TW202222724A - 無機組成物物品 - Google Patents

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吉川早矢
小笠原康平
八木俊剛
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日商小原股份有限公司
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Abstract

本發明係獲得一種透明性高且硬的無機組成物物品。 本發明為一種無機組成物物品，係含有選自α-白矽石及α-白矽石固溶體中的一種以上作為主結晶相，在厚度10mm的著色度λ80為330nm至580nm，維克氏硬度為620以上。

Description

無機組成物物品
本發明係關於一種無機組成物物品。
各種的無機材料作為用以保護智慧型手機、平板型PC(Personal Computer；個人電腦)等的可攜式電子機器的顯示器所用之保護玻璃(cover glass)或框體，再者，作為用以保護車載用的光學機器的鏡片所用之防護器(protector)或內裝用的擋板(bezel)和控制面板(console panel)、觸控面板素材、智慧型鑰匙等之使用受到期待。然後，這些機器尋求使用在嚴酷的環境，針對具有更高硬度的無機材料之要求正逐漸增強。進而，隨著用途而尋求高透明性或著色度低。
作為經提高玻璃的強度者，有著結晶化玻璃。結晶化玻璃係使結晶析出於玻璃內部而成，因機械強度比非晶形玻璃更為優秀而被熟知。進而，作為提高結晶化玻璃的強度之方法，已知有化學強化。
專利文獻1中，揭示著資料記錄媒體用無機組成物基板的材料組成。專利文獻1所記載之α-白矽石系無機組成物物品被記敘著可化學強化，能夠用作強度高的材料基板。但是，關於以硬碟用基板為代表之資料記錄媒體用結晶化玻璃，並非預想使用在嚴酷的環境，亦沒有尋求透明性。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-254984號公報。
[發明所欲解決之課題]
本發明之目的在於提供一種透明性高且硬的無機組成物物品。
本發明係提供以下構成。 (構成1) 一種無機組成物物品，係含有選自α-白矽石及α-白矽石固溶體中的一種以上作為主結晶相，在厚度10mm的著色度λ80為330nm至580nm，維克氏硬度為620以上。 (構成2) 如構成1所記載之無機組成物物品，其中以氧化物換算的質量%計：SiO 2成分的含量為50.0%至75.0%；Li 2O成分的含量為3.0%至10.0%；Al 2O 3成分的含量為5.0%以上至未達15.0%；B 2O 3成分的含量為0%至10.0%；ZrO 2成分的含量為超過0%至10.0%以下。 (構成3) 如構成1或構成2所記載之無機組成物物品，其中以氧化物換算的質量%計，Al 2O 3成分與ZrO 2成分的合計含量為9.5%以上。 (構成4) 如構成1至構成3中任一項所記載之無機組成物物品，其中以氧化物換算的質量%計：K 2O成分的含量為0%至5.0%；P 2O 5成分的含量為0%至10.0%。 (構成5) 如構成1至構成4中任一項所記載之無機組成物物品，其中以氧化物換算的質量%計：Na 2O成分的含量為0%至4.0%；MgO成分的含量為0%至4.0%；CaO成分的含量為0%至4.0%；SrO成分的含量為0%至4.0%；BaO成分的含量為0%至5.0%；ZnO成分的含量為0%至10.0%；Sb 2O 3成分的含量為0%至3.0%。 (構成6) 如構成1至構成5中任一項所記載之無機組成物物品，其中以氧化物換算的質量%計：Nb 2O 5成分的含量為0%至5.0%；Ta 2O 5成分的含量為0%至6.0%；TiO 2成分的含量為0%以上至未達1.0%。 (構成7) 如構成1至構成6中任一項所記載之無機組成物物品，其中維克氏硬度為640以上。 [發明功效]
根據本發明，能夠提供一種透明性高且硬的無機組成物物品。
本發明的無機組成物物品是活用為具有高硬度與透明性之無機材料這點而能夠使用於機器的保護構件等。可用作智慧型手機的保護玻璃或框體、平板型PC或穿戴式終端等的可攜式電子機器的構件，或用作在汽車或飛機等的運輸機體所使用之保護防護器或抬頭顯示器用基板等的構件。再者，可使用於其他的電子機器或機械器具類、建築構件、太陽能板用構件、投影機用構件、眼鏡或鐘錶用的保護玻璃(擋風板)等。
以下係針對本發明之無機組成物物品的實施形態及實施例詳細地進行說明，但本發明並不限定於以下的實施形態及實施例，能夠在本發明之目的的範圍內加上適當變更來實施。
本發明中所謂的「無機組成物物品」，係由玻璃、結晶化玻璃、陶瓷、或這些的複合材料等之無機組成物材料所構成。本發明的物品包含例如將這些無機材料藉由加工或化學反應所為之合成等而成形為所期望的形狀之物品。再者，亦包含藉由將無機材料粉碎後進行加壓所獲得之受壓粉體或藉由將受壓粉體進行燒結所獲得之燒結體等。此處所獲得之物品的形狀並不受平滑度、曲率、大小等所限定。例如為板狀的基板，或為具有曲率之成形體，或為具有複雜的形狀之立體結構體等。
本發明的無機組成物物品係含有選自α-白矽石及α-白矽石固溶體中的一種以上作為主結晶相。若具有這些結晶相，則機械強度會變高。 此處本說明書之中所謂的「主結晶相」，是相應於由X光繞射圖形的波峰所判定之在結晶化玻璃中含有最多之結晶相。
本發明的無機組成物物品在厚度10mm的著色度λ80為330nm至580nm，更佳為330nm至550nm，更佳為330nm至530nm，進而較佳為330nm至500nm。著色度λ80的波長越小則著色度越少，透明性高。
本發明的無機組成物物品在厚度10mm的著色度λ5為370nm以下，更佳為360nm以下，進而較佳為350nm以下。著色度λ5的波長越小則著色度越少，透明性高。
本發明的無機組成物物品係維克氏硬度為620以上，更佳為630以上，進而較佳為640以上。
於以下描述適於構成無機組成物物品之組成範圍。在本說明書中，各成分的含量除非是另有說明的情況，否則全是以氧化物換算的質量%來表示。此處，所謂「氧化物換算」，係指假定結晶化玻璃構成成分全部被分解而變化成氧化物的情況，將該氧化物的總質量設為100質量%時，以質量%來書寫結晶化玻璃中所含有之各成分的氧化物的量而成。本說明書中，A%至B%係表示A%以上至B%以下。
本發明的無機組成物物品較佳為以氧化物換算的質量%計：SiO 2成分的含量為50.0%至75.0%；Li 2O成分的含量為3.0%至10.0%；Al 2O 3成分的含量為5.0%以上至未達15.0%；B 2O 3成分的含量為0%至10.0%；ZrO 2成分的含量為超過0%至10.0%以下。藉由此組成而變得易於形成選自α-白矽石及α-白矽石固溶體中的一種以上的結晶相。
SiO 2成分係用以構成選自α-白矽石及α-白矽石固溶體中的一種以上所需要的必要成分。SiO 2成分的含量若超過75.0%，則招致過度上昇的黏性或熔解性的惡化，再者，未達50.0%則有耐失透性變得易於惡化之虞。 較佳為將上限設為75.0%以下、74.0%以下、73.0%以下、72.0%以下、或70.0%以下。又較佳為將下限設為50.0%以上、55.0%以上、58.0%以上、或60.0%以上。
Li 2O成分係使毛坯玻璃(raw glass)的熔融性提升之成分，但該Li 2O成分的量未達3.0%，則得不到上述效果而毛坯玻璃的熔融變得困難，再者，若超過10.0%則二矽酸鋰結晶的生成會增加。又，Li 2O成分係涉及化學強化的成分。 較佳為將下限設為3.0%以上、3.5%以上、4.0%以上、4.5%以上、5.0%以上、或5.5%以上。又較佳為將上限設為10.0%以下、9.0%以下、8.5%以下、或8.0%以下。
Al 2O 3成分係適於使無機組成物物品的機械強度提升之成分。Al 2O 3成分的含量在15.0%以上則熔解性或耐失透性會惡化，再者，未達5.0%則有在使機械強度提升之效果變得貧乏之虞。 較佳為將上限設為未達15.0%、14.5%以下、14.0%以下、13.5%以下、或13.0%以下。較佳為將下限設為5.0%以上、5.5%以上、5.8%以上、6.0%以上、或6.5%以上。
B 2O 3成分係適於使無機組成物物品的玻璃轉移溫度降低之成分，但若該B 2O 3成分的量超過10.0%，則有化學耐久性變得易於降低之虞。 較佳為將上限設為10.0%以下、8.0%以下、7.0%以下、5.0%以下、或4.0%以下。又能夠將下限設為0%、0.001%以上、0.01%以上、0.05%以上、0.10%以上、或0.30%以上。
ZrO 2成分係能使機械強度提升之成分，但若該ZrO 2成分的量超過10.0%，則有招致熔解性的惡化之虞。 較佳為將上限設為10.0%以下、9.0%以下、8.5%以下、或8.0%以下。又能夠將下限設為超過0%、1.0%以上、1.5%以上、或2.0%以上。
若作為Al 2O 3成分與ZrO 2成分的含量之和的[Al 2O 3+ZrO 2]多，則在強化時表面的壓縮應力會變大。較佳為將[Al 2O 3+ZrO 2]的下限設為9.5%以上、10.0%以上、11.0%以上、12.0%以上、或13.0%以上。 另一方面，若過量含有Al 2O 3成分與ZrO 2成分，則有熔解性變得容易惡化之虞。因此，[Al 2O 3+ZrO 2]的上限較佳為設為22.0%以下、21.0%以下、20.0%以下、或19.0%以下。
能夠將SiO 2成分、Li 2O成分、Al 2O 3成分、B 2O 3成分及ZrO 2成分的合計含量之下限較佳設為75.0%以上、80.0%以上、83.0%以上、或85.0%以上。
P 2O 5成分係用以作為玻璃的結晶成核劑來作用而能夠添加之任意成分，但若該P 2O 5成分的量超過10.0%，則有變得容易發生耐失透性的惡化或玻璃的相分離之虞。 較佳為將上限設為10.0%以下、8.0%以下、6.0%以下、或5.0%以下、或4.0%以下。又較佳為能夠將下限設為0%以上、0.5%以上、1.0%以上、或1.5%以上。
K 2O成分係涉及化學強化之任意成分。較佳為能夠將下限設為0%以上、0.1%以上、0.3%以上、或0.5%以上。 再者若過量含有K 2O成分則有結晶變得難以析出的情況。因而，較佳為能夠將上限設為5.0%以下、4.0%以下、3.5%以下、或3.0%以下。
Na 2O成分係涉及化學強化之任意成分。若過量含有則有變得難以獲得所期望的結晶相的情況。較佳為能夠將上限設為4.0%以下、3.5%以下、更佳為3.0%以下、進而較佳為2.5%以下。
MgO成分、CaO成分、SrO成分、BaO成分、ZnO成分係使低溫熔融性提升之任意成分，能夠在不損及本發明的效果之範圍內含有。因此，MgO成分較佳為能夠將上限設為4.0%以下、3.5%以下、3.0%以下、或2.7%以下。再者，MgO成分較佳為能夠將下限設為0%以上、超過0%、0.3%以上、0.4%以上。CaO成分較佳為能夠將上限設為4.0%以下、3.0%以下、2.5%以下、或2.0%以下。SrO成分較佳為能夠將上限設為4.0%以下、3.0%以下、2.5%以下、或2.0%以下。BaO成分較佳為能夠將上限設為5.0%以下、4.0%以下、3.0%以下、2.5%以下、或2.0%以下。ZnO成分較佳為能夠將上限設為10.0%以下、9.0%以下、8.5%以下、8.0%以下、或7.5%以下。再者，ZnO成分較佳為能夠將下限設為0%以上、超過0%、0.5%以上、1.0%以上。
無機組成物物品在不損及本發明的效果之範圍內，亦可分別含有Nb 2O 5成分、Ta 2O 5成分、TiO 2成分，亦可不含。Nb 2O 5成分在含有超過0%的情況，係使結晶化玻璃的機械強度提升之任意成分。較佳為能夠將上限設為5.0%以下、4.0%以下、3.5%以下、或3.0%以下。Ta 2O 5成分在含有超過0%的情況，係使結晶化玻璃的機械強度提升之任意成分。較佳為能夠將上限設為6.0%以下、5.5%以下、5.0%以下、或4.0%以下。TiO 2成分在含有超過0%的情況，係使結晶化玻璃的化學耐久性提升之任意成分。較佳為能夠將上限設為未達1.0%、0.8%以下、0.5%以下、或0.1%以下。
又無機組成物物品在不損及本發明的效果之範圍內，亦可分別含有La 2O 3成分、Y 2O 3成分、Gd 2O 3成分、WO 3成分、TeO 2成分、Bi 2O 3成分，亦可不含。調配量能夠各自設為0%至2.0%、0%至未達2.0%、或0%至1.0%。
進而於無機組成物物品中，在不損及本發明的無機組成物物品的特性之範圍內，亦可含有上述所未提及之其他成分，亦可不含。例如Yb、Lu、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及Mo等之金屬成分(包含這些金屬成分的金屬氧化物)等。
作為玻璃的澄清劑，亦可含有Sb 2O 3成分。另一方面，若過量含有Sb 2O 3成分，則有可見光區域之短波長區域中的穿透率變差之虞。因此，較佳為能夠將上限設為3.0%以下，更佳為1.0%以下，進而較佳為0.6%以下。
再者作為玻璃的澄清劑，除了Sb 2O 3成分之外，亦可含有SnO 2成分、CeO 2成分、As 2O 3成分、及選自F、NOx、SOx之族群中的一種或兩種以上，亦可不含。其中，澄清劑的含量較佳為能夠將上限設為3.0%以下，更佳為1.0%以下，最佳為0.6%以下。
另一方面，Pb、Th、Tl、Os、Be、Cl及Se之各成分，由於近年作為有害的化學物質而有使用受到節制的傾向，故較佳為實質上不含有這些成分。
無機組成物物品能夠利用以下的方法來製作。亦即，以各成分成為預定的含量之範圍內的方式將原料均勻地混合，進行熔解成形來製造原材(original material)物品。其次將該原材物品進行結晶化來製作本發明的無機組成物物品。
用以結晶析出的熱處理，能以1階段亦能以2階段的溫度進行熱處理。 在2階段熱處理，首先於第1溫度進行熱處理，藉此進行晶核形成步驟，在此晶核形成步驟之後，於比晶核形成步驟更高的第2溫度進行熱處理，藉此進行結晶成長步驟。 2階段熱處理的第1溫度較佳為能夠設為450℃至750℃，更佳為500℃至720℃，進而較佳為550℃至680℃。在第1溫度的保持時間較佳為30分鐘至2000分鐘，更佳為180分鐘至1440分鐘。 2階段熱處理的第2溫度較佳為能夠設為550℃至850℃，更佳為600℃至800℃。在第2溫度的保持時間較佳為30分鐘至600分鐘，更佳為60分鐘至400分鐘。
在1階段熱處理，以1階段的溫度連續地進行晶核形成步驟與結晶成長步驟。通常，昇溫至預定的熱處理溫度，在到達該熱處理溫度後保持該溫度一定時間，之後進行降溫。 以1階段的溫度進行熱處理的情況，熱處理的溫度較佳為600℃至800℃，更佳為630℃至770℃。再者，於熱處理的溫度的保持時間較佳為30分鐘至500分鐘，更佳為60分鐘至400分鐘。
能夠將所獲得之無機組成物物品加以強化而在表面形成壓縮應力層。作為強化方法，例如有使存在於無機組成物物品的表面層之鹼性成分與離子半徑比該鹼性成分更大的鹼性成分進行交換反應，在表面層形成壓縮應力層之化學強化法。再者，有將無機組成物物品進行加熱，之後進行驟冷之熱強化法；在無機組成物物品的表面層植入離子之離子植入法。
化學強化法例如能夠利用如下述的步驟來實施。使無機組成物物品接觸或浸漬於含有鉀或鈉的鹽(例如硝酸鉀(KNO 3)、硝酸鈉(NaNO 3)或是該鹽的混合鹽或者複合鹽)之熔融鹽。接觸或浸漬於此熔融鹽之處理(化學強化處理)能以1階段亦能以2階段來處理。
關於熱強化法並沒有特別限定，例如藉由將無機組成物物品加熱至300℃至600℃後，實施水冷及／或氣冷等之急速冷卻，藉著玻璃的表面與內部之溫差而能夠形成壓縮應力層。另外，藉由與上述化學處理法組合，亦能夠更有效地形成壓縮應力層。
關於離子植入法並沒有特別限定，例如使任意的離子以不會破壞表面之程度的加速能量、加速電壓撞擊到無機組成物物品表面，藉此將離子植入到表面。之後視需要進行熱處理，藉此與其他方法同樣地能夠在表面形成壓縮應力層。 [實施例]
實施例1至實施例38、比較例1 作為結晶化玻璃之各成分的原料，選定各個相稱的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、氯化物、偏磷酸化合物等之原料，將這些原料以成為表1至表4所記載之組成的方式進行稱重並均勻地混合。
其次，將已混合的原料投入鉑坩堝，依照玻璃組成的熔融難易度以電爐於1300℃至1600℃進行熔融2小時至24小時。之後，攪拌經熔融的玻璃進行均質化後將溫度降至1000℃至1450℃後澆鑄至模具，進行緩冷製作成毛坯玻璃。將獲得的毛坯玻璃以表1至表4所示之結晶化條件進行加熱來製作成結晶化玻璃。
實施例1至實施例38以及比較例1的結晶化玻璃之結晶相係判別自使用了X光繞射分析裝置(Bruker公司製造，D8 Discover)之X光繞射圖形中所呈現的波峰之角度。實施例1至實施例38的結晶化玻璃由於全部在相應於α-白矽石及／或α-白矽石固溶體的波峰圖案之位置見到主要波峰(強度最高且波峰面積最大的波峰)，而判別為全部是α-白矽石及／或α-白矽石固溶體析出作為主結晶相。比較例1的結晶化玻璃沒有看到α-白矽石及α-白矽石固溶體的波峰。在比較例1確認到MgAl 2O 4、MgTi 2O 4的結晶相。
將製作好的結晶化玻璃進行切斷及磨削，進而以厚度成為10mm的方式進行對向平面平行研磨，來獲得結晶化玻璃基板。
針對結晶化玻璃實施以下的評價。將結果顯示於表1至表4。 (1)維克氏硬度 維克氏硬度係以下述方式得到的值來表示：使用相對面夾角為136°的鑽石四角錐壓頭在試驗面造出金字塔形狀的凹痕，將造出凹痕時的負荷除以由凹痕的長度所算出之表面積(mm 2)而得。使用島津製作所股份有限公司的微小維克氏硬度計(Micro-Vickers Hardness Tester)HMV-G21D，以試驗負荷100gf、保持時間10秒鐘來測定。
(2)著色度 利用分光光度計(日立先端科技(Hitachi High-Technologies)製造，U-4000型)來測定厚度10mm時包含反射損失的光線穿透率。求出穿透率成為5%之波長(λ5)與穿透率成為80%之波長(λ80)。
[表1]
實施例 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
組成 [mass.%] SiO 2 67.42 66.68 64.86 64.20 64.20 64.20 64.20 64.20 64.20 64.20 64.20
Al 2O 3 12.20 12.44 12.44 12.10 12.10 12.10 12.10 11.60 12.10 12.10 12.10
B 2O 3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
P 2O 5 1.50 2.04 2.04 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.20 2.20
Li 2O 7.00 7.14 7.14 6.97 7.17 6.97 6.97 6.97 6.97 7.37 7.37
Na 2O 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
K 2O 1.00 1.53 1.53 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50
MgO 0.30 　 1.02 1.10 1.60 1.10 1.70 1.70 0.60 1.10 1.60
CaO 　 0.41 0.41 0.55 0.55 1.25 0.65 0.65 0.55 1.25 0.75
BaO 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
ZnO 3.50 4.08 4.88 5.30 4.60 4.60 4.60 5.10 5.80 4.60 4.60
ZrO 2 7.00 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60
TiO 2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Nb 2O 5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ta 2O 5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Gd 2O 3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Sb 2O 3 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08
合計 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
Al 2O 3+ZrO 2 19.20 18.04 18.04 17.70 17.70 17.70 17.70 17.20 17.70 17.70 17.70
結晶化 條件 晶核 形成 溫度[℃] 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600
保持時間[h] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
結晶 成長 溫度[℃] 740 720 720 700 680 700 700 690 720 700 700
保持時間[h] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
著色度 λ80 [nm] 333 436 457 466 412 473 468 441.5 386 528 463
λ5 [nm] 287 295 298 300 291 300 298 296.5 291 308 299
Hv_100gf 640 657 664 669 657 680 682 657 659 664 664
[表2]
實施例 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
組成 [mass.%] SiO 2 64.86 64.20 64.20 64.20 64.66 64.36 64.86 64.86 64.20 64.36 64.86
Al 2O 3 12.44 12.10 12.10 12.40 11.94 12.44 12.44 12.44 12.10 12.44 12.44
B 2O 3 　 　 　 　 　 0.50 1.00 　 0.50 　 1.00
P 2O 5 2.04 2.85 2.60 2.60 2.04 2.04 2.04 2.04 2.60 2.04 2.04
Li 2O 7.14 6.97 6.97 6.97 7.14 7.14 7.14 7.14 6.97 7.14 7.14
Na 2O 0.50 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
K 2O 1.03 1.50 1.50 1.50 1.53 1.53 1.53 1.53 1.50 1.53 1.53
MgO 1.02 1.10 1.65 0.60 2.52 1.02 1.02 1.02 1.70 1.02 2.02
CaO 0.41 1.00 　 0.55 0.41 0.41 0.41 0.41 0.65 0.41 0.41
BaO 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
ZnO 4.88 4.60 5.30 5.50 4.08 4.88 3.88 4.38 4.10 4.88 2.88
ZrO 2 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60
TiO 2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Nb 2O 5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ta 2O 5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 0.50 　
Gd 2O 3 　 　 　 　 　 　 　 0.50 　 　 　
Sb 2O 3 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08
合計 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
Al 2O 3+ZrO 2 18.04 17.70 17.70 18.00 17.54 18.04 18.04 18.04 17.70 18.04 18.04
結晶化 條件 晶核 形成 溫度[℃] 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600
保持時間[h] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
結晶 成長 溫度[℃] 700 700 720 720 700 700 680 700 680 720 660
保持時間[h] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
著色度 λ80 [nm] 551 361 520 386 567 465 350 426 413 538 404
λ5 [nm] 313 290 308 291 317 298 289 294 294 313 293
Hv_100gf 667 659 657 654 657 654 649 659 662 662 649
[表3]
實施例 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
組成 [mass.%] SiO 2 64.20 64.86 64.86 64.86 64.86 64.86 64.86 70.00 69.00 60.00 67.20
Al 2O 3 12.40 12.44 12.64 12.44 12.44 12.74 12.44 7.50 12.80 12.10 5.60
B 2O 3 1.00 1.00 1.00 2.00 2.00 2.00 2.00 　 　 3.00 1.15
P 2O 5 2.60 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.00 2.00 3.80 2.60
Li 2O 6.97 7.14 7.14 7.14 7.14 7.14 7.64 7.00 7.50 6.97 5.97
Na 2O 　 　 　 　 　 　 　 　 　 1.00 2.00
K 2O 1.50 1.53 1.33 1.53 1.53 1.23 1.03 2.50 0.50 0.50 1.50
MgO 0.60 1.02 1.02 1.02 0.52 1.02 1.02 1.70 0.50 1.10 2.20
CaO 0.55 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 　 　 　 　
BaO 　 　 　 　 　 　 　 0.72 　 1.25 　
ZnO 4.50 3.88 3.88 2.88 3.38 2.88 2.88 6.50 2.00 4.60 5.10
ZrO 2 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 5.60 2.00 5.60 5.60 5.60
TiO 2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Nb 2O 5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ta 2O 5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Gd 2O 3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Sb 2O 3 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.10 0.08 1.08
合計 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
Al 2O 3+ZrO 2 18.00 18.04 18.24 18.04 18.04 18.34 18.04 9.50 18.40 17.70 11.20
結晶化 條件 晶核 形成 溫度[℃] 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600
保持時間[h] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5.00
結晶 成長 溫度[℃] 700 660 660 660 680 660 660 690 690 680 670
保持時間[h] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
著色度 λ80 [nm] 357.5 359 351 344.5 370.5 339 365 457 461 377.5 507
λ5 [nm] 289 291 289 289 291 288.5 291 291 309 297 308.5
Hv_100gf 647 652 647 649 647 647 649 677 635 625 632
[表4]
實施例 34 35 36 37 38 比較例1
組成 [mass.%] SiO 2 64.86 65.86 64.81 64.81 64.81 54.60
Al 2O 3 10.74 6.24 11.72 11.72 12.72 18.00
B 2O 3 2.00 4.00 2.00 2.00 2.00 　
P 2O 5 2.04 2.25 2.14 2.14 2.14 　
Li 2O 7.14 8.14 7.13 7.13 7.13 　
Na 2O 　 　 0.50 0.50 0.50 11.60
K 2O 1.23 1.73 0.73 0.73 0.73 2.40
MgO 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 7.85
CaO 0.41 　 0.41 　 0.41 0.85
BaO 　 　 　 　 　 　
ZnO 1.88 2.88 2.88 2.88 2.88 　
ZrO 2 8.68 7.60 5.60 5.60 5.60 　
TiO 2 　 　 　 　 　 4.70
Nb 2O 5 　 　 1.00 　 　 　
Ta 2O 5 　 　 　 1.41 　 　
Gd 2O 3 　 　 　 　 　 　
Sb 2O 3 　 0.28 0.06 0.06 0.06 0.08
合計 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.08
Al 2O 3+ZrO 2 19.42 13.84 17.32 17.32 18.32 18.00
結晶化 條件 晶核 形成 溫度[℃] 600 600 600 600 600 　
保持時間[h] 5 5 5 5 5 　
結晶 成長 溫度[℃] 680 640 660 660 660 705
保持時間[h] 5 5 5 5 5 5
著色度 λ80 [nm] 430 568 463.5 411.5 339.5 598
λ5 [nm] 298.5 347.5 313 296 288 346
Hv_100gf 623 635 621 625 637 630

Claims (7)

  1. 一種無機組成物物品，係含有選自α-白矽石及α-白矽石固溶體中的一種以上作為主結晶相，在厚度10mm的著色度λ80為330nm至580nm，維克氏硬度為620以上。
  2. 如請求項1所記載之無機組成物物品，其中以氧化物換算的質量%計： SiO 2成分的含量為50.0%至75.0%； Li 2O成分的含量為3.0%至10.0%； Al 2O 3成分的含量為5.0%以上至未達15.0%； B 2O 3成分的含量為0%至10.0%； ZrO 2成分的含量為超過0%至10.0%以下。
  3. 如請求項1或2所記載之無機組成物物品，其中以氧化物換算的質量%計，Al 2O 3成分與ZrO 2成分的合計含量為9.5%以上。
  4. 如請求項1或2所記載之無機組成物物品，其中以氧化物換算的質量%計： K 2O成分的含量為0%至5.0%； P 2O 5成分的含量為0%至10.0%。
  5. 如請求項1或2所記載之無機組成物物品，其中以氧化物換算的質量%計： Na 2O成分的含量為0%至4.0%； MgO成分的含量為0%至4.0%； CaO成分的含量為0%至4.0%； SrO成分的含量為0%至4.0%； BaO成分的含量為0%至5.0%； ZnO成分的含量為0%至10.0%； Sb 2O 3成分的含量為0%至3.0%。
  6. 如請求項1或2所記載之無機組成物物品，其中以氧化物換算的質量%計： Nb 2O 5成分的含量為0%至5.0%； Ta 2O 5成分的含量為0%至6.0%； TiO 2成分的含量為0%以上至未達1.0%。
  7. 如請求項1或2所記載之無機組成物物品，其中維克氏硬度為640以上。
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