JP3269529B2 - Li2 O−Al2 O3 −SiO2 系結晶化ガラス - Google Patents
Li2 O−Al2 O3 −SiO2 系結晶化ガラスInfo
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- 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
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- Glass Compositions (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はLi2 O−Al2 O3 −
SiO2 系結晶化ガラスに関するものである。
SiO2 系結晶化ガラスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、石油、薪、その他のストーブ
の前面窓、カラーフィルターやイメージセンサ用基板等
のハイテク製品用基板、電子部品焼成用セッター、電子
レンジ用棚板、電磁調理器用トッププレート、防火戸用
窓ガラス等の材料として、Li2 O−Al2 O3 −Si
O2 系の低膨張な結晶化ガラスが用いられている。例え
ば特公昭39−21049号公報、特公昭40−201
82号公報、特開平1−308845号公報等には、主
結晶としてβ−石英固溶体(Li2 O・Al2 O3 ・n
SiO2 [ただしn≧2])やβ−スポジュメン固溶体
(Li2 O・Al2 O3 ・nSiO2 [ただしn≧
4])を析出してなるLi2 O−Al2 O3 −SiO2
系結晶化ガラスが開示されている。
の前面窓、カラーフィルターやイメージセンサ用基板等
のハイテク製品用基板、電子部品焼成用セッター、電子
レンジ用棚板、電磁調理器用トッププレート、防火戸用
窓ガラス等の材料として、Li2 O−Al2 O3 −Si
O2 系の低膨張な結晶化ガラスが用いられている。例え
ば特公昭39−21049号公報、特公昭40−201
82号公報、特開平1−308845号公報等には、主
結晶としてβ−石英固溶体(Li2 O・Al2 O3 ・n
SiO2 [ただしn≧2])やβ−スポジュメン固溶体
(Li2 O・Al2 O3 ・nSiO2 [ただしn≧
4])を析出してなるLi2 O−Al2 O3 −SiO2
系結晶化ガラスが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記したLi2 O−A
l2 O3 −SiO2 系結晶化ガラスは、熱膨張係数が低
く、機械的強度も高いために優れた熱的特性を有してい
る。また結晶化工程における熱処理条件を変更すること
によって析出結晶を変化させることができるため、同一
組成の原ガラスから、透明な結晶化ガラスと白色不透明
な結晶化ガラスの両方を製造することが可能であり、そ
れぞれの用途に応じて使い分けることができるものであ
る。
l2 O3 −SiO2 系結晶化ガラスは、熱膨張係数が低
く、機械的強度も高いために優れた熱的特性を有してい
る。また結晶化工程における熱処理条件を変更すること
によって析出結晶を変化させることができるため、同一
組成の原ガラスから、透明な結晶化ガラスと白色不透明
な結晶化ガラスの両方を製造することが可能であり、そ
れぞれの用途に応じて使い分けることができるものであ
る。
【0004】ところで近年、エレクトロニクスや精密部
品の分野に透明な結晶化ガラスの需要が拡大しつつある
が、これに伴ってガラスの外観品位に対する要求が厳し
くなってきている。しかしながらこの系の結晶化ガラス
は一般に溶解性が悪く、ガラス中に泡欠陥が生じ易いと
いう問題がある。
品の分野に透明な結晶化ガラスの需要が拡大しつつある
が、これに伴ってガラスの外観品位に対する要求が厳し
くなってきている。しかしながらこの系の結晶化ガラス
は一般に溶解性が悪く、ガラス中に泡欠陥が生じ易いと
いう問題がある。
【0005】本発明の目的は、泡欠陥がなく、外観品位
に優れたLi2 O−Al2 O3 −SiO2 系結晶化ガラ
スを提供することである。
に優れたLi2 O−Al2 O3 −SiO2 系結晶化ガラ
スを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は種々の実験
を行った結果、特定量のMgO、ZnO及びBaOを必
須成分として含有し、しかも、これら成分の合量を1.
6〜3.4重量%にすることにより、上記目的が達成で
きることを見いだし、本発明として提案するものであ
る。
を行った結果、特定量のMgO、ZnO及びBaOを必
須成分として含有し、しかも、これら成分の合量を1.
6〜3.4重量%にすることにより、上記目的が達成で
きることを見いだし、本発明として提案するものであ
る。
【0007】即ち、本発明のLi2O−Al2O3−Si
O2系結晶化ガラスは、重量百分率で、SiO2 60〜
70%、Al2O3 17〜27%、Li2O 3〜6
%、MgO 0.1〜0.9%、ZnO 1〜2%、B
aO 0.1〜0.9%、MgO+ZnO+BaO
1.6〜3.4%、TiO2 1.3〜2.9%、Zr
O21〜3%、P2O5 0.05〜1.9%、Na2O
0.05〜1%、K2O 0.1〜1%の組成を含有
し、主結晶としてβ−石英固溶体又はβ−スポジュメン
固溶体を析出してなることを特徴とする。
O2系結晶化ガラスは、重量百分率で、SiO2 60〜
70%、Al2O3 17〜27%、Li2O 3〜6
%、MgO 0.1〜0.9%、ZnO 1〜2%、B
aO 0.1〜0.9%、MgO+ZnO+BaO
1.6〜3.4%、TiO2 1.3〜2.9%、Zr
O21〜3%、P2O5 0.05〜1.9%、Na2O
0.05〜1%、K2O 0.1〜1%の組成を含有
し、主結晶としてβ−石英固溶体又はβ−スポジュメン
固溶体を析出してなることを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明において、組成範囲を上記のように限定
した理由を以下に述べる。
した理由を以下に述べる。
【0009】SiO2 はガラスのネットワークフォーマ
ーであるとともに結晶を構成する成分であるが、その含
有量が60%より少ないと熱膨張係数が高くなるととも
に機械的強度が低くなり、70%より多いとガラスの溶
解が困難となって泡や失透物等の欠陥が発生する。
ーであるとともに結晶を構成する成分であるが、その含
有量が60%より少ないと熱膨張係数が高くなるととも
に機械的強度が低くなり、70%より多いとガラスの溶
解が困難となって泡や失透物等の欠陥が発生する。
【0010】Al2 O3 は結晶を構成する成分である
が、17%より少ないとガラスの失透性が強くなるとと
もに化学耐久性が低下し、27%より多いとガラスの粘
性が高くなりすぎて均一なガラスが得られなくなる。
が、17%より少ないとガラスの失透性が強くなるとと
もに化学耐久性が低下し、27%より多いとガラスの粘
性が高くなりすぎて均一なガラスが得られなくなる。
【0011】Li2 Oは結晶を構成する成分であるが、
3%より少ないと所望の結晶が析出し難くなるとともに
溶解性が悪くなる。一方、6%より多いとガラスの失透
性が強くなり、成型が困難になる。
3%より少ないと所望の結晶が析出し難くなるとともに
溶解性が悪くなる。一方、6%より多いとガラスの失透
性が強くなり、成型が困難になる。
【0012】MgOは溶解性を向上させ、泡欠陥の発生
を防止する成分であるが、0.1%より少ないとその効
果がなく、泡が発生し易くなる。一方、MgOが0.9
%より多いと熱膨張係数が大きくなって熱的特性が低下
する。また透明結晶化ガラスの場合、TiO2 の存在に
よってガラスが僅かに着色することがあるが、MgOの
含有量が上記範囲を超えるとこの着色が濃くなって透明
性が損なわれる。
を防止する成分であるが、0.1%より少ないとその効
果がなく、泡が発生し易くなる。一方、MgOが0.9
%より多いと熱膨張係数が大きくなって熱的特性が低下
する。また透明結晶化ガラスの場合、TiO2 の存在に
よってガラスが僅かに着色することがあるが、MgOの
含有量が上記範囲を超えるとこの着色が濃くなって透明
性が損なわれる。
【0013】ZnOも溶解性を向上させ、泡欠陥の発生
を防止する成分であるが、1%より少ないとその効果が
なく、2%より多い場合は誘電損失が大きくなって電子
レンジ用途に使用するとホットスポットが発生してしま
う。また透明結晶化ガラスの場合、MgOと同様に着色
が濃くなり過ぎる。
を防止する成分であるが、1%より少ないとその効果が
なく、2%より多い場合は誘電損失が大きくなって電子
レンジ用途に使用するとホットスポットが発生してしま
う。また透明結晶化ガラスの場合、MgOと同様に着色
が濃くなり過ぎる。
【0014】BaOも溶解性を向上させ、泡欠陥の発生
を防止する成分であるが、0.1%より少ないとその効
果がなく、0.9%より多いと熱膨張係数が高くなり過
ぎるとともに誘電損失が大きくなる。
を防止する成分であるが、0.1%より少ないとその効
果がなく、0.9%より多いと熱膨張係数が高くなり過
ぎるとともに誘電損失が大きくなる。
【0015】なお、MgOとZnOとBaOの合量は
1.6〜3.4%の範囲にする必要がある。その理由は
これらの合量が1.6%より少ないとガラスの溶解性が
悪くなり易く、3.4%より多いと結晶化の際に異種結
晶が析出し、強度や耐熱性が低下し易いためである。
1.6〜3.4%の範囲にする必要がある。その理由は
これらの合量が1.6%より少ないとガラスの溶解性が
悪くなり易く、3.4%より多いと結晶化の際に異種結
晶が析出し、強度や耐熱性が低下し易いためである。
【0016】TiO2 は核形成剤として作用するが、
1.3%より少ないと結晶化を促進する効果が得られ
ず、所望の結晶が得られなくなり、2.9%より多いと
液相温度が高くなり、成型作業が困難になる。また透明
結晶化ガラスの場合、ガラスが濃褐色に着色して透明性
が損なわれる。
1.3%より少ないと結晶化を促進する効果が得られ
ず、所望の結晶が得られなくなり、2.9%より多いと
液相温度が高くなり、成型作業が困難になる。また透明
結晶化ガラスの場合、ガラスが濃褐色に着色して透明性
が損なわれる。
【0017】ZrO2 は核形成剤として作用するが、1
%より少ないと結晶化が安定して起こらない。また結晶
が粗大になる結果、透明な結晶化ガラスが得られなくな
る。一方、3%より多いとジルコニアの未溶解物が生
じ、ガラス中に失透物が発生する。
%より少ないと結晶化が安定して起こらない。また結晶
が粗大になる結果、透明な結晶化ガラスが得られなくな
る。一方、3%より多いとジルコニアの未溶解物が生
じ、ガラス中に失透物が発生する。
【0018】なおTiO2 とZrO2 の合量は、2.6
〜5%の範囲にあることが望ましい。これらの合量が
2.6%より少ないと十分な結晶化促進効果が得られ
ず、結晶量が少なくなって機械的強度が低下し易くな
る。一方、これら成分の合量が5%より多いと失透性が
強まり、均一な結晶化ガラスが得難くなる。
〜5%の範囲にあることが望ましい。これらの合量が
2.6%より少ないと十分な結晶化促進効果が得られ
ず、結晶量が少なくなって機械的強度が低下し易くな
る。一方、これら成分の合量が5%より多いと失透性が
強まり、均一な結晶化ガラスが得難くなる。
【0019】P2 O5 は、核形成剤として含有されるZ
rO2 の難溶解性を改善する効果があるが、0.05%
より少ないとその効果がなく、1.9%より多いと分相
し易くなって均一なガラスが得られない。また結晶量が
多くなって透明な結晶化が得難くなる。なおP2 O5 の
含有量は、0.05〜0.9%であることが望ましい。
rO2 の難溶解性を改善する効果があるが、0.05%
より少ないとその効果がなく、1.9%より多いと分相
し易くなって均一なガラスが得られない。また結晶量が
多くなって透明な結晶化が得難くなる。なおP2 O5 の
含有量は、0.05〜0.9%であることが望ましい。
【0020】Na2 Oはガラスの溶解性を向上させる効
果があるが、0.05%より少ないとその効果がなく、
1%より多いとガラスの熱膨張係数及び誘電損失が大き
くなる。
果があるが、0.05%より少ないとその効果がなく、
1%より多いとガラスの熱膨張係数及び誘電損失が大き
くなる。
【0021】K2 Oはガラスの溶解性を向上させる効果
があるが、0.1%より少ないとその効果がなく、1%
を超えると熱膨張係数及び誘電損失が大きくなる。
があるが、0.1%より少ないとその効果がなく、1%
を超えると熱膨張係数及び誘電損失が大きくなる。
【0022】なお、Na2 OとK2 Oの合量は0.5〜
2%であることが好ましい。これら成分の合量が0.5
%未満の場合はガラスの溶解性が悪化し易くなり、2%
を超えると結晶化ガラスの強度や耐熱性が低下し易くな
る。
2%であることが好ましい。これら成分の合量が0.5
%未満の場合はガラスの溶解性が悪化し易くなり、2%
を超えると結晶化ガラスの強度や耐熱性が低下し易くな
る。
【0023】更に、本発明のLi2 O−Al2 O3 −S
iO2 系結晶化ガラスは、上記成分以外にもCaO、P
bO、F2 、Cl2 、CeO2 等の任意成分を各々3%
以下含有させることが可能である。また清澄剤としてA
s2 O3 やSb2 O3 を合量で2%以下含有させること
によってガラスの溶解性、作業性、均一性を向上させる
ことができる。
iO2 系結晶化ガラスは、上記成分以外にもCaO、P
bO、F2 、Cl2 、CeO2 等の任意成分を各々3%
以下含有させることが可能である。また清澄剤としてA
s2 O3 やSb2 O3 を合量で2%以下含有させること
によってガラスの溶解性、作業性、均一性を向上させる
ことができる。
【0024】
【実施例】以下、本発明のLi2 O−Al2 O3 −Si
O2 系結晶化ガラスを実施例に基づいて説明する。
O2 系結晶化ガラスを実施例に基づいて説明する。
【0025】表1〜4は、本発明の実施例(試料No.
1〜6)及び比較例(試料No.7)を示している。
1〜6)及び比較例(試料No.7)を示している。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】
【表4】
【0030】表中の各試料は次のようにして調製した。
【0031】表の組成になるようにガラス原料を調合
し、均一に混合した後、白金坩堝を用いて1580℃で
16時間溶解した。次いで溶融したガラスをカーボン定
盤の上に流し出し、ステンレスローラーを用いて5mm
厚の板ガラスを得、徐冷炉で室温まで冷却した。続いて
各板ガラスを表に示す2通りの熱処理条件で結晶化させ
た後、炉冷して試料を得た。
し、均一に混合した後、白金坩堝を用いて1580℃で
16時間溶解した。次いで溶融したガラスをカーボン定
盤の上に流し出し、ステンレスローラーを用いて5mm
厚の板ガラスを得、徐冷炉で室温まで冷却した。続いて
各板ガラスを表に示す2通りの熱処理条件で結晶化させ
た後、炉冷して試料を得た。
【0032】次に各試料について、泡の発生個数、熱膨
張係数及び主結晶を求めた。
張係数及び主結晶を求めた。
【0033】なお泡の発生個数は、結晶化熱処理前の板
ガラスを用い、実体顕微鏡にて観察し、計数した。熱膨
張係数は、30〜750℃における値を熱膨張計を用い
て求めた。主結晶は、X線回折法により同定した。
ガラスを用い、実体顕微鏡にて観察し、計数した。熱膨
張係数は、30〜750℃における値を熱膨張計を用い
て求めた。主結晶は、X線回折法により同定した。
【0034】表から明らかなように、各試料とも熱処理
条件を変えることによって、−5〜2×10-7/℃の熱
膨張係数を有しβ−石英固溶体を主結晶とする透明結晶
化ガラスと、11〜13×10-7/℃の熱膨張係数を有
しβ−スポジュメン固溶体を主結晶とする白色不透明な
結晶化ガラスの両方が得られた。
条件を変えることによって、−5〜2×10-7/℃の熱
膨張係数を有しβ−石英固溶体を主結晶とする透明結晶
化ガラスと、11〜13×10-7/℃の熱膨張係数を有
しβ−スポジュメン固溶体を主結晶とする白色不透明な
結晶化ガラスの両方が得られた。
【0035】しかし本発明の実施例である試料No.1
〜6は泡が殆ど認められなかったのに対し、比較例であ
る試料No.7は、泡が約350個/kgもあった。
〜6は泡が殆ど認められなかったのに対し、比較例であ
る試料No.7は、泡が約350個/kgもあった。
【0036】これらの事実は、本発明のLi2O−Al2
O3−SiO2系結晶化ガラスが、少量のBaOとZnO
とMgOを必須成分として含有し、しかも、これら成分
の合量が1.6〜3.4%の範囲であるために、泡が大
幅に低減されることを示している。
O3−SiO2系結晶化ガラスが、少量のBaOとZnO
とMgOを必須成分として含有し、しかも、これら成分
の合量が1.6〜3.4%の範囲であるために、泡が大
幅に低減されることを示している。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のLi2 O
−Al2 O3 −SiO2 系結晶化ガラスは溶解性が良好
であり、泡欠陥が生じ難いため、外観品位に優れてい
る。それゆえストーブ前面窓やハイテク製品用基板とし
て好適である。
−Al2 O3 −SiO2 系結晶化ガラスは溶解性が良好
であり、泡欠陥が生じ難いため、外観品位に優れてい
る。それゆえストーブ前面窓やハイテク製品用基板とし
て好適である。
【0038】さらに従来のLi2 O−Al2 O3 −Si
O2 系結晶化ガラスと同様に熱膨張係数が非常に低いた
め、電子部品焼成用セッター、電子レンジ用棚板、電磁
調理器用トッププレート等多くの工業用材料として使用
することも可能である。
O2 系結晶化ガラスと同様に熱膨張係数が非常に低いた
め、電子部品焼成用セッター、電子レンジ用棚板、電磁
調理器用トッププレート等多くの工業用材料として使用
することも可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−172862(JP,A) 特開 昭49−99521(JP,A) 特開 平4−214046(JP,A) 特開 平2−293345(JP,A) 特開 平6−329439(JP,A) 特開 平4−285029(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03C 1/00 - 14/00
Claims (3)
- 【請求項1】 重量百分率で、SiO2 60〜70
%、Al2O3 17〜27%、Li2O 3〜6%、M
gO 0.1〜0.9%、ZnO 1〜2%、BaO
0.1〜0.9%、MgO+ZnO+BaO 1.6〜
3.4%、TiO2 1.3〜2.9%、ZrO2 1〜
3%、P2O5 0.05〜1.9%、Na2O 0.0
5〜1%、K2O 0.1〜1%の組成を含有し、主結
晶としてβ−石英固溶体又はβ−スポジュメン固溶体を
析出してなることを特徴とするLi2O−Al2O3−S
iO2系結晶化ガラス。 - 【請求項2】 TiO 2 とZrO 2 の合量が2.6〜5重
量%であることを特徴とする請求項1のLi 2 O−Al 2
O 3 −SiO 2 系結晶化ガラス。 - 【請求項3】 Na 2 OとK 2 Oの合量が0.5〜2重量
%であることを特徴とする請求項1のLi 2 O−Al 2 O
3 −SiO 2 系結晶化ガラス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35293395A JP3269529B2 (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Li2 O−Al2 O3 −SiO2 系結晶化ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35293395A JP3269529B2 (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Li2 O−Al2 O3 −SiO2 系結晶化ガラス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09188538A JPH09188538A (ja) | 1997-07-22 |
JP3269529B2 true JP3269529B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=18427449
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35293395A Expired - Fee Related JP3269529B2 (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Li2 O−Al2 O3 −SiO2 系結晶化ガラス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3269529B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102211875A (zh) * | 2011-05-09 | 2011-10-12 | 温州市康尔微晶器皿有限公司 | 透明微晶玻璃及其制备方法 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19907038C2 (de) * | 1999-02-19 | 2003-04-10 | Schott Glas | Transluzente oder opake Glaskeramik mit Hochquarz-Mischkristallen als vorherrschender Kristallphase und deren Verwendung |
DE69927511T3 (de) | 1999-05-28 | 2009-06-25 | Nippon Electric Glass Co., Ltd., Otsu | Transparentes kristallisiertes LI2O-AI2O3-SiO2-Glas |
JP2001342036A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-12-11 | Ngk Insulators Ltd | ガラス材料並びに結晶化ガラス製品及び結晶化ガラス材料の製造方法 |
JP2004075441A (ja) * | 2002-08-14 | 2004-03-11 | Huzhou Daikyo Hari Seihin Yugenkoshi | Li2O−Al2O3−SiO2系結晶性ガラス及び結晶化ガラス、ならびに該結晶性ガラス及び結晶化ガラスの製造方法 |
FR2864071A1 (fr) | 2003-12-17 | 2005-06-24 | Snc Eurokera | Vitroceramiques, verres precurseurs, articles en lesdites vitroceramiques, elaboration desdits vitroceramiques et articles |
JP2006199538A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Huzhou Daikyo Hari Seihin Yugenkoshi | Li2O−Al2O3−SiO2系結晶性ガラス及び結晶化ガラス並びにLi2O−Al2O3−SiO2系結晶化ガラスの製造方法。 |
TWI749406B (zh) * | 2014-10-08 | 2021-12-11 | 美商康寧公司 | 含有金屬氧化物濃度梯度之玻璃以及玻璃陶瓷 |
DE102014222645A1 (de) * | 2014-11-06 | 2016-05-12 | Schott Ag | Hochkristalline Lithiumaluminiumsilikat-Glaskeramik und ihre Verwendung |
-
1995
- 1995-12-29 JP JP35293395A patent/JP3269529B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102211875A (zh) * | 2011-05-09 | 2011-10-12 | 温州市康尔微晶器皿有限公司 | 透明微晶玻璃及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09188538A (ja) | 1997-07-22 |
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