高性能硬盘用纳米相微晶玻璃基片研究

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1、摘要计算机技术和信息技术的迅速发展，促使硬盘向高速度、大容量方向发展，从而对硬盘基片材料提出更多更高的要求。纳米微晶玻璃具有高强度，高硬度和高表面平整度等优越性能，非常适合用作高性能硬盘基片材料。本文主要研究了纳米微晶玻璃基片材料的制备及其性能表征。主要的工作有：1)在Ll如一MgO—A1。0。一SiO。系统中以TiO。为晶核剂，制各了主晶相为尖晶石的纳米微晶玻璃：研究探讨了TiO。含量、晶化热处理制度对结构与性能的影响，结果表明：足够的TJ02和合适的晶化湿度是获得纳米尖晶石相的关键。当TiO：含量为10％，晶化热处理制度为620℃／2hrs+720℃／3hr

2、s时，可以获得晶粒尺寸约为40hm的纳米尖晶石微晶玻璃。性能测试表明该微晶玻璃适合用作高性能硬盘基片。2)在Li。O～A1：0。一Si02系统中以ZrO。为晶核剂，制备了主晶相为B一石英的纳米微晶玻璃；研究探讨论了纳米微晶玻璃的制备工艺，性能与结构关系，在ZrO，含量为4％，晶化热处理制度为670℃／4hrs+770。C／4hrs条件下，可以获得晶粒尺寸约为35nm的纳米p一石英微晶玻璃。该微晶玻璃满足高性能硬盘基片对材料的性能要求。3)较系统地探讨了TJ02及TiO。+ZrO,复合晶化剂的晶化机理。玻璃中发生大量微分相为纳米微晶的成核与生长提供了非常便利的条件

3、，并为纳米微晶生长提供了模板剂作用，是获得纳米微晶的重要影响因素；复合晶化剂可以提高晶化效率，降低晶化剂用量。关键词：纳米相微晶玻璃硬盘基片晶化剂ABSTRACTTherapiddevelopmentofcomputerandinformationtechnologydemandsmorefromhard—disk，whosequalityisaffecteddirectlybytheperformanceofthehard—disksubstrateNano—phaseglass-ceramicsisoneofthemostsuitablematerialst

4、obeusedassubstratesfortheirexcellentcharacteristicsuchashighmechanicalstrength，highrigidityandhighsurfacesmoothnessThisworkmainlydiscussedthefabricationofmano—phaseglass—ceramicsfromLi20一MgO-A1203·Si02andLi20·A120a—Si02systemsMainworkincludes：1)Thispaperstudiestheeffectofdifferentamo

5、untofTi02onthefabricationofllano—crystallinespinelglass-ceramicsfromtheLi20一MgO—A1203-Si02systembymeansofDSC，XRDandTEM．AnditisfoundthataddingenoughTi02(nolessthan7．5嘲topromotephaseseparationisthekeytoobtainnano·crystals．Theinfluenceofheattreatmentonnanophaseisalsodiscussed．Experiment

6、resultsshowthatglass-ceramicswithuniformlydispersedspinelcrystalsabout40nminsizecanbeproducedwhenTi02contentis10％andwhensuchglassesareheat-treatedunderappropriateconditions．Theglass-ceramicsaresuitableforsubstratesofhigh-performancehard-disksaccordingtothetestofcharacteristic．2)Nanoc

7、rystalline[?,-quartzglass-ceramicsareproducedfromtheLi20-MgO-A1203一Si02systemusingZr02asnucleatingagentsAddingZr02by4％．glass—ceramicswithuniformlydispersed[：)-quartzcrystalsabout35nminsizecallbeobtainedafter4hours’nucleationat670"Cand4hours’crystallizationat760"C．Suchglass—ceramicsar

8、ealsosuitabl