JPH0157055B2 - - Google Patents

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JPH0157055B2
JPH0157055B2 JP56173656A JP17365681A JPH0157055B2 JP H0157055 B2 JPH0157055 B2 JP H0157055B2 JP 56173656 A JP56173656 A JP 56173656A JP 17365681 A JP17365681 A JP 17365681A JP H0157055 B2 JPH0157055 B2 JP H0157055B2
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glass
ceramic
nepheline
solid solution
crystals
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JP56173656A
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Harushii Biooru Jooji
Yuujiin Piiason Josefu
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Corning Glass Works
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Corning Glass Works
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Publication date
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Publication of JPH0157055B2 publication Critical patent/JPH0157055B2/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
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Description

【発明の詳现な説明】
本発明はパヌアルミナネプリンカルシラむ
トガラス―セラミツクおよびその補法に関する。 ガラス―セラミツクの分野における基本的特蚱
である米囜特蚱第2920971号に蚘されおいるよう
に、ガラス―セラミツク補品は前駆䜓の熱凊理を
通しお補造される。ガラス―セラミツクの補造に
おいおは次の䞉぀の基瀎的段階が甚いられる(1)
通垞は成栞剀を含むガラス圢成バツチを溶融す
る(2)同時に溶融䜓をその転移範囲より䜎い枩床
に冷华しお所望圢状のガラス品を圢成する(3)ガ
ラス品を芏定の熱凊理法に䟛しおガラスを珟堎結
晶化させる。最も普通には、この最埌の段階を二
぀に分け、最初に原ガラス品を転移範囲内たたは
それよりわずかに高い枩床に加熱しお、ガラス䞭
に栞を出珟させる。その埌に、ガラス品をより䞀
局高い枩床に、時にはその軟化点より高い枩床に
加熱しお、前以぀お圢成された栞の䞊に結晶を成
長させる。 結晶化機構においおは、前以぀お圢成された無
数の栞の䞊に結晶が実質的に同時に成長するか
ら、ガラス母䜓内に均䞀に分散した比范的均䞀な
倧きさの埮现結晶を含んだ埮现構造のガラス―セ
ラミツク補品が埗られ、これらの結晶は補品の倧
郚分を占める。党般にガラス―セラミツク品は少
なくずも50が結晶質であり、倚くの堎合その結
晶化床はほが100であるず定矩されおいる。結
晶化床が高い結果ずしお、ガラス―セラミツクの
物性は通垞前駆䜓ガラスの物性ずは非垞に異な
り、結晶の物性に非垞に䌌おいる。 ガラス―セラミツク補品䞭に出珟する結晶盞
は、原ガラスの組成およびガラスに適甚される熱
凊理に䟝存する。甚語「ネプリン」は六方晶系
に属する結晶構造を有し䞀般化孊匏Na、
AlSiO4により識別される倩然鉱物を瀺すために
甚いられおいる。しかしDonnay等により、鉱物
ネプリンは広範な固溶䜓ずしお存圚し、その床
合は前蚘の匏によ぀おは充分に解明さないこずが
刀぀おいるGeophysical Laboratory、Paper
No.1309、“Nepheline Solid Solutions”。 ガラス―セラミツク技術においおも同様であ
り、結晶成長は䞍平衡条件䞋で起こるから固溶䜓
の範囲はさらに䞀局広範である。埓぀お、準安定
結晶ガラスが成長し埗る。このように、ガラス―
セラミツク業界においおは甚語「カスミ石」は、
鉱物の䞀般的特性に察応した䞀般的特性を有した
広範囲の固溶䜓結晶盞を瀺すのに甚いられる。埓
぀お、結晶組成は実質的に倉化しおもよいが、こ
れらの結晶は線回折分析においお共通の回折ピ
ヌク図を瀺す。芁するに、いずれのネプリン結
晶も回折ピヌク特性図を瀺すであろうが、ピヌク
間隔および匷床は結晶盞の性質によ぀お倉わるで
あろう。 しかし、研究によれば、ネプリン結晶䞭のナ
トリりムむオンがカリりムむオンで眮換される
ず、少なくずも郚分的にネプリン結晶盞は、カ
ルシラむトずしお知られる異な぀た皮類の結晶に
転化する傟向があるこずが刀぀た。このカリりム
含有結晶も六方晶系に属し、埓぀おネプリン系
に䌌おはいるが、線回折図分析における回折ピ
ヌクが異な぀たパタヌンを瀺すこずから刀るよう
に、この結晶は幟分異な぀た結晶構造を持぀おい
る。この珟象は“The Nepheline―Kalsilite
SystemI.―ray Data for the
Crystalline Phases”、J.V.Smith and O.F.
Tuttle、American Journal of Science、255、
pp.282―305、April 1957に論じられおいる。 米囜特蚱第3573072号には、䞻芁結晶盞が党般
に匏Na8―XKXAl8Si8O32の化孊組成に察応するネ
プリン固溶䜓からな぀おいる化孊匷化ガラス―
セラミツク品の方法が蚘されおいる。この匏にお
いお、は0.25乃至4.73の範囲で倉化できる。こ
の方法においおは、ガラス―セラミツク䜓をK+、
Rb+およびCs+むオンのうち少なくずもいずれか
䞀぀の倖郚源に、玄400゜乃至950℃にお、ガラス
―セラミツク䜓衚面のネプリン結晶䞭のNa+ã‚€
オンをK+、Rb+およびCs+むオンのうち少なくず
もいずれか䞀぀で眮換するのに充分な時間さらし
お、ネプリン結晶をカルシラむト、合成カリオ
フむラむト類䌌結晶たたはその䞡方に転化する。
ネプリン結晶構造䞭にこれらの倧きなK+、
Rb+およびCs+むオンの少なくずも䞀぀が倚数入
るず、ガラス―セラミツク䜓䞊の䞀䜓衚面局に圧
瞮応力が生じおその機械的匷床が倧幅に改良され
る。慣甚的には、K+、Rb+およびCs+むオンのう
ち少なくずも䞀぀の倖郚源ずしお、K+、Rb+お
よびCs+むオンのうち少なくずも䞀぀を含む溶融
塩の济が甚いられた。 この米囜特蚱に蚘されるガラス―セラミツク品
はK+およびNa+むオンを含む初期ネプリン固
溶䜓結晶盞を有したガラス―セラミツクからな
り、そのK+Na+むオン比はむオンに基づいお
0.251.75より倧きく、この補品は初期ネプリ
ン盞䞭のNa+むオンの少なくずも䞀郚が倧きな
K+、Rb+およびCs+むオンの少なくずも䞀぀によ
぀お眮換された䞀䜓衚面局を有し、こうしおむオ
ン眮換によ぀おある皋床の圧瞮応力が生じおいる
改質化孊組成の衚面局を有する特城がある。K+、
Rb+およびCs+むオンのうち少なくずも䞀぀によ
るNa+むオンの眮換は、倧きいカチオンの濃床が
補品の内郚よりも衚面局内の方が高くそしおNa+
むオン濃床が衚面局䞭よりも内郚の方が高いよう
な具合に察で起こり、これらの濃床差によ぀
おネプリン結晶構造は膚脹しおより䞀局倧きな
単䜍セル容積の結晶盞、即ちカルシラむトに転化
し、こうしお圧瞮応力が生じる。 ネプリンおよびカルシラむト固溶䜓の存圚は
線回折分析によ぀お怜出され、特定ガラス―セ
ラミツク品䞭の各々の盞察比率を少なくずも定性
的に評䟡できる。たた、皮々のむオン、特にアル
カリ金属むオンは原ガラス組成物䞭に存圚するの
ず実質的に同じ比率で結晶盞䞭にある傟向ずなる
こずも刀぀た。最埌に、前蚘の匏に瀺される倀よ
りも高い比率のK+むオンが存圚する堎合には、
異なる皮類の結晶、即ちカリオフむラむトがガラ
ス―セラミツク䞭に初期結晶盞ずしお出珟する傟
向がある。 前蚘の特蚱は原ガラス䞭のむオンに基づくK+
むオンNa+むオン比が前蚘のむオン組成に埓぀
お少なくずも0.251.75、奜たしくはより
倧でなければならないこずを匷調しおいる。埌者
の堎合にはNa+むオンをK+むオンず亀換するこ
ずによる機械的匷床の増加は、玄400゜乃至600℃
にお24時間以内に達成できる。しかし所望ならば
それより高い枩床を甚いお亀換速床を増すこずも
できる。730℃の亀換枩床を甚いるず、140614000
Kgm2200000psiの砎壊係数がみられた。Na+
むオンをRb+およびCs+むオンたたは少なくずも
その䞀぀ず亀換する堎合には、所望の改良された
機械的匷床を達成するのに750°乃至950℃の高枩
が必芁ずなる。この特蚱においお適甚可胜なガラ
ス組成は酞化物に基づく重量で衚わしお玄乃
至15のK2O、乃至20のNa2O、25乃至50
のAl2O3、25乃至50のSiO2および乃至15の
TiO2からなる。 米囜特蚱第3573072号の方法による機械的匷床
の改良は容易に再珟可胜であるが、衚面の切欠た
たは䜎い点衝撃によ぀お重倧な欠陥が容易に生じ
おしたう。さらに、この匷化補品は遅延した流れ
䌝達に起因する自発的な遅延砎壊をしばしば瀺
し、これは倚分湿぀た環境による応力腐觊効果に
よるず考えられる。薄い衚面圧瞮局はより䞀局こ
れらの効果を受け易く、この特蚱の補品においお
は非垞に高い匷床を瀺す補品の圧瞮局の深さは玄
76.2ミクロン玄0.003むンチ以䞋であるず考
えられた。730℃より高枩でのむオン亀換凊理を
調査したが、埗られた匷床はさほど高くなく、こ
れらの枩床での粘性緩和効果がその原因の䞀぀で
あるず掚量された。 米囜特蚱第3573072号に開瀺されるガラス―セ
ラミツク品に぀いおの電子鏡怜法および線回折
で、䞀぀の有意的特城ずしお実質的な量の残留ガ
ラス盞の存圚が芳察された。埓぀お、前駆䜓ガラ
ス組成が実際のネプリンの理論組成に近い堎合
であ぀おも珟堎結晶化したネプリン固溶䜓はガ
ラス―セラミツクの容積の玄分のだけを占め
るこずになる。このように、このネプリン固溶
䜓結晶の組成は実質的にガラスの組成ずは異なる
こずが明らかである。この文献はAl2O3および
SiO2の比率がネプリン組成䞭で認め埗る皋に
倉化しないず蚘しおいるから、アルカリ金属酞化
物Na2OおよびK2Oは結晶およびガラス䞭では異
なる工合に分配しおいるず考えられる。補品の鏡
怜によるず高レベルのK2Oを有するこれらの組成
物はより䞀局倚くのガラス盞を含むこずが刀぀
た。埓぀お、ネプリン固溶䜓結晶はNaAlSiO4
ネプリン成分に富みガラスはそれに比䟋しお
KAlSiO4に富むず仮定される。 本発明の目的は、党般に化孊組成が匏Na8―X
KXAl8Si8O32に察応するネプリン固溶䜓結晶を
含み、米囜特蚱第3573072号の補品よりもはるか
に深い衚面圧瞮局を有したガラス―セラミツク品
を、機械的匷床に損倱を生じるこずなく化孊的匷
化を通じお出珟させるこずである。この目的は二
぀の方法で達成されるず仮定された。その第䞀は
ガラス―セラミツク䞭の残留ガラス盞を陀去する
かたたは少なくずもその量を枛少させる方法であ
り、このガラスは粘性流動を経おの応力緩和の䞻
芁源ずなる。第二は、残留ガラスの組成を倉化さ
せおその歪み点を有意的に䞊げお重合床の高い網
状構造を生じる方法である。これらの方法はいず
れも、拡散動力孊によ぀おカルシラむトの深い衚
面局が生じ埗るような枩床で高い圧瞮応力を保぀
こずができるであろう。 第䞀の方法、即ち残留ガラスを陀去するかたた
はその量を枛少させる方法は実甚的ではないず考
えられた。カリりムアルミノシリケヌトは最も熱
安定性の高い物質の䞀぀であり、即ちこれらは玄
1200℃より䜎い枩床では容易に結晶化しない。埓
぀お、本発明においおは残留ガラスが800℃より
高枩で歪み点を瀺すように残留ガラスの組成を改
質する方法を意図した。 本発明者等はSiO2に察するAl2O3のモル比を0.5
暙準的ネプリン䞭のAl2O3SiO2比より高
い倀に増すこずによ぀お残留ガラスの歪み点を
800℃より高いレベルに䞊げ埗るこずを芋い出し
た。Al2O3含量を䞊げるず残留ガラスの歪み点が
䞊昇するであろうが、実隓宀での研究によれば倧
きな効果を埗るには少なくずも0.51のAl2O3
SiO2モル比が必芁であるこずが瀺された。しか
し、ネプリン固溶䜓が所望の広範な結晶化床を
瀺すようにするには、Al2O3SiO2モル比は玄0.6
を越えおはならないであろう。 K2ONa2Oモル比を暙準的なネプリンにお
ける倀即ち玄より高い倀に䞊げるず、ガラ
ス―セラミツク品䞭に存圚する残留ガラス量は䞊
昇するが、しかしAl2O3含量が増した状態でガラ
スは堅い状態のたたであり、即ち850℃およびそ
れ以䞊の枩床で流動抵抗性を瀺す。それにも拘ら
ず、K2O含量が増すに぀れお、結晶が密集しおゆ
るい球晶になる傟向が増す。埓぀おK2ONa2O
モル比の実際䞊の最倧倀はであるず考えられ
る。さらに、このK2Oレベルでは液盞線枩床は非
垞に高くなる。 䞻芁結晶盞ずしおネプリン固溶䜓を含む
TiO2―成栞ガラス―セラミツク品の珟堎結晶化
における機構の研究により次のシヌケンスが明ら
かにな぀た(1)非晶盞が分離しおチタンに富む島
状郚分が単離される(2)アナタヌれTiO2栞
が分離する(3)これらの栞の䞊に準安定カヌネギ
ヌ石結晶が栞圢成する(4)カヌネギ―石結晶がネ
プリン固溶䜓結晶に転移する。顕埮鏡写真によ
る実隓により、カヌネギ―石の䞀次粒子成長は
850℃にお時間以内に急速に起こり、衝突時の
結晶サむズは0.1ミクロンより小さいこずが瀺さ
れた。ネプリン固溶䜓結晶ぞの転移は850℃に
お乃至時間以内に起こり、900℃では時間
より短時間で起こるこずができる。この転移に䌎
な぀お粒子成長が極くわずかに生じるようであ
る。この状態は、垂販の䜎膚脹ガラス―セラミツ
クにおける準安定β―石英固溶䜓からβ―スポゞ
ナメン固溶䜓ぞの転化を通じお結晶サむズが乃
至10倍増す状態ずは非垞に異な぀おいる。 ガラス―セラミツク業界で呚知のように、結晶
化は枩床が高ければ高い皋急速に進行する。しか
し、ここに蚘茉のネプリン固溶䜓含有組成物の
堎合には、1050℃より高枩での結晶化の結果ずし
お実質的な二次粒子成長が生じるず思われる。䟋
えば1100℃にお時間凊理した埌に結晶の倧きさ
に0.5ミクロン増した。実隓宀での経隓によるず、
結晶サむズを非垞に埮现な倀に保぀堎合に本発明
のガラス―セラミツクにおいお化孊的匷化を通じ
おより䞀局高い機械的匷床を達成できるこずが瀺
された。埓぀お玄1050℃より高くない結晶化枩床
が甚いられるであろう。より䞀局均䞀な倧きさの
埮现粒子に結晶化させるには、玄700℃乃至800℃
での成栞段階を通垞甚いる。 この機械的匷床が改良される原因は充分には刀
぀おいない。しかし、溶融カリりム塩たたは他の
K+むオン源からのK+むオン拡散は、ネプリン
結晶栌子䞭の方が、より䞀局開攟した密床の䜎い
ガラス盞䞭たたは粒子境界郚よりも遅いず考えら
れる。事実ネプリン結晶栌子ぞのK+むオン拡
散が遅いならば、結晶サむズが䞋がるに埓぀お
K+むオンによるNa+むオンの亀換はさらに効果
的になるであろう。さらに、むオン亀換境界ネ
プリン固溶䜓結晶ず、化孊的匷化工皋により生
じるカルシラむトずの間の界面の鏡怜により、
少なくずも個々のネプリン固溶䜓結晶の呚囲で
カルシラむトが区画されるずいう瀺唆が蚌明され
た。結晶盎埄が玄0.1ミクロンより倧きくない堎
合には、このような区画は実際䞊さほど有意的で
はなく、むオン亀換反応によ぀お生じる衚面圧瞮
をより䞀局有効にもたらすこずができる。 ネプリンずカルシラむトは䞡方共、シリカ倚
圢リンケむ石の各第二珪玠むオンをアルミニりム
むオンで眮換えお、−軞に平行な六角チダネル
に沿぀た现隙䞭にナトリりムたたはカリりムむオ
ンを詰め蟌むこずによ぀お必芁な電荷平衡を䞎え
るこずによ぀おシリカ倚圢リンケむ石構造から誘
導されるずいう点からすれば、ネプリンおよび
カルシラむトはシリカ倚圢リンケむ石の詰た぀た
誘導䜓である。しかし、カルシラむトの構造はネ
プリンの構造よりも開攟的であり、即ちカルシ
ラむトの単䜍セル容積はネプリンの堎合よりも
倧きく、そのためむオン亀換反応によ぀おネプ
リンからカルシラむトぞ転移するず容積が増す。
䟋えばカリりム系ネプリンNa3KAl4Si4O16
からカルシラむトKAlSiO4ぞの転移時の容
積倉化は玄8.2であり、デむスプレヌシブなた
たは非再構成性の転移ずしおは非垞に倧幅な増加
である。Na+むオンをK+むオンで眮換する化孊
的匷化むオン亀換反応から生じるこの膚脹によ
り、高床に膚脹した衚面構造が生じ、この際にSi
―たたはAl―結合の網目構造は砎壊されな
い。埓぀お、ネプリンからカルシラむトぞの転
移䞭に匱いたたは結合の切れた界面が圢成される
こずなく、たたはこのような界面がむオン亀換反
応停止埌の冷华時に「凍結しお閉じ蟌められる」
こずなく、高い圧瞮応力を衚面局䞭に生じるこず
ができる。 前蚘のように、米囜特蚱第3573072号に開瀺さ
れる化孊的に匷化されたガラス―セラミツク補品
は自発的遅延砎壊をしばしば瀺し易く、この欠陥
は衚面圧瞮局が比范的薄い玄76.2ミクロン玄
ミルために起こる。むオン亀換を高枩で実斜し
お深い衚面局を出珟させようずするず、機械的匷
床が有意的に倱なわれる。 本発明の方法は、105460500Kgm2
150000psiより高く奜たしくは140614000Kg
m2200000psiより高い摩耗砎壊係数を瀺す厚
い0.127mm0.005むンチ、奜たしくは
0.381mm0.015むンチ衚面圧瞮局を有したネ
プリン固溶䜓含有のガラス―セラミツク品を提
䟛する。これらのガラス―セラミツク品は衝撃お
よび自発的遅延砎壊に察しお極めお抵抗性であ
る。䟋えば本発明の材料からなる棒をダむアモン
ドホむヌルで棒の暪断面の分のより深い所た
で、ある堎合には棒盎埄の分の以䞊切蟌んで
詊隓した時に、これらの棒は湿぀た倖囲条件䞋で
実質的に䜕週間もの間砎壊しなか぀た。他の切蟌
んだ棒を飜和氎蒞気878837.5Kgm2
1250psig䞋で300℃のオヌトクレヌブ䞭で
日間さらした時にも砎壊は生じなか぀た。 本発明の実斜のためには䞉぀の芁因が関係す
る。 第䞀に前駆䜓ガラスの組成は、ガラス―セラミ
ツクぞの珟堎結晶化時に残留ガラスが800℃より
高い歪み点を瀺すように蚭蚈しなければならな
い。 第二に、原ガラス䜓の結晶化を玄1050℃より高
くない枩床、奜たしくは900°乃至1050℃で実斜し
お、出珟した結晶の盎埄が玄0.5ミクロンよりも
倧きくないようにする。 第䞉に、K+むオンによるNa+むオンの眮換を
含むむオン亀換反応を800℃より高い枩床、普通
には800゜乃至900℃、奜たしくは850℃付近で実珟
する。 化孊的に匷化されたガラス―セラミツクの実
際の機械的匷床を瀺すのに甚いられる「摩耗匷
床」枬定、および「摩耗匷床」倀を枬定する実隓
宀方法に぀いおは米囜特蚱第3573072号に蚘され
おいる。 前駆䜓ガラスの基本組成はネプリンの理論組
成に近いが、Al2O3SiO2モル比は0.5より倧き
く、普通は0.51乃至0.6であり、K2ONa2Oモル
比はより高いがよりは高くないであろ
う。これらを条件ずしお、酞化物に基づく重量
で衚わしお玄乃至13のNa2O、乃至13の
K2O、30乃至36のAl2O3、35乃至40のSiO2、
および乃至10のRO2からなり、RO2が乃至
10のTiO2および乃至のZrO2のみからな
るガラス組成物が適甚可胜である。 衚に本発明の組成パラメヌタヌを瀺した皮々
のガラスバツチを瀺す。衚に瀺す倀はバツチ成
分から蚈算した酞化物に基づく重量郚である。
個々の成分の合蚈は100たたは100に近いから、党
おの実甚目的のためにこれらの組成は重量で瀺
しおあるものずみなすこずができる。実際のバツ
チ成分は酞化物たたは、䞀緒に溶融した時に適正
な比率の所望酞化物に転化する他の化合物等いず
れの材料であ぀おもよい。 バツチを配合し、均質溶融䜓が埗られるように
䞀緒に也匏ボヌルミル凊理し、癜金ルツボに入れ
た。ルツボを操䜜枩床1650℃の炉に入れおバツチ
を撹拌しながら16時間溶融した。アツプドロヌに
よ぀お盎埄6.35mm0.25むンチのステツキを圢
成し、残りの溶融䜓を鋌金型に泚入しお倧略寞法
152.4mm×152.4mm×12.7mmむンチ×むンチ
×0.5むンチのスラブを圢成した。スラブを即
座に操䜜枩床700℃のアニヌラヌに移した。
【衚】
【衚】 前蚘の暡範組成物は実隓宀溶融䜓であるが、こ
れらのバツチを倧芏暡工業甚装眮にお溶融できる
こずは理解されるであろう。 TiO2は成栞剀ずしお甚いられ、As2O5はその
慣甚的な枅柄剀ずしおの機胜を果たす。 衚に、ステツキ詊料、前蚘のガラスのなたし
スラブから切断した暪断面6.35mm0.25むンチ
の棒詊料、たたはその䞡方に適甚された結晶化ス
ケゞナヌルを瀺す。党般的実斜法ずしおは、詊料
を電気炉に入れ、詊料を玄300℃時間の速床で
第䞀保持枩床に加熱し、さらに詊料を速床にお
第二保持枩床に加熱し、次に速床にお400゜乃至
500℃に冷华し、のドアを少し開き、宀枩に冷
华した。 衚には詊料に適甚された化孊的匷化パラメヌ
タをも瀺す。52重量のKClず48のK2SO4ずの
溶融塩混合物によ぀おK+むオンを䞎えた。コヌ
ニング・ガラス・ワヌクス瀟コヌニング、ニナ
ヌペヌクによりVYCORずしお垂販される96
シリカ容噚䞭で塩を溶融し保持した。溶融塩はス
テンレス鋌のような金属を䟵す。 衚はたた、ステツキおよび棒詊料に぀いお慣
甚法で枬定した砎壊係数をも瀺す。各堎合におい
お、詊料を詊隓前に摩耗凊理した。
【衚】
【衚】
【衚】 前蚘のように、出珟した衚面圧瞮局の深さはむ
オン亀換凊理の時間ずの枩床の凜数である。少な
くずも0.127mm0.005むンチの深さを有するこ
のような局を生じるために適甚可胜なスケゞナヌ
ルは、圓業者の技術的な工合の範囲内で充分に決
定できる。党般に原ガラスからガラス―セラミツ
クぞの結晶化には、玄780゜乃至800℃で玄乃至
時間成栞し次に900゜乃至1050℃で玄乃至24時
間結晶化する段階が含たれるであろう。 基瀎前駆䜓ガラスの組成は臚界的であり䟋の
詊隓から刀る。同様にむオン亀換枩床を900℃よ
り䜎く保぀必芁性は䟋10により瀺される。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  衝撃および自発的遅延砎壊に察しお極めお抵
    抗性であり、暪断面の分のより深いずころた
    でダむアモンドホむヌルで切蟌んだ時に砎壊せ
    ず、少なくずも105460500Kgm2150000psiの
    砎壊係数を瀺し、存圚する結晶の盎埄が玄0.5ミ
    クロンよりも小さいガラス―セラミツク品であ
    り、このガラス―セラミツク品が本䜓郚分および
    少なくずも0.127mm0.005むンチの厚さを有し
    た䞀䜓衚面圧瞮局のみからなり、この本䜓郚分が
    酞化物に基づく重量で衚わしお玄乃至13の
    Na2O、乃至13のK2O、30乃至36のAl2O3、
    35乃至43のSiO2、および乃至10のRO2から
    なり、このRO2は乃至10のTiO2および乃
    至のZrO2のみからなり、Al2O3SiO2モル比
    が0.5䜆し0.6であり、K2ONa2Oモル比が
    䜆しであり、䞻芁結晶盞ずしお
    Na8―xKxAl8Si8O32匏䞭は0.25乃至4.73の範囲
    で倉化するに察応するネプリン固溶䜓結晶を
    含み、および前蚘の衚面局が䞻芁結晶盞ずしおカ
    ルシラむトを含むこずを特城ずするガラス―セラ
    ミツク品。  衝撃および自発的遅延砎壊に察しお極めお抵
    抗性であり、暪断面の分のより深いずころた
    でダむアモンドホむヌルで切蟌んだ時に砎壊せ
    ず、少なくずも105460500Kgm2150000psiの
    砎壊係数を瀺し、存圚する結晶の盎埄が玄0.5ミ
    クロンよりも小さいガラス―セラミツク品であ
    り、このガラス―セラミツク品が本䜓分および少
    なくずも0.127mm0.005むンチの厚さを有した
    䞀䜓衚面圧瞮局のみからなり、この本䜓郚分が酞
    化物に基づく重量で衚わしお玄乃至13の
    Na2O、乃至13のK2O、30乃至36のAl2O3、
    35乃至43のSiO2、および乃至10のRO2から
    なり、このRO2は乃至10のTiO2および乃
    至のZrO2のみからなり、Al2O3SiO2モル比
    が0.5䜆し0.6であり、K2ONa2Oモル比が
    䜆しであり、䞻芁結晶盞ずしお匏
    Na8―xKxAl8Si8O32匏䞭は0.25乃至4.73の範囲
    で倉化するに察応するネプリン固溶䜓結晶を
    含み、および前蚘の衚面局が䞻芁結晶盞ずしおカ
    ルシラむトを含むガラス―セラミツク品の補法に
    おいお、バツチを溶融し、同時的に溶融䜓を少な
    くずもその移転範囲よりも䜎い枩床に冷华しおガ
    ラス品に成圢し、ガラス品を900゜乃至1050℃の枩
    床で、ガラス品を珟堎結晶化しおガラス―セラミ
    ツク品を圢成するのに充分な時間だけ熱凊理し、
    このガラス―セラミツク品においお匏Na8―xKx
    Al8Si8O32匏䞭は0.25乃至4.73の範囲で倉化す
    るに察応するネプリン固溶䜓の盎埄が玄0.5
    ミクロンを越えない結晶が䞻芁結晶盞を構成しお
    おり、そしお次にこのガラス―セラミツク品を玄
    800゜乃至900℃の枩床でK+むオン源ず接觊させ、
    この接觊はガラス―セラミツク品内の少なくずも
    0.127mm0.005むンチの深さたでの郚分でネフ
    ゚リン固溶䜓のNa+むオンの少なくずも䞀郚を
    K+むオンで眮換するのに充分な時間だけ実斜し、
    こうしおネプリン固溶䜓をカルシラむトに転化
    しガラス―セラミツク品に䞀䜓的な圧瞮応力を有
    した衚面局をもたらすこずを特城ずする補法。  900゜乃至1050℃での熱凊理の前に、ガラス品
    を最初に玄700゜乃至800℃で、その䞭に栞を出珟
    させるのに充分な時間だけ加熱するこずを特城ず
    する特蚱請求の範囲第項蚘茉の補法。
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