JPH0986961A - 結晶化ガラス及び結晶化ガラスの成形方法 - Google Patents
結晶化ガラス及び結晶化ガラスの成形方法Info
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- JPH0986961A JPH0986961A JP27357395A JP27357395A JPH0986961A JP H0986961 A JPH0986961 A JP H0986961A JP 27357395 A JP27357395 A JP 27357395A JP 27357395 A JP27357395 A JP 27357395A JP H0986961 A JPH0986961 A JP H0986961A
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Abstract
成形方法を提供する。 【解決手段】 本発明の結晶化ガラスは、析出結晶粒子
が10μm以下、ガラス相の割合が10〜85体積%で
あり、主たる析出結晶の融解点よりも低い軟化点を有す
るとともに、軟化点以上の温度に加熱しても結晶化が実
質的に進行しない性質を有することを特徴とする。この
結晶化ガラスを成形する場合、まず予備成形した後、軟
化点以上の温度に加熱しながら延伸すればよい。
Description
結晶化ガラスと、これを用いた結晶化ガラスの成形方法
に関するものである。
々の結晶によってガラスには無いユニークな特性を示す
材料である。例えばβ−石英固溶体、β−スポジュメン
等の結晶を析出させると極めて低膨張の、或いはマイナ
ス膨張を示す結晶化ガラスが得られる。しかも一般に結
晶化ガラスは、これらの結晶の存在により、ガラスに比
べて高い機械的強度を有している。
化ガラスを、細棒状、細管状、薄板状等に精密加工し
て、電子部品、精密機械部品等の精密な寸法精度が要求
される製品分野に応用する試みがなされている。
る方法として、リドロー成形法と呼ばれる成形方法が知
られている。この方法は、適当な精度を有するように予
備成形されたガラス成形体を、ガラスの軟化点以上の温
度に加熱しながら延伸成形するというものであり、高精
度が要求されるガラス製品を連続的に製造する方法とし
て広く採用されている。
スと同様にリドロー成形することは以下の理由から困難
である。即ち、従来の結晶化ガラスは、耐熱性が高過ぎ
たり、加熱時に失透が生じて延伸が困難であったり、加
熱によって結晶量が変動して物性が大きく変化する等の
問題を有しているためである。そこで結晶化ガラスとな
る前のガラス、所謂原ガラスをリドロー成形することも
考えられたが、この種のガラスは加熱により結晶化し易
いように設計されているため、リドロー成形のために原
ガラスを加熱すると必然的に失透が発生し、寸法のみな
らず物性までも制御できなくなる。
は、セラミックスと同様の機械加工を余儀なくされ、非
常なコスト高になっているのが現状である。
で、リドロー成形が可能な結晶化ガラスと、これを用い
た結晶化ガラスの成形方法を提供することを目的とす
る。
重ねた結果、結晶化ガラスがリドロー成形可能であるた
めには、加熱すると軟化して延伸可能であること、及び
加熱しても結晶相が安定であることの2点が重要である
との知見から、リドロー成形可能な結晶化ガラスの必須
条件を特定した。
粒子が10μm以下、ガラス相の割合が10〜85体積
%であり、主たる析出結晶の融解点よりも低い軟化点を
有するとともに、軟化点以上の温度に加熱しても結晶化
が実質的に進行しない性質を有することを特徴とする。
析出結晶粒子が10μm以下、ガラス相の割合が10〜
85体積%であり、主たる析出結晶の融解点よりも低い
軟化点を有するとともに、軟化点以上の温度に加熱して
も結晶化が実質的に進行しない性質を有する結晶化ガラ
スを所望の形状に予備成形した後、軟化点以上の温度に
加熱しながら延伸成形することを特徴とする。
μm以下、好ましくは5μm以下である。結晶の大きさ
が10μmを越えると、リドロー成形した際の伸びが著
しく低下するとともに結晶が表面に突き出てしまい、失
透物の発生原因となったり、寸法や材料物性を大幅に劣
化させる。
割合が10〜85体積%、好ましくは20〜65体積%
であることを特徴とする。ガラス相が10体積%よりも
少ないとリドロ−成形に充分な軟化性が得難く、85体
積%よりも多いと結晶量が少なくなるために結晶化ガラ
スとしての特性が劣化し易い。
スの軟化点が主たる析出結晶の融解点より低いことを特
徴とする。軟化点が融解点よりも低ければ、融解点より
低い温度でリドロー成形することが可能となり、成形後
に結晶が残るため、実質的に結晶化ガラスとしての特性
を維持したまま成形を行うことができる。結晶化ガラス
の軟化点及び融解点は示差熱分析(DTA)によって測
定することができる。なお示差熱分析により軟化点が検
出できない結晶化ガラスは、加熱すると結晶が著しく析
出したり、ガラス相の割合が少な過ぎて軟化しない結晶
化ガラスであり、リドロー成形不可能なものである。
度に加熱しても結晶化が実質的に進行しない性質を有し
ていることが挙げられる。つまり、リドロー成形によっ
て新たに発生する表面は内部よりも自由エネルギーが高
いため、結晶化が進行し易い結晶化ガラスの場合、表面
に粗大な結晶(失透物)が集中して析出し、成形が困難
になったり、成形品の寸法や物性が大幅に劣化してしま
うためである。なお本発明において、結晶化が実質的に
進行しない性質とは、具体的には軟化点以上の温度に加
熱し、保持しても結晶相が15体積%以上、好ましくは
10体積%以上増加しないことを意味する。
性を有するものであれば、析出結晶やガラス組成は特に
限定されるものではない。析出結晶の種類は目的と用途
によって選定されるべきで、ガラスの組成系もそれに伴
って決定される。例えば、低膨張の結晶化ガラスを所望
する場合には、β−石英固溶体やβ−スポジュメン固溶
体を主結晶として析出したLi2 O−Al2 O3 −Si
O2 系結晶化ガラスが好適である。以下、この系の結晶
化ガラスについて説明する。
化ガラスの場合、上述の特性を発現させるに当たって
は、重量百分率でSiO2 55〜72%(好ましくは
62〜68.5%)、Al2 O3 14〜30%(好ま
しくは16〜24.5%)、Li2 O 1.5〜3%
(好ましくは1.8〜2.8%)、K2 O 1〜10%
(好ましくは2.5〜7%)の組成を有するものを使用
することが好ましい。
次の通りである。
と共に結晶成分でもある。SiO2が55%よりも少な
いと均一な構造の結晶化ガラスが得られず、72%より
も多いと結晶化ガラスの軟化点が高くなると共に、ガラ
ス溶融時の溶融性が悪くなって不均一状態となるため、
部分的に失透しやすくなり、リドロー成形性が著しく低
下する。
より少ないと結晶が粗大化してリドロー成形性が著しく
低下する。一方、30%より多くなるとリドロー時に失
透が発生しやすくなる。
り、1.5%よりも少ないと均一な結晶化ガラスが得難
く、3%より多くなると結晶性が強くなりすぎて、ガラ
ス相の割合が不充分になると共に、リドロー成形の過程
で結晶化が進行し易くなる。
で、ガラス相の割合と軟化点に重要な影響を及ぼす。即
ち、K2 Oが1%未満であると結晶性が強くなりすぎて
ガラス相の割合が不充分になるとともに、結晶化ガラス
の軟化点が高くなる。一方、10%を越えると結晶化ガ
ラスとなり難くなる。
iO2 を1〜4.5%(好ましくは1.5〜3.5
%)、ZrO2 を0〜4%(好ましくは1.5〜2.5
%)、ただしTiO2 とZrO2 は合量で2.5〜7%
(好ましくは3〜6%)、ZnOを0〜10%(好まし
くは1.5〜5%)、MgOを0〜2.5%(好ましく
は0.5〜1.5%)、CaOを0〜2.5%(好まし
くは0〜1%)、BaOを0〜3%(好ましくは0〜2
%)、B2 O3 を0〜7%(好ましくは0〜5%)、N
a2 Oを0〜2%(好ましくは0〜1%)、P2 O5 を
0〜0.8%(好ましくは0〜0.5%)加えることが
望ましい。各成分の限定理由は次の通りである。
なる物質で、結晶を細かくする作用を有する。両者の合
計が2.5%よりも少ないと、緻密な結晶が得難くな
る。また両者の合計が7%を越えるか、或いはそれぞれ
単独で上記の範囲の上限を越えるとガラスが不均一にな
り易い。
3 及びNa2 Oはいずれも結晶化ガラスの軟化点を低下
させるのに有効な成分であり、それぞれ上記の範囲で添
加することができるが、これらの範囲を越えると異種結
晶が析出し易くなって失透性が強くなる。
が、0.8%よりも多くなると失透性が強くなる。
範囲で、さらにAs2 O3 、Sb2O3 、SnO、Pb
O、Bi2 O3 等を加えることもできる。
ついて説明する。
ス相の割合が10〜85体積%であり、主たる析出結晶
の融解点よりも低い軟化点を有するとともに、軟化点以
上の温度に加熱しても結晶化が実質的に進行しない性質
を有する結晶化ガラスを所望の形状に予備成形する。
ような特性を有するものであれば、析出結晶やガラス組
成は特に限定されるものではない。析出結晶の種類は目
的と用途によって選定されるべきで、ガラスの組成系も
それに伴って決定される。例えば低膨張の結晶化ガラス
を所望する場合には、β−石英固溶体又はβ−スポジュ
メン固溶体を主たる結晶相とするものを使用することが
できる。この系の結晶化ガラスの場合、その組成は重量
百分率でSiO2 55〜72%、Al2 O314〜3
0%、Li2 O 1.5〜3%、K2 O 1〜10%の
範囲にあることが好ましく、さらにZnO 0〜10
%、TiO2 1〜4.5%、ZrO20〜4%、Mg
O 0〜2.5%、CaO 0〜2.5%、BaO 0
〜3%、B2 O3 0〜7%、Na2 O 0〜2%、P
2 O5 0〜0.8%、TiO2 +ZrO2 2.5〜
7%を含有することが望ましい。
を、軟化点以上の温度に加熱しながら延伸成形し、所望
の長さで切断することにより、リドロー成形された結晶
化ガラス物品を得ることができる。
5)、表2は比較例(試料No.6〜8)をそれぞれ示
している。
ス原料をガラス溶解窯に投入し、1650℃にて24時
間溶融した後、直径50mm、長さ500mmの円柱状
に鋳込んだ。次いでこれらのガラスを電気炉で加熱して
結晶化させた。なお結晶化は、表1及び表2に示す核形
成温度及び結晶成長温度で各々4時間加熱することによ
り行った。
体について、析出結晶粒子の種類と粒径、ガラス相の占
める割合、主たる結晶の融解点、結晶化ガラスの軟化点
を測定した。また軟化点より70℃高い温度又は主たる
結晶の融解点よりも50〜150℃低い温度で1時間加
熱した後、再びガラス相の占める割合を測定した。これ
らの結果を表3及び表4に示す。
モンドツールで研削して真円度を整え、直径400mm
の予備成形体とした。続いて図1に示すように、環状電
気炉1の上部から5mm/分の速度で予備成形体Gを連
続的に送り込み、軟化変形して下方に伸びた成形体の下
端をローラー2に挟んで、直径2.5mmの細棒となる
ように1280mm/分の速度で延伸し、成形性を評価
した。なお図中、gは成形された結晶化ガラス物品を示
している。またリドロー成形は表3及び表4に示した温
度で行った。各試料の評価結果を表3及び表4に示す。
あるNo.1〜5の各試料は、結晶粒径が2.5μm以
下、ガラス相の割合が20〜65体積%であり、しかも
軟化点が主結晶の融解点よりも低かった。また加熱後に
ガラス相が5〜25体積%増加しており、全く結晶化が
進行していないことが分かった。これらの試料について
リドロー成形性を評価したところ、何れも良好な成形性
を示した。
料は、加熱するとガラス相の割合が25体積%も減少
し、結晶化が著しく進行することが分かった。また加熱
すると結晶化が著しく進行するため軟化点は測定できな
かった。この試料について成形性を評価したところ、延
伸中にガラスが切断し、またその表面は多数の失透物が
認められた。試料No.7は、ガラス相の割合が極めて
少ないため軟化点が測定できなかった。この試料につい
て成形性を評価したところ、軟化変形が不充分で延伸す
ることができなかった。試料No.8は結晶粒子が粗大
であった。また成形性を評価したところ、延伸中にガラ
スが切断し、また失透が著しかった。
(XRD)によって特定し、析出結晶粒子の粒径及びガ
ラス相の占める割合は、走査型電子顕微鏡(SEM)を
用いて測定した。主たる結晶の融解点及び結晶化ガラス
の軟化点は、150メッシュ以下の粉末にした試料を用
い、示差熱分析(DTA)によって測定した。またリド
ロー成形性(伸び、失透物の有無)は次のようにして評
価した。伸びについては、リドロー成形中に切断が生じ
なかったものを良、切断したもの及び全く伸びなかった
ものを不良とした。失透物については成形後の試料の表
面を目視で観察し、失透物が認められなかったものを
無、認められたものを有とした。
は、リドロー成形が可能であるために機械加工を行う必
要がない。このため高精度の成形品を安価で提供するこ
とが可能であり、電子部品、精密機械部品等の分野へ応
用することができる。
く、しかも安価に供給できるため、電子部品、精密機械
部品等に使用される結晶化ガラスの成形方法として好適
である。
Claims (8)
- 【請求項1】 析出結晶粒子が10μm以下、ガラス相
の割合が10〜85体積%であり、主たる析出結晶の融
解点よりも低い軟化点を有するとともに、軟化点以上の
温度に加熱しても結晶化が実質的に進行しない性質を有
することを特徴とする結晶化ガラス。 - 【請求項2】 主たる析出結晶が、β−石英固溶体又は
β−スポジュメン固溶体であることを特徴とする請求項
1の結晶化ガラス。 - 【請求項3】 主成分としてSiO2 、Al2 O3 、L
i2 O、K2 Oを含有し、これら各成分の含有量が重量
百分率でSiO2 55〜72%、Al2 O3 14〜
30%、Li2 O 1.5〜3%、K2 O 1〜10%
の範囲にあることを特徴とする請求項1及び2の結晶化
ガラス。 - 【請求項4】 重量百分率でSiO2 55〜72%、
Al2 O3 14〜30%、Li2 O 1.5〜3%、
K2 O 1〜10%、TiO2 1〜4.5%、ZrO
2 0〜4%、TiO2 +ZrO2 2.5〜7%、Z
nO 0〜10%、MgO 0〜2.5%、CaO 0
〜2.5%、BaO 0〜3%、B2O3 0〜7%、
Na2 O 0〜2%、P2 O5 0〜0.8%の組成を
有することを特徴とする請求項1〜3の結晶化ガラス。 - 【請求項5】 析出結晶粒子が10μm以下、ガラス相
の割合が10〜85体積%であり、主たる析出結晶の融
解点よりも低い軟化点を有するとともに、軟化点以上の
温度に加熱しても結晶化が実質的に進行しない性質を有
する結晶化ガラスを予備成形した後、軟化点以上の温度
に加熱しながら延伸成形することを特徴とする結晶化ガ
ラスの成形方法。 - 【請求項6】 主たる析出結晶がβ−石英固溶体又はβ
−スポジュメン固溶体である結晶化ガラスを使用するこ
とを特徴とする請求項5の結晶化ガラス成形の製造方
法。 - 【請求項7】 主成分としてSiO2 、Al2 O3 、L
i2 O、K2 Oを含有し、これら各成分の含有量が重量
百分率でSiO2 55〜72%、Al2 O3 14〜
30%、Li2 O 1.5〜3%、K2 O 1〜10%
の範囲にある結晶化ガラスを使用することを特徴とする
請求項5及び6の結晶化ガラスの成形方法。 - 【請求項8】 重量百分率でSiO2 55〜72%、
Al2 O3 14〜30%、Li2 O 1.5〜3%、
K2 O 1〜10%、TiO2 1〜4.5%、ZrO
2 0〜4%、TiO2 +ZrO2 2.5〜7%、Z
nO 0〜10%、MgO 0〜2.5%、CaO 0
〜2.5%、BaO 0〜3%、B2O3 0〜7%、
Na2 O 0〜2%、P2 O5 0〜0.8%の組成を
有する結晶化ガラスを使用することを特徴とする請求項
5〜7の結晶化ガラスの成形方法。
Priority Applications (8)
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DE69621140T DE69621140T2 (de) | 1995-09-26 | 1996-09-25 | Kristallisiertes glas, kristallisierter glasgegenstand und verfahren zur herstellung eines kristallierten glasgegenstands |
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JP2020203831A (ja) * | 2013-08-30 | 2020-12-24 | コーニング インコーポレイテッド | イオン交換可能なガラス、ガラスセラミック、およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-09-26 JP JP07273573A patent/JP3120419B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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