特表 2022-538415 ガラスセラミックおよびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-02

(54)【発明の名称】ガラスセラミックおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03C 10/02 20060101AFI20220826BHJP

【ＦＩ】

C03C10/02

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021576452

(86)(22)【出願日】2020-06-26

(85)【翻訳文提出日】2022-02-21

(86)【国際出願番号】 US2020039720

(87)【国際公開番号】W WO2020264229

(87)【国際公開日】2020-12-30

(31)【優先権主張番号】62/867,529

(32)【優先日】2019-06-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100175042

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 秀明

(72)【発明者】

【氏名】ミッチェル，アレクサンドラ ライ チン カオ アンドリューズ

【テーマコード（参考）】

4G062

【Ｆターム（参考）】

4G062AA11

4G062BB01

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4G062CC10

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4G062MM12

4G062NN02

4G062NN05

4G062NN33

4G062QQ20

(57)【要約】

ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含むガラスセラミック。このガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まないことがあり、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在しない。さらに、そのガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有することがある。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラスセラミックにおいて、
ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および
正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相、
を含み、
前記ガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在せず、
前記ガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有する、
ガラスセラミック。

【請求項2】

前記ガラスセラミックが、
約９０超のＣＩＥＬＡＢ Ｌ^＊値、
約－０．２から約０．２のＣＩＥＬＡＢ ａ^＊値、および
約－０．１から約０．８のＣＩＥＬＡＢ ｂ^＊値、
の内の少なくとも１つを有し、
Ｌ^＊、ａ^＊、およびｂ^＊の各々は、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長範囲でＤ６５光源により１０度の入射角（ＡＯＩ）で測定される、請求項１記載のガラスセラミック。

【請求項3】

約０．０２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３、および
約０．５未満の全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比、
の少なくとも一方をさらに含む、請求項１または２記載のガラスセラミック。

【請求項4】

約０％から約４％（酸化物のモル）のＴｉＯ_２、および
約２％（酸化物のモル）超のＮａ_２Ｏ、
の少なくとも一方をさらに含む、請求項１から３いずれか１項記載のガラスセラミック。

【請求項5】

前記ガラスセラミックが、
少なくとも約１０％（質量）の結晶化度、および
約２０ｎｍ未満の前記第１の結晶相の微結晶サイズ、
の少なくとも一方をさらに有する、請求項１から４いずれか１項記載のガラスセラミック。

【請求項6】

前記ガラスセラミックが、
バーコビッチナノインデンターで測定して、約８ＧＰａから約１５ＧＰａの最大硬度、および
共鳴超音波スペクトロスコピーを使用して測定して、約９０ＧＰａから約１２０ＧＰａの弾性率、
の少なくとも一方をさらに有する、請求項１から５いずれか１項記載のガラスセラミック。

【請求項7】

前記ガラスセラミックが、
３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．７％未満のヘイズ値、
３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．５％未満のヘイズ値、および
４００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．３％未満のヘイズ値、
の内の少なくとも１つをさらに有する、請求項１から６いずれか１項記載のガラスセラミック。

【請求項8】

前記ガラスセラミックが、
３００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約３０％の軸方向透過率、
３５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約６５％の軸方向透過率、
４００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の軸方向透過率、
４５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、および
５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、
の内の少なくとも１つをさらに有する、請求項１から７いずれか１項記載のガラスセラミック。

【請求項9】

前記ガラスセラミックが、
３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、
３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．１５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、および
５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．１吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、
の内の少なくとも１つをさらに有する、請求項１から８いずれか１項記載のガラスセラミック。

【請求項10】

前記ガラスセラミックが、
約３５％から約６０％のＳｉＯ_２、
約１３％から約３０％のＡｌ_２Ｏ_３、
約０％から約２０％のＺｎＯ、
約０．１モル％から約１０％のＺｒＯ_２、および
約０．０１％から約２０％のＭｇＯ（酸化物のモル）、
を含むガラスセラミック前駆体組成物から誘導される、請求項１から９いずれか１項記載のガラスセラミック。

【発明の詳細な説明】

【優先権】

【0001】

本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１９年６月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／８６７５２９号の優先権の恩恵を主張するものである。

【技術分野】

【0002】

本開示は、広く、電子機器用のカバーガラスまたは筐体として使用するのに適したガラスセラミックに関する。より詳しくは、本開示は、可視光に対して透明であり、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まないことがあるガラスセラミックに関する。

【背景技術】

【0003】

ガラスセラミックは、多くの消費者向け電気製品の様々なディスプレイおよび表示装置によく見られる。例えば、携帯電話、音楽プレーヤー、電子書籍リーダー、ノートパッド、タブレット、ラップトップコンピュータ、現金自動預払機、および他の類似の装置を含む多くのタッチスクリーン製品に、化学強化されたガラスセラミックが好まれている。電子機器のディスプレイおよび筐体を形成するために使用されるこの材料は、典型的に、電子機器の最終用途に関連する機械的要件を満たすように選択される。例えば、電子機器のディスプレイ用のカバーガラス材料として使用するのに選択されるには、ガラスセラミックは、十分な硬度、耐引掻性、および透明性を有するべきである。ガラスセラミックがイオン交換過程を使用して強化される能力も望ましい。それに加え、環境と費用の観点から、ガラスセラミックが、ヒ素、スズ、アンチモン、および／またはセシウムなどの材料を含まないことが、多くの場合、望ましい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、透明であり、電子機器のディスプレイまたは筐体として使用するのに適した機械的性質を有し、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まないガラスセラミックが必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の態様によれば、ガラスセラミックは、ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含む。このガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在せず、そのガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有する。

【0006】

本開示の態様によれば、ガラスセラミックは、ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含む。このガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在せず、そのガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有する。このガラスセラミックは、約３５％から約６０％のＳｉＯ_２、約１３％から約３０％のＡｌ_２Ｏ_３、約０％から約２０％のＺｎＯ、約０％から約１０％のＺｒＯ_２、および約０．０１％から約２０％のＭｇＯ（酸化物のモル）を含むガラスセラミック前駆体組成物から誘導される。

【0007】

本開示の態様によれば、ガラスセラミックを製造する方法は、約３５％から約６０％のＳｉＯ_２、約１３％から約３０％のＡｌ_２Ｏ_３、約０％から約２０％のＺｎＯ、約０％から約１０％のＺｒＯ_２、および約０．０１％から約２０％のＭｇＯ（酸化物のモル）を含む組成物からガラスセラミック前駆体を形成する工程を有してなる。このガラスセラミック前駆体は加熱されて、ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含むガラスセラミック物品を形成する。このガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在しない。このガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の透過率により特徴付けられる。

【0008】

態様（１）によれば、ガラスセラミックが提供される。このガラスセラミックは、ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含む。このガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在しない。このガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有する。

【0009】

態様（２）によれば、前記ガラスセラミックが、約９０超のＣＩＥＬＡＢ Ｌ^＊値、約－０．２から約０．２のＣＩＥＬＡＢ ａ^＊値、および約－０．１から約０．８のＣＩＥＬＡＢ ｂ^＊値の内の少なくとも１つを有し、ここで、Ｌ^＊、ａ^＊、およびｂ^＊の各々は、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長範囲でＤ６５光源により１０度の入射角（ＡＯＩ）で測定される、態様（１）のガラスセラミックが提供される。

【0010】

態様（３）によれば、約３５％から約６０％（酸化物のモル）のＳｉＯ_２をさらに含む、態様（１）または（２）のガラスセラミックが提供される。

【0011】

態様（４）によれば、約０．０２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３、および約０．５未満の全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比の少なくとも一方をさらに含む、態様（１）から（３）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0012】

態様（５）によれば、約０％から約４％（酸化物のモル）のＴｉＯ_２、および約２％（酸化物のモル）超のＮａ_２Ｏの少なくとも一方をさらに含む、態様（１）から（４）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0013】

態様（６）によれば、前記ガラスセラミックがＢａＯを実質的に含まず、ＢａＯは０．０１％（酸化物のモル）未満である、態様（１）から（５）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0014】

態様（７）によれば、前記ガラスセラミックが、少なくとも約１０％（質量）の結晶化度をさらに有する、態様（１）から（６）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0015】

態様（８）によれば、前記第１の結晶相が、約２０ｎｍ未満の微結晶サイズによりさらに特徴付けられる、態様（１）から（７）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0016】

態様（９）によれば、前記ガラスセラミックが、バーコビッチナノインデンターで測定して、約８ＧＰａから約１５ＧＰａの最大硬度をさらに有する、態様（１）から（８）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0017】

態様（１０）によれば、前記ガラスセラミックが、共鳴超音波スペクトロスコピーを使用して測定して、約９０ＧＰａから約１２０ＧＰａの弾性率をさらに有する、態様（１）から（９）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0018】

態様（１１）によれば、前記ガラスセラミックが、３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．７％未満のヘイズ値、３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．５％未満のヘイズ値、および４００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．３％未満のヘイズ値の内の少なくとも１つをさらに有する、態様（１）から（１０）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0019】

態様（１２）によれば、前記ガラスセラミックが、３００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約３０％の軸方向透過率、３５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約６５％の軸方向透過率、４００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の軸方向透過率、４５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、および５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率の内の少なくとも１つをさらに有する、態様（１）から（１１）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0020】

態様（１３）によれば、前記ガラスセラミックが、３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．１５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、および５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．１吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度の内の少なくとも１つをさらに有する、態様（１）から（１２）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0021】

態様（１４）によれば、ガラスセラミックが提供される。そのガラスセラミックは、ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含む。このガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在しない。そのガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有し、さらに、このガラスセラミックは、約３５％から約６０％のＳｉＯ_２、約１３％から約３０％のＡｌ_２Ｏ_３、約０％から約２０％のＺｎＯ、約０．１モル％から約１０％のＺｒＯ_２、および約０．０１％から約２０％のＭｇＯ（酸化物のモル）を含むガラスセラミック前駆体組成物から誘導される。

【0022】

態様（１５）によれば、前記ガラスセラミックが、約９０超のＣＩＥＬＡＢ Ｌ^＊値、約－０．２から約０．２のＣＩＥＬＡＢ ａ^＊値、および約－０．１から約０．８のＣＩＥＬＡＢ ｂ^＊値の内の少なくとも１つをさらに有し、ここで、Ｌ^＊、ａ^＊、およびｂ^＊の各々は、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長範囲でＤ６５光源により１０度の入射角（ＡＯＩ）で測定される、態様（１４）のガラスセラミックが提供される。

【0023】

態様（１６）によれば、約０．０２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３、および約０．５未満の全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比の少なくとも一方をさらに含む、態様（１４）または（１５）のガラスセラミックが提供される。

【0024】

態様（１７）によれば、約０％から約４％（酸化物のモル）のＴｉＯ_２、および約２％（酸化物のモル）超のＮａ_２Ｏの少なくとも一方をさらに含む、態様（１４）から（１６）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0025】

態様（１８）によれば、前記ガラスセラミックがＢａＯを実質的に含まず、ＢａＯは０．０１％（酸化物のモル）未満である、態様（１４）から（１７）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0026】

態様（１９）によれば、ｘがゼロより大きい、態様（１４）から（１８）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0027】

態様（２０）によれば、前記ガラスセラミックが、バーコビッチナノインデンターで測定して、約８ＧＰａから約１５ＧＰａの最大硬度をさらに有する、態様（１４）から（１９）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0028】

態様（２１）によれば、前記ガラスセラミックが、共鳴超音波スペクトロスコピーを使用して測定して、約９０ＧＰａから約１２０ＧＰａの弾性率をさらに有する、態様（１４）から（２０）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0029】

態様（２２）によれば、前記ガラスセラミックが、３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．７％未満のヘイズ値、３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．５％未満のヘイズ値、および４００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．３％未満のヘイズ値の内の少なくとも１つをさらに有する、態様（１４）から（２１）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0030】

態様（２３）によれば、前記ガラスセラミックが、３００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約３０％の軸方向透過率、３５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約６５％の軸方向透過率、４００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の軸方向透過率、４５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、および５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率の内の少なくとも１つをさらに有する、態様（１４）から（２２）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0031】

態様（２４）によれば、ガラスセラミックを製造する方法が提供される。この方法は、約３５％から約６０％のＳｉＯ_２、約１３％から約３０％のＡｌ_２Ｏ_３、約０％から約２０％のＺｎＯ、約０．１モル％から約１０％のＺｒＯ_２、および約０．０１％から約２０％のＭｇＯ（酸化物のモル）を含む組成物からガラスセラミック前駆体を形成する工程、およびこのガラスセラミック前駆体を加熱して、ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含むガラスセラミック物品を形成する工程を有してなる。このガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、よって、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在せず、このガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の透過率により特徴付けられる。

【0032】

態様（２５）によれば、ＳｉＯ_２の原材料源が、０．００２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３を含む、態様（２４）の方法が提供される。

【0033】

態様（２６）によれば、前記ガラスセラミック前駆体を加熱する工程が、少なくとも約３０分の期間に亘り少なくとも約７５０℃の温度で加熱する工程を含む、態様（２４）または（２５）の方法が提供される。

【0034】

態様（２７）によれば、前記ガラスセラミックが、約０．０２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３、および約０．２未満の全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比の少なくとも一方をさらに含む、態様（２４）から（２６）のいずれか１つの方法が提供される。

【0035】

態様（２８）によれば、前記ガラスセラミック前駆体組成物が、約０％から約４％（酸化物のモル）のＴｉＯ_２、および約２％（酸化物のモル）超のＮａ_２Ｏの少なくとも一方をさらに含む、態様（２４）から（２７）のいずれか１つの方法が提供される。

【0036】

態様（２９）によれば、ガラスセラミックが提供される。そのガラスセラミックは、ケイ酸塩ガラス相、ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含む。このガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有する。このガラスセラミックは、約９０超のＣＩＥＬＡＢ Ｌ^＊値、約－０．２から約０．２のＣＩＥＬＡＢ ａ^＊値、および約－０．１から約０．８のＣＩＥＬＡＢ ｂ^＊値の内の少なくとも１つを有し、ここで、Ｌ^＊、ａ^＊、およびｂ^＊の各々は、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長範囲でＤ６５光源により１０度の入射角（ＡＯＩ）で測定される。

【0037】

態様（３０）によれば、前記ガラスセラミックが、少なくとも約１０％（質量）の結晶化度をさらに有する、態様（２９）のガラスセラミックが提供される。

【0038】

態様（３１）によれば、前記第１の結晶相が、約２０ｎｍ未満の微結晶サイズによりさらに特徴付けられる、態様（２９）または（３０）のガラスセラミックが提供される。

【0039】

態様（３２）によれば、前記ガラスセラミックが、バーコビッチナノインデンターで測定して、約８ＧＰａから約１５ＧＰａの最大硬度をさらに有する、態様（２９）から（３１）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0040】

態様（３３）によれば、前記ガラスセラミックが、共鳴超音波スペクトロスコピーを使用して測定して、約９０ＧＰａから約１２０ＧＰａの弾性率をさらに有する、態様（２９）から（３２）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0041】

態様（３４）によれば、前記ガラスセラミックが、３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．７％未満のヘイズ値、３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．５％未満のヘイズ値、および４００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．３％未満のヘイズ値の内の少なくとも１つをさらに有する、態様（２９）から（３３）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0042】

態様（３５）によれば、前記ガラスセラミックが、３００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約３０％の軸方向透過率、３５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約６５％の軸方向透過率、４００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の軸方向透過率、４５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、および５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率の内の少なくとも１つをさらに有する、態様（２９）から（３４）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0043】

態様（３６）によれば、前記ガラスセラミックが、３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．１５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、および５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．１吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度の内の少なくとも１つをさらに有する、態様（２９）から（３５）のいずれか１つのガラスセラミックが提供される。

【0044】

追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載されたような態様を実施することによって認識されるであろう。

【0045】

先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、説明に過ぎず、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供する意図があることを理解すべきである。添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施の形態を示しており、説明と共に、様々な実施の形態の原理および作動を説明する働きをする。

【図面の簡単な説明】

【0046】

本開示のこれらと他の特徴、態様、および利点は、添付図面を参照して、本開示の以下の詳細な説明が読まれたときに、よりよく理解される。

【図1】本開示の態様による、ここに開示された物品のいずれかを組み込んだ例示の電子機器の平面図

【図2】本開示の態様による例示のガラスセラミックおよび比較のガラスセラミックに関する、波長の関数としての軸方向透過率のプロット

【図3】本開示の態様による例示のガラスセラミックおよび比較のガラスセラミックに関する、波長の関数としての吸光度のプロット

【図4】本開示の態様による例示のガラスセラミックおよび比較のガラスセラミックに関する、波長の関数としてのヘイズのプロット

【図5】本開示の態様による例示のガラスセラミック前駆体とガラスセラミックおよび比較のガラスセラミック前駆体とガラスセラミックに関する、ＣＩＥＬＡＢ色空間の色度ａ^＊およびｂ^＊のプロット

【発明を実施するための形態】

【0047】

以下の詳細な説明において、限定ではなく説明の目的のために、具体的詳細を開示する例示の実施の形態が、本開示の様々な原理の完全な理解を与えるために述べられている。しかしながら、本開示の恩恵を受けた当業者には、本開示は、ここに開示された具体的詳細から逸脱する他の実施の形態において実施されることがあることが明白であろう。さらに、本開示の様々な原理の説明を分かりにくくしないように、周知のデバイス、方法および材料の説明が省かれることがある。最後に、適用できる場合には、同様の参照番号が同様の要素を指す。

【0048】

特に明記のない限り、ここに述べられたどの方法も、その工程を特定の順序で行うことを必要とすると解釈されることは決して意図されていない。したがって、方法の請求項が、その工程がしたがうべき順序を実際に挙げていない場合、またはそれらの工程が特定の順序に限定されるべきことが、請求項または説明において他に具体的に述べられていない場合、順序がいかようにも暗示されることは決して意図されていない。このことは、工程の配列または操作の流れ；文法構成または句読法に由来する明白な意味；明細書に記載された実施の形態の数またはタイプに関する論理事項を含む、解釈に関するどの可能性のある非表現基準にも適用される。

【0049】

ここに用いられているように、「および／または」という用語は、２つ以上の項目のリストに使用される場合、列挙された項目のいずれか１つをそれ自体で使用することができる、または列挙された項目の内の２つ以上のどの組合せを利用しても差し支えないことを意味する。例えば、組成物が、成分Ａ、Ｂ、および／またはＣを含有すると記載されている場合、その組成物は、Ａのみを、Ｂのみを、Ｃのみを、ＡとＢを組合せで、ＡとＣを組合せで、ＢとＣを組合せで、またはＡとＢとＣを組合せで、含有し得る。

【0050】

本開示の変更が、当業者と、本開示を行うまたは使用する者に想起されるであろう。したがって、図面に示され、先に記載された実施の形態は、説明目的のためだけであり、本開示の範囲を限定する意図はなく、本開示の範囲は、均等論を含む特許法の原則にしたがって解釈されるように、以下の特許請求の範囲によって定義されることが理解されよう。

【0051】

本開示の目的に関して、「バルク」、「バルク組成」および／または「全体の組成」という用語は、物品全体の全体組成を含むことが意図され、これは、結晶相および／またはセラミック相の形成によりバルク組成と異なることがある「局所組成」または「局部組成」とは区別されることがある。

【0052】

「から形成される」という用語は、を含む、から実質的になる、またはからなるの１つ以上を意味し得る。例えば、特定の材料から形成された成分は、その特定の材料を含み得る、その特定の材料から実質的になり得る、またはその特定の材料からなり得る。

【0053】

ここに用いられているように、「物品」、「ガラス物品」、「セラミック物品」、「ガラスセラミック」、「ガラス要素」、「ガラスセラミック物品」という用語は、ガラスおよび／またはガラスセラミック材料から全体がまたは部分的に製造された任意の物品を含むように、交換可能に、かつ最も広い意味で、使用されることがある。

【0054】

ここに用いられているように、「ガラス状態」は、結晶化せずに、剛性状態に冷却された溶融の生成物である、本開示の物品内の無機非晶相材料を称する。ここに用いられているように、「ガラスセラミック状態」は、ガラス状態およびここに記載されたような「結晶相」および／または「結晶性沈殿」の両方を含む、本開示の物品内の無機材料を称する。

【0055】

ここに用いられているように、「透過」、「透過率」、「光透過率」および「全光線透過率」は、本開示において交換可能に使用され、吸収、散乱および反射を考慮した、外部透過または透過率を称する。フレネル反射は、ここに報告された透過および透過率値から差し引かれない。それに加え、特定の波長範囲に亘り言及されたどの全光線透過率も、具体的な波長範囲に亘り測定された全光線透過率値の平均として与えられる。

【0056】

基板の弾性率（ヤング率とも称される）は、ギガパスカル（ＧＰａ）の単位で与えられる。基板の弾性率は、基板のバルク試料に対する共鳴超音波スペクトロスコピーによって決定される。

【0057】

特に明記のない限り、全ての組成は、バッチ配合されたままのモルパーセント（モル％）で表される。当業者に理解されるように、様々な溶融成分（例えば、フッ素、アルカリ金属、ホウ素など）は、成分の溶融中に、異なるレベルの蒸発（例えば、蒸気圧、溶融時間および／または溶融温度の関数として）に曝されるであろう。それゆえ、そのような成分に関する「約」という用語は、ここに与えられたバッチ配合されたままの組成と比べて、最終物品を測定したときに、約０．２モル％以内の値を包含することが意図されている。先のことを念頭に置いて、最終物品とバッチ配合されたままの組成との間の実質的な組成等量が予測される。

【0058】

ここに用いられているように、「約」という用語は、量、サイズ、配合、パラメータ、および他の数量と特徴が、正確ではなく、正確である必要はないが、必要に応じて、許容差、変換係数、丸め、測定誤差など、並びに当業者に公知の他の要因を反映して、近似であるおよび／またはそれより大きいか小さいことがあることを意味する。値または範囲の端点を記載する上で「約」という用語が使用される場合、本開示は、言及されているその特定値または端点を含むと理解されるべきである。明細書において数値または範囲の端点に「約」が付いていようとなかろうと、その数値または範囲の端点は、「約」により修飾されたものと、「約」により修飾されていないものの２つの実施の形態を含むことが意図されている。範囲の各々の端点は、他方の端点に関してと、他方の端点とは関係なくの両方において有意であることがさらに理解されよう。

【0059】

ここに用いられているように、「実質的に含まない」という言語は、組成、バッチ、溶融物、または物品の成分を記載するために使用される場合、その組成、バッチ、溶融物、または物品中に能動的に添加またはバッチ配合されていない成分であるが、汚染物質として、および／または任意の測定または分析技術に起因する不確実性の固有の程度により、約０．０１％（酸化物のモル）未満の少量で存在するかもしれない成分を称する。

【0060】

本開示の態様は、ガーナイト－スピネルまたはガーナイト結晶相および正方晶ＺｒＯ_２結晶相を含み、透明であり、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まないガラスセラミックに関する。ここに用いられているように、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まないという句は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在しないヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを称する。ガーナイトおよびガーナイト－スピネルガラスセラミックは、大抵、これらの材料を、ディスプレイ用のカバーガラスとして、または電子機器の筐体材料として使用するのに適したものとする機械的性質（例えば、硬度および弾性率）を示す。一般に、電子機器のディスプレイ用のカバーガラスとして使用される材料は、ディスプレイの外観および性能への障害を最小にするために、高度の透明性および低レベルの色を示すことが望ましい。従来のスピネル－ガーナイトガラスセラミックは、多くの場合、ガラスセラミックの透明性を高め、色を低下させるために、ヒ素、スズ、アンチモン、および／またはセシウムなどの脱色剤を使用する。ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムは、典型的に、ガラスセラミックを形成する上で、清澄剤としても使用される。しかしながら、ある用途において、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの使用を避けることが望ましいであろう。本開示の態様は、ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含み、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを使用せずに、透明であり、色が薄い、ガラスセラミックを提供する。ここに用いられているように、「第１の」、「第２の」、「第３の」などの記述用語は、結晶相を記載するために使用される場合、議論目的のためだけに使用され、記載された結晶相の形成に関してどの特定の順序も暗示しない。それに加え、本開示のガラスセラミックは、イオン交換可能でもあり得、これにより、ガラスセラミックの最終用途の要件に応じて、必要なときに、ガラスセラミックを化学的に強化することができる。

【0061】

図１を参照すると、ここに開示されたガラスセラミックは、その非限定例に、消費者向け電子機器（携帯電話、タブレット、コンピュータ、ナビゲーションシステム、腕時計などのウェアラブルデバイス等を含む）、建築デバイス物品、輸送デバイス物品（例えば、自動車、列車、航空機、船舶など）、電化製品デバイス物品、またはある程度の透明性、耐引掻性、耐摩耗性、またはその組合せの恩恵を受ける任意のデバイス物品がある、ディスプレイを有するデバイス物品（または表示装置物品）などのデバイス物品に組み込まれることがある。ここに開示されたガラスセラミックのいずれかを組み込んだ例示のデバイス物品が、図１に示されている。詳しくは、図１は、前面１０４、背面１０６、および側面１０８を有する筐体１０２を備えた消費者向け電子機器１００を示す。この機器１００は、筐体１０２の少なくとも部分的に内部にありまたは完全に中にあり、少なくとも制御装置、メモリ、および筐体１０２の前面１０４にあるまたはそれに隣接するディスプレイ１１０を含む電気部品（図示せず）を備える。機器１００は、ディスプレイ１１０と少なくとも部分的に重なるように、筐体１０２の前面１０４にあるまたはその上にあるカバー基板１１２を備え得る。１つの態様によれば、カバー基板１１２は、ここに開示されたガラスセラミックのいずれかを含むことがある。いくつかの態様において、筐体１０２および／またはカバー基板１１２の少なくとも一部は、本開示の態様によるガラスセラミックを含む。

【0062】

本開示のガラスセラミックは、第１の結晶相、第２の結晶相、および残留ガラス相を含む。第１の結晶相は、質量でガラスセラミックの大部分を占める結晶相としてここに定義される、主結晶相であることがある。したがって、第２の結晶相は、第１の結晶相の質量パーセントより小さい、ガラスセラミックの質量パーセントで存在するであろう。いくつかの態様において、このガラスセラミックは、１つ以上の追加の結晶相を含むことがある。

【0063】

第１の結晶相は、ｘが１以下（≦１）である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む。この結晶相（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４は、０＜ｘ≦１の場合、ガーナイト－スピネル固溶体と称されることがある。ｘが０の場合、第１の結晶相は純粋なガーナイトである。いくつかの態様において、ｘは１以下である、ｘは０．９以下である、ｘは０．８以下である、ｘは０．７以下である、ｘは０．６以下である、ｘは０．５以下である、ｘは０．４以下である、ｘは０．３以下である、ｘは０．２以下である、ｘは０．１以下である、ｘは０と等しい、またはこれらの値の間のｘの任意の値である。

【0064】

第２の結晶相は正方晶ジルコニア（ＺｒＯ_２）を含む。ＺｒＯ_２は、下記により詳しく記載されるように、ガラスセラミック前駆体で提供される。どの特定の理論で束縛するものでもないが、正方晶ＺｒＯ_２結晶相は、セラミック化中に（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４結晶相の前に結晶化し、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４結晶相の核形成部位として働くであろうと考えられる。さらに、そのガラスセラミック前駆体中にＴｉＯ_２が含まれる場合、ＴｉＯ_２が正方晶ＺｒＯ_２相に入り込むと考えられる。

【0065】

第１と第２の結晶相の一方または両方は、約２０ｎｍ未満の微結晶サイズを有することがある。いくつかの態様において、第１と第２の結晶相の一方または両方は、約２０ｎｍ未満、約１５ｎｍ未満、約１０ｎｍ未満、または約５ｎｍ未満の微結晶サイズを有することがある。例えば、第１と第２の結晶相の一方または両方は、約１ｎｍから約２０ｎｍ、約１ｎｍから約１５ｎｍ、約１ｎｍから約１０ｎｍ、約１ｎｍから約５ｎｍ、約５ｎｍから約２０ｎｍ、約５ｎｍから約１５ｎｍ、約５ｎｍから約１０ｎｍ、約１０ｎｍから約２０ｎｍ、または約１０ｎｍから約１５ｎｍの微結晶サイズを有することがある。いくつかの例において、第１の結晶相は、約３ｎｍ、約４ｎｍ、約５ｎｍ、約６ｎｍ、約７ｎｍ、約８ｎｍ、約９ｎｍ、約１０ｎｍ、約１１ｎｍ、約１２ｎｍ、約１３ｎｍ、約１４ｎｍ、約１５ｎｍ、またはこれらの値の間の任意のサイズである微結晶サイズを有することがある。いくつかの例において、第２の結晶相は、約３ｎｍ、約４ｎｍ、約５ｎｍ、約６ｎｍ、約７ｎｍ、約８ｎｍ、約９ｎｍ、約１０ｎｍ、約１１ｎｍ、約１２ｎｍ、約１３ｎｍ、約１４ｎｍ、約１５ｎｍ、またはこれらの値の間の任意のサイズである微結晶サイズを有することがある。どの理論によっても束縛されるものではないが、より小さい微結晶サイズが、より大きい微結晶サイズと比べて、ガラスセラミックの透明性を増すと考えられる。ここに用いられている微結晶サイズは、特に明記のない限り、５から８０度の走査により、粉末ｘ線回折（ＸＲＤ）解析によって決定される。この微結晶サイズは、相同定および定量分析に利用されるソフトウェアパッケージである、ＭＤＩ Ｊａｄｅで利用できるシェラーの式の関数を使用して推定した。しかしながら、微結晶サイズを決定するための異なる方法および器具類を、任意の必要な調整を行って、利用することもできることが理解されよう。

【0066】

本開示のガラスセラミックは、少なくとも約１０質量％の全結晶化度により特徴付けることができる。ここに用いられているように、全結晶化度は、ガラスセラミック中に存在する全ての結晶相の質量％の合計を称する。いくつかの態様において、本開示のガラスセラミックは、少なくとも約１０質量％、少なくとも約１５質量％、少なくとも約２０質量％、少なくとも約２５質量％、少なくとも約３０質量％、少なくとも約３５質量％、少なくとも約４０質量％、少なくとも約４５質量％、または少なくとも約５０質量％の全結晶化度を有する。例えば、本開示のガラスセラミックは、約１０質量％から約５０質量％、約１０質量％から約４５質量％、約１０質量％から約４０質量％、約１０質量％から約３５質量％、約１０質量％から約３０質量％、約１０質量％から約２５質量％、約１０質量％から約２０質量％、約１０質量％から約１５質量％、約１５質量％から約５０質量％、約１５質量％から約４５質量％、約１５質量％から約４０質量％、約１５質量％から約３５質量％、約１５質量％から約３０質量％、約１５質量％から約２５質量％、約１５質量％から約２０質量％、約２０質量％から約５０質量％、約２０質量％から約４５質量％、約２０質量％から約４０質量％、約２０質量％から約３５質量％、約２０質量％から約３０質量％、約２０質量％から約２５質量％、約２５質量％から約５０質量％、約２５質量％から約４５質量％、約２５質量％から約４０質量％、約２５質量％から約３５質量％、約２５質量％から約３０質量％、約３０質量％から約５０質量％、約３０質量％から約４５質量％、約３０質量％から約４０質量％、約３０質量％から約３５質量％、約３５質量％から約５０質量％、約３５質量％から約４５質量％、約３５質量％から約４０質量％、または約４０質量％から約５０質量％の全結晶化度を有する。いくつかの例において、本開示のガラスセラミックは、約１０質量％、約１５質量％、約２０質量％、約２５質量％、約３０質量％、約３５質量％、約４０質量％、約４５質量％、約５０質量％、またはこれらの値の間の任意の全結晶化度値の全結晶化度を有する。どの理論によって限定されるものではないが、本開示のガラスセラミックの全結晶化度は、このガラスセラミックに、硬度や弾性率などの所望の機械的性質を与えるのに寄与するのに十分に高いが、所望の透明性を与えるのに十分に低いと考えられる。このガラスセラミックの全結晶化度は、第１と第２の結晶相の微結晶サイズに関して先に記載されたように収集されたＸＲＤデータのリートベルト定量分析により決定される。このリートベルト定量分析法は、ＸＲＤデータをモデル化するために最小二乗法を用い、次いで、同定された相に関して公知の格子および倍率に基づく試料中の相の濃度を決定する。しかしながら、全結晶化度を決定するための異なる方法および器具類を、任意の必要な調整を行って、利用することもできることを理解すべきである。

【0067】

本開示のガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも８０％の軸方向透過率を有し得る。ここに用いられているように、本開示のガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも８０％の軸方向透過率を示す場合、透明であると称される。いくつかの態様において、本開示のガラスセラミックは、少なくとも約８０％、少なくとも約８１％、少なくとも約８２％、少なくとも約８３％、少なくとも約８４％、少なくとも約８５％、少なくとも約８６％、少なくとも約８７％、少なくとも約８８％、少なくとも約８９％、少なくとも約９０％、少なくとも約９１％、少なくとも約９２％、少なくとも約９３％、少なくとも約９４％、少なくとも約９５％の３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対する軸方向透過率、またはこれらの値の間の任意の％の軸方向透過率を有し得る。いくつかの例において、本開示のガラスセラミックは、３００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約３０％の、３５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約６５％の、４００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の、４５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の、および／または５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率を有する。

【0068】

軸方向透過率は、全光線透過率から拡散透過率を差し引くことによって決定される。全光線透過率は、１５０ｍｍの積分球を備えたＰｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ ９５０ ＵＶ／ＩＶＳ／ＮＩＲ分光偏光計で測定することができる。試料を球の入射窓に搭載し、広角散乱光を収集することができた。全光線透過率データを、球の射出窓の上にある標準Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ（登録商標）反射率ディスクで収集した。オープンビーム基線測定に対して全光線透過率のパーセントを計算した。軸方向透過率を決定するための異なる方法および器具類を、任意の必要な調整を行って、利用することもできることが理解されよう。

【0069】

本開示のガラスセラミックは、３８０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．２吸光度単位毎ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の低い吸光度によっても特徴付けることができる。例えば、本開示のガラスセラミックは、３８０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関して、約０．２任意単位／ｍｍ未満、約０．１５任意単位／ｍｍ未満、約１．０任意単位／ｍｍ未満、約０．７５任意単位／ｍｍ未満、約０．５任意単位／ｍｍ未満、約０．２５任意単位／ｍｍ未満、または約０．１５任意単位／ｍｍ未満の吸光度を有し得る。いくつかの例において、本開示のガラスセラミックは、３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．５任意単位／ｍｍ未満の、３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．１５任意単位／ｍｍ未満の、および／または５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．１任意単位／ｍｍ未満の吸光度を有し得る。試料の吸光度値は、式：吸光度＝（２－Ｌｏｇ_１０（全光線透過率の％））／（試料厚）にしたがう透過率の測定値から決定した。

【0070】

本開示のガラスセラミックは、３８０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．７％未満のヘイズ値によっても特徴付けることができる。ここに用いられているように、材料のヘイズ値は、入射光の角度から２．５度を超えて逸れる光の透過パーセントとして定義される。いくつかの例において、本開示のガラスセラミックは、３８０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する、約０．７％未満、０．６％未満、０．５％未満、０．４％未満、０．３％未満、約０．２％未満のヘイズ値によって特徴付けることができる。例えば、本開示のガラスセラミックは、３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．７％未満のヘイズ値、３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．５％未満のヘイズ値、および／または４００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．３％未満のヘイズ値により特徴付けることができる。どの理論によっても束縛されるものではないが、材料のヘイズ値が増加するにつれて、材料が、材料を通る視認性を妨げる程度も増加するであろう。例えば、本開示のガラスセラミックが電子機器のディスプレイに使用される場合、ヘイズは、そのガラスセラミックディスプレイを通る反射光線および／または透過光線の散乱のために、ぼやけた画像および／または光強度の損失をもたらし得る。一般に、光学用途において視覚の明瞭さおよび／または輝度に悪影響（光損失による）を与えないように、ヘイズを最小にすることが望ましい。試料のヘイズ値は、式：％ヘイズ＝（Ｔ_拡散補正／Ｔ_全光線）^＊１００にしたがう透過率の測定値から決定した。Ｔ_拡散補正は、正透過率を除去するように補正された拡散透過率であり、Ｔ_全光線は、全光線透過率である。

【0071】

いくつかの態様において、本開示のガラスセラミックは、実質的に無色であり得る。ここに用いられているように、本開示のガラスセラミックは、色座標ａ^＊が、約－０．２から約０．２の値を有し、色座標ｂ^＊が、約－０．１から約０．８の値を有し、Ｌ^＊値が約９０より大きい場合、実質的に無色であると考えられる。ＣＩＥＬＡＢ色空間における０のＬ^＊値は、最も濃い黒を表し、１００のＬ^＊値は、最も明るい白を示す。色空間におけるａ^＊色座標は、緑－赤色成分を表し、負のａ^＊値は緑に対応し、正のａ^＊値は赤に対応する。色空間におけるｂ^＊色座標は、青－黄色成分を表し、負のｂ^＊値は青に対応し、正のｂ^＊値は黄に対応する。ａ^＊およびｂ^＊値が原点に近いほど、ガラスセラミックの色は、観察者にとって、より中間に見える。高いＬ^＊値と組み合わされた中間色は、本開示のガラスセラミックの実質的に無色の外観に寄与し得る。

【0072】

本開示の材料に関する色座標ａ^＊およびｂ^＊並びに明度Ｌ^＊は、積分球を備えたＵＶ／ＶＩＳ／ＮＩＲ分光偏光計を使用して測定した。測定は、１０度の入射角でＤ６５光源により、２ｎｍ間隔で、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長に亘り行った。材料の色座標を決定するために、任意の必要な調整を行って、他の作業光領域および光源も使用することができる。ＣＩＥ系における色空間を決定するための手順は、「Standard practice for computing the colors of objects by using the CIR system」（ＡＳＴＭ Ｅ３０８－０８）により詳しく記載されている。

【0073】

本開示のガラスセラミックは、バーコビッチナノインデンターで測定して、約８ギガパスカル（ＧＰａ）超の最大硬度を有し得る。例えば、このガラスセラミックは、８ＧＰａ超、９ＧＰａ超、１０ＧＰａ超、１１ＧＰａ超、１２ＧＰａ超、１３ＧＰａ超、１４ＧＰａ超、または１５ＧＰａ超の硬度を有し得る。いくつかの例において、そのガラスセラミックは、約８ＧＰａから約１５ＧＰａ、約８ＧＰａから約１４ＧＰａ、約８ＧＰａから約１３ＧＰａ、約８ＧＰａから約１２ＧＰａ、約８ＧＰａから約１１ＧＰａ、約８ＧＰａから約１０ＧＰａ、約９ＧＰａから約１５ＧＰａ、約９ＧＰａから約１４ＧＰａ、約９ＧＰａから約１３ＧＰａ、約９ＧＰａから約１２ＧＰａ、約９ＧＰａから約１１ＧＰａ、約９ＧＰａから約１０ＧＰａ、約１０ＧＰａから約１５ＧＰａ、約１０ＧＰａから約１４ＧＰａ、約１０ＧＰａから約１３ＧＰａ、約１０ＧＰａから約１２ＧＰａ、約１０ＧＰａから約１１ＧＰａ、約１１ＧＰａから約１５ＧＰａ、約１１ＧＰａから約１４ＧＰａ、約１１ＧＰａから約１３ＧＰａ、約１１ＧＰａから約１２ＧＰａ、約１２ＧＰａから約１５ＧＰａ、約１２ＧＰａから約１４ＧＰａ、約１２ＧＰａから約１３ＧＰａ、約１３ＧＰａから約１５ＧＰａ、約１３ＧＰａから約１４ＧＰａ、または約１４ＧＰａから約１５ＧＰａの硬度を有し得る。例えば、そのガラスセラミックは、約８ＧＰａ、約９ＧＰａ、約１０ＧＰａ、約１１ＧＰａ、約１２ＧＰａ、約１３ＧＰａ、約１４ＧＰａ、約１５ＧＰａ、またはこれらの値の間の任意の硬度値の硬度を有し得る。

【0074】

本開示のガラスセラミックの硬度は、ナノインデンターで測定され、特に明記のない限り、ギガパスカル（ＧＰａ）で報告されている。このナノインデンターによる測定は、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｇ２００ナノインデンターで実施されるような連続剛性測定法を使用し、ダイヤモンド製バーコビッチチップを用いて行った。この連続剛性測定法では、試料表面に荷重が加えられているときの、チップに重畳された小さい正弦波変位信号（４５Ｈｚで１ｎｍの振幅）を利用し、荷重、深さ、および接触剛性が連続的に決定される。どの理論によっても束縛されるものではないが、本開示のガラスセラミックの硬度は、少なくとも一部には、その中に含まれる、第１の結晶相の（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４相、および第２の結晶相の正方晶ＺｒＯ_２相の硬度によるであろうと考えられる。

【0075】

本開示のガラスセラミックは、約９０ＧＰａから約１２０ＧＰａの弾性率を有することがある。いくつかの例において、本開示のガラスセラミックは、９０ＧＰａ超、９５ＧＰａ超、１００ＧＰａ超、１０５ＧＰａ超、１１０ＧＰａ超、１１５ＧＰａ超、または１２０ＧＰａ超の弾性率を有する。いくつかの例において、その弾性率は、約９０ＧＰａから約１２０ＧＰａ、約９０ＧＰａから約１１５ＧＰａ、約９０ＧＰａから約１１０ＧＰａ、約９０ＧＰａから約１０５ＧＰａ、約９０ＧＰａから約１００ＧＰａ、約９５ＧＰａから約１２０ＧＰａ、約９５ＧＰａから約１１５ＧＰａ、約９５ＧＰａから約１１０ＧＰａ、約９５ＧＰａから約１０５ＧＰａ、約９５ＧＰａから約１００ＧＰａ、約１００ＧＰａから約１２０ＧＰａ、約１００ＧＰａから約１１５ＧＰａ、約１００ＧＰａから約１１０ＧＰａ、約１００ＧＰａから約１０５ＧＰａ、約１０５ＧＰａから約１２０ＧＰａ、約１０５ＧＰａから約１１５ＧＰａ、約１０５ＧＰａから約１１０ＧＰａ、約１１０ＧＰａから約１２０ＧＰａ、約１００ＧＰａから約１１５ＧＰａ、約１１５ＧＰａから約１２０ＧＰａである。例えば、その弾性率は、約９０ＧＰａ、約９５ＧＰａ、約１００ＧＰａ、約１０５ＧＰａ、約１０６ＧＰａ、約１０７ＧＰａ、約１０８ＧＰａ、約１０９ＧＰａ、約１１０ＧＰａ、約１１１ＧＰａ、約１１２ＧＰａ、約１１３ＧＰａ、約１１４ＧＰａ、約１１５ＧＰａ、約１２０ＧＰａ、またはこれらの値の間の任意の弾性率値であり得る。本開示のガラスセラミックの弾性率は、「Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts」と題する、ＡＳＴＭ Ｅ２００１－１３に述べられた一般型の共鳴超音波スペクトロスコピー技術によって決定され、特に明記のない限り、ＧＰａで報告されている。

【0076】

本開示のガラスセラミックは、このガラスセラミックの構造的完全性に悪影響を及ぼさずに、約８００℃までの温度でガラスセラミックの追加の加工を可能にするのに十分に高い歪み点および徐冷点を有することがある。この追加の加工としては、イオン交換などの化学強化が挙げられるであろう。これらの高い加工温度は、追加の加工に必要な時間を減少させることなどによって、追加の加工の効率を増すことがある。いくつかの例において、歪み点は、約９００℃以下であることがある。例えば、歪み点は、約７５０℃から約９００℃、約８００℃から約９００℃、約８２５０℃から約９００℃、約８５０℃から約９００℃、約７５０℃から約８５０℃、約８００℃から約８５０℃、約８２５℃から約８５０℃、約７５０℃から約８２５℃、または約８００℃から約８２５℃であることがある。いくつかの例において、その歪み点は、約８００℃、約８１０℃、約８２０℃、約８２１℃、約８２２℃、約８２３℃、約８２４℃、約８２５℃、約８４０℃、約８４１℃、約８４２℃、約８４３℃、約８４４℃、約８４５℃、約８４６℃、約８４７℃、約８４８℃、約８４９℃、約８５０℃、またはこれらの値の間の任意の歪み点であることがある。歪み点は、熱安定性の改善およびイオン交換処理のより広い潜在的な温度範囲を可能にすることがある。歪み点が低すぎると、ガラスセラミックの追加の加工は、難しくなるであろう。歪み点が高すぎると、前駆体ガラスセラミックの製造が困難になるであろう。

【0077】

本開示のガラスセラミックは、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３並びに必要に応じて、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２、およびＭｇＯの内の１つ以上を含むガラスセラミック前駆体から誘導することができる。追加の随意的な成分としては、ＴｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ、およびＢａＯが挙げられるであろう。このガラスセラミックおよびガラスセラミック前駆体の構成成分の量は、特に明記のない限り、酸化物基準のモルパーセント（モル％）で与えられる。本開示のガラスセラミック前駆体は、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず（すなわち、０．０１モル％未満でしか存在しない）、それゆえ、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まないガラスセラミックを形成することができる。

【0078】

本開示のガラスセラミック前駆体は、ガラス相がケイ酸塩（例えば、アルミノケイ酸塩、ホウケイ酸塩、ソーダ石灰）であるように約３５％から約６０％（酸化物のモル）の量でＳｉＯ_２を含み得る。例えば、ＳｉＯ_２は、約３５モル％から約６０モル％、約３５モル％から約５５モル％、約３５モル％から約５０モル％、約３５モル％から約４５モル％、約３５モル％から約４０モル％、約４０モル％から約６０モル％、約４０モル％から約５５モル％、約４０モル％から約５０モル％、約４０モル％から約４５モル％、約４５モル％から約６０モル％、約４５モル％から約５５モル％、約４５モル％から約５０モル％、約５０モル％から約６０モル％、約５０モル％から約５５モル％、または約５５モル％から約６０モル％の量で存在し得る。いくつかの例において、ＳｉＯ_２は、約３５モル％、約４０モル％、約４５モル％、約５０モル％、約５１モル％、約５２モル％、約５３モル％、約５４モル％、約５５モル％、約５６モル％、約５７モル％、約５８モル％、約５９モル％、約６０モル％の量、またはこれらの値の間のＳｉＯ_２の任意の量で存在し得る。どの理論によっても束縛されるものではないが、純粋なＳｉＯ_２は、比較的低い熱膨張係数を有し、アルカリを含まないが、高い融点を有する。このガラスセラミック前駆体中のＳｉＯ_２の濃度が高すぎると、ＳｉＯ_２の濃度が高いほど、ガラスを溶融する難しさが増し、転じて、ガラスセラミック前駆体の成形性が悪影響を受けるであろうから、ガラスセラミックを形成するために使用される前駆体ガラス組成物の成形性が低下するであろうと考えられる。

【0079】

ガラスセラミック前駆体は、約１３％から約３０％（酸化物のモル）の量でＡｌ_２Ｏ_３を含むことがある。例えば、Ａｌ_２Ｏ_３は、約１３モル％から３０モル％、約１５モル％から約３０モル％、約１８モル％から約３０モル％、約２０モル％から約３０モル％、約２２モル％から約３０モル％、約２４モル％から約３０モル％、約２６モル％から約３０モル％、約１３モル％から２８モル％、約１５モル％から約２８モル％、約１８モル％から約２８モル％、約２０モル％から約２８モル％、約２２モル％から約２８モル％、約２４モル％から約２８モル％、約２６モル％から約２８モル％、約１３モル％から約２６モル％、約１５モル％から約２６モル％、約１８モル％から約２６モル％、約２０モル％から約２６モル％、約２２モル％から約２６モル％、約２４モル％から約２６モル％、約１３モル％から約２４モル％、約１５モル％から約２４モル％、約１８モル％から約２４モル％、約２０モル％から約２４モル％、約２２モル％から約２４モル％、約１３モル％から約２２モル％、約１５モル％から約２２モル％、約１８モル％から約２２モル％、約２０モル％から約２２モル％、約１３モル％から約２０モル％、約１５モル％から約２０モル％、または約１８モル％から約２０モル％の量で存在し得る。いくつかの例において、Ａｌ_２Ｏ_３は、約１３モル％、約１５モル％、約１８モル％、約１９モル％、約２０モル％、約２１モル％、約２２モル％、約２４モル％、約２６モル％、約２８モル％、約３０モル％の量、またはこれらの値の間のＡｌ_２Ｏ_３の任意の量で存在し得る。どの理論によっても束縛されるものではないが、Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラス溶融物中の四面体配位のために、ガラスセラミックを形成するために使用されるガラスセラミック前駆体の粘度を増加させることがあり、これにより、Ａｌ_２Ｏ_３の量が多すぎると、ガラスセラミック前駆体組成物の成形性が低下するであろう。しかしながら、Ａｌ_２Ｏ_３の濃度が、ガラス組成物中のＳｉＯ_２の濃度およびアルカリ酸化物の濃度に対して釣り合わされている場合、Ａｌ_２Ｏ_３は、前駆体溶融物の液相温度を低下させ、それによって、液相粘度を向上させ、フュージョン成形法などの特定の成形法との前駆体組成物の適合性を改善することができる。このガラスセラミック前駆体中のＡｌ_２Ｏ_３は、ガラスセラミックを形成するために前駆体がセラミック化されるときに、ガーナイト－スピネル結晶相を形成するのに必要なアルミニウムも提供する。

【0080】

本開示のガラスセラミック前駆体は、ＺｎＯも含むことがある。この前駆体中のＺｎＯは、ガラスセラミックを形成するために前駆体がセラミック化されるときに、ガーナイト－スピネル結晶相を形成するのに必要な亜鉛を供給する。このガラスセラミック前駆体は、存在する場合には、約０％から約２０％（酸化物のモル）のＺｎＯを含むことがある。例えば、そのガラスセラミック前駆体は、約０モル％から約２０モル％、約２．５モル％から約２０モル％、約５モル％から約２０モル％、約７．５モル％から約２０モル％、約１０モル％から約２０モル％、約１２．５モル％から約２０モル％、約１５モル％から約２０モル％、約１７．５モル％から約２０モル％、０モル％から約１７．５モル％、約２．５モル％から約１７．５モル％、約５モル％から約１７．５モル％、約７．５モル％から約１７．５モル％、約１０モル％から約１７．５モル％、約１２．５モル％から約１７．５モル％、約１５モル％から約１７．５モル％、０モル％から約１５モル％、約２．５モル％から約１５モル％、約５モル％から約１５モル％、約７．５モル％から約１５モル％、約１０モル％から約１５モル％、約１２．５モル％から約１５モル％、０モル％から約１２．５モル％、約２．５モル％から約１２．５モル％、約５モル％から約１２．５モル％、約７．５モル％から約１２．５モル％、約１０モル％から約１２．５モル％、０モル％から約１０モル％、約２．５モル％から約１０モル％、約５モル％から約１０モル％、約７．５モル％から約１０モル％、０モル％から約７．５モル％、約２．５モル％から約７．５モル％、約５モル％から約７．５モル％、０モル％から約５モル％、約２．５モル％から約５モル％、または約２．５モル％から約５モル％のＺｎＯを含むことがある。いくつかの例において、そのガラスセラミック前駆体は、約０モル％、約２．５モル％、約５モル％、約７．５モル％、約１０モル％、約１２．５モル％、約１５モル％、約１７．５モル％、約２０モル％、またはこれらの値の間のＺｎＯの任意の量でＺｎＯを含むことがある。

【0081】

本開示のガラスセラミック前駆体は、ＭｇＯをさらに含むことがある。この前駆体中のＭｇＯは、本開示のガラスセラミックを形成するために前駆体がセラミック化されるときに、スピネル固溶体含有結晶相を形成するのに必要なマグネシウムを供給する。このガラスセラミック前駆体は、約０．０１％から約２０％（酸化物のモル）のＭｇＯを含み得る。例えば、ＭｇＯは、約０．０１モル％から約２０モル％、約０．１モル％から約２０モル％、約１モル％から約２０モル％、約５モル％から約２０モル％、約１０モル％から約２０モル％、約１５モル％から約２０モル％、約０．０１モル％から約１５モル％、約０．１モル％から約１５モル％、約１モル％から約１５モル％、約５モル％から約１５モル％、約１０モル％から約１５モル％、約０．０１モル％から約１０モル％、約０．１モル％から約１０モル％、約１モル％から約１０モル％、約５モル％から約１０モル％、約０．０１モル％から約５モル％、約０．１モル％から約５モル％、約１モル％から約５モル％、約０．０１モル％から約０．１モル％、約０．０１モル％から約１モル％、または約０．１モル％から約１モル％で存在し得る。いくつかの例において、ＭｇＯは、約０．０１モル％、約０．０２モル％、約０．０３モル％、約０．０４モル％、約０．０５モル％、約１モル％、約２モル％、約５モル％、約８モル％、約９モル％、約１０モル％、約１１モル％、約１２モル％、約１３モル％、約１４モル％、約１５モル％、約１６モル％、約１７モル％、約１８モル％、約１９モル％、約２０モル％、またはこれらの値の間のＭｇＯの任意の量で存在し得る。

【0082】

本開示のガラスセラミック前駆体は、ＺｒＯ_２も含む。この前駆体中のＺｒＯ_２は、ガラスセラミックを形成するために前駆体がセラミック化されるときに、正方晶ＺｒＯ_２結晶相を形成するためのジルコニウムを供給する。それに加え、ＺｒＯ_２は、核形成剤の機能を果たすことがあり、ある場合には、前駆体組成物中の唯一の核形成剤であることがある。このガラスセラミック前駆体は、約０．０１％から約１０％（酸化物のモル）のＺｒＯ_２を含み得る。例えば、ＺｒＯ_２は、約０．０１モル％から約１０モル％、約０．１モル％から約１０モル％、約１モル％から約１０モル％、約２モル％から約１０モル％、約５モル％から約１０モル％、約８モル％から約１０モル％、約０．０１モル％から約８モル％、約０．１モル％から約８モル％、約１モル％から約８モル％、約２モル％から約８モル％、約５モル％から約１０モル％、約０．０１モル％から約５モル％、約０．１モル％から約５モル％、約１モル％から約５モル％、約２モル％から約５モル％、約０．０１モル％から約２モル％、約０．１モル％から約２モル％、約１モル％から約２モル％、約０．０１モル％から約１モル％、または約０．１モル％から約１モル％の量で存在し得る。いくつかの例において、ＺｒＯ_２は、約０．０１モル％、約０．１モル％、約１モル％、約２モル％、約３モル％、約４モル％、約５モル％、約６モル％、約７モル％、約８モル％、約９モル％、約１０モル％、またはこれらの値の間のＺｒＯ_２の任意の量で存在し得る。

【0083】

本開示のガラスセラミック前駆体は、１種類以上の核形成剤を含むことがある。その核形成剤は、ガラスセラミックを形成するために利用される前駆体組成物中の核の形成を促進すると考えられる。いくつかの例において、核形成剤により、ガラスセラミックが、別の核形成工程を必要とせずに、セラミック化する。核形成剤は、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、および／またはＬａ_２Ｏ_３から選択されることがある。先に述べたように、いくつかの例において、ＺｒＯ_２が唯一の核形成剤である。他の例において、前駆体組成物中に、代わりのまたは追加の核形成剤が使用されることがある。いくつかの例において、ガラスセラミック前駆体中の核形成剤の総量は、約１モル％以上、約２モル％以上、約３モル％以上、約４モル％以上、約５モル％以上、またはそれより多いなど、０モル％以上の量であることがある。いくつかの例において、ガラスセラミック前駆体中の核形成剤の総量は、約５モル％以下、約４モル％以下、約３モル％以下、約２モル％以下、約１モル％以下、またはそれより少ないなど、約６モル％以下の量であることがある。例えば、ガラスセラミック前駆体中の核形成剤の総量は、約０モル％から約６モル％、約１モル％から約５モル％、約２モル％から約４モル％、約１モル％から約３モル％、または約２モル％から約５モル％の量であることがある。いくつかの例において、ガラスセラミック前駆体中に存在する核形成剤の総量は、約０．０１モル％、約１モル％、約２モル％、約３モル％、約４モル％、約５モル％、約６モル％、またはこれらの値の間の全核形成剤の任意の量である。

【0084】

本開示のガラスセラミック前駆体は、核形成剤としてＴｉＯ_２を含むことがある。どの理論によっても束縛されるものではないが、ＴｉＯ_２の量が多すぎると、結果として得られたガラスセラミックは、望ましくなく着色した外観を有することがある。ＴｉＯ_２は、黄または茶の外観を有するガラスセラミックに寄与し得る。ガラスセラミックの黄または茶に着色された外観には、Ｔｉ^４＋からＴｉ^３＋への還元が原因であろうと考えられる。いくつかの例において、ガラスセラミック前駆体中のＴｉＯ_２の量は、約０％から約４％（酸化物のモル）であることがある。例えば、ＴｉＯ_２は、約０モル％から約４モル％、約０．０１モル％から約４モル％、約０．０５モル％から約４モル％、約０．１モル％から約４モル％、約０．５モル％から約４モル％、約１モル％から約４モル％、約２モル％から約４モル％、約３モル％から約４モル％、約０モル％から約３モル％、約０．０１モル％から約３モル％、約０．０５モル％から約３モル％、約０．１モル％から約３モル％、約０．５モル％から約３モル％、約１モル％から約３モル％、約２モル％から約３モル％、約０モル％から約２モル％、約０．０１モル％から約２モル％、約０．０５モル％から約２モル％、約０．１モル％から約２モル％、約０．５モル％から約２モル％、約１モル％から約２モル％、約０モル％から約１モル％、約０．０１モル％から約１モル％、約０．０５モル％から約１モル％、約０．１モル％から約１モル％、約０．５モル％から約１モル％、約０モル％から約０．５モル％、約０．０１モル％から約０．５モル％、約０．０５モル％から約０．５モル％、約０．１モル％から約０．５モル％、約０モル％から約０．１モル％、約０．０１モル％から約０．１モル％、または約０．０５モル％から約０．１モル％の量で存在することがある。いくつかの例において、ＴｉＯ_２は、約０モル％、約０．０１モル％、約０．０５モル％、約０．１モル％、約０．５モル％、約１モル％、約２モル％、約３モル％、約４モル％の量、またはこれらの値の間のＴｉＯ_２の任意の量で存在することがある。いくつかの例において、このガラスセラミック前駆体は、ＴｉＯ_２を実質的に含まないか、または含まない。

【0085】

前記ガラスセラミック前駆体は、１種類以上のアルカリ金属酸化物を含むことがある。このアルカリ金属酸化物は、イオン交換過程などによって、本開示のガラスセラミックの化学強化を促進させることができる。ガラスセラミック前駆体中のアルカリ金属酸化物（例えば、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、およびＫ_２Ｏ、並びにＣｓ_２ＯおよびＲｂ_２Ｏを含む他のアルカリ金属酸化物）の合計は、「Ｒ_２Ｏ」と称されることがあり、Ｒ_２Ｏは、モル％で表されることがある。いくつかの例において、そのガラスセラミック前駆体は、Ｌｉ_２ＯとＮａ_２Ｏの組合せ、Ｎａ_２ＯとＫ_２Ｏの組合せ、Ｌｉ_２ＯとＫ_２Ｏの組合せ、またはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、およびＫ_２Ｏの組合せなど、アルカリ金属酸化物の混合物を含むことがある。いくつかの例において、そのガラスセラミック前駆体は、Ｌｉ_２ＯおよびＮａ_２Ｏの少なくとも一方を含有する。このガラスセラミック前駆体中にアルカリ金属酸化物の混合物を含ませると、本開示のガラスセラミックの化学強化中にイオン交換が促進されるであろう。どの理論によっても束縛されるものではないが、アルカリ金属酸化物は、セラミック化の際に、ガラスセラミックの残留ガラス相中に入ると考えられる。

【0086】

前記ガラスセラミック中のリチウムの存在は、イオン交換過程を促進させることができ、前駆体組成物の軟化点を低下させることもある。いくつかの例において、その前駆体組成物は、約０％から約５％（酸化物のモル）の量でＬｉ_２Ｏを含む。例えば、Ｌｉ_２Ｏは、約０モル％から約モル％、約０モル％から約５モル％、約０モル％から約４モル％、約０モル％から約３モル％、約０モル％から約２モル％、約０モル％から約１モル％、約１モル％から約５モル％、約１モル％から約４モル％、約１モル％から約３モル％、約１モル％から約２モル％、約２モル％から約５モル％、約２モル％から約４モル％、約２モル％から約３モル％、約３モル％から約５モル％、約３モル％から約４モル％、または約４モル％から約４モル％の量で存在し得る。いくつかの例において、Ｌｉ_２Ｏは、約０モル％、約１モル％、約２モル％、約３モル％、約４モル％、約５モル％の量、またはこれらの値の間のＬｉ_２Ｏの任意の量で存在する。いくつかの例において、この前駆体組成物は、Ｌｉ_２Ｏを実質的に含まない。

【0087】

Ｎａ_２Ｏも、本開示のガラスセラミックのイオン交換性を促進させることがある。Ｎａ_２Ｏは、前駆体組成物の融点を低下させ、前駆体組成物の成形性を改善することもできる。ガラスセラミック前駆体は、約２％（酸化物のモル）超の量でＮａ_２Ｏを含み得る。いくつかの例において、Ｎａ_２Ｏは、約２モル％から約１０モル％、約２モル％から約９モル％、約２モル％から約８モル％、約２モル％から約７モル％、約２モル％から約６モル％、約２モル％から約５モル％、約２モル％から約４モル％、約３モル％から約１０モル％、約３モル％から約９モル％、約３モル％から約８モル％、約３モル％から約７モル％、約３モル％から約６モル％、約３モル％から約５モル％、約３モル％から約４モル％、約４モル％から約１０モル％、約４モル％から約９モル％、約４モル％から約８モル％、約４モル％から約７モル％、約４モル％から約６モル％、約４モル％から約５モル％、約５モル％から約１０モル％、約５モル％から約９モル％、約５モル％から約８モル％、約５モル％から約７モル％、約５モル％から約６モル％、約６モル％から約１０モル％、約６モル％から約９モル％、約６モル％から約８モル％、約６モル％から約７モル％、または約７モル％から約１０モル％の量で存在する。例えば、Ｎａ_２Ｏは、約２モル％、約３モル％、約４モル％、約５モル％、約６モル％、約７モル％、約８モル％、約９モル％、約１０モル％の量、またはこれらの値の間のＮａ_２Ｏの任意の量で存在し得る。

【0088】

必要に応じて、前記ガラスセラミック前駆体は、ＢａＯを含むことがある。どの理論によっても束縛されるものではないが、前記ガラスセラミック中にＢａＯを含ませると、ガラスセラミック中の残留ガラス相の屈折率が増すであろう。ＢａＯは、溶融中の系の酸化状態を維持するのを促進するために前駆体に添加されることがあり、これにより、ＴｉＯ_２が組成物中に存在する場合、Ｔｉ^４＋からＴｉ^３＋への還元が妨げられるであろう。ＢａＯは、ＴｉＯ_２の存在のために、ガラスセラミックの望ましくない着色を防ぐように働くであろうと考えられる。いくつかの例において、そのガラスセラミック前駆体は、約０％から約２％（酸化物のモル）の量でＢａＯを含むことがある。例えば、ＢａＯは、約０モル％から約２モル％、約０モル％から約１．５モル％、約０モル％から約１モル％、約０モル％から約０．５モル％、約０．５モル％から約２モル％、約０．５モル％から約１．５モル％、約０．５モル％から約１モル％、約１モル％から約２モル％、約１モル％から約１．５モル％、または約１．５モル％から約２モル％の量で存在することがある。いくつかの例において、ＢａＯは、約０モル％、約０．５モル％、約１モル％、約１．５モル％、約２モル％、またはこれらの値の間のＢａＯの任意の量で存在する。いくつかの例において、前駆体組成物は、ＢａＯを実質的に含まない。

【0089】

前記ガラスセラミック前駆体は、本開示のガラスセラミックが少量の鉄を有するように少量の鉄を含むことができる。どの理論によっても束縛されるものではないが、そのガラスセラミック前駆体組成物中の少量の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）は、ここに記載されたように、透明かつ実質的に無色であるガラスセラミックの形成を促進させると考えられる。それゆえ、本開示の１つの態様によれば、酸化鉄は、構成成分として、そのガラスセラミック前駆体に意図的に添加されない。しかしながら、酸化鉄は、そのガラスセラミック前駆体組成物の他の成分の内の１つの原材料源中の不純物として少量存在するか、または汚染物質として存在することがある。例えば、少量のＦｅ_２Ｏ_３はガラスセラミック前駆体を形成するために使用されるＳｉＯ_２中に存在することがあり、その量は、ＳｉＯ_２の供給源に応じて様々であろう。本開示の１つの態様によれば、ＳｉＯ_２の原材料源、および不純物としてＦｅ_２Ｏ_３を導入することのある任意の他の成分は、ガラスセラミック前駆体および／または形成されるガラスセラミックに所望の鉄含有量を与えるように選択されることがある。

【0090】

本開示の１つの態様によれば、前記ガラスセラミック前駆体中に存在するＦｅ_２Ｏ_３の量は、約０．０２％（質量）未満である。例えば、Ｆｅ_２Ｏ_３は、約０．０２質量％未満、約０．０１質量％未満、約０．００５質量％未満、約０．００２質量％未満、または約０．００１質量％未満の量でそのガラスセラミック前駆体中に存在し得る。いくつかの例において、Ｆｅ_２Ｏ_３は、約０質量％から約０．０２質量％、約０質量％から約０．０１質量％、約０質量％から約０．００５質量％、約０質量％から約０．００２質量％、約０質量％から約０．００１質量％、約０．００１質量％から約０．０２質量％、約０．００１質量％から約０．０１質量％、約０．００１質量％から約０．００５質量％、約０．００１質量％から約０．００２質量％、約０．００２質量％から約０．０２質量％、約０．００２質量％から約０．０１質量％、約０．００２質量％から約０．００５質量％、約０．００５質量％から約０．０２質量％、約０．００５質量％から約０．０１質量％、または約０．０１質量％から約０．０２質量％の量でそのガラスセラミック前駆体中に存在し得る。例えば、Ｆｅ_２Ｏ_３は、約０質量％、約０．００１質量％、約０．００２質量％、約０．００３質量％、約０．００４質量％、約０．００５質量％、約０．００６質量％、約０．００７質量％、約０．００８質量％、約０．００９質量％、約０．０１質量％、約０．０２質量％の量、またはこれらの値の間のＦｅ_２Ｏ_３の任意の量でそのガラスセラミック前駆体中に存在し得る。

【0091】

本開示の１つの態様において、前記ガラスセラミック前駆体は、約０．５未満の全鉄含有量（全鉄含有量は、Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋と定義されるＦｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比を含む。例えば、全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比は、約０．５未満、約０．４未満、約０．３未満、約０．２未満、または約０．１未満であり得る。いくつかの例において、そのガラスセラミック前駆体における全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比は、約０．１から約０．５、約０．１から約０．４、約０．１から約０．３、約０．１から約０．２、約０．２から約０．５、約０．２から約０．４、約０．２から約０．３、約０．３から約０．５、約０．３から約０．４、または約０．４から約０．５である。いくつかの例において、そのガラスセラミック前駆体における全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比は、約０．５、約０．４、約０．３、約０．２、約０．１、またはこれらの値の間の任意の比である。

【0092】

本開示の１つの態様によれば、セラミック化後のガラスセラミック中に存在するＦｅ_２Ｏ_３の量は、約０．０２％（質量）未満である。例えば、Ｆｅ_２Ｏ_３は、約０．０２質量％未満、約０．０１質量％未満、約０．００５質量％未満、約０．００２質量％未満、または約０．００１質量％未満の量でそのガラスセラミック中に存在し得る。いくつかの例において、Ｆｅ_２Ｏ_３は、約０質量％から約０．０２質量％、約０質量％から約０．０１質量％、約０質量％から約０．００５質量％、約０質量％から約０．００２質量％、約０質量％から約０．００１質量％、約０．００１質量％から約０．０２質量％、約０．００１質量％から約０．０１質量％、約０．００１質量％から約０．００５質量％、約０．００１質量％から約０．００２質量％、約０．００２質量％から約０．０２質量％、約０．００２質量％から約０．０１質量％、約０．００２質量％から約０．００５質量％、約０．００５質量％から約０．０２質量％、約０．００５質量％から約０．０１質量％、または約０．０１質量％から約０．０２質量％の量でそのガラスセラミック中に存在し得る。例えば、Ｆｅ_２Ｏ_３は、約０質量％、約０．００１質量％、約０．００２質量％、約０．００３質量％、約０．００４質量％、約０．００５質量％、約０．００６質量％、約０．００７質量％、約０．００８質量％、約０．００９質量％、約０．０１質量％、約０．０２質量％の量、またはこれらの値の間のＦｅ_２Ｏ_３の任意の量でそのガラスセラミック中に存在し得る。

【0093】

本開示の１つの態様において、前記ガラスセラミックは、セラミック化後に、約０．５未満の全鉄含有量（全鉄含有量は、Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋と定義されるＦｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比を含む。例えば、全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比は、約０．５未満、約０．４未満、約０．３未満、約０．２未満、約０．１未満、約０．０５未満、約０．０１未満、約０．００５未満、または約０．００１未満である。いくつかの例において、そのガラスセラミックにおける全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比は、約０．００１から約０．５、約０．００１から約０．４、約０．００１から約０．３、約０．００１から約０．２、約０．００１から約０．１、約０．００１から約０．００５、約０．００５から約０．５、約０．００５から約０．４、約０．００５から約０．３、約０．００５から約０．２、または約０．００５から約０．１である。いくつかの例において、そのガラスセラミックにおける全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比は、約０．５、約０．４、約０．３、約０．２、約０．１、約０．０５、約０．０１、約０．００９、約０．００８、約０．００７、約０．００６、約０．００５、約０．００４、約０．００３、約０．００２、約０．００１、またはこれらの値の間の任意の比である。

【0094】

本開示によるガラスセラミックを製造するための例示のガラスセラミック前駆体組成物が、下記の表１に示されている。表１は、本開示による、材料の組合せ、および範囲で示されたそれぞれの量を特定している。表１のガラスセラミック前駆体組成物は、ここに述べられた本開示の態様による追加の成分を含むことがある。

【0095】

【表1】

【0096】

本開示のガラスセラミックは、先に述べたように、表１のガラスセラミック前駆体組成物から誘導されることがあり、どの適切な成形法によって成形されてもよく、その非限定例として、スロット成形法、フロート成形法、圧延法、およびフュージョン成形法が挙げられる。例えば、本開示のガラスセラミック前駆体は、フュージョンドロー法を使用して成形されることがある（すなわち、フュージョン成形可能である）。従来のフュージョンドロー法では、溶融したガラス原材料を受け入れるための通路を有する延伸槽が使用される。その通路は、通路の両側で通路の長さに沿って上部が開いた堰を有する。通路が溶融材料で満たされると、溶融ガラスは堰から溢れる。その溶融ガラスは、重力により、２つの流れるガラス膜として、延伸槽の外面を下方に流れる。延伸槽のこれらの外面は、延伸槽の下のエッジで接合するように、下方と内方に延在している。２つの流れるガラス膜がこのエッジで合わさって、融合し、１つの流れるガラス物品を形成する。このフュージョンドロー法は、通路を越えて流れる２つのガラス膜が互いに融合するので、結果として得られたガラスの外面のいずれも、装置のどの部分とも接触しないという利点を提示する。それゆえ、フュージョンドロー法により製造されたガラス物品の外面は、接触しないために、一般に、滑らかかつ平らであると考えられ、多くの場合、追加の研削や研磨を必要とせずに使用することができる。別の例では、ここに記載されたガラスセラミック前駆体は、スロットドロー法によって成形されることがある。このスロットドロー法は、フュージョンドロー法とは異なる。スロットドロー法において、溶融した原材料ガラスは、延伸槽に供給される。この延伸槽の底には、開いたスロットがあり、このスロットには、スロットの長さに延在するノズルがある。溶融ガラスは、スロット／ノズルを通って流れ、連続したガラス物品として、徐冷領域へと下方に延伸される。

【0097】

本開示のガラスセラミックは、適切な条件下で、ここに記載されたガラスセラミック前駆体をセラミック化することによって、形成することができる。いくつかの例において、セラミック化過程は、前駆体中に結晶核を形成するために別の核形成処理段階を含まない。別の核形成処理段階がないために、製造過程を簡単にでき、エネルギーおよび／または時間が節約されるであろう。いくつかの例において、そのセラミック化過程は、所望であれば、微結晶サイズの制御を促進するために、ガラスセラミック前駆体を加熱して、結晶核を形成する工程を含む、核形成処理段階を含んでも差し支えない。

【0098】

セラミック化は、前記ガラスセラミック前駆体を、少なくとも約７５０℃、少なくとも約８００℃、少なくとも約８５０℃、少なくとも約９００℃、少なくとも約９５０℃、少なくとも約１０００℃、少なくとも約１０５０℃、または少なくとも約１１００℃の温度に加熱することによって、行うことができる。いくつかの例において、このセラミック化は、約７５０℃から約１１００℃、約８００℃から約１１００℃、約８５０℃から約１１００℃、約９００℃から約１１００℃、約９５０℃から約１１００℃、約１０００℃から約１１００℃、約１０５０℃から約１１００℃、約７５０℃から約１０５０℃、約８００℃から約１０５０℃、約８５０℃から約１０５０℃、約９００℃から約１０５０℃、約９５０℃から約１０５０℃、約１０００℃から約１０５０℃、約７５０℃から約１０００℃、約８００℃から約１０００℃、約８５０℃から約１０００℃、約９００℃から約１０００℃、約９５０℃から約１０００℃、約７５０℃から約９５０℃、約８００℃から約９５０℃、約８５０℃から約９５０℃、約９００℃から約９５０℃、約７５０℃から約９００℃、約８００℃から約９００℃、約８５０℃から約９００℃、約７５０℃から約８５０℃、または約８００℃から約８５０℃の温度で起こる。例えば、セラミック化は、約７５０℃、８００℃、８５０℃、９００℃、９５０℃、１０００℃、１０５０℃、１１００℃の温度、またはこれらの値の間の任意の温度で起こり得る。

【0099】

セラミック化中の加熱は、少なくとも約３０分、少なくとも約１時間、少なくとも約１．５時間、少なくとも約２時間、少なくとも約２．５時間、少なくとも約３時間、少なくとも約３．５時間、少なくとも約４時間、少なくとも約４．５時間、少なくとも約５時間、少なくとも約５．５時間、少なくとも約６時間、少なくとも約６．５時間、少なくとも約７時間、少なくとも約７．５時間、少なくとも約８時間、少なくとも約８．５時間、少なくとも約９時間、少なくとも約９．５時間、または少なくとも約１０時間の所定の期間に亘り行うことができる。例えば、セラミック化中の加熱は、約３０分から約１時間、約３０分から約２時間、約３０分から約３時間、約３０分から約４時間、約３０分から約５時間、約３０分から約６時間、約３０分から約７時間、約３０分から約８時間、約３０分から約９時間、約３０分から約１０時間、約１時間から約２時間、約１時間から約３時間、約１時間から約４時間、約１時間から約５時間、約１時間から約６時間、約１時間から約７時間、約１時間から約８時間、約１時間から約９時間、約１時間から約１０時間、約２時間から約３時間、約２時間から約４時間、約２時間から約５時間、約２時間から約６時間、約２時間から約７時間、約２時間から約８時間、約２時間から約９時間、約２時間から約１０時間、約３時間から約４時間、約３時間から約５時間、約３時間から約６時間、約３時間から約７時間、約３時間から約８時間、約３時間から約９時間、約３時間から約１０時間、約４時間から約５時間、約４時間から約６時間、約４時間から約７時間、約４時間から約８時間、約４時間から約９時間、約４時間から約１０時間、約５時間から約６時間、約５時間から約７時間、約５時間から約８時間、約５時間から約９時間、約５時間から約１０時間、約６時間から約７時間、約６時間から約８時間、約６時間から約９時間、約６時間から約１０時間、約７時間から約８時間、約７時間から約９時間、約７時間から約１０時間、約８時間から約９時間、または約８時間から約１０時間の所定の期間に亘り行うことができる。いくつかの例において、セラミック化中の加熱は、約３０分、約１時間、約１．５時間、約２時間、約２．５時間、約３時間、約３．５時間、約４時間、約４．５時間、約５時間、約５．５時間、約６時間、約６．５時間、約７時間、約７．５時間、約８時間、約８．５時間、約９時間、約９．５時間、約１０時間の所定の期間、またはこれらの値の間の任意の期間に亘り行うことができる。

【0100】

セラミック化過程が別の核形成処理段階を含む場合、その核形成処理段階は、前記ガラスセラミック前駆体を、少なくとも約７００℃、少なくとも約７５０℃、少なくとも約８００℃、少なくとも約８５０℃、少なくとも約９００℃、少なくとも約９５０℃、少なくとも約１０００℃の温度で熱処理する工程を含み得る。例えば、その熱処理工程は、約７００℃から約１０００℃、約７００℃から約９５０℃、約７００℃から約９００℃、約７００℃から約８５０℃、約７００℃から約８００℃、約８００℃から約１０００℃、約８００℃から約９５０℃、約８００℃から約９００℃、約８００℃から約８５０℃、約８５０℃から約１０００℃、約８５０℃から約９５０℃、約８５０℃から約９００℃、約９００℃から約１０００℃、または約９００℃から約９５０℃の温度で起こり得る。いくつかの例において、核形成処理段階は、ガラスセラミック前駆体を、約７００℃、約７５０℃、約８００℃、約８５０℃、約９００℃、約９５０℃、約１０００℃の温度、またはこれらの値の間の任意の温度で熱処理する工程を含み得る。

【0101】

この核形成処理段階中の熱処理工程は、少なくとも約３０分、少なくとも約１時間、少なくとも約１．５時間、少なくとも約２時間、少なくとも約２．５時間、少なくとも約３時間、少なくとも約３．５時間、または少なくとも約４時間の所定の期間に亘り起こり得る。例えば、核形成処理段階中の処理は、約３０分から１時間、約３０分から約２時間、約３０分から約３時間、約３０分から約４時間、約１時間から約２時間、約１時間から約３時間、約１時間から約４時間、約２時間から約３時間、約２時間から約４時間、または約３時間から約４時間の所定の期間に亘り起こり得る。いくつかの例において、核形成処理段階中の処理は、約３０分、約１時間、約１．５時間、約２時間、約２．５時間、約３時間、約３．５時間、約４時間の所定の期間、またはこれらの値の間の任意の期間に亘り起こる。

【0102】

本開示のガラスセラミックは、どの適切な過程を使用して化学強化されてもよい。一例において、本開示のガラスセラミックは、イオン交換過程で化学強化される。例えば、本開示のガラスセラミックは、ガラスセラミックをイオン交換溶液の浴中に浸漬すること、ガラスセラミックにイオン交換溶液を吹き付けること、またはガラスセラミックにイオン交換溶液を他のやり方で物理的に施すことによって、イオン交換溶液に曝露することができる。ガラスセラミックが曝露される際に、イオン交換溶液は、いくつかの例によれば、約４００℃から約５００℃、約４１０℃から約４９０℃、約４２０℃から約４８０℃、約４３０℃から約４７０℃、または約４４０℃から約４６０℃の温度であることがある。いくつかの例において、その温度は、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、約４９０℃、約５００℃、またはこれらの値の間の任意の温度である。

【0103】

前記ガラスセラミックは、約４時間から約４８時間の期間に亘りイオン交換溶液に曝露されることがある。例えば、そのガラスセラミックは、約４時間から約４８時間、約８時間から約４８時間、約１２時間から約４８時間、約１６時間から約４８時間、約２０時間から約４８時間、約２４時間から約４８時間、約３０時間から約４８時間、約３６時間から約４８時間、約４０時間から約４８時間、約４時間から約４０時間、約８時間から約４０時間、約１２時間から約４０時間、約１６時間から約４０時間、約２０時間から約４０時間、約２４時間から約４０時間、約３０時間から約４０時間、約３６時間から約４０時間、約４時間から約３６時間、約８時間から約３６時間、約１２時間から約３６時間、約１６時間から約３６時間、約２０時間から約３６時間、約２４時間から約３６時間、約３０時間から約３６時間、約４時間から約３０時間、約８時間から約３０時間、約１２時間から約３０時間、約１６時間から約３０時間、約２０時間から約３０時間、約２４時間から約３０時間、約４時間から約２４時間、約８時間から約２４時間、約１２時間から約２４時間、約１６時間から約２４時間、約２０時間から約２４時間、約４時間から約２０時間、約８時間から約２０時間、約１２時間から約２０時間、約１６時間から約２０時間、約４時間から約１６時間、約８時間から約１６時間、約１２時間から約１６時間、約４時間から約１２時間、約８時間から約１２時間、または約４時間から約８時間の期間に亘りイオン交換溶液に曝露されることがある。いくつかの例において、そのガラスセラミックは、約４時間、約８時間、約１２時間、約１６時間、約２０時間、約２４時間、約３０時間、約３６時間、約４０時間、約４８時間の期間、またはこれらの値の間の任意の期間に亘りイオン交換溶液に曝露されることがある。

【0104】

イオン交換過程が行われた後、ガラスセラミックの表面の組成は、形成されたままのガラスセラミック（すなわち、イオン交換過程を経る前のガラスセラミック）の組成と異なるであろうことを理解すべきである。これは、例えば、Ｎａ^＋またはＫ^＋などのより大きいアルカリ金属イオンと交換されている、例えば、Ｌｉ^＋またはＮａ^＋などの形成されたままのガラス中のアルカリ金属イオンの一種から生じる。しかしながら、ガラス物品の深さの中心またはその近くのガラスセラミックの組成は、実施の形態において、イオン交換過程により最小にしか変化させられず、形成されたままのガラスセラミックと実質的に同じまたは同じ組成を有することがある。

【実施例】

【0105】

以下の実施例は、本開示の実施の形態により与えられる様々な特徴および利点を記載しており、本開示の態様および特許請求の範囲を限定する意図は決してない。

【0106】

実施例１
下記の表２に示された前駆体組成を有するガラスセラミック前駆体を調製し、ガラスセラミックを形成するために使用した。表２に示されたガラスセラミック前駆体およびガラスセラミックの性質は、ここに記載された過程にしたがって決定した。各ガラスセラミック前駆体は、室温から７００℃まで５℃／分の昇温速度で、その後、７００℃から９５０℃まで１℃／分の昇温速度で加熱が行われる、４時間に亘る９５０℃での加熱を含むセラミック化スケジュールにしたがって処理した。

【0107】

【表2】

【0108】

下記の表３は、異なる波長での実施例１Ａ～１Ｃおよび比較例１の各々に関する屈折率データを含む。

【0109】

【表3】

【0110】

実施例１Ａ～１Ｃのデータは、ＳｎＯ_２およびＡｓ_２Ｏ_３などの従来の脱色剤がなくとも、本開示のガラスセラミックが実質的に無色である能力を示す。比較例１と比べると、実施例１Ａ～１Ｃは、わずかな色しか示さず、同様の機械的性質（例えば、硬度および弾性率）を示しつつ、ＳｎＯ_２を実質的に含まない。比較例１は、ＳｎＯ_２の存在下でさえ、低いａ^＊およびｂ^＊を有する（実質的に無色の外観を示す）実施例１Ａ～１Ｃと比べて、茶色っぽい色合い（１を超えるｂ^＊値により示される）の薄くはない色を示す。比較例２は、実施例１Ａの色と類似の低レベルの色を示すが、比較例２は、Ａｓ_２Ｏ_５を含み、それゆえ、ヒ素を実質的に含まないわけではない。実施例１Ａ～１Ｃは、ガラスセラミックが、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まない場合でさえ、ガラスセラミックが実質的に無色である能力を示す。実施例１Ａ～１Ｃは、比較例１と比べて、類似の硬度値および弾性率値を示し、それゆえ、硬度および弾性率などの機械的性質に悪影響を及ぼさずに、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムが添加されていない状態で、実質的に無色の外観を有するガラスセラミックを調製するために本開示の態様を使用できることを示す。

【0111】

図２は、実施例１Ａ（「Ｅｘ．１Ａ」）、比較例１（「Ｃｏｍｐ．Ｅｘ．１」）、およびガーナイト－スピネル固溶体結晶相を含まない比較のガラスセラミックの比較例３（「Ｃｏｍｐ．Ｅｘ．３」）に関する、波長の関数としての軸方向透過率のパーセントのプロットである。実施例１Ａは、０．８９ｍｍ厚の試料であり、比較例１は、０．８４ｍｍ厚の試料であり、比較例３は、０．８ｍｍ厚の試料であった。図２のデータにより示されるように、実施例１Ａ（ＳｎＯ_２を含まない）は、３５０ｎｍと１０００ｎｍの間の波長について、比較例１（ＳｎＯ_２を含む）と比べて、類似かまたはより高いレベルの軸方向透過率を有する。比較例３を形成するために使用した前駆体ガラスセラミック組成が、下記の表４に示されている。比較例３の比較のガラスセラミックは、４４質量％のＬＳ２結晶相、４４質量％の葉長石、および１２質量％のガラス相を含み、３０ｎｍから６０ｎｍの粒径を有する。

【0112】

【表4】

【0113】

図３は、実施例１Ａ（「Ｅｘ．１Ａ」）、比較例１（「Ｃｏｍｐ．Ｅｘ．１」）、および比較例３（「Ｃｏｍｐ．Ｅｘ．３」）に関する、波長の関数としての吸光度のプロットである。図３に示されるように、実施例１Ａは、３５０ｎｍから１０００ｎｍの波長について、比較例１と比べて、類似かまたはより低い吸光度を示す。吸光度データは、経路長の差について補正された。

【0114】

図４は、実施例１Ａ（「Ｅｘ．１Ａ」）、比較例１（「Ｃｏｍｐ．Ｅｘ．１」）、および比較例３（「Ｃｏｍｐ．Ｅｘ．３」）に関する、波長の関数としてのヘイズパーセントのプロットである。図４に示されるように、実施例１Ａは、３５０ｎｍから８００ｎｍの波長について、比較例１と比べて、類似かまたはより低いヘイズ値を有した。

【0115】

図２～４は、ガラスセラミックがヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まない場合でさえ、本開示のガラスセラミックが、電子機器におけるディスプレイとしての用途に望ましい光学的性質（例えば、高い透過率、低い吸光度、および低いヘイズ）を有する能力を示す。本開示のガラスセラミックは、脱色剤としてヒ素またはスズを含むガラスセラミックと比べて、ガラスセラミックの機械的性質（例えば、硬度および弾性率）に対する影響が最小かまたは改善されて、所望の光学的性質を示す。

【0116】

実施例２
下記の表５の前駆体組成を有するガラスセラミック前駆体を調製し、ガラスセラミックを形成するために使用した。表５に示されたガラスセラミック前駆体およびガラスセラミックの性質は、ここに記載された過程にしたがって決定した。各ガラスセラミック前駆体は、室温から７００℃まで５℃／分の昇温速度で、その後、７００℃から９５０℃まで１℃／分の昇温速度で加熱が行われる、４時間に亘る９５０℃での加熱を含むセラミック化スケジュールにしたがって処理した。

【0117】

【表5】

【0118】

実施例２Ａ（「Ｅｘ．２Ａ」）、比較例４（「Ｃｏｍｐ．Ｅｘ．４」）、および比較例５（「Ｃｏｍｐ．Ｅｘ．５」）の色空間データが、図５に纏められている。実施例２Ａおよび比較例５は、類似のガラスセラミック前駆体組成物から形成されているが、比較例５は、従来の清澄剤かつ脱色剤であるＳｎＯ_２も含んでいる。比較例４のガラスセラミックを形成するために使用した前駆体組成は、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを含まないが、多量のＴｉＯ_２など、本開示の組成から外れた他の成分を含んでいる。それに加え、比較例４は、実施例２Ａおよび比較例５を形成するために使用したＳｉＯ_２源よりも多いＦｅ_２Ｏ_３含有量を有するＳｉＯ_２源を使用して調製した。

【0119】

表５に示され、図５にグラフで表されたデータは、実施例２Ａの例示の組成物が、ガラスセラミック前駆体（セラミック化前）としてわずかな色しか示さず、ガラスセラミック（セラミック化後）としてさえ、そのわずかな色を維持することを示す。対照的に、比較例４は、セラミック化前でさえある程度の色（２．３９のｂ^＊値からも分かる）を示し、その色は、ガラスセラミックの高いａ^＊およびｂ^＊値（茶色っぽい色合いに対応する）からも分かるように、セラミック化後に増す。どの理論によっても束縛されるものではないが、ガラスセラミック前駆体中の鉄含有量の差は、実施例２Ａおよび比較例４のガラスセラミックの色の差に少なくとも一部は関与するであろうと考えられる。比較例４におけるＴｉＯ_２の増加した量は、セラミック化後のガラスセラミックにより示されたより高い色の値にも寄与するであろう。比較例５は、セラミック化前にはほとんど色を示さないが、その試料の色は、比較例５のガラスセラミックにおける高いｂ^＊値から明らかなように、セラミック化後に著しく増す。セラミック化の前後の実施例２Ａと比較例５との間の色の差は、清澄剤（ＳｎＯ_２など）がない状態でのセラミック化後のガラスセラミックの色のシフトが小さいことを示す。

【0120】

以下の非限定態様が、本開示により含まれる。

【0121】

本開示の第１の態様によれば、ガラスセラミックは、ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含み、このガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在せず、このガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有する。

【0122】

本開示の第１の態様によれば、本開示の第２の態様において、そのガラスセラミックは、約９０超のＣＩＥＬＡＢ Ｌ^＊値、約－０．２から約０．２のＣＩＥＬＡＢ ａ^＊値、および約－０．１から約０．８のＣＩＥＬＡＢ ｂ^＊値の内の少なくとも１つを有し、ここで、Ｌ^＊、ａ^＊、およびｂ^＊の各々は、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長範囲でＤ６５光源により１０度の入射角（ＡＯＩ）で測定される。

【0123】

本開示の第１の態様または第２の態様によれば、本開示の第３の態様において、そのガラスセラミックは、約３５％から約６０％（酸化物のモル）のＳｉＯ_２を含む。

【0124】

本開示の第１から第３の態様のいずれかによれば、本開示の第４の態様において、そのガラスセラミックは、約０．０２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３、および約０．５未満の全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比の少なくとも一方をさらに含む。

【0125】

本開示の第１から第４の態様のいずれかによれば、本開示の第５の態様において、そのガラスセラミックは、約０％から約４％（酸化物のモル）のＴｉＯ_２、および約２％（酸化物のモル）超のＮａ_２Ｏの少なくとも一方をさらに含む。

【0126】

本開示の第１から第５の態様のいずれかによれば、本開示の第６の態様において、そのガラスセラミックは、ＢａＯを実質的に含まず、ＢａＯは０．０１％（酸化物のモル）未満である。

【0127】

本開示の第１から第６の態様のいずれかによれば、本開示の第７の態様において、そのガラスセラミックは、少なくとも約１０％（質量）の結晶化度をさらに有する。

【0128】

本開示の第１から第７の態様のいずれかによれば、本開示の第８の態様において、前記第１の結晶相は、約２０ｎｍ未満の微結晶サイズによりさらに特徴付けられる。

【0129】

本開示の第１から第８の態様のいずれかによれば、本開示の第９の態様において、そのガラスセラミックは、バーコビッチナノインデンターで測定して、約８ＧＰａから約１５ＧＰａの最大硬度をさらに有する。

【0130】

本開示の第１から第９の態様のいずれかによれば、本開示の第１０の態様において、そのガラスセラミックは、共鳴超音波スペクトロスコピーを使用して測定して、約９０ＧＰａから約１２０ＧＰａの弾性率をさらに有する。

【0131】

本開示の第１から第１０の態様のいずれかによれば、本開示の第１１の態様において、そのガラスセラミックは、３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．７％未満のヘイズ値、３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．５％未満のヘイズ値、および４００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．３％未満のヘイズ値の内の少なくとも１つをさらに有する。

【0132】

本開示の第１から第１１の態様のいずれかによれば、本開示の第１２の態様において、そのガラスセラミックは、３００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約３０％の軸方向透過率、３５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約６５％の軸方向透過率、４００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の軸方向透過率、４５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、および５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率の内の少なくとも１つをさらに有する。

【0133】

本開示の第１から第１２の態様のいずれかによれば、本開示の第１３の態様において、そのガラスセラミックは、３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．１５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、および５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．１吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度の内の少なくとも１つをさらに有する。

【0134】

本開示の第１４の態様によれば、ガラスセラミックは、ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含み、このガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在せず、そのガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有し、さらに、このガラスセラミックは、約３５％から約６０％のＳｉＯ_２、約１３％から約３０％のＡｌ_２Ｏ_３、約０％から約２０％のＺｎＯ、約０．１モル％から約１０％のＺｒＯ_２、および約０．０１％から約２０％のＭｇＯ（酸化物のモル）を含むガラスセラミック前駆体組成物から誘導される。

【0135】

本開示の第１４の態様によれば、本開示の第１５の態様において、そのガラスセラミックは、約９０超のＣＩＥＬＡＢ Ｌ^＊値、約－０．２から約０．２のＣＩＥＬＡＢ ａ^＊値、および約－０．１から約０．８のＣＩＥＬＡＢ ｂ^＊値の内の少なくとも１つをさらに有し、ここで、Ｌ^＊、ａ^＊、およびｂ^＊の各々は、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長範囲でＤ６５光源により１０度の入射角（ＡＯＩ）で測定される。

【0136】

本開示の第１４または第１５の態様によれば、本開示の第１６の態様において、約０．０２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３、および約０．５未満の全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比の少なくとも一方をさらに含む。

【0137】

本開示の第１４から第１６の態様のいずれかによれば、本開示の第１７の態様において、約０％から約４％（酸化物のモル）のＴｉＯ_２、および約２％（酸化物のモル）超のＮａ_２Ｏの少なくとも一方をさらに含む。

【0138】

本開示の第１４から第１７の態様のいずれかによれば、本開示の第１８の態様において、そのガラスセラミックは、ＢａＯを実質的に含まず、ＢａＯは０．０１％（酸化物のモル）未満である。

【0139】

本開示の第１４から第１８の態様のいずれかによれば、本開示の第１９の態様において、ｘはゼロより大きい。

【0140】

本開示の第１４から第１９の態様のいずれかによれば、本開示の第２０の態様において、そのガラスセラミックは、バーコビッチナノインデンターで測定して、約８ＧＰａから約１５ＧＰａの最大硬度をさらに有する。

【0141】

本開示の第１４から第２０の態様のいずれかによれば、本開示の第２１の態様において、そのガラスセラミックは、共鳴超音波スペクトロスコピーを使用して測定して、約９０ＧＰａから約１２０ＧＰａの弾性率をさらに有する。

【0142】

本開示の第１４から第２１の態様のいずれかによれば、本開示の第２２の態様において、そのガラスセラミックは、３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．７％未満のヘイズ値、３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．５％未満のヘイズ値、および４００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．３％未満のヘイズ値の内の少なくとも１つをさらに有する。

【0143】

本開示の第１４から第２２の態様のいずれかによれば、本開示の第２３の態様において、そのガラスセラミックは、３００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約３０％の軸方向透過率、３５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約６５％の軸方向透過率、４００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の軸方向透過率、４５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、および５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率の内の少なくとも１つをさらに有する。

【0144】

本開示の第２４の態様によれば、ガラスセラミックを製造する方法は、約３５％から約６０％のＳｉＯ_２、約１３％から約３０％のＡｌ_２Ｏ_３、約０％から約２０％のＺｎＯ、約０．１モル％から約１０％のＺｒＯ_２、および約０．０１％から約２０％のＭｇＯ（酸化物のモル）を含む組成物からガラスセラミック前駆体を形成する工程、およびこのガラスセラミック前駆体を加熱して、ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相を含むガラスセラミック物品を形成する工程を有してなり、このガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、よって、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在せず、このガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の透過率により特徴付けられる。

【0145】

本開示の第２４の態様によれば、本開示の第２５の態様において、ＳｉＯ_２の原材料源が、０．００２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３を含む。

【0146】

本開示の第２４から第２５の態様のいずれかによれば、本開示の第２６の態様において、前記ガラスセラミック前駆体を加熱する工程は、少なくとも約３０分の期間に亘り少なくとも約７５０℃の温度で加熱する工程を含む。

【0147】

本開示の第２４から第２６の態様のいずれかによれば、本開示の第２７の態様において、そのガラスセラミックは、約０．０２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３、および約０．２未満の全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比の少なくとも一方をさらに含む。

【0148】

本開示の第２４から第２７の態様のいずれかによれば、本開示の第２８の態様において、そのガラスセラミック前駆体組成物は、約０％から約４％（酸化物のモル）のＴｉＯ_２、および約２％（酸化物のモル）超のＮａ_２Ｏの少なくとも一方をさらに含む。

【0149】

本開示の精神および様々な原理から実質的に逸脱せずに、本開示の上述した実施の形態に、多くの変更および改変が行われるであろう。そのような改変および変更の全ては、本開示の範囲内に含まれ、以下の特許請求の範囲により保護されることが意図されている。

【0150】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0151】

実施形態１
ガラスセラミックにおいて、
ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および
正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相、
を含み、
前記ガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在せず、
前記ガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有する、
ガラスセラミック。

【0152】

実施形態２
前記ガラスセラミックが、
約９０超のＣＩＥＬＡＢ Ｌ^＊値、
約－０．２から約０．２のＣＩＥＬＡＢ ａ^＊値、および
約－０．１から約０．８のＣＩＥＬＡＢ ｂ^＊値、
の内の少なくとも１つを有し、
Ｌ^＊、ａ^＊、およびｂ^＊の各々は、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長範囲でＤ６５光源により１０度の入射角（ＡＯＩ）で測定される、実施形態１に記載のガラスセラミック。

【0153】

実施形態３
約３５％から約６０％（酸化物のモル）のＳｉＯ_２、
をさらに含む、実施形態１または２に記載のガラスセラミック。

【0154】

実施形態４
約０．０２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３、および
約０．５未満の全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比、
の少なくとも一方をさらに含む、実施形態１から３のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0155】

実施形態５
約０％から約４％（酸化物のモル）のＴｉＯ_２、および
約２％（酸化物のモル）超のＮａ_２Ｏ、
の少なくとも一方をさらに含む、実施形態１から４のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0156】

実施形態６
前記ガラスセラミックがＢａＯを実質的に含まず、ＢａＯは０．０１％（酸化物のモル）未満である、実施形態１から５のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0157】

実施形態７
前記ガラスセラミックが、少なくとも約１０％（質量）の結晶化度をさらに有する、実施形態１から６のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0158】

実施形態８
前記第１の結晶相が、約２０ｎｍ未満の微結晶サイズによりさらに特徴付けられる、実施形態１から７のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0159】

実施形態９
前記ガラスセラミックが、バーコビッチナノインデンターで測定して、約８ＧＰａから約１５ＧＰａの最大硬度をさらに有する、実施形態１から８のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0160】

実施形態１０
前記ガラスセラミックが、共鳴超音波スペクトロスコピーを使用して測定して、約９０ＧＰａから約１２０ＧＰａの弾性率をさらに有する、実施形態１から９のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0161】

実施形態１１
前記ガラスセラミックが、
３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．７％未満のヘイズ値、
３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．５％未満のヘイズ値、および
４００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．３％未満のヘイズ値、
の内の少なくとも１つをさらに有する、実施形態１から１０のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0162】

実施形態１２
前記ガラスセラミックが、
３００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約３０％の軸方向透過率、
３５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約６５％の軸方向透過率、
４００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の軸方向透過率、
４５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、および
５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、
の内の少なくとも１つをさらに有する、実施形態１から１１のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0163】

実施形態１３
前記ガラスセラミックが、
３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、
３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．１５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、および
５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．１吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、
の内の少なくとも１つをさらに有する、実施形態１から１２のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0164】

実施形態１４
ガラスセラミックにおいて、
ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および
正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相、
を含み、
前記ガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在せず、
前記ガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有し、
前記ガラスセラミックは、
約３５％から約６０％のＳｉＯ_２、
約１３％から約３０％のＡｌ_２Ｏ_３、
約０％から約２０％のＺｎＯ、
約０．１モル％から約１０％のＺｒＯ_２、および
約０．０１％から約２０％のＭｇＯ（酸化物のモル）、
を含むガラスセラミック前駆体組成物から誘導される、ガラスセラミック。

【0165】

実施形態１５
前記ガラスセラミックが、
約９０超のＣＩＥＬＡＢ Ｌ^＊値、
約－０．２から約０．２のＣＩＥＬＡＢ ａ^＊値、および
約－０．１から約０．８のＣＩＥＬＡＢ ｂ^＊値、
の内の少なくとも１つをさらに有し、
Ｌ^＊、ａ^＊、およびｂ^＊の各々は、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長範囲でＤ６５光源により１０度の入射角（ＡＯＩ）で測定される、実施形態１４に記載のガラスセラミック。

【0166】

実施形態１６
約０．０２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３、および
約０．５未満の全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比、
の少なくとも一方をさらに含む、実施形態１４または１５に記載のガラスセラミック。

【0167】

実施形態１７
約０％から約４％（酸化物のモル）のＴｉＯ_２、および
約２％（酸化物のモル）超のＮａ_２Ｏ、
の少なくとも一方をさらに含む、実施形態１４から１６のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0168】

実施形態１８
前記ガラスセラミックがＢａＯを実質的に含まず、ＢａＯは０．０１％（酸化物のモル）未満である、実施形態１４から１７のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0169】

実施形態１９
ｘがゼロより大きい、実施形態１４から１８のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0170】

実施形態２０
前記ガラスセラミックが、バーコビッチナノインデンターで測定して、約８ＧＰａから約１５ＧＰａの最大硬度をさらに有する、実施形態１４から１９のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0171】

実施形態２１
前記ガラスセラミックが、共鳴超音波スペクトロスコピーを使用して測定して、約９０ＧＰａから約１２０ＧＰａの弾性率をさらに有する、実施形態１４から２０のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0172】

実施形態２２
前記ガラスセラミックが、
３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．７％未満のヘイズ値、
３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．５％未満のヘイズ値、および
４００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．３％未満のヘイズ値、
の内の少なくとも１つをさらに有する、実施形態１４から２１のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0173】

実施形態２３
前記ガラスセラミックが、
３００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約３０％の軸方向透過率、
３５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約６５％の軸方向透過率、
４００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の軸方向透過率、
４５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、および
５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、
の内の少なくとも１つをさらに有する、実施形態１４から２２のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0174】

実施形態２４
ガラスセラミックを製造する方法において、
約３５％から約６０％のＳｉＯ_２、
約１３％から約３０％のＡｌ_２Ｏ_３、
約０％から約２０％のＺｎＯ、
約０．１モル％から約１０％のＺｒＯ_２、および
約０．０１％から約２０％のＭｇＯ（酸化物のモル）、
を含む組成物からガラスセラミック前駆体を形成する工程、および
前記ガラスセラミック前駆体を加熱して、
ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および
正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相、
を含むガラスセラミック物品を形成する工程、
を有してなり、
前記ガラスセラミックは、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムを実質的に含まず、よって、ヒ素、スズ、アンチモン、およびセシウムの各々は、０．０１％（酸化物のモル）未満でしか存在せず、
前記ガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の透過率により特徴付けられる、方法。

【0175】

実施形態２５
ＳｉＯ_２の原材料源が、０．００２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３を含む、実施形態２４に記載の方法。

【0176】

実施形態２６
前記ガラスセラミック前駆体を加熱する工程が、少なくとも約３０分の期間に亘り少なくとも約７５０℃の温度で加熱する工程を含む、実施形態２４または２５に記載の方法。

【0177】

実施形態２７
前記ガラスセラミックが、
約０．０２％（質量）未満のＦｅ_２Ｏ_３、および
約０．２未満の全鉄含有量（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）に対するＦｅ^２＋含有量の比、
の少なくとも一方をさらに含む、実施形態２４から２６のいずれか１つに記載の方法。

【0178】

実施形態２８
前記ガラスセラミック前駆体組成物が、
約０％から約４％（酸化物のモル）のＴｉＯ_２、および
約２％（酸化物のモル）超のＮａ_２Ｏ、
の少なくとも一方をさらに含む、実施形態２４から２７のいずれか１つに記載の方法。

【0179】

実施形態２９
ガラスセラミックにおいて、
ケイ酸塩ガラス相、
ｘが１以下である、（Ｍｇ_ｘＺｎ_1－ｘ）Ａｌ_２Ｏ_４を含む第１の結晶相、および
正方晶ＺｒＯ_２を含む第２の結晶相、
を含み、
前記ガラスセラミックは、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長を有する光に対して少なくとも約８０％の透過率を有し、
前記ガラスセラミックは、
約９０超のＣＩＥＬＡＢ Ｌ^＊値、
約－０．２から約０．２のＣＩＥＬＡＢ ａ^＊値、および
約－０．１から約０．８のＣＩＥＬＡＢ ｂ^＊値、
の内の少なくとも１つを有し、
Ｌ^＊、ａ^＊、およびｂ^＊の各々は、３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長範囲でＤ６５光源により１０度の入射角（ＡＯＩ）で測定される、ガラスセラミック。

【0180】

実施形態３０
前記ガラスセラミックが、少なくとも約１０％（質量）の結晶化度をさらに有する、実施形態２９に記載のガラスセラミック。

【0181】

実施形態３１
前記第１の結晶相が、約２０ｎｍ未満の微結晶サイズによりさらに特徴付けられる、実施形態２９または３０に記載のガラスセラミック。

【0182】

実施形態３２
前記ガラスセラミックが、バーコビッチナノインデンターで測定して、約８ＧＰａから約１５ＧＰａの最大硬度をさらに有する、実施形態２９から３１のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0183】

実施形態３３
前記ガラスセラミックが、共鳴超音波スペクトロスコピーを使用して測定して、約９０ＧＰａから約１２０ＧＰａの弾性率をさらに有する、実施形態２９から３２のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0184】

実施形態３４
前記ガラスセラミックが、
３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．７％未満のヘイズ値、
３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．５％未満のヘイズ値、および
４００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．３％未満のヘイズ値、
の内の少なくとも１つをさらに有する、実施形態２９から３３のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0185】

実施形態３５
前記ガラスセラミックが、
３００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約３０％の軸方向透過率、
３５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約６５％の軸方向透過率、
４００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８０％の軸方向透過率、
４５０ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、および
５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に対する少なくとも約８５％の軸方向透過率、
の内の少なくとも１つをさらに有する、実施形態２９から３４のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【0186】

実施形態３６
前記ガラスセラミックが、
３００ｎｍの波長を有する光に関する約０．５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、
３５０ｎｍの波長を有する光に関する約０．１５吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、および
５００ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光に関する約０．１吸光度単位／ミリメートル（任意単位／ｍｍ）未満の吸光度、
の内の少なくとも１つをさらに有する、実施形態２９から３５のいずれか１つに記載のガラスセラミック。

【符号の説明】

【0187】

１００ 消費者向け電子機器
１０２ 筐体
１０４ 前面
１０６ 背面
１０８ 側面
１１０ ディスプレイ
１１２ カバー基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】