СТЕКЛО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК Российский патент 1994 года по МПК C03C10/04 C03C8/24 

Изобретение относится к составам стекол для получения стеклокристаллических материалов, применяемых при производстве магнитных головок для записывающих устройств в вычислительной технике.

Известно стекло для стеклокристаллического материала [1], включающее, мас. % : SiO₂ 45-75 Al₂O₃ 1-25 MgO 3-20 CuO 1-10 SnO 1-5 CаO 5-25 MnO 1-20 Fe₂O₃ 1-7 Cr₂O₃ 0,1-5
Стеклокристаллический материал имеет следующие недостатки: температура варки исходного стекла превышает 1450^oC из-за высокого содержания оксидов кремния, алюминия, магния и кальция; cклонен к выкрашиванию при обработке алмазными кругами и к "засаливанию" их, что можно объяснить недостаточной прочностью связки кристаллических частиц остаточной стеклофазой и образованием большого количества мелкодисперсных частиц.

Наиболее близким является стекло для стеклокристаллического материала [2] , включающее, мас.%: SiO₂ 41,3-54,6 Al₂O₃ 5,7-13,6 СаO 3,2-5,0 MgO 11,3-12,1 ТiO₂ 4,9-8,7 Nа₂O 3,5-4,0 ZrO₂ 0,5-3,7 SnO₂ 0,5-4,5 MnO₂ 7,8-12,9
Известное стекло имеет существенные недостатки: высокая температура варки 1450^oC и интенсивное выкрашивание при обработке алмазными кругами и забивание пор этих кругов.

Задачей изобретения является обеспечение возможности использования в магнитных головках беспористых стеклокристаллических материалов за счет снижения интенсивности их выкрашивания при обработке алмазными кругами и засаливания этих кругов и за счет снижения температуры варки стекла при сохранении высокой водоустойчивости и согласованности по термическому расширению с другими материалами магнитной головки.

Сущность изобретения: стекло для изготовления стеклокристаллического материала преимущественно для магнитных головок содержит, мас.%: SiO₂ 44,1-48,5 Al₂O₃ 7,8-9,9 СаO 4,1-5,2 MgO 10,8-11,9 ТiO₂ 7,7-8,3 Nа₂O 3,1-4,5 ZrO₂ 1,8-2,3 MnO₂ 10,7-12,0 Li₂O 0,01-2,3 ZnO 1,6-2,4 СоO 0,001-0,9
Благодаря снижению интенсивности выкрашивания стеклокристаллического материала при обработке алмазными кругами и засаливания этих кругов, а также за счет снижения температуры варки стекла появляется возможность использования стекла в магнитных головках.

Получаемый из стекла стеклокристаллический материал водоустойчив и согласован по термическому расширению с другими материалами магнитной головки.

В табл.1 приведены конкретные примеры составов предлагаемого стекла, в табл. 2 - его свойства: температура варки Т_в; дилатометрическая температура начала его деформации Т_н.д., а также свойства полученных из него стеклокристаллических материалов (режим двухступенчатой термообработки включает выдержку при температуре 680^oС в течение 2 ч и при температуре 910^oC в течение 1,5 ч): средний температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) α в интервале 20-300^oC; микротвердость по Виккеру Нv, измеренная с помощью микротвердомера ПМТ-3 при нагрузке на индентор, равной 100 г; прочность на изгиб σ; сопротивляемость выкрашиванию при обработке алмазными отрезными кругами диаметром 100 мм, толщиной 0,38 мм, с зернистостью М50/40, оцениваемая по высоте сколов h вдоль прорезанных на полированной поверхности испытуемого материала пазов при скорости резания 40 м/с, продольной подаче 30 мм/мин; склонность к образованию при обработке алмазными кругами большого количества мелкодисперсных частиц, забивающих поры между алмазными зернами отрезных кругов, оцениваемая по периоду времени τ до утраты указанными кругами режущей способности; водоустойчивость: потери массы образцов диаметром 20 мм, высотой 8 мм при кипячении в дистиллированной воде в течение 3 ч Р_в.

Стекла синтезировались в электрической печи с силитовыми нагревателями.

Приведенный выше метод оценки выкрашиваемости испытуемых материалов предусматривает сопоставление с выкрашиваемостью феррита марки 10000 МТ, которая характеризуется высотой сколов, равной 45 мкм. Если высота сколов для испытуемого материала больше 45 мкм, использовать его для изготовления указанных головок не представляется возможным. Выкрашиваемость керамического немагнитного материала марки В-83 оценивается высотой сколов, равной 27 мкм. Опыт использования различных материалов для изготовления магнитных головок показывает, что чем меньше высота сколов, определяемая при указанных выше условиях, тем меньше их склонность к выкрашиванию зерен размером около 1 мкм при обработке алмазными отрезным кругами по принятому при изготовлении магнитных головок технологическому процессу.

Выкрашиваемость стеклокристаллического материала зависит от прочности связки микрокристаллов остаточной стеклофазой. Сама стеклофаза в зависимости от химического состава при обработке стеклокристаллического материала диспергируется по-разному. При образовании особо мелкодисперсных частиц последние забивают поры между алмазными зернами отрезных кругов.

Использование: при производстве магнитных головок для записывающих устройств и вычислительной техники. Сущность: стекло для изготовления стеклокристаллического материала содержит, мас.%: оксид кремния 44,1-48,5, оксид алюминия 7,8-9,9, оксид кальция 4,1 - 5,2, оксид магния 10,8 - 11,9, оксид титана 7,7 - 8,3, оксид натрия 3,1 - 4,5, оксид циркония 1,8 - 2,3, оксид марганца 10,7 - 12,0, оксид лития 0,01 - 2,3, оксид цинка 1,6 - 2,4, оксид кобальта 0,001 - 0,9. Характеристика стекла: микротвердость 810-825 кгс/мм² , высота сколов при обработке алмазными отрезными кругами 16-18 мкм. 2 табл.

СТЕКЛО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК, включающее SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, Na₂O, ZrO₂, MnO₂ отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Li₂O, ZnO, CoO при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiO₂ 44,1 - 48,5
Al₂O₃ 7,8 - 9,9
CaO 4,1 - 5,2
MgO 10,8 - 11,9
TiO₂ 7,7 - 8,3
Na₂O 3,1 - 4,5
ZrO₂ 1,8 - 2,3
MnO₂ 10,7 - 12
Li₂O 0,01 - 2,3
ZnO 1,6 - 2,4
CoO 0,001 - 0,9