结晶化玻璃制造技术

一种结晶化玻璃，其特征在于：以结晶化玻璃作为母材，在表面具有压缩应力层；在厚度10mm的情况下包含反射损失的光线透射率为80％时的波长是400nm至669nm，维氏硬度(Hv)为835至1300。结晶化玻璃，其压缩应力层的厚度是20μm以上。结晶化玻璃，其结晶化玻璃母材，以氧化物换算的重量％计，含有40.0％至70.0％的SiO2成分、11.0％至25.0％的Al2O3成分、5.0％至19.0％的Na2O成分、0％至9.0％的K2O成分、1.0％至18.0％的MgO成分、0％至3.0％的CaO成分以及0.5％至12.0％的TiO2成分，并且含有的SiO2成分、Al2O3成分、Na2O成分、K2O成分、MgO成分、TiO2成分的总量为90％以上。

Crystallized glass

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】结晶化玻璃
本专利技术涉及一种在表面具有压缩应力层的结晶化玻璃。特别地，本专利技术涉及一种适用于便携式电子设备或光学设备等的保护部件的结晶化玻璃。
技术介绍
智能型手机、平板型计算机等便携式电子设备中，会使用覆盖玻璃来保护显示器。此外，在汽车用光学设备上，也会使用保护物来保护透镜。这些作为用于覆盖玻璃或保护物用途的材料，需要其具有高可见光透射率以及优异的色彩平衡。而且，近年，为了使这些设备能承受更苛刻的使用环境，在用于覆盖玻璃或保护物的用途时，对于具有更高硬度的材料的需求变强。以往，作为用于上述保护部件用途的材料，使用化学强化玻璃。然而，以往的化学强化玻璃，非常容易从玻璃表面垂直地产生龟裂，因此，便携式设备掉落时，常会发生破损事故，而成为问题。此外，虽然蓝宝石作为比玻璃硬度更高且具有透明性的材料亦受到瞩目，但蓝宝石的制造相较于玻璃其生产率不佳，且加工性亦不佳。除了上述的材料以外，为了提高玻璃的强度，有在玻璃内部析出晶体的结晶化玻璃。结晶化玻璃，虽然具有比非晶玻璃更高的机械特性，但是以往的结晶化玻璃，由于可见光的透射性差，故不适合用于上述保护部件的用途上。专利文献1中，公开了一种信息纪录介质用结晶化玻璃。该结晶化玻璃的可见光透射性差。此外，在施予化学强化的情况下，无法获得充分的压缩应力值，并且无法使得应力层形成至深处。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-114200号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述技术问题点而完成。本专利技术的目的在于获得一种具有高可见光透射率及高硬度的结晶化玻璃。为了解决上述技术问题，本专利技术人等专注累积试验研究，结果发现通过将构成结晶化玻璃的成分及其含量加以特定，并进一步调整结晶化条件及化学强化条件，能够获得非常坚硬且透明的结晶化玻璃，而完成本专利技术。具体而言，本专利技术提供下述之物。(方式1)一种结晶化玻璃，其中，以结晶化玻璃作为母材，在表面具有压缩应力层，在玻璃厚度10mm的情况下包含反射损失的光线透射率为80％时的波长是400nm至669nm，维氏硬度(VickersHardness；Hv)为835至1300。(方式2)如方式1所述的结晶化玻璃，其中所述压缩应力层的厚度为20μm以上。(方式3)如方式1或2所述的结晶化玻璃，其中，所述结晶化玻璃母材，以氧化物换算的重量％计，含有：40.0％至70.0％的SiO2成分、11.0％至25.0％的Al2O3成分、5.0％至19.0％的Na2O成分、0％至9.0％的K2O成分、1.0％至18.0％的MgO成分、0％至3.0％的CaO成分、以及0.5％至12.0％的TiO2成分，并且含有的SiO2成分、Al2O3成分、Na2O成分、K2O成分、MgO成分、TiO2成分的总量为90％以上。(方式4)如方式1至3中任一项所述的结晶化玻璃，其中，所述结晶化玻璃母材，以氧化物换算的重量％计，含有：45.0％至65.0％的SiO2成分、13.0％至23.0％的Al2O3成分、8.0％至16.0％的Na2O成分、1.0％至7.0％的K2O成分、2.0％至15.0％的MgO成分、0.1％至2.0％的CaO成分、1.0％至10.0％的TiO2成分、以及0.1％至2.0％的选自Sb2O3成分、SnO2成分以及CeO2成分所构成群组的1种以上，并且含有的SiO2成分、Al2O3成分、Na2O成分、K2O成分、MgO成分、TiO2成分的总量为90％以上。(方式5)如方式1至4中任一项所述的结晶化玻璃，其中析出晶体的平均晶体直径是4nm至15nm。通过本专利技术，能够获得具有高可见光透射率及高硬度的结晶化玻璃。本专利技术的结晶化玻璃，能够作为光学透镜等光学部件的材料来使用。此外，也可活用玻璃系材料特有的外观，将其使用在便携式电子设备的外框部件或其他的装饰用途上。具体实施方式以下，针对本专利技术的结晶化玻璃的实施方式及实施例进行详细的说明，但本专利技术并不限于下述的实施方式及实施例，在本专利技术目的的范围内可进行适当的变更来加以实行。(结晶化玻璃)本专利技术的结晶化玻璃，以结晶化玻璃为母材(也称为结晶化玻璃母材)，并且在表面具有压缩应力层。压缩应力层，能够通过离子交换处理形成于结晶化玻璃母材，来强化结晶化玻璃母材。本专利技术的结晶化玻璃，在厚度10mm的情况下包含反射损失的光线透射率(亦可仅称为透射率)为80％时的波长是400nm至669nm，优选为400nm至620nm，更优选为400nm至600nm。若对应于规定光线透射率的波长在上述范围内，则结晶化玻璃的透明性高且色彩平衡优异。透射率可通过实施例所记载的方法测量。这样的透射率受到晶体粒子直径、结晶量、成核剂等的影响，特别是，可调节结晶化温度与结晶化时间来获得。若提高结晶化温度，则波长有变大的倾向。此外，维氏硬度(Hv)是835至1300。维氏硬度，优选为840至1300。若硬度高，则不易受损且难以破裂。维氏硬度可通过实施例所记载的方法测量。这样的硬度，特别地，能够通过相对于基板厚度调节化学强化时间与温度从而获得。结晶化玻璃的压缩应力层的厚度，优选为20μm以上。通过使得压缩应力层具有这样的厚度，即使在结晶化玻璃基板上产生深的裂痕，也能够抑制裂痕延伸或是基板破裂。厚度更优选为43μm以上，最优选为45μm以上。上限没有限定，但是通常为350μm以下。压缩应力层的表面的压缩应力值，优选为850MPa以上。通过具有这样的压缩应力值，能够抑制裂痕延伸并提高机械上的强度。更优选为950MPa以上，还更优选为1000MPa以上，最优选为1050MPa以上。上限没有限定，但是通常是1200MPa以下。此外，中心应力CT(MPa)，通常而言，将表面压缩应力设为CS(MPa)、将基板厚度设为T(μm)、并将应力深度设为t(μm)时，会以下述的公式表示。CT＝(CS×t)/(T－2t)CS的值越大、应力深度t越大，则CT值越高。CS、t越大，则表面硬度与维氏硬度越有增大的倾向，并且CT值也会上升。(构成结晶化玻璃的成分)构成结晶化玻璃的结晶化玻璃母材，是具有结晶相与玻璃相的材料，而可与非晶质固体有所区别。通常而言，结晶化玻璃的结晶相，使用X射线衍射分析的X射线衍射图谱中所显现的尖峰的角度，并可根据需要使用TEMEDX，由此进行判别。结晶化玻璃，例如，作为结晶相，可含有选自MgAl2O4、MgTi2O5、MgTi2O4、Mg2TiO4、Mg2SiO4、MgAl2Si2O8、以及Mg2Al4Si5O18中的1种以上。结晶化玻璃的平均晶体直径，例如为4nm至15nm，能够为5nm至13nm或6nm至10nm。平均晶体直径能够通过实施例所记载的方法测量。若平均晶体直径小，则能够轻易地将研磨后的表面粗度Ra加工为数左右。此外，透射率会变高。平均晶体直径可以通过组成成分或结晶化条件来加以调节。构成结晶化玻璃的各成分的组成范围如下所述。本说明书中，各成分的含量在未特别否定时，均是用氧化物换算的重量％表示。在此，“氧化物换算”是指，在假设结晶化玻璃构成成分全部分解并变成氧化物的情况下，把该氧化物的总重量设为100重量％时，将结晶化玻璃中所含有的各成分氧化物的量，以重量％来表示。成为母材的结晶化玻璃(以下，也简称为结晶化玻璃)，以氧化物换算的重量％计，优选含有：40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结晶化玻璃，以结晶化玻璃作为母材，在表面具有压缩应力层；在厚度10mm的情况下包含反射损失的光线透射率为80％时的波长是400nm至669nm，维氏硬度(Hv)为835至1300。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.24 JP 2017-0328251.一种结晶化玻璃，以结晶化玻璃作为母材，在表面具有压缩应力层；在厚度10mm的情况下包含反射损失的光线透射率为80％时的波长是400nm至669nm，维氏硬度(Hv)为835至1300。2.如权利要求1所述的结晶化玻璃，其中，所述压缩应力层的厚度为20μm以上。3.如权利要求1或2所述的结晶化玻璃，其中，所述结晶化玻璃母材，以氧化物换算的重量％计，含有：40.0％至70.0％的SiO2成分、11.0％至25.0％的Al2O3成分、5.0％至19.0％的Na2O成分、0％至9.0％的K2O成分、1.0％至18.0％的MgO成分、0％至3.0％的CaO成分、以及0.5％至12.0％的TiO2成分；并且含有的SiO2成分、A...

【专利技术属性】
技术研发人员：八木俊刚，山下丰，后藤直雪，
申请(专利权)人：株式会社小原，
类型：发明
国别省市：日本,JP