CN109803937B - 玻璃陶瓷 - Google Patents

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Abstract

一组以ZrO2与P2O5成核的玻璃陶瓷组成物可发展由球粒晶粒构成的微结构，而产生高破裂韧度(约1.5MPa·m0.5或更高)。同样，所述玻璃陶瓷制品可被陶瓷化而具有30×10‑7/℃或更低的CTE值。

Description

玻璃陶瓷
技术领域
本申请案依照专利法主张2016年10月12日申请的美国临时申请案第 62/407,218号的优先权权益，本案仰赖所述美国临时申请案的内容且所述美国临时申请案的全体以参考形式并入本文中。
本案公开内容涉及玻璃陶瓷。
背景
玻璃陶瓷已在许多领域找到广泛的用途与应用，这些领域包括炉灶 (cooktop)、餐具(dishware)、电子和建筑。对于许多此类应用而言，需要提供具有低热膨胀的材料，且同时维持高强度与韧度。对于基于玻璃的材料的机械性质的改善在材料社群内一直是一项焦点。通常，据报基于β-锂辉石和β- 石英的玻璃陶瓷的破裂韧度值是在0.8至1.0 MPa·m0.5的范围。对于消费型产品中的应用而言，期望有低热膨胀系数(CTE)、高破裂韧度、和高强度的新材料。
概述
一组以ZrO2与P2O5成核的玻璃陶瓷组成物可发展由类球粒(spherulite) 结构的β-锂辉石和/或β-石英晶粒所构成的微结构，而产生高破裂韧度(约1.5 MPa·m0.5或更高)。同样，所述玻璃陶瓷的CTE值可范围从30×10-7/℃或更低。
本文所述的方面涉及一组白色半透明的Li2O-Al2O3-SiO2-ZrO2-P2O5玻璃陶瓷组成物，所述玻璃陶瓷组成物具有由β-锂辉石和/或β-石英晶粒所组成的微结构。各种实施方式中，所述玻璃陶瓷制品比传统上以二氧化钛成核的玻璃陶瓷具有更高的破裂韧度(至少超过1.0 MPa·m0.5)，而实现更薄制品的生产。一些实施方式中，在所请求的制品中能够实现30×10-7/℃或更低的CTE值。
从本文提供的叙述会明了进一步的可应用领域。希望此简介中的叙述与特定范例仅为了说明，而不希望是限制了本案公开内容的范围。
附图描述
本文所述的附图是仅为了所选实施方式的说明，而非所有可能的实施型态的说明，不希望所述附图限制了本案公开内容的范围。
图 1 比较组成物3及钠钙硅酸盐玻璃的高温粘度。
- 图 2 显示组成物3的X射线衍射图谱，所述组成物3是下述循环陶瓷化：加热至650℃且维持在所述温度达4小时(650℃-4小时)，之后加热至 800℃的温度且维持在所述温度达0.5小时(800℃-0.5小时)。
- 图 3A 与- 图 3B 显示两个倍率下的组成物3的扫描式电子显微影像 (SEM)，所述组成物3是以650℃-4小时/800℃-0.5小时的循环陶瓷化。样本是在1％的HF中蚀刻达一分钟。黑色区域是指HF蚀刻移除的残余玻璃。
具体实施方式
参考附图，现在将更全面描述示范性实施方式。
如在本文所用，用语“晶粒尺寸”是指材料中晶粒的尺寸。针对晶粒尺寸如何决定的完整解释，请见M.N.Rahaman的“Ceramic Processing”，CRC press， 2006年，ISBN9780849372858，所述文件的全体以参考形式并入本文中。简言之，晶粒尺寸是材料的剖面中观察到的颗粒的平均尺寸。特定晶粒的平均尺寸是具有与晶粒相同面积的圆的直径。材料的平均晶粒尺寸是通过下述方式计算：加总所有晶粒剖面的平均尺寸，且除以SEM影像中的晶粒数。一般而言，屈服强度和脆性两者随着晶粒尺寸减少而增加。
如本文所用，用语“CTE”是指从温度范围20℃至300℃所平均的玻璃组成物的热膨胀系数。
如在本文所用，用语“RoR”是指以双压环(ring-on-ring)测试所测量的材料强度，所述测试决定板材几何中的脆性材料的弹性模数与破裂强度。RoR 测试一般是根据用于“Monotonic Equibiaxial Flexural Strength of Advanced Ceramics at AmbientTemperatures”的ASTM C-1499-03标准测试方法执行，且在50％相对湿度、20℃以1.2mm/分的速率施加负载，其中环上的曲率半径是 1/16英寸，上述文件以参考形式并入本文。针对每一组成物的平均RoR(<RoR>) 是根据针对所述组成物的至少五个RoR测试的测量计算而得的平均值。对于每一组成物的最大RoR(RoRmax)值是所述组成物所见的单一最高RoR值。如在本文中所用，当并未特定记叙时，RoR应该是针对组成物的平均RoR值。
如在本文所用，用语“破裂韧度(fracture toughness)”或“K1c”是指含有裂隙的材料抵抗破裂的能力。所述破裂韧度可为设计应用上特别重要的性质，尤其是在由冲击造成的破损确实受到专注的情况中。样本的破裂韧度是通过雪佛龙刻痕(chevron notch)四点弯折方法所求得，所述方法描述于Reddy等人的“Fracture Toughness Measurement ofGlass and Ceramic Materials Using Chevron-Notched Specimens”，71J.AM.CERAM.SOC.C-310-C-313(1988)，所述文件以参考形式并入本文。对于每一组成物的平均破裂韧度<K1c>是根据所述组成物的至少五次测试的测量计算而得的平均值。对于每一组成物的最大破裂韧度值K1cmax是对所述组成物所求得的单一最高K1c值。如本文所用，当不特别记叙时，破裂韧度应当是一组成物的平均破裂韧度值。
在本文记载一范围数值(包括上限值与下限值)时，除非于特定情境中另外陈述，否则希望所述范围包括其端点，以及所述范围中的所有整数与分数。不希望权利要求书的范围限制在当界定范围时记载的特定数值。另外，当量、浓度、或其他数值或参数给定为一范围、一或多个较佳范围、或一系列较佳上限值与较佳下限值时，这是希望理解成特定公开了由任一对任何上范围极限或较佳上限值与任何下范围极限或较佳下限值所形成的所有范围，无论此类一对是否分开公开。
如本文所用，“约”意味量、尺寸、配方、参数、和其他量值与特性并非 (且不必然)精确，还是可为近似值和/或依需求更大或更小，以反映出容忍度、转换因素、四舍五入、测量误差与类似情况、和发明所属技术领域的技术人员已知的其他因素。当使用用语“约”描述一范围的端点或数值时，所述公开内容应当理解成包括所指的特定值或端点。当一范围的数值或端点并不记载“约”时，希望所述范围的数值或端点包括两种实施方式：一个是以“约”修饰，而一个不以“约”修饰。
如本文所用的用语“或”是包括性(inclusive)；更详言之，词汇“A或B”意味A、B、或A与B两者。本文中以诸如“A抑或B”和“A或B的一个” (此为举例)之类的用语指定排他性的“或”。
用语“其中”用作为开放式连接词，以引导所述结构的一系列特性的记载。
如本文所用，具有0重量％或0莫耳％的化合物的玻璃组成物界定为意味所述化合物、分子、或元素不存在于所述组成物中。类似地，“实质上无碱金属”、“实质上无钠”、“实质上无钾”、“无钠”、“无碱”、“无钾”或类似用语是界定为意味并非有目的地将所述化合物、分子、或元素添加至所述组成物，且如果所述化合物、分子、或元素存在时，不存在超过痕量的所述化合物、分子、或元素，所谓痕量并不显著影响材料性质。如在本文中所用，痕量会是下述量： 0.2％或更低、0.1％或更低、0.01％或更低、0.005％或更低、0.001％或更低、0.0005％或更低、0.0001％或更低、或实际上所述组份在所述玻璃组成物中无法被检测到。
一些实施方式中，具有无法被检测到的量的化合物的玻璃组成物界定为意味使用X射线荧光法无法检测到化合物、分子、或元素，但所述组成物仍可包括不显著影响材料性质的痕量的所述化合物。组成物的成分的可检测到的数值为约0.0001重量％或更大。
本案公开内容是根据新玻璃组成物的发现，所述玻璃组成物可被陶瓷化而产生具有低热膨胀及高破裂韧度的白色半透明玻璃陶瓷。所述玻璃陶瓷在其结构中形成球粒晶粒，而产生对裂隙传播的更大抗性。
除非另外指出，否则本文所述的玻璃和玻璃陶瓷组成物的各种成分的浓度是在氧化物基础上按照重量％表达。具有超过一种氧化态的任何成分可以任何氧化态存在于玻璃组成物中。然而，除非另外指出，否则此成分的浓度是按照单一氧化物表达。
一个实施方式中，前体玻璃(和通过使所述玻璃陶瓷化而制成的陶瓷组成物)包括在氧化物基础上以质量百分比表示的：
Figure BDA0002022869830000041
Figure BDA0002022869830000051
一些实施方式中，上文所述的组成物进一步包括低于2％、低于1％、或低于0.5重量％的任何其他氧化物。
一些实施方式中，所述组成物具有对玻璃中氧化物的量的下述限制的一或多个限制：1)60至70重量％的二氧化硅；2)12至16重量％的氧化铝；5至9 重量％的氧化锂；4)0.5至2重量％的氧化钠；5)1至3重量％的氧化镁；6)2至 4重量％的氧化锌；7)0.5至4重量％的氧化锆；以及8)1至3重量％的五氧化磷。这样所实施的组成物显示于表1中，以重量％计；
Figure BDA0002022869830000052
Figure BDA0002022869830000061
Figure BDA0002022869830000071
Figure BDA0002022869830000081
Figure BDA0002022869830000091
Figure BDA0002022869830000101
另一实施方式中，玻璃组成物(和通过陶瓷化所述玻璃而制成的陶瓷组成物)的特征在于下述组成参数，其中所述量是基于全组成物的重量以重量百分比表达：
Figure BDA0002022869830000111
一些实施方式中，所述组成物包括0至0.5重量％的SnO2、As2O3、Sb2O3、 F、Cl、Br、CeO2、Fe2O3或其他澄清剂。一些实施方式中，所述组成物包括除上文所记载的氧化物之外的氧化物，所述氧化物总计为小于2重量％、小于 1重量％、或小于0.5重量％。正如当前教示的其他组成物，各种实施方式中，此章节的玻璃组成物进一步特征在于具有不超过低量至混入(tramp)量的二氧化钛，使得总二氧化钛的量为小于所述组成物的总重量的1重量％、小于0.5 重量％、小于0.2重量％、小于0.1重量％、小于0.05重量％、或小于0.01重量％，或为0重量％、或无法被检测到。作为替代方案或是除此之外，一些实施方式中，所述组成物特征在于，具有不超过低量至混入量的氧化钾，使得总氧化钾的量为小于所述组成物的总重量的1重量％、小于0.5重量％、小于0.2 重量％、小于0.1重量％、小于0.05重量％、或小于0.01重量％，或为0重量％、或无法被检测到。
尽管本发明不受任何操作理论所限制，但玻璃和陶瓷的粘度、热膨胀、及机械性能受到成分氧化物和其交互作用影响。在本文所述的玻璃组成物中， SiO2作为用在前体玻璃的主要玻璃形成氧化物。SiO2的浓度应该充分高，以当所述前体玻璃被热处理而转换成玻璃陶瓷(陶瓷化)时形成β-锂辉石或β-石英晶相。然而，所述玻璃应当不含太高量的SiO2，因为纯SiO2或高SiO2玻璃的熔融温度(200泊温度)大致上高于期望。SiO2会形成玻璃的基质，所述SiO2是以范围从60至75重量％的浓度存在。例如，一些实施方式中，玻璃陶瓷中SiO2的量是60至68％、60至66％、60至64％、60至62％、62至70％、64 至70％、66至70％、或68至70％。一些实施方式中，玻璃陶瓷中SiO2的量是60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、或70％，或是在包括这些值及在这些值的任两个之间的范围内。
B2O3可用作为软化玻璃的助熔剂，而使他们更容易熔融。B2O3也能够通过最小化微弱的非桥接氧原子(NBO)的数目而助于增加玻璃的韧度，所述最小化是通过下述方式实现：通过形成BO4四面体而将NBO转换成桥接氧原子。一些实施方式中，B2O3能够增加玻璃和/或玻璃陶瓷的机械耐久度。一些实施方式中，玻璃/玻璃陶瓷中B2O3的量是0至4重量％或>0至4重量％。一些实施方式中，玻璃/玻璃陶瓷中的B2O3的量是0、>0、0.5、1、2、3、或4重量％。
碱金属氧化物(例如Na2O及Li2O)可助于熔融、软化玻璃、实现离子交换、减少熔融阻力、及断裂玻璃网络，而增加热膨胀但减少耐久性。他们也能够影响所得的玻璃陶瓷。尤其，Li2O组合Al2O3及SiO2有助于形成陶瓷化的玻璃陶瓷中的β-锂辉石或β-石英晶相。Li2O可作为助熔剂以减少熔合前体玻璃所需的熔融温度，且改善玻璃陶瓷的洁白度。然而，太多的Li2O可造成前体玻璃有非期望的高液线温度(liquidus temperature)。一些实施方式中，玻璃 /玻璃陶瓷中Li2O的量是4至14重量％或5至9重量％。一些实施方式中，Li2O 的量是4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、或14重量％，或是在包括这些值及在这些值的任两个之间的范围内。
在所述组成物中纳入Na2O可减少玻璃的熔融温度且也缩短陶瓷化循环。再者，添加Na2O也可减少残余玻璃的粘度及减少与陶瓷化相关的裂隙。一些实施方式中，玻璃陶瓷中Na2O的量大于0至5％、0.5至5、0.5至4、0.5至3、或0.5至2重量％。一些实施方式中，Na2O的量是0.5、1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、4.5、或5重量％，或是在包括这些值及在这些值的任两个之间的范围内。
K2O可见于本文所述的玻璃和玻璃陶瓷的其中一些之中。一些实施方式中， K2O可以混入量存在，或量为从0至4、>0至4、0至3、>0至3、0至2、>0 至2、0至1、>0至1、0至0.5、或>0至0.5。一些实施方式中，玻璃/玻璃陶瓷中B2O3的量是0、>0、0.5、1、2、3或4重量％。0至4、0至1,5、0至1、 0至0.5、或0至0.1重量％或混入量或无法被检测到的量。
如上文所记叙，Al2O3助于形成本文所实施的陶瓷化玻璃陶瓷中的β-锂辉石或β-石英晶相。Al2O3也可有利于改善玻璃及玻璃陶瓷的机械性质。再者， Al2O3和氧化锆(ZrO2)大致上有碱金属氧化物的相反效应(但ZrO2的效应程度较小)。Al2O3驱除非桥接氧原子(NBO)而形成AlO4四面体，同时使玻璃在热力上更硬。氧化铝及氧化锆提供较低的膨胀及较大的耐久性，但在高浓度时使玻璃更难以熔融。一些实施方式中，玻璃陶瓷中Al2O3的量为10至20重量％。一些实施方式中，玻璃陶瓷中Al2O3的量是12至16重量％。一些实施方式中，玻璃陶瓷中Al2O3的量是10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20重量％，或是在包括这些值及在这些值的任两个之间的范围内。
ZrO2除了作为前体玻璃中潜在网络形成剂或中间物质的角色之外，ZrO2似乎也扮演了改善所实施的Li2O-Al2O3-SiO2-P2O5玻璃/玻璃陶瓷的稳定度的角色，这是通过减少形成期间玻璃脱玻及降低液线温度而实现。清澈的玻璃可由含超过0.5重量％的ZrO2的玻璃形成。一些实施方式中，在不引发液线顾虑的情况下，ZrO2可为在1.0至6.0重量％的范围内。在超过8重量％的浓度，锆石形成而作为高温的主要液线相，而明显降低液线处的粘度。添加ZrO2也助于减少晶粒尺寸，这在实现期望强度方面是重要的。一些实施方式中，玻璃陶瓷中ZrO2的量大于0至8重量％。一些实施方式中，玻璃陶瓷中ZrO2的量为 0.5至8重量％。一些实施方式中，玻璃陶瓷中ZrO2的量为0.5至4重量％或大于0.5至6重量％。一些实施方式中，玻璃陶瓷中ZrO2的量是0.5-4。一些实施方式中，ZrO2的量是0.01、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7或8重量％，或是在包括这些值及在这些值的任两个之间的范围内。
玻璃与玻璃陶瓷组成物包括P2O5，所述P2O5作为成核剂以产生主体成核 (bulknucleation)。如果P2O5的浓度太低，那么前体玻璃不会结晶。如果浓度太高，那么一旦前体玻璃形成期间冷却，脱玻可能会难以控制。一些实施方式中，玻璃陶瓷中P2O5的量大于0至5％、大于0至4重量％、或1至3重量％。一些实施方式中，P2O5的量是0、>0、0.01、0.1、0.5、1、2、3、4或5重量％，或是在包括这些值及在这些值的任两个之间的范围内。
一些实施方式中，玻璃陶瓷中MgO的量为0至8重量％。一些实施方式中，MgO的量不大于3重量％，例如0至3、>0至3、或1至3重量％。一些实施方式中，MgO的量是0.001、0.01、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、或8重量％，或是在包括这些值及在这些值的任两个之间的范围内。
一些实施方式中，玻璃陶瓷中ZnO的量为0至8重量％。一些实施方式中， ZnO的量不大于3重量％或不大于4重量％，例如0至3、>0至3、或1至3、或0至4、>0至4、或1至4、或2至4重量％。一些实施方式中，ZnO的量为0.001、0.01、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、或8重量％，或是在包括这些值及在这些值的任两个之间的范围内。
一些实施方式中，可存在TiO2，且TiO2可助于成核和/或相分离。TiO2是以从0至4重量％的量存在。一些实施方式中，所述组成物包括3、2、或1 重量％或更少的TiO2，且在一些实施方式中，在玻璃组成物中有不超过混入量的TiO2。例如，TiO2可以少于0.5、少于0.2、少于0.1、少于0.05、或少于0.01 重量％存在。一些实施方式中，在配方中无可测得的TiO2。
一些实施方式中，上述玻璃组成物包括上文所列的成分以及0至3重量％或>0至3重量％的Fe2O3、或从0至3重量％或>0至3重量的下述一或多个： Nb2O5、MoO3、Ta2O5、WO3、La2O3、HfO2、CdO、CeO2、F-、Cl-、Br-或I-。一些实施方式中，所述玻璃与玻璃陶瓷组成物可包括额外的成分，诸如颜色增强剂或着色剂。此类化合物包括例如Fe2O3、Bi2O3、及类似物。
因为用于生产本发明的玻璃或玻璃陶瓷组成物的原料和/或设备，某些杂质或非刻意添加的成分可存在于最终玻璃或玻璃陶瓷组成物中。此类材料是以少量(<1、<0.5、<0.1、<0.05、<0.01、<0.005、<0.001、<0.0005、或<0.0001 重量％)存在玻璃或玻璃陶瓷组成物中且在本文中称作“混入材料”。可见于本案所实施的玻璃或玻璃陶瓷中的混入化合物包括(但不限于)Nb2O5、MoO3、 Ta2O5、WO3、La2O3、HfO2、CdO、Fe2O3、CeO2、As2O3、Sb2O3、基于硫的化合物(诸如硫酸盐)、卤素、或上述物质的组合。
一些实施方式中，玻璃或玻璃陶瓷进一步包括化学澄清剂。此类澄清剂包括(但不限于)SnO2、As2O3、Sb2O3、F、Cl及Br。一些实施方式中，所述化学澄清剂的浓度保持在从0至3、2、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、 0.0005、或0.0001重量％的水准，或是从>0至3、2、1、0.5、0.1、0.05、0.01、 0.005、0.001、0.0005、或0.0001重量％的水准。所述玻璃组成物可具有低量的习知澄清剂，例如0.0005-0.5重量％的SnO2。化学澄清剂也可包括CeO2、 Fe2O3、和其他的过渡金属的氧化物。这些氧化物可通过他们在玻璃中的最终价态的可见光吸收而将颜色引至玻璃或玻璃陶瓷，因此当存在这些氧化物时，他们的浓度经常是保持在0.5、0.4、0.3、0.2、0.1或>0重量％的水准。
相较于As2O3及Sb2O3澄清，锡澄清(即SnO2澄清)较不有效率，但SnO2是无已知有毒性质的普遍存在的材料。可单独使用锡澄清，或是依照需要组合其他澄清技术使用锡澄清。例如，锡澄清可组合卤化物澄清(例如溴澄清)。其他可能的组合包括(但不限于)锡澄清加上硫酸盐、硫化物、氧化铈、机械起泡、和/或真空澄清。考量可单独使用这些其他的澄清技术。美国专利第 5,785,726、6,128,924、5,824,127号和待决的美国专利申请案第11/116,669号 (上述全部文件的全文以参考形式并入本文)公开用于制造无砷玻璃的工艺。美国专利第7,696,113号(其全文以参考形式并入本文)公开用于使用铁和锡使气态包入物最小化的制造无砷和无锑的玻璃的工艺。
所述玻璃或玻璃陶瓷也可含有SnO2，所述SnO2是通过含锡材料(例如 SnO2、SnO、SnCO3、SnC2O2等)的批次处理使用锡氧化物电极焦耳熔融的结果，抑或通过添加SnO2作为调整各种物理、熔融、和形成属性的试剂。所述玻璃可包含从0至3、2、1、0.5、0.1 0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005、或 0.0001重量％的SnO2或是从>0至3、2、1、0.5、0.1 0.05、0.01、0.005、0.001、 0.0005、或0.0001重量％的SnO2。
额外的成分可并入所述玻璃组成物，以提供额外的优点，或者，作为替代方案，所述玻璃可进一步包括一般可见于商业制备玻璃中的不纯物。例如，可添加额外的成分，以调整各种物理、熔融、及形成属性。根据一些实施方式，所述玻璃也可包括与批料相关和/或通过用于生产玻璃的熔融、澄清、和/或形成设备而引入玻璃的各种不纯物，例如ZrO2。一些实施方式中，所述玻璃可包括一或多种化合物，所述化合物能用作紫外线辐射吸收剂。一些实施方式中，所述玻璃可包括3重量％或更少的Nb2O5、MoO3、Ta2O5、WO3、La2O3、HfO2、 CdO、Fe2O3、CeO2、卤素、或上述物质的组合。一些实施方式中，所述玻璃可包括从0至3、2、1、0.5、0.10.05、0.01、0.005、0.001、0.0005、或0.0001 重量％的或是从>0至3、2、1、0.5、0.1 0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005、或0.0001重量％的Nb2O5、MoO3、Ta2O5、WO3、La2O3、HfO2、CdO、CeO2、 Fe2O3、卤素、或上述物质的组合。
当前的教示也提供通过使上述玻璃组成物的任一个陶瓷化而制成的陶瓷组成物。有利的是，陶瓷组成物特征在于下述的一个或两个：30×10-7/℃或更低的CTE，及1.5 MPa·m0.5或更高的破裂韧度。陶瓷化后，所述陶瓷组成物特征在于与热处理及结晶所述玻璃组成物之前在前体玻璃组成物中存在的氧化物同样的氧化物的含量。
本文公开的实施方式中，所述玻璃陶瓷组成物具有至少70MPa的平均双压环强度。一些实施方式中，所述玻璃陶瓷组成物所具有的双压环强度为：至少100MPa、至少150MPa、至少200MPa、至少250MPa、至少300MPa、至少350MPa、至少400MPa、100-500MPa、100-400MPa、100-350MPa、100-300MPa、 100-250MPa、100-200MPa、100-150MPa、150-500MPa、150-400MPa、 150-350MPa、150-300MPa、150-250MPa、150-200MPa、200-500MPa、 200-400MPa、200-350MPa、200-300MPa、200-250MPa、250-500MPa、 250-400MPa、250-350MPa、250-300MPa、300-500MPa、300-400MPa、 300-350MPa、400-500MPa、或350-400MPa。一些实施方式中，所述玻璃陶瓷组成物所具有的双压环强度为：70、80、90、100、110120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、 300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、425、450、475、或500MPa，或在包括这些值及在这些值的任两个之间的范围内。
一些实施方式中，所述玻璃陶瓷组成物具有至少1.5的破裂韧度。一些实施方式中，所述玻璃陶瓷组成物所具有的破裂韧度为：至少1.5、至少2、至少2.5、至少3、至少3.5、至少4、至少4.5、1.5-5、1.5-4.5、1.5-4、1.5-3.5、 1.5-3、1.5-2.5、1.5-2、2-5、2-4.5、2-4、2-3.5、2-3、2-2.5、2.5-5、2.5-4.5、2.5-4、 2.5-3.5、2.5-3、3-5、3-4.5、3-4、3-3.5、3.5-5、3.5-4.5、3.5-4、4-5、或4-4.5。一些实施方式中，所述玻璃陶瓷组成物所具有的破裂韧度为：1.5、1.6、1.7、 1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、或5，或在包括这些值及在这些值的任两个之间的范围内。
另一实施方式中，一种制作包括玻璃陶瓷的制品(例如炉灶、餐具、电子元件的基板和建筑特征)的方法涉及：提供根据本文所讨论的实施方式的任一个的玻璃组成物；将所述玻璃组成物形成为制品的形状或近似形状；和使所述形成的玻璃组成物经受热处理条件，而诱导所述玻璃结晶成为结晶结构，所述结晶结构有类球粒结构的β-锂辉石或β-石英作为其主要晶相。从而，完成的制品的特征在于，诸如本文所公开用于前体玻璃组成物的氧化物组成物，和由所述玻璃制作的结晶陶瓷组成物。
有利的是，在各种实施方式中，所述前体玻璃具有比习知陶瓷更低的粘度 (第1图)，而使他们适合压制或模铸成薄的器具。同时，他们的高温粘度接近钠钙硅酸盐玻璃，使得他们得以通过浮式工艺形成。也可使用类似辊式 (rolling)、压制、及旋转(spinning)的其他形成技术以形成本案所请的玻璃。
这些前体玻璃是通过热处理而陶瓷化成为玻璃陶瓷制品，所述玻璃陶瓷制品有高结晶度(一般超过80％，但一些实施方式中，从60至99％、70至99％、 80至99％、80至95％、或超过60％、超过70％、超过80％、或超过90％)。主要晶相是β-锂辉石或β-石英，同时偏硅酸锂或二硅酸锂是次要相，这取决于组成(第2图)。含有球粒结构的玻璃陶瓷制品可通过在温度范围从800度 900℃陶瓷化前体玻璃达期望时间而获得。在热处理期间，所述氧化物结晶而形成陶瓷结构。在陶瓷化部件中观察到5至10μm的大球状晶粒，造成韧度增加(第3A图与第3B图)。
较佳实施方式中，玻璃陶瓷的CTE低于30×10-7/℃，而在一些实施方式中，玻璃陶瓷的CTE低于10×10-7/℃，这使得他们适合用在有大温度波动的应用中，诸如炉具板及餐厨具。
范例
具有表中氧化物含量的玻璃组成物以下述方式调配。在塑料罐中使用 Turbular混合器彻底混合批料，以确保均质熔融，之后放进氧化硅和/或铂坩埚中。将所述坩埚放进热炉，且随后在范围从1500-1650℃的温度熔融玻璃批料，且维持在所述温度达范围从约6至16小时的时间。之后将所述熔融物倒进钢模而产生玻璃厚片，所述玻璃厚片尺寸为大约7”x11”x1/2”。接着，立刻将这些厚片移送到在约500-750℃操作的退火器。将样本保持在此温度达约1小时，之后隔夜冷却。
制成玻璃组成物后，所得的前体玻璃通过热处理而陶瓷化。在导致玻璃组成物结晶的条件下执行热处理，以制作陶瓷。一般而言，这是经由两阶段加热工艺完成，其中玻璃先加热至较低温度以诱导成核，然后加热至较高温度以诱导结晶。非限制的条件包括：先加热至600℃至700℃、635℃至700℃、650℃至690℃达0.1至10小时或从2至8小时(称为成核步骤)，之后是在725℃至1000℃、725℃至950℃、725℃至900℃、或750℃至850℃加热达0.1至8小时或2至4小时(晶体生长步骤)。在所述范例中，所述玻璃在690℃加热达4小时，之后于800℃热处理达0.5小时(范例1至5)或在650℃加热达8小时，之后在800℃达0.5小时(范例6)，或在650℃加热达8小时，之后在800℃达2小时(范例7至12)。
示范性组成物显示在表2。液线温度与粘度是通过梯度舟(gradient boat) 法根据ASTM C829-81而决定。外观是由视觉检测所指定，而相组配(phase assemblage)是由X射线衍射(XRD)所决定。
Figure BDA0002022869830000181
Figure BDA0002022869830000191
Figure BDA0002022869830000201
方面(1)中，本案公开内容提供一种玻璃组成物，包括以重量百分比计的下述物质：60–75％SiO2、10–20％Al2O3、0–4％B2O3、4–14％Li2O、>0 –5％Na2O、0–4％K2O、0–8％MgO、0–8％ZnO、>0–8％ZrO2、0–4％ TiO2、>0–5％P2O5、及视情况任选的>0–0.5％SnO2。另一方面(2)中，本案公开内容提供方面(1)的玻璃组成物，包括不超过2重量％的不列在(1) 中的其他氧化物。另一方面(3)中，本案公开内容提供方面(1)或方面(2) 的玻璃组成物，包括下述一或多个：a)0-1重量％TiO2、b)0.1-5重量％Na2O、 c)0.5-8重量％ZrO2、或d)0.5-5重量％P2O5。另一方面(4)中，本案公开内容提供方面(1)至(3)的任一个的玻璃组成物，包括0.2重量％或更少的K2O。另一方面(5)中，本案公开内容提供方面(1)至(4)的任一个的玻璃组成物，包括60-70％的二氧化硅。另一方面(6)中，本案公开内容提供方面(1) 至(5)的任一个的玻璃组成物，包括12-16％的氧化铝。另一方面(7)中，本案公开内容提供方面(1)至(6)的任一个的玻璃组成物，包括5-9％的氧化锂。另一方面(8)中，本案公开内容提供方面(1)至(7)的任一个的玻璃组成物，包括0.5-2％的氧化钠。另一方面(9)中，本案公开内容提供方面 (1)至(8)的任一个的玻璃组成物，包括1-3％的氧化镁。另一方面(10) 中，本案公开内容提供方面(1)至(9)的任一个的玻璃组成物，包括2-4％的氧化锌。另一方面(11)中，本案公开内容提供方面(1)至(10)的任一个的玻璃组成物，包括0.5-4％的氧化锆。另一方面(12)中，本案公开内容提供方面(1)至(11)的任一个的玻璃组成物，包括1-3％的五氧化磷。
方面(13)中，本案公开内容提供通过将根据方面(1)至(12)的任一个的玻璃组成物陶瓷化而制成的玻璃陶瓷组成物。另一方面(14)中，本案公开内容提供方面(13)的玻璃陶瓷组成物，具有30×10-7/℃或更低的热膨胀系数。另一方面(15)中，本案公开内容提供方面(13)或方面(14)的玻璃陶瓷组成物，具有1.5MPa·m0.5或更大的破裂韧度。
方面(16)中，本案公开内容提供一种玻璃组成物，包括以重量百分比计的下述物质：60–70％SiO2、12-16％Al2O3、5–9％Li2O、0.5–2％Na2O、 0.5–8％ZrO2、1–3％P2O5、0–4％B2O3、1–3％MgO、2–4％ZnO、和视情况任选的0.05–0.5％SnO2，且包括少于2重量％的除了上文记载的所述氧化物之外的总氧化物。另一方面(17)中，本案公开内容提供方面(16)的玻璃组成物，包括0-1重量％的二氧化钛。另一方面(18)中，本案公开内容提供方面(16)或方面(17)的玻璃组成物，包括0.2重量％或更少的氧化钾。
方面(19)中，本案公开内容提供方面(16)至(18)的任一个的玻璃陶瓷组成物。方面(20)及(21)中，本案公开内容提供方面(19)的玻璃组成物，具有(20)30×10-7/℃或更低的热膨胀系数或(21)10×10-7/℃或更低的热膨胀系数。另一方面(22)中，本案公开内容提供方面(19)至(21)的任一个的玻璃组成物，具有1.5MPa·m0.5或更大的破裂韧度。
方面(23)中，本案公开内容提供一种玻璃陶瓷组成物，包括以重量百分比计的下述物质：60–75％SiO2、10–20％Al2O3、0–4％B2O3、4–14％Li2O、>0 –5％Na2O、0–4％K2O、0–8％MgO、0–8％ZnO、>0–8％ZrO2、0–4％TiO2、>0–5％P2O5、及视情况任选的>0–0.5％SnO2，其中所述玻璃陶瓷的主相包括β-锂辉石或β-石英。方面(24)中，本案公开内容提供方面(23)的玻璃陶瓷组成物，包括下述一或多个：a)0-1重量％TiO2、b)0.1-5重量％Na2O、 c)0.5-8重量％ZrO2、d)0.5-5重量％P2O5，或e)0.2重量％或更少的K2O。方面 (25)中，本案公开内容提供方面(23)或方面(24)的玻璃陶瓷组成物，包括：60–70％SiO2、12-16％Al2O3、5–9％Li2O、0.5–2％Na2O、0.5–8％ZrO2、 1–3％P2O5、0–4％B2O3、1–3％MgO、2–4％ZnO、及视情况任选的0.05–0.5％SnO2，且包括少于2重量％的除了上文记载的所述氧化物之外的总氧化物。方面(26)中，本案公开内容提供方面(23)至(25)的任一个的玻璃陶瓷组成物，其中所述玻璃陶瓷为大于60％结晶且包括平均晶粒尺寸从5至10μm的球粒晶粒。方面(27)中，本案公开内容提供方面(23)-(26)之任一个的玻璃陶瓷组成物，具有30×10-7/℃或更低的热膨胀系数。方面(28)中，本案公开内容提供方面(23)-(26)的任一个的玻璃陶瓷组成物，具有10×10-7/℃或更低的热膨胀系数。
方面(29)中，本案公开内容提供一种制品，所述制品包括方面(23)至 (28)的任一个的玻璃陶瓷组成物。方面(30)中，方面(29)的制品包括炉灶、厨具、餐具、用于电子元件的基板或覆盖件、或建筑或汽车制品的基板或方面。
方面(31)中，本案公开内容提供一种制作玻璃陶瓷的方法，包括：(a) 提供玻璃组成物，所述玻璃组成物包括以重量百分比计的下述物质：60–75％SiO2、10–20％Al2O3、0–4％B2O3、4–14％Li2O、>0–5％Na2O、0–4％K2O、 0–8％MgO、0–8％ZnO、>0–8％ZrO2、0–4％TiO2、>0–5％P2O5、及视情况任选的>0–0.5％SnO2，(b)视情况任选地，将所述玻璃组成物形成一形状；以及(c)使所述视情况任选地形成的玻璃组成物经受热处理条件，而诱导所述玻璃结晶成为具有β-锂辉石或β-石英作为主要晶相的结晶结构。方面 (32)中，本案公开内容提供方面(31)的方法，包括下述一或多个：a)0-1 重量％TiO2、b)0.1-5重量％Na2O、c)0.5-8重量％ZrO2、d)0.5-5重量％P2O5，或e)0.2重量％或更少的K2O。方面(33)中，本案公开内容提供方面(31) 或方面(32)的方法，包括玻璃组成物，所述玻璃组成物包括以重量百分比计的下述物质：60–70％SiO2、12-16％Al2O3、5–9％Li2O、0.5–2％Na2O、 0.5–8％ZrO2、1–3％P2O5、0–4％B2O3、1–3％MgO、2–4％ZnO、及视情况任选的0.05–0.5％SnO2，且包括少于2重量％的除了上文记载的所述氧化物之外的总氧化物。方面(34)中，本案公开内容提供方面(31)至(33)的任一个的方法，其中所述热处理条件包括两步热处理，其中第一步包括将所述玻璃加热至从600-700℃的温度达0.1至10小时，且第二步包括将所述玻璃加热至从725-1000℃达0.1至8小时。方面(35)中，本案公开内容提供方面(34) 的方法，其中所述第一步的温度是从650-690℃，所述第二步的温度是从 750-850℃。方面(36)中，本案公开内容提供方面(34)或方面(35)的方法，其中所述第一步的时间是从2至8小时，且所述第二步的时间是从2至4小时。方面(37)中，本案公开内容提供方面(31)至(36)的任一个的方法，其中所述玻璃陶瓷大于60％结晶且包括平均晶粒尺寸从5至10μm的球粒晶粒。方面(38)中，本案公开内容提供方面(31)至(37)的任一个的方法，其中所述玻璃陶瓷具有30×10-7/℃或更低的热膨胀系数。方面(39)中，本案公开内容提供方面(31)-(38)的任一个的方法，其中所述玻璃陶瓷具有10×10-7/℃或更低的热膨胀系数。
已为了说明和描述而提供所述实施方式的前述叙述。不希望其为穷举或限制本案公开内容。即使并非特定显示或描述，特定实施方式的个别元件或特征仍大致上不限于所述特定实施方式，而是，只要是可应用的情况，所述个别元件或特征是可互换的且可用在所选实施方式。也可以许多方式改变所述特定实施方式的个别元件或特征。此类改变不视为背离本案公开内容，且希望所有此类修饰都涵盖在本案公开内容的范围内。

Claims (20)

1.一种玻璃组成物，以重量百分比计，包括：
60-75% SiO2
10-20% Al2O3
0-4% B2O3
>6-9% Li2O
>0-5% Na2O
0-4% K2O
0-8% MgO
0-8% ZnO
>0-8% ZrO2
0-1% TiO2
>0-5% P2O5，和视情况任选的
>0-0.5% SnO2。
2.如权利要求1所述的玻璃组成物，包括不超过2重量%的其他氧化物。
3.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃组成物，包括下述一或多个：a) 0.1-5重量%Na2O、b) 0.5-8重量%ZrO2、或c) 0.5-5重量%P2O5。
4.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃组成物，包括：
0.2重量%或更少的K2O,
60-70% SiO2,
12-16% Al2O3,
>6-9% Li2O,
0.5-2% Na2O,
1-3% MgO ,
2-4% ZnO，
0.5-4% ZrO2,
1-3% P2O5,和/或
0.05-0.5% SnO2。
5.一种玻璃陶瓷组成物，以重量百分比计，包括：
60-75% SiO2
10-20% Al2O3
0-4% B2O3
>6-9% Li2O
>0-5% Na2O
0-4% K2O
0-8% MgO
0-8% ZnO
>0-8% ZrO2
0-4% TiO2
>0-5% P2O5，和视情况任选的
>0-0.5% SnO2
其中所述玻璃陶瓷的主相包括β-锂辉石或β-石英。
6.如权利要求5所述的玻璃陶瓷组成物，包括下述一或多个：a)0-1重量%TiO2、b)0.1-5重量%Na2O、c)0.5-8重量%ZrO2、d)0.5-5重量%P2O5，或e)0.2重量%或更少的K2O。
7.如权利要求5所述的玻璃陶瓷组成物，包括：
60-70% SiO2
12-16% Al2O3
>6-9% Li2O
0.5-2% Na2O
0.5-8% ZrO2
1-3% P2O5
0-4% B2O3
1-3% MgO
2-4% ZnO，和视情况任选的
0.05-0.5% SnO2，
且包含少于2重量%的除了上文记载的所述氧化物之外的总氧化物。
8.如权利要求5至7的任一项所述的玻璃陶瓷组成物，其中所述玻璃陶瓷大于60%结晶且包括平均晶粒尺寸从5至10μm的球粒晶粒。
9.如权利要求5至7的任一项所述的玻璃陶瓷组成物，具有30×10-7/°C或更低的热膨胀系数。
10.如权利要求5至7的任一项所述的玻璃陶瓷组成物，具有10×10-7/°C或更低的热膨胀系数。
11.一种制品，包括如权利要求5所述的玻璃陶瓷组成物。
12.如权利要求11所述的制品，其中所述制品包括炉灶、厨具、餐具。
13.一种制作玻璃陶瓷的方法，包括：
提供玻璃陶瓷组成物，所述玻璃陶瓷组成物以重量百分比计包括：
60-75% SiO2
10-20% Al2O3
0-4% B2O3
>6-9% Li2O
>0-5% Na2O
0-4% K2O
0-8% MgO
0-8% ZnO
>0-8% ZrO2
0-4% TiO2
>0-5% P2O5，和视情况任选的
>0-0.5% SnO2
视情况任选地，将所述玻璃组成物形成一形状；和
使所述视情况任选地形成的玻璃组成物经受热处理条件，而诱导所述玻璃结晶成为具有β-锂辉石或β-石英作为其主要晶相的结晶结构。
14.如权利要求13所述的方法，包括下述一或多个：a)0-1重量%TiO2、b)0.1-5重量%Na2O、c)0.5-8重量%ZrO2、d)0.5-5重量%P2O5，或e)0.2重量%或更少的K2O。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述玻璃组成物以重量百分比计包括：
60-70% SiO2
12-16% Al2O3
>6-9% Li2O
0.5-2% Na2O
0.5-8% ZrO2
1-3% P2O5
0-4% B2O3
1-3% MgO
2-4% ZnO，及视情况任选的
0.05-0.5% SnO2，
且包含少于2重量%的除了上文记载的所述氧化物之外的总氧化物。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述热处理条件包括两步热处理，其中第一步包括将所述玻璃加热至从600-700°C的温度、达0.1至10小时，且第二步包括将所述玻璃加热至从725-1000°C的温度达0.1至8小时。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述第一步的温度是从650-690°C，所述第二步的温度是从750-850°C。
18.如权利要求16或权利要求17所述的方法，其中所述第一步的时间是从2至8小时，且所述第二步的时间是从2至4小时。
19.如权利要求13至15的任一项所述的方法，其中所述玻璃陶瓷大于60%结晶且包括平均晶粒尺寸从5至10μm的球粒晶粒。
20.如权利要求13至15的任一项所述的方法，其中所述玻璃陶瓷具有30×10-7/°C或更低的热膨胀系数。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019022035A1 (ja) 2017-07-26 2019-01-31 Ａｇｃ株式会社 化学強化ガラスおよびその製造方法
CN110944954A (zh) * 2017-07-26 2020-03-31 Ａｇｃ株式会社 化学强化用玻璃、化学强化玻璃以及电子设备壳体
KR102554280B1 (ko) * 2017-12-01 2023-07-12 시디지엠 글라스 컴퍼니 리미티드 결정화 유리 및 그 기판
MX2021005663A (es) 2018-11-26 2021-07-07 Owens Corning Intellectual Capital Llc Composicion de fibra de vidrio de alto rendimiento con modulo especifico mejorado.
DK3887329T3 (da) 2018-11-26 2024-04-29 Owens Corning Intellectual Capital Llc Højydelsesglasfibersammensætning med forbedret elasticitetskoefficient
US11667561B2 (en) * 2018-11-26 2023-06-06 Corning Incorporated Glass material with a high index of refraction
US20220081348A1 (en) * 2019-04-23 2022-03-17 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Li2O-Al2O3-SiO2-BASED CRYSTALLIZED GLASS
WO2020261710A1 (ja) * 2019-06-26 2020-12-30 Ａｇｃ株式会社 化学強化ガラスの製造方法および化学強化ガラス
CN114650972B (zh) * 2019-10-31 2024-04-02 康宁股份有限公司 具有大晶粒尺寸的透明六方填充的β-石英玻璃陶瓷制品
CN111039565B (zh) * 2020-01-13 2022-07-08 山东晶峰玻璃科技有限公司 一种乳白脱氟玻璃及其制备方法
CN117440936A (zh) * 2021-05-31 2024-01-23 Ａｇｃ株式会社 微晶玻璃的制造方法
CN114195394B (zh) * 2021-12-24 2022-09-09 深圳市新旗滨科技有限公司 一种玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法和应用
US11851367B1 (en) 2022-02-14 2023-12-26 Corning Incorporated Precursor glasses and glass-ceramics comprising a crystalline phase having a jeffbenite crystalline structure
US11964907B2 (en) 2022-02-14 2024-04-23 Corning Incorporated Glasses and glass-ceramics, and method of making the same
WO2023154506A1 (en) * 2022-02-14 2023-08-17 Corning Incorporated Glasses and glass-ceramics, and method of making the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1228025A (zh) * 1967-04-13 1971-04-15
JPH11100230A (ja) * 1997-09-25 1999-04-13 Nippon Electric Glass Co Ltd 赤外線透過ガラスセラミックス
CN1239422C (zh) * 1999-08-02 2006-02-01 日本电气硝子株式会社 Li2O－Al2O3－SiO2结晶玻璃及其可结晶玻璃
CN103476723A (zh) * 2011-04-20 2013-12-25 斯特劳曼控股公司 制备玻璃-陶瓷体的方法

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5849635A (ja) 1981-09-08 1983-03-23 Ishizuka Glass Ltd 高強度低膨脹性結晶化ガラス
JPS6153131A (ja) 1984-08-23 1986-03-17 Nippon Electric Glass Co Ltd 結晶化ガラスおよびその製造方法
JPH0686310B2 (ja) 1989-04-28 1994-11-02 セントラル硝子株式会社 透明非膨張性結晶化ガラス
US5173453A (en) 1991-10-09 1992-12-22 Corning Incorporated Variably translucent glass-ceramic article and method for making
JP2516537B2 (ja) 1992-09-14 1996-07-24 株式会社オハラ 低膨張透明結晶化ガラス
EP1124219A1 (en) 1995-06-21 2001-08-16 Ngk Insulators, Ltd. Substrates for magnetic discs, magnetic discs and process for producing magnetic discs
US5691256A (en) 1995-12-28 1997-11-25 Yamamura Glass Co., Ltd. Glass composition for magnetic disk substrates and magnetic disk substrate
US5824127A (en) 1996-07-19 1998-10-20 Corning Incorporated Arsenic-free glasses
US5785726A (en) 1996-10-28 1998-07-28 Corning Incorporated Method of reducing bubbles at the vessel/glass interface in a glass manufacturing system
JP3219705B2 (ja) 1996-11-14 2001-10-15 株式会社オハラ 磁気情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板
US6420288B2 (en) 1997-11-10 2002-07-16 Ivoclar Ag Process for the preparation of shaped translucent lithium disilicate glass ceramic products
JP3997593B2 (ja) 1998-02-19 2007-10-24 日本電気硝子株式会社 Ｌｉ２ Ｏ−Ａｌ２ Ｏ３ −ＳｉＯ２ 系結晶化ガラス
JP3311308B2 (ja) 1998-03-03 2002-08-05 株式会社オハラ 垂直磁気記録媒体用ガラスセラミックス基板
US6593258B1 (en) 1999-05-28 2003-07-15 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Li2O-Al2O3-SiO2 transparent crystallized glass and crystallizable
JP2001019491A (ja) 1999-07-06 2001-01-23 Minolta Co Ltd ガラス組成
JP3767260B2 (ja) * 1999-08-02 2006-04-19 日本電気硝子株式会社 Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラス及び結晶性ガラス
JP2002154840A (ja) 2000-11-16 2002-05-28 Nippon Electric Glass Co Ltd Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラス
DE10110225C2 (de) * 2001-03-02 2003-07-17 Schott Glas Glaskeramisches Trägermaterial, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
JP2003012343A (ja) 2001-06-28 2003-01-15 Nippon Electric Glass Co Ltd セラミック材料及びそれを用いた光学デバイス
DE10134374B4 (de) 2001-07-14 2008-07-24 Schott Ag Kochfeld mit einer Glaskeramikplatte als Kochfläche und Verfahren zur Herstellung der Glaskeramikplatte
JP4476529B2 (ja) 2001-12-19 2010-06-09 株式会社オハラ ガラスセラミックス及び温度補償部材
JP2004075441A (ja) 2002-08-14 2004-03-11 Huzhou Daikyo Hari Seihin Yugenkoshi Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶性ガラス及び結晶化ガラス、ならびに該結晶性ガラス及び結晶化ガラスの製造方法
JPWO2005028388A1 (ja) 2003-09-19 2006-11-30 日本碍子株式会社 酸化亜鉛−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス
DE102004008824B4 (de) 2004-02-20 2006-05-04 Schott Ag Glaskeramik mit geringer Wärmeausdehnung sowie deren Verwendung
JP2006199538A (ja) 2005-01-20 2006-08-03 Huzhou Daikyo Hari Seihin Yugenkoshi Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶性ガラス及び結晶化ガラス並びにＬｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラスの製造方法。
US20060242996A1 (en) 2005-04-27 2006-11-02 Gilbert Deangelis System and method for controlling the environment around one or more vessels in a glass manufacturing system
JP4430001B2 (ja) 2005-11-01 2010-03-10 湖州大享玻璃制品有限公司 Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ｋ２Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス及び結晶化ガラス、ならびに該結晶性ガラス及び結晶化ガラスの製造方法
US7476633B2 (en) 2006-03-31 2009-01-13 Eurokera β-spodumene glass-ceramic materials and process for making the same
RU2314272C1 (ru) 2006-06-30 2008-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Стеклокристаллический материал
US7534734B2 (en) 2006-11-13 2009-05-19 Corning Incorporated Alkali-free glasses containing iron and tin as fining agents
JP4755135B2 (ja) 2007-04-27 2011-08-24 株式会社オハラ 結晶化ガラス
WO2010002477A1 (en) 2008-07-03 2010-01-07 Corning Incorporated Durable glass-ceramic housings/enclosures for electronic devices
KR101013223B1 (ko) 2010-09-06 2011-02-10 주식회사 정관 음의 열팽창 계수를 가지는 결정화 유리 및 그 제조방법
WO2013086187A1 (en) 2011-12-08 2013-06-13 3M Innovative Properties Company Lithium silicate glass ceramic material, process of production and use thereof
JP5859681B2 (ja) * 2012-01-20 2016-02-10 ストラウマン ホールディング アーゲー 補綴要素
US8664130B2 (en) 2012-04-13 2014-03-04 Corning Incorporated White, opaque β-spodumene/rutile glass-ceramic articles and methods for making the same
US9115023B2 (en) 2012-08-28 2015-08-25 Corning Incorporated Colored and opaque glass-ceramic(s), associated colorable and ceramable glass(es), and associated process(es)
US9440878B2 (en) 2013-02-28 2016-09-13 Corning Incorporated Fusion formable lithium aluminosilicate glass ceramic
FR3002532B1 (fr) 2013-02-28 2015-02-27 Eurokera Vitroceramique du type aluminosilicate de lithium contenant une solution solide de beta-spodumene
US9701573B2 (en) 2013-09-06 2017-07-11 Corning Incorporated High strength glass-ceramics having lithium disilicate and beta-spodumene structures
KR101524482B1 (ko) 2013-10-14 2015-06-02 주식회사 하스 지르코니아 상단에 안착되는 리튬 실리케이트 유리 또는 리튬 실리케이트 결정화 유리 및 이의 제조방법
KR102076605B1 (ko) * 2014-10-08 2020-02-13 코닝 인코포레이티드 페탈라이트 및 리튬 실리케이트 구조를 갖는 고강도 유리-세라믹

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1228025A (zh) * 1967-04-13 1971-04-15
JPH11100230A (ja) * 1997-09-25 1999-04-13 Nippon Electric Glass Co Ltd 赤外線透過ガラスセラミックス
CN1239422C (zh) * 1999-08-02 2006-02-01 日本电气硝子株式会社 Li2O－Al2O3－SiO2结晶玻璃及其可结晶玻璃
CN103476723A (zh) * 2011-04-20 2013-12-25 斯特劳曼控股公司 制备玻璃-陶瓷体的方法

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