JP2008526671A - 耐火材料 - Google Patents
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Abstract
Description
明細書および特許請求の範囲中で使用されるように、以下の用語は、次の通りの意味をもつものとする:
(1)「第1成分」はP2O5を意味するものとする。
(i)V2O5(「バナジウム酸塩第1成分」)、
(ii)Y2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3、La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3またはその組合せ(「バナジウム酸塩第2成分」)、
(iii)第3成分および
(iv)第4成分
を含む材料を意味し、ここで該材料は、バナジウム酸塩第1成分およびバナジウム酸塩第2成分を含まない同じ材料に比べ高い分解温度を有するものとする。
液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイの製造業者は、例えば一度に6個以上のディスプレイなどの多数のディスプレイを同時に生産するのにガラス基板を使用する。単一の基板上で生産可能なディスプレイの数は1つの基板の幅によって制限され、かくしてより幅広の基板が規模の経済の増加に対応する。同様に、ディスプレイ製造業者は、より大きいサイズのディスプレイに対する増大する需要を満たすためにより幅広の基板を必要としている。
融合プロセスは、シートガラスを生産するためにガラス製造技術において用いられる基本的技術の1つである。例えば非特許文献1を参照のこと。当該技術分野において既知のその他のプロセス、例えば、フロートアンドスロット式ドロープロセスなどに比べると、融合プロセスは、その表面がより優れた平坦性と平滑性を有するガラスシートを生産する。その結果、融合プロセスは、フラットパネルディスプレイデバイス例えば液晶ディスプレイ(LCD)の製造で使用されるガラス基板の生産において特に重要なものとなった。
以上の厳しい条件に耐えるため、アイソパイプ13は耐火材料のアイソスタティックプレス加工されたブロックから製造されてきた(「アイソパイプ」という名はこれに由来する)。特に、ケンタッキー州ルイスビル(Lousiville)の、サンゴーバン・セフプロ(St.Gobain−SEFPRO)により販売されているもののようなアイソスタティックプレス加工された耐火物(以下「SGジルコン基準材料」または単に「SG材料」と呼ぶ)が、融合プロセス用のアイソパイプを形成する目的で使用されてきた。
以上のことを考慮すると、1)より幅の広いパイプの使用を可能にするため、2)融合ドロープロセスをより高温のガラス(例えばポリシリコンディスプレイ製造プロセスに対して高い適合性を有する、より高歪点のガラス)へと拡大するため、および/または3)アイソパイプの耐用年数を延ばしかくしてプロセスの休止時間および交換コストを最小限におさえるため、アイソパイプとして使用されるあらゆる材料について固有クリープ速度を低減させることが望ましい。
(i)1〜50モルパーセントのP2O5(第1成分)、および
(ii)1〜50モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ(第2成分)、
を含む耐火材料で構成されている。
(i)1〜49モルパーセントのSiO2(第3成分)、および
(ii)1〜49モルパーセントのZrO2、HfO2、ThO2またはそれらの組合せ(第4成分)、
を含み得る。
(i)少なくとも30モルパーセントのP2O5、および
(ii)少なくとも30モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、
を含む1つの相を少なくとも90体積パーセント含む本体を提供する。
(i)2.5〜13.0モルパーセントのP2O5、
(ii)2.5〜13.0モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはその組合せ、および
(iii)ZrSiO4、HfSiO4、ThSiO4またはそれらの組合せである残りの部分、からなり、ここで(i)および(ii)は(iii)中に溶解した状態にある相を少なくとも90体積パーセント含む本体を提供する。
(A)酸化物基準で、
(i)2.5〜13.0モルパーセントのP2O5、
(ii)2.5〜13.0モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはその組合せ、および
(iii)ZrSiO4、HfSiO4、ThSiO4またはそれらの組合せである残りの部分、からなり、ここで(i)および(ii)は(iii)中に溶解した状態にある第1相と、
(B)酸化物基準で、
(i)少なくとも30モルパーセントのP2O5、および
(ii)少なくとも30モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、を含む第2相と、
を含み、ここで第1相と第2相が合わさって本体の少なくとも90体積パーセントを構成している本体を提供する。
(i)少なくとも30モルパーセントのP2O5、および
(ii)少なくとも30モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、を含む相を含んでいる、装置を提供している。
(a)2.5〜13.0モルパーセントのP2O5、
(b)2.5〜13.0モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはその組合せ、および
(c)ZrSiO4、HfSiO4、ThSiO4またはそれらの組合せである残りの部分、
からなり、ここで(a)および(b)は(c)中に溶解した状態にある第2相を含むことができる。
(i)2.5〜13.0モルパーセントのP2O5、
(ii)2.5〜13.0モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはその組合せ、および
(iii)ZrSiO4、HfSiO4、ThSiO4またはそれらの組合せである残りの部分、
からなり、ここで(i)および(ii)は(iii)中に溶解した状態にある相を含んでいる、装置を提供している。
(i)少なくとも30モルパーセントのP2O5、および
(ii)少なくとも30モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、を含む第2相を含むことができる。
(A)酸化物基準で、
(i)2.5〜13.0モルパーセントのP2O5、
(ii)2.5〜13.0モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはその組合せ、および
(iii)ZrSiO4、HfSiO4、ThSiO4またはそれらの組合せである残りの部分、
からなり、ここで(i)および(ii)は(iii)中に溶解した状態にある第1相と、
(B)酸化物基準で、
(i)少なくとも30モルパーセントのP2O5、および
(ii)少なくとも30モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、を含む第2相と、
を含んでいる装置を提供している。
(a)(例えば一軸プレス加工、アイソスタティックプレス加工、押出し加工、スリップ流し込み成形、ゲル流し込みまたはそれらの組合せを含むプロセスにより)部品のための未焼成体を形成するステップと、
(b)(大気圧焼成、高温1軸プレス加工、高温アイソスタティックプレス加工、またはそれらの組合せを含むプロセスにより)1590℃超の温度で未焼成体を焼成するステップと、
を含む方法であって、焼成済み未焼成体が、
(A)酸化物基準で、
(i)2.5〜13.0モルパーセントのP2O5、
(ii)2.5〜13.0モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはその組合せ、および
(iii)ZrSiO4、HfSiO4、ThSiO4またはそれらの組合せである残りの部分、からなり、ここで(i)および(ii)は(iii)中に溶解した状態にある相と、
(B)酸化物基準で、
(i)少なくとも30モルパーセントのP2O5、および
(ii)少なくとも30モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、を含む相と、
を含む製造方法を提供している。
(i)少なくとも1.0重量%のSiO2、
(ii)少なくとも2.0重量%のZrO2、HfO2、ThO2またはそれらの組合せ、
(iii)少なくとも1.0重量%のP2O5、および
(iv)少なくとも2.0重量%のY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、
を含む無機構成要素を含む本体を提供する。
(i)少なくとも5.0重量%のP2O5、および
(ii)少なくとも10.0重量%のY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、
を含む無機構成要素を含む本体を提供している。
(a)P2O3を含む第1成分とY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せを含む第2成分を本体内に含ませるステップと、
(b)少なくとも10分間、1590℃を上回る温度に曝露することにより本体を焼成するステップと、
を含む方法を提供している。
(i)1.0〜20.0モルパーセントのV2O5、
(ii)REが希土類またはその組合せであるものとして1.0〜20.0モルパーセントのY2O3、Sc2O3、RE2O3、および
(iii)ZrSiO4、HfSiO4、ThSiO4またはそれらの組合せである残りの部分、
からなる相を少なくとも90体積パーセント含み、ここで(i)および(ii)は(iii)中で溶解した状態にあることを特徴とする耐火体を提供している。
(A)酸化物基準で、
(i)少なくとも30モルパーセントのP2O5、および
(ii)少なくとも30モルパーセントのR2O3、からなるRPO4相、および/または、
(B)酸化物基準で、
(i)2.5〜13.0モルパーセントのP2O5、
(ii)2.5〜13.0モルパーセントのP2O3、および
(iii)残りのASiO4、
からなり、(i)および(ii)が(iii)中で溶解状態にある、RPO4/ASiO4相。
(i)1.0〜20.0モルパーセントのV2O5、
(ii)1.0〜20.0モルパーセントのR’2O3、および
(iii)残りのASiO4、
からなり、ここで(i)および(ii)は(iii)中で溶解状態にあるR’VO4/ASiO4相を含み得る。
ジルコン(ZrSiO4)は、その優れた化学的耐久性のためガラス製造プロセスにおいて耐火物として広く用いられている、天然に産する材料である。ジルコンは、材料として有利な物性組合せを有し、広範に研究されてきた。例えばJ.A.スピアー(Speer)、「ジルコン(Zircon)」、「鉱物学評論・オルト珪酸塩(Reviews in Mineralogy−Ortho−Silicates)」中、米鉱物学会(Mineralogical Society of America)刊、第5号、第3章、67〜112頁、1980年、およびU.シャルテッガー(Schaltegger)およびP.ホスキン(Hoskin)、「鉱物学評論、ジルコン(Reviews in Mineralogy、Zircon)」、米鉱物学会版刊、第53号、2003年を参照のこと。
ゼノタイムは、一部の海砂中に見られることの多い天然に産する鉱物であり、YPO4という公称化学構造式を有するが、通常重希土類の混合物を含有する。それは、大部分の地質学的環境内で化学的に安定しており、地質学的事象の年代決定のためのマーカーとして使用される。ゼノタイムは、2150℃の報告済み溶融温度を有する。W.シュスツキーヴィックおよびT.ズナミエロウスカ、Pol.J.Chem.、第63号[4〜12]、381〜391頁、1989年。
固体状態反応経路によるゼノタイムの調製
ゼノタイムは、P2O5の腐食性、揮発性および吸湿性を軽減するように設計されたプロセスにより調製された。Y2O3およびP2O5の純粋粉末を60分間ターブラー(TURBULA)で混合し、白金るつぼ内で24時間190℃でか焼し、焼成酸化物3kgを生産するための量で24時間1200℃で直ちに反応させた。
水性経路を用いたゼノタイムの調製
基本のYPO4組成の前後の化学量論の効果を研究するために、水性経路を用いたゼノタイムの調製に着手した。水性経路は固体状態経路に比べてより優れた混合および組成制御を提供することから、これが選択された。二成分酸化物化合物の化学量論は、加工および最終的材料の特性に対し有意な影響を及ぼし得る。例えば、P2O5リッチ組成物は、ある種の環境内で焼結をもたらすかまたは化学的安定性の喪失を結果としてもたらす高温での液体の形成を導く可能性がある。
ゼノタイムのガラス適合性試験−膨れ試験
実施例1に従って調製したゼノタイムを4日間ガラス中に1600℃で沈めて耐火性および膨れ発生を査定することによって試験し、その後耐火物勾配試験(実施例4参照)に付し、ここでガラスをゼノタイムストリップ上で予備溶融させその後24時間温度勾配内に保持して二次的結晶形成を評価した。全ての試験は、コーニング インコーポレーテッド(Corning Incorporated)のイーグル(EAGLE)2000ガラスを用いて行なわれた(米国特許第6,319,867号明細書の実施例14を参照のこと)。これらの試験の後、撹拌式失透試験を実施した(実施例6参照)。
ゼノタイムのガラス適合性試験−ストリップ勾配試験
イーグル2000ガラスとゼノタイムの適合性を、ストリップ勾配試験を用いて静止条件下で温度の関数として評価した。ガラスおよびゼノタイムの試料を互いに接触した状態で温度勾配内で保持した。供試体上の位置を、勾配の温度地図を用いて温度に参照付けした。勾配の目的は、ガラス中にどの温度で欠陥が発生し得るかまたは耐火物がどこに攻撃を受けているかを迅速に判定することにあった。
ゼノタイムのガラス適合性試験−ディスプレイガラス内で使用された共通の個々の酸化物との適合性
ディスプレイガラスとゼノタイムの適合性を査定するのに利用される第3の戦略は、個々のガラス構成要素とのその相互作用を検査することにあった。表4は、さまざまな酸化物および考えられるゼノタイムとの反応を列挙している。これらの酸化物の各々を、酸化物として直接かまたはナトリウムおよびカルシウムの場合には炭酸塩として、乳鉢および乳棒を用いてゼノタイムと混合した。この研究中のゼノタイムは0.5w/oのY2O3リッチであったが、わずかに余剰のY2O3も研究の成果に影響を与えないと考えられた。
ゼノタイムのガラス適合性試験−撹拌式失透
以上の試験に合格した後、ゼノタイムはより感応性の高い撹拌式失透試験に付された。
燐の揮発
一部の材料についての文献において、高温での酸化物化合物からの有意な燐揮発が記述されてきた。燐の揮発性は、温度および周囲雰囲気の還元的性質と共に増加する。揮発は、かかる材料の加工および使用条件に影響を及ぼし得る。
曲げクリープ試験用のゼノタイム試料の調製
膨れおよびストリップ勾配適合性試験用の試料を調製するために押出し加工を使用したが、これらの試験は、マクロ孔すなわち部品の形成中に使用される原料酸化物材料の結晶粒または塊サイズよりも著しく大きいサイズをもつ孔などのいくつかの内部欠陥に対応することができた。マクロ孔の原因は、結合剤例えばメトセルの未溶解の大きな断片、不適切な脱ガス、乾燥の問題などにあると考えられる。クリープ試料内のこれらのタイプの欠陥の存在は、実際の速度よりも大きい不適正なクリープ速度を提供すると思われる。
ゼノタイム試料の曲げクリープ試験
曲げクリープ測定を、2×4×100mmの寸法まで機械加工した試料CおよびDの棒について実施した。比較のベースとして使用されたジルコン基準試料は、SG材料から作られた使用済みジルコンアイソパイプの内部から機械加工された。標準的な3点配置を用いてクリープ測定を実施した。スパンの長さは、3インチであり、1000psi(約6.9MPa)が中心点に加えられた。クリープ試験の一回のランは、試料C、試料Dおよびジルコンアイソパイプの各々1つの供試体からなり、結果の正確さを確認するため2回のランが行なわれた。試験結果は表6にまとめられている。
ゼノタイム試料の熱機械的特性
アイソパイプ材料の熱機械的特性も同様に、アイソパイプの設計、開始手順および使用条件において重要な役割を果たす。従って、曲げ強度、剛性、弾性係数および熱衝撃許容範囲といった特性が測定され、ジルコンのものと比較された。パラメータ値は、ジルコンときわめて類似していることがわかった。
ジルコンの実施例安定化のコンピュータモデリング
上述のように、ゼノタイムは、ジルコンと等構造である。構造中、イットリウム原子がジルコニウム部位を占有し、燐が珪素に置き換わる。ジルコンとは異なり、ゼノタイムは、図3に示されている酸化イットリウム−酸化燐二成分系についての相図の中で例示されているように一致溶融する。ゼノタイム(YPO4)は約2150℃で一致溶融する。
(1)溶液化処理の後にゼノタイム相の制御された沈殿が続く熱処理可能なジルコン。熱処理能力は、微細構造に対する付加的な制御を提供し、耐クリープ性のさらなる改善を導き得る。
純粋酸化物からのゼノタイム安定化ジルコンの調製
実施例11のコンピュータモデリングにより予測された通りの溶解ゼノタイムに比例したジルコンの分解温度の上昇は、実験によって確認された。
ジルコンおよびゼノタイムからのゼノタイム安定化ジルコンの調製
安定化ジルコンの固体状態合成のための第2の経路を調査した。この経路では、ジルコニアおよびシリカを天然供給源から誘導された選別済みジルコンにより置換した。バッチ処理手順は、ジルコン、酸化イットリウムおよび酸化燐を60分間ターブラーで混合し、24時間190℃でか焼し、24時間1475℃で反応し、−325メッシュまで乾式粉砕し、1軸プレス内で1750℃での焼成用に部品をプレス加工するかまたは18,000psi(約69MPa)でゴム金型内において低温アイソスタティックプレス加工することからなっていた。表11は、構成要素全体を列挙している。
1800℃でのゼノタイム安定化ジルコンの調製
ゼノタイムによるジルコンの安定化は、先行実施例により約1750℃で確定的に実証された。これは、不活性白金ホイル上で試料を焼成し約1750℃までの最高温度で炉を使用することが可能であったために、実験にとって便利な温度であった。表11に列挙された組成物の棒ならびに試料CおよびDの棒(100m/oのゼノタイム)を、1)溶解したゼノタイムがジルコンの安定化になお効果があるか否かを判定するため、および2)溶解度限界の判定を容易にするべく拡散を加速するため、という2つの目的で、1800℃で24時間焼成した。セッター材料として商業的に融合させたジルコニア耐火物を使用した。粉末XRD、EPMA(電子プローブ微量分析)およびICP(イオン結合プラズマ分析)により、試料を化学組成について分析した。
ジルコン分解が低減したゼノタイム安定化ジルコンの調製
出発点として以上の結果を用いて、相互拡散と競争する分解反応が、1600℃および1750℃の臨界温度範囲内で100℃/時から10℃/時まで加熱速度を低減させることにより妨害または防止され得ることを判定した。これらの条件下で焼成された材料の中には、XRDによりいかなるジルコニアまたはシリカ相も観察されなかった。
ゼノタイム安定化ジルコンのガラス適合性
ゼノタイム安定化ジルコンとイーグル2000ディスプレイガラスの適合性を、膨れ、勾配ストリップおよび撹拌失透試験を用いて査定し、ジルコンについての標準的結果に比較した。実施例3、4および6中で上述したものと同じ手順を使用した。
ゼノタイム安定化ジルコンのクリープ試験
2つの安定化ジルコンつまり試料Iおよび試料Kのクリープ速度を測定した。3×5×150mmのサイズのクリープ供試体へと機械加工するためのビレットをゴム金型内で18,000psi(約124MPa)での−325メッシュ粉末の低温アイソスタティックプレス加工および1750℃で4時間の焼成によって形成した。1000psi(約69MPa)の負荷を加えて、1180±5℃での3点曲げ内でクリープを測定した。複数のロットからのアイソプレス加工したSGジルコン基準材料を比較のための基準として使用した。
Claims (22)
- 酸化物基準で、
(i)少なくとも30モルパーセントのP2O5、および
(ii)少なくとも30モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、を含む、第I相と呼ばれる相と、
酸化物基準で、
(iii)2.5〜13.0モルパーセントのP2O5、
(iv)2.5〜13.0モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはその組合せ、および
(v)ZrSiO4、HfSiO4、ThSiO4またはそれらの組合せである残りの部分、からなり、ここで(iii)および(iv)は(v)中に溶解した状態にある、第II相と呼ばれる相と、のうちの少なくとも1つを含む耐火体であって、
(a)前記耐火体が少なくとも200立方センチメートルの体積を有し、および
(b)第I相が、前記本体の少なくとも90体積パーセントを構成するか、または第II相が、前記本体の少なくとも90体積パーセントを構成するか、または第I相および第II相が合わせて前記本体の少なくとも90体積パーセントを構成していることを特徴とする耐火体。 - (a)前記本体が溶融ガラスまたは溶融ガラスセラミックと接触するように構成された表面を有し、および/または
(b)前記本体が溶融ガラスまたは溶融ガラス−セラミック流を導くように構成された表面を有し、および/または
(c)前記本体が融合ダウンドロープロセス内で形成用構造として使用するのに適した形態を有することを特徴とする請求項1に記載の耐火体。 - (a)未焼成体を形成するステップと、
(b)1590℃より高い温度で前記未焼成体を焼成するステップと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の耐火体の製造方法。 - 前記未焼成体を形成する際に使用される前記最大圧力が10,000psi(約69MPa)であり、前記焼成された未焼成体がその最大理論密度の少なくとも85パーセントの密度を有することを特徴とする請求項3に記載の方法。
- ステップ(b)の前記焼成が白金またはジルコニア上で実施されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 融解ダウンドロープロセス内でガラス形成用構造として使用するのに適した形態を有する本体を含むガラスまたはガラスセラミックを製造するのに使用するための装置であって、前記本体が、
酸化物基準で
(i)少なくとも30モルパーセントのP2O5、および
(ii)少なくとも30モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、
を含む、第I相と呼ばれる相と、
酸化物基準で、
(iii)2.5〜13.0モルパーセントのP2O5、
(iv)2.5〜13.0モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはその組合せ、および
(v)ZrSiO4、HfSiO4、ThSiO4またはそれらの組合せである残りの部分、
からなり、ここで(iii)および(iv)は(v)中に溶解した状態にある、第II相と呼ばれる相と、のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする装置。 - 第I相が前記本体の少なくとも90体積パーセントを構成することを特徴とする請求項6に記載の装置。
- (a)未焼成体を形成するステップと、
(b)1590℃より高い温度で前記未焼成体を焼成するステップと、
を含むことを特徴とする請求項6に記載の装置の製造方法。 - 前記未焼成体を形成する際に使用される前記最大圧力が10,000psi(約69MPa)であり、前記焼成された未焼成体がその最大理論密度の少なくとも85パーセントの密度を有することを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 予め選択された形状に形成された未焼成体であって、前記形状が少なくとも200立方センチメートルの体積を有し、前記本体が、酸化物基準で
(i)少なくとも1.0重量%のSiO2、
(ii)少なくとも2.0重量%のZrO2、HfO2、ThO2またはそれらの組合せ、
(iii)少なくとも1.0重量%のP2O5、および
(iv)少なくとも2.0重量%のY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、
または
(v)少なくとも5.0重量%のP2O5、および
(vi)少なくとも10.0重量%のY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはそれらの組合せ、を含む無機構成要素を含むことを特徴とする未焼成体。 - ガラスまたはガラスセラミックを生産するための方法であって、
(I)ガラスまたはガラスセラミックを生産するための装置を提供するステップであって、
(A)前記装置は、ガラスまたはガラスセラミックが溶融状態にあるときにそれと接触するように構成された表面を含み、かつ
(B)前記装置の少なくとも一部分は、
(i)1〜50モルパーセントのP2O5(第1成分)、および
(ii)1〜50モルパーセントのY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはその組合せ(第2成分)を酸化物基準で含む耐火材料で構成されているステップと、
(II)溶融状態にある前記ガラスまたはガラスセラミックと前記表面の少なくとも一部分を接触させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記耐火材料で構成された装置の前記部分が装置全体であることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- (i)前記装置がコアおよびコア上のコーティングを含み、前記コアおよびコーティングが異なる組成を有し、
(ii)前記溶融ガラスまたは前記溶融ガラスセラミックと接触するように構成された前記表面が、前記コーティングの表面または表面の一部分であり、
(iii)前記耐火材料で構成された前記装置の前記一部分が、前記コーティングの少なくとも一部分を含むか、または前記耐火材料を含む前記装置の前記一部分が、前記コアの少なくとも一部分を含むか、または前記耐火材料で構成されている前記装置の前記一部分が前記コーティングの少なくとも一部分および前記コアの少なくとも一部分を含むことを特徴とする請求項11に記載の装置。 - 前記装置が融合プロセスの形成用トラフであることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記第1および第2成分が実質的に組成構造式YPO4を満たしていることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 酸化物基準で、前記耐火材料が、
(i)1〜49モルパーセントのSiO2(第3成分)、および
(ii)1〜49モルパーセントのZrO2、HfO2、ThO2またはそれらの組合せ(第4成分)、
を含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - (a)前記第3および第4成分が実質的に、前記組成構造式ZrSiO4を満たし、および/または
(b)前記第1および第2成分が実質的に前記組成構造式YPO4を満たし、前記第3および第4成分が前記組成構造式ZrSiO4を実質的に満たしていることを特徴とする請求項16に記載の方法。 - 少なくとも200立方センチメートルの体積を有する耐火体であって、酸化物基準で、
(i)1.0〜20.0モルパーセントのV2O5、
(ii)1.0〜20.0モルパーセントのY2O3、Sc2O3、RE2O3(REが希土類元素またはその組合せである)、および
(iii)ZrSiO4、HfSiO4、ThSiO4またはそれらの組合せである残りの部分、
からなる相を少なくとも90体積パーセント含み、ここで(i)および(ii)は(iii)中で溶解した状態にあることを特徴とする耐火体。 - ZrSiO4、HfSiO4、ThSiO4またはその組合せを含む耐火材料の分解温度を上昇させるための方法であって、前記材料中に、前記材料の分解温度を高めるのに充分な量の第1および第2成分を含ませるステップを含む方法において、前記第1成分がP2O5を含み、前記第2成分がY2O3、Sc2O3、Er2O3、Lu2O3、Yb2O3、Tm2O3、Ho2O3、Dy2O3、Tb2O3、Gd2O3またはその組合せを含むことを特徴とする方法。
- ゼノタイムタイプの材料を含むことを特徴とするアイソパイプ。
- ゼノタイム安定化されたジルコンタイプの材料を含むことを特徴とするアイソパイプ。
- ディスプレイガラスまたはディスプレイガラスセラミックを製造するためのアイソパイプであって、
(a)前記アイソパイプの使用中に溶融状態にある前記ガラスまたはガラスセラミックと接触し、(b)耐火材料が完成したガラスまたは完成したガラスセラミック中1ポンドあたりの欠陥が0.1個を超える欠陥レベルで前記ガラスまたはガラスセラミック中で結晶を成長させることがないという点で前記溶融ガラスまたは前記溶融ガラスセラミックと適合性があり、かつ(c)45×10−6/時未満である1250℃および1000psi(約6.9MPa)での曲げクリープ速度を有する耐火材料を含んでなることを特徴とするアイソパイプ。
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