微晶玻璃硬盘基板的研究

摘要

随着计算机技术朝小型化、高性能化飞速发展,同时应用软件和数掘量的不断增大,必然要求硬盘具有更大的容量和更好的性能.硬盘主要由盘片和磁头两部分组成.盘片主要包括:基板、磁性层和保护性衬层三个部分.在硬盘工作时,盘片受到各种作用力,且这些作用力主要由基板来承受.纵观近年来硬盘的发展趋势,硬盘正朝着更高的容量、更快的速度、更小的体积快速发展,要求基板材料具有更好的力学性能和平整的表面,原先的NiP/Al基板已经无法适应这一变化.在所有的基板材料当中,微品玻璃是最有希望用作硬盘基板的.其中以MgO-Al<,2>O<,3>-SiO<,2>系微晶玻璃性能最为优越.因此,对MAS系统微品玻璃进行深入的研究具有重要的意义.该文以MAS系统微晶玻璃为研究对象,运用XRD、SEM、IR等微观结构测试方法,结合微晶玻璃力学性能、热膨胀系数等,研究其组成、热处理制度、微观结构和性能四者之间的相互联系和影响,通过实验确定合理的组成和热处理制度,制备具有较高力学性能和合理品相组成的微晶玻璃.首先,研究微晶玻璃中MgO和Al<,2>O<,3>含量的改变对微晶玻璃微观结构和力学性能的影响,结果表明:对于MgO/Al<,2>O<,3><1的组成来说,微晶玻璃具有较高的力学性能和较合理的微观结构.在MgO/Al<,2>O<,3><1的组成里,随着Al<,2>O<,3>含量的升高,微晶玻璃的力学性能逐渐增强.接着,对热处理制度进行较深入的研究,分析热处理制度的改变对微品玻璃的品相、力学性能、Si和Ti的价态基团、化学稳定性和晶体颗粒度的影响.结果表明:随着晶化温度的升高,[Si-0]键的不饱和程度进一步增加,残余玻璃相中的钛离子逐渐减少,化学稳定性也随着增强.最后,对TiO<,2>和TiO<,2>+ZrO<,2>进行深入研究,对比TiO<,2>晶核剂和TiO<,2>+ZrO<,2>复合晶核剂对微晶玻璃性能的影响.结果表明:随着复合晶核剂的引入,微晶玻璃的析晶活化能由277.1 KJ/mol降低为207.8KJ/mol,同时降低微品玻璃的初始析晶温度.

目录

文摘

英文文摘

绪论

第一章硬盘基板的研究背景和研究现状

1.1、计算机硬盘的发展趋势

1.2、硬盘基板的作用

1.3、基板材料的研究进展

1.3.1、Al合金基板

1.3.2、玻璃基板的研究

1.3.3、微晶玻璃基板的研究

1.4、各类基板材料的比较

1.5本课题的提出、研究目的和意义

第二章MgO-Al2O3-SiO系微晶玻璃

2.1堇青石的结构

2.2 MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的制备方法

2.3本课题的研究方法

第三章实验

3.1实验流程图

3.2微晶玻璃样品的制备

3.2.1微晶玻璃组成的设计

3.2.2均匀玻璃的制备

3.2.3差热分析(Differential thermal analysis)

3.2.4微晶玻璃的制备

3.3微晶玻璃的微观测试

3.3.1 X射线衍射定性分析(X-ray diffraction in qualitative)

3.3.2扫描电子显微镜分析(Scanning electron microscopy)

3.3.3红外吸收光谱(FIIR absorption spectra)

3.4微晶玻璃力学性能的测定

3.5微晶玻璃化学稳定性测试

第四章MgO/Al2O3对微晶玻璃的影响

4.1 MgO/Al2O3比对微晶玻璃晶化的影响

4.2 MgO/Al2O3比对微晶玻璃主晶相的影响

4.3 MgO/Al2O3比对微晶玻璃微观结构的影响

4.4 MgO/Al2O3对微晶玻璃力学性能的影响

4.5 Al2O3对微晶玻璃力学性能的影响

4.6本章小结

第五章热处理制度对微晶玻璃力学性能的影响

5.1前言

5.2微晶玻璃的组成

5.3微晶玻璃热处理制度的分析

5.4微晶玻璃的制备

5.5微晶玻璃的析晶过程

5.6微晶玻璃的显微结构

5.7微晶玻璃的红外分析

5.8微晶玻璃的力学性能及分析

5.9热处理制度对微晶玻璃化学稳定性的分析

5.10本章小结

第六章晶核剂对微晶玻璃晶化行为的影响

6.1前言

6.2 TiO2对MAS系微晶玻璃的影响

6.2.1 TiO2作为晶核剂的机理

6.2.2 TiO2的添加量对微晶玻璃结构和性能的影响

6.3复合晶核剂对MAS系微晶玻璃性能的影响

6.4本章小结

结论

展望

参考文献

致 谢

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