JPH0157058B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0157058B2
JPH0157058B2 JP20463884A JP20463884A JPH0157058B2 JP H0157058 B2 JPH0157058 B2 JP H0157058B2 JP 20463884 A JP20463884 A JP 20463884A JP 20463884 A JP20463884 A JP 20463884A JP H0157058 B2 JPH0157058 B2 JP H0157058B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
mgo
zno
strength
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.)
Expired
Application number
JP20463884A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6183649A (ja
Inventor
Takehiro Shibuya
Masaru Hora
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority to JP20463884A priority Critical patent/JPS6183649A/ja
Publication of JPS6183649A publication Critical patent/JPS6183649A/ja
Publication of JPH0157058B2 publication Critical patent/JPH0157058B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C10/00Devitrified 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
    • C03C10/0036Devitrified 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
    • C03C10/0045Devitrified 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は、耐熱性、耐衝撃性を要求される高強
度材料として、また微細加工、精密加工を必要と
する電子部品、機械部品として有用な機械的強度
並びに衝撃強度が大きく、かつ低膨張である結晶
化ガラスに関するものである。 従来技術 従来より曲げ強度が5000〜6000Kg/cm2の高強度
結晶化ガラスは数多く提案されているが、これら
は概して熱膨張係数が70〜100×10-7/℃前後と
高く、耐熱性、耐衝撃性を要求される材料として
使用することはできなかつた。 また、熱膨張係数が30×10-7/℃以下のLi2O
―Al2O3―SiO2系の低膨張結晶化ガラスも良く知
られているが、この結晶化ガラスの曲げ強度は
1000〜2000Kg/cm2と低いという欠点があつた。 そこで、強度を向上するため化学強化、フツ素
導入等の試みがなされているが、化学強化方法の
場合は、結晶化後にイオン交換するため、イオン
交換に時間がかかる割には強度が上がらないうえ
に、工程が増し、工業材料としてコスト高にな
る。しかもイオン交換強化層は、再加熱をうける
とイオンの再拡散が起り、強度が低下してしまう
ため、高温度で使用される工業材料には用途の制
限を受け、また必要に応じて700〜1100℃で行な
われる絵付けもできず、強度が向上しても用途が
極端に制限されるという欠点があつた。 また、フツ素をガラス中に導入することで強化
する方法では、結晶物の強度を5000Kg/cm2以上に
するにはフツ素を2%前後またはそれ以上と多量
に入れる必要がある。そのためガラスの溶解並び
に結晶化工程で多量のフツ素の発生をきたし、公
害対策として莫大なる設備投資を強いられ、量産
材料として不向きなばかりか、このフツ素入りガ
ラスは結晶化が不均一に起り易くて強度のバラツ
キが大きく、且つまた色ムラを呈し、外観的に良
くないという欠点を有している。 発明の目的 本発明者等は、上記欠点を鑑み、電磁調理器の
トツププレートのような高強度、耐熱性が要求さ
れる工業材料として有用なガラスを提供すべく鋭
意研究した結果、化学強化やフツ素を導入しなく
ても、曲げ強度が3000〜7000Kg/cm2と高く、膨張
係数も30×10-7/℃以下と低い上、更に安価で大
量に供給できる結晶化ガラスを見い出した。 発明の構成 本発明の結晶化ガラスは、重量百分率で、
SiO255〜75%、Al2O312〜30%、Li2O2〜5%、
MgO2.5〜6%、ZnO0.5〜3%、TiO23.5〜7%、
ZrO20〜3.5%、P2O50〜2.5%、Na2O0〜1%、
K2O0〜1%、PbO0〜3%からなりLi2O+MgO
+ZnO=6〜12%、(MgO+ZnO)/Li2O=1以
上であり、曲げ強度が3000Kg/cm2以上であること
を特徴とする。 また、本発明の結晶化ガラス製造方法は、上記
組成範囲にあるガラス成形物を950〜1150℃で熱
処理することを特徴とする。 本発明において、十分その目的を達成するため
には、Li2O+MgO+ZnO=6〜12%、(MgO+
ZnO)/Li2O=1以上であることが重要である。 すなわち、本発明のガラス成形物を熱処理する
と、まずTiO2あるいはTiO2・ZrO2の結晶核が形
成され、次いで、この核より膨張係数の低いβ―
スポジユメン結晶が生長し、この過程で合わせて
膨張係数の高いクリストバライト結晶も析出して
くる。クリストバライト結晶の析出量は、Li2O、
MgO、ZnOの量比により影響を受け、特にMgO
の量に影響を受けると思われるが、この析出量を
適切に制御することによつて結晶化ガラスの強度
を上げることができる。クリストバライト結晶の
適正析出量は、5〜15%程度であり、15%より多
くなると結晶化物の膨張カーブに異常膨張が観察
されるようになり、膨張係数が高くなると共に耐
熱性が下り好ましくなく、5%より少なくなると
強度の向上が望めない。 本発明の結晶化ガラスは、好ましくは、重量百
分率で、SiO260〜70%、Al2O315〜25%、
Li2O2.5〜4.5%、MgO2.5〜5%、ZnO0.5〜2%、
TiO24.5〜6.5%、ZrO20〜3%、P2O50〜2%、
Na2O0〜0.6%、K2O0〜0.6%、PbO0〜2.5%から
なり、Li2O+MgO+ZnO=6〜10%であり、
(MgO+ZnO)/Li2O=1以上である。このよう
な組成範囲の結晶化ガラスは、特に低膨張、高強
度の特性を有する。 本発明の結晶化ガラスのSiO2含量は、55〜75
重量%、好ましくは60〜70重量%である。55重量
%より少ない場合は、クリストバライト結晶が析
出せず、高強度結晶物が得られない。75重量%よ
り多い場合は、ガラスの溶融性、作業性が悪くな
る。 Al2O3含量は12〜30重量%、好ましくは15〜25
重量%である。12重量%より少ない場合は、結晶
化速度が速くなりすぎて作業性が悪くなる。30%
より多い場合は、ガラスの溶融性、作業性が悪く
なると共に異種結晶が析出し、所望の高強度特性
が得られない。 Li2O含量は、2〜5重量%、好ましくは2.5〜
4.5重量%である。2重量%より少ない場合は、
ガラスの溶融性が悪くなり、均一なガラスが得ら
れなくなる。5重量%より多い場合は、結晶物の
膨張係数が高くなりすぎる。 MgO含量は、2.5〜6重量%、好ましくは2.5〜
5重量%であり、ZnO含量は、0.5〜3重量%、
好ましくは0.5〜2重量%である。MgOが2.5重量
%、ZnOが0.5重量%より少ない場合は、ガラス
の溶融性が悪くなり、MgOが6重量%、ZnOが
3重量%より多い場合は、クリストラバイト結晶
の析出量が多くなりすぎて結晶物の膨張係数が高
くなりすぎ、また異常膨張係数がみられ、耐熱性
も悪くなる。 TiO2、ZrO2は、結晶核形成剤として作用する
成分で、ZrO2は必ずしも必須成分ではないが、
TiO2と共に用いることができる。P2O5はZrO2
溶融促進効果があり、ZrO2と共に用いる。 TiO2含量は、3.5〜7重量%、好ましくは、4.5
〜6.5重量%である。3.5重量%より少ない場合
は、核形成効果が弱くなるため、結晶化量が少な
く、高強度結晶物が得られない。7重量%より多
い場合は、ガラスの溶融性が悪くなり、均一なガ
ラスが得がたく、又失透性が強まり、異種結晶が
析出し易くなる。 ZrO2含量は、0〜3.5重量%、好ましくは0〜
3重量%である。3.5重量%より多い場合は、溶
融性、作業性が悪くなる。 P2O5含量は、0〜2.5重量%、好ましくは0〜
2重量%である。2.5重量%より多い場合は、ガ
ラスを均一に溶融するのが困難である。 Na2O、K2Oは、少量ならばガラスの溶融性を
良くする目的で使用できる。Na2O含量は、0〜
1.0重量%、好ましくは0〜0.6重量%であり、
K2O含量は、0〜1.0重量%、好ましくは0〜0.6
重量%である。Na2O、K2Oのいずれも1.0重量%
より多い場合は、結晶物の強度が低下するため好
ましくない。 PbO含量は、0〜3.0重量%、好ましくは0〜
2.5重量%である。3.0重量%より多い場合は、溶
融性、作業性が悪くなる。 上記組成以外にも、ガラス製造上の通常の清澄
剤としてAS2O3、Sb2O3の中から1種又は2種を
3.0重量%以下添加することができる。 Li2O+MgO+ZnOの合量が6重量%より少な
い場合、(MgO+ZnO)/Li2Oの比が1より少な
い場合は、クリストバライト結晶の析出が見られ
ず、高強度が得られなくなり、一方合量が12重量
%より多い場合は、失透速度が速くなりすぎると
ともに、膨張係数が高くなり、耐熱性が劣下す
る。 実施例 次に、本発明の結晶化ガラスの実施例及びこれ
と比較される従来の結晶化ガラスの例を示す。試
料No.1〜8が本発明品であり、No.9〜11が従来品
である。
【表】
【表】 表のNo.1〜11のガラス試料は、次のように調製
した。 試料No.1〜11の各ガラス組成になるように調合
した原料バツチを1600℃で10〜16時間溶融した
後、直径5mm、長さ50mmのガラス棒に成形した。
次いでこのガラス棒を電気炉中で750℃まで5
℃/分の速度で加熱し、750℃で1〜2時間保持
した後、さらに1100℃まで1〜2℃/分で昇温
後、1時間保持してから炉冷した。得られた結晶
化ガラスの析出結晶をX線回析で、β―スポジユ
メン結晶及びクリストバライト結晶が析出してい
るかを確認すると同時に曲げ強度、膨張係数を測
定した。 この結果、本発明品と従来品とを比較すると、
従来品は膨張係数は低いが、曲げ強度が1500〜
2200Kg/cm2と低く、それに対し本発明品は、曲げ
強度が3500〜6600Kg/cm2と高く、膨張係数も比較
的低い。これは、本発明では、β―スポジユメン
とクリストバライトの2結晶とも析出しているの
に対し、従来品は、β―スポジユメン結晶は析出
しているが、クリストバライト結晶が析出してい
ないためであると思われ、このことからLi2O+
MgO+ZnOの量が6%以下、或いは(MgO+
ZnO)/Li2Oが1以下の結晶化ガラスは、クリ
ストバライト結晶が析出せず、高い曲げ強度が得
られないことがわかる。 また、通常行なわれるガラスの化学強化方法や
急冷化方法は、ガラス表面に圧縮応力を発生さ
せ、ガラスを強化しているため、表面研磨によつ
て圧縮層が失なわれたり、再加熱による応力緩和
によつて強度は元のレベルに低下してしまうが、
本発明品の結晶化ガラスの表面を1mm研磨して落
したり再加熱しても強度低下はみられなかつた。
従つて本発明による結晶化ガラスの高い強度は、
表面にのみ圧縮応力が働いて強化されているため
ではなく、クリストバライト結晶の析出に伴い、
冷却過程での収縮時にガラス全体に圧縮応力が働
いている状態からくるものと思われる。 尚、本発明における曲げ強度は、直径5mm、長
さ50mmの棒状の結晶化ガラスを周知の三点荷重方
法によつて測定した。 発明の効果 以上のように本発明の結晶化ガラスは、高い曲
げ強度、低い膨張係数を有する画期的な結晶化ガ
ラスであり、耐熱性、耐衝撃性を要求される高強
度工業材料として利用されるだけでなく、特に表
面を研磨、切削したり、切断加工しても強度が低
下しないといつた優れた特徴を有しており、微細
加工、精密加工を必要とする電子部品、機械部品
を始め各種広範な用途に利用できる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量百分率で、 SiO2 55〜75% Al2O3 12〜30% Li2O 2〜5% MgO 2.5〜6% ZnO 0.5〜3% TiO2 3.5〜7% ZrO2 0〜3.5% P2O5 0〜2.5% Na2O 0〜1% K2O 0〜1% PbO 0〜3% の組成を有し、Li2O+MgO+ZnO=6〜12%、
    (MgO+ZnO)/Li2O=1以上であり、曲げ強度
    が3000Kg/cm2以上である高強度結晶化ガラス。 2 重量百分率で、 SiO2 60〜70% Al2O3 15〜25% Li2O 2.5〜45% MgO 2.5〜5% ZnO 0.5〜2% TiO2 4.5〜6.5% ZrO2 0〜3% P2O5 0〜2% Na2O 0〜0.6% K2O 0〜0.6% PbO 0〜2.5% の組成を有し、Li2O+MgO+ZnO=6〜10%、
    (MgO+ZnO)/Li2O=1以上であり、曲げ強度
    が3000Kg/cm2以上である、特許請求の範囲第1項
    記載の高強度結晶化ガラス。 3 重量百分率で、 SiO2 55〜75% Al2O3 12〜30% Li2O 2〜5% MgO 2.5〜6% ZnO 0.5〜3% TiO2 3.5〜7% ZrO2 0〜3.5% P2O5 0〜2.5% Na2O 0〜1% K2O 0〜1% PbO 0〜3% の組成を有し、Li2O+MgO+ZnO=6〜12%、
    (MgO+ZnO)/Li2O=1以上であるガラス成形
    物を950〜1150℃で熱処理することにより、曲げ
    強度が3000Kg/cm2以上の高強度結晶化ガラスを製
    造する方法。 4 重量百分率で、 SiO2 60〜70% Al2O3 15〜25% Li2O 2.5〜4.5% MgO 2.5〜5% ZnO 0.5〜2% TiO2 4.5〜6.5% ZrO2 0〜3% P2O5 0〜2% Na2O 0〜0.6% K2O 0〜0.6% PbO 0〜2.5% の組成を有し、Li2O+MgO+ZnO=6〜10%、
    (MgO+ZnO)/Li2O=1以上であるガラス成形
    物を950〜1150℃で熱処理することにより、曲げ
    強度が3000Kg/cm2以上の高強度結晶化ガラスを製
    造する特許請求の範囲第3項記載の方法。
JP20463884A 1984-09-28 1984-09-28 高強度結晶化ガラスおよびその製造方法 Granted JPS6183649A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20463884A JPS6183649A (ja) 1984-09-28 1984-09-28 高強度結晶化ガラスおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20463884A JPS6183649A (ja) 1984-09-28 1984-09-28 高強度結晶化ガラスおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6183649A JPS6183649A (ja) 1986-04-28
JPH0157058B2 true JPH0157058B2 (ja) 1989-12-04

Family

ID=16493789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20463884A Granted JPS6183649A (ja) 1984-09-28 1984-09-28 高強度結晶化ガラスおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6183649A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2838429B1 (fr) * 2002-04-10 2004-12-17 Eurokera Plaque vitroceramique et son procede de fabrication
JP2016108180A (ja) * 2014-12-05 2016-06-20 京セラメディカル株式会社 ガラスセラミックス
CN111807706B (zh) * 2020-06-29 2022-04-08 成都光明光电股份有限公司 微晶玻璃和微晶玻璃制品

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6183649A (ja) 1986-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2998675A (en) Glass body having a semicrystalline surface layer and method of making it
US3253975A (en) Glass body having a semicrystalline surface layer and method of making it
US3113877A (en) Partially devitrified glasses
JPS63256549A (ja) リチウムアルミノ珪酸塩ガラス体から成る製品および製法
US3275493A (en) Glass body having surface crystalline layer thereon and method of making it
US3597179A (en) Glass treatment and glass-ceramic article therefrom
CN116332517B (zh) 一种低膨胀系数透明微晶玻璃及其制备方法
JPS6159257B2 (ja)
US5061307A (en) Crystallized glass having natural-marble-like surface patterns and method of producing the same
JP2004075441A (ja) 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
US3490888A (en) Method of increasing dielectric constant of cordierite glass - ceramic articles
US4784976A (en) Glass-ceramics containing NZP-type crystals
US4212678A (en) Rapidly crystallized beta-spodumene glass-ceramic materials
US4192665A (en) Rapidly crystallized beta-spodumene glass-ceramic materials
US6706653B2 (en) Glass-ceramic and a process for obtaining it
JPH02116643A (ja) アルカリ亜鉛アルミノホスフェートガラスセラミック
US4576920A (en) B2 O3 --P2 O5 --SiO2 glass-ceramics
JPH04275946A (ja) ブルー/グレー色透明ガラスセラミック品およびその製造方法
US3899340A (en) High elastic modulus glass-ceramic articles
JPH04275947A (ja) 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
JPS6153131A (ja) 結晶化ガラスおよびその製造方法
JPH01167245A (ja) 化学強化用ガラス組成物
US4022627A (en) Crystallizable glasses and nephetine glass-ceramics containing ZrO2 and ZnO
JPH0157058B2 (ja)
US3458330A (en) Glass compositions,method and articles