專利名稱：磁信息記錄介質的玻璃—陶瓷基底的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于記錄各種類型信息的磁信息記錄介質的玻璃—陶瓷基底，尤其涉及適合于垂直記錄、具有在高溫下成膜和在高溫下退火的高抗熱特性、具有基底表面超平整度、具有在高溫下成膜和退火工藝期間從基底低度洗提堿成分的磁信息記錄盤。本說明書中，術語“磁信息記錄介質”意思是指盤形式的磁信息記錄介質，包含分別用于個人計算機的所謂硬盤的固定式硬盤，可移動類型硬盤和卡式硬盤，以及其它能夠用于在諸如數字視頻攝象機和數字攝象機中數據存貯的盤形磁信息記錄介質。
在近來開發的磁信息記錄器件中，處理諸如運動圖像或聲音的大量數據隨計算機多媒體目的和數字視頻攝象機以及數據攝象機的開發而成為必要，由此使得磁信息記錄介質的記錄密度達到超過1Gb/in2的極高記錄密度。
常規磁信息記錄器件大多采用其磁化(即記錄)沿經向進行的徑向磁記錄系統。然而在這些常規器件中，記錄的波長，信道密度和記錄介質的膜厚隨記錄密度的增加而減少，這引起構成1比特信息位之磁材料的磁能下降，導致信號輸出電平下降和信噪比的增加。當記錄密度超過10Gb/in2時，會產生其它問題，使得小的磁化引起熱不穩定性，并由此引起磁記錄上的困難。
相反，按照其易磁化軸是垂直的垂直磁記錄系統，比特信息位大小可顯著地減小，并且通過可具有磁記錄介質期望膜厚的能力(用于經向記錄系統情況下5倍至10倍膜厚)，能夠得到反磁場的降低和由形狀磁各向異性引起的有益效果。因此，根據垂直記錄系統，能夠消除在常規徑向記錄系統中因記錄密度提高引起的記錄能量的降低和熱不穩定性的問題，并且能夠實現極大改善徑向記錄系統之上的記錄密度。由于此原因，能夠容易得到20Gb/in2之上的記錄密度，并且現已開始實現100Gb/in2記錄密度的研究。
由于磁化是相對于垂直記錄系統的記錄系統的記錄介質表面在垂直方向進行的，代替用于其易磁化軸為徑向的徑向記錄系統中的記錄介質，采用了具有其易磁化軸為垂直方向的記錄介質。最有希望采用的垂直磁性膜是鐵酸鋇(bariumferrite)膜和其它可考慮適合于垂直磁性膜的材料是含有Co-γFe2O3合金膜、Co合金膜，Fe合金膜和Ni合金膜的合金膜。
適合于用作不同于常規徑向記錄系統之新技術的記錄介質之基底要求具有下述特征(1)諸如鐵酸鋇的氧化物介質要求在高溫下成膜，以便磁性物質的晶粒最小化和在垂直方向生長。另外，近來的研究發現存在著記錄介質應當在500℃到900℃的高溫下進行退火的情況。因此，基底材料一定要保持這種高溫，而不引起基底的變形或表面粗糙度的改變。(2)隨著垂直記錄系統中記錄密度的增加，存在著這種增加趨勢即磁頭滑動高度降低到或低于0.025μm，也存在著采用近接觸記錄系統或接觸記錄系統的趨勢。另一方面，對于有效地利用記錄介質表面作為數據區，與現行采用的提供有著陸區(landing gone)和數據區的記錄系統相反，未提供著陸區的斜坡上升加載系統(ramp loading system)引起了工業界的注意。為了應付這些趨勢，盤表面或者基底的整個表面上的數據區一定要在超平表面上形成，以使磁頭的這種低滑動高度或者甚至接觸記錄成為可能。(3)垂直磁信息記錄介質的基底一定要沒有晶體各向異性，異外物質和雜質，它們能對形成膜的材料的結晶有付作用。基底還要有致密，均勻和微細結構。(4)隨著垂直磁信息記錄介質中記錄密度的提高，要求有較高精密度和較微細結構的磁性膜。如果在記錄介質的材料中包含Na2O,K2O或者具有OH類的成分，則這種成分的離子會在膜形成過程中擴散，導致膜顆粒增加粗粒度以及取向破壞。因此基底基本上不應包含這些成分。另外，基底基本上不應含有從環境保護觀點看不希望有的PbO。(5)基底應當有足夠的化學耐久性，以承受用各種化學試劑進行的清洗和腐蝕。(6)隨著垂直磁信息記錄介質中記錄密度的提高，比特信息位密度和信道密度增加。隨著比特信息位單元尺寸的減小，基底熱膨脹系數具有很大的影響。因此，從-50℃到+600℃溫度范圍內的熱膨脹系數一定要在從-10×10-7/℃到80×+10-7/℃的范圍之內。
作為磁盤基底的材料，常規上一直使用鋁合金。然而鋁合金常產生具有凸起的基底表面或者類似斑點的凸起，并在拋光過程中壓縮。結果，作為垂直磁信息記錄介質的基底，鋁合金基底設有足夠的平整度和光滑性。而且，由于鋁合金是軟材料并且易于變形，因此很難形成薄盤。此外，在盤高速旋轉期間，由于盤的拐度，很可能發生磁頭碰撞，將損壞記錄介質。因此，鋁合金并不是能夠足以適應高記錄密度趨勢的那種材料。而且，作為垂直記錄系統中基底的一個最重要系數，鋁合金在成膜過程中的耐熱溫度僅為300℃或低于此，因此在高于500℃溫度的成膜或者在從500℃到900℃范圍內的溫度下退火將引起基底的熱變形，由此使得鋁合金應用到要求進行高溫處理的垂直磁信息記錄介質的基底變得困難。
作為克服鋁合金基底上述問題的材料，本領域技術已知的有諸如鈉鈣玻璃(SiO2-CaO-Na2O)和硅鋁酸鹽玻璃(SiO2-Al2O3-Na2O)的化學上回火強化玻璃。但這些材料有下述缺點(1)由于拋光是在化學回火過程之后進行，化學上回火強化層在制造較薄盤中是極其不穩定的，而且基底具有低的抗熱特性。即通過在大于或等于500℃的高溫下于化學回火強化玻璃基底上形成垂直磁記錄材料膜制備的記錄介質的特定方法測量得到的平面度表現出超過5μm的大值。因此，在成膜過程之后將發生變形問題，并且改變了化學回火強化層和未回火強化層的質量。
(2)由于玻璃包含了Na2O或K2O成分作為基本成分，該玻璃具有的問題是在成膜過程期間將發生Na離子或K離子從基底析提到記錄材料，并且為了防止Na離子或K離子的析提，在玻璃的整個表面上涂阻擋層成為必要。這阻止了以競爭性成本穩定地生產產品。
除了鋁合金基底和化學上回火強化玻璃基底之外，本領域已知的還有一些玻璃陶瓷基底。例如，日本專利申請公開號Hei 6-329440公開了含有焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)和α-石英(α-SiO2)作為主要晶相的SiO2-Li2O-MgO-P2O5系列的玻璃陶瓷。這種玻璃陶瓷作為在整個表面上構成某種結構的材料是優良的材料，其中，通過控制α-石英球狀晶粒的粒直徑，能夠省略常規的機械構成某種結構或者化學構成某種結構，并且能夠控制拋光(Ra)后的表面粗糙度在15A到50A的范圍內。然而，這種玻璃陶瓷不能足夠地符合低滑動高度的要求，而它又是要求表面粗糙度為1A-5A的快速增加記錄密度所必須的。另外，另外這種玻璃陶瓷沒有足夠的抗熱特性。即在經過高溫環境(500℃或以上，等于或大于5分鐘)之后用特定方法測量該玻璃陶瓷基底的平面度要大于5μm。因此，產生了成膜或退火之后基底變形的問題以及表面粗糙度的改變。
日本專利申請公開號Hei 7-169048公開了由加有Au和Ag的SiO2-Li2O系列做成的光敏玻璃陶瓷，日本專利申請公開號Hei 9-35234公開了由SiO2-Al2O3-Li2O制成的并包含焦硅酸鋰(Li2O·2SiO2)和β-鋰輝石(LiO2·Al2O3·4SiO2)的用于磁盤的玻璃陶瓷。然而這些玻璃陶瓷類似于上述的玻璃陶瓷，具有低的抗熱特性。即它們在經過高溫環境大于或等于(500℃，大于或等于5分鐘)之后用特定方法測量該玻璃陶瓷基底的平面度為大于5μm。因此這產生了成膜或退火之后基底變形的問題以及表面粗糙度的改變。
美國專利US5,336,643公開了SiO2-Al2O3-Li2O系列的低膨脹透明玻璃陶瓷，US5,028,567公開了SiO2-Al2O3-ZnO系列的玻璃陶瓷。所有這些公開出版物都沒有考慮或提出垂直磁信息記錄介質基底所要求的抗熱特性，即該基底經過預定溫度環境(大于或等于500℃，大于或等于5分鐘)之后用特定方法測量的平面度。尤其是這些出版物都沒有討論在高溫下成膜或退火之后保持超平基底表面的重要性。
因此，本發明的目的是提供用于磁信息記錄介質的玻璃陶瓷基底，其能夠克服現有技術基底的上述缺點，并且具有能夠滿足根據未來垂直記錄系統的高記錄密度的高抗熱特性和超平表面。
為了達到本發明的上述目的，本發明的發明人做了許多研究和實驗，發現本發明在于在含有特定晶相或各晶相作為主晶相或晶相的玻璃陶瓷中，能夠找到用于磁信息記錄介質的玻璃陶瓷基底，該基底通過特定方法測量具有等于或低于5μm的平面度，在-50℃到+600℃的溫度范圍內具有-10×10-7/℃到+80×10-7/℃范圍內的熱膨脹系數，具有直徑為0.001μm到0.10μm范圍內的微細晶粒，具有拋光后的超平表面，以及沒有Na離子或K離子擴散的可能性，該種玻璃陶瓷基底對于獲得本發明的目的是優于現有技術基底的。
為了達到本發明的上述目的，提供了用于磁信息記錄介質的玻璃陶瓷基底，其在基底加熱到500℃、保持5分鐘然后冷卻之后的狀態具有等于或低于5μm的平面度。
在本發明的一個方案中，玻璃陶瓷基底在-50℃到+600℃溫度范圍內具有-10×10-7/℃到+80×10-7/℃范圍內的熱膨脹系數。
在本發明的另一個方案中，玻璃陶瓷基底在拋光后具有1A至5A范圍內的表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)，拋光后具有等于或低于100_的Rmax(最大粗糙度)。
在本發明的另一方案中，還提供了一種玻璃陶瓷基底，其中在此生長的晶相的晶粒具有0.001μm至0.10μm范圍的直徑。
在本發明的另一方案中，作為主要晶相或晶相，玻璃陶瓷基底包含一個或多個晶相，選自由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·Al2O3·2SiO2，一部分能被MgO和/或ZnO代替的Li2O)和β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，一部分能被MgO和/或ZnO代替的Li2O)構成的類。
在本發明的另一方案中，作為主晶相，玻璃陶瓷基底包含鋅光晶石(ZnAl2O3)和/或鋅光晶石固溶體(ZnAl2O3固溶體)。
該玻璃陶瓷基底可以沒有PbO,Na2O和K2O。
在本發明的另一方案中，通過熱處理具有下述成分按重量百分比構成的基底玻璃來得到該玻璃陶瓷基底SiO250-62％P2O55-10％Al2O322-26％Li2O+MgO+ZnO 4-6.5％其中Li2O 3-5％MgO 0.5-2％ZnO 0.2-2％CaO+BaO 0.8-5％其中CaO 0.3-4％BaO 0.5-4％TiO21-4％ZrO21-4％As2O3+Sb2O30-4％并且基本上不含有PbO,Na2O和K2O，作為主晶相或晶相，所述玻璃陶瓷基底含有一個或多個晶相，其選自由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·Al2O3·2SiO2，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O)以及β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O)構成的類。
在本發明的另一方案中，通過加熱處理下述成分按重量百分比構成的基底玻璃提供玻璃陶瓷基底SiO230-65％Al2O35-35％ZnO5-35％MgO1-20％TiO21-15％CaO+SrO+BaO+B2O3+La2O3+Y2O3+Gd2O3+Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O30.5-20％其中B2O30-10％Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O30-10％ZrO2+P2O5+SnO20-7％其中ZrO20-少于2％P2O50-5％SnO20-2％As2O3+Sb2O30-4％并且基本上沒有PbO,Na2O和K2O，作為主晶相，所述玻璃陶瓷基底含有鋅光晶石(ZnAl2O3)和/或鋅光晶石固溶體(ZnAl2O3)。
在本發明的另一方案中，通過熔化玻璃材料，形成熔玻璃。在650℃到750℃范圍內的成核溫度下和在750℃到950℃范圍內的結晶溫度下退火所形成的玻璃和熱處理所形成的玻璃來提供玻璃陶瓷基底，所述玻璃陶瓷基底在-50℃到+600℃溫度范圍內具有-10×10-7/℃到+20×10-7/℃范圍內的熱膨長系數。
在本發明的另一方案中，通過熔化玻璃材料，形成熔玻璃，在650℃到750℃范圍的成核溫度下和在750℃到950℃的結晶溫度下退火所形成的玻璃和熱處理所形成的玻璃來提供玻璃陶瓷基底，所述玻璃陶瓷基底在-50℃到+600℃溫度范圍內具有+35×10-7/℃到+80×10-7/℃范圍內的熱膨脹系數。
在本發明的又一方案中，還提供了通過在上述玻璃陶瓷基底上形成磁性膜所得的磁信息記錄盤，其中玻璃陶瓷基底在500℃到900℃范圍的溫度下進行加熱，并且若需要則退火玻璃陶瓷基底，所述磁信息記錄盤具有等于或低于5μm的平面度。
下面將說明限制玻璃陶瓷的物理特性，主晶相和晶粒直徑，表面特征和成分的原因。玻璃陶瓷的成分將按作為基底玻璃中的氧化物成分來表示。
首先將說明抗熱特性。正如前述，當諸如被認為適合于垂直磁記錄介質的鐵酸鋇的氧化物做成的磁性介質形成為在基底上的膜時，基底溫度常升高到500℃或以上。此外，存在這種情況，即由膜所形成的基底要經過在大約500℃到900℃的溫度下的退火處理。因此該基底在這種溫度下不應發生晶相或晶粒直徑的變形或結構變化。確切地說，已經發現，在基底經500℃熱處理、保持5分鐘然后冷卻之后，通過用接觸針型測量儀器測量，基底的平面度一定要等于或低于5μm。基底的平面度應為3μm，最好為1μm。即使在較高溫度下經較長時間的加熱處理，最好應當保持平面度的小值。優選的情況是，在基底加熱到500℃并保持10分鐘之后的狀態應保持小值的平面度；最好的情況是，在基底加熱到600℃并保持10分鐘之后的狀態應保持小值的平面度；更好的情況是，在基底加熱到700℃或800℃并保持10分鐘之后的狀態應保持小值的平面度。
現在說明熱膨脹系數。正如上述，用于由氧化物做成的磁記錄介質的膜形成溫度很高，使得除了變形和結構改變的問題之外，還必須克服涉及熱膨脹系數的問題。在膜形成工藝期間和之后，熱膨脹系數的增加引起介質變形或膨脹/收縮，其又引起磁特性的改變和記錄介質從基底脫落。另外，垂直磁記錄介質所用的條件改變，因此，在從低溫到高溫的溫度范圍內基底熱膨脹系數一定要保持在基本上恒定的范圍。已經發現，在-50℃到+600℃的溫度范圍內，基底應當具有從-10×10-7/℃到+80×10-7/℃范圍內的熱膨脹系數。該系數優選在-5×10-7/℃到+70×10-7/℃，最好在-3×10-7/℃到+60×10-7/℃。
現在說明表面粗糙度。隨著上述記錄密度的提高，磁頭的滑動高度一定要降低。近年滑動高度已經降至等于或小于0.025μm，還將降到100_或以下，并且還將達到近接觸記錄滑動高度。特別是，在適于高記錄密度的斜坡上升裝載系統中，向較低滑動高度發展的趨勢是顯著的。由于這些原因，已經發現，為了實現磁頭的較低滑動高度，拋光后基底的表面粗糙度(Ra)應當在1_至5_的范圍內。如果表面粗糙度大于此，將不可能獲得高記錄密度中磁頭的期望滑動高度，但是如果表面粗糙度小于此，磁頭和記錄介質之間的吸取會增加到引起損壞記錄介質的程度。
為了實現拋光后上述基底的表面粗糙度，已經發現在基底中生長的晶相的晶粒應當具有從0.001μm至0.10μm范圍內的直徑。如果晶粒直徑超過0.10μm或者小于0.001μm，則不可能獲得期望的表面粗糙度。晶粒直徑優選在0.001μm至0.07μm范圍內，最好在0.001μm至0.05μm范圍內。
現在說明基底中生長的晶相。主晶相是影響熱膨脹系數的重要因子。如果使用具有正值熱膨脹系數的基底玻璃，則必須在該基底上生長具有負值熱膨脹系數的晶相，以便作為整體實現在期望范圍內的熱膨脹系數。用于實現這個目的的主晶相或各晶相是選自構成下列類的一個或多個晶相，即由β-石英(β-SiO2),β-石英固溶體(β-SiO2固溶體),β-鋰輝石(β-LiO2·Al2O3·SiO2),β-鋰輝石固溶體(β-Li2O·Al2O3·SiO2固溶體)，β-鋰霞石(β-LiO2·Al2O3·2SiO2，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O)，和β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O)構成的類。在本發明的另一方案中，實現上述目的的主晶相是鋅光晶石(ZnAl2O3)和/或鋅光晶石固溶體(ZnAl2O3固溶體)。
對于一個或多個選自由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·Al2O3·2SiO2，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O)，和β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的LiO2)構成的類中的主晶相或晶相，選自β-石英、β-鋰輝石和β-鋰霞石的一個或多個晶相的生長與比率是由在特定成分范圍內的Li2O3,Al2O3和SiO2的量所決定的，一個或多個這些β-石英、β-鋰輝石和β-鋰霞石以及這些晶體的一個或多個固溶體的生長和比率是由在特定成分范圍內其它組分的量所決定的。鋅光晶石和/或鋅光晶石固溶體的生長和比率是由構成鋅光晶石的除ZnO和Al2O3的組分的量所決定的。
正如上述，Na2O和K2O引起基底中晶粒的異常生長和取向上的破壞，因此，這些組分不應當包含在基底中。基底中還不應包含PbO，因為從環境保護的角度PbO是不希望的成分。
下面將說明構成基底的各自組分。首先，關于玻璃陶瓷基底，作為主相晶或晶相，其含有一個或多個選自由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·Al2O3·2SiO2，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O)和β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的LiO2)構成的類的晶相，為形成作為主相晶或晶相的這些晶相，SiO2成分是很重要的成分。如果該成分的量低于50％，則在玻璃陶瓷中生長的晶相是不穩定的，它們的結構將變得很粗糙，結果，基底的機械強度降低，拋光后的表面粗糙度變大。如果該成分的量超過62％，熔化和形成基底玻璃將產生困難，基底的均勻性降低。該成分的優選范圍是53-57％，其最佳范圍是54-56％。
當與SiO2成分共存時，P2O5成分對于改善基底玻璃熔化和精細特性是有效的。如果該成分的量低于5％，將不能獲得這些效果；而當該成分的量超過10％時，將減小阻止脫玻作用的發生，結果，結晶階段的玻璃陶瓷的結構將變得粗糙，基底的機械強度將降低。該成分的優選范圍為6-10％，最佳范圍為7-9％。
為了更顯著地取得上述效果，優選包含含量為61-65％的SiO2+P2O5,P2O5/SiO2的比率在0.12至0.16范圍內，最佳包含含量為62-64％的SiO2+P2O5,P2O5/SiO2的比率在0.13至0.15范圍內。
如果Al2O3成分的量低于22％，將產生基底玻璃熔化的困難，因此，所得玻璃陶瓷的均勻性降低，玻璃陶瓷的化學耐久性將損壞。如果該成分的量超過26％，也將產生基底玻璃熔化的困難，結果，均勻性降低，阻止基底玻璃的脫玻作用下降，結果玻璃陶瓷的結構變得在結晶階段很粗糙，并降低了基底的機械強度。該成分的優選范圍為23-26％，最佳范圍為23-25％。
對于形成β-石英，β-鋰輝石，β-鋰輝石固溶體，β-鋰霞石和β-鋰霞石固溶體來說，Li2O,MgO和ZnO成分是重要的。這三種成分的重要性還在于通過與上述SiO2和P2O5共存，這三種成分改善了低膨脹特性，降低了高溫下的柔性量，并顯著地改善了基底玻璃的熔化和精細特性。
如果Li2O成分的量低于3％，就不能獲得上述效果，而且，由于熔化特性降低的結果導致均勻性下降，并且希望晶相的生長變得困難。如果該成分的量超過5％，將不能獲得低膨脹特性，并且阻止基底玻璃脫坡作用降低，由此使得玻璃陶瓷的結構在結晶階段變得很粗糙，導致機械強度的下降。該成分的優選范圍是3.5-5％，最佳范圍是3.5-4.5％。
如果MgO成分的量低于0.5％，就不能獲得上述效果，而如果該成分的量超過2％，則不能獲得低膨脹特性。該成分的優選范圍是0.5-1.8％，最佳范圍是0.6-1.5％。
如果ZnO成分的量低于0.2％，則不能獲得上述效果，而如果該成分的量超過2％，則不能獲得低膨脹特性，而且阻止基底玻璃的脫坡作用將下降，結果，玻璃陶瓷的結構在結晶階段很粗糙，并且由此降低機械強度。該成分的優選范圍是0.2-1.8％，最佳范圍是0.2-1.5％。
為了更顯著地取得上述效果，Li2O,MgO和ZnO三種成分的總量應該在4.0％到6.5％的范圍內，優選在4.3％到6.5％的范圍內，最好在4.5％到6.5％的范圍內。
CaO和BaO兩種成分在玻璃陶瓷中是作為玻璃基體(matrix)而不是晶體的成分。這些成分對于微細調節晶相和改善上述低膨脹特性和熔化特性的玻璃基體相是重要的。如果CaO的量低于0.3％，則不能獲得這個效果，而如果該成分的量超過4％，則不能獲得希望的晶相，而且阻止基底玻璃的脫玻作用將下降，結果，玻璃陶瓷的結構在結晶階段變得很粗糙，由此導致機械強度的下降。該成分的優選范圍是0.5-3％，最佳范圍是0.5-2％。
如果BaO成分的量低于0.5％，則不能獲得上述效果，而如果該成分的量超過4％，則阻止基底玻璃的脫玻作用將下降，結果，玻璃陶瓷的結構在結晶階段變得很粗糙，由此導致機械強度的下降。該成分的優選范圍是0.5-3％，最佳范圍是0.5-2％。
為了更顯著地改善上述效果，CaO+BaO的總量應該在0.8％至5％的范圍內。優選在1％至4％的范圍，最佳在1％至3％的范圍內。
作為成核劑，TiO2和ZrO2成分是必須的。如果各成分的量低于1％，則不能生長出希望的晶體，而如果各成分的量超過4％，則基底玻璃的熔化特性將下降，由此均勻性下降，在最壞的情況下，未熔化的成分留在玻璃陶瓷中。優選范圍對TiO2是1.5-4％，對ZrO2是1.5-3.5％，最佳范圍對TiO2是1.5-3.5％，對ZrO2是1-3％。
作為為獲得均勻產品熔化玻璃材料中的精煉劑，可以加入As2O3和Sb2O3成分。如果一個或兩個這種成分的總量加到4％的話就足夠了。As2O3+Sb2O3的優選量是0-2％，最佳為0-2％的As2O3量。
為了得到玻璃陶瓷特性的微細調節或其它目的，除了上述成分之外，可以以總量為2％或更低加入一個或多個SrO,B2O3,F2,La2O3,Bi2O3,WO3,Y2O3,Gd2O3和SnO2成分。還可以以總量為2％或低于2％加入一個或多個諸如CoO,NiO,MnO2,Fe2O3和Cr2O3的著色劑。
對于玻璃陶瓷基底，其包含作為主晶相的在本發明另一方案中具有的鋅光晶石和/或鋅光晶石固溶體，如果SiO2成分低于30％，則晶粒就變得粗造，其化學耐久性和機械強度下降，而如果該成分的量超過65％，則在基底玻璃的熔化中將產生困難，并且由此降低均勻性。該成分的優選范圍是32-63％，最佳范圍是34-61％。
如果Al2O3成分的量低于5％，則在作為主相晶的鋅光晶石的生長中將產生困難，而如果該成分的量超過35％，則將發生因熔化特性的損壞引起的均勻性下降，阻止脫玻作用將降低，結果玻璃陶瓷的結構在結晶階段將變得很粗糙，由此導致機械強度的降低。該量的優選范圍是7-33％，最佳范圍是10-30％。
對于與Al2O3成分一起形成作為主晶相的鋅光晶石和改善機械強度和抗熱特性來說，ZnO成分是重要的成分。如果該成分的量低于5％，則不能獲得上述效果，而如果該成分的量超過35％則阻止基底玻璃脫玻作用將降低，結果玻璃陶瓷的結構在結晶階段變得很粗糙，由此導致機械強度的降低。該成分的優選范圍是7-33％，最佳范圍是10-30％。
如果MgO成分的量低于1％，則因基底玻璃熔化特性的損壞引起均勻性下降，結果，玻璃陶瓷的結構在結晶階段將變得很粗糙，由此導致機械強度的下降。如果該成分的量超過20％，則阻止基底玻璃的脫玻作用將降低。該成分的優選范圍是3-18％，最佳范圍是3-15％。
對于改善基底玻璃的熔化特性，CaO、SrO、BaO、B2O3、La2O3、Y2O3,Gd2O3,Ta2O5,Nb2O5,WO3和Bi2O3成分是有效的。對于改善產品的機械強度和化學耐久性，La2O3、Y2O3,Gd2O3,Ta2O5,Nb2O5,WO3和Bi2O3成分尤其有效。為了取得這些效果同時阻止生長的晶相在加熱過程中變得很粗糙，一個或多個這些成分的總量應當在0.5％至20％的范圍內。但是，如果B2O3成分的量超過10％或者如果一個或多個Ta2O5,Nb2O5,WO3和Bi2O5成分的總量超過10％，則希望晶相的生長將產生困難。CaO+SrO+BaO+B2O3+La2O3+Y2O3+Gd2O3+Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3的總量優選在0.5％至15％范圍，B2O3的量優選在0％-8％的范圍，Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3的總量優選在0％至5％的范圍。CaO+SrO+BaO+B2O3+La2O3+Y2O3+Gd2O3+Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3總量的最佳范圍是0.5-10％,Bi2O3成分的最佳范圍是0-5％,Ta2O5+Nb2O5+WO3+Bi2O3總量的最佳范圍是0-5％。
作為成核劑TiO2成分是必須的。如果該成分的量低于1％，則不能生長希望的晶相，而如果該成分的量超過15％，則阻止基底玻璃的脫玻作用將降低，結果，玻璃陶瓷的結構在結晶階段變得很粗糙，由此導致機戒強度的降低。該成分的優選范圍是3-13％，最佳范圍是4-10％。
作為輔助成核劑，可以加入ZrO2,P2O5和SnO2成分。如果一個或多個這些成分的總量超過7％，并且如果各自成分的量超過2％,5％,2％，則阻止基底玻璃的脫玻作用將下降，結果，玻璃陶瓷的結構在結晶階段變得很粗糙，由此導致機械強度的降低。ZrO2+P2O5+SnO2優選總量是等于或低于6％，ZrO2的量低于1.8％，P2O5的量等于或低于4.5％，SnO2的量等于或低于1.8％。ZrO2+P2O5+SnO2的最佳總量是等于或低于5％，ZrO2的量低于1.7％，P2O5的量等于或低于4％，SnO2的量等于或低于1.7％。
作為基底玻璃的熔化中的精煉劑，可以加入As2O3和/或Sb2O3成分。如果一個或兩個這種成分被加到總量為4％就足夠了。優選總量是等于或低于3％，最佳總量是等于或低于2％。
如果基底中包含上述成分的一個或多個氟化物，這對于基底玻璃的熔化和調節結晶將是有效的。如果這些氟化物的F總量超過5％，則將增加脫玻作用趨勢和不能得到良好產品。
除了上述成分之外，可以加入諸如MnO2,NiO,CoO,Fe2O3,Cr2O3,V2O5,MoO2和Cu2O的著色劑和GeO2，以及除了上述成分之外的其它稀土氧化物，加入一個或多個這些成分的總量達到10％，其在不損害產品希望特性的范圍內。
在根據本發明的兩系統的任何一個上述玻璃陶瓷基底中，上述成分的總量應在90％或以上，優選為95％，或者最佳為98％，其用于提供優良的玻璃陶瓷基底。
為了制造根據本發明的兩系統的用于磁信息記錄介質的各個玻璃陶瓷基底，要熔化具有上述組分的基底玻璃，該基底玻璃要經過加熱形成和/或冷卻形成，為了在650℃至750℃的范圍內的溫度下大約1至12小時生產出晶核要進行熱處理，在750℃至950℃范圍內的溫度下大約1至12小時為結晶也要進行熱處理。例子下面將說明本發明的例子。
表1至表11展示了根據本發明制備的用于磁信息記錄介質的玻璃陶瓷基底組分的例子(第1至第50)，具有成核溫度，結晶溫度，晶相，晶粒直徑，拋光后表面粗糙度(Ra)和最大表面粗糙度(Rmax)，基底熱試驗后基底的平面度，在基底加熱到500℃或以上的高溫條件下(相對于例1,24和25，在成膜后于800℃退火10分鐘)成膜后磁信息記錄盤的平面度，以及熱膨脹(-60℃至+600℃)系數。表12展示了Al2O3-SiO2系統現有技術化學上回火玻璃(對比例1)和Li2O-SiO2系統現有技術玻璃陶瓷(對比例2)的組分和上述特性。但是本發明并不局限于表1至11的例子。通過使用直徑為65mm盤厚為0.635mm的未經處理的盤基底和通過在加熱試驗或成膜之后用接觸針型測量儀量來測量基底的表面，來測量基底的平面度。這些表中，β-石英縮寫為β-Q,β-石英固溶體縮寫為β-Q-SS,β-鋰輝石縮寫為β-Sp,β-鋰輝石固溶體縮寫為β-Sp-SS,β-鋰霞石縮寫為β-Eu,β-鋰霞石固溶體縮寫為β-Eu-SS，鋅光晶石寫為Ga，以及鋅光晶石固溶體寫為Ga-SS。表1例子1 2 3 4 5SiO255.053.556.550.561.5P2O58.0 8.0 7.5 9.0 6.0Al2O324.024.023.523.823.0Li2O4.0 4.0 4.0 3.7 3.4MgO 1.0 1.0 1.5 1.8 0.6ZnO 0.5 0.5 0.5 1.0 1.0CaO 1.0 1.0 0.3 2.5 0.5BaO 1.0 1.0 0.7 2.5 0.5TiO22.5 2.5 2.5 1.1 1.5ZrO22.0 2.0 2.0 3.5 1.0As2O31.0 1.0 1.0 0.6Sb2O31.0V2O52.0CoO 0.5成核溫度(℃) 750 730 700 650 730結晶溫度(℃) 800 900 850 770 900β-Q-SS β-Q-SS β-Q-SS β-Q-SS β-Q主晶相和晶粒直徑 0.005 0.032 0.050 0.005 0.010β-Sp β-Sp-SS0.100 0.010基底加熱溫度(℃) 800 700 600 750 800保留時間(分鐘)10 10 10 10 10加熱后平面度(μm) 0.100.100.100.100.05成膜期間基底的溫度800 700 600 700 800成膜后平面度(μm) 0.100.100.100.100.05表面粗糙度(Ra)1.7 2.2 2.2 2.5 1.7最大表面粗糙度(Rmax) 29 41.531 25 20熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 2 10 5 9 1
表2例子6 7 8 9 10SiO259.053.954.354.055.0P2O55.5 9.5 7.8 8.0 7.8Al2O324.022.822.525.823.0Li2O4.7 3.0 3.4 3.4 3.2MgO 0.8 0.7 1.7 1.4 0.7ZnO 0.5 1.7 0.5 0.3 0.6CaO 0.4 0.4 0.9 1.5 0.6BaO 0.6 0.7 1.7 1.2 3.0TiO21.3 3.2 1.9 2.2 1.4ZrO21.3 1.5 1.5 1.3 2.2As2O30.4 1.4 0.3 0.4 2.5Sb2O31.5 1.2 3.5 0.5V2O5CoO成核溫度(℃) 680 650 680 700 740結晶溫度(℃) 950 760 780 820 850β-Q-SS β-Q-SS β-Qβ-Q-SS β-Q主晶相和晶粒直徑 0.010.001 0.010 0.001 0.001β-Eu-SS0.010基底加熱溫度(℃) 800 900 600 800 850保留時間(分鐘) 10 5 10 10 10加熱后平面度(μm)0.010.010.010.010.10成膜期間基底的溫度 800 900 600 800 800成膜后平面度(μm)0.010.010.010.010.05表面粗糙度(Ra) 3.8 1.5 3.0 1.0 4.5最大表面粗糙度(Rmax) 40 15 35 12 55熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 4 -5 10 8 2
表3例子11 12 13 14 15SiO254.0 54.3 55.1 55.0 55.3P2O58.1 7.7 7.2 8.0 8.2Al2O322.7 25.4 24.8 24.1 24.5Li2O 4.9 3.5 3.5 3.4 3.2MgO 0.6 0.5 1.8 0.6 0.9Zn0 0.5 0.4 0.6 0.2 1.9CaO 3.4 0.3 0.5 0.4 0.5BaO 1.5 0.8 1.1 0.7 0.7TiO21.9 2.0 1.2 1.7 1.3ZrO21.9 1.5 1.3 1.3 1.5As2O30.3 3.2 0.1 3.6 1.8Sb2O30.2 0.4 2.8 0.2V2O5CoO成核溫度(℃) 680 750 650 650 680結晶溫度(℃) 800 900 750 920 780β-Q-SS β-Q-SS β-Q-SS β-Q-SS β-Q-SS主晶相和晶粒直徑 0.0100.0100.0100.0100.010β-Eu-SS β-Sp-SS β-Eu-SS0.010 0.0500.010基底加熱溫度(℃) 800 500 550 550 580保留時間(分鐘) 10 10 10 10 10加熱后平面度(μm)0.10 0.01 0.10 0.10 0.10成膜期間基底的溫度 800 500 600 500 600成膜后平面度(μm)0.10 0.01 0.10 0.10 0.10表面粗糙度(Ra) 1.8 2.0 5.0 4.5 3.0最大表面粗糙度(Rmax) 20 35 60 50 35熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 1110 2-8
表4例子16 17 18 19 20SiO255.2 56.855.954.155.6P2O57.7 6.8 8.1 8.0 8.2Al2O322.7 22.723.224.022.8Li2O 4.2 4.4 3.4 3.5 3.7MgO 1.0 1.3 0.8 0.7 0.7ZnO 1.0 0.5 1.5 0.7 0.4CaO 0.3 3.9 0.7 0.7 3.2BaO 3.3 0.6 0.5 4.0 1.1TiO21.8 1.3 1.3 1.5 1.1ZrO21.8 1.2 1.5 1.5 1.2As2O31.7 1.3 2.0Sb2O31.0 0.5 1.4V2O5CoO成核溫度(℃) 720 700 750 750 660結晶溫度(℃) 850 760 860 770 760β-Q β-Q-SS β-Q-SS β-Qβ-Q-SS主晶相和晶粒直徑 0.0070.010 0.001 0.007 0.001β-Sp-SSβ-Eu-SS0.010 0.010基底加熱溫度(℃) 800 500 600 700 500保留時間(分鐘)10 10 10 10 10加熱后平面度(μm) 0.10 0.100.100.100.10成膜期間基底的溫度800 500 600 700 500成膜后平面度(μm) 0.10 0.100.100.100.10表面粗糙度(Ra)1.5 4.5 2.0 1.8 4.8最大表面粗糙度(Rmax) 18 60 30 24 60熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 77 2 6 7
表5例子21 22 23SiO257.8 59.9 55.1P2O57.6 8.7 8.2Al2O322.7 22.7 23.0Li2O3.1 3.1 3.4MgO 0.6 0.6 0.8ZnO 0.3 0.3 0.7Ca0 0.4 0.4 2.0BaO 0.6 0.6 0.7TiO23.8 1.3 1.3ZrO21.1 1.0 4.0As2O3Sb2O32.0 1.4 0.8V2O5CoO成核溫度(℃) 650 680 740結晶溫度(℃) 750 800 940B-Q-SS β-Q-SS β-Q-SS主晶相和晶粒直徑 0.0010.0010.001β-Sp-SS0.010基底加熱溫度(℃) 850 700 900保留時間(分鐘) 10 10 5加熱后平面度(μm)0.10 0.10 0.10成膜期間基底的溫度 800 700 900成膜后平面度(μm)0.05 0.10 0.10表面粗糙度(Ra) 1.5 4.1 2.5最大表面粗糙底(Rmax) 18 58 30熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 540
表6例子24 25 26 27 28SiO255.054.054.030.564.8Al2O318.518.018.020.012.0ZnO 12.012.512.09.0 7.5Mg0 6.0 5.0 7.0 15.011.3TiO26.0 4.5 5.0 3.0 1.7B2O22.5 7.5ZrO21.0P2O51.0SnO2CaO 1.5 12.0SrO 1.7BaO 2.0 1.0La2O3Y2O31.0Gd2O3Ta2O31.0Nb2O5WO3Bi2O3V2O51.0As2O30.5 0.5 0.5 1.0 0.5Sb2O31.0 0.5成核溫度(℃) 690 700 720 650 740結晶溫度(℃) 800 900 850 760 940Ga Ga Ga Ga-SS Ga-SS主晶相和晶粒直徑 0.005 0.007 0.010 0.005 0.007基底加熱溫度(℃) 800 800 600 600 900保留時間(分鐘) 10 10 10 10 5加熱后平面度(μm)0.100.100.100.100.10成膜期間基底的溫度 800 800 600 600 900成膜后平面度(μm)0.100.100.100.100.10表面粗糙度(Ra) 1.5 2.9 2.2 3.8 2.0最大表面粗糙度(Rmax) 25.531 27.342 35熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 49 55 65 70 33
表7例子29 30 31 32 33SiO260.031.555.037.050.0Al2O35.2 34.85.6 8.5 28.2ZnO 10.020.05.3 34.510.0MgO 2.5 4.5 2.0 5.5 1.1TiO213.52.0 11.44.5 1.8B2O30.8ZrO20.5 1.5 0.7P2O52.5 3.8 0.5SnO20.9CaOSrO 5.5BaO 6.0 13.0La2O32.5Y2O3Gd2O31.0 6.9Ta2O5Nb2O50.3WO3Bi2O30.7V2O5As2O30.5Sb2O30.5 0.5 2.0成核溫度(℃) 670 650 650 650 750結晶溫度(℃) 850 750 830 900 800Ga-SS Ga-SS G-SSGa-SS Ga-SS主晶相和晶粒直徑 0.004 0.001 0.001 0.010 0.001基底加熱溫度(℃) 800 700 800 900 800保留時間(分鐘) 10 10 10 5 10加熱后平面度(μm)0.100.100.100.100.10成膜期間基底的溫度 800 700 800 900 800成膜后平面度(μm)0.100.100.100.100.10表面粗糙度(Ra) 4.8 2.0 1.5 5.0 2.0最大表面粗糙度(Rmax) 60 24 21 80 30熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 55 80 60 75 51
表8例子34 35 36 37 38SiO240.0 45.0 49.0 48.557.2Al2O325.0 15.0 17.0 22.525.5ZnO 8.0 15.0 6.9 6.0 8.3MgO 19.5 18.0 3.0 3.1 1.5TiO22.0 1.0 15.0 3.1 1.5B2O39.8ZrO21.7 0.5 1.8P2O51.50.1SnO20.1CaO2.5SrO 0.5BaO 1.3 0.7La2O3Y2O33.0Gd2O30.2Ta2O5Nb2O54.0WO3Bi2O32.7V2O5AsO30.5 2.0 3.5Sb2O30.5 3.0 3.5成核溫度(℃) 700 700 650 650 700結晶溫度(℃) 850 850 750 750 890Ga-SSGa Ga-SSGa-SSGa-SS主晶相和晶粒直徑 0.0010.0010.0010.0500.001Ga-SS0.001基底加熱溫度(℃) 850 850 700 650 850保留時間(分鐘) 10 10 10 10 10加熱后平面度(μm)0.20 0.10 0.10 0.10 0.10成膜期間基底的溫度 800 800 700 700 800成膜后平面度(μm)0.15 0.10 0.10 0.10 0.10表面粗糙度(Ra) 4.0 2.0 4.8 5.0 2.0最大表面粗糙度(Rmax) 70 18 75 85 31熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 66 78 80 48 58
表9例子39 40 41 42 43SiO233.034.8 43.0 38.0 36.0AlO39.5 31.0 10.0 30.0 8.5ZnO 31.528.0 19.5 7.0 25.0MgO 9.5 1.3 1.9 1.7 8.0TiO28.0 1.3 1.5 1.3 1.5B2O3ZrO2P2O35.0 0.8SnO22.0CaO 0.4 19.8SrO20.0BaO 19.5La2O3Y2O31.5Gd2O3TaO53.0 0.5Nb2O5WO3Bi2O3V2O5As2O30.5 2.0 1.0Sb2O30.5 1.5 1.0 1.0成核溫度(℃) 650 650 650 650 660結晶溫度(℃) 750 750 750 780 750Ga-SSGa Ga-SSGa-SSGa-SS主晶相和晶粒直徑 0.0010.0010.1000.0500.001Ga-SS0.001基底加熱溫度(℃) 700 600 600 700 700保留時間(分鐘) 10 10 10 10 10加熱后平面度(μm)0.10 0.10 0.10 0.10 0.10成膜期間基底的溫度 700 600 600 700 700成膜后平面度(μm)0.10 0.10 0.10 0.10 0.10表面粗糙度(Ra) 4.0 1.5 5.0 1.8 2.1最大表面粗糙度(Rmax) 80 18 80 27 28熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 80 80 80 38 78
表10例子44 45 46 47 48SiO232.0 35.0 55.5 35.5 40.2AlO328.0 10.0 12.2 30.5 11.2ZnO 12.0 25.0 6.4 6.1 6.5MgO 4.0 6.2 2.5 1.6 16.0TiO22.0 2.0 1.4 5.0 4.5B2O30.2ZrO2P2O5SnO2CaOSrOBaO3.0La2O319.5Y2O319.6Gd2O319.5Ta2O59.8Nb2O59.5WO30.2 8.0Bi2O37.0V2O5As2O32.53.5 2.1Sb2O31.5 2.5成核溫度(℃) 680 670 700 740 720結晶溫度(℃) 770 760 800 870 880Ga-SSGa-SSGa-SSGa-SSGa-SS主晶相和晶粒直徑 0.0010.0010.0010.0010.001基底加熱溫度(℃) 750 750 800 850 850保留時間(分鐘) 10 10 10 10 10加熱后平面度(μm)0.10 0.10 0.10 0.10 0.10成膜期間基底的溫度 700 800 800 800 800成膜后平面度(μm)0.10 0.10 0.10 0.10 0.10表面粗糙度(Ra) 4.0 2.5 1.0 3.0 2.0最大表面粗糙度(Rmax) 48 38 17 35 28熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 76 37 61 48 51
表11例子4950SiO250.8 52.0Al2O318.0 16.0ZnO 5.8 9.8MgO 2.8 2.0TiO22.2 1.5B2O3ZrO2P2O5SnO2CaOSrO 2.0BaOLa2O3Y2O3Gd2O3Ta2O57.8Nb2O57.4WO39.5Bi2O39.5V2O5As2O31.4Sb2O31.5成核溫度(℃) 710700結晶溫度(℃) 950900主晶相和晶粒直徑 Ga-SS Ga-SS0.001 0.001基底加熱溫度(℃) 900800保留時間(分鐘)5 5加熱后平面度(μm) 0.10 0.10成膜期間基底的溫度900900成膜后平面度(μm) 0.10 0.10表面粗糙度(Ra)3.01.5最大表面粗糙度(Rmax) 40 21熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 80 54
表12對比例12SiO268.0 76.5P2O52.0Al2O313.0 3.8Li2O 8.0 10.5MgO 2.5ZnO 0.5CaOBaOTiO2ZrO26.0As2O30.5Sb2O30.2V2O5CoONa2O 5.0K2O 4.0成核溫度(℃) 540結晶溫度(℃) 740晶相化學回火 二硅酸鋰玻璃 α-石英基底加熱溫度(℃)500 500保留時間(分鐘) 10 10加熱后單面度(μm) 10或以上 10成膜后基底的溫度500 550成膜后平面度(μm) 10或以上 8表面粗糙度(Ra) 7.0 15.0最大表面粗糙度(Rmax)120 280熱膨脹系數(10-7/℃)(-60℃～+600℃) 86 80
為了制造上述例子的玻璃陶瓷基底，包含氧化物、碳酸鹽和硝酸鹽的材料混合并在傳統熔化裝置中于從大約1400℃至大約1500℃范圍的溫度下熔化。攪拌熔化的玻璃使其均勻，隨后形成盤形并退火以提供成形的玻璃。然后，在從650℃至750℃范圍的溫度下該成形的玻璃經過大約1至12小時的熱處理以產生晶核，之后在從750℃至950℃范圍的溫度下其再經過大約1至12小時的熱處理。然后，該玻璃陶瓷與平均晶粒直徑為5μm到30μm范圍的研磨顆粒研磨大約10分鐘至60分鐘，最后用平均晶粒直徑范圍為0.5μm至2μm的氧化鈰拋光大約30分鐘至60分鐘。
正如表1-11所示，本發明的玻璃陶瓷具有優良的平面度，其生長晶體的晶粒直徑為0.001μm至0.10μm，拋光后表面相糙度Ra的范圍是LA至5A，最大粗糙度Rmax為等于或低于50A。
本發明玻璃陶瓷的晶相是一個或多個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·Al2O3·2SiO2，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O)以及β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O)，或者鋅光晶石(ZnAl2O3)和/或鋅光晶石固溶體(ZnAl2O3固溶體)。
加熱試驗后基底的平面度在所有的例子中都是等于或低于0.1μm，其滿足希望的平面度(即等于或低于5μm，優選為等于或低于3μm，最佳在等于或低于1μm)。即使當基底加熱到500℃或以上時，基底的平面度仍保持在希望的平面度(5μm或以下，優選3μm或以下，最佳為1μm或以下)。即使當它們被加熱到600℃達10分鐘，700℃達10分鐘以及800℃達10分鐘，某些例子仍展示出它們保持了希望的平面度。
在形成磁性膜中，采用下列工藝以在基底上形成垂直磁記錄介質的膜。
首先在真空蒸發裝置中用1.2×10-7托的真空度通過旋轉基底(24rpm)將鉑作為初始層沉積在基底上，厚度為30nm。然后，通過使用RF磁控濺射裝置將BaFe12O19膜作為磁性膜形成厚度達250nm。形成該磁性膜的條件是目標通過烘燒形成BaFe12O19總氣體壓力2×10-4托部分氣體壓力Xe∶Ar∶O2=50∶49∶1
基底溫度600,700,800℃(對比例中為500,550℃)成膜期間基底轉數24rpmRF功率密度10.2W/cm2退火(僅是例子1,24和25):800℃,10分鐘正如上述，根據本發明的玻璃陶瓷基底具有優良的抗熱特性，因此，當由氧化物(一般為鐵酸鋇)做成的垂直磁性膜在基底被加熱到500℃或以上的高溫條件下形成在基底上時，成膜之后垂直磁記錄介質的平面度保持在希望的范圍(即5μm或以下，優選3μm或以下以及最佳1μm或以下)。
在成膜工藝中，除了本發明實施例所用的裝置之外，能夠生產出垂直磁性膜的任何其它裝置，例如真空蒸發裝置，離子鍍裝置，離子束濺射裝置，MBE裝置，使用PVD方法的裝置。使用CVD方法的裝置和使用等離子體的裝置都可以采用。
通過本發明的上述例子獲得的熱膨脹系數是在從2×10-7至65×10-7的優選范圍內。
相反，如表12所示，由于在高溫下成膜期間的熱變形，現有技術的化學回火玻璃具有拋光后大的最大表面粗糙度Rmax和基底的大量拐度(5μm)，其引起濺射期間的變形，而且，在形成優良膜中具有困難，原因是玻璃中包含的Na2O成分的離子在垂直磁性膜形成期間擴散入磁性膜。發現現有技術的玻璃陶瓷在拋光后具有大的表面粗糙度(Ra)和最大表面粗糙度(Rmax)，而且，類似于化學回火玻璃，其在濺射期間具有K2O成分的離子擴散到磁性膜中。
權利要求
1.一種磁信息記錄介質的玻璃陶瓷基底，在該基底加熱到500℃，保持5分鐘然后冷卻之后的狀態中，其具有5μm或低于5μm的平面度。
2.根據權利要求1的玻璃陶瓷基底，在從-50℃+600℃的溫度范圍內具有從-10×10-7/℃至+80×10-7/℃范圍內的熱膨脹系數。
3.根據權利要求1或2的玻璃陶瓷基底，拋光后具有從1_至5_范圍內的表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)以及拋光后等于或低于100_的Rmax(最大粗糙度)。
4.根據權利要求1-3任何一個的玻璃陶瓷基底，其中其生長的晶相的晶粒具有從0.001μm至0.10μm范圍內的直徑。
5.根據權利要求1-4任何一個的玻璃陶瓷基底，其作為主晶相或各晶相包含選自由β-石英(β-SiO2),β-石英固溶體(β-SiO2固溶體)，β-鋰輝石(β-Li2O3·Al2O2·SiO2),β-鋰輝石固溶體(β-Li2O·Al2O3·SiO2固溶體)，β-鋰霞石(β-Li2O·Al2O3·2SiO2，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O3)和β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O)構成的類中的晶相。
6.根據權利要求1-4任何一個的玻璃陶瓷基底，其作為主晶相包含鋅光晶石(ZnAl2O3)和/或鋅光晶石固溶體(ZnAl2O3固溶體)。
7.根據權利要求1-6任何一個的玻璃陶瓷基底，其沒有PbO,Na2O和K2O。
8.根據權利要求1-5和7任何一個的玻璃陶瓷基底，提供有加熱處理基底玻璃，該基底玻璃具有按重量百分比構成的組分SiO250-62％P2O55-10％Al2O322-26％Li2O+MgO+ZnO 4-6.5％其中Li2O 3-5％MgO 0.5-2％ZnO 0.2-2％CaO+BaO 0.8-5％其中CaO 0.3-4％BaO 0.5-4％TiO21-4％ZrO21-4％As2O3+Sb2O30-4％基本上沒有PbO,Na2O和K2O，所述玻璃陶瓷基底包含，作為主晶相或各晶相，一個或多個選自由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·Al2O3·2SiO2，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O)β-鋰霞石固溶體(β-Li2O·Al2O3·2SiO2固溶體，一部分能夠被MgO和/或ZnO代替的Li2O)構成的類中的晶相。
9.根據權利要求1-4,6和7任何一個的玻璃陶瓷基底，提供有加熱處理基底玻璃，該基底玻璃具有按重量百分比構成的成分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％ZrO2+P2O5+SnO20-7％其中ZrO20-少于2％P2O50-5％SnO20-2％As2O3+Sb2O30-4％基本上沒有PbO,Na2O和K2O，所述玻璃陶瓷基底作為主晶相包含鋅光晶石(ZnAl2O3)和/或鋅光晶石固溶體(ZnAl2O3)。
10.根據權利要求1-5,7和8任何一個的玻璃陶瓷基底，提供有熔化玻璃材料，形成熔化的玻璃，在從650℃至750℃范圍的成核溫度以及在從750℃至950℃范圍內的結晶溫度下退火形成的玻璃和加熱處理形成的玻璃，所述玻璃陶瓷基底在從-50℃至+600℃的溫度范圍內具有-10×10-7/℃至+20×10-7/℃范圍內的熱膨脹系數。
11.根據權利要求1-4,6,7和9任何一個的玻璃陶瓷基底，提供有熔化玻璃材料，形成熔化的玻璃，在從650℃至750℃范圍內的成核溫度和從750℃至950℃范圍內的結晶溫度下退火形成的玻璃和加熱處理形成的玻璃，所述玻璃陶瓷基底在從-50℃至+600℃的溫度范圍內具有從+35×10-7/℃至+80×10-7/℃范圍內的熱膨脹系數。
12.一種磁信息記錄盤，提供有在按權利要求1-11任何一個定義的玻璃陶瓷基底上形成磁性膜，其狀態是該玻璃陶瓷基底被加熱到從500℃至900℃范圍內的溫度，并且如果需要退火該玻璃陶瓷基底，所述磁信息記錄盤具有等于或低于5μm的平面度。
全文摘要
一種用于磁信息記錄介質的玻璃陶瓷基底，作為主晶相或各晶相，其包含一個或多個選自β－石英(β－SiO
文檔編號C03C10/02GK1237546SQ99105838
公開日1999年12月8日 申請日期1999年3月3日 優先權日1998年3月3日
發明者后藤直雪, 中島耕介 申請人:株式會社小原