本发明专利技术涉及一种透明的着色的玻璃陶瓷、特别是LAS玻璃陶瓷，其适合用作炉灶面，具有高石英固溶体(HQMK)为主晶相，并且在20℃至700℃的温度范围具有‑0.5至+0.5ppm/K的热膨胀，其中玻璃陶瓷含有3.0‑3.6重量％的氧化锂(Li2O)作为组分，并用0.003‑0.05重量％的氧化钒(V2O5)或0.003‑0.25重量％的氧化钼(MoO3)着色。
Glass-ceramics with reduced lithium content
【技术实现步骤摘要】
具有降低的锂含量的玻璃陶瓷专利
本专利技术涉及一种透明的着色玻璃陶瓷，它适合用作炉灶面。专利技术背景玻璃陶瓷炉灶面和用于此目的的玻璃陶瓷已为人所知多年。通常，使用锂铝硅酸盐(LAS)玻璃陶瓷，其特别是针对透明材料包含高石英固溶体作为主晶相，或特别是针对半透明或不透明材料包含热液石英固溶体作为主晶相。这些材料用作炉灶面的基本特性是，通过负热膨胀晶相和正热膨胀的无定形残余玻璃相的组合获得从室温到700℃及以上的非常小的热膨胀。为了实现它，晶相的含量必须足够高，通常大于50％，优选甚至大于60％。在迄今使用的玻璃陶瓷中，为此使用通常为4至5重量％的锂含量。当针对炉灶面而使用具有主晶相高石英固溶体的透明玻璃陶瓷时，它们或者通过添加颜色氧化物着色或者提供底部涂层以在视觉上隐藏位于炉灶面下面的技术装置。不同的颜色氧化物可用于玻璃陶瓷的着色，其中一些如CoO、NiO、Nd2O3或CuO，由于其原材料成本高，可能会显著提高玻璃陶瓷的价格。虽然过去主要使用玻璃工业中已知的精炼剂氧化砷和/或氧化锑，但是，出于环境和职业安全的原因，其他较低毒性的替代品如氧化锡(SnO2)优选作为澄清剂。能够可选地用V2O5着色的透明玻璃陶瓷在DE1796298A1中有所描述。这里，优选使用颜色氧化物NiO和CoO，仅利用V2O5的着色仅结合ZnS公开，因为要生产着红色的玻璃陶瓷。在出版物US4526872A、JP6086311B4和EP2435378B1中描述了用V2O5、Cr2O3和CoO或CuO的着色。在DE3345316A1中描述了具有低锂含量的着色玻璃陶瓷，以用于生产彩色炉窗。这里，至少0.1％重量百分比用氧化钒着色，如同在德国专利DE19939787C2和欧洲专利EP1313675B2中公开的一样，其中用V2O5着色并用SnO2纯化的玻璃陶瓷用于炉灶面。日本专利申请JP11100229A和JP11100230A描述了用氧化钒着色的玻璃陶瓷，其用SnO2以及可选地用Cl-添加物澄清。EP1398303B1也公开了用于生产玻璃陶瓷的可陶瓷化玻璃，其可任选地用V2O5着色。其中描述的组合物用As2O3或Sb2O3澄清。还公开了添加0.05至1重量％的氟(US20070004578A1)和0.01至1重量％的溴(US20080026927A1)以帮助用SnO2进行澄清。然而，加入卤化物是不利的，因为它们在熔化温度下强烈蒸发，并且可能形成有毒化合物如HF。在申请US2007129231A中描述了借助于组合SnO2和CeO2和/或MnO2进行的澄清。然而，为此，需要0.7至1.5％的CeO2或MnO2。然而，由于这两种成分的原材料价格明显高于SnO2，因此经济效益值得质疑。在DE102008040097B4中示出了玻璃陶瓷借助于较小量的V2O5(在0.003至0.7重量％的范围内)的着色。在现有技术中，例如在DE102008050263B4和DE102009013127B4中同样描述了在特定波长下具有特别设定的透光率的透明玻璃陶瓷。为此优选使用不同的着色氧化物与V2O5的组合，例如CoO、Nd2O3、NiO。在US8765619中公开了以V2O5作为着色氧化物和以Fe2O3、NiO和MnO作为共着色剂的玻璃陶瓷。还提出了氧化钒与CoO的组合，以用于玻璃陶瓷炉灶面的着色(WO1013700A1)。然而在此，与没有添加CoO的V2O5着色相比，预期的批次价格更高。在美国文献US2013070451A中描述了一种具有玻璃陶瓷的显示装置，其可含有100至2000ppm的V2O5和0.1至0.5重量％的SnO2。在该示例中描述了Li2O的减少，然而，在低BaO含量为0.8重量％和MgO含量为1.3重量％时，这不利于炉灶面应用的膨胀系数。WO11089220A1公开了特别是在用SnO2澄清方面得以优化的高石英玻璃陶瓷。此处，除了V2O5之外，优选使用CoO作为共着色剂。在申请US2013098903A中举例说明了用于炉灶面的玻璃陶瓷，其含有作为着色剂的V2O5和作为澄清剂的SnO2以及含量为3.5重量％的锂。该玻璃陶瓷的SiO2份额为69.9重量％。该SiO2份额提高了熔化温度，结果导致熔化的较高能量成本。在PCT申请WO12010278A1中也提出了一种具有1.5至4.2重量％的锂含量和作为澄清剂的SnO2的经着色的炉灶面。在此，使用了至少两种着色氧化物的组合。美国专利号为US8722554B公开了一种利用V2O5染色的玻璃陶瓷，其特别针对用SnO2的澄清方面进行优化。为此目的，举例来说，提到了Li2O含量大于3.7重量％的组合物。专利技术目的本专利技术的目的是提供一种透明的着色玻璃陶瓷，它具有良好的毛坯玻璃熔化性能并且价格低廉，而不会对使用性能产生限制。特别是，玻璃陶瓷应满足用作炉灶面的所有要求，例如低的热膨胀、足够的耐化学性、抗热震性和长期耐温性以及适应的光学传输。
技术实现思路
本专利技术的目的通过权利要求1的主题实现。优选示例和改进方案可以在从属权利要求中找到。根据本专利技术的透明的着色玻璃陶瓷，特别是LAS玻璃陶瓷，含有高石英混晶(HQMK，高石英固溶体)作为主晶相，并且其在20℃至700℃的范围内的热膨胀为-1至+1ppm/K，优选-0.6至+0.6ppm/K，更优选-0.5至+0.5ppm/K。这确保了足够的抗热震性。因为根据本专利技术的玻璃陶瓷含有高石英固溶体作为主晶相，意味着作为晶相的高石英固溶体的比例大于存在的总晶相的50％。此外，根据本专利技术的玻璃陶瓷含有3.0至3.6重量百分比的氧化锂(Li2O)作为组分。由此可以降低玻璃陶瓷的生产价格。此外，根据本专利技术的的玻璃陶瓷通过0.003至0.05重量％的氧化钒(V2O5)作为着色氧化物，优选为0.026至0.033重量％，被着成深色。作为组分V2O5的替代物，使用0.003至0.25重量％的氧化钼(MoO3)作为着色氧化物。即使使用氧化钼(MoO3)，也可以实现经济的生产。然而，氧化钒(V2O5)是比氧化钼(MoO3)更强的着色剂。因此，对于相同着色来说需要比MoO3更少的V2O5，因此V2O5的使用更经济。然而，氧化钼在可见范围内具有较浅的透射分布，这对于白色发光元件是有利的。由于其它的着色氧化物，例如CoO、NiO、Nd2O3或CuO，由于其高的原材料成本会显著提高玻璃陶瓷的价格，因此在根据本专利技术的玻璃陶瓷中，着色优选仅借助于氧化钒(V2O5)或氧化钼(MoO3)来产生，其中所述少量足以充分着色。因此，出于成本原因，使用其他着色氧化物通常是没有意义的。使用具有非常强的着色效果的着色氧化物，例如CoO、NiO、Cr2O3或CuO，也会引起不需要的杂质或交叉污染的问题，因为即使少量也会对所得颜色产生显著影响。这些着色氧化物的量应限制在通过杂质引入的量。这相当于CoO、NiO、Cr2O3、CuO或Nd2O3的量各自为0至小于0.01重量％，MnO2为0至小于0.03重量％。由于即使使用V2O5或V2O5作为唯一的着色氧化物也可以获得足够的颜色效果，因此可以省去上述着色氧化物的使用。与常规玻璃陶瓷相比较低的Li2O含量允许降低原材料成本，因为近年来由于需求增加(例如锂离子电池)，锂原材料的成本显著增加。对于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种透明的着色玻璃陶瓷、特别是LAS玻璃陶瓷，其包括高石英固溶体(HQMK)作为主晶相，并且在20℃至700℃的温度范围内的热膨胀为‑1至+1ppm/K，其中玻璃陶瓷含有3.0‑3.6重量％的氧化锂(Li2O)作为组分，并用0.003‑0.05重量％的氧化钒(V2O5)或0.003‑0.25重量％的氧化钼(MoO3)着色。
【技术特征摘要】
2017.12.22 DE 102017131067.3;2018.05.07 DE 10201811.一种透明的着色玻璃陶瓷、特别是LAS玻璃陶瓷，其包括高石英固溶体(HQMK)作为主晶相，并且在20℃至700℃的温度范围内的热膨胀为-1至+1ppm/K，其中玻璃陶瓷含有3.0-3.6重量％的氧化锂(Li2O)作为组分，并用0.003-0.05重量％的氧化钒(V2O5)或0.003-0.25重量％的氧化钼(MoO3)着色。2.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷，其含有0至小于0.01重量％的着色氧化物CoO、NiO、Cr2O3、CuO或Nd2O3以及0至小于0.3重量％的MnO2。3.根据权利要求1或2所述的玻璃陶瓷，其含有以重量百分比计的碱土金属氧化物和ZnO的以下组分：4.根据前述权利要求中一项或多项所述的玻璃陶瓷，其利用0.1至0.6重量％的氧化锡(SnO2)澄清。5.根据前述权利要求中一项或多项所述的玻璃陶瓷，其含有以重量百分比计的以下组分：6.根据前述权利要求中一项或多项所述的玻璃陶瓷，其中(BaO+ZnO)/MgO的比例分别以重量百分比计在2.2至35的范围内，优选在4.5至15的范围内。7.根据前述权利要求中一项或多项所述的玻璃陶瓷，其包含砷(As)、锑(Sb)、镉(Cd)、铅(Pb)、卤化物或硫(S)的化合物的量为0至小于0.5重量％，优选小于0.1重量％，更优选小于0.05重量％。8.根据前述权利要求中一项或多项所述的玻璃陶瓷，其包含高石英固溶体(HQMK)作为主晶相，其量为超过80％、优选超过90％的存...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·万斯，M·施耐德，O·霍克莱恩，F·西贝斯，R·杜德克，M·米勒，M·博克迈耶，B·多尔克，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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