KR20150050583A - 착색 및 불투명 유리-세라믹, 연관된 착색가능하고 세라믹가능한 유리, 및 연관된 공정 - Google Patents

착색 및 불투명 유리-세라믹, 연관된 착색가능하고 세라믹가능한 유리, 및 연관된 공정 Download PDF

Info

Publication number
KR20150050583A
KR20150050583A KR1020157007911A KR20157007911A KR20150050583A KR 20150050583 A KR20150050583 A KR 20150050583A KR 1020157007911 A KR1020157007911 A KR 1020157007911A KR 20157007911 A KR20157007911 A KR 20157007911A KR 20150050583 A KR20150050583 A KR 20150050583A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass
ceramic
preselected
composition
ceramics
Prior art date
Application number
KR1020157007911A
Other languages
English (en)
Inventor
조지 핼시 비올
매튜 존 데네카
시뉴 고메즈
카렌 마리 스미스
스티븐 앨빈 티트제
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
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 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
Publication of KR20150050583A publication Critical patent/KR20150050583A/ko

Links

Images

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
    • C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/006—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of microcrystallites, e.g. of optically or electrically active material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B20/00—Processes specially adapted for the production of quartz or fused silica articles, not otherwise provided for
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B32/00—Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products
    • C03B32/02—Thermal crystallisation, e.g. for crystallising glass bodies into glass-ceramic articles
    • 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
    • C03C10/0018—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 monovalent metal oxide as main constituents
    • C03C10/0027—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 monovalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3, Li2O as main constituents
    • 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
    • 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
    • C03C10/0054—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 PbO, SnO2, B2O3
    • 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
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
    • 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
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/02—Compositions for glass with special properties for coloured glass
    • 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
    • C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
    • C03C2204/04—Opaque glass, glaze or enamel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

다음의 범위: L*　=　약 20 내지 약 45; a* = 약 -2 내지 약 +2; 및 b*　= 약 -12 내지 약 +1의 CIELAB 색상 공간에서, 총 반사율 --정반사 포함-- 측정으로부터 결정된, 좌표를 갖는 착색 및 불투명 유리-세라믹이 되도록 β-스포듀민　ss 및 (i)　슈도브루카이트 또는 (ii) 바나듐 또는 바나듐 함유 화합물을 포함하는 결정질 상을 갖는 유리-세라믹은 여기에 개시된다. 이러한 CIELAB 색상 공간 좌표는 실질적으로 유리-세라믹을 전체적으로 균일하게 할 수 있다. 각각의 절차에 있어서, β-석영　ss는 결정질 상이 실질적으로 없을 수 있다. 만약 존재한다면, β-석영　ss는 약 20　wt% 미만, 또는 선택적으로 약 15　wt%미만의 결정질 상일 수 있다. 또한 결정질 상은 스피넬 ss (예를 들어, 허시나이트 및/또는 가나이트-허시나이트　ss), 루틸, 마그네슘 아연 포스페이트, 또는 스피넬 ss (예를 들어, 허시나이트 및/또는 가나이트-허시나이트　ss) 및 루틸을 포함할 수 있다.

Description

착색 및 불투명 유리-세라믹, 연관된 착색가능하고 세라믹가능한 유리, 및 연관된 공정 {CLORED AND OPAQUE GLASS-CERAMIC(S), ASSOCIATED COLORABLE AND CERAMABLE GLASS(ES), AND ASSOCIATED PROCESS(ES)}
본 출원은 2012년 8월 28일자에 출원된 미국 가 특허 출원 제61/693875호의 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 여기에 혼입된다.
본 개시의 구현 예의 관점들 및/또는 구현 예들은 일반적으로 유리 물질 기술 분야에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 불투명 유리-세라믹 물질 기술 분야에 관한 것이다. 또한 본 개시의 구현 예의 관점들 및/또는 구현 예들은 하나 이상의 세라믹가능한 유리 조성물 (이하 "착색가능하고 세라믹가능한 유리 (ceramable glass)" 또는 "착색가능하고 세라믹가능한 유리들"), β-스포듀민 고용체 (β-spodumene solid solution) (β-스포듀민　ss) 및 (i) 슈도브루카이트 (pseudobrookite) 또는 (ii) 바나듐 (vanadium) 또는 바나듐 함유 화합물을 포함하는 흑색 착색 또는 회색 착색 및 불투명 유리-세라믹 (이하 "착색 및 불투명 유리-세라믹" 또는 "착색 및 불투명 유리-세라믹들"), 착색 및 불투명 유리-세라믹, 이온 교환 표면 처리에 적용가능한 착색 및 불투명 유리-세라믹, 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹, 착색 및 불투명 유리-세라믹을 포함하는 기계 또는 장비, 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹을 포함하는 기계 또는 장비, 착색 및 불투명 유리-세라믹으로 착색가능하고 세라믹가능한 유리 제조 공정, 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 제조 공정, 및 세라믹가능하고 착색된 유리, 착색 및 불투명 유리-세라믹, 및 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹 중 어느 하나를 사용하는 하나 이상의 공정에 관한 것이다.
지난 십 년 동안, 노트북 컴퓨터, 개인용 정보 단말기 (PDAs), 휴대용 네비게이션 장치 (PNDs), 미디어 플레이어, 휴대폰, 휴대용 인벤토리 장치 (portable inventory devices) (PIDs) ...등 (종종 "휴대용 컴퓨터 장치"라 한다)과 같은 전자 장치는 융합되면서, 동시에 소형화, 경량화, 및 기능적으로 좀더 강력해지고 있다. 이러한 소형화 장치의 개발 및 활용에 기여하는 하나의 요인은 언제나 전자 부품 크기를 감소에 의해 컴퓨터 밀도 및 작동 속도를 증가시키는 능력이다. 그러나, 더 소형화, 경량화 및 기능적으로 좀더 강력한 전자 장치에 대한 추세는 휴대용 컴퓨터 장치의 몇몇 부품의 디자인에 관한 계속되는 도전을 제시한다.
특정 디자인 도전에 접하게 되는 휴대용 컴퓨터 장치와 연관된 부품은 다양한 내부/전자 부품을 수용하는데 사용된 엔클로저 또는 하우징을 포함한다. 이러한 디자인 도전은 일반적으로 두 개의 충돌하는 디자인 목표 - 더 경량이고 얇아진 엔클로저 또는 하우징을 제조하기 위한 바람직한 상황, 및 더 강하고 좀더 견고한 엔클로저 또는 하우징을 제조하기 위한 바람직한 상황으로부터 발생한다. 더 경량의 엔클로저 또는 하우징, 통상적으로 약간의 잠금장치 (fasteners)를 갖는 박형 플라스틱 구조는, 더 강하고 좀더 견고한 엔클로저 또는 하우징, 통상적으로 좀더 중량을 갖는 더 많은 잠금장치를 갖는 더 두꺼운 플라스틱 구조와 반대로 구부리고 휘는 성향을 가지면서 좀더 유연한 경향이 있다. 불행하게도, 더 강하고, 좀더 견고한 플라스틱 구조의 증가된 중량은 사용자의 불만족을 유도할 수 있는 반면, 더 경량 구조의 구부림 및 휨은 휴대용 컴퓨터 장치의 내부/전자 부품을 손상시킬 수 있고, 사용자의 불만족을 거의 확실히 유도한다.
알려진 부류의 물질 중에는 다양한 다른 적용에서 널리 사용된 유리-세라믹이 있다. 예를 들어, 유리-세라믹은 쿡탑, 요리기구 및 그릇, 식기, 및 이와 유사한 것과 같은 식기류로서 주방에서 널리 사용된다. 투명한 유리-세라믹은 오븐 및/또는 가열로 창, 광학 소자, 거울 기판, 및 이와 유사한 것과 같은 제품에 사용된다. 유리-세라믹은 통상적으로 유리 매트릭스에서 결정상을 핵생성하고 성장시키기 위해 명시된 기간 동안 명시된 온도에서 전구체 유리 조성물을 세라믹화하여 만들어진다. SiO2-Al2O3-Li2O 유리 시스템에 기초한 두 개의 유리-세라믹은 주된 결정상으로서 β-석영 고용체 (β-석영 ss) 또는 주된 결정상으로서 β-스포듀민 고용체 (β-스포듀민　ss)을 갖는 것을 포함한다. 휴대용 컴퓨터 장치의 엔클로저 또는 하우징을 위한 개선된 흑색 또는 회색 색상을 제공하는 착색가능하고 세라믹가능한 유리 및/또는 착색 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환가능한 착색 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹에 대한 요구가 있다. 또한, 이러한 개선된 색상을 제공하면서 경량의, 강하고 견고한 엔클로저 또는 하우징을 생성하는 디자인 도전을 해결하는 이러한 물질에 대한 요구가 있다.
본 개시의 구현 예의 몇몇 관점들 및/또는 구현 예들은, 다음의 범위: L* = 약 20 내지 약 45; a* = 약 -2 내지 약 +2; 및 b*　= 약 -12 내지 약 +1의 CIELAB 색 공간에서, 총 반사율 (reflectance) -- 정반사 (specular) 포함 -- 측정으로부터 결정된, 좌표 (coordinates)를 갖는 착색 및 불투명 유리-세라믹이 되도록, β-스포듀민　ss 및 (i)　슈도브루카이트 또는 (ii) 바나듐 또는 바나듐 함유 화합물을 포함하는 결정상을 갖는 유리-세라믹에 관한 것이다. 유리하게는, 상기 CIELAB 색상 공간에서 이러한 좌표는 착색 및 불투명 유리-세라믹을 전체적으로 실질적으로 균일할 수 있다. 하나의 관점에 있어서, 부가적인 구성분은 슈도브루카이트를 포함하는 결정상을 포함한다. 또 다른 관점에 있어서, 상기 부가적인 성분은 바나듐 또는 바나듐 함유 화합물, 및 선택적으로, 주석 또는 주석 함유 화합물, 황 또는 황 함유 화합물, 및 전술된 것 중 어떤 둘 이상의 화합물 중 어떤 하나를 포함한다. 각각의 전술된 관점에 있어서, β-석영　ss은 결정질 상이 실질적으로 없을 수 있고, 만약 존재한다면, β-석영　ss는 약 20 중량퍼센트 (wt%) 미만, 및 선택적으로 약 15　wt% 미만의 결정질 상일 수 있다. 또한 각각의 전술된 관점에 있어서, 또 다른 결정질 상은 스피넬 ss (예를 들어, 허시나이트 (hercynite) 및/또는 가나이트-허시나이트 ss), 루틸 (rutile), 마그네슘 아연 포스페이트, 또는 스피넬 ss (예를 들어, 허시나이트 및/또는 가나이트-허시나이트 ss) 및 루틸을 포함할 수 있다.
본 개시의 구현 예들의 관점들 및/또는 구현 예들은 이전 단락의 이온 교환가능한, 착색 및 불투명 유리-세라믹 또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹에 관한 것이다. 관점에 있어서, 이온 교환가능한 착색 및 불투명 유리-세라믹은 적어도 약 200 메가파스칼 (MPa)의 평균 표면 압축 (CS) 하에 층을 갖도록 처리될 수 있다. 이러한 압축 응력 층은 유리-세라믹의 표면으로부터 상기 유리-세라믹으로 적어도 약 20 microns(㎛)의 깊이 (층의 깊이 및 DOL)로 거리를 확장할 수 있고, 선택적으로, 이러한 압축 응력 층은 적어도 약 60　㎛의 DOL을 갖는다. 또 다른 관점에 따르면, 이온교환된, 착색 및 불투명 유리-세라믹은 적어도 약 20　㎛의 DOL 및, 선택적으로, 적어도 약 60　㎛의 DOL을 갖는 압축 응력 층에서 적어도 약 200　MPa의 평균 표면 압축 (CS)을 갖도록 처리될 수 있다. 약 0.8 밀리미터 (mm) 두께로 이온 교환된, 착색 및 불투명 유리-세라믹과 연관한 관점에 있어서, 압축 응력 층은 적어도 약 20　㎛ 내지 약 150　㎛의 DOL; 선택적으로 적어도 약 40　㎛ 내지 약 150　㎛의 DOL; 및 한편으로, 적어도 약 80　㎛ 내지 약 120　㎛의 DOL을 가질 수 있다.
본 개시의 또 다른 구현 예의 관점들 및/또는 구현 예들은 흑색 착색 또는 회색 착색 및 불투명 유리-세라믹에 세라믹화하기에 적절한 착색가능하고 세라믹가능한 유리에 관한 것이다. 이러한 유리의 조성물은, 산화물 기준의 wt%로, 기본 조성물의 약 95 내지 약 99.7 및 밸런스로 하나 이상의 착색제를 포함한다. 다양한 관점에 있어서, 하나 이상의 착색제는 하나 이상의 철계 물질; 또는 하나 이상의 철계 물질 및 하나 이상의 부가적인 전이 금속계 물질; 또는 하나 이상의 다가 금속계 물질일 수 있다. 각각의 전술된 관점에 있어서, 착색가능하고 세라믹가능한 유리는, 다음의 산화물 기준의 wt%로 계산된 조성물을 포함한다: SiO2:　약　53.5　내지 약　70; Al2O3:　약　16.9 내지 약　24.5; B2O3:　약　0　내지 약　2; Li2O:　약 3.3　내지 약 4.5; Na2O:　약　0.3 내지 약　0.5; TiO2:　약　2.5　내지 약　6.2; MgO:　약　1.5 내지 약　3; ZnO:　약　0 내지 약　2.2; P2O5:　약　0　내지 약　7.7; SnO2:　약　0　내지 약　1; Fe2O3:　약 0　내지 약　5; 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물:　약　0　내지 약　4; 및 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물:　약　0　내지 약　4. 결정상을 핵생성 및 성장시키기 위해 상응하는 미리선택된 시간 동안 미리선택된 온도에서 세라믹화시, 이러한 착색가능하고 세라믹가능한 유리는, 이전의 단락들에서 기재된 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환가능하고 불투명 유리-세라믹을 생기게 할 수 있는 것으로 인식될 것이다. 또한, 상응하는 미리선택된 시간 동안 상응하는 미리선택된 온도에서 하나 이상의 미리선택된 이온 교환 기술을 사용하여 처리시, 이러한 착색가능하고 세라믹가능한 유리는, 이전 단락들에 기재된 이온 교환된 불투명 유리-세라믹을 생기게 할 수 있는 것으로 인식될 것이다.
본 개시의 구현 예의 부가적인 관점들 및/또는 구현 예들은 세라믹가능하고 착색된 유리, 착색 및 불투명 유리-세라믹, 이온교환가능한 착색 및 불투명 유리-세라믹, 및 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹 중 어느 하나를 제조하는 방법에 관한 것이다. 그 목적을 달성하기 위해서, 몇몇 관점들은 흑색 착색 또는 회색 착색 및 불투명 유리-세라믹에 세라믹화하는데 적절한 세라믹가능하고 착색된 유리를 산출하기 위하여 상응하는 미리선택된 양으로 혼합된 미리선택된 색상 패키지를 포함하는 미리선택된 조성물의 원료 물질을 용융시켜 세라믹가능하고 착색된 유리를 제조하는 방법에 관한 것이다. 착색 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 세라믹가능하고 착색된 유리에 하나 이상의 착색제를 제공하는데 사용된 명시된 색상 패키지를 위한 원료 물질 또는 성분의 구성분은, 하나 이상의 착색제로부터 그들의 양 및/또는 화학적 특징 (예를 들어, 화합물 대 원소 및/또는 그 반대, 탄산염 대 산화물, 혼합 산화물 대 산화물 및/또는 그 반대, 원자가 상태 ... 등) 및/또는 물질적 특징 (예를 들어, 결정질 대 비정질 및/또는 그 반대, 단일 상 대 다중 상 및/또는 그 반대, 침전물 대 용액 및/또는 그 반대, 존재 대 일시적 ... 등)에 대해 다른, 상응하는 미리선택된 양으로 혼합된 미리선택된 조성물을 포함할 수 있는 것으로 인식될 것이다.
색상 패키지에 연관된 관점에 있어서, 본 개시는, 다음 중 어느 하나를 포함하는, 산화물 기준의 wt%로 계산된, 하나 이상의 착색제 수준을 산출할 수 있는 상응하는 미리선택된 양으로 혼합된 미리선택된 조성물의 원료 물질 또는 성분을 사용하는 것을 고려한다:
Fe2O3: 약　0.3　내지 약　5;
Fe2O3: 약　0.3　내지 약　5 및 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물:　약　0　내지 약　4; 또는
하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물:　약　0　내지 약　4.
또 다른 관점은 하기 단계에 의해 β-스포듀민 고용체 (β-스포듀민　ss) 및 (i) 슈도브루카이트 또는 (ii) 바나듐 또는 바나듐 함유 화합물을 포함하는 착색 및 불투명 유리-세라믹을 제조하는 방법에 관한 것이다:
상기 착색가능하고 세라믹가능한 유리를 미리선택된 핵생성 온도 (TEMPn)로서 미리선택된 제1 속도로 가열시키고, 미리선택된 제1 시간 동안 미리선택된 핵생성 온도 (TEMPn)에서 유지시켜 핵생성 열처리에 적용시키는 단계; 및:
상기 열처리된 유리를 미리선택된 세라믹화 온도 (TEMPc)로 미리선택된 제2 속도로 가열시키고, 미리선택된 제2 시간 동안, 미리선택된 세라믹화 온도 (TEMPc)로 유지시키며; 미리선택된 말단 온도 (TEMPe)로 미리선택된 제3 속도로 냉각시켜 세라믹화 열처리에 적용시키는 단계.
이러한 미리선택된 핵생성 온도 (TEMPn)는 약　700℃ 내지 약　850℃를 포함할 수 있고, 상응하는 미리선택된 제1 시간은 약 ¼ 시간 내지 약 4 시간을 포함한다. 또한 이러한 미리선택된 세라믹화 온도 (TEMPc)는 약　850℃ 내지 약　1150℃을 포함할 수 있고, 상응하는 미리선택된 제2 시간은 약 ¼ 시간 내지 약 16 시간을 포함할 수 있다. 전술된 각각에 있어서, 이러한 선택된 제1 속도 및 제2 속도는 같거나 또는 다를 수 있고, 약　1℃/minute(min) 내지 약　10℃/min를 포함할 수 있다.
미관상 적절한 흑색 또는 회색 색상을 나타내는데 부가하여, 본 발명자들은 최종 착색 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환된, 착색 및 불투명 유리세라믹이, 예를 들어, 하기와 같은, 유리한 특성을 보유할 수 있는 것으로 믿는다:
약 25℃에서 약 0.5 내지 약 3.0 기가헤르츠 (GHz)의 주파수 범위에 걸쳐 약 0.05 미만; 선택적으로 약 0.03 미만; 한편으로 약 0.02 미만의 손실 탄젠트 (loss tangent);
약 25℃에서 약 0.5 내지 약 3.0 기가헤르츠 (GHz)의 주파수 범위에 걸쳐 약 8 미만; 선택적으로 약 7 미만; 또는 한편으로 약 6 미만의 유전율 (dielectric constant);
0.3　MPaㆍm½ 초과, 선택적으로 0.5　MPaㆍm½ 초과 또는 한편으로 약 1　MPaㆍm½ 초과의 파괴 인성 (fracture toughness); 및
약 135　MPa 초과; 선택적으로, 275　MPa 초과; 또는 한편으로, 약 340　MPa 초과의 파괴 계수 (modulus of rupture) (MOR);
적어도 약 400　kg/㎟; 선택적으로, 적어도 약 550　kg/㎟; 또는 한편으로, 적어도 약 700 kg/㎟의 누프 경도 (Knoop hardness); 또는
전술된 것 중 둘 이상의 조합.
그 목적을 달성하기 위해서, 상기 착색 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환된, 착색 및 불투명 유리-세라믹은, 컴퓨터와 같은 무선 통신 (wireless communication), 및 "마우스" 키보드, 모니터, 게임 컨트롤러, 태블릿, 화이트보드 ...등과 같은 컴퓨터 보조 장치; 개인용 정보 단말기 (PDAs); 휴대용 네비게이션 장치 (PNDs); 휴대용 인벤토리 장치 (PIDs); 튜너, 미디어 플레이어 (예를 들어, 레코드, 카세트, 디스크 ..등), 케이블 및/또는 위성 수신기, 키보드, 모니터, 게임 컨트롤러..등과 같은 멀티미디어 시스템 및 보조장치; 전자 리더 장치 또는 e-리더; 휴대용 및/또는 스마트 폰..등으로 구성될 수 있는, 다양한 전자 장치 또는 휴대용 컴퓨터 장치에서 사용될 수 있다.
본 개시의 다수의 구현 예의 다른 관점들, 구현 예들, 특색들, 및 장점들은 하기 상세한 설명 및 수반된 도면으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및/또는 수반된 도면에 있어서, 기준은 개별적으로 또는 서로 어떤 방식으로 조합되어 적용될 수 있는 본 개시의 구현 예의 대표적인 관점 및/또는 구현 예에 대해 만들어진다. 이러한 구현 예의 관점들 및/또는 구현 예들은 본 개시의 전체 범주를 대표하지는 않는다. 그러므로 본 개시의 전체 범주를 해석하기 위해 기준은 여기에서의 청구항에 대해 만들어져야 한다. 간결성 및 명확성을 위해서, 어떤 값의 범위는 범위 내에 모든 값을 고려하여 본 명세서에서 서술되고, 문제의 명시된 범위 내에 실수 값인 말단 점을 갖는 어떤 서브-범위를 인용하는 청구를 지지하는 것으로 해석되는 것이다. 가상적인 예시적 실시 예를 통하면, 약 1 내지 5의 범위의 본 개시의 인용은 다음 범위: 1-5; 1-4; 1-3; 1-2; 2-5; 2-4; 2-3; 3-5; 3-4; 및 4-5 중 어느 하나에 대한 청구를 지지하는 것으로 고려되어야 한다. 또한, 간결성 및 명확성을 위하여, "단수", "복수", "포함하다", "갖는", "포함하는" 및 등과 같은 이러한 용어는 편리성의 단어이지 제한 용어로 해석되지 않고, 용어 "포함하는", "필수적으로 이루어지는", "이루어지는" 등과 같은 용어를 포괄할 수 있다.
본 개시의 이들 및 다른 관점들, 장점들, 및 두드러진 특색들은 하기 상세한 설명, 수반된 도면, 및 첨부된 청구항으로부터 명백해질 것이다.
여기에서 참조된 도면은 본 명세서의 일부를 형성한다. 도면에 나타난 특색들은, 별도의 언급이 없는 한, 본 개시의 전부가 아닌 몇몇 구현 예들의 예시로 이해되고, 반대의 결과는 만들어지지 않는다. 비록 유사한 참조 번호가, 간결성을 위하여, 도면들에서, 반드시 동일하지 않은, 비슷한 구성품 및/또는 특색에 상응할지라도, 전술한 기능을 갖는 특색 또는 참조 번호는 이러한 구성품 및/또는 특색이 나타나는 다른 도면들과 연관되어 반드시 기재되지 않는다.
도 1은 본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따라 만들어진 착색 및 불투명 유리-세라믹 (5℃/min의 램프 속도로 가열되는, 780℃-2h 및 950℃-4h의 열처리를 사용하여 만들어진 표 1-4 ("표 1-A"라도도 함) 및 표 5-6 ("표 1-B"라고도 함)에 열거된 실시 예 3)에 대해 얻어진 x-선 (XRD) 회절 패턴을 나타낸다;
도 2는 본 개시의 구현 예의 다른 관점 및/또는 구현 예에 따라 만들어진 착색 및 불투명 유리-세라믹 (5℃ /min의 램프 속도로 가열되는, 780℃-2h 및 900℃-4h의 열처리를 사용한, 표 1-A에 열거된 실시 예 5)에 대해 얻어진 XRD 패턴을 나타낸다;
도 3은 본 개시의 구현 예의 다른 관점 및/또는 구현 예에 따라 만들어진 착색 및 불투명 유리-세라믹 (5℃/min의 램프 속도로 가열되는, 780℃-2h 및 1000℃-4h의 열처리를 사용한, 표 1-A 및 1-B에 열거된 실시 예 13)에 대해 얻어진 XRD 회절 패턴을 나타낸다;
도 4는 본 개시의 구현 예의 다른 관점 및/또는 구현 예에 따라 만들어진 흑색 및 불투명 유리-세라믹 및 430℃에서 NaNO3 용융염 욕조에서 이온-교환 후 유사 백색 및 불투명 유리-세라믹에 대해 전자 현미경에 의해 측정된 나트륨 프로파일을 나타내고, 여기서 각 샘플은 5℃/min로 780℃-2h 및 1000℃-4에서 열처리된다. 비슷한 Na2O 화학적 프로파일이 본 개시의 구현 예의 다른 관점 및/또는 구현 예에 따라 만들어진 흑색 및 불투명 유리-세라믹 및 유사한 백색 및 불투명 유리-세라믹에 대해 얻어짐에 따라, 비슷한 강도 개선은 예상된다;
도 5는 이온-교환된 샘플의 단면 및 특징적 파라미터; 평균 표면 압축 (CS);평균 중심 인장 (CT); 샘플 두께 (t); 및 샘플의 표면으로부터 샘플 내에 위치까지 수직거리인, 층의 깊이 (120) (DOL)의 개략적인 예시를 나타내고, 상기 샘플에서 응력은 도 4의 나트륨 프로파일로부터 결정가능하고 표면 압축 및 중심 인장으로부터 결과하는 부호 (즉, 0)를 변화시킨다;
도 6은 상업적으로 이용가능한 GORILLA® 유리 2317 및 유사 백색 및 불투명 (미착색된) 유리-세라믹과 비교하여 본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따라 만들어진 몇 가지 착색 및 불투명 유리-세라믹에 대한 주파수의 함수에 따른 손실 탄제트를 나타낸다; 및
도 7은 SiO2 양의 감소가 점도를 감소시키고 이에 의해 본 개시의 착색가능하고 세라믹가능한 유리를 더 쉽게 용융 및 형성하는 것을 입증하는 유사 세라믹가능한 유리 및 본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따라 만들어진 착색가능하고 세라믹가능한 유리에 대한 온도의 함수에 따른 점도를 나타낸다.
본 개시의 구현 예의 대표적인 구현 예의 관점 및/또는 구현 예의 하기 상세한 설명에 있어서, 참고는 본 개시의 일부를 형성하는 수반된 도면에 대해 만들어지고, 여기서 본 개시가 실행될 수 있는 구현 예의 특별한 관점 및/또는 구현 예를 예시하는 방식으로 나타낸다. 구현 예들의 이러한 관점들 및/또는 구현 예들은 기술분야의 당업자가 본 개시를 실행을 가능하도록 충분히 상세하게 기재되지만, 이에 본 개시의 범주가 제한되지 않는 것으로 이해될 것이다. 본 개시에 속하고 기술분야의 당업자에게 일어날 수 있는, 여기에 예시된 특색의 변경 및 또 다른 변형 및 여기에 예시된 원리의 부가적 적용은, 본 개시의 범주 내에서 고려될 것이다. 구체적으로는, 구현 예들의 다른 관점들 및/또는 구현 예들은 활용될 수 있고, 논리적 변화 (예를 들어, 제한 없이, 화학적, 조성적 {예를 들어, 제한 없이, 화학제, 물질, ... 및 이와 유사한 것 중 어느 하나 이상}, 전기적, 전기화학적, 전기기계적, 전기-광학적, 기계적, 광학적, 물리적, 물리화학적, .... 및 이와 유사한 것 중 어느 하나 이상) 및 다른 변화들은 본 개시의 사상 또는 범주를 벗어나지 않고 만들어질 수 있다. 따라서, 하기 상세한 설명은 제한하는 의미로 해석되지 않으며, 본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예의 범주는 첨부된 청구항에 의해 정의된다. "상부" "하부" "외부" "내부" ... 및 이와 유사한 것과 같은 용어는 편리성의 단어이지 제한적 용어로 해석되지 않는다.
본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예는 다음의 범위: L* = 약 20 내지 약 45; a* = 약 -2 내지 약 +2; 및 b*　= 약 -12 내지 약 +1의 CIELAB 색상 공간에서, 총 반사율 -- 정반사 포함 -- 측정으로부터 결정된, 좌표를 갖는 착색 및 불투명 유리-세라믹이 되도록, β-스포듀민　ss 및 (i) 슈도브루카이트 또는 (ii) 바나듐 또는 바나듐 함유 화합물을 포함하는 결정질 상을 갖는 유리-세라믹에 관한 것이다. 유리하게는, 상기 CIELAB 색상 공간에서 이러한 좌표는 착색 및 불투명 유리-세라믹을 전체적으로 실질적으로 균일할 수 있다. 하나의 관점에 있어서, 부가적인 성분은 슈도브루카이트를 포함하는 결정질 상을 포함한다. 또 다른 관점에 있어서, 상기 부가적인 성분은 바나듐 또는 바나듐 함유 화합물 및, 선택적으로, 주석 또는 주석 함유 화합물, 황 또는 황 함유 화합물, 및 전술된 것 중 어느 둘 이상 중 어느 하나를 포함한다. 전술된 관점 중 각각에 있어서, β-석영　ss은 결정질 상이 실질적으로 없을 수 있는 반면, 존재한다면, β-석영　ss은 약 20 중량% (wt%) 미만, 선택적으로 약 15　wt% 미만의 결정질 상일 수 있다. 또한 전술된 관점의 각각에 있어서, 또 다른 결정질 상은 스피넬 ss (예를 들어, 허시나이트 및/또는 가나이트-허시나이트　ss), 루틸, 마그네슘 아연 포스페이트, 또는 스피넬 ss (예를 들어, 허시나이트 및/또는 가나이트-허시나이트　ss) 및 루틸을 포함할 수 있다.
본 개시의 구현 예의 다른 관점 및/또는 구현 예는 전술된 단락들의 이온 교환가능한, 착색 및 불투명 유리-세라믹 또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹에 관한 것이다. 관점에 있어서, 이온 교환가능한 착색 및 불투명 유리-세라믹은 적어도 약 200 메가파스칼 (MPa)의 평균 표면 압축 (CS) 하에 층을 갖도록 처리될 수 있다. 이러한 압축 응력 층은 유리-세라믹의 표면으로부터 상기 유리-세라믹으로 적어도 약 20 마이크론 (㎛)의 깊이 (층의 깊이 및 DOL)의 거리로 확장할 수 있고, 선택적으로, 이러한 압축 응력 층은 적어도 약 60　㎛의 DOL을 갖는다. 결과적으로, 또 다른 관점에서, 이온 교환된, 착색 및 불투명 유리-세라믹은 적어도 약 20　㎛의 DOL 및 선택적으로, 적어도 약 60　㎛의 DOL을 갖는 압축 응력 층에서 적어도 약 200　MPa의 평균 표면 압축 (CS)을 갖도록 처리될 수 있다. 약 0.8 밀리미터 (mm) 두께의 이온 교환된, 착색 및 불투명 유리-세라믹과 연관된 관점에 있어서, 압축 응력 층은 적어도 약 20　㎛ 내지 약 150　㎛의 DOL; 선택적으로, 적어도 약 40　㎛ 내지 약 150　㎛의 DOL; 및 한편으로, 적어도 약 80　㎛ 내지 약 120　㎛의 DOL을 가질 수 있다.
본 개시의 구현 예의 다른 관점 및/또는 구현 예는 흑색 착색 또는 회색 착색된 불투명 유리-세라믹으로 세라믹화하기 위해 적절한 착색가능하고 세라믹가능한 유리에 관한 것이다. 이러한 유리의 조성물은, 산화물 기준의 wt%로, 기본 조성물의 약 95 내지 약 99.7 및 밸런스로 하나 이상의 착색제를 포함한다. 다양한 관점에 있어서, 하나 이상의 착색제는 하나 이상의 철계 물질; 또는 하나 이상의 철계 물질 및 하나 이상의 부가적인 전이 금속계 물질; 또는 하나 이상의 다가 금속계 물질일 수 있다. 전술된 관점의 각각에 있어서, 착색가능하고 세라믹가능한 유리는 하기 산화물 기준의 wt%로 계산된 조성물을 포함한다: SiO2:　약　53.5　내지 약　70; Al2O3:　약　16.9 내지 약　24.5; B2O3:　약　0　내지 약　2; Li2O:　약 3.3　내지 약 4.5; Na2O:　약　0.3 내지 약　0.5; TiO2:　약　2.5　내지 약　6.2; MgO:　약　1.5 내지 약　3; ZnO:　약　0 내지 약　2.2; P2O5:　약　0　내지 약　7.7; SnO2:　약　0　내지 약　1; Fe2O3:　약　0　내지 약　5; 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물:　약　0　내지 약　4; 및 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물:　약　0　내지 약　4. 결정질 상을 핵생성 및/또는 성장시키기 위해 상응하는 미리선택된 시간 동안 미리선택된 온도에서 세라믹화시, 이러한 착색가능하고 세라믹가능한 유리는, 전술된 단락에 기재된 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환가능한 불투명 유리-세라믹을 생기게 할 수 있는 것으로 인식될 것이다. 상응하는 미리선택된 시간 동안 상응하는 미리선택된 온도에서 하나 이상의 미리선택된 이온 교환 기술을 사용하는 처리시, 이러한 착색가능하고 세라믹가능한 유리는 전술된 단락에 기재된 이온 교환된 불투명 유리-세라믹을 생기게 할 수 있는 것으로 인식될 것이다.
하나 이상의 착색제와 연관한 몇몇 관점에 있어서, 착색가능하고 세라믹가능한 유리의 조성물은 Fe2O3: 약 0.3 내지 약 5를 가질 수 있지만, 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물 및 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물은 실질적으로 없다 (예를 들어, 실질적으로 약 0). 이들 관점에 있어서, 상응하는 미리선택된 시간 동안 미리선택된 온도에서 세라믹화는 다음의 범위: L* = 약 20 내지 약 45; a* = 약 -1.2 내지 약 +0.5; 및 b* = 약 -6 내지 약 +1의 CIELAB 색상 공간에서 색상 좌표를 갖는 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환가능한 불투명 유리-세라믹을 생기게 할 수 있다.
하나 이상의 착색제에 연관된 다른 관점에 있어서, 착색가능하고 세라믹가능한 유리의 조성물은 Fe2O3: 약　0.3　내지 약　2.5 및 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물: 약 3.5까지 가질 수 있지만, 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물은 실질적으로 없다 (예를 들어, 약 0). 또 다른 관점에 있어서, 하나 이상의 부가적인 전이 금속은 Co, Ni, Mn, Cr, Cu, 또는 이의 조합일 수 있다. 이들 다른 관점에 있어서, 상응하는 미리선택된 시간 동안 미리선택된 온도에서 세라믹화는 다음의 범위: L* = 약 25 내지 약 40; a* = 약 -1.5 내지 약　+1; 및 b* = 약 -3.5 내지 약 -2의 CIELAB 색상 공간에서 색상 좌표를 갖는 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환가능한 불투명 유리-세라믹을 생기게 할 수 있다.
하나 이상의 착색제에 연관된 또 다른 관점에 있어서, 착색가능하고 세라믹가능한 유리의 조성물은 Fe2O3: 약　0.3까지 및 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물: 약 3까지 가질 수 있지만, 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물은 실질적으로 없다 (예를 들어, 실질적으로 약 0). 또 다른 관점에 있어서, 하나 이상의 다가 금속은 Bi, V, Sn, Ti, 또는 이의 조합을 포함한다. 또한, 또 다른 관점에 있어서, 하나 이상의 다가 금속의 적어도 일부의 원자가 또는 원자가들을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 구성분을 포함하는 하나 이상의 화합물로부터 하나 이상의 원소의 흔적은 존재할 수 있다. 이들 또 다른 관점의 몇몇에 있어서, 흔적은 약 2　wt%까지의 양일 수 있다. 화합물을 환원시키는 하나 이상의 원자가의 화합물이 C, S,또는 이의 조합을 포함하는 경우에서 알 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 원소의 몇몇 또는 전부는 일시적일 수 있는 것으로 인식될 것이다. 또 다른 관점에 있어서, 상응하는 미리선택된 시간 동안 미리선택된 온도에서 세라믹화는, 다음의 범위: L* = 약 26 내지 약 33; a* = 약 0.1 내지 약 1; 및 b* = 약 -1 내지 약 -6.4의 CIELAB 색상 공간에서 색상 좌표를 갖는 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환가능한 불투명 유리-세라믹을 생기게 할 수 있다.
본 개시의 구현 예의 부가적인 관점들 및/또는 구현 예들은 세라믹가능하고 착색된 유리, 착색 및 불투명 유리-세라믹, 이온 교환가능한 착색 및 불투명 유리-세라믹, 및 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹 중 어느 하나를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 목적을 달성하기 위하여, 몇몇 관점은 흑색 착색 또는 회색 착색 및 불투명 유리-세라믹으로 세라믹하기에 적절한 세라믹가능하고 착색된 유리를 산출하기 위해, 상응하는 미리선택된 양으로 혼합된 미리선택된 색상 패키지를 포함하는 미리선택된 조성물의 원료 물질을 용융시켜 세라믹가능하고 착색된 유리를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 착색 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 세라믹가능하고 착색된 유리에 하나 이상의 착색제를 제공하기 위해 사용된 명시된 색상 패키지에 대한 원료 물질 또는 성분의 구성분은 상기 하나 이상의 착색제로부터 이들의 양 및/또는 화학적 특징 (예를 들어, 화합물 대 원소 및/또는 그 반대, 탄산염 대 산화물, 혼합 산화물 대 산화물 및/또는 그 반대, 원자가 상태...등) 및/또는 물리적 특징 (예를 들어, 결정질 대 무정질 및/또는 그 반대, 단일 상 대 다중 상 및/또는 그 반대, 침전물 대 용액 및/또는 그 반대, 존재 대 일시적..등)이 다른 상응하는 미리선택된 양으로 혼합된 미리선택된 조성물을 포함할 수도 있는 것으로 인식될 것이다. 그 목적을 달성하기 위해서, 몇몇 관점은 미리선택된 색상 패키지를 산출하기 위해 상응하는 미리선택된 양으로 혼합된 미리선택된 조성물의 원료 물질 또는 성분을 제공 및/또는 용융시켜 색상 패키지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
다른 관점은 하나 이상의 착색제를 포함하는 흑색 착색 또는 회색 착색 및 불투명 유리-세라믹으로 세라믹화에 적절한 세라믹가능하고 착색된 유리를 산출할 수 있는 원료 물질을 용융시켜 착색가능하고 세라믹가능한 유리를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이들 다른 관점에 있어서, 원료 물질은 상응하는 명시된 양의 명시된 색상 패키지 및 적어도 세라믹가능한 기본 유리 (base glasses) 또는 기본 유리들을 산출할 수 있도록 미리선택된 양의 상응하는 제1 군에서 혼합된 미리선택된 조성물의 원료 물질의 제1 군 또는 상응하는 명시된 양의 명시된 색상 패키지를 산출할 수 있는 미리선택된 양의 상응하는 제2 군에서 혼합된 미리선택된 조성물의 제2 군 원료 물질 또는 성분을 포함할 수 있다.
전술된 관점의 각각에 있어서, 상기 용융은, 산화물 기준의 wt%로 계산된 조성물인, 약 95 내지 약 99.7의 기본 유리 및 밸런스로 하나 이상의 착색제를 포함하는 착색가능하고 세라믹가능한 유리를 산출한다. 또한, 전술된 관점의 각각에 있어서, 산화물 기준의 wt%로 계산된 조성물인, 착색가능하고 세라믹가능한 유리는 다음 성분을 포함한다: SiO2:　약　53.5　내지 약　70; Al2O3:　약　16.9 내지 약　24.5; B2O3:　약　0　내지 약　2; Li2O:　약 3.3　내지 약 4.5; Na2O:　약　0.3 내지 약　0.5; TiO2:　약　2.5　내지 약　6.2; MgO:　약　1.5 내지 약　3; ZnO:　약　0 내지 약　2.2; P2O5:　약　0　내지 약　7.7; SnO2:　약　0　내지 약　1; Fe2O3:　약　0　내지 약　5; 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물:　약　0　내지 약　4; 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물:　약　0　내지 약　4.
색상 패키지에 연관하는 관점에 있어서, 본 개시는, 하기 중 어느 하나를 포함하는, 산화물 기준의 wt%로 계산된, 하나 이상의 착색제 수준을 산출할 수 있는 상응하는 미리선택된 양으로 혼합된 미리선택된 조성물의 원료 물질 또는 성분을 사용하는 것을 고려한다:
Fe2O3: 약 0.3 내지 약 5;
Fe2O3:　약　0.3　내지 약　5 및 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물:　약　0　내지 약　4; 및
하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물:　약　0　내지 약　4.
Fe2O3로서 산화물 기준의 wt%에 나타낸 하나 이상의 착색제를 산출하는 원료 물질 또는 성분을 연관하는 관점에 있어서, 미리선택된 원료 물질 또는 성분은 하나 이상의 Fe2 + 공급원, 하나 이상의 Fe3 + 공급원, 또는 하나 이상의 Fe2 + 공급원 및 하나 이상의 Fe3 + 공급원을 포함하는 하나 이상의 철 화합물을 포함한다. 이러한 하나 이상의 철 화합물의 예로는, 제한 없이, 산화물 (예를 들어, FeO, Fe2O3, Fe3O4, Fe2 +Al2O4, (Fe3 +,Mn3 +)2O4 ..및 이와 유사한 것), 수산화물 (예를 들어, Fe(OH)2, Fe(OH)3, FeOOH, FeOOHㆍ0.4H2O ....및 이와 유사한 것), 탄산염 (예를 들어, FeCO3, FeC2O4 ..및 이와 유사한 것), 황산염 (예를 들어, FeSO4, FeSO4ㆍH2O, FeSO4ㆍH2O, FeSO4ㆍH2O...및 이와 유사한 것), 황화물 (예를 들어, Fe1-xS, FeS, Fe1+xS, Fe3S4, CuFeS2 ..및 이와 유사한 것),... 및 이와 유사한 것 또는 이의 조합을 포함한다. 관점에 있어서, 하나 이상의 철 화합물을 포함하는 이러한 미리선택된 원료 물질 또는 성분은 산화물 기준의 wt%로 계산된 Fe2O3를 약　0.1　내지 약　3.5로 포함하도록 하는 양으로 제공된다.
Fe2O3 및 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물로서 산화물 기준의 wt%로 나타낸 하나 이상의 착색제를 산출하기 위한 원료 물질 또는 성분과 연관된 관점에 있어서, Fe2O3로서 산화물 기준으로 산출하는 미리선택된 원료 물질 또는 성분은 전술된 바와 같은 하나 이상의 철 화합물일 수 있는 반면, 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물로서 산화물 기준으로 산출하는 미리선택된 원료 물질 또는 성분은, 예를 들어, Co, Ni, Mn, Cr, Cu, 또는 이의 조합을 포함하는 하나 이상의 화합물과 같은, 하나 이상의 부가적인 전이 금속에 대한 공급원일 수 있다. 철 화합물과 마찬가지로, Co, Ni, Mn, Cr, Cu, 또는 이의 조합을 포함하는 하나 이상의 화합물은, 제한 없이, 산화물, 수산화물, 탄산염, 황산염, 황화물,..및 이와 유사한 것 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 관점에 있어서, Co, Ni, Mn, Cr, Cu, 또는 이의 조합을 포함하는 이러한 미리선택된 원료 물질 또는 성분은 하기 중 어느 하나를 포함하도록 하는 양으로 제공된다:
산화물 기준의 wt%으로 계산된 Co3O4:　약　0.7까지;
산화물 기준의 wt%으로 계산된 Cr2O3: 약　0.3까지;
산화물 기준의 wt%로 계산된 MnO2:　약　2.4까지;
산화물 기준의 wt%로 계산된 CuO:　약　0.5까지;
산화물 기준의 wt%로 계산된 NiO: 약　0.6까지; 및
이의 조합 중 어느 하나.
하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물로 산화물 기준의 wt%로 나타낸 하나 이상의 착색제를 산출하는 원료 물질 또는 성분에 연관하는 관점에 있어서, 선택된 원료 물질 또는 성분은, 예를 들어, Bi, V, Sn, Ti, 또는 이의 조합을 포함하는 하나 이상의 화합물과 같이 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물로서 산화물 기준으로 산출한다. 철 화합물과 마찬가지로, Bi, V, Sn, Ti, 또는 이의 조합을 포함하는 하나 이상의 화합물은, 제한 없이, 산화물, 수산화물, 탄산염, 황산염, 황화물.. 및 이와 유사한 것 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물로서 산화물 기준의 wt%로 나타낸 하나 이상의 착색제를 산출하는 원료 물질 또는 성분과 함께 포함된 것은 탄소 함유 화합물, 황 함유 화합물, 또는 탄소 함유 화합물 및 황 함유 화합물 중 어느 하나와 같은 하나 이상의 다가 금속의 적어도 일부의 원자가 또는 원자가들을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 화합물을 포함하는 하나 이상의 화합물이다. 관점에 있어서, Bi, V, Sn, Ti, 또는 이의 조합을 포함하는 하나 이상의 화합물을 포함하는 이러한 미리선택된 원료 물질 또는 성분은 산화물 기준의 wt%로: 약 0.1 내지 약 3을 포함하도록 하는 양으로 제공되는 반면, 탄소 함유 화합물 및/또는 황 함유 화합물은 다음을 포함하도록 하는 양으로 제공된다:
wt%로 S: 약　0　내지 약　1; 또는
wt%로 C; 여기서 S　wt% 및 C　wt%의 합은 약 0.9 내지 약 2를 포함한다.
또 다른 관점은, 하기 단계에 의해, β-스포듀민 고용체 (β-스포듀민　ss) 및 (i) 슈도브루카이트 또는 (ii) 바나듐 또는 바나듐 함유 화합물을 포함하는 착색 및 불투명 유리-세라믹의 제조방법에 관한 것이다:
착색가능하고 세라믹가능한 유리를 미리선택된 핵생성 온도 (TEMPn)로 미리선택된 제1 속도에서 가열시키고, 및 미리선택된 제1 시간 동안 미리선택된 핵생성 온도에서 유지시켜 핵생성 열처리에 적용시키는 단계; 및:
상기 열처리된 유리를 미리선택된 세라믹화 온도 (TEMPc)로 미리선택된 제2 속도에서 가열시키고, 미리선택된 제2시간 동안, 미리선택된 세라믹화 온도 (TEMPc)에서 유지시키며; 및 미리선택된 말단 온도 (TEMPe)로 미리선택된 제3 속도에서 냉각시켜 세라믹화 열처리에 적용시키는 단계.
이러한 미리선택된 핵생성 온도 (TEMPn)는 약　700℃ 내지 약　850℃을 포함할 수 있지만, 상응하는 미리선택된 제1 시간은 약 ¼ 시간 내지 약 4 시간을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 미리선택된 세라믹화 온도 (TEMPc)는 약　850℃ 내지 약　1150℃을 포함할 수 있고, 상기 상응하는 미리선택된 제2 시간은 약 ¼ 시간 내지 약 16 시간을 포함할 수 있다. 전술된 각각에 있어서, 이러한 미리선택된 제1 속도 및 제2 속도는 같거나 또는 다를 수 있고, 약　1℃/minute (min) 내지 약　10℃/min을 포함할 수 있다.
본 개시의 구현 예의 전술된 관점 및/또는 구현 예의 각각에 있어서, 다음 중 하나 이상은 적용한다:
하나 이상의 핵제 (nucleation agents)의 적절한 타입 및 양은 핵생성 및/또는 세라믹 열처리 동안 하나 이상의 세라믹 상의 핵생성 및/또는 성장을 가능하게 하는 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물에 포함된다. 하나 이상의 핵제의 적절한 타입은 TiO2, Zr02 ...등이지만, 중량 (wt%)에 의한 적절한 양은 TiO2: 약　1　내지 약　4 이상; 또는 Zr02: 약　0.8　내지 약　2.5 이상; 또는 TiO2　+　Zr02: 약　0.8　내지 약　4.5 이상 등이다;
착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물에서 적절한 Li2O 양은 β-스포듀민　ss 결정질 상의 형성에 도움이 된다. 적절한 양 중에는 중량 (wt%)로 Li2O: 약　3.3　내지 약　4.5 이상이 있다;
상기 β-스포듀민　ss 결정질 상은 바람직하게는 1 : 1 : 5 - 1 : 1 : 8의 Li2O : Al2O3 : nSiO2 몰비를 나타낸다. 이러한 몰 비를 유지하는 것은 1:1:5 몰 비 아래에서 발생할 수 있는 과도한 수준의 불안정한 잔여 상의 형성을 피하고, 몰비가 1:1:8를 초과하는 경우 가능한 녹기 쉬운 (meltability) 문제를 피하기 위해 바람직하다;
하나 이상의 착색제가 하나 이상의 철 화합물을 포함하고, 하나 이상의 부가적인 전이 금속이 Mn을 포함하는 경우, 중량%로 MnO2에 대한 Fe2O3는 유리-세라믹 형성시 불투명 물질을 얻기 위해 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물에서 약 0.6 내지 약 1로 바람직하게 유지된다; 또는
전술된 것 중 둘 이상의 조합.
미관상 적절한 흑색 또는 회색 색상을 나타내는 것에 부가하여, 최종 착색 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환된, 착색 및 불투명 유리-세라믹은, 예를 들어, 하기와 같은 유리한 특성을 보유할 수 있다:
약 25℃에서 약 0.5 내지 약 3.0 기가헤르츠 (GHz)의 주파수 범위에 걸쳐 약 0.05 미만; 선택적으로, 약 0.03 미만; 한편으로, 약 0.02 미만의 손실 탄젠트;
약 25℃에서 약 0.5 내지 약 3.0 기가헤르츠 (GHz)의 주파수 범위에 걸쳐 약 8 미만; 선택적으로 약 7 미만; 또는 한편으로 약 6 미만인 유전율;
0.3　MPaㆍm½ 초과, 선택적으로 0.5　MPaㆍm½ 초과 또는 한편으로 약 1　MPaㆍm½ 초과의 파괴 인성; 및
약 135　MPa 초과; 선택적으로 275　MPa 초과; 또는 한편으로, 약 340　MPa 초과의 파괴 계수 (MOR);
적어도 약 400　kg/㎟; 선택적으로, 적어도 약 550　kg/㎟; 또는 한편으로, 적어도 약 700 kg/㎟의 누프 경도; 또는
전술된 것 중 둘 이상의 조합.
그 목적을 달성하기 위해서, 상기 착색 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환된, 착색 및 불투명 유리-세라믹은, 노트북 컴퓨터, 개인용 정보 단말기 (PDAs), 휴대용 네비게이션 장치 (PNDs), 미디어 플레이어, 휴대폰, 휴대용 인벤토리 장치 (PIDs), 게임 컨트롤러, 컴퓨터 "마우스" 컴퓨터 키보드, 전자 북 리더, 및 다른 장치와 같은 무선 통신을 위해 구성될 수 있는, 다양한 전자 장치에서 사용될 수 있다.
본 개시의 착색 및 불투명 유리-세라믹은 이의 최종 의도된 사용 전에 추가 가공될 수 있다. 하나의 이러한 후-가공은 유리-세라믹 제품을 형성하기 위해 유리-세라믹의 이온-교환단계를 포함하며, 여기서 상기 유리-세라믹 제품의 적어도 하나의 표면은 이온 교환 공정에 적용되어, 상기 하나의 이온 교환된 ("IX") 표면이 전체 제품 두께의 2% 이상의 층의 깊이를 갖고, 적어도 약 200 메가파스칼 (MPa)의 측면 및 적어도 약 300　MPa의 또 다른 측면에서 평균 표면 압축 (CS)를 나타내는 압축층을 나타낸다. 기술 분야에서 알려진 어떤 이온 교환 공정은 상기 DOL 및 압축 강도가 달성되는 한 적절할 수 있다. 몇몇 관점에 있어서, 약 2 밀리미터 (mm)의 전체 두께를 갖는 하우징 또는 엔클로저는 적어도 500 MPa의 평균 표면 압축 (CS)를 나타내는 압축층을 갖는 약 40㎛의 DOL을 나타내는 압축층을 나타낸다. 다시 한번 더, 이들 특색을 달성하는 어떤 이온 교환 공정은 적절할 수 있다.
본 개시의 구현 예의 다른 관점 및/또는 구현 예는 전술한 단락들의 이온 교환가능한, 착색 및 불투명 유리-세라믹 또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹에 관한 것이다. 관점에 있어서, 이온 교환가능한 착색 및 불투명 유리-세라믹은 적어도 약 200 메가파스칼 (MPa)의 평균 표면 압축 하의 층을 갖도록 처리될 수 있다. 이러한 압축 응력 층은 유리-세라믹의 표면에서 상기 유리-세라믹으로 적어도 약 20 미크론 (㎛)의 깊이 (층의 깊이 및 DOL)로 거리를 확장시킬 수 있고, 선택적으로, 이러한 압축 응력 층은 적어도 약 60　㎛의 DOL을 갖는다.
결과적으로, 또 다른 관점에 있어서, 이온 교환된, 착색 및 불투명 유리-세라믹은 적어도 약 20　㎛의 DOL 및, 선택적으로, 적어도 약 60　㎛의 DOL을 갖는 압축 응력 층에서 적어도 약 200　MPa의 평균 표면 압축 (CS)을 갖도록 처리될 수 있다. 약 0.8 밀리미터 (mm) 두께의 이온 교환된, 착색 및 불투명 유리-세라믹과 연관된 관점에 있어서, 압축 응력 층은 적어도 약 20　㎛ 내지 약 150　㎛의 DOL; 선택적으로, 적어도 약 40　㎛ 내지 약 150　㎛의 DOL; 및 한편으로, 적어도 약 80　㎛ 내지 약 120　㎛의 DOL을 가질 수 있다.
단일 단계 이온 공정에 부가하여, 다중 이온 교환 절차는 향상된 성능을 위해 디자인된 IX 프로파일을 생성하는데 활용될 수 있는 것에 주목된다. 즉, 응력 프로파일은 이온의 다른 농도의 이온 교환 욕조를 사용하거나 또는 다른 이온 반경을 갖는 다른 이온 종을 사용한 다중 욕조를 사용하여 선택된 깊이로 생성된다.
여기에 사용된 바와 같이, 용어 "이온-교환된"은 유리 세라믹 표면 및/또는 벌크에 존재하는 이온과 다른 이온 반경을 갖는 이온을 함유하는 가열된 용액으로 착색 및 불투명 유리-세라믹을 처리하는 의미로 이해되고, 따라서 이온 교환 온도 조건에 의존하여 더 큰 이온으로 더 작은 이온을 대체하거나 또는 그 반대로 대체한다. 예를 들어, 칼륨 이온은, 이온 교환 온도 조건에 의존하여, 유리에서 나트륨 이온에 의해 대체하거나, 또는 나트륨 이온으로 대체될 수 있다. 선택적으로, 루비듐 또는 세슘과 같은, 더 큰 원자 반경을 갖는 다른 알칼리 금속 이온은 개시된 유리-세라믹 물질에서 더 작은 알칼리 금속 이온을 대체할 수 있다. 유사하게, 황산염, 할라이드, 및 이와 유사한 것과 같은, 그러나 이에 제한하지 않는, 다른 알칼리 금속염은 이온 교환 공정에서 사용될 수 있다.
순간 방법에 있어서, 두 타입의 이온 교환은 발생할 수 있고; 즉, 더 작은 이온에 대한 더 큰 이온은 대체되고, 더 큰 이온에 대한 더 작은 이온은 대체되는 것으로 고려된다. 하나의 관점에 있어서, 상기 방법은 10 시간까지 310 및 430℃ 사이의 온도의 NaNO3 욕조에서 유리-세라믹 제품을 놓아 유리 제품을 이온 교환하는 단계 (특히, 나트륨에 대한 리튬 이온 교환)를 포함한다. 또 다른 관점에 있어서, 상기 IOX는 비슷한 온도 및 시간에서 혼합된 칼륨/나트륨 욕조; 예를 들어, 비슷한 온도에서 80/20 KNO3/NaNO3 욕조 또는 선택적으로 60/40 KNO3/NaNO3 욕조를 활용하여 달성될 수 있다. 또 다른 관점에 있어서, 2-단계 IOX 공정, 여기서 제1 단계는 Li-함유 염 욕조에 달성된다; 예를 들어, 상기 용융염 욕조는 주요 성분으로서 Li2SO4를 포함하지만, 용융 욕조를 생성하기 위해 충분한 농도에서 Na2SO4, K2SO4 또는 Cs2SO4로 희석된 고온 황산염 욕조일 수 있다. 이러한 이온-교환 단계는 Li-함유 염 욕조에서 확인된 더 작은 리튬 이온으로 유리 구조에서 더 큰 나트륨 이온을 대체하는 것으로 작용한다. 제2 IOX는 상기 유리-세라믹으로 Na를 교환하는 것으로 작용하고, 310℃ 및 430℃ 사이의 온도에서 NaNO3 욕조에 의해 상기와 같이 달성될 수 있다.
착색가능하고 세라믹가능한 유리, 착색 및 불투명 유리-세라믹, 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 특징
본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따른 착색된 색상 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹에 대한 CIELAB 색상 공간 좌표 (예를 들어, CIE L*; CIE a*; 및 CIE b*; 또는 CIE L*, a*, 및 b*; 또는 L*, a*, 및 b*)는 F. W. Billmeyer, Jr., "Current American Practice in Color Measurement," Applied Optics, Vol. 8, No. 4, pp. 737-750 (April 1969)에 의해 기재된 바와 같은, 총 반사율 -- 정반사 포함 -- 측정으로부터 기술분야에 당업자에게 알려진 방법에 의해 결정되고, 이의 전체적인 내용은 여기에 혼입된다 (http://www.xphotonics.com/tech/Color%20Measurement/Current%20American%20Practice%20in%20Color%20Measurement.pdf). 즉, 총 반사율 -- 정반사 포함 -- 측정은 약 33　mm　Øx 8　mm 두께를 측정하는 샘플 디스크를 사용하여 광학 연마로 제조된 표면으로 을 만들어진다. L*; a*; 및 b* 색상 공간 좌표를 얻기 위한 이러한 총 반사율 -- 정반사 포함 -- 측정을 제조하기 위한 장비 및 공급 및 해석 결과는 하기를 포함한다:
250-3300　nm의 파장 범위 (예를 들어, 자외선 (UV: 300-400 nm), 가시광선 (Vis: 400-700 nm), 및 적외선 (IR: 700-2500 nm))에서 총 반사율 -- 정반사 포함 - 측정을 위해 가능하도록 적절하게 장착 및 구성된 상업적으로 이용가능한 Varian Cary 5G 또는 PerkinElmer Lambda 950 UV-VIS-NIR 분광광도계와 같은 적분구 (integrating sphere)를 장착한 자외선-가시광선-근적외선 (ultraviolet-visible-near infrared) (UV-VIS-NIR) 분광광도계 (spectrophotometer) (예를 들어, 여기에 참조로서 혼입되는, LAMBDA™UV/Vis/NIR 및 UV/Vis spectrophotometers -950, 850, 및 650; Applications and Use of Integrating Spheres; 및 High Performance Lambda Spectroscopy Accessories brochures, at http://www.perkinelmer.com.cn/CMSResources/Images/46-131732BRO_Lambda95085065 0Americas.pdf; http://www.perkinelmer.com/CMSResources/Images/44-74191APP_ LAMBDA650IntegratingSpheres.pdf; 및 http://www.labsphere.com/uploads/Lambda SpectroscopyBrochure.pdf, 각각 참조); 및
F02 광원 및 10-도 표준 관찰자에 기초한 CIELAB 색상 공간 좌표 (L*; a*; 및 b*)에 대한 측정 결과를 해석하는 UV-VIS-NIR 분광광도계와 결합된 색상 측정을 위한 분석 소프트웨어 (Thermo Scientific West Palm Beach, FL, US로부터 상업적으로 이용가능한 UV/VIS/NIR application pack of the GRAMS spectroscopy software suite; 예를 들어, 여기에 참조로서 혼입되는, GRAMS-UG1009 brochure, https://www.thermo.com/eThermo/CMA/PDFs/Product/productPDF_24179.pdf).
본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따른 착색가능하고 세라믹가능한 유리의 점도는 ASTM C965-96 (및 이의 결과 (progeny), 여기에 모두 참조로서 혼입됨) "Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Above the Softening Point;" ASTM C1351M-96 (및 이의 결과, 여기에 모두 참조로서 혼입됨) "Standard Test Method for Measurement of Viscosity of Glass Between 10E4Paㆍs and 10E8Paㆍs by Viscous Compression of a Solid Right Cylinder;" 및 ASTM C1350M-96 (및 이의 결과, 여기에 모두 참조로서 혼입됨) "Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Between Softening Point and Annealing Range (Approximately 10E8 Paㆍs to Approximately 10E13 Paㆍs)," ASTM International, Conshohocken, PA, US.에 기재된 것과 같은, 기술분야에서 알려진 방법에 의해 특징화될 수 있다.
본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따른 착색된 색상 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 유전체 파라미터 (예를 들어, 손실 탄젠트, 유전율 ..등)는, 여기에 참조로서 혼입되는, J. Baker-Jarvis,　et　al., "High-Frequency Dielectric Measurements," IEEE Instrum. Meas. Mag., pp. 24-31, April 2010; J.　Baker-Jarvis et al., "analysis of an Open-Ended Coaxial Probe,"IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 43. no. 5, pp. 711-718 (October 1994); J.　Baker-Jarvis et al. "Transmission/Reflection and Short-Circuit Line Methods for Measuring Permittivity and Permeability," Natl. Inst. Stand. Technol. Tech. Note 1355-R, 236 pages (December 1993); 및 J.　Baker-Jarvis et al. "Dielectric and Conductor-Loss Characterization and Measurements on Electronic Packaging Materials," Natl. Inst. Stand. Technol. Tech. Note 1520, 156 pages (July 2001), 각각 http://whites.sdsmt.edu/classes /ee692gwmm/notes/Baker-Jarvis_IMM_2010.pdf; http://www.eeel.nist.gov/ advanced_materials_publications/Baker-Jarvis%20IM%2094.pdf; http://www.eeel. nist.gov/advanced_materials_publications/Baker-Jarvis%20TN%201355-R.pdf 및 http://whites.sdsmt.edu/classes/ee692gwmm/additional/NIST_Tech_Note_1520.pdf.에서 개요가 서술된 것과 비슷한 개방-단말 동축선 프로브 (open-ended coaxial probe)로 수행된 바와 같이, 기술분야에서 알려진 방법에 의해 실온에서 특징화된다. 상기 기술에서의 것들은, 실험실에서, 유전체 파라미터들이 다른 샘플 크기 및 형상을 사용하는 다른 방법들에 의해 측정될 수 있는 것으로 인식될 것이다 (예를 들어, 여기에 참조로서 혼입되는, J. Baker-Jarvis, et al., "High-Frequency Dielectric Measurements," IEEE Instrum. Meas. Mag., pp. 24-31, April 2010; Agilent Application Note: "basics of Measuring the Dielectric Properties of Materials," Brochure No: 5989-2589EN, Agilent Technologies, Inc., April 28, 2005 (at http://whites.sdsmt.edu/classes/ee692gwmm/additional/Agilent_Basics_ dielectric_properties.pdf); H. E. Bussey, "Measurement of RF Properties of Materials. A Survey", Proc. IEEE, vol. 55, pp. 1046-1053, 1967 (at http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?reload=true&tp=&arnumber=1447649&url=http%3A%2F%2F); J.　Baker-Jarvis et al., "Measuring the Permittivity and Permeability of Lossy Materials: Solids, Liquids, Metals, Building Materials, and Negative-index Materials", Natl. Inst. Stand. Technol. Tech. Note 1536, 2004 (at http://www.eeel.nist.gov/advanced_materials_publications/Baker-Jarvis%20TN1536.pdf). 상기 측정 기술은 관심의 주파수에 의존한다. 몇 가지 MHz까지의 주파수에서, 정전용량 기술 (capacitive technique)은 통상적으로 사용된다. 물질은 캐패시터의 플레이트들 사이에 놓이고, 캐패시턴스 (capacitance)의 측정으로부터, 유전율은 계산될 수 있다. 캐패시턴스 모델은 만약 파장이 전도체 분리 (conductor separation)보다 훨씬 더 길다면 잘 작동한다.
본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따라 착색가능하고 세라믹가능한 유리, 착색 및 불투명 유리-세라믹, 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹을 위한 상 어셈블리 및/또는 결정질 크기의 확인은 Philips, Netherlands.Spectra에 의해 제조된 PW1830 (Cu　Kα방사) 회절계와 같은 모델로 상업적으로 이용가능한 장비를 사용하여, 기술분야에서 알려진 X-선 회절 (XRD) 분석 기술에 의해 결정된다. 스펙트럼은 통상적으로 5 내지 80 도 (degrees)로부터 2θ에 대해 얻어진다.
본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따른 착색 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 표면을 특징화하기 위해 측정된 원소 프로파일은 전자 현미경 (EMP); x-선 광발광 분광법 (photoluminescence spectroscopy) (XPS); 2차 이온 질량 분광법 (SIMS) .. 등과 같은, 기술분야에서 알려진 분석 기술에 의해 결정된다.
투명한 이온-교환 물질의 층의 깊이 (DOL) 및 평균 표면 압축 (CS)은 Luceo Co., Ltd. 및/또는 Orihara Industrial Co., Ltd., both in Tokyo, Japan (예를 들어, 여기에 모두 참조로서 혼입되는, FSM-30 Surface Stress Meter Brochure, Cat no. FS-0013E at http://www.orihara-ss.co.jp/catalog/fsm/fsm-30-Ecat.pdf; FSM-60 Surface Stress Meter Brochure, Cat no. FS-0013E at http://www.luceo.co.jp/english/pdf/FSM-60LE%20Ecat.pdf; FSM-6000LE Surface Stress Meter Brochure, Revision 2009.04 at http://www.luceo.co.jp/english/pdf/FSM-6000LE%20Ecat.pdf; FSM-7000H Surface Stress Meter Brochure, Cat no. FS-0024 2009.08 at http://www.luceo.co.jp/catalog/catalog-pdf/FSM-7000H_cat.pdf; T. Kishii, "Surface Stress Meters Utilising the Optical Waveguide Effect of Chemically Tempered Glasses,"Optics &Lasers in Engineering 4 (1983) pp. 25-38 at http://www.orihara-ss.co.jp/data/literature01/A034.pdf; and K. Kobayashi et al., "chemical Strengthening of Glass and Industrial Application,"[52 (1977)], pp. 109-112 at http://www.orihara-ss.co.jp/data/literature01/ A001.pdf, 참조)로부터 이용가능한 FSM-30, FSM-60, FSM-6000LE, FSM-7000H ...등의 상업적으로 이용가능한 표면 압축 측정기 모델과 같은 종래의 광학 기술 및 기기 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 본 개시의 착색 및 불투명 유리-세라믹 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 불투명함 때문에, 전술된 바와 같은 표면 압축 측정기를 사용하여 CS를 측정하기 위한 기술은 현재 활용할 수 없지만 미래에 있을 수 있다. 따라서, CS는 곡률 (curvature)이 샘플에 유도되도록 이온-교환된 유리-세라믹의 샘플을 선택적으로 에칭하여 얻어질 수 있다. 유도된 곡률의 정도는 응력에 연관된 에칭된 샘플에 의해 표시된다. 유도된 곡률을 측정하고, 상응하는 응력을 결정하는 샘플을 연속적인 선택적 에칭에 의해, 상기 샘플에 대한 응력 프로파일은 발생될 수 있다. DOL는 또한 이러한 방식 (예를 들어, 여기에 참조로서 혼입되는, V. M. Sglavo et al., "procedure for Residual Stress Profile Determination by Curvature Measurements,"Mechanics of Materials, 37 (2005) pp. 887-898 available at http://www.sciencedirect.com/, 참조)에서 얻어질 수 있다. 동시에, 각 연속적 에칭 후 샘플의 화학적 조성물은 샘플에서 응력 및 화학적 조성물 사이의 관계를 산출하도록 농도 프로파일을 발생하기 위해 측정될 수 있다. 고 결정질 물질에서 응력 이완이 유리질 물질과 비교하여 최소이기 때문에, 샘플 비율 상수는 농도 프로파일 및 응력 프로파일을 연결할 수 있다. 명시된 이온 교환 처리에 적용된 명시된 출발 조성물 및 기하학 (예를 들어, 두께...등)의 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 샘플에 대한 반복된-에칭/곡률 방법을 사용하여 결정된 CS를 가질 경우, 상응하는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 샘플에서 농도 프로파일 (즉, 깊이의 함수에 따른 조성물)을 측정할 수 있어 추정치 CS 및 DOL을 얻는다. 그 목적을 달성하기 위해서, 본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따른 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 샘플 표면에서 평균 표면 압축 (CS), 인장 응력 균형의 결과로서 샘플의 중심에서 평균 중심 인장 (CT), 및 층의 깊이 (DOL)는 EMP, XPS, SIMS ...등과 같은, 기술분야에서 알려진 분석 기술을 사용하여 대체된 이온 및/또는 대체할 이온의 농도 프로파일로부터 추정될 수 있다. 전술된 바와 같은 이온-교환 공정 동안, 유리-세라믹 표면 및/또는 벌크에 존재하는 더 작은 이온 반경을 갖는 이온은 더 큰 이온 반경을 갖는 이온과 교환될 수 있다. 도 5에서 개략적으로 예시된 바와 같이, 이것이 샘플 (100)의 표면 (110)에서 압축 응력을 결과하는 경우, 균형 인장 응력은 샘플 (100) 전체적으로 힘의 균형을 맞추기 위해 샘플 (100)의 중심 영역 (130)에서 유도된다. 상기 평균 표면 압축 (CS)는 하기 수학 식에 의해 평균 중심 인장 (CT)과 관련된다:
CS　=　CT　x　(t-2DOL)/DOL;
여기서 t는 착색 및 불투명 유리-세라믹 샘플 (100)의 두께이고, 및
DOL (층의 깊이 (120))은 법선 (normal)을 따라 샘플 (100)의 표면 (110)으로부터 샘플 (100) 내의 응력이 부호 (즉, 0)를 변화시키는 위치의 표면 (110)까지의 거리이다.
샘플 (100)에 대하여, 통합 중심 인장 (ICT)은 응력 프로파일의 장력 부분 (즉, 샘플 (100)의 중심 영역 (130)) 전체적으로 응력의 통합에 의해 제공된다. ICT는 하기 관계식에 의해 샘플 (100)의 전체 두께 (t), 압축 응력 층의 층의 깊이 (DOL) (120), 평균 중심 인장 (CT), 및 압축 응력 층의 형상 또는 프로파일에 관련된다: ICT = CT x (t-2DOL)이고, 여기서 중심 영역 (130)의 두께 (t-2DOL)는 표면에 대한 수직 방향이다. 상기 샘플 (100) 내에 힘을 균형을 이루기 위해, 통합된 표면 압축 (ICS)은 샘플의 전체 통합된 응력이 0 이어야하기 때문에, ICT와 같은 동일한 크기를 갖지만, 반대 (마이너스) 부호를 갖는다: -ICS　+　ICT　=　0. ICS는 하기 관계식에 의해 압축 응력 층의 층의 깊이 (DOL) (120), 평균 표면 응력 (CS), 및 압축 응력 층의 형상 또는 프로파일에 관련된다: ICS　=　CS　x　DOL이고, 여기서 압축 응력 영역의 층의 깊이 (DOL)는 상기에서 정의된 것이다 (즉, 법선에 따라 샘플 (100)의 표면 (110)으로부터 샘플 (100) 내에 응력이 부호 (즉, 0)를 변화시키는 위치의 표면 (110)까지의 층의 깊이 (DOL)). 적절한 치환을 만들고 평균 표면 응력 (CS)을 위한 해법은 상기 관계식을 산출한다. 확산 및 응력의 표준 서술을 이용하여, 다양한 공정 조건의 함수에 따른 모델 (예를 들어, 온도, 시간, 대체할 이온, 대체된 이온들..등)은 개발될 수 있다. 상호 확산율 (mutual diffusivity) (즉, 대체할 이온 및 반대 방향에서 대체된 이온 모두의 운동성에 연관된 효과적인 확산율 또는 내부 확산 계수)은 알려진 공정 조건으로부터 이들의 측정된 농도 파일로 고정된다. 이들 상호 확산율은, 기술분야에서 알려진 바와 같은, 상호간 온도에 지수 의존성을 갖는 Arrhenius 관계식 (상호 확산율의 대수 (logarithm)는 1/T에 비례한다)을 따른다. 확산 계산을 위한 한계 조건 (boundary conditions)은 샘플의 출발 조성물 및 이온-교환 욕조 조성물에 기초한다. 제공된 확산율, 샘플 기하학 (예를 들어, 플레이트), 샘플 또는 플레이트 두께, 및 이온-교환 욕조 조성물 (예를 들어, 염 욕조 조성물)에 대하여, 최종 일차 확산 방정식의 해법은, 예를 들어, "The Mathematics of Diffusion," 2nd ed., 1975, by J. Crank에 제공된 선 (lines)을 따라 진행된다. 상기 응력은 그 다음, 예를 들어, "Fundamentals of Inorganic Glasses," 2nd ed., 2006, by A. K. Varshneya에 기재된 바와 같이, 이온-교환 공정 단계가 완성된 후에 샘플에서 대체할 이온 또는 대체된 이온의 농도에 비례한다. 힘의 평형을 따르기 위하여, 최종 응력 곡선이 0으로 통합되도록 상수를 빼는 것이 필요하다. 비록 더 높은 온도에서 응력 이완의 영향이 유리에서 중요하게 될지라도, 유리-세라믹에서는 나타나지 않는다. 전술된 반복된-에칭/곡률 방법으로부터 CS의 추정치와 연관하여, EMP, XPS, SIMS ..등과 같은, 기술분야에서 알려진 분석 기술을 사용한 농도 프로파일의 지식은 두 개의 측정 사이에 상호관계를 산출한다. CS 결정을 위한 반복된-에칭/곡률 방법이 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹에 대해 노동-집약적이고 파괴적인 것으로 인식하므로, 이러한 연관성은 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 농도 프로파일의 측정에 의해 CS를 추정하는데 사용될 수 있다. 이것은, 이용가능한 경우, 압축 응력 및 층의 깊이 (DOL)의 측정을 통해 결정된 평균 표면 압축 (CS)와 비교 및 측정된 농도 프로파일과 예견된 농도 프로파일을 비교하여 시험된다.
본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따라 착색가능하고 세라믹가능한 유리, 착색 및 불투명 유리-세라믹, 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 표면에서 균열이 시작하는 임계값을 확인하기 위해 수행된 비커스 압입 균열 임계값 측정은, 예를 들어, "Materials Science and Engineering (fourth edition)" by William D. Callister (John Wiley & Sons, New York, 1997)의 pages 130-134에 기재되고 기술분야에 알려져 있으며, 이들은 여기에 참조로서 혼입된다. 특별한 언급이 없는 한, 여기에 기재된 비커스 압입 균열 임계값 측정은 0.2 mm/min로 유리 표면에 비커스 압입자 (a = 68.00°)를 사용하여 압입 하중을 적용하고 그 다음 제거하여 수행된다. 압입 최대 하중은 10초 동안 유지된다. 상기 압입 균열 임계값은 10 압입의 50% 초과가 압입 임프레션 (indent impression)의 코너로부터 나오는 다수의 방사/평균 균열을 나타내는 압입 하중으로서 정의된다. 최대 하중은 이러한 임계값이 제공된 유리 조성물에 대해 충족시킬 때까지 증가된다. 비커스 압입 균열 임계값 측정은 50% 상대 습도의 실온에서 수행된다.
본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따라 착색가능하고 세라믹가능한 유리, 착색 및 불투명 유리-세라믹, 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 휨 강도 (Flexural Strength)는 ASTM C1499 (및 이의 결과, 여기에 모두 참조로서 혼입됨) "Determination of Monotonic Equibiaxial Flexural Strength Advanced Ceramics," ASTM International, Conshohocken, PA, US에 기재된 것과 같은, 기술분야에서 알려진 방법에 의해 특징화될 수 있다.
본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따른 착색가능하고 세라믹가능한 유리, 착색 및 불투명 유리-세라믹, 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 영의 계수, 전단 모듈, 및 푸아송의 비는 ASTM C1259 (및 이의 결과, 여기에 모두 참조로서 혼입됨) "Standard Test Method for Dynamic Young's Modulus, Shear Modulus, and Poisson's Ratio for Advanced Ceramics by Impulse Excitation of Vibration," ASTM International, Conshohocken, PA, US에 기재된 것과 같은, 기술분야에서 알려진 방법에 의해 특징화된다.
본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따른 착색가능하고 세라믹가능한 유리, 착색 및 불투명 유리-세라믹, 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리의 누프 경도는 ASTM C1326 (및 이의 결과, 참조로서 모두 여기에 혼입됨) "Standard Test Methods for Vickers Indentation Hardness of Advanced Ceramics," ASTM International, Conshohocken, PA, US에 기재된 것과 같은, 기술분야에서 잘 알려진 방법에 의해 특징화될 수 있다.
본 개시의 구현 예의 관점 및/또는 구현 예에 따른 착색가능하고 세라믹가능한 유리, 착색 및 불투명 유리-세라믹, 및/또는 이온 교환된 착색 및 불투명 유리-세라믹의 비커스 경도는 ASTM C1327 (및 이의 결과, 여기에 참조로서 혼입됨) "Standard Test Methods for Vickers Indentation Hardness of Advanced Ceramics," ASTM International, Conshohocken, PA, US.에 기재된 것과 같은, 기술분야에서 알려진 방법에 의해 특징화될 수 있다.
실시 예
하기 실시 예들은 본 개시의 장점 및 특색을 예시하는 것이지 이에 본 개시가 제한되는 것은 아니다.
개별적 구성분의 합이 100이거나 또는 대략 100에 가까우므로, 모든 실시 목적을 위해 보고된 값은 중량 퍼센트 (wt%)로 간주될 수 있다. 실제 전구체 유리 배치 성분은, 다른 배치 성분과 함께 용융된 경우, 적절한 비율로 원하는 산화물로 전환되는, 어떤 물질, 산화물 또는 다른 화합물을 포함할 수 있다.
실시 예 1-40
표 1 내지 4에 열거된 대표적인 전구체 유리 (이의 대부분은 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물이다)는 용융시 총 2000　g을 산출하기 위해 백금 도가니에 약 2200 g의 적절히 배치된 원료 물질을 도입하여 준비된다. 상기 도가니는 그 다음 약 1400℃에서 어디든 약 실온을 형성하는 온도를 갖는 가열로에 놓인다. 다음의 용융 사이클은 사용된다:
1600℃에서 120 min; 및
1600℃에서 300 min.
표 1-A
실시 예 No. 　유리 기본 조성물, Wt%　
SiO2 Al2O3 B2O3 Li2O Na2O TiO2 MgO ZnO P2O5 SnO2 총 Wt%
1 61.7 23.9 0 4.2 0.3 2.5 2 1.5 0 0.3 96.6
2 63 22.8 0 4.5 0.3 5.1 1.8 0 0 0 97.5
3 61.6 22.3 0 3.9 0.3 5 1.8 1.4 0 0.3 96.6
4 53.5 24.5 0 3.6 0.3 4.7 1.1 1.4 7.7 0 96.8
5 64 20.8 0 3.7 0.3 5 1.8 1.2 0 0.3 97
6 64.2 21.1 0 3.7 0.32 4.9 1.7 1.2 0 0.3 97.5
7 65.6 20 0 3.5 0.3 4.7 1.7 1.5 0 0.3 97.5
8 65.3 20 0.5 3.5 0.3 4.6 1.7 1.3 0 0.3 97.5
9 63.8 19.6 1.9 3.3 0.5 4.2 1.8 2.2 0 0.3 97.6
10 65.6 16.9 0 3.5 0.3 5.3 1.7 1.5 0 0.3 95.1
11 67.1 20.5 0 3.6 0.3 4.8 1.7 1.5 0 0.3 99.7
12 62.8 22.8 0 4 0.3 5.1 2.6 0.0 0 0.3 97.8
13 65.2 19.9 0 3.5 0.3 4.7 1.7 1.5 0 0.3 97
14 63.8 20.7 0 3.7 0.3 4.9 1.8 1.2 0 0.3 96.7
15 64 20.8 0 3.7 0.3 6.2 1.8 0 0 0.3 97
16 64.1 20.1 0 3.7 0.3 5 1.8 1.2 0 0.3 96.6
16 " " " " " " " " " " 96.6
17 65.3 21.2 0 3.8 0.3 3.6 1.8 1.3 0 0.3 97.6
18 65.9 21.4 0 3.8 0.3 2.6 1.8 1.3 0 0 97.1
19 63.9 20.1 0 3.7 0.3 5 1.8 1.2 0 0.3 96.3
20 63.9 20.1 0 3.7 0.3 5 1.8 1.2 0 0.3 96.3
21 65.4 20.1 2 3.4 0.5 4.3 2.5 2.2 0 0.3 98
22 67.2 20.6 0 3.6 0.3 4.8 1.7 1.5 0 0.3 99
23 64 20.1 0 3.6 0.3 5 1.7 1.2 0 0.2 96.1
24 64.2 20.8 0 3.7 0.3 5 1.8 1.2 0 0.2 97.2
도 4
CMP01 67.5 20.6 0 3.6 0.3 4.8 1.7 1.2 0 0.3 100
25 63.6 21.3 0 3.7 0.3 4.8 1.7 1.3 0 0.3 97
26 61.7 22.5 0 4 0.3 5 1.8 1.4 0 0.3 97
27 59.8 23.8 0 4.2 0.4 5.2 1.9 1.4 0 0.3 97
표 1-A 계속
실시 예 No. 　유리 기본 조성물, Wt%　
SiO2 Al2O3 B2O3 Li2O Na2O TiO2 MgO ZnO P2O5 SnO2 총 Wt%
도 6
CMP02 65.4 20.1 2 3.6 0.4 4.4 1.8 2.2 0 0.3 100
28 63.6 19.6 2 3.5 0.4 4.3 1.8 2.2 0 0.3 97.5
29 64.2 19.6 0 3.4 0.3 4.6 1.6 1.4 0 0.3 95.4
30 63.6 20.6 0 3.7 0.3 4.9 1.7 1.2 0 0.3 96.5
31 66 20.1 0 3.5 0.3 4.7 1.7 1.5 0 0.3 98.2
32 64.6 19.7 0 3.5 0.3 4.6 1.6 1.5 0 0.3 96.0
21 65.4 20.1 2 3.4 0.5 4.3 2.5 2.2 0 0.3 98
33 65.6 20 0 3.5 0.3 4.7 1.7 1.5 0 0.3 97.5
34 64 20.8 0 3.7 0.3 5 1.8 1.2 0 0.3 97
35 64.4 19.9 2 3.6 0.4 4.4 1.8 2.2 0 0.3 98.8
36 64.8 19.8 0 3.5 0.3 4.7 1.6 1.5 0 0.3 96.4
37 63.8 20.7 0 3.7 0.3 4.9 1.8 1.2 0 0.3 96.7
도 7
CMP03 67.2 20.6 0 3.6 0.3 4.8 1.7 1.5 0 0.3 100
38 64.2 20.5 0 3.6 0.3 4.8 1.7 1.5 0 0.0 96.9
39 63.2 21.1 0 3.7 0.3 4.9 1.8 1.5 0 0.3 96.8
40 62.1 21.7 0 3.8 0.3 5.1 1.8 1.6 0 0.3 96.7
표 1-A 계속
실시 예
No.		 착색제 조성물 Wt%
Fe2O3 V2O5 Co3O4 NiO MnO2 Cr2O3 CuO S 총 Wt%
1 3.4 0 0 0 0 0 0 0 3.4
2 2.5 0 0 0 0 0 0 0 2.5
3 3.4 0 0 0 0 0 0 0 3.4
4 3 0 0 0 0 0 0 0 3
5 0.6 0 0 0 2.4 0 0 0 3
6 1.9 0 0 0 0.7 0 0 0 2.5
7 2.5 0 0 0 0 0 0 0 2.5
8 2.5 0 0 0 0 0 0 0 2.5
9 2.5 0 0 0 0 0 0 0 2.5
10 4.9 0 0 0 0 0 0 0 4.9
11 0.3 0 0 0 0 0 0 0 0.3
12 2.5 0 0 0 0 0 0 0 2.5
13 2.5 0 0 0.6 0 0 0 0 3.1
14 2.4 0 0.7 0.1 0 0 0 0 3.3
15 2.4 0 0.6 0 0 0 0 0 3
16 2.5 0 0 0 0 0.3 0 0 2.8
16 " " " " " " " 0 2.8
17 2.5 0 0 0.5 0 0 0 0 2.5
18 2.5 0 0 0 0 0 0.5 0 2.5
19 2.5 0 0 0.5 0 0 0 0 3
20 2.5 0 0 0 0 0 0.5 0 3
21 0 2 0 0 0 0 0 0.9 2
22 0 1 0 0 0 0 0 0.6 1
23 0.6 0 0 0 3.4 0 0 0 4
24 0.4 0 0 0 2.5 0 0 0 2.9
도 4
CMP01 0 0 0 0 0 0 0 0 0
25 3 0 0 0 0 0 0 0 3
26 3 0 0 0 0 0 0 0 3
27 3 0 0 0 0 0 0 0 3
표 1-A 계속
실시 예
No.		 착색제 조성물 Wt%
Fe2O3 V2O5 Co3O4 NiO MnO2 Cr2O3 CuO S 총 Wt%
도 6
CMP02 0 0 0 0 0 0 0 0 0
28 2.5 0 0 0 0 0 0 0 2.5
29 3.7 0 0.9 0 0 0 0 0 4.6
30 1.9 0 0 0 1.7 0 0 0 3.5
31 1.9 0 0 0 0 0 0 0 1.8
32 3.7 0 0 0.3 0 0 0 0 4
21 0 2 0 0 0 0 0 0.9 2
33 2.5 0 0 0 0 0 0 0 2.5
34 0.6 0 0 0 2.4 0 0 0 3
35 1.2 0 0 0 0 0 0 0 1.2
36 3.6 0 0 0 0 0 0 0 3.6
37 1.3 0 0 0 2 0 0 0 3.3
도 7
CMP03 0 0 0 0 0 0 0 0 0
38 3.1 0 0 0 0 0 0 0 3.1
39 3.2 0 0 0 0 0 0 0 3.2
40 3.3 0 0 0 0 0 0 0 3.3
표 1-B
　실시예
No.		 열처리, 가열속도 5℃/min CIE L*A*B* (F02) X-선 회절에 의해 확인된 상
TEMPn
(℃)		 TIMEn
(hrs)		 TEMPc
(℃)		 TIMEc (hrs) CIE L* CIE a* CIE b* XRD 주요 상 IDa XRD 마이너 상 IDa
1 780 2 1000 2 28.15 -0.49 -1.97 ND ND
2 780 2 950 4 27.69 0.31 -2.08 ND ND
3 780 2 950 4 25 0 -0.98 BS SP, BQ, PB
4 780 2 950 4 ND ND ND BS SP, PB, RU, MZP
5 780 2 900 4 27.77 -0.14 -1.77 BS RU, SP, PB
6 780 2 900 4 26.87 -0.03 -1.35 BQ, BS SP, PB
7 780 2 1000 4 28.66 -0.4 -3.18 BS BQ, SP, PB
8 780 2 975 4 40.5 -1.1 -5.12 BS PB, SP, RU
9 780 2 975 4 44.36 -0.74 0.56 BS PB, SP, RU
10 NA NA NA NA ND ND ND ND ND
11 780 2 1000 4 ND ND ND BS RU, SP
12 780 2 950 4 26.37 -0.34 -1.9 BS, BQ PB
13 780 2 1000 4 28.74 -0.54 -3.05 BS RU, SP, PB
14 780 2 975 4 ND ND ND BS PB, RU
15 780 2 1000 4 ND ND ND BS SP, PB, RU, BQ
16 780 2 1000 1 35 -1.25 -2.67 BS PB, SP, RU
16 780 2 1000 2 39 -0.67 -3.32 BS PB, SP, RU
17 780 2 1000 2 27.9 -0.37 -2.4 BS PB, SP, RU
18 780 2 1000 2 28 -0.27 -2.41 BS PB, SP, RU
19 780 2 1000 2 28 -0.3 -2.6 BS PB, SP, RU
20 780 2 1000 2 28 -0.27 -2.41 BS PB, SP, RU
21 780 2 950 4 26.8 0.2 -1.12 BS SP, RU
22 780 2 950 4 32.2 0.9 -6.28 BS SP, RU
23 780 2 875 4 ND ND ND BS SP, IMT
24 780 2 875 4 ND ND ND BS SP, RU, BQ, IMT
BS = 베타-스포듀민 ss, BQ = 베타-석영 ss, SP = 스피넬 ss (허시나이트+가나이트), PB = 슈도브루카이트, RU = 루틸, MZP = 마그네슘 아연 포스페이트, IMT = 철 망간 티타네이트, NA = 적용가능하지 않음, ND = 결정되지 않음.
표 1-B 계속
　실시 예
No.		 열처리, 가열 속도 5℃/min 　CIE L*A*B* (F02) X-선 회절에 의해 확인된 상
TEMPn
(℃)		 TIMEn
(hrs)		 TEMPc
(℃)		 TIMEc
(hrs)		 CIE L* CIE a* CIE b* XRD 주요 상 IDa XRD 마이너 상 IDa
도 4
CMP01 780 2 1000 4 ND ND ND ND ND
25 780 2 1000 4 ND ND ND ND ND
26 780 2 1000 4 ND ND ND ND ND
27 780 2 1000 4 ND ND ND ND ND
도 6
CMP02 780 2 1000 4 ND ND ND ND ND
28 780 2 1000 4 ND ND ND ND ND
29 780 2 1000 2 ND ND ND ND ND
30 780 2 950 4 ND ND ND ND ND
31 780 2 1000 4 ND ND ND ND ND
32 780 2 1000 4 ND ND ND ND ND
21 780 2 950 4 26.8 0.2 -1.12 BS SP, RU
33 780 2 1000 4 ND ND ND ND ND
34 780 2 950 4 ND ND ND ND ND
35 780 2 1000 4 ND ND ND ND ND
36 780 2 1000 4 ND ND ND ND ND
37 780 2 950 4 ND ND ND ND ND
도 7
CMP03 NA NA NA NA NA NA NA NA NA
38 NA NA NA NA NA NA NA NA NA
39 NA NA NA NA NA NA NA NA NA
40 NA NA NA NA NA NA NA NA NA
BS = 베타-스포듀민 ss, BQ = 베타-석영 ss, SP = 스피넬 ss (허시나이트+가나이트), PB = 슈도브루카이트, RU = 루틸, MZP = 마그네슘 아연 포스페이트, IMT = 철 망간 티타네이트, NA = 적용하지 않음, ND = 결정되지 않음.
각 유리는 그 다음 스틸 시트 상에 붓고, 하나 이상의 유리 패티로 형성되며, 600℃에서 1시간 동안 어닐링된다. 착색가능하고 세라믹가능한 유리 샘플 (즉, 표 1-A 및 1-B의 실시 예 37, 39, 및 40)뿐만 아니라 비교 예 (즉, 표 1-A 및 1-B의 CMP03)에 대한 온도의 함수에 따른 점도는 결정되고, 도 7에 나타내며, 도 7은 SiO2 양의 감소가 점도를 감소시키고 이에 의해 상업적인 용융 및/또는 형성 기술과 호환가능한 착색가능하고 세라믹가능한 유리를 만든다는 것을 입증한다. 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물의 패티 또는 패티의 일부는 표 I-B에 열거된 세라믹화 순환에 따른 정적 가열로 (static furnace)에 열처리된다:
실온 (RT) 또는 500℃까지에서 가열로에 도입;
TEMPn로 5℃/min;
TIMEn을 위해 TEMPn에서 유지;
5℃/min로 TEMPn에서 TEMPc로 가열;
TIMEc를 위해 TEMPc에서 유지; 및
5℃/min로 TEMPc에서 약 실온으로 냉각, 이후 각각은 제거되고, 분석되며, 및/또는 추가 가공된다.
분석 중에는 표 1-B (예를 들어, 실시 예 1-24)에 요약된 CIELAB 색상 공간 좌표 (예를 들어, CIE L*; CIE a*; 및 CIE b*; 또는 CIE L*, a*, 및 b*; 또는 L*, a*, 및 b*) 결정 및 x-선 회절에 의한 상 확인이 있다. 도 1-3은 표 1-A 및 1-B의 실시 예 3, 5, 및 13에 대한 x-선 회절 패턴을 나타낸다. 유전체 파라미터 (예를 들어, 손실 탄젠트, 유전율 ..등)는 도 6에서 나타낸 바와 같이 몇몇 착색 및 불투명 유리-세라믹 (즉, 표 1-A 및 1-B의 실시 예 21 및 28-37)에 대한 주파수의 함수에 따른 손실 탄젠트로 결정되고, 상업적으로 이용가능한 GORILLA® 유리 2317 및 유사 백색 및 불투명 (미착색) 유리-세라믹 (즉, 표 1-A 및 1-B의 CMP02)과 비교한 경우, 놀랍게도 그것과 함께 양립가능하다.
또 다른 공정 증에는 이온 교환 처리가 있다. 유리-세라믹 물질은 이온 교환 평가를 위해 적절한 형상으로 절단된다. 이러한 이온 교환 처리의 목적을 위하여, 유리-세라믹 물질은 적절하게 크기의 샘플로 절단된다. 각 샘플은 적절한 치수로 분쇄되고, 그 다음 모든 표면상에 광학 연마 (optical polish)를 제공한다. 상기 샘플은 그 다음 어떤 잔여 유기 오염원을 제거하기 위해 세정된다. 세정된 샘플은 NaNO3 용융 욕조에서 현탁되고 430℃에 유지되어 상기 유리-세라믹 및 홀더 또는 욕조 용기 사이에 접촉점을 최소화시킨다. K, Rb, 및 Cs의 할라이드 및 질화물과 같은, 다른 알칼리염은 또한 사용될 수 있다. 욕조에서 적절한 시간 (예를 들어, 약 8 시간) 후에, 상기 샘플은 제거되고, 냉각되며, 및 어떤 잔여 염을 제거하기 위해 탈이온수로 세척된다. 이온 교환 처리 (즉, 430℃에서 NaNO3) 후에, 몇 가지 샘플 (즉, 표 1-A 및 1-B의 실시 예 25, 26, 및 27)뿐만 아니라 비교 샘플 (즉, 표 1-A 및 1-B의 CMP01)은, 결과적으로 전술되고, 도 5에서 개략적으로 예시된 층의 깊이 (DOL) 및 평균 표면 압축 (CS)을 특징으로 하는 파라미터를 결정하기 위해 사용될 수 있는, 도 4에서 나타낸 바와 같은 나트륨 프로파일을 얻기 위해 전자 현미경을 사용하여 분석된다.
따라서, 다양한 변형, 적용, 및 변경은 본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 기술분야의 당업자에게 일어날 수 있다. 모든 이러한 변형 및 개선은 간결성 및 가독성을 위해 여기에서 삭제되지만, 하기 청구항의 범주 내에 적절하게 속하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (24)

  1. a. β-스포듀민　ss 및 하기 성분을 포함하는 결정질 상:
    i. 슈도브루카이트 또는 바나듐를 포함하는 결정질 상, 또는
    ii 바나듐 함유 화합물, 및 선택적으로, 주석 또는 주석 함유 화합물, 황 또는 황 함유 화합물, 및 전술된 것 중 둘 이상의 화합물 중 어느 하나; 및
    b. 하기 범위들을 포함하는 정반사 반사율을 갖는 분광광도계를 사용한 정반사 반사율 측정으로부터 결정된, CIELAB 색상 공간에서 좌표를 갖는 불투명 물질을 포함하는 유리-세라믹:
    i. L* = 약 20 내지 약 45;
    ii. a* = 약 -2 내지 약 +2; 및
    iii. b* = 약 -12 내지 약 +1.
  2. 청구항 1에 있어서,
    β-석영　ss는 결정질 상이 실질적으로 없는, 유리-세라믹.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 결정질 상은:
    a. 스피넬 ss (예를 들어, 허시나이트 및/또는 가나이트-허시나이트　ss);
    b. 루틸;
    c. 마그네슘 아연 포스페이트; 및
    d. 스피넬 ss (예를 들어, 허시나이트 및/또는 가나이트-허시나이트　ss) 및루틸 중 하나를 더욱 포함하는, 유리-세라믹.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 결정질 상은 약 20중량 퍼센트 (wt%) 미만; 선택적으로 약 15 중량퍼센트 미만의 결정질 상을 포함하는 β-석영　ss를 더욱 포함하는, 유리-세라믹.
  5. 청구항 1, 2, 또는 4에 있어서,
    a. 상기 유리-세라믹은 적어도 약 20　㎛의 DOL 및 선택적으로, 적어도 약 60　㎛의 DOL을 갖는 압축 응력 층에서 적어도 약 200　MPa의 평균 표면 압축 (CS)을 포함하도록 이온 교환가능하거나; 또는
    b. 상기 유리-세라믹은 약 0.8 millimeter (mm) 두께를 포함하고, 다음의 DOL을 갖는 압축 응력 층을 갖도록 이온 교환가능한, 유리-세라믹:
    i. 적어도 약 약 20　㎛ 내지 약 150　㎛;
    ii. 선택적으로, 적어도 약 40　㎛ 내지 약 150　㎛; 또는
    iii. 한편으로, 적어도 약 80　㎛ 내지 약 120　㎛.
  6. 청구항 1, 2, 또는 4에 있어서,
    a. 약 0.05 미만;
    b. 선택적으로, 약 0.03 미만; 또는
    c. 한편으로, 약 0.02 미만의 약 25℃에서 약 0.5 내지 약 3.0 기가헤르츠 (GHz)의 주파수 범위에 걸친 손실 탄젠트를 더욱 포함하는, 유리-세라믹.
  7. 청구항 1, 2, 또는 4에 있어서,
    a. 약 8 미만;
    b. 선택적으로, 약 7 미만; 또는
    c. 한편으로, 약 6 미만의 약 25℃에서 약 0.5 내지 약 3.0 gigahertz (GHz)의 주파수 범위에 걸친 유전율을 더욱 포함하는, 유리-세라믹.
  8. 청구항 1, 2 또는 4에 있어서,
    상기 색상 좌표는 실질적으로 전체적으로 균일한, 유리-세라믹.
  9. 흑색 착색 또는 회색 착색되고 불투명 유리-세라믹을 만들기 위해 세라믹화하는데 적절한 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물로서,
    상기 유리 조성물은 기본 조성물의 산화물 기준으로 약 95 내지 약 99.7 중량 퍼센트 (wt%) 및 밸런스로 하나 이상의 착색제를 포함하며, 산화물 기준의 중량 퍼센트 (wt%)로 계산된 조성물은:
    a. SiO2:　약　53.5　내지 약　70;
    b. Al2O3:　약　16.9 내지 약　24.5;
    c. B2O3:　약　0　내지 약　2;
    d. Li2O:　약　3.3　내지 약　4.5;
    e. Na2O:　약　0.3　내지 약　0.5;
    f. TiO2:　약　2.5　내지 약　6.2;
    g. MgO:　약　1.5　내지 약　3;
    h. ZnO:　약　0　내지 약　2.2;
    i. P2O5:　약　0　내지 약　7.7;
    j. SnO2:　약　0　내지 약　1;
    k. Fe2O3:　약　0　내지 약　5;
    l. 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물: 약 0 내지 약 4; 및
    m. 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물: 약 0 내지 약 4를 포함하며,
    여기서, 하나 이상의 착색제는 하기 군으로부터 선택되는 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물:
    i. 하나 이상의 철계 물질;
    ii. 하나 이상의 철계 물질 및 하나 이상의 부가적인 전이 금속계 물질; 또는
    iii. 하나 이상의 다가 금속계 물질.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 산화물 기준의 wt%로 계산된 조성물은:
    k. Fe2O3: 약　0.3　내지 약　5;
    l. 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물: 실질적으로 약 0; 및
    m. 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물: 실질적으로 약 0을 포함하는, 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 유리 조성물은 하기 범위의 CIELAB 색상 공간에서 색상 좌표를 갖는 불투명 물질로 세라믹가능한 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물:
    i. L* = 약 20 내지 약 45;
    ii. a* = 약 -1.2 내지 약 +0.5; 및
    iii. b* = 약 -6 내지 약 +1.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 산화물 기준의 wt%로 계산된 조성물은:
    k. Fe2O3: 약　0.3　내지 약　2.5;
    l. 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물: 약　3.5까지, 여기서 하나 이상의 부가적인 전이 금속은 Co, Ni, Mn, Cr, Cu, 또는 이의 조합을 포함하고;
    m. 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물:　실질적으로 약　0을 포함하는 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 유리 조성물은 하기 범위의 CIELAB 색상 공간에서 색상 좌표를 갖는 불투명 물질로 세라믹가능한 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물:
    i. L* = 약 20 내지 약 45;
    ii. a* = 약 -1.5 내지 약 +1; 및
    iii. b* = 약 -3.5 내지 약 -2.
  14. 청구항 9-13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산화물 기준의 wt%로 계산된 조성물은:
    a. Fe2O3: 약　0.3까지; 및
    b. 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 산화물: 약　3까지, 여기서 하나 이상의 다가 금속은 Bi, V, Sn, Ti, 또는 이의 조합을 포함하고; 및
    c. 하나 이상의 다가 금속의 원자가 또는 원자가들을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 화합물로부터의 하나 이상의 원소: 약　2까지 포함하며, 여기서 하나 이상의 원소는 C, S, 또는 이의 조합을 포함하는, 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 유리 조성물은 하기 범위의 CIELAB 색상 공간에서 색상 좌표를 갖는 불투명 물질로 세라믹가능한 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물:
    i. L* = 약 26 내지 약 33;
    ii. a* = 약 0.1 내지 약 1; 및
    iii. b* = 약 -1 내지 약 -6.4.
  16. 착색가능하고 세라믹가능한 유리에 용융가능한 미리선택된 조성물을 갖는 미리선택된 양의 성분을 용융시키는 단계를 포함하고, 여기서 하나 이상의 착색제를 위한 성분의 미리선택된 조성물은:
    a. 하나 이상의 Fe2 + 공급원, 하나 이상의 Fe3 + 공급원, 또는 하나 이상의 Fe2+ 공급원 및 하나 이상의 Fe3 + 공급원을 포함하는 하나 이상의 철 화합물,
    b. 하나 이상의 철의 화합물 및 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 화합물, 여기서 하나 이상의 부가적인 전이 금속은 Co, Ni, Mn, Cr, Cu, 또는 이의 조합을 포함하고,
    c. 하나 이상의 다가 금속 및 상기 하나 이상의 다가 금속의 적어도 일부의 원자가 또는 원자가들을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 구성분을 포함하는 하나 이상의 화합물 중 하나 이상의 화합물을 포함하며,
    여기서:
    i. 하나 이상의 다가 금속은 Bi, V, Sn, Ti, 또는 이의 조합을 포함하고; 및
    ii. 상기 하나 이상의 다가 금속의 적어도 일부의 원자가 또는 원자가들을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 구성분을 포함하는 하나 이상의 화합물을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 화합물은 C, S, 또는 이의 조합 중 어느 하나의 화합물을 포함하는, 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물의 제조 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 하나 이상의 Fe2 + 공급원, 하나 이상의 Fe3 + 공급원, 또는 하나 이상의 Fe2+ 공급원 및 하나 이상의 Fe3 + 공급원을 포함하는 하나 이상의 철 화합물은 산화물 기준의 wt%로 계산된 Fe2O3: 약 0.1 내지 약 3.5를 포함하기 위한 양으로, FeO, Fe2O3, Fe3O4, FeC2O4 및 이의 조합을 포함하는, 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물의 제조 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 산화물은:
    n. 산화물 기준의 wt%로 계산된 Co3O4: 약　0.7까지;
    o. 산화물 기준의 wt%로 계산된 Cr2O3: 약　0.3까지;
    p. 산화물 기준의 wt%로 계산된 MnO2: 약　2.4까지;
    q. 산화물 기준의 wt%로 계산된 CuO: 약　0.5까지;
    r. 산화물 기준의 wt%로 계산된 NiO: 약　0.6까지; 및
    s. 이의 조합 중 어느 하나를 포함하기 위한 양으로 Co, Ni, Mn, Cr, Cu, 또는 이의 조합을 포함하는, 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물의 제조 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    i. 하나 이상의 다가 금속 중 하나 이상의 화합물은 산화물 기준의 wt%로 계산된 V2O5: 약　0.1　내지 약　3을 포함하기 위한 양으로 바나듐 함유 화합물을 포함하고; 및
    ii. 상기 하나 이상의 다가 금속의 적어도 일부의 원자가 또는 원자가들을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 화합물을 포함하는 하나 이상의 화합물은:
    1. wt%로 S: 약　0　내지 약　1; 또는
    2. wt%로 C를 포함하기 위한 양으로 탄소 함유 화합물, 황 함유 화합물 중 하나를 포함하며; 여기서 S　wt% 및 C　wt%의 합은 약 0.9 내지 약 2를 포함하는, 착색가능하고 세라믹가능한 유리 조성물의 제조 방법.
  20. a. 착색가능하고 세라믹가능한 유리에 용융가능한 미리선택된 조성물을 갖는 미리선택된 양의 성분을 용융시키는 단계, 여기서 하나 이상의 착색제를 위한 성분의 미리선택된 조성물은:
    i. 하나 이상의 Fe2 + 공급원, 하나 이상의 Fe3 + 공급원, 또는 하나 이상의 Fe2 + 공급원 및 하나 이상의 Fe3 + 공급원을 포함하는 하나 이상의 철 화합물;
    ii. 하나 이상의 철 화합물 및 하나 이상의 부가적인 전이 금속 중 하나 이상의 화합물, 여기서 하나 이상의 부가적인 전이 금속은 Co, Ni, Mn, Cr, Cu, 또는 이의 조합을 포함하고;
    iii. 하나 이상의 다가 금속 및 상기 하나 이상의 다가 금속의 적어도 일부의 원자가 또는 원자가들을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 구성분을 포함하는 하나 이상의 화합물 중 하나 이상의 화합물 중 어느 하나를 포함하며, 여기서:
    iv. 상기 하나 이상의 다가 금속은 Bi, V, Sn, Ti, 또는 이의 조합을 포함하고; 및
    v. 상기 하나 이상의 다가 금속의 적어도 일부의 원자가 또는 원자가들을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 구성분을 포함하는 하나 이상 화합물은 C, S, 또는 이의 조합 중 어느 하나의 하나 이상의 화합물을 포함하며;
    b. 미리선택된 핵생성 온도 (TEMPn)로 미리선택된 제1 속도로 가열시키고, 및 미리선택된 제1 시간 동안 미리선택된 핵생성 온도 (TEMPn)에서 유지시켜 착색가능하고 세라믹가능한 유리를 핵생성 열처리에 적용시키는 단계, 및:
    c. 미리선택된 세라믹화 온도 (TEMPc)로 미리선택된 제2 속도로 가열시키고, 미리선택된 제2 시간 동안, 미리선택된 세라믹화 온도 (TEMPc)에서 유지시키며, 및 미리선택된 말단 온도 (TEMPe)로 미리선택된 제3 속도로 냉각시켜 열처리된 유리를 세라믹화 열처리에 적용시키는 단계를 포함하는, 유리-세라믹의 제조 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 미리선택된 핵생성 온도 (TEMPn)는 약　700℃ 내지 약　850℃을 포함하고, 상기 미리선택된 제1 시간은 약 ¼ 시간 내지 약 4 시간을 포함하는, 유리-세라믹의 제조 방법.
  22. 청구항 20 또는 21에 있어서,
    상기 미리선택된 세라믹화 온도 (TEMPc)는 약　850℃ 내지 약　1150℃을 포함하고, 상기 미리선택된 제2 시간은 약 ¼ 시간 내지 약 16 시간을 포함하는, 유리-세라믹의 제조 방법.
  23. 청구항 20 또는 21에 있어서,
    상기 핵생성 열처리 전에 상기 조성물을 제품으로 형상화시키는 단계를 더욱 포함하는, 유리-세라믹의 제조 방법.
  24. 청구항 20 또는 21에 있어서,
    상기 제품은 휴대용 컴퓨터 장치의 부품으로서 사용가능한 형상을 포함하는, 유리-세라믹의 제조 방법.
KR1020157007911A 2012-08-28 2013-08-22 착색 및 불투명 유리-세라믹, 연관된 착색가능하고 세라믹가능한 유리, 및 연관된 공정 KR20150050583A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261693875P 2012-08-28 2012-08-28
US61/693,875 2012-08-28
PCT/US2013/056172 WO2014035791A2 (en) 2012-08-28 2013-08-22 Colored and opaque glass-ceramic(s), associated colorable and ceramable glass(es), and associated process(es)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150050583A true KR20150050583A (ko) 2015-05-08

Family

ID=49123902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157007911A KR20150050583A (ko) 2012-08-28 2013-08-22 착색 및 불투명 유리-세라믹, 연관된 착색가능하고 세라믹가능한 유리, 및 연관된 공정

Country Status (7)

Country Link
US (4) US9115023B2 (ko)
EP (1) EP2890652B1 (ko)
JP (2) JP6523956B2 (ko)
KR (1) KR20150050583A (ko)
CN (2) CN107973530B (ko)
TW (2) TWI655163B (ko)
WO (1) WO2014035791A2 (ko)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2926544B1 (fr) * 2008-01-18 2011-04-22 Eurokera Article vitroceramique et email adapte pour son revetement
CN107973530B (zh) * 2012-08-28 2022-03-01 康宁股份有限公司 有色和不透明玻璃-陶瓷，相关的可着色和可陶瓷化玻璃，和相关方法
WO2014042175A1 (ja) * 2012-09-14 2014-03-20 旭硝子株式会社 化学強化用ガラスおよび化学強化ガラス
FR3002532B1 (fr) 2013-02-28 2015-02-27 Eurokera Vitroceramique du type aluminosilicate de lithium contenant une solution solide de beta-spodumene
KR102143194B1 (ko) * 2013-02-28 2020-08-10 유로케라에스.엔.씨. 회갈색 색상을 나타내는 비-불투명성 비소-비함유 베타-스포듀민 유리 세라믹
US9512035B2 (en) * 2013-06-17 2016-12-06 Corning Incorporated Antimicrobial glass articles with improved strength and methods of making and using same
CN111268912B (zh) 2013-08-30 2022-08-30 康宁股份有限公司 可离子交换玻璃、玻璃-陶瓷及其制造方法
US9701574B2 (en) 2013-10-09 2017-07-11 Corning Incorporated Crack-resistant glass-ceramic articles and methods for making the same
JP2015110508A (ja) * 2013-10-31 2015-06-18 株式会社オハラ 結晶化ガラス
US9878940B2 (en) 2014-02-21 2018-01-30 Corning Incorporated Low crystallinity glass-ceramics
US9359243B2 (en) 2014-05-13 2016-06-07 Corning Incorporated Transparent glass-ceramic articles, glass-ceramic precursor glasses and methods for forming the same
US9546106B2 (en) * 2014-06-30 2017-01-17 Corning Incorporated White, opaque, βspodumene glass-ceramic articles with tunable color and methods for making the same
US9751798B2 (en) * 2014-06-30 2017-09-05 Corning Incorporated White, opaque,β-spodumene glass-ceramic articles with inherent damage resistance and methods for making the same
KR102618609B1 (ko) * 2014-12-11 2023-12-27 코닝 인코포레이티드 유리 또는 유리-세라믹 제품에서 x-선 유도된 색상
US12093524B2 (en) * 2016-03-28 2024-09-17 Apple Inc. Multifunction device control of another electronic device
WO2018071360A1 (en) 2016-10-12 2018-04-19 Corning Incorporated Glass ceramics
CN110621628A (zh) 2017-03-21 2019-12-27 康宁股份有限公司 硬涂覆的玻璃陶瓷制品
DE102018111144A1 (de) * 2017-05-26 2018-11-29 Schott Ag Präzisionskomponente
US10899654B2 (en) * 2017-07-13 2021-01-26 Corning Incorporated Glass-based articles with improved stress profiles
WO2019046342A2 (en) * 2017-08-30 2019-03-07 Corning Incorporated METHOD FOR REMOVING RESIDUES CONTAINING LITHIUM PHOSPHATE COMPOUNDS FROM A SURFACE
US10723649B2 (en) * 2017-11-30 2020-07-28 Corning Incorporated Black lithium silicate glass ceramics
US11358897B2 (en) 2017-11-30 2022-06-14 Corning Incorporated Black b-spodumene glass ceramics with an optimized color package
CN109867447B (zh) * 2017-12-01 2022-02-01 成都光明光电股份有限公司 微晶玻璃及其基板
CN108046613B (zh) * 2017-12-29 2020-01-21 深圳市东丽华科技有限公司 一种强化玻璃及其制备方法
JP7118530B2 (ja) * 2018-04-13 2022-08-16 株式会社オハラ 強化結晶化ガラス
TWI825112B (zh) * 2018-07-02 2023-12-11 美商康寧公司 具有改善的應力分佈的玻璃基製品及其製造方法
CN115403256A (zh) * 2018-07-16 2022-11-29 康宁股份有限公司 利用成核和生长密度以及粘度变化对玻璃进行陶瓷化的方法
CN112424132A (zh) 2018-07-16 2021-02-26 康宁股份有限公司 给定器板和使用其的玻璃制品陶瓷化方法
WO2020018432A1 (en) 2018-07-16 2020-01-23 Corning Incorporated Glass substrates including uniform parting agent coatings and methods of ceramming the same
WO2020018285A1 (en) 2018-07-16 2020-01-23 Corning Incorporated Methods of ceramming glass articles having improved warp
WO2020018393A1 (en) 2018-07-16 2020-01-23 Corning Incorporated Glass ceramic articles having improved properties and methods for making the same
KR20210035828A (ko) 2018-07-23 2021-04-01 코닝 인코포레이티드 마그네슘 알루미노실리케이트 유리 세라믹
EP3887332A1 (en) 2018-11-30 2021-10-06 Corning Incorporated Black beta-spodumene lithium silicate glass ceramics
WO2020205237A1 (en) 2019-04-02 2020-10-08 Corning Incorporated Chemically strengthenable machinable glass-ceramics
US11305457B2 (en) 2019-05-03 2022-04-19 James R. Glidewell Dental Ceramics, Inc. Pressure casting of submicron ceramic particles and methods of ejection
CN110255911B (zh) * 2019-06-13 2021-08-27 陕西科技大学 一种有色二硅酸锂微晶玻璃及其制备方法
US11731312B2 (en) 2020-01-29 2023-08-22 James R. Glidewell Dental Ceramics, Inc. Casting apparatus, cast zirconia ceramic bodies and methods for making the same
JP7031094B2 (ja) * 2020-06-22 2022-03-08 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
CN112624603B (zh) * 2020-12-10 2021-08-24 咸宁南玻光电玻璃有限公司 一种玻璃澄清剂及利用其制备超高铝硅酸盐盖板玻璃的方法
US11597674B2 (en) 2021-06-18 2023-03-07 Corning Incorporated Colored glass articles having improved mechanical durability
US11802072B2 (en) 2021-06-18 2023-10-31 Corning Incorporated Gold containing silicate glass
US11634354B2 (en) 2021-06-18 2023-04-25 Corning Incorporated Colored glass articles having improved mechanical durability
US12054422B2 (en) 2021-06-18 2024-08-06 Corning Incorporated Colored glass articles having improved mechanical durability
US11560329B1 (en) 2021-10-04 2023-01-24 Corning Incorporated Colored glass articles having improved mechanical durability
KR20240023516A (ko) 2021-06-18 2024-02-22 코닝 인코포레이티드 향상된 기계적 내구성을 갖는 착색 유리 물품
US11513600B1 (en) * 2021-10-04 2022-11-29 Dell Products, L.P. Information handling system glass keyboard with deflection and haptic feedback
US11656685B1 (en) 2022-04-27 2023-05-23 Dell Products L.P. Information handling system keyboard with haptic enhanced membrane trigger
WO2024006119A1 (en) * 2022-06-29 2024-01-04 Corning Incorporated Reduced optical transmittance glasses for emissive displays

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6509945A (ko) * 1964-07-31 1966-02-01
US3788865A (en) 1964-07-31 1974-01-29 C Babcock Crystallized glass ceramics and process for forming same
US3775154A (en) * 1971-08-12 1973-11-27 Corning Glass Works Decorating glass-ceramic materials
US4192665A (en) * 1977-09-07 1980-03-11 Corning Glass Works Rapidly crystallized beta-spodumene glass-ceramic materials
US4212678A (en) * 1977-09-07 1980-07-15 Corning Glass Works Rapidly crystallized beta-spodumene glass-ceramic materials
US4140645A (en) * 1978-06-12 1979-02-20 Corning Glass Works Glasses and glass-ceramics suitable for induction heating
JPS60180936A (ja) * 1984-02-27 1985-09-14 Nippon Electric Glass Co Ltd 高強度耐熱ガラス製品の製造方法
EP0220333B1 (de) * 1985-10-26 1990-03-21 Schott Glaswerke Durchsichtige farbige Glaskeramik mit guter Temperaturbelastbarkeit und variabel einstellbarer Transmission im IR-Bereich
US5179045A (en) 1991-08-30 1993-01-12 Corning Incorporated Colored glass-ceramic
US5176961A (en) * 1991-10-07 1993-01-05 Corning Incorporated Colored, textured glass-ceramic articles
DE4321373C2 (de) * 1993-06-26 1995-12-14 Schott Glaswerke Glaskeramik mit hoher Transmission im Wellenlängenbereich von 2700 bis 3300 nm, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
US5492869A (en) * 1995-02-13 1996-02-20 Corning Incorporated Colored, opaque glass-ceramic
DE10017701C2 (de) 2000-04-08 2002-03-07 Schott Glas Gefloatetes Flachglas
EP1625099A2 (en) * 2003-04-01 2006-02-15 Corning Incorporated Lamp reflector substrate, glass, glass-ceramic materials and process for making the same
JP4741282B2 (ja) * 2004-05-12 2011-08-03 ショット アクチエンゲゼルシャフト ガラスセラミック品を作製する方法
FR2887870B1 (fr) * 2005-06-30 2007-10-05 Snc Eurokera Soc En Nom Collec Elaboration de vitroceramiques de beta-quartz et/ou de beta-spodumene, d'articles en de telles vitroceramiques; vitroceramiques, arcticles en lesdites vitroceramiques et verres precurseurs
DE502006004506D1 (de) * 2006-03-20 2009-09-24 Schott Ag Transparente, farblose Lithium-Aluminosilikat-Glaskeramikplatte mit blickdichter, farbiger Unterseitenbeschichtung
EP1840093B1 (en) * 2006-03-31 2017-06-07 Eurokera Beta-spodumene glass-ceramic materials and process for making the same
US7476633B2 (en) 2006-03-31 2009-01-13 Eurokera β-spodumene glass-ceramic materials and process for making the same
JP5656040B2 (ja) * 2006-05-29 2015-01-21 日本電気硝子株式会社 Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラス
JP4910134B2 (ja) 2006-07-21 2012-04-04 国立大学法人長岡技術科学大学 電力自立型河川監視装置
ES2660410T3 (es) * 2006-10-27 2018-03-22 Eurokera S.N.C. Procedimiento de afinado de un vidrio de aluminosilicato de litio y vitrocerámica obtenida
US7507681B2 (en) 2007-02-28 2009-03-24 Eurokera Glass-ceramic, articles and fabrication process
JP5053948B2 (ja) * 2007-12-21 2012-10-24 株式会社オハラ 結晶化ガラス
US8048816B2 (en) 2008-05-01 2011-11-01 Corning Incorporated Colored machinable glass-ceramics
EP2323955A1 (en) * 2008-07-03 2011-05-25 Corning Inc. Durable glass-ceramic housings/enclosures for electronic devices
DE102009011850B3 (de) 2009-03-05 2010-11-25 Schott Ag Verfahren zum umweltfreundlichen Schmelzen und Läutern einer Glasschmelze für ein Ausgangsglas einer Lithium-Aluminium-Silikat(LAS)-Glaskeramik sowie deren Verwendung
FR2946041B1 (fr) * 2009-05-29 2012-12-21 Eurokera Vitroceramiques et articles en vitroceramique, notamment plaques de cuisson, colores
FR2946039A1 (fr) * 2009-05-29 2010-12-03 Eurokera Plaque en vitroceramique
FR2955574B1 (fr) * 2010-01-22 2014-08-08 Eurokera Vitroceramiques de beta-quartz ; articles en lesdites vitroceramiques ; procedes d'obtention ; verres precurseurs.
DE102010002188B4 (de) * 2010-02-22 2018-11-08 Schott Ag Transparente LAS-Glaskeramik hergestellt mit alternativen umweltfreundlichen Läutermitteln
DE202010014361U1 (de) 2010-07-23 2010-12-30 Schott Ag Glaskeramik als Kochfläche für Induktionsbeheizung mit verbesserter farbiger Anzeigefähigkeit und Wärmeabschirmung
US8722554B2 (en) * 2010-08-03 2014-05-13 Eurokera Aluminosilicate glasses with improved fining behaviour
FR2963617B1 (fr) * 2010-08-03 2015-06-05 Eurokera Verres d'aluminosilicate de lithium (precurseurs de vitroceramique); vitroceramiques de beta-quartz et/ou de beta-spodumene; articles en lesdites vitroceramiques; procedes d'obtention
US8883663B2 (en) * 2010-11-30 2014-11-11 Corning Incorporated Fusion formed and ion exchanged glass-ceramics
CN107973530B (zh) * 2012-08-28 2022-03-01 康宁股份有限公司 有色和不透明玻璃-陶瓷，相关的可着色和可陶瓷化玻璃，和相关方法
US9403716B2 (en) * 2012-09-27 2016-08-02 Corning Incorporated Glass-ceramic(s); associated formable and/or color-tunable, crystallizable glass(es); and associated process(es)

Also Published As

Publication number Publication date
US20140066285A1 (en) 2014-03-06
US10487008B2 (en) 2019-11-26
US20200062640A1 (en) 2020-02-27
US9790125B2 (en) 2017-10-17
CN104936913A (zh) 2015-09-23
US20170369361A1 (en) 2017-12-28
WO2014035791A3 (en) 2014-04-24
JP2019131463A (ja) 2019-08-08
US9115023B2 (en) 2015-08-25
TWI617519B (zh) 2018-03-11
CN107973530A (zh) 2018-05-01
TWI655163B (zh) 2019-04-01
EP2890652B1 (en) 2022-09-14
JP2015529184A (ja) 2015-10-05
JP6523956B2 (ja) 2019-06-05
WO2014035791A2 (en) 2014-03-06
TW201827374A (zh) 2018-08-01
US20150321947A1 (en) 2015-11-12
CN104936913B (zh) 2018-01-16
CN107973530B (zh) 2022-03-01
EP2890652A2 (en) 2015-07-08
JP7107887B2 (ja) 2022-07-27
TW201412668A (zh) 2014-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10487008B2 (en) Colored and opaque glass ceramic(s), associated colorable and ceramable glass(es), and associated process(es)
JP6673967B2 (ja) 白色不透明βスポジュメン／ルチルガラス−セラミック、これを含む物品、及びこれを作製するための方法
US10584056B2 (en) White, opaque, β-spodumene glass-ceramic articles with tunable color and methods for making the same
EP3160916B1 (en) White, opaque, beta-spodumene glass-ceramic articles with inherent damage resistance and methods for making the same
WO2014052711A1 (en) Glass-ceramic(s); associated formable and/or color-tunable, crystallizable glass(es); and associated process(es)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application