JP5300474B2 - β−石英および/またはβ−スポジュメンのガラスセラミックの調製、そのようなガラスセラミックから製造された物品の調製、ガラスセラミック、そのガラスセラミックおよび前駆体ガラス - Google Patents
β−石英および/またはβ−スポジュメンのガラスセラミックの調製、そのようなガラスセラミックから製造された物品の調製、ガラスセラミック、そのガラスセラミックおよび前駆体ガラス Download PDFInfo
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Description
・主結晶相としてβ−石英のまたはβ−スポジュメンの固溶体(β−石英およびβ−スポジュメンの固溶体)を含有するガラスセラミックを調製する方法、
・そのガラスセラミックから製造された物品を調製する方法
・主結晶相としてβ−石英のまたはβ−スポジュメンの固溶体(β−石英およびβ−スポジュメンの固溶体)を含有する新規のガラスセラミック、
・その新規のガラスセラミックから製造された物品、および
・その新規のガラスセラミックの前駆体であるリチウムアルミノシリケートガラス、
に関する。
・無機ガラスまたはそのようなガラスの前駆体である充填剤を溶融する第1の工程であって、一般に、1,550および1,650℃の間で行われる工程、
・得られた溶融ガラスを冷却し、成形する第2の工程、および
・冷却され成形されたガラスの適切な熱処理による結晶化またはセラミック化の第3の工程。
SnO2: 0.1〜2質量%
Cl: 0〜1質量%。
・第1に、ガラス中のSnO2の低い溶解度のため。溶融を実施することの難点および失透の問題が極めて瞬時に観察される。および
・第2に、SnO2の還元力のため。SnO2は、ガラス中に存在する遷移金属酸化物、特に、暗色のガラスセラミックを製造するために通常用いられる酸化バナジウムを還元し得、したがって、求められているセラミックの色に強烈に影響を与える。前駆体ガラスの清澄に効果的な量でSnO2が存在すると、最終的なガラスセラミックの色を調節するのが難しい。
・リチウムアルミノシリケートガラスまたはそのようなガラスの前駆体である充填剤を溶融し、得られた溶融ガラスを清澄する工程であって、そのガラスまたは充填剤が効果的かつ過剰ではない量で少なくとも1種類の清澄剤を含有するものである工程、
・得られた溶融された清澄ガラスを冷却すると同時に、求められている物品に所望の形状に成形する工程、および
・成形されたガラスをセラミック化する工程、
を有してなる方法に関する。
・当業者は、清澄剤としての多価化合物の使用を長い間知っている。高温で、その還元形態が促進され、その還元により、清澄を促進する酸素を放出する。しかしながら、高温(>1550℃)で行われるガラス溶融について、他の多価元素よりも、ヒ素がずっと効率的であることが知られている。
・当業者は、粘度についてのフッ素の影響を知っている(特に、前出の特許文献5の教示を参照のこと)。それにもかかわらず、そのフッ素は、それ自体、効果的な清澄剤を構成せず、多量で存在すると、最終製品の透明度にとって有害となり得ることが知られている。
・0.1質量%および2質量%の間の量でフッ素を加えること(添加するフッ素の一部は、溶融および清澄の最中に蒸発し、最終的なガラスセラミックは、フッ素をそれより少なく含有する)、
・0.2質量%および2質量%の間の量で多価元素の少なくとも1種類の酸化物を加えること、SnO2は、0.7質量%以下で含まれ、0.5質量%以下で含まれることが有利である、
が推奨される。
多価元素の少なくとも1種類の酸化物、その酸化物または酸化物の合計が、0.2%および2%の間を表し、それゆえ、各々が少なくとも0.15%の比率で存在し、SnO2は、含まれている場合、多くとも0.7%の比率でしか存在しない、
から実質的になる組成を有する。
多価元素の少なくとも1種類の酸化物、その酸化物または酸化物の合計が、0.2%および2%の間を表し、それゆえ、各々が少なくとも0.15%の比率で存在し、SnO2は、含まれている場合、多くとも0.7%の比率でしか存在しない、
から実質的になり、BaO+SrOが0.4〜1.4%であり、MgO+BaO+SrOが1.1〜2.3%であり、Na2O+K2Oが0〜<1.0%であり、(2.8Li2O+1.2ZnO)/5.2MgOが>1.8である。
多価元素の少なくとも1種類の酸化物、その酸化物または酸化物の合計が、0.2%および2%の間を表し、それゆえ、各々が少なくとも0.15%の比率で存在し、SnO2は、含まれている場合、多くとも0.7%の比率でしか存在しない、
から実質的になり、BaO+SrOが0.4〜1.4%であり、MgO+BaO+SrOが1.1〜2.3%であり、Na2O+K2Oが0〜<1.0%であり、(2.8Li2O+1.2ZnO)/5.2MgOが>1.8であり、TiO2/ZrO2が>2.2である。
ガラスは、硝酸塩または炭酸塩などの容易に分解できる化合物からおよび/または酸化物から通常の様式で調製した。出発材料を混合して、均質な混合物を得た。
・1,400から1,600℃に160分、
・1,600から1,650℃に100分、および
・1,650℃で110分。
・組成Aは、清澄剤として0.6質量%の酸化ヒ素(As2O3)、および着色剤として0.2質量%のV2O5を含有する、
・組成Bは0.2質量%のSnO2を含有する、
・組成Cは0.5質量%のV2O5を含有する、
・組成Dは0.2質量%のFを含有する、
・組成Eは0.4質量%のClおよび0.2質量%のSnO2を含有する、
・組成1は0.2質量%のFおよび0.2質量%のSnO2を含有する、
・組成2は0.2質量%のFおよび0.5質量%のV2O5を含有する、
・組成3は0.2質量%のFおよび1質量%のMnO2を含有する、
・組成4および5は、0.2質量%のFおよび0.2質量%のSnO2を含有する。
以下に、本発明の清澄によって、調製されたガラスセラミックの性質(熱膨張、色および透過率)は著しくは変わらず、それとは対照的に、エージングについてプラスの効果が観察されることが示されている。
・周囲温度から600℃まで20分、
・600から820℃まで45分、
・820から930℃まで20分、および
・930℃で15分。
Claims (11)
- 主結晶相としてβ−石英および/またはβ−スポジュメンの固溶体を含有するガラスセラミックを調製する方法であって、前記ガラスセラミックの前駆体であるリチウムアルミノシリケートガラスを、そのセラミック化を確実にする条件下で熱処理する工程を有してなる方法において、前記ガラスが、清澄剤として、フッ素および酸化ヒ素と酸化アンチモンとは異なる多価元素の少なくとも1種類の酸化物を含有し、
前記多価元素の少なくとも1種類の酸化物が、SnO 2 、V 2 O 5 、CeO 2 、MnO 2 、およびFe 2 O 3 からなる群より選択される、
ことを特徴とする方法。 - 主結晶相としてβ−石英および/またはβ−スポジュメンの固溶体を含有するガラスセラミックから製造された物品を調製する方法であって、
・リチウムアルミノシリケートガラスまたは該ガラスの前駆体である充填剤を溶融し、得られた溶融ガラスを清澄する工程であって、前記ガラスまたは充填剤が効果的でありかつ過剰ではない量で少なくとも1種類の清澄剤を含有するものである工程、
・得られた溶融された清澄ガラスを冷却すると同時に、該ガラスを求められている前記物品に所望の形状に成形する工程、および
・成形された前記ガラスをセラミック化する工程、
を有してなる方法において、
前記ガラスまたは前記充填剤が、清澄剤として、フッ素および酸化ヒ素と酸化アンチモンとは異なる多価元素の少なくとも1種類の酸化物を含有し、
前記多価元素の少なくとも1種類の酸化物が、SnO 2 、V 2 O 5 、CeO 2 、MnO 2 、およびFe 2 O 3 からなる群より選択される、
ことを特徴とする方法。 - 前記ガラスが、避けられない微量を除いて、ヒ素もアンチモンも含有しないことを特徴とする請求項1または2記載の方法。
- 前記充填剤が、避けられない微量を除いて、ヒ素もアンチモンも含有しないことを特徴とする請求項2記載の方法。
- 前記フッ素が0.1質量%および2質量%の間の量で加えられ、前記多価元素の少なくとも1種類の酸化物が、0.2質量%および2質量%の間の量で加えられ、該酸化物がSnO2の場合には、0.7質量%を超える量で含まれないことを特徴とする請求項1または2記載の方法。
- 主結晶相としてβ−石英および/またはβ−スポジュメンの固溶体を含有するガラスセラミックであって、該ガラスセラミックの組成が、酸化物およびフッ素の質量パーセントで表して、60〜72%のSiO2、18〜23%のAl2O3、2.5〜4%のLi2O、0.5〜2%のMgO、1〜3%のZnO、1.5〜3.5%のTiO2、0〜2.5%のZrO2、0〜2%のBaO、0〜2%のSrO、0〜2%のCaO、0〜1.5%のNa2O、0〜1.5%のK2O、0〜5%のP2O5、0〜3%のB2O3、0.05〜1%のF、および
酸化ヒ素と酸化アンチモンとは異なる多価元素の少なくとも1種類の酸化物であって、該酸化物または該酸化物の合計が、0.2%および2%の間の量を表し、各々が少なくとも0.15%の比率で存在し、SnO2は、含まれている場合、多くとも0.7%の比率でしか存在しない酸化物、
から実質的になり、
前記多価元素の少なくとも1種類の酸化物が、SnO 2 、V 2 O 5 、CeO 2 、MnO 2 、およびFe 2 O 3 からなる群より選択される、
ことを特徴とするガラスセラミック。 - 前記組成が、酸化物およびフッ素の質量パーセントで表して、65〜70%のSiO2、18〜19.8%のAl2O3、2.5〜3.8%のLi2O、0.55〜1.5%のMgO、1.2〜2.8%のZnO、1.8〜3.2%のTiO2、0〜1.4%のBaO、0〜1.4%のSrO、1.0〜2.5%のZrO2、0〜<1%のNa2O、0〜<1.0%のK2O、0.05〜1%のF、および
多価元素の少なくとも1種類の酸化物であって、該酸化物または該酸化物の合計が、0.2%および2%の間を表し、各々が少なくとも0.15%の比率で存在し、SnO2は、含まれている場合、多くとも0.7%の比率でしか存在しない酸化物、
から実質的になり、BaO+SrOが0.4〜1.4%であり、MgO+BaO+SrOが1.1〜2.3%であり、Na2O+K2Oが0〜<1.0%であり、(2.8Li2O+1.2ZnO)/5.2MgOが>1.8であることを特徴とする請求項6記載のガラスセラミック。 - 前記組成が、酸化物およびフッ素の質量パーセントで表して、65〜70%のSiO2、18〜20.5%のAl2O3、2.5〜3.8%のLi2O、0.55〜1.5%のMgO、1.2〜2.8%のZnO、0〜1.4%のBaO、0〜1.4%のSrO、0〜<1%のNa2O、0〜<1.0%のK2O、1.8〜3.5%のTiO2、0.8〜1.6%のZrO2、0.05〜1%のF、および
多価元素の少なくとも1種類の酸化物であって、該酸化物または該酸化物の合計が、0.2%および2%の間を表し、各々が少なくとも0.15%の比率で存在し、SnO2は、含まれている場合、多くとも0.7%の比率でしか存在しない酸化物、
から実質的になり、BaO+SrOが0.4〜1.4%であり、MgO+BaO+SrOが1.1〜2.3%であり、Na2O+K2Oが0〜<1.0%であり、(2.8Li2O+1.2ZnO)/5.2MgOが>1.8であり、TiO2/ZrO2が>2.2であることを特徴とする請求項6記載のガラスセラミック。 - 前記組成が、0〜0.7%のSnO2、0〜2%のCeO2、0〜2%のMnO2、0〜2%のFe2O3、および0〜1%のV2O5を含有することを特徴とする請求項6から8いずれか1項記載のガラスセラミック。
- 請求項6から9いずれか1項記載のガラスセラミックから製造された物品。
- 請求項6から9いずれか1項記載のガラスセラミックの前駆体であるリチウムアルミノシリケートガラス。
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