FR3070386A1

FR3070386A1 - Vitroceramique a base de silicate d'aluminium et de lithium transparente, coloree, et son utilisation

Info

Publication number: FR3070386A1
Application number: FR1857697A
Authority: FR
Inventors: Evelin Weiss; Martin Spier; Matthias Bockmeyer; Thomas Zenker; Klaus Schonberger; Johannes Stinner; Oliver Hochrein; Uwe Martens; Michael Bug
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2019-03-01
Also published as: DE102018101423A1; CN109422462B; KR20190024799A; DE202018100558U1; US20190062201A1; KR102579599B1; CN109422462A; ES2804277T3; JP7097783B2; JP2019043842A

Abstract

L'invention décrit une vitrocéramique à base de silicate d'aluminium et de lithium, transparente, colorée, ainsi que son utilisation, ladite vitrocéramique présentant une transmission de la lumière Y de 2,5 % à 10 % et une transmission spectrale T (à 465 nm) de plus de 1,0 %.

Description

Vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium transparente, colorée, et son utilisation

L’invention concerne une vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium transparente, colorée, selon le préambule de la revendication 1. L’invention concerne également l’utilisation d’une telle vitrocéramique LAS.

Il est connu que des verres comprenant le système L12O-AI2O3S1O2 peuvent être convertis en vitrocéramiques comportant en tant que principales phases cristallines une solution solide à forte teneur en quartz et/ou une solution solide à kéatite. Dans la littérature on trouve comme désignations des phases cristallines les synonymes « quartz β » ou « β-eucryptite » pour le premier type de vitrocéramiques et « spodumène β » pour le second type. Un domaine d’application préféré pour les vitrocéramiques LAS est leur utilisation en tant que surfaces de cuisson.

Une propriété essentielle de ces vitrocéramiques est que dans une plage de température allant de la température ambiante à environ 700 °C elles ont un extrêmement faible coefficient de dilatation thermique 0120/700, qui est couramment inférieur à l,5 10'⁶/K. Les vitrocéramiques qui comportent comme principale phase cristalline une solution solide à forte teneur en quartz ont dans la plage de leurs températures d’utilisation en tant que surfaces de cuisson des coefficients de dilatation encore plus faibles, par exemple, habituellement d’environ 0 ± 0,3 · 10'⁶/K, tandis que ceux des vitrocéramiques qui comportent comme principale phase cristalline une solution solide à kéatite se situent aux environs de 0,8 10'⁶/K à l,510'⁶/K. Les deux types de vitrocéramiques diffèrent également quant à leurs tailles moyennes de cristallites. Les vitrocéramiques comportant une solution solide à forte teneur en quartz peuvent être produites sous des formes transparentes ou colorées-transparentes, en raison de leur relativement faible taille de cristallites, habituellement inférieure à 50 nm. Si la kéatite constitue la phase principale, les tailles moyennes de cristallites sont couramment supérieures à 100 nm, et les vitrocéramiques sont translucides à opaques, en raison de la diffusion de la lumière qui en résulte. Il existe cependant aussi des phases de kéatite transparentes, décrites par exemple dans DE 10 2014 226 986 Al ou FR 3 002 532 Al.

En raison de la faible dilatation thermique à leurs températures de surface, les vitrocéramiques LAS ont une excellente résistance aux différences de température et une très grande stabilité vis-à-vis des variations de température, ainsi qu’une excellente stabilité dimensionnelle.

La production industrielle des vitrocéramiques LAS est familière à l’homme de métier. Elle comprend d’abord la fusion et l’affinage du verre initial cristallisable à partir d’un mélange composé de fragments de verre et de matières premières mélangées pulvérulentes, à des températures habituellement comprises entre 1 550 °C et 1 700 °C. Les agents d’affinage utilisés sont habituellement l’oxyde d’arsenic et/ou l’oxyde d’antimoine ou - en particulier pour un affinage respectueux de l’environnement - l’oxyde d’étain. Pour améliorer la qualité des bulles, il est également possible d’utiliser un affinage à haute température au-dessus de 1 700 °C. Après fusion et affinage, le verre subit couramment une mise en forme à chaud par coulée, pressage ou au moyen de laminage ou de flottage afin de produire des plaques.

Dans une opération subséquente de traitement thermique, le verre initial est converti par cristallisation contrôlée en l’article de vitrocéramique. La céramisation a lieu dans un procédé de traitement thermique en deux stades, dans lequel une première nucléation a lieu à une température comprise entre 680 °C et 800 °C pour engendrer des noyaux, composés habituellement d’une solution solide de ZrCh/TiCh. Lors d’une élévation subséquente de la température, la solution solide à forte teneur en quartz croît sur ces noyaux à la température de cristallisation de 800 °C à 950 °C.

À la température de production maximale, la microstructure de la vitrocéramique est homogénéisée, et à ce stade les propriétés optiques, physiques et chimiques sont établies. Si on le désire, la solution solide à forte teneur en quartz peut ensuite être convertie également en solution solide à kéatite. La conversion en solution solide à kéatite a lieu lors de l’élévation de la température dans une plage de température allant d’environ 950 °C à 1 250 °C. La conversion s’accompagne d’une augmentation du coefficient de dilatation thermique de la vitrocéramique, et en général la poursuite de la croissance des cristaux entraîne une diffusion de la lumière, associée à un aspect translucide à opaque. La conversion augmente la cristallinité et les vitrocéramiques deviennent plus résistantes.

Il est possible de colorer les vitrocéramiques par addition d’oxydes colorés tels que V2O5, CoO, NiO, Fe2Û3, CnCL, CeCh, seuls ou en association, afin de produire, par exemple, des surfaces de cuisson noires présentant un profil de transmission défini.

Egalement dans le cas des vitrocéramiques colorées, on fait la distinction entre les vitrocéramiques transparentes, translucides et opaques. En ce qui concerne les premières, on les qualifie souvent de transparentes colorées, par opposition aux vitrocéramiques transparentes non colorées, qui sont dites transparentes. La transparence et la couleur transmise sont déterminantes pour la qualité optique des vitrocéramiques transparentes colorées. La transparence signifie que les vitrocéramiques doivent présenter une transmission de la lumière relativement élevée dans la région visible et également une faible diffusion de la lumière (apparition de voile). La transmission de la lumière, mesurée dans le système colorimétrique CIE en tant que transmission de la lumière Y (D65, 2°), fréquemment désignée également par t_vîs ou luminosité, doit par conséquent, d’une part, être égale ou supérieure à une valeur minimale, afin de permettre une vision suffisante des affichages sous-jacents lorsque la plaque est en fonctionnement, et, d’autre part, ne pas excéder une valeur maximale, afin de laisser invisible la partie interne de la plaque lorsqu’elle est éteinte, et permettre donc la réalisation d’un effet de face frontale obscure, que ce soit en combinaison avec un filtre de compensation chromatique ou sans un tel filtre. La vitrocéramique transparente doit présenter une diffusion gênante de la lumière qui soit faible à nulle, de manière que la vision des articles et affichages éclairés ne soit pas faussée. Les indications des affichages qui se trouvent au-dessous de la plaque vitrocéramique doivent être claires, avec des contours nets et doivent être visibles pratiquement sans voile.

Une façon de réaliser la faible diffusion de la lumière est au moyen d’une forte densité de noyaux, conduisant à la solution solide à forte teneur en quartz qui croît en ayant une taille de cristallites se situant au-dessous de la gamme de longueurs d’onde de la lumière visible. La taille moyenne de cristallites de la solution solide à forte teneur en quartz se situe normalement dans la plage de 20 nm à 50 nm. Une forte densité de noyaux requiert des quantités suffisantes d’agents de nucléation et également des temps de nucléation suffisants au cours de la céramisation.

Si l’objectif est d’obtenir les meilleurs résultats pour ce qui est d’une grande visibilité des affichages disposés au-dessous en conjonction avec une vue réduite de l’intérieur de la plaque, l’exigence est de former un profil de courbe aussi plat que possible dans la région de transmission de la lumière visible (380 nm - 780 nm). On souhaite alors en particulier une transmissibilité de la lumière neutre, bien distribuée, pour les longueurs d’onde du spectre comprise entre 450 nm et 700 nm. Etant donné que dans les plaques de cuisson les affichages en des couleurs autres que le rouge prennent de plus en plus d’importance, une très grande diversité de profils de transmission différents ont été esquissés dans l’art antérieur, mais tous présentent un inconvénient ou un autre et/ou sont réalisés d’une façon désavantageuse.

DE 10 2008 050 263 Al décrit des surfaces de cuisson vitrocéramiques transparentes, colorées, ayant une transmission spectrale de >0,1 % dans la région de la lumière visible pour des longueurs d’onde > 450 nm, mais ayant une transmission maximale de la lumière de 2,5 % dans la région visible.

DE 10 2009 013 127 Al décrit des surfaces de cuisson vitrocéramiques transparentes, colorées, ayant une transmission de la lumière de jusqu’à 5 % dans la région visible et ayant une transmission spectrale de >0,1 % dans la région de la lumière visible pour des longueurs d’onde > 450 nm, mais ne conduit pas à des produits transmettant une couleur neutre.

DE 10 2012 105 576 Al et DE 10 2012 105 572 Al décrivent des plaques vitrocéramiques ayant des valeurs t_vîs > 2,5 % et ayant des valeurs très variables aux longueurs d’onde dans la gamme de 420 à 480 nm qui ont une grande importance pour la couleur transmise.

WO 2012/001300 Al décrit des surfaces de cuisson en verre ou vitrocéramique ayant une valeur t_vîs d’au moins 2,3 % jusqu’à une valeur très élevée de 40 % et des transmissions d’au moins 0,6 % dans la gamme de 420 nm - 480 nm, en combinaison avec un moyen de couverture, mais ne conduit pas à des produits transmettant une couleur neutre.

EP 1 465 460 Al décrit une surface de cuisson qui, avec une épaisseur de 3 mm, a des valeurs Y (D65) de 2,5 % - 15 %. De l’arsenic est contenu dans les exemples de réalisation de ce document.

WO 2010/137000 Al décrits des vitrocéramiques qui, en une épaisseur de 3 mm, présentent une transmission de la lumière de 1,5 % à 5 % et une transmission spectrale de > 0,5 % à des longueurs d’onde comprises entre 450 et 480 nm. Ces transmissions sont réalisées au moyen d’oxyde de cobalt.

WO 2010/136731 Al a également trait à la capacité d’affichage de surfaces de cuisson, et revendique des vitrocéramiques qui, avec une épaisseur de 4 mm, présentent une transmission spectrale comprise entre 0,2 et 4 % n’importe où dans la région comprise entre 400 et 500 nm.

Pour une production économique des vitrocéramiques, il est souhaitable d’utiliser une basse température de fusion et une basse température de transformation Va des verres initiaux. En outre, le verre ne doit pas présenter de dévitrification au cours de la mise en forme, ce qui signifie qu’il ne soit pas se former de cristaux destructeurs, nuisant à la résistance mécanique des verres initiaux et des vitrocéramiques produites à partir de ceux-ci.

Un objet de l’invention est de fournir des vitrocéramiques à base de silicate d’aluminium et de lithium transparentes, colorées, qui assurent une visibilité effective des affichages disposés au-dessous en conjonction avec une vue réduite de l’intérieur de la plaque et un décalage chromatique minimum des couleurs de l’affichage à travers la surface de cuisson, en d’autres termes une visibilité autant que possible non faussée des couleurs d’affichage rouge, vert, bleu et par conséquent également blanc et autres couleurs.

Un objet de l’invention est également de trouver des utilisations pour les articles produits à partir des vitrocéramiques LAS.

Les présentes vitrocéramiques doivent satisfaire aux exigences des diverses applications en ce qui concerne, par exemple, la tenue chimique, la résistance mécanique, la transmission, la stabilité vis-àvis de la température et la stabilité à long terme pour ce qui est des variations de leurs propriétés (comme, par exemple, la dilatation thermique, la transmission, l’apparition de tensions).

Elles doivent également avoir des qualités d’une fabrication économique et respectueuse de l’environnement.

Ces buts sont atteints par une vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium transparente, colorée, selon la revendication 1 et par son utilisation selon la revendication 11.

Les diverses exigences énoncées sont satisfaites par la vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium transparente, colorée, respectueuse de l’environnement, de l’invention, qui, tout en ayant les propriétés usuelles requises d’une vitrocéramique appropriée en tant que surface de revêtement, a des propriétés de transmission particulières et a été produite sans certains constituants nuisibles à l’environnement.

En conséquence, la vitrocéramique de l’invention présente une transmission de la lumière, mesurée dans le système CIE en tant que transmission de la lumière Y (D65, 2°) d’au moins 2,5 %, de préférence de plus de 2,5 %, de façon plus particulièrement préférée d’au moins 3,5% et de façon tout particulièrement préférée d’au moins 4,5%, et d’au maximum 10 %, de préférence d’au maximum 7,5% et de façon plus particulièrement préférée 5 %. Les valeurs sont mesurées avec l’illuminant standard D65, angle d’observateur 2° pour un échantillon de vitrocéramique polie de 4 mm d’épaisseur.

La vitrocéramique de l’invention présente une transmission spectrale τ à 465 nm de plus de 1,0 %, de préférence de plus de 1,2 %. Les valeurs sont mesurées sur un échantillon de vitrocéramique céramisée polie de 4 mm d’épaisseur.

En outre, dans la vitrocéramique de l’invention, ces deux propriétés de transmission ont un certain rapport entre elles. En conséquence, selon l’invention, la différence (Y (D65, 2°) - τ (à 465 nm)) n’excède pas 3 %, de préférence est inférieure à 3 %.

La vitrocéramique de l’invention ayant ces propriétés est une vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium ayant une teneur en V2O5 de 55 ppm à 200 ppm et une teneur en Fe2Û3 de 450 ppm à 1 000 ppm, avec un rapport Fe2O3/V2Os (l’un et l’autre en ppm ou % en poids) de 3 à 9, de préférence de 5 à 7. La teneur en V2O5 est de préférence d’au moins 100 ppm, et de préférence est au maximum de 200 ppm. La teneur en Fe2Û3 est de préférence d’au moins 700 ppm. L’unité ppm se rapporte également à des parties en poids.

La vitrocéramique de l’invention est exempte d’oxyde de cobalt, d’oxyde de nickel et d’oxyde de chrome. L’expression « exempte des » composants énoncés signifie que l’oxyde de cobalt, s’il est présent, ne l’est qu’à une concentration n’excédant pas 10 ppm (exprimée en CoO) ; que l’oxyde de nickel, s’il est présent, ne l’est qu’à une concentration n’excédant pas 20 ppm (exprimée en NiO) ; et que l’oxyde de chrome, s’il est présent, ne l’est qu’à une concentration n’excédant pas 20 ppm (exprimée en CnCL).

En conséquence, la vitrocéramique de l’invention combine une transmission de la lumière qui permet, d’une part, une visibilité effective des affichages disposés au-dessous, et d’autre part, une vue réduite de l’intérieur de la plaque, avec une transmissibilité des couleurs qui est telle que non seulement le rouge mais également d’autres couleurs, telles que le vert, sont transmises, en conjonction avec une transmission très neutre, c’est-à-dire non faussée, de la couleur et de la luminosité, en d’autres termes une transmission de la lumière qui est inaltérée ou à peine changée malgré le passage à travers la plaque vitrocéramique.

La vitrocéramique LAS de l’invention présente de préférence une transmission dans la région spectrale rouge, c’est-à-dire dans la gamme de 610 nm à 650 nm, qui est accrue par rapport à la transmission des matériaux habituellement utilisés pour l’affichage avec des afficheurs rouge. Cela est avantageux car, étant donné que les afficheurs LED sont munis d’un nombre toujours croissant de LED, l’alimentation spécifique en courant par LED est diminuée pour une puissance de connexion donnée.

De préférence, par conséquent, la vitrocéramique de l’invention présente une transmission spectrale τ à 630 nm de 10,9 % ± 3,8 %, de façon plus particulièrement préférée of 10,9 % ± 2,5 %, de façon encore plus particulièrement préférée de 10,9 % ± 2,0 %, de façon tout particulièrement préférée de 10,9 % ± 1,5 %. Ces valeurs sont mesurées sur un échantillon de vitrocéramique céramisée, polie, de 4 mm d’épaisseur. La valeur 10,9 % ± 3,8 % doit être entendue comme la plage allant de 7,1 % à 14,7 %.

La vitrocéramique de l’invention a une composition respectueuse de l’environnement. Cela signifie qu’en plus d’être exempte des oxydes colorants oxyde de cobalt, oxyde de nickel et oxyde de chrome, la vitrocéramique est également techniquement exempte des agents d’affinage oxyde d’arsenic et oxyde d’antimoine, hormis la présence d’impuretés inévitables des matières premières. En tant qu’impuretés, les composants oxyde d’arsenic et oxyde d’antimoine (exprimés en AS2O3 et Sb2Û3, respectivement) sont présents en des quantités qui sont au total inférieures à 1 000 ppm, de préférence inférieures à 400 ppm.

Dans une vitrocéramique LAS les oxydes L12O, AI2O3 et S1O2 sont des constituants nécessaires de la solution solide.

À cette fin, la teneur en L12O est de préférence d’au moins 3,0 % en poids. Elle est de préférence d’au maximum 4,2 % en poids, car de plus fortes teneurs peuvent éventuellement conduire à une dévitrification dans le processus de production. Une teneur en L12O d’au moins 3,2 % en poids est préférée ; et une teneur en L12O d’au maximum 4,0 % en poids est préférée.

Afin d’éviter des viscosités élevées dues au verre initial et pour supprimer la tendance à la dévitrification au cours de la mise en forme, la teneur en AI2O3 est de préférence d’au maximum 23 % en poids. Elle est de préférence d’au moins 19 % en poids. Une teneur en AI2O3 d’au moins 20 % en poids est préférée ; et une teneur en AI2O3 d’au maximum 22 % en poids est préférée.

La teneur en S1O2 est de préférence d’au maximum 69 % en poids, étant donné que S1O2 augmente considérablement la viscosité du verre, et de plus fortes teneurs conduiraient à des conditions de fusion et de mise en forme peu rentables. La teneur est de préférence d’au moins 60 % en poids. Une teneur en S1O2 d’au moins 62 % en poids est préférée ; une teneur en S1O2 d’au maximum 67 % en poids est préférée.

En tant que composants optionnels, MgO, ZnO et P2O5 peuvent être présents, et en ce cas ils peuvent être incorporés dans la solution solide à forte teneur en quartz.

Si ZnO est présent, la teneur en ZnO est de préférence limitée à 2,2 % en poids au maximum, sinon, il y a un risque de formation de phases cristallines indésirables telles que la gahnite. Une teneur en ZnO d’au moins 1 % en poids est préférée.

Si MgO est présent, la teneur en MgO est de préférence limitée à 1,5 % en poids, sinon il y a une trop grande augmentation du coefficient de dilatation thermique de la vitrocéramique. Une teneur en MgO d’au moins 0,1 % en poids est préférée ; une teneur en MgO d’au maximum 1,3 % en poids est préférée.

Si P2O5 est présent, la teneur en P2O5 est de préférence limitée à au maximum 3 % en poids, sinon il peut y avoir une diminution de la tenue aux acides. Une teneur en P2O5 d’au maximum 0,1 % en poids est préférée. De préférence P2O5 est absent, hormis d’éventuelles impuretés.

La vitrocéramique de préférence comprend Na2Û et/ou K2O à une concentration totale d’au moins 0,2 % en poids. La vitrocéramique de préférence comprend Na2Û et/ou K2O à une concentration totale d’au maximum 1,5 % en poids. La vitrocéramique peut également comprendre des oxydes de métaux alcalino-terreux, et plus précisément SrO et/ou CaO, à des concentrations limitées de préférence à un total d’au maximum 4 % en poids, et/ou BaO, de préférence limité à une concentration n’excédant pas 3 % en poids.

Dans la vitrocéramique, les oxydes de métaux alcalins cités et les oxydes de métaux alcalino-terreux cités favorisent la formation d’une couche superficielle lisse, enrichie en ces composants et privée de L12O. Cela contribue à la tenue chimique de la vitrocéramique.

La vitrocéramique peut également comprend du B2O3, spécifiquement limité à une concentration de préférence n’excédant pas 2 % en poids.

B2O3, les oxydes de métaux alcalins cités et les oxydes de métaux alcalino-terreux cités améliorent la fusibilité et la résistance à la dévitrification au cours de la mise en forme du verre cru. A des taux supérieurs à ceux énoncés, la dilatation thermique peut être accrue et il peut y avoir un effet nuisible sur le comportement de cristallisation au cours de la conversion du verre cru en la vitrocéramique.

La teneur en B2O3 est de préférence d’au maximum 1 % en poids, et de façon particulièrement préférée B2O3 n’est pas inclus, hormis la présence d’éventuelles impuretés.

Une teneur en BaO d’au moins 1,0 % en poids est préférée ; une teneur en BaO d’au maximum 2,8 % en poids est préférée.

La quantité totale de SrO et/ou CaO est de préférence d’au moins 0,2 % en poids ; la quantité totale de SrO et/ou CaO est de préférence au maximum de 1 % en poids.

La quantité totale de Na2Û et/ou K2O est de préférence d’au moins 0,4 % en poids ; la quantité totale de Na2Û et/ou K2O est de préférence au maximum de 1,2 % en poids.

La vitrocéramique comprend de	préférence	T1O2	à	une
concentration minimale de 2,5 % en poids.
La vitrocéramique comprend de concentration minimale de 0,5 % en poids.	préférence	ZrO₂	à	une
La vitrocéramique comprend de concentration minimale de 0,05 % en poids.	préférence	SnO₂	à	une

Ces trois composants servent d’agents de nucléation.

La vitrocéramique comprend de préférence au maximum 4 % en poids de T1O2, car des taux plus élevés peuvent nuire à la résistance à la dévitrification.

La vitrocéramique comprend de préférence au maximum 2 % en poids de ZrCh, car de plus grandes quantités peuvent compromettre le comportement de fusion du mélange au cours de la production du verre et peuvent nuire à la résistance à la dévitrification au cours de la mise en forme, par suite de formation de cristaux contenant du ZrCh.

La vitrocéramique comprend moins de 0,6 % en poids de SnCh, car de plus grandes quantités peuvent porter atteinte à la résistance à la dévitrification.

Une teneur en TiCh d’au moins 2,8 % en poids est préférée ; une teneur en T1O2 d’au maximum 3,5 % en poids est préférée.

Une teneur en ZrCh d’au moins 1 % en poids est préférée ; une teneur en ZrCh d’au maximum 1,8 % en poids est préférée.

Une teneur en SnCh d’au moins 0,1 % en poids est préférée ; une teneur en SnCh d’au maximum 0,4 % en poids est préférée, une teneur d’au maximum 0,3 % en poids est plus particulièrement préférée.

Il est particulièrement préféré que la somme totale des teneurs en T1O2, ZrÛ2 et SnCh n’excède pas 5,5 % en poids.

Selon un mode de réalisation préféré, la vitrocéramique LAS transparente, colorée, comprend en tant que constituants principaux les composants suivants (en % en poids sur une base d’oxydes) :

Li₂O 3,0 - 4,2

Na₂O + K₂O 0,2-1,5

MgO 0 - 1,5

CaO + SrO

0-4

BaO

ZnO

AI2O3

0-2,2

19-23

SiO₂

- 69

T1O2

ZrO₂

SnO₂

P₂O₅

2,5-4

0,5-2

0,05 - < 0,6

- 3

B2O3

0-2 et également les quantités énoncées de V2O5 de 50 ppm à 250 ppm et de Fe₂O3 de 500 ppm à 1 000 ppm, avec un rapport Fe2O3/V2O5 (l’un et l’autre en % en poids) de 3 à 9, ainsi que, en option, des additions d’agents chimiques d’affinage, tels que CeCh et d’additifs d’affinage tels que des sulfates, chlorures, fluorures en quantités totales de jusqu’à 2,0 % en poids.

La vitrocéramique de préférence consiste essentiellement en les composants énoncés, en les proportions énoncées. Par l’expression « consiste essentiellement en... » on entend que ces composants sont inclus à raison d’au moins 98 % en poids dans la vitrocéramique.

La teneur en eau des verres cristallisables pour la production des vitrocéramiques est de préférence comprise entre 0,015 et 0,06 mole/1, en fonction du choix des matières premières du mélange et des conditions opérationnelles lors de la fusion. Cela correspond à des valeurs β-ΟΗ de 0,16 à 0,64 mm'¹. Lors de la conversion en la vitrocéramique, il y a un changement dans la bande IR, qui est utilisée pour la détermination de la teneur en eau. Il en résulte qu’en raison du processus de mesure, la valeur β-ΟΗ de la vitrocéramique augmente par un facteur d’environ 1,6, sans aucun changement concomitant de la teneur en eau. Cette augmentation ainsi que la méthode pour la détermination des valeurs β-ΟΗ sont décrites par exemple dans EP 1 074 520 Al.

Selon un autre mode de réalisation préféré, la vitrocéramique LAS transparente, colorée, comprend en tant que constituants principaux les composants suivants (en % en poids sur une base d’oxydes) :

Li₂O	3,2-4,0
Na₂O + K₂O	0,4 - 1,2
MgO	0,1 - 1,3
CaO + SrO	0,2 - 1
BaO	1,5-2,8
ZnO	1 - 2,2
A1₂Ü3	20 - 22
SiO₂	62- 67
TiO₂	2,8-3,5
ZrO₂	1-1,8
SnO₂	0,1-0,4
P₂O₅	0 - 0,1
B₂O₃	0 - 1

et également, en option, des additifs d’affinage tels que des sulfates, chlorures, fluorures, en quantités totales de jusqu’à 1,0 % en poids.

Si SnO₂ st présent en tant qu’agent de nucléation, la vitrocéramique peut également être affinée au moyen de SnO₂. A cette fin le composé est présent en les proportions indiquées plus haut. Son effet d’affinage peut être accentué par les additifs d’affinage mentionnés plus haut.

Pour parvenir à un très bon effet d’affinage conjointement avec les qualités de bulles requises et les débits de cuve voulus, il peut être avantageux d’effectuer un affinage à haute température au-dessus de 1 700 °C, de préférence au-dessus de 1 750 °C. On parvient en ce cas à une qualité de bulle de moins de 2 bulles/kg dans la vitrocéramique (mesurée pour des tailles de bulles supérieures à 0,1 mm dans une dimension).

Un grand nombre de composés d’éléments tels que, par exemple, les métaux alcalins Rb et Cs, ou d’éléments tels que Mn et Hf, sont des impuretés usuelles dans les matières premières du mélange qui sont utilisées industriellement. D’autres composés, tels que ceux des éléments W, Nb, Y, Mo, Bi et les terres rares, par exemple, peuvent de même être inclus en petites proportions.

La vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium, transparente, colorée, comprend habituellement en tant que la phase cristalline principale une solution solide à forte teneur en quartz. La taille moyenne des cristallites est de préférence inférieure à 50 nm.

La vitrocéramique LAS de l’invention de préférence présente une diffusion de la lumière, rapportée en tant que la valeur de voile intégrale pour l’illuminant standard C, déterminée selon ASTM D1003 - 13, de moins de 20 %, de préférence moins de 15 %, pour 3,5 mm.

La dilatation thermique, mesurée entre 20 °C et 700 °C, pour ce type de vitrocéramique LAS à solution solide à forte teneur en quartz, est établie de préférence à des valeurs de moins de 1 · 10'⁶/K, de préférence de (0 ± 0,3) · 10'⁶/K.

La vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium, comportant en tant que la phase cristalline principale une solution solide à forte teneur en quartz, peut être convertie, d’une façon usuelle connue de l’homme de métier, en une vitrocéramique comportant en tant que la phase cristalline principale une solution solide à kéatite. En raison de la taille moyenne de cristallites habituellement plus grande, de plus de 120 nm, cette vitrocéramique convertie est translucide ou opaque. La vitrocéramique comportant en tant que la phase cristalline principale une solution solide à forte teneur en quartz peut également être convertie en une vitrocéramique comportant en tant que la phase cristalline principale une solution solide à kéatite de telle façon que sa taille de cristallites reste suffisamment petite, de sorte que la vitrocéramique est transparente. Une vitrocéramique de ce type, comportant une solution solide à kéatite, présente habituellement une dilatation thermique, mesurée entre 20 °C et 700 °C, de 0,8 · 10'⁶/K à 1,5 · 10'⁶/K, de préférence de plus de 1 · 10’⁶/K à 1,5·10-⁶/Κ.

La géométrie préférée pour la vitrocéramique de l’invention ou pour les articles produits à partir de celle-ci est sous la forme de plaques. La plaque a de préférence une épaisseur de 2 mm à 20 mm, car cela ouvre la voie à d’importantes applications. En de plus faibles épaisseurs, la résistance mécanique est diminuée ; de plus fortes épaisseurs sont moins économiques, en raison de la plus grande consommation de matériau. Hormis pour l’utilisation en tant que verre de sécurité, où de hautes résistances mécaniques sont un important facteur, l’épaisseur choisie est par conséquent en général inférieure à 6 mm. Dans le cas d’utilisation en tant que surface de cuisson, les épaisseurs préférées choisies valent de 2 mm à 6 mm. Pour les surfaces de cuisson standard usuelles, des tailles de jusqu’à 0,5 m²sont habituellement préférées. Pour de plus grandes réalisations, avec des afficheurs couleur par exemple, ou si la surface de cuisson est configurée en même temps en tant que surface de travail et inclut d’autres fonctionnalités en plus de la fonction de cuisson, ces fonctionnalités étant définies plus en détail lorsque les applications possibles en tant que surface de cuisson sont esquissées, une préférence est donnée à des formats plus grands que 0,5 m² et même plus grands que 0,8 m².

Des processus de mise en forme appropriés pour la géométrie de type plaque sont, en particulier, le laminage et le flottage.

La plaque vitrocéramique et les articles de préférence produits à partir de celle-ci non seulement peuvent être plats dans leur forme, mais peuvent également avoir été soumis à un moulage tridimensionnel. Par exemple, on peut utiliser des plaques chanfreinées, en angle ou cintrées. Les plaques peuvent être à angle droit ou présenter d’autres formes, et en plus des zones planes, elles peuvent inclure des zones moulées tridimensionnellement, par exemple des woks, ou des bandes laminées ou des zones sous forme d’élévations ou de dépressions, respectivement. Le moulage géométrique des plaques est effectué au stade de la mise en forme à chaud, au moyen de rouleaux de façonnage texturés, par exemple, ou par mise forme subséquente à chaud sur les verres initiaux, au moyen de brûleurs ou par chute sous l’effet de la gravité, par exemple. La céramisation est effectuée à l’aide de moules céramiques de soutien afin d’éviter des variations incontrôlées de la forme géométrique.

La plaque vitrocéramique et les articles de préférence produits à partir de celle-ci peuvent être lisses sur les deux faces ou peuvent présenter des aspérités sur une face.

Par suite des propriétés thermiques et optiques favorables liées à la faible dilatation thermique et au profil de transition optimisé, et également en vertu des autres propriétés, en particulier des propriétés mécaniques, il existe de nombreuses applications qui peuvent être satisfaites avantageusement.

Les articles vitrocéramiques transparents, colorés, de l’invention trouvent une application sous la forme d’une surface de cuisson, plus particulièrement d’une surface de cuisson à revêtement sur la face inférieure, ou d’une surface de cuisson revêtue sur la face inférieure et à découpages, dénommés réserves pour l’éclairage dans la zone froide, c’est-à-dire dans la zone d’indication/affichage, et/ou dans la zone chaude, en d’autres termes dans la zone de cuisson, avec un moyen de recouvrement, ou d’une surface de cuisson comportant une couche dite de diffusion, qui répartit uniformément la lumière partant du dessous de la surface de cuisson vers l’observateur, ou d’une surface de cuisson comportant un dénommé filtre de compensation chromatique, appliqué sous forme enduite ou imprimée ou fixée par adhérence. En outre, une telle application peut prendre la forme d’une surface de cuisson dans l’une des versions énoncées plus haut avec des structures de capteurs capacitifs, appliquées sous forme collée, imprimée ou appliquée par pression, pour opération de commande et régulation. En outre, une telle application peut prendre la forme d’une surface de cuisson dans l’une des réalisations énoncées plus haut, avec un ou plusieurs trou(s) pour des boutons de réglage, des brûleurs à gaz, des système d’évacuation de fumée (dénommés systèmes d’aspiration par le bas) ou d’autres modules fonctionnels, en option réalisés avec une facette plane sur un ou plusieurs bord(s).

En outre, une telle application peut prendre la forme d’une surface de cuisson dans l’une des versions énoncées plus haut, ayant une transmission, définie par la valeur Y(D65, 2°), qui est accrue/modifiée localement dans la zone d’affichage et/ou la zone chaude. Cette valeur de transmission Y (D65, 2°) peut être augmentée localement de jusqu’à 50 %, de préférence jusqu’à 30 %, de façon particulièrement préférée jusqu’à 25 %, par rapport à la transmission de base ou transmission nominale du substrat.

Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, la transmission est augmentée localement de jusqu’à 5 %, de façon plus particulièrement préférée jusqu’à 2,5 %, par rapport à la transmission de base.

Dans un mode de réalisation de l’invention, la transmission peut également être réduite localement de 4 %, de préférence de 3 %, par rapport à la transmission de base du substrat.

La réduction de la transmission de base peut être réalisée par enduction ou par un film ou par modification locale intrinsèque du matériau.

Dans des modes de réalisation particuliers, les vitrocéramiques peuvent trouver une application pour des appareils de cuisson munis de capteurs destinés à mesurer la température d’un récipient de cuisson. Des capteurs de ce type peuvent être disposés, par exemple, directement dans le récipient de cuisson ou au-dessus du récipient de cuisson, ou peuvent détecter la température de la base du récipient de cuisson au moyen de capteurs IR.

De tels capteurs IR fonctionnent de préférence à une longueur d’onde > 1 pm, de préférence > 1 500 nm. Dans un mode de réalisation préféré, de tels capteurs fonctionnent à une longueur d’onde de 3 - 5 pm. La surface de cuisson a par conséquent une transmission correspondante dans la gamme de longueurs d’onde pertinente. Des façons d’assurer cela incluent soit un découpage local dans le moyen de couverture, soit une transparence suffisante du moyen de couverture dans la gamme de longueurs d’onde pertinente.

Dans d’autres modes de réalisation particuliers, les vitrocéramiques peuvent trouver une application pour des appareils de cuisson munis d’une connexion de données sans fil. Cette connexion de données peut servir à intégrer l’appareil de cuisson avec une hotte à fumée, avec une unité de commande centrale pour appareils ménagers, ou autre pour la commande fonctionnelle de l’appareil de cuisson. Des connexions de sonnées peuvent être réalisées au moyen de capteurs IR ou à partir de liaisons radio dans la gamme GHz, par exemple Wifi, Bluetooth.

De préférence, de tels capteurs IR fonctionnent à une longueur d’onde de 0,9 - 1 pm, de préférence 930 - 970 nm. La surface de cuisson a par conséquent une transmission correspondante dans la gamme de longueurs d’onde pertinente. Des façons d’assurer cela incluent soit un découpage local dans le moyen de couverture, soit une transparence suffisante du moyen de couverture dans la gamme de longueurs d’onde pertinente.

Dans d’autres modes de réalisation particuliers, les vitrocéramiques peuvent trouver une application pour des appareils de cuisson munis d’une technologie de commande sans contact. De telles commandes fonctionnent, par exemple, au moyen d’une technologie de capteurs capacitifs, de capteurs IR ou bien de capteurs ultrasoniques.

Dans d’autres modes de réalisation particuliers, les vitrocéramiques peuvent trouver une application pour des appareils de cuisson dotés d’éléments d’affichage à base de segments et/ou à base de LED et/ou d’éléments d’affichage graphiques. Ces éléments d’affichage graphiques peuvent comporter une seule couleur ou de multiples couleurs. Les afficheurs graphiques monochromes préférés sont blancs. Les éléments d’affichage de ce type sont de préférence conçus avec un système de capteurs capacitifs à effleurement.

Dans d’autres modes de réalisation particuliers, les vitrocéramiques peuvent trouver une application pour des appareils de cuisson dotés d’un minimum de décoration de la face supérieure. Dans un mode de réalisation, seulement un ou plusieurs logo(s) de marque et le commutateur marche/arrêt se trouvent sur la face supérieure. En ce cas, la fonction décorative pour le marquage des zones de cuisson, par exemple, est remplie entièrement par des éléments d’éclairage.

En outre, les vitrocéramiques sont utilisées conjointement avec un revêtement fonctionnel de la face supérieure.

Ces revêtements fonctionnels de la face supérieure peuvent être appliqués pour améliorer la résistance à la rayure, pour faciliter l’aptitude au nettoyage, pour améliorer la visibilité des affichages, pour empêcher la formation de reflets destructeurs, pour réduire au minimum les empreintes de doigts et/ou pour réduire au minimum les bruits dus au déplacement des récipients de cuisson.

Dans un mode de réalisation particulier, la surface peut être polie ou avoir une structure stochastique.

En outre, les articles vitrocéramiques transparents, colorés, selon l’invention peuvent trouver une utilisation en tant que vitrage pour cheminée/habillage ou revêtement pour cheminée fermée, couvercle dans le secteur de l’éclairage et en tant que verre de sécurité en option dans un système feuilleté, en tant que plaque de support ou revêtement de four. Dans l’industrie de la céramique, solaire ou pharmaceutique ou dans la technique médicale, ils sont particulièrement appropriés pour des processus de production dans des conditions de grande pureté, en tant que revêtements de fours dans lesquels sont effectués des processus de revêtement physique ou chimique, ou en tant qu’appareillage de laboratoire résistant aux produits chimiques. En outre, ils trouvent une utilisation en tant qu’article vitrocéramique pour des applications à hautes températures ou extrêmement basses températures, en tant qu’hublots de fours pour fours de combustion, en tant qu’écran thermique pour l’isolement d’environnements chauds, en tant que couvercles pour réflecteurs, phares, projecteurs, photocopieurs, pour des applications à exposition thermomécanique, comme par exemple dans des dispositifs de vision nocturne, ou en tant que couvercle pour des éléments de chauffage, en particulier en tant que surface de cuisson ou de friture, en tant qu’article électroménager, en tant que couvercle d’élément de chauffage, en tant que substrat de circuits imprimés, en tant qu’article à protection UV, en tant que plaque de façade architecturale ou en tant que composant d’un dispositif électronique.

La présente invention est exposée plus en détail à l’aide des exemples qui suivent.

Dans le cas des exemples de réalisation Al à A6, on a fait fondre les verres initiaux à partir de matières premières usuelles dans l’industrie du verre, à des températures d’environ 1 620 °C, pendant 4 heures. Une fois le mélange en fusion versé dans des creusets constitués d’un matériau réfractaire à forte teneur en quartz, on a versé les masses fondues dans des creusets PtRh20 comportant un revêtement de creuset constitué de verre de silice, et on les a homogénéisées par agitation pendant 60 minutes à des températures de 1 600 °C. Après cette homogénéisation, les verres ont été affinés à 1 640 °C pendant 3 heures. On a ensuite coulé des pièces ayant des dimensions d’environ 170 x 120 x 25 mm³ et on les a mises à refroidir dans un four de refroidissement, d’une température initiale de 640 °C à la température ambiante. Les pièces coulées ont été divisées en les tailles requises pour les études et pour la céramisation.

Les échantillons des exemples de réalisation A7 à Ail ont été fondus industriellement avec utilisation des paramètres habituellement utilisés pour les vitrocéramiques LAS affinées à l’étain.

Les échantillons ont été céramisés à l’aide du programme de céramisation décrit brièvement plus loin.

Le tableau 1, pour les exemples Al à Ail qui sont des exemples de réalisation, et les exemples Cl à C8, qui sont des exemples comparatifs, montre les compositions et les propriétés des verres initiaux cristallisables et les propriétés des vitrocéramiques produites à partir des verres.

En raison des impuretés types présentes dans les matières premières du mélange industriel utilisé, les compositions ne donnent pas un total d’exactement 100,0 % en poids. Les impuretés types, bien que non introduites délibérément dans la composition, sont des composés de Mn, Rb, Cs, Hf ou autres, s’ils ne sont pas utilisés en tant qu’agents d’affinage, de Cl et F, qui habituellement ne représentent pas plus de 0,1 % en poids. Elles sont fréquemment entraînées par les matières premières pour les composants concernés par exemple, Rb et Cs par les matières premières Na ou K, ou Hf par la matière première Zr.

On a effectué les mesures de la transmission sur des plaques polies ayant une épaisseur de 4 mm, en utilisant l’illuminant C, 2°. Les valeurs de la transmission rapportées sont celles aux longueurs d’onde choisies, à savoir à 465 nm, à 470 nm et à 630 nm, et également la transmission de la lumière. Les termes « transmission de la lumière » et « luminosité Y » correspondent au même paramètre mesuré, mesuré en tant que Y (D65, 2°) selon DIN 5033 dans le système colorimétrique CIE. La différence t_vîs - T465, c’est-à-dire Y 1465, est également rapportée.

Le programme de céramisation était comme suit :

a) Chauffage de la température ambiante à 600 °C en 5 minutes.

b) Elévation de la température de 600 °C à une température de nucléation T_nuci comprise entre 700 °C et 750 °C à une vitesse de chauffage de 50 K/min, maintien de cette température T_nuci pendant 5 minutes.

bl) Elévation de la température à une température de cristallisation T_cri_St comprise entre 780 °C et 820 °C à une vitesse de chauffage de 12 K/min, maintien de cette température T_cri_St pendant 8 minutes.

c) Elévation de la température de T_cri_St à une température maximale T_max comprise entre 910 °C et 950 °C à une vitesse de chauffage de 20 K/min, maintien de cette température T_max pendant 7 minutes.

d) refroidissement jusqu’à environ 800 °C à 10 K/min, puis refroidissement rapide jusqu’à la température ambiante.

Tableau 1

% en poids	Al	A2	A3	A4	A5	A6	A7	A8	A9
AI2O3	20,5	20,5	20,5	20,5	20,5	20,5	20,6	20,57	20,63
BaO	2,31	2,31	2,3	2,29	2,3	2,3	2,31	2,3	2,3

CaO	0,420	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42	0,41	0,41	0,41
CoO	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Cr₂O₃	-	-	-	-	-	-	-	-	-
F	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Fe₂O₃ (ppm)	940	940	920	910	810	710	890	887	895
HfO₂	0,025	0,025	0,025	0,025	0,025	0,025	0,024	0,024	0,024
K₂O	0,24	0,25	0,24	0,24	0,24	0,25	0,27	0,26	0,26
Li₂O	3,91	3,91	3,89	3,92	3,91	3,95	3,8	3,8	3,79
MgO	0,32	0,31	0,31	0,32	0,32	0,31	0,3	0,3	0,3
MnO₂	0,018	0,023	0,029	0,019	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018
MoO3	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Na₂O	0,6	0,61	0,6	0,59	0,6	0,59	0,62	0,62	0,62
Nb₂O₅	-	-	-	-	-	-	-	-	-
NiO	-	-	-	-	-	-	-	-	-
P₂O₅	0,029	0,029	0,029	0,029	0,029	0,029	0,062	0,061	0,063
Sb₂O₃	-	-	-	-	-	-	-	-	-
SiO₂	65,1	65,1	65,1	65,2	65,2	65,2	65,14	65,2	65,15
SnO₂	0,27	0,27	0,27	0,26	0,27	0,26	0,27	0,26	0,26
SrO	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,029	0,028	0,028
TiO₂	3,19	3,18	3,2	3,17	3,17	3,18	3,11	3,11	3,09
V₂O₅ (ppm)	170	150	140	190	180	180	140	131	139
ZnO	1,54	1,56	1,55	1,54	1,56	1,56	1,51	1,5	1,49
ZrO₂	1,42	1,42	1,42	1,41	1,42	1,41	1,39	1,39	1,38
Fe₂O3/V₂O5	5,529	6,267	6,571	4,789	4,5	3,944	6,357	6,771	6,439
Y (D65, 2°) [%]	4,125	3,307	5,347	2,6	3,1	2,8	4,1	5,2	4,416
τ à 470 [%]	1,8	1,3	2,5	0,94	1,22	1,12	1,67	2,3	1,793
τ à 465 [%]	1,8	1,3	2,5	0,95	1,23	1,13	1,670	2,3	1,78
τ à 630 [%]	10,17	8,64	12,4	7,19	8,16	7,6	10,2	12,4	10,8
Différence Y (D65, 2°) τ à 465 [%]	2,325	2,0068	2,8471	1,65	1,87	1,67	2,43	2,9	2,6369

Suite du tableau 1

% en poids	A10	Ail	Cl	C2	C3	C4	C5	C6	C7	C8
AI2O3	20,61	20,9	20,2	20,3	19,3	19,3	20,9	20,3	20,3	20,9
BaO	2,31	2,03	2,41	2,36	0,8	0,8	2,3	2,6	2,6	2,23
CaO	0,14	0,41	0,36	0,44			0,42	0,5	0,5	0,43
CoO	-	-	0,027					-	-
Cr₂O₃	-	-		0,032				-	-
F	-	-			0,14
Fe₂O₃ (ppm)	882	830	900	1400	2000	2000	2000	850	850	900
HfO₂	0,025	0,026	0,025	0,024
K₂O	0,27	0,24	0,21	0,21				0,2	0,2	0,27
Li₂O	3,79	3,81	3,830	3,85	3,5	3,5	3,71	3,8	3,8	3,82
MgO	0,3	0,3	0,19	0,35	1,1	1,1	0,37	0,4	0,4	0,29
MnO₂	0,018	0,019	0,022	0,023			0,25			0,025
MoO₃	-	-	<0,005	<0,005				-	-
Na₂O	0,62	0,6	0,57	0,61			0,59	0,6	0,6	0,6
Nb₂O₅	-	-	-	0,011
NiO	-	-	<0,001	<0,001
P₂O₅	0,060		0,11	0,086
Sb₂O₃	-	-	<0,01	<0,01
SiO₂	65,15	65,2	65,8	65,4	68,86	68,86	65,14	65,5	65,5	65
SnO₂	0,27	0,26	0,3	0,32	0,2	0,2	0,24	0,29	0,29	0,25
SrO	0,029	0,037	0,003	0,004						0,021
TiO₂	3,1	2,96	3,02	2,96	3,1	2,7	3,1	2,9	2,9	3,13
V₂O₅ (ppm)	138	190	200	400	400	400	260	300	250	230
ZnO	1,5	1,53	1,41	1,45	1,6	1,6	1,5	1,5	1,5	1,53
ZrO₂	1,39	1,48	1,39	1,35	1,8	1,8	1,34	1,3	1,3	1,4
Fe₂O₃/V₂Os	6,391	4,368	4,5	3,5	5	5	7,692	2,833	3,4	3,913
Y (D65, 2°) [%]	4,574	4,2	3,5	1,3	15	42,5	26,7	4,5	6,0	2,2
τ à 470 [%]	1,877	1,3	1,9	0,03	3	17,7	11,2			0,67
τ à 465 [%]	1,854	1,3	2	0,023	2,7	16,7	11,8	1,1	1,6	0,67
τ à 630 [%]		11,25	10,75	4,6	32,36	63,3	43,76	a.d.	a.d.	6,62
Différence Y (D65, 2°) - τ à 465 [%]	2,7204	2,9	1,5	1,277	12,3	25,8	14,9	3,4	4,4	1,53

a.d. = aucune donnée

Les exemples Cl à C8 dans le tableau 1 sont des vitrocéramiques comparatives sortant du cadre de l’invention.

Bien que Cl présente une différence (Y - τ (à 465 nm)) de < 3 %, les caractéristiques de transmission sont néanmoins réalisées par addition de CoO.

De meme, C2 présente une différence (Y - τ (à 465 nm)) de v 3 mais les valeurs de la transmission dans la région visible sont tellement basses que, à l’exception des afficheurs rouges, aucune autre couleur n’est visible. Cela est dû à l’addition de Cr2Û3, qui réduit sensiblement la transmission dans la région visible.

Les exemples C3 à C5 ont tous une différence (Y - τ (à 465 nm)) de > 3 %, en partie à cause de régions à valeurs de transmission très élevées, qui peuvent être attribuées à une dénommée surcoloration due au fer.

C6 et C7 présentent une transmission de la lumière Y (D65, 2°) de 2,5 - 10 % et une transmission spectrale τ (à 465 nm) > 1,0 %. Toutefois, leur différence (Y (D65, 2°) - τ (à 465 nm)) est elle aussi > 3 %.

C8, bien que présentant une différence (Y (D65, 2°) - τ (à 465 nm )) < 3 %, présente néanmoins une faible transmission de la lumière Y (D65, 2°) de 2,2 % et une faible transmission spectrale - τ (à 465 nm) de 0,67 %.

Les exemples de réalisation Al à Ail illustrent le fait que les vitrocéramiques de l’invention combinent les propriétés de transmission d’une transmission de la lumière Y (D65, 2°) de 2,5 10 %, d’une transmission spectrale de τ (à 465 nm) > 1,0 % et d’une différence (Y (D65, 2°) - τ (à 465 nm)) de < 3 % et par conséquent rendent possible, d’une part, une visibilité effective des afficheurs disposés au-dessous et, d’autre part, une vue réduite de l’intérieur de la plaque de cuisson et également une transmissibilité des couleurs qui est telle que non seulement le rouge mais également des couleurs telles que le vert sont transmises et la couleur et la luminosité transmises sont très neutres, en d’autre termes non faussées, ce qui signifie une transmission de la lumière qui est inaltérée ou pratiquement inaltérée malgré le passage à travers la plaque de vitrocéramique. Les exemples de réalisation, en tant que mode de réalisation préférés, présentent également une transmission élevée dans la région spectrale rouge, comme le montre une transmission spectrale τ à 630 mm de 10,9 % ± 3,8 %.

Les verres initiaux des vitrocéramiques de l’invention ont de basses températures de fusion et de mise en forme et peuvent être produits à partir de matières premières peu coûteuses. Ils présentent une haute résistance à la dévitrification. Ils peuvent être convertis en 5 vitrocéramiques en de courts temps de céramisation.

Les vitrocéramiques de l’invention ont par conséquent des propriétés de fabrication économiques et respectueuses de l’environnement, ces dernières étant dues à l’omission des matières premières nuisibles à l’environnement oxyde d’arsenic, oxyde 10 d’antimoine, oxyde de cobalt et oxyde de chrome. Les vitrocéramiques de l’invention satisfont aux exigences des diverses applications. Elles ont donc une bonne tenue chimique, une haute résistance mécanique, les propriétés de transmission désirées, une diffusion de la lumière faible à nulle, une haute résistance à la température et une grande 15 stabilité à long terme pour ce qui est des variations de leurs propriétés (comme, par exemple, dilatation thermique, transmission, apparition de tensions).

Claims

REVENDICATIONS

1. Vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium, transparente, colorée, caractérisée par une teneur en AS2O3 et/ou Sb2Û3 valant au total de 0 à < 1 000 ppm, une teneur en V2O5 de 55 ppm à 200 ppm, une teneur en Fe2Û3 de 450 ppm à 1 000 ppm, avec un rapport Fe2O3/V2Û5 (l’un et l’autre en % en poids) de 3 à 9, et avec absence, hormis impuretés, de CoO, NiO er CnCh, et également par les qualités de transmission suivantes :

Y (D65, 2°) 2,5 - 10 %

T (à 465 nm) > 1,0 % avec une différence (Y (D65, 2°) - τ (à 465 nm)) de < 3 %.
2. Vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium selon la revendication 1, caractérisée par

Y (D65, 2°) > 2,5 - 10 %

T (à 465 nm) > 1,2 % avec une différence (Y (D65, 2°) - τ (à 465 nm)) de < 3 %.
3. Vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par

T (630 nm) de 10,9 % ± 3,8 %, de préférence de 10,9 % ± 2,5 %, de façon plus particulièrement préférée de 10,9 % ± 2,0 %, de façon encore plus particulièrement préférée 10,9 % ± 1,5 %.
4. Vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu’elle comprend les composants suivants en % en poids, sur une base d’oxydes

Li₂O 3,0 - 4,2 Na2Û + K2O 0,2 - 1,5 MgO 0 - 1,5 CaO + SrO 0 - 4 BaO 0 - 3

ZnO 0 - 2,2 AI2O3 19 - 23 SiO₂ 60 - 69 T1O2 2,5 - 4 ZrO₂ 0,5 - 2 SnO₂ 0,05 - < 0,6 P₂O₅ 0 - 3 B2O3 0 - 2

ainsi que, en option, des additions d’agents chimiques d’affinage, tels que CeCh et d’additifs d’affinage tels que des sulfates, chlorures, fluorures en quantités totales de jusqu’à 2,0 % en poids.

5. Vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium selon la revendication 4, caractérisée en ce qu’elle comprend les composants suivants en % en poids, sur une base d’oxydes

Li₂O 3,2 - 4,0 Na2Û + K2O 0,4 - 1,2 MgO 0,1 - 1,3 CaO + SrO 0,2 - 1 BaO 1,5 - 2,8 ZnO 1 - 2,2 AI2O3 20 - 22 SiO₂ 62 - 67 T1O2 2,8 - 3,5 ZrO₂ 1 - 1,8 SnO₂ 0,1 - 0,4 P₂O₅ 0-0,1 B2O3 0 - 1

et également, en option des additifs d’affinage tels que des sulfates, chlorures, fluorures, en quantités totales de jusqu’à 1,0 % en poids.

6. Vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la teneur en SnCh vaut de 0,05 à 0,4 % en poids, de préférence de 0,05 à 0,3 % en poids, de façon plus particulièrement préférée 0,05 à 0,2 % en poids.
7. Vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée par un rapport Fe2O3/V2Û5 (l’un et l’autre en % en poids) de 5 - 7.
8. Vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée par une teneur en Fe2Û3 de 700 ppm à 1 000 ppm.
9. Vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée par une teneur en V2O5 de 100 ppm à 200 ppm.
10. Vitrocéramique à base de silicate d’aluminium et de lithium selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu’en tant que phase cristalline principale elle comprend une solution solide à forte teneur en quartz.
11. Plaque vitrocéramique constituée d’une vitrocéramique selon au moins l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée par une épaisseur de 2 mm à 20 mm.
12. Utilisation d’un article qui comprend une plaque vitrocéramique selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 en tant que surface de cuisson, en tant que vitrage pour cheminée/habillage ou revêtement pour cheminée fermée, couvercle dans le secteur de l’éclairage et en tant que verre de sécurité en option dans un système feuilleté, en tant que plaque de support ou revêtement de four, dans l’industrie de la céramique, solaire ou pharmaceutique ou dans la technique médicale, pour des processus de production dans des conditions de grande pureté, en tant que revêtements de fours dans lesquels sont effectués des processus de revêtement physique ou chimique, ou en tant qu’appareillage de laboratoire résistant aux produits chimiques, en tant qu’article vitrocéramique pour des applications à hautes températures ou extrêmement basses températures, en tant qu’hublots de fours pour fours de combustion, en tant qu’écran thermique pour l’isolement d’environnements chauds, en tant que couvercles pour réflecteurs, phares, projecteurs, photocopieurs, pour des applications faisant intervenir une exposition thermomécanique, comme par exemple dans des dispositifs de vision nocturne, ou en tant que couvercle pour des éléments de chauffage, en particulier en tant que surface de cuisson ou de friture, en tant qu’article électroménager, en tant que couvercle d’élément de chauffage, en tant que substrat de circuits imprimés, en tant qu’article à protection UV, en tant que plaque de façade architecturale ou en tant que composant d’un dispositif électronique.
13. Utilisation en tant que surface de cuisson selon la revendication 12, où la surface de cuisson prend la forme d’une surface de cuisson à revêtement sur la face inférieure et/ou d’une surface de cuisson revêtue sur la face inférieure et à découpages, dénommés réserves pour l’éclairage dans la zone froide, c’est-à-dire dans la zone d’indication/affichage, et/ou dans la zone chaude, en d’autres termes dans la zone de cuisson, avec un moyen de recouvrement, et/ou d’une surface de cuisson comportant une couche dite de diffusion, qui répartit uniformément la lumière partant du dessous de la surface de cuisson vers l’observateur, et/ou d’une surface de cuisson comportant un dénommé filtre de compensation chromatique, appliqué sous forme enduite ou imprimée ou fixée par adhérence, et/ou d’une surface de cuisson à structures de capteurs capacitifs transparents ou opaques, appliquées sous forme collée, imprimée ou appliquée par pression, pour opération de commande et régulation, et/ou d’une surface de cuisson comportant un ou plusieurs trou(s) pour des boutons de réglage, des brûleurs à gaz, des système d’évacuation de fumée (dénommés systèmes d’aspiration par le bas) et/ou d’autres modules fonctionnels, et/ou comportant une facette plane sur un ou plusieurs bord(s), et/ou d’une surface de cuisson ayant une transmission, définie par la valeur Y(D65, 2°), qui est accrue/modifiée localement dans la zone d’affichage et/ou la zone chaude.