玻璃陶瓷及其制造方法技术

一种玻璃陶瓷，包含约50mol％至约80mol％的SiO

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃陶瓷及其制造方法本申请要求2017年12月13日提交的系列号为62/598,108的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全部结合入本文。
本公开内容一般涉及玻璃陶瓷及其制造方法，包括包含钨氧化物、铝硼硅酸盐组合物的玻璃陶瓷材料和制品。
技术介绍
在各种工业应用(包括利用激光的应用)中，常常需要能用于阻挡或减少短波长光(例如，蓝色和更短波长的光)的专用透明材料。此类透明材料可称作“蓝色阻挡物”。鉴于需要利用透明性的苛刻操作条件，抗紫外线(UV)的涂层可能不合适，因为该涂层通常缺乏必要的机械、化学和热耐久性。也可使用吸收紫外线的玻璃，但是用于吸收紫外线的玻璃中的紫外线吸收掺杂剂会赋予颜色或对玻璃光学性能产生负面影响。此外，使用掺杂剂镉和硒的玻璃可能是剧毒的。几乎所有的紫外线吸收玻璃的光吸收率均由玻璃的组成和熔炉内部的熔化条件(例如氧化或还原熔炉气氛)决定，因为所述组成和熔炉气氛决定了一种或多种掺杂剂的氧化态或氧化态比率。因此，一旦这些玻璃熔融并成型，极少的后处理能够改变它们的光吸收率。与紫外线吸收率相似，存在几种用于在材料(例如银离子交换的玻璃)内产生相对较大的折射率Δ的技术。这些技术在产生相对较大的折射率Δ的同时还从光学上改变玻璃其它方面的性能，例如增加雾度，散射或不希望的可见光波长吸收。每种技术都有其取舍和局限性，但是评估这些方法时的关键参数是可以图案化(patterned)的特征大小(即分辨率)，可以引起的折射率变化(差值n或Δn)以及透射率。因此，需要开发具有低CTE，低毒性，可调节的UV截止值和/或可调节的折射率的UV吸收材料。
技术实现思路
根据本公开内容的一些方面，玻璃-陶瓷包含约50mol％至约80mol％的SiO2、约0.3mol％至约15mol％的Al2O3、约5mol％至约40mol％的B2O3、约2mol％至约15mol％的WO3和约0mol％至约15mol％的R2O。R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O中的一种或多种。R2O和Al2O3的量之差为约-12mol％至约2.5mol％。根据本公开内容的一些方面，玻璃-陶瓷包含约55mol％至约75mol％的SiO2、约5mol％至约12mol％的Al2O3、约10mol％至约25mol％的B2O3、约4mol％至约10mol％的WO3和约3mol％至约12mol％的R2O。R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O中的一种或多种。所述玻璃陶瓷具有约700nm至约2700nm的至少60％的光学透射率和约320nm至约420nm的锐截止波长。根据本公开内容的另一方面，提供了一种形成玻璃陶瓷制品的方法，其包括以下步骤：形成熔融玻璃，所述熔融玻璃包含约50mol％至约80mol％的SiO2，约1mol％至约15mol％的Al2O3，约5mol％至约40mol％的B2O3和约2mol％至约15mol％的WO3，冷却熔融玻璃，以形成具有第一截止波长处的紫外线截止值和参考波长处的第一折射率的玻璃陶瓷制品，和在预定温度将玻璃陶瓷制品的部分热处理预定时间，以在玻璃陶瓷制品的热处理部分内形成多个含钨晶体沉淀物。玻璃陶瓷制品的热处理部分具有第二截止波长处的紫外线截止值和参考波长处的第二折射率中的至少一种。根据本公开内容的其它方面，玻璃陶瓷制品包含约50mol％至约80mol％的SiO2，约1mol％至约15mol％的Al2O3，约5mol％至约40mol％的B2O3，约2mol％至约15mol％的WO3。具有第一截止波长处的紫外线截止值和参考波长处的第一折射率的第一部分，和包含多个含钨晶体沉淀物的热处理部分。其中，玻璃陶瓷制品的热处理部分具有第二截止波长处的紫外线截止值和参考波长处的第二折射率中的至少一种。在以下的具体实施方式中给出了其他特征和优点，这些特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述的各个实施方式而被认识。应当理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是示例性的，且旨在提供理解要求保护的本公开和所附权利要求书的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本公开原理的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了一个或多个实施方式，并与说明书一起通过实例的方式用以解释本公开的原理和操作。应理解，在本说明书和附图中公开的本公开的各种特征可以任意组合使用。作为非限制性实例，本公开的各个特征可以根据以下实施方式相互组合。附图说明以下是对附图中各图的描述。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，附图的某些特征和某些视图可能按比例放大显示或以示意图方式显示。在附图中：图1A是根据本公开内容的至少一个实例的制品的剖视图；图1B是根据本公开内容的至少一个实例的制品的剖视图；图2是显示根据至少一个实例的方法的流程图；图3A是根据本公开内容的至少一个实例制备的热处理的玻璃陶瓷的透射率对比波长的图；图3B是图3A中的图，其按比例缩放以显示热处理的玻璃陶瓷样品的截止波长；图4A是本公开内容的玻璃陶瓷的未退火样品的图像；图4B是在550℃下热处理2小时16分钟的本公开内容的玻璃陶瓷样品的图像；图4C是在600℃下热处理1小时38分钟的本公开内容的玻璃陶瓷样品的图像；图5是未退火玻璃陶瓷实例和热处理的玻璃陶瓷实例的折射率(n)对比波长(nm)的图；图6是图5样品的折射率Δ对比波长的图；图7A是根据本公开内容的至少一个实例的处于生坯(green)无定形状态的钨氧化物玻璃陶瓷的粉末X射线衍射数据的图；图7B是根据本公开内容的至少一个实例的处于热处理(700℃处理30分钟)状态的钨氧化物玻璃陶瓷的粉末X射线衍射数据的图；图7C是根据本公开内容的至少一个实例的处于退火状态的钨氧化物玻璃陶瓷的粉末X射线衍射数据的图；图8A和8B是在制成状态(as-made)未退火状态和热处理条件下(600℃1h)收集的组合物889FLZ的0.5mm抛光平板的透射光谱和吸收光谱(以OD/mm计)；11/18图9A和9B是在制成状态未退火状态和热处理条件下(700℃1h)收集的组合物889FMB的0.5mm抛光平板的透射光谱和吸收光谱(以OD/mm计)；图10A和10B是在制成状态未退火状态和热处理条件下(500℃1h和600℃1h)收集的组合物889FMC的0.5mm抛光平板的透射光谱和吸收光谱(以OD/mm计)；图11A和11B是在制成状态未退火状态和热处理条件下(500℃1h和600℃1h)收集的组合物889FMD的0.5mm抛光平板的透射光谱和吸收光谱(以OD/mm计)；图12A和12B是在制成状态未退火状态和热处理条件下(600℃1h和700℃1h)收集的组合物889FME的0.5mm抛光平板的透射光谱和吸收光谱(以O本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃陶瓷，包含：/n约50mol％至约80mol％的SiO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171213 US 62/598,1081.一种玻璃陶瓷，包含：
约50mol％至约80mol％的SiO2；
约0.3mol％至约15mol％的Al2O3；
约5mol％至约40mol％的B2O3；
约2mol％至约15mol％的WO3；和
约0mol％至约15mol％的R2O，其中R2O为Li2O，Na2O，K2O，Rb2O和Cs2O中的一种或多种，
其中R2O和Al2O3的量之差为约-12mol％至约2.5mol％。


2.一种玻璃陶瓷，包含：
约55mol％至约75mol％的SiO2；
约5mol％至约12mol％的Al2O3；
约10mol％至约25mol％的B2O3；
约4mol％至约10mol％的WO3；和
约3mol％至约12mol％的R2O，其中R2O为Li2O，Na2O，K2O，Rb2O和Cs2O中的一种或多种，
其中所述玻璃陶瓷具有约700nm至约2700nm的至少60％的光学透射率和约320nm至约420nm的锐截止波长。


3.一种玻璃陶瓷，包含：
约50mol％至约80mol％的SiO2；
约1mol％至约15mol％的Al2O3；
约5mol％至约40mol％的B2O3；
约2mol％至约15mol％的WO3；
第一部分，其具有第一截止波长处的紫外线截止值和参考波长处的第一折射率；和
热处理部分，其包含多个含钨晶体沉淀物，其中所述玻璃陶瓷的热处理部分显示第二截止波长处的紫外线截止值和参考波长处的第二折射率中的至少一个。


4.如权利要求3所述的玻璃陶瓷，其中，对于约400nm至约800nm范围内的波长，第一和第二折射率之间的折射率Δ是约1x10-2或更大。


5.如任何前述权利要求所述的玻璃陶瓷，其中，所述玻璃陶瓷或玻璃陶瓷的晶体相缺乏氧化态小于+6的钨。


6.如任何前述权利要求所述的玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·德内卡，J·科尔，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US