JP6955509B2 - アルカリ含有量が低いホウケイ酸ガラス - Google Patents
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Description
本明細書に記載のガラスは、2価酸化物MOを更に含んでよく、ここでMはアルカリ土類金属(Mg、Ca及びSr等)並びに/又はZnである。2価酸化物は、ガラスの溶融挙動を改善するが、平均熱膨張係数を増大させる。2価酸化物がアルカリ土類金属酸化物を含む場合、これらのアルカリ土類金属酸化物は、ガラス中に含有される1つ以上のアルカリ金属酸化物ほどには、ガラスの平均熱膨張係数を増大させない。
異なる複数のアルカリ種を含有するガラスの高温抵抗率を評価するために、ベースガラス組成物中のNa2Oを、K2O又はLi2Oで徐々に置換し、得られるガラスの抵抗率を、比M+:(Na++M+)(ここでMはLi+又はK+である)の関数として測定した。具体的には、上記ベースガラス組成物は、67.04モル%のSiO2、19.79モル%のB2O3、6.25モル%のAl2O3、0.57モル%のMgO、4.85モル%のCaO、0.45モル%のSrO、0.88モル%のNa2O、0.01モル%のK2O、0.08モル%のSnO2、及び0.03モル%のZrO2からなっていた。第1の試行では、ベースガラス組成物中のNa2Oを徐々にK2Oで置換し、異なる値の比K+:(Na++K+)に関して、抵抗率を1630℃で測定した。この第1の試行の最終的なガラス組成物は、66.64モル%のSiO2、19.82モル%のB2O3、6.20モル%のAl2O3、0.56モル%のMgO、4.83モル%のCaO、0.44モル%のSrO、0.45モル%のNa2O、0.42モル%のK2O、0.08モル%のSnO2、及び0.04モル%のZrO2からなっていた。第2の試行では、ベースガラス組成物中のNa2OをLi2Oで徐々に置換し、異なる値の比Li+:(Na++Li+)に関して、抵抗率を1630℃で測定した。この第2の試行の最終的なガラス組成物は、67.26モル%のSiO2、20.00モル%のB2O3、6.28モル%のAl2O3、0.61モル%のMgO、4.85モル%のCaO、0.45モル%のSrO、0.03モル%のNa2O、0モル%のK2O、0.76モル%のLi2O、0.14モル%のSnO2、及び0.07モル%のZrO2からなっていた。これら2つの試行に関するガラスの高温抵抗率を、図2に、比M+:(Na++M+)の関数としてグラフで示す。
高温抵抗率に対するLi2Oの影響を調査するために、実施例1の第2の試行のガラスと同様のガラスを、0.8モル%のLi2Oを用い、他のアルカリ金属酸化物を用いずにバッチ形成した。溶融器内においてLi2O濃度を0.8モル%から低下させ、溶融器内の動作電圧を、1630℃におおいて固定電流に対して監視した。溶融器内において、最低0.21モル%のLi2O濃度に到達した。0.21モル%未満のリチウム濃度を調査するために、るつぼ溶融物を0.2モル%、0.1モル%及び0.0モル%のLi2Oを有するガラスで作製し、抵抗率を1630℃で試験した。全ての試料(即ち0.8モル%→0.0モル%のLi2O)に関する抵抗率データが、図3にプロットされている。図3に示すように、ガラスの高温抵抗率は、ガラス中のLi2Oの濃度が0.8モル%から低下するに従って上昇し、これは、Li2Oの濃度が高いほど、ガラスが容易に溶融可能であることを示している。
ガラスの抵抗率を、ガラスが固体形態である、比較的低い温度でも調査した。具体的には、ガラスの抵抗率を、250℃、300℃、400℃及び500℃において評価した。試験したガラスは、実施例1に記載のベースガラスと同様の組成を有し、0.1モル%のNa2Oを含んでいた。Na2OをLi2Oで徐々に置換し、ガラスの抵抗率を上記温度において測定した。試験の結果を図4にグラフで示す。具体的には、上記温度におけるガラスの抵抗率は、モル比Li+:(Li++Na+)の関数としてプロットされている。
Li2OとNa2Oとの異なる複数の比を有するガラスに関して、ヤング率及び硬度を調査した。具体的には、実施例1のベースガラス組成物を、比Li2O:(Li2O+Na2O)を変化させることによって修正し、ヤング率及び硬度を決定した。総アルカリ金属酸化物含有量は、0.86モル%であった。結果を図6にグラフで示し、ここではヤング率(E)及び硬度(H)が、ガラス中の比Li2O:(Li2O+Na2O)の関数としてプロットされている。
約50モル%〜約70モル%のSiO2;
約12モル%〜約35モル%のB2O3;
約4モル%〜約12モル%のAl2O3;
0モル%超かつ1モル%以下のアルカリ金属酸化物であって、Li2Oが上記アルカリ金属酸化物の約20%以上である、アルカリ金属酸化物;
約0.3モル%〜約0.7モル%のNa2O又はLi2O;並びに
0モル%超かつ12モル%未満の総2価酸化物であって、上記総2価酸化物は、CaO、MgO及びSrOのうちの少なくとも1つを含む、総2価酸化物
を含む、ガラスであって、
(Li2O(モル%)+(Na2O(モル%))に対するLi2O(モル%)の比は、0.4以上0.6以下である、ガラス。
上記ガラスの低温抵抗率は1×109Ω・cm以上である、実施形態1に記載のガラス。
上記ガラスの高温抵抗率は180Ω・cm以下である、実施形態1又は2に記載のガラス。
上記ガラスは、約40×10−7/℃未満の熱膨張係数、及び約65GPa未満のヤング率を有する、実施形態1〜3のいずれか1つに記載のガラス。
上記ガラスの液相粘度は100kP以上である、実施形態1〜4のいずれか1つに記載のガラス。
Li2Oの濃度は上記アルカリ金属酸化物の約40%以上である、実施形態1〜5のいずれか1つに記載のガラス。
上記ガラスのヤング率は、上記ガラスの最大ヤング率の+/−0.2以内である、実施形態1〜6のいずれか1つに記載のガラス。
上記ガラスの硬度は、最大硬度の+/−0.2以内である、実施形態1〜7のいずれか1つに記載のガラス。
0.5モル%以下の上記アルカリ金属酸化物を含む、実施形態1〜8のいずれか1つに記載のガラス。
上記総2価酸化物は、Al2O3+1モル%の濃度以下である、実施形態1〜9のいずれか1つに記載のガラス。
上記総2価酸化物は、Al2O3の濃度以下である、実施形態1〜10のいずれか1つに記載のガラス。
約50モル%〜約70モル%のSiO2;
約12モル%〜約35モル%のB2O3;
約4モル%〜約12モル%のAl2O3;
0モル%超かつ1モル%以下のアルカリ金属酸化物であって、Li2Oが上記アルカリ金属酸化物の約20%以上である、アルカリ金属酸化物;
約0.2モル%〜約0.7モル%のK2O;並びに
0モル%超かつ12モル%未満の総2価酸化物であって、上記総2価酸化物は、CaO、MgO及びSrOのうちの少なくとも1つを含む、総2価酸化物
を含む、ガラスであって、
(Li2O(モル%)+(Na2O(モル%))に対するLi2O(モル%)の比は、0.4以上0.6以下である、ガラス。
上記ガラスの低温抵抗率は1×109Ω・cm以上である、実施形態12に記載のガラス。
上記ガラスの高温抵抗率は180Ω・cm以下である、実施形態12又は13に記載のガラス。
上記ガラスは、約40×10−7/℃未満の熱膨張係数、及び約65GPa未満のヤング率を有する、実施形態12〜14のいずれか1つに記載のガラス。
上記ガラスの液相粘度は100kP以上である、実施形態12〜15のいずれか1つに記載のガラス。
Li2Oの濃度は上記アルカリ金属酸化物の約40%以上である、実施形態12〜16のいずれか1つに記載のガラス。
上記ガラスのヤング率は、上記ガラスの最大ヤング率の+/−0.2以内である、実施形態12〜17のいずれか1つに記載のガラス。
上記ガラスの硬度は、最大硬度の+/−0.2以内である、実施形態12〜18のいずれか1つに記載のガラス。
0.5モル%以下の上記アルカリ金属酸化物を含む、実施形態12〜19のいずれか1つに記載のガラス。
上記総2価酸化物は、Al2O3+1モル%の濃度以下である、実施形態12〜20のいずれか1つに記載のガラス。
上記総2価酸化物は、Al2O3の濃度以下である、実施形態12〜21のいずれか1つに記載のガラス。
コアガラス;
上記コアガラスに融着したクラッドガラスであって、上記クラッドガラスは、SiO2、B2O3、Al2O3、及び0モル%超かつ1モル%以下のアルカリ金属酸化物を含む、クラッドガラス
を含む、ガラス積層体であって、
Li2Oは上記アルカリ金属酸化物の約20%以上であり;
上記クラッドガラスは第1の熱膨張係数を有し;
上記コアガラスは、上記第1の熱膨張係数より大きい第2の熱膨張係数を有する、ガラス積層体。
上記クラッドガラスの低温抵抗率は1×109Ω・cm以上である、実施形態23に記載のガラス積層体。
上記クラッドガラスの高温抵抗率は180Ω・cm以下である、実施形態23又は24に記載のガラス積層体。
Li2Oの濃度は上記アルカリ金属酸化物の約40%以上である、実施形態23〜25のいずれか1つに記載のガラス積層体。
(Li2O(モル%)+(Na2O(モル%))に対するLi2O(モル%)の比は、0.3以上0.7以下である、実施形態23〜26のいずれか1つに記載のガラス積層体。
上記クラッドガラスの弾性率は、上記クラッドガラスの最大弾性率の+/−0.2以内である、実施形態23〜27のいずれか1つに記載のガラス積層体。
上記クラッドガラスは少なくとも40MPaの圧縮応力下にある、実施形態23〜28のいずれか1つに記載のガラス積層体。
前面、背面及び側面を有する、ハウジング;
少なくとも一部が上記ハウジング内に設けられた、電子構成部品;並びに
ディスプレイを覆うように配置された、実施形態1〜22のいずれか1つに記載のガラス
を備える、消費者向け電子製品。
前面、背面及び側面を有する、ハウジング;
少なくとも一部が上記ハウジング内に設けられた、電子構成部品;並びに
ディスプレイを覆うように配置された、実施形態23〜29のいずれか1つに記載のガラス積層体
を備える、消費者向け電子製品。
110 コアガラス
120 クラッドガラス
Claims (10)
- 50モル%〜70モル%のSiO2;
12モル%〜35モル%のB2O3;
4モル%〜12モル%のAl2O3;
0モル%超かつ0.5モル%以下のアルカリ金属酸化物であって、Li2Oが前記アルカリ金属酸化物の20%以上である、アルカリ金属酸化物;並びに
0モル%超かつ12モル%未満の総2価酸化物であって、前記総2価酸化物は、CaO、MgO及びSrOのうちの少なくとも1つを含む、総2価酸化物
を含む、ガラスであって、
前記総2価酸化物はAl 2 O 3 の濃度以下であり、
Li 2 OとNa 2 Oの合計が0.3モル%以上かつ0.5モル%以下であり、
(Li2O(モル%)+(Na2O(モル%))に対するLi2O(モル%)の比は、0.4以上0.6以下である、ガラス。 - 50モル%〜70モル%のSiO2;
12モル%〜35モル%のB2O3;
4モル%〜12モル%のAl2O3;
0モル%超かつ0.5モル%以下のアルカリ金属酸化物であって、Li2Oが前記アルカリ金属酸化物の20%以上である、アルカリ金属酸化物;
0.2モル%〜0.4モル%のK2O;並びに
0モル%超かつ12モル%未満の総2価酸化物であって、前記総2価酸化物は、CaO、MgO及びSrOのうちの少なくとも1つを含む、総2価酸化物
を含む、ガラスであって、
前記総2価酸化物はAl 2 O 3 の濃度以下であり、
(Li2O(モル%)+(Na2O(モル%))に対するLi2O(モル%)の比は、0.4以上0.6以下である、ガラス。 - 前記ガラスの低温抵抗率は1×109Ω・cm以上である、請求項1または2に記載のガラス。
- 前記ガラスの高温抵抗率は180Ω・cm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス。
- 前記ガラスは、40×10-7/℃未満の熱膨張係数、及び65GPa未満のヤング率を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス。
- コアガラス;
前記コアガラスに融着したクラッドガラスを有するガラス積層体であって、
前記クラッドガラスは、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラスであり、
前記クラッドガラスは第1の熱膨張係数を有し;
前記コアガラスは、前記第1の熱膨張係数より大きい第2の熱膨張係数を有する、ガラス積層体。 - 前記クラッドガラスの低温抵抗率は1×109Ω・cm以上である、請求項6に記載のガラス積層体。
- 前記クラッドガラスの高温抵抗率は180Ω・cm以下である、請求項6または7に記載のガラス積層体。
- 前面、背面及び側面を有する、ハウジング;
少なくとも一部が前記ハウジング内に設けられた、電子構成部品;並びに
ディスプレイを覆うように配置された、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラス
を備える、消費者向け電子製品。 - 前面、背面及び側面を有する、ハウジング;
少なくとも一部が前記ハウジング内に設けられた、電子構成部品;並びに
ディスプレイを覆うように配置された、請求項6〜8のいずれか1項に記載のガラス積層体
を備える、消費者向け電子製品。
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