JP2000247681A - 主な結晶相としてβ−石英固溶体を有する半透明または不透明なガラスセラミック、およびその使用 - Google Patents
主な結晶相としてβ−石英固溶体を有する半透明または不透明なガラスセラミック、およびその使用Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0018—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents
- C03C10/0027—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3, Li2O as main constituents
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- Materials Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 結晶相としてβ−石英固溶体を含み、着色剤
を含まなくても可視領域において低膨張、低透過性、耐
熱性および熱衝撃耐性を有する半透明または不透明なガ
ラスセラミックを提供する。 【解決手段】 Li2O 3〜5、Na2O 0〜1、K
2O 0〜1、 Na2O+K2O 0.2〜2、MgO
0〜1.8、 BaO 0〜3.5、 SrO 0〜
1、 CaO 0〜1、 BaO+SrO+CaO
0.2〜4、ZnO 0〜2.8、 Al2O3 17〜
26、SiO2 62〜72、TiO2 0〜2.5、
ZrO2 0〜3、 TiO2+ZrO2 1〜<3.
5、 Sb2O3 0〜2、 As2O3 0〜2、SnO
0〜<1、P2O5 0〜8 (質量%)の組成物のガ
ラスセラミックであって、結晶相としてβ−石英固溶体
を含む半透明または不透明なガラスセラミックに関す
る。
を含まなくても可視領域において低膨張、低透過性、耐
熱性および熱衝撃耐性を有する半透明または不透明なガ
ラスセラミックを提供する。 【解決手段】 Li2O 3〜5、Na2O 0〜1、K
2O 0〜1、 Na2O+K2O 0.2〜2、MgO
0〜1.8、 BaO 0〜3.5、 SrO 0〜
1、 CaO 0〜1、 BaO+SrO+CaO
0.2〜4、ZnO 0〜2.8、 Al2O3 17〜
26、SiO2 62〜72、TiO2 0〜2.5、
ZrO2 0〜3、 TiO2+ZrO2 1〜<3.
5、 Sb2O3 0〜2、 As2O3 0〜2、SnO
0〜<1、P2O5 0〜8 (質量%)の組成物のガ
ラスセラミックであって、結晶相としてβ−石英固溶体
を含む半透明または不透明なガラスセラミックに関す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、支配的(主な)な
結晶相としてβ−石英固溶体を有する半透明または不透
明なガラスセラミック(ス)およびその使用に関する。
結晶相としてβ−石英固溶体を有する半透明または不透
明なガラスセラミック(ス)およびその使用に関する。
【0002】
【従来の技術】主な結晶相としてβ−石英固溶体を有す
るガラスセラミックは公知である。
るガラスセラミックは公知である。
【0003】米国特許4,461,839には、Li2
O−Al2O3−SiO2系(いわゆる、LASガラスセ
ラミックと称する)であって、黒から褐色を経て赤への
固有の色彩を有する、主な結晶相としてβ−石英固溶体
を含む透明、半透明および不透明なガラスセラミックが
記載されている。しかしながら、光学的な外観は、純粋
に目視手段により評価されている。
O−Al2O3−SiO2系(いわゆる、LASガラスセ
ラミックと称する)であって、黒から褐色を経て赤への
固有の色彩を有する、主な結晶相としてβ−石英固溶体
を含む透明、半透明および不透明なガラスセラミックが
記載されている。しかしながら、光学的な外観は、純粋
に目視手段により評価されている。
【0004】調理用ホッブ(ガス、電気こんろの天板)
として使用されるガラスセラミックの加熱板は、用いら
れる加熱系に依存するけれども、300℃以上、ある場
合には500℃以上の温度に耐えなければならない。ガ
ラスセラミックが例えば調理用ホッブとしての使用に適
するかどうかを試験するために、特に、20℃〜700
℃、α20−700℃、の温度範囲で線状熱膨脹係数を
測定する方法が確立されている。膨脹係数α20−70
0℃が 〜1・10-6/Kのガラスセラミックが原理的
に調理用ホッブとして適しているけれども、加熱系およ
び調理領域付近において(室温に近い領域と比較して)
500℃を越える領域の温度に関する今日の標準は、破
損損傷の可能性に関して許容割合を達成するために、低
熱膨脹に対する要求は、α20−700℃の膨張係数が
<0.5・10-6/K、好ましくはα20−700℃
で <0.38・10-6/Kに上昇している。この場
合、ガラスセラミックが圧縮ひずみの元におかれるの
で、熱膨脹の負の係数は若干正のものよりも大幅に許容
される。
として使用されるガラスセラミックの加熱板は、用いら
れる加熱系に依存するけれども、300℃以上、ある場
合には500℃以上の温度に耐えなければならない。ガ
ラスセラミックが例えば調理用ホッブとしての使用に適
するかどうかを試験するために、特に、20℃〜700
℃、α20−700℃、の温度範囲で線状熱膨脹係数を
測定する方法が確立されている。膨脹係数α20−70
0℃が 〜1・10-6/Kのガラスセラミックが原理的
に調理用ホッブとして適しているけれども、加熱系およ
び調理領域付近において(室温に近い領域と比較して)
500℃を越える領域の温度に関する今日の標準は、破
損損傷の可能性に関して許容割合を達成するために、低
熱膨脹に対する要求は、α20−700℃の膨張係数が
<0.5・10-6/K、好ましくはα20−700℃
で <0.38・10-6/Kに上昇している。この場
合、ガラスセラミックが圧縮ひずみの元におかれるの
で、熱膨脹の負の係数は若干正のものよりも大幅に許容
される。
【0005】この低膨張がLi2O−Al2O3−SiO2
系を含むガラスセラミックであって、例えば望遠鏡、調
理器具および調理用ホッブに使われる鏡キャリアーなど
の各種の領域において、長年の間工業的に拡がっている
ものを使用することにより達成できることが、一般に知
られている。
系を含むガラスセラミックであって、例えば望遠鏡、調
理器具および調理用ホッブに使われる鏡キャリアーなど
の各種の領域において、長年の間工業的に拡がっている
ものを使用することにより達成できることが、一般に知
られている。
【0006】これらのガラスセラミックにおいて、β−
ユークリプタイト固溶体として公知の主な結晶相β−石
英固溶体(β−QSS)、およびβ−スポンジュメン固
溶体として公知のキータイト(keatite)固溶体のとの
間に区別がなされる。このように、β−QSS−LAS
ガラスセラミックはKSSガラスセラミックよりも熱膨
脹が低く、線状熱膨張係数はα20−700℃において
〜1・10-6/Kのオーダーである。従って、原則的
なまたは主な結晶相であるβ−石英固溶体は、最近は例
えば調理用ホッブに低膨張が求められる用途において、
キータイト固溶体よりも好まれている。
ユークリプタイト固溶体として公知の主な結晶相β−石
英固溶体(β−QSS)、およびβ−スポンジュメン固
溶体として公知のキータイト(keatite)固溶体のとの
間に区別がなされる。このように、β−QSS−LAS
ガラスセラミックはKSSガラスセラミックよりも熱膨
脹が低く、線状熱膨張係数はα20−700℃において
〜1・10-6/Kのオーダーである。従って、原則的
なまたは主な結晶相であるβ−石英固溶体は、最近は例
えば調理用ホッブに低膨張が求められる用途において、
キータイト固溶体よりも好まれている。
【0007】結晶核成長は、通常、TiO2および/ま
たはZrO2を用いて実施される。
たはZrO2を用いて実施される。
【0008】このように、EP 0 220 333
B1には、例えば主な結晶相としてβ−石英固溶体を含
有する透明、着色ガラスセラミックであって、可視領域
における透明性は、1.5〜5.0質量%のTiO2お
よび0〜3.0質量%のZrO2を有し、TiO2とZr
O2の全量が3.5〜5.5質量%である核成長剤を加
えることにより本質的に達成されることが開示されてい
る。
B1には、例えば主な結晶相としてβ−石英固溶体を含
有する透明、着色ガラスセラミックであって、可視領域
における透明性は、1.5〜5.0質量%のTiO2お
よび0〜3.0質量%のZrO2を有し、TiO2とZr
O2の全量が3.5〜5.5質量%である核成長剤を加
えることにより本質的に達成されることが開示されてい
る。
【0009】同様に、DE 43 21 373 C2
は、β−石英固溶体を主な結晶相として含むガラスセラ
ミックを開示している。これらは、特に2700〜33
00nmの波長領域において高透過性であり、同様に可
視領域において高透過性であるガラスセラミックであ
る。可視領域における高透過性は、特に調理用ホッブと
してのガラスセラミックの使用に関する用途を妨げるこ
とから、これを減少させるために、着色成分をガラスセ
ラミックに加える。着色剤のないガラスセラミックは、
可視領域において不変の高透過性を有する。
は、β−石英固溶体を主な結晶相として含むガラスセラ
ミックを開示している。これらは、特に2700〜33
00nmの波長領域において高透過性であり、同様に可
視領域において高透過性であるガラスセラミックであ
る。可視領域における高透過性は、特に調理用ホッブと
してのガラスセラミックの使用に関する用途を妨げるこ
とから、これを減少させるために、着色成分をガラスセ
ラミックに加える。着色剤のないガラスセラミックは、
可視領域において不変の高透過性を有する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、主な
結晶相としてβ−石英固溶体を含み、着色剤を含まなく
ても可視領域において低熱膨張、低透過率、耐熱性およ
び熱衝撃耐性を有する半透明または不透明なガラスセラ
ミックを提供することにある。さらに、ガラスセラミッ
クは着色性に優れ、調理用ホッブ、調理用器具またはス
トーブ窓としての使用に特に好適なはずである。
結晶相としてβ−石英固溶体を含み、着色剤を含まなく
ても可視領域において低熱膨張、低透過率、耐熱性およ
び熱衝撃耐性を有する半透明または不透明なガラスセラ
ミックを提供することにある。さらに、ガラスセラミッ
クは着色性に優れ、調理用ホッブ、調理用器具またはス
トーブ窓としての使用に特に好適なはずである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、請求項
1に記載のガラスセラミック、すなわち、Li2O3〜
5、 Na2O 0〜1、 K2O 0〜1、 Na2O
+K2O 0.2〜2、MgO 0〜1.8、 BaO
0〜3.5、 SrO 0〜1、 CaO0〜1、
BaO+SrO+CaO 0.2〜4、 ZnO 0〜
2.8、 Al2O3 17〜26、 SiO2 62〜
72、 TiO2 0〜2.5、 ZrO2 0〜3、
TiO2+ZrO2 1〜 <3.5、 Sb2O3 0〜
2、As2O3 0〜2、 SnO 0〜 <1、 P2
O5 0〜8 (質量%)の組成のガラスセラミックで
あって、平均線状熱膨脹係数α20−700℃は <
0.5・10-6/K、好ましくは−0.6・10-6〜
<0.5・10-6/K、β−石英固溶体の平均結晶径が
≧80nm、好ましくは ≧80〜500nm、透過
率(試料厚み4mmにおいて)τ380−780nmが
<30%、好ましくは0.5〜 <30%を有するも
のによって、達成される。
1に記載のガラスセラミック、すなわち、Li2O3〜
5、 Na2O 0〜1、 K2O 0〜1、 Na2O
+K2O 0.2〜2、MgO 0〜1.8、 BaO
0〜3.5、 SrO 0〜1、 CaO0〜1、
BaO+SrO+CaO 0.2〜4、 ZnO 0〜
2.8、 Al2O3 17〜26、 SiO2 62〜
72、 TiO2 0〜2.5、 ZrO2 0〜3、
TiO2+ZrO2 1〜 <3.5、 Sb2O3 0〜
2、As2O3 0〜2、 SnO 0〜 <1、 P2
O5 0〜8 (質量%)の組成のガラスセラミックで
あって、平均線状熱膨脹係数α20−700℃は <
0.5・10-6/K、好ましくは−0.6・10-6〜
<0.5・10-6/K、β−石英固溶体の平均結晶径が
≧80nm、好ましくは ≧80〜500nm、透過
率(試料厚み4mmにおいて)τ380−780nmが
<30%、好ましくは0.5〜 <30%を有するも
のによって、達成される。
【0012】
【発明の実施の形態】主な結晶相としてβ−石英固溶体
を含有する半透明または不透明なガラスセラミックであ
って、可視領域において有利な低透過性を有し、かかる
低透過率が着色成分を加えなくても達成可能である。さ
らに、ガラスセラミックは有利な低熱膨脹性を有する。
を含有する半透明または不透明なガラスセラミックであ
って、可視領域において有利な低透過性を有し、かかる
低透過率が着色成分を加えなくても達成可能である。さ
らに、ガラスセラミックは有利な低熱膨脹性を有する。
【0013】TiO2とZrO2の全含有量が1から<
3.5質量%の範囲に限定されるという事実は、公知の
LASガラスセラミックと比較して、少量の核成長剤が
必要であることを意味している。なお、本明細書におい
て含量、含有量は、特に断りがない限り、ガラスセラミ
ックの質量を基準とする割合を示す。少数の核成長剤
は、少ないけれども大きなβ−石英固溶体結晶がガラス
セラミックのセラミック化の間に生じることに寄与す
る。固溶体結晶は80nmより大きな平均径に成長す
る。相対的に高結晶核密度において、多くの小結晶が生
じることは、得られる小径結晶により、ガラスセラミッ
クが透明であることを意味する。
3.5質量%の範囲に限定されるという事実は、公知の
LASガラスセラミックと比較して、少量の核成長剤が
必要であることを意味している。なお、本明細書におい
て含量、含有量は、特に断りがない限り、ガラスセラミ
ックの質量を基準とする割合を示す。少数の核成長剤
は、少ないけれども大きなβ−石英固溶体結晶がガラス
セラミックのセラミック化の間に生じることに寄与す
る。固溶体結晶は80nmより大きな平均径に成長す
る。相対的に高結晶核密度において、多くの小結晶が生
じることは、得られる小径結晶により、ガラスセラミッ
クが透明であることを意味する。
【0014】低核密度は、低核成長剤含量ばかりではな
く、例えば核成長時間を短くするなどの変更プロセスに
よっても達成される。
く、例えば核成長時間を短くするなどの変更プロセスに
よっても達成される。
【0015】本発明の別の利益は、相対的な低TiO2
含量にある。専門家の文献から、Ti−Fe複合物は若
干着色作用を示すことは公知である。この若干の着色が
好ましくない、例えば透明で、白色半透明または白色不
透明なガラスセラミックの場合に、純物質、特に低Fe
原料材料を用いることが必要である。TiO2成分がガ
ラスセラミック中に少量存在する場合に、高価な低Fe
原料材料を省略できる。
含量にある。専門家の文献から、Ti−Fe複合物は若
干着色作用を示すことは公知である。この若干の着色が
好ましくない、例えば透明で、白色半透明または白色不
透明なガラスセラミックの場合に、純物質、特に低Fe
原料材料を用いることが必要である。TiO2成分がガ
ラスセラミック中に少量存在する場合に、高価な低Fe
原料材料を省略できる。
【0016】ZrO2含量が3質量%を越えて選ばれれ
ば、溶融中に問題が発生する。
ば、溶融中に問題が発生する。
【0017】ガラスを清浄化するため、例えばAs
2O3、Sb2O3、SnO2、CeO2、フッ化物、塩化物
などの公知の清浄化剤が使用される。
2O3、Sb2O3、SnO2、CeO2、フッ化物、塩化物
などの公知の清浄化剤が使用される。
【0018】H2O含量は、原料および生産ユニットの
操作モードの選択により、0.01〜0.05モル/リ
ットルの範囲に設定することができる。(DE 43
21373 C2参照)本発明のガラスセラミックは、
L*a*b*色彩系(CIELAB系)において明度値
(lightness value)L*が >85、好ましくは >
85〜96であることが望ましい。このように、ガラス
セラミックは主に光り白色彩(light white shade)を
有する。
操作モードの選択により、0.01〜0.05モル/リ
ットルの範囲に設定することができる。(DE 43
21373 C2参照)本発明のガラスセラミックは、
L*a*b*色彩系(CIELAB系)において明度値
(lightness value)L*が >85、好ましくは >
85〜96であることが望ましい。このように、ガラス
セラミックは主に光り白色彩(light white shade)を
有する。
【0019】可視領域における所定の半透明または不透
明、低透過率、高明度値(組成物に加えて)は、本質的
にZrO2およびTiO2などの核成長剤の含量により、
およびβ−石英固溶体結晶の平均径により、調節および
調製することができる。
明、低透過率、高明度値(組成物に加えて)は、本質的
にZrO2およびTiO2などの核成長剤の含量により、
およびβ−石英固溶体結晶の平均径により、調節および
調製することができる。
【0020】十分な溶融性を確保するために、少なくと
も0.2質量%の非結晶形成アルカリ金属酸化物である
Na2Oおよび/またはK2Oが存在する。セラミック化
応力が緩和される、ガラスセラミックにおいて残余のガ
ラス含量を得るために、少なくとも0.2質量%の非結
晶形成アルカリ土類金属酸化物であるBaO、SrOお
よび/またはCaOが存在する。非結晶形成アルカリ金
属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の総量は、それぞ
れ、〜2質量%と〜4質量%に限定される、というの
は、残りのガラス相がガラスセラミック生成物の熱膨脹
係数の増加に寄与するからである。
も0.2質量%の非結晶形成アルカリ金属酸化物である
Na2Oおよび/またはK2Oが存在する。セラミック化
応力が緩和される、ガラスセラミックにおいて残余のガ
ラス含量を得るために、少なくとも0.2質量%の非結
晶形成アルカリ土類金属酸化物であるBaO、SrOお
よび/またはCaOが存在する。非結晶形成アルカリ金
属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の総量は、それぞ
れ、〜2質量%と〜4質量%に限定される、というの
は、残りのガラス相がガラスセラミック生成物の熱膨脹
係数の増加に寄与するからである。
【0021】成分Li2O、Al2O3、SiO2および、
少量のMgOおよびZnOはβ−石英固溶体を形成す
る。
少量のMgOおよびZnOはβ−石英固溶体を形成す
る。
【0022】Li2Oの含量が5質量%を越えると、製
造プロセスにおいて好ましくない時期尚早の結晶化が生
ずる。
造プロセスにおいて好ましくない時期尚早の結晶化が生
ずる。
【0023】同様の効果はMgO含量が高い場合に示さ
れる。
れる。
【0024】ガラスセラミックの膨張係数の増加を避け
るために、MgO含量は〜1.8質量%に制限され、Z
nO含量は〜2.8質量%に限定される。
るために、MgO含量は〜1.8質量%に制限され、Z
nO含量は〜2.8質量%に限定される。
【0025】Al2O3含量が26質量%を越えると、ガ
ラスの粘土がかなり増加し、好ましくないムライト結晶
化に向かう傾向が増加する。SiO2含量が72質量%
を越えると、必要な溶融温度が許容できないほど増加す
る。
ラスの粘土がかなり増加し、好ましくないムライト結晶
化に向かう傾向が増加する。SiO2含量が72質量%
を越えると、必要な溶融温度が許容できないほど増加す
る。
【0026】本発明のガラスセラミックは、Li2O
3.2〜4.8、 Na2O 0〜1、K2O 0〜1、
Na2O+K2O 0.2〜2、MgO 0.1〜1.
8、BaO 0〜3.0、 SrO 0〜1、 CaO
0〜1、 BaO+SrO+CaO 0.2〜4、
ZnO 0.2〜2、 Al2O3 18〜24、SiO
2 63〜70、 TiO2 0〜 <2、 ZrO2
0〜2.5、 TiO2+ZrO2 1〜3.3、 Sb
2O3 0〜2、 As2O3 0〜2、 SnO 0〜
<1、P2O5 0〜8 (質量%)の組成物のガラスセ
ラミックであって、平均線状熱膨脹係数α20−700
℃が <0.4・10-6/K、好ましくは−0.5・1
0-6〜 <0.4・10-6/K、β−石英固溶体の平均
結晶径が ≧85nm、好ましくは ≧85〜300n
m、透過率(試料厚み4mmにおいて)τ380−78
0nmが <30%を有するものが好ましい。
3.2〜4.8、 Na2O 0〜1、K2O 0〜1、
Na2O+K2O 0.2〜2、MgO 0.1〜1.
8、BaO 0〜3.0、 SrO 0〜1、 CaO
0〜1、 BaO+SrO+CaO 0.2〜4、
ZnO 0.2〜2、 Al2O3 18〜24、SiO
2 63〜70、 TiO2 0〜 <2、 ZrO2
0〜2.5、 TiO2+ZrO2 1〜3.3、 Sb
2O3 0〜2、 As2O3 0〜2、 SnO 0〜
<1、P2O5 0〜8 (質量%)の組成物のガラスセ
ラミックであって、平均線状熱膨脹係数α20−700
℃が <0.4・10-6/K、好ましくは−0.5・1
0-6〜 <0.4・10-6/K、β−石英固溶体の平均
結晶径が ≧85nm、好ましくは ≧85〜300n
m、透過率(試料厚み4mmにおいて)τ380−78
0nmが <30%を有するものが好ましい。
【0027】本発明のガラスセラミックは、Li2O
3.5〜4.5、 Na2O 0〜1、K2O 0〜1、
Na2O+K2O 0.2〜2、 MgO 0.1〜
1.5、 BaO 0〜 <3、 SrO 0〜1、
CaO 0〜1、 BaO+SrO+CaO 0.2〜
4、 ZnO 0.2〜 <2、 Al2O3 18〜2
2、 SiO2 64〜68、 TiO2 0〜 <1.
8、 ZrO2 0〜2.2、 TiO2+ZrO2 1
〜3.2、 Sb2O3 0〜2、 As2O3 0〜2、
SnO 0〜 <1 (質量%)の組成物のガラスセ
ラミックであって、平均線状熱膨脹係数α20−700
℃が <0.38・10-6/K、好ましくは−0.4・
10-6〜 <0.38・10-6/K、β−石英固溶体の
平均結晶径が ≧90nm、好ましくは ≧90〜20
0nm、透過率(試料厚み4mmにおいて)τ380−
780nmが <30%を有するものが好ましい。
3.5〜4.5、 Na2O 0〜1、K2O 0〜1、
Na2O+K2O 0.2〜2、 MgO 0.1〜
1.5、 BaO 0〜 <3、 SrO 0〜1、
CaO 0〜1、 BaO+SrO+CaO 0.2〜
4、 ZnO 0.2〜 <2、 Al2O3 18〜2
2、 SiO2 64〜68、 TiO2 0〜 <1.
8、 ZrO2 0〜2.2、 TiO2+ZrO2 1
〜3.2、 Sb2O3 0〜2、 As2O3 0〜2、
SnO 0〜 <1 (質量%)の組成物のガラスセ
ラミックであって、平均線状熱膨脹係数α20−700
℃が <0.38・10-6/K、好ましくは−0.4・
10-6〜 <0.38・10-6/K、β−石英固溶体の
平均結晶径が ≧90nm、好ましくは ≧90〜20
0nm、透過率(試料厚み4mmにおいて)τ380−
780nmが <30%を有するものが好ましい。
【0028】ガラスセラミックは、さらに少なくとも一
つの着色成分、特にCoO、Cr2O3、CeO2、Cu
O、Fe2O3、MnO、NiOおよび/またはV2O
5を、必要により別の着色成分を含有してもよい。着色
成分の添加量は、0.01〜3.0質量%の範囲が好ま
しい。ガラスセラミックの上記特性、特に高明度値L*
により、特に純粋な色相が着色成分の添加により得られ
る。
つの着色成分、特にCoO、Cr2O3、CeO2、Cu
O、Fe2O3、MnO、NiOおよび/またはV2O
5を、必要により別の着色成分を含有してもよい。着色
成分の添加量は、0.01〜3.0質量%の範囲が好ま
しい。ガラスセラミックの上記特性、特に高明度値L*
により、特に純粋な色相が着色成分の添加により得られ
る。
【0029】ガラスセラミックは950℃以下でセラミ
ック化することが好ましい。950℃を越えると、主な
結晶相としてキータイト固溶体を含むガラスセラミック
の形成または転化が生じ、このことは好ましくない熱膨
脹の増加と結びつく。
ック化することが好ましい。950℃を越えると、主な
結晶相としてキータイト固溶体を含むガラスセラミック
の形成または転化が生じ、このことは好ましくない熱膨
脹の増加と結びつく。
【0030】ガラス状出発材料のガラスセラミックへの
転化は、同様に、経済的な理由から950℃以下で生ず
る。
転化は、同様に、経済的な理由から950℃以下で生ず
る。
【0031】本発明のガラスセラミックは、調理用およ
びグリル用の加熱板、調理用器具、ストーブ窓、マイク
ロウエーブオーブン用のベースプレートとして用いられ
ることが好ましい。
びグリル用の加熱板、調理用器具、ストーブ窓、マイク
ロウエーブオーブン用のベースプレートとして用いられ
ることが好ましい。
【0032】
【実施例】次の実施例は本発明を説明するものである。
【0033】下記の表1および表2は、ガラスセラミッ
クの組成、特性を示し、実施例1および2は本発明のガ
ラスセラミックに関し、実施例3はTiO2含量および
核成長剤であるTiO2とZrO2の総含量が本発明の範
囲外であるガラスセラミックを示す。
クの組成、特性を示し、実施例1および2は本発明のガ
ラスセラミックに関し、実施例3はTiO2含量および
核成長剤であるTiO2とZrO2の総含量が本発明の範
囲外であるガラスセラミックを示す。
【0034】表1は、同様に、L*C*h*色相系にお
けるクローマC*
けるクローマC*
【0035】
【数1】
【0036】を示す。本発明のガラスセラミックのクロ
ーマは、C*<5であることが好ましい。
ーマは、C*<5であることが好ましい。
【0037】前駆体ガラスは、ガラス工業において公知
の原料を用いて、約1620℃の温度で溶融し、清浄化
した。具体化は、従来方法、例えば、キャスティングま
たは回転により行った。約140×140×20mmの
キャスティング(鋳物)は、冷却オーブンで約660℃
から室温に冷却した。
の原料を用いて、約1620℃の温度で溶融し、清浄化
した。具体化は、従来方法、例えば、キャスティングま
たは回転により行った。約140×140×20mmの
キャスティング(鋳物)は、冷却オーブンで約660℃
から室温に冷却した。
【0038】ガラスセラミックへの転化(1a)におい
て、ガラスセラミック前駆体ガラスは約5K/分で74
0℃に加熱し、この温度で1時間保持し、その後約2.
5K/分で890℃に加熱し、この温度で約1/4時間
保持した。冷却はオーブンの加熱を切ることにより行っ
た。
て、ガラスセラミック前駆体ガラスは約5K/分で74
0℃に加熱し、この温度で1時間保持し、その後約2.
5K/分で890℃に加熱し、この温度で約1/4時間
保持した。冷却はオーブンの加熱を切ることにより行っ
た。
【0039】選択した組成に依存するけれども、転化プ
ログラムの温度/時間のプロファイルは調整されるべき
である。全体で、転化プロセスは18時間未満であっ
た。
ログラムの温度/時間のプロファイルは調整されるべき
である。全体で、転化プロセスは18時間未満であっ
た。
【0040】転化(1b)において、核成長時間は約1
/4時間に減少した。この転化プログラムは6時間未満
を必要とした。
/4時間に減少した。この転化プログラムは6時間未満
を必要とした。
【0041】5〜15%の範囲で残る残部ガラス相が試
料中の応力の緩和を保証するということは、セラミック
化中の不合格を防止する。
料中の応力の緩和を保証するということは、セラミック
化中の不合格を防止する。
【0042】転化(1a)後、実施例3は2.6質量%
のTiO2を有するものであって、従来の透明なβ−Q
SSガラスセラミックの代表的な組成を反映するもので
あり、高透明性を示す。所定の透明性を得るために、第
2転化(2)であってこの実施例において940℃で2
時間保持することが必要である(転化2)。このサンプ
ルは、その後、熱膨脹α20−700℃が0.5・10
-6/K以上であるKSSガラスセラミックに転化する。
のTiO2を有するものであって、従来の透明なβ−Q
SSガラスセラミックの代表的な組成を反映するもので
あり、高透明性を示す。所定の透明性を得るために、第
2転化(2)であってこの実施例において940℃で2
時間保持することが必要である(転化2)。このサンプ
ルは、その後、熱膨脹α20−700℃が0.5・10
-6/K以上であるKSSガラスセラミックに転化する。
【0043】特に、セラミック化サンプルの熱膨脹係数
は長さ100mmの棒で測定し、透過率は両面が研磨さ
れた厚み4mmのサンプルで測定した。サンプルは60
mmの積分ボール(integration ball)の入口に直接置
いた。光透過率τVIS(380−780nm)はDI
N5033に従って得られる。
は長さ100mmの棒で測定し、透過率は両面が研磨さ
れた厚み4mmのサンプルで測定した。サンプルは60
mmの積分ボール(integration ball)の入口に直接置
いた。光透過率τVIS(380−780nm)はDI
N5033に従って得られる。
【0044】主要な結晶相および平均結晶径はX−線回
析装置で測定した。
析装置で測定した。
【0045】
【表1】
【0046】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス シェーンベルガー ドイツ国、 55127 マインツ、 アム アエテン シュポルツプラッズ 16 (72)発明者 バーンド リューディンガー ドイツ国、 55126 マインツ、 バルド サウゼンシュトラーセ 63ビー (72)発明者 バーンド シュルセシス ドイツ国、 55270 シュバーベンハイム、 ジルバネルベーク 2
Claims (8)
- 【請求項1】 下記の組成(質量%): Li2O 3〜5、 Na2O 0〜1、 K2O 0〜1、 Na2O+K2O 0.2〜2、 MgO 0〜1.8、 BaO 0〜3.5、 SrO 0〜1、 CaO 0〜1、 BaO+SrO+CaO 0.2〜4、 ZnO 0〜2.8、 Al2O3 17〜26、 SiO2 62〜72、 TiO2 0〜2.5、 ZrO2 0〜3、 TiO2+ZrO2 1〜 <3.5、 Sb2O3 0〜2、 As2O3 0〜2、 SnO 0〜 <1、 P2O5 0〜8 のガラスセラミッ
クであって、 平均線状熱膨脹係数α20−700℃が <0.5・1
0-6/K、β−石英固溶体の平均結晶径が ≧80n
m、透過率(試料厚み4mmにおいて)τ380−78
0nmが <30%を有することを特徴とする、主な結
晶相としてβ−石英固溶体を含む半透明または不透明な
ガラスセラミック。 - 【請求項2】 下記の組成(質量%): Li2O 3.2〜4.8、 Na2O 0〜1、 K2O 0〜1、 Na2O+K2O 0.2〜2、 MgO 0.1〜1.8、 BaO 0〜3.0、 SrO 0〜1、 CaO 0〜1、 BaO+SrO+CaO 0.2〜4、 ZnO 0.2〜2、 Al2O3 18〜24、 SiO2 63〜70、 TiO2 0〜 <2、 ZrO2 0〜2.5、 TiO2+ZrO2 1.0〜3.3、 Sb2O3 0〜2、 As2O3 0〜2、 SnO 0〜 <1、 P2O5 0〜8 のガラスセラミッ
クであって、 平均線状熱膨脹係数α20−700℃が <0.4・1
0-6/K、β−石英固溶体の平均結晶径が ≧85n
m、透過率(試料厚み4mmにおいて)τ380−78
0nmが <30%を有する請求項1記載のガラスセラ
ミック。 - 【請求項3】 下記の組成(質量%): Li2O 3.5〜4.5、 Na2O 0〜1、 K2O 0〜1、 Na2O+K2O 0.2〜2、 MgO 0.1〜1.5、 BaO 0〜 <3、 SrO 0〜1、 CaO 0〜1、 BaO+SrO+CaO 0.2〜4、 ZnO 0.2〜 <2、 Al2O3 18〜22、 SiO2 64〜68、 TiO2 0〜 <1.8、 ZrO2 0〜2.2、 TiO2+ZrO2 1.0〜3.2、 Sb2O3 0〜2、 As2O3 0〜2、 SnO 0〜 <1 のガラスセラ
ミックであって、 平均線状熱膨脹係数α20−700℃が <0.38・
10-6/K、β−石英固溶体の平均結晶径が ≧90n
m、透過率が(試料厚み4mmにおいて)τ380−7
80nmが <30%を有する請求項1または請求項2
記載のガラスセラミック。 - 【請求項4】 前記ガラスセラミックがL*a*b*色
彩系(CIELAB系)において >85の明度値L*
を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラスセ
ラミック。 - 【請求項5】 前記ガラスセラミックが少なくとも一つ
の着色成分を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の
ガラスセラミック。 - 【請求項6】 前記ガラスセラミックがCoO、Cr2
O3、CeO2、CuO、F2O3、MnO、NiOおよび
/またはV2O5を含む請求項5に記載のガラスセラミッ
ク。 - 【請求項7】 セラミック化が950℃以下の温度で行
われる請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラスセラ
ミック。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか1項に記載のガ
ラスセラミックを調理およびグリル用の加熱板、調理器
具、ストーブ用窓またはマイクロウエーブオーブン用の
ベースプレートとしての使用。
Applications Claiming Priority (2)
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DE19907038.5 | 1999-02-19 | ||
DE1999107038 DE19907038C2 (de) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | Transluzente oder opake Glaskeramik mit Hochquarz-Mischkristallen als vorherrschender Kristallphase und deren Verwendung |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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JP2000043114A Withdrawn JP2000247681A (ja) | 1999-02-19 | 2000-02-21 | 主な結晶相としてβ−石英固溶体を有する半透明または不透明なガラスセラミック、およびその使用 |
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---|---|
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JP (1) | JP2000247681A (ja) |
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DE (1) | DE19907038C2 (ja) |
PL (1) | PL338488A1 (ja) |
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---|---|---|---|---|
JP2001342036A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-12-11 | Ngk Insulators Ltd | ガラス材料並びに結晶化ガラス製品及び結晶化ガラス材料の製造方法 |
US7031428B2 (en) | 2001-08-16 | 2006-04-18 | Carl-Zeiss Smt Ag | Substrate material for X-ray optical components |
JP2016108218A (ja) * | 2014-11-06 | 2016-06-20 | ショット アクチエンゲゼルシャフトSchott AG | 結晶度が高いリチウムアルミニウムケイ酸塩のガラスセラミック、及びその使用 |
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DE19857117C2 (de) | 1998-12-10 | 2001-05-03 | Schott Glas | Kochfläche aus Glaskeramik mit geringer Schmutzauffälligkeit |
DE10017701C2 (de) | 2000-04-08 | 2002-03-07 | Schott Glas | Gefloatetes Flachglas |
ES2201976T3 (es) | 2000-07-04 | 2004-04-01 | Schott Glas | Material vitroceramico translucido, procedimiento para la produccion de un material vitroceramico translucido, asi como su utilizacion. |
DE10110225C2 (de) | 2001-03-02 | 2003-07-17 | Schott Glas | Glaskeramisches Trägermaterial, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
FR2830248B1 (fr) | 2001-09-28 | 2004-09-24 | Snc Eurokera | Verre mineral, precurseur d'une vitroceramique opaque; ladite vitroceramique et son obtention |
DE10225337A1 (de) * | 2002-06-06 | 2003-12-24 | Schott Glas | Kochsystem mit direkt geheizter Glaskeramikplatte |
DE10362074B4 (de) * | 2003-10-14 | 2007-12-06 | Schott Ag | Hochschmelzendes Glas oder Glaskeramik sowie der Verwendung |
DE102004026433A1 (de) | 2004-05-29 | 2005-12-22 | Schott Ag | Nanoglaspulver und deren Verwendung |
PL1688398T3 (pl) | 2005-02-08 | 2014-10-31 | Ivoclar Vivadent Ag | Ceramika szklana na bazie krzemianu litu |
DE102005025206A1 (de) * | 2005-05-25 | 2006-11-30 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Kochfeldplatte und Kochfeld |
FR2887870B1 (fr) * | 2005-06-30 | 2007-10-05 | Snc Eurokera Soc En Nom Collec | Elaboration de vitroceramiques de beta-quartz et/ou de beta-spodumene, d'articles en de telles vitroceramiques; vitroceramiques, arcticles en lesdites vitroceramiques et verres precurseurs |
DE102005032786B4 (de) * | 2005-07-14 | 2009-04-23 | Schott Ag | Vorrichtung mit korrosionsresistentem Glaskeramik-Artikel sowie Verwendung einer Glaskeramik |
FR2909374B1 (fr) | 2006-11-30 | 2016-11-25 | Soc En Nom Collectif Dite : Eurokera | Vitroceramiques de beta-quartz, transparentes et incolores, a faible teneur en tio2; articles en lesdites vitroceramiques ; verres precurseurs, procedes d'elaboration |
AU2008221121B2 (en) | 2007-02-28 | 2013-10-03 | UNION therapeutics A/S | Novel phosphodiesterase inhibitors |
DE102007023497B4 (de) | 2007-05-18 | 2010-08-05 | Schott Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gläsern, Glaskeramiken oder Keramiken sowie deren Verwendung |
DE102008043718B9 (de) | 2008-11-13 | 2012-05-31 | Schott Ag | Hochtransparentes wuchteinwirkungsfestes Scheibenlaminat umfassend wenigstens eine Scheibe einer Lithium-Alumino-Silicat-Glaskeramik und dessen Verwendung |
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EP2364957A1 (en) | 2010-02-26 | 2011-09-14 | Corning Incorporated | Glass ceramics with bulk scattering properties and methods of making them |
DE102013108216B3 (de) * | 2013-04-02 | 2014-08-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verwendung hochfester, transluzenter Mg-Hochquarzmischkristall-Glaskeramik für dentale Zwecke |
DE102014011125A1 (de) | 2014-07-28 | 2016-01-28 | Mhs Munich Home Systems Gmbh | Optimierter dunkelheizstrahler mit heizelement |
CN106336117B (zh) * | 2016-08-26 | 2019-02-12 | 佛山市高明区明城镇新能源新材料产业技术创新中心 | 一种熔融石英陶瓷的防水涂层的制备方法 |
CN110981191A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-04-10 | 山东理工大学 | 一种氧化钛基无铅水晶玻璃及其制备方法 |
CN111018347A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-04-17 | 山东理工大学 | 一种氧化镧基无铅水晶玻璃及其制备方法 |
CN110981189A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-04-10 | 山东理工大学 | 一种氧化锌基无铅水晶玻璃及其制备方法 |
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DE3576682D1 (de) * | 1985-10-26 | 1990-04-26 | Schott Glaswerke | Durchsichtige farbige glaskeramik mit guter temperaturbelastbarkeit und variabel einstellbarer transmission im ir-bereich. |
FR2657079B1 (fr) * | 1990-01-12 | 1993-04-09 | Corning France | Verres precurseurs de vitroceramiques, procede de conversion de ces verres en vitroceramiques a dilation tres faible ou nulle et vitroceramiques obtenues. |
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1999
- 1999-02-19 DE DE1999107038 patent/DE19907038C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-01-14 EP EP00100705A patent/EP1029830A1/de not_active Withdrawn
- 2000-02-16 CA CA 2299202 patent/CA2299202A1/en not_active Abandoned
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- 2000-02-21 JP JP2000043114A patent/JP2000247681A/ja not_active Withdrawn
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