JPS6183649A - 高強度結晶化ガラスおよびその製造方法 - Google Patents

高強度結晶化ガラスおよびその製造方法

Info

Publication number
JPS6183649A
JPS6183649A JP20463884A JP20463884A JPS6183649A JP S6183649 A JPS6183649 A JP S6183649A JP 20463884 A JP20463884 A JP 20463884A JP 20463884 A JP20463884 A JP 20463884A JP S6183649 A JPS6183649 A JP S6183649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zno
mgo
strength
glass
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP20463884A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0157058B2 (ja
Inventor
Takehiro Shibuya
武宏 渋谷
Masaru Hora
洞 勝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority to JP20463884A priority Critical patent/JPS6183649A/ja
Publication of JPS6183649A publication Critical patent/JPS6183649A/ja
Publication of JPH0157058B2 publication Critical patent/JPH0157058B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C10/00Devitrified 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
    • C03C10/0036Devitrified 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
    • C03C10/0045Devitrified 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、耐熱性、耐1IJx性を要求される高強度材
料として、また微細加工、精密加工を必要とする電子部
品、i+を部品として有用な機械的強度並びに衝撃強度
が大きく、かつ低膨張である結晶化ガラスに関するもの
である0 従来技術 従来より曲げ強度が5000〜6000kg/dの高強
度結晶化ガラスは数多く提案されているが、これらは概
して熱膨張係数が70〜1oo x lo−、Pc前後
と高く、耐熱性、耐衝撃性を要求される材料として使用
することはできなかった。
また、熱膨張係数が30 X lo−yC以下のL工、
Q−AltOB −5iO1系の低膨張結晶化ガラスも
良く知られているが、この結晶化ガラスの曲げ強度は1
000〜2000kg/+1と低いという欠点があった
そこで、強度を向上するため化学強化、フッ素導入等の
試みがなされているが、化学強化方法の場合は、結晶化
後にイオン交換するため、イオン交換に時間がかかる割
には強度が上がらないうえに、工程が増し、工業材料と
してコスト高になる。しかもイオン交換強化層は、再加
熱をうけるとイオンの再拡散が起り、強度が低下してし
まうため、高温度で使用される工業材料には用途の制限
を受け、また必要に応じて700〜1100°Cで行な
われる絵付けもできず、強度が向上しても用途が極端に
制限されるという欠点があった。
また、フッ素をガラス中に導入することで強化する方法
では、結晶物の強度を5000kic+d以上にするに
はフッ素を2%前後またはそれ以上と多量に入れる必要
がある。そのためガラスの溶解並びに結晶化工程で多量
のフッ素の発生をきたし、公害対策として莫大なる設備
投資を強いられ、量産材料として不向きなばかりか、こ
のフッ素入りガラスは結晶化が不均一に起り易くて強度
のバラツキが大きく、且つまた色ムラを呈し、外観的に
良くないという欠点を有している。
j口肛肩L1 本発明者等は、上記欠点を鑑み、電磁調理器のトッププ
レートのような高強度、耐熱性が要求される工業材料と
して有用なガラスを提供すべく鋭意研究した結果、化学
強fヒやフッ素を導入しなくても、曲げ強度が3000
〜7000kg%cjと高く、膨張保IXt、 モ30
 X lo++c以下と低い上、更に安価で大量に供給
できる結晶化ガラスを見い出した。
発明の構成 本発明の結晶化ガラスは、ff1ffi百分率で、5i
0255〜75%、A1□0,12〜30%、L1□0
2〜5%、MgO2,5〜6%、ZnO0,5〜3%、
’l1Ot 15〜7 %、ZrO20−&5%、1j
o5o 〜2.5%、Nano O〜1%、K!Oo〜
1%、PbO0〜3% からなりLi(0+MgO+ 
ZnO= 6〜12%、(Mgo + ZnO)At、
o = 1以上であり、曲げ強度が3000kV′cA
以上であることを特徴とする。
また、本発明の結晶化ガラス製造方法は、上記組成範囲
にあるガラス成形物を950〜1150’Cて熱処理す
ることを特徴とずル。
本発明において、十分その目的を達成するためには、L
i2O+ MgO+ZnO= 6〜12%、(MgO+
 ZnO) Ai!O= 1以上であることが重要であ
る。
すなわち、本発明のガラス成形物を熱処理すると、まず
TiO+あるいはTi0z・ZrO,の結晶核が形成さ
れ、次いで、この核より膨張係数の低いβ−スボジュメ
ン結晶が生長し、この過程で合わせて膨張係数の高いク
リストバライト結晶も析出してくる。クリストバライト
結晶の析出量は、Li+O、MgO、ZnO(7) 量
比により影響を受け、特にMgOの量に影響を受けると
思われるが、この析出量を適切に制御することによって
結晶化ガラスの強度を上げることができる。
クリストバライト結晶の適正析出量は、5〜15%程度
であり、15%より多くなると結晶化物の膨張カーブに
異常膨張が観察されるようになり、膨張係数が高くなる
と共に耐熱性が下り好ましくなく、5%より少なくなる
と強度の向上が望めない。
本発明の結晶化ガラスは1.好ましくは、重量百分率で
、5i0160〜70%、A15Os 1.5〜25%
、Lit O2,5〜45%、MgO15〜5%、Zn
0Q5〜2 %、Ti0145〜a5%、zrOIO〜
3%、p、o、 o 〜2 %、Na、OONo、6 
%、K、OO〜0.6%、PbOO〜2.5%からなり
、Li2O++11g0 + ZnO= 6〜10 %
であり、いIgo + ZnO)Aino = 1以上
である。このような組成範囲の結晶化ガラスは、特に低
膨張、高強度の特性を有する。
本発明の結晶化ガラスのSin、含量は、55〜75重
量%、好ましくは60〜70重量%である。
55重旦%より少ない場合は、クリストバライト結晶が
析出せず、高強度結晶物が得られない。75重量%より
多い場合は、ガラスの溶融性、作業性が悪くなる。
Altos含量は12〜30重量%、好ましくは15〜
25重但%である。12重1%より少ない場合は、結晶
化速度が速くなりすぎて作業性が悪くなる。30%より
多い場合は、ガラスの溶融性、作業性が悪くなると共に
異種結晶が析出し、所望の高強度特性が得られない。
L1ヨO含量は、2〜5重量%、好ましくは2、.5〜
侃5重量%である。2劃トより少ない場合は、ガラスの
溶融性が悪くなり、均一なガラスが得られなくなる。5
重1%より多い場合は、結晶物の膨張係数が高くなりす
ぎる。
MgO含量は、2.5〜6重ffi%、好ましくは2.
5〜5重1%であり、ZnO含量は2O.5〜3重量%
、好ましくは0.5〜2重量%である。
MgOが2..5重量%、ZnOがα5重n%より少な
い場合は、ガラスの溶融性が悪くなり、MgOが6重量
%、ZnOが3重量%より多い場合は、クリストラバイ
ト結晶の析出量が多くなりすぎて結晶物の膨張係数が高
くなりすぎ、また異常膨張係数がみられ、耐熱性も悪く
なる。
TiO2、ZrO□は、結晶核形成剤として作用する成
分で、ZrO□は必ずしも必須成分ではないが、Ti0
1と共に用いることができる。p、 o、はZrOHの
溶融促進効果があり、ZrO,と共に用いる。
rio1含量は、a5〜7屯は%、好ましくは、毛5〜
G、5重i?c%である。3.5重量%より少ない場合
は、核形成効果が弱くなるため、結晶r重量が少なく、
高強度結晶物が得られない。7重量%より多い場合は、
ガラスの溶融性が悪くなり、均一なガラスが得がた。<
、又失透性が強まり、異種結晶が析出し易くなる。
Zr01含量は、O〜3.5重!1%、好ましくは0〜
3重量%である。3.5重量%より多い場合は、溶融性
、作業性が悪くなる。
p、 o、含量は2O−45重量%、好ましくは0〜2
重景%である。2..5重ff1%より多い場合は、ガ
ラスを均一に溶融するのが困難である。
Na+ O% Kt Oは、少皿ならばガラスの溶融性
を良くする口約で使用できる。Na、O含量は2O〜1
.0重1%、好ましくは0〜16重量%であり、K、O
含量は2O〜1.0重量%、好ましくは0〜0.6重量
%である。NatO、K+Oのいずれも1.0重量%よ
り多い場合は、結晶物の強度が低下するため好ましくな
い。
P’bO含量は、O−320重量%、好ましくは0−2
.5重量%である。3.0重量%より多い場合は、溶融
性、作業性が悪くなる。
上記組成以外にも、ガラス製造上の通常の清澄剤として
As!OH、sb、o、の中から1種又は2種を30重
量%以下添加することができる。
L1□O+ MgO+ ZnOの含量が6重量%より少
ない場合、(JO+ ZnO)Ait Oの比が1より
少ない場合は、クリストバライト結晶の析出が見られず
、高強度が得られなくなり、一方台量が12重量%より
多い場合は、失透速度が速くなりすぎるとともに、膨張
係数が高くなり、耐熱性が劣下する。
実施例 次に、本発明の結晶化ガラスの実施例及びこれと比較さ
れる従来の結晶化ガラスの例を示す。
試料扁1〜8が本発明品であり、&9〜11が従来品で
ある。
νに毛虫白 表のノブ61〜11のガラス試料は、次のように調製し
た。
試料/761〜11の各ガラス組成になるように調合し
た原料バッチを1600 ”Cで10〜16時間溶融し
た後、直径5朋、長さ50Jll!+のガラス棒に成形
した。次いでこのガラス棒を電気炉中750°Cまて5
℃/分の速度で加熱し、750’Cで1〜2時間保持し
た後、さらに1100″Cまで1〜2°C/分で昇温後
、1時間保持してから炉冷した。得られた結晶化ガラス
の析出結晶をX線回折で、β−スホシュメン結晶及びク
リストバライト5拮晶が析出しているかをWADすると
同時に曲げ強度、膨張係数を測定した。
この結果、本発明品と従来品とを比較すると、従来品は
膨張係数は低いが、曲げ強度が1500〜これは、本発
明では、β−スボジュメンとクリストバライトの2結晶
とも析出しているのに対し、従来品は、β−スボジュノ
ン結晶は析出しているが、クリストツクライト結晶が析
出していないためであると思われ、このことからL1ρ
+MgO+ ZnOの量が6%以下、或いt$ (Mg
O+ ZnO)/L工、Oが1以下の結晶化ガラスは、
クリストバライト結晶が析出せず、高い曲げ強度が得ら
れないことがわかる。
また、通常行なわれるガラスの化学強化方法や急冷強化
方法は、ガラス表面に圧縮応力を完本発明品の結晶化ガ
ラスの表面をl xz研磨して落したり再加熱しても強
度低下はみられなかった。従って本発明による結晶化ガ
ラスの高い強度は、表面にのみ圧縮応力が働いて強化さ
れているためではなく、クリストバライト結晶の析出に
伴い、冷却過程での収縮時にガラス全体に圧縮応力が働
いている状萼からくるものと思われる。
尚、本発明における曲げ強度は、直径5問、長さ50闘
の棒状の結晶化ガラスを周知の三点積重方法によって測
定した。
発明の効果 以上のように本発明の結晶化ガラスは、高い曲げ強度、
低い膨張係数を有する画期的な結晶化ガラスであり、耐
熱性、耐衝’J性を要求される高強度工業材料として利
用されているだけでなく、特に表面を研磨、切削したり
、切断加工しても強度が低下しないといった優れた特徴
を有しており、微細加工、精密加工を必要とする電子部
品、機械部品 を始め各種広範な用途に利用できる。
特許出願人 H本電気硝+#式会社 代侃“長崎準−

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量百分率で、 SiO_2 55〜75% Al_2O_3 12〜3
    0% Li_2O 2〜5% MgO 2.5〜6% 
    ZnO 0.5〜3% TiO_2 3.5〜7% Z
    rO_2 0〜3.5% P_2O_5 0〜2.5%
     Na_2O 0〜1% K_2O 0〜1% PbO
     0〜3% の組成を有し、Li_2O+MgO+ZnO=6〜12
    %、(MgO+ZnO)/Li_2O=1以上であり、
    曲げ強度が3000kg/cm^2以上である高強度結
    晶化ガラス。
  2. (2)重量百分率で、 SiO_2 60〜70% Al_2O_3 15〜2
    5% Li_2O_2.5〜4.5% MgO 2.5
    〜5% ZnO 0.5〜2% TiO_2 4.5〜
    6.5% ZrO_2 0〜3% P_2O_5 0〜
    2% Na_2O 0〜0.6% K_2O 0〜0.
    6% PbO 0〜2.5% の組成を有し、Li_2O+MgO+ZnO=6〜10
    %、(MgO+ZnO)/Li_2O=1以上であり、
    曲げ強度が3000kg/cm^2以上である、特許請
    求の範囲第1項記載の高強度結晶化ガラス。
  3. (3)重量百分率で、 SiO_2 55〜75% Al_2O_3 12〜3
    0% Li_2O_3 2〜5% MgO 2.5〜6
    % ZnO 0.5〜3% TiO_2 3.5〜7%
     ZrO_2 0〜3.5% P_2O_5 0〜2.
    5% Na_2O 0〜1% K_2O 0〜1%Pb
    O 0〜3% の組成を有し、Li_2O+MgO+ZnO=6〜12
    %、(MgO+ZnO)/Li_2O=1以上であるガ
    ラス成形物を950〜1150℃で熱処理することによ
    り、曲げ強度が3000kg/cm^2以上の高強度結
    晶化ガラスを製造する方法。
  4. (4)重量百分率で、 SiO_2 60〜70% Al_2O_3 15〜2
    5% Li_2O 2.5〜4.5% MgO 2.5
    〜5% ZnO 0.5〜2% TiO_2 4.5〜
    6.5% ZrO_2 0〜3% P_2O_5 0〜
    2% Na_2O 0〜0.6% K_2O 0〜0.
    6% PbO 0〜2.5% の組成を有し、Li_2O+MgO+ZnO=6〜10
    %、(MgO+ZnO)/Li_2O=1以上であるガ
    ラス成形物を950〜1150℃で熱処理することによ
    り、曲げ強度が3000kg/cm^2以上の高強度結
    晶化ガラスを製造する特許請求の範囲第3項記載の方法
JP20463884A 1984-09-28 1984-09-28 高強度結晶化ガラスおよびその製造方法 Granted JPS6183649A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20463884A JPS6183649A (ja) 1984-09-28 1984-09-28 高強度結晶化ガラスおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20463884A JPS6183649A (ja) 1984-09-28 1984-09-28 高強度結晶化ガラスおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6183649A true JPS6183649A (ja) 1986-04-28
JPH0157058B2 JPH0157058B2 (ja) 1989-12-04

Family

ID=16493789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20463884A Granted JPS6183649A (ja) 1984-09-28 1984-09-28 高強度結晶化ガラスおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6183649A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
JP2016108180A (ja) * 2014-12-05 2016-06-20 京セラメディカル株式会社 ガラスセラミックス
CN111807706A (zh) * 2020-06-29 2020-10-23 成都光明光电股份有限公司 微晶玻璃和微晶玻璃制品

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
JP2016108180A (ja) * 2014-12-05 2016-06-20 京セラメディカル株式会社 ガラスセラミックス
CN111807706A (zh) * 2020-06-29 2020-10-23 成都光明光电股份有限公司 微晶玻璃和微晶玻璃制品

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0157058B2 (ja) 1989-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1121391A (en) Basalt glass-ceramic fibers and method of production
DE10245234B4 (de) Kristallisierbares Glas, seine Verwendung zur Herstellung einer hochsteifen, bruchfesten Glaskeramik mit gut polierbarer Oberfläche sowie Verwendung der Glaskeramik
JP3921621B2 (ja) 光学活性ガラス・セラミック物品およびその製造方法
JPS63256549A (ja) リチウムアルミノ珪酸塩ガラス体から成る製品および製法
DE2451121A1 (de) Verfahren zum herstellen von glaskeramiken
US3597179A (en) Glass treatment and glass-ceramic article therefrom
US2998675A (en) Glass body having a semicrystalline surface layer and method of making it
US3253975A (en) Glass body having a semicrystalline surface layer and method of making it
US3445252A (en) Alpha- and beta-cristobalite glassceramic articles and methods
JPS6159257B2 (ja)
US5061307A (en) Crystallized glass having natural-marble-like surface patterns and method of producing the same
US3467534A (en) Barium silicate glass-ceramic body and method of making it
US4784976A (en) Glass-ceramics containing NZP-type crystals
US5064461A (en) Blue/gray transparent glass-ceramic articles
JPH02116643A (ja) アルカリ亜鉛アルミノホスフェートガラスセラミック
US6531420B1 (en) Transparent lithium zinc magnesium orthosilicate glass-ceramics
US4341543A (en) Method of making strengthened transparent glass-ceramic, partially body-crystallized, and surface-crystallized glass articles
US3899340A (en) High elastic modulus glass-ceramic articles
JPH04275947A (ja) 透明な青から黒色ガラスセラミック品およびその製造方法
US4059454A (en) Green colored glasses
CN100352782C (zh) 一种含磷锂铝硅玻璃陶瓷及其制备方法
JPS6183649A (ja) 高強度結晶化ガラスおよびその製造方法
DE3345316A1 (de) Glaskeramik, besonders fuer fensterglas in holz- und kohleoefen
JPS6110963B2 (ja)
CN108623154B (zh) 一种表面强化的透明玻璃