JP2017535503A - 高硬度透明結晶質ガラス及びその調製方法 - Google Patents
高硬度透明結晶質ガラス及びその調製方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017535503A JP2017535503A JP2017517051A JP2017517051A JP2017535503A JP 2017535503 A JP2017535503 A JP 2017535503A JP 2017517051 A JP2017517051 A JP 2017517051A JP 2017517051 A JP2017517051 A JP 2017517051A JP 2017535503 A JP2017535503 A JP 2017535503A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- temperature
- hardness
- transparent crystalline
- crystalline glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 137
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000006064 precursor glass Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims abstract description 17
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 35
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 31
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 claims description 23
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 16
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 claims description 9
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000004049 embossing Methods 0.000 claims description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 27
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000006124 Pilkington process Methods 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- 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
- 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
- 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
- C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
-
- 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
- C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
本発明は、高硬度透明結晶質ガラス及びその調製方法を提供する。その質量百分比組成はＳｉＯ２５５．０−７０．０％；Ａｌ２Ｏ３１５．０−２０．０％；ＭｇＯ ０−１０．０％；ＺｎＯ ０−１２．５％を含み、且つ、ＭｇＯ或いはＺｎＯ中のいずれか一つを含む。その結晶化されたガラスにはスピネル結晶体の微結晶を含む。本発明は適切な前駆体ガラスを使って熱処理を行い、ガラス基材から結晶化して結晶質を析出し、高硬度透明結晶質ガラスを調製する。そのモース硬さは７より大きく、１ｍｍのガラスの可視光透過率は８０％より大きい；本発明の結晶質ガラスは、普通の光学ガラスのもつ、傷つき易いという問題を克服し、携帯電話の保護パネル、光学機器と通信設備の防護ガラス、磁気ディスク基板、液晶ディスプレイパネル或いはその他光電子部品の防護ガラス等に用いることができる。
Description
本発明は、高硬度透明結晶質ガラス及びその調製方法に関する。本発明は、ガラスセラミックス技術分野に属する。
アップル製品をマークとするタッチ時代の到来により、静電容量方式タッチスクリーンは、その安定的な性能、触感良好等の長所によって、携帯電話、タブレット、タッチスクリーンノートブック等の端末製品においてファーストチョイスとなった。どんなタッチ技術でも、カバープレートは必要不可欠な保護部品であり、ガラスカバープレートは、その高透過性、強い擦り防止等特性によって、カバープレートの主流となっている。
目下、市場における高珪酸アルミニュームカバープレートのガラスのモース硬さは通常６で、当該硬さのガラス素子が携帯電話、タブレット、タッチスクリーンノートブックに装着されるが、砂やホコリには二酸化ケイ素（ＳｉＯ２、モース硬さ７Ｈ）が含まれており、それがスマートフォンのカバープレートガラスに摩擦されると、すり傷や細かい損傷が起き、装置の寿命を短縮させるだけではなく、修理コストを上昇させてしまう。
ガラスカバープレートの硬さを上げるため、一部の業者はサファイアガラスに着目し始めた。サファイアガラスのモース硬さは９Ｈである。カバープレート材料のモース硬さが７Ｈより大きいので、砂による摩耗に耐えられる。サファイアの耐衝撃はガラスより強いが、サファイアガラスの価格は高珪酸アルミニュームガラスに比べて、約１０倍高く、消費エネルギーも約１００倍を超える。１ｍｍのサファイアの可視光透過率は８０％で、透過率は比較的低い。これらのことは電池の寿命を短縮させ、また割れやすい等の欠点をもたらす。
結晶質ガラスは、ガラスの熱処理過程において、ガラスの結晶化を制御することによって得られる、大量の微結晶を含有する固体の多相材料であり、ガラスの高い透明度と、セラミックスの良好な機械性能等のメリットを兼ねる。よって、ガラスの硬さを上げるための効果的な方法がもたらされる。
発明が解決しようとする課題は、高硬度透明結晶質ガラスを提供する。
本発明は更に、上記高硬度透明結晶質ガラスの調製方法を提供する。
本発明は更に、上記高硬度透明結晶質ガラスの調製方法を提供する。
上記課題を解決するために、本発明は、質量百分率で組成がＳｉＯ２ ５５．０−７０．０％；Ａｌ２Ｏ３ １５．０−２０．０％；ＭｇＯ ０−１０．０％；ＺｎＯ ０−１２．５％で、且つ、ＭｇＯ或いはＺｎＯのいずれか一方を含み、結晶化したガラス中にはスピネル結晶体の微結晶を含む、高硬度透明結晶質ガラスを提供する。
更に、前記高硬度透明結晶質ガラスは、ＺｒＯ２ ０−１０．０％；Ｐ２Ｏ５ ０−２．０％；ＴｉＯ２ ０−７．０％；Ｓｂ２Ｏ３ ０−１．５％；ＣｅＯ２ ０−０．５％；Ｎａ２Ｏ ０−２．０％；Ｋ２Ｏ ０−２．０％；Ｙ２Ｏ３ ０−２．０％；Ｌａ２Ｏ３ ０−１．０％をも含む。
更に、ＭｇＯ ４−１０．０％又はＺｎＯ ４−１２．５％の少なくとも一方を含む。
更に、記述のガラスのモース硬さ＞７で、かつ、可視光が１ｍｍ透過する率は８０％より大きい。
更に、ＭｇＯ ４−１０．０％又はＺｎＯ ４−１２．５％の少なくとも一方を含む。
更に、記述のガラスのモース硬さ＞７で、かつ、可視光が１ｍｍ透過する率は８０％より大きい。
高硬度透明結晶質ガラスの調製方法であって、当該方法には以下の手順を含む：
（ａ）原料配合
質量比に基づいて原料を計量して、ミキサーに投入して、混合の後、前駆体ガラス原料とする；
（ｂ）製錬
上記前駆体ガラス原料を製錬炉に投入して、高温状態で溶融、清澄を経て、上記前駆体ガラス原料を高温ガラス原液に溶解し、同時に高温ガラス原液の気泡と異物を除去する；
（ｃ）成形及びアニーリング
溶融済みの上記高温ガラス原液を一定の出湯温度において、粗くアニーリングを行う；
（ｄ）熱処理
上述のように粗くアニーリングされたガラスを高温炉に入れて、熱処理し、熱処理完了後はガラスにおいてスピネル結晶体の微結晶を生成し、本発明の高硬度結晶質ガラスを得る。
（ａ）原料配合
質量比に基づいて原料を計量して、ミキサーに投入して、混合の後、前駆体ガラス原料とする；
（ｂ）製錬
上記前駆体ガラス原料を製錬炉に投入して、高温状態で溶融、清澄を経て、上記前駆体ガラス原料を高温ガラス原液に溶解し、同時に高温ガラス原液の気泡と異物を除去する；
（ｃ）成形及びアニーリング
溶融済みの上記高温ガラス原液を一定の出湯温度において、粗くアニーリングを行う；
（ｄ）熱処理
上述のように粗くアニーリングされたガラスを高温炉に入れて、熱処理し、熱処理完了後はガラスにおいてスピネル結晶体の微結晶を生成し、本発明の高硬度結晶質ガラスを得る。
更に、手順（ａ）記述の原料は、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは炭酸塩或いは硝酸塩或いは硫酸塩の形にて導入され、その他の成分は、酸化物の形で導入される。
更に、手順（ｂ）記述の溶解は、温度は１５５０−１６００℃で、時間は４−８ｈで行われ；記述の清澄は、温度は１６００−１６５０℃で、時間は４−１０ｈで行われる。
更に、手順（ｃ）記述の出湯温度は、１５００−１６００℃であり；記述の成形は、熱せられた金型において冷却成形、或いはフロート法、または型押し法によって成形する。
更に、記述の熱せられた金型は、成形過程において金型温度を１００−２００℃に保たれ；記述の冷却は、高温ガラス液を金型に入れるとき、予熱された金型に対してエア・ブロー冷却する。
更に、手順（ｄ）記述の熱処理には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む；記述の結晶核析出の段階に必要な温度は６５０−８００℃で、保持時間は１−４ｈである；記述の微結晶成長の段階に必要な温度は８５０−１０００℃で、保持時間は０．５−４ｈである。
更に、手順（ｂ）記述の溶解は、温度は１５５０−１６００℃で、時間は４−８ｈで行われ；記述の清澄は、温度は１６００−１６５０℃で、時間は４−１０ｈで行われる。
更に、手順（ｃ）記述の出湯温度は、１５００−１６００℃であり；記述の成形は、熱せられた金型において冷却成形、或いはフロート法、または型押し法によって成形する。
更に、記述の熱せられた金型は、成形過程において金型温度を１００−２００℃に保たれ；記述の冷却は、高温ガラス液を金型に入れるとき、予熱された金型に対してエア・ブロー冷却する。
更に、手順（ｄ）記述の熱処理には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む；記述の結晶核析出の段階に必要な温度は６５０−８００℃で、保持時間は１−４ｈである；記述の微結晶成長の段階に必要な温度は８５０−１０００℃で、保持時間は０．５−４ｈである。
本発明では、以下の観点から有利である：適切な前駆体ガラスを使って熱処理を行い、ガラス基材から結晶化して微結晶を析出し、高硬度透明結晶質ガラスを調製する。本発明の調製過程は簡単で、コストは低く、大規模生産に適する。本発明の高硬度透明結晶質ガラスのモース硬さは７より大きく、１ｍｍのガラスの可視光透過率は８０％より大きく、ガラスの高い透明度と、セラミックスの高硬度を含む、物理的・化学的性質を兼ねて有する。本発明の結晶質ガラスは高い機械強度、高い熱安定性、良好な化学安定性をもち、耐磨耗性が良く、電気絶縁性が良く、比較的に良好な可視光性能及び光化学加工性等の特徴を有する。そのうえ、普通の光学ガラスにおける傷つきやすいという問題を克服した。従って、携帯電話の保護パネル、光学機器と通信設備の防護ガラス、磁気ディスク基板、液晶ディスプレイパネル或いはその他光電子部品の防護ガラス等に用いられる。
本発明の高硬度透明結晶質ガラスは、ＺｎＯ（ＭｇＯ）−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系を使う。熔融過程を通じて前駆体ガラスを調製し、前駆体ガラスはアニーリングと熱処理を経て、高硬度結晶質ガラスを調製する。
ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３、及びＭｇＯ或いはＺｎＯは、本発明のガラスを構成する主要成分であり、ＭｇＯ（或いはＺｎＯ）−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２状態図に基づき、本発明において、ＳｉＯ２の含有量は５５．０−７０．０％、Ａｌ２Ｏ３の含有量は１５．０−２０．０％、ＭｇＯの含有量は０−１０．０％、ＺｎＯの含有量は０−１２．５％である。本発明のガラスはＭｇＯとＺｎＯのいずれか一つを必ず含有する。ＭｇＯとＺｎＯの含有量がこの範囲を超えた場合は、ガラスにはその他の結晶体が現れ、ガラスの透明度を下げてしまい、要求を満たさなくなる。上記成分の含有量の範囲においては、ガラスにマグネシアアルミナ尖晶石、或いは亜鉛アルミナ尖晶石微結晶の少なくともいずれか一方を形成する。好ましくは、ＭｇＯの含有量は４−１０．０％で、ＺｎＯの含有量は４−１２．５％である。
ＺｒＯ２、Ｐ２Ｏ５、およびＴｉＯ２はガラスの結晶体の核化剤であり、通常さまざまな核化剤を用いることによって、結晶核の数量が多くなり、結晶化後、結晶体のサイズが小さくて均一になり、透過率が均一になる。ＺｒＯ２は溶解温度が高いため、含有量は通常１０．０％を超えない；Ｐ２Ｏ５は含有量が多すぎると相分離現象が起きるため、通常２．０％を超えない；ＴｉＯ２は主要核化剤であり、その含有量は通常７．０％を超えない。ＴｉＯ２の含有量が多すぎると、核形成により形成されたチタン酸塩の硬さが低くなり、ガラスの硬さに影響を与える。
Ｓｂ２Ｏ３とＣｅＯ２は清澄剤であり、両者は同時に使わない。Ｓｂ２Ｏ３の含有量は１．５％を超えない。多すぎると清澄作用にならなくなる。ＣｅＯ２の含有量は０．５％を超えない。多すぎるとガラスの可視光透過率が低下してしまう。
Ｎａ２ＯとＫ２Ｏは溶解補助剤であり、溶解温度と清澄温度を下げる。但しＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量はどちらも２％を超えてはならない。多すぎるとガラスの硬さが低下してしまう。
Ｙ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３は別途追加する添加剤であり、ガラスの硬さを低下させない前提で、ガラス溶解温度を少し下げることができる。但しその量は多すぎてはならない。Ｙ２Ｏ３の含有量は２．０％を超えてはならず、Ｌａ２Ｏ３の含有量は１．０％を超えてはならない。
本発明の調製方法は以下の手順を含む：
（ａ）原料配合
前駆体ガラスの質量組成に基づいて、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏを炭酸塩、硝酸塩或いは硫酸塩の形で導入し、その他の成分を酸化物の形で導入する。質量比によって、原料を計量して、ミキサーに投入して、混合の後前駆体ガラス原料を得る；
（ｂ）製錬
上記前駆体ガラス原料を製錬炉に投入して、高温状態で溶融、清澄を経て、前駆体ガラス原料を高温ガラス原液に溶解し、同時に高温ガラス原液の気泡と異物を除去する；
（ｃ）成形及びアニーリング
熔融済みの高温ガラス原液を一定の出湯温度で、熱せられた金型において冷却成形するか、或いはフロート法や、型押し法によって成形し、成形されたガラスをマッフル炉において粗くアニーリングを行う；
（ｄ）熱処理
上述のように粗くアニーリングされたガラスを高温炉またはマッフル炉に投入して熱処理し、熱処理終了後はガラスにおいて、スピネル結晶体の微結晶を生成し、本発明の高硬度結晶質ガラスを得る。
（ａ）原料配合
前駆体ガラスの質量組成に基づいて、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏを炭酸塩、硝酸塩或いは硫酸塩の形で導入し、その他の成分を酸化物の形で導入する。質量比によって、原料を計量して、ミキサーに投入して、混合の後前駆体ガラス原料を得る；
（ｂ）製錬
上記前駆体ガラス原料を製錬炉に投入して、高温状態で溶融、清澄を経て、前駆体ガラス原料を高温ガラス原液に溶解し、同時に高温ガラス原液の気泡と異物を除去する；
（ｃ）成形及びアニーリング
熔融済みの高温ガラス原液を一定の出湯温度で、熱せられた金型において冷却成形するか、或いはフロート法や、型押し法によって成形し、成形されたガラスをマッフル炉において粗くアニーリングを行う；
（ｄ）熱処理
上述のように粗くアニーリングされたガラスを高温炉またはマッフル炉に投入して熱処理し、熱処理終了後はガラスにおいて、スピネル結晶体の微結晶を生成し、本発明の高硬度結晶質ガラスを得る。
上記手順（ａ）のミキサー７ではＶ型ミキサーを使うことができる。上記手順（ｂ）においては高温で溶解し、その温度は１５５０−１６００℃、時間は４−８ｈとする；高温で清澄し、その温度は１６００−１６５０℃、時間は４−１０ｈとする；記述の製錬炉には電気炉或いはるつぼ炉を使う。上記手順（ｃ）の熱せられた金型の出湯温度は１５００−１６００℃である；熱せられた金型は、成形過程において、金型温度を１００−２００℃に保たれる；冷却は、高温ガラス液を金型に投入するとき、予熱された金型に対してエア・ブロー冷却を行う；上記手順（ｄ）の熱処理過程には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む。結晶核析出段階に必要な温度は６５０−８００℃で、保持時間は１−４ｈである；微結晶成長段階に必要な温度は８５０−１０００℃で、保持時間は０．５−４ｈである。
本発明は前駆ガラスになるものを熱処理し、ガラス基材から結晶化して微結晶を析出させる方法で、高硬度の結晶質ガラスを調製し、そのモース硬さは７より大きく、強いては７．５以上になる。１ｍｍのガラスの可視光透過率は８０％より大きい。本発明で調製する高硬度結晶質ガラスは高硬度、高い機械強度、高い熱安定性、良好な化学安定性をもち、耐磨耗性が良く、電気絶縁性が良く、透明性を有し、及び光化学加工が可能な特徴を有し、携帯電話保護パネル、光学機器と通信設備の防護ガラス、磁気ディスク基板、液晶ディスプレイパネル等に用いることができる。
実施例１：
先ず、質量比に基づいて６２％のＳｉＯ２、１８％のＡｌ２Ｏ３、１０％のＭｇＯ、５％のＴｉＯ２、３％のＺｒＯ２、０．５％のＰ２Ｏ５と、１．５％の清澄剤Ｓｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をＶ型ミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１６００℃の温度で８時間溶解し、１６５０℃の温度で１０時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１６００℃で出湯して、金型によって成形する；金型温度は２００℃で、成形時にはエア・ブロー冷却を行い、調製で得られたガラスを６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングする。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を７５０℃に保持し、２ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を９５０℃程度まで上昇させて、微結晶成長段階に入り、２ｈ維持すると、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスに対する可視光透過率は８０％以上となる。
先ず、質量比に基づいて６２％のＳｉＯ２、１８％のＡｌ２Ｏ３、１０％のＭｇＯ、５％のＴｉＯ２、３％のＺｒＯ２、０．５％のＰ２Ｏ５と、１．５％の清澄剤Ｓｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をＶ型ミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１６００℃の温度で８時間溶解し、１６５０℃の温度で１０時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１６００℃で出湯して、金型によって成形する；金型温度は２００℃で、成形時にはエア・ブロー冷却を行い、調製で得られたガラスを６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングする。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を７５０℃に保持し、２ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を９５０℃程度まで上昇させて、微結晶成長段階に入り、２ｈ維持すると、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスに対する可視光透過率は８０％以上となる。
実施例２：
先ず、質量比に基づいて６０％のＳｉＯ２、２０％のＡｌ２Ｏ３、８％のＭｇＯ、１％のＫ２Ｏ、１％のＮａ２Ｏ、５％のＴｉＯ２、３％のＺｒＯ２、０．５％のＰ２Ｏ５と、１．５％の清澄剤Ｓｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１６００℃の温度で４時間溶解し、１６５０℃の温度で４時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１５５０℃で出湯して、フロート法による成形でガラスを製造して、６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングを行う。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を７００℃に保持し、４ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を９００℃程度まで上昇させて、微結晶成長段階に入り、３ｈ維持すると、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
先ず、質量比に基づいて６０％のＳｉＯ２、２０％のＡｌ２Ｏ３、８％のＭｇＯ、１％のＫ２Ｏ、１％のＮａ２Ｏ、５％のＴｉＯ２、３％のＺｒＯ２、０．５％のＰ２Ｏ５と、１．５％の清澄剤Ｓｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１６００℃の温度で４時間溶解し、１６５０℃の温度で４時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１５５０℃で出湯して、フロート法による成形でガラスを製造して、６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングを行う。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を７００℃に保持し、４ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を９００℃程度まで上昇させて、微結晶成長段階に入り、３ｈ維持すると、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
実施例３：
先ず、質量比に基づいて、５５％のＳｉＯ２、２０％のＡｌ２Ｏ３、１０％のＭｇＯ、２％のＫ２Ｏ、７％のＴｉＯ２、５．５％のＺｒＯ２と、０．５％の清澄剤Ｓｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１５５０℃の温度で８時間溶解し、１６５０℃の温度で８時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１５５０℃で出湯して、圧縮法による成形によってガラスを製造して、６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングを行う。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を７００℃に保持し、４ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を９００℃ぐらいまで上昇して、微結晶成長段階に入り、４ｈ維持すると、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
先ず、質量比に基づいて、５５％のＳｉＯ２、２０％のＡｌ２Ｏ３、１０％のＭｇＯ、２％のＫ２Ｏ、７％のＴｉＯ２、５．５％のＺｒＯ２と、０．５％の清澄剤Ｓｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１５５０℃の温度で８時間溶解し、１６５０℃の温度で８時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１５５０℃で出湯して、圧縮法による成形によってガラスを製造して、６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングを行う。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を７００℃に保持し、４ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を９００℃ぐらいまで上昇して、微結晶成長段階に入り、４ｈ維持すると、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
実施例４：
先ず、質量比に基づいて、６５％のＳｉＯ２、１５％のＡｌ２Ｏ３、１０％のＭｇＯ、２％のＮａ２Ｏ、５％のＴｉＯ２、１％のＺｒＯ２、０．５％のＰ２Ｏ５と、１．５％の清澄剤Ｓｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
その他の試験条件と手順は、実施例３と同一である。すなわち、ガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
先ず、質量比に基づいて、６５％のＳｉＯ２、１５％のＡｌ２Ｏ３、１０％のＭｇＯ、２％のＮａ２Ｏ、５％のＴｉＯ２、１％のＺｒＯ２、０．５％のＰ２Ｏ５と、１．５％の清澄剤Ｓｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
その他の試験条件と手順は、実施例３と同一である。すなわち、ガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
実施例５：
先ず、質量比に基づいて、６２％のＳｉＯ２、２０％のＡｌ２Ｏ３、４％のＭｇＯ、４％のＺｎＯ、１％のＫ２Ｏ、１％のＮａ２Ｏ、５％のＴｉＯ２、１％のＺｒＯ２、０．５％のＰ２Ｏ５と、１．５％のＳｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
その他の試験条件と手順は、実施例３と同一である。すなわち、ガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
先ず、質量比に基づいて、６２％のＳｉＯ２、２０％のＡｌ２Ｏ３、４％のＭｇＯ、４％のＺｎＯ、１％のＫ２Ｏ、１％のＮａ２Ｏ、５％のＴｉＯ２、１％のＺｒＯ２、０．５％のＰ２Ｏ５と、１．５％のＳｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
その他の試験条件と手順は、実施例３と同一である。すなわち、ガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
実施例６：
先ず、質量比に基づいて、６５．０％のＳｉＯ２、１６．０％のＡｌ２Ｏ３、１２．５％のＺｎＯ、６．０％のＺｒＯ２と、０．５％のＳｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１６００℃の温度で８時間溶解し、１６５０℃の温度で８時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１６００℃で出湯して、温度２００℃の金型にエア・ブロー冷却し、金型を介して形成され、得られたガラスは、６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングされる。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と結晶質成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を８００℃に保持し、４ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を１０００℃程度まで上昇させて、結晶質成長段階に入り、３ｈ継続し、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８．０の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８５％以上となる。
先ず、質量比に基づいて、６５．０％のＳｉＯ２、１６．０％のＡｌ２Ｏ３、１２．５％のＺｎＯ、６．０％のＺｒＯ２と、０．５％のＳｂ２Ｏ３を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１６００℃の温度で８時間溶解し、１６５０℃の温度で８時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１６００℃で出湯して、温度２００℃の金型にエア・ブロー冷却し、金型を介して形成され、得られたガラスは、６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングされる。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と結晶質成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を８００℃に保持し、４ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を１０００℃程度まで上昇させて、結晶質成長段階に入り、３ｈ継続し、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石微結晶が形成され、モース硬さ８．０の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８５％以上となる。
実施例７：
先ず、質量比に基づいて、６０．５％のＳｉＯ２、１６％のＡｌ２Ｏ３、１２．５％のＺｎＯ、２．０％のＹ２Ｏ３、１．０％のＬａ２Ｏ３、１．０％のＮａ２Ｏ、０．５％のＫ２Ｏ、６．０％のＺｒＯ２と、０．５％のＣｅＯ２を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１６００℃の温度で８時間溶解し、１６００℃の温度で８時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１６００℃で出湯して、金型によって成形する；温度２００℃の金型で、成形時にエア・ブロー冷却して、ガラスを製造して、６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングを行う。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を７５０℃に保持し、２ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を９５０℃程度まで上昇させて、微結晶成長段階に入り、１ｈ維持すると、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石結晶質が形成され、モース硬さ７．５の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質のガラス可視光透過率は８０％以上となる。
先ず、質量比に基づいて、６０．５％のＳｉＯ２、１６％のＡｌ２Ｏ３、１２．５％のＺｎＯ、２．０％のＹ２Ｏ３、１．０％のＬａ２Ｏ３、１．０％のＮａ２Ｏ、０．５％のＫ２Ｏ、６．０％のＺｒＯ２と、０．５％のＣｅＯ２を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１６００℃の温度で８時間溶解し、１６００℃の温度で８時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１６００℃で出湯して、金型によって成形する；温度２００℃の金型で、成形時にエア・ブロー冷却して、ガラスを製造して、６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングを行う。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を７５０℃に保持し、２ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を９５０℃程度まで上昇させて、微結晶成長段階に入り、１ｈ維持すると、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石結晶質が形成され、モース硬さ７．５の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質のガラス可視光透過率は８０％以上となる。
実施例８：
先ず、質量比に基づいて、６０％のＳｉＯ２、１７．５％のＡｌ２Ｏ３、１２．５％のＺｎＯ、２％のＹ２Ｏ３、１％のＬａ２Ｏ３、０．３％のＮａ２Ｏ、０．２％のＫ２Ｏ、６．０％のＺｒＯ２と、０．５％のＣｅＯ２を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１６００℃の温度で８時間溶解し、１６５０℃の温度で８時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１５５０℃で出湯して、温度１００℃の金型にエア・ブロー冷却し、金型を介して形成され、得られたガラスは、６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングされる。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と結晶質成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を８５０℃に保持し、２ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を９５０℃程度まで上昇させて、微結晶成長段階に入り、０．５ｈ維持すると、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石結晶質が形成され、モース硬さ７．５の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
先ず、質量比に基づいて、６０％のＳｉＯ２、１７．５％のＡｌ２Ｏ３、１２．５％のＺｎＯ、２％のＹ２Ｏ３、１％のＬａ２Ｏ３、０．３％のＮａ２Ｏ、０．２％のＫ２Ｏ、６．０％のＺｒＯ２と、０．５％のＣｅＯ２を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
次に配合済みの前駆体ガラス原料を電気炉内に投入して、１６００℃の温度で８時間溶解し、１６５０℃の温度で８時間清澄し、それから熔融済みのガラス液を１５５０℃で出湯して、温度１００℃の金型にエア・ブロー冷却し、金型を介して形成され、得られたガラスは、６８０℃のマッフル炉で粗くアニーリングされる。
調製で得たガラスを高温炉内で熱処理する。当該熱処理過程には、結晶核析出と結晶質成長の二つの段階を含む。そのうち、結晶核析出の段階においては、マッフル炉内の温度を８５０℃に保持し、２ｈ維持してガラスにできるだけ多くの結晶核を生成させ、続いてマッフル炉内の温度を９５０℃程度まで上昇させて、微結晶成長段階に入り、０．５ｈ維持すると、最終的にガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石結晶質が形成され、モース硬さ７．５の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
実施例９：
先ず、質量比に基づいて、６２％のＳｉＯ２、１６％のＡｌ２Ｏ３、１２．３％のＺｎＯ、２％のＹ２Ｏ３、１％のＬａ２Ｏ３、０．１％のＮａ２Ｏ、０．１％のＫ２Ｏ、６．０％のＺｒＯ２と、０．５％のＣｅＯ２を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
その他の試験条件と手順は、実施例８と同一である。すなわち、ガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石結晶質が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
先ず、質量比に基づいて、６２％のＳｉＯ２、１６％のＡｌ２Ｏ３、１２．３％のＺｎＯ、２％のＹ２Ｏ３、１％のＬａ２Ｏ３、０．１％のＮａ２Ｏ、０．１％のＫ２Ｏ、６．０％のＺｒＯ２と、０．５％のＣｅＯ２を計量して、それら全部をミキサーに投入して十分混合して、前駆体ガラス原料とする。
その他の試験条件と手順は、実施例８と同一である。すなわち、ガラスにおいて、均一のマグネシアアルミナ尖晶石結晶質が形成され、モース硬さ８の高硬度結晶質ガラスが得られ、１ｍｍの結晶質ガラスの可視光透過率は８０％以上となる。
Claims (10)
- 高硬度透明結晶質ガラスであり、その成分は質量百分率でＳｉＯ２ ５５．０−７０．０％；Ａｌ２Ｏ３ １５．０−２０．０％；ＭｇＯ ０−１０．０％；ＺｎＯ ０−１２．５％を含み、ＭｇＯ或いはＺｎＯのいずれか一方を必ず含有し、結晶化したガラス中にはスピネル結晶体の微結晶を含む。
- 請求項１記述の高硬度透明結晶質ガラスであり、更にＺｒＯ２ ０−１０．０％；Ｐ２Ｏ５ ０−２．０％；ＴｉＯ２ ０−７．０％；Ｓｂ２Ｏ３ ０−１．５％；ＣｅＯ２ ０−０．５％；Ｎａ２Ｏ ０−２．０％；Ｋ２Ｏ ０−２．０％；Ｙ２Ｏ３ ０−２．０％；Ｌａ２Ｏ３ ０−１．０％を含む。
- 請求項１或いは２のいずれかに記述の高硬度透明結晶質ガラスであり、ＭｇＯ ４−１０．０％又はＺｎＯ ４−１２．５％の少なくとも一方を含む。
- 請求項１或いは２のいずれかに記述の高硬度透明結晶質ガラスであり、前記ガラスのモース硬さ＞７で、かつ、可視光が１ｍｍ透過する率は８０％より大きい。
- 高硬度透明結晶質ガラスの調製方法であり、当該方法は以下の手順を含む：
（ａ）原料配合
質量比に基づいて原料を計量して、ミキサーに投入して、混合の後、前駆体ガラス原料とする；
（ｂ）製錬
上記前駆体ガラス原料を製錬炉に投入して、高温状態で溶融、清澄を経て、上記前駆体ガラス原料を高温ガラス原液に溶解し、同時に高温ガラス原液の気泡と異物を除去する；
（ｃ）成形及びアニーリング
溶融済みの上記高温ガラス原液を一定の出湯温度において、粗くアニーリングを行う；
（ｄ）熱処理
上述のように粗くアニーリングされたガラスを高温炉に入れて、熱処理し、熱処理完了後はガラスにおいてスピネル結晶体の微結晶を生成し、本発明の高硬度結晶質ガラスを得る。 - 請求項５記述の高硬度透明結晶質ガラスの調製方法であり、手順（ａ）記述の原料は、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは炭酸塩或いは硝酸塩或いは硫酸塩の形にて導入され、その他の成分は、酸化物の形で導入される。
- 請求項５記述の高硬度透明結晶質ガラスの調製方法であり、手順（ｂ）記述の溶解は、温度は１５５０−１６００℃で、時間は４−８ｈで行われ；記述の清澄は、温度は１６００−１６５０℃で、時間は４−１０ｈで行われる。
- 請求項５記述の高硬度透明結晶質ガラスの調製方法であり、手順（ｃ）記述の出湯温度は、１５００−１６００℃であり；記述の成形は、熱せられた金型において冷却成形、或いはフロート法、または型押し法によって成形する。
- 請求項８記述の高硬度透明結晶質ガラスの調製方法であり、記述の熱せられた金型は、成形過程において金型温度を１００−２００℃に保たれ；記述の冷却は、高温ガラス液を金型に入れるとき、予熱された金型に対してエア・ブロー冷却する。
- 請求項５記述の高硬度透明結晶質ガラスの調製方法であり、手順（ｄ）記述の熱処理には、結晶核析出と微結晶成長の二つの段階を含む；記述の結晶核析出の段階に必要な温度は６５０−８００℃で、保持時間は１−４ｈである；記述の微結晶成長の段階に必要な温度は８５０−１０００℃で、保持時間は０．５−４ｈである。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2014106635037 | 2014-11-19 | ||
| CN201410663503.7A CN105601116A (zh) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | 高硬度透明微晶玻璃及其制备方法 |
| PCT/CN2015/090236 WO2016078473A1 (zh) | 2014-11-19 | 2015-09-22 | 高硬度透明微晶玻璃及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017535503A true JP2017535503A (ja) | 2017-11-30 |
| JP6546276B2 JP6546276B2 (ja) | 2019-07-17 |
Family
ID=55981548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017517051A Active JP6546276B2 (ja) | 2014-11-19 | 2015-09-22 | 高硬度透明結晶質ガラス及びその調製方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10252939B2 (ja) |
| JP (1) | JP6546276B2 (ja) |
| CN (2) | CN105601116A (ja) |
| WO (1) | WO2016078473A1 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106587612A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-04-26 | 成都光明光电有限责任公司 | 玻璃组合物及其制备方法 |
| CN107235633A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-10-10 | 梧州水森林纳米材料科技有限公司 | 透明纳米晶玻璃及其制备方法 |
| US11192818B2 (en) * | 2017-11-30 | 2021-12-07 | Corning Incorporated | Ion exchangeable, transparent gahnite-spinel glass ceramics with high hardness and modulus |
| CN115504675B (zh) | 2017-12-19 | 2024-04-30 | 欧文斯科宁知识产权资产有限公司 | 高性能玻璃纤维组合物 |
| CN108516688A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-09-11 | 四川名微晶科技股份有限公司 | 一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法 |
| CN109160737A (zh) * | 2018-08-01 | 2019-01-08 | 广东博德精工建材有限公司 | 一种微晶玻璃熔块、微晶玻璃陶瓷复合砖及其制作方法 |
| CN112456806B (zh) * | 2018-10-26 | 2022-04-12 | 成都光明光电股份有限公司 | 微晶玻璃、微晶玻璃制品及其制造方法 |
| CN109809696A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-05-28 | 温州市康尔微晶器皿有限公司 | 一种镁铝硅尖晶石微晶玻璃 |
| CN109928639A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-25 | 无锡麦格拉斯新材料有限公司 | 一种用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料及其制备方法 |
| CN112811820A (zh) * | 2019-02-25 | 2021-05-18 | 秦皇岛玻璃工业研究设计院有限公司 | 一种微晶玻璃 |
| TW202108533A (zh) | 2019-06-27 | 2021-03-01 | 美商康寧公司 | 玻璃陶瓷及其製法 |
| RU2713170C1 (ru) * | 2019-07-11 | 2020-02-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Литой стеклокристаллический материал |
| CN114907014B (zh) * | 2020-06-29 | 2023-09-29 | 成都光明光电股份有限公司 | 微晶玻璃、微晶玻璃制品及其制造方法 |
| CN112125526B (zh) * | 2020-09-26 | 2022-10-14 | 湖北蓝晶元光电科技发展有限公司 | 一种微晶玻璃盖板及其制备方法 |
| CN112174533B (zh) * | 2020-10-26 | 2022-04-01 | 常熟佳合显示科技有限公司 | 一种白色高铝微晶玻璃及其制备方法 |
| CN114014550A (zh) * | 2020-12-31 | 2022-02-08 | 成都光明光电股份有限公司 | 微晶玻璃、微晶玻璃制品及其制造方法 |
| CN114716148B (zh) * | 2021-01-05 | 2024-06-14 | 长春理工大学 | 一种可见光/激光/红外/雷达兼容隐身材料及其制备方法 |
| CN112624618B (zh) * | 2021-01-12 | 2022-09-09 | 科立视材料科技有限公司 | 一种彩色微晶玻璃及其制备方法 |
| CN114195390B (zh) * | 2022-01-06 | 2024-02-20 | 湖南万润新材料科技有限公司 | 一种黑色微晶玻璃及其制备方法 |
| CN115057621B (zh) * | 2022-03-29 | 2023-08-18 | 东华大学 | 一种无色透明镁铝硅微晶玻璃及其制备方法 |
| CN115010347B (zh) * | 2022-05-31 | 2024-05-10 | 杭州乾智坤达新材料科技有限公司 | 一种微晶玻璃制品的生产方法 |
| CN114988863B (zh) * | 2022-06-29 | 2023-06-23 | 江苏师范大学 | 非晶晶化制备镁铝尖晶石透明陶瓷的方法 |
| CN115784616A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-14 | 常熟佳合显示科技有限公司 | 一种mas微晶玻璃及其制备方法 |
| CN118164678A (zh) * | 2022-12-23 | 2024-06-11 | 重庆鑫景特种玻璃有限公司 | 一种具有高耐划伤性的强化微晶玻璃 |
| CN116332512A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-06-27 | 东北大学 | 一种利用赤泥尾渣制备透明玻璃和内含针状晶体微晶玻璃的方法 |
| CN117303743B (zh) * | 2023-11-28 | 2024-02-20 | 常熟佳合显示科技有限公司 | 一种镁铝硅微晶玻璃及其制备方法 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6360127A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-16 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 高硬度高膨張性結晶化ガラス |
| JPH01239036A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-25 | F G K:Kk | 高強度ガラス |
| JPH04275947A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-10-01 | Corning Inc | 透明な青から黒色ガラスセラミック品およびその製造方法 |
| JPH05213629A (ja) * | 1991-10-09 | 1993-08-24 | Corning Inc | 半透明性可変ガラスセラミック品およびその製造方法 |
| JPH0977531A (ja) * | 1994-11-01 | 1997-03-25 | Corning Inc | ガラスセラミック製品およびその製造方法 |
| JPH1171134A (ja) * | 1997-03-31 | 1999-03-16 | Corning Inc | ガラスセラミック |
| JPH11335139A (ja) * | 1998-02-26 | 1999-12-07 | Corning Inc | 高温寸法安定度を有する透明ガラスセラミックの製造方法 |
| JP2000143289A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-23 | Corning Inc | 低膨張ガラスセラミックス |
| JP2005145813A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-06-09 | Schott Ag | ガラスセラミックおよびその製造方法 |
| JP2010505718A (ja) * | 2006-05-31 | 2010-02-25 | コーニング インコーポレイテッド | 透明ガラスセラミック防護具 |
| JP2012046413A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Schott Ag | 透明なガラスセラミックス |
| JP2014500844A (ja) * | 2010-11-04 | 2014-01-16 | コーニング インコーポレイテッド | 可視透過率の高い無ヒ素スピネルガラスセラミック |
| JP2014114200A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-06-26 | Ohara Inc | 結晶化ガラスおよび情報記録媒体用結晶化ガラス基板 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3681102A (en) * | 1970-03-27 | 1972-08-01 | Corning Glass Works | Transparent glass-ceramic articles comprising zinc spinel |
| US5028567A (en) * | 1988-05-24 | 1991-07-02 | 501 Kabushiki Kaisha Ohara | Glass-ceramics |
| US4940674A (en) * | 1989-11-13 | 1990-07-10 | Corning Incorporated | High strength, haze-free, transparent glass-ceramics |
| US5910459A (en) * | 1995-10-31 | 1999-06-08 | Corning Incorporated | Glass-ceramic containing a stabilized hexacelsian crystal structure |
| JP2000203880A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-07-25 | Ohara Inc | 情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板及びその製造方法、並びに情報記憶媒体ディスク |
| CN101466534A (zh) * | 2006-05-31 | 2009-06-24 | 康宁股份有限公司 | 透明玻璃-陶瓷装甲 |
| CN1944300B (zh) * | 2006-10-25 | 2011-02-02 | 成都光明光电股份有限公司 | 低膨胀系数微晶玻璃及其热处理方法 |
| WO2010002477A1 (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | Corning Incorporated | Durable glass-ceramic housings/enclosures for electronic devices |
| JP6765748B2 (ja) * | 2015-06-04 | 2020-10-07 | 株式会社オハラ | 結晶化ガラス及び結晶化ガラス基板 |
| JP6866850B2 (ja) * | 2015-12-16 | 2021-04-28 | 日本電気硝子株式会社 | 支持結晶化ガラス基板及びこれを用いた積層体 |
-
2014
- 2014-11-19 CN CN201410663503.7A patent/CN105601116A/zh active Pending
- 2014-11-19 CN CN202010354595.6A patent/CN111348835A/zh not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-09-22 US US15/514,023 patent/US10252939B2/en active Active
- 2015-09-22 WO PCT/CN2015/090236 patent/WO2016078473A1/zh active Application Filing
- 2015-09-22 JP JP2017517051A patent/JP6546276B2/ja active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6360127A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-16 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 高硬度高膨張性結晶化ガラス |
| JPH01239036A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-25 | F G K:Kk | 高強度ガラス |
| JPH04275947A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-10-01 | Corning Inc | 透明な青から黒色ガラスセラミック品およびその製造方法 |
| JPH05213629A (ja) * | 1991-10-09 | 1993-08-24 | Corning Inc | 半透明性可変ガラスセラミック品およびその製造方法 |
| JPH0977531A (ja) * | 1994-11-01 | 1997-03-25 | Corning Inc | ガラスセラミック製品およびその製造方法 |
| JPH1171134A (ja) * | 1997-03-31 | 1999-03-16 | Corning Inc | ガラスセラミック |
| JPH11335139A (ja) * | 1998-02-26 | 1999-12-07 | Corning Inc | 高温寸法安定度を有する透明ガラスセラミックの製造方法 |
| JP2000143289A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-23 | Corning Inc | 低膨張ガラスセラミックス |
| JP2005145813A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-06-09 | Schott Ag | ガラスセラミックおよびその製造方法 |
| JP2010505718A (ja) * | 2006-05-31 | 2010-02-25 | コーニング インコーポレイテッド | 透明ガラスセラミック防護具 |
| JP2012046413A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Schott Ag | 透明なガラスセラミックス |
| JP2014500844A (ja) * | 2010-11-04 | 2014-01-16 | コーニング インコーポレイテッド | 可視透過率の高い無ヒ素スピネルガラスセラミック |
| JP2014114200A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-06-26 | Ohara Inc | 結晶化ガラスおよび情報記録媒体用結晶化ガラス基板 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 牧島亮男 他: ""ガラス材料設計支援システム：ＶｉｔｒＥＳ"", ＦＵＪＩＴＳＵ, vol. 第44巻第6号, JPN6017012715, 10 November 1993 (1993-11-10), JP, pages 560 - 565, ISSN: 0003912143 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10252939B2 (en) | 2019-04-09 |
| US20170283307A1 (en) | 2017-10-05 |
| CN111348835A (zh) | 2020-06-30 |
| JP6546276B2 (ja) | 2019-07-17 |
| CN105601116A (zh) | 2016-05-25 |
| WO2016078473A1 (zh) | 2016-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6546276B2 (ja) | 高硬度透明結晶質ガラス及びその調製方法 | |
| JP7048767B2 (ja) | 電子デバイスカバープレート用ガラスセラミック物品およびガラスセラミック | |
| TWI677479B (zh) | 顯示器用玻璃基板 | |
| CN109608047B (zh) | 一种高结晶度钠霞石透明微晶玻璃及其制备方法 | |
| KR101409534B1 (ko) | 평판 디스플레이용 유리 기판 및 그의 제조 방법 | |
| CN110590165B (zh) | 低膨胀微晶玻璃及其制造方法 | |
| TW201708139A (zh) | 結晶化玻璃及結晶化玻璃基板 | |
| CN109265011A (zh) | 一种镁铝硅体系玻璃和高结晶度透明微晶玻璃的制备方法 | |
| KR101409707B1 (ko) | 평판 디스플레이용 유리 기판 및 그의 제조 방법 | |
| KR102551614B1 (ko) | 유리 조성물, 개재물 함량이 낮은 유리와 그 제조 방법 및 이의 응용 | |
| TW202402700A (zh) | 微晶玻璃、微晶玻璃製品及其製造方法 | |
| CN102066273A (zh) | 含稀土元素的玻璃材料和基板以及包括这种基板的器件 | |
| CN110577365A (zh) | 一种纳米晶玻璃陶瓷及其制备方法 | |
| JP2010116315A (ja) | 結晶化ガラス | |
| CN111592225A (zh) | 锂铝硅酸盐纳米晶透明陶瓷、其制备方法及产品 | |
| JPWO2016017558A1 (ja) | 高透過ガラス | |
| CN108863051B (zh) | 一种应用于5g通信移动终端的微晶玻璃浮法制备工艺 | |
| CN111606572A (zh) | 钠铝硅酸盐纳米晶透明陶瓷、其制备方法及产品 | |
| Xiao et al. | Microstructure and properties of Li2O-Al2O3-SiO2-P2O5 glass-ceramics | |
| CN110577364A (zh) | 一种锂铝硅酸盐纳米晶玻璃陶瓷及其制备方法 | |
| JPWO2019202885A1 (ja) | 曲面形状を有する結晶化ガラス部材の製造方法 | |
| TW202400535A (zh) | 微晶玻璃、微晶玻璃製品及其製造方法 | |
| WO2024109495A1 (zh) | 一种3d微晶玻璃及其制备方法、预晶化微晶玻璃 | |
| WO2024017081A1 (zh) | 一种耐酸碱性优异的微晶玻璃及其制备方法和用途 | |
| CN111170642A (zh) | 一种高强高韧的低膨胀锂铝硅系透明微晶玻璃及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180322 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180403 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180611 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181106 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190129 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190611 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190620 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6546276 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |