JP2003192386A - ガラス組成物及びガラスセラミックス - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ガラス組成物が失透に対してかなり安定であ
り、また、ガラス組成物の組成と熱処理条件の適当な選
択により、主として、β―ユークリプタイト結晶或いは
β―ユークリプタイトの固溶体結晶の析出量を制御し、
所望の範囲にガラスセラミックスの熱膨張係数を制御可
能とする。 【解決手段】 質量％で、Ｌｉ2Ｏ ７．５〜１０．５
％、Ａｌ2Ｏ3 ３２〜４２％、ＳｉＯ2 ３９〜４９
％、Ｂ2Ｏ3 ３．５〜１５％、（Ｌｉ2Ｏ＋Ａｌ2Ｏ3
＋ＳｉＯ2 ＋Ｂ2Ｏ3 ）９５％以上含有してなる。
り、また、ガラス組成物の組成と熱処理条件の適当な選
択により、主として、β―ユークリプタイト結晶或いは
β―ユークリプタイトの固溶体結晶の析出量を制御し、
所望の範囲にガラスセラミックスの熱膨張係数を制御可
能とする。 【解決手段】 質量％で、Ｌｉ2Ｏ ７．５〜１０．５
％、Ａｌ2Ｏ3 ３２〜４２％、ＳｉＯ2 ３９〜４９
％、Ｂ2Ｏ3 ３．５〜１５％、（Ｌｉ2Ｏ＋Ａｌ2Ｏ3
＋ＳｉＯ2 ＋Ｂ2Ｏ3 ）９５％以上含有してなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負の熱膨張係数を
有するガラスセラミックスに変換可能なガラス組成物、
及び、そのガラス組成物より変換されるガラスセラミッ
クスに関し、詳しくは、熱処理によって、β―ユークリ
プタイト結晶（β―Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）
或いはβ―ユークリプタイトの固溶体（β―Ｌｉ2Ｏ・
Ａｌ2Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 固溶体）結晶を析出させること
により、室温〜３００℃における平均の熱膨張係数が負
であるガラスセラミックスに変換可能なガラス組成物、
及び、そのガラス組成物より変換されるガラスセラミッ
クスに関する。
有するガラスセラミックスに変換可能なガラス組成物、
及び、そのガラス組成物より変換されるガラスセラミッ
クスに関し、詳しくは、熱処理によって、β―ユークリ
プタイト結晶（β―Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）
或いはβ―ユークリプタイトの固溶体（β―Ｌｉ2Ｏ・
Ａｌ2Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 固溶体）結晶を析出させること
により、室温〜３００℃における平均の熱膨張係数が負
であるガラスセラミックスに変換可能なガラス組成物、
及び、そのガラス組成物より変換されるガラスセラミッ
クスに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の、β―ユークリプタイト結晶或
いはβ―ユークリプタイトの固溶体結晶を析出させるこ
とにより、負の熱膨張係数を示すガラスセラミックスに
変換可能なガラス組成物は、いくつか知られている。
いはβ―ユークリプタイトの固溶体結晶を析出させるこ
とにより、負の熱膨張係数を示すガラスセラミックスに
変換可能なガラス組成物は、いくつか知られている。
【０００３】例えば、特開２００１―１７２０４８に
は、−４０℃〜＋１６０℃の温度範囲において、−２０
×１０-7／℃〜−１００×１０-7／℃の負の熱膨張係数
を示すガラスセラミックスに変換可能なガラス組成物が
示されている。しかし、このガラス組成物では、β―ユ
ークリプタイト結晶の構成成分であるＬｉ2Ｏ，Ａｌ2Ｏ
3 ，ＳｉＯ2 （以下これら成分を、単にβ―ユークリプ
タイト構成３成分と総称する）の他に、０．５〜４質量
％のＢａＯが必須成分として含まれている。そして、Ｂ
2Ｏ3 は含有してもよい成分とされ、その含有量が０〜
３質量％に限定されており、Ｂ2Ｏ3 の含有量が３質量
％を越えると、所望の主結晶（β―ユークリプタイトの
固溶体結晶等）の生成に支障をきたし、熱膨張係数が目
標とする−２５×１０-7／℃より大きくなることが記さ
れている。また、上記発明と同じ範疇に入ると思われる
発明に係る特開２０００−２６６９４３でも、同様のガ
ラス組成物について示されており、β―ユークリプタイ
ト構成３成分の他に、含有してもよい成分として、Ｚｒ
Ｏ2 ，ＴｉＯ2 ，ＳｎＯ2，Ｐ2Ｏ5 があげられている
が、Ｂ2Ｏ3 については何ら言及されていない。尚、上
記２つの発明に係るガラス組成物から得られたガラスセ
ラミックスは、主として、光通信分野におけるデバイス
の温度補償部材としての使用を目的としたものである。
は、−４０℃〜＋１６０℃の温度範囲において、−２０
×１０-7／℃〜−１００×１０-7／℃の負の熱膨張係数
を示すガラスセラミックスに変換可能なガラス組成物が
示されている。しかし、このガラス組成物では、β―ユ
ークリプタイト結晶の構成成分であるＬｉ2Ｏ，Ａｌ2Ｏ
3 ，ＳｉＯ2 （以下これら成分を、単にβ―ユークリプ
タイト構成３成分と総称する）の他に、０．５〜４質量
％のＢａＯが必須成分として含まれている。そして、Ｂ
2Ｏ3 は含有してもよい成分とされ、その含有量が０〜
３質量％に限定されており、Ｂ2Ｏ3 の含有量が３質量
％を越えると、所望の主結晶（β―ユークリプタイトの
固溶体結晶等）の生成に支障をきたし、熱膨張係数が目
標とする−２５×１０-7／℃より大きくなることが記さ
れている。また、上記発明と同じ範疇に入ると思われる
発明に係る特開２０００−２６６９４３でも、同様のガ
ラス組成物について示されており、β―ユークリプタイ
ト構成３成分の他に、含有してもよい成分として、Ｚｒ
Ｏ2 ，ＴｉＯ2 ，ＳｎＯ2，Ｐ2Ｏ5 があげられている
が、Ｂ2Ｏ3 については何ら言及されていない。尚、上
記２つの発明に係るガラス組成物から得られたガラスセ
ラミックスは、主として、光通信分野におけるデバイス
の温度補償部材としての使用を目的としたものである。
【０００４】一方、特開２００１―５２３３４には、負
の熱膨張係数ではなく、正の低膨張係数を有するものを
目的としたものと思われるが、β―ユークリプタイト構
成３成分のほか、ＴｉＯ2 ＋ＺｒＯ2 ，Ｐ2Ｏ5 及び
（または）Ｂ2Ｏ3 及びＲＯ成分を必須とした組成が開
示されている。さらに、特開平７−２６７６７６には、
低熱膨張係性ガラスセラミックスとして、β―ユークリ
プタイト構成３成分のほか、Ｂ2Ｏ3 とＰｂＯを含む組
成が開示されているが、必須成分としてのＰｂＯ量は、
２０〜６０質量％となっている。
の熱膨張係数ではなく、正の低膨張係数を有するものを
目的としたものと思われるが、β―ユークリプタイト構
成３成分のほか、ＴｉＯ2 ＋ＺｒＯ2 ，Ｐ2Ｏ5 及び
（または）Ｂ2Ｏ3 及びＲＯ成分を必須とした組成が開
示されている。さらに、特開平７−２６７６７６には、
低熱膨張係性ガラスセラミックスとして、β―ユークリ
プタイト構成３成分のほか、Ｂ2Ｏ3 とＰｂＯを含む組
成が開示されているが、必須成分としてのＰｂＯ量は、
２０〜６０質量％となっている。
【０００５】尚、β―ユークリプタイト結晶の熱膨張係
数が負であることは、Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ，
３４，２３５（１９５１）や窯協誌７４，１０９（１９
６６）に記載されている。
数が負であることは、Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ，
３４，２３５（１９５１）や窯協誌７４，１０９（１９
６６）に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の方法
によりガラス原料を溶融し、その融液を流し出して、放
冷した状態では相分離していない状態のガラス組成物で
あり、そのガラス組成物に熱処理を施すことによって、
負の熱膨張係数を有するガラスセラミックスを得るに
は、熱処理前の前駆体としてのガラス組成物が、結晶の
析出のないガラスでなければならない。そのためには、
ガラス組成物が失透に対してある程度安定である必要が
ある。また、ガラス組成物の組成と熱処理条件の適当な
選択により、主として、β―ユークリプタイト結晶或い
はβ―ユークリプタイトの固溶体結晶の析出量を制御
し、ある程度ガラスセラミックスの熱膨張係数を制御で
きるものが望ましい。しかしながら、先述した従来技術
にて例示したようなこれまでのガラス組成物では、この
ような要望を十分に満たすことはできなかった。
によりガラス原料を溶融し、その融液を流し出して、放
冷した状態では相分離していない状態のガラス組成物で
あり、そのガラス組成物に熱処理を施すことによって、
負の熱膨張係数を有するガラスセラミックスを得るに
は、熱処理前の前駆体としてのガラス組成物が、結晶の
析出のないガラスでなければならない。そのためには、
ガラス組成物が失透に対してある程度安定である必要が
ある。また、ガラス組成物の組成と熱処理条件の適当な
選択により、主として、β―ユークリプタイト結晶或い
はβ―ユークリプタイトの固溶体結晶の析出量を制御
し、ある程度ガラスセラミックスの熱膨張係数を制御で
きるものが望ましい。しかしながら、先述した従来技術
にて例示したようなこれまでのガラス組成物では、この
ような要望を十分に満たすことはできなかった。
【０００７】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、ガラス組成物が失透に対して相
当に安定であり、また、ガラス組成物の組成と熱処理条
件の適当な選択により、主として、β―ユークリプタイ
ト結晶或いはβ―ユークリプタイトの固溶体結晶の析出
量を制御し、所望の範囲にガラスセラミックスの熱膨張
係数を制御可能とすることにある。
であって、その目的は、ガラス組成物が失透に対して相
当に安定であり、また、ガラス組成物の組成と熱処理条
件の適当な選択により、主として、β―ユークリプタイ
ト結晶或いはβ―ユークリプタイトの固溶体結晶の析出
量を制御し、所望の範囲にガラスセラミックスの熱膨張
係数を制御可能とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究した結果、負の熱膨張係数を
与える基となるβ―ユークリプタイト構成３成分、すな
わちＬｉ2Ｏ，Ａｌ2Ｏ 3 ，ＳｉＯ2 が比較的狭く限定さ
れた組成範囲にあり、更に第４の成分として比較的多量
のＢ2Ｏ3 を必須成分として含有させることが効果的で
あることを見いだし、次の構成を想到するに至った。
を達成するために鋭意研究した結果、負の熱膨張係数を
与える基となるβ―ユークリプタイト構成３成分、すな
わちＬｉ2Ｏ，Ａｌ2Ｏ 3 ，ＳｉＯ2 が比較的狭く限定さ
れた組成範囲にあり、更に第４の成分として比較的多量
のＢ2Ｏ3 を必須成分として含有させることが効果的で
あることを見いだし、次の構成を想到するに至った。
【０００９】〔構成〕すなわち、本願発明の特徴構成
は、負の熱膨張係数を有するガラスセラミックスに変換
可能なガラス組成物において、その組成範囲を、質量％
で、Ｌｉ2Ｏ ７．５〜１０．５％、Ａｌ2Ｏ3 ３２〜
４２％、ＳｉＯ 2 ３９〜４９％、Ｂ2Ｏ3 ３．５〜
１５％、（Ｌｉ2Ｏ＋Ａｌ2Ｏ3 ＋ＳｉＯ2 ＋Ｂ2Ｏ3 ）９
５％以上とするところにある。
は、負の熱膨張係数を有するガラスセラミックスに変換
可能なガラス組成物において、その組成範囲を、質量％
で、Ｌｉ2Ｏ ７．５〜１０．５％、Ａｌ2Ｏ3 ３２〜
４２％、ＳｉＯ 2 ３９〜４９％、Ｂ2Ｏ3 ３．５〜
１５％、（Ｌｉ2Ｏ＋Ａｌ2Ｏ3 ＋ＳｉＯ2 ＋Ｂ2Ｏ3 ）９
５％以上とするところにある。
【００１０】尚、ここで、ガラスセラミックスとは、所
定組成のガラス組成物（原ガラスに相当）を再加熱する
ことにより微結晶化させたものを意味する。
定組成のガラス組成物（原ガラスに相当）を再加熱する
ことにより微結晶化させたものを意味する。
【００１１】〔作用及び効果〕本発明に係るガラス組成
物の組成範囲を上記のように限定したのは以下の理由に
よる。尚、Ｌｉ2Ｏ，Ａｌ2Ｏ3 ，ＳｉＯ2 は、β―ユー
クリプタイト結晶の構成成分であるので、それぞれの成
分の含有量の変動は、他の成分の含有量比によっても異
なる。このため、これら３成分個々の組成範囲の限定理
由は、他の成分の組成が上記範囲にある場合についての
み成り立ち、以下、具体的に説明する。また、以下の記
載において「％」はすべて「質量％」を意味するもので
ある。
物の組成範囲を上記のように限定したのは以下の理由に
よる。尚、Ｌｉ2Ｏ，Ａｌ2Ｏ3 ，ＳｉＯ2 は、β―ユー
クリプタイト結晶の構成成分であるので、それぞれの成
分の含有量の変動は、他の成分の含有量比によっても異
なる。このため、これら３成分個々の組成範囲の限定理
由は、他の成分の組成が上記範囲にある場合についての
み成り立ち、以下、具体的に説明する。また、以下の記
載において「％」はすべて「質量％」を意味するもので
ある。
【００１２】Ｌｉ2Ｏは、その含有量が７．５％未満の
場合は、ガラス組成物の均一な溶融に高温を要し、経済
的に不利となる。一方、含有量が１０．５％を越える
と、ガラス組成物の溶融物が失透し易くなり、冷却中に
粗大な結晶を析出し、その後に熱処理を施すことによっ
て微細な結晶を析出させるという所望の目的が達せられ
ない。このため、Ｌｉ2Ｏの含有量は７．５〜１０．５
％が好適である。
場合は、ガラス組成物の均一な溶融に高温を要し、経済
的に不利となる。一方、含有量が１０．５％を越える
と、ガラス組成物の溶融物が失透し易くなり、冷却中に
粗大な結晶を析出し、その後に熱処理を施すことによっ
て微細な結晶を析出させるという所望の目的が達せられ
ない。このため、Ｌｉ2Ｏの含有量は７．５〜１０．５
％が好適である。
【００１３】Ａｌ2Ｏ3 は、逆に、その含有量が３２％
未満ではガラス組成物の溶融物が失透し易く、含有量が
４２％を越えると、ガラス組成物の溶融が困難になる。
よって、熱処理を施すことによって微細な結晶を析出さ
せるには、Ａｌ2Ｏ3 の含有量は３２〜４２％が好適で
ある。
未満ではガラス組成物の溶融物が失透し易く、含有量が
４２％を越えると、ガラス組成物の溶融が困難になる。
よって、熱処理を施すことによって微細な結晶を析出さ
せるには、Ａｌ2Ｏ3 の含有量は３２〜４２％が好適で
ある。
【００１４】ＳｉＯ2 は、ガラス網目形成酸化物である
が、見かけ上の効果においてはＡｌ 2Ｏ3 と類似してい
る。すなわち、その含有量が３９％未満ではガラス組成
物の失透に対する安定性が減少するばかりでなく、熱処
理を施すことによって析出させるβ―ユークリプタイト
結晶或いはその固溶体結晶を粗大化させるおそれがあ
る。一方、含有量が４９％を越えると、ガラス組成物の
溶融に高温を要するようになるほか、後の熱処理による
結晶化を阻害するように作用する。この点から、ＳｉＯ
2 の含有量は３９〜４９％に限定される。
が、見かけ上の効果においてはＡｌ 2Ｏ3 と類似してい
る。すなわち、その含有量が３９％未満ではガラス組成
物の失透に対する安定性が減少するばかりでなく、熱処
理を施すことによって析出させるβ―ユークリプタイト
結晶或いはその固溶体結晶を粗大化させるおそれがあ
る。一方、含有量が４９％を越えると、ガラス組成物の
溶融に高温を要するようになるほか、後の熱処理による
結晶化を阻害するように作用する。この点から、ＳｉＯ
2 の含有量は３９〜４９％に限定される。
【００１５】Ｂ2Ｏ3 は、β―ユークリプタイトの構成
成分ではないが、ガラス組成物の溶融性、後の熱処理に
よる結晶析出の態様、及び、得られるガラスセラミック
スの性質に最も大きな影響を与える成分である。一般的
にいえば、Ｂ2Ｏ3 を含有させることによって、ガラス
組成物の溶融性を改善することができる。しかし、その
含有量が３．５％未満では、その溶融性改善に対する効
果や失透抑制効果が少ないばかりでなく、後の熱処理に
よって析出させるβ―ユークリプタイト結晶或いはその
固溶体結晶が粗大化し、強度の大きいものを得られ難く
する。一方、含有量が１５％を越えると、他の成分の組
成比によっては、融液が相分離を起こして二層に分かれ
均質な溶融物（ガラス）が得られ難くなる。また、Ｂ2
Ｏ3 は、その含有量が多くなるにつれて、同一の熱処理
条件では、β―ユークリプタイト或いはその固溶体結晶
の析出量を減少（マトリックスのガラス質相は増加）さ
せ、得られるガラスセラミックスの熱膨張係数の負（マ
イナス）性を小さくさせる傾向がある。また、Ｂ2Ｏ3
の含有量の増加につれて、ガラスセラミックスのマトリ
ックス部分のＢ2Ｏ3 量が相対的に増加するため、耐水
性を低下させる傾向がある。これらの点からもＢ2Ｏ3
の含有量には上限があり、総合的に判断して、３．５〜
１５％が適当である。
成分ではないが、ガラス組成物の溶融性、後の熱処理に
よる結晶析出の態様、及び、得られるガラスセラミック
スの性質に最も大きな影響を与える成分である。一般的
にいえば、Ｂ2Ｏ3 を含有させることによって、ガラス
組成物の溶融性を改善することができる。しかし、その
含有量が３．５％未満では、その溶融性改善に対する効
果や失透抑制効果が少ないばかりでなく、後の熱処理に
よって析出させるβ―ユークリプタイト結晶或いはその
固溶体結晶が粗大化し、強度の大きいものを得られ難く
する。一方、含有量が１５％を越えると、他の成分の組
成比によっては、融液が相分離を起こして二層に分かれ
均質な溶融物（ガラス）が得られ難くなる。また、Ｂ2
Ｏ3 は、その含有量が多くなるにつれて、同一の熱処理
条件では、β―ユークリプタイト或いはその固溶体結晶
の析出量を減少（マトリックスのガラス質相は増加）さ
せ、得られるガラスセラミックスの熱膨張係数の負（マ
イナス）性を小さくさせる傾向がある。また、Ｂ2Ｏ3
の含有量の増加につれて、ガラスセラミックスのマトリ
ックス部分のＢ2Ｏ3 量が相対的に増加するため、耐水
性を低下させる傾向がある。これらの点からもＢ2Ｏ3
の含有量には上限があり、総合的に判断して、３．５〜
１５％が適当である。
【００１６】
【発明の実施の形態】（試料作製方法）通常の方法にし
たがい、表１の実施例１〜１０に示す組成となるよう
に、所定量のホウ酸、酸化物、炭酸塩からなる原料を混
合し、アルミナ質のルツボを用いて１５００℃で２〜４
時間溶融し、その後、融液をステンレスの板上に流し出
し、放冷することによって、各試料原ガラスを得た。こ
のようにして得られた各試料原ガラスについて、その一
部を、８００℃以上の温度で、所定の時間熱処理を行い
結晶化させて、各試料ガラスセラミックスを得た。この
ようにして得られた各試料について以下の試験１、試験
２、試験３を行った。
たがい、表１の実施例１〜１０に示す組成となるよう
に、所定量のホウ酸、酸化物、炭酸塩からなる原料を混
合し、アルミナ質のルツボを用いて１５００℃で２〜４
時間溶融し、その後、融液をステンレスの板上に流し出
し、放冷することによって、各試料原ガラスを得た。こ
のようにして得られた各試料原ガラスについて、その一
部を、８００℃以上の温度で、所定の時間熱処理を行い
結晶化させて、各試料ガラスセラミックスを得た。この
ようにして得られた各試料について以下の試験１、試験
２、試験３を行った。
【００１７】
【表１】
【００１８】（試験１）試料原ガラスの状態
試料原ガラスの状態を目視にて判断し、失透に関して安
定であるか否かを確認した。その結果を表１に示す。
定であるか否かを確認した。その結果を表１に示す。
【００１９】（試験２）熱膨張特性についての試験
試料ガラスセラミックスから短冊状の試験片を切り出し
て、ＴＭＡ（熱機械分析）装置で室温から５００℃まで
の熱膨張係数を測定した。その結果として、５０℃〜３
００℃間の平均の熱膨張係数α50-300を、表１に示す。
て、ＴＭＡ（熱機械分析）装置で室温から５００℃まで
の熱膨張係数を測定した。その結果として、５０℃〜３
００℃間の平均の熱膨張係数α50-300を、表１に示す。
【００２０】（試験３）析出結晶についての試験
試料ガラスセラミックスの一部を粉砕し、粉末Ｘ線回折
測定を行い、試料ガラスセラミックスの析出結晶がβ―
ユークリプタイト結晶或いはその固溶体であることを確
かめた。
測定を行い、試料ガラスセラミックスの析出結晶がβ―
ユークリプタイト結晶或いはその固溶体であることを確
かめた。
【００２１】尚、比較例として、表２に示す組成の試料
原ガラスを実施例と同様の方法にて作製し、試験１を行
った。
原ガラスを実施例と同様の方法にて作製し、試験１を行
った。
【００２２】
【表２】
【００２３】表１，２から分かるように、本発明に係る
組成範囲を有する試料原ガラスの状態は、見かけ上、結
晶の析出していな均質透明なものであることから、失透
に対して安定であり、熱処理によって初めて負の熱膨張
係数を有するガラスセラミックスに変換可能なものであ
ることが確認できた。これに対して、表２から分かるよ
うに、単にβ―ユークリプタイト構成３成分が本発明に
係る組成範囲に属していたとしても、第４の必須成分で
あるＢ2Ｏ3の含有量が本発明に係る組成範囲に属しない
場合には、試料原ガラスが失透したり、二層分離したり
してしまい本発明の目的を達成できないことが分かる。
組成範囲を有する試料原ガラスの状態は、見かけ上、結
晶の析出していな均質透明なものであることから、失透
に対して安定であり、熱処理によって初めて負の熱膨張
係数を有するガラスセラミックスに変換可能なものであ
ることが確認できた。これに対して、表２から分かるよ
うに、単にβ―ユークリプタイト構成３成分が本発明に
係る組成範囲に属していたとしても、第４の必須成分で
あるＢ2Ｏ3の含有量が本発明に係る組成範囲に属しない
場合には、試料原ガラスが失透したり、二層分離したり
してしまい本発明の目的を達成できないことが分かる。
【００２４】また、表１から、Ｂ2Ｏ3 の含有量や熱処
理条件（熱処理温度・熱処理時間）によって、負の熱膨
張係数をかなりの程度調整できることも分かる。尚、粉
末Ｘ線回折測定から実施例１〜１０にて得られた試料ガ
ラスセラミックスは、確かに、β―ユークリプタイト結
晶或いはその固溶体結晶が析出していることも確認でき
た。
理条件（熱処理温度・熱処理時間）によって、負の熱膨
張係数をかなりの程度調整できることも分かる。尚、粉
末Ｘ線回折測定から実施例１〜１０にて得られた試料ガ
ラスセラミックスは、確かに、β―ユークリプタイト結
晶或いはその固溶体結晶が析出していることも確認でき
た。
【００２５】尚、本発明においては、上記の必須成分
（Ｌｉ2Ｏ，Ａｌ2Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｂ 2Ｏ3 ）の他に、
合計量で５％未満ならば、原子価２価、３価、４価、５
価、６価の酸化物を含有させても、本発明の目的とする
ガラス組成物の性質を本質的に阻害するものではない
（例えば、表１における実施例１０が相当する）。ま
た、上述の例では、作製したガラス組成物（試料原ガラ
ス）に対してそのまま熱処理を施す例を示したが、ガラ
ス組成物を再度溶融し、成形した後に、熱処理を施した
場合でも同様の結果を与える。そして、本発明に係るガ
ラス組成物の粉末を、正（プラス）の熱膨張係数を有す
る無機物質の粉末と混合して焼成した場合には、緻密
で、熱衝撃性の大きなセラミック焼結体を得ることがで
きる。
（Ｌｉ2Ｏ，Ａｌ2Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｂ 2Ｏ3 ）の他に、
合計量で５％未満ならば、原子価２価、３価、４価、５
価、６価の酸化物を含有させても、本発明の目的とする
ガラス組成物の性質を本質的に阻害するものではない
（例えば、表１における実施例１０が相当する）。ま
た、上述の例では、作製したガラス組成物（試料原ガラ
ス）に対してそのまま熱処理を施す例を示したが、ガラ
ス組成物を再度溶融し、成形した後に、熱処理を施した
場合でも同様の結果を与える。そして、本発明に係るガ
ラス組成物の粉末を、正（プラス）の熱膨張係数を有す
る無機物質の粉末と混合して焼成した場合には、緻密
で、熱衝撃性の大きなセラミック焼結体を得ることがで
きる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ガ
ラス組成物が失透に対して相当に安定であり、また、ガ
ラス組成物の組成（殊に、Ｂ2Ｏ3 の含有量）と熱処理
条件の適当な選択により、主として、β―ユークリプタ
イト結晶或いはβ―ユークリプタイトの固溶体結晶の析
出量を制御し、所望の範囲にガラスセラミックスの熱膨
張係数を制御することができる。また、このように融液
を放冷することで得られるガラス組成物が均質透明であ
るため、融液を急冷するような処理を必ずしも行わなく
てもよく、熱処理によって負の熱膨張係数を有するガラ
スセラミックスに変換可能なガラス組成物を安価に提供
することができる。そして、このように本発明のガラス
組成物より変換される負の熱膨張係数を有するガラスセ
ラミックスは、光通信分野における光ファイバー屈折率
回折格子やコネクタ等の各種デバイスの温度補償部材と
しては勿論、その他、エネルギー分野や情報通信分野や
エレクトロニクス分野等の各種分野にて使用される各種
装置及び機器等を構成する部材としても、利用すること
ができる。
ラス組成物が失透に対して相当に安定であり、また、ガ
ラス組成物の組成（殊に、Ｂ2Ｏ3 の含有量）と熱処理
条件の適当な選択により、主として、β―ユークリプタ
イト結晶或いはβ―ユークリプタイトの固溶体結晶の析
出量を制御し、所望の範囲にガラスセラミックスの熱膨
張係数を制御することができる。また、このように融液
を放冷することで得られるガラス組成物が均質透明であ
るため、融液を急冷するような処理を必ずしも行わなく
てもよく、熱処理によって負の熱膨張係数を有するガラ
スセラミックスに変換可能なガラス組成物を安価に提供
することができる。そして、このように本発明のガラス
組成物より変換される負の熱膨張係数を有するガラスセ
ラミックスは、光通信分野における光ファイバー屈折率
回折格子やコネクタ等の各種デバイスの温度補償部材と
しては勿論、その他、エネルギー分野や情報通信分野や
エレクトロニクス分野等の各種分野にて使用される各種
装置及び機器等を構成する部材としても、利用すること
ができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4G030 AA02 AA35 AA36 AA37 BA21
CA01
4G062 AA11 BB01 BB06 DA05 DB05
DC03 DC04 DD01 DE01 DF01
EA03 EA04 EB01 EC01 ED01
EE01 EF01 EG01 FA01 FA10
FB01 FC01 FD01 FE01 FF01
FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01
GA01 GA10 GB01 GC01 GD01
GE01 HH01 HH03 HH05 HH07
HH09 HH11 HH13 HH15 HH17
HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07
JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07
KK10 MM04 MM31 NN29 QQ11
Claims (2)
- 【請求項１】 負の熱膨張係数を有するガラスセラミッ
クスに変換可能なガラス組成物であって、 質量％で、Ｌｉ2Ｏ ７．５〜１０．５％、Ａｌ2Ｏ3
３２〜４２％、ＳｉＯ 2 ３９〜４９％、Ｂ2Ｏ3
３．５〜１５％、（Ｌｉ2Ｏ＋Ａｌ2Ｏ3 ＋ＳｉＯ2 ＋Ｂ2
Ｏ3 ） ９５％以上含有してなるガラス組成物。 - 【請求項２】 請求項１記載のガラス組成物から結晶を
析出させてなる負の熱膨張係数を有するガラスセラミッ
クス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001391233A JP2003192386A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | ガラス組成物及びガラスセラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001391233A JP2003192386A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | ガラス組成物及びガラスセラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003192386A true JP2003192386A (ja) | 2003-07-09 |
Family
ID=27598886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001391233A Pending JP2003192386A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | ガラス組成物及びガラスセラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003192386A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015086118A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 日本山村硝子株式会社 | 隔壁形成用ガラス組成物 |
| WO2022046586A1 (en) * | 2020-08-26 | 2022-03-03 | Corning Incorporated | Tunable glass compositions having improved mechanical durability |
-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001391233A patent/JP2003192386A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015086118A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 日本山村硝子株式会社 | 隔壁形成用ガラス組成物 |
| WO2022046586A1 (en) * | 2020-08-26 | 2022-03-03 | Corning Incorporated | Tunable glass compositions having improved mechanical durability |
| US11897808B2 (en) | 2020-08-26 | 2024-02-13 | Corning Incorporated | Tunable glass compositions having improved mechanical durability |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060718 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060928 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070208 |