JP2000044282A - Ｌｉ２Ｏ―Ａｌ２Ｏ３―ＳｉＯ２系透明結晶化ガラス及び結晶性ガラス - Google Patents
Ｌｉ２Ｏ―Ａｌ２Ｏ３―ＳｉＯ２系透明結晶化ガラス及び結晶性ガラスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 石油、石炭、ガス、木材等の燃料によって発
生するＨ2 ＳＯ4 を含む雰囲気に長時間曝されても、微
細なクラックを生じないＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 系透明結晶化ガラスを提供する。 【解決手段】 主結晶としてβ−石英固溶体を析出し、
３０〜３８０℃の範囲の平均線熱膨張係数が−１０〜１
０×１０-7／℃であり、かつ、β−ＯＨを０．３５／ｍ
ｍ以上含むことを特徴とする。
生するＨ2 ＳＯ4 を含む雰囲気に長時間曝されても、微
細なクラックを生じないＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 系透明結晶化ガラスを提供する。 【解決手段】 主結晶としてβ−石英固溶体を析出し、
３０〜３８０℃の範囲の平均線熱膨張係数が−１０〜１
０×１０-7／℃であり、かつ、β−ＯＨを０．３５／ｍ
ｍ以上含むことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は石油、石炭、ガス、
木材等の燃焼装置、すなわち暖房器具や加熱炉、徐冷炉
等の前面窓或いは覗き窓に用いる透明結晶化ガラスに関
するものである。
木材等の燃焼装置、すなわち暖房器具や加熱炉、徐冷炉
等の前面窓或いは覗き窓に用いる透明結晶化ガラスに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】暖房器具等における前面窓の機能は、内
部の炎から発する熱線を外部へ透過させて暖房効果をあ
げると共に炎が目に見えるようにすることによって視覚
的な暖かさを増すことである。また、覗き窓の機能は外
部から炎の燃焼状態を観察するのを可能にすることであ
り、これらの窓は炎の発する高温や着火時の熱衝撃に耐
えねばならない。従って、燃焼装置の窓に使用する窓ガ
ラス材料は透明であると同時に低熱膨張、高強度で耐熱
性、耐熱衝撃性に優れていることが必要である。
部の炎から発する熱線を外部へ透過させて暖房効果をあ
げると共に炎が目に見えるようにすることによって視覚
的な暖かさを増すことである。また、覗き窓の機能は外
部から炎の燃焼状態を観察するのを可能にすることであ
り、これらの窓は炎の発する高温や着火時の熱衝撃に耐
えねばならない。従って、燃焼装置の窓に使用する窓ガ
ラス材料は透明であると同時に低熱膨張、高強度で耐熱
性、耐熱衝撃性に優れていることが必要である。
【０００３】現在、暖房器具等の窓に使われている材料
としてはホウケイ酸ガラス、石英ガラスおよびＬｉ2 Ｏ
−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスがあるが、
ホウケイ酸ガラスは耐熱性、耐熱衝撃性が十分とは言え
ず、石英ガラスは熱的性質は優れているが高価である。
これに対してＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結
晶化ガラスは熱膨張係数が小さく強度が高いため、耐熱
性および耐熱衝撃性に優れており、また比較的安価に製
造することが可能であるため広く用いられている。
としてはホウケイ酸ガラス、石英ガラスおよびＬｉ2 Ｏ
−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスがあるが、
ホウケイ酸ガラスは耐熱性、耐熱衝撃性が十分とは言え
ず、石英ガラスは熱的性質は優れているが高価である。
これに対してＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結
晶化ガラスは熱膨張係数が小さく強度が高いため、耐熱
性および耐熱衝撃性に優れており、また比較的安価に製
造することが可能であるため広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｌｉ2
Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスは、燃焼
雰囲気に置かれると窓の内表面、すなわち燃焼側の表面
に化学的腐食を受けて微細なクラックが発生し、透明性
や強度が著しく低下するという問題がある。
Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスは、燃焼
雰囲気に置かれると窓の内表面、すなわち燃焼側の表面
に化学的腐食を受けて微細なクラックが発生し、透明性
や強度が著しく低下するという問題がある。
【０００５】上記の問題が生じる原因は以下の通りであ
る。石油、石炭、ガス、木材等の燃焼装置の燃焼雰囲気
には、燃料中の硫黄分から生じたＳＯｘが存在し、燃焼
によって生じたＨ2 Ｏと反応してＨ2 ＳＯ4 を生成す
る。このＨ2 ＳＯ4 から生じる水素イオンがＬｉ2 Ｏ−
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスの結晶中のリ
チウムイオンとイオン交換反応を起こし、結晶の体積を
収縮させ、クラックを発生させる。
る。石油、石炭、ガス、木材等の燃焼装置の燃焼雰囲気
には、燃料中の硫黄分から生じたＳＯｘが存在し、燃焼
によって生じたＨ2 Ｏと反応してＨ2 ＳＯ4 を生成す
る。このＨ2 ＳＯ4 から生じる水素イオンがＬｉ2 Ｏ−
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスの結晶中のリ
チウムイオンとイオン交換反応を起こし、結晶の体積を
収縮させ、クラックを発生させる。
【０００６】上記の問題を防止するために、Ｌｉ2 Ｏ−
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスの表面にＳｉ
Ｏ2 等の被膜を設ける方法が実施されているが、製造コ
ストが高くなるため好ましくない。また、Ｌｉ2 Ｏ−Ａ
ｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラス中のリチウムイ
オンの含有量を低くして、水素イオンとのイオン交換反
応が起こりにくくすることも可能であるが、透明性が悪
化したり熱膨張係数が大きくなるという問題が生じる。
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスの表面にＳｉ
Ｏ2 等の被膜を設ける方法が実施されているが、製造コ
ストが高くなるため好ましくない。また、Ｌｉ2 Ｏ−Ａ
ｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラス中のリチウムイ
オンの含有量を低くして、水素イオンとのイオン交換反
応が起こりにくくすることも可能であるが、透明性が悪
化したり熱膨張係数が大きくなるという問題が生じる。
【０００７】本発明の目的は、石油、石炭、ガス、木材
等の燃料によって発生するＨ2 ＳＯ 4 を含む雰囲気に長
時間曝されても、微細なクラックを生じないＬｉ2 Ｏ−
Ａｌ 2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスと、このよう
な結晶化ガラスを得るための結晶性ガラスを提供するこ
とである。
等の燃料によって発生するＨ2 ＳＯ 4 を含む雰囲気に長
時間曝されても、微細なクラックを生じないＬｉ2 Ｏ−
Ａｌ 2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスと、このよう
な結晶化ガラスを得るための結晶性ガラスを提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、種々の実
験を行った結果、Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透
明結晶化ガラス中のβ−ＯＨが、水素イオンとのイオン
交換反応による微細クラックの発生を抑制するのに重要
な役割を果たすことを見いだし、本発明として提案する
ものである。
験を行った結果、Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透
明結晶化ガラス中のβ−ＯＨが、水素イオンとのイオン
交換反応による微細クラックの発生を抑制するのに重要
な役割を果たすことを見いだし、本発明として提案する
ものである。
【０００９】即ち、本発明のＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系透明結晶化ガラスは、主結晶としてβ−石英固
溶体を析出し、３０〜３８０℃の範囲の平均線熱膨張係
数が−１０〜１０×１０-7／℃であり、かつ、β−ＯＨ
を０．３５／ｍｍ以上含むことを特徴とする。
ｉＯ2 系透明結晶化ガラスは、主結晶としてβ−石英固
溶体を析出し、３０〜３８０℃の範囲の平均線熱膨張係
数が−１０〜１０×１０-7／℃であり、かつ、β−ＯＨ
を０．３５／ｍｍ以上含むことを特徴とする。
【００１０】また本発明のＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓｉ
Ｏ2 系結晶性ガラスは、主結晶としてβ−石英固溶体を
析出し、３０〜３８０℃の範囲の平均線熱膨張係数が−
１０〜１０×１０-7／℃であり、かつ、β−ＯＨを０．
３５／ｍｍ以上含む結晶化ガラスとなる性質を有するこ
とを特徴とする。
Ｏ2 系結晶性ガラスは、主結晶としてβ−石英固溶体を
析出し、３０〜３８０℃の範囲の平均線熱膨張係数が−
１０〜１０×１０-7／℃であり、かつ、β−ＯＨを０．
３５／ｍｍ以上含む結晶化ガラスとなる性質を有するこ
とを特徴とする。
【００１１】ここで、β−ＯＨの量は、当該結晶化ガラ
スの赤外線吸収スペクトルにおいて次式によって求めら
れるものである。
スの赤外線吸収スペクトルにおいて次式によって求めら
れるものである。
【００１２】 β−ＯＨ量＝｛ｌｏｇ（Ｔ3850／Ｔ3500）｝／ｔ ここで、 Ｔ3850：３８５０ｃｍ-1付近の透過率 Ｔ3500：３５００ｃｍ-1付近の吸収帯の最低透過率 ｔ ：スペクトル測定時の結晶化ガラスの板厚（ｍ
ｍ）
ｍ）
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明において、Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ
2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスは、ガラス中にβ
−ＯＨを０．３５／ｍｍ以上、好ましくは０．４０〜
２．０／ｍｍの範囲で含有する。β−ＯＨは、ガラスが
結晶化する際にガラス表面の結晶構成成分の濃度を低下
させ、それ以外の元素の濃度を増加させることに寄与す
る。この結果、結晶化ガラス表面における、結晶中のリ
チウムイオンと水素イオンとの交換反応が抑制され、微
細クラックの発生を防止することができる。ガラス中に
β−ＯＨが０．３５／ｍｍ以上含まれていると、例え燃
焼雰囲気中にＨ2 ＳＯ4 が含まれていても、微細クラッ
クの発生を大幅に抑制することができるが、β−ＯＨの
含有量が０．３５／ｍｍよりも少ないと微細クラックの
抑制効果が不十分となる。なおガラス中のβ−ＯＨ量
は、ガラス溶融の際の燃焼ガス中の水分量を増加させた
り、溶融ガラス中で水蒸気バブリングを行ったり、含水
ＯＨ量の高い原料を選択する等により、増加させること
ができる。
2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスは、ガラス中にβ
−ＯＨを０．３５／ｍｍ以上、好ましくは０．４０〜
２．０／ｍｍの範囲で含有する。β−ＯＨは、ガラスが
結晶化する際にガラス表面の結晶構成成分の濃度を低下
させ、それ以外の元素の濃度を増加させることに寄与す
る。この結果、結晶化ガラス表面における、結晶中のリ
チウムイオンと水素イオンとの交換反応が抑制され、微
細クラックの発生を防止することができる。ガラス中に
β−ＯＨが０．３５／ｍｍ以上含まれていると、例え燃
焼雰囲気中にＨ2 ＳＯ4 が含まれていても、微細クラッ
クの発生を大幅に抑制することができるが、β−ＯＨの
含有量が０．３５／ｍｍよりも少ないと微細クラックの
抑制効果が不十分となる。なおガラス中のβ−ＯＨ量
は、ガラス溶融の際の燃焼ガス中の水分量を増加させた
り、溶融ガラス中で水蒸気バブリングを行ったり、含水
ＯＨ量の高い原料を選択する等により、増加させること
ができる。
【００１４】本発明では、ガラス中にβ−石英固溶体を
主結晶として析出させることで、平均熱膨張係数を−１
０〜１０×１０-7／℃の範囲に調整することを特徴とす
るが、平均熱膨張係数がこの範囲を外れると燃焼装置窓
として十分な耐熱性、耐熱衝撃性を確保することができ
ない。
主結晶として析出させることで、平均熱膨張係数を−１
０〜１０×１０-7／℃の範囲に調整することを特徴とす
るが、平均熱膨張係数がこの範囲を外れると燃焼装置窓
として十分な耐熱性、耐熱衝撃性を確保することができ
ない。
【００１５】また本発明のＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓｉ
Ｏ2 系透明結晶化ガラス及びその原ガラスである結晶性
ガラスは、Ｌｉ2 Ｏ、ＳｉＯ2 およびＡｌ2 Ｏ3 の各成
分を、重量比で０．０５８≧｛Ｌｉ2 Ｏ／（ＳｉＯ2 ＋
Ａｌ2 Ｏ3 ）｝≧０．０３１の関係を満たすように含有
させることが好ましい。上式の値が０．０５８よりも大
きくなると結晶の析出量が多くなり、β−ＯＨによる、
表面の結晶成分の濃度低下が起こりにくくなるため、リ
チウムイオンと水素イオンの交換反応を防止できなくな
る。また上式の値が０．０３１よりも小さくなると熱膨
張係数が大きくなりやすいと共に、透明な外観が得られ
にくくなる。
Ｏ2 系透明結晶化ガラス及びその原ガラスである結晶性
ガラスは、Ｌｉ2 Ｏ、ＳｉＯ2 およびＡｌ2 Ｏ3 の各成
分を、重量比で０．０５８≧｛Ｌｉ2 Ｏ／（ＳｉＯ2 ＋
Ａｌ2 Ｏ3 ）｝≧０．０３１の関係を満たすように含有
させることが好ましい。上式の値が０．０５８よりも大
きくなると結晶の析出量が多くなり、β−ＯＨによる、
表面の結晶成分の濃度低下が起こりにくくなるため、リ
チウムイオンと水素イオンの交換反応を防止できなくな
る。また上式の値が０．０３１よりも小さくなると熱膨
張係数が大きくなりやすいと共に、透明な外観が得られ
にくくなる。
【００１６】さらに本発明の結晶化ガラスや結晶性ガラ
スは、Ｌｉ2 Ｏ、ＳｉＯ2 およびＡｌ2 Ｏ3 以外にも、
種々の成分を含有しうる。例えば溶融を助けるととも
に、熱膨張係数をコントロールする成分としてＮａ2
Ｏ、Ｋ2 Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＢａＯ等を、核形成剤と
してＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 等を、核形成を促進する成分と
してＰ2 Ｏ5 等を、清澄剤としてＡｓ2 Ｏ3 、Ｓｂ2 Ｏ
3 、ＳｎＯ2 、Ｃｌ、ＳＯ 3 等を含みうる。なおこれら
成分中、特にＺｎＯの含有量を１重量％以下、ＢａＯの
含有量を１．５重量％以下にすることが好ましい。Ｚｎ
ＯはＬｉ2 Ｏの一部を補う目的で３％程度まで添加可能
であるが、主結晶であるβ−石英固溶体に固溶する成分
であるため、１％を越えて含有させると結晶の析出量が
多くなってイオン交換反応が起こりやすくなり、β−Ｏ
Ｈによる微細クラック抑制効果が機能しにくくなる。ま
たＢａＯはガラスの溶融を助ける成分として５％程度ま
で添加可能であるが、１．５％をこえて添加するとガラ
スに茶褐色の着色が起こりやすく、燃焼装置の窓用とし
て好ましい外観が得にくくなる。
スは、Ｌｉ2 Ｏ、ＳｉＯ2 およびＡｌ2 Ｏ3 以外にも、
種々の成分を含有しうる。例えば溶融を助けるととも
に、熱膨張係数をコントロールする成分としてＮａ2
Ｏ、Ｋ2 Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＢａＯ等を、核形成剤と
してＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 等を、核形成を促進する成分と
してＰ2 Ｏ5 等を、清澄剤としてＡｓ2 Ｏ3 、Ｓｂ2 Ｏ
3 、ＳｎＯ2 、Ｃｌ、ＳＯ 3 等を含みうる。なおこれら
成分中、特にＺｎＯの含有量を１重量％以下、ＢａＯの
含有量を１．５重量％以下にすることが好ましい。Ｚｎ
ＯはＬｉ2 Ｏの一部を補う目的で３％程度まで添加可能
であるが、主結晶であるβ−石英固溶体に固溶する成分
であるため、１％を越えて含有させると結晶の析出量が
多くなってイオン交換反応が起こりやすくなり、β−Ｏ
Ｈによる微細クラック抑制効果が機能しにくくなる。ま
たＢａＯはガラスの溶融を助ける成分として５％程度ま
で添加可能であるが、１．５％をこえて添加するとガラ
スに茶褐色の着色が起こりやすく、燃焼装置の窓用とし
て好ましい外観が得にくくなる。
【００１７】なお本発明において、Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ
3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラス及びその原ガラスであ
る結晶性ガラスの好適な組成範囲は、重量百分率でＳｉ
Ｏ2５５〜７５％（好ましくは６０〜７５％）、Ａｌ2
Ｏ3 １５〜３０％（好ましくは１７〜２７％）、Ｌｉ
2 Ｏ ２〜５％（好ましくは２〜４．８％）、Ｎａ2 Ｏ
０〜３％（好ましくは０〜１％）、Ｋ2 Ｏ ０〜３％
（好ましくは０〜１％）、ＭｇＯ ０〜５％（好ましく
は０〜５％）、ＺｎＯ ０〜３％（好ましくは０〜１
％）、ＢａＯ ０〜５％（好ましくは０〜１．５％）、
ＴｉＯ2 ０〜５％（好ましくは１〜５％）、ＺｒＯ2
０〜４％（好ましくは０．５〜４％）、Ｐ2 Ｏ5
０〜５％（好ましくは０〜４％）、Ａｓ2 Ｏ3 ０〜
２．５％（好ましくは０〜２％）、Ｓｂ2 Ｏ3 ０〜
２．５％（好ましくは０〜２％）、ＳｎＯ2 ０〜２．
５％（好ましくは０〜２％）である。
3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラス及びその原ガラスであ
る結晶性ガラスの好適な組成範囲は、重量百分率でＳｉ
Ｏ2５５〜７５％（好ましくは６０〜７５％）、Ａｌ2
Ｏ3 １５〜３０％（好ましくは１７〜２７％）、Ｌｉ
2 Ｏ ２〜５％（好ましくは２〜４．８％）、Ｎａ2 Ｏ
０〜３％（好ましくは０〜１％）、Ｋ2 Ｏ ０〜３％
（好ましくは０〜１％）、ＭｇＯ ０〜５％（好ましく
は０〜５％）、ＺｎＯ ０〜３％（好ましくは０〜１
％）、ＢａＯ ０〜５％（好ましくは０〜１．５％）、
ＴｉＯ2 ０〜５％（好ましくは１〜５％）、ＺｒＯ2
０〜４％（好ましくは０．５〜４％）、Ｐ2 Ｏ5
０〜５％（好ましくは０〜４％）、Ａｓ2 Ｏ3 ０〜
２．５％（好ましくは０〜２％）、Ｓｂ2 Ｏ3 ０〜
２．５％（好ましくは０〜２％）、ＳｎＯ2 ０〜２．
５％（好ましくは０〜２％）である。
【００１８】
【実施例】以下、実施例にもとづいて本発明を説明す
る。
る。
【００１９】表１は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜
６）及び比較例（試料Ｎｏ．７）を示している。
６）及び比較例（試料Ｎｏ．７）を示している。
【００２０】
【表１】
【００２１】各試料は次のようにして調製した。先ず、
表に示す組成およびβ−ＯＨ含有量を有するように、Ｌ
ｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系結晶性ガラスを溶融、
成型した。次いで、電気炉中で７８０℃で１時間、次い
で８５０℃で１時間保持することで結晶化させて試料を
得た。ガラス中のβ−ＯＨ量の増減は、溶融の熱源とな
る石油、ガス等の燃焼の際に、燃料に供給する酸素の濃
度を調整し、燃焼ガス中の水分の量を増減させることで
行った。ガラスの溶融は耐火物中で行ったが、白金中で
行ってもかまわない。
表に示す組成およびβ−ＯＨ含有量を有するように、Ｌ
ｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系結晶性ガラスを溶融、
成型した。次いで、電気炉中で７８０℃で１時間、次い
で８５０℃で１時間保持することで結晶化させて試料を
得た。ガラス中のβ−ＯＨ量の増減は、溶融の熱源とな
る石油、ガス等の燃焼の際に、燃料に供給する酸素の濃
度を調整し、燃焼ガス中の水分の量を増減させることで
行った。ガラスの溶融は耐火物中で行ったが、白金中で
行ってもかまわない。
【００２２】β−ＯＨの含有量は、厚さ約３ｍｍに研磨
加工した試料を用いて赤外分光光度計によって求めた。
析出結晶の同定はＸ線回折により、熱膨張係数はディラ
トメータによってそれぞれ行った。なお表中の「β−
Ｑ．」は、β−石英固溶体を示している。
加工した試料を用いて赤外分光光度計によって求めた。
析出結晶の同定はＸ線回折により、熱膨張係数はディラ
トメータによってそれぞれ行った。なお表中の「β−
Ｑ．」は、β−石英固溶体を示している。
【００２３】表に示すように、何れの試料も主結晶はβ
−石英固溶体であり、平均線熱膨張係数は−１０〜１０
×１０-7／℃の範囲であった。また試料Ｎｏ．１〜６の
β−ＯＨ量は０．４２〜０．７８／ｍｍであり、試料Ｎ
ｏ．７のβ−ＯＨ量は０．２７／ｍｍであった。なお試
料の外観は何れも透明であったが、試料Ｎｏ．１は僅か
に乳白しており、試料Ｎｏ．５はやや茶褐色がかってい
た。
−石英固溶体であり、平均線熱膨張係数は−１０〜１０
×１０-7／℃の範囲であった。また試料Ｎｏ．１〜６の
β−ＯＨ量は０．４２〜０．７８／ｍｍであり、試料Ｎ
ｏ．７のβ−ＯＨ量は０．２７／ｍｍであった。なお試
料の外観は何れも透明であったが、試料Ｎｏ．１は僅か
に乳白しており、試料Ｎｏ．５はやや茶褐色がかってい
た。
【００２４】次に各試料について、耐微細クラック性を
評価した。耐微細クラック性は加速試験と燃焼装置への
実装試験の二種類の方法によって行った。
評価した。耐微細クラック性は加速試験と燃焼装置への
実装試験の二種類の方法によって行った。
【００２５】加速試験は次のようにして行った。まず容
積１リットルのビーカーに濃度６ｖｏｌ％の硫酸水溶液
２０ミリリットルを入れた。続いてビーカー内に網を設
置し、その上に試料を載せて硫酸の蒸気に曝されるよう
にした後、ガラス板で軽く蓋をした。続いて３２０℃で
３０分間加熱した後、試料を取り出し、顕微鏡で表面を
観察した。表中、クラックが認められなかったものには
「無」、認められたものには「有」の表示を行った。
積１リットルのビーカーに濃度６ｖｏｌ％の硫酸水溶液
２０ミリリットルを入れた。続いてビーカー内に網を設
置し、その上に試料を載せて硫酸の蒸気に曝されるよう
にした後、ガラス板で軽く蓋をした。続いて３２０℃で
３０分間加熱した後、試料を取り出し、顕微鏡で表面を
観察した。表中、クラックが認められなかったものには
「無」、認められたものには「有」の表示を行った。
【００２６】実装試験は、硫黄を含んだ軽油を燃料とす
るストーブの前面に試料結晶化ガラスを取り付け、通常
の条件で燃焼を続けながら、目視で微小クラックが観測
されるようになるまでの経過日数によって評価を行っ
た。
るストーブの前面に試料結晶化ガラスを取り付け、通常
の条件で燃焼を続けながら、目視で微小クラックが観測
されるようになるまでの経過日数によって評価を行っ
た。
【００２７】その結果、本発明の実施例であるＮｏ．１
〜６の各試料は、加速試験でクラックが発生したものは
なく、また実装試験でも３５日以上に亘って微小クラッ
クの発生が認められず、耐微細クラック性が良好であっ
た。特にＺｎＯの含有量が１％以下であるＮｏ．１、
３、４、及び６の試料は、実装試験で５０日経過後も微
小クラックの発生が認められず、非常に優れた耐微細ク
ラック性を有していた。
〜６の各試料は、加速試験でクラックが発生したものは
なく、また実装試験でも３５日以上に亘って微小クラッ
クの発生が認められず、耐微細クラック性が良好であっ
た。特にＺｎＯの含有量が１％以下であるＮｏ．１、
３、４、及び６の試料は、実装試験で５０日経過後も微
小クラックの発生が認められず、非常に優れた耐微細ク
ラック性を有していた。
【００２８】一方、比較例であるＮｏ．７の試料は、試
料Ｎｏ．３と同じ酸化物組成を有する結晶化ガラスであ
るが、β−ＯＨの含有量が少ないため、加速試験、実装
試験の双方において、実施例の各試料よりもはるかに劣
っており、耐微細クラック性が悪いことがわかった。
料Ｎｏ．３と同じ酸化物組成を有する結晶化ガラスであ
るが、β−ＯＨの含有量が少ないため、加速試験、実装
試験の双方において、実施例の各試料よりもはるかに劣
っており、耐微細クラック性が悪いことがわかった。
【００２９】これらの事実は、本発明による結晶化ガラ
スが優れた耐微細クラック性を有することを示してい
る。
スが優れた耐微細クラック性を有することを示してい
る。
【００３０】
【発明の効果】上述のように、本発明のＬｉ2 Ｏ−Ａｌ
2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスは、石油、石炭、
ガス、木材等の燃料によって発生するＨ2 ＳＯ4 を含む
雰囲気に長時間曝されても微細なクラックを生じない。
それゆえ、暖房器具や加熱炉、徐冷炉等の燃焼装置の前
面窓や覗き窓の窓ガラス材料として極めて有効である。
2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラスは、石油、石炭、
ガス、木材等の燃料によって発生するＨ2 ＳＯ4 を含む
雰囲気に長時間曝されても微細なクラックを生じない。
それゆえ、暖房器具や加熱炉、徐冷炉等の燃焼装置の前
面窓や覗き窓の窓ガラス材料として極めて有効である。
【００３１】また本発明のＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓｉ
Ｏ2 系結晶性ガラスを用いれば、暖房器具や加熱炉、徐
冷炉等の燃焼装置の前面窓や覗き窓の材料として好適な
透明結晶化ガラスを作製することができる。
Ｏ2 系結晶性ガラスを用いれば、暖房器具や加熱炉、徐
冷炉等の燃焼装置の前面窓や覗き窓の材料として好適な
透明結晶化ガラスを作製することができる。
Claims (5)
- 【請求項１】 主結晶としてβ−石英固溶体を析出し、
３０〜３８０℃の範囲の平均線熱膨張係数が−１０〜１
０×１０-7／℃であり、かつ、β−ＯＨを０．３５／ｍ
ｍ以上含むことを特徴とするＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系透明結晶化ガラス。 - 【請求項２】 Ｌｉ2 Ｏ、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 の各
成分の含有量が、重量比で０．０５８≧｛Ｌｉ2 Ｏ／
（ＳｉＯ2 ＋Ａｌ2 Ｏ3 ）｝≧０．０３１の関係を満た
すことを特徴とする請求項１のＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −
ＳｉＯ2 系透明結晶化ガラス。 - 【請求項３】 燃焼装置の窓用として使用されることを
特徴とする請求項１又は２のＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系透明結晶化ガラス。 - 【請求項４】 主結晶としてβ−石英固溶体を析出し、
３０〜３８０℃の範囲の平均線熱膨張係数が−１０〜１
０×１０-7／℃であり、かつ、β−ＯＨを０．３５／ｍ
ｍ以上含む結晶化ガラスとなる性質を有することを特徴
とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系結晶性ガラ
ス。 - 【請求項５】 Ｌｉ2 Ｏ、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 の各
成分の含有量が、重量比で０．０５８≧｛Ｌｉ2 Ｏ／
（ＳｉＯ2 ＋Ａｌ2 Ｏ3 ）｝≧０．０３１の関係を満た
すことを特徴とする請求項４のＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −
ＳｉＯ2 系結晶性ガラス。
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