JPH09118542A - 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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- JPH09118542A JPH09118542A JP25271096A JP25271096A JPH09118542A JP H09118542 A JPH09118542 A JP H09118542A JP 25271096 A JP25271096 A JP 25271096A JP 25271096 A JP25271096 A JP 25271096A JP H09118542 A JPH09118542 A JP H09118542A
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- glass
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 調理レンジのトッププレートとして好適な、
熱膨張が非常に小さく、透明性が非常に優れ、かつ必要
に応じて化学強化が可能な低膨張透明結晶化ガラスを提
供する。 【解決手段】 重量%で、Li2O:3.5〜5.5、
Na2O:1.0〜4.0、MgO:0.1〜3.0、
Al2O3:20.5〜23.0、SiO2:60.0〜
68.5、ZrO2:0〜3.5、TiO2+ZrO2:
3.5〜7.0、P2O5:0〜4.0の組成を有し、β
−石英固溶体結晶を主たる析出結晶として含む低膨張透
明結晶化ガラスとした。
熱膨張が非常に小さく、透明性が非常に優れ、かつ必要
に応じて化学強化が可能な低膨張透明結晶化ガラスを提
供する。 【解決手段】 重量%で、Li2O:3.5〜5.5、
Na2O:1.0〜4.0、MgO:0.1〜3.0、
Al2O3:20.5〜23.0、SiO2:60.0〜
68.5、ZrO2:0〜3.5、TiO2+ZrO2:
3.5〜7.0、P2O5:0〜4.0の組成を有し、β
−石英固溶体結晶を主たる析出結晶として含む低膨張透
明結晶化ガラスとした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低膨張透明結晶化
ガラスに関し、特に調理レンジのトッププレートとして
好適な低膨張透明結晶化ガラスに関する。
ガラスに関し、特に調理レンジのトッププレートとして
好適な低膨張透明結晶化ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】熱膨張係数が非常に小さい材料として
は、石英ガラス、SiO2−TiO2系ガラスおよびβ−
石英固溶体結晶を含有するLi2O−Al2O3−SiO2
系結晶化ガラスが知られている。また、従来、抵抗発熱
体を熱源とした調理レンジのトッププレートには、汚れ
が目立たず、非通電時に発熱体が透けて見えるように、
透過光で暗褐色あるいは褐色を呈するように着色された
Li2O−Al2O3−SiO2系低膨張結晶化ガラスが使
用されている(例えば、特公昭53−38090、特公
昭60−54896等)。これらの結晶化ガラスには、
発熱体に近い高温部と、発熱体から離れている低温部と
の温度差によってクラックや割れを生じにくいよう、熱
膨張はできるだけ小さいこと(望ましくはゼロであるこ
と)が好ましい。また、この種の結晶化ガラスは、透明
とは言うものの、結晶粒子の散乱によって白濁をある程
度帯びており、この白濁が濃いと、外観上好ましくない
とともに、赤外線の透過性が悪くなり、白濁はできるだ
けうすいことが好ましい。
は、石英ガラス、SiO2−TiO2系ガラスおよびβ−
石英固溶体結晶を含有するLi2O−Al2O3−SiO2
系結晶化ガラスが知られている。また、従来、抵抗発熱
体を熱源とした調理レンジのトッププレートには、汚れ
が目立たず、非通電時に発熱体が透けて見えるように、
透過光で暗褐色あるいは褐色を呈するように着色された
Li2O−Al2O3−SiO2系低膨張結晶化ガラスが使
用されている(例えば、特公昭53−38090、特公
昭60−54896等)。これらの結晶化ガラスには、
発熱体に近い高温部と、発熱体から離れている低温部と
の温度差によってクラックや割れを生じにくいよう、熱
膨張はできるだけ小さいこと(望ましくはゼロであるこ
と)が好ましい。また、この種の結晶化ガラスは、透明
とは言うものの、結晶粒子の散乱によって白濁をある程
度帯びており、この白濁が濃いと、外観上好ましくない
とともに、赤外線の透過性が悪くなり、白濁はできるだ
けうすいことが好ましい。
【0003】さらに、このような調理レンジのトッププ
レートは、通常は未強化で使用されるが、特に高い強度
を必要とする場合、あるいは軽量化を図るために通常よ
り薄い厚さで使用される場合には、強度を高めるために
化学強化処理されて使用される場合がある。したがっ
て、化学強化が可能であることが望ましく、とりわけ装
置及び操作の容易な溶融したKNO3 に浸漬する方法で
化学強化が可能であることが望ましい。しかしながら、
従来の調理レンジトッププレート用着色結晶化ガラス
は、溶融したKNO3 に浸漬する方法で化学強化が可能
であるものの、その強度の向上の度合いは小さく、十分
高い強度は得られない。
レートは、通常は未強化で使用されるが、特に高い強度
を必要とする場合、あるいは軽量化を図るために通常よ
り薄い厚さで使用される場合には、強度を高めるために
化学強化処理されて使用される場合がある。したがっ
て、化学強化が可能であることが望ましく、とりわけ装
置及び操作の容易な溶融したKNO3 に浸漬する方法で
化学強化が可能であることが望ましい。しかしながら、
従来の調理レンジトッププレート用着色結晶化ガラス
は、溶融したKNO3 に浸漬する方法で化学強化が可能
であるものの、その強度の向上の度合いは小さく、十分
高い強度は得られない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記要求及
び従来技術の問題点に基づき、調理レンジのトッププレ
ートとして好適な、熱膨張が非常に小さく、透明性が非
常に優れ、かつ必要に応じて溶融したKNO3 に浸漬す
ることによって化学強化が可能なLi2O−Al2O3−
SiO2系低膨張透明結晶化ガラスを提供することを目
的とする。
び従来技術の問題点に基づき、調理レンジのトッププレ
ートとして好適な、熱膨張が非常に小さく、透明性が非
常に優れ、かつ必要に応じて溶融したKNO3 に浸漬す
ることによって化学強化が可能なLi2O−Al2O3−
SiO2系低膨張透明結晶化ガラスを提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量%で Li2O 3.5〜5.5 Na2O 1.0〜4.0 MgO 0.1〜3.0 Al2O3 20.5〜23.0 SiO2 60.0〜68.5 ZrO2 0〜3.5 TiO2+ZrO2 3.5〜7.0 P2O5 0〜4.0 の組成を有し、β−石英固溶体結晶を主たる析出結晶と
して含む低膨張透明結晶化ガラスである。
して含む低膨張透明結晶化ガラスである。
【0006】本発明においては、着色剤として、V
2O5、NiO、CoO、Fe2O3およびMnO2 からな
る群のうち少なくとも1種を重量%で0.01〜1.0
%含有することが好ましい。
2O5、NiO、CoO、Fe2O3およびMnO2 からな
る群のうち少なくとも1種を重量%で0.01〜1.0
%含有することが好ましい。
【0007】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。 SiO2 :上限より多いとガラスの溶融、成形が難しく
なるとともに、白濁が増加して透過率が低下する。下限
量より少ないと膨張係数が小さくなり、また白濁が増加
して透明性が悪くなる。 Al2O3:上限量より多いとガラスの溶融、成形が難し
くなるとともに、膨張係数が大きくなる。また、下限量
より少ないと白濁が増加して透明性が悪くなる。 Li2O :上限量より多いと膨張係数が小さくなるとと
もに、白濁が増加して透明性が悪くなる。また、下限量
より少ないと、白濁が増加して透明性が悪くなるととも
にガラスの溶融、成形が難しくなる。 MgO: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。また、結晶中に固溶することによって熱膨張を上
昇させるので、熱膨張係数の調整に対しても有効な成分
である。しかし、吸収端を長波長側にシフトさせて短波
長域の透過率を低下させるので、3wt%より多いと透
過率が低下する。又、3wt%より多いとクラックが発
生しやすくなる。特に透過率を向上させるためには2w
t%以下とすることが好ましい。下限量より少ないと十
分な結晶の微細効果が得られず、白濁が増加して透明性
が悪くなる。 Na2O :ガラスの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って熱膨張を上昇させるの
で、熱膨張係数の調整に有効な成分である。また、溶融
したKNO3に浸漬することにより、K+とイオン交換し
て結晶化ガラスの表層部に圧縮応力を生じさせることに
よりその強度を向上させるのに著しく有効な成分であ
る。上限量よりも多いと白濁が増加して透明性が悪くな
り、下限量よりも少ないとイオン交換による強度向上の
効果が著しく小さくなる。 ZrO2:結晶化を促進する成分である。ZrO2が3.
5wt%を越えると、未溶解を生じ易くなり溶解が困難
になる。高い透過率を求める時は、1〜3.5wt%と
することが好ましい。 TiO2+ZrO2:TiO2とZrO2の合計量は3.5
wt%とすることが必要であり、下限量より少ないと十
分な結晶化促進効果が得られず、白濁が増加して透明性
が悪くなり、目的とするような結晶化ガラスが得られな
い。また、上限を越えると過度に結晶化が起こり易くな
り、除冷中に失透し易くなる。また、TiO2とZrO2
の合計量は4.5〜5.0wt%であることが好まし
い。 P2O5:ZrO2の溶解を促進する成分であり、上限量
よりも多いと白濁が増加して透明性が低下する。
理由について説明する。 SiO2 :上限より多いとガラスの溶融、成形が難しく
なるとともに、白濁が増加して透過率が低下する。下限
量より少ないと膨張係数が小さくなり、また白濁が増加
して透明性が悪くなる。 Al2O3:上限量より多いとガラスの溶融、成形が難し
くなるとともに、膨張係数が大きくなる。また、下限量
より少ないと白濁が増加して透明性が悪くなる。 Li2O :上限量より多いと膨張係数が小さくなるとと
もに、白濁が増加して透明性が悪くなる。また、下限量
より少ないと、白濁が増加して透明性が悪くなるととも
にガラスの溶融、成形が難しくなる。 MgO: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。また、結晶中に固溶することによって熱膨張を上
昇させるので、熱膨張係数の調整に対しても有効な成分
である。しかし、吸収端を長波長側にシフトさせて短波
長域の透過率を低下させるので、3wt%より多いと透
過率が低下する。又、3wt%より多いとクラックが発
生しやすくなる。特に透過率を向上させるためには2w
t%以下とすることが好ましい。下限量より少ないと十
分な結晶の微細効果が得られず、白濁が増加して透明性
が悪くなる。 Na2O :ガラスの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って熱膨張を上昇させるの
で、熱膨張係数の調整に有効な成分である。また、溶融
したKNO3に浸漬することにより、K+とイオン交換し
て結晶化ガラスの表層部に圧縮応力を生じさせることに
よりその強度を向上させるのに著しく有効な成分であ
る。上限量よりも多いと白濁が増加して透明性が悪くな
り、下限量よりも少ないとイオン交換による強度向上の
効果が著しく小さくなる。 ZrO2:結晶化を促進する成分である。ZrO2が3.
5wt%を越えると、未溶解を生じ易くなり溶解が困難
になる。高い透過率を求める時は、1〜3.5wt%と
することが好ましい。 TiO2+ZrO2:TiO2とZrO2の合計量は3.5
wt%とすることが必要であり、下限量より少ないと十
分な結晶化促進効果が得られず、白濁が増加して透明性
が悪くなり、目的とするような結晶化ガラスが得られな
い。また、上限を越えると過度に結晶化が起こり易くな
り、除冷中に失透し易くなる。また、TiO2とZrO2
の合計量は4.5〜5.0wt%であることが好まし
い。 P2O5:ZrO2の溶解を促進する成分であり、上限量
よりも多いと白濁が増加して透明性が低下する。
【0008】また、結晶化ガラスを所望の色調に着色
し、その可視光および赤外光の透過率を制御するため
に、V2O5、NiO、CoO、Fe2O3およびMnO2
からなる群のうち少なくとも1種を重量%で0.01〜
1.0%含有させることが好ましい。
し、その可視光および赤外光の透過率を制御するため
に、V2O5、NiO、CoO、Fe2O3およびMnO2
からなる群のうち少なくとも1種を重量%で0.01〜
1.0%含有させることが好ましい。
【0009】該着色剤が0.01%よりも少ないと、着
色が少なく、例えば調理レンジのトッププレートとして
使用した際に非通電時にも発熱体が透けて見えるように
なり、有色結晶化ガラスとしては機能しなくなる。
色が少なく、例えば調理レンジのトッププレートとして
使用した際に非通電時にも発熱体が透けて見えるように
なり、有色結晶化ガラスとしては機能しなくなる。
【0010】本発明の透明結晶化ガラスの主結晶相はβ
−石英固溶体結晶であり、該主結晶を析出させなければ
目的とするような熱膨張の非常に小さい透明低膨張結晶
化ガラスを得ることができない。
−石英固溶体結晶であり、該主結晶を析出させなければ
目的とするような熱膨張の非常に小さい透明低膨張結晶
化ガラスを得ることができない。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の結晶化ガラスは、上記組
成のガラスを800〜900℃の温度で熱処理すること
等により得ることができる。この熱処理は、いきなり8
00〜900℃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作
成するために、例えば、700〜800℃の第1段の温
度域で第1段の熱処理を行い、その後、例えば、800
〜900℃の第2段の温度域で第2段の熱処理を行うと
いった2段あるいはそれ以上の多段階処理を行った方
が、結晶粒径が小さくなり散乱が低下して、より透明性
のよい結晶化物が得られるので好ましい。
成のガラスを800〜900℃の温度で熱処理すること
等により得ることができる。この熱処理は、いきなり8
00〜900℃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作
成するために、例えば、700〜800℃の第1段の温
度域で第1段の熱処理を行い、その後、例えば、800
〜900℃の第2段の温度域で第2段の熱処理を行うと
いった2段あるいはそれ以上の多段階処理を行った方
が、結晶粒径が小さくなり散乱が低下して、より透明性
のよい結晶化物が得られるので好ましい。
【0012】
【実施例】表に示した組成になるように調合した原料
を、白金るつぼを用いて1550℃で溶融し、型枠に鋳
込み徐冷して試料を得た。この試料ガラスを、表に示し
た二段の熱処理条件で結晶化した。得られた結晶化物
の、主析出結晶、25〜300℃における平均熱膨張係
数(α25〜300)、および色調を表に示す。表から明ら
かな通り、本発明の結晶化ガラスは、非常に小さい熱膨
張と調理レンジのトッププレートとして好適な色調を有
する。また、表に示した参考例は、本発明の範囲内で、
Na2O含有量が1%未満の組成である。この参考例及
び実施例4の結晶化ガラスについて、縦横5mm長さ5
0mmの鏡面研磨した棒状試料を、470℃の溶融した
KNO3に24時間浸漬し、化学強化したものの3点曲
げ強度を測定した。その結果実施例4の化学強化品が、
4580kg/cm2であったのに対して、参考例の化
学強化品は2530kg/cm2と低い値を示した。N
a2O含有量が1%未満の参考例と比べて、1%以上の
Na2Oを含有する結晶化ガラスは著しく高い強度を有
し、溶融したKNO3に浸漬することによって十分高い
強度を得ることができることがわかる。次に、上記実施
例4の組成の大型のガラス板を作成した後、実施例4の
条件で結晶化させ、その後所定の大きさに切断し、面取
りを行なった後に化学強化を行なって図1に示すような
調理レンジのトッププレート1を作成した。本実施例の
調理レンジのトッププレートは、外観特性、強度、耐久
性の良好な調理レンジのトッププレートであった。
を、白金るつぼを用いて1550℃で溶融し、型枠に鋳
込み徐冷して試料を得た。この試料ガラスを、表に示し
た二段の熱処理条件で結晶化した。得られた結晶化物
の、主析出結晶、25〜300℃における平均熱膨張係
数(α25〜300)、および色調を表に示す。表から明ら
かな通り、本発明の結晶化ガラスは、非常に小さい熱膨
張と調理レンジのトッププレートとして好適な色調を有
する。また、表に示した参考例は、本発明の範囲内で、
Na2O含有量が1%未満の組成である。この参考例及
び実施例4の結晶化ガラスについて、縦横5mm長さ5
0mmの鏡面研磨した棒状試料を、470℃の溶融した
KNO3に24時間浸漬し、化学強化したものの3点曲
げ強度を測定した。その結果実施例4の化学強化品が、
4580kg/cm2であったのに対して、参考例の化
学強化品は2530kg/cm2と低い値を示した。N
a2O含有量が1%未満の参考例と比べて、1%以上の
Na2Oを含有する結晶化ガラスは著しく高い強度を有
し、溶融したKNO3に浸漬することによって十分高い
強度を得ることができることがわかる。次に、上記実施
例4の組成の大型のガラス板を作成した後、実施例4の
条件で結晶化させ、その後所定の大きさに切断し、面取
りを行なった後に化学強化を行なって図1に示すような
調理レンジのトッププレート1を作成した。本実施例の
調理レンジのトッププレートは、外観特性、強度、耐久
性の良好な調理レンジのトッププレートであった。
【0013】
【表1】
【0014】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、フォトマ
スク基板、光学原器用材料などとして好適な、熱膨張係
数が非常に小さくて寸法の温度変化が非常に小さく、透
明性にすぐれた結晶化ガラスを得ることができる。ま
た、着色剤を添加することによって、調理レンジトップ
プレートとして好適な、熱膨張が非常に小さく、透明性
が非常に優れ、かつ溶融したKNO3に浸漬することに
よって化学強化が可能な有色低膨張透明結晶化ガラスを
得ることができる。
スク基板、光学原器用材料などとして好適な、熱膨張係
数が非常に小さくて寸法の温度変化が非常に小さく、透
明性にすぐれた結晶化ガラスを得ることができる。ま
た、着色剤を添加することによって、調理レンジトップ
プレートとして好適な、熱膨張が非常に小さく、透明性
が非常に優れ、かつ溶融したKNO3に浸漬することに
よって化学強化が可能な有色低膨張透明結晶化ガラスを
得ることができる。
【図1】実施例で作成した調理レンジトッププレートの
概略を示す斜視図である。
概略を示す斜視図である。
1:トッププレート
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で Li2O 3.5〜5.5 Na2O 1.0〜4.0 MgO 0.1〜3.0 Al2O3 20.5〜23.0 SiO2 60.0〜68.5 ZrO2 0〜3.5 TiO2+ZrO2 3.5〜7.0 P2O5 0〜4.0 の組成を有し、β−石英固溶体結晶を主たる析出結晶と
して含む低膨張透明結晶化ガラス。 - 【請求項2】 V2O5、NiO、CoO、Fe2O3およ
びMnO2 からなる群のうち少なくとも1種を重量%で
0.01〜1.0%含有する請求項1に記載の低膨張透
明結晶化ガラス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8252710A JP2757916B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 低膨張透明結晶化ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8252710A JP2757916B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 低膨張透明結晶化ガラス |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63005798A Division JP2602871B2 (ja) | 1987-01-14 | 1988-01-14 | 低膨張透明結晶化ガラス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09118542A true JPH09118542A (ja) | 1997-05-06 |
JP2757916B2 JP2757916B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=17241179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8252710A Expired - Fee Related JP2757916B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 低膨張透明結晶化ガラス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2757916B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005522394A (ja) * | 2002-04-10 | 2005-07-28 | ユーロケラ ソシエテ オン ノーム コレクティフ | ガラス−セラミックプレート及びその製造方法 |
JP2022066984A (ja) * | 2020-10-19 | 2022-05-02 | 湖州大享玻璃制品有限公司 | Li2O-Al2O3-SiO2系結晶化ガラス及びLi2O-Al2O3-SiO2系結晶性ガラス |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4910134A (ja) * | 1972-05-30 | 1974-01-29 | ||
JPS5176313A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-07-01 | Nippon Electric Glass Co | Tairyusanseinisugureta tomeinateibochoseiketsushoka |
JPS52117311A (en) * | 1976-03-25 | 1977-10-01 | Corning Glass Works | Transparent betaasilica glass ceramic products* and process for preparing the same |
JPS55104944A (en) * | 1979-02-02 | 1980-08-11 | Corning Glass Works | Glass ceramic product and its manufacture |
JPS61286237A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-16 | コ−ニング グラス ワ−クス | リングレ−ザ−ジヤイロに適するガラスセラミツク体およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-09-25 JP JP8252710A patent/JP2757916B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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JP2022066984A (ja) * | 2020-10-19 | 2022-05-02 | 湖州大享玻璃制品有限公司 | Li2O-Al2O3-SiO2系結晶化ガラス及びLi2O-Al2O3-SiO2系結晶性ガラス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2757916B2 (ja) | 1998-05-25 |
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