DE112021004207T5

DE112021004207T5 - Kristallisiertes Glas, Hochfrequenzsubstrat, Flüssigkristallantenne und Verfahren zur Herstellung eines kristallisierten Glases

Info

Publication number: DE112021004207T5
Application number: DE112021004207.6T
Authority: DE
Inventors: Kazuki Kanehara; Yutaka Kuroiwa
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2021-09-15
Publication date: 2023-06-01
Also published as: WO2022059724A1; US20230212062A1; JPWO2022059724A1; CN116157367A; TW202229188A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kristallisiertes Glas, das Kristalle von mindestens einem von Indialit und Kordierit umfasst, wobei die Gesamtmenge der Kristalle 40 Massen-% oder mehr der Masse des kristallisierten Glases beträgt, und mindestens eines von einer Fehlstelle und einem anderen Element in einer Al-Stelle in jedem der Kristalle enthalten ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein kristallisiertes Glas, ein Hochfrequenzsubstrat, eine Flüssigkristallantenne und ein Verfahren zur Herstellung eines kristallisierten Glases.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren hat eine drahtlose Übertragung unter Verwendung eines Mikrowellenbands oder eines Millimeterwellenbands als Übertragungstechnik mit großer Kapazität Aufmerksamkeit erlangt. Da eine Signalfrequenz mit einer Erweiterung einer zu verwendenden Frequenz zunimmt, ist ein Dielektrikumsubstrat mit hervorragenden Dielektrikumeigenschaften bei einer Hochfrequenz erforderlich.
Beispiele eines Materials des Dielektrikumsubstrats umfassen Quarz, eine Keramik und ein Glas. Dabei kann von dem Glas ein kristallisiertes Glas, bei dem ein Teil des Glases kristallisiert ist, verglichen mit Quarz oder einer Keramik einfach geformt und billig hergestellt werden und hat den Vorteil, dass die Dielektrikumeigenschaften weiter verbessert werden können. Beispiele des kristallisierten Glases mit hervorragenden Dielektrikumeigenschaften umfassen ein kristallisiertes Glas, das Kristalle aus Indialit oder Kordierit enthält, wie es im Patentdokument 1 offenbart ist.
DOKUMENTENLISTE
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: WO 2020/023205
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Wenn der Anteil der Kristalle aus Indialit und Kordierit in dem kristallisierten Glas zum Verbessern der Dielektrikumeigenschaften erhöht wird, kann jedoch aufgrund einer Differenz bei dem Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen einer Kristallphase und einer Glasphase eine Rissbildung auftreten.
Demgemäß ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung die Lösung der vorstehenden Probleme und die Bereitstellung eines kristallisierten Glases, in dem eine Rissbildung verhindert wird, während eine große Menge von Kristallen aus Indialit und Kordierit enthalten ist und hervorragende Dielektrikumeigenschaften erreicht werden.
LÖSUNG DES PROBLEMS
D.h., die vorliegende Offenbarung stellt ein kristallisiertes Glas bereit, umfassend: mindestens einen Kristall aus Indialit und Kordierit,
wobei das kristallisierte Glas eine Gesamtmenge des Kristalls von 40 Massen-% oder mehr des kristallisierten Glases aufweist, und
der Kristall mindestens eines von einer Fehlstelle und einem anderen Element an einer Al-Stelle umfasst.
In einem Aspekt des kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Gesamtzahl von Abschnitten, die mindestens eines der Fehlstelle und des anderen Elements enthalten, 4 Atom-% oder mehr der Al-Stellen betragen.
In einem Aspekt des kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das kristallisierte Glas ferner umfassen:

als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden,
- 45 % bis 60 % SiO₂;
- 20 % bis 35 % Al₂O₃; und
- 9%bis15%MgO.

In einem Aspekt des kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das kristallisierte Glas ferner umfassen: 5 % bis 15 % TiO₂ als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden.
In einem Aspekt des kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das kristallisierte Glas ferner umfassen: 0,5 % bis 15 % P₂O₅ als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden.
In einem Aspekt des kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das kristallisierte Glas Hauptoberflächen umfassen, die einander gegenüberliegen, wobei die Hauptoberfläche eine Fläche von 100 cm² bis 100000 cm² aufweisen kann und das kristallisierte Glas eine Dicke von 0,01 mm bis 2 mm aufweisen kann.
In einem Aspekt des kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C 1,0 W/(m · K) oder mehr betragen.
In einem Aspekt des kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die relative Dielektrizitätskonstante bei 20 °C und 10 GHz 7 oder weniger betragen.
In einem Aspekt des kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der dielektrische Verlustfaktor bei 20 °C und 10 GHz 0,003 oder weniger betragen.
In einem Aspekt des kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der durchschnittliche Wärmeausdehnungskoeffizient bei 50 °C bis 350 °C 1 ppm/°C oder mehr betragen.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Hochfrequenzsubstrat bereit, bei dem das kristallisierte Glas verwendet wird.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Flüssigkristallantenne bereit, bei der das kristallisierte Glas verwendet wird.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein amorphes Glas bereit, umfassend:

als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden,
- 45 % bis 60 % SiO₂;
- 20 % bis 35 % Al₂O₃;
- 9 % bis 15 % MgO;
- 0,5 % bis 15 % P₂O₅; und
- 5 % bis 15 % TiO₂.

Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines kristallisierten Glases bereit, wobei das Verfahren umfasst:

Herstellen eines amorphen Glases, das als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden
- 45 % bis 60 % SiO₂,
- 20 % bis 35 % Al₂O₃, und
- 9 % bis 15 % MgO umfasst, und
Durchführen einer Wärmebehandlung mit dem amorphen Glas,
wobei in der Wärmebehandlung mindestens ein Kristall aus Indialit und Kordierit abgeschieden wird und bewirkt wird, dass mindestens eines von einer Fehlstelle und einem anderen Element an einer Al-Stelle des Kristalls vorliegt.

In einem Aspekt des Verfahrens zur Herstellung eines kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das amorphe Glas
als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden

0,5 % bis 15 % P₂O₅, und
5 % bis 15 % TiO₂ umfassen.

In einem Aspekt des Verfahrens zur Herstellung eines kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das amorphe Glas Hauptoberflächen umfassen, die einander gegenüberliegen, wobei die Hauptoberfläche eine Fläche von 100 cm² bis 100000 cm² aufweisen kann und das amorphe Glas eine Dicke von 0,01 mm bis 2 mm aufweisen kann.
In einem Aspekt des Verfahrens zur Herstellung eines kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Wärmebehandlung das Halten des amorphen Glases bei 960 °C oder höher für 0,5 Stunden oder länger umfassen.
In einem Aspekt des Verfahrens zur Herstellung eines kristallisierten Glases gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Wärmebehandlung ein Halten in einem ersten Temperaturbereich und ein Halten in einem zweiten Temperaturbereich umfassen, wobei
der erste Temperaturbereich 760 °C oder höher und 960 °C oder niedriger sein kann und eine Haltezeit in dem ersten Temperaturbereich 0,5 Stunden oder länger sein kann, und
der zweite Temperaturbereich 960 °C oder höher und 1350 °C oder niedriger sein kann und eine Haltezeit in dem zweiten Temperaturbereich 0,5 Stunden oder länger sein kann.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung werden dadurch, dass 40 Massen-% oder mehr von mindestens einem Kristall aus Indialit und Kordierit enthalten sind, hervorragende Dielektrikumeigenschaften erreicht und gleichzeitig umfasst ein solcher Kristall mindestens eines von einer Fehlstelle und einem anderen Element an einer Al-Stelle, so dass ein kristallisiertes Glas, in dem eine Rissbildung aufgrund einer Differenz bei dem Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen einer Kristallphase und einer Glasphase verhindert wird, und ein Hochfrequenzsubstrat sowie eine Flüssigkristallantenne, bei denen das kristallisierte Glas verwendet wird, erhalten werden.
Figurenliste

Die FIGUR ist ein Diagramm, das schematisch eine Temperaturänderung in einer zweistufigen Wärmebehandlung zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der vorliegenden Erfindung wird „bis“, das einen Zahlenbereich angibt, in dem Sinn verwendet, dass es die Zahlenwerte, die vor und nach dem „bis“ angegeben sind, als einen unteren Grenzwert und einen oberen Grenzwert umfasst. Falls nichts anderes angegeben ist, wird „bis“ in der vorliegenden Beschreibung mit der gleichen Bedeutung verwendet.
In der vorliegenden Beschreibung wird eine Glaszusammensetzung als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden angegeben, falls nichts anderes angegeben ist, und Massen-% werden einfach als „%“ angegeben. In der vorliegenden Beschreibung sind Anteile (wie z.B. Prozentsätze) auf der Basis der Masse mit Anteilen (wie z.B. Prozentsätzen) auf der Basis des Gewichts identisch.
in der vorliegenden Beschreibung bedeutet „im Wesentlichen nicht einbezogen bzw. enthalten“, dass der Gehalt weniger als ein Verunreinigungsniveau ist, das in den Ausgangsmaterialien und dergleichen enthalten ist, d.h., ein absichtliches Einbeziehen findet nicht statt. Insbesondere beträgt der Gehalt beispielsweise weniger als 0,1 Massen-%.
In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich der Ausdruck „kristallisiertes Glas“ auf ein Glas, in dem ein Kristall in dem Glas abgeschieden ist. In der vorliegenden Anmeldung bezieht sich der Ausdruck „kristallisiertes Glas“ auf ein Glas, in dem ein Beugungspeak, der den Kristall angibt, durch ein Röntgenbeugungsverfahren (XRD-Verfahren) ermittelt wird. Bei der Röntgenbeugungsmessung wird beispielsweise ein Bereich von 2θ = 10° bis 80° unter Verwendung von CuKα-Strahlen gemessen, und wenn ein Beugungspeak erscheint, kann der abgeschiedene Kristall beispielsweise mit einem Drei-intensive-Linien-Verfahren identifiziert werden.
<Kristallisiertes Glas>
Das kristallisierte Glas gemäß der vorliegenden Ausführungsform (nachstehend auch als „das vorliegende kristallisierte Glas“ bezeichnet) ist ein kristallisiertes Glas, das mindestens einen Kristall aus Indialit und Kordierit umfasst, wobei die Gesamtmenge des Kristalls 40 Massen-% oder mehr des kristallisierten Glases beträgt und der Kristall mindestens eines von einer Fehlstelle und einem anderen Element an einer Al-Stelle umfasst.
(Kristall)
Das kristallisierte Glas umfasst mindestens einen Kristall aus Indialit und Kordierit. Indialit und Kordierit sind Kristalle auf MgO-Al₂O₃-SiO₂-Basis mit der gleichen Zusammensetzung, jedoch unterschiedlichen Kristallstrukturen. Zusammensetzungen dieser Kristalle sind durch die chemische Formel Mg₂Al₄Si₅O₁₈ dargestellt. Wenn es durch ein Festphasenreaktionsverfahren synthetisiert wird, ist das Kordierit von einem Niedertemperatur-Typ und weist eine kubische Kristallstruktur auf, wohingegen Indialit ein Hochtemperatur-Typ ist und eine hexagonale Kristallstruktur aufweist. Nachstehend kann in der vorliegenden Beschreibung mindestens ein Kristall aus Indialit und Kordierit, der in dem kristallisierten Glas enthalten ist, zusammen als „Indialit/Kordierit-Kristall“ bezeichnet werden. D.h., der „Indialit/Kordierit-Kristall“ bezieht sich auf einen der Kristalle in dem Fall, bei dem das kristallisierte Glas eines von Indialit und Kordierit umfasst, und bezieht sich auf beide Kristalle in dem Fall, bei dem das kristallisierte Glas sowohl Indialit als auch Kordierit umfasst.
Bei einem isolierenden Substrat, das in einer Hochfrequenzvorrichtung verwendet wird, muss der Übertragungsverlust auf der Basis des dielektrischen Verlusts, des Leiterverlusts und dergleichen vermindert werden, um Eigenschaften wie z.B. die Qualität und die Stärke eines Hochfrequenzsignals, sicherzustellen. In dem kristallisierten Glas, das einen Indialit/Kordierit-Kristall umfasst, neigen der dielektrische Verlustfaktor und die relative Dielektrizitätskonstante zu einer Verminderung, wenn der Anteil des Kristalls in dem kristallisierten Glas zunimmt. Darüber hinaus neigt bezüglich des Indialits und des Kordierits der Indialit zu besseren Dielektrikumeigenschaften und das kristallisierte Glas umfasst vorzugsweise Indialit.
Im Hinblick auf das Erhalten eines kristallisierten Glases mit hervorragenden Dielektrikumeigenschaften beträgt die Gesamtmenge des Indialit/Kordierit-Kristalls in dem kristallisierten Glas 40 Massen-% oder mehr des kristallisierten Glases. Die Gesamtmenge des Indialit/Kordierit-Kristalls beträgt vorzugsweise 50 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 55 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 60 Massen-% oder mehr.
Im Hinblick auf das Verhindern einer Rissbildung aufgrund einer Differenz bei dem Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen einer Kristallphase und einer Glasphase oder im Hinblick auf das Sicherstellen eines ausreichenden Wärmeausdehnungskoeffizienten als kristallisiertes Glas beträgt die Gesamtmenge des Indialit/Kordierit-Kristalls vorzugsweise 90 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 85 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 80 Massen-% oder weniger des kristallisierten Glases.
Dabei kann der Indialit/Kordierit-Kristall durch eine Röntgenbeugungsmessung (XRD) identifiziert werden. Insbesondere umfasst, wenn eine Masse des kristallisierten Glases pulverisiert und mittels XRD bei 2θ = 10° bis 90° unter Verwendung von CuKa-Strahlen gemessen wird, wenn ein Peak mit der größten Intensität in einem Bereich von 2θ = 10° bis 11° bestätigt wird und der Peak als Peak einer (100)-Ebene festgelegt werden kann, das kristallisierte Glas mindestens einen Kristall aus Indialit und Kordierit.
Zum Erhalten einer genaueren Kristallstruktur ist es bevorzugt, eine Rietveld-Analyse durchzuführen. Gemäß der Rietveld-Analyse können eine quantitative Analyse der Kristallphase und der amorphen Phase und eine Strukturanalyse der Kristallphase durchgeführt werden. Das Rietveld-Verfahren ist in „Kristallanalysehandbuch“, herausgegeben von „Kristallanalysehandbuch“, Redaktionsausschuss der „Crystallographic Society of Japan“ (veröffentlicht von KYORITSU SHUPPAN CO., LTD., 1999, Seiten 492 bis 499), beschrieben. Der Gehalt des Indialit/Kordierit-Kristalls in dem vorliegenden kristallisierten Glas kann durch eine Rietveld-Analyse unter Verwendung eines Messergebnisses, das durch die XRD erhalten worden ist, berechnet werden.
In dem vorliegenden kristallisierten Glas umfasst der Indialit/Kordierit-Kristall mindestens eines der Fehlstelle und des anderen Elements an der Al-Stelle. Dabei bezieht sich das andere Element auf ein Element, das von Al verschieden ist. D.h., der Indialit/Kordierit-Kristall des vorliegenden kristallisierten Glases umfasst einen Abschnitt, in dem kein Al-Atom an einer Stelle vorliegt, die ursprünglich durch ein Al-Atom eingenommen wird, wenn eine ideale Kristallstruktur wiederholt wird. In dem Fall, bei dem kein Atom eines anderen Elements in einem Abschnitt vorliegt, in dem kein Al-Atom vorliegt, ist der Abschnitt eine Fehlstelle, und in dem Fall, bei dem ein Atom eines anderen Elements vorliegt, ist der Abschnitt ein Abschnitt, der das andere Element umfasst.
Das andere Element ist nicht speziell beschränkt, jedoch umfassen Beispiele des anderen Elements ein Element, das von Al verschieden ist und dessen Atomgröße relativ nahe an der Größe des Al-Atoms liegt. Spezifische Beispiele eines solchen Elements umfassen Mg und Si.
In dem Fall, bei dem der Indialit/Kordierit-Kristall mindestens eines der Fehlstelle und des anderen Elements an der Al-Stelle umfasst, kann eine Rissbildung des kristallisierten Glases aufgrund der Differenz bei dem Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Kristallphase und der Glasphase verhindert werden. Da der Indialit/Kordierit-Kristall mindestens eines der Fehlstelle und des anderen Elements an der Al-Stelle umfasst, wird die Kristallstruktur verglichen mit der idealen Kristallstruktur in gewisser Weise verzerrt, d.h., eine Struktur, in der eine Gitterkonstante in einer bestimmten axialen Richtung verglichen mit der ursprünglichen Gitterkonstante verlängert oder verkürzt ist. Demgemäß wird davon ausgegangen, dass eine Spannung, die in dem kristallisierten Glas erzeugt wird, durch die Differenz bei dem Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Kristallphase und der Glasphase relaxiert wird und folglich eine Rissbildung verhindert werden kann.
Darüber hinaus ist in dem Fall, bei dem der Indialit/Kordierit-Kristall die Fehlstelle an der Al-Stelle umfasst, die Anzahl von Atomen in dem Kristall kleiner als diejenige in dem Fall der idealen Kristallstruktur. Dabei ist bekannt, dass sich die Dielektrikumeigenschaften gemäß der Menge von Elektronen ändern und die Dielektrizitätskonstante zu einer Zunahme neigt, wenn die Anzahl von Elektronen zunimmt. D.h., das Vorliegen der Fehlstelle an der Al-Stelle vermindert die Anzahl von Elektronen verglichen mit dem Fall, bei dem das Al-Atom vorliegt, und folglich wird davon ausgegangen, dass die Dielektrikumeigenschaften des kristallisierten Glases besser sind.
Aufgrund dessen wird davon ausgegangen, dass auch in dem Fall, bei dem die Al-Stelle das andere Element umfasst, wenn die Anzahl von Elektronen verglichen mit dem Fall abnimmt, bei dem das Al-Atom vorliegt, die Dielektrikumeigenschaften in der gleichen Weise einfach verbessert werden. Daher ist im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Dielektrikumeigenschaften die Anzahl von Elektronen in dem anderen Element vorzugsweise kleiner als diejenige in AI. Beispiele für ein solches anderes Element umfassen Mg.
In dem Indialit/Kordierit-Kristall beträgt die Gesamtzahl der Abschnitte, die mindestens eines der Fehlstelle und des anderen Elements an der Al-Stelle umfassen, d.h., die Gesamtzahl der Abschnitte, bei denen keine Al-Atome an den Al-Stellen vorliegen, im Hinblick auf eine Verbesserung des Effekts des Verhinderns einer Rissbildung vorzugsweise 4 Atom-% oder mehr der Al-Stellen. Die Gesamtzahl der Abschnitte, in denen keine Al-Atome vorliegen, beträgt mehr bevorzugt 5 Atom-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 7,5 Atom-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 9 Atom-% oder mehr, besonders bevorzugt 10 Atom-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 12 Atom-% oder mehr.
Darüber hinaus beträgt die Gesamtzahl von Abschnitten, in denen keine Al-Atome an den Al-Stellen vorliegen, im Hinblick auf das Aufrechterhalten der Kristallstruktur vorzugsweise 50 Atom-% oder weniger, mehr bevorzugt 35 Atom-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 20 Atom-% oder weniger.
Die Abschnitte, in denen keine Al-Atome vorliegen, können vollständig Fehlstellen sein oder können vollständig Abschnitte sein, welche die anderen Elemente enthalten, jedoch ist es im Hinblick auf eine weitere Verbesserung des Effekts des Verhinderns einer Rissbildung und eine Verbesserung der Dielektrikumeigenschaften bevorzugt, dass die Fehlstelle enthalten ist, und es ist mehr bevorzugt, dass die Fehlstellen mehr als der Abschnitt sind, der die anderen Elemente enthält.
Der Anteil der Gesamtzahl der Abschnitte, in denen die Al-Atome nicht an den Al-Stellen vorliegen, ist ein Atomanteil (Atom-%) der Abschnitte, in denen keine Al-Atome vorliegen, bezogen auf die Stellen, die ursprünglich durch die Al-Atome eingenommen werden sollten, wenn die ideale Kristallstruktur wiederholt wird. Der Anteil kann durch die Rietveld-Analyse unter Verwendung des Messergebnisses berechnet werden, das durch die XRD erhalten worden ist.
Das kristallisierte Glas kann einen Kristall umfassen, der von dem Indialit/Kordierit-Kristall verschieden ist, solange die Effekte der vorliegenden Offenbarung nicht beeinträchtigt werden. Beispiele des Kristalls, der von dem Indialit/Kordierit-Kristall verschieden ist, umfassen Mullit, Korund, Rutil und Anatas. In dem Fall, bei dem der Kristall, der von dem Indialit/Kordierit-Kristall verschieden ist, enthalten ist, beträgt dessen Gesamtgehalt vorzugsweise 15 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 12,5 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 10 Massen-% oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge des kristallisierten Glases. Die Identifizierung der Kristallspezies und die Messung des Gehalts des Kristalls, der von dem Indialit/Kordierit-Kristall verschieden ist, kann durch die Rietveld-Analyse unter Verwendung der XRD-Messung und des XRD-Messergebnisses, die vorstehend beschrieben worden sind, durchgeführt werden.
(Zusammensetzung)
Die Zusammensetzung des vorliegenden kristallisierten Glases ist mit der Zusammensetzung eines amorphen Glases vor der Kristallisation in einem später beschriebenen Herstellungsverfahren identisch. Daher sind die bevorzugte Zusammensetzung des vorliegenden kristallisierten Glases und die Zusammensetzung des amorphen Glases identisch. Dabei bezieht sich die Zusammensetzung des kristallisierten Glases in der vorliegenden Beschreibung auf eine Gesamtzusammensetzung der Zusammensetzung der Kristallphase und der Glasphase des kristallisierten Glases. Die Zusammensetzung des kristallisierten Glases wird dadurch erhalten, dass das kristallisierte Glas einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterzogen wird, die mit dem Schmelzpunkt zum Analysieren des kristallisierten Glases identisch oder höher als diese ist. Ein Beispiel für das Analyseverfahren ist ein Fluoreszenz-Röntgenanalyseverfahren. Die Zusammensetzung der Kristallphase des vorliegenden kristallisierten Glases kann durch eine Rietveld-Analyse des Ergebnisses analysiert werden, das durch die vorstehend beschriebene XRD-Messung erhalten wird. In der Zusammensetzung des vorliegenden kristallisierten Glases beträgt eine bevorzugte Untergrenze des Gehalts einer nichtessentiellen Komponente 0 %.
Die Zusammensetzung des vorliegenden kristallisierten Glases ist nicht speziell beschränkt, und es ist bevorzugt, 45 % bis 60 % SiO₂, 20 % bis 35 % Al₂O₃ und 9 % bis 15 % MgO als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden einzubeziehen. SiO₂, Al₂O₃ und MgO sind Komponenten, die den Indialit/Kordierit-Kristall bilden.
SiO₂ ist eine Komponente zum Abscheiden des Indialit/Kordierit-Kristalls als Kristallphase. Der Gehalt von SiO₂ beträgt vorzugsweise 45 % oder mehr. In dem Fall, bei dem der Gehalt von SiO₂ 45 % oder mehr beträgt, wird die abgeschiedene Kristallphase des kristallisierten Glases einfach stabilisiert. Der Gehalt von SiO₂ beträgt mehr bevorzugt 45,2 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 45,5 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 45,7 % oder mehr, besonders bevorzugt 46 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 46,2 % oder mehr, und insbesondere 46,5 % oder mehr. Der Gehalt von SiO₂ beträgt vorzugsweise 60 % oder weniger. In dem Fall, bei dem der Gehalt von SiO₂ 60 % oder weniger beträgt, kann ein Glasausgangsmaterial einfach geschmolzen oder geformt werden. Darüber hinaus ist bezüglich der Kristallphase auch eine Wärmebehandlungsbedingung ein wichtiger Faktor zum Abscheiden des Indialit/Kordierit-Kristalls und ein breiterer Bereich der Wärmebehandlungsbedingung kann durch Einstellen des Gehalts von SiO₂ derart, dass er mit der vorstehenden Obergrenze identisch oder kleiner als diese ist, ausgewählt werden. Der Gehalt von SiO₂ beträgt mehr bevorzugt 58 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 56 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 54 % oder weniger, besonders bevorzugt 52 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 50 % oder weniger und insbesondere 48 % oder weniger.
Al₂O₃ ist eine Komponente zum Abscheiden des Indialit/Kordierit-Kristalls als Kristallphase. Der Gehalt von Al₂O₃ beträgt vorzugsweise 20 % oder mehr. In dem Fall, bei dem der Gehalt von Al₂O₃ 20 % oder mehr beträgt, wird eine gewünschte Kristallphase einfach erhalten, die abgeschiedene Kristallphase des kristallisierten Glases wird einfach stabilisiert und eine Zunahme der Liquidustemperatur kann vermindert werden. Der Gehalt von Al₂O₃ beträgt mehr bevorzugt 22 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 24 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 26 % oder mehr, besonders bevorzugt 28 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 29 % und insbesondere 30 % oder mehr. Andererseits beträgt der Gehalt von Al₂O₃ vorzugsweise 35 % oder weniger. In dem Fall, bei dem der Gehalt von Al₂O₃ 35 % oder weniger beträgt, ist die Schmelzbarkeit des Glasausgangsmaterials tendenziell gut. Der Gehalt von Al₂O₃ beträgt mehr bevorzugt 34,5 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 34 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 33,5 % oder weniger, besonders bevorzugt 33 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 32,5 % oder weniger und insbesondere 32 % oder weniger.
MgO ist eine Komponente zum Abscheiden des Indialit/Kordierit-Kristalls als Kristallphase. Der Gehalt von MgO beträgt vorzugsweise 9 % oder mehr. In dem Fall, bei dem der Gehalt von MgO 9 % oder mehr beträgt, wird ein gewünschter Kristall einfach erhalten, die abgeschieden Kristallphase des kristallisierten Glases wird einfach stabilisiert, und die Schmelzbarkeit des Glasausgangsmaterials wird weiter verbessert. Der Gehalt von MgO beträgt mehr bevorzugt 9,3 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 9,5 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 9,7 % oder mehr, besonders bevorzugt 10 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 10,2 % oder mehr und insbesondere 10,5 % oder mehr. Andererseits beträgt der Gehalt von MgO vorzugsweise 15 % oder weniger. In dem Fall, bei dem der Gehalt von MgO 15 % oder weniger beträgt, wird ein gewünschter Kristall einfach erhalten. Der Gehalt von MgO beträgt mehr bevorzugt 14,5 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 14 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 13,5 % oder weniger, besonders bevorzugt 13 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 12,5 % oder weniger und insbesondere 12 % oder weniger.
Das vorliegende kristallisierte Glas umfasst vorzugsweise eine Keimbildungskomponente. Die Keimbildungskomponente ist eine Komponente, die einen Keim erzeugen kann, der als Ausgangspunkt für ein Kristallwachstum dient, wenn ein amorphes Glas kristallisiert wird. Durch Einbeziehen der Keimbildungskomponente ist es einfacher, eine gewünschte Kristallstruktur und einen Zustand stabil zu erhalten, bei dem die Kristalle relativ homogen in dem kristallisierten Glas dispergiert sind. Beispiele für die Keimbildungskomponente umfassen TiO₂, MoO₃ und ZrO₂. Als Keimbildungskomponente ist TiO₂ im Hinblick auf ein stabiles Abscheiden des Indialit/Kordierit-Kristalls bevorzugt.
Der Gesamtgehalt der Keimbildungskomponenten beträgt im Hinblick darauf, dass das Vorliegen eines Keimbildungsmittels in dem gesamten Glas bei einer bestimmten Konzentration oder mehr ermöglicht wird, vorzugsweise 5 % oder mehr, mehr bevorzugt 5,5 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 6,0 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 6,5 % oder mehr, besonders bevorzugt 7,0 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 7,5 % oder mehr und insbesondere 8,0 % oder mehr. Der Gesamtgehalt der Keimbildungskomponenten beträgt im Hinblick auf das Erhöhen des Anteils des Indialit/Kordierit-Kristalls in dem gesamten kristallisierten Glas und das Verbessern der Dielektrikumeigenschaften vorzugsweise 15 % oder weniger, mehr bevorzugt 14,5 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 14 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 13,5 % oder weniger, besonders bevorzugt 13 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 12,5 % oder weniger und insbesondere 12 % oder weniger.
TiO₂ ist keine essentielle Komponente, ist jedoch eine Komponente, die als die vorstehend beschriebene Keimbildungskomponente wirkt und trägt zur Verkleinerung der abgeschiedenen Kristallphase, zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit eines Materials und zur Verbesserung der chemischen Dauerbeständigkeit bei. In dem Fall, bei dem TiO₂ enthalten ist, beträgt dessen Gehalt im Hinblick auf eine stabile Abscheidung des Indialit/Kordierit-Kristalls vorzugsweise 5 % oder mehr, mehr bevorzugt 5,5 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 6,0 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 6,5 % oder mehr, besonders bevorzugt 7,0 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 7,5 % oder mehr und insbesondere 8,0 % oder mehr. Der Gehalt von TiO₂ beträgt im Hinblick auf das Erhöhen des Anteils des Indialit/Kordierit-Kristalls in dem gesamten kristallisierten Glas und das Verbessern der Dielektrikumeigenschaften vorzugsweise 15 % oder weniger, mehr bevorzugt 14,5 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 14 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 13,5 % oder weniger, besonders bevorzugt 13 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 12,5 % oder weniger und insbesondere 12 % oder weniger.
MoO₃ ist keine essentielle Komponente, ist jedoch eine Komponente, die als die vorstehend beschriebene Keimbildungskomponente wirkt. In dem Fall, bei dem MoO₃ enthalten ist, beträgt dessen Gehalt im Hinblick auf eine stabile Abscheidung des Indialit/Kordierit-Kristalls vorzugsweise 5 % oder mehr, mehr bevorzugt 5,5 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 6,0 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 6,5 % oder mehr, besonders bevorzugt 7,0 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 7,5 % oder mehr und insbesondere 8,0 % oder mehr. Der Gehalt von MoO₃ beträgt im Hinblick auf das Erhöhen des Anteils des Indialit/Kordierit-Kristalls in dem gesamten kristallisierten Glas und das Verbessern der Dielektrikumeigenschaften vorzugsweise 15 % oder weniger, mehr bevorzugt 14,5 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 14 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 13,5 % oder weniger, besonders bevorzugt 13 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 12,5 % oder weniger und insbesondere 12 % oder weniger.
ZrO₂ ist keine essentielle Komponente, ist jedoch eine Komponente, die als die vorstehend beschriebene Keimbildungskomponente wirkt und trägt zur Verkleinerung der abgeschiedenen Kristallphase, zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit eines Materials und zur Verbesserung der chemischen Dauerbeständigkeit bei. Der Gehalt von ZrO₂ beträgt im Hinblick auf eine stabile Abscheidung des Indialit/Kordierit-Kristalls vorzugsweise 5 % oder mehr, mehr bevorzugt 5,5 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 6,0 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 6,5 % oder mehr, besonders bevorzugt 7,0 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 7,5 % oder mehr und insbesondere 8,0 % oder mehr. Der Gehalt von ZrO₂ beträgt im Hinblick auf das Erhöhen des Anteils des Indialit/Kordierit-Kristalls in dem gesamten kristallisierten Glas und das Verbessern der Dielektrikumeigenschaften vorzugsweise 15 % oder weniger, mehr bevorzugt 14,5 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 14 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 13,5 % oder weniger, besonders bevorzugt 13 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 12,5 % oder weniger und insbesondere 12 % oder weniger.
Das vorliegende kristallisierte Glas umfasst vorzugsweise eine Fehlstelle-erzeugende Komponente. Die Fehlstelle-erzeugende Komponente bezieht sich auf eine Komponente, welche die Bildung eines Abschnitts, in dem kein Al-Atom vorliegt, d.h., mindestens einem von der Fehlstelle und dem Abschnitt, der das andere Element enthält, an der Al-Stelle des Indialit/Kordierit-Kristalls einfach macht. Beispiele für die Fehlstelle-erzeugende Komponente umfassen P₂O₅ und B₂O₃. Von diesen ist P₂O₅ eine Komponente, die einfach eine große Menge von Fehlstellen und Abschnitten, welche die anderen Elemente enthalten, an den Al-Stellen des Indialit/Kordierit-Kristalls bildet, und ist als die Fehlstelle-erzeugende Komponente besonders bevorzugt.
Der Grund dafür, warum die Fehlstelle oder der Abschnitt, der das andere Element enthält, dadurch wahrscheinlich an der Al-Stelle gebildet wird, dass die Fehlstelle-erzeugende Komponente erhalten ist, wird wie folgt angenommen. D.h., die Fehlstelle-erzeugende Komponente, beispielsweise P₂O₅, verursacht eine geringfügige Phasentrennung während eines Kristallisationsvorgangs, in dem das amorphe Glas erwärmt wird. Wenn die Indialit/Kordierit-Kristalle wachsen, wird die Dispergierbarkeit der Kristalle in dem kristallisierten Glas verbessert und es ist wahrscheinlicher, dass die Kristalle homogen gebildet werden, da die Kristalle von jeder von solchen geringfügigen Phasentrennungsgrenzflächen wachsen. Demgemäß neigen Atome um die Al-Stelle zu einem Konkurrieren bezüglich Al-Atomen während des Kristallwachstums. Daher wird die Al-Stelle eine Fehlstelle und es ist wahrscheinlich, dass das andere Element, wie z.B. Mg, einbezogen wird. In dem Fall, bei dem ein Abschnitt, in dem kein Al-Atom an der Al-Stelle vorliegt, durch die Zugabe der Fehlstelle-erzeugenden Komponente gebildet wird, wird davon ausgegangen, dass der Abschnitt die Fehlstelle tendenziell umfasst, und es ist wahrscheinlich, dass die Fehlstellen in einer größeren Zahl vorliegen als der Abschnitt, der das andere Element enthält.
Der Gehalt der Fehlstelle-erzeugenden Komponente beträgt im Hinblick auf das Erleichtern der Bildung des Abschnitts, in dem kein Al-Atom an der Al-Stelle vorliegt, vorzugsweise 0,5 % oder mehr, mehr bevorzugt 1 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 2 % oder mehr und noch mehr bevorzugt 3 % oder mehr. Andererseits beträgt der Gehalt der Fehlstelle-erzeugenden Komponente im Hinblick auf das Verhindern einer Trennung zwischen der Kristallphase und der Glasphase und im Hinblick auf ein stabiles Abscheiden des Kristalls vorzugsweise 15 % oder weniger, mehr bevorzugt 7,5 % oder weniger und noch mehr bevorzugt 3,5 % oder weniger.
P₂O₅ ist keine essentielle Komponente, wird jedoch vorzugsweise einbezogen, da P₂O₅ als die vorstehend beschriebene Fehlstelle-erzeugende Komponente wirkt. P₂O₅ trägt auch zur Verbesserung der Schmelzbarkeit, der Formbarkeit und der Entglasungsbeständigkeit des Glasausgangsmaterials zusätzlich zu einer Funktion als die Fehlstelle-erzeugende Komponente bei. In dem Fall, bei dem P₂O₅ enthalten ist, beträgt dessen Gehalt im Hinblick auf ein Erleichtern der Bildung des Abschnitts, in dem kein Al-Atom an der Al-Stelle vorliegt, vorzugsweise 0,5 % oder mehr, mehr bevorzugt 0,75 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 1 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 1,25 % oder mehr, besonders bevorzugt 1,5 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 1,75 % oder mehr und insbesondere 2 % oder mehr. Der Gehalt von P₂O₅ beträgt im Hinblick auf das Verhindern einer Trennung zwischen der Kristallphase und der Glasphase und im Hinblick auf ein stabiles Abscheiden des Kristalls vorzugsweise 15 % oder weniger, mehr bevorzugt 13 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 11 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 9 % oder weniger, besonders bevorzugt 7 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 5 % oder weniger und insbesondere 3,5 % oder weniger.
B₂O₃ ist keine essentielle Komponente, kann jedoch einbezogen werden, da B₂O₃ als die vorstehend beschriebene Fehlstelle-erzeugende Komponente wirkt. B₂O₃ ist eine Komponente, die zur Einstellung der Viskosität während des Schmelzens und Formens des Glasausgangsmaterials und auch der Kristallisationstemperatur beiträgt. Der Gehalt von B₂O₃ beträgt im Hinblick auf ein Erleichtern der Bildung des Abschnitts, in dem kein Al-Atom an der Al-Stelle vorliegt, vorzugsweise 0,5 % oder mehr, mehr bevorzugt 0,75 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 1 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 1,25 % oder mehr, besonders bevorzugt 1,5 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 1,75 % oder mehr und insbesondere 2 % oder mehr. Andererseits beträgt der Gehalt von B₂O₃ im Hinblick auf das Verhindern einer übermäßigen Abnahme der Viskosität, so dass eine Kristallisation stattfindet, und ein stabiles Erzeugen des Glases vorzugsweise 10 % oder weniger, mehr bevorzugt 9 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 8 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 7 % oder weniger, besonders bevorzugt 6 % oder weniger, noch mehr bevorzugt 5 % oder weniger und insbesondere 4 % oder weniger.
Ferner beträgt in dem Fall, bei dem sowohl P₂O₅ als auch B₂O₃ zugesetzt werden, die Gesamtmenge im Hinblick auf ein Erleichtern der Bildung des Abschnitts, in dem kein Al-Atom an der Al-Stelle vorliegt, vorzugsweise 1 % oder mehr, und die Gesamtmenge beträgt im Hinblick auf das Verhindern einer Trennung zwischen der Kristallphase und der Glasphase und im Hinblick auf ein stabiles Abscheiden des Kristalls vorzugsweise 15 % oder weniger.
CaO kann einbezogen werden oder nicht und 4 % oder weniger CaO können einbezogen werden, da CaO eine Wirkung des Verbesserns der Schmelzbarkeit des Glasausgangsmaterials und gleichzeitig des Verhinderns eines Gröberwerdens der abgeschiedenen Kristallphase aufweist. Ein mehr bevorzugter Bereich des Gehalts von CaO beträgt 1 % oder mehr. Ein mehr bevorzugter Bereich des Gehalts von CaO beträgt 3 % oder weniger.
BaO kann einbezogen werden oder nicht und 5 % oder weniger BaO können zur Verbesserung der Schmelzbarkeit des Glasausgangsmaterials einbezogen werden. Ein mehr bevorzugter Bereich des Gehalts von BaO beträgt 1 % oder mehr. Ein mehr bevorzugter Bereich des Gehalts von BaO beträgt 3 % oder weniger.
Sb₂O₃ und As₂O₃ können einbezogen werden oder nicht und 1 % oder weniger Sb₂O₃ und As₂O₃ können einbezogen werden, da Sb₂O₃ und As₂O₃ als Feinungsmittel wirken, wenn das Glasausgangsmaterial geschmolzen wird.
F kann einbezogen werden oder nicht und 3 % oder weniger F können zur Verbesserung der Schmelzbarkeit des Glasausgangsmaterials einbezogen werden.
SnO₂, CeO und Fe₂O₃ können einbezogen werden oder nicht und die Gesamtmenge jeder der Komponenten kann zur Verbesserung der Erfassungsempfindlichkeit von Oberflächendefekten aufgrund einer Färbung oder eines Farbmittels eines Glases und zur Verbesserung der Absorptionseigenschaften eines LD-gepumpten Festkörperlasers 5 % oder weniger betragen.
(Physikalische Eigenschaften)
Der dielektrische Verlustfaktor bei 20 °C und 10 GHz des vorliegenden kristallisierten Glases beträgt im Hinblick auf eine Verbesserung der Dielektrikumeigenschaften vorzugsweise 0,003 oder weniger, mehr bevorzugt 0,002 oder weniger, noch mehr bevorzugt 0,0018 oder weniger, noch mehr bevorzugt 0,0016 oder weniger, besonders bevorzugt 0,0014 oder weniger, noch mehr bevorzugt 0,0012 oder weniger, besonders bevorzugt 0,001 oder weniger und insbesondere 0,0008 oder weniger. Der dielektrische Verlustfaktor bei 20 °C und 10 GHz ist vorzugsweise so klein wie möglich und beträgt üblicherweise 0,0001 oder mehr.
Die relative Dielektrizitätskonstante des vorliegenden kristallisierten Glases bei 20 °C und 10 GHz beträgt im Hinblick auf eine Verbesserung der Dielektrikumeigenschaften vorzugsweise 7 oder weniger, mehr bevorzugt 6,5 oder weniger und noch mehr bevorzugt 6 oder weniger. Die relative Dielektrizitätskonstante bei 20 °C und 10 GHz ist vorzugsweise so klein wie möglich und beträgt üblicherweise 4,0 oder mehr.
Das vorliegende kristallisierte Glas umfasst eine relativ große Menge der Indialit/Kordierit-Kristalle und weist folglich hervorragende Dielektrikumeigenschaften auf. Bei dem vorliegenden kristallisierten Glas wird dann, wenn der dielektrische Verlustfaktor oder die relative Dielektrizitätskonstante bei 20 °C und 10 GHz innerhalb der vorstehenden bevorzugten Bereiche liegt, davon ausgegangen, dass die Dielektrikumeigenschaften für ein Band mit einer Frequenz höher als 10 GHz ebenfalls hervorragend sind. Die Dielektrikumeigenschaften, wie z.B. der dielektrische Verlustfaktor und die relative Dielektrizitätskonstante, werden durch ein dielektrischer Resonator mit geteiltem Stab-Verfahren (SPDR-Verfahren) gemessen.
Die Wärmeleitfähigkeit des vorliegenden kristallisierten Glases bei 20 °C beträgt im Hinblick auf die Ableitung von Wärme, die erzeugt wird, wenn das kristallisierte Glas als Hochfrequenzsubstrat oder dergleichen verwendet wird, mit einer hohen Effizienz vorzugsweise 1,0 W/(m · K) oder mehr, mehr bevorzugt 1,5 W/(m · K) oder mehr, noch mehr bevorzugt 2,0 W/(m · K) oder mehr, noch mehr bevorzugt 2,5 W/(m · K) oder mehr und besonders bevorzugt 3,0 W/(m · K) oder mehr. Die Wärmeleitfähigkeit kann unter Verwendung eines Geräts zur Messung der thermophysikalischen Eigenschaften auf der Basis eines Laserflash-Verfahrens gemäß einem Verfahren gemessen werden, das in JIS R1611 (2010) angegeben ist. Eine höhere Wärmeleitfähigkeit ist mehr bevorzugt und sie beträgt üblicherweise 8,0 W/(m · K) oder weniger. Die Wärmeleitfähigkeit kann gemäß einem Kristallgehalt, einer Kristallspezies, einer Kristallabscheidungsform oder dergleichen eingestellt werden. Es ist bekannt, dass die Wärmeleitfähigkeit eine besonders starke Korrelation mit einem Kristallisationsverhältnis aufweist, und die Wärmeleitfähigkeit beträgt in einem nicht-kristallisierten Glas im Allgemeinen 1,0 W/(m · K) oder weniger, wohingegen die Wärmeleitfähigkeit in einer Probe nach der Kristallisation verbessert ist.
Ein durchschnittlicher Wärmeausdehnungskoeffizient des vorliegenden kristallisierten Glases bei 50 °C bis 350 °C beträgt im Hinblick auf eine Verminderung der Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten, wenn das kristallisierte Glas durch Anbringen bzw. Kleben an ein(em) anderes bzw. anderen Element oder dergleichen verwendet wird, vorzugsweise 1 ppm/°C oder mehr, mehr bevorzugt 1,5 ppm/°C oder mehr, noch mehr bevorzugt 1,75 ppm/°C oder mehr, besonders bevorzugt 2,0 ppm/°C oder mehr, noch mehr bevorzugt 2,25 ppm/°C oder mehr und insbesondere 2,5 ppm/°C oder mehr. Darüber hinaus beträgt der durchschnittliche Wärmeausdehnungskoeffizient bei 50 °C bis 350 °C entsprechend im Hinblick auf eine Verminderung der Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten mit einem anderen Element, eine Verminderung der Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Kristall und dem Glas und die Verhinderung einer Rissbildung des kristallisierten Glases vorzugsweise 8,0 ppm/°C oder weniger, mehr bevorzugt 7,0 ppm/°C oder weniger und noch mehr bevorzugt 6,0 ppm/°C oder weniger. Der durchschnittliche Wärmeausdehnungskoeffizient bei 50 °C bis 350 °C kann mit einem Wärmeausdehnungsdifferenz-Messgerät gemäß einem Verfahren gemessen werden, das in JIS R3102 (1995) festgelegt ist. Der durchschnittliche Wärmeausdehnungskoeffizient kann gemäß der Glaszusammensetzung, dem Kristallgehalt und dergleichen eingestellt werden. Darüber hinaus ist es bei dem vorliegenden kristallisierten Glas, da die Rissbildung aufgrund der Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Kristallphase und der Glasphase verhindert wird, einfach, den durchschnittlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem gewissen Maß zu erhöhen.
(Form)
Die Form des vorliegenden kristallisierten Glases ist nicht speziell beschränkt und verschiedene Formen können gemäß dem Zweck und der Anwendung hergestellt werden. Beispielsweise kann das vorliegende kristallisierte Glas eine Plattenform aufweisen, die zwei Hauptoberflächen umfasst, die einander gegenüberliegen, oder es kann eine Form, die von der Plattenform verschieden ist, gemäß einem anzuwendenden Produkt, der Anwendung oder dergleichen aufweisen. Insbesondere kann das vorliegende kristallisierte Glas beispielsweise eine flache Glasplatte ohne Verzug sein, oder es kann eine gekrümmte Glasplatte mit einer gekrümmten Oberfläche sein. Die Form der Hauptoberfläche ist nicht speziell beschränkt und kann zu verschiedenen Formen ausgebildet werden, wie z.B. eine Kreisform und eine viereckige Form.
Bevorzugte Beispiele für die Form des vorliegenden kristallisierten Glases umfassen eine Form, die zwei Hauptoberflächen, die einander gegenüberliegen, eine Fläche der Hauptoberfläche von 100 cm² bis 100000 cm² und eine Dicke von 0,01 mm bis 2 mm umfasst.
Die Fläche der Hauptoberfläche des vorliegenden kristallisierten Glases beträgt im Hinblick auf die Sende- und Empfangseffizienz, wenn es in einer Antenne oder dergleichen verwendet wird, vorzugsweise 100 cm² oder mehr, mehr bevorzugt 225 cm² oder mehr und noch mehr bevorzugt 400 cm² oder mehr. Die Fläche der Hauptoberfläche beträgt im Hinblick auf die Handhabbarkeit vorzugsweise 100000 cm² oder weniger, mehr bevorzugt 10000 cm² oder weniger und noch mehr bevorzugt 3600 cm² oder weniger.
Die Dicke des vorliegenden kristallisierten Glases beträgt im Hinblick auf das Aufrechterhalten der Festigkeit vorzugsweise 0,01 mm oder mehr, mehr bevorzugt 0,05 mm oder mehr und noch mehr bevorzugt 0,1 mm oder mehr. Die Dicke des vorliegenden kristallisierten Glases beträgt im Hinblick auf eine Verbesserung der Herstellungseffizienz und im Hinblick auf ein Dünnermachen und Verkleinern von Bauteilen und Produkten unter Verwendung des kristallisierten Glases vorzugsweise 2 mm oder weniger, mehr bevorzugt 1 mm oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,7 mm oder weniger.
(Anwendungen)
Das vorliegende kristallisierte Glas ist für eine Leiterplatte geeignet, wie z.B. eine Hochfrequenzvorrichtung (elektronische Vorrichtung), wie z.B. eine Halbleitervorrichtung, die in einer Kommunikationsvorrichtung, wie z.B. einem Mobiltelefon, einem Smartphone, einem mobilen Informationsendgerät oder einer Wi-Fi-Vorrichtung, verwendet wird, eine Oberflächenakustikwellen (SAW)-Vorrichtung und eine Radarkomponente, wie z.B. einen Radar-Sendeempfänger, oder eine Antennenkomponente, wie z.B. eine Flüssigkristallantenne. Das vorliegende kristallisierte Glas ist besonders für ein Hochfrequenzsubstrat oder eine Flüssigkristallantenne geeignet, das bzw. die in einer Hochfrequenzvorrichtung verwendet wird, da das vorliegende kristallisierte Glas hervorragende Dielektrikumeigenschaften insbesondere in einem Hochfrequenzbereich aufweist, eine Rissbildung aufgrund einer Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Kristallphase und der Glasphase verhindert und eine hervorragende Thermoschockbeständigkeit aufweist.
<Hochfrequenzsubstrat>
Das vorliegende kristallisierte Glas weist hervorragende Dielektrikumeigenschaften bei einer Hochfrequenz auf und ist auch bezüglich der Thermoschockbeständigkeit hervorragend und kann folglich für ein Hochfrequenzsubstrat verwendet werden. Ein bevorzugter Bereich der relativen Dielektrizitätskonstante, des dielektrischen Verlusts, der Wärmeleitfähigkeit und des durchschnittlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Hochfrequenzsubstrats gemäß der vorliegenden Ausführungsform (nachstehend auch als das vorliegende Hochfrequenzsubstrat bezeichnet), bei dem das vorliegende kristallisierte Glas verwendet wird, ist mit demjenigen des vorliegenden kristallisierten Glases identisch.
Das Hochfrequenzsubstrat umfasst im Allgemeinen zwei Hauptoberflächen, die einander gegenüberliegen. Eine Fläche der Hauptoberfläche des vorliegenden Hochfrequenzsubstrats beträgt im Hinblick auf die Sende- und Empfangseffizienz vorzugsweise 75 cm² oder mehr, mehr bevorzugt 100 cm² oder mehr, noch mehr bevorzugt 150 cm² oder mehr, noch mehr bevorzugt 300 cm² oder mehr und besonders bevorzugt 600 cm² oder mehr. Die Fläche der Hauptoberfläche des vorliegenden Hochfrequenzsubstrats beträgt im Hinblick auf das Sicherstellen der Festigkeit vorzugsweise 5000 cm² oder weniger. Die Form kann gemäß der Anwendung frei gestaltet werden, solange das Substrat die vorstehend beschriebene Fläche aufweist.
Die Lagendicke des vorliegenden Hochfrequenzsubstrats beträgt vorzugsweise 1 mm oder weniger, mehr bevorzugt 0,8 mm oder weniger, und noch mehr bevorzugt 0,7 mm oder weniger. In dem Fall, bei dem die Lagendicke innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, kann die Gesamtdicke vermindert werden, wenn durch Laminieren der Substrate ein Schaltkreis gebildet wird, was bevorzugt ist. Andererseits kann in dem Fall, bei dem die Lagendicke vorzugsweise 0,05 mm oder mehr und mehr bevorzugt 0,2 mm oder mehr beträgt, die Festigkeit sichergestellt werden.
In dem Fall, bei dem das vorliegende kristallisierte Glas als Hochfrequenzsubstratmaterial verwendet wird, kann in einem kristallisierten Glassubstrat, welches das vorliegende kristallisierte Glas umfasst, ein Loch gebildet werden. D.h., das vorliegende Hochfrequenzsubstrat kann ein Loch mit einer Öffnung in mindestens einer der Hauptoberflächen aufweisen. Das Loch kann ein Durchgangsloch sein, das mit der anderen Hauptoberfläche in Verbindung steht, oder kann ein nicht-hindurchtretender Hohlraum sein. In dem Fall, bei dem diese Löcher mit einem Leiter gefüllt sind oder ein Leiterfilm auf einer Lochwand ausgebildet ist, kann das vorliegende kristallisierte Glas als Schaltkreis verwendet werden.
Der Durchmesser des Lochs beträgt beispielsweise 200 µm oder weniger, vorzugsweise 100 µm oder weniger und mehr bevorzugt 50 µm oder weniger. Andererseits beträgt der Durchmesser des Lochs vorzugsweise 1 µm oder mehr.
Das Verfahren zur Bildung des Lochs ist nicht speziell beschränkt und beispielsweise ist ein Verfahren des Bestrahlens des kristallisierten Glassubstrats mit einem Laser zur Bildung von kleinen Löchern mit einem Durchmesser von 200 µm oder weniger mit einer hohen Genauigkeit bevorzugt. Das Substrat, bei dem das vorliegende kristallisierte Glas verwendet wird, weist eine hervorragende Bearbeitungsfähigkeit durch eine Laserbestrahlung auf. Die Wellenlänge des Lasers ist nicht speziell beschränkt und beispielsweise wird eine Wellenlänge von 10,6 µm oder weniger, 3000 nm oder weniger, 2050 nm oder weniger, 1090 nm oder weniger, 540 nm oder 400 nm oder weniger verwendet. Insbesondere sind in dem Fall, bei dem kleine Löcher mit einem Durchmesser von 100 µm oder weniger gebildet werden, die folgenden zwei Verfahren bevorzugt.
(Verfahren mit einem UV-Laser)
Ein Loch wird in dem kristallisierten Glassubstrat durch Emittieren eines UV-Lasers mit einer Wellenlänge von 400 nm oder weniger gebildet. Der UV-Laser ist mehr bevorzugt pulsoszilliert und wenn die Laserbestrahlung durchgeführt wird, wird vorzugsweise eine Absorptionsschicht auf der Oberfläche des kristallisierten Glassubstrats angeordnet. Nach der Laserbestrahlung kann das Loch durch Ätzen des kristallisierten Glassubstrats mit einer Fluorwasserstoffsäure-enthaltenden Lösung erweitert werden.
(Verfahren durch Bilden eines modifizierten Abschnitts)
Ein Laser mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 540 nm, beispielsweise mit einer Wellenlänge von etwa 532 nm, wird zur Bildung eines modifizierten Abschnitts auf dem kristallisierten Glassubstrat emittiert. Anschließend wird das kristallisierte Glassubstrat mit der Fluorwasserstoffsäure-enthaltenden Lösung geätzt, so dass der modifizierte Abschnitt selektiv entfernt wird, wodurch das Loch gebildet wird. Gemäß einem solchen Verfahren ist die Lochbildungsgeschwindigkeit hoch und die Produktivität ist hervorragend, da der Laser oder dergleichen pulsoszilliert ist und der modifizierte Abschnitt lediglich durch einen Durchgang der Pulsbestrahlung gebildet werden kann.
<Flüssigkristallantenne>
Die Flüssigkristallantenne ist eine Satellitenkommunikationsantenne, die eine Richtung von Funkwellen, die gesendet und empfangen werden sollen, unter Verwendung einer Flüssigkristalltechnologie steuern bzw. einstellen kann, und sie wird zweckmäßig vorwiegend für ein Fahrzeug, wie z.B. ein Schiff bzw. ein Wasserfahrzeug, ein Flugzeug bzw. ein Luftfahrzeug, ein Automobil bzw. ein Kraftfahrzeug oder dergleichen, verwendet. Da erwartet wird, dass die Flüssigkristallantenne vorwiegend im Außenbereich verwendet wird, sind stabile Eigenschaften in einem breiten Temperaturbereich erforderlich. Darüber hinaus ist auch eine Beständigkeit gegen einen Thermoschock aufgrund von plötzlichen Temperaturänderungen, wie z.B. zwischen dem Boden und der Atmosphäre und aufgrund von Windböen in heißen Wüsten, erforderlich.
Das vorliegende kristallisierte Glas weist hervorragende Dielektrikumeigenschaften bei einer Hochfrequenz auf und weist auch eine hervorragende Thermoschockbeständigkeit auf und kann folglich für eine Flüssigkristallantenne verwendet werden. Ein bevorzugter Bereich der relativen Dielektrizitätskonstante, des dielektrischen Verlusts, der Wärmeleitfähigkeit und des durchschnittlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Flüssigkristallantenne gemäß der vorliegende Ausführungsform (nachstehend auch als die vorliegende Flüssigkristallantenne bezeichnet), bei der das vorliegende kristallisierte Glas verwendet wird, ist mit demjenigen des vorliegenden kristallisierten Glases identisch.
Die Flüssigkristallantenne umfasst im Allgemeinen zwei Hauptoberflächen, die einander gegenüberliegen. Eine Fläche der Hauptoberfläche der Flüssigkristallantenne beträgt im Hinblick auf die Sende- und Empfangseffizienz vorzugsweise 75 cm² oder mehr, mehr bevorzugt 100 cm² oder mehr, noch mehr bevorzugt 150 cm² oder mehr, noch mehr bevorzugt 300 cm² oder mehr und besonders bevorzugt 700 cm² oder mehr. Die Fläche der Hauptoberfläche der Flüssigkristallantenne beträgt im Hinblick auf die Handhabbarkeit vorzugsweise 10000 cm² oder weniger, mehr bevorzugt 3600 cm² oder weniger und noch mehr bevorzugt 2500 cm² oder weniger. Die Form kann im Hinblick auf die Anwendung frei gestaltet werden, solange das Substrat die vorstehend beschriebene Fläche aufweist.
Die Lagendicke der vorliegenden Flüssigkristallantenne beträgt vorzugsweise 1 mm oder weniger, mehr bevorzugt 0,8 mm oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,7 mm oder weniger. In dem Fall, bei dem die Lagendicke innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, kann die Gesamtdicke vermindert werden, was bevorzugt ist. Andererseits kann in dem Fall, bei dem die Lagendicke vorzugsweise 0,05 mm oder mehr und mehr bevorzugt 0,2 mm oder mehr beträgt, die Festigkeit sichergestellt werden.
<Verfahren zur Herstellung eines kristallisierten Glases>
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des vorliegenden kristallisierten Glases (nachstehend auch als das vorliegende Herstellungsverfahren bezeichnet) beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung des vorliegenden kristallisierten Glases ist nicht speziell beschränkt und ist vorzugsweise beispielsweise das folgende Verfahren. Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung eines plattenförmigen Glases beschrieben und die Form des Glases kann zweckmäßig in einer geeigneten Weise eingestellt werden.
Das vorliegende Herstellungsverfahren umfasst das Herstellen eines amorphen Glases, das 45 % bis 60 % SiO₂, 20 % bis 35 % Al₂O₃ und 9 % bis 15 % MgO als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden umfasst (Schritt der Formgebung des amorphen Glases), und das Durchführen einer Wärmebehandlung mit dem amorphen Glas (Kristallisationsschritt). Darüber hinaus wird in dem vorliegenden Herstellungsverfahren mindestens ein Kristall aus Indialit und Kordierit bei der Wärmebehandlung abgeschieden, und es wird bewirkt, dass mindestens eines der Fehlstelle und des anderen Elements an der Al-Stelle des Kristalls vorliegt.
Nachstehend wird jeder Schritt detailliert beschrieben.
(Schritt der Formgebung des amorphen Glases)
In diesem Schritt wird ein Ausgangsmaterial, das so hergestellt wird, dass es eine gewünschte Glaszusammensetzung aufweist, geschmolzen und geformt, so dass ein amorphes Glas erhalten wird. Das Verfahren des Schmelzens und Formens ist nicht speziell beschränkt und das durch Mischen des Glasausgangsmaterial hergestellte Glasausgangsmaterial wird in einen Platintiegel eingebracht, in einen Elektroofen bei 1300 °C bei 1700 °C eingebracht, geschmolzen, entschäumt und homogenisiert. Das erhaltene geschmolzene Glas wird in ein Metallformwerkzeug (beispielsweise ein Blech aus rostfreiem Stahl) bei Raumtemperatur gegossen, für etwa 3 Stunden bei der Temperatur des Glasübergangspunkts gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt, wodurch ein Glasblock des amorphen Glases erhalten wird. Ferner wird der erhaltene Glasblock je nach Erfordernis einem Verfahren wie z.B. Schneiden, Schleifen, Polieren und dergleichen unterzogen, wodurch der Glasblock zu einer gewünschten Form ausgebildet wird. Das Schneiden, Schleifen, Polieren und dergleichen können nach dem Kristallisationsschritt durchgeführt werden. In dem Fall, bei dem das amorphe Glas vor dem Kristallisationsschritt bearbeitet wird, ist dessen Form nicht speziell beschränkt und die bevorzugte Form ist mit der bevorzugten Form des vorliegenden kristallisierten Glases identisch.
Wie es vorstehend beschrieben ist, weist das amorphe Glas, da das amorphe Glas von einem geschmolzenen Zustand zu einer gewünschten Form geformt werden kann, verglichen mit einem Verfahren des Formens einer Keramik oder dergleichen mit einem Pulver oder einer Aufschlämmung und des Brennens des resultierenden Gegenstands, oder einem Verfahren des Herstellens eines Blocks, wie z.B. synthetischem Quarz, und des Schneidens des Blocks zu einer gewünschten Form, den Vorteil auf, dass es einfach geformt werden kann oder die Fläche einfach vergrößert werden kann, und im Hinblick auf den später beschriebenen Kristallisationsschritt mit geringen Kosten hergestellt werden kann.
Das amorphe Glas umfasst im Hinblick auf die Abscheidung mindestens eines Kristalls aus Indialit und Kordierit in dem kristallisierten Glas vorzugsweise 45 % bis 60 % SiO₂, 20 % bis 35 % Al₂O₃ und 9 % bis 15 % MgO. Das amorphe Glas umfasst vorzugsweise 5 % bis 15 % TiO₂ als Keimbildungsmittel. Das amorphe Glas umfasst vorzugsweise 0,5 % bis 15 % P₂O₅ als die Fehlstelle-erzeugende Komponente. Eine bevorzugte Zusammensetzung des amorphen Glases ist mit einer bevorzugten Zusammensetzung des vorstehend in <Kristallisiertes Glas> beschriebenen kristallisierten Glases identisch und Details davon sind mit denjenigen identisch, wie sie vorstehend beschrieben worden sind.
(Kristallisationsschritt)
Als nächstes wird das amorphe Glas, das in dem Schritt der Formgebung des amorphen Glases erhalten worden ist, wärmebehandelt.
Bei der Wärmebehandlung wird das amorphe Glas vorzugsweise bei einer spezifischen Behandlungstemperatur für eine spezifische Haltezeit gehalten, und die Behandlungstemperatur und die Haltezeit sind nicht speziell beschränkt, solange mindestens ein Kristall aus Indialit und Kordierit abgeschieden wird und bewirkt wird, dass mindestens eines der Fehlstelle und des anderen Elements an der Al-Stelle des Kristalls vorliegt.
Bei dem vorliegenden Herstellungsverfahren wird mindestens ein Kristall aus Indialit und Kordierit bei der Wärmebehandlung abgeschieden, und es wird bewirkt, dass mindestens eines der Fehlstelle und des anderen Elements an der Al-Stelle des Kristalls vorliegt.
Das Verfahren zum Ermöglichen, dass mindestens eines der Fehlstelle und des anderen Elements an der Al-Stelle des Kristalls vorliegt, ist nicht speziell beschränkt und beispielsweise ist es dadurch, dass die Fehlstelle-erzeugende Komponente, wie z.B. P₂O₅, in der Zusammensetzung vorliegt und ein Bereich mit einer geringfügigen Phasentrennung in dem Glas in einem ersten Temperaturbereich erzeugt wird, einfach, einen Abschnitt zu erzeugen, in dem kein Al-Atom an der Al-Stelle vorliegt. Darüber hinaus wird selbst dann, wenn die Temperatur während der Wärmebehandlung rasch erhöht wird, ein Abschnitt, in dem kein Al-Atom an der Al-Stelle vorliegt, einfach erzeugt. Diese Verfahren können allein oder in einer Kombination verwendet werden.
Spezifische bevorzugte Bedingungen der Wärmebehandlung werden nachstehend beschrieben.
Die Behandlungstemperatur ist im Hinblick auf ein Fördern der Abscheidung des Indialit/Kordierit-Kristalls, des Verkürzens der Wärmebehandlungszeit und des Verbesserns der Produktivität beispielsweise bevorzugt 960 °C oder höher, mehr bevorzugt 980 °C oder höher und noch mehr bevorzugt 1000 °C oder höher. Andererseits ist die Behandlungstemperatur im Hinblick auf das Verhindern einer Abscheidung eines Kristalls, der von Indialit/Kordierit verschieden ist, und im Hinblick auf die Produktivität vorzugsweise 1350 °C oder niedriger, mehr bevorzugt 1250 °C oder niedriger und noch mehr bevorzugt 1150 °C oder niedriger.
Die Haltezeit ist vorzugsweise 0,5 Stunden oder länger, mehr bevorzugt 1 Stunde oder länger, noch mehr bevorzugt 1,5 Stunden oder länger, noch mehr bevorzugt 2 Stunden oder länger, besonders bevorzugt 2,5 Stunden oder länger und insbesondere 3 Stunden oder länger. In dem Fall, bei dem die Haltezeit innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, läuft die Kristallisation ausreichend ab. Da andererseits die Wärmebehandlung für eine lange Zeit die Kosten erhöht, die für die Wärmebehandlung erforderlich ist, beträgt die Haltezeit vorzugsweise 15 Stunden oder weniger, mehr bevorzugt 12 Stunden oder weniger und besonders bevorzugt 10 Stunden oder weniger.
Die Wärmebehandlung umfasst vorzugsweise das Halten bei der vorstehenden Behandlungstemperatur, und kann ferner das Erhöhen und Vermindern der Temperatur innerhalb des Bereichs der vorstehenden Behandlungstemperatur oder innerhalb eines anderen Temperaturbereichs umfassen.
Insbesondere kann beispielsweise die Temperatur von Raumtemperatur auf den ersten Temperaturbereich erhöht werden, für einen bestimmten Zeitraum gehalten werden und dann auf Raumtemperatur zurückgeführt werden, und es kann eine zweistufige Wärmebehandlung ausgewählt werden, bei der die Temperatur von Raumtemperatur auf den ersten Temperaturbereich erhöht und für einen bestimmten Zeitraum gehalten wird, dann für einen bestimmten Zeitraum in einem zweiten Temperaturbereich erhalten wird, der höher ist als der erste Temperaturbereich, und dann auf Raumtemperatur zurückgeführt wird.
Insbesondere umfasst in dem Fall, bei dem die Zusammensetzung die Keimbildungskomponente oder die Fehlstelle-erzeugende Komponente umfasst, die Wärmebehandlung vorzugsweise die zweistufige Wärmebehandlung, die das Halten in dem ersten Temperaturbereich und das Halten in dem zweiten Temperaturbereich umfasst. In der zweistufigen Wärmebehandlung kann durch das Halten in dem ersten Temperaturbereich ein Keim, der als Ausgangspunkt des Wachstums des Indialit/Kordierit-Kristalls wirkt, durch die Keimbildungskomponente in dem amorphen Glas erzeugt werden. Dann wächst durch Halten in dem zweiten Temperaturbereich der Indialit/Kordierit-Kristall von dem Keim als Ausgangspunkt. Selbst bei der einstufigen Wärmebehandlung wächst der Indialit/Kordierit-Kristall, jedoch ist es durch Wachsenlassen eines Kristalls nach dem Erzeugen eines Keims wahrscheinlicher, dass Kristalle homogen in dem kristallisierten Glas vorliegen, was die Bildung von Abschnitten einfacher macht, in denen keine Al-Atome an den Al-Stellen vorliegen. Ferner kann in dem Fall, bei dem das amorphe Glas die Fehlstelle-erzeugende Komponente umfasst, da die Fehlstelle-erzeugende Komponente eine geringfügige Phasentrennung in dem Verfahren der Wärmebehandlung verursacht, ein Kristall von einer Grenzfläche einer solchen Phasentrennung wachsen gelassen werden, was die Bildung von Abschnitten einfacher macht, in denen keine Al-Atome an den Al-Stellen vorliegen.
In dem Fall der zweistufigen Wärmebehandlung ist der erste Temperaturbereich vorzugsweise ein Temperaturbereich, in dem eine Kristallkeimbildungsrate in der Glaszusammensetzung zunimmt. Insbesondere ist der erste Temperaturbereich vorzugsweise 760 °C oder höher, mehr bevorzugt 800 °C oder höher und noch mehr bevorzugt 850 °C oder höher. Der erste Temperaturbereich ist vorzugsweise 960 °C oder niedriger, mehr bevorzugt 920 °C oder niedriger und noch mehr bevorzugt 880 °C oder niedriger.
Die Haltezeit in dem ersten Temperaturbereich beträgt vorzugsweise 0,5 Stunden oder länger, mehr bevorzugt 1 Stunde oder länger, noch mehr bevorzugt 1,5 Stunden oder länger und besonders bevorzugt 2 Stunden oder länger. In dem Fall, bei dem die Haltezeit innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, ist es wahrscheinlich, dass eine Keimbildung ausreichend abläuft. Andererseits beträgt die Haltezeit im Hinblick auf das Verhindern eines Fortschreitens des Kristallwachstums gleichzeitig mit der Keimbildung und im Hinblick auf die Verbesserung der Dielektrikumeigenschaften des gesamten kristallisierten Glases vorzugsweise 5 Stunden oder weniger, mehr bevorzugt 4 Stunden oder weniger und besonders bevorzugt 3 Stunden oder weniger.
Der zweite Temperaturbereich ist vorzugsweise ein Temperaturbereich, in dem die Kristallwachstumsrate des Indialit/Kordierit-Kristalls zunimmt. Insbesondere ist der zweite Temperaturbereich vorzugsweise 960 °C oder höher, mehr bevorzugt 980 °C oder höher und noch mehr bevorzugt 1000 °C oder höher. Der zweite Temperaturbereich ist vorzugsweise 1350 °C oder niedriger, mehr bevorzugt 1250 °C oder niedriger und noch mehr bevorzugt 1150 °C oder niedriger.
Die Haltezeit in dem zweiten Temperaturbereich ist vorzugsweise 0,5 Stunden oder länger, mehr bevorzugt 1 Stunde oder länger, noch mehr bevorzugt 1,5 Stunden oder länger, noch mehr bevorzugt 2 Stunden oder länger, besonders bevorzugt 2,5 Stunden oder länger und insbesondere 3,0 Stunden oder länger. In dem Fall, bei dem die Haltezeit innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, ist es wahrscheinlich, dass das Kristallwachstum ausreichend fortschreitet. Andererseits beträgt die Haltezeit im Hinblick auf die Produktivität vorzugsweise 15 Stunden oder weniger, mehr bevorzugt 14 Stunden oder weniger und besonders bevorzugt 12 Stunden oder weniger.
Die Temperaturerhöhungsrate bei der Wärmebehandlung ist nicht speziell beschränkt, und beträgt im Hinblick auf das Erhöhen der Temperaturerhöhungsrate und das Ermöglichen, dass mindestens eines der Fehlstelle und des anderen Elements an der Al-Stelle vorliegt, im Allgemeinen 5 °C/min oder mehr und beträgt vorzugsweise 15 °C/min oder mehr, mehr bevorzugt 20 °C/min oder mehr.
Andererseits kann in dem Fall, bei dem die Temperaturerhöhungsrate vorzugsweise 30 °C/min oder weniger und mehr bevorzugt 25 °C/min oder weniger beträgt, eine Rissbildung aufgrund der Differenz des Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Glasphase und der Kristallphase während eines Temperaturanstiegs verhindert werden.
Die Temperaturabnahmerate ist nicht speziell beschränkt und in dem Fall, bei dem die Temperaturabnahmerate vorzugsweise 10 °C/min oder weniger, mehr bevorzugt 5 °C/min oder weniger und noch mehr bevorzugt 1 °C/min oder weniger beträgt, können ein Verzug des kristallisierten Glases bei einer Temperaturverminderung und eine Rissbildung aufgrund der Differenz des Ausdehnungskoeffizienten zwischen der amorphen Phase und der kristallinen Phase verhindert werden. Andererseits beträgt die Temperaturabnahmerate im Allgemeinen 0,5 °C/min oder mehr.
BEISPIELE
Nachstehend wird die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf Beispiele detailliert beschrieben, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Die Beispiele 1 bis 8, 11 bis 13 und 15 bis 18 sind Arbeitsbeispiele und die Beispiele 9, 10 und 14 sind Vergleichsbeispiele.
Glasausgangsmaterialien wurden so hergestellt, dass sie eine Zusammensetzung, die in der Tabelle 1 gezeigt ist, in Bezug auf den Molprozentsatz auf der Basis von Oxiden aufwiesen, und so abgewogen, dass sie 400 g des Glases ergaben. Dann wurden die gemischten Ausgangsmaterialien in einen Platintiegel eingebracht, in einen elektrischen Ofen bei 1500 °C bis 1700 °C eingebracht, für etwa 3 Stunden geschmolzen, entschäumt und homogenisiert. Darüber hinaus zeigt die Tabelle 2 die Komponenten, die in der Tabelle 1 gezeigt sind, als Massenprozentsatz.
Das erhaltene geschmolzene Glas wurde in ein Metallformwerkzeug gegossen, für 1 Stunde bei einer Temperatur von etwa 50 °C höher als der Glasübergangspunkt gehalten und dann mit einer Geschwindigkeit von 0,5 °C/min auf Raumtemperatur abgekühlt, wodurch ein Glasblock erhalten wurde. Der erhaltene Glasblock wurde geschnitten und geschliffen und schließlich auf beiden Oberflächen spiegelglanzpoliert, wodurch Gläser 1 bis 12 als Glasplatte jeweils mit einer Größe von 40 mm × 40 mm und einer Dicke von 2 mm erhalten wurden.
Das erhaltene Glas wurde derart einer Wärmebehandlung unterzogen, wie es in der FIGUR gezeigt ist. Die FIGUR ist ein Diagramm, das schematisch eine Temperaturänderung in einer zweistufigen Wärmebehandlung zeigt. Insbesondere zeigt die FIGUR, dass das amorphe Glas bei der Wärmebehandlung auf eine Temperatur T1 bei einer ersten Temperaturerhöhungsrate erwärmt wird, für eine Haltezeit t1 gehalten wird, dann auf eine Temperatur T2 bei einer zweiten Temperaturerhöhungsrate erwärmt wird, für eine Haltezeit t2 gehalten wird und dann abgekühlt wird.
Bedingungen wie z.B. eine spezifische Temperatur der Wärmebehandlung in der FIGUR wurden auf die in der Tabelle 3 gezeigten Bedingungen eingestellt und die Wärmebehandlung wurde durchgeführt, wodurch das kristallisierte Glas erhalten wurde. Darüber hinaus wurden physikalische Eigenschaften, die in der Tabelle 3 beschrieben sind, von dem erhaltenen kristallisierten Glas erhalten. In der Tabelle 3 geben Leerstellen „-“ in der Spalte „Kristallisationsbedingungen“ an, dass die Wärmebehandlung bei der entsprechenden Bedingung nicht durchgeführt worden ist, und Leerstellen „-“ in der Spalte „Eigenschaften“ geben an, dass eine entsprechende physikalische Eigenschaft nicht gemessen worden ist.
Verfahren zur Messung von physikalischen Eigenschaften sind nachstehend gezeigt.
(XRD-Messung und Rietveld-Analyse)
(Herstellungsbedingungen der XRD-Messprobe)
Eine Platte aus kristallisiertem Glas wurde nach der Wärmebehandlung mit einem Achatmörser und einem Achatpistill gemahlen, wodurch ein Pulver für die XRD-Messung erhalten wurde.
(XRD-Messbedingungen)
Eine Röntgenbeugung wird bei den folgenden Bedingungen gemessen und ein abgeschiedener Kristall wird identifiziert. Zur Identifizierung von Kristallspezies wurde ein Beugungspeakmuster verwendet, das in einer ICSD-Datenbank für anorganische Kristallstrukturen und einer ICDD-Pulverbeugungsdatenbank aufgezeichnet war.

Messgerät: SmartLab, hergestellt von Rigaku Corporation
Messverfahren: Konzentrationsverfahren
Röhrenspannung: 45 kV
Röhrenstrom: 200 mA
Zu verwendende Röntgenstrahlung: CuKa-Strahlung
Messbereich: 2θ = 10° bis 80°
Geschwindigkeit: 10°/min
Schritt: 0,02°

(Herstellungsbedingungen der Rietveld-Messprobe)
Nachdem ein Pulver aus kristallisiertem Glas, das in der XRD-Messung verwendet worden ist, durch ein Sieb mit einer Öffnung von 500 µm gesiebt wurde, wurde ZnO als Standardsubstanz zugesetzt, so dass 10 Gew.-% der gesamten Probe erhalten wurden.
(Rietveld-Analysebedingungen)
Die Pulverröntgenbeugung wurde bei den folgenden Bedingungen gemessen und die Rietveld-Analyse wurde unter Verwendung der erhaltenen Ergebnisse durchgeführt.

Messgerät: SmartLab, hergestellt von Rigaku Corporation
Messverfahren: Konzentrationsverfahren
Röhrenspannung: 45 kV
Röhrenstrom: 200 mA
Zu verwendende Röntgenstrahlung: CuKa-Strahlung
Messbereich: 2θ = 10° bis 90°
Geschwindigkeit: 5°/min
Schritt: 0,01°

Ein Pulver-Röntgenbeugungsprofil, das bei den vorstehenden Bedingungen erhalten worden ist, wurde unter Verwendung des Rietveld-Analyseprogramms Rietan FP analysiert. Die Analyse jeder Probe wurde so konvergiert, dass Rwp, das die Qualität der Analysekonvergenz darstellt, 10 oder weniger betrug. Das Rietveld-Verfahren ist in „Kristallanalysehandbuch“, herausgegeben von „Kristallanalysehandbuch“, Redaktionsausschuss der „Crystallographic Society of Japan“ (veröffentlicht von KYORITSU SHUPPAN CO., LTD., 1999, Seiten 492 bis 499), beschrieben.
(Berechnung des Kristallisationanteils)
Der Gehalt (Kristallisationsanteil) des Indialit/Kordierit-Kristalls in dem kristallisierten Glas wurde so berechnet, dass die zugesetzten 10 Gew.-% ZnO von einem Gewichtsanteil der Kristallphase, die von der Rietveld-Analyse erhalten wurde, und einem Gewichtsanteil der restlichen Glasphase, der durch Subtrahieren des Gehalts der Kristallphase von der Gesamtmenge einer Messprobe erhalten wurde, subtrahiert wurden, und der Gesamtgehalt betrug 100 Gew.-% in der restlichen Phase. In der nachstehenden Tabelle 3 gibt die „Gesamtmenge des Indialit/Kordierit-Kristalls“ den Anteil (Massen-%) des Gesamtgehalts der Indialit/Kordierit-Kristalle an.
(Berechnung der Porosität)
Unter Verwendung der atomaren Belegung von Al, die aus der Rietveld-Analyse erhalten wird, wurde die Porosität, d.h., der Anteil (Atom-%) der gesamten Abschnitte, in denen keine Al-Atome an den Al-Stellen vorliegen, berechnet.
(Durchschnittlicher Wärmeausdehnungskoeffizient)
Die Messung wurde mit einem Wärmeausdehnungsdifferenz-Messgerät gemäß einem Verfahren durchgeführt, das in JIS R3102 (1995) festgelegt ist. Der Messtemperaturbereich betrug 50 °C bis 350 °C und die Einheit war ppm/°C. Als Probe wurde eine Probe verwendet, die durch Verarbeiten der Platte aus kristallisiertem Glas nach der Wärmebehandlung zu einer kreisförmigen (zylindrischen) Form mit einem Durchmesser von 5 mm × einer Dicke von 20 mm erhalten worden ist.
(Wärmeleitfähigkeit)
Gemäß einem Verfahren, das in JIS R1611 (2010) festgelegt ist, wurde die Wärmeleitfähigkeit mit einem Gerät zur Messung der thermophysikalischen Eigenschaften auf der Basis eines Laserflash-Verfahrens (LFA-502, hergestellt von KYOTO ELECTRONICS MANUFACTURING CO., LTD) gemessen. Die Messtemperatur betrug 20 °C. Als Probe wurde eine Probe verwendet, die durch Verarbeiten der Platte aus kristallisiertem Glas nach der Wärmebehandlung zu einer kreisförmigen Form mit einem Durchmesser von 5 mm × einer Dicke von 1 mm erhalten worden ist.
(Relative Dielektrizitätskonstante ε' und dielektrischer Verlustfaktor tanδ)
Das amorphe Glas und das kristallisierte Glas, die erhalten worden sind, wurden zu einem rechteckigen Parallelepiped mit einer Länge von 30,0 mm, einer Breite von 30,0 mm und einer Dicke von 0,5 mm verarbeitet und Oberflächen von 30,0 mm × 30,0 mm wurden spiegelglanzpoliert. Unter Verwendung eines Netzwerkanalysegeräts wurden die relative Dielektrizitätskonstante ε' und der dielektrische Verlustfaktor tanδ bei 20 °C und 10 GHz durch ein dielektrischer Resonator mit geteiltem Stab-Verfahren (SPDR-Verfahren) gemessen.
(Probenzustand)
Für jedes kristallisierte Glas in den Beispielen 1 bis 18 wurde die Einfachheit der Rissbildung der Probe gemäß den folgenden Kriterien unter Verwendung von fünf Proben bewertet. In dem Fall, bei dem die Probe visuell geprüft wurde und selbst die geringste Rissbildung gefunden wurde, wurde bestimmt, dass die Probe Risse aufwies.
A: Die Anzahl der Proben mit einer Rissbildung nach der Wärmebehandlung betrug eine oder weniger pro fünf Proben.
B: Die Anzahl der Proben mit einer Rissbildung nach der Wärmebehandlung betrug 2 bis 3 pro fünf Proben.

C: Die Anzahl der Proben mit einer Rissbildung nach der Wärmebehandlung betrug vier oder mehr pro fünf Proben.

[Tabelle 3]

Kristallisiertes Glas	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8	Beispiel 9
Nummer des Ausgangsglases	1	2	3	3	4	4	4	4	4
Kristallisationsbedingungen
Temperaturerhöhungsrate bis T1 [°C/min]	-	-	5	5	5	5	5	5	5
Temperatur T1 [°C]	-	-	860	860	860	860	860	860	860
Haltezeit t1 [Stunden]	-	-	2	2	2	2	2	2	2
Temperaturerhöhungsrate bis T2 [°C/min]	5	5	5	5	5	5	5	5	5
Temperatur T2 [°C]	1250	1056	1120	1250	1000	1060	1200	1300	900
Haltezeit t2 [Stunden]	10	10	10	10	10	10	10	10	10
Probenzustand	A	A	A	A	A	A	A	A	A

Eigenschaften
Gesamtmenge des Indialit/Kordierit-Kristalls	70 %	70 %	70 %	63 %	58 %	70 %	65 %	57 %	7 %
Porosität	11 %	15 %	15 %	18 %	21 %	19 %	22 %	21 %	-
Durchschnittlicher Wärmeausdehnungskoeffizient (50 °C - 350 °C) [ppm/°C]	1,5	1,9	2,6	1,8	-	2,7	3,2	-	-
Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m · K)]	3,4	2,0	3,5	3,9	-	2,6	3,5	-	-
ε' bei 20 °C, 10 GHz	-	5,7	6,7	7,0	-	6,0	6,5	-	-
tanδ bei 20 °C, 10 GHz	-	0,0010	0,0005	0,0005	-	0,0010	0,0008	-	-

[Tabelle 3] (Fortsetzung)

Kristallisiertes Glas	Beispiel 10	Beispiel 11	Beispiel 12	Beispiel 13	Beispiel 14	Beispiel 15	Beispiel 16	Beispiel 17	Beispiel 18
Nummer des Ausgangsglases	4	5	6	7	8	9	10	11	12

Kristallisationsbedingungen
Temperaturerhöhungsrate bis T1 [°C/min]	5	-	-	5	5	5	5	5	5
Temperatur T1 [°C]	860	-	-	860	860	860	840	860	860
Haltezeit t1 [Stunden]	2	-	-	2	2	2	2	2	2
Temperaturerhöhungsrate bis T2 [°C/min]	5	20	25	20	5	5	5	5	5
Temperatur T2 [°C]	1060	1220	1150	1250	1250	1250	1200	1200	1200
Haltezeit t2 [Stunden]	0,25	5	4	10	10	10	1	10	10
Probenzustand	A	B	B	B	C	B+	A	A	A

Eigenschaften
Gesamtmenge des Indialit/Kordierit-Kristalls	32%	67 %	65 %	64 %	4%	67 %	63 %	69 %	70 %
Porosität	-	5 %	4%	4%	-	10 %	13 %	13 %	11 %
Durchschnittlicher Wärmeausdehnungskoeffizient (50 °C - 350 °C) [ppm/°C]	-	-	1,0	-	-	-	4,8	-	-
Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m · K)]	-	3,6	3,8	-	-	-	-	-	-
ε' bei 20 °C, 10 GHz	-	4,7	5,6	-	-	-	5,9	6,4	6,3
tanδ bei 20 °C, 10 GHz	-	0,0010	0,0003	-	-	-	0,0009	0,0007	0,0010

Die kristallisierten Gläser in den Beispielen 1 bis 8, 11 bis 13 und 15 bis 18, die Arbeitsbeispiele sind, die unter Verwendung der Gläser 1 bis 7 und 9 bis 12 erhalten worden sind, führten nicht zu einem Reißen bzw. Brechen der Proben nach der Wärmebehandlung oder es war weniger wahrscheinlich, dass sie zu einem Reißen bzw. Brechen der Proben führten, und ferner konnten die physikalischen Eigenschaften der Probe nach dem Bearbeiten der Probe gemessen werden, und der Gehalt des Indialit/Kordierit-Kristalls betrug 40 Massen-% oder mehr. Das kristallisierte Glas im Beispiel 15 bildete mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit Risse als die kristallisierten Gläser in den Beispielen 11 bis 13. Daher wurde in der Tabelle 3 der Probenzustand von Beispiel 15 als B+ festgelegt.
In den kristallisierten Gläsern in den Beispielen 2 bis 4, 6, 7 und 12 betrug der Gehalt des Indialit/Kordierit-Kristalls 40 Massen-% oder mehr, der durchschnittliche lineare Wärmeausdehnungskoeffizient bei 50 °C bis 350 °C betrug 1 ppm oder mehr und die Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C betrug 1,0 W/(m · K) oder mehr.
Ferner wurde bestätigt, dass die kristallisierten Gläser in den Beispielen 2, 3, 4, 6, 7, 11, 12, 16, 17 und 18, die Arbeitsbeispiele sind, gute Werte der relativen Dielektrizitätskonstante bei 20 °C und 10 GHz von 7 oder weniger und des dielektrischen Verlustfaktors bei 20 °C und 10 GHz von 0,003 oder weniger aufwiesen und eine gute Funkwellendurchlässigkeit aufwiesen.
Andererseits fand in dem kristallisierten Glas im Beispiel 9 keine ausreichende Kristallisation statt und der Kristallisationsanteil war niedrig, da die Temperatur der Wärmebehandlung niedrig war. Bezüglich des kristallisierten Glases im Beispiel 10 fand keine ausreichende Kristallisation statt und der Kristallisationsanteil war niedrig, da die Zeit der Wärmebehandlung kurz war. Bezüglich des Beispiels 14 war die Kristallabscheidungsmenge des Indialit/Kordierit-Kristalls vermindert, da der Anteil von P zu hoch war. Darüber hinaus wurde in dem kristallisierten Glas im Beispiel 14 eine große Menge von Kristallen, die von dem Indialit/Kordierit-Kristall verschieden waren, abgeschieden und die Probe bildete nach der Wärmebehandlung leicht Risse.
Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen detailliert beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann klar, dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen durchgeführt werden können, ohne von dem Wesen und dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die vorliegende Anmeldung basiert auf einer japanischen Patentanmeldung (Nr. 2020-157712 ), die am 18. September 2020 eingereicht worden ist, wobei deren Inhalt unter Bezugnahme hierin einbezogen ist.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Das kristallisierte Glas gemäß der vorliegenden Offenbarung ist bezüglich der Dielektrikumeigenschaften von Hochfrequenzsignalen hervorragend und weist eine hohe Thermoschockbeständigkeit auf.
Ein solches kristallisiertes Glas ist als Element von allgemeinen elektronischen Hochfrequenzvorrichtungen, wie z.B. Hochfrequenzsubstraten, die Hochfrequenzsignale von mehr als 10 GHz, insbesondere Hochfrequenzsignale von mehr als 30 GHz und ferner Hochfrequenzsignale von mehr als 35 GHz verarbeiten, Flüssigkristallantennen, die in einer Umgebung verwendet werden, bei der eine Temperaturänderung groß ist, Vorrichtungen, die ein Bohren durch einen Laser umfassen, oder dergleichen geeignet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2020/023205 [0004]
JP 2020157712 [0137]

Claims

Kristallisiertes Glas, umfassend: mindestens einen Kristall aus Indialit und Kordierit, wobei das kristallisierte Glas eine Gesamtmenge des Kristalls von 40 Massen-% oder mehr des kristallisierten Glases aufweist, und der Kristall mindestens eines von einer Fehlstelle und einem anderen Element an einer Al-Stelle umfasst.
Kristallisiertes Glas nach Anspruch 1, wobei die Gesamtzahl von Abschnitten, die mindestens eines der Fehlstelle und des anderen Elements enthalten, 4 Atom-% oder mehr der Al-Stellen beträgt.
Kristallisiertes Glas nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden, 45 % bis 60 % SiO₂; 20 % bis 35 % Al₂O₃; und 9%bis15%MgO.
Kristallisiertes Glas nach Anspruch 3, ferner umfassend: 5 % bis 15 % TiO₂ als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden.
Kristallisiertes Glas nach Anspruch 3 oder 4, ferner umfassend: 0,5 % bis 15 % P₂O₅ als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden.
Kristallisiertes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das kristallisierte Glas Hauptoberflächen umfasst, die einander gegenüberliegen, wobei die Hauptoberfläche eine Fläche von 100 cm² bis 100000 cm² aufweist und das kristallisierte Glas eine Dicke von 0,01 mm bis 2 mm aufweist.
Kristallisiertes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das kristallisierte Glas eine Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C von 1,0 W/(m · K) oder mehr aufweist.
Kristallisiertes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das kristallisierte Glas eine relative Dielektrizitätskonstante bei 20 °C und 10 GHz von 7 oder weniger aufweist.
Kristallisiertes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das kristallisierte Glas einen dielektrischen Verlustfaktor bei 20 °C und 10 GHz von 0,003 oder weniger aufweist.
Kristallisiertes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das kristallisierte Glas einen durchschnittlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bei 50 °C bis 350 °C von 1 ppm/°C oder mehr aufweist.
Hochfrequenzsubstrat, bei dem ein kristallisiertes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 10 verwendet wird.
Flüssigkristallantenne, bei der ein kristallisiertes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 10 verwendet wird.
Amorphes Glas, umfassend: als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden, 45 % bis 60 % SiO₂; 20 % bis 35 % Al₂O₃; 9 % bis 15 % MgO; 0,5 % bis 15 % P₂O₅; und 5 % bis 15 % TiO₂.
Verfahren zur Herstellung eines kristallisierten Glases, wobei das Verfahren umfasst: Herstellen eines amorphen Glases, das als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden 45 % bis 60 % SiO₂, 20 % bis 35 % Al₂O₃, und 9 % bis 15 % MgO umfasst, und Durchführen einer Wärmebehandlung mit dem amorphen Glas, wobei in der Wärmebehandlung mindestens ein Kristall aus Indialit und Kordierit abgeschieden wird und bewirkt wird, dass mindestens eines von einer Fehlstelle und einem anderen Element an einer Al-Stelle des Kristalls vorliegt.
Verfahren zur Herstellung eines kristallisierten Glases nach Anspruch 14, wobei das amorphe Glas als Massenprozentsatz auf der Basis von Oxiden 0,5 % bis 15 % P₂O₅, und 5 % bis 15 % TiO₂ umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines kristallisierten Glases nach Anspruch 14 oder 15, wobei das amorphe Glas Hauptoberflächen umfasst, die einander gegenüberliegen, wobei die Hauptoberfläche eine Fläche von 100 cm² bis 100000 cm² aufweist und das amorphe Glas eine Dicke von 0,01 mm bis 2 mm aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines kristallisierten Glases nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Wärmebehandlung das Halten des amorphen Glases bei 960 °C oder höher für 0,5 Stunden oder länger umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines kristallisierten Glases nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Wärmebehandlung ein Halten in einem ersten Temperaturbereich und ein Halten in einem zweiten Temperaturbereich umfasst, der erste Temperaturbereich 760 °C oder höher und 960 °C oder niedriger ist und eine Haltezeit in dem ersten Temperaturbereich 0,5 Stunden oder länger ist, und der zweite Temperaturbereich 960 °C oder höher und 1350 °C oder niedriger ist und eine Haltezeit in dem zweiten Temperaturbereich 0,5 Stunden oder länger ist.