JP2602188B2 - 燃焼装置窓用Li▲下2▼O−A1▲下2▼O▲下3▼−SiO▲下2▼系透明結晶化ガラス - Google Patents

燃焼装置窓用Li▲下2▼O−A1▲下2▼O▲下3▼−SiO▲下2▼系透明結晶化ガラス

Info

Publication number
JP2602188B2
JP2602188B2 JP63140148A JP14014888A JP2602188B2 JP 2602188 B2 JP2602188 B2 JP 2602188B2 JP 63140148 A JP63140148 A JP 63140148A JP 14014888 A JP14014888 A JP 14014888A JP 2602188 B2 JP2602188 B2 JP 2602188B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
sio
crystallized glass
combustion device
transparent crystallized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63140148A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01308845A (ja
Inventor
武宏 渋谷
正幸 二宮
誠 松本
清 片木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority to JP63140148A priority Critical patent/JP2602188B2/ja
Publication of JPH01308845A publication Critical patent/JPH01308845A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2602188B2 publication Critical patent/JP2602188B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C10/00Devitrified 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
    • C03C10/0018Devitrified 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
    • C03C10/0027Devitrified 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石油、石炭、ガス、木材等の燃焼装置、即
ち暖房器具や加熱炉、徐冷炉等の前面窓あるいはのぞき
窓に用いるLi2O-Al2O3-SiO2系透明結晶化ガラスに関す
るものである。
〔従来技術〕
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。又、のぞき窓の機能は外部から炎の燃
焼状態を観察することを可能にすることであり、これら
の窓は炎の発する高温に耐え、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材料は透明
であると同時に低膨張、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。
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、Li2O-Al2O3-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いえず、又石英ガラスは熱的特性
は優れているが高価である。これに対し、Li2O-Al2O3-S
iO2系透明結晶化ガラスは熱膨張係数が低く強度が高い
ため、耐熱性、耐熱衝撃性に優れ、比較的安価に製造す
ることが可能であるところから近年広く用いられてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながらLi2O-Al2O3-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、即ち燃焼側の
表面に化学的腐蝕を受け、表面に白濁を生じて透明性が
著しく低下したり、クラックが生じて最終的に剥離する
という問題がある。
Li2O-Al2O3-SiO2系透明結晶化ガラスに白濁やクラッ
ク、剥離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
は、燃料組成に依存してCO,CO2,H2O,SO2,SO3等が発生し
ており、この中のH2OとSO3が反応してH2SO4が生成され
る。このH2SO4の水素イオン(H+)とLi2O-Al2O3-SiO2系透
明結晶化ガラスの主結晶であるβ−石英固溶体のリチウ
ムイオン(Li+)とがイオン交換することによってLi2SO4
が生成され、この結果ガラス表面に白濁が生じ、またイ
オン交換による体積収縮が起こりクラックが生じて最終
的に剥離する。
この白濁やクラック、剥離が生じるのを防止する手段
としてガラスのLi2O含有量を少なくし、またLi2Oと共に
β−石英固溶体結晶を構成する成分であるMgO,ZnOの含
有量を多くすることが考えられる。すなわちマグネシウ
ムイオン(Mg2+)や亜鉛イオン(Zn2+)は、2個の水素イオ
ン(H+)とイオン交換する必要があるので、1個の水素イ
オン(H+)とイオン交換するリチウムイオン(Li+)の場合
よりもイオン交換が起こりにくく、Li2SO4の生成が進行
しにくいからである。しかしながらこの場合でも燃焼雰
囲気に長時間おかれると白濁やクラックは生じる。
本発明の目的は石油、石炭、ガス、木材等の燃料によ
って発生する雰囲気に長時間おいても白濁やクラック、
剥離が生じない、すなわち化学的耐久性に優れたLi2O-A
l2O3-SiO2系透明結晶化ガラスを提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の燃焼装置窓用Li2O-Al2O3-SiO2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、少くと
も表面層の結晶粒径が500Å以下で、且つ結晶化度が75
%以下であることを特徴とする。
本発明の結晶化ガラスは少なくとも表面層の結晶粒径
が500Å以下で、且つ結晶化度が75%以下であるためガ
ラス中のリチウムイオン(Li+)と燃焼雰囲気中の水素イ
オン(H+)とのイオン交換が少なく化学的耐久性に優れて
いる。
すなわちガラスはその構造が安定している程、イオン
交換が少なくなるが、本発明者等は結晶粒径の小さい方
が大きい場合に比べて、また結晶化度の低い方が高い場
合に比べてガラスの構造が安定し、特に結晶粒径が500
Å以下で、且つ結晶化度が75%以下であると燃焼雰囲気
中の水素イオン(H+)との反応が少なくイオン交換が起こ
りにくいことを見い出した。
尚、Li2O-Al2O3-SiO2系の原ガラスは、Li2がガラス中
に分散して存在するためイオン交換が少なく化学的耐久
性に優れており、このことから結晶化度の低い方が高い
場合に比べてLi2Oが結晶以外のガラスマトリックス中に
多く存在することになるためイオン交換が少なくなるこ
とがわかる。
本発明の結晶化ガラスは、少なくとも表面層の結晶粒
径が500Å以下、結晶化度が75%以下であれば、表面層
以外の部分の結晶粒径が500Å以上、結晶化度が75%以
上であっても構わない。この表面層とはガラス表面から
3μm以内の層であり、イオン交換の作用の生じるのは
この表面層においてである。
本発明のような構成の結晶化ガラスを製造するために
はガラス組成及び熱処理条件を厳密に規制することが重
要である。
すなわち本発明の燃焼装置窓用Li2O-Al2O3-SiO2系透
明結晶化ガラスは重量%で からなることを特徴とする。
本発明における結晶化ガラス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。
SiO2はガラスのネットワークフォーマーであると共に
結晶を構成するための必須成分であるが、63.0%より少
ない場合はガラスが失透しやすくなり、化学的耐久性が
悪くなる。また75.0%より多い場合はガラスの溶融性が
悪くなる。
Al2O3は結晶を構成するための必須成分であるが、15.
0%より少ない場合はガラスの溶融性が悪くなる。また2
5.0%より多い場合はガラスが失透しやすくなり化学的
耐久性が悪くなる。
Li2Oは結晶を構成するための必須成分であるが、1.0
%より少ない場合は所望の結晶が析出しにくくなる。5.
0%より多い場合はガラスの化学的耐久性が悪くなり白
濁、クラック、剥離が起こりやすくなる。
MgOは結晶を構成するための成分であるが、4.0%より
多い場合は、熱膨張係数が大きくなりすぎる。
ZnOも結晶を構成するための成分であるが、2.1%より
少ない場合は、化学的耐久性が悪くなる。また5.0%よ
り多い場合はガラスが失透しやすくなる。
TiO2は核形成剤として作用するが、1.5%より少ない
場合は結晶化が安定して起こらず粗大結晶となり化学的
耐久性が悪くなる。6.0%より多い場合は色調が褐色に
なり透明性が損われる。
ZrO2は核形成剤として作用するが、3.0%より多い場
合はガラスが失透しやすくなり化学的耐久性が悪くな
る。
TiO2とZrO2の合量が3.0%より少ない場合は核形成の
働きが充分でないため粗大結晶となって化学的耐久性が
悪くなる。また9.0%より多い場合はガラスの溶融性が
悪くなると共に色調が褐色になり透明性が損なわれる。
P2O5が2.0%より多い場合は化学的耐久性が悪くな
る。
Na2O及びK2Oはフラックス剤として作用するが各々2.0
%より多い場合は化学的耐久性が著しく悪くなる。
また本発明の熱処理条件はLi2Oの含有量に応じて大き
く2種類の好ましい態様を有する。
すなわちLi2Oの含有量が3.0%以上の場合は、180℃/
時の速度で600℃〜700℃まで昇温し、次いで60℃/時の
速度で850℃〜900℃まで昇温し、その温度で0.5〜10時
間保持して結晶成長を行った後炉冷する。
またLi2Oの含有量が3.0%より少ない場合は、180℃/
時の速度で720〜760℃まで昇温し、その温度で0.5〜20
時間保持して核形成を行い、次いで40℃/時で800〜880
℃まで昇温し、その温度で0.5〜20時間保持して結晶成
長を行った後、炉冷する。
〔実施例〕
以下本発明を実施例及び比較例に基づいて説明する。
次表の試料No.1〜5は本発明の結晶化ガラス、試料N
o.6は比較例の結晶化ガラスであり、各試料について組
成、表面層の結晶粒径及び結晶化度、熱膨張係数、曲げ
強度、強制剥離テストを示した。
試料No.1〜6のガラスは次のように調製した。
試料No.1〜6の各ガラス組成になるようにガラス原料
を調合し、白金るつぼを用いて1580℃で16〜24時間溶融
した後、カーボン板上に流してローラー成形した。そし
て試料No.2のガラス成形体は、180℃/時の速度で700℃
まで昇温し、次いで60℃/時の速度で900℃まで昇温
し、その温度で2時間保持して結晶成長を行った後炉冷
した。また試料No.1,3,4,5,6のガラス成形体は、180℃
/時の速度で720〜760℃まで昇温し、その温度で約2時
間保持して核成形を行い、次いで40℃/時の速度で840
℃まで昇温し、その温度で約2時間保持して結晶成長を
行った後炉冷した。
尚、表中の表面層の結晶粒径は、電子顕微鏡による観
察から測定し、表面層の結晶化度はまず結晶化ガラス全
体の結晶化度を通常の2θ/θスキャン方式の粉末回折
装置を用いて算出し、薄膜X線回折装置を用いて表面層
の平板と表面から板厚方向の1/2まで削った研磨平板の
β−石英固溶体の主ピークのピーク高さの比に上記のよ
うに算出した結晶化ガラス全体の結晶化度を乗じた値を
示した。また曲げ強度は結晶化ガラスを5φ×50mmの無
空棒に加工し周知の三点荷重方法によって測定した。
強制剥離テストは、ストーブ燃焼雰囲気に対する結晶
化ガラスの白濁、剥離抵抗の評価を促進させるテスト
で、硫酸溶液を満たした容器内に結晶化ガラスを浸して
から容器を密閉状態にして200℃で100時間保持した後、
取り出して表面層における白濁、剥離の発生を光学顕微
鏡で調べた。白濁、剥離が全くなかったガラスは○、白
濁、剥離が観察されたガラスは×で表示した。
本発明の実施例の試料(No.1〜5)と比較例の試料
(No.6)とを比較すると熱膨張係数及び曲げ強度はほと
んど同じ値であるが、強制剥離テストにおいて実施例の
試料が白濁、剥離が全くなかったのに対して比較例の試
料は白濁、剥離が観察された。これは比較例の試料の方
が本発明の実施例の試料に比べて表面層の結晶粒径が大
きく、また表面層の結晶化度も高いためであると思われ
る。
〔発明の効果〕
以上のように本発明のLi2O-Al2O3-SiO2系透明結晶化
ガラスは、化学的耐久性に優れているため石油、石炭、
ガス、木材等の燃料によって発生する雰囲気に長時間お
いても白濁やクラック、剥離が生じず、また低い熱膨張
係数、高い曲げ強度を有するため耐熱性、耐熱衝撃性に
優れており、燃焼装置窓用ガラスとして好適である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主結晶としてβ−石英固溶体を析出し、少
    なくとも表面層の結晶粒径が500Å以下で、且つ結晶化
    度が75%以下であることを特徴とする燃焼装置窓用Li2O
    -Al2O3-SiO2系透明結晶化ガラス。
  2. 【請求項2】重量%で からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    燃焼装置窓用Li2O-Al2O3-SiO2系透明結晶化ガラス。
  3. 【請求項3】表面層がガラス表面から3μm以内の層で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の燃焼
    装置窓用Li2O-Al2O3-SiO2系透明結晶化ガラス。
JP63140148A 1988-06-07 1988-06-07 燃焼装置窓用Li▲下2▼O−A1▲下2▼O▲下3▼−SiO▲下2▼系透明結晶化ガラス Expired - Lifetime JP2602188B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63140148A JP2602188B2 (ja) 1988-06-07 1988-06-07 燃焼装置窓用Li▲下2▼O−A1▲下2▼O▲下3▼−SiO▲下2▼系透明結晶化ガラス

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63140148A JP2602188B2 (ja) 1988-06-07 1988-06-07 燃焼装置窓用Li▲下2▼O−A1▲下2▼O▲下3▼−SiO▲下2▼系透明結晶化ガラス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01308845A JPH01308845A (ja) 1989-12-13
JP2602188B2 true JP2602188B2 (ja) 1997-04-23

Family

ID=15261988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63140148A Expired - Lifetime JP2602188B2 (ja) 1988-06-07 1988-06-07 燃焼装置窓用Li▲下2▼O−A1▲下2▼O▲下3▼−SiO▲下2▼系透明結晶化ガラス

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2602188B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101323096B1 (ko) * 2012-04-13 2013-10-30 한국세라믹기술원 이차전지 양극활물질 합성용 내화갑 및 그 제조방법

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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.
KR100360555B1 (ko) * 1995-09-26 2002-12-18 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 결정성유리,결정화유리,결정화유리물품및결정화유리물품의제조방법
DK1114803T3 (da) * 1999-05-28 2006-02-06 Nippon Electric Glass Co Transparent, krystalliseret og krystallinsk glas af typen L12-A12O3-SIO2
JP4000500B2 (ja) * 1999-08-02 2007-10-31 日本電気硝子株式会社 Li2O−Al2O3−SiO2系結晶化ガラス及び結晶性ガラス
JP3767260B2 (ja) * 1999-08-02 2006-04-19 日本電気硝子株式会社 Li2O−Al2O3−SiO2系結晶化ガラス及び結晶性ガラス
FR2830248B1 (fr) * 2001-09-28 2004-09-24 Snc Eurokera Verre mineral, precurseur d'une vitroceramique opaque; ladite vitroceramique et son obtention
JP2004075441A (ja) * 2002-08-14 2004-03-11 Huzhou Daikyo Hari Seihin Yugenkoshi Li2O−Al2O3−SiO2系結晶性ガラス及び結晶化ガラス、ならびに該結晶性ガラス及び結晶化ガラスの製造方法
JP4677743B2 (ja) * 2004-08-05 2011-04-27 日本電気硝子株式会社 燃焼装置窓用Li2O−Al2O3−SiO2系透明結晶化ガラス
JP2007003140A (ja) * 2005-06-27 2007-01-11 Nippon Electric Glass Co Ltd 燃焼装置用の窓材
DE102005032786B4 (de) * 2005-07-14 2009-04-23 Schott Ag Vorrichtung mit korrosionsresistentem Glaskeramik-Artikel sowie Verwendung einer Glaskeramik
US7875565B1 (en) * 2006-05-31 2011-01-25 Corning Incorporated Transparent glass-ceramic armor
JP5070006B2 (ja) * 2007-11-02 2012-11-07 株式会社オハラ 結晶化ガラス
JP5458532B2 (ja) 2008-09-08 2014-04-02 日本電気硝子株式会社 Las系フロートガラス
DE102010032113B9 (de) * 2010-07-23 2017-06-22 Schott Ag Transparente oder transparente eingefärbte Lithiumaluminiumsilikat-Glaskeramik mit einstellbarer thermischer Ausdehnung und deren Verwendung
JP6202775B2 (ja) 2010-08-11 2017-09-27 日本電気硝子株式会社 Li2O−Al2O3−SiO2系結晶化ガラス
FR3067346B1 (fr) 2017-06-07 2023-02-10 Eurokera Vitroceramiques de quartz-beta a teneur elevee en zinc
FR3067345B1 (fr) 2017-06-07 2020-09-25 Eurokera Vitroceramiques transparentes de quartz-beta a faible teneur en lithium
KR102595466B1 (ko) 2017-09-05 2023-10-30 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 Las계 결정성 유리, las계 결정화 유리, 및 그것들의 제조 방법
FR3088321B1 (fr) * 2018-11-09 2021-09-10 Eurokera Vitroceramiques transparentes de quartz-beta a basse teneur en lithium
WO2020100490A1 (ja) 2018-11-12 2020-05-22 日本電気硝子株式会社 Li2O-Al2O3-SiO2系結晶化ガラス
KR102685757B1 (ko) 2019-03-22 2024-07-19 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 Li2O-Al2O3-SiO2계 결정화 유리
CN111320392B (zh) * 2020-03-05 2022-09-06 科立视材料科技有限公司 微晶玻璃、强化微晶玻璃及其制备方法
US20230382787A1 (en) 2020-09-11 2023-11-30 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Li2O-Al2O3-SiO2-BASED CRYSTALLIZED GLASS
JP2022048700A (ja) 2020-09-15 2022-03-28 日本電気硝子株式会社 ガラス物品
DE202022106825U1 (de) * 2022-11-25 2022-12-22 Schott Ag Lithiumaluminiumsilikat-Glaskeramik
WO2024110091A1 (de) * 2022-11-25 2024-05-30 Schott Ag Lithiumaluminiumsilikat-glaskeramik
DE202022106819U1 (de) * 2022-11-25 2023-01-16 Schott Ag Lithiumaluminiumsilikat-Glaskeramik
WO2024110096A1 (de) * 2022-11-25 2024-05-30 Schott Ag Lithiumaluminiumsilikat-glaskeramik

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101323096B1 (ko) * 2012-04-13 2013-10-30 한국세라믹기술원 이차전지 양극활물질 합성용 내화갑 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01308845A (ja) 1989-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2602188B2 (ja) 燃焼装置窓用Li▲下2▼O−A1▲下2▼O▲下3▼−SiO▲下2▼系透明結晶化ガラス
CA1230349A (en) Cladding glass for optical fiber
JP3063760B2 (ja) Li2O―Al2O3―SiO2系透明結晶化ガラス及び結晶性ガラス
EP1114803B2 (en) Li2o-al2o3-sio2 type transparent crystalized glass and crystalline glass
JP3666054B2 (ja) 基板用ガラス
JPH05193980A (ja) 高アルミナ、アルカリ土類ホウケイ酸塩ガラスを含むフラットパネル表示装置
US4687750A (en) Transparent glass-ceramics containing gahnite
JP2004075441A (ja) Li2O−Al2O3−SiO2系結晶性ガラス及び結晶化ガラス、ならびに該結晶性ガラス及び結晶化ガラスの製造方法
US4707458A (en) Glass-ceramics suitable for ring laser gyros
JP3526047B2 (ja) Li2 O−Al2 O3 −SiO2 系透明結晶化ガラス
JP2010018512A (ja) 結晶化ガラス
US5885914A (en) Alkali-free glass and display substrate
US4576920A (en) B2 O3 --P2 O5 --SiO2 glass-ceramics
JPH08290939A (ja) 基板用ガラス
JP3269529B2 (ja) Li2 O−Al2 O3 −SiO2 系結晶化ガラス
JP3867817B2 (ja) 基板用ガラス
JPH1025129A (ja) 基板用ガラス
JP3867816B2 (ja) 基板用ガラス
US20230382787A1 (en) Li2O-Al2O3-SiO2-BASED CRYSTALLIZED GLASS
US4255199A (en) Stable, chemically-strengthenable lithium aluminosilicate glasses
JPH07309636A (ja) 透明ガラスセラミックス物品及びその製造方法
JP2006240951A (ja) Li2O−Al2O3−SiO2系結晶性ガラスおよびそれを熱処理してなるLi2O−Al2O3−SiO2系透明結晶化ガラス
JP2021011403A (ja) Cspミラー用ガラス基板、その製造方法、及びcspミラー
JP2006044996A (ja) Li2O−Al2O3−SiO2系結晶性ガラスおよびそれを熱処理してなるLi2O−Al2O3−SiO2系結晶化ガラス
JP2003300752A (ja) 防火ガラス物品