[发明专利]具有高的弹性模量和硬度的玻璃陶瓷

说明书

本申请涉及具有高的弹性模量和硬度的玻璃陶瓷。组合物包含：30摩尔％至60摩尔％SiO₂；15摩尔％至40摩尔％Al₂O₃；5摩尔％至25摩尔％Y₂O₃；5摩尔％至15摩尔％TiO₂；和0.1摩尔％至15摩尔％RO，使得RO是MgO、CaO、SrO和BaO的总和。

本申请根据35 U.S.C.§119，要求2020年5月27日提交的美国临时申请系列第63/030,719号以及2020年10月7日提交的韩国申请系列第10-2020-129314号的优先权，本文以它们两者作为基础并将它们全文通过引用结合于此。

技术领域

本公开内容涉及新的玻璃和玻璃陶瓷组合物。

背景技术

高强度玻璃和玻璃陶瓷材料对于包括手持式装置、存储碟片和光纤在内的宽范围应用是必需的。对于玻璃，可以通过含高比例的高场强氧化物(例如，MgO、Y₂O₃、La₂O₃等)来实现足够的机械属性。玻璃陶瓷面临更复杂的问题。对于机械有利的玻璃陶瓷的设计更不具有可预测性，因为前体玻璃组合物不一定能够预示复合材料(微晶+残留玻璃)的表现行为会如何。

因此，如本文所述，公开了具有可预测的优异机械性质的新的玻璃和玻璃陶瓷组合物。

发明内容

在一些实施方式中，组合物包含：30摩尔％至60摩尔％SiO₂；15摩尔％至40摩尔％Al₂O₃；5摩尔％至25摩尔％Y₂O₃；5摩尔％至15摩尔％TiO₂；和0.1摩尔％至15摩尔％RO，其中，RO是MgO、CaO、SrO和BaO的总和。在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，组合物包含至少4摩尔％RO。

在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，RO包括0摩尔％至10摩尔％MgO。在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，RO包括0摩尔％至10摩尔％CaO。在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，RO包括0摩尔％至10摩尔％SrO。在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，RO包括0摩尔％至10摩尔％BaO。

在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，RO包括以下至少两种：MgO、CaO、SrO和BaO。在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，RO包括以下MgO、CaO、SrO和BaO中的至少三种之和。

在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，组合物还包含0摩尔％至10摩尔％B₂O₃。

在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，组合物还包含0.1摩尔％至6摩尔％R₂O，其中，R₂O是Na₂O、K₂O、Li₂O、Rb₂O和Cs₂O之和。在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，R₂O由Li₂O、Na₂O或其组合构成。在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，R₂O包括0摩尔％至5摩尔％Li₂O。在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，R₂O包括0.1摩尔％至5摩尔％Na₂O。

在可以与任意其他方面或实施方式结合的一个方面中，组合物是玻璃组合物。