TW202114955A - 結晶化玻璃以及強化結晶化玻璃 - Google Patents

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TW202114955A
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crystallized glass
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glass
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嶋村圭介
八木俊剛
小笠原康平
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日商小原股份有限公司
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Abstract

本發明之課題在於獲得一種具有新穎組成之高折射率且高硬度的結晶化玻璃以及強化結晶化玻璃。 一種結晶化玻璃，以氧化物換算之質量%計，含有：SiO2 成分20.0%以上至未達40.0%，Rn2 O成分超過0%至20.0%以下(其中Rn係選自Li、Na、K中之1種類以上)，Al2 O3 成分7.0%至25.0%，MgO成分0%至25.0%，ZnO成分0%至45.0%，Ta2 O5 成分0%至20.0%，且MgO成分與ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量為10.0%以上。

Description

結晶化玻璃以及強化結晶化玻璃
本發明係關於一種結晶化玻璃以及具有壓縮應力層之強化結晶化玻璃。
於智慧型手機、桌上型個人電腦等行動式電子機器中使用有用以對顯示器進行保護的覆蓋玻璃。此外，即便於車載用途之光學機器也使用有用以對透鏡進行保護的保護件。再者，近年來，也需要被利用於成為電子機器之外裝的架框等。此外，此等機器迫切需求具有高硬度而能承受嚴苛使用的材料。
就提升了玻璃強度的材料方面有結晶化玻璃。結晶化玻璃係使得結晶析出於玻璃內部，相較於非晶質玻璃在機械強度上優異一事已為人所知。
再者，作為提升玻璃強度的方法已知有化學強化。係使得在玻璃表面層所存在的鹼成分來和離子半徑較該鹼成分來得更大的鹼成分進行交換反應，而於表面層形成壓縮應力層，藉此可抑制龜裂的發展而提高機械強度。
專利文獻1、2中揭示了高強度之結晶化玻璃以及此結晶化玻璃經化學強化所得的結晶化玻璃。但是，為了進一步擴展作為光學構件的用途，而需要不僅是硬度且折射率亦高的結晶化玻璃。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011－207626。 [專利文獻2]日本特開2017－001937。
[發明所欲解決之課題]
本發明之目的在於提供一種具有新穎組成之高折射率且高硬度之結晶化玻璃以及強化結晶化玻璃。 [用以解決課題之手段]
本發明提供以下技術。 (構成1) 一種結晶化玻璃，以氧化物換算之質量%計，含有：SiO2 成分20.0%以上至未達40.0%，Rn2 O成分超過0%至20.0%以下(其中Rn係選自Li、Na、K中之1種類以上)，Al2 O3 成分7.0%至25.0%，MgO成分0%至25.0%，ZnO成分0%至45.0%，Ta2 O5 成分0%至20.0%，MgO成分與ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量為10.0%以上。 (構成2) 如構成1所記載之結晶化玻璃，其中以氧化物換算之質量%計，含有：TiO2 成分0%至15.0%，CaO成分0%至15.0%，BaO成分0%至15.0%，SrO成分0%至10.0%。 (構成3) 如構成1或是2所記載之結晶化玻璃，其中以氧化物換算之質量%計，含有：ZrO2 成分0%至10.0%，WO3 成分0%至10.0%，La2 O3 成分0%至10.0%，Gd2 O3 成分0%至15.0%，Bi2 O3 成分0%至15.0%，P2 O5 成分0%至10.0%，Nb2 O5 成分0%至10.0%，Sb2 O3 成分0%至5.0%。 (構成4) 如構成1至3中任一項所記載之結晶化玻璃，其中前述MgO成分與ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量為18.0%以上。 (構成5) 如構成1至4中任一項所記載之結晶化玻璃，折射率(nd )為1.55以上。 (構成6) 如構成1至5中任一項所記載之結晶化玻璃，比重為3.0以上。 (構成7) 一種強化結晶化玻璃，係以如構成1至6中任一項所記載之結晶化玻璃為母材，表面具有壓縮應力層。 [發明功效]
依據本發明，可提供一種具有新穎組成之高折射率且高硬度之結晶化玻璃以及強化結晶化玻璃。
本發明之結晶化玻璃或是強化結晶化玻璃可利用作為智慧型手機、平板電腦、個人電腦之覆蓋玻璃或架框、過濾器、照相機等的光學用途構件(透鏡、基板等)。具體而言，可舉出車載用透鏡、短焦點投影機用透鏡、可穿戴式元件、装飾品(車載、建築物、智慧鎖等)、觸控面板、介電質過濾器。由於具有高折射率而易於達成精簡化，由於具有高強度而易於達成薄膜化、輕量化。
以下，針對本發明之實施形態以及實施例作詳細說明，但本發明完全不受限於以下之實施形態以及實施例，可在本發明之目的範圍內施以適宜變更來實施。
本說明書中，各成分之含量若無特別限定的情況下，係皆以氧化物換算之質量%計所表示。此處所說的「氧化物換算」，係假定結晶化玻璃構成成分全部分解變化成為氧化物的情況下，以該氧化物之總質量為100質量%時，包含於結晶化玻璃中的各成分之氧化物量以質量%表記者。本說明書中，A%至B%表示A%以上至B%以下。此外，0%至C%之0%意指含量為0%。
本發明之結晶化玻璃含有：SiO2 成分20.0%以上至未達40.0%，Rn2 O成分超過0%至20.0%以下(其中Rn係選自Li、Na、K中之1種類以上)，Al2 O3 成分7.0%至25.0%，MgO成分0%至25.0%，ZnO成分0%至45.0%，Ta2 O5 成分0%至20.0%，MgO成分與ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量為10.0%以上。
一般而言，若玻璃形成成分之SiO2 成分少、ZnO成分等結晶構成成分增加，則有難以玻璃化之傾向，但依據本發明，能以上述組成獲得結晶化玻璃。 再者，本發明之結晶化玻璃由於含有既定量之ZnO成分、MgO成分、Ta2 O5 成分等提高折射率的成分，故折射率變高。 亦即，依據上述組成，獲得折射率高之堅硬的結晶化玻璃。 再者，可經化學強化而提高硬度。
所謂結晶化玻璃，也稱為玻璃陶瓷，係對於玻璃進行熱處理而於玻璃內部析出結晶之材料。結晶化玻璃為具有結晶相與玻璃相之材料，有別於非晶質固體。一般而言，結晶化玻璃之結晶相係利用在X射線繞射分析之X射線繞射圖形中所出現的波峰之角度來判定。
本發明之結晶化玻璃，例如含有選自ZnAl2 O4 、Zn2 Ti3 O8 、Zn2 SiO4 、ZnTiO3 、Mg2 SiO4 、Mg2 Al4 Si5 O18 、NaAlSiO4 、Na2 Zn3 SiO4 、Na4 Al2 Si2 O9 、LaTiO3 以及此等固溶體中1種以上作為主結晶相。 本說明書中之「主結晶相」相當於從X射線解析圖形之波峰所判定出，在結晶化玻璃中含量最多的結晶相。
SiO2 成分係形成玻璃之網絡結構之玻璃形成成分，為必要成分。另一方面，若SiO2 成分不足，則所得之玻璃欠缺化學耐久性，且耐失透性會惡化。 從而，SiO2 成分之含量上限可為未達40.0%、39.0%以下、37.0%以下、或是35.0%以下。此外，SiO2 成分之含量下限可為20.0%以上、23.0%以上、25.0%以上、或是30.0%以上。
Rn2 O成分(Rn係選自Li、Na、K中之1種類以上)為涉及化學強化時的離子交換之成分，但另一方面若過度含有會使得玻璃之化學耐久性之惡化、耐失透性變差。 從而，Rn2 O成分之含量上限可為20.0%以下、18.0%以下、15.0%以下、或是14.0%以下。此外，Rn2 O成分之含量下限可為超過0%、2.0%以上、4.0%以上、或是6.0%以上。
尤其Na2 O成分，例如藉由熔融鹽中之離子半徑大的鉀成分(K＋ 離子)與基板中之離子半徑小的鈉成分(Na＋ 離子)進行交換反應，結果會於基板表面形成壓縮應力，故以成為必要成分為佳。 從而，Na2 O成分之含量上限可為20.0%以下、18.0%以下、15.0%以下、或是14.0%以下。此外，Na2 O成分之下限可為超過0%、2.0%以上、4.0%以上、或是6.0%以上。
Al2 O3 成分雖為可提升機械強度之適宜成分，但另一方面若過度含有，則熔融性、耐失透性會變差。 從而，Al2 O3 成分之含量上限可為25.0%以下、23.0%以下、22.0%以下、或是20.0%以下。此外，Al2 O3 成分之含量下限可為7.0%以上、9.0%以上、10.0%以上、或是11.0%以上。
MgO成分雖為可提高折射率並有助於機械強度之成分，但另一方面若過度含有，則耐失透性會變差。 從而，MgO成分之含量上限可為25.0%以下、22.0%以下、20.0%以下、18.0%以下、或是15.0%以下。此外，MgO成分之含量下限可為0%以上、1.0%以上、1.5%以上、或是2.0%以上。
ZnO成分不僅可提高折射率且有助於機械強度，在玻璃之低黏性化方面亦屬有效成分，但另一方面若過度含有，則耐失透性會變差。 從而，ZnO成分之含量上限可為45.0%以下、40.0%以下、38.0%以下、或是25.0%以下。此外，ZnO成分之含量下限可為0%以上、2.0%以上、5.0%以上、或是8.0%以上、10.0%以上。
Ta2 O5 成分為提高折射率之成分，但另一方面若過度含有，則耐失透性會變差。 從而，Ta2 O5 成分之含量上限可為20.0%以下、19.0%以下、17.0%以下、或是15.0%以下。 此外，Ta2 O5 成分之含量下限可為0%以上、1.0%以上、3.0%以上、或是5.0%以上。再者，Ta2 O5 成分之含量下限可為超過5.0莫耳%、或是5.5莫耳%以上。
關於MgO成分與ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量，雖調整此合計量可得到高折射率，但另一方面若過度含有，則玻璃之耐失透性會變差。 從而，MgO成分與ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量下限較佳為10.0%以上、15.0%以上、18.0%以上、或是20.0%以上。較佳為MgO成分與ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量上限為45.0%以下、40.0%以下、或是38.0%以下。
關於ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量，雖調整此合計量可得到高折射率。但另一方面若過度含有，則玻璃之耐失透性會變差。 從而，ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量下限較佳為5.0%以上、8.0%以上、或是10.0%以上，ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量上限較佳為35.0%以下、30.0%以下、或是28.0%以下。
TiO2 成分為結晶化之成核劑與有助於高折射率化之成分。 從而，TiO2 成分之含量較佳為0%至15.0%，更佳為1.0%至13.0%，特佳為2.0%至10.0%。
CaO成分、BaO成分、SrO成分為有助於提升折射率以及玻璃穩定化之成分。 從而，CaO成分之含量較佳為0%至15.0%、更佳為0.1%至13.0%、特佳為0.5%至10.0%。 BaO成分之含量較佳為0%至15.0%、更佳為0%至13.0%、特佳為0%至12.0%。 SrO成分之含量較佳為0%至10.0%、更佳為0%至8.0%、特佳為0%至7.0%。
結晶化玻璃可分別含有ZrO2 成分、WO3 成分、La2 O3 成分、P2 O5 成分、Nb2 O5 成分，也可不含這些成分。各個成分之含量可為0%至10.0%、0%至8.0%、或是0%至7.0%。
結晶化玻璃可分別含有Gd2 O3 成分、Bi2 O3 成分，也可不含這些成分。各個成分之含量可為0%至15.0%、0%至13.0%、或是0%至10.0%。
此外，結晶化玻璃可分別含有B2 O3 成分、Y2 O3 成分、TeO2 成分，也可不含這些成分。各個成分之含量可為0%至2.0%、0%以上至未達2.0%、或是0%至1.0%。
結晶化玻璃可含有選自Sb2 O3 成分、SnO2 成分以及CeO2 成分中1種以上達0%至5.0%、較佳為0.03%至2.0%、特佳為0.05%至1.0%來作為澄清劑。
上述之調配量可適宜組合。
藉由調整SiO2 成分、Rn2 O成分、Al2 O3 成分、MgO成分、ZnO成分以及Ta2 O5 成分之合計含量，將可一面含有選自RAl2 O4 、R2 SiO4 (其中，R係選自Zn、Mg中之1種類以上)中之一種類以上作為結晶相，一面利用離子交換達成化學強化。同時，可獲得優異機械強度以及高折射率之玻璃。 從而，質量和SiO2 ＋Rn2 O＋Al2 O3 ＋MgO＋ZnO＋Ta2 O5 之下限可為70.0%以上、75.0%以上、80.0%以上、或是85.0%以上。
本發明之結晶化玻璃具有高折射率(nd )。較佳為折射率之下限為1.55以上、1.58以上、1.60以上、或是1.61以上。通常，折射率之上限為1.65以下。
本發明之結晶化玻璃具有高維氏硬度。通常，維氏硬度之下限為500以上、較佳為600以上、特佳為700以上。通常，維氏硬度之上限為800以下。此外，以化學強化等經過強化後的結晶化玻璃之硬度變得更高，而成為維氏硬度800至900之玻璃。
本發明之結晶化玻璃通常比重為重，比重之下限為2.95以上、或是3.00以上。通常，比重之上限為3.40以下。
本發明之結晶化玻璃能以以下之方法來製作。亦即，將原料均勻混合，經過熔解成形來製造原玻璃。其次將此原玻璃結晶化來製作結晶化玻璃。再者，亦能以結晶化玻璃為母材而形成壓縮應力層來強化之。
原玻璃係進行熱處理而於玻璃內部析出結晶。此熱處理能以1階段或是2階段之溫度來進行熱處理。 2階段熱處理中，首先以第1溫度進行熱處理來進行成核製程，於此成核製程後，以較成核製程來得高之第2溫度來進行熱處理以進行結晶成長製程。 1階段熱處理則是以1階段的溫度來連續地進行成核製程與結晶成長製程。通常，升溫至既定熱處理溫度，達到該熱處理溫度後於該溫度保持一定時間，之後再降溫。 2階段熱處理中的第1溫度以600℃至750℃為佳。於第1溫度之保持時間以30分鐘至2000分鐘為佳，以180分鐘至1440分鐘為更佳。 2階段熱處理中的第2溫度以650℃至850℃為佳。於第2溫度之保持時間以30分鐘至600分鐘為佳，以60分鐘至300分鐘為更佳。 以1階段之溫度進行熱處理之情況，熱處理之溫度以600℃至800℃為佳，以630℃至770℃為更佳。此外，於熱處理之溫度的保持時間以30分鐘至500分鐘為佳，以60分鐘至300分鐘為更佳。
對於基板進行化學強化時，通常係從結晶化玻璃以例如研削以及研磨加工之手段等來製作出薄板狀之結晶化玻璃。之後，藉由基於化學強化法之離子交換而於結晶化玻璃基板形成壓縮應力層。
作為壓縮應力層之形成方法，有例如使得存在於結晶化玻璃之表面層的鹼成分來和離子半徑較此鹼成分來得大的鹼成分進行交換反應，而於表面層形成壓縮應力層的化學強化法。此外，尚有對於結晶化玻璃進行加熱後再進行驟冷之熱強化法、以及於結晶化玻璃之表面層植入離子之離子植入法。
化學強化法能以例如以下的製程來實施。使得結晶化玻璃母材來和含有鉀或是鈉之鹽，例如硝酸鉀(KNO3 )、硝酸鈉(NaNO3 )或是此等之混合鹽或複合鹽之熔融鹽產生接觸或是浸漬。此接觸或是浸漬於熔融鹽之處理(化學強化處理)能以1階段或是2階段來進行處理。
例如為2階段化學強化處理之情況，首先，接觸或是浸漬於加熱至350℃至550℃的鈉鹽或是鉀與鈉之混合鹽中達1分鐘至1440分鐘，較佳為90分鐘至800分鐘。其次，接觸或是浸漬於加熱至350℃至550℃之鉀鹽或是鉀與鈉之混合鹽達1分鐘至1440分鐘，較佳為60分鐘至800分鐘。 以1階段化學強化處理之情況，係接觸或是浸漬於加熱至350℃至550℃之含有鉀或是鈉之鹽或是其混合鹽中達1分鐘至1440分鐘，較佳為60分鐘至800分鐘。
熱強化法並無特別限定，例如可將結晶化玻璃母材加熱至300℃至600℃之後，實施水冷以及/或是空冷等急速冷卻，利用玻璃基板之表面與內部之溫差來形成壓縮應力層。此外，亦可藉由和上述化學處理法進行組合來更有效地形成壓縮應力層。
離子植入法並無特別限定，例如使得任意之離子以不致破壞母材表面之程度的加速能量、加速電壓來衝撞結晶化玻璃母材表面，使得離子植入於母材表面。之後可依必要性進行熱處理，而和其他方法同樣地於表面形成壓縮應力層。 [實施例]
實施例1至實施例35 1.結晶化玻璃之製造 在結晶化玻璃之各成分原料方面選擇分別對應的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、氯化物、偏磷氧化合物等原料，將此等原料以成為表1至表4所記載之組成(質量%)的方式進行秤量並均勻地混合。
其次，將混合後的原料投入至鉑坩堝，依照玻璃組成的熔融難易度以電爐在1300℃至1600℃熔融2小時至24小時。之後，對熔融後的玻璃進行攪拌進行均質化後，將溫度降低至1000℃至1450℃然後澆鑄至模具中，緩冷製作出原玻璃。將所得到的原玻璃以730℃進行加熱來結晶化。
將製作後的結晶化玻璃加以切斷以及研削，進而以成為1mm厚度的方式進行對面平行研磨，得到結晶化玻璃基板。其次，將結晶化玻璃基板當作母材使用，於420℃之KNO3 熔融鹽中浸漬500分鐘來得到強化結晶化玻璃。
2.結晶化玻璃之評價 針對所得到的結晶化玻璃以及強化結晶化玻璃測定了以下之物性。結果顯示於表1至表4。
(1)折射率(nd ) 折射率(nd )係依據JISB7071-2：2018所規定之V形塊法，以相對於氦燈之d線(587.56nm)的測定值來表示。
(2)比重(d) 以阿基米德法來測定。
(3)維氏硬度(Hv) 將136°之鑽石四角錘壓頭以荷重980.7mN壓入10秒鐘，除以從壓痕之凹陷長度所算出的表面積(mm2 )而算出。使用(股份有限)島津製作所製微維氏硬度計HMV－G來測定。
(4)應力測定 針對實施例3、5、6、13、20之強化結晶化玻璃，使用折原製作所製造之玻璃表面應力計FSM－6000LE系列來測定表面之壓縮應力值(CS)與壓縮應力層之厚度(應力深度DOLZero)。於CS測定所使用之測定機之光源係選擇波長596nm之光源來進行測定。於CS測定所使用之折射率係使用596nm之折射率之值。此外，在波長596nm之折射率之值係依據在JISB7071－2：2018所規定的V形塊法而從C線、d線、F線、g線之波長下的折射率之測定值以二次近似式來算出。中心壓縮應力值(CT)係藉由曲線分析(Curve analysis)來求出。
(5)光彈性常數(β) 成為CS測定條件之光彈性常數β(nm/cm/105 Pa)之值係使用了表1至表4所示之值。於CS測定所使用之光彈性常數係使用了596nm之光彈性常數之值。 光彈性常數之測定方法係將試料形狀加以對面研磨而成為直徑25mm、厚度8mm之圓板狀，於側面方向施加壓縮荷重0kgf至約100kgf，測定在玻璃中心所產生之光路差，以δ＝β・d・F之關係式來求出。上述式中，光路差以δ(nm)表記，玻璃之厚度以d(cm)表記，應力以F(MPa)表記。
此外，實施例11、14、23、24、26~30由於結晶化溫度高而失透，因此無法測定折射率。如表1至表4所示般，由於藉由化學強化而提高了維氏硬度，故形成了壓縮應力層。實施例29在鹽浴中會成為粉狀而無法進行化學強化。
實施例36 除了將結晶化溫度設為680℃以外，係和實施例24同樣地製作了結晶化玻璃。未失透而測定了折射率。折射率為1.63，比重為3.16，維氏硬度為755。
實施例37 除了將結晶化溫度設為700℃以外，係和實施例26同樣地製作了結晶化玻璃。未失透而測定了折射率。折射率為1.63，比重為3.18。
實施例38 除了將結晶化溫度設為760℃以外，係和實施例2同樣地製作了結晶化玻璃與強化結晶化玻璃。結晶化玻璃之折射率為1.60，比重為3.05，維氏硬度為682，強化結晶化玻璃之維氏硬度為803。
實施例39 除了將結晶化溫度設為760℃以外，係和實施例7、8同樣地製作了結晶化玻璃與強化結晶化玻璃。結晶化玻璃之比重分別為3.17、3.15，強化結晶化玻璃之維氏硬度分別為815、834。
比較例1 作為比較例1係使用專利文獻2之實施例26之結晶化玻璃，和實施例同樣地進行了評價。結果顯示於表4。
[表1]
　 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10
組成 (質量%) SiO2 39.42 39.37 39.37 39.12 37.12 34.37 34.37 35.37 36.37 38.37
Li2 O 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Na2 O 10.20 10.19 10.19 9.50 9.50 10.19 10.19 10.19 10.19 8.19
K2 O 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Al2 O3 14.80 14.81 14.81 15.70 17.70 14.81 14.81 14.81 14.81 14.81
P2 O5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
MgO 5.80 5.79 5.79 5.40 5.40 5.79 5.79 9.79 5.79 5.79
CaO 0.90 0.93 0.93 1.00 1.00 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93
SrO 　 　 5.00 　 　 　 　 　 　 　
BaO 　 5.00 　 　 　 10.00 5.00 5.00 5.00 5.00
ZnO 11.80 11.81 11.81 11.00 11.00 11.81 11.81 11.81 14.81 11.81
ZrO2 5.00 　 　 　 　 　 　 　 　 　
TiO2 4.60 4.63 4.63 4.20 4.20 4.63 4.63 4.63 4.63 7.63
Bi2 O3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Nb2 O5 　 　 　 　 　 　 5.00 　 　 　
Ta2 O5 7.40 7.41 7.41 14.00 14.00 7.41 7.41 7.41 7.41 7.41
La2 O3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Gd2 O3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
WO3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
SnO2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Sb2 O3 0.08 0.07 0.07 0.08 0.08 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07
total 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Rn2 O  (質量%) 10.20 10.19 10.19 9.50 9.50 10.19 10.19 10.19 10.19 8.19
MgO+ZnO+Ta2 O5  (質量%) 25.00 25.00 25.00 30.40 30.40 25.00 25.00 29.00 28.00 25.00
ZnO+Ta2 O5   (質量%) 19.20 19.21 19.21 25.00 25.00 19.21 19.21 19.21 22.22 19.21
結晶化 玻璃 nd 1.61 1.60 1.60 1.60 1.61 1.62 1.63 1.61 1.61 1.62
d 3.04 3.05 3.03 3.07 3.10 3.19 3.17 3.13 3.14 3.10
Hv 678 679 681 689 704 687 712 714 715 705
強化 結晶化 玻璃 CS 　 　 1203 　 1427 1245 　 　 　 　
DOLzero 　 　 6 　 27 6 　 　 　 　
CT 　 　 8 　 33 8 　 　 　 　
β 　 　 29.5 　 27.6 28.1 　 　 　 　
Hv 803 799 785 838 849 751 799 779 787 834
[表2]
　 實施例11 實施例12 實施例13 實施例14 實施例15 實施例16 實施例17 實施例18 實施例19 實施例20
組成 (質量%) SiO2 33.37 34.37 34.72 34.72 36.72 34.72 34.72 34.72 34.72 34.72
Li2 O 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Na2 O 8.19 10.19 10.20 11.20 10.70 10.70 8.20 9.70 9.70 8.70
K2 O 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Al2 O3 14.81 14.81 15.00 17.00 16.00 16.00 15.00 15.00 15.00 16.00
P2 O5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
MgO 5.79 5.79 9.00 9.00 10.00 10.00 9.00 12.00 10.00 12.00
CaO 8.93 0.93 5.00 1.00 1.00 1.00 5.00 1.00 1.00 1.00
SrO 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
BaO 5.00 5.00 　 　 　 　 　 　 　 　
ZnO 11.81 11.81 14.00 14.00 13.00 13.00 16.00 13.00 15.00 13.00
ZrO2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
TiO2 4.63 4.63 4.50 5.50 5.00 5.00 4.50 5.00 5.00 5.00
Bi2 O3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Nb2 O5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ta2 O5 7.41 7.41 7.50 7.50 7.50 9.50 7.50 9.50 9.50 9.50
La2 O3 　 5.00 　 　 　 　 　 　 　 　
Gd2 O3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
WO3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
SnO2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Sb2 O3 0.07 0.07 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08
total 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Rn2 O  (質量%) 8.19 10.19 10.20 11.20 10.70 10.70 8.20 9.70 9.70 8.70
MgO+ZnO+Ta2 O5   (質量%) 25.00 25.00 30.50 30.50 30.50 32.50 32.50 34.50 34.50 34.50
ZnO+Ta2 O5   (質量%) 19.21 19.21 21.50 21.50 20.50 22.50 23.50 22.50 24.50 22.50
結晶化 玻璃 nd 　 1.63 1.62 　 1.61 1.62 1.62 1.62 1.62 1.63
d 3.18 3.21 3.11 3.09 3.05 3.11 3.12 3.14 3.16 3.15
Hv 705 679 734 715 719 719 742 733 742 742
強化 結晶化 玻璃 CS 　 　 769 　 　 　 　 　 　 1150
DOLzero 　 　 11 　 　 　 　 　 　 19
CT 　 　 8 　 　 　 　 　 　 17
β 　 　 32.1 　 　 　 　 　 　 27.8
Hv 736 783 834 845 847 840 786 840 840 874
[表3]
　 實施例21 實施例22 實施例23 實施例24 實施例25 實施例26 實施例27 實施例28 實施例29 實施例30
組成 (質量%) SiO2 34.72 32.72 32.72 32.72 32.72 32.72 32.72 27.72 32.72 32.72
Li2 O 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Na2 O 8.70 9.20 9.20 9.70 9.70 9.20 9.20 9.20 9.20 7.50
K2 O 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Al2 O3 16.00 14.00 14.00 15.00 15.00 14.00 14.00 17.50 15.00 14.00
P2 O5 　 　 　 　 　 　 　 5.00 　 　
MgO 10.00 13.00 9.00 14.00 10.00 13.00 13.00 13.00 14.50 10.00
CaO 1.00 5.00 5.00 1.00 1.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00
SrO 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
BaO 　 　 　 　 　 　 　 　 　 8.00
ZnO 15.00 14.00 18.00 13.00 17.00 14.00 14.00 18.00 14.00 18.20
ZrO2 　 　 　 　 　 　 　 2.00 　 　
TiO2 5.00 4.50 4.50 5.00 5.00 4.50 4.50 2.50 4.50 4.50
Bi2 O3 　 　 　 　 　 7.50 　 　 　 　
Nb2 O5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ta2 O5 9.50 7.50 7.50 9.50 9.50 　 　 　 　 　
La2 O3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Gd2 O3 　 　 　 　 　 　 7.50 　 　 　
WO3 　 　 　 　 　 　 　 　 5.00 　
SnO2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Sb2 O3 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08
total 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Rn2 O  (質量%) 8.70 9.20 9.20 9.70 9.70 9.20 9.20 9.20 9.20 7.50
MgO+ZnO+Ta2 O5   (質量%) 34.50 34.50 34.50 36.50 36.50 27.00 27.00 31.00 28.50 28.20
ZnO+Ta2 O5   (質量%) 24.50 21.50 25.50 22.50 26.50 14.00 14.00 18.00 14.00 18.20
結晶化 玻璃 nd 1.63 1.64 　 　 1.63 　 　 　 　 　
d 3.18 3.23 3.18 3.20 3.23 3.14 3.25 3.10 3.07 3.23
Hv 742 733 736 740 738 715 733 690 769 724
強化 結晶化 玻璃 CS 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
DOLzero 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
CT 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
β 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Hv 851 789 803 890 858 880 779 799 - 742
[表4]
　 實施例31 實施例32 實施例33 實施例34 實施例35 比較例1
組成 (質量%) SiO2 30.72 34.72 31.72 32.72 32.72 53.49
Li2 O 　 　 　 1.00 4.00 　
Na2 O 7.50 7.00 7.00 7.00 7.00 10.98
K2 O 　 　 　 4.00 1.00 2.75
Al2 O3 16.00 16.00 17.00 15.00 15.00 14.95
P2 O5 　 　 　 　 　 0.50
MgO 3.00 8.00 2.00 5.00 5.00 4.19
CaO 5.00 1.00 1.00 1.00 1.00 　
SrO 　 　 　 　 　 　
BaO 　 8.00 　 　 　 　
ZnO 33.20 20.20 36.20 19.20 17.00 10.72
ZrO2 　 　 　 　 　 2.30
TiO2 4.50 5.00 5.00 5.00 5.00 　
Bi2 O3 　 　 　 　 　 　
Nb2 O5 　 　 　 　 　 　
Ta2 O5 　 　 　 10.00 12.20 　
La2 O3 　 　 　 　 　 　
Gd2 O3 　 　 　 　 　 　
WO3 　 　 　 　 　 　
SnO2 　 　 　 　 　 0.12
Sb2 O3 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 　
total 100 100 100 100 100 100
Rn2 O  (質量%) 7.50 7.00 7.00 12.00 12.00 13.73
MgO+ZnO+Ta2 O5   (質量%) 36.20 28.20 38.20 34.20 34.20 14.91
ZnO+Ta2 O5   (質量%) 33.20 20.20 36.20 29.20 29.20 10.72
結晶化 玻璃 nd 1.64 1.63 1.62 1.63 1.63 1.53
d 3.32 3.24 3.32 3.24 3.24 2.67
Hv 699 742 707 779 779 619
強化 結晶化 玻璃 CS 　 　 　 　 　 1190
DOLzero 　 　 　 　 　 20
CT 　 　 　 　 　 20
β 　 　 　 　 　 28.8
Hv 733 769 819 830 862 730

Claims (7)

  1. 一種結晶化玻璃，以氧化物換算之質量%計，含有： SiO2 成分20.0%以上至未達40.0%； Rn2 O成分超過0%至20.0%以下(其中Rn係選自Li、Na、K中之1種類以上)； Al2 O3 成分7.0%至25.0%； MgO成分0%至25.0%； ZnO成分0%至45.0%； Ta2 O5 成分0%至20.0%； 且MgO成分與ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量為10.0%以上。
  2. 如請求項1所記載之結晶化玻璃，其中以氧化物換算之質量%計，含有： TiO2 成分0%至15.0%； CaO成分0%至15.0%； BaO成分0%至15.0%； SrO成分0%至10.0%。
  3. 如請求項1或2所記載之結晶化玻璃，其中以氧化物換算之質量%計，含有： ZrO2 成分0%至10.0%； WO3 成分0%至10.0%； La2 O3 成分0%至10.0%； Gd2 O3 成分0%至15.0%； Bi2 O3 成分0%至15.0%； P2 O5 成分0%至10.0%； Nb2 O5 成分0%至10.0%； Sb2 O3 成分0%至5.0%。
  4. 如請求項1或2所記載之結晶化玻璃，其中前述MgO成分與ZnO成分與Ta2 O5 成分之合計量為18.0%以上。
  5. 如請求項1或2所記載之結晶化玻璃，折射率(nd )為1.55以上。
  6. 如請求項1或2所記載之結晶化玻璃，比重為3.0以上。
  7. 一種強化結晶化玻璃，係以如請求項1至6中任一項所記載之結晶化玻璃為母材，表面具有壓縮應力層。
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