DE10102296C1

DE10102296C1 - Gläser mit hohem spezifischen Elastizitätsmodul und deren Verwendung

Info

Publication number: DE10102296C1
Application number: DE2001102296
Authority: DE
Inventors: Silke Wolff; Peter Brix; Monika Gierke; Paul Kisl
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-02-21
Anticipated expiration: 2021-01-20

Abstract

Die Erfindung betrifft Gläser mit hohem spezifischen Elastizitätsmodul mit einer Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) SiO¶2¶ 5-20, B¶2¶O¶3¶ 30-60, Al¶2¶O¶3¶ 0-12, Li¶2¶O 0-8, Na¶2¶O 1-10, K¶2¶O 0-8, MgO 0-15, CaO 15-35, SrO 0-5, BaO 0-5, TiO¶2¶ 0-20, ZrO¶2¶ 0-10, La¶2¶O¶3¶ 1-30, V¶2¶O¶5¶ 0,5-10, die hervorragend geeignet sind für die Herstellung von Festplattensubstraten.

Description

Gegenstand der Erfindung sind Gläser mit hohem spezifischen Elastizitätsmo dul sowie deren Verwendung.

Glas ist für die Verwendung als Substrat für Datenträger (Festplatten) gegen über Metallen wie Aluminium oder Metallegierungen u. a. von Vorteil wegen seiner Planarität und seiner geringen Oberflächenrauhigkeit. Glas als der ho mogenste Werkstoff bietet die Möglichkeit, die Oberfläche von Glaskörpern sehr glatt (smooth) zu polieren. Auch der Produktionsprozeß von Glassub straten ist, verglichen mit dem von Aluminiumsubstraten, schneller und weni ger aufwendig. Zudem ist Glas ein sehr variabler Werkstoff, dessen chemische und physikalische Eigenschaften über seine konkrete Zusammensetzung in gewissen Grenzen variierbar sind und an spezielle Anforderungen angepaßt werden können.

Mit der für die Zukunft vorgesehene Erhöhung der Umdrehungszahlen von Festplatten steigen die Anforderungen an die mechanische Stabilität von Glä sern als Festplattensubstrate:

Die Entwicklung auf dem Festplatten-Markt geht hin zu Datenträgern mit höhe ren Kapazitäten und größeren Datentransferraten bei gleich bleibenden oder gar geringer werdenden Abmessungen des Datenträgers. Höhere Daten transferraten bedingen eine höhere Rotationsgeschwindigkeit der Festplatte im Laufwerk. Die Kapazität kann bei gleichbleibenden Abmessungen nur durch eine höhere Spurdichte auf der Festplatte oder durch eine Erhöhung der Zahl an Festplatten im Laufwerk gesteigert werden. Eine Erhöhung der Rotations geschwindigkeit verursacht aber ein stärkeres Flattern der Festplattenaußen ränder, was wiederum die gewünschte höhere Spurdichte, also einen kleineren Spurabstand und auch ein engeres Stapeln von Festplatten im Laufwerk un möglich macht. Aufgrund dieser Flatterbewegung kann auch die Flug- bzw. Gleithöhe des Schreib-Lese-Kopfes über der Festplatte nicht so gesenkt wer den, wie es für eine Erhöhung der Lese-/Schreibgeschwindigkeit und der In formationsdichte erwünscht wäre.

Daher benötigen die Festplatten eine hohe Formstabilität, d. h. sie sollen an ih ren Außenrändern eine möglichst geringe zeitabhängige Auslenkung zeigen. Die maximale Auslenkung (disc flutter) W wird durch folgende Formel be schrieben:

mit:
ρ = Dichte
r_A = Außendurchmesser der Festplatte
E = Elastizitätsmodul
d = Dicke der Festplatte
f(ν) geometriespezifischer Parameter

Daraus ergeben sich die Hauptforderungen an neue Materialien für Festplat ten:

Mit einem hohen Elastizitätsmodul E und/oder einer geringen Dichte ρ kann bei gleichbleibender Geometrie (r_A, d const.) die maximale Auslenkung W ge senkt werden. Üblicherweise wird der Quotient dieser beiden Parameter E/ρ als spezifischer Elastizitätsmodul bezeichnet. Er soll einen möglichst hohen Wert annehmen.

Für die gewünschte geringe Flughöhe dürfen die Festplattensubstrate nur eine geringe Oberflächenrauhigkeit aufweisen. Daher müssen die Oberflächen von als Festplattensubstrate geeigneten Gläsern ausreichend glatt (smooth) po lierbar sein.

Bei einem möglicherweise dennoch auftretenden Aufsetzen des Schreib-/Le sekopfes soll das Festplattensubstrat möglichst nicht zu Bruch gehen, im Falle eines Bruches jedoch in kleine Krümel zerfallen. Das gewünschte Bruchver halten kann bei Gläsern durch das Aufbringen einer Oberflächenvorspannung erreicht werden. Da die Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit durch thermisches Vorspannen erst bei einer Mindestdicke von 3 mm möglich ist, müssen Gläser für die Herstellung von Festplattensubstraten chemisch, d. h. durch Ionenaustausch, vorspannbar sein.

Eine weitere Anforderung an von als Festplattensubstraten geeigneten Glä sern ist ihr thermisches Ausdehnungsverhalten, das sich nicht zu sehr von dem der verwendeten Klemm- und Spindelmaterialien des Laufwerks (i. a. ein Metall mit thermischem Ausdehnungskoeffizienten α_20/300 ≧ 12 × 10^-6/K) unter scheiden soll, um Spannungen zu vermeiden.

Die Gläser sollen kostengünstig produzierbar sein. Eine maßgebliche Viskosi tätseigenschaft der Gläser ist ihre "Länge". Die Gläser müssen eine ausrei chende "Länge" besitzen. Dieser Begriff bezieht sich auf das Tempera tur/Viskositätsverhalten und bedeutet, daß die Viskosität mit fallender Tempe ratur (z. B. während der Heißformgebung) nur langsam ansteigt, damit die Einspeiszeit ausreichend lang sein kann.

Die für die Verwendung als Festplattensubstrate bekannten Gläser sind meist hoch SiO₂-haltige Aluminosilicatgläser, die durch ihre hohen SiO₂-Anteil und gegebenenfalls hohen Al₂O₃-Anteil keine guten Schmelzeigenschaften aufwei sen. Als hoch SiO₂-haltiges Beispiel sei die chemisch verstärkbare Glaszu sammensetzung für Substrate zur Informationsaufzeichnung aus der DE 42 06 268 A1 mit 62-75 Gew.-% SiO₂ genannt.

Auch die anderen bekannten Gläser erfüllen nicht gleichzeitig alle Anforderun gen, die an Materialien für Festplatten, insbesondere für Festplatten mit hohen Umdrehungszahlen gestellt werden, sondern weisen die verschiedensten Nachteile auf:
In EP 858 974 A1 wird die Bedeutung des hohen E-Moduls für Festplatten- Substrate hervorgehoben. Die dort genannten Glasgruppen weisen sehr hohe Transformationstemperaturen auf und sind aufgrund ihrer Zusammensetzung, insbesondere ihrer B₂O₃-Freiheit bzw. ihres geringen fakultativen B₂O₃- Gehaltes, schlecht schmelz- und verarbeitbar. Auch WO 96/11888 beschreibt Glassubstrate für Aufzeichnungsmedien, die nur fakultativ und auch nur gerin ge Anteile B₂O₃ enthalten und daher schlecht schmelzbar sind.

JP 63-222040 A beschreibt Borosilicatgläser mit zahlreichen fakultativen Kom ponenten für die Verwendung als Ultraschallverzögerungsleiter. Ihre Zusam mensetzungen können über einen sehr weiten Bereich variieren. Sie sind V₂O₅-frei, und beispielsweise die Alkalioxide, die Erdalkalioxide, und La₂O₃ sind nur fakultative Bestandteile. Die Schrift gibt keine Hinweise, welche Zusam mensetzung ein Glas besitzen muß, um gut vorspannbar zu sein und gleich zeitig einen hohen spezifischen E-Modul zu besitzen.

Ähnliches gilt für die Gläser für optische Bauelemente aus der DE-AS 12 59 027, die dem Glassystem B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃-CaO angehören und teilweise sehr hohe Al₂O₃-Anteile aufweisen, und für die Brillengläser der DE-OS 28 09 409. Mit nur in geringen Mengen und nur fakultativ vorhandenen Alkalioxiden sind die Gläser nicht bzw. schlecht, vorspannbar. Mit La₂O₃ als nur fakultativer Komponente und ohne V₂O₅ werden sie auch keine für Festplattensubstrate ausreichend hohen E-Moduln aufweisen.

Auch die optischen Boratgläser der Patentschrift US 3,081,178, deren Be standteile in weiten Bereichen variieren können, sind vanadiumfrei. Weiter sind sie alkalifrei. Die Gläser weisen Abbezahlen < 47 und Brechungsindices n_e < 1,7 auf. Auch die optischen Gläser der Offenlegungsschrift DE 27 15 894, die alkalifrei und vanadiumfrei sind, weisen hohe Brechwerte (n_d < 1,7) auf.

Auch in der JP 3-93645 A werden optische vanadiumfreie Gläser beschrieben. Sie enthalten sehr hohe Anteile an BaO (6-45 Gew.-%), wodurch sie einen niedrigen Elastizitätsmodul aufweisen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, Gläser zu finden, die einen hohen spezifischen Elastizitätsmodul, sich ergebend durch einen hohen E-Modul und eine geringe Dichte, und einen relativ hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besit zen, die gut schmelzbar und chemisch vorspannbar sind und die gute Oberflä cheneigenschaften aufweisen.

Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 beschriebenen Gläser gelöst. Verwendungen der Gläser sind in den Patentansprüchen 12 und 13 beschrie ben.

Die Gläser enthalten hohe Anteile an B₂O₃, nämlich 30-60 Gew.-%, um die für die Heißformgebung erforderliche niedrige Viskosität in Verarbeitungstem peraturbereich zu gewährleisten. Bei noch höheren Gehalten würde die che mische Beständigkeit zu sehr verschlechtert und wären nicht genug E-Modul hebende Komponenten vorhanden.

Zu ihrer Stabilisierung enthalten die Gläser weitere Glasbildner, nämlich 5-20 Gew.-%, bevorzugt 5-17 Gew.-%, besonders bevorzugt 5-13 Gew.-% SiO₂ und fakultativ bis zu 12 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 8 Gew.-% Al₂O₃. Durch Variation dieser drei Glasbildner in den genannten Grenzen kann das Temperatur-/Viskositätsprofil variiert werden.

CaO und fakultativ auch MgO sind wesentliche E-Modul-Träger in den Glä sern. Sie liegen in der Summe mit bis zu 50 Gew.-% mit Einzelanteilen von 15 -35 Gew.-% CaO und 0-15 Gew.-% MgO vor.

Da die beiden Komponenten jedoch in hohen Konzentrationen die Entgla sungsneigung der Gläser erhöhen, beträgt ihre Summe in bevorzugten Aus führungen 15 bis 40 Gew.-% und in besonders bevorzugten Ausführungen bis 35 Gew.-%. Besonders bevorzugt ist eine Summe von wenigstens 18 Gew.-%. Besonders bevorzugt sind CaO-Gehalte von 18-30 Gew.-% und MgO- Gehalte von 0-10 Gew.-%, insbesondere bei einer Summe von bis zu 35 Gew.-%.

Auch La₂O₃, das mit 1 bis 30 Gew.-% in den Gläsern vorhanden ist, dient der E-Modul-Steigerung. Auch bei dieser Komponente würden höhere Gehalte die Entglasungsneigung zu sehr erhöhen. Um der Entglasungsneigung entgegen zu wirken, können die Gläser bis zu 5 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 2 Gew.-% BaO und bis zu 5 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 2 Gew.-% SrO enthalten. Da diese Komponenten jedoch wiederum den E-Modul herabsetzen, ist die Summe aus BaO und SrO vorzugsweise auf 5 Gew.-%, insbesondere auf < 5 Gew.-% beschränkt.

Weiter können die Gläser bis zu 20 Gew.-%, bevorzugt bis zu 17 Gew.-%, be sonders bevorzugt bis zu 15 Gew.-% TiO₂ und bis zu 10 Gew.-%, bevorzugt bis zu 8 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 5 Gew.-% ZrO₂ enthalten. Beide Komponenten erhöhen den E-Modul, jedoch auch die Kristallisationsneigung, daher ist ihr Maximalgehalt in bevorzugten Ausführungen auf bis zu 25 Gew.- % in der Summe, in besonders bevorzugten Ausführungsformen auf bis zu 20 Gew.-% in der Summe beschränkt.

Aus denselben Gründen ist die Summe aus La₂O₃, TiO₂ und ZrO₂ in bevor zugten Ausführungen auf maximal 48 Gew.-%, in besonders bevorzugten Ausführungen auf maximal 45 Gew.-% beschränkt. Um einen hohen E-Modul zu erzielen, beträgt die Summe aus diesen drei Komponenten in bevorzugten Ausführungen wenistens 10 Gew.-%, in besonders bevorzugten Ausführungen wenigstens 11 Gew.-%.

Erfindungswesentlich ist die Komponente V₂O₅, die mit 0,5 bis 10 Gew.-% in der erfindungsgemäßen Gläsern vorhanden ist. V₂O₅ steigert den E-Modul der Gläser und verbessert die Kristallisationsstabilität. Außerdem färbt es die Glä ser ein, was für die Anwendung einer Oberflächenqualitätsprüfeinrichtung auf die Substrate von Vorteil ist, was jedoch bei zu höhen Gehalten zu Wärme transportproblemen bei der Heißformgebung führen kann. Daher ist der Anteil an V₂O₅ auf dem genannten Maximalwert beschränkt. Bevorzugt beträgt der Höchstgehalt 8 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 Gew.-%.

Vorzugsweise beträgt die Summe aus MgO, CaO, TiO₂, ZrO₂, La₂O₃ und V₂O₅ zwischen 22 und 60 Gew.-%. So ergibt sich ein hoher E-Modul bei gleichzeitig niedriger Kristalisationsneigung und guter Schmelzbarkeit. Besonders bevor zugt ist eine Summe zwischen 25 und 55 Gew.-%.

Festplatten-Substrate mit herabgesetzter Transmission, z. B. durch farbge bende Mittel im Material, haben den Vorteil, daß sie eine verringerte Durchläs sigkeit für das Prüflicht einer Oberflächenqualitätsprüfeinrichtung aufweisen, die Fehler an der Oberfläche und nicht im Volumen detektieren soll. Daher können die Gläser zusätzlich zum erfindungsgemäß vorhandenen V₂O₅-Anteil bis zu insgesamt 8 Gew.-% eines oder mehrerer der farbgebenden Oxide aus der Gruppe der Elemente Fe, Ni, Cr, Co, Cu, Mn enthalten.

Zur Läuterung können dem Glas übliche Läutermittel wie As₂O₃, Sb₂O₃, NaCl zugesetzt werden, die dann in üblichen Mengen, d. h. je nach Menge und ver wendetem Typ des Läutermittels in Mengen von 0,05 Gew.-% bis 1 Gew.-% im Produkt anzutreffen sind.

Vorzugsweise wird auf das Läutermittel As₂O₃ verzichtet, d. h. das Glas ist bis auf unvermeidliche Verunreinigungen frei von Arsenoxid, da die erfindungs gemäßen Gläser möglichst frei von umweltbedenklichen Komponenten sein sollen. Aus diesem Grund ist es auch von Vorteil, daß die Gläser kein PbO enthalten.

Die Gläser können neben dem erfindungsgemäß vorhandenen La₂O₃ noch weitere laseraktive Komponenten enthalten, die die Lasertexturierung der Substratoberfläche vor der Beschichtung ermöglichen. So können sie bis zu insgesamt 7 Gew.-% an Oxiden eines oder mehrerer Elemente aus der Grup pe Ga, Ge, Y, Nb, Mo, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Hf, Ta enthal ten. Vorzugsweise werden diese Komponenten dann eingesetzt, wenn der La₂O₃-Gehalt < 8 Gew.-% ist, und zwar vorzugsweise in solchen Anteilen, daß ihre Summe + La₂O₃ ≦ 8 Gew.-% beträgt.

Die Gläser enthalten neben 1-10 Gew.-% Na₂O fakultativ bis zu 8 Gew.-% Li₂O und bis zu 8 Gew.-% K₂O. In bevorzugten Ausführungsformen enthalten die Gläser 1-15 Gew.-% und in besonders bevorzugten 1-10 Gew.-% der Alkalioxide in Summe. Besonders bevorzugt sind folgende Gehalte der Einzel komponenten: 2-8 Gew.-% Na₂O, 0-5 Gew.-% Li₂O, 0-5 Gew.-% K₂O, wobei eine Summe an Alkalioxiden zwischen 2 und 12 Gew.-% besonders be vorzugt ist. Ganz besonders bevorzugt ist das Vorhandensein von wenigstens 4 Gew.-%, insbesondere von mehr als 4 Gew.-% an Alkalioxiden. Ganz be sonders bevorzugt ist das Vorhandensein von höchstens 10 Gew.-%. Das oder die Alkalioxide ermöglichen das Vorspannen der Gläser durch Alkaliionenaus tausch. Der Gehalt an Alkalioxiden soll auf die genannten Maximalwerte be schränkt sein, da ansonsten die Komponenten den E-Modul senken und die chemische Beständigkeit verschlechtern würden.

Die erfindungsgemäßen Gläser sind durch Ionenaustausch von Alkaliionen unterhalb der Transformationstemperatur T_g gut chemisch vorspannbar. Der I onenaustausch von Na⁺-Ionen und ggf. zusätzlich Li⁺-Ionen gegen K⁺ und/oder Na⁺ kann auf bekannte Weise durch Einbringen der Glaskörper in Schmelzen (Salzbädern) von eher niedrigschmelzenden Kalium- und/oder Natriumsalzen, z. B. ihre Nitrate, oder auch durch Aufbringen von Pasten von eher höher schmelzenden Kalium- und/oder Natriumsalzen, z. B. ihre Sulfate, auf die O berfläche des Körpers stattfinden. Das Bad oder die Paste kann auch Anteile von Li-Salzen enthalten. Einwirkzeiten und -temperaturen entsprechen den üb lichen, von der jeweiligen Zusammensetzung abhängenden Bedingungen bei diesen bekannten Ionenaustauschverfahren unterhalb der Transformations temperatur Tg, d. h. Zeiten zwischen 0,5 h und 16 h, vorzugsweise zwischen 0,5 h und 8 h, und Temperaturen zwischen Tg -80 K und Tg -20 K, vor zugsweise zwischen Tg -50 K und Tg -30 K, wobei niedrigere Temperaturen höhere Verweilzeiten erforderlich machen. Daher ist, verglichen mit dem che mischen Vorspannen in Salzbädern, der bei vergleichsweise höheren Tempe raturen und näher an Tg durchgeführte Austausch mittels Salzpasten i. a. mit kürzeren Austauschzeiten möglich. Durch den Ionenaustausch werden Ionenaustauschprofiltiefen < 15 µm erreicht und Vorspannungen σ < 50 MPa erhal ten.

Besonders tiefgehende Austauschprofile bei nicht zu hohen Vorspannungen - zu hohe Vorspannungen, d. h. Vorspannungen < 500 MPa, könnten zur Selbstzerstörung der Substrate führen - werden erreicht durch einen über das Maximum der Vorspannung hinaus verlängerten Austausch, so daß ein noch tiefgreifender Austausch erfolgt, die Spannungswerte jedoch durch Relaxation schon wieder sinken.

Folgender Zusammensetzungsbereich (in Gew.-% auf Oxidbasis) beinhaltet bevorzugte Gläser, die die geforderten Eigenschaften besonders vorteilhaft vereinen: SiO₂ 5-17, vorzugsweise 5-13, B₂O₃ 30-60, Al₂O₃ 0-10, vor zugsweise 0-8, Li₂O 0-8, vorzugsweise 0-5, Na₂O 1-10, vorzugsweise 2- 8, K₂O 0-8, vorzugsweise 0-5, mit ΣR₂O 1-10, vorzugsweise 2-10, MgO 0-15, vorzugsweise 0-10, CaO 15-35, vorzugsweise 18-30, mit CaO + MgO 15-35, vorzugsweise 18-35, SrO 0-5, vorzugsweise 0-2, BaO 0-5, vorzugsweise 0-2, TiO₂ 0-17, vorzugsweise 0-15, ZrO₂ 0-8, vorzugsweise 0-5, mit TiO₂ + ZrO₂ 0-20, La₂O₃ 1-30, V₂O₅ 0,5-8, vorzugsweise 0,5-5, mit MgO + CaO + TiO₂ + ZrO₂ + La₂O₃ + V₂O₅ 25-55.

Ausführungsbeispiele

In der Tabelle 1 sind 17 Beispiele erfindungsgemäßer Gläser angegeben. Die Tabelle enthält ihre Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) sowie An gaben zu wesentlichen Eigenschaften. Zur Herstellung werden übliche Roh stoffe verwendet. Das Gemenge wird bei ca. 1300°C in einem kontinuierlichen Schmelzaggregat eingeschmolzen, danach geläutert und homogenisiert. Bei einer Gußtemperatur von etwa 1200°C wird das Glas gegossen und dann ge kühlt. Aus den entstandenen Gußblöcken werden auf herkömmliche Weise runde Scheiben hergestellt, die die Form und die Abmessungen von Festplat ten-Substraten besitzen, d. h. einen Außendurchmesser von 65,0 mm und ei ne Dicke von 0,635 mm aufweisen und ein konzentrisches Innenloch mit ei nem Durchmesser von 20,00 mm besitzen.

Der thermische Ausdehnungskoeffizient α_20/300 der Gläser beträgt < 6,0 × 10^-6/K und < 10,0 × 10^-6/K und liegt damit ausreichend nah an dem des Spindelmate rials, das die Festplatten im Laufwerk trägt. Neben der Transformationstempe ratur Tg [°C] der Gläser und α_20/300 [10^-6/K] enthält die Tabelle 1 die für die Verwendung als Festplattensubstrate wichtigen Eigenschaften Elastizitätsmo dul E [10³ N/mm²] und Dichte ρ [g/cm³] sowie, daraus berechnet, den spezifi schen Elastizitätsmodul E/ρ [10⁵ N.cm/g]. Der E-Modul wird an nicht vorge spannten Proben bestimmt. Die Gläser weisen Elastizitätsmoduln E < 85.10³N/mm² und < 115.10³ N/mm² und spezifische E-Moduln E/ρ < 30.10⁵ Ncm/g und < 38.10⁵ Ncm/g auf. Die Gläser besitzen Knoop-Härten nach DIN 150 9385 von HK < 600.

Die Tabelle zeigt weiterhin für einige Beispiele den Brechwert n_d und die Ab bezahl ν_d.

Tabelle 1

Zusammensetzungen (in Gew.-% auf Oxidbasis) und wesentliche Eigenschaften der Gläser

Tabelle 1 Fortsetzung

Für fünf Beispiele (Nr. 5-7, 15 und 17) sind in den Abb. 1 und 2 die Transmissionskurven (spektraler Transmissionsgrad versus Wellenlänge) für den Bereich 300 nm bis 2500 nm dargestellt. Die Transmissionseigenschaften beziehen sich auf eine Probendicke d von 2 mm (Abb. 1) bzw. 5 mm (Abb. 2).

Die erfindungsgemäßen Gläser erfüllen das gesamte Anforderungsprofil an Materialien für die Herstellung von Festplattensubstraten:
Sie besitzen aufgrund ihrer hohen spezifischen Elastizitätsmoduln eine hohe Formstabilität, und sie sind aufgrund ihrer guten Schmelz- und Verarbeitungs eigenschaften gut herstellbar. Sie sind ausreichend "lang".

Die Gläser sind gut chemisch vorspannbar, wodurch ihre mechanische Bruchfestigkeit erhöht wird.

Die Gläser weisen eine ausreichende chemische Beständigkeit auf, und ihr thermischen Ausdehnungsverhalten stimmt ausreichend gut mit dem des Klemmaterials und der Antriebswelle überein.

Die Glasoberflächen sind gut bearbeitbar: Sie können auf eine Mikrorauhigkeit (smoothness) von ≦ 0,5 nm bearbeitet werden. Sie weisen also eine hervorra gende Oberflächenqualität auf.

Die Gläser sind aufgrund ihrer Transmissionskurven und ihrer sonstigen opti schen Eigenschaften - sie besitzen Brechwerte n_d zwischen 1,59 und 1,66 und Abbezahlen ν_d zwischen 49 und 62 - auch hervorragend als Farbfilter geeig net.

Claims

1. Glas mit hohem spezifischen Elastizitätsmodul gekennzeichnet durch
eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von
SiO₂ 5-20 B₂O₃ 30-60 Al₂O₃ 0-12 Li₂O 0-8 Na₂O 1-10 K₂O 0-8 MgO 0-15 CaO 15-35 SrO 0-5 BaO 0-5 TiO₂ 0-20 ZrO₂ 0-10 La₂O₃ 1-30 V₂O₅ 0,5-10

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen.

2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe Li₂O + Na₂O + K₂O 1-15 Gew.-%, bevorzugt 4-12 Gew.-% beträgt.

3. Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe MgO + CaO 15-40 Gew.-%, bevorzugt 18-35 Gew.-% be trägt.

4. Glas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe TiO₂ + ZrO₂ 0-25 Gew.-%, bevorzugt 0-20 Gew.-% beträgt.

5. Glas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe aus MgO, CaO, TiO₂, ZrO₂, La₂O₃, V₂O₅ zwischen 22 und 60 Gew.-% beträgt.

6. Glas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe La₂O₃ + TiO₂ + ZrO₂ 10-48 Gew.-%, bevorzugt 11-45 Gew.- % beträgt.

7. Glas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch
eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von
SiO₂ 5-17 B₂O₃ 30-60 Al₂O₃ 0-10 Li₂O 0-8 Na₂O 1-10 K₂O 0-8 mit Li₂O + Na₂O + K₂O 1-10 CaO 15-35 MgO 0-15 mit CaO + MgO 15-35 SrO 0-5 BaO 0-5 TiO₂ 0-17 ZrO₂ 0-8 mit TiO₂ + ZrO₂ 0-20 La₂O₃ 1-30 V₂O₅ 0,5-8 mit MgO + CaO + TiO₂ + ZrO₂ + La₂O₃ + V₂O₅ 25-55

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen.

8. Glas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch
eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von
SiO₂ 5-13 B₂O₃ 30-60 Al₂O₃ 0-8 Li₂O 0-5 Na₂O 2-8 K₂O 0-5 mit Li₂O + Na₂O + K₂O 2-10 CaO 18-30 MgO 0-10 mit CaO + MgO 18-35 SrO 0-2 BaO 0-2 TiO₂ 0-15 ZrO₂ 0-5 La₂O₃ 1-30 V₂O₅ 0,5-5 mit MgO + CaO + TiO₂ + ZrO₂ + La₂O₃ + V₂O₅ 25-55

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen.

9. Glas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich bis zu insgesamt 8 Gew.-% eines oder mehrerer Metalloxide, ausgewählt aus der Gruppe der Elemente Co, Ni, Cu, Cr, Mn, Fe enthält.

10. Glas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich bis zu insgesamt 7 Gew.-% eines oder mehrerer Metalloxide, ausgewählt aus der Gruppe der Elemente Ga, Ge, Y, Nb, Mo, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Hf, Ta enthält.

11. Glas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es bis auf unvermeidliche Verunreinigungen frei von As₂O₃ und PbO ist.

12. Glas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, das einen Elastizi tätsmodul E von 85.10³ N/mm² < E < 115.10³ N/mm², einen spezifischen Elastizitätsmodul E/ρ von 30.10⁵ N.cm/g < E/ρ < 38.10⁵ N.cm/g, ei nen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α_20/300 von 6,0.10^-6/K < α_20/300 < 10,0 . 10^-6/K und eine Knoop-Härte HK < 600 aufweist und das chemisch vorspannbar ist.

13. Verwendung eines Glases nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Herstellung von vorgespannten Substraten für Festplatten.

14. Verwendung eines Glases nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 als Farbfilterglas.