JPH0337135A - 低膨張透明結晶化ガラス - Google Patents
低膨張透明結晶化ガラスInfo
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- JPH0337135A JPH0337135A JP17369789A JP17369789A JPH0337135A JP H0337135 A JPH0337135 A JP H0337135A JP 17369789 A JP17369789 A JP 17369789A JP 17369789 A JP17369789 A JP 17369789A JP H0337135 A JPH0337135 A JP H0337135A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C10/00—Devitrified 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
- C03C10/0036—Devitrified 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 a divalent metal oxide as main constituents
- C03C10/0045—Devitrified 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 a divalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3 and MgO as main constituents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は低膨張透明結晶化ガラスに係り、非常に小さな
熱膨張係数と優れた透明性を有し、耐熱性、温度変化に
よる寸法安定性を要求される透光材料として好適な低膨
張透明結晶化ガラスであって、特に溶融温度付近におけ
る粘性が低く短時間で結晶化の可能な、生産性の優れた
低膨張j3明結晶化ガラスに関する。
熱膨張係数と優れた透明性を有し、耐熱性、温度変化に
よる寸法安定性を要求される透光材料として好適な低膨
張透明結晶化ガラスであって、特に溶融温度付近におけ
る粘性が低く短時間で結晶化の可能な、生産性の優れた
低膨張j3明結晶化ガラスに関する。
熱膨張係数が小さく透光性に優れた結晶化ガラスとして
はLizO−A 1 z03−SiO□系の結晶化ガラ
スがある。この系の結晶化ガラスは数多く研究されてお
り、その一部には商品化されているものもある。
はLizO−A 1 z03−SiO□系の結晶化ガラ
スがある。この系の結晶化ガラスは数多く研究されてお
り、その一部には商品化されているものもある。
一般にこの系のガラスは溶融温度付近の粘性が高く、溶
融にはかなりの高温が必要であり、より容易に、より生
産性良く生産するために粘性の低い溶解性に優れたガラ
スが望まれる。
融にはかなりの高温が必要であり、より容易に、より生
産性良く生産するために粘性の低い溶解性に優れたガラ
スが望まれる。
このような粘性の低いガラスとしては、例えば特公昭4
7−5558号に記載されているものがある。
7−5558号に記載されているものがある。
実施例によれば、ガラスの10’ポアズの粘度における
温度(以後T4と記す)が1260℃とかなり低く、熱
処理することにより20℃〜70℃の温度範囲における
線膨張係数が−0,8〜0.1xlO−7℃−の透明な
結晶化ガラスが得られている。
温度(以後T4と記す)が1260℃とかなり低く、熱
処理することにより20℃〜70℃の温度範囲における
線膨張係数が−0,8〜0.1xlO−7℃−の透明な
結晶化ガラスが得られている。
しかしながらこのガラスの熱処理には8℃/hという非
常に遅い昇温速度が必要であるため、熱処理に約100
〜200hという非常に長い時間が必要であり、生産性
が非常に悪い。
常に遅い昇温速度が必要であるため、熱処理に約100
〜200hという非常に長い時間が必要であり、生産性
が非常に悪い。
さらに粘性の低いガラスの例としては、米国特許3,6
42,504号に記載されているものがある。この実施
例によるとT、=1242℃と、先の例よりさらに粘性
が低く、20℃から100℃の温度範囲における線膨張
係数がI X 10−’℃−1の透明結晶化ガラスが得
られている。結晶化に要する時間は8.5h十冷却時間
と先の例に比べかなり短縮されている。しかしながら、
得られた結晶化ガラスの550nmの波長における光透
過率はlea厚さで70%とガラスの90%からかなり
の低下が見られることから、かなり白濁していて、透光
材料としては好ましくない。
42,504号に記載されているものがある。この実施
例によるとT、=1242℃と、先の例よりさらに粘性
が低く、20℃から100℃の温度範囲における線膨張
係数がI X 10−’℃−1の透明結晶化ガラスが得
られている。結晶化に要する時間は8.5h十冷却時間
と先の例に比べかなり短縮されている。しかしながら、
得られた結晶化ガラスの550nmの波長における光透
過率はlea厚さで70%とガラスの90%からかなり
の低下が見られることから、かなり白濁していて、透光
材料としては好ましくない。
上記従来の低膨張透明結晶化ガラスにおいては、溶融温
度付近のガラスの粘性が低い組成では、結晶化処理のた
めに非常に長い時間を必要とするという重大な問題点が
あり、結晶化処理を短時間で行なえる組成では白濁し、
透明性が悪いという重大な問題点があった。
度付近のガラスの粘性が低い組成では、結晶化処理のた
めに非常に長い時間を必要とするという重大な問題点が
あり、結晶化処理を短時間で行なえる組成では白濁し、
透明性が悪いという重大な問題点があった。
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決するため、溶
融温度付近の粘性が低く、結晶化処理を短時間で行なう
ことができる、生産性に優れ、非常に小さな熱膨張係数
と優れた透明性を有する結晶化ガラスを提供することで
ある。
融温度付近の粘性が低く、結晶化処理を短時間で行なう
ことができる、生産性に優れ、非常に小さな熱膨張係数
と優れた透明性を有する結晶化ガラスを提供することで
ある。
本発明の低膨張透明結晶化ガラスは重量%でLixO:
2〜5 NazO: 0〜1.5 KxO;0〜1.0 Mg0:0.8〜4 ZnO: 1.8〜5 AlzCh : 18〜25 stow : 56〜64 TiOz : 1.5〜5 ZrOz : 1.5〜4.5 P105: 3〜5 Na20+Kzo : 0〜2.0 TiO1+Zr0t : 3.5〜7.0からなる組
成を有し、β−石英固溶体を主析出結晶として含む結晶
化ガラスである。
2〜5 NazO: 0〜1.5 KxO;0〜1.0 Mg0:0.8〜4 ZnO: 1.8〜5 AlzCh : 18〜25 stow : 56〜64 TiOz : 1.5〜5 ZrOz : 1.5〜4.5 P105: 3〜5 Na20+Kzo : 0〜2.0 TiO1+Zr0t : 3.5〜7.0からなる組
成を有し、β−石英固溶体を主析出結晶として含む結晶
化ガラスである。
本発明の結晶化ガラスは上記のm威を有するガラスを熱
処理することにより得ることができる。
処理することにより得ることができる。
上記熱処理温度は組成によって異なるが概ね、800〜
900℃である。又、上記熱処理はいきなり800〜9
00℃に保持する一段の熱処理であってもかまわないが
、より優れた透過率を有する結晶化ガラスを得るために
、700〜800℃の温度で第一段の熱処理を行ない、
その後800〜900℃の温度で第二段の熱処理を行な
うといった二段熱処理とすることが好ましい。
900℃である。又、上記熱処理はいきなり800〜9
00℃に保持する一段の熱処理であってもかまわないが
、より優れた透過率を有する結晶化ガラスを得るために
、700〜800℃の温度で第一段の熱処理を行ない、
その後800〜900℃の温度で第二段の熱処理を行な
うといった二段熱処理とすることが好ましい。
本発明の結晶化ガラスは5〜b
温速度及び、0.5〜ihの保持時間で結晶化が可能で
あり、熱処理が短時間で済み生産性に優れている。また
上記より遅い昇温速度並びに長い保持時間にしても、同
様の特性を有する結晶化ガラスが得られる。
あり、熱処理が短時間で済み生産性に優れている。また
上記より遅い昇温速度並びに長い保持時間にしても、同
様の特性を有する結晶化ガラスが得られる。
このような熱処理により得られた結晶化ガラスの主結晶
相はβ−石英固溶体結晶であり、50℃〜800℃にお
ける平均線熱膨張係数(以下、α、。〜8゜。と記す、
)はその絶対値がloXIO℃−1以下でありかつ、標
準光C光を用いた2°視野法による5m厚換算の可視光
透過率(以下Ycと記す、)が85%以上であり、低膨
張でかつ、透明性に優れた結晶化ガラスである。
相はβ−石英固溶体結晶であり、50℃〜800℃にお
ける平均線熱膨張係数(以下、α、。〜8゜。と記す、
)はその絶対値がloXIO℃−1以下でありかつ、標
準光C光を用いた2°視野法による5m厚換算の可視光
透過率(以下Ycと記す、)が85%以上であり、低膨
張でかつ、透明性に優れた結晶化ガラスである。
また、溶融温度付近での粘性はT4で1300℃以下、
ガラスの10”ポアズの粘度における温度(以後T、と
記す)が1480℃以下と低く、脱泡及び均質化が容易
であり、溶融温度の低下により窯での溶融においては炉
材、加熱方法の制限が少なくなり極めて有利である。
ガラスの10”ポアズの粘度における温度(以後T、と
記す)が1480℃以下と低く、脱泡及び均質化が容易
であり、溶融温度の低下により窯での溶融においては炉
材、加熱方法の制限が少なくなり極めて有利である。
このように、溶融温度域での粘性が低く、短時間での結
晶化が可能であり、かつ、低膨張で透明性に優れた結晶
化ガラスは、前記の組成において始めて得られる。
晶化が可能であり、かつ、低膨張で透明性に優れた結晶
化ガラスは、前記の組成において始めて得られる。
以下に本発明の結晶化ガラスの組成限定理由について説
明する。
明する。
LizO: Li1Oが5%より多いと膨張係数が低く
なるとともに白濁が増加して透過率が低下する。また2
%未満でも白濁が増加して透過率が低下するとともにガ
ラスの粘性が上り溶融・底形が難しくなる。従って、し
izOは2〜5%とする。
なるとともに白濁が増加して透過率が低下する。また2
%未満でも白濁が増加して透過率が低下するとともにガ
ラスの粘性が上り溶融・底形が難しくなる。従って、し
izOは2〜5%とする。
Nazo 二NazOはガラスの粘性を下げ溶解性を向
上させるとともに、結晶化度を低下させることにより膨
張係数を上昇させるので、膨張係数の調整に有効な成分
である。しかしNa2Oが1.5%より多いと白濁が増
加して透過率が低下する。従って、Na、0は0〜1.
5%とする。
上させるとともに、結晶化度を低下させることにより膨
張係数を上昇させるので、膨張係数の調整に有効な成分
である。しかしNa2Oが1.5%より多いと白濁が増
加して透過率が低下する。従って、Na、0は0〜1.
5%とする。
に、07に*Oもガラスの粘性を下げ、溶解性を向上さ
せるとともに結晶化度を低下させることにより膨張係数
を上昇させるので、膨張係数の調整に有効な成分である
が、K!Oが1.0%より多いと白濁が増加して透過率
が低下する。従ってに20は0〜1.0%とする。
せるとともに結晶化度を低下させることにより膨張係数
を上昇させるので、膨張係数の調整に有効な成分である
が、K!Oが1.0%より多いと白濁が増加して透過率
が低下する。従ってに20は0〜1.0%とする。
Na 20+に!0 : Na、0とに!0の合計が
2.0%より多いと白濁が増加して透過率が低下する。
2.0%より多いと白濁が増加して透過率が低下する。
従ってNa2O+に!Oは0〜2.0%とする。
MgO:MgOは少量でも結晶を微細化することによっ
て、白濁を減少させて透過率を上昇させるのに非常に有
効な成分であるとともに結晶中に固溶することによって
膨張係数を上昇させるので、膨張係数の調整に有効な成
分である。4%より多いと短波長域の透過率を低下する
とともに膨張係数が大きくなりすぎる。0.8%より少
ないと十分な結晶の微細化の効果が得られず、白濁が増
加して透過率が低下する。
て、白濁を減少させて透過率を上昇させるのに非常に有
効な成分であるとともに結晶中に固溶することによって
膨張係数を上昇させるので、膨張係数の調整に有効な成
分である。4%より多いと短波長域の透過率を低下する
とともに膨張係数が大きくなりすぎる。0.8%より少
ないと十分な結晶の微細化の効果が得られず、白濁が増
加して透過率が低下する。
従ってMgOは0.8〜4%とする。
ZnO: ZnOはガラスの溶解性を向上させるととも
に結晶を微細化することによって白濁を減少させて透過
率を上昇させるのに有効な成分である。5%より多いと
徐冷時に失透が生じやすくなり、1.8%より少ないと
十分な結晶の微細化の効果が得られず、白濁が増加して
透過率が低下する。
に結晶を微細化することによって白濁を減少させて透過
率を上昇させるのに有効な成分である。5%より多いと
徐冷時に失透が生じやすくなり、1.8%より少ないと
十分な結晶の微細化の効果が得られず、白濁が増加して
透過率が低下する。
従ってZnOは1.8〜5%とする。
^120.:^120.は25%より多いとガラスの粘
性が高くなり溶融・底形が難しくなるとともに膨張係数
が大きくなり、18%より少ないと、白濁が増加して透
過率が低下する。従って、A f 、01は18〜25
%とする。
性が高くなり溶融・底形が難しくなるとともに膨張係数
が大きくなり、18%より少ないと、白濁が増加して透
過率が低下する。従って、A f 、01は18〜25
%とする。
SiO2 : SiO2は64%より多いと粘性が高く
なりガラスの溶融・底形が難しくなり、56%より少な
いと白濁が増加して透過率が低下するとともに膨張係数
が小さくなる。
なりガラスの溶融・底形が難しくなり、56%より少な
いと白濁が増加して透過率が低下するとともに膨張係数
が小さくなる。
従って5i02は56〜64%とする。
Ti0z+ZrO,: TiO2とZrO,は結晶化を
促進する成分である。
促進する成分である。
TiO2が5%より多くなるとその強い紫外吸収のため
に着色を生じて透過率を低下p、o、: させることになる。TiO□が1.5%より少ないと結
晶化促進効果が十分でない、従ってTiO□は1.5〜
5%とする。Zr01が4.5%より多くなると未溶解
が生じやすくなり溶解が困難となる。ZrO,が1.5
%より少ないと結晶化促進効果が十分でない、従ってZ
rO,が1.5〜4.5%とする。
に着色を生じて透過率を低下p、o、: させることになる。TiO□が1.5%より少ないと結
晶化促進効果が十分でない、従ってTiO□は1.5〜
5%とする。Zr01が4.5%より多くなると未溶解
が生じやすくなり溶解が困難となる。ZrO,が1.5
%より少ないと結晶化促進効果が十分でない、従ってZ
rO,が1.5〜4.5%とする。
TIO□とZrO□の合計量は3.5%より少ないと十
分な結晶促進効果が得られず、白濁が増加して透過率が
低下する。TiO2とZrO,の合計量が7.0%より
多くなると過度に結晶化が起こり易くなり、徐冷中に失
透し易゛くなる。従って、TiO2とZrO,の合計量
は、3.5〜7.0%とし、好ましくは4.5〜5.0
%とする。
分な結晶促進効果が得られず、白濁が増加して透過率が
低下する。TiO2とZrO,の合計量が7.0%より
多くなると過度に結晶化が起こり易くなり、徐冷中に失
透し易゛くなる。従って、TiO2とZrO,の合計量
は、3.5〜7.0%とし、好ましくは4.5〜5.0
%とする。
P□0.はZr0gの溶解を促進するとともに粘性を下
げるのに有効な成分であり、5%より多くなると白濁が
増加して透過率が低下する。3%より少ないと粘性が高
くなり、溶解、底形が困難となる。従ってP、0.は3
〜5%とする。
げるのに有効な成分であり、5%より多くなると白濁が
増加して透過率が低下する。3%より少ないと粘性が高
くなり、溶解、底形が困難となる。従ってP、0.は3
〜5%とする。
また、これらの成分の他に最終製品の性質を損なわない
範囲でAs2O,、5b2O,などの清澄剤を添加する
こともできる。
範囲でAs2O,、5b2O,などの清澄剤を添加する
こともできる。
本発明における8種の実施例と1種の比較例の組成、T
41 T3 、熱処理条件、得られた結晶化ガラスの、
50〜800℃の温度範囲における平均熱膨張係数(α
、。〜6゜。)及び5. Os*厚での標準光C光によ
る2°視野で測定した可視光透過率(Yc)を第1表に
示す。
41 T3 、熱処理条件、得られた結晶化ガラスの、
50〜800℃の温度範囲における平均熱膨張係数(α
、。〜6゜。)及び5. Os*厚での標準光C光によ
る2°視野で測定した可視光透過率(Yc)を第1表に
示す。
まず、実施例1について説明する。第1表に示した組成
になるように通常のガラス原料を用いて調合した。調合
したバッチは白金るつぼを用いて1600℃で溶融し、
型枠に鋳込み徐冷して試料ガラスを得た。この試料ガラ
スを、第1表に示した760℃ lh、840℃ lh
の二段の熱処理条件で結晶化した。この時の昇温は80
0℃/hで行い、処理後は電源を切り、炉内で室温まで
放冷した。熱処理に要した時間は約5hと短時間であっ
た。
になるように通常のガラス原料を用いて調合した。調合
したバッチは白金るつぼを用いて1600℃で溶融し、
型枠に鋳込み徐冷して試料ガラスを得た。この試料ガラ
スを、第1表に示した760℃ lh、840℃ lh
の二段の熱処理条件で結晶化した。この時の昇温は80
0℃/hで行い、処理後は電源を切り、炉内で室温まで
放冷した。熱処理に要した時間は約5hと短時間であっ
た。
得られた結晶化ガラスの可視光透過率は88.2%であ
り、白濁もなく無色透明であった。また、析出結晶はβ
−石英固溶体であり、膨張係数は7、 l X 10−
’に一’と低膨張であった。
り、白濁もなく無色透明であった。また、析出結晶はβ
−石英固溶体であり、膨張係数は7、 l X 10−
’に一’と低膨張であった。
また、ガラスの粘性を測定したところ、T、=1249
℃、T、1=1419℃と低粘性であった。
℃、T、1=1419℃と低粘性であった。
実施例2〜8も実施例1と同様の方法で試料ガラスを作
製し、それぞれ第1表に示す2段の条件で結晶化した。
製し、それぞれ第1表に示す2段の条件で結晶化した。
得られた結晶化ガラスの可視光透過率は86%以上と、
無色透明であった。また、析出結晶は実施例1と同様β
−石英固溶体であり、膨張係数はその絶対値が10 X
10−’に一’以下と低膨張であった。
無色透明であった。また、析出結晶は実施例1と同様β
−石英固溶体であり、膨張係数はその絶対値が10 X
10−’に一’以下と低膨張であった。
比較例は本発明に含まれない結晶化ガラスである。実施
例1と同様の方法で試料ガラスを作製し、それぞれ第1
表に示す2段の条件で結晶化した。
例1と同様の方法で試料ガラスを作製し、それぞれ第1
表に示す2段の条件で結晶化した。
得られた結晶化ガラスの析出結晶はβ−石英固溶体であ
り、膨張係数は−6,2X 10−’に一’と低膨張で
あり、また可視光透過率は87.2%と透明であるが、
ガラスの粘性を測定したところ、T、=1322℃、T
、=1501℃と高粘性であった。
り、膨張係数は−6,2X 10−’に一’と低膨張で
あり、また可視光透過率は87.2%と透明であるが、
ガラスの粘性を測定したところ、T、=1322℃、T
、=1501℃と高粘性であった。
以上の結果から明らかなとうり比較例の結晶化ガラスは
、短時間での結晶化処理は可能であり、熱膨張係数は非
常に小さく、透過率は高いが、ガラスは高粘性である。
、短時間での結晶化処理は可能であり、熱膨張係数は非
常に小さく、透過率は高いが、ガラスは高粘性である。
それに対して、本発明で得られる結晶化ガラスは、同様
の小さな熱膨張係数と、高い透過率を有し、かつ短時間
での結晶化処理が可能であり、ガラスの粘性が低い生産
性に優れた結晶化ガラスであることがわかる。
の小さな熱膨張係数と、高い透過率を有し、かつ短時間
での結晶化処理が可能であり、ガラスの粘性が低い生産
性に優れた結晶化ガラスであることがわかる。
以上のように本発明によれば、非常に小さな熱膨張係数
を有し、耐熱性及び透明性にすぐれ、かつガラスの粘性
が低く、溶融が容易であり、短時間での結晶化処理が可
能な生産性に優れた結晶化ガラスを得ることができる。
を有し、耐熱性及び透明性にすぐれ、かつガラスの粘性
が低く、溶融が容易であり、短時間での結晶化処理が可
能な生産性に優れた結晶化ガラスを得ることができる。
手続補正書
事件の表示
特願平l
97号
発明の名称
低膨張透明結晶化ガラス
補正をする者
名称
(400)
日本板硝子株式会社
代表者
中島達二
Claims (1)
- (1)下記重量%組成を有し、β−石英固溶体を主析出
結晶として含む低膨張透明結晶化ガラス。 Li_2O:2〜5 Na_2O:0〜1.5 K_2O:0〜1.0 MgO:0.8〜4 ZnO:1.8〜5 Al_2O_3:18〜25 SiO_2:56〜64 TiO_2:1.5〜5 ZrO_2:1.5〜4.5 P_2O_5:3〜5 Na_2O+K_2O:0〜2.0 TiO_2+ZrO_2:3.5〜7.0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17369789A JPH0337135A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 低膨張透明結晶化ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17369789A JPH0337135A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 低膨張透明結晶化ガラス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0337135A true JPH0337135A (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=15965442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17369789A Pending JPH0337135A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 低膨張透明結晶化ガラス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0337135A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002154841A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-05-28 | Ohara Inc | 低膨張透明結晶化ガラス、結晶化ガラス基板及び光導波路素子 |
JP2009001488A (ja) * | 2003-07-16 | 2009-01-08 | Schott Ag | 光学部品 |
CN102674662A (zh) * | 2012-05-28 | 2012-09-19 | 中国海洋大学 | 一种空心微晶玻璃微球的制备方法 |
-
1989
- 1989-07-05 JP JP17369789A patent/JPH0337135A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002154841A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-05-28 | Ohara Inc | 低膨張透明結晶化ガラス、結晶化ガラス基板及び光導波路素子 |
JP4704585B2 (ja) * | 2000-07-07 | 2011-06-15 | 株式会社オハラ | 低膨張透明結晶化ガラス、結晶化ガラス基板及び光導波路素子 |
JP2009001488A (ja) * | 2003-07-16 | 2009-01-08 | Schott Ag | 光学部品 |
US7524782B2 (en) | 2003-07-16 | 2009-04-28 | Schott Ag | Large transmissive optical component |
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