[发明专利]锂铝硅酸盐玻璃、由其制的玻璃陶瓷、其制造方法及用途

说明书

本发明涉及一种用于制造透明玻璃陶瓷的可结晶锂铝硅酸盐玻璃，其包含以下组分(按氧化物wt.％计)：条件为(二者均按wt.％计)：0.005＜MgO×SnO₂＜0.06(条件B1a)。本发明还涉及由这种玻璃制造的玻璃陶瓷及其用途。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的可结晶锂铝硅酸盐玻璃，其可转化为LAS玻璃陶瓷。

本发明还涉及由这种玻璃制造的玻璃陶瓷、制造玻璃陶瓷的方法以及这种LAS玻璃陶瓷的用途。

背景技术

LAS玻璃陶瓷因其特殊的材料特性而广泛应用，例如其低膨胀系数与其对温度差异和温度变化的高耐性、其高强度、其耐化学性及其透明度。一般而言，热膨胀行为设置成使得材料在其应用温度范围内具有极低的膨胀系数，通常为α_20/700＜0±1.5·10^-6/K。高温下使用的要求包括：玻璃陶瓷在其使用寿命期间保持所需的特性(例如热膨胀性、透射性、耐温性)。就耐温性而言，玻璃陶瓷(压实)在高温下的低收缩率是关键变量。因为玻璃陶瓷制品在使用中通常会受热不匀，因此制品中随着时间推移会因局部收缩程度不同而积聚应力。

LAS玻璃陶瓷的常见用途是防火瓷釉、炊具、透明壁炉视窗、烤箱视窗以及作为灶面。用作灶面时，透明玻璃陶瓷板要么用彩色氧化物着色，要么用不透明通常彩色的涂层涂覆底面，以防用户透视到工艺内置件，并提供彩色印象。底面涂层中的留空能够附装有彩色和白色显示器，通常是发光二极管或屏幕。

透射和散射对于玻璃陶瓷的外观和光学特性是重要的特性。

一类这样的玻璃陶瓷是透明的无色玻璃陶瓷，在其制造中不添加任何着色化合物。另一类是透明的彩色玻璃陶瓷，通常添加V₂O₅进行体积着色，以降低亮度并获得黑色外观。这对于黑色外观的灶面是典型的处理。

就透明的无色玻璃陶瓷而言期望高透明度，即高亮度和低色度。这两者均表示低吸收率，因为吸收带会降低亮度并增深色彩，这取决于吸收带在可见光谱中的位置。因此，这种厚度为4mm的玻璃陶瓷的亮度一般高于80％。

在本文献中，亮度也可涉及术语“光透射率”或“整体透射率”。

然而，透明的无色玻璃陶瓷因成核剂TiO₂和可能的SnO₂以及配料原料(Gemengerohstoff)中出现的杂质(尤其是含铁杂质)而具有低色度。这一点不甚理想，通过技术措施尽量使这一现象最小化。

LAS玻璃陶瓷的另一基本特征是散射，而散射由晶体尺寸、双折射和晶体与残余玻璃的折射率的差异决定。一般而言，需要少量散射，以便不会出现透视失真，并且显示器清晰可见。在特殊应用情况下，还需要控制散射，以便例如产生半透明的白色外观。

亮度或光透射率由根据CIE标准色系的亮度值Y(brightness)或CIELAB色系中的L*值来描述。DIN 5033中规定了国际CIE标准的德国实施标准。CIELAB表色模型在DIN ENISO11664-4“比色法–第4部分：CIE 1976L*a*b*色彩空间”中作出标准定义。

在本发明的范围内，为此所需的分光光度法在380nm至780nm的光谱范围内测量抛光的样品。根据在代表可见光谱的范围内测得的光谱值，通过选择既定厚度的标准光源和观察器角度来计算光透射率。

对于玻璃陶瓷的惯例是，根据以下计算，在坐标L*，a*，b*的CIELAB色系中使用变量c*(色度)作为颜色的度量：

采用已知方式，可根据CIE色系的色坐标和亮度Y来计算CIELAB色系的坐标。通过使用选定的标准光源和观察器角度的参数以分光光度法测量透射率，来确定样品的c*值。