該玻璃陶瓷10mm厚板材的透光率在90％以上。
54.權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的彎曲強(qiáng)度在250MPa以上。
55.權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，該玻璃陶瓷的維氏硬度為600～800。
56.權(quán)利要求50～55任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其特征在于，按氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃陶瓷含有下述范圍的各成分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.權(quán)利要求1、10、16任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，該玻璃陶瓷是將熔融成形得到的原玻璃在400～600℃熱處理1～7小時(shí)，形成晶核，然后于700℃～780℃熱處理1～7小時(shí)，使結(jié)晶生長(zhǎng)而得到的。
58.權(quán)利要求19、30、35、36、42、46任一項(xiàng)所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，該玻璃陶瓷是將熔融成形得到的原玻璃在650～750℃熱處理1～7小時(shí)，形成晶核，然后于750℃～950℃熱處理1～7小時(shí)，使結(jié)晶生長(zhǎng)而得到的。
59.權(quán)利要求50所述的信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，其中，該玻璃陶瓷是將熔融成形得到的原玻璃在400～600℃熱處理1～7小時(shí)，形成晶核，然后于650℃～750℃熱處理1～7小時(shí)，使結(jié)晶生長(zhǎng)而得到的。
60.一種信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，它是通過在權(quán)利要求1、10、16、19、30、35、36、42、46、50任一項(xiàng)所述的保持構(gòu)件的表面形成具有導(dǎo)電性的膜而構(gòu)成的。
61.一種信息存儲(chǔ)磁盤用隔離定位環(huán)，它是權(quán)利要求1、10、16、19、30、35、36、42、46、50任一項(xiàng)所述的保持構(gòu)件，該保持構(gòu)件的形狀是環(huán)形。
62.一種信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器，它是通過權(quán)利要求61所述的隔離定位環(huán)，將一張或多張信息存儲(chǔ)磁盤安裝在旋轉(zhuǎn)插座上而構(gòu)成的。
63.權(quán)利要求62所述的信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，該旋轉(zhuǎn)插座和該隔離定位環(huán)具有與該信息存儲(chǔ)磁盤大致相等的熱膨脹系數(shù)。
全文摘要
一種信息存儲(chǔ)磁盤用保持構(gòu)件，它是在信息存儲(chǔ)磁盤驅(qū)動(dòng)器中，將信息存儲(chǔ)磁盤固定在規(guī)定位置的構(gòu)件，由在玻璃基體中分散有結(jié)晶相的玻璃陶瓷制成。上述玻璃陶瓷的比剛度(楊氏模量/比重)在37GPa以上，比重在3.0以下，－50～+70℃時(shí)的熱膨脹系數(shù)是+35×10
文檔編號(hào)G11B5/73GK1391537SQ00816001
公開日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2000年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月21日
發(fā)明者片岡球子, 后藤直雪, 中島耕介, 石岡順子, 山口勝彥, 八木俊剛 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小原