JP3925077B2

JP3925077B2 - ガラス質セラミックスおよびその製造方法ならびにガラス質セラミックス用組成物

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Publication number: JP3925077B2
Application number: JP2000350677A
Authority: JP
Inventors: 実嗣鍛治
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: JP2002154842A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、快削性を有するガラス質セラミックスおよびその製造方法ならびにその製造に使用される組成物に関し、特に、熱膨張係数が小さくかつ切削加工性が良好なガラス質セラミックスおよびその製造方法ならびにその製造に使用される組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器や真空装置の部品に使用されるセラミックス材料として、高精度な切削加工性を有する結晶化ガラス質セラミックスを使用することがある。このようなガラス質セラミックスは、溶融法または焼結法により製造されることが知られている。ここで「溶融法」とは、原料配合物を加熱により溶融した後、ガラス体を得、得られたガラス体に熱処理を施して結晶を生じさせる方法をいう。また「焼結法」とは、結晶材料に結合材としてのガラス成分を加え、得られた混合物を加圧成形した後、焼結させる方法をいう。
【０００３】
特公昭５４−３４７７５号公報は、溶融法により製造されるガラス質セラミックス物品を開示する。同公報に開示される物品のガラス質マトリックスに分散されているフッ素金雲母固溶体の結晶は、全体の少なくとも５０容量％を構成する。同公報は、溶融法において、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＭｇＯ−Ｋ₂Ｏ−Ｆ系組成のガラス物品を得、得られたガラス物品を７５０〜１１００℃の温度に十分な時間曝し、結晶化により所望のフッ素金雲母固溶体を得ることを開示する。
【０００４】
特公平４−３２７８３号公報も溶融法によるガラス質セラミックスの製造方法を開示する。この製造方法において溶融のため使用される配合物は、陶石、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウムを生成し得る化合物、酸化カリウムを生成し得る化合物、および酸化ホウ素を生成し得る化合物に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および鉛から選ばれた少なくとも１種の金属の酸化物と二酸化ジルコニウムとの複合酸化物を配合したものである。この配合物について、強熱減量分を除いた合計重量１００部中に含まれる元素の含量は、ケイ素１６〜２５部、アルミニウム６〜９部、カリウム５．５〜１２部、マグネシウム４．７〜１５部、ジルコニウム０．７〜５．０部、ホウ素０．７〜３．２部、フッ素３．０〜９．３部、これらの元素以外の金属元素７．０部以下、および酸素バランス量である。この配合物から、溶融法により、フッ素金雲母とジルコニアの微細結晶がガラスマトリックス中に分散したガラス質セラミックスが得られる。
【０００５】
特開平９−２２７２２３号公報は、熱膨張係数が小さく機械加工性に優れた複合セラミックスを焼結法により製造する方法を開示する。この方法では、焼成粉（Ａ）と焼成粉（Ｂ）とをバインダーを添加して混合したあと造粒して顆粒物を得、得られた顆粒物をプレス成形、脱脂及び本焼成してセラミックス焼結体を得る。ここで、焼成粉（Ａ）は、マイカ分散ガラス質セラミックス粉末３０〜５０重量部、フッ化マグネシウム１〜１０重量部、炭酸リチウム０．５〜５重量部を含むリチウム化合物を混合し、得られた混合粉末を焼成したあと粉砕して得られるものである。焼成粉（Ｂ）は、酸化亜鉛２０〜３５重量部、二酸化ケイ素４．５〜１８．０重量部、コーディエライト１〜１０重量部を混合し、焼成したあと粉砕して得られるものである。また、マイカ分散ガラス質セラミックスとして、陶石５０〜７０重量部、ジルコン１．５〜１０重量部、フッ化マグネシウム５〜１５重量部、酸化マグネシウム５〜１５重量部、酸化カリウム４〜１０重量部を含むカリウム化合物および酸化ホウ素２．５〜１０重量部を含むホウ素化合物からなる配合物を溶融、結晶化したものが使用される。
【０００６】
さらに、特開平６−４８７７４号公報は、アルコキシド化合物を用いたガラスセラミックスおよびその製造方法を開示する。この製造方法では、酸化物とした時点での重量比でＳｉＯ₂成分３０〜７０％、Ａｌ₂Ｏ₃成分１０〜２５％、ＭｇＯ成分７〜２５％、Ｋ₂Ｏ成分２〜１２％、Ｌｉ₂Ｏ成分１〜７％およびＦ成分１〜１５％となるような割合で各種金属成分のアルコキシド化合物及びフッ素化合物が混合溶解され、それにＢ₂Ｏ₃成分１〜１０％が添加される。そして、加水分解反応の後、脱水乾燥および熱処理を経て、フッ素金雲母微結晶およびＬｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系の微結晶を含有する、熱膨張係数が４．０×１０^-6〜６．０×１０^-6／℃（２５〜８００℃）であるガラスセラミックスが得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の溶融法は、微細な結晶を無秩序に含み、気密性が高く、切削等の機械加工が容易であり、かつ大型または肉厚であるガラス質セラミックス製品の製造に適している。たとえば、従来技術によれば、精密加工が可能であり、適当な機械的強度を有し、大型（たとえば、２５ｃｍ×２５ｃｍ×３ｃｍのサイズまたはそれより大きなサイズ）であるフッ素金雲母含有ガラス質セラミックス製品を得ることができる。しかし、従来の溶融法により得られるガラス質セラミックスは、室温〜４００℃において８．５〜１０×１０^-6／℃と金属に近い大きな熱膨張係数を有するため、低熱膨張性および寸法安定性が要求される機械部品や半導体治具（たとえば半導体検査治具）の材料として使用することは困難であった。
【０００８】
一方、上述した従来の焼結法またはアルコキシド化合物を使用する方法により製造されるガラス質セラミックス製品は、低熱膨張性という要求を満足する。しかし、いずれの方法でも、大型品や肉厚品を成形機によりプレスしようとすると、表面と内部との間で加圧ムラが生じるため、材料強度の不均質や吸水性の発現などの問題が発生し、満足のいく製品が得られなかった。ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃のような加熱により材料内部からガス等が揮発しないセラミックスの大型品を製造する場合は、これらの粉末または顆粒を用い、冷間静水圧プレス、熱間静水圧プレス等において成形し、高温で焼結することにより、均質で吸水性のない製品を得ることが可能である。しかし、フッ素を含む快削性セラミックスを製造する場合、冷間静水圧プレス、熱間静水圧プレス等を使用して高温で焼結しようとすれば、材料内部からフッ素等が揮発し、発泡が生じる。このように、焼結工程を経る方法で均質な大型品や肉厚品を製造することは困難であった。
【０００９】
かくして、本発明は、上述した従来技術の問題点を克服し、良好な切削加工性と低熱膨張性を兼ね備えるガラス質セラミックスを溶融法により得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によるガラス質セラミックスは、２５〜４０質量％の陶石、２〜１０質量％のフッ化マグネシウム、酸化カリウム換算で２〜５．５質量％のカリウム化合物、酸化ホウ素換算で３〜１１質量％のホウ素化合物、３〜１０質量％の酸化マグネシウム、１〜６質量％のケイ酸ジルコニウム、５〜１５質量％の二酸化ケイ素および２０〜４０質量％の酸化亜鉛からなる配合物から溶融法によって得られるガラス質セラミックスであって、その内部にフッ素金雲母結晶およびケイ酸亜鉛結晶が析出していることを特徴とする。
【００１１】
本発明によるガラス質セラミックスは、たとえば、室温〜４００℃において５×１０^-6〜７×１０^-6／℃の熱膨張係数を有するものである。
【００１２】
本発明によるガラス質セラミックスの製造方法は、２５〜４０質量％の陶石、２〜１０質量％のフッ化マグネシウム、酸化カリウム換算で２〜５．５質量％のカリウム化合物、酸化ホウ素換算で３〜１１質量％のホウ素化合物、３〜１０質量％の酸化マグネシウム、１〜６質量％のケイ酸ジルコニウム、５〜１５質量％の二酸化ケイ素および２０〜４０質量％の酸化亜鉛からなる配合物を加熱して溶融する工程と、該溶融工程で得られた溶融液を冷却してガラス体を得る工程と、蓋付き容器中で該ガラス体を８５０℃より高くかつ１０５０℃以下である温度で熱処理する工程とを含む。
【００１３】
また、本発明による製造方法の熱処理工程において、蓋付き容器内にガラス体とともにアルミナ粉末または黒鉛粉末を主成分とする粉末を充填することが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明によりガラス質セラミックス用組成物が提供され、該組成物は、２５〜４０質量％の陶石、２〜１０質量％のフッ化マグネシウム、酸化カリウム換算で２〜５．５質量％のカリウム化合物、酸化ホウ素換算で３〜１１質量％のホウ素化合物、３〜１０質量％の酸化マグネシウム、１〜６質量％のケイ酸ジルコニウム、５〜１５質量％の二酸化ケイ素および２０〜４０質量％の酸化亜鉛からなる。該組成物は、上述したガラス質セラミックスを製造するための原料として提供されるものである。該組成物は、上記各成分が配合された混合物であり、通常、粉体あるいは顆粒の状態で提供されるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明者は、２５〜４０質量％の陶石、２〜１０質量％のフッ化マグネシウム、酸化カリウム換算で２〜５．５質量％のカリウム化合物、酸化ホウ素換算で３〜１１質量％のホウ素化合物、３〜１０質量％の酸化マグネシウム、１〜６質量％のケイ酸ジルコニウム、５〜１５質量％の二酸化ケイ素および２０〜４０質量％の酸化亜鉛からなる配合物（本発明によるガラス質セラミックス用組成物）を原料として使用することにより、溶融法でも、良好な切削加工性と低熱膨張性を兼ね備えるガラス質セラミックスを調製できることを見出した。
【００１６】
陶石は、シリカ、アルミナおよび酸化カリウムからなる複合酸化物を主成分とする鉱物である。かかる成分を含んだ複合構造の陶石を使用することにより、原料配合物の溶融を促進させることができる。また、陶石を使用することにより、原料費を低く抑えることができる。陶石の使用量は、原料配合物１００質量％に対して２５〜４０質量％である。この使用量が４０質量％を超えると、最終的に得られるガラス質セラミックスの熱膨張係数が大きくなり、低熱膨張性の製品を得ることが困難になる。一方、この使用量が２５質量％未満になると、原料配合物の溶解性が悪くなるとともに、ガラス質セラミックス中のフッ素金雲母（ＫＭｇ₃（ＡｌＳｉ₃）₁₀Ｆ₂）の含量が減少し、快削性が得られなくなる。原料配合物中の陶石の好ましい含量は、たとえば２６．７〜３９．５質量％である。
【００１７】
フッ化マグネシウムの使用量は、原料配合物１００質量％に対して２〜１０質量％である。この使用量が１０質量％を超えると、フッ素金雲母の生成量が増加し、得られるガラス質セラミックスの熱膨張係数が大きくなる。一方、この使用量が２質量％未満になると、フッ素金雲母の生成量が減少し、快削性が得られなくなる。原料配合物中のフッ化マグネシウムの好ましい含量は、たとえば４．９〜６．６質量％である。
【００１８】
酸化マグネシウムの使用量は、原料配合物１００質量％に対して３〜１０質量％である。この使用量が１０質量％を超えると、フッ素金雲母の生成量が増加し、さらに余ったＭｇＯによりフォルステライトＭｇ₂ＳｉＯ₄等の副産物が生成し、得られるガラス質セラミックスの熱膨張係数が大きくなる。一方、この使用量が３質量％未満になると、フッ素金雲母の生成量が減少し、快削性が得られなくなる。原料配合物中の酸化マグネシウムの好ましい含量は、たとえば４．１〜６．２質量％である。
【００１９】
本発明において、カリウム化合物には、酸化雰囲気下において加熱により酸化カリウムに変換できる化合物が好ましく使用される。具体的に、カリウム化合物として、炭酸カリウムを好ましく用いることができる。しかし、配合物の組成に大きな影響を及ぼさない限り、ホウ酸カリウム等の他のカリウム化合物を使用してもよい。本発明において、カリウム化合物の配合量（質量％）は、酸化カリウム（Ｋ₂Ｏ）に換算して決定する。この換算では、所定量のカリウム化合物中のカリウムがすべて酸化カリウムとなった時に得られる酸化カリウムの量を計算する。そして、原料配合物１００質量％に対する上記計算量の割合（質量％）を酸化カリウム換算でのカリウム化合物の含量とする。本発明において、この酸化カリウム換算でのカリウム化合物の使用量は、原料配合物１００質量％に対して２〜５．５質量％である。この使用量が５．５質量％を超えると、フッ素金雲母の生成量が増加し、さらに余ったＫ₂Ｏはガラス体自体の熱膨張を大きくし、得られるガラス質セラミックスの熱膨張係数が大きくなる。一方、この使用量が２質量％未満になると、フッ素金雲母の生成量が減少し、快削性が得られなくなる。原料配合物中の酸化カリウム換算でのカリウム化合物の好ましい含量は、たとえば２．４〜３．７質量％である。
【００２０】
本発明において、ホウ素化合物には、酸化雰囲気下において加熱により酸化ホウ素に変換できる化合物が好ましく使用される。具体的に、ホウ素化合物として、ホウ酸を好ましく用いることができる。しかし、配合物の組成に大きな影響を及ぼさない限り、ホウ酸カリウム等の他のホウ素化合物を使用してもよい。本発明において、ホウ素化合物の配合量（質量％）は、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）に換算して決定する。この換算では、所定量のホウ素化合物中のホウ素がすべて酸化ホウ素となった時に得られる酸化ホウ素の量を計算する。そして、原料配合物１００質量％に対する上記計算量の割合（質量％）を酸化ホウ素換算でのホウ素化合物の含量とする。本発明において、この酸化ホウ素換算でのホウ素化合物の使用量は、原料配合物１００質量％に対して３〜１１質量％である。この使用量が１１質量％を超えると、原料バッチの溶融性は向上するが、得られるガラス質セラミックスの耐熱性が低下し好ましくない。一方、この使用量が３質量％未満になると、融液中に未溶融物が残存するようになり、得られるガラス体が均質にならない。原料配合物中の酸化ホウ素換算でのホウ素化合物の好ましい含量は、たとえば３．６〜１０．１質量％である。
【００２１】
ケイ酸ジルコニウムの使用量は、原料配合物１００質量％に対して１〜６質量％である。ケイ酸ジルコニウムは、均一で微細なフッ素金雲母の結晶を容易に生成できるようにし、ガラス質セラミックスの切削性を高めるのに有効である。この使用量が６質量％を超えると、融液中に溶融しきれなくなる。一方、この使用量が１質量％未満になると、ケイ酸ジルコニウムの上述した添加効果が得られなくなる。原料配合物中のケイ酸ジルコニウムの好ましい含量は、たとえば３．４〜５．４質量％である。
【００２２】
酸化亜鉛の使用量は、原料配合物１００質量％に対して２０〜４０質量％である。この使用量が４０質量％を超えると、融液中に未溶融の酸化亜鉛が残存し、均質なガラス体を得ることができない。一方、この使用量が２０質量％未満になると、ガラス質セラミックスにおけるケイ酸亜鉛結晶の生成が不十分となり、ガラス質セラミックスの熱膨張係数を十分に下げることができない。原料配合物中の酸化亜鉛の好ましい含量は、たとえば２３．７〜３１．２質量％である。
【００２３】
二酸化ケイ素の使用量は、原料配合物１００質量％に対して５〜１５質量％である。この使用量が１５質量％を超えると、融液の粘性が高くなり、融液からの脱泡が困難となる。一方、この使用量が５質量％未満になると、ガラス質セラミックスにおけるケイ酸亜鉛結晶の生成が不十分となり、ガラス質セラミックスの熱膨張係数を十分に下げることができない。原料配合物中の二酸化ケイ素の好ましい含量は、たとえば６．５〜９．９質量％である。
【００２４】
なお、上述した原料配合物に使用される各成分は、当業者が容易に入手できるものであり、たとえば、すべて市販品として入手できるものである。
【００２５】
本発明による製造方法おいて、上述した各成分を含む原料配合物は、十分に混合することが好ましい。そのような混合工程の後、原料配合物は、造粒、仮焼され、たとえば、溶融炉中で溶融され、ガラス転移温度が約４２０℃〜５００℃の範囲内にあるガラス溶融液とされる。典型的に、この溶融液は鋳型に注入され、たとえば、６００℃すなわち上述した範囲の転移温度より少なくとも１００℃高い温度から、３４０℃すなわち上述した範囲の転移温度より少なくとも８０℃低い温度まで、たとえば１時間あたり１００℃以下の冷却速度で徐々に冷却する。このような徐冷により、溶融液は固化し、ガラス体となる。この際の冷却速度が大きすぎると、得られるガラス体の内部歪が増大したり、大型のガラス体ではクラックや割れが生じやすくなり、収率の低下が起こり得る。一方、冷却速度が小さすぎると、ガラスの生産性が低下する。これらのことを考慮して適当な冷却速度を選ぶことが望ましい。
【００２６】
このようにして得られたガラス体は、アルミナ等の容器中で８５０℃を超え１０５０℃までの温度で熱処理される。この際、ガラス体を容器で解放系にて熱処理すると、フッ素やフッ素化合物の蒸気が散逸する。したがって、蓋付き容器中でガラス体を熱処理することが必要である。また、蓋付き容器を使用し、さらにガラス体と容器との間の空間をアルミナ粉末または黒鉛粉末を主成分とする粉末で埋めることにより、より確実にフッ素やフッ素化合物の散逸を抑制することができる。アルミナ粉末または黒鉛粉末は、ガラス体の熱処理温度において焼結せず、ガラス体との反応や融着を起こさず、さらに良好な熱伝導性を有するため短時間での均一な熱処理に寄与し得る。また、これらの粉末は、熱処理中にガラス体表面の一部が軟化してガラス形状が変化することを効果的に抑制し得る。なお、これらの粉末による効果がもたらされる範囲で、アルミナ粉末または黒鉛粉末に、他の粉末、たとえばジルコニア粉末、マグネシア粉末等を添加してもよい。こうして蓋付き容器内でガラス体を熱処理することにより、ガラス体中にフッ素金雲母の結晶およびケイ酸亜鉛の微結晶が析出、生成する。かくして、たとえば室温〜４００℃における熱膨張係数が５×１０^-6〜７×１０^-6／℃であり、その内部にフッ素金雲母結晶およびケイ酸亜鉛結晶が析出しているガラス質セラミックスが得られる。
【００２７】
【実施例】
実施例１
表１に示す化学組成を有する精製陶石を使用した。この陶石に、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸カリウム、ホウ酸、ケイ酸ジルコニウム、酸化亜鉛および二酸化ケイ素を添加し、それぞれ表２の実施例１に示す配合割合の原料配合物を得た。
【００２８】
原料成分をボールミルを用いて１時間十分に混合し、原料配合物とした。この原料配合物を成形機（ブリケッティングマシン）により直径約１５ｍｍの球状に造粒した。造粒物を８５０℃にて５時間仮焼し、溶融用原料を得た。この溶融用原料を溶融炉に入れ、１３５０℃で溶融させた。溶融物を２５ｃｍ×２５ｃｍ×４ｃｍのサイズの角形黒鉛鋳型に注入し、６００℃から３００℃に至るまで、冷却速度５０℃／ｈｒにて６時間かけて徐冷し、次いで室温まで自然冷却しガラス体を得た。得られたガラス体をアルミナ製容器に収容し、該容器の空間部分をアルミナ粉末で埋め、容器をアルミナ製蓋で閉じた。蓋をしたアルミナ容器を、電気炉中で９．５時間かけて９５０℃まで昇温し、その温度で５時間熱処理してから室温まで徐冷し、ガラス質セラミックスを得た。
【００２９】
得られたガラス質セラミックスの熱膨張を毎分５℃の昇温速度で室温から６５０℃まで測定し、ガラス転移点を求めて、室温〜４００℃の熱膨張係数を求めた。さらに、Ｘ線回折装置を用いてガラス質セラミックス中の主要結晶相を調べた。また、ガラス質セラミックスの切削加工性につき汎用旋盤を用いて試験した。切削加工性の評価では、円柱状に加工したガラス質セラミックス製品を、超硬工具（Ｋ−１０種）を用い、切削速度１８ｍ／ｍｉｎ、送り０．０３１ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み０．１ｍｍにて５分間旋盤切削し、切削後の表面粗さの程度により、３段階評価を行った。評価は以下のとおりである。
【００３０】
Ｒｍａｘが１０μｍ未満：○
Ｒｍａｘが１０μｍ以上１５μｍ未満：△
Ｒｍａｘが１５μｍ以上：×
評価の結果も合わせて表２に示す。また表３に、炭酸カリウムおよびホウ酸をそれぞれ酸化カリウムおよび酸化ホウ素に換算した配合割合を示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
【表２】

【００３３】
【表３】

【００３４】
実施例２〜６
各成分の配合割合を表２の実施例２〜６のように変え、実施例１と同様の工程によりガラス体を得た。得られたガラス体の熱処理温度（結晶化温度）を表２の実施例２〜６に示すように変更したほかは、実施例１と同様の条件にてガラス質セラミックスを製造した。得られたガラス質セラミックスのガラス転移点、熱膨張係数、主要結晶相および切削加工性を上記と同様に測定した。それらの結果も表２に示す。また表３に、炭酸カリウムおよびホウ酸をそれぞれ酸化カリウムおよび酸化ホウ素に換算した配合割合を示す。
【００３５】
比較例１
表４に示す組成の配合物を使用して、実施例１と同様の工程により混合、成形および仮焼を行い、溶融用原料を得た。この溶融用原料を溶融炉に入れ、１４５０℃で溶融させて、実施例１と同様の鋳型に注入した。次いで、ガラス融液を７５０℃から４００℃まで、冷却速度５０℃／ｈｒで７時間かけて徐冷し、次いで室温まで自然冷却しガラス体を得た。得られたガラス体をアルミナ製容器に入れ、空間を黒鉛粉末で埋め、アルミナ製蓋を容器にのせた。蓋をした容器を、電気炉中で昇温速度１００℃／ｈｒにて１１２５℃まで昇温し、その温度で１０時間熱処理（結晶化）し、ガラス質セラミックスを得た。得られたガラス質セラミックスを実施例１と同様に評価した。成分の配合割合、ガラス転移温度、熱膨張係数、主要な結晶相および切削加工性を表４に示す。なお、室温〜４００℃の熱膨張係数およびガラス転移点を求めるにあたり、熱膨張は室温から８００℃まで測定した。
【００３６】
【表４】

【００３７】
比較例２〜４
各成分の配合割合を表４の比較例２〜４に示すようにそれぞれ変えたほかは、比較例１と同様にしてガラス質セラミックスの製造および評価を行った。その結果を表４に示す。
【００３８】
表２と表４との比較により、本発明によるガラス質セラミックスは、比較例のガラス質セラミックスに比べて熱膨張係数が小さいことがわかる。また、本発明によるガラス質セラミックスは、比較例のガラス質セラミックスと同等の切削加工性を有している。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、熱膨張係数が小さくかつ切削加工性に優れたガラス質セラミックスを提供することができる。また、本発明は、溶融法によるため、大型または肉厚のものでも、均質で、熱膨張係数が小さくかつ切削加工性に優れたガラス質セラミックスを提供することができる。本発明によれば、低熱膨張性が要求される機械部品や半導体治具等に大型のガラス質セラミックスを提供できる。このように、本発明は、ガラス質セラミックスの用途を広げることができ、産業上きわめて有用である。

Claims

２５〜４０質量％の陶石、２〜１０質量％のフッ化マグネシウム、酸化カリウム換算で２〜５．５質量％のカリウム化合物、酸化ホウ素換算で３〜１１質量％のホウ素化合物、３〜１０質量％の酸化マグネシウム、１〜６質量％のケイ酸ジルコニウム、５〜１５質量％の二酸化ケイ素および２０〜４０質量％の酸化亜鉛からなる配合物から溶融法によって得られるガラス質セラミックスであって、
その内部にフッ素金雲母結晶およびケイ酸亜鉛結晶が析出していることを特徴とするガラス質セラミックス。
２５〜４０質量％の陶石、２〜１０質量％のフッ化マグネシウム、酸化カリウム換算で２〜５．５質量％のカリウム化合物、酸化ホウ素換算で３〜１１質量％のホウ素化合物、３〜１０質量％の酸化マグネシウム、１〜６質量％のケイ酸ジルコニウム、５〜１５質量％の二酸化ケイ素および２０〜４０質量％の酸化亜鉛からなる配合物を加熱して溶融する工程と、
前記溶融工程で得られた溶融液を冷却してガラス体を得る工程と、
蓋付き容器中で前記ガラス体を８５０℃より高くかつ１０５０℃以下である温度で熱処理する工程と
を含むガラス質セラミックスの製造方法。
前記熱処理工程において、前記蓋付き容器内に前記ガラス体とともにアルミナ粉末または黒鉛粉末を主成分とする粉末を充填することを特徴とする、請求項２に記載のガラス質セラミックスの製造方法。
２５〜４０質量％の陶石、２〜１０質量％のフッ化マグネシウム、酸化カリウム換算で２〜５．５質量％のカリウム化合物、酸化ホウ素換算で３〜１１質量％のホウ素化合物、３〜１０質量％の酸化マグネシウム、１〜６質量％のケイ酸ジルコニウム、５〜１５質量％の二酸化ケイ素および２０〜４０質量％の酸化亜鉛からなるガラス質セラミックス用組成物。