Li的製作方法

2023-05-05 14:49:31

專利名稱：Li的製作方法
技術領域：
本發明為關於Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃、Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃和不透明微晶化玻璃、以及該微晶性玻璃和微晶化玻璃的製造方法，更詳細的說，是一種可以在低溫熔融、成形的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，該微晶性玻璃於核形成後，在廣泛的溫度範圍或較低溫度下，可以經由微晶化工程而製造出具有優良熱特性之透明微晶化玻璃和不透明微晶化玻璃，以及該微晶性玻璃和微晶化玻璃的製造方法。
背景技術：
近年來，Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃被廣泛使用於彩色濾光片、影像感應器基板等高科技製品用基板，電子零件燒成用耐火板、電磁調理用面板、光零件、微波爐棚板、防火用窗玻璃、石油火爐、木材火爐之前面窗等材料。
關於上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃，例如，在特公昭39-21049號、特公昭40-20182號、特開平1-308845號、特開平6-329439號、特開平9-188538號、特開2001-48582號、特開2001-48583號等各個公報裡，開示了以β-石英固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥2)或者β-鋰輝石固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥4)為主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃。
由於上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃具有低的熱膨脹係數和高的機械強度，所以熱特性良好。
另外，上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃原料經過熔融、成形後得到微晶性玻璃。由於該微晶性玻璃在微晶化工程中，可以藉由變更熱處理條件改變其析出微晶的種類，所以由同一組成的玻璃原料可以製造出透明的微晶化玻璃(β-石英固溶體析出時)和白色不透明的微晶化玻璃(β-鋰輝石固溶體析出時)，具有可以依照用途分開使用的利點。
但是，以往製造上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃時，常常需要在超過1600℃，有時甚至需要在接近1700℃的高溫下持續數小時～20小時才能將玻璃原料熔融。所以存在著[必須準備在該高溫下可以長時間使用的熔解爐和必要的燃料]之問題。
還有，製造白色不透明微晶化玻璃(β-鋰輝石固溶體析出)時，玻璃原料經熔融、成形而得到微晶性玻璃，在該微晶性玻璃核形成後經由熱處理使微晶成長而進行微晶化。但是，該微晶成長的溫度，到目前為止必須設定在1000℃～1300℃的高溫。
另外，製造透明微晶化玻璃(β-石英固溶體析出)時，和製造不透明微晶化玻璃相較，雖然微晶成長溫度較低。但是，可以得到透明微晶化玻璃的微晶成長溫度範圍狹窄，偏離該溫度範圍則產生微晶化玻璃透明性下降之問題。因此，一般希望能在較寬廣的微晶成長溫度範圍內更安定的製造透明微晶化玻璃。

發明內容
是為了解決先前有關Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃和微晶化玻璃及其製備中存在的問題，本發明的目的本發明的第一個目的為提供可以在低溫熔融、成形之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃。
本發明的第二個目的為提供透明微晶化玻璃，這種微晶化玻璃是，上述微晶性玻璃晶核形成後，可以在寬廣的溫度範圍內經由微晶化而製造具有優良熱特性及機械強度之透明微晶化玻璃。
本發明的第三個目的為提供不透明微晶化玻璃，這種不透明微晶化玻璃是，上述微晶性玻璃核形成後，可以在低溫經由微晶化而製造具有優良熱特性及機械強度之不透明微晶化玻璃。
本發明的第四個目的為提供上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃、透明微晶化玻璃、以及不透明微晶化玻璃的製造方法。
本發明的諸目的是通過下述具體方法加以實施的(1)最少含有Li2O、Al2O3及SiO2之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，這種微晶性玻璃的特徵為含有P2O5，且P2O5含量為該微晶性玻璃基本組成的0.5～4.0wt％。
(2)最少含有Li2O、Al2O3及SiO2之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，這種微晶性玻璃的特徵為含有F。
(3)上述F含量為上述(2)記載之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃基本組成的1.0～3.0wt％。
(4)上述(1)到(3)記載之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃含有B2O3，且其含量為該微晶性玻璃基本組成的0.5～4.0wt％。
(5)上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃之基本組成為從Li2O、Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、MgO、ZnO、BaO、As2O3、Sb2O3、Na2O及/或K2O等成分中選擇含有。上述(1)～(4)任何一項記載之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，其基本組成之各成份含量為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O 3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。同時，上述Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。
(6)以β-石英固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥2)為主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃，這種透明微晶化玻璃的特徵為含有P2O5，且P2O5之含量為上述透明微晶化玻璃基本組成的0.5～4.0wt％。
(7)上述(6)記載之Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃含有B2O3，且其含量為上述透明微晶化玻璃基本組成的0.5～1.5wt％。
(8)上述Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃基本組成為從Li2O、Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、MgO、ZnO、BaO、As2O3、Sb2O3、Na2O及/或K2O等成分中選擇含有。上述(6)或(7)記載之Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃，其基本組成之各成份含量為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O 3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。同時，上述Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。
(9)以β-鋰輝石固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥4)為主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃，這種不透明微晶化玻璃的特徵為含有F，且其F含量為該不透明微晶化玻璃基本組成的1.0～3.0wt％。
(10)上述(9)記載之Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃含有B2O3，且其含量為該不透明微晶化玻璃基本組成的1.0～4.0wt％。
(11)上述Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃基本組成為從Li2O、Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、MgO、ZnO、BaO、As2O3、Sb2O3、Na2O及/或K2O等成分中選擇含有。上述(9)或(10)記載之Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃，其基本組成之各成份含量為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O 3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。同時，上述Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。
(12)最少含有Li2O、Al2O3及SiO2之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的製造方法，這個製造方法以下記a.b.c和d製程為其特徵。
(a)玻璃原料配方為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、B2O30.5～4.0wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。同時，上述Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。a製程為將此玻璃原料調合之工程。
(b)在a製程得到的玻璃原料中另外添加0.5～4.0wt％P2O5或1.0～3.0wt％F之工程。
(c)將b製程得到之含P2O5或F的玻璃原料加以熔融之工程。
(d)將c製程得到之玻璃加以成形而得到Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的製造工程。
(13)上述(12)記載之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的製造方法中，b製程為在a製程得到的玻璃原料中另外添加1.0～3.0wt％F之工程。c製程為將b製程所得到的含F玻璃原料在1520℃～1600℃之間加熱6～15小時加以熔融。
(14)以β-石英固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥2)為主結晶析出的Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃製造方法，這個製造方法以下記a.b.c.d.e和f製程為其特徵。
(a)玻璃原料配方為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、B2O30.5～4.0wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。同時，上述Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。a製程為將此玻璃原料調合之工程。
(b)在a製程得到的玻璃原料中另外添加0.5～4.0wt％P2O5之工程。
(c)將b製程得到之含P2O5的玻璃原料在1540℃～1600℃之間加熱6～15小時加以溶融之工程。
(d)將c製程得到之玻璃加以成形而得到Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的製造工程。
(e)將d製程得到之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃在700℃～760℃之間保持1～4小時使核形成之工程。
(f)將e製程得到已進行核形成工程之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，在800℃～880℃之間保持1～3小時加以熱處理，使β-石英固溶體(Li2O·Al2O3·nSiO2n≥2)主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃製造工程。
(15)以β-鋰輝石固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥4)為主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃製造方法，這個製造方法以下記a.b.c.d.e和f製程為其特徵。
(a)玻璃原料配方為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、B2O30.5～4.0wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。同時，上述Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。a製程為將此玻璃原料調合之工程。
(b)在a製程得到的玻璃原料中另外添加1.0～3.0wt％F之工程。
(c)將b製程得到之含F玻璃原料在1520℃～1600℃之間加熱6～15小時加以溶融之工程。
(d)將c製程得到之玻璃加以成形而得到Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的製造工程。
(e)將d製程得到之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃在640℃～720℃之間保持0.5～2小時使核形成之工程。
(f)將e製程得到已進行核形成工程之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，在780℃～890℃之間保持0.5～2小時加以熱處理，使β-鋰輝石固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥4)主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃製造工程。
依照本發明則，第一、可以提供在低溫可以溶融、成形的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃。第二、上述微晶性玻璃成核後可以在較廣的溫度範圍微晶化，並製造出具有優良熱特性和機械強度之透明微晶化玻璃。第三、上述微晶性玻璃成核後可以在低的溫度微晶化，並製造出具有優良熱特性和機械強度之不透明微晶化玻璃。第四、提供上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃、上述透明微晶化玻璃、以及上述不透明微晶化玻璃的製造方法。
具體實施例方式
以下，說明本發明之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃及其製造方法，以及Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃及其製造方法。(Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃)在本發明中，Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的第一個樣例為最少含有Li2O、Al2O3及SiO2之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，這種微晶性玻璃的特徵為含有P2O5，且P2O5含量為該微晶性玻璃基本組成的0.5～4.0wt％。
另外，在本發明中，Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的第二個樣例為最少含有Li2O、Al2O3及SiO2之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，這種微晶性玻璃的特徵為含有F，且其含量為該微晶性玻璃基本組成的1.0～3.0wt％。
本發明的微晶性玻璃在上述第一及第二個實施例裡均含有B2O3，且其含量為該微晶性玻璃基本組成的0.5～4.0wt％。
另外，本發明的微晶性玻璃在上述第一及第二個實施例中，其基本組成均為從Li2O、Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、MgO、ZnO、BaO、As2O3、Sb2O3、Na2O及/或K2O等成分中選擇含有。在上述微晶性玻璃的基本組成中，各成份之含量為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。同時，上述Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。
在本發明的微晶性玻璃中，關於上述適當的基本組成說明如下上述SiO2除了是形成玻璃骨架成份外也是構成微晶的主成份。在本發明中，該SiO2的適當含量為58.0～65.0wt％。該SiO2的含量若低於58.0wt％，則以此為基礎製造而成的微晶化玻璃，其熱膨脹係數會變大。另一方面，該SiO2的含量若高於65wt％時，則玻璃原料的熔融溫度會變成太高。
上述Al2O3除了是形成玻璃骨架成份外也是構成微晶的主成份。在本發明中，該Al2O3的適當含有量為19.0～26.0wt％。該Al2O3的含量若低19.0wt％，則製得的微晶性玻璃及微晶化玻璃，其化學耐久性下降，而且，玻璃容易失透。另一方面，該Al2O3的含量若高於26.0wt％，則玻璃的黏度變大，玻璃原料的熔融溫度變成太高。
在本發明之微晶性玻璃的基本組成中，上述SiO2及Al2O3的總含量為80.0～87.0wt％。總含量若低於80.0wt％則主結晶析出困難。另一方面，總含量若高於87.0wt％則熔融溫度和成形溫度必須提高。
上述Li2O是構成微晶的主成份。對於玻璃的微晶性具有很大的影響力，同時，具有降低玻璃黏性的功能。在本發明中，該Li2O的適當含量為3.7～5.5wt％。
該Li2O的含量若低於3.7wt％，則玻璃的微晶性變弱，且製得的微晶化玻璃其熱膨脹係數變大。另一方面，該Li2O的含量若高於5.5wt％，則玻璃的微晶性變得太強而容易失透，製造透明微晶化玻璃變成困難。
上述TiO2為核形成劑。在本發明中，該TiO2的適當含量為0.5～4.0wt％。該TiO2的含量若低於0.5wt％，則核形成速度變慢，該TiO2的含量若高於4.0wt％，則容易發生不純物著色。
上述ZrO2為核形成劑。在本發明中，該ZrO2的適當含有量為1.0～3.0wt％。該ZrO2的含量若低於1.0wt％，則核形成速度變慢，該ZrO2的含量若高於3.0wt％，則玻璃原料的熔融溫度變成太高，同時，玻璃的失透性變強。
上述MgO為具有改善玻璃原料熔融性及防止泡缺陷發生功能的成份。在本發明中，該MgO的適當含量為0.2～3.0wt％。該MgO的含量若低於0.2wt％，則防止泡缺陷發生的效果變弱，容易產生泡。另一方面，該MgO的含量若高於3.0wt％，則熱膨脹係數變大，熱特性下降。
還有，製造透明微晶化玻璃時，上述TiO2的存在會對玻璃產生輕微的著色，該MgO的含量超出上述範圍時著色變濃而降低透明性。
上述ZnO與上述MgO同樣為具有改善玻璃原料熔融性及防止泡缺陷發生功能的成份。在本發明中，該ZnO的適當含量為0～3.0wt％。該ZnO的含量若高於3.0wt％，則微晶化玻璃的介電損失變大，使用於微波爐用途等時會發生熱集中。還有，製造透明微晶化玻璃時，與上述MgO的情形相同，該ZnO的含量超出上述範圍時TiO2引起的著色會變濃而降低透明性。
上述BaO與上述MgO、ZnO同樣為具有改善玻璃原料熔融性及防止泡缺陷發生功能的成份。在本發明中，該BaO的適當含量為0～4.0wt％。該BaO的含量若高於4.0wt％，則微晶化玻璃的熱膨脹係數變大，熱特性下降。同時，介電損失也變大。
上述Na2O及K2O為具有改善玻璃原料熔融性之成份。在本發明中，該Na2O及/或K2O的適當含量為0～2.0wt％。該Na2O及/或K2O的含量若高於2.0wt％，則熱膨脹係數容易變大而造成熱特性下降。
上述As2O3為具有澄清劑功能的成份，亦即，As2O3在高溫熔融時會產生氧氣而消除玻璃中的泡。另一方面，As2O3為強毒性，在玻璃的製造工程或廢玻璃的處理過程等都可能汙染環境。所以，從使用量儘量壓低的觀點，在本發明中，As2O3的含量以0.4～1.5wt％為適量。As2O3的含量若低於0.4wt％，則作為上述澄清劑的效果不足。As2O3的含量若高於1.5wt％，則對環境汙染更加嚴重。
上述Sb2O3與As2O3同為具有澄清劑功能的成分，亦即，Sb2O3在高溫熔融時會產生氧氣而消除玻璃中的泡。Sb2O3同時具有玻璃微晶化之促進效果。但是，Sb2O3較As2O3更容易引起不純物著色。從儘量壓低使用量觀點，在本發明中Sb2O3的適當含量為0～1.5wt％。
以下說明相對於基本組成被添加的成分，另外，下述添加成分的含量是將基本組成當作100wt％時的數值。
上述P2O5為具有微晶控制功能的成份。被添加於透明微晶化玻璃製造時，在微晶性玻璃的核形成後，藉由熱處理使β-石英固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥2)為主結晶析出而得到Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃。在本發明的第一個態樣中，該P2O5的含量為基本組成的0.5～4.0wt％，更佳的含量為1.5～3.0wt％。
該P2O5的含量若低於0.5wt％，則無法產生上述微晶控制的效果。另一方面，該P2O5的含量若高於4.0wt％，則熱膨脹係數變大而造成熱特性下降。同時，製造透明微晶化玻璃時微晶物容易變成白濁。
另外，未添加該P2O5的情況下，要獲得透明微晶化玻璃的可能熱處理溫度(微晶成長溫度)，亦即，β-石英固溶體析出溫度的範圍相當狹窄。藉由該P2O5的添加使得該溫度範圍變得寬廣，也使得安定透明微晶化玻璃的製造變得較為容易。
上述F為具有微晶控制功能的成份。被添加於不透明微晶化玻璃製造時。在本發明中，F被添加於微晶性玻璃的第二個樣例，該F的含量為上述基本組成的1.0～3.0wt％，更佳的含量為1.4～2.6wt％。
F未添加的情況下，在不透明微晶化玻璃的製造過程中，以β-鋰輝石固溶體為主微晶析出的熱處理溫度(微晶成長溫度)必須設定在1000℃以上的高溫域。但是，F添加的情況下，以β-鋰輝石固溶體為主結晶析出的熱處理溫度(微晶成長溫度)只要設定在780℃以上，就可以得到不透明微晶化玻璃。亦即，藉由F的添加可以使得以β-鋰輝石固溶體為主結晶析出的熱處理溫度(微晶成長溫度)降低200℃以上。
本發明在微晶性玻璃的第二個樣例中，該F的含量若低於1.0wt％則上述效果無法發揮。另一方面，若高於3.0wt％則玻璃的失透性變強。
上述B2O3為具有改善玻璃原料熔融性及降低熔融溫度與成形溫度之成份。在本發明中，該B2O3的適當含量為基本組成的0.5～4.0wt％。特別是，在本發明的微晶性玻璃第一樣例(P2O5添加)中，上述B2O3的含量為上述微晶性玻璃基本組成的0.5～1.5wt％。而在第二樣例(F添加)中，該B2O3的適當含量為上述微晶性玻璃基本組成的1.0～4.0wt％。該B2O3的含量若超過4.0wt％，則微晶成長之際微晶析出困難。
到目前為止，這個系統的玻璃原料，其熔融工程常需在1600℃以上，有時甚至在接近1700℃的高溫下，持續數小時～20小時才能將玻璃原料熔解。在本發明中，由於該B2O3的添加使得玻璃原料可以在較低溫度(約1520℃～1600℃)下熔解，同時，可以在較以往低的溫度下成形。(Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃)其次，關於本發明的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃說明如下本發明的微晶化玻璃分為，以β-石英固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥2)為主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃和以β-鋰輝石固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥4)為主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃。
玻璃原料經熔融、成形而成為微晶性玻璃。在微晶性玻璃核形成後於微晶化過程中，因為，可以經由變更熱處理條件(微晶成長溫度)改變析出微晶的種類，所以，使用同一基本組成的玻璃原料可以同時製造上述透明微晶化玻璃和不透明微晶化玻璃。
本發明的Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃是以β-石英固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥2)為主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃，上述透明微晶化玻璃的特徵為含有P2O5，且P2O5的含量為基本組成的0.5～4.0wt％。
借著P2O5以上述含量添加而促使以β-石英固溶體為主結晶析出。另外，擴大可以製造透明微晶化玻璃的析出溫度範圍(熱處理溫度的範圍)。
還有，本發明的Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃是以β-鋰輝石固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥4)為主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃，上述不透明微晶化玻璃的特徵為含有F，且F的含量為基本組成的1.0～3.0wt％。
借著F以上述含量添加，在核形成後的微晶性玻璃中以β-鋰輝石固溶體為主結晶析出的熱處理溫度(微晶成長溫度)只要設定在780℃以上，就可以得到不透明微晶化玻璃。和以往相較在低溫的微晶化變成可能。
上述Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃和不透明微晶化玻璃都含有B2O3。上述B2O3的含量在基本組成的0.5～4.0wt％為適當。由於該B2O3的添加可以得到，具有在較以往低的溫度範圍(約1520℃～1600℃)將玻璃原料熔融及在較以往低的溫度成形之微晶性玻璃。
另外，上述Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃和不透明微晶化玻璃之基本組成均為從Li2O、Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、MgO、ZnO、BaO、As2O3、Sb2O3、Na2O及/或K2O等成分中選擇含有。在上述透明微晶化玻璃的基本組成中，各成分含量為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O 3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。同時，上述Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。
上述各成份的說明及適當含量的說明與上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的說明相同。
(Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的製造方法)關於本發明的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的製造方法說明如下本發明之微晶性玻璃的製造方法為，最少含有Li2O、Al2O3、SiO2之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的製造方法。其特徵為具有下述a、b、c和d製程。
-a工程-a工程為，調合含有SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0％wt、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、B2O30.5～4.0wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％組成原料而得到玻璃原料的製程。在此配料中Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。
上述各成分的說明及適當含量的說明，和上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的說明相同。
-b工程-b工程為，相對於a工程得到之玻璃原料添加0.5～4.0wt％的P2O5，或添加1.0～3.0wt％的F之工程。
亦即，相對於以a工程之基本組成調合而成的玻璃原料(100wt％)添加上述比例的P2O5或F。
b工程是以取得的微晶性玻璃為基礎，依照想要製造的微晶化玻璃而添加P2O5或者F。亦即，為了製造透明微晶化玻璃而添加P2O5，為了製造不透明微晶化玻璃而添加F。
上述各成分的說明及適當含量的說明，和上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃及微晶化玻璃的說明相同。
-c工程及d工程-c工程為將上述b工程得到的玻璃原料加以溶融的製程。d工程為將上述c工程得到的玻璃加以成形製造Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的製程。
本發明中，藉由在玻璃原料組成內添加上述B2O3使得可以在較低溫度範圍內將玻璃原料溶融、成形而得到微晶性玻璃。亦即，目前為止需要在1600℃～1700℃的高溫下加熱數小時～20小時溶融玻璃原料。本發明則約在1520℃～1600℃的溫度範圍內短時間可以溶融。但是，隨著其它成分的種類和量的變動更適當的溶融溫度範圍和時間也會隨著變動。
若上述b工程為在上述a工程得到的玻璃原料中添加1.0～3.0wt％F的話，c工程則為將b工程得到的玻璃原料在1520℃～1600℃溫度範圍下加熱6～15小時加以溶融的製程為佳。c工程的更佳條件為在1520℃～1600℃溫度範圍下加熱9～15小時加以溶融。
另一方面，若上述b工程為在上述a工程得到的玻璃原料中添加0.5～4.0wt％P2O5的話，c工程則為將b工程得到的玻璃原料在1540℃～1600℃溫度範圍下加熱6～15小時加以溶融的製程為佳。c工程的更佳條件為在1570℃～1600℃溫度範圍下加熱10～15小時加以溶融。(Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃的製造方法)關於本發明的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃(透明微晶化玻璃和不透明微晶化玻璃)的製造方法說明如下。
-透明微晶化玻璃的製造方法-本發明的Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃的製造方法為，以β-石英固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥2)為主結晶析出而成之Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃的製造方法，這個方法具有下列a、b、c、d、e和f工程為其特徵。
-a工程-
a工程為，調合含有SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、B2O30.5～4.0wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％組成原料而得到玻璃原料的製程。在此配料中Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。
上述各成分的說明及適當含量的說明，和上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的說明相同。
-b工程-b工程為，相對於a工程得到之玻璃原料添加0.5～4.0wt％的P2O5之工程。如上述微晶性玻璃的b工程說明所述，為了製造透明微晶化玻璃希望添加P2O5。
該P2O5之成分說明及適當含量說明和上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃及微晶化玻璃的相同。
-c工程及d工程-c工程為將上述b工程得到的玻璃原料置於1540℃～1600℃加熱6～15小時的溶融製程。還有，d工程為藉由將上述c工程得到的玻璃加以成形而製造成Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的工程。該c工程及d工程的說明和上述微晶性玻璃製造方法的c工程中添加P2O5時的說明以及d工程的說明相同。
-e工程-
e工程為將上述d工程得到的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃置於700℃～760℃之間持溫1～4小時使核形成的製程。e工程的核形成更佳條件為710℃～740℃之間持溫2～4小時。
-f工程-f工程為將上述e工程得到之已完成核形成的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃置於800℃～880℃之間持溫1～3小時加以熱處理，使β-石英固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥2)主結晶析出而成Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃的製程。f工程的熱處理時間和溫度(微晶成長溫度)之更佳條件為840℃～860℃之間持溫2～3小時。
目前為止，核形成完成之微晶性玻璃，由於微晶化熱處理時微晶成長溫度範圍狹窄，熱處理溫度稍為離開該範圍透明度便下降。因此，製造安定透明微晶化玻璃必須正確控制溫度。但是，在本發明中，借著在上述組成內添加P2O5使微晶成長溫度範圍變寬成為可能，也因此，透明微晶化玻璃變成較容易安定的製造。
最少借著經由上述a工程～f工程，使β-石英固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥2)主結晶析出而完成Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃的製造成為可能。
-不透明微晶化玻璃的製造方法-本發明的Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃製造方法，是以β-鋰輝石固溶體(Li2O-Al2O3-nSiO2n≥4)為主結晶析出而成的Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃的製造方法。其特徵為具有下列a、b、c、d、e及f等工程。
-a工程-a工程與上述透明微晶化玻璃製造方法的a工程同為玻璃原料調和工程。
-b工程-b工程為，相對於a工程得到之玻璃原料添加1.0～3.0wt％的F之工程。如上述微晶性玻璃的b工程說明所述，為了製造不透明微晶化玻璃希望添加F。
該F之成分說明及適當含量說明和上述Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃及微晶化玻璃的相同。
-c工程及d工程-c工程為將上述b工程得到的玻璃原料置於1520℃～1600℃之間加熱6～15小時的溶融製程。還有，d工程為藉由將上述c工程得到的玻璃加以成形而製造Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的工程。在本發明中，借著B2O3和F的添加使得玻璃原料的溶融、成形可以在較低溫度進行。
該c工程及d工程的說明和上述微晶性玻璃製造方法的c工程中添加F時的說明以及d工程的說明相同。
-e工程-e工程為將上述d工程得到的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃置於640℃～720℃之間持溫0.5～2小時使核形成的製程。e工程的核形成更佳條件為660℃～700℃之間持溫1～2小時。
-f工程-f工程為將上述e工程得到之已完成核形成的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃置於780℃～890℃之間持溫0.5～2小時加以熱處理，使β-鋰輝石固溶體(Li2O·Al2O3·nSiO2n≥4)主結晶析出而成Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃的製程。f工程的熱處理時間和溫度(微晶成長溫度)之更佳條件為810℃～890℃之間持溫1～1.5小時。
F為具有微晶控制劑功能的成分，不添加F的條件下，要使β-鋰輝石固溶體為主微晶析出的熱處理溫度(微晶成長溫度)必須設定在1000℃以上的高溫域。但是，添加F的條件下，要使β-鋰輝石固溶體為主結晶析出的熱處理溫度(微晶成長溫度)只要設定在780℃以上就可以得到不透明微晶化玻璃。熱處理溫度的更佳條件為810℃～890℃。亦即，藉由添加F使β-鋰輝石固溶體主結晶析出的熱處理溫度可以降低200℃以上。
最少借著經由上述a工程～f工程，使β-鋰輝石固溶體(Li2O·Al2O3·nSiO2n≥4)主結晶析出而完成Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃的製造成為可能。
對於經由上述的製造方法得到之本發明的透明微晶化玻璃和不透明微晶化玻璃施以切割、研磨、彎曲等加工及表面彩繪之後供應給各種用途。
下面，藉由實施例說明本發明，但是，本發明並不限定於這些實施例。
(比較例1～6)-作為比較用之微晶化玻璃試料A～F的製作-使用以下方法製作具有表1所示基本組成之比較用微晶化玻璃試料A～F(比校例1～6)。
為了使具有表1記載之組成的玻璃，首先，各原料以氧化物、氫氧化物、滷化物、碳酸鹽、或硝酸鹽等型態加以調合，均一混合後將該玻璃原料放入白金坩堝，並置於1620℃電氣爐內加熱8～16小時將原料溶融。
其次，將溶融玻璃倒入碳制平盤上用不鏽鋼輥棒壓延成5mm厚板片，再將板片放入徐冷爐內讓玻璃冷卻到室溫。
將上述得到的微晶性玻璃成形體放入電氣爐，各個試料以下列不同條件進行微晶化熱處理之後放於爐中冷卻。
(試料A)核形成溫度800℃核形成時間2小時微晶成長溫度870℃ 微晶成長時間2小時(試料B)核形成溫度800℃核形成時間2小時微晶成長溫度890℃ 微晶成長時間2小時(試料C)核形成溫度800℃核形成時間2小時微晶成長溫度880℃ 微晶成長時間2小時(試料D)核形成溫度800℃核形成時間2小時微晶成長溫度1060℃ 微晶成長時間2小時(試料E)核形成溫度800℃核形成時間2小時微晶成長溫度1100℃ 微晶成長時間2小時(試料F)核形成溫度800℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度1080℃ 微晶成長時間2小時還有，從室溫到核形成溫度之間升溫速度為300℃/hr。從核形成溫度到微晶成長溫度之間升溫速度為100～200℃/hr。


β-Qβ-石英固溶體 β-Sβ-鋰輝石固溶體另外，上述比較例1～比較例6的試料A～F的熱膨脹係數為-10×10-7～30×10-7/℃之間。
(實施例1～3)-透明微晶化玻璃的試料A1～C1的製作-下述表2中所顯示之P2O5的量為相對於基本組成另外添加，且經由以下方法製作而得到本發明之微晶化玻璃試料A1、試料B1、及試料C1(實施例1～3)。
調合具有與上述表1顯示基本組成之比較用試料A、試料B、及試料C相同組成的玻璃原料，相對於該玻璃原料分別添加3wt％、4wt％、2wt％P2O5而成表2所示之本發明的微晶化玻璃試料A1、試料B1、及試料C1(實施例1～3)，這些試料使用以下方法製作而成。
首先，將上述各原料以氧化物、氫氧化物、滷化物、碳酸鹽、或硝酸鹽等型態加以調合，均一混合後將該玻璃原料放入白金坩堝，並置於1570℃電氣爐內加熱8～15小時將原料溶融。
其次，將溶融玻璃倒入碳制平盤上並使用不鏽鋼輥軸將玻璃成形為5mm厚板片。之後，將玻璃板置於徐冷爐冷卻至室溫。
將如此得到的微晶性玻璃成形體放入電氣爐，依照下述條件進行微晶化熱處理之後爐冷。
(試料A1)核形成溫度700℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度840℃微晶成長時間2小時(試料B1)核形成溫度700℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度880℃微晶成長時間2小時
(試料C1)核形成溫度700℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度850℃微晶成長時間2小時再者，升溫速度為從室溫到核形成溫度為止300℃hr，從核形成溫度到微晶成長溫度為止100～200℃/hr。


實施例4～6；不透明微晶化玻璃的試料D1～F1的製作下述表3中所顯示之F的量為相對於基本組成另外添加，且經由以下方法製作而得到本發明之微晶化玻璃試料D1、試料E1、及試料F1(實施例4～6)。
調合具有與上述表1顯示基本組成之比較用試料D、試料E、及試料F相同組成的玻璃原料，相對於該玻璃原料分別添加1.0wt％、2.0wt％、3.0wt％F而成表3所示之本發明的微晶化玻璃試料D1、試料E1、及試料F1(實施例4～6)，這些試料使用以下方法製作而成。
首先，將上述各原料以氧化物、氫氧化物、滷化物、碳酸鹽、或硝酸鹽等型態加以調合，均一混合後將該玻璃原料放入白金坩堝，並置於1530℃電氣爐內加熱8～15小時將原料溶融。
其次，將溶融玻璃倒入碳制平盤上並使用不鏽鋼輥軸將玻璃成形為5mm厚板片。之後，將玻璃板置於徐冷爐冷卻至室溫。
將如此得到的微晶性玻璃成形體放入電氣爐，依照下述條件進行微晶化熱處理之後爐冷。
(試料D1)核形成溫度700℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度820℃微晶成長時間2小時(試料E1)核形成溫度700℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度835℃微晶成長時間2小時(試料F1)核形成溫度700℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度780℃微晶成長時間2小時再者，升溫速度為從室溫到核形成溫度為止300℃/hr，從核形成溫度到微晶成長溫度為止100～200℃/hr。


比較例1～6及實施例1～6的評價對於比較例1～6及實施例1～6所得到的各試料(A～F，及A1～F1)進行主結晶種類、外觀、及熱膨脹係數測試。另外，在表1～表3中，β-Q代表β-石英固溶體，β-S代表β-鋰輝石固溶體。
從表1，在比較例1～3(比較用試料A～C)中，在870℃～890℃的溫度範圍內使微晶成長，以β-石英固溶體為主結晶析出而得到呈現無色透明外觀之透明微晶化玻璃。
另一方面，從表2，在實施例1～3(試料A1～C1)中，在840℃～880℃的溫度範圍內使微晶成長，以β-石英固溶體為主結晶析出而得到呈現無色透明外觀之透明微晶化玻璃。再者，發現試料A1～C1的熱膨脹係數，和比較例1～3的試料大約同等，具有良好的熱特性。藉由這個結果更進一步確認，與比較例1～3相較，在本發明中，可以在更寬廣的微晶成長溫度範圍內製造透明微晶化玻璃。
從表1，在比較例4～6(比較用試料D～F)中，在1060℃～1100℃的溫度範圍內使微晶成長，以β-鋰輝石固溶體為主結晶析出而得到呈現白色不透明外觀之不透明微晶化玻璃。
另一方面，從表3，在實施例4～6(試料D1～F1)中，在780℃～835℃的溫度範圍內使微晶成長，以β-鋰輝石固溶體為主微晶析出而得到呈現白色不透明外觀之不透明微晶化玻璃。再者，發現試料D1～F1的熱膨脹係數，和比較例4～6的試料大約同等，具有良好的熱特性。藉由這個結果更進一步確認，與比較例4～6相較，在本發明中，可以在更低的微晶成長溫度範圍內製造不透明微晶化玻璃。
從以上結果可以確定，相對於基本組成添加一定量的P2O5，在800℃～880℃的溫度範圍內熱處理則可以得到以β-石英固溶體為主微晶析出之透明微晶化玻璃。另一方面，相對於基本組成添加一定量的F，在780℃～890℃的溫度範圍內熱處理則可以得到以β-鋰輝石固溶體為主結晶析出之不透明微晶化玻璃。
另外，這些微晶化玻璃具有低的熱膨脹係數，其中，透明微晶化玻璃為2.2×10-7/℃以下(30～600℃)，不透明微晶化玻璃為25×10-7/℃以下(30～600℃)。同時，具有高的機械強度。
比較例7～14-比較用微晶化玻璃的試料G～N的製作-使用以下方法製作具有表4所示組成之比較用微晶化玻璃試料G～N(比較例7～14)。
為了使具有表4記載之組成的玻璃，首先，各原料以氧化物、氫氧化物、滷化物、碳酸鹽、或硝酸鹽等型態加以調合，均一混合後將該玻璃原料放入白金坩堝，並置於1650℃電氣爐內加熱8～20小時將原料溶融。
其次，將溶融玻璃倒入碳制平盤上用不鏽鋼輥棒壓延成5mm厚板片，再將板片放入徐冷爐內讓玻璃冷卻到室溫。
將上述得到的微晶性玻璃成形體放入電氣爐，各個試料以下列不同條件進行微晶化熱處理之後放於爐中冷卻。
(試料G)核形成溫度780℃核形成時間2小時微晶成長溫度900℃ 微晶成長時間3小時(試料H)核形成溫度780℃核形成時間2小時微晶成長溫度900℃ 微晶成長時間3小時(試料I)核形成溫度780℃核形成時間2小時微晶成長溫度900℃ 微晶成長時間3小時(試料J)核形成溫度730℃核形成時間2小時微晶成長溫度845℃ 微晶成長時間2小時(試料K)核形成溫度780℃核形成時間2小時微晶成長溫度1160℃ 微晶成長時間1小時(試料L)核形成溫度780℃核形成時間2小時微晶成長溫度1160℃ 微晶成長時間1小時(試料M)核形成溫度780℃核形成時間2小時微晶成長溫度1160℃ 微晶成長時間1小時(試料N)核形成溫度730℃核形成時間2小時微晶成長溫度1100℃ 微晶成長時間2小時還有，從室溫到核形成溫度之間升溫速度為300℃/hr。從核形成溫度到微晶成長溫度之間升溫速度為100～200℃/hr。


β-Qβ-石英固溶體 β-Sβ-鋰輝石固溶體實施例7～14-透明微晶化玻璃試料O、Q、S和U，以及不透明微晶化玻璃試料P、R、T和V的製作-下述表5中所顯示之B2O3、P2O5以及F的量為相對於基本組成另外添加，且經由以下方法製作而得到本發明之微晶化玻璃試料O～V(實施例7～14)。
首先，將上述各原料以氧化物、氫氧化物、滷化物、碳酸鹽、或硝酸鹽等型態加以調合，均一混合後將該玻璃原料放入白金坩堝，並置於1550℃電氣爐內加熱10～15小時將原料溶融。
其次，將溶融玻璃倒入碳制平盤上並使用不鏽鋼輥軸將玻璃成形為5mm厚板片。之後，將玻璃板置於徐冷爐冷卻至室溫。
將如此得到的微晶性玻璃成形體放入電氣爐，依照下述條件進行微晶化熱處理之後爐冷。
(試料O)核形成溫度700℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度820℃微晶成長時間2小時(試料P)核形成溫度660℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度810℃微晶成長時間2小時(試料Q)核形成溫度710℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度830℃微晶成長時間2小時(試料R)核形成溫度670℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度820℃微晶成長時間2小時(試料S)核形成溫度720℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度840℃微晶成長時間2小時(試料T)核形成溫度680℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度830℃微晶成長時間2小時(試料U)核形成溫度730℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度850℃微晶成長時間2小時(試料V)核形成溫度690℃ 核形成時間2小時微晶成長溫度840℃微晶成長時間2小時再者，升溫速度為從室溫到核形成溫度為止300℃/hr，從核形成溫度到微晶成長溫度為止100～200℃/hr。



β-Qβ-石英固溶體 β-Sβ-鋰輝石固溶體還有，上述實施例7～14之中，試料O、Q、S及U的熱膨脹係數為-1.36～13.0×10-7/℃，試料P、R、T及V的熱膨脹係數為17.0～21.0×10-7/℃比較例7～14及實施例7～14的評價對於比較例7～14及實施例7～14所得到的各試料(G～N，及O～V)進行主結晶種類、外觀、及熱膨脹係數測試。另外，在表4及表5中，β-Q代表β-石英固溶體，β-S代表β-鋰輝石固溶體。
從表4，在比較例7～10(比較用試料G～J)中，在845℃～900℃的溫度範圍內使微晶成長，以β-石英固溶體為主結晶析出而得到呈現無色透明外觀之透明微晶化玻璃。
另一方面，從表5，在實施例7、9、11及13(試料O、Q、S及U)中，在820℃～850℃的溫度範圍內使微晶成長，以β-石英固溶體為主結晶析出而得到呈現無色透明外觀之透明微晶化玻璃。再者，發現試料O、Q、S及U的熱膨脹係數，和比較例7～10的試料大約同等，具有良好的熱特性。藉由這個結果更進一步確認，在本發明中，與比較例7～10相較，本發明可以在較低微晶成長溫度且更寬廣的微晶成長溫度範圍內製造透明微晶化玻璃。
從表4，在比較例11～14(比較用試料K～N)中，在1100℃～1160℃的溫度範圍內使微晶成長，以β-鋰輝石固溶體為主微晶析出而得到呈現白色不透明外觀之不透明微晶化玻璃。
另一方面，從表5，在實施例8、10、12及14(試料P、R、T及V)中，在810℃～840℃的溫度範圍內使微晶成長，以β-鋰輝石固溶體為主結晶析出而得到呈現白色不透明外觀之不透明微晶化玻璃。再者，發現試料P、R、T及V的熱膨脹係數，和比較例11～14的試料大約同等，具有良好的熱特性。藉由這個結果更進一步確認，在本發明中，與比較例11～14相較，本發明可以在更低的微晶成長溫度範圍內製造不透明微晶化玻璃。
在本發明的微晶性玻璃和微晶化玻璃中，確認藉由控制組成內Al2O3和SiO2的總含有量在80～87wt％以及B2O3的含量在0.5～4.0wt％使玻璃原料溶融溫度和成形溫度下降，同時，不離開主結晶析出區。
另外，確認藉由P2O5的添加可以抑制其它微晶的析出，並使β-石英固溶體的析出溫度範圍擴大。
更進一步，確認藉由F的添加可以抑制其它微晶的析出，並使以β-鋰輝石固溶體為主結晶析出的溫度大幅下降。
權利要求
1.Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，最少含有Li2O、Al2O3及SiO2，該微晶性玻璃基本組成之各成份含量為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O 3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％，其特徵在於(1)這種微晶玻璃含有P2O5，且P2O5的的含量為該微晶性玻璃基本組成的0.5～4.0wt％；(2)上述組份中Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。
2.按權利要求1所述的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，其特徵在於這種微晶性玻璃含有B2O3，其含量為該微晶性玻璃基本組成的0.5～4.0wt％；
3.Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，最少含有Li2O、Al2O3及SiO2，該微晶性玻璃基本組成之各成份含量為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O 3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。其特徵在於(1)這種微晶玻璃含有F，其F的含量為該微晶玻璃基本組成的1.0～3.0wt％；(2)上述組份中Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％；
4.按權利要求3所述的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，其特徵在於這種微晶性玻璃含有B2O3，其含量為該微晶性玻璃基本組成的0.5～4.0wt％。
5.Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃，以β-石英固溶體為主結晶析出，該透明微晶化玻璃基本組成之各成分含量為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O 3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％，其特徵在於(1)這種透明微晶化玻璃含有P2O5，且P2O5含量為該透明微晶化玻璃基本組成的0.5～4.0wt％；(2)上述組份中Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％；
6.按權利要求5所述的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃，其特徵在於這種透明微晶化玻璃含有B2O3，其含量為該透明微晶化玻璃基本組成的0.5～1.5wt％。
7.Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃，以β-鋰輝石固溶體為主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2的不透明微晶化玻璃，該不透明微晶化玻璃基本組成之各成分含量為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％，其特徵在於(1)這種不透明微晶化玻璃含有F，其F含量為該不透明微晶玻璃基本組成的1.0～3.0wt％；(2)上述組份中Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％；
8.按權利要求7所述的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶化玻璃，其特徵在於該不透明微晶化玻璃含有B2O3，其含量為該不透明微晶化玻璃基本組成的1.0～4.0wt％。
9.Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃的製造方法，其特徵在於a)玻璃原料配方為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、B2O30.5～4.0wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。同時，上述Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％。b)在a製程得到的玻璃原料中另外添加0.5～4.0wt％P2O5或1.0～3.0wt％F；c)將b製程得到之含P2O5或F的玻璃原料加以熔融，熔融溫度為1520-1600℃，加熱6-15小時；d)將c製程得到之玻璃加以成形而得到Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃。
10.以β-石英固溶體為主結晶析出的Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃製造方法，其特徵在於；a)玻璃原料配方為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、B2O30.5～4.0wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。同時，上述Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％；b)在(a)製程得到的玻璃原料中另外添加0.5～4.0wt％P2O5；c)將(b)製程得到之含P2O5玻璃原料在1540℃～1600℃之間加熱6～15小時加以熔融；d)將(c)製程得到之玻璃加以成形而得到Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃；e)將(d)製程得到之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃在700℃～760℃之間保持1～4小時使核形成；f)將(e)製程得到之已進行核形成工程的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，在800℃～880℃之間保持1～3小時加以熱處理，使β-石英固溶體主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶化玻璃。
11.以β-鋰輝石固溶體為主結晶析出的Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃製造方法，其特徵在於a)玻璃原料配方為SiO258.0～65.0wt％、Al2O319.0～26.0wt％、Li2O3.7～5.5wt％、TiO20.5～4.0wt％、ZrO21.0～3.0wt％、MgO 0.2～3.0wt％、ZnO 0～3.0wt％、BaO 0～4.0wt％、As2O30.4～1.5wt％、Sb2O30～1.5wt％、B2O30.5～4.0wt％、Na2O及/或K2O 0～2.0wt％。同時，上述Al2O3和SiO2之總含量為80.0～87.0wt％；b)在(a)製程得到的玻璃原料中另外添加1.0～3.0wt％F；c)將(b)製程得到之含F玻璃原料在1520℃～1600℃之間加熱6～15小時加以熔融；d)將(c)製程得到之玻璃加以成形而得到Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃；e)將(d)製程得到之Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃在640℃～720℃之間保持0.5～2小時使核形成之工程。f)將(e)製程得到之已進行核形成工程的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶性玻璃，在780℃～890℃之間保持0.5～2小時加以熱處理，使β-鋰輝石固溶體為主結晶析出之Li2O-Al2O3-SiO2系不透明微晶化玻璃。
全文摘要
本發明涉及Li
文檔編號C03C3/112GK1486947SQ0315407
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月14日 優先權日2002年8月14日
發明者許國銓, 劉大偉, 鮑海榮 申請人:湖州大享玻璃製品有限公司