TW202330425A - ＬｉＯ－ＡｌＯ－ＳｉＯ系結晶化玻璃 - Google Patents

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日商日本電氣硝子股份有限公司
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    • 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

Abstract

本發明提供一種高透光性之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃。 本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之特徵在於具有平均表面粗糙度Ra為50 nm以下之平面。

Description

Li2O-Al2O3-SiO2系結晶化玻璃
本發明係關於一種Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃。詳細而言，係關於一種適宜作為例如油爐、柴爐等之前窗、彩色濾光片或影像感測器用基板等高科技製品用基板、電子零件燒成用調節器、光擴散板、半導體製造用爐心管、半導體製造用遮罩、光學透鏡、尺寸測定用構件、通信用構件、建築用構件、化學反應用容器、電磁調理用頂板、耐熱餐具、耐熱蓋、防火門用窗玻璃、天文望遠鏡用構件、太空光學用構件、顯示器用構件等、化學強化用構件等之材料的Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃。
先前，使用Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃作為油爐、柴爐等之前窗、彩色濾光片或影像感測器用基板等高科技製品用基板、電子零件燒成用調節器、光擴散板、半導體製造用爐心管、半導體製造用遮罩、光學透鏡、尺寸測定用構件、通信用構件、建築用構件、化學反應用容器、電磁調理用頂板、耐熱餐具、耐熱蓋、防火門用窗玻璃、天文望遠鏡用構件、太空光學用構件、顯示器用構件等、化學強化用構件等之材料。例如於專利文獻1～3中揭示有一種Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃，其係析出β-石英固溶體(Li 2O・Al 2O 3・nSiO 2[其中2≦n≦4])或β-鋰輝石固溶體(Li 2O・Al 2O 3・nSiO 2[其中n≧4])等Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶作為主結晶而成。
Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃由於熱膨脹係數較低，機械強度亦較高，故而具有優異之熱特性。又，藉由於結晶化步驟中適當調整熱處理條件，能夠控制析出結晶之種類，可容易地製作具有透光性之結晶化玻璃。
然，於製造此種結晶化玻璃之情形時，必須於超過1400℃之高溫下熔融。因此，玻璃批料中所添加之澄清劑中會使用當高溫熔融時會大量產生澄清氣體之As 2O 3或Sb 2O 3。然而，As 2O 3或Sb 2O 3之毒性較強，於玻璃製造步驟或廢玻璃處理時等可能污染環境。
因此，作為As 2O 3或Sb 2O 3之代替澄清劑，提出SnO 2或Cl(例如參照專利文獻4及5)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特公昭39-21049號公報 [專利文獻2]日本專利特公昭40-20182號公報 [專利文獻3]日本專利特開平1-308845號公報 [專利文獻4]日本專利特開平11-228180號公報 [專利文獻5]日本專利特開平11-228181號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，Cl於玻璃成形時容易腐蝕模具或金屬輥，結果，有使玻璃之表面品質變差之虞。又，SnO 2於超過1400℃之高溫下會有效率地釋出氧氣，而發揮澄清劑之作用，但此種高溫狀態下之玻璃若與包含金屬或耐火物等之成形構件接觸，則存在成形構件等由於熱或化學反應等而變質，成形構件之形狀發生變化之情況。若藉由該成形構件使玻璃成形，則玻璃之形狀或表面狀態亦會發生變化，而偏離所需形狀。以此方式製造之玻璃存在透光性較低之問題。
本發明之目的在於獲得一種高透光性之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃。 [解決問題之技術手段]
本發明人進行了銳意研究，結果發現，藉由控制玻璃之表面粗糙度，能夠獲得高透光性之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃。再者，本發明之「Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃」這一稱謂，係使包含Li 2O、Al 2O 3、SiO 2之結晶化前之玻璃結晶化而獲得之玻璃物品之總稱，以下亦如此進行表述。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之特徵在於具有平均表面粗糙度Ra為50 nm以下之平面。如此，自試樣外部入射至試樣正面及背面之光不易散射，且光容易自試樣內部朝向試樣外部出射，容易提高透光度。此處，「平均表面粗糙度Ra」係指藉由依據JIS B0601：2001之方法所測得之值。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為具有平均表面粗糙度Ra為100 nm以下之端面。如此，光容易自試樣端面入射至試樣內部，且光容易自試樣內部朝向試樣外部出射，容易提高透光度。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為起伏為10 μm以下。如此，自特定位置至試樣平面之入射光之入射角度不易產生分佈，試樣表面之光散射量平均變得較小，而容易提高透光度。此處，「起伏」係指使用觸針式表面形狀測定裝置測定JIS B0601：2001中記載之WCA(濾波中心線彎曲)所得之值，該測定係藉由依據SEMI STD D15-1296「FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)玻璃基板之表面起伏之測定方法」之方法來測定，測定時之截止值為0.8～8 mm，其係指於與Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之拉出方向垂直之方向上以300 mm之長度進行測定所得之值。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之壁厚較佳為10 mm以下。如此，能夠將試樣內部之光之衰減率抑制得較低，從而容易提高透光度。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為板形狀。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為以質量%計含有40～90%之SiO 2、5～30%之Al 2O 3、1～10%之Li 2O、0～20%之SnO 2、0～20%之ZrO 2、0～10%之MgO、0～10%之P 2O 5，且β-OH值為2/mm以下。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為以質量%計含有4%以下之TiO 2。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為以質量%計含有超過0%之MoO 3。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之製造方法之特徵在於：其係製造上述Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之方法，且玻璃係於存在自由表面之狀態下成形。如此，能夠減小Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之平均表面粗糙度Ra及起伏。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之製造方法較佳為於使玻璃之一部分表面與成形構件接觸之狀態下成形後，於玻璃轉移溫度以上之溫度下對與成形構件接觸之玻璃之表面進行加熱。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之製造方法較佳為藉由使用燃燒器等之火焰熔融法、利用電加熱之電熔融法、利用雷射照射之熔融法、利用電漿之熔融法、液相合成法、氣相合成法之熔融方法中之任一種方法或將兩種以上方法加以組合來進行熔融。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之製造方法較佳為藉由溢流法、浮式法、下拉法、流孔下引法、再曳引法、無容器法、吹塑法、加壓法、滾壓法、漏板法、拉管法之成形法中之任一種方法或將兩種以上方法加以組合來進行成形。 [發明之效果]
根據本發明，能夠提供一種高透光性之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之平均表面粗糙度Ra為50 nm以下，且具有25 nm以下、15 nm以下、10 nm以下、9 nm以下、8 nm以下、7 nm以下、6 nm以下、5 nm以下、4 nm以下、3 nm以下、2 nm以下、尤其1 nm以下之平面。若平面之表面粗糙度Ra過大，則自試樣外部入射至試樣正面及背面之光容易被散射，且光不易自試樣內部朝向試樣外部出射，而導致透光度容易降低。又，試樣容易破損。另一方面，若平面之表面粗糙度Ra過小，則存在試樣平面之容量變大，試樣平面及與試樣接觸之物體之引力變大，而難以獲得離型性或電響應性等之情況。鑒於上述情況，本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之平面之表面粗糙度Ra較佳為0.01 nm以上、0.03 nm以上、0.05 nm以上、0.07 nm以上、0.09 nm以上，尤佳為0.1 nm以上。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為具有平均表面粗糙度Ra為100 nm以下、50 nm以下、25 nm以下、15 nm以下、10 nm以下、9 nm以下、8 nm以下、7 nm以下、6 nm以下、5 nm以下、4 nm以下、3 nm以下、2 nm以下、尤其是1 nm以下之端面。若端面之表面粗糙度Ra過大，則光難以自試樣端面入射至試樣內部，且光不易自試樣內部朝向試樣外部出射，而導致透光度容易降低。又，試樣容易破損。另一方面，若剖面之表面粗糙度Ra過小，則於欲將試樣物理保持於試樣端面時，有試樣與保持體之接觸面積變得過小，摩擦阻力變小，而難以保持之虞。鑒於上述情況，本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之端面之表面粗糙度Ra較佳為0.01 nm以上、0.03 nm以上、0.05 nm以上、0.07 nm以上、0.09 nm以上、0.1 nm以上。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為具有未研磨之表面。玻璃之理論強度原本非常高，但多數情況下即便應力遠低於理論強度亦會導致破裂。其原因在於在本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之表面被稱為格里菲思微裂紋之較小缺陷於玻璃之成形後之步驟，例如研磨步驟等中產生。因此，若不對本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之表面進行研磨，則不易損害原本之機械強度，本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃不易破壞。又，由於可省略研磨步驟，因此能夠降低本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之製造成本。再者，若將兩表面之有效面整體均設為未研磨之表面，則本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃更不易破壞。又，為了將有效面整體設為未研磨之表面，於成形時點將相當於有效面之部分設為自由表面較為有效，進而，即便於成形時點相當於有效面之部分與固體構件等接觸，亦能夠於成形後藉由以玻璃轉移溫度以上之溫度對與固體構件等相接之部分進行再加熱而製作出與自由表面相似之平滑之表面。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之起伏較佳為10 μm以下、5 μm以下、4 μm以下、3 μm以下、2 μm以下、1 μm以下、0.8 μm以下、0.7 μm以下、0.6 μm以下、0.5 μm以下、0.4 μm以下、0.3 μm以下、0.2 μm以下、0.1 μm以下、0.08 μm以下、0.05 μm以下、0.03 μm以下、0.02 μm以下，尤佳為0.01 μm以下。若起伏過大，則自特定位置至試樣平面之入射光之入射角度容易產生分佈，試樣表面之光散射量平均變大，透光度容易降低。起伏之下限並無特別限定，但現實為0.01 nm以上。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之壁厚較佳為10 mm以下、9 mm以下、8 mm以下、7 mm以下、6 mm以下、5 mm以下，尤佳為4 mm以下。若試樣之壁厚過厚，則試樣內部之光之衰減率變大，透光度容易降低。又，於本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃用於顯示器用途時，壁厚較佳為1000 μm以下、500 μm、300 μm以下、200 μm以下、100 μm以下、90 μm以下、80 μm以下、70 μm以下、60 μm以下、50 μm以下、40 μm以下、30 μm以下、1～20 μm，尤佳為5～10 μm。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之最大厚度與最小厚度之差較佳為50 μm以下、25 μm以下、10 μm以下、5 μm以下、1 μm以下、500 nm以下、300 nm以下、100 nm以下、50 nm以下、25 nm以下、15 nm以下、10 nm以下、9 nm以下、8 nm以下、7 nm以下、6 nm以下、5 nm以下、4 nm以下、3 nm以下、2 nm以下，尤佳為1 nm以下。若最大厚度與最小厚度之差過大，則自正面及背面中之任一方向入射之光自另一面出射時之角度相對於出射平面遠超過90°，使光超出所需地散射，容易刺眼。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之長度尺寸較佳為10 mm以上、30 mm以上、50 mm以上、70 mm以上、90 mm以上、100 mm以上、200 mm以上、300 mm以上、400 mm以上、500 mm以上、600 mm以上、800 mm以上、1000 mm以上、1200 mm以上、1500 mm以上，尤佳為2000 mm以上。如此，容易實現本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之大型化，降低製造成本。另一方面，若長度尺寸過大，則試樣容易產生起伏等，且試樣中混入氣泡或失透物之可能性變高，因此長度尺寸較佳為10000 mm以下、8000 mm以下、6000 mm以下、5000 mm以下、4000 mm以下、3500 mm以下、3200 mm以下，尤佳為3000 mm以下。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之寬度尺寸只要為長度尺寸以下則並無特別限制，於被加工成短條狀之玻璃積層體之情形時，長度尺寸/寬度尺寸之比率較佳為5以上、10以上、20以上、30以上、40以上、50以上、60以上，尤佳為100～2000。若長度尺寸/寬度尺寸之比率過小，則製造效率容易降低。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm、波長200 nm下之透過率較佳為0%以上、2.5%以上、5%以上、10%以上、12%以上、14%以上、16%以上、18%以上、20%以上、22%以上、24%以上、26%以上、28%以上、30%以上、32%以上、34%以上、36%以上、38%以上、40%以上、40.5%以上、41%以上、41.5%以上、42%以上、42.5%以上、43%以上、43.5%以上、44%以上、44.5%以上，尤佳為45%以上。於必須使紫外光透過之用途之情形時，若波長200 nm下之透過率過低，則有無法獲得所需之透過能力之虞。尤其於用於使用臭氧燈等之光清洗或使用準分子雷射之醫療用途、曝光用途等之情形時，較佳為波長200 nm下之透過率較高。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm、波長250 nm下之透過率較佳為0%以上、1%以上、2%以上、3%以上、4%以上、5%以上、6%以上、7%以上、8%以上、9%以上、10%以上、10.5%以上、11%以上、11.5%以上、12%以上、12.5%以上、13%以上、13.5%以上、14%以上、14.5%以上、15%以上、15.5%以上，尤佳為16%以上。於必須使紫外光透過之用途之情形時，若波長250 nm下之透過率過低，則有無法獲得所需之透過能力之虞。尤其於用於使用低壓水銀燈等之殺菌用途或使用YAG(Yttrium Aluminum Garnet，釔鋁石榴石)雷射等之加工用途等之情形時，較佳為波長250 nm下之透過率較高。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm、波長300 nm下之透過率較佳為0%以上、2.5%以上、5%以上、10%以上、12%以上、14%以上、16%以上、18%以上、20%以上、22%以上、24%以上、26%以上、28%以上、30%以上、32%以上、34%以上、36%以上、38%以上、40%以上、40.5%以上、41%以上、41.5%以上、42%以上、42.5%以上、43%以上、43.5%以上、44%以上、44.5%以上，尤佳為45%以上。尤其於用於UV(ultraviolet，紫外線)硬化、接著、乾燥(UV固化)、印刷物之螢光檢測、誘蟲用途等之情形時，較佳為波長300 nm下之透過率較高。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm、波長325 nm下之透過率較佳為0%以上、2.5%以上、5%以上、10%以上、12%以上、14%以上、16%以上、18%以上、20%以上、22%以上、24%以上、26%以上、28%以上、30%以上、32%以上、34%以上、36%以上、38%以上、40%以上、42%以上、44%以上、46%以上、48%以上、50%以上、52%以上、54%以上、56%以上、57%以上、58%以上、59%以上、60%以上、61%以上、62%以上、63%以上、64%以上，尤佳為65%以上。尤其於用於UV硬化、接著、乾燥(UV固化)、印刷物之螢光檢測、誘蟲用途等之情形時，較佳為波長325 nm下之透過率較高。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm、波長350 nm下之透過率較佳為0%以上、5%以上、10%以上、15%以上、20%以上、25%以上、30%以上、35%以上、40%以上、45%以上、50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、71%以上、72%以上、73%以上、74%以上、75%以上、76%以上、77%以上、78%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上，特佳84%以上。尤其於用於使用YAG雷射等之加工等之情形時，較佳為波長350 nm下之透過率較高。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm、波長380 nm下之透過率較佳為50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、78%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上，尤佳為84%以上。若波長380 nm下之透過率過低，則有黃色之著色變強，並且結晶化玻璃之透明性降低，無法獲得所需之透過能力之虞。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm、波長800 nm下之透過率較佳為50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、78%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%%以上、85%以上、86%以上、87%以上，尤佳為88%以上。若波長800 nm下之透過率過低，則容易變成綠色。尤其於用於靜脈認證等醫療用途等之情形時，較佳為波長800 nm下之透過率較高。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm、波長1200 nm下之透過率較佳為50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、72%以上、74%以上、76%以上、78%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上，尤佳為89%以上。若波長1200 nm下之透過率過低，則容易變成綠色。尤其於用於紅外相機或遙控等紅外通信用途等之情形時，較佳為波長1200 nm下之透過率較高。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm、波長300 nm下之結晶化前後之透過率變化率較佳為50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、37.5%以下、37%以下、36.5%以下、36%以下、35.5%以下，尤佳為35%以下。若減小結晶化前後之透過率變化率，則可於結晶化前預測結晶化後之透過率而進行控制，結晶化後容易獲得所需之透過能力。再者，結晶化前後之透過率變化率較佳為不僅於波長300 nm下較小，於全波長區域亦較小。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm下之亮度L＊較佳為50以上、60以上、65以上、70%以上、75以上、80以上、85以上、90以上、91以上、92以上、93以上、94以上、95以上、96以上、96.1以上、96.3以上，尤佳為96.5以上。若明度L＊過小，則有不論色度之大小均變成灰色而看上去較暗之傾向。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm下之色度a*較佳為±5.0以內、±4.5以內、±4以內、±3.6以內、±3.2以內、±2.8以內、±2.4以內、±2以內、±1.8以內、±1.6以內、±1.4以內、±1.2以內、±1以內、±0.9以內、±0.8以內、±0.7以內、±0.6以內，尤佳為±0.5以內。有亮度a*若於負方向上過大則可見為綠色，若於正方向上過大則可見為紅色之傾向。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於厚度3 mm下之色度b*較佳為±5.0以內、±4.5以內、±4以內、±3.6以內、±3.2以內、±2.8以內、±2.4以內、±2以內、±1.8以內、±1.6以內、±1.4以內、±1.2以內、±1以內、±0.9以內、±0.8以內、±0.7以內、±0.6以內，尤佳為±0.5以內。有亮度b*若於負方向上過大則可見為藍色，若於正方向上過大則可見為黃色之傾向。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為於結晶化前之玻璃之狀態下，應變點(玻璃之黏度相當於約10 14.5dPa・s之溫度)為600℃以上、605℃以上、610℃以上、615℃以上、620℃以上、630℃以上、635℃以上、640℃以上、645℃以上、650℃以上，尤佳為655℃以上。若應變點溫度過低，則於使結晶化前之玻璃成形時容易破裂。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為於結晶化前之玻璃之狀態下，徐冷點(玻璃之黏度相當於約10 13dPa・s之溫度)為680℃以上、685℃以上、690℃以上、695℃以上、700℃以上、705℃以上、710℃以上、715℃以上、720℃以上，尤佳為725℃以上。若徐冷點溫度過低，則於使結晶化前之玻璃成形時容易破裂。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃因熱處理容易結晶化，故而難以如鈉鈣玻璃之類的一般玻璃般測定軟化點(玻璃之黏度相當於約10 7.6dPa・s之溫度)。因此，於本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃中，將結晶化前之玻璃之熱膨脹曲線之斜率發生變化之溫度設為玻璃轉移溫度，代替軟化點。本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為於結晶化前之玻璃之狀態下，玻璃轉移溫度為680℃以上、685℃以上、690℃以上、695℃以上、700℃以上、705℃以上、710℃以上、715℃以上、720℃以上，尤佳為725℃以上。若玻璃轉移溫度過低，則於結晶化時玻璃過度流動，而難以成形為所需形狀。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之楊氏模數較佳為65 GPa以上、67 GPa以上、68 GPa以上、69 GPa以上、70 GPa以上、71 GPa以上、72 GPa以上，尤佳為75～100 GPa。如此，即便對本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之表面賦予反射膜等，本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃亦不易翹曲，結果使本發明品高功能化。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之剛性模數較佳為25～50 GPa、27～48 GPa、29～46 GPa，尤佳為30～45 GPa。不論剛性模數過低或過高，結晶化玻璃均容易破損。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之泊松比較佳為0.35以下、0.32以下、0.3以下、0.28以下、0.26以下，尤佳為0.25以下。若泊松比過大，則結晶化玻璃容易破損。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之裂縫產生率較佳為70%以下、50%以下、40%以下、30%以下，尤佳為20%以下。如此，結晶化玻璃不易破損。此處，「裂縫產生率」係指如下值：於保持為濕度30%、溫度25℃之恆溫恆濕槽內，將設定為負載1000 g之維氏壓頭壓入至玻璃表面(光學研磨等效面)15秒，於15秒後對自壓痕之四角產生之裂縫之數量進行計數(每一個壓痕最多有4條裂縫)，反覆進行該操作20次(即壓入壓頭20次)，對總裂縫數進行計數後，藉由總裂縫產生數/80而獲得。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之結晶化前之結晶性玻璃的密度較佳為2.30～2.60 g/cm 3、2.32～2.58 g/cm 3、2.34～2.56 g/cm 3、2.36～2.54 g/cm 3、2.38～2.52 g/cm 3、2.39～2.51 g/cm 3，尤佳為2.40～2.50 g/cm 3。若結晶性玻璃之密度過小，則有結晶化前之氣體透過性變差，於保管時污染玻璃之虞。另一方面，若結晶性玻璃之密度過大，則每單位面積之重量變大，難以進行操作。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃(結晶化後)之密度較佳為2.40～2.80 g/cm 3、2.42～2.78 g/cm 3、2.44～2.76 g/cm 3、2.46～2.74 g/cm 3，尤佳為2.47～2.73 g/cm 3。若結晶化玻璃之密度過小，則有結晶化玻璃之氣體透過性變差之虞。另一方面，若結晶化玻璃之密度過大，則每單位面積之重量變大，難以進行操作。又，結晶化玻璃(結晶化後)之密度係判斷玻璃是否充分結晶化之指標。具體而言，若為同一玻璃，則密度越大(原玻璃與結晶化玻璃之密度差越大)，則結晶化越會進行。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之密度變化率係由{(結晶化後之密度(g/cm 3)－結晶化前之密度(g/cm 3))/結晶化前之密度(g/cm 3)}×100(%)定義，結晶化前之密度係將熔融後之玻璃於700℃下保持30分鐘，以3℃/分鐘冷卻至室溫後之密度，所謂結晶化後之密度，係指於特定條件下進行結晶化處理後之密度。密度變化率較佳為0.01～10%、0.05～8%、0.1～8%、0.3～8%、0.5～8%、0.9～8%、1～7.8%、1～7.4%、1～7%、1.2～7%、1.6～7%、2～7%、2～6.8%、2～6.5%、2～6.3%、2～6.2%、2～6.1%、2～6%、2.5～5%、2.6～4.5%、2.8～3.8%。若減小結晶化前後之密度變化率，則能夠降低結晶化後之破損率，又，玻璃與玻璃基質之散射降低，能夠獲得透過率較高之結晶化玻璃。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為析出氧化鋯、鈦酸氧化鋯、二氧化鈦、鈦酸鋁、β-石英固溶體、β-鋰輝石固溶體中之任一種或兩種以上。尤其於析出氧化鋯單體或者析出氧化鋯與β-石英固溶體兩者之情形時，各者之結晶粒徑尤其容易變小，因此本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃容易透過可見光，從而容易提高透明性。再者，只要不對透光性產生不良影響，則亦可析出α-石英、β-石英、鋰輝石、鋯英石、堇青石、頑輝石、雲母、霞石、鈣長石、二矽酸鋰、偏矽酸鋰中之任一種或兩種以上。
本發明之結晶化玻璃之平均微晶尺寸較佳為1 μm以下、0.5 μm以下、0.3 μm以下、0.2 μm以下、0.1 μm以下、50 nm以下、45 nm以下、40 nm以下、35 nm以下、30 nm以下、25 nm以下、20 nm以下、15 nm以下，尤佳為10 nm以下。若平均微晶尺寸過大，則表面粗糙度、起伏、透過率容易降低。再者，平均微晶尺寸之下限並無特別限定，但現實為1 nm以上。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於30～380℃下之熱膨脹係數較佳為30×10 -7/℃以下、25×10 -7/℃以下、20×10 -7/℃以下、18×10 -7/℃以下、16×10 -7/℃以下、14×10 -7/℃以下、13×10 -7/℃以下、12×10 -7/℃以下、11×10 -7/℃以下、10×10 -7/℃以下、9×10 -7/℃以下、8×10 -7/℃以下、7×10 -7/℃以下、6×10 -7/℃以下、5×10 -7/℃以下、4×10 -7/℃以下、3×10 -7/℃以下，尤佳為2×10 -7/℃以下。再者，於尤其需要尺寸穩定性及/或耐熱衝擊性之情形時，較佳為-5×10 -7/℃～5×10 -7/℃、-3×10 -7/℃～3×10 -7/℃、-2.5×10 -7/℃～2.5×10 -7/℃、-2×10 -7/℃～2×10 -7/℃、-1.5×10 -7/℃～1.5×10 -7/℃、-1×10 -7/℃～1×10 -7/℃，尤佳為-0.5×10 -7/℃～0.5×10 -7/℃。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃於30～750℃下之熱膨脹係數較佳為30×10 -7/℃以下、25×10 -7/℃以下、20×10 -7/℃以下、18×10 -7/℃以下、16×10 -7/℃以下、14×10 -7/℃以下、13×10 -7/℃以下、12×10 -7/℃以下、11×10 -7/℃以下、10×10 -7/℃以下、9×10 -7/℃以下、8×10 -7/℃以下、7×10 -7/℃以下、6×10 -7/℃以下、5×10 -7/℃以下、4×10 -7/℃以下，尤佳為3×10 -7/℃以下。再者，於尤其需要尺寸穩定性及/或耐熱衝擊性之情形時，較佳為-15×10 -7/℃～15×10 -7/℃、-12×10 -7/℃～12×10 -7/℃、-10×10 -7/℃～10×10 -7/℃、-8×10 -7/℃～8×10 -7/℃、-6×10 -7/℃～6×10 -7/℃、-5×10 -7/℃～5×10 -7/℃、-4.5×10 -7/℃～4.5×10 -7/℃、-4×10 -7/℃～4×10 -7/℃、-3.5×10 -7/℃～3.5×10 -7/℃、-3×10 -7/℃～3×10 -7/℃、-2.5×10 -7/℃～2.5×10 -7/℃、-2×10 -7/℃～2×10 -7/℃、-1.5×10 -7/℃～1.5×10 -7/℃、-1×10 -7/℃～1×10 -7/℃，尤佳為-0.5×10 -7/℃～0.5×10 -7/℃。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之折射率nd較佳為1.70以下、1.65以下、1.60以下、1.58以下、1.55以下、1.54以下，尤其較佳為1.53以下。又，較佳為1.35以上、1.38以上、1.40以上，尤其較佳為1.43以上。若折射率過高，則有於表面或端面光散射而造成透光性下降之虞。另一方面，若折射率過低，則有本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃與空氣之折射率差變小，而難以視認本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃，於製造時難以進行操作之虞。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之液相溫度較佳為1540℃以下、1535℃以下、1530℃以下、1525℃以下、1520℃以下、1515℃以下、1510℃以下、1505℃以下、1500℃以下、1495℃以下、1490℃以下、1485℃以下、1480℃以下、1475℃以下、1470℃以下、1465℃以下、1460℃以下、1455℃以下、1450℃以下、1445℃以下、1440℃以下、1435℃以下、1430℃以下、1425℃以下、1420℃以下、1415℃以下，尤佳為1410℃以下。若液相溫度過高，則於製造時容易失透。另一方面，若為1480℃以下，則容易藉由滾壓法等來製造，若為1450℃以下、1410℃以下，則容易藉由溢流法等來製造。本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之液相黏度較佳為10 2.7dPa・s以上、10 2.8dPa・s以上、10 2.9dPa・s以上、10 3.0dPa・s以上、10 3.1dPa・s以上、10 3.2dPa・s以上、10 3.3dPa・s以上、10 3.4dPa・s以上、10 3.5dPa・s以上、10 3.6dPa・s以上、10 3.7dPa・s以上、10 3.8dPa・s以上、10 3.9dPa・s以上、10 4.0dPa・s以上、10 4.1dPa・s以上、10 4.2dPa・s以上、10 4.3dPa・s以上、10 4.4dPa・s以上、10 4.5dPa・s以上、10 4.6dPa・s以上、10 4.7dPa・s以上、10 4.8dPa・s以上、10 4.9dPa・s以上、10 5.0dPa・s以上、10 5.1dPa・s以上、10 5.2dPa・s以上、10 5.3dPa・s以上、10 5.4dPa・s以上、10 5.5dPa・s以上、10 5.6dPa・s以上、10 5.7dPa・s以上、10 5.8dPa・s以上、10 5.9dPa・s以上，尤佳為10 6.0dPa・s以上。如此，於成形時玻璃不易失透。
繼而，對本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之玻璃組成進行說明。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃較佳為以質量%計含有SiO 240～90%、Al 2O 35～30%、Li 2O 1～10%、SnO 20～20%、ZrO 20～20%、MgO 0～10%、P 2O 50～10%。將如上所述限定各成分之含量之原因示於以下。再者，於以下之與各成分之含量相關之說明中，只要無特別說明，則「%」意指「質量%」。
SiO 2係形成玻璃之骨架，並且構成β-石英固溶體或β-鋰輝石固溶體等之成分。SiO 2之含量較佳為40～90%、52～80%、55～75%、56～70%、59～70%、60～70%、60～69.5%、60.5～69.5%、61～69.5%、61.5～69.5%、62～69.5%、62.5～69.5%、63～69.5%，尤佳為63.5～69.5%。若SiO 2之含量過少，則有熱膨脹係數變高之傾向，難以獲得耐熱衝擊性優異之結晶化玻璃。又，有化學耐久性降低之傾向。另一方面，若SiO 2之含量過多，則玻璃之熔融性降低，玻璃熔融液之黏度變高，難以澄清，而難以進行玻璃之成形，從而造成生產性容易降低。又，結晶化所需時間變長，生產性容易降低。
Al 2O 3係形成玻璃之骨架，並且構成β-石英固溶體或β-鋰輝石固溶體等之成分。又，Al 2O 3係配位於結晶核之周圍，形成核-殼結構之成分。藉由存在核-殼結構，不易自殼外部供給結晶核成分，結晶核不易肥大化，容易形成多個微小之結晶核。Al 2O 3之含量較佳為5～30%、8～30%、9～28%、10～27%、12～27%、14～27%、16～27%、17～27%、18～27%、18～26.5%、18.1～26.5%、19～26.5%、19.5～26.5%、20～26.5%、20.5～26.5%，尤佳為20.8～25.8%。若Al 2O 3之含量過少，則有熱膨脹係數變高之傾向，難以獲得耐熱衝擊性優異之結晶化玻璃。又，有化學耐久性降低之傾向。進而，結晶核變大，結晶化玻璃容易產生白濁。另一方面，若Al 2O 3之含量過多，則玻璃之熔融性降低，玻璃熔融液之黏度變高，難以澄清，而難以進行玻璃之成形，從而造成生產性容易降低。又，有析出富鋁紅柱石之結晶而使得玻璃失透之傾向，結晶化玻璃容易破損。
Li 2O係-石英固溶體或β-鋰輝石固溶體等之構成成分，且為對結晶性帶來較大影響，並且降低玻璃之黏度，提高玻璃之熔融性及成形性之成分。Li 2O之含量較佳為1～10%、2～10%、2～8%、2.5～6%、2.8～5.5%、2.8～5%、3～5%、3～4.5%、3～4.2%，尤佳為3.2～4%。若Li 2O之含量過少，則有析出富鋁紅柱石之結晶而使得玻璃失透之傾向。又，於使玻璃結晶化時，難以析出Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶，從而難以獲得耐熱衝擊性優異之結晶化玻璃。進而，玻璃之熔融性降低，玻璃熔融液之黏度變高，難以澄清，而難以進行玻璃之成形，從而造成生產性容易降低。另一方面，若Li 2O之含量過多，則有結晶性過強，玻璃容易失透之傾向，結晶化玻璃容易破損。
SiO 2、Al 2O 3、Li 2O係β-石英固溶體或β-鋰輝石固溶體等之構成成分，Li 2O與Al 2O 3藉由相互補償彼此之電荷，而固溶於SiO 2骨架。藉由以較佳之比率含有該等三種成分，能夠有效率地進行結晶化，以低成本進行製造。(SiO 2＋Al 2O 3)/Li 2O以質量比計較佳為20以上、20.2以上、20.4以上、20.6以上、20.8以上，尤佳為21以上。
SnO 2係作為澄清劑發揮作用之成分。又，亦為陰電性與ZrO 2等之陰電性相近，且具有促進氧化鋯系結晶之析出之效果之成分。另一方面，亦為若大量含有則明顯加強玻璃之著色之成分。SnO 2之含量較佳為0～20%、超過0且小於或等於20%、0.05～20%、0.1～10%、0.1～5%、0.1～4%、0.1～3%、0.15～3%、0.2～3%、0.2～2.7%，尤佳為0.2～2.4%。若SnO 2之含量過少，則難以使玻璃澄清，生產性容易降低。又，有未充分形成結晶核，析出粗大之結晶，而造成玻璃產生白濁，或發生破損之虞。另一方面，若SnO 2之含量過多，則有結晶化玻璃之著色變強之虞。又，有製造時之SnO 2蒸發量增加，環境負荷變高之傾向。
ZrO 2係構成氧化鋯系結晶之成分，且亦為促進其他結晶之析出之成分。ZrO 2之含量較佳為0～20%、1～20%、1～15%、1～10%、1～5%、1.5～5%、1.75～4.5%、1.75～4.4%、1.75～4.3%、1.75～4.2%、1.75～4.1%、1.75～4%、1.8～4%、1.85～4%、1.9～4%、1.95～4%，尤佳為2～4%。若ZrO 2之含量過少，則有未充分形成結晶核，析出粗大之結晶，而造成結晶化玻璃產生白濁，或發生破損之虞。另一方面，若ZrO 2之含量過多，則析出粗大之ZrO 2結晶而造成玻璃容易失透，結晶化玻璃容易破損。
MgO之含量較佳為0～10%、0～8%、0～6%、0～5%、0～4.5%、0～4%、0～3.5%、0.02～3.5%、0.05～3.5%、0.08～3.5%、0.1～3.5%、0.1～3.3%、0.1～3%、0.13～3%、0.15～3%、0.17～3%、0.19～3%、0.2～2.9%、0.2～2.7%、0.2～2.5%、0.2～2.3%、0.2～2.2%、0.2～2.1%，尤佳為0.2～2%。若MgO之含量過少，則有熱膨脹係數過低之傾向。又，存在於結晶析出時發生體積收縮，該體積收縮之量過大之情況。又，由於結晶化後之結晶相與殘存玻璃相之熱膨脹係數差變大，故而存在結晶化玻璃容易破損之情況。若MgO之含量過多，則結晶性過強而容易失透，結晶化玻璃容易破損。又，有熱膨脹係數過高之傾向。
P 2O 5係抑制粗大之ZrO 2結晶之析出之成分。P 2O 5之含量較佳為0～10%、0～8%、0～6%、0～5%、0～4%、0～3.5%、0.02～3.5%、0.05～3.5%、0.08～3.5%、0.1～3.5%、0.1～3.3%、0.1～3%、0.13～3%、0.15～3%、0.17～3%、0.19～3%、0.2～2.9%、0.2～2.7%、0.2～2.5%、0.2～2.3%、0.2～2.2%、0.2～2.1%、0.2～2%，尤佳為0.3～1.8%。若P 2O 5之含量過少，則存在析出粗大之ZrO 2結晶而造成玻璃容易失透，或結晶化玻璃容易破損之情況。另一方面，若P 2O 5之含量過多，則有Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶之析出量變少，熱膨脹係數變高之傾向。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃亦可除上述成分以外於玻璃組成中含有下述成分。
TiO 2係構成二氧化鈦系結晶之成分，且亦為促進其他結晶之析出之成分。另一方面，若大量含有，則會明顯加強玻璃之著色。尤其是於殘存玻璃相中殘留有鈦之情形時，可能會自SiO 2骨架之價帶LMCT(Ligand To Metal Charge Transition，配體至金屬電荷轉移)躍遷至殘存玻璃相之四價鈦之傳導帶。又，殘存玻璃相之三價鈦會發生d-d躍遷，而此與結晶化玻璃之著色有關。進而，於鈦與鐵共存之情形時，表現出類鈦鐵礦(FeTiO 3)之著色。又，已知於鈦與錫共存之情形時黃色增強。因此，TiO 2之含量較佳為0～4%、0～3.5%、0～3%、0～2.5%、0～2.2%、0～2.1%、0～2%、0～1.95%、0～1.9%、0～1.8%、0～1.7%、0～1.6%、0～1.5%、0～1.4%、0～1.3%、0～1.2%、0～1.1%、0～1.05%、0～1%、0～0.95%、0～0.9%、0～0.85%、0～0.8%、0～0.75%、0～0.7%、0～0.65%、0～0.6%、0～0.55%、0～0.5%、0～0.48%、0～0.46%、0～0.44%、0～0.42%、0～0.4%、0～0.38%、0～0.36%、0～0.34%、0～0.32%、0～0.3%、0～0.28%、0～0.26%、0～0.24%、0～0.22%、0～0.2%、0～0.18%、0～0.16%、0～0.14%、0～0.12%，尤佳為0～0.1%。但是TiO 2容易作為雜質混入，故而若欲完全去除TiO 2，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。為了抑制製造成本之增加，TiO 2之含量之下限較佳為0.0003%以上、0.0005%以上、0.001%以上、0.005%以上、0.01%以上，尤佳為0.02%以上。
TiO 2及ZrO 2分別為可作為結晶核發揮作用之成分。Ti與Zr為同族元素，陰電性或離子半徑等相似。因此，可知容易採取如作為氧化物相似之分子構形，於TiO 2與ZrO 2之共存下，容易產生結晶化初期之分相。因此，於容許著色之範圍內，TiO 2/ZrO 2以質量比計較佳為0.0001～5.0、0.0001～4.0、0.0001～3.0、0.0001～2.5、0.0001～2.0、0.0001～1.5、0.0001～1.0、0.0001～0.5、0.0001～0.4，尤佳為0.0001～0.3。若。TiO 2/ZrO 2過小，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。另一方面，若TiO 2/ZrO 2過大，則結晶成核速度變慢，製造成本可能增加。
SnO 2＋ZrO 2較佳為超過0且小於等於30%、0.1～30%、1～30%、1.1～30%、1.1～27%、1.1～24%、1.1～21%、1.1～20%、1.1～17%、1.1～14%、1.1～11%、1.1～9%、1.1～7.5%、1.4～7.5%、1.8～7.5%、2.0～7.5%、2.2～7%、2.2～6.4%、2.2～6.2%、2.2～6%、2.3～6%、2.4～6%、2.5～6%，尤佳為2.8～6%。若SnO 2＋ZrO 2過少，則難以析出結晶核，難以結晶化。另一方面，若SnO 2＋ZrO 2過多，則結晶核變大，結晶化玻璃容易產生白濁。
SnO 2具有幫助玻璃中之分相之效果。為了一面將液相溫度抑制得較低(一面抑制由初相析出所引起之失透之風險)，一面有效率地產生分相，迅速進行後續步驟中之成核、結晶生長，SnO 2/(SnO 2＋ZrO 2)以質量比計較佳為0.01～0.99、0.01～0.98、0.01～0.94、0.01～0.90、0.01～0.86、0.01～0.82、0.01～0.78、0.01～0.74、0.01～0.70、0.03～0.70，尤佳為0.05～0.70。
又，SnO 2於高溫化下發生SnO 2→SnO＋1/2O 2之反應，將O 2氣體釋出至玻璃熔融液中。該反應已知為SnO 2之澄清機制，但反應時釋出之O 2氣體除具有增大玻璃熔融液中存在之微小之氣泡，釋出至玻璃系外之「脫泡作用」以外，亦具有混合玻璃熔融液之「攪拌作用」。於本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃中，SiO 2及Al 2O 3之含量占一半以上，該等成分為難溶性，故而為了有效率地形成均質之玻璃熔融液，必須以較佳之比率含有該等三種成分。(SiO 2＋Al 2O 3)/SnO 2以質量比計較佳為44以上、44.3以上、44.7以上、45以上、45.2以上、45.4以上、45.6以上、45.8以上，尤佳為46以上。
Al 2O 3/(SnO 2＋ZrO 2)以質量比計較佳為7.1以下、7.05以下、7.0以下、6.95以下、66.9以下、6.85以下、6.8以下、6.75以下、6.7以下、6.65以下、6.6以下、6.55以下、6.5以下、6.45以下、6.4以下、6.35以下、6.3以下、6.25以下、6.2以下、6.15以下、6.1以下、6.05以下、6.0以下、5.98以下、5.95以下、5.92以下、5.9以下、5.8以下、5.7以下、5.6以下，尤佳為5.5以下。若Al 2O 3/(SnO 2＋ZrO 2)過大，則不會有效率地進行成核，而難以有效率地結晶化。另一方面，若Al 2O 3/(SnO 2＋ZrO 2)過小，則結晶核變大，結晶化玻璃容易產生白濁。因此，Al 2O 3/(SnO 2＋ZrO 2)之下限較佳為0.01以上。
Na 2O係可固溶於β-鋰輝石固溶體中之成分，且為對結晶性帶來較大影響，並且降低玻璃之黏度，提昇玻璃之熔融性及成形性之成分。又，亦為用以調整結晶化玻璃之熱膨脹係數及折射率之成分。Na 2O之含量較佳為0～10%、0～8%、0～6%、0～5%、0～4.5%、0～4%、0～3.5%、0～3%、0～2.7%、0～2.4%、0～2.1%、0～1.8%，尤佳為0～1.5%。若Na 2O之含量過多，則結晶性過強，玻璃容易失透，結晶化玻璃容易破損。又，Na陽離子之離子半徑大於作為主結晶之構成成分之Li陽離子或Mg陽離子等，難以引入至結晶，故而結晶化後之Na陽離子容易殘留於殘存玻璃(玻璃基質)中。因此，若Na 2O之含量過多，則有容易產生結晶相與殘存玻璃之折射率差，結晶化玻璃容易產生白濁之傾向。但是，Na 2O容易作為雜質混入，故而若欲完全去除Na 2O，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。為了抑制製造成本之增加，Na 2O之含量之下限較佳為0.0003%以上、0.0005%以上，尤佳為0.001%以上。
K 2O係可固溶於β-鋰輝石固溶體中之成分，且為對結晶性帶來較大影響，並且降低玻璃之黏度，提昇玻璃之熔融性及成形性之成分。又，亦為用以調整結晶化玻璃之熱膨脹係數及折射率之成分。K 2O之含量較佳為0～10%、0～8%、0～6%、0～5%、0～4.5%、0～4%、0～3.5%、0～3%、0～2.7%、0～2.4%、0～2.1%、0～1.8%、0～1.5%、0～1.4%、0～1.3%、0～1.2%、0～1.1%、0～1%、0～0.9%，尤佳為0.1～0.8%。若K 2O之含量過多，則結晶性過強，玻璃容易失透，結晶化玻璃容易破損。又，K陽離子之離子半徑大於作為主結晶之構成成分之Li陽離子或Mg陽離子等，難以引入至結晶，故而結晶化後之K陽離子容易殘留於殘存玻璃中。因此，若K 2O之含量過多，則有容易產生結晶相與殘存玻璃之折射率差，結晶化玻璃容易產生白濁之傾向。但是，K 2O容易作為雜質混入，故而若欲完全去除K 2O，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。為了抑制製造成本之增加，K 2O之含量之下限較佳為0.0003%以上、0.0005%以上，尤佳為0.001%以上。
Li 2O、Na 2O、K 2O係提昇玻璃之熔融性及成形性之成分，但若該等成分之含量過多，則有低溫黏度過度降低，結晶化時玻璃過度流動之虞。又，Li 2O、Na 2O、K 2O係可使結晶化前之玻璃之耐候性、耐水性、耐化學品性等變差之成分。若結晶化前之玻璃因水分等而變差，則有無法獲得所需之結晶化行為、甚至所需之特性之虞。另一方面，ZrO 2係作為成核劑發揮作用之成分，具有於結晶化初期優先結晶化，抑制殘存玻璃之流動之效果。又，ZrO 2具有有效率地填充以SiO 2骨架為主之玻璃網絡之空隙部分，抑制質子或各種藥品成分等於玻璃網絡內之擴散之效果，提昇結晶化前之玻璃之耐候性、耐水性、耐化學品性等。為了獲得所需形狀、特性之結晶化玻璃，應適宜地控制(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)/ZrO 2。(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)/ZrO 2以質量比計較佳為2.0以下、1.98以下、1.96以下、1.94以下、1.92以下，尤佳為1.90以下。
CaO係降低玻璃之黏度，提昇玻璃之熔融性及成形性之成分。又，亦為用以調整結晶化玻璃之熱膨脹係數及折射率之成分。CaO之含量較佳為0～10%、0～8%、0～6%、0～5%、0～4.5%、0～4%、0～3.5%、0～3%、0～2.7%、0～2.4%、0～2.1%、0～1.8%，尤佳為0～1.5%。若CaO之含量過多，則玻璃容易失透，結晶化玻璃容易破損。但是，CaO容易作為雜質混入，故而若欲完全去除CaO，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。為了抑制製造成本之增加，CaO之含量之下限較佳為0.0001%以上、0.0003%以上，尤佳為0.0005%以上。
SrO係降低玻璃之黏度，提昇玻璃之熔融性及成形性之成分。又，亦為用以調整結晶化玻璃之熱膨脹係數及折射率之成分。SrO之含量較佳為0～10%、0～8%、0～6%、0～5%、0～4.5%、0～4%、0～3.5%、0～3%、0～2.7%、0～2.4%、0～2.1%、0～1.8%、0～1.5%，尤佳為0～1%。若SrO之含量過多，則玻璃容易失透，結晶化玻璃容易破損。但是，SrO容易作為雜質混入，故而若欲完全去除SrO，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。為了抑制製造成本之增加，SrO之含量之下限較佳為0.0001%以上、0.0003%以上，尤佳為0.0005%以上。
BaO係降低玻璃之黏度，提昇玻璃之熔融性及成形性之成分。又，亦為用以調整結晶化玻璃之熱膨脹係數及折射率之成分。BaO之含量較佳為0～10%、0～8%、0～6%、0～5%、0～4.5%、0～4%、0～3.5%、0～3%、0～2.7%、0～2.4%、0～2.1%、0～1.8%、0～1.5%，尤佳為0～1%。若BaO之含量過多，則析出包含Ba之結晶，玻璃容易失透，結晶化玻璃容易破損。但是，BaO容易作為雜質混入，故而若欲完全去除BaO，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。為了抑制製造成本之增加，BaO之含量之下限較佳為0.0001%以上、0.0003%以上，尤佳為0.0005%以上。
MgO、CaO、SrO、BaO係提昇玻璃之熔融性及成形性之成分，但若該等成分之含量過多，則有低溫黏度過度降低，結晶化時玻璃過度流動之虞。另一方面，ZrO 2係作為成核劑發揮作用之成分，有於結晶化初期優先結晶化，抑制殘存玻璃之流動之效果。為了獲得所需形狀、特性之結晶化玻璃，應適宜地控制(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/ZrO 2。(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/ZrO 2以質量比計較佳為0～3、0～2.8、0～2.6、0～2.4、0～2.2、0～2.1、0～2、0～1.8、0～1.7、0～1.6，尤佳為0～1.5。
Na 2O、K 2O、CaO、SrO、BaO容易殘留於結晶化後之殘存玻璃中。因此，若該等之合計量過多，則容易產生結晶相與殘存玻璃之折射率差，結晶化玻璃容易產生白濁。因此，Na 2O＋K 2O＋CaO＋SrO＋BaO較佳為8%以下、7%以下、6%以下、5%以下、4.5%以下、4%以下、3.5%以下、3%以下、2.7%以下、2.42%以下、2.415%以下、2.410%以下、2.405%以下，尤佳為2.4%以下。
Li 2O、Na 2O、K 2O、MgO、CaO、SrO、BaO係提昇玻璃之熔融性及成形性之成分。又，包含較多之MgO、CaO、SrO、BaO之玻璃熔融液之黏度(黏度曲線)相對於溫度之變化容易變得緩和，包含較多之Li 2O、Na 2O、K 2O之玻璃熔融液之變化容易變得急遽。若黏度曲線之變化過於和緩，則成形而製成特定之形狀後玻璃亦會流動，難以獲得所需形狀。另一方面，若黏度曲線之變化過於急遽，則於成形中途玻璃熔融液固化，難以獲得所需形狀。因此，應適宜地控制(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)。(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)以質量比計較佳為0～2、0～1.8、0～1.5、0～1.2、0～1、0～0.9、0～0.8、0～0.7、0～0.6、0～0.5，尤佳為0～0.45。
ZnO係固溶於β-石英固溶體或β-鋰輝石固溶體等Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶，對結晶性帶來較大影響之成分。又，亦為用以調整結晶化玻璃之熱膨脹係數及折射率之成分。ZnO之含量較佳為0～10%、0～8%、0～6%、0～5%、0～4.5%、0～4%、0～3.5%、0～3%、0～2.7%、0～2.4%、0～2.1%、0～1.8%、0～1.5%，尤佳為0～1%。若ZnO之含量過多，則結晶性過強而容易失透，玻璃容易破損。但是，ZnO容易作為雜質混入，故而若欲完全去除ZnO，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。為了抑制製造成本之增加，ZnO之含量之下限較佳為0.0001%以上、0.0003%以上，尤佳為0.0005%以上。
Li陽離子、Mg陽離子、Zn陽離子係容易固溶於β-石英固溶體或β-鋰輝石固溶體等之成分，該等陽離子以電荷補償Al陽離子之形式固溶於結晶中。具體而言，認為以諸如Si 4+ Al 3+＋(Li +、1/2×Mg 2+、1/2×Zn 2+)之形式固溶，Al陽離子與Li陽離子、Mg陽離子、Zn陽離子之比率影響β-石英固溶體之穩定性。於本申請中記載之組合物中，為了能夠穩定地獲得結晶化玻璃，且使該結晶化玻璃成為無色透明狀並且接近零膨脹，Al 2O 3/(Li 2O＋(1/2×(MgO＋ZnO)以質量比計較佳為3.0～8.0、3.2～7.8、3.4～7.6、3.5～7.5、3.7～7.5、4.0～7.5、4.3～7.5、4.5～7.5、4.8～7.5、5.0～7.5、5.5～7.3、5.5～7.1、5.5～7.0、5.5～6.8、5.5～6.7、5.5～6.6，尤佳為5.5～6.5。
Y 2O 3係降低玻璃之黏度，提昇玻璃之熔融性及成形性之成分。又，亦為用以提高結晶化玻璃之楊氏模數，調整熱膨脹係數及折射率之成分。Y 2O 3之含量較佳為0～10%、0～8%、0～6%、0～5%、0～4.5%、0～4%、0～3.5%、0～3%、0～2.7%、0～2.4%、0～2.1%、0～1.8%、0～1.5%，尤佳為0～1%。若Y 2O 3之含量過多，則析出包含Y之結晶，玻璃容易失透，結晶化玻璃容易破損。但是，Y 2O 3容易作為雜質混入，故而若欲完全去除Y 2O 3，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。為了抑制製造成本之增加，Y 2O 3之含量之下限較佳為0.0001%以上、0.0003%以上，尤佳為0.0005%以上。
Li陽離子、Mg陽離子、Zn陽離子係容易固溶於β-石英固溶體或β-鋰輝石固溶體等之成分，認為係與Ba陽離子等相比，對結晶化後之殘存玻璃之折射率上升之幫助較小之成分。又，Li 2O、MgO、ZnO係作為使原料玻璃化時之助焊劑發揮作用，故而可謂該等係於低溫下製造無色透明之結晶化玻璃時重要之成分。Li 2O係實現低膨脹時必需之成分，必須含有1%以上。為了實現所需之熱膨脹係數等，必須含有必需量之Li 2O，但若與此相應地，MgO及ZnO亦一起增加含量，則有玻璃之黏性過度降低之虞。若低溫黏度過度降低，則存在焙燒時玻璃之軟化流動性過大，難以結晶化為所需形狀之情況。又，若高溫黏度過度降低，則雖對製造設備之熱負荷降低，但有加熱時之對流速度變快，容易物理侵蝕耐火物等之虞。因此，較佳為控制Li 2O、MgO、ZnO之含有比，尤佳為相對於作為助焊劑之功能較高之Li 2O，控制MgO與ZnO之合計量。因此，(MgO＋ZnO)/Li 2O較佳為以質量比計，較小為0.394以下、0.393以下、0.392以下、0.391以下、尤其是0.390以下，或者較大為0.755以上、0.756以上、0.757以上、0.758以上、尤其是0.759以上。
B 2O 3係降低玻璃之黏度，提昇玻璃之熔融性及成形性之成分。又，亦為可能與結晶成核時發生分相之容易度相關之成分。B 2O 3之含量較佳為0～10%、0～8%、0～6%、0～5%、0～4.5%、0～4%、0～3.5%、0～3%、0～2.7%、0～2.4%、0～2.1%、0～1.8%，尤佳為0～1.5%。若B 2O 3之含量過多，則熔融時之B 2O 3之蒸發量變多，環境負荷變高。但是，B 2O 3容易作為雜質混入，故而若欲完全去除B 2O 3，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。為了抑制製造成本之增加，B 2O 3可含有0.0001%以上、0.0003%以上、尤其是0.0005%以上。
已知於Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃中，於結晶成核前於玻璃內形成分相區域後，於該分相區域內形成包含TiO 2或ZrO 2等之結晶核。因SnO 2、ZrO 2、P 2O 5、TiO 2、B 2O 3與分相形成密切相關，SnO 2＋ZrO 2＋P 2O 5＋TiO 2＋B 2O 3較佳為1.5～30%、1.5～26%、1.5～22%、1.5～20%、1.5～18%、1.5～16%、1.5～15%、1.8～15%、2.1～15%、2.4～15%、2.5～15%、2.8～15%、2.8～13%、2.8～12%、2.8～11%、2.8～10%、3～9.5%、3～9.2%，尤佳為3～9%，SnO 2/(SnO 2＋ZrO 2＋P 2O 5＋TiO 2＋B 2O 3)以質量比計較佳為0.06以上、0.07以上、0.08以上、0.09以上、0.1以上、0.103以上、0.106以上、0.11以上、0.112以上、0.115以上、0.118以上、0.121以上、0.124以上、0.127以上、0.128以上，尤佳為0.13以上。若P 2O 5＋B 2O 3＋SnO 2＋TiO 2＋ZrO 2過少，則難以形成分相區域，難以結晶化。另一方面，若P 2O 5＋B 2O 3＋SnO 2＋TiO 2＋ZrO 2過多及/SnO 2/(SnO 2＋ZrO 2＋P 2O 5＋TiO 2＋B 2O 3)過小，則分相區域變大，結晶化玻璃容易產生白濁。再者，SnO 2/(SnO 2＋ZrO 2＋P 2O 5＋TiO 2＋B 2O 3)之上限並無特別限定，但現實為0.9以下。
Fe 2O 3亦為加強玻璃之著色之成分，尤其是藉由與TiO 2或SnO 2之相互作用而明顯加強著色之成分。Fe 2O 3之含量較佳為0.10%以下、0.08%以下、0.06%以下、0.05%以下、0.04%以下、0.035%以下、0.03%以下、0.02%以下、0.015%以下、0.013%以下、0.012%以下、0.011%以下、0.01%以下、0.009%以下、0.008%以下、0.007%以下、0.006%以下、0.005%以下、0.004%以下、0.003%以下，尤佳為0.002%以下。但是，Fe 2O 3容易作為雜質混入，故而若欲完全去除Fe 2O 3，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。為了抑制製造成本之增加，Fe 2O 3之含量之下限較佳為0.0001%以上、0.0002%以上、0.0003%以上、0.0005%以上，尤佳為0.001%以上。
於鈦與鐵共存之情形時，有表現出類鈦鐵礦(FeTiO 3)之著色之情況。尤其於Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃中，結晶化後未作為結晶核或主結晶析出之鈦及鐵之成分殘留於殘存玻璃中，可促進上述著色之表現。組成設計上可有減少該等成分之情況，但TiO 2及Fe 2O 3容易作為雜質混入，故而若欲完全去除，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。因此，為了抑制製造成本，可於上述範圍內含有TiO 2及Fe 2O 3，為了使製造成本更廉價，可於容許著色之範圍內含有兩種成分。於此情形時，TiO 2/(TiO 2＋Fe 2O 3)較佳為0.001～0.999、0.003～0.997、0.005～0.995、0.007～0.993、0.009～0.991、0.01～0.99、0.1～0.9、0.15～0.85、0.2～0.8、0.25～0.25、0.3～0.7、0.35～0.65，尤佳為0.4～0.6。如此，容易廉價地獲得無色透明度較高之結晶化玻璃。
Pt係可於離子或膠體、金屬等之狀態下混入至玻璃之成分，表現出黃色～茶褐色之著色。又，該傾向係於結晶化後變得明顯。進而，進行了銳意研究，結果判斷若混入Pt，則存在結晶化玻璃之成核及結晶化行為受到影響，容易產生白濁之情況。因此，Pt之含量較佳為7 ppm以下、6 ppm以下、5 ppm以下、4 ppm以下、3 ppm以下、2 ppm以下、1.6 ppm以下、1.4 ppm以下、1.2 ppm以下、1 ppm以下、0.9 ppm以下、0.8 ppm以下、0.7 ppm以下、0.6 ppm以下、0.5 ppm以下、0.45 ppm以下、0.40 ppm以下、0.35 ppm以下，尤佳為0.30 ppm以下。應極力避免Pt之混入，但於使用一般之熔融設備之情形時，存在為了獲得均質之玻璃而必須使用Pt構件之情況。因此，若欲完全去除Pt，則有製造成本增加之傾向。於不對著色造成不良影響之情形時，為了抑制製造成本之增加，Pt之含量之下限較佳為0.0001 ppm以上、0.001 ppm以上、0.005 ppm以上、0.01 ppm以上、0.02 ppm以上、0.03 ppm以上、0.04 ppm以上、0.05 ppm以上、0.06 ppm以上，尤佳為0.07 ppm以上。又，於容許著色之情形時，可與ZrO 2或TiO 2同樣地使用Pt作為促進主結晶之析出之成核劑。此時，Pt可單獨作為成核劑，亦可與其他成分複合而作為成核劑。又，於以Pt作為成核劑之情形時，形態並無特別限制(膠體、金屬結晶等)。
Rh係可於離子或膠體、金屬等之狀態下混入至玻璃之成分，有與Pt同樣地表現出黃色～茶褐色之著色，使結晶化玻璃產生白濁之傾向。因此，Rh之含量較佳為7 ppm以下、6 ppm以下、5 ppm以下、4 ppm以下、3 ppm以下、2 ppm以下、1.6 ppm以下、1.4 ppm以下、1.2 ppm以下、1 ppm以下、0.9 ppm以下、0.8 ppm以下、0.7 ppm以下、0.6 ppm以下、0.5 ppm以下、0.45 ppm以下、0.40 ppm以下、0.35 ppm以下，尤佳為0.30 ppm以下。應極力避免Rh之混入，但於使用一般之熔融設備之情形時，有為了獲得均質之玻璃而必須使用Rh構件之情況。因此，若欲完全去除Rh，則有製造成本增加之傾向。於不對著色造成不良影響之情形時，為了抑制製造成本之增加，Rh之含量之下限較佳為0.0001 ppm以上、0.001 ppm以上、0.005 ppm以上、0.01 ppm以上、0.02 ppm以上、0.03 ppm以上、0.04 ppm以上、0.05 ppm以上、0.06 ppm以上，尤佳為0.07 ppm以上。又，於容許著色之情形時，可與ZrO 2或TiO 2同樣地使用Rh作為成核劑。此時，Rh可單獨作為成核劑，亦可與其他成分複合而作為成核劑。又，於以Rh作為促進主結晶之析出之成核劑之情形時，形態並無特別限制(膠體、金屬結晶等)。
又，Pt＋Rh較佳為9 ppm以下、8 ppm以下、7 ppm以下、6 ppm以下、5 ppm以下、4.75 ppm以下、4.5 ppm以下、4.25 ppm以下、4 ppm以下、3.75 ppm以下、3.5 ppm以下、3.25 ppm以下、3 ppm以下、2.75 ppm以下、2.5 ppm以下、2.25 ppm以下、2 ppm以下、1.75 ppm以下、1.5 ppm以下、1.25 ppm以下、1 ppm以下、0.95 ppm以下、0.9 ppm以下、0.85 ppm以下、0.8 ppm以下、0.75 ppm以下、0.7 ppm以下、0.65 ppm以下、0.60 ppm以下、0.55 ppm以下、0.50 ppm以下、0.45 ppm以下、0.40 ppm以下、0.35 ppm以下，尤佳為0.30 ppm以下。再者，應極力避免Pt及Rh之混入，但於使用一般之熔融設備之情形時，有為了獲得均質之玻璃而必須使用Pt及Rh構件之情況。因此，若欲完全去除Pt及Rh，則有製造成本增加之傾向。於不對著色造成不良影響之情形時，為了抑制製造成本之增加，Pt＋Rh之下限較佳為0.0001 ppm以上、0.001 ppm以上、0.005 ppm以上、0.01 ppm以上、0.02 ppm以上、0.03 ppm以上、0.04 ppm以上、0.05 ppm以上、0.06 ppm以上，尤佳為0.07 ppm以上。
MoO 3係可自原料或熔融用構件等混入之成分，且為促進結晶化之成分。MoO 3之含量較佳為0～10%、0～8%、0～6%、0～5%、0～4.5%、0～4%、0～3.5%、0～3%、0～2.7%、0～2.4%、0～2.1%、0～1.8%、0～1.5%、0～1%、0～0.5%、0～0.1%、0～0.05%、0～0.01%，尤佳為0～0.005%。若MoO 3之含量過多，則析出包含Mo之結晶，玻璃容易失透，結晶化玻璃容易破損。又，Mo陽離子之離子半徑大於作為主結晶之構成成分之Li陽離子或Mg陽離子等，難以引入至結晶，故而結晶化後之Mo陽離子容易殘留於殘存玻璃中。因此，若MoO 3之含量過多，則有容易產生結晶相與殘存玻璃之折射率差，結晶化玻璃容易產生白濁之傾向。進而，若MoO 3之含量過多，則有著色為黃色之虞。但是，MoO 3容易作為雜質混入，故而若欲完全去除MoO 3，則有原料批料昂貴，製造成本增加之傾向。為了抑制製造成本之增加，MoO 3之含量之下限較佳為超過0%、0.0001%以上、0.0003%以上，尤佳為0.0005%以上。
As 2O 3或Sb 2O 3之毒性較強，於玻璃之製造步驟或廢玻璃之處理時等可能污染環境。因此，Sb 2O 3＋As 2O 3較佳為2%以下、1%以下、0.7%以下、未達0.7%、0.65%以下、0.6%以下、0.55%以下、0.5%以下、0.45%以下、0.4%以下、0.35%以下、0.3%以下、0.25%以下、0.2%以下、0.15%以下、0.1%以下、0.05%以下，尤佳為實質上不含有(具體而言未達0.01質量%)。再者，於含有As 2O 3或Sb 2O3之情形時，可使該等成分作為澄清劑或成核劑發揮作用。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃只要不對著色造成不良影響，則除上述成分以外，例如亦可含有分別為至多0.1%之H 2、CO 2、CO、H 2O、He、Ne、Ar、N 2等微量成分。又，若於玻璃中刻意地添加Ag、Au、Pd、Ir、V、Cr、Sc、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ac、Th、Pa、U等，則有原料成本變高，製造成本變高之傾向。另一方面，若對含有Ag或Au等之玻璃進行光照射或熱處理，則可形成該等成分之凝集體，以此為起點促進結晶化。又，Pd等有各種觸媒作用，藉由含有該等，可對玻璃或結晶化玻璃賦予特殊之功能。鑒於此種情況，於以促進結晶化或賦予其他功能為目的之情形時，可分別含有1%以下、0.5%以下、0.3%以下、0.1%以下之上述成分，於並非如此之情形時，較佳為500 ppm以下、300 ppm以下、100 ppm以下，尤佳為10 ppm以下。
進而，只要不對著色造成不良影響，則本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃可含有以合計量計至多10%之SO 3、MnO、Cl 2、La 2O 3、WO 3、HfO 2、Ta 2O 5、Nd 2O 3、Nb 2O 5、RfO 2等。但是，有上述成分之原料批料昂貴，製造成本增加之傾向，故而於無特殊情況之情形時可不添加。尤其存在HfO 2之原料費較高，Ta 2O 5成為衝突礦產之情況，故而該等成分之合計量以質量%計較佳為5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下、0.4%以下、0.3%以下、0.2%以下、0.1%以下、0.05%以下、未達0.05%、0.049%以下、0.048%以下、0.047%以下、0.046%以下，尤佳為0.045%以下。
即，實施本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃時較佳之組成範圍為50～75%之SiO 2、10～30%之Al 2O 3、1～8%之Li 2O、0～5%之SnO 2、1～5%之ZrO 2、0～10%之MgO、0～5%之P 2O 5、大於等於0且未達1.5%之TiO 2、0～1.5之(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)/ZrO 2、0.01～0.99之TiO 2/(TiO 2＋Fe 2O 3)、0～0.8之(MgO＋ZnO)/Li 2O，且β-OH值為0.001～2/mm，較佳為50～75%之SiO 2、10～30%之Al 2O 3、1～8%之Li 2O、大於等於0且未達5%之SnO 2、1～5%之ZrO 2、0～10%之MgO、0～5%之P 2O 5、大於等於0且未達1.5%之TiO 2、0～1.5之(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)/ZrO 2、0.01～0.99之TiO 2/(TiO 2＋Fe 2O 3)、0～0.8之(MgO＋ZnO)/Li 2O、0～0.5之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)，且β-OH值為0.001～2/mm，更佳為50～75%之SiO 2、10～30%之Al 2O 3、1～8%之Li 2O、大於等於0且未達5%之SnO 2、1～5%之ZrO 2、0～10%之MgO、0～5%之P 2O 5、大於等於0且未達1.5%之TiO 2、0～1.5之(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)/ZrO 2、0.01～0.99之TiO 2/(TiO 2＋Fe 2O 3)、0～0.8之(MgO＋ZnO)/Li 2O、0～0.5之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)、0～2之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/ZrO 2，且β-OH值為0.001～2/mm，進而較佳為50～75%之SiO 2、10～30%之Al 2O 3、1～8%之Li 2O、大於等於0且未達5%之SnO 2、1～5%之ZrO 2、0～10%之MgO、0～5%之P 2O 5、大於等於0且未達1.5%之TiO 2、0～1.5之(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)/ZrO 2、0.01～0.99之TiO 2/(TiO 2＋Fe 2O 3)、0～0.8之(MgO＋ZnO)/Li 2O、0～0.5之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)、0～2之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/ZrO 2、0.06～0.9之SnO 2/(SnO 2＋ZrO 2＋P 2O 5＋TiO 2＋B 2O 3)，且β-OH值為0.001～2/mm，進而較佳為50～75%之SiO 2、10～30%之Al 2O 3、1～8%之Li 2O、大於等於0且未達5%之SnO 2、1～5%之ZrO 2、0～10%之MgO、0～5%之P 2O 5、大於等於0且未達1.5%之TiO 2、0～1.5之(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)/ZrO 2、0.01～0.99之TiO 2/(TiO 2＋Fe 2O 3)、0～0.8之(MgO＋ZnO)/Li 2O、0～0.5之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)、0～2之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/ZrO 2、0.06～0.9之SnO 2/(SnO 2＋ZrO 2＋P 2O 5＋TiO 2＋B 2O 3)、0～5 ppm之Pt＋Rh，且β-OH值為0.001～2/mm，進而較佳為50～75%之SiO 2、10～30%之Al 2O 3、1～8%之Li 2O、大於等於0且未達5%之SnO 2、1～5%之ZrO 2、0～10%之MgO、0～5%之P 2O 5、大於等於0且未達1.5%之TiO 2、0～1.5之(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)/ZrO 2、0.01～0.99之TiO 2/(TiO 2＋Fe 2O 3)、0～0.394之(MgO＋ZnO)/Li 2O、0～0.5之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)、0～2之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/ZrO 2、0.06～0.9之SnO 2/(SnO 2＋ZrO 2＋P 2O 5＋TiO 2＋B 2O 3)、0～5 ppm之Pt＋Rh，且β-OH值為0.001～2/mm，進而較佳為50～75%之SiO 2、10～30%之Al 2O 3、1～8%之Li 2O、大於等於0且未達5%之SnO 2、1～5%之ZrO 2、0～10%之MgO、0～5%之P 2O 5、大於等於0且未達1.5%之TiO 2、0～1.5之(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)/ZrO 2、0.01～0.99之TiO 2/(TiO 2＋Fe 2O 3)、0～0.394之(MgO＋ZnO)/Li 2O、0～0.5之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)、0～2之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/ZrO 2、0.06～0.9之SnO 2/(SnO 2＋ZrO 2＋P 2O 5＋TiO 2＋B 2O 3)、0～5 ppm之Pt＋Rh、大於等於0且未達0.05%之HfO 2＋Ta 2O 5，β-OH值為0.001～2/mm，且未達0.7%之Sb 2O 3＋As 2O 3，尤佳為50～75%之SiO 2、10～30%之Al 2O 3、1～8%之Li 2O、大於等於0且未達5%之SnO 2、1～5%之ZrO 2、0～10%之MgO、0～5%之P 2O 5、TiO 2、大於等於0且未達1.5%之(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)/ZrO 2、0.01～0.99之TiO 2/(TiO 2＋Fe 2O 3)、0～0.394之(MgO＋ZnO)/Li 2O、0～0.5之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/(Li 2O＋Na 2O＋K 2O)、0～2之(MgO＋CaO＋SrO＋BaO)/ZrO 2、0.06～0.9之SnO 2/(SnO 2＋ZrO 2＋P 2O 5＋TiO 2＋B 2O 3)、0～5 ppm之Pt＋Rh、大於等於0且未達0.05%之HfO 2＋Ta 2O 5，β-OH值為0.001～2/mm、未達0.7%之Sb 2O 3＋As 2O 3、5.0～7.5之Al 2O 3/(Li 2O＋(1/2×(MgO＋ZnO)))。
具有上述組成之本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之外觀容易為無色透明。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之β-OH值為2/mm以下，較佳為0.001～2/mm、0.01～1.5/mm、0.02～1.5/mm、0.03～1.2/mm、0.04～1.5/mm、0.05～1/mm、0.06～1/mm、0.07～1/mm、0.08～0.9/mm、0.08～0.85/mm、0.08～0.8/mm、0.08～0.75/mm、0.08～0.7/mm、0.08～0.65/mm、0.08～0.6/mm、0.08～0.55/mm、0.08～0.54/mm、0.08～0.53/mm、0.08～0.52/mm、0.08～0.51/mm、尤佳為0.08～0.5/mm。若β-OH值過小，則結晶化步驟中之結晶成核速度變慢，結晶核之生成量容易變少。其結果為粗大結晶變多，結晶化玻璃產生白濁，容易損害透明性。另一方面，若β-OH值過大，則於含有Pt等之金屬製玻璃製造爐構件或包含耐火物之玻璃製造爐構件等與玻璃之界面容易產生氣泡，從而容易降低玻璃製品之品質。β-OH值根據所使用之原料、熔融氛圍、熔融溫度、熔融時間等發生變化，可視需要變更該等條件，調整β-OH值。
繼而，對製造本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之方法進行說明。
首先，將以成為上述組成之玻璃之方式製備之原料批料投入至玻璃熔融爐中，於1400～1750℃下熔融後成形。再者，於成形時存在僅與周圍之氣體及/或周圍之液體接觸之玻璃之自由表面。
熔融方法較佳為藉由使用燃燒器等之火焰熔融法、利用電加熱之電熔融法、利用雷射照射之熔融法、利用電漿之熔融法、液相合成法、氣相合成法之熔融方法中之任一種方法或將兩種以上方法加以組合來進行熔融之方法。
成形方法較佳為溢流法、浮式法、下拉法、流孔下引法、再曳引法、無容器法、吹塑法、加壓法、滾壓法、漏板法、拉管法等成形法中之任一種方法或兩種以上方法之組合。又，亦可與成形後於玻璃轉移溫度以上之溫度下進行之再加熱加以組合。如此，能夠獲得表面品質良好之本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃。若用溢流法對其原因進行說明，則為應成為本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之表面之面不與槽狀耐火物接觸，而於自由表面之狀態下成形。此處，所謂溢流法，係指熔融玻璃自耐熱性之槽狀構造物之兩側溢出，使溢出之熔融玻璃於槽狀構造物之下端合流，並向下方延伸成形而製造本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之方法。槽狀構造物之構造或材質只要為能夠將本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之尺寸或表面精度成為所需狀態，實現能夠用於本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之品質，則並無特別限定。又，為了進行向下方之延伸成形，無論以何種方法對玻璃施加力均可。例如，可採用使具有足夠大之寬度之耐熱性輥於與玻璃接觸之狀態下旋轉而延伸之方法，亦可採用使複數個成對之耐熱性輥僅與玻璃之端面附近接觸而延伸之方法。
於藉由溢流法成形之情形時，不與槽狀耐火物接觸之部分(下頂端部分)中之玻璃之黏度較佳為10 3.5～10 5.0dPa・s。若未對槽狀構造物之下頂端部分施加任何力，則會於表面張力作用下收縮之同時向下落。為了防止該情況發生，必須使用輥上之物體來夾住玻璃原料之兩側，於寬度方向上進行拉伸以防止玻璃原料收縮。於使本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃成形之情形時，由於玻璃自身所具有之熱量較小，因此自槽狀耐火物分離之瞬間起，玻璃之冷卻速度急劇加快。因此，下頂端部分之玻璃之黏度較佳為10 5.0dPa・s以下、10 4.8dPa・s以下、10 4.6dPa・s以下、10 4.4dPa・s以下、10 4.2dPa・s以下，尤其較佳為10 4.0dPa・s以下。如此，於寬度方向進行拉伸而賦予應力，從而防止破損，並且能夠擴大板寬之同時穩定地向下方延伸。另一方面，若下頂端部分之玻璃之黏度過低，則玻璃容易變形、翹曲、起伏等品質容易降低。又，其後之冷卻速度變慢，本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之熱收縮容易變大。因此，下頂端部分之玻璃之黏度較佳為10 3.5dPa・s以上、10 3.7dPa・s以上、10 3.8dPa・s以上，尤其較佳為10 3.9dPa・s以上。
繼而，對所獲得之結晶性玻璃(結晶化前之可結晶化之玻璃)進行熱處理而使之結晶化。作為結晶化條件，較佳為藉由於玻璃轉移溫度溫度～1300℃之溫度區域內進行0.001～1000小時加熱而使之結晶化，更佳為藉由於730～1280℃之溫度區域內進行0.1～100小時加熱而使之結晶化，進而較佳為藉由於750～11200℃下進行0.1～50小時加熱而使之結晶化。如此，容易有效率地析出所需之結晶。再者，熱處理可僅於某一特定之溫度下進行，亦可保持為兩個水平以上之溫度階段性地進行熱處理，亦可一面賦予溫度梯度一面進行加熱。
又，亦可藉由施加、照射音波或電磁波而促進結晶化。進而，關於設為高溫之結晶化玻璃之冷卻速度，可以某一特定之溫度梯度進行，亦可以兩個水平以上之溫度梯度進行。於欲充分獲得耐熱衝擊性之情形時，期望控制冷卻速度而充分進行殘存玻璃相之結構緩和。800℃至25℃之平均冷卻速度較佳為於距結晶化玻璃之表面最遠之壁厚內部之部分，為3000℃/分鐘、1000℃/分鐘以下、500℃/分鐘以下、400℃/分鐘以下、300℃/分鐘以下、200℃/分鐘以下、100℃/分鐘以下、50℃/分鐘以下、25℃/分鐘以下、10℃/分鐘以下，尤佳為5℃/分鐘以下。又，於欲獲得長期尺寸穩定性之情形時，進而較佳為2.5℃/分鐘以下、1℃/分鐘以下、0.5℃/分鐘以下、0.1℃以下/分鐘以下、0.05℃/分鐘以下、0.01℃/分鐘以下、0.005℃/分鐘以下、0.001℃/分鐘以下、0.0005℃/分鐘以下，尤佳為0.0001℃/分鐘以下。藉由風冷、水冷等進行物理強化處理之情形除外，關於結晶化玻璃之冷卻速度，較理想為玻璃表面之冷卻速度與距玻璃表面最遠之壁厚內部之冷卻速度接近。距表面最遠之壁厚內部之部分之冷卻速度除以表面之冷卻速度所獲得之值較佳為0.0001～1、0.001～1、0.01～1、0.1～1、0.5～1、0.8～1、0.9～1，尤佳為1。藉由接近1，於結晶化玻璃試樣之所有位置均不易產生殘留應變，容易獲得長期尺寸穩定性。再者，表面之冷卻速度可藉由接觸式測溫或輻射溫度計估算，內部之溫度可將高溫狀態之結晶化玻璃置於冷卻介質中，測量冷卻介質之熱量及熱量變化率，根據其數值資料以及結晶化玻璃及冷卻介質之比熱、導熱度等估算。
本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃亦可實施化學強化等。化學強化處理之處理條件只要考慮玻璃組成、結晶度、熔融鹽之種類等，適當選擇處理時間或處理溫度即可。例如，為了於結晶化後容易進行化學強化，可選擇包含較多之殘存玻璃中可能包含之Na 2O之玻璃組成，亦可刻意地降低結晶度。又，熔融鹽可單獨包含Li、Na、K等鹼金屬，亦可包含複數種。進而，不僅可選擇通常之一階段強化，亦可選擇多階段之化學強化。除此以外，本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃藉由於結晶化前藉由化學強化等進行處理，可使試樣表面之Li 2O含量比試樣內部少。若使此種玻璃結晶化，則試樣表面之結晶度低於試樣內部，相對地試樣表面之熱膨脹係數變高，可能對試樣表面施加由熱膨脹差所引起之壓縮應力。又，於試樣表面之結晶度較低之情形時，表面之玻璃相變多，藉由玻璃組成之選擇，可提昇耐化學品性或阻氣性。
繼而，亦可對所獲得之結晶化玻璃進行切割。例如於使用線切割機進行切割之情形時，較佳為一面向線切割機供給包含研磨粒之漿料一面進行切割。進而，亦可於使線切割機相對於本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之表面所呈之角度限制為45°以下、30°以下、20°以下、10°以下、5°以下、3°以下、尤其是1°以下之角度之狀態下進行切割。又，可於本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃附著有若干物體之狀態下進行切割，亦可平行地進行切割，還可非平行地進行切割。
線切割機之線寬較佳為500 μm以下、300 μm以下、200 μm以下，尤佳為10～100 μm。若線切割機之線寬過大，則短條狀之玻璃之產率容易降低。再者，若線切割機之線寬過小，則有於切斷時斷線之虞。
於使用線切割機進行切割之情形時，為了對切斷後之漿料中所含之金屬進行沈澱回收，較佳為設置漿料之循環裝置，進而較佳為同時設置金屬沈澱槽。再者，若漿料中混入有金屬，則切斷效率容易下降。
再者，上述切斷之效果並不僅能夠藉由線切割機獲得，亦可藉由熱割斷或折斷等其他方法獲得，能夠應用於本發明之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃。 [實施例]
繼而，基於實施例對本發明進行說明，但本發明並不限定於以下實施例。表1及2中示出本發明之實施例(試樣No.1～7)。
[表1]
   No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 No.7
組成 [質量%] SiO 2 65.9 64.7 66.2 64.50 67.00 67.95 67.95
Al 2O 3 22.3 21.9 22.4 24.2 22.60 22.32 22.32
B 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
P 2O 5 1.40 1.38 1.39 1.44 0.96 0.40 0.40
Li 2O 3.71 3.64 3.74 4.02 3.66 3.68 3.68
Na 2O 0.40 0.39 0.38 0.38 0.69 0.67 0.67
K 2O 0.30 0.30 0.00 0.00 0.003 0.00 0.00
MgO 0.70 0.69 0.69 1.34 1.27 1.25 1.25
CaO 0.00 0.00 0.00 0.018 0.05 0.05 0.05
SrO 0.00 0.00 0.01 0.00 0.001 0.00 0.00
BaO 1.20 1.18 0.00 0.00 0.001 0.00 0.00
ZnO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
TiO 2 0.0023 0.0044 0.0031 0.0100 0.0150 0.0150 0.0150
SnO 2 0.69 1.81 1.34 1.23 1.15 1.13 1.13
ZrO 2 3.39 4.06 3.84 2.88 2.46 2.47 2.47
Fe 2O 3 0.0153 0.0149 0.0099 0.00 0.0100 0.0100 0.0100
   Y 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 0.00
   MoO 3 0.0000 0.0000 0.0000 0.0060 0.00000 0.00557 0.00056
   Sb 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
   As 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
組成 [ppm] Pt 0.03 0.03 1.5 1.50 0.02 0.02 0.02
Rh 0.02 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01
Pt＋Rh 0.05 0.05 1.52 1.52 0.03 0.03 0.03
Sn/(P＋B＋Zr＋Ti＋Sn) 0.126 0.249 0.204 0.221 0.251 0.282 0.282
Al/(Zr＋Sn) 5.46 3.72 4.32 5.89 6.26 6.20 6.20
(Mg＋Zn)/Li 0.189 0.189 0.184 0.333 0.347 0.340 0.340
Sn/(Zr＋Sn) 0.17 0.31 0.26 0.30 0.32 0.31 0.31
(Si＋Al)/Li 23.76 23.76 23.69 22.06 24.48 24.51 24.51
(Si＋Al)/Sn 127.74 47.90 66.12 72.11 77.91 79.82 79.82
(Li＋Na＋K)/Zr 1.30 1.07 1.07 1.53 1.77 1.76 1.76
Ti/Zr 0.0007 0.0011 0.0008 0.0035 0.0061 0.0061 0.0061
Ti/(Ti＋Fe) 0.131 0.228 0.238 0.625 0.600 0.600 0.600
Na＋K＋Ca＋Sr＋Ba 1.91 1.87 0.39 1.74 0.74 0.72 0.72
(Mg＋Ca＋Sr+Ba)/Zr 0.56 0.46 0.18 0.47 0.54 0.53 0.53
(Mg＋Ca＋Sr＋Ba)/(Li＋Na＋K) 0.43 0.43 0.17 0.31 0.30 0.30 0.30
Al/(Li＋(1/2*(Mg＋Zn)) 6.35 6.34 6.33 6.69 6.81 6.69 6.69
Sb＋As 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
結晶化前
透過率[%] 厚度3 mm 200 nm 未測定 44.9 65.7 未測定 未測定 未測定 未測定
250 nm 未測定 17.0 21.3 未測定 未測定 未測定 未測定
300 nm 未測定 24.1 30.3 未測定 未測定 未測定 未測定
325 nm 未測定 65.6 69.0 未測定 未測定 未測定 未測定
350 nm 未測定 84.4 85.3 未測定 未測定 未測定 未測定
380 nm 未測定 89.5 89.8 未測定 未測定 未測定 未測定
800 nm 未測定 91.5 91.6 未測定 未測定 未測定 未測定
1200 nm 未測定 91.7 91.6 未測定 未測定 未測定 未測定
L* 未測定 96.6 96.6 96.6 未測定 未測定 未測定
a* 未測定 -0.1 -0.1 0.0 未測定 未測定 未測定
b* 未測定 0.2 0.3 0.4 未測定 未測定 未測定
低溫黏度 應變點[℃] 未測定 未測定 684 未測定 未測定 未測定 未測定
徐冷點[℃] 未測定 未測定 742 未測定 未測定 未測定 未測定
玻璃轉移溫度[℃] 未測定 未測定 728 未測定 未測定 未測定 未測定
高溫黏度 10 ^4[℃] 未測定 未測定 1352 未測定 未測定 未測定 未測定
10 ^3[℃] 未測定 未測定 1531 未測定 未測定 未測定 未測定
10 ^2.5[℃] 未測定 未測定 1644 未測定 未測定 未測定 未測定
10 ^2[℃] 未測定 未測定 1780 未測定 未測定 未測定 未測定
液相溫度[℃] 未測定 未測定 1489 未測定 1382 未測定 未測定
液相黏度[-] 未測定 未測定 3.21 未測定 未測定 未測定 未測定
α[×10 -7/℃] 30-380℃ 未測定 39.6 38.6 未測定 未測定 未測定 未測定
密度[g/cm3] 未測定 未測定 2.441 2.447 2.431 2.433 2.432
β-OH[/mm] 0.12 0.12 0.15 0.13 0.41 0.40 0.39
[表2]
   No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 No.7
結晶化後
結晶化條件 於810℃下加熱60 h 於920℃下加熱3 h 於810℃下加熱60 h 於920℃下加熱3 h 於840℃下加熱3 h 於890℃下加熱1 h 於780℃下加熱3 h 於890℃下加熱1 h 於765℃下加熱3 h 於890℃下加熱1 h 於765℃下加熱3 h 於890℃下加熱1 h 於765℃下加熱3 h 於830℃下加熱1 h
透過率[%] 厚度3 mm 200 nm 26.0 27.0 22.7 未測定 47.3 47.3 未測定
250 nm 26.0 14.0 11.7 未測定 18.5 18.3 未測定
300 nm 36.5 15.9 22.7 未測定 19.5 15.7 未測定
325 nm 55.1 53.5 55.7 未測定 58.5 49.5 未測定
350 nm 55.1 77.6 76.7 未測定 77.2 71.6 未測定
380 nm 69.7 84.4 82.9 未測定 84.5 81.5 未測定
800 nm 89.0 91.1 90.6 未測定 91.1 90.9 未測定
1200 nm 90.9 91.1 90.9 未測定 90.6 90.6 未測定
L* 94.4 95.8 95.4 未測定 95.9 95.7 未測定
a* -0.1 -0.1 0.1 未測定 -0.1 -0.2 未測定
b* 3.4 1.3 1.7 未測定 1.2 1.6 未測定
析出結晶 ZrO2、β-石英固溶體 ZrO2、β-石英固溶體 ZrO2、β-石英固溶體 ZrO2、β-石英固溶體 ZrO2、β-石英固溶體 ZrO2、β-石英固溶體 ZrO2
平均微晶尺寸[nm] 未測定 未測定 5(Zro2) 45(β-石英固溶體) 未測定 未測定 未測定 6
α[×10 -7/℃] 30～380℃ -0.9 -0.4 -5.0 -1.5 未測定 未測定 未測定
α[×10 -7/℃] 30～750℃ 0.9 0.9 -3.6 -0.3 未測定 未測定 未測定
密度[g/cm3] 未測定 未測定 2.534 2.514 2.508 2.509 未測定
楊氏模數[GPa] 92 93 未測定 未測定 未測定 未測定 未測定
剛性模數[GPa] 37 38 未測定 未測定 未測定 未測定 未測定
泊松比 0.23 0.22 未測定 未測定 未測定 未測定 未測定
折射率nd 1.53 未測定 未測定 未測定 1.53 1.53 1.52
裂縫產生率[%] 未測定 未測定 未測定 未測定 未測定 未測定 45
平面之表面粗糙度Ra[nm] 5 7 22 2 6 5 1.5
端面之表面粗糙度Ra[nm] 40 14.0 32.0 9 6 3 0.0002
起伏[μm] 0.04 0.1 0.08 0.1 0.14 0.07 0.004
首先，以成為具有各表中所記載之組成之玻璃之方式，以氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等形態調製各原料，獲得玻璃批料(各表中所記載之組成係實際製作之玻璃之分析值)。將所獲得之玻璃批料於1600℃下熔融4～100小時後，升溫至1650～1680℃，熔融0.5～20小時，一面對所獲得之熔融玻璃進行冷卻，一面藉由溢流法成形為長度尺寸400 mm。其後，使用徐冷爐於700℃下進行30分鐘熱處理，以100℃/h將徐冷爐降溫至室溫，藉此獲得結晶性玻璃(結晶化前之玻璃)。再者，上述熔融係藉由玻璃材料之開發中廣泛使用之電熔融法來進行。
製作之試樣之Pt、Rh含量係使用ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，感應耦合電漿-質譜)裝置(AGILEINT TECHNOLOGY製造之Agilent8800)來分析。首先，將製作之玻璃試樣粉碎，藉由純水濕潤後，添加過氯酸、硝酸、硫酸、氫氟酸等使其溶解。其後，藉由ICP-MS測定試樣之Pt、Rh含量。基於使用預先準備之濃度已知之Pt、Rh溶液所製作之校準曲線，求出各測定試樣之Pt、Rh含量。測定模式為Pt：He氣體/HMI(低模式)、Rh：HEHe氣體/HMI(中模式)，質量數為Pt：198、Rh：103。再者，製作試樣之Li 2O含量係使用原子吸光分析裝置(Analytik Jena製造之ContrAA600)來分析。玻璃試樣之溶解流程、使用校準曲線之方面等基本上與Pt、Rh分析相同。又，關於其他成分，與Pt、Rh、Li 2O同樣地藉由ICP-MS或原子吸光分析進行測定，或者以預先使用ICP-MS或原子吸光分析裝置所調查之濃度已知之玻璃試樣作為校準曲線用試樣，藉由XRF(X-ray fluorescence，X射線螢光)分析裝置(RIGAKU製造之ZSX Primus IV)製作校準曲線後，基於該校準曲線，根據測定試樣之XRF分析值求出各成分之實際含量。於XRF分析時，管電壓或管電流、曝光時間等係視分析成分隨時調整。
於各表中所記載之條件下對各表中所記載之結晶性玻璃(結晶化前之玻璃)進行加熱而使其結晶化。其後，於700℃下進行30分鐘熱處理，以100℃/h降溫至室溫。對所獲得之結晶化玻璃評估透過率、亮度、色度、析出結晶、平均微晶尺寸、熱膨脹係數、密度、楊氏模數、剛性模數、泊松比、折射率、裂縫產生率、平面之表面粗糙度Ra、端面之表面粗糙度Ra、起伏。又，對於結晶化前之結晶性玻璃，藉由與結晶化玻璃相同之方法測定透過率、亮度、色度等。又，對結晶性玻璃測定β-OH值、黏度、液相溫度。
透過率、亮度及色度係使用僅由自由表面形成之壁厚3 mm之部分，藉由分光光度計來評估。於測定時使用日本分光製造之分光光度計V-670。再者，於V-670安裝有作為積分球單元之「ISN-723」，所測得之透過率相當於全光線透過率。又，測定波長區域為200～1500 nm，掃描速度為200 nm/分鐘，取樣間距為1 nm，關於頻帶寬度，於200～800 nm之波長區域為5 nm，於除此以外之波長區域為20 nm。於測定前進行基準線修正(100%對準)及暗區測定(0%對準)。於暗區測定時，於採用ISN-723所附帶之硫酸鋇板之狀態下進行。使用所測得之透過率，基於JISZ8781-42013及與其對應之國際標準而算出三刺激值XYZ，根據各刺激值算出亮度及色度(光源C/10°)。又，結晶化玻璃之擴散透過率係使用與上述相同之機種，於採用ISN-723所附帶之硫酸鋇板之狀態下設置測定試樣，進行測定。
析出結晶係使用X射線繞射裝置(RIGAKU製造之全自動多目的水平型X射線繞射裝置Smart Lab)進行評估。掃描模式為2θ/θ測定，掃描類型為連續掃描，散射及發散狹縫寬度為1°，受光狹縫寬度為0.2°，測定範圍為10～60°，測定步進數為0.1°，掃描速度為5°/分鐘，使用搭載於同機種封裝體之分析軟體進行主結晶及結晶粒徑之評估。又，主結晶之平均微晶尺寸係基於德拜-謝樂(Debeye-Sherrer)法，使用所測得之X射線繞射峰值算出。再者，於平均微晶尺寸算出用測定中，掃描速度為1°/分鐘。
熱膨脹係數係使用加工成20 mm×3.8 mmϕ之結晶化玻璃試樣，藉由於30～380℃及30～750℃之溫度區域所測得之平均線熱膨脹係數進行評估。於測定中使用NETZSCH製造之Dilatometer。又，使用同一測定器，測量30～750℃之溫度區域之熱膨脹曲線，算出其反曲點，藉此評估結晶化前之結晶性玻璃之玻璃轉移溫度。
楊氏模數、剛性模數及泊松比係對藉由分散有1200號氧化鋁粉末之研磨液研磨表面而成之板狀試樣(40 mm×20 mm×20 mm)，使用自由共振式彈性模數測定裝置(Nihon Techno-Plus製造之JE-RT3)，於室溫環境下進行測定。
密度係藉由阿基米德法進行評估。
應變點、徐冷點係藉由纖維伸長法進行評估。再者，藉由吹製法對結晶性玻璃製作纖維試樣。
β-OH值係使用FT-IR(Fourier Transform infrared spectroscopy，傅立葉轉換紅外線光譜)Frontier(Perkin Elmer公司製造)測定玻璃之透過率，並使用下述式求出。再者，掃描速度為100 μm/min，取樣間距為1 cm -1，掃描次數為每1回測定10次。
β-OH值＝(1/X)log10(T 1/T 2) X：玻璃壁厚(mm) T 1：參照波長3846 cm -1下之透過率(%) T 2：羥基吸收波長3600 cm -1附近下之最小透過率(%)
高溫黏度係藉由鉑球提拉法進行評估。於評估時，將塊狀玻璃試樣破碎成適當之尺寸，以儘可能不夾帶氣泡之方式投入至氧化鋁製坩堝中。繼而對氧化鋁坩堝進行加熱，使試樣為熔融液狀態，求出複數個溫度下之玻璃之黏度之測量值，算出Vogel-Fulcher式之常數，製作黏度曲線，算出各黏度下之溫度。
液相溫度係藉由如下方法進行評估。首先，於約120×20×10 mm之鉑舟填充保持一致為300～500微米之玻璃粉末，投入至電爐中，於1600℃下熔融30分鐘。其後，轉移至具有線性溫度梯度之電爐中，以20小時投入，使失透析出。將測定試樣空氣冷卻至室溫後，觀察鉑舟與玻璃之界面析出之失透，根據電爐之溫度梯度曲線算出失透析出部位之溫度而作為液相溫度。又，將所獲得之液相溫度內插至玻璃之高溫黏度曲線，將相當於液相溫度之黏度設為液相黏度。
折射率nd係使用精密折射率計(島津製作所公司製造之KPR-2000)測得之值。
裂縫產生率係以如下方式進行評估：於保持為濕度30%、溫度25℃之恆溫恆濕槽內，將設定為負載1000 g之維氏壓頭壓入至試樣表面(光學研磨面)15秒，於15秒後對自壓痕之四角產生之裂縫之數量進行計數(每個壓痕最多有4條裂縫)，將壓頭壓入20次，以總裂縫產生數/80×100進行評估。
平面之表面粗糙度Ra係藉由依據JIS B0601：2001之方法所測得之值。
端面之表面粗糙度Ra係藉由依據JIS B0601：2001之方法所測得之值。
起伏係使用觸針式表面形狀測定裝置測定JIS B0601：2001中記載之WCA(濾波中心線彎曲)所得之值，該測定係藉由依據SEMI STD D15-1296「FPD玻璃基板之表面起伏之測定方法」之方法來進行，測定時之截至值為0.8～8 mm，其係於與Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之拉出方向垂直之方向上以300 mm之長度進行測定所得之值。
本發明之實施例No.1～7由於平面及端面之平均表面粗糙度Ra較小，且起伏亦較小，故而為高透光性之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃。 [產業上之可利用性]
本發明之結晶化玻璃能夠應用於油爐、柴爐等之前窗、彩色濾光片或影像感測器用基板等高科技製品用基板、電子零件燒成用調節器、光擴散板、半導體製造用爐心管、半導體製造用遮罩、光學透鏡、尺寸測定用構件、通信用構件、建築用構件、化學反應用容器、電磁調理用頂板、耐熱餐具、耐熱蓋、防火門用窗玻璃、天文望遠鏡用構件、太空光學用構件、顯示器用構件等、化學強化用構件等。尤其適宜作為行動電話、數位相機、PDA(移動終端)等之觸控面板顯示器之覆蓋玻璃。

Claims (12)

  1. 一種Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃，其特徵在於具有平均表面粗糙度Ra為50 nm以下之平面。
  2. 如請求項1之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃，其具有平均表面粗糙度Ra為100 nm以下之端面。
  3. 如請求項1或2之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃，其起伏為10 μm以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃，其壁厚為10 mm以下。
  5. 如請求項1至4中任一項之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃，其為板形狀。
  6. 如請求項1至5中任一項之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃，其以質量%計含有40～90%之SiO 2、5～30%之Al 2O 3、1～10%之Li 2O、0～20%之SnO 2、0～20%之ZrO 2、0～10%之MgO、0～10%之P 2O 5，且β-OH值為2/mm以下。
  7. 如請求項1至6中任一項之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃，其以質量%計含有4%以下之TiO 2。
  8. 如請求項1至7中任一項之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃，其以質量%計含有超過0%之MoO 3。
  9. 一種Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之製造方法，其特徵在於：其係使玻璃原料熔融、成形來製造如請求項1至8中任一項之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之方法，且 玻璃係於存在自由表面之狀態下成形。
  10. 如請求項9之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之製造方法，其係於使玻璃之一部分表面與成形構件接觸之狀態下成形後， 於玻璃轉移溫度以上之溫度下對與成形構件接觸之玻璃之表面進行加熱。
  11. 如請求項9或10之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之製造方法，其係藉由使用燃燒器等之火焰熔融法、利用電加熱之電熔融法、利用雷射照射之熔融法、利用電漿之熔融法、液相合成法、氣相合成法之熔融方法中之任一種方法或將兩種以上方法加以組合來進行熔融。
  12. 如請求項9至11中任一項之Li 2O-Al 2O 3-SiO 2系結晶化玻璃之製造方法，其係藉由溢流法、浮式法、下拉法、流孔下引法、再曳引法、無容器法、吹塑法、加壓法、滾壓法、漏板法、拉管法之成形法中之任一種方法或將兩種以上方法加以組合來進行成形。
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