JPH10212135A - 熱膨張係数が連続的に変化している部分を有するガラスセラミックス - Google Patents
熱膨張係数が連続的に変化している部分を有するガラスセラミックスInfo
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- JPH10212135A JPH10212135A JP9029590A JP2959097A JPH10212135A JP H10212135 A JPH10212135 A JP H10212135A JP 9029590 A JP9029590 A JP 9029590A JP 2959097 A JP2959097 A JP 2959097A JP H10212135 A JPH10212135 A JP H10212135A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱膨脹係数の異なる２種類の物質を接合する
場合に、接合箇所を減少させることができ、強度と耐久
性および加工性に優れた熱歪み緩和材を提供する。 【解決手段】 単一の素材であるガラスセラミックス内
で熱膨脹係数が連続的に変化している部分を形成する。
場合に、接合箇所を減少させることができ、強度と耐久
性および加工性に優れた熱歪み緩和材を提供する。 【解決手段】 単一の素材であるガラスセラミックス内
で熱膨脹係数が連続的に変化している部分を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱膨張係数の異な
る２種類の物質を結合し、温度変化の激しい状況下で使
用する場合に該２種類の物質をつなぐ熱歪み緩和材とし
て好適なガラスセラミックスに関する。
る２種類の物質を結合し、温度変化の激しい状況下で使
用する場合に該２種類の物質をつなぐ熱歪み緩和材とし
て好適なガラスセラミックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、温度変化の激しい使用状況下に於
いて、熱膨張係数の異なる２種類の物質を接合させる場
合、中間に熱膨張係数が少しづつ異なる複数の物質を接
合することにより、熱膨張、熱収縮による歪みを分散し
ていた。この従来技術によると、それぞれの中間材料と
して、熱膨張係数が少しづつ異なる材料を選び、それぞ
れを加熱溶接、接着等の技術により接合している。
いて、熱膨張係数の異なる２種類の物質を接合させる場
合、中間に熱膨張係数が少しづつ異なる複数の物質を接
合することにより、熱膨張、熱収縮による歪みを分散し
ていた。この従来技術によると、それぞれの中間材料と
して、熱膨張係数が少しづつ異なる材料を選び、それぞ
れを加熱溶接、接着等の技術により接合している。
【０００３】従来技術の例として、図２に光電子増倍管
用バルブの構成例を示す。光電子透過用石英ガラス５
に、コバール封止用軟質ガラス７を接合するため、複数
の中間ガラス６を段シール加工と呼ばれる融着溶接技術
により接合している。中間ガラス６は熱歪みを緩和する
ために、石英ガラス５に近い方から順に熱膨張係数の低
いガラスを接合している。
用バルブの構成例を示す。光電子透過用石英ガラス５
に、コバール封止用軟質ガラス７を接合するため、複数
の中間ガラス６を段シール加工と呼ばれる融着溶接技術
により接合している。中間ガラス６は熱歪みを緩和する
ために、石英ガラス５に近い方から順に熱膨張係数の低
いガラスを接合している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この接合技術について
は次の諸特性が要望される。すなわち、 （１）簡易に接合できること。 （２）熱衝撃に強いこと。 （３）強度があること。 （４）ある程度の大きさの接合ができること。 （５）密着性、密閉性に優れていること。
は次の諸特性が要望される。すなわち、 （１）簡易に接合できること。 （２）熱衝撃に強いこと。 （３）強度があること。 （４）ある程度の大きさの接合ができること。 （５）密着性、密閉性に優れていること。
【０００５】加熱溶接による接合の場合、熟練した溶接
技術が必要であり、複数の素材をすべて加熱溶接により
接合する場合生産性が悪い。
技術が必要であり、複数の素材をすべて加熱溶接により
接合する場合生産性が悪い。
【０００６】接着による接合の場合、適当な接着剤を素
材ごとに用意しなければならず、また強度、高温時での
耐久性で問題がある。
材ごとに用意しなければならず、また強度、高温時での
耐久性で問題がある。
【０００７】本発明の目的は、上記従来技術に見られる
諸欠点を解消するため、接合箇所そのものの減少を目指
し、素材自体に部分的な熱膨張係数の変化を連続的に持
たせ、しかもある程度の大きさが確保でき、加工性の良
い熱歪み緩和材を提供することにある。
諸欠点を解消するため、接合箇所そのものの減少を目指
し、素材自体に部分的な熱膨張係数の変化を連続的に持
たせ、しかもある程度の大きさが確保でき、加工性の良
い熱歪み緩和材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、ある種のガ
ラスセラミックス（結晶化ガラス）においては、結晶化
過程、すなわち母ガラスから結晶相が均一に発現、成長
する過程で、熱膨張係数が連続的に変化すること、また
ある種のガラスセラミックスは、結晶成長過程で、ガラ
ス相中の結晶相の占有率、すなわち結晶化度が連続的に
変化する過程で、熱膨張係数もまた連続的に変化するこ
と、さらに、ある種のガラスセラミックスは、結晶成長
過程で、結晶相が連続的に変異する過程で、熱膨張係数
もまた連続的に変化することを見いだし、本発明に至っ
た。
達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、ある種のガ
ラスセラミックス（結晶化ガラス）においては、結晶化
過程、すなわち母ガラスから結晶相が均一に発現、成長
する過程で、熱膨張係数が連続的に変化すること、また
ある種のガラスセラミックスは、結晶成長過程で、ガラ
ス相中の結晶相の占有率、すなわち結晶化度が連続的に
変化する過程で、熱膨張係数もまた連続的に変化するこ
と、さらに、ある種のガラスセラミックスは、結晶成長
過程で、結晶相が連続的に変異する過程で、熱膨張係数
もまた連続的に変化することを見いだし、本発明に至っ
た。
【０００９】すなわち、請求項１のガラスセラミックス
は、単一の素材内で熱膨張係数が連続的に変化している
部分を有することを特徴とする。
は、単一の素材内で熱膨張係数が連続的に変化している
部分を有することを特徴とする。
【００１０】請求項２のガラスセラミックスにおいて
は、前記熱膨張係数が連続的に変化している部分は、結
晶相と結晶化していないガラス相が連続している部分か
らなることを特徴とする。
は、前記熱膨張係数が連続的に変化している部分は、結
晶相と結晶化していないガラス相が連続している部分か
らなることを特徴とする。
【００１１】請求項３のガラスセラミックスは、請求項
２において母ガラスはＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ
系であり、ガラスセラミックスの主結晶相はβ−石英固
溶体（β−ＳｉＯ2 固溶体）であることを特徴とする。
２において母ガラスはＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ
系であり、ガラスセラミックスの主結晶相はβ−石英固
溶体（β−ＳｉＯ2 固溶体）であることを特徴とする。
【００１２】請求項４のガラスセラミックスにおいて
は、前記熱膨張係数が連続的に変化している部分は、一
つの結晶相の結晶化度が連続的に変化している部分から
なることを特徴とする。
は、前記熱膨張係数が連続的に変化している部分は、一
つの結晶相の結晶化度が連続的に変化している部分から
なることを特徴とする。
【００１３】請求項５のガラスセラミックスは、請求項
４において、ガラスセラミックスはＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ
3 −Ｌｉ2 Ｏ系であり、ガラスセラミックスの主結晶相
はβ−石英固溶体（β−ＳｉＯ2 固溶体）であることを
特徴とする。
４において、ガラスセラミックスはＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ
3 −Ｌｉ2 Ｏ系であり、ガラスセラミックスの主結晶相
はβ−石英固溶体（β−ＳｉＯ2 固溶体）であることを
特徴とする。
【００１４】請求項６のガラスセラミックスにおいて
は、前記熱膨張係数が連続的に変化している部分は、結
晶相が、一つの結晶相から他の結晶相へ連続的に変化し
ている部分からなることを特徴とする。
は、前記熱膨張係数が連続的に変化している部分は、結
晶相が、一つの結晶相から他の結晶相へ連続的に変化し
ている部分からなることを特徴とする。
【００１５】請求項７のガラスセラミックスにおいて
は、請求項６においてガラスセラミックスはＳｉＯ2 −
Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ系であり、連続する主結晶相はβ
−石英固溶体（β−ＳｉＯ2 固溶体）およびβ−スポジ
ュメン固溶体（β−Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −４Ｓｉ
Ｏ2 ）であることを特徴とする。
は、請求項６においてガラスセラミックスはＳｉＯ2 −
Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ系であり、連続する主結晶相はβ
−石英固溶体（β−ＳｉＯ2 固溶体）およびβ−スポジ
ュメン固溶体（β−Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −４Ｓｉ
Ｏ2 ）であることを特徴とする。
【００１６】また、請求項８によれば、単一の素材内で
熱膨張係数が連続的に変化している部分を有するガラス
セラミックスからなり、熱膨張係数の異なる複数の物質
をつなぐ熱歪み緩和材が提供される。
熱膨張係数が連続的に変化している部分を有するガラス
セラミックスからなり、熱膨張係数の異なる複数の物質
をつなぐ熱歪み緩和材が提供される。
【００１７】一般的に、ガラスセラミックスとは、母ガ
ラス内部に均一に結晶相を析出させたセラミックスをい
う。また、析出した結晶の間隙が残留したアモルファス
で完全に埋まることにより内部欠陥が存在しないことを
特徴とされている。従って内部欠陥の問題を有する、粉
体やガラス粉を圧着、加熱融着させたものとは根本的に
異なるものである。
ラス内部に均一に結晶相を析出させたセラミックスをい
う。また、析出した結晶の間隙が残留したアモルファス
で完全に埋まることにより内部欠陥が存在しないことを
特徴とされている。従って内部欠陥の問題を有する、粉
体やガラス粉を圧着、加熱融着させたものとは根本的に
異なるものである。
【００１８】また、従来、ガラスセラミックスはその結
晶相の機能、あるいは結晶相とアモルファス相の相互作
用による機能でしか注目されていなかった。
晶相の機能、あるいは結晶相とアモルファス相の相互作
用による機能でしか注目されていなかった。
【００１９】本発明者は、ガラスの特性と、ガラスセラ
ミックスの優れた機能に着目し、さらには結晶化過程が
連続的に変異する事実と組み合わせることにより、単一
の母ガラスから欠陥を含まずに、部分的に異なった機能
を持たせることができる新規なガラスセラミックスを製
造することに成功した。
ミックスの優れた機能に着目し、さらには結晶化過程が
連続的に変異する事実と組み合わせることにより、単一
の母ガラスから欠陥を含まずに、部分的に異なった機能
を持たせることができる新規なガラスセラミックスを製
造することに成功した。
【００２０】上記本発明の目的を達成する素材としての
ガラスセラミックスは、接合を行っていないすなわち内
部に接合面を有しない単一の素材としてのガラスあるい
はガラスセラミックス中の任意の箇所に結晶相とガラス
相、または一つの結晶相中の結晶化度が連続的に変化す
る結晶相、または一つの結晶相から他の結晶相へ結晶相
が連続的に変化する部分を析出、成長、変異させること
により熱膨張係数が連続的に変化している部分を生成さ
せることを特徴とする。
ガラスセラミックスは、接合を行っていないすなわち内
部に接合面を有しない単一の素材としてのガラスあるい
はガラスセラミックス中の任意の箇所に結晶相とガラス
相、または一つの結晶相中の結晶化度が連続的に変化す
る結晶相、または一つの結晶相から他の結晶相へ結晶相
が連続的に変化する部分を析出、成長、変異させること
により熱膨張係数が連続的に変化している部分を生成さ
せることを特徴とする。
【００２１】また、本発明の主旨である熱膨張係数の変
化に着目すると、母ガラスおよびガラスセラミックスと
しては、結晶化の過程で熱膨張係数が著しく変化する組
成として、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ系が好まし
い。
化に着目すると、母ガラスおよびガラスセラミックスと
しては、結晶化の過程で熱膨張係数が著しく変化する組
成として、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ系が好まし
い。
【００２２】ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ系ガラス
は、主に低膨張材料として数多くの報告がされている。
本発明は、部分的に必ず結晶相を持つことを特徴として
いるため、根本的に従来のＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌｉ
2 Ｏ系ガラスとは異なる。
は、主に低膨張材料として数多くの報告がされている。
本発明は、部分的に必ず結晶相を持つことを特徴として
いるため、根本的に従来のＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌｉ
2 Ｏ系ガラスとは異なる。
【００２３】本発明において、熱膨張係数が連続的に変
化している部分が、結晶相と結晶化していないガラス相
が連続している部分からなる場合、または一つの結晶中
の結晶化度が連続的に変化している部分からなる場合、
ガラスセラミックスの主結晶相はβ−石英固溶体（β−
ＳｉＯ2 固溶体）であることが好ましい。
化している部分が、結晶相と結晶化していないガラス相
が連続している部分からなる場合、または一つの結晶中
の結晶化度が連続的に変化している部分からなる場合、
ガラスセラミックスの主結晶相はβ−石英固溶体（β−
ＳｉＯ2 固溶体）であることが好ましい。
【００２４】また熱膨張係数が連続的に変化している部
分が一つの結晶相から他の結晶相へ結晶相が連続的に変
化している部分からなる場合は、連続する主結晶相はβ
−石英固溶体（β−ＳｉＯ2 固溶体）およびβ−スポジ
ュメン固溶体（β−Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −４Ｓｉ
Ｏ2 ）であることが好ましい。
分が一つの結晶相から他の結晶相へ結晶相が連続的に変
化している部分からなる場合は、連続する主結晶相はβ
−石英固溶体（β−ＳｉＯ2 固溶体）およびβ−スポジ
ュメン固溶体（β−Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −４Ｓｉ
Ｏ2 ）であることが好ましい。
【００２５】従来、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ系
ガラスセラミックスで、主結晶相として、β−石英固溶
体（β−ＳｉＯ2 固溶体）、及びβ−スポジュメン固溶
体（β−Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −４ＳｉＯ2 ）を有する
極低膨張素材が数多く報告されている。しかし、それら
は組成、結晶化過程と結晶相の関係しか議論されていな
い。なお、β−石英固溶体とは、その結晶構造上極めて
酷似しているβ−ユークリプタイト固溶体（β−Ｌｉ2
Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −２ＳｉＯ2 ）を含むものである。
ガラスセラミックスで、主結晶相として、β−石英固溶
体（β−ＳｉＯ2 固溶体）、及びβ−スポジュメン固溶
体（β−Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −４ＳｉＯ2 ）を有する
極低膨張素材が数多く報告されている。しかし、それら
は組成、結晶化過程と結晶相の関係しか議論されていな
い。なお、β−石英固溶体とは、その結晶構造上極めて
酷似しているβ−ユークリプタイト固溶体（β−Ｌｉ2
Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −２ＳｉＯ2 ）を含むものである。
【００２６】本発明のガラスセラミックスにおいて、結
晶相と結晶化していないガラス相が連続している場合、
両相間にははっきりした境界は存在せず、両相間にはガ
ラスセラミックスとアモルファスガラスが混在する領域
が存在する。また一つの結晶相から他の結晶相へ結晶相
が連続的に変化する場合も両結晶相間にははっきりした
境界は存在せず、両方の結晶が混在する領域が存在す
る。いずれの場合でも、本発明のガラスセラミックスに
おいては、一つの相内においても、もしくは一つの相か
ら他の相に向けて熱膨張係数が連続的に漸増または漸減
している。換言すれば、本発明のガラスセラミックスに
おいて熱膨張係数が連続的に変化する部分とは、一端部
から他端部にかけて熱膨張係数が漸増または漸減する部
分を意味する。
晶相と結晶化していないガラス相が連続している場合、
両相間にははっきりした境界は存在せず、両相間にはガ
ラスセラミックスとアモルファスガラスが混在する領域
が存在する。また一つの結晶相から他の結晶相へ結晶相
が連続的に変化する場合も両結晶相間にははっきりした
境界は存在せず、両方の結晶が混在する領域が存在す
る。いずれの場合でも、本発明のガラスセラミックスに
おいては、一つの相内においても、もしくは一つの相か
ら他の相に向けて熱膨張係数が連続的に漸増または漸減
している。換言すれば、本発明のガラスセラミックスに
おいて熱膨張係数が連続的に変化する部分とは、一端部
から他端部にかけて熱膨張係数が漸増または漸減する部
分を意味する。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明は、例えば光源ランプとし
て、電子管部分には透過性に優れた石英を用い、封止金
属としタングステンを使用し、複数の中間ガラスを２者
の間に使用している場合、本発明による素材を、中間ガ
ラスのすべてまたは一部として使用することにより、接
合箇所が減少し、結果的に、生産性、強度、密閉性が良
好になる。
て、電子管部分には透過性に優れた石英を用い、封止金
属としタングステンを使用し、複数の中間ガラスを２者
の間に使用している場合、本発明による素材を、中間ガ
ラスのすべてまたは一部として使用することにより、接
合箇所が減少し、結果的に、生産性、強度、密閉性が良
好になる。
【００２８】また、本発明によると、図２に示す従来の
光電子増倍管用バルブは、図３に示すように改良するこ
とが可能である。すなわち、石英ガラス８に軟質ガラス
１０を接合するための熱歪み緩和材として、石英ガラス
８に近い方から連続的に熱膨張係数が高くなる、本発明
によるガラスセラミックス９を使用することにより、接
合箇所を減少させることが可能である。
光電子増倍管用バルブは、図３に示すように改良するこ
とが可能である。すなわち、石英ガラス８に軟質ガラス
１０を接合するための熱歪み緩和材として、石英ガラス
８に近い方から連続的に熱膨張係数が高くなる、本発明
によるガラスセラミックス９を使用することにより、接
合箇所を減少させることが可能である。
【００２９】また、本発明は、そのほかにも、温度変化
の激しい使用環境下で密着性を要求される、種々の接合
部分に使用することが可能である。
の激しい使用環境下で密着性を要求される、種々の接合
部分に使用することが可能である。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。表
１に実施例１〜７に使用した母ガラスの酸化物基準重量
比組成をパーセント単位で示す。
１に実施例１〜７に使用した母ガラスの酸化物基準重量
比組成をパーセント単位で示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表２に実施例１〜５のガラスセラミックス
中の主結晶相と物性を示す。
中の主結晶相と物性を示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】図１に本実施例で用いた結晶化装置を示
す。図１の結晶化装置を用いて本実施例のガラスセラミ
ックスは次の方法により製造された。
す。図１の結晶化装置を用いて本実施例のガラスセラミ
ックスは次の方法により製造された。
【００３５】（１）発熱体１で、炉内雰囲気温度を調節
する。 （２）発熱体２で、サンプル３下面の温度を調節する。 （３）サンプル側面はすべて保温材４で断熱し、サンプ
ルへの熱供給は上面及び下面からしかなされないように
する。
する。 （２）発熱体２で、サンプル３下面の温度を調節する。 （３）サンプル側面はすべて保温材４で断熱し、サンプ
ルへの熱供給は上面及び下面からしかなされないように
する。
【００３６】次に上記方法により製造した実施例１〜３
のガラスセラミックスの核形成温度、核成長温度、主結
晶相、熱膨張係数および比重を表３に示す。
のガラスセラミックスの核形成温度、核成長温度、主結
晶相、熱膨張係数および比重を表３に示す。
【００３７】試料の大きさは何れも、縦５ｍｍ、横６０
ｍｍの断面を持ち、熱膨張係数の変化する方向を高さと
して上部から下部にかけて３５ｍｍのものである。
ｍｍの断面を持ち、熱膨張係数の変化する方向を高さと
して上部から下部にかけて３５ｍｍのものである。
【００３８】
【表３】
【００３９】また、上記の方法により製造した実施例６
および７のガラスセラミックスの核形成温度、核成長温
度、主結晶相、熱膨張係数および比重を表４に示す。結
晶化装置、試料の大きさは実施例１〜３と同一のもので
ある。
および７のガラスセラミックスの核形成温度、核成長温
度、主結晶相、熱膨張係数および比重を表４に示す。結
晶化装置、試料の大きさは実施例１〜３と同一のもので
ある。
【００４０】
【表４】
【００４１】図１から図４は、Ｘ線回折図形であり、横
軸は回折角２θを示し、縦軸は回折強度を示す。
軸は回折角２θを示し、縦軸は回折強度を示す。
【００４２】Ｘ線回折図形において、ピークのある回折
角度と、それぞれのピークにおける回折強度の比率によ
り結晶相の推定ができる。また、ピーク位置に於ける回
折強度により結晶の多募を推定できる。従って、同じ観
察面積の２つのＸ線回折図形のピーク位置に於ける回折
強度を比較することにより、その結晶相の密度、すなわ
ち結晶化度の比較が可能となる。
角度と、それぞれのピークにおける回折強度の比率によ
り結晶相の推定ができる。また、ピーク位置に於ける回
折強度により結晶の多募を推定できる。従って、同じ観
察面積の２つのＸ線回折図形のピーク位置に於ける回折
強度を比較することにより、その結晶相の密度、すなわ
ち結晶化度の比較が可能となる。
【００４３】また、Ｘ線回折図形においてピークを示さ
ないものはアモルファスといわれ、結晶相を含まないガ
ラス相であるといえる。
ないものはアモルファスといわれ、結晶相を含まないガ
ラス相であるといえる。
【００４４】図４における１１から１７の線は、それぞ
れ同一の面積のＸ線回折図であるが、それぞれ縦軸方向
にずらして表示している。ただし倍率は変化させていな
いため、ピークでない部分と、ピーク位置での縦軸方向
すなわち回折強度の差により、結晶化度が比較できるよ
うに示したものである。
れ同一の面積のＸ線回折図であるが、それぞれ縦軸方向
にずらして表示している。ただし倍率は変化させていな
いため、ピークでない部分と、ピーク位置での縦軸方向
すなわち回折強度の差により、結晶化度が比較できるよ
うに示したものである。
【００４５】図５中の１８から２４、図６中の２５と２
６、図７中の２７と２８も同様の比較が出来るように示
したものである。
６、図７中の２７と２８も同様の比較が出来るように示
したものである。
【００４６】実施例１に於いて作成した試料を、断面を
縦横５ｍｍ四方に切断した場合のＸ線回折結果を図４に
表す。図４は、上部表面から下部に向かって２ｍｍずつ
研削しながら、測定結果を１１から１７の線で順に記し
たものである。
縦横５ｍｍ四方に切断した場合のＸ線回折結果を図４に
表す。図４は、上部表面から下部に向かって２ｍｍずつ
研削しながら、測定結果を１１から１７の線で順に記し
たものである。
【００４７】図４の１１で回折角度が１９度付近、２５
度付近の２ヵ所でピークを示しており、この回折図形は
β−石英固溶体であるといわれている。一方、１７にお
いてはピークが認められないため、ガラス相であること
がわかる。
度付近の２ヵ所でピークを示しており、この回折図形は
β−石英固溶体であるといわれている。一方、１７にお
いてはピークが認められないため、ガラス相であること
がわかる。
【００４８】従って、１１すなわち上部表面では、β−
石英固溶体が存在し、１７すなわち上部表面から１２ｍ
ｍ下部の相は完全にガラス相であることが証明された。
石英固溶体が存在し、１７すなわち上部表面から１２ｍ
ｍ下部の相は完全にガラス相であることが証明された。
【００４９】さらに、回折強度を比較すると、１１すな
わち上部表面では明確なβ−石英固溶体のピークが存在
するが、下部に向かうに従いその強度が減少しているこ
とが分かる。
わち上部表面では明確なβ−石英固溶体のピークが存在
するが、下部に向かうに従いその強度が減少しているこ
とが分かる。
【００５０】この結果より、結晶相とガラス相の明確な
境界線はなく、連続して結晶化度が変化していることが
実証された。
境界線はなく、連続して結晶化度が変化していることが
実証された。
【００５１】実施例３に於いて作成した試料を、断面を
縦横５ｍｍ四方に切断した場合のＸ線回折結果を図５に
表す。図５は、上部表面から下部に向かって１ｍｍずつ
研削しながら、測定結果を１８から２４の線で順に記し
たものである。
縦横５ｍｍ四方に切断した場合のＸ線回折結果を図５に
表す。図５は、上部表面から下部に向かって１ｍｍずつ
研削しながら、測定結果を１８から２４の線で順に記し
たものである。
【００５２】図５の１８で回折角度が１９度付近、２２
度付近、２５度付近の３ヵ所でピークを示しており、こ
の回折図形はβ−スポジュメンといわれている。一方、
２４はこのうち２２度付近のピークが存在せず、この回
折図形はβ−石英固溶体であるといわれている。
度付近、２５度付近の３ヵ所でピークを示しており、こ
の回折図形はβ−スポジュメンといわれている。一方、
２４はこのうち２２度付近のピークが存在せず、この回
折図形はβ−石英固溶体であるといわれている。
【００５３】従って、１８すなわち上部表面では、主結
晶相がβ−スポジュメンであり、２４すなわち上部表面
から６ｍｍ下部での主結晶相はβ−石英固溶体であるこ
とが証明された。
晶相がβ−スポジュメンであり、２４すなわち上部表面
から６ｍｍ下部での主結晶相はβ−石英固溶体であるこ
とが証明された。
【００５４】さらに、２２度付近の回折強度を比較する
と、１８すなわち上部表面では明確なピークが存在する
が、下部に向かうに従いその強度が減少していることが
分かる。
と、１８すなわち上部表面では明確なピークが存在する
が、下部に向かうに従いその強度が減少していることが
分かる。
【００５５】この結果より、上部表面ではβ−スポジュ
メンで、下部はβ−石英固溶体であり、結晶相が連続的
に変異していることが実証された。
メンで、下部はβ−石英固溶体であり、結晶相が連続的
に変異していることが実証された。
【００５６】次に、実施例４として、外径３０ｍｍ、内
径２５ｍｍ、高さ３５ｍｍの管状の試料に関し、上記実
施例１に相当する条件で実験を行った。この試料では、
試料の形状の制約により熱膨張係数が測定できないた
め、代替物性として比重とＸ線回折を測定した。
径２５ｍｍ、高さ３５ｍｍの管状の試料に関し、上記実
施例１に相当する条件で実験を行った。この試料では、
試料の形状の制約により熱膨張係数が測定できないた
め、代替物性として比重とＸ線回折を測定した。
【００５７】比重は、上部で、２．５５、下部で２．４
６であり、また図６にＸ線回折結果を表す。２５が上
部、２６が下部を表す。
６であり、また図６にＸ線回折結果を表す。２５が上
部、２６が下部を表す。
【００５８】この結果と、表３及び図４を照らした結
果、所定の熱膨張係数が得られているものと判断でき
る。
果、所定の熱膨張係数が得られているものと判断でき
る。
【００５９】次に、実施例５として、外径３０ｍｍ、内
径２５ｍｍ、高さ３５ｍｍの管状の試料に関し、上記実
施例３に相当する条件で実験を行った。この試料では、
試料の形状の制約により熱膨張係数が測定できないた
め、代替物性として比重とＸ線回折を測定した。
径２５ｍｍ、高さ３５ｍｍの管状の試料に関し、上記実
施例３に相当する条件で実験を行った。この試料では、
試料の形状の制約により熱膨張係数が測定できないた
め、代替物性として比重とＸ線回折を測定した。
【００６０】比重は、上部で、２．５１、下部で２．５
５であり、また、図７にＸ線回折結果を表す。２７が上
部、２８が下部を表す。
５であり、また、図７にＸ線回折結果を表す。２７が上
部、２８が下部を表す。
【００６１】この結果と、表３及び図５を照らした結
果、所定の熱膨張係数が得られているものと判断でき
る。
果、所定の熱膨張係数が得られているものと判断でき
る。
【００６２】上記実施例４及び５の結果から、図２に示
す従来の光電子増倍管用バルブの中間ガラス６は、本発
明によって図３のガラスセラミックス９に改良できるこ
とが証明された。
す従来の光電子増倍管用バルブの中間ガラス６は、本発
明によって図３のガラスセラミックス９に改良できるこ
とが証明された。
【００６３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、単
一の素材であるガラスセラミックスの内部で熱膨張係数
が連続的に変化している部分を有するので、熱膨張係数
が異なる２種類の物質を相互に接合させる場合に本発明
のガラスセラミックスを熱歪み緩和材として使用するこ
とにより、接合箇所を減少させることができ、強度と耐
久性に優れ、しかもある程度の大きさを確保することが
でき、加工性に優れた熱歪み緩和材を提供することがで
きる。
一の素材であるガラスセラミックスの内部で熱膨張係数
が連続的に変化している部分を有するので、熱膨張係数
が異なる２種類の物質を相互に接合させる場合に本発明
のガラスセラミックスを熱歪み緩和材として使用するこ
とにより、接合箇所を減少させることができ、強度と耐
久性に優れ、しかもある程度の大きさを確保することが
でき、加工性に優れた熱歪み緩和材を提供することがで
きる。
【図１】本発明のガラスセラミックスの製造装置を模式
的に示す図である。
的に示す図である。
【図２】従来の光電子増倍用バルブの構成を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明にかかるガラスセラミックスを使用した
光電子増倍用バルブの構成を示す図である。
光電子増倍用バルブの構成を示す図である。
【図４】実施例１の試料のＸ線回折結果を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】実施例３の試料のＸ線回折結果を示すグラフで
ある。
ある。
【図６】実施例４の試料のＸ線回折結果を示すグラフで
ある。
ある。
【図７】実施例５の試料のＸ線回折結果を示すグラフで
ある。
ある。
１、２ 発熱体 ３ サンプル ４ 保温材 ８ 石英ガラス ９ ガラスセラミックス １０ 軟質ガラス
Claims (8)
- 【請求項１】 単一の素材内で熱膨張係数が連続的に変
化している部分を有することを特徴とするガラスセラミ
ックス。 - 【請求項２】 前記熱膨張係数が連続的に変化している
部分は、結晶相と結晶化していないガラス相が連続して
いる部分からなることを特徴とする請求項１記載のガラ
スセラミックス。 - 【請求項３】 母ガラスはＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｌｉ
2 Ｏ系であり、ガラスセラミックスの主結晶相はβ−石
英固溶体（β−ＳｉＯ2 固溶体）であることを特徴とす
る請求項２記載のガラスセラミックス。 - 【請求項４】 前記熱膨張係数が連続的に変化している
部分は、一つの結晶相の結晶化度が連続的に変化してい
る部分からなることを特徴とする請求項１記載のガラス
セラミックス。 - 【請求項５】 ガラスセラミックスはＳｉＯ2 −Ａｌ2
Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ系であり、ガラスセラミックスの主結晶
相はβ−石英固溶体（β−ＳｉＯ2 固溶体）であること
を特徴とする請求項４記載のガラスセラミックス。 - 【請求項６】 前記熱膨張係数が連続的に変化している
部分は、一つの結晶相から他の結晶相へ連続的に変化し
ている部分からなることを特徴とする請求項１記載のガ
ラスセラミックス。 - 【請求項７】 ガラスセラミックスはＳｉＯ2 −Ａｌ2
Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ系であり、連続する主結晶相はβ−石英
固溶体（β−ＳｉＯ2 固溶体）およびβ−スポジュメン
固溶体（β−Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −４ＳｉＯ2 ）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
ス。 - 【請求項８】 単一の素材内で熱膨張係数が連続的に変
化している部分を有するガラスセラミックスからなり、
熱膨張係数の異なる複数の物質をつなぐ熱歪み緩和材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9029590A JPH10212135A (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 熱膨張係数が連続的に変化している部分を有するガラスセラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9029590A JPH10212135A (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 熱膨張係数が連続的に変化している部分を有するガラスセラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10212135A true JPH10212135A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=12280298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9029590A Pending JPH10212135A (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 熱膨張係数が連続的に変化している部分を有するガラスセラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10212135A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005231994A (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Schott Ag | 低熱膨張性ガラスセラミック |
| JP2011512510A (ja) * | 2008-02-20 | 2011-04-21 | コーニング インコーポレイテッド | ガラスセラミック製中心パイプを備えた太陽熱集熱素子 |
-
1997
- 1997-01-29 JP JP9029590A patent/JPH10212135A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005231994A (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Schott Ag | 低熱膨張性ガラスセラミック |
| JP4504835B2 (ja) * | 2004-02-20 | 2010-07-14 | ショット アクチエンゲゼルシャフト | 低熱膨張性ガラスセラミック |
| JP2011512510A (ja) * | 2008-02-20 | 2011-04-21 | コーニング インコーポレイテッド | ガラスセラミック製中心パイプを備えた太陽熱集熱素子 |
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