[发明专利]微晶玻璃及其制造方法

说明书

本发明属于微晶玻璃及其制造方法，具有高机械强度和高度平滑表面，是特别适合用于信息记录装置用的基板材料

近年来，由于磁头和磁记忆膜技术的发展，计算机硬盘的记录密度和读写速度得到了很大的提高，对盘基的性能也提出了更高的要求：为了增大单位面积的记录密度，磁盘必须增大环节和磁道的密度，因而必然使磁头更接近于盘面，目前磁头从盘面向上的浮动量已达到0.015μm，做到这一点要求盘片的表面粗糙度在5以下；读写速度高正是使硬盘没有面临淘汰的重要原因之一，随着记录密度的快速增长及计算机的CPU等其他部件的信息处理速度越来越快，必然要求硬盘的读写速度也得到相应的提高，其结果是硬盘的转速得到了很大的提高，目前一万转以上/分钟的硬盘已进入了市场，高速的旋转要求硬盘盘基具有更高机械强度，更高的弹性模量。

传统的硬盘盘基为铝合金，但由于铝合金难以研磨到5以下的表面粗糙度，要达到5以下的表面粗糙度需经过2次以上特殊加工，成本较高，成本已没有下降的余地。现在的记忆膜都是玻璃态的金属膜，玻璃的基板将会更适宜，特别是新发展的记忆膜都希望有较高的成膜温度(高于650度)以此提高记忆特性，但铝合金的极限温度只能到360度左右。同时高强度的玻璃其机械强度也优于铝合金，基于以上原因，传统的铝合金基板近年来已出现了被化学强化玻璃基板和微晶玻璃基板逐步取代的趋势。

但化学强化玻璃基板的组成中必须含有一定量的Na₂O和K₂O，易导致成膜特性变坏，必须进行全面性包涂处理，镀Si膜，导致生产成本提高；而现有的微晶玻璃基板，例如：日本小原的MgO-Li₂O-(Al₂O₃)-RO-R₂O₃-SiO₂-P₂O₅系玻璃(见日本专利1995年247138号)，如果要达到理想的表面粗糙度，必须严格控制晶粒的大小，使晶粒的尺寸在0.3μm以下，但当晶粒的尺寸在0.3μm以下时，微晶玻璃基板达不到理想的机械强度，这一矛盾仍没有得到很好的解决。

本发明的目的在于克服已有技术的缺陷，提供一种微晶玻璃及其制造方法，具有高机械强度和高度平滑表面，是特别适合用于信息记录装置用的基板材料，使微晶晶粒控制在0.3μm以内也能达到理想的机械强度和弹性模量。

本发明的解决方案是：在SiO₂-Li₂O-Al₂O₃-P₂O₅系统微晶玻璃中通过一定的工艺手段引入一定量的Y₂O₃和/或La₂O₃以提高微晶玻璃的机械强度和弹性模量，结果表明引入一定量的Y₂O₃后，即使微晶晶粒控制在0.3μm以内也能达到理想的机械强度，加入适量的La₂O₃也能得到增加机械强度的效果，但是没有加入Y₂O₃的效果显著。考虑到La₂O₃比Y₂O₃便宜很多，在实际生产时可以考虑以适当的比例共同加入。

本发明的微晶玻璃，其特征在于在SiO₂-Li₂O-Al₂O₃-P₂O₅系统微晶玻璃中掺入Y₂O₃，其中各主要原料的重量百分比的含量为：SiO₂ 65-80wt％；Li₂O 7-12wt％；Al₂O₃ 2-5wt％；P₂O₅ 1-4wt％；Y₂O₃ 0.5-8wt％。