JPH02208238A - ガラスセラミックス及びその製造方法 - Google Patents
ガラスセラミックス及びその製造方法Info
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- JPH02208238A JPH02208238A JP2792389A JP2792389A JPH02208238A JP H02208238 A JPH02208238 A JP H02208238A JP 2792389 A JP2792389 A JP 2792389A JP 2792389 A JP2792389 A JP 2792389A JP H02208238 A JPH02208238 A JP H02208238A
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- heat treatment
- mica
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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
- C03C10/16—Halogen containing crystalline phase
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- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、機械加工性、機械的強度及び絶縁性に優れた
ガラスセラミックスに関する。また本発明は上記の機械
加工性、機械的強度及び絶縁性とともに透光性にも優れ
、歯冠材料に好ましく用いられるガラスセラミックスの
製造方法に関する。
ガラスセラミックスに関する。また本発明は上記の機械
加工性、機械的強度及び絶縁性とともに透光性にも優れ
、歯冠材料に好ましく用いられるガラスセラミックスの
製造方法に関する。
[従来の技術]
雲母結晶は、四面体と八面体とから成るダブレットが層
状に重なっており、ダブレットとタブレットの間に眉間
イオンと呼ばれるアルカリ金属あるいはアルカリ土類金
属イオンが四面体相と弱い結合をしているため、雲母は
この眉間域で剥がれやすい性質を持っている。このため
切削加工できる材料としてよく知られている。また、電
気的絶縁性が高いことが知られ、絶縁材料として用いら
れている。特にカリウムイオンを含むカリウム雲母は、
結晶の安定性が高いことで良く使用されている。
状に重なっており、ダブレットとタブレットの間に眉間
イオンと呼ばれるアルカリ金属あるいはアルカリ土類金
属イオンが四面体相と弱い結合をしているため、雲母は
この眉間域で剥がれやすい性質を持っている。このため
切削加工できる材料としてよく知られている。また、電
気的絶縁性が高いことが知られ、絶縁材料として用いら
れている。特にカリウムイオンを含むカリウム雲母は、
結晶の安定性が高いことで良く使用されている。
天然の雲母結晶は水酸基を含んでいるが、一般的に、人
工的に作製する雲母結晶は弗素を含んでいるものしか得
られない。そこで、雲母を含有したセラミックスの製法
としては、(1)ホットプレス法、(2)ガラスボンド
法、(3)微粉体埋め焼き法、(4)結晶化法等が知ら
れている。
工的に作製する雲母結晶は弗素を含んでいるものしか得
られない。そこで、雲母を含有したセラミックスの製法
としては、(1)ホットプレス法、(2)ガラスボンド
法、(3)微粉体埋め焼き法、(4)結晶化法等が知ら
れている。
(1)のホットプレス法は、雲母粒子を高温で加圧して
成形する方法であり、(2)のガラスボンド法は、雲母
粒子を低融点ガラス等の結合剤を用いて結合させる方法
であり、(3)の微粉体埋め焼き法は、雲母の微粉末に
適当な焼結助剤を添加し、弗素含有の耐火粉末中で埋め
焼きする方法である。(4)の結晶化法は、雲母の組成
のガラスから熱処理によって雲母の微結晶を析出させる
方法であり、特公昭54−:34775号公報にSiO
2−B203S102−B203− R20F (R
:Na+、 K+、 Rb+、 Cs+、 Li” )
系の組成物を溶融して得られたガラスを熱処理して金雲
母結晶を析出させる方法が開示されている。
成形する方法であり、(2)のガラスボンド法は、雲母
粒子を低融点ガラス等の結合剤を用いて結合させる方法
であり、(3)の微粉体埋め焼き法は、雲母の微粉末に
適当な焼結助剤を添加し、弗素含有の耐火粉末中で埋め
焼きする方法である。(4)の結晶化法は、雲母の組成
のガラスから熱処理によって雲母の微結晶を析出させる
方法であり、特公昭54−:34775号公報にSiO
2−B203S102−B203− R20F (R
:Na+、 K+、 Rb+、 Cs+、 Li” )
系の組成物を溶融して得られたガラスを熱処理して金雲
母結晶を析出させる方法が開示されている。
又、(4)の結晶化法により作製した雲母については、
特開昭48−4509号公報に5102MgO−Al2
O3−3r○−(BaO)−F系ガラスセラミックスが
、特開昭58−1997B a2+、 T i ”)系
ガラスセラミックスが記載されている。
特開昭48−4509号公報に5102MgO−Al2
O3−3r○−(BaO)−F系ガラスセラミックスが
、特開昭58−1997B a2+、 T i ”)系
ガラスセラミックスが記載されている。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、(1)のホットプレス法により得られた
雲母含有セラミックスは絶縁性に優れているが、製造工
程において600〜800℃の加熱温度域で加圧を必要
とするため小型形状品には適するが、大型形状品や厚物
品の作製は困難であるという欠点がある。
雲母含有セラミックスは絶縁性に優れているが、製造工
程において600〜800℃の加熱温度域で加圧を必要
とするため小型形状品には適するが、大型形状品や厚物
品の作製は困難であるという欠点がある。
(2)のガラスボンド法により得られた雲母含有セラミ
ックスは結合剤を使用しているため耐熱温度が700℃
と低い欠点がある。
ックスは結合剤を使用しているため耐熱温度が700℃
と低い欠点がある。
(3)の微粉体埋め焼き法により得られた雲母含有セラ
ミックスは大型品の製造は可能であるが雲母の微粉末が
得難く、緻密な焼結体を得ることが困難であるという欠
点がある。
ミックスは大型品の製造は可能であるが雲母の微粉末が
得難く、緻密な焼結体を得ることが困難であるという欠
点がある。
(4)の結晶化法は前記(1)〜(3)の方法の欠点を
解決した方法であるが、特公昭54−34775号公報
に記載されているSiO2−B203−MgO−Al2
O3−R20−F(R:Na 、K 、Rb 、
C8、Ll )系ガラスセラミックスは、その曲げ強
度が140〜1300kg/−程度であり、特開昭58
−199742号公報に記載されているSiO2−Al
2O−MgOCaOMO(MO2) F (M:Sr
2+、Ba2”、Ti4+)系ガラスセラミックスは、
その曲げ強度が、800〜1300 kg/=程度であ
り、強度的に弱く応力のかかる部分で使用するのにはか
なり制約があった。また特公昭5434775号公報に
記載されているアルカリ金属雲母ガラスセラミックスは
、高真空中での使用においてはアルカリ金属成分による
電気伝導性が無視できなくなることがあり、絶縁体とし
て用いる場合その解決策が望まれていた。
解決した方法であるが、特公昭54−34775号公報
に記載されているSiO2−B203−MgO−Al2
O3−R20−F(R:Na 、K 、Rb 、
C8、Ll )系ガラスセラミックスは、その曲げ強
度が140〜1300kg/−程度であり、特開昭58
−199742号公報に記載されているSiO2−Al
2O−MgOCaOMO(MO2) F (M:Sr
2+、Ba2”、Ti4+)系ガラスセラミックスは、
その曲げ強度が、800〜1300 kg/=程度であ
り、強度的に弱く応力のかかる部分で使用するのにはか
なり制約があった。また特公昭5434775号公報に
記載されているアルカリ金属雲母ガラスセラミックスは
、高真空中での使用においてはアルカリ金属成分による
電気伝導性が無視できなくなることがあり、絶縁体とし
て用いる場合その解決策が望まれていた。
ところで、従来歯冠材料としてクロム、コバルト、カド
ミウム等の金属を含む金属歯冠材料が使用されてきたが
、この金属歯冠材料は、以下のような欠点があった。
ミウム等の金属を含む金属歯冠材料が使用されてきたが
、この金属歯冠材料は、以下のような欠点があった。
(イ) 口腔内の環境は、通常、弱酸性、約35℃、高
湿度であり、さらに食餌等により、より酸性・高温にな
ることもあり、歯冠材料はかなり苛酷な条件下に置かれ
ことになるが、この様な苛酷の条件下に於て、金属歯冠
の場合、クロム、コバルト、カドミニウム等の有害な金
属イオンの溶出に伴う金属の腐蝕などの問題がある。
湿度であり、さらに食餌等により、より酸性・高温にな
ることもあり、歯冠材料はかなり苛酷な条件下に置かれ
ことになるが、この様な苛酷の条件下に於て、金属歯冠
の場合、クロム、コバルト、カドミニウム等の有害な金
属イオンの溶出に伴う金属の腐蝕などの問題がある。
(ロ) 金属歯冠は審美性に欠ける。
(ハ) 陶材を溶着した金属歯冠は硬すぎる上、対金歯
を摩耗させること、色調が不十分であること、又陶材を
何回も盛り上げなければならないので作製段階が複雑に
なること等の難点がある。
を摩耗させること、色調が不十分であること、又陶材を
何回も盛り上げなければならないので作製段階が複雑に
なること等の難点がある。
そこでガラスセラミックスを歯冠材料として用いること
が試みられているが、前記特開昭48−4509号公報
に記載されているガラスセラミックスはス1へロンチウ
ムイオンを含んでいるので膨潤性があり、歯冠材料とし
て用いるのに好ましくない。さらに、前記公報にはスト
ロンチウムを全部バリウムに置換すると失透を起すと記
載されている。さらに、前記の各特許公報に記載された
ガラスセラミックスは透光性を有していないものであり
、歯冠材料として使用する場合審美性等の点で問題があ
った。
が試みられているが、前記特開昭48−4509号公報
に記載されているガラスセラミックスはス1へロンチウ
ムイオンを含んでいるので膨潤性があり、歯冠材料とし
て用いるのに好ましくない。さらに、前記公報にはスト
ロンチウムを全部バリウムに置換すると失透を起すと記
載されている。さらに、前記の各特許公報に記載された
ガラスセラミックスは透光性を有していないものであり
、歯冠材料として使用する場合審美性等の点で問題があ
った。
従って本発明の第1の目的は、上記従来のガラスセラミ
ックスの欠点を解消し、機械加工性、機械的強度及び絶
縁性に優れたガラスセラミックスを提供することにある
。
ックスの欠点を解消し、機械加工性、機械的強度及び絶
縁性に優れたガラスセラミックスを提供することにある
。
また本発明の第2の目的は、上記の機械加工性、機械的
強度及び絶縁性とともに透光性にも優れ、歯冠材料に好
ましく用いられるガラスセラミックスの製造方法を提供
することにある。
強度及び絶縁性とともに透光性にも優れ、歯冠材料に好
ましく用いられるガラスセラミックスの製造方法を提供
することにある。
[課題を解決するための手段]
前記の本発明の第1の目的は、BaO,MgO。
SiO、Al1 o3及びFを、重量百分率でBaO3
〜22% MgO 20〜30% SiO2 30〜45% Al2O35〜30% F 1.5〜14%の範囲で含み
、アルカリ金属成分を実質的に含まないガラスから、B
a−Mg−A I −Si −0−Fよりなるバリウム
雲母結晶と、Mg−Si−Oよりなるエンスタタイト結
晶とを析出させてなることを特徴とするガラスセラミッ
クスによって達成された。
〜22% MgO 20〜30% SiO2 30〜45% Al2O35〜30% F 1.5〜14%の範囲で含み
、アルカリ金属成分を実質的に含まないガラスから、B
a−Mg−A I −Si −0−Fよりなるバリウム
雲母結晶と、Mg−Si−Oよりなるエンスタタイト結
晶とを析出させてなることを特徴とするガラスセラミッ
クスによって達成された。
また本発明の第2の目的は、BaO,MgO。
S l 02 、 A l 203及びFを、重量百分
率でBaO3〜22% MgO 20〜30%SiO230
〜45% Al2O35〜30% F 1,5〜14%の範囲で含み
、アルカリ金属成分を実質的に含まないガラスを、その
ガラス転移点より50℃低い温度とガラス転移点より1
00℃高い温度との間で熱処理する第1の熱処理工程と
、第1の熱処理工程後のガラスを、そのガラス転移点よ
り200〜500℃高い温度で熱処理する第2の熱処理
工程とを含むことを特徴とする透光性を有するガラスセ
ラミックスの製造方法によって達成された。
率でBaO3〜22% MgO 20〜30%SiO230
〜45% Al2O35〜30% F 1,5〜14%の範囲で含み
、アルカリ金属成分を実質的に含まないガラスを、その
ガラス転移点より50℃低い温度とガラス転移点より1
00℃高い温度との間で熱処理する第1の熱処理工程と
、第1の熱処理工程後のガラスを、そのガラス転移点よ
り200〜500℃高い温度で熱処理する第2の熱処理
工程とを含むことを特徴とする透光性を有するガラスセ
ラミックスの製造方法によって達成された。
上述の如く本発明は、Bad、MgO。
S i 02 、 A I 203及びFを特定範囲で
含有するガラスからバリウム雲母結晶とエンスタタイト
結晶とを析出させてなることを特徴とする機械加工性、
機械的強度及び絶縁性に優れたガラスセラミックス並び
に上記と同一のガラスを2工程で熱処理することを特徴
とする、上記機械的加工性、機械的強度及び絶縁性とと
もに透光性に優れ歯冠材料として好ましく用いられるガ
ラスセラミックスの製造方法からなるものであるので、
以下の記述において、前者のガラスセラミックスの発明
を第1発明、後者のガラスセラミックスの製造方法の発
明を第2発明ということとする。
含有するガラスからバリウム雲母結晶とエンスタタイト
結晶とを析出させてなることを特徴とする機械加工性、
機械的強度及び絶縁性に優れたガラスセラミックス並び
に上記と同一のガラスを2工程で熱処理することを特徴
とする、上記機械的加工性、機械的強度及び絶縁性とと
もに透光性に優れ歯冠材料として好ましく用いられるガ
ラスセラミックスの製造方法からなるものであるので、
以下の記述において、前者のガラスセラミックスの発明
を第1発明、後者のガラスセラミックスの製造方法の発
明を第2発明ということとする。
そこで先ず第1発明のガラスセラミックスについて詳説
する。
する。
上述の如く第1発明のガラスセラミックスの出発材料で
あるガラスは、Bad、MgO,SiO2 、Al2O
3及びFを、重量百分率でBaO
3〜22%MgO 20〜30%Si
O2 30〜45% Al2O35〜30% F 1,5〜14%の範囲で含む
ものであるが、各成分の量的限定理由は次の通りである
。重量百分率でBaOが3%未満では、バリウム雲母の
析出量が少なく機械的加工性に劣る。また、BaOが2
2%を越えるとガラスの失透が生じやすくなり、気泡が
できやすく所望の形状を得ることが難しいためBaOの
含量は3〜22%に限定される。MgOが20%未満で
は、エンスタタイト結晶の析出量が少なくなって高強度
なガラスセラミックスが得られない。
あるガラスは、Bad、MgO,SiO2 、Al2O
3及びFを、重量百分率でBaO
3〜22%MgO 20〜30%Si
O2 30〜45% Al2O35〜30% F 1,5〜14%の範囲で含む
ものであるが、各成分の量的限定理由は次の通りである
。重量百分率でBaOが3%未満では、バリウム雲母の
析出量が少なく機械的加工性に劣る。また、BaOが2
2%を越えるとガラスの失透が生じやすくなり、気泡が
できやすく所望の形状を得ることが難しいためBaOの
含量は3〜22%に限定される。MgOが20%未満で
は、エンスタタイト結晶の析出量が少なくなって高強度
なガラスセラミックスが得られない。
また、MgOが30%を越えるとバリウム雲母結晶の析
出量が少なくなって好ましくない。従って、MgOの含
量は20〜30%に限定される。SiO2が30%未満
ではガラスが失透しやすく、エンスタタイト結晶の生成
量が低下するので、ガラスセラミックスに高強度を付与
できない。また45%を越えるとガラス融液の粘性が高
くなり、均質のガラスを得ることが難しい。よって、S
iCの含量は30〜45%に限定される。A I 20
3が5%未満では、ガラスが失透しやすく、30%を越
えるとバリウム雲母の生成量が減少するので好ましくな
い。従って、Al2O3の含量は5〜30%に限定され
る。まなFが1.5%未満では、バリウム雲母を析出さ
せることが難しく、ガラスセラミックスに切削性を付与
することができず、1−4%を越えるとガラスが失透し
やすくなるため、Fの含量は1.5%〜14%に限定さ
れる。
出量が少なくなって好ましくない。従って、MgOの含
量は20〜30%に限定される。SiO2が30%未満
ではガラスが失透しやすく、エンスタタイト結晶の生成
量が低下するので、ガラスセラミックスに高強度を付与
できない。また45%を越えるとガラス融液の粘性が高
くなり、均質のガラスを得ることが難しい。よって、S
iCの含量は30〜45%に限定される。A I 20
3が5%未満では、ガラスが失透しやすく、30%を越
えるとバリウム雲母の生成量が減少するので好ましくな
い。従って、Al2O3の含量は5〜30%に限定され
る。まなFが1.5%未満では、バリウム雲母を析出さ
せることが難しく、ガラスセラミックスに切削性を付与
することができず、1−4%を越えるとガラスが失透し
やすくなるため、Fの含量は1.5%〜14%に限定さ
れる。
BaO,MgO、SiO2、Al2O3及びFを」1記
の範囲で含む本発明のガラスセラミックスは、機械加工
性、機械的強度に優れている。また本発明のガラスセラ
ミックスは、アルカリ金属成分を実質的に含まないので
、絶縁性に優れている。
の範囲で含む本発明のガラスセラミックスは、機械加工
性、機械的強度に優れている。また本発明のガラスセラ
ミックスは、アルカリ金属成分を実質的に含まないので
、絶縁性に優れている。
本発明のガラスセラミックスにおいて、その中に含まれ
る、Ba−Mg−Al−Si−0−Fよりなるバリウム
雲母は、Ba2+のイオン半径がK のイオン半径と近
似しているので、結晶の安定性に優れているカリウム雲
母と同様に結晶の安定性に優れており、さらにこのバリ
ウム雲母は、仮にそのBa2+イオンが口腔内で溶出し
たとしても、カリウム雲母の場合に溶出するK イオ/
よりも生体毒性が少ないという利点も有する。
る、Ba−Mg−Al−Si−0−Fよりなるバリウム
雲母は、Ba2+のイオン半径がK のイオン半径と近
似しているので、結晶の安定性に優れているカリウム雲
母と同様に結晶の安定性に優れており、さらにこのバリ
ウム雲母は、仮にそのBa2+イオンが口腔内で溶出し
たとしても、カリウム雲母の場合に溶出するK イオ/
よりも生体毒性が少ないという利点も有する。
また本発明のガラスセラミックスは前記のバリラム雲母
とともに、エンスタタイト(MgSiO3)を必須の結
晶として、またコージェライト(2MgO・2Al2O
3 ・5 S 102 ) 、セルジアン(Ba○’A
l2O3・2Si○2)、フォルステライト(2M g
O−Si 02 >を任意の結晶として含有することが
できる。
とともに、エンスタタイト(MgSiO3)を必須の結
晶として、またコージェライト(2MgO・2Al2O
3 ・5 S 102 ) 、セルジアン(Ba○’A
l2O3・2Si○2)、フォルステライト(2M g
O−Si 02 >を任意の結晶として含有することが
できる。
なお、本発明のガラスセラミックスは、元の色と異なる
色を出したい場合や歯冠材料として使用する際に天然歯
の色に近すばるために、T i O2Nb205 、T
a2 o5.ZrO2及びCeO2から選ばれる1種以
上の着色成分を添加することもできる。これらの着色成
分の添加量は重量百分率で5%以内とするのが好ましい
。その理由は、5%を越えると、失透しやすくなり均質
なガラスが得難くなり、さらに歯冠材料として使用した
場合に色が濃くなりすぎるからである。特に好ましい着
色成分の添加量は3%以下である。
色を出したい場合や歯冠材料として使用する際に天然歯
の色に近すばるために、T i O2Nb205 、T
a2 o5.ZrO2及びCeO2から選ばれる1種以
上の着色成分を添加することもできる。これらの着色成
分の添加量は重量百分率で5%以内とするのが好ましい
。その理由は、5%を越えると、失透しやすくなり均質
なガラスが得難くなり、さらに歯冠材料として使用した
場合に色が濃くなりすぎるからである。特に好ましい着
色成分の添加量は3%以下である。
優れた機械加工性、機械的強度及び絶縁性を有する、第
1発明のガラスセラミックスは、上記の組成からなるガ
ラスを熱処理し、バリウム雲母結晶及びエンスタタイト
結晶、更に必要によりその他の結晶を析出させることに
より得られる。この熱処理は、ガラスをそのガラス転移
点を越える温度、例えば600〜千300℃の温度で所
定時間、例えば0.5〜200時間加熱することにより
行なわれるが、この熱処理により得られたガラスセラミ
ックスは、機械加工性、機械的強度及び絶縁性を満足す
るものの、透光性を有さず歯冠材料として用いるには不
適当である。
1発明のガラスセラミックスは、上記の組成からなるガ
ラスを熱処理し、バリウム雲母結晶及びエンスタタイト
結晶、更に必要によりその他の結晶を析出させることに
より得られる。この熱処理は、ガラスをそのガラス転移
点を越える温度、例えば600〜千300℃の温度で所
定時間、例えば0.5〜200時間加熱することにより
行なわれるが、この熱処理により得られたガラスセラミ
ックスは、機械加工性、機械的強度及び絶縁性を満足す
るものの、透光性を有さず歯冠材料として用いるには不
適当である。
そこで、機械加工性、機械的強度及び絶縁性とともに、
同時に透光性をも満足するガラスセラミックスを得るた
めに、前記第2発明のガラスセラミックスの製造方法が
採用される。このガラスセラミックスの製造方法は、上
述の如く、BaO。
同時に透光性をも満足するガラスセラミックスを得るた
めに、前記第2発明のガラスセラミックスの製造方法が
採用される。このガラスセラミックスの製造方法は、上
述の如く、BaO。
MgO,SiO2,Al2O3及びFを、重量百分率で
BaO3〜22%
MgO 20〜30%
SiO2 30〜45%
Al2O35〜30%
F 1.5〜14%の範囲で含
み、アルカリ金属成分を実質的に含まないガラスを、そ
のガラス転移点より50℃低い温度とガラス転移点より
100℃高い温度との間で熱処理する第1の熱処理工程
と、第1の熱処理工程後のガラスを、そのガラス転移点
より200〜500℃高い温度で熱処理する第2の熱処
理工程とを含むことを特徴とする。
み、アルカリ金属成分を実質的に含まないガラスを、そ
のガラス転移点より50℃低い温度とガラス転移点より
100℃高い温度との間で熱処理する第1の熱処理工程
と、第1の熱処理工程後のガラスを、そのガラス転移点
より200〜500℃高い温度で熱処理する第2の熱処
理工程とを含むことを特徴とする。
この2工程熱処理において、第1工程でカラスを、ガラ
ス転移点より50℃低い温度とガラス転移点より100
℃高い温度との間で熱処理する理由は、ガラス転移点よ
り50℃低い温度よりさらに低い温度では結晶化するの
に必要な核が生成しないので好ましくなく、ガラス転移
点より100℃高い温度よりさらに高い温度では核の生
成だけでなく結晶成長が起り、結晶の粒径が大きくなり
透光性に欠けるので好ましくないからである。
ス転移点より50℃低い温度とガラス転移点より100
℃高い温度との間で熱処理する理由は、ガラス転移点よ
り50℃低い温度よりさらに低い温度では結晶化するの
に必要な核が生成しないので好ましくなく、ガラス転移
点より100℃高い温度よりさらに高い温度では核の生
成だけでなく結晶成長が起り、結晶の粒径が大きくなり
透光性に欠けるので好ましくないからである。
また第1−の熱処理工程のための時間は0.5〜20時
間が好ましい。その理由は、0,5時間未満では、充分
な核の生成が起らず、200時間を越えても核の生成量
は増えないからである。
間が好ましい。その理由は、0,5時間未満では、充分
な核の生成が起らず、200時間を越えても核の生成量
は増えないからである。
第1の熱処理工程で核が生成したガラスを次の第2の熱
処理工程でガラス転移点より200〜5oo’c高い温
度で熱処理する理由は、前記ガラス転移点より200℃
高い温度に満たないと結晶成長が充分に行なわれず、ガ
ラス転移点より500℃高い温度よりさらに高い温度で
は、所望するバリウム雲母結晶やエンスタタイト結晶が
得られないので好ましくないからである。
処理工程でガラス転移点より200〜5oo’c高い温
度で熱処理する理由は、前記ガラス転移点より200℃
高い温度に満たないと結晶成長が充分に行なわれず、ガ
ラス転移点より500℃高い温度よりさらに高い温度で
は、所望するバリウム雲母結晶やエンスタタイト結晶が
得られないので好ましくないからである。
また、第2の熱処理工程のための時間は0.5〜200
時間とするのが好ましい。その理由は、0.5時間未満
では、結晶成長が充分に行なわれず、200時間を越え
ても結晶の成長量は増えないからである。
時間とするのが好ましい。その理由は、0.5時間未満
では、結晶成長が充分に行なわれず、200時間を越え
ても結晶の成長量は増えないからである。
なお、第2発明のガラスセラミックスの製造方法を実施
するにあたり、ガラスのガラス転移点(Tg)は日本光
学硝子工業会規格JOGIS1975に基いて、熱機械
分析装置(TMA)で一般に測定されるが、示差熱分析
計(D TA>、示差走査熱量計(DSC)で測定して
も良い。さらに、比熱を測定してガラス転移点を求めて
も良い [実施例] 以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない [実施例−1] 重量百分率でBaO3,0%、MgO 280%、S
i0242 、0%、Al2O325.5%、F 1.
5%となるようB a CO3、M g 0SiO2、
Al2O3、MgF2を原料に用いて、200g調合し
、これを白金ルツボに入れて1500℃で60分間溶融
しな。次いで溶融状態のガラスを黒鉛板状にキャストし
、ガラス転移点付近の温度に設定したアニール炉に入れ
徐冷しガラス塊を得た。このガラスのガラス転移点は7
00℃であった。得られたガラスを電気炉に入れ、室温
から1200℃まで一定の昇温速度3℃/分で加熱し、
1200℃で2時間保持して熱処理を行なった後、炉内
で室温まで冷却し、ガラスセラミックスを得な。
するにあたり、ガラスのガラス転移点(Tg)は日本光
学硝子工業会規格JOGIS1975に基いて、熱機械
分析装置(TMA)で一般に測定されるが、示差熱分析
計(D TA>、示差走査熱量計(DSC)で測定して
も良い。さらに、比熱を測定してガラス転移点を求めて
も良い [実施例] 以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない [実施例−1] 重量百分率でBaO3,0%、MgO 280%、S
i0242 、0%、Al2O325.5%、F 1.
5%となるようB a CO3、M g 0SiO2、
Al2O3、MgF2を原料に用いて、200g調合し
、これを白金ルツボに入れて1500℃で60分間溶融
しな。次いで溶融状態のガラスを黒鉛板状にキャストし
、ガラス転移点付近の温度に設定したアニール炉に入れ
徐冷しガラス塊を得た。このガラスのガラス転移点は7
00℃であった。得られたガラスを電気炉に入れ、室温
から1200℃まで一定の昇温速度3℃/分で加熱し、
1200℃で2時間保持して熱処理を行なった後、炉内
で室温まで冷却し、ガラスセラミックスを得な。
こうして製造されたガラスセラミックスの一部を粉砕し
、X線回折により析出結晶を同定した結果、表1に示す
ようにバリウム雲母、エンスタタイト及びコージェライ
トが析出していることが判明しな。 また得られたガラ
スセラミックスの曲げ強度、切削性、伝導率及び透光性
を下記の方法で調べた。(1)曲げ強度・・・JIS
R1601に基づく三点曲げ強度 試験法により求めた(単位kg/cza+ )。
、X線回折により析出結晶を同定した結果、表1に示す
ようにバリウム雲母、エンスタタイト及びコージェライ
トが析出していることが判明しな。 また得られたガラ
スセラミックスの曲げ強度、切削性、伝導率及び透光性
を下記の方法で調べた。(1)曲げ強度・・・JIS
R1601に基づく三点曲げ強度 試験法により求めた(単位kg/cza+ )。
(2)切削性・・・1.5m…φの工具鋼製ドリルで穴
をあけ切削加工性を評価し、切削加工可のものを△、切
削加工良のものを○、切削加工優のものを◎で表示した
。
をあけ切削加工性を評価し、切削加工可のものを△、切
削加工良のものを○、切削加工優のものを◎で表示した
。
(3)伝導率、、、JIS C21,!11に基づく電
気絶縁用セラミックス材料試験法により求めた(単位Ω
−1c+n−1)。
気絶縁用セラミックス材料試験法により求めた(単位Ω
−1c+n−1)。
(4)透光性・・・目視より評価し、透光性があるもの
を○、ないものを×で表示しな。
を○、ないものを×で表示しな。
その結果、曲げ強度は1500kg/cmF、切削性は
切削加工度(△〉、伝導率は1.2X1013Ω−1c
m−1であり、機械的強度、機械加工性、絶縁性を満足
するものであった。
切削加工度(△〉、伝導率は1.2X1013Ω−1c
m−1であり、機械的強度、機械加工性、絶縁性を満足
するものであった。
しかし熱処理を1工程で行なっているため、透光性の評
価は×であり、透光性を有していなかった。
価は×であり、透光性を有していなかった。
[実施例2〜27]
BaCO2、MgO、SiO2、A12o3、MgF2
を用いて、表1に示す組成に相当するガラス原料を20
0g調合し、これを白金ルツボに入れて1400〜16
00℃で30〜60分間溶融した。次いで溶融状態のガ
ラスを黒鉛板上にキャストし、アニールしてガラス塊を
得た。得られた26種のガラスのガラス転移点は580
〜680℃の範囲であった。得られたガラスを電気炉に
入れ、実施例1と同様な熱処理を行なった。すなわち、
室温から600〜1300℃の範囲の一定温度まで一定
の昇温速度3℃/分で加熱し、その一定温度で0.5〜
200時間の範囲で熱処理を行なった後、炉内で室温ま
で冷却し、26種のガラスセラミックスを得た。
を用いて、表1に示す組成に相当するガラス原料を20
0g調合し、これを白金ルツボに入れて1400〜16
00℃で30〜60分間溶融した。次いで溶融状態のガ
ラスを黒鉛板上にキャストし、アニールしてガラス塊を
得た。得られた26種のガラスのガラス転移点は580
〜680℃の範囲であった。得られたガラスを電気炉に
入れ、実施例1と同様な熱処理を行なった。すなわち、
室温から600〜1300℃の範囲の一定温度まで一定
の昇温速度3℃/分で加熱し、その一定温度で0.5〜
200時間の範囲で熱処理を行なった後、炉内で室温ま
で冷却し、26種のガラスセラミックスを得た。
得られた実施例2〜27のガラスセラミックスについて
、実施例1と同様にX線回折による析出結晶、曲げ強度
、切削性、伝導率及び透光性を測定した結果を表1に示
す。
、実施例1と同様にX線回折による析出結晶、曲げ強度
、切削性、伝導率及び透光性を測定した結果を表1に示
す。
表1より明らかなように、実施例2〜27のガラスセラ
ミックスは、曲げ強度、切削性、絶縁性を満足するもの
であった。なお実施例14〜20のガラスセラミックス
は、着色成分を含むものであるが、天然歯に近い色調と
なるので歯冠材料として有用であることが判明した。
ミックスは、曲げ強度、切削性、絶縁性を満足するもの
であった。なお実施例14〜20のガラスセラミックス
は、着色成分を含むものであるが、天然歯に近い色調と
なるので歯冠材料として有用であることが判明した。
なお上記実施例2〜27のガラスセラミックスは実施例
1のガラスセラミックスと同様に透光性を有していなか
った。
1のガラスセラミックスと同様に透光性を有していなか
った。
[実施例28]
重量百分率でBaO10,0%、MgO26゜2%、S
i 0238.8%、Al2O318.1%、F 6
.9%となるようBaCO2、MgO1SiO2、Al
2O3、MgF2を原料に用いて、200g調合し、こ
れを白金ルツボに入れて1500℃で60分間溶融した
。次いで溶融状態のガラスを黒鉛板上にキャストし、ア
ニールしてガラス塊を得た。得られたガラスのガラス転
移点は655℃であった。これを電気炉に入れ、室温か
ら650℃まで一定の昇温速度3℃/分で加熱し、その
650℃で50時間保持して第1の熱処理工程を行なっ
た。その後1000℃まで一定の昇温速度3℃/分で加
熱し、1000℃で4時間保持して第2の熱処理工程を
行なった。しかる後、炉内で室温まで冷却し、ガラスセ
ラミックスを得た。
i 0238.8%、Al2O318.1%、F 6
.9%となるようBaCO2、MgO1SiO2、Al
2O3、MgF2を原料に用いて、200g調合し、こ
れを白金ルツボに入れて1500℃で60分間溶融した
。次いで溶融状態のガラスを黒鉛板上にキャストし、ア
ニールしてガラス塊を得た。得られたガラスのガラス転
移点は655℃であった。これを電気炉に入れ、室温か
ら650℃まで一定の昇温速度3℃/分で加熱し、その
650℃で50時間保持して第1の熱処理工程を行なっ
た。その後1000℃まで一定の昇温速度3℃/分で加
熱し、1000℃で4時間保持して第2の熱処理工程を
行なった。しかる後、炉内で室温まで冷却し、ガラスセ
ラミックスを得た。
こうして製造されたガラスセラミックスを実施例1と同
様の方法で、X線回折による結晶構造、曲げ強度、切削
性、伝導率及び透光性を測定した結果を表2に示す。表
2より、実施例28のガラスセラミックスは曲げ強度が
3000kg/cA、切削性が切削加工優(◎)であり
、機械的強度、機械加工性に著るしく優れていた。また
伝導率が09X10−13Ω−Icm−1であり、絶縁
性に優れていた。さらに透光性にも優れており、歯冠材
料として好ましく用いられることが明らかとなった。
様の方法で、X線回折による結晶構造、曲げ強度、切削
性、伝導率及び透光性を測定した結果を表2に示す。表
2より、実施例28のガラスセラミックスは曲げ強度が
3000kg/cA、切削性が切削加工優(◎)であり
、機械的強度、機械加工性に著るしく優れていた。また
伝導率が09X10−13Ω−Icm−1であり、絶縁
性に優れていた。さらに透光性にも優れており、歯冠材
料として好ましく用いられることが明らかとなった。
[実施例29〜55]
B a CO3、M g○、SiO2、A 1203、
MgF2を用いて、表1に示す組成に相当するガラス原
料を200g調合し、これを白金ルツボに入れて140
0〜1600℃で30〜60分間溶融した。次いで溶融
状態のガラスを黒鉛板上にキャストし、アニールしてガ
ラス塊を得た。得られた27種のガラス転移点は580
〜700℃の範囲であった。得られたガラスを電気炉に
入れ、実施例28と同様の2工程熱処理を行なった。す
なわち、室温から550〜700の範囲の一定温度まで
一定の昇温速度3℃/分で加熱し、その一定温度で0.
5〜200時間保持して第1の熱処理工程を行なった。
MgF2を用いて、表1に示す組成に相当するガラス原
料を200g調合し、これを白金ルツボに入れて140
0〜1600℃で30〜60分間溶融した。次いで溶融
状態のガラスを黒鉛板上にキャストし、アニールしてガ
ラス塊を得た。得られた27種のガラス転移点は580
〜700℃の範囲であった。得られたガラスを電気炉に
入れ、実施例28と同様の2工程熱処理を行なった。す
なわち、室温から550〜700の範囲の一定温度まで
一定の昇温速度3℃/分で加熱し、その一定温度で0.
5〜200時間保持して第1の熱処理工程を行なった。
その後850〜1100℃の範囲の一定温度まで一定の
昇温速度3℃/分で加熱し、その一定温度で0.5〜2
00時間保持して第2の熱処理工程を行なった。しかる
後、炉内で室温まで冷却し、ガラスセラミックスを得た
。
昇温速度3℃/分で加熱し、その一定温度で0.5〜2
00時間保持して第2の熱処理工程を行なった。しかる
後、炉内で室温まで冷却し、ガラスセラミックスを得た
。
こうして製造された各ガラスセラミックスについて実施
例1と同様の方法で、X線回折による結晶構造、曲げ強
度、切削性、伝導率及び透光性を測定しな。
例1と同様の方法で、X線回折による結晶構造、曲げ強
度、切削性、伝導率及び透光性を測定しな。
表2から明らかな通り、実施例29〜55のガラスセラ
ミックスは1500〜3000 hg/=という高い値
の曲げ強度を有し、切削加工が可能であり、絶縁性も高
く更に透光性にも優れていた。
ミックスは1500〜3000 hg/=という高い値
の曲げ強度を有し、切削加工が可能であり、絶縁性も高
く更に透光性にも優れていた。
[比較例1]
実施例48の2工程熱処理において、第2の熱処理工程
の温度を第2発明において規定された上限(すなわちガ
ラス転移点+500℃)よりも高くし、1300℃(ガ
ラス転移点(640℃〉+660℃〉にした以外は実施
例48と同様に実施してガラスセラミックスを得た。得
られたガラスセラミックスは、表3に示すように、実施
例48のガラスセラミックスと比べ、曲げ強度が著るし
く低く、切削性も劣り、また透光性を有さず歯冠材料と
して不適当であることが判明した。
の温度を第2発明において規定された上限(すなわちガ
ラス転移点+500℃)よりも高くし、1300℃(ガ
ラス転移点(640℃〉+660℃〉にした以外は実施
例48と同様に実施してガラスセラミックスを得た。得
られたガラスセラミックスは、表3に示すように、実施
例48のガラスセラミックスと比べ、曲げ強度が著るし
く低く、切削性も劣り、また透光性を有さず歯冠材料と
して不適当であることが判明した。
[比較例2]
実施例49の2工程熱処理において、第2の熱処理工程
の温度を第2発明において規定された上限(すなわちガ
ラス転移点+500℃)よりも高くし、i−320℃(
ガラス転移点(645℃)+675℃〉にした以外は実
施例49と同様に実施してガラスセラミックスを得た。
の温度を第2発明において規定された上限(すなわちガ
ラス転移点+500℃)よりも高くし、i−320℃(
ガラス転移点(645℃)+675℃〉にした以外は実
施例49と同様に実施してガラスセラミックスを得た。
得られたガラスセラミックスは、表3に示すように、実
施例49のガラスセラミックスと比べ、曲げ強度が著る
しく低く、切削性も劣り、また透光性を有さず歯冠材料
として不適当であることが判明した。
施例49のガラスセラミックスと比べ、曲げ強度が著る
しく低く、切削性も劣り、また透光性を有さず歯冠材料
として不適当であることが判明した。
[比較例3]
実施例55の2工程熱処理において、第2の熱処理工程
の温度を第2発明において規定された下限(すなわちガ
ラス転移点+200℃)よりも低くし、750℃(ガラ
ス転移点(600℃)+150℃)にした以外は実施例
55と同様に実施してガラスセラミックスを得た。得ら
れたガラスセラミックスは、表3に示すように、実施例
55のガラスセラミックスと比べ、曲げ強度が著るしく
低く、切削性及び絶縁性も劣り、また透光性を有さず歯
冠材料として不適当であることが判明しな。
の温度を第2発明において規定された下限(すなわちガ
ラス転移点+200℃)よりも低くし、750℃(ガラ
ス転移点(600℃)+150℃)にした以外は実施例
55と同様に実施してガラスセラミックスを得た。得ら
れたガラスセラミックスは、表3に示すように、実施例
55のガラスセラミックスと比べ、曲げ強度が著るしく
低く、切削性及び絶縁性も劣り、また透光性を有さず歯
冠材料として不適当であることが判明しな。
(以下余白)
[発明の効果]
以上述べたように、BaO,MgO,SiO2Al2O
3及びFを所定比率で含み、アルカリ金属成分を実質的
に含まないガラスから、バリウム雲母結晶とエンスタタ
イト結晶とを析出してなる、本発明のガラスセラミック
スは機械加工性、機械的強度及び絶縁性に優れていると
いう利点を有する。さらに上記ガラスに必要に応じて着
色成分を加えることにより天然歯に近い色となるので歯
冠材料として有用となる。
3及びFを所定比率で含み、アルカリ金属成分を実質的
に含まないガラスから、バリウム雲母結晶とエンスタタ
イト結晶とを析出してなる、本発明のガラスセラミック
スは機械加工性、機械的強度及び絶縁性に優れていると
いう利点を有する。さらに上記ガラスに必要に応じて着
色成分を加えることにより天然歯に近い色となるので歯
冠材料として有用となる。
また上記ガラスを2工程で熱処理する、本発明のガラス
セラミックスの製造方法は、上記の機械加工性、機械的
強度及び絶縁性とともに透光性に優れ、歯冠材料として
好適なガラスセラミックスが得られるという利点を有す
る。
セラミックスの製造方法は、上記の機械加工性、機械的
強度及び絶縁性とともに透光性に優れ、歯冠材料として
好適なガラスセラミックスが得られるという利点を有す
る。
Claims (2)
- (1)BaO、MgO、SiO_2、Al_2O_3及
びFを、重量百分率で BaO3〜22% MgO20〜30% SiO_230〜45% Al_2O_35〜30% F1.5〜14% の範囲で含み、アルカリ金属成分を実質的に含まないガ
ラスから、Ba−Mg−Al−Si−O−Fよりなるバ
リウム雲母結晶と、Mg−Si−Oよりなるエンスタタ
イト結晶とを析出させてなることを特徴とするガラスセ
ラミックス。 - (2)BaO、MgO、SiO_2、Al_2O_3及
びFを、重量百分率で BaO3〜22% MgO20〜30% SiO_230〜45% Al_2O_35〜30% F1.5〜14% の範囲で含み、アルカリ金属成分を実質的に含まないガ
ラスを、そのガラス転移点より50℃低い温度とガラス
転移点より100℃高い温度との間で熱処理する第1の
熱処理工程と、第1の熱処理工程後のガラスを、そのガ
ラス転移点より200〜500℃高い温度で熱処理する
第2の熱処理工程とを含むことを特徴とする透光性を有
するガラスセラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2792389A JPH02208238A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | ガラスセラミックス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2792389A JPH02208238A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | ガラスセラミックス及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02208238A true JPH02208238A (ja) | 1990-08-17 |
Family
ID=12234406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2792389A Pending JPH02208238A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | ガラスセラミックス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02208238A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004071979A3 (en) * | 2003-02-12 | 2005-01-20 | Univ Leeds | Glass ceramics |
| JP2007253284A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Kyocera Corp | 真空チャック及びこれを用いた真空吸着装置 |
-
1989
- 1989-02-07 JP JP2792389A patent/JPH02208238A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004071979A3 (en) * | 2003-02-12 | 2005-01-20 | Univ Leeds | Glass ceramics |
| JP2007253284A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Kyocera Corp | 真空チャック及びこれを用いた真空吸着装置 |
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