特表 2023-545107 ガラス系物品およびその性質

(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】2023-10-26

(54)【発明の名称】ガラス系物品およびその性質

(51)【国際特許分類】

   C03C 10/04 20060101AFI20231019BHJP

   C03C 21/00 20060101ALI20231019BHJP

【ＦＩ】

C03C10/04

C03C21/00 101

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023521742

(86)(22)【出願日】2021-10-11

(85)【翻訳文提出日】2023-06-09

(86)【国際出願番号】 US2021054375

(87)【国際公開番号】W WO2022081457

(87)【国際公開日】2022-04-21

(31)【優先権主張番号】63/090,688

(32)【優先日】2020-10-12

(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】アミン，ジェイミン

(72)【発明者】

【氏名】ビール，ジョージ ホールジー

(72)【発明者】

【氏名】フゥ，チアン

(72)【発明者】

【氏名】スミス，シャーリーン マリー

(72)【発明者】

【氏名】ウクラインツィク，リェルカ

【テーマコード（参考）】

4G059

4G062

【Ｆターム（参考）】

4G059AA01

4G059AC04

4G059AC16

4G059HB08

4G059HB13

4G059HB14

4G059HB15

4G059HB23

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4G062DA07

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4G062DC03

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4G062DD03

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4G062EB02

4G062EB03

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4G062EC02

4G062EC03

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4G062ED02

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4G062EG02

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4G062FE01

4G062FE02

4G062FF01

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4G062FH01

4G062FH02

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4G062FK01

4G062FK02

4G062FL01

4G062GA01

4G062GA10

4G062GB01

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4G062HH13

4G062HH15

4G062HH17

4G062HH20

4G062JJ01

4G062JJ03

4G062JJ05

4G062JJ07

4G062JJ10

4G062KK01

4G062KK03

4G062KK05

4G062KK07

4G062KK10

4G062MM23

4G062NN33

(57)【要約】

ガラスセラミック物品などのガラス系物品およびその性質が開示されている。実施の形態において、ガラス系物品は、葉長石および二ケイ酸リチウムを含む相集合を有するガラス系物品を含むことがある。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

６０モル％以上かつ７２モル％以下のＳｉＯ_２、
０モル％超かつ６モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、
０モル％以上かつ２モル％以下のＢ_２Ｏ_３、
２０モル％以上かつ３２モル％以下のＬｉ_２Ｏ、
０モル％以上かつ２モル％以下のＮａ_２Ｏ、
０モル％以上かつ２モル％以下のＫ_２Ｏ、
０．７モル％以上かつ２．２モル％以下のＰ_２Ｏ_５、および
１．７モル％以上かつ４．５モル％以下のＺｒＯ_２
を含むガラス系物品であって、
前記ガラス系物品は、３５～５０質量％の葉長石、３５～５０質量％の二ケイ酸リチウムを含む相集合を有し、葉長石に対する二ケイ酸リチウムの比は０．８～１である、ガラス系物品。

【請求項2】

２００ＭＰａ以上かつ３５０ＭＰａ以下の表面圧縮応力、および
ｔが前記ガラス系物品の厚さである、０．１４^＊ｔ以上かつ０．２４^＊ｔ以下の圧縮深さ、
を有する、請求項１記載のガラス系物品。

【請求項3】

前記ガラス系物品の結晶粒の最大寸法が２００ｎｍ未満である、請求項１または２記載のガラス系物品。

【請求項4】

ＳＣＩ ＵＶＣ条件下でＣＩＥ光源Ｆ０２について、
Ｌ^＊＝７０から１００、
ａ^＊＝－２０から４０、および
ｂ^＊＝－６０から６０、
のＣＩＥＬＡＢ色空間の透過率色座標を有する、請求項１から３いずれか１項記載のガラス系物品。

【請求項5】

２．３５ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．６ｇ／ｃｍ^３以下の密度を有する、請求項１から４いずれか１項記載のガラス系物品。

【請求項6】

４００ｎｍから７７０ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で４．４％以上かつ４．８％以下の平均可視反射率を有する、請求項１から５いずれか１項記載のガラス系物品。

【請求項7】

３５０ｎｍから４００ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で４．７％以上かつ５．０％以下の平均紫外反射率を有する、請求項１から６いずれか１項記載のガラス系物品。

【請求項8】

７７０ｎｍから１０００ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で４．３％以上かつ４．５％以下の平均赤外反射率を有する、請求項１から７いずれか１項記載のガラス系物品。

【請求項9】

圧縮深さに対する中央張力の比が、０．６ＭＰａ／μｍ以上かつ１．０ＭＰａ／μｍ以下である、請求項１から８いずれか１項記載のガラス系物品。

【請求項10】

前記ガラス系物品のヘイズが０．１５％以下である、請求項１から９いずれか１項記載のガラス系物品。

【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、２０２０年１０月１２日に出願された米国仮特許出願第６３／０９０６８８号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。

【技術分野】

【0002】

本明細書は、広く、ガラス系物品に関し、より詳しくは、前駆体ガラス組成物から形成されたガラスセラミック物品に関する。

【背景技術】

【0003】

家電業界を含む様々な業界で、強度が比較的高いガラス系材料が求められている。ガラスセラミック物品などのガラス系物品は、少なくともガラス物品に対して、この性質を示すであろう。しかしながら、制限なく、光透過率特性、落下性能特性、引っ掻き特性、および破壊靱性を含むガラスセラミック物品の他の性質は、目的の用途にとって不十分なことがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、代わりのガラス系物品が当該技術分野で求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

態様１． ６０モル％以上かつ７２モル％以下のＳｉＯ_２、０モル％超かつ６モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、０モル％以上かつ２モル％以下のＢ_２Ｏ_３、２０モル％以上かつ３２モル％以下のＬｉ_２Ｏ、０モル％以上かつ２モル％以下のＮａ_２Ｏ、０モル％以上かつ２モル％以下のＫ_２Ｏ、０．７モル％以上かつ２．２モル％以下のＰ_２Ｏ_５、および１．７モル％以上かつ４．５モル％以下のＺｒＯ_２を含むガラス系物品であって、このガラス系物品は、３５～５０質量％の葉長石、３５～５０質量％の二ケイ酸リチウムを含む相集合を有し、葉長石に対する二ケイ酸リチウムの比は０．８～１である、ガラス系物品。

【0006】

態様２． ２００ＭＰａ以上かつ３５０ＭＰａ以下の表面圧縮応力、およびｔがガラス系物品の厚さである、０．１４^＊ｔ以上かつ０．２４^＊ｔ以下の圧縮深さを有する、態様１のガラス系物品。

【0007】

態様３． 圧縮深さが８５μｍ以上かつ１５０μｍ以下である、態様１または２のいずれか１つのガラス系物品。

【0008】

態様４． ガラス系物品の結晶粒が、４超のアスペクト比を有する、態様１から３のいずれか１つのガラス系物品。

【0009】

態様５． ガラス系物品の結晶粒の最大寸法が２００ｎｍ未満である、態様１から４のいずれか１つのガラス系物品。

【0010】

態様６． １ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上の破壊靱性を有する、態様１から５のいずれか１つのガラス系物品。

【0011】

態様７． ＳＣＩ ＵＶＣ条件下でＣＩＥ光源Ｆ０２について、Ｌ^＊＝７０から１００、ａ^＊＝－２０から４０、およびｂ^＊＝－６０から６０のＣＩＥＬＡＢ色空間の透過率色座標(transmittance color coordinate)を有する、態様１から６のいずれか１つのガラス系物品。

【0012】

態様８． １．５０以上かつ１．６０以下の屈折率を有する、態様１から７のいずれか１つのガラス系物品。

【0013】

態様９． ９５ＧＰａ以上かつ１１０ＧＰａ以下の弾性率を有する、態様１から８のいずれか１つのガラス系物品。

【0014】

態様１０． ２．３５ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．６ｇ／ｃｍ^３以下の密度を有する、態様１から９のいずれか１つのガラス系物品。

【0015】

態様１１． ４００ｎｍから７７０ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で８９％以上の平均可視透過率を有する、態様１から１０のいずれか１つのガラス系物品。

【0016】

態様１２． ４００ｎｍから７７０ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で４．４％以上かつ４．８％以下の平均可視反射率を有する、態様１から１１のいずれか１つのガラス系物品。

【0017】

態様１３． ３５０ｎｍから４００ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で７０％以上の平均紫外透過率を有する、態様１から１２のいずれか１つのガラス系物品。

【0018】

態様１４． ３５０ｎｍから４００ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で４．７％以上かつ５．０％以下の平均紫外反射率を有する、態様１から１３のいずれか１つのガラス系物品。

【0019】

態様１５． ７７０ｎｍから１０００ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で８９％以上の平均赤外透過率を有する、態様１から１４のいずれか１つのガラス系物品。

【0020】

態様１６． ７７０ｎｍから１０００ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で４．３％以上かつ４．５％以下の平均赤外反射率を有する、態様１から１５のいずれか１つのガラス系物品。

【0021】

態様１７． 中央張力が９０ＭＰａ以上から１２５ＭＰａ以下である、態様１から１６のいずれか１つのガラス系物品。

【0022】

態様１８． 積分張力面積に対する中央張力の比が、３．０μｍ^－１以上から５．５μｍ^－１以下である、態様１から１７のいずれか１つのガラス系物品。

【0023】

態様１９． 圧縮深さに対する中央張力の比が、０．６ＭＰａ／μｍ以上から１．０ＭＰａ／μｍ以下である、態様１から１８のいずれか１つのガラス系物品。

【0024】

態様２０． ガラス系物品のヘイズが０．１５％以下である、態様１から１９のいずれか１つのガラス系物品。

【0025】

態様２１． ガラス系物品が、１００ｃｍ以上の破壊高さを有する、態様１から２０のいずれか１つのガラス系物品。

【0026】

態様２２． ガラス系物品が、２５０ＭＰａ以上の残留強度を有する、態様１から２１のいずれか１つのガラス系物品。

【0027】

態様２３． ガラス系物品が、モース硬度計で測定して７．０以上の硬度を有する、態様１から２２のいずれか１つのガラス系物品。

【0028】

態様２４． ガラス系物品が、８Ｎまでの荷重でヌープ引っ掻き試験を使用して行った場合、３００μｍ未満の引っ掻き幅を有する、態様１から２３のいずれか１つのガラス系物品。

【0029】

態様２５． ガラス系物品が、２Ｎまでの荷重で錐状球体(conospherical)引っ掻き試験を使用して行った場合、３００μｍ未満の引っ掻き幅を有する、態様１から２４のいずれか１つのガラス系物品。

【0030】

態様２６． ガラス系物品が、１．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上の破壊靱性を有する、態様１から２５のいずれか１つのガラス系物品。

【0031】

態様２７． ガラス系物品が、０．１０以上から０．２０以下のポアソン比を有する、態様１から２６のいずれか１つのガラス系物品。

【0032】

態様２８． ガラス系物品が、３５ＧＰａ以上から５０ＧＰａ以下の剛性率を有する、態様１から２７のいずれか１つのガラス系物品。

【0033】

態様２９． イオン交換されていないガラス系物品が、７５０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下のビッカース硬度を有する、態様１から２８のいずれか１つのガラス系物品。

【0034】

態様３０． イオン交換されたガラス系物品が、７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８６０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下のビッカース硬度を有する、態様１から２９のいずれか１つのガラス系物品。

【0035】

態様３１． ガラス系物品が、６．８ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）以上から８．３ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）以下の体積抵抗率を有する、態様１から３０のいずれか１つのガラス系物品。

【0036】

ここに記載されたガラス系物品の追加の特徴と利点が、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、ここに記載された実施の形態を実施することによって認識されるであろう。

【0037】

先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、様々な実施の形態を記載しており、請求項の主題の性質と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、様々な実施の形態の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、ここに記載された様々な実施の形態を示しており、説明とともに、請求項の主題の原理と作動を説明する働きをする。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】ガラスセラミックに関する相集合の３１Ｐ ＮＭＲグラフ

【図2】破壊靱性を向上させる、成形されたガラスセラミック物品のかみ合ったまたは絡まった微細構造を示すＳＥＭ顕微鏡写真

【図3】破壊靱性を向上させる、成形されたガラスセラミック物品のかみ合ったまたは絡まった微細構造を示すＳＥＭ顕微鏡写真

【図4】圧縮応力領域を有するガラスまたはガラスセラミック物品を示す概略図

【図5】様々なイオン交換条件でのＣＴ／ＴＡのプロット

【図6】様々なイオン交換条件でのＣＴ^＊ＴＡのプロット

【図7】様々なイオン交換条件でのＣＴ／ＴＡのプロット

【図8】様々なイオン交換条件でのＣＴ^＊ＴＡのプロット

【図9】様々なイオン交換条件でのＣＴ／ＤＯＣのプロット

【図10】様々なイオン交換条件でのＣＴ／ＤＯＣのプロット

【図11】イオン交換されたガラス系物品とイオン交換されていないガラス系物品の透過率曲線

【図12】ガラス系物品を落下試験するための装置と過程を示す概略図

【図13】ガラス系物品を落下試験するための装置と過程を示す概略図

【図14】ガラス系物品を落下試験するための装置と過程を示す概略図

【図15】ガラス系物品を衝撃試験するための装置と過程を示す概略図

【図16】ガラス系物品のＡＦＭ画像

【図17】異なるｐＨの洗浄剤を使用する様々な洗浄サイクルでの表面粗さを示すグラフ

【図18】ガラス系物品のＡＦＭ画像

【図19】異なるｐＨを持つ洗浄剤で洗浄したガラス系物品のサイクルに対する水接触角を示すグラフ

【図20】異なるｐＨを持つ洗浄剤で洗浄したガラス系物品のサイクルに対する水接触角を示すグラフ

【図21】イオン交換されたガラス系物品に関する深さに対する応力を示すグラフ

【図22】ガラス系物品の落下試験の結果を示すグラフ

【図23】ガラス系物品の落下試験の結果を示すグラフ

【図24】ガラス系物品の落下試験の結果を示すグラフ

【図25】ガラス系物品の落下試験の結果を示すグラフ

【図26】０．８ｍｍ厚のガラス系物品に関するモース硬度計で測定した硬度の結果を示す写真

【図27】ガラス系物品へのヌープ引っ掻き試験に関するμｍで表された平均最大幅を示すグラフ

【図28】ガラス系物品への錐状球体引っ掻き試験に関するμｍで表された平均最大幅を示すグラフ

【図29】腐食試験の５工程プロセスを示す流れ図

【図30】事前高温多湿経時変化におけるイオン交換済み部品のＳＩＭＳ深さプロファイル

【図31】０．０５％のＬｉおよび０．０６５％のＬｉで処理された後の８５℃および８５％の相対湿度で５００時間に亘り保持されたガラスセラミックの光学顕微鏡写真と対応するＦＳＭデータ

【図32】８５℃および８５％の相対湿度で５００時間に亘り保持されたガラスセラミックの光学顕微鏡写真と対応するＦＳＭ

【図33】ガラス系物品についての８５℃および８５％の相対湿度での５００時間に亘る保持の前後の近似ＮａおよびＯＨ濃度のＳＩＭＳ深さプロファイルおよび対応するＦＳＭ

【図34】ガラス系物品についての８５℃および８５％の相対湿度での５００時間に亘る保持の前後の近似ＮａおよびＯＨ濃度のＳＩＭＳ深さプロファイルおよび対応するＦＳＭ

【図35】８５℃および８５％の相対湿度における５００時間後のガラスセラミックの腐食およびアルカリ種を示す図

【図36】８５℃および８５％の相対湿度における５００時間後の０．６ｍｍのＳＩＯＸおよび表面近くのアルカリ変化が０．１μｍ未満に制限された０．５ｍｍの新たなＤＩＯＸの深さプロファイルを示すＳＩＭＳ

【図37】８５℃および８５％の相対湿度における７２時間後の元のＤＩＯＸと比べた、表面近くのアルカリ変化が最小の０．５ｍｍの新たなＤＩＯＸの深さプロファイルを示すＳＩＭＳ、および対応するＦＳＭ

【図38】深さプロファイルを示すＳＩＭＳ、および対応するＦＳＭ

【図39】右側のＬｉによる０．８ｍｍのＳＩＭＳと比べた、左側のＬｉを含まない０．８ｍｍの新たなＳＩＯＸの深さプロファイルを示すＳＩＭＳ、および対応するＦＳＭ

【図40】０．１％のＬｉでイオン交換された試料（左側）およびＬｉを含まずにイオン交換された試料（右側）のＳＩＭＳプロファイル

【図41】０．１％のＬｉでイオン交換された試料（左側）およびＬｉを含まずにイオン交換された試料（右側）のＳＩＭＳプロファイル

【図42】Ｌｉでイオン交換されていな試料および０．１質量％のＬｉでイオン交換された試料に関する深さに対する水素拡散を示すグラフ

【図43】８５℃および８５％の相対湿度における５００時間後のガラスセラミックの腐食を示す図

【図44】加熱が全て８５℃および８５％の相対湿度で行われたガラス系物品のＦＳＭ画像

【図45】交互の層を示すクロスハッチ顕微鏡写真

【図46】左側のＳＩＭＳプロファイルおよび右側のイオン交換にＬｉが存在せずに調製されたガラスセラミックの腐食の顕微鏡写真、並びにピンボケ移行部を示すＦＳＭ

【図47】左側のモル分率での元素の侵入深さを示す図、および右側の深さに対する成分の濃度を示す図

【図48】左側のＳＩＭＳプロファイルおよび右側のイオン交換にＬｉが存在せずに調製されたガラスセラミック、並びにピンボケ移行部を示すＦＳＭ

【図49】左側のモル分率での元素の侵入深さを示す図、および右側の深さに対する成分の濃度を示す図

【図50】左側のモル分率での元素の侵入深さを示す図、および右側のイオン交換にＬｉが存在するガラスセラミックの表面の顕微鏡写真

【図51】左側のモル分率での元素の侵入深さを示す図、および右側の深さに対する成分の濃度を示す図

【図52】左側のモル分率での元素の侵入深さを示す図、および右側のイオン交換にＬｉが存在するガラスセラミックの表面の顕微鏡写真、並びに急な移行部を示すＦＳＭ

【図53】左側のモル分率での元素の侵入深さを示す図、および右側の深さに対する成分の濃度を示す図

【図54】左側のモル分率での元素の侵入深さを示す図、および右側のイオン交換にＬｉが存在するガラスセラミックの表面の顕微鏡写真、並びにＦＳＭ画像

【図55】左側のモル分率での元素の侵入深さを示す図、および右側の深さに対する成分の濃度を示す図

【図56】左側のモル分率での元素の侵入深さを示す図、および右側のイオン交換にＬｉが存在するガラスセラミックの表面の顕微鏡写真

【図57】左側のモル分率での元素の侵入深さを示す図、および右側の深さに対する成分の濃度を示す図

【発明を実施するための形態】

【0039】

ここにはガラス系物品が開示されている。ここに用いられているように、「ガラス系」および／または「ガラス系物品」という用語は、ガラス材料およびガラスセラミック材料を含む、少なくとも部分的にガラスから作られた任意の材料または物品を意味する。実施の形態において、ガラス系物品は、適切な熱処理が施されたときに、少なくとも１つの結晶相を含むガラスセラミック組成物に転化される前駆体ガラス組成物から形成されることがある。

【0040】

ここに用いられているような「軟化点」という用語は、前駆体ガラス組成物の粘度が１×１０^７．６ポアズである温度を称する。

【0041】

ここに用いられているような「徐冷点」という用語は、前駆体ガラス組成物の粘度が１×１０^１３ポアズである温度を称する。

【0042】

ここに用いられているような「歪み点」および「Ｔ_歪み」という用語は、前駆体ガラス組成物の粘度が３×１０^１４ポアズである温度を称する。

【0043】

ここに用いられているような「液相温度」という用語は、熱力学的平衡状態で結晶がガラス溶融物中に溶融ガラスと共存できる最高温度を称する。

【0044】

ガラス系物品の弾性率（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。ガラスの弾性率は、ＡＳＴＭ Ｃ６２３にしたがって各ガラス系物品のバルク試料に対する共鳴超音波スペクトロスコピーで決定される。

【0045】

ここに用いられているような「ＣＴＥ」という用語は、約２０℃から約３００℃の温度範囲に亘るガラス系物品の熱膨張係数を称する。

【0046】

剛性率は、ＡＳＴＭ Ｃ６２３にしたがって、共鳴超音波スペクトロスコピーで測定される。

【0047】

歪み点と徐冷点は、ＡＳＴＭ Ｃ５９８にしたがって、温度の関数として１０^１２から１０^１４ポアズの無機ガラスの粘度を測定するビーム曲げ粘度法にしたがって測定した。

【0048】

軟化点は、ＡＳＴＭ Ｃ１３５１Ｍと同様に、温度の関数として１０^７から１０^９ポアズの無機ガラスの粘度を測定する平行平板粘度法にしたがって測定した。

【0049】

液相温度は、ＡＳＴＭ Ｃ８２９－８１にしたがう勾配炉法で測定した。

【0050】

ここに用いられているような「単一イオン交換過程」という用語は、ガラス系物品が、ＫＮＯ_３またはＮａＮＯ_３溶融塩浴などの１つのイオン交換溶液に曝露される過程を称する。

【0051】

ここに用いられているような「二重イオン交換過程」という用語は、ガラス系物品が、第１のイオン交換溶液と第２のイオン交換溶液に曝露される過程を称する。

【0052】

ここに用いられているような「多重イオン交換過程」という用語は、ガラス系物品が３つ以上のイオン交換溶液に曝露される過程を称する。

【0053】

ここに用いられているような「圧縮深さ」（ＤＯＣ）という用語は、応力が正の（圧縮）応力から負の（引張）応力に変化し、それゆえ、ゼロの応力値を示す深さを称する。ＤＯＣは、六次多項式フィッティングを使用してＳＬＰ２０００（４０５ｎｍ）で測定される。

【0054】

ここに用いられているような「層の深さ」（ＤＯＬ）という用語は、金属酸化物またはアルカリ金属酸化物のイオン（例えば、金属イオンまたはアルカリ金属イオン）がガラス系物品中に拡散し、そのイオンの濃度が、グロー放電発光分光法（ＧＤ－ＯＥＳ）で決定して、最小値に到達する、ガラス系物品内の深さ（すなわち、ガラス系物品の表面から内部領域までの距離）を称する。特に明記のない限り、ＤＯＬは、イオン交換（ＩＯＸ）過程で導入される最も遅く拡散するイオンの交換深さとして与えられる。

【0055】

金属酸化物に関して第一面から層の深さ（ＤＯＬ）まで変化する、または物品厚（ｔ）の少なくともかなりの割合に沿って変動するゼロではない金属酸化物濃度は、イオン交換の結果として、物品中に応力が生じたことを表す。金属酸化物濃度の変動は、ここでは、金属酸化物濃度勾配と称されることがある。濃度がゼロではなく、第一面からＤＯＬまで、または厚さの一部に沿って変動する金属酸化物は、ガラス系物品に応力を生じると記載されることがある。金属酸化物の濃度勾配または変動は、ガラス系基板を化学強化することによって生じ、ここで、ガラス系基板中の複数の第１の金属イオンが複数の第２の金属イオンと交換されている。

【0056】

当該技術分野で通常使用される慣習にしたがって、圧縮または圧縮応力は、負の（＜０）応力と表され、引張または引張応力は、正の（＞０）応力と表される。しかしながら、本明細書の記載を通して、ＣＳは、正の値または絶対値と表される－すなわち、ここに挙げられるように、ＣＳ＝｜ＣＳ｜である。圧縮応力（ＣＳ）は、ガラスの表面でまたはその近くで最大値を有し、ＣＳは、関数にしたがって、表面からの距離ｄと共に変化する。

【0057】

圧縮応力（ＣＳ）および層の深さ（ＤＯＬ）は、有限会社折原製作所（日本国）により製造されている、ＦＳＭ－６０００などの市販の機器を使用して、表面応力計（ＦＳＭ）で測定される。表面応力測定は、ガラスの複屈折に関連する応力光学係数（ＳＯＣ）の精密測定に依存する。ＳＯＣは、次に、その内容がここに全て引用される、「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」と題する、ＡＳＴＭ基準Ｃ７７０－１６に記載された手順Ｃ（ガラスディスク法）にしたがって測定される。ここに記載されたガラス系物品の実施の形態において、構成成分（例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３など）の濃度は、特に明記のない限り、酸化物基準のモルパーセント（モル％）で指定される。

【0058】

「含まない」および「実質的に含まない」という用語は、ガラス系物品中の特定の構成成分の濃度および／または不在を記述するために使用される場合、その構成成分がガラス系物品に意図的に添加されていないことを意味する。しかしながら、そのガラス系物品は、０．０１モル％未満の量で汚染物質または混入物として微量の構成成分を含有することがある。

【0059】

透過率データ（全透過率および拡散透過率）は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ Ｉｎｃ．（米国、マサチューセッツ州、ウォルサム）により製造されたＬａｍｂｄａ ９５０ ＵＶ／Ｖｉｓ分光光度計で測定される。このＬａｍｂｄａ ９５０装置は、１５０ｍｍの線分球を備えていた。データは、試料位置に何も置かない状態をベースライン(open bema baseline)とし、Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ（登録商標）基準反射率ディスクを使用して収集した。全透過率（Ｔｏｔａｌ Ｔｘ）について、試料は、積分球のエントリーポイントに固定される。拡散透過率（Ｄｉｆｆｕｓｅ Ｔｘ）について、球の出口ポートの上にある「Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ」基準反射率ディスクを取り除いて、軸上光を球から出し、ライトトラップに入れることができる。試料が置かれていない状態で、拡散部分のゼロオフセット測定を行って、ライトトラップの効率を決定する。拡散透過率測定値を補正するために、式：Ｄｉｆｆｕｓｅ Ｔｘ＝Ｄｉｆｆｕｓｅ_測定－（Ｚｅｒｏ Ｏｆｆｓｅｔ^＊（Ｔｏｔａｌ Ｔｘ／１００））を使用して、試料測定値からゼロオフセット寄与を差し引く。（％Ｄｉｆｆｕｓｅ Ｔｘ／％Ｔｏｔａｌ Ｔｘ）として、全波長について、散乱比を測定する。

【0060】

ここに用いられているような「平均透過率」という用語は、各整数の波長が等しく重み付けられた、所定の波長範囲内で行われた透過率測定値の平均を称する。ここに記載された実施の形態において、「平均透過率」は、４００ｎｍから８００ｎｍの波長範囲（端点を含む）に亘り報告される。

【0061】

「透明」という用語は、ここに記載されたガラスセラミック組成物から形成されたガラスセラミック物品を記載するために使用される場合、そのガラスセラミック物品が、０．８ｍｍの物品厚で４００ｎｍから８００ｎｍの波長範囲（端点を含む）の光の垂直入射で測定したときに、８５％以上の平均透過率を有することを意味する。

【0062】

「透明ヘイズ(transparent haze)」という用語は、ここに記載されたガラスセラミック組成物から形成されたガラスセラミック物品を記載するために使用される場合、そのガラスセラミック物品が、０．８ｍｍの物品厚で４００ｎｍから８００ｎｍの波長範囲（端点を含む）の光の垂直入射で測定したときに、７０％以上かつ８５％未満の平均透過率を有することを意味する。

【0063】

「半透明」という用語は、ここに記載されたガラスセラミック組成物から形成されたガラスセラミック物品を記載するために使用される場合、そのガラスセラミック物品が、０．８ｍｍの物品厚で４００ｎｍから８００ｎｍの波長範囲（端点を含む）の光の垂直入射で測定したときに、２０％以上かつ７０％未満の平均透過率を有することを意味する。

【0064】

「不透明」という用語は、ここに記載されたガラスセラミック組成物から形成されたガラスセラミック物品を記載するために使用される場合、そのガラスセラミック物品が、０．８ｍｍの物品厚で４００ｎｍから８００ｎｍの波長範囲（端点を含む）の光の垂直入射で測定したときに、２０％未満の平均透過率を有することを意味する。

【0065】

ここに用いられているような「無色」という用語は、厚さ１０ｍｍのガラス系物品の試料が、電磁スペクトルの可視部分（すなわち、３８０ｎｍから７４０ｎｍの波長）において８０％超の透過率を有することを意味する。

【0066】

範囲は、「約」ある特定値から、および／または「約」別の特定値まで、とここに表現されることがある。そのような範囲が表現された場合、別の実施の形態は、そのある特定値から、および／または他方の特定値まで、を含む。同様に、値が、「約」という先行詞を使用して、近似として表現されている場合、その特定値が別の実施の形態を形成することが理解されよう。範囲の各々の端点が、他方の端点に関してと、他方の端点とは関係なくの両方で有意であることがさらに理解されよう。

【0067】

ここに用いられている方向を示す用語－例えば、上、下、右、左、前、後、上部、底部－は、描かれた図面に関してのみ使用され、絶対的な向きを暗示する意図はない。

【0068】

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も、またはどの装置についても、特定の向きが要求されていることも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、または装置の請求項が、個々の構成部材に対する順序または向きを実際に列挙していない場合、もしく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、もしくは装置の構成部材に対する特定の順序または向きが列挙されていない場合、順序または向き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、操作の流れ、構成部材の順序、または構成部材の向き；文法構成または句読法に由来する明白な意味；および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。

【0069】

ここに用いられているように、名詞は、文脈上明白に他の意味に解釈すべき場合を除いて、複数の対象を含む。それゆえ、例えば、構成部材に対する言及は、文脈上明白に他の意味に解釈すべき場合を除いて、そのような構成部材を２つ以上有する態様を含む。

【0070】

葉長石（ＬｉＡｌＳｉ_４Ｏ_１０）は、ＬｉとＡｌの四面体で結合された折り畳まれたＳｉ_２Ｏ_５層を有する層状構造を持つ三次元骨格構造を有する単斜晶である。Ｌｉは、酸素と四面体配位にある。葉長石は、リチウム源であり、ガラスセラミック部品またはセラミック部品の熱衝撃抵抗を改善するための低熱膨張相として使用される。

【0071】

いくつかの実施の形態において、ここに記載されたガラス系物品中の葉長石結晶相の質量百分率は、２０から７０質量％、２０から６５質量％、２０から６０質量％、２０から５５質量％、２０から５０質量％、２０から４５質量％、２０から４０質量％、２０から３５質量％、２０から３０質量％、２０から２５質量％、２５から７０質量％、２５から６５質量％、２５から６０質量％、２５から５５質量％、２５から５０質量％、２５から４５質量％、２５から４０質量％、２５から３５質量％、２５から３０質量％、３０から７０質量％、３０から６５質量％、３０から６０質量％、３０から５５質量％、３０から５０質量％、３０から４５質量％、３０から４０質量％、３０から３５質量％、３５から７０質量％、３５から６５質量％、３５から６０質量％、３５から５５質量％、３５から５０質量％、３５から４５質量％、３５から４０質量％、４０から７０質量％、４０から６５質量％、４０から６０質量％、４０から５５質量％、４０から５０質量％、４０から４５質量％、４５から７０質量％、４５から６５質量％、４５から６０質量％、４５から５５質量％、４５から５０質量％、５０から７０質量％、５０から６５質量％、５０から６０質量％、５０から５５質量％、５５から７０質量％、５５から６５質量％、５５から６０質量％、６０から７０質量％、６０から６５質量％、または６５から７０質量％の範囲、もしくはこれらの端点のいずれかから形成された任意と全ての部分的範囲にあり得る。

【0072】

上述したように、ケイ酸リチウム結晶相は、二ケイ酸リチウムまたはメタケイ酸リチウムであることがある。二ケイ酸リチウム（Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_５）は、｛Ｓｉ_２Ｏ_５｝四面体配列の波形板に基づく斜方晶である。この結晶は、典型的に、劈開面が目立つ、板状または木摺状の形状である。二ケイ酸リチウムに基づくガラスセラミックは、無作為に配向したかみ合った結晶の微細構造のために、高い本体強度および破壊靱性を含む、非常に望ましい機械的性質を有する。この結晶構造のために、亀裂は、かみ合った結晶の周りの蛇行経路を通じて材料を伝播し、それによって、強度と破壊靱性が改善される。メタケイ酸リチウム、Ｌｉ_２ＳｉＯ_３は、（Ｓｉ_２Ｏ_６）鎖がｃ軸に平行に延在し、リチウムイオンで互いに結合された、斜方対称性を有する。

【0073】

実施の形態において、前記ガラス系物品中のケイ酸リチウム結晶相の質量百分率は、２０から６０質量％、２０から５５質量％、２０から５０質量％、２０から４５質量％、２０から４０質量％、２０から３５質量％、２０から３０質量％、２０から２５質量％、２５から６０質量％、２５から５５質量％、２５から５０質量％、２５から４５質量％、２５から４０質量％、２５から３５質量％、２５から３０質量％、３０から６０質量％、３０から５５質量％、３０から５０質量％、３０から４５質量％、３０から４０質量％、３０から３５質量％、３５から６０質量％、３５から５５質量％、３５から５０質量％、３５から４５質量％、３５から４０質量％、４０から６０質量％、４０から５５質量％、４０から５０質量％、４０から４５質量％、４５から６０質量％、４５から５５質量％、４５から５０質量％、５０から６０質量％、５０から５５質量％、または５５から６０質量％の範囲、もしくはこれらの端点のいずれかから形成された任意と全ての部分的範囲にあり得る。

【0074】

いくつかの実施の形態において、ガラスセラミック物品は、ＸＲＤスペクトルのリートベルト解析にしたがって決定して、５から３０質量％、５から２５質量％、５から２０質量％、５から１５質量％、５から１０質量％、１０から３０質量％、１０から２５質量％、１０から２０質量％、１０から１５質量％、１５から３０質量％、１５から２５質量％、１５から２０質量％、２０から３０質量％、２０から２５質量％、または２５から３０質量％の残留ガラス含有量を有する。残留ガラス含有量は、上述した端点の任意と全てから形成された部分的範囲にあってもよいことを理解すべきである。

【0075】

実施の形態において、ガラスセラミック物品中の葉長石（質量％）に対する二ケイ酸リチウム（質量％）の比は、０．５～１、またさらには０．８～１である。実施の形態において、ガラスセラミック物品中の残留ガラス（質量％）に対する二ケイ酸リチウム（質量％）の比は、０．５～６、またさらには１～５である。実施の形態において、ガラスセラミック物品中の残留ガラス（質量％）に対する葉長石（質量％）の比は、０．５～６、またさらには０．５である。

【0076】

図１は、ＤＸＲ２ Ｓｍａｒｔ Ｒａｍａｎ ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｃｈｅｒおよびＸＲＤで測定した、ここに記載された実施の形態によるガラスセラミック物品の１つの実施の形態の相集合を示す。この実施の形態におけるガラスセラミック物品の相集合は、４０質量％以上かつ４８質量％以下の二ケイ酸リチウム、３９質量％以上かつ４５質量％以下の葉長石、および３質量％未満のメタケイ酸リチウムを含む。図１に示されたガラスセラミックの実施の形態の相集合は、ＸＲＤリートベルト解析で測定して、１０質量％以上かつ１６質量％以下のガラス相を含み、結晶性Ｌｉ_３ＰＯ_４は、その結晶サイズが小さすぎてＸＲＤで検出されないので、このガラス相に含まれると考えられる。より詳しくは、図１に示されるように、そのガラス相は、非晶相中に全Ｐ_２Ｏ_５の８質量％以上かつ１２質量％以下を含有し、残りのＰ_２Ｏ_５は、Ｌｉ_３ＰＯ_４として結晶化されている（３１Ｐ ＮＭＲ分析に基づく）。

【0077】

図２および３は、ここに記載されたガラスセラミック物品の破壊靱性を向上させる、形成されたガラスセラミック物品のかみ合ったまたは絡まった微細構造を示すＳＥＭ顕微鏡写真である。図２および３の顕微鏡写真は、下記の実施例１（表２）と同じ組成を有した。かみ合った「角柱ブレード」または棒状構造は、葉長石と二ケイ酸リチウム両方の特徴である。一般に、セラミック相の結晶粒の最大寸法は、２００ｎｍ未満である。実施の形態において、ガラスセラミック物品の結晶粒は、４以上、またさらには５以上のアスペクト比（すなわち、粒子の最短寸法に対する粒子の最長寸法の比）を有する。

【0078】

二ケイ酸リチウムガラスセラミックには、２つの広い部類がある。第１の群は、セリアおよび銀などの貴金属がドープされたものを含む。これらは、Ｆｏｔｏｃｅｒａｍ（登録商標）などの頑丈なガラスセラミックを生成するために、紫外線で感光により核形成し、その後、熱処理することができる。二ケイ酸リチウムガラスセラミックの第２の部類は、Ｐ_２Ｏ_５の添加により核形成され、この場合、核形成相はＬｉ_３ＰＯ_４である。Ｐ_２Ｏ_５で核形成された二ケイ酸リチウムガラスセラミックは、高温シーリング材、コンピュータ・ハード・ドライブ用ディスク、透明装甲、および歯科用途などの様々な用途のために開発されてきた。

【0079】

ここに記載された前駆体ガラス組成物（すなわち、前駆体ガラス）およびガラスセラミックは、総称的に、リチウム含有アルミノケイ酸塩ガラスまたはガラスセラミックと記載されることがあり、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、およびＬｉ_２Ｏを含む。ここに具体化されたガラスおよびガラスセラミックは、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、およびＬｉ_２Ｏ以外に、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ、またはＣｓ_２Ｏなどのアルカリ酸化物、並びにＰ_２Ｏ_５とＺｒＯ_２、および下記に記載されるような多数の他の成分をさらに含有することがある。１つ以上の実施の形態において、主結晶相は、葉長石およびケイ酸リチウムを含むが、β－スポジュメン固溶体、β－石英固溶体、リン酸リチウム、クリストバライト、およびルチルも、前駆体ガラスの組成に応じて、副相として存在することがある。

【0080】

ＳｉＯ_２は、主要なガラス形成材であり、前駆体ガラスおよびガラスセラミックの網目構造を安定化させる働きをすることができる。実施の形態において、前駆体ガラスまたはガラスセラミック組成物は、５５から８０モル％のＳｉＯ_２を含む。実施の形態において、前駆体ガラスまたはガラスセラミック組成物は、６０から８０モル％のＳｉＯ_２を含む。実施の形態において、前駆体ガラスまたはガラスセラミック組成物は、６０から７５モル％のＳｉＯ_２を含む。実施の形態において、前駆体ガラスまたはガラスセラミック組成物は、６０から７２モル％のＳｉＯ_２を含む。いくつかの実施の形態において、ガラスまたはガラスセラミック組成物は、５５から８０モル％、５５から７７モル％、５５から７５モル％、５５から７３モル％、６０から８０モル％、６０から７７モル％、６０から７５モル％、６０から７３モル％、６０から７２モル％、６５から８０モル％、６５から７７モル％、６５から７５モル％、６５から７３モル％、６５から７２モル％、６９から８０モル％、６９から７７モル％、６９から７５モル％、６９から７３モル％、６９から７２モル％、７０から８０モル％、７０から７７モル％、７０から７５モル％、７０から７３モル％、７３から８０モル％、７３から７７モル％、７３から７５モル％、７５から８０モル％、７５から７７モル％、または７７から８０モル％、もしくはこれらの端点のいずれかから形成された任意と全ての部分的範囲のＳｉＯ_２を含む。

【0081】

ＳｉＯ_２の濃度は、前駆体ガラスが熱処理されてガラスセラミックに転化されたときに、葉長石結晶相を形成するために、十分に高い（６０質量％超）べきである。言い換えると、ＳｉＯ_２の濃度は、ケイ酸リチウム相と葉長石相の両方を生じるのに十分に高いべきである。ＳｉＯ_２の量は、純粋なＳｉＯ_２または高ＳｉＯ_２ガラスの溶融温度は不必要に高いので、溶融温度（２００ポアズ温度）を制御するために、制限されることがある。

【0082】

Ａｌ_２Ｏ_３は、ＳｉＯ_２のように、網状構造を安定化させることがあり、改善された機械的性質および化学的耐久性も提供する。しかしながら、Ａｌ_２Ｏ_３の量が多すぎると、ケイ酸リチウム結晶の分率が、ことによると、かみ合った構造を形成できない程度まで、減少することがある。Ａｌ_２Ｏ_３の量は、粘度を制御するために調整することができる。さらに、Ａｌ_２Ｏ_３の量が多すぎると、溶融物の粘度が概して増加する。実施の形態において、前記ガラスまたはガラスセラミック組成物は、０．５から２０モル％のＡｌ_２Ｏ_３を含み得る。実施の形態において、前記ガラスまたはガラスセラミック組成物は、０．５から１５モル％のＡｌ_２Ｏ_３を含み得る。実施の形態において、前記ガラスまたはガラスセラミック組成物は、０．５から１０モル％のＡｌ_２Ｏ_３を含み得る。実施の形態において、前記ガラスまたはガラスセラミック組成物は、０．５から８モル％のＡｌ_２Ｏ_３を含み得る。実施の形態において、前記ガラスまたはガラスセラミック組成物は、０．６から６モル％のＡｌ_２Ｏ_３を含み得る。実施の形態において、前記ガラスまたはガラスセラミック組成物は、１．０から８モル％のＡｌ_２Ｏ_３を含み得る。実施の形態において、前記ガラスまたはガラスセラミック組成物は、１．０から６モル％のＡｌ_２Ｏ_３を含み得る。実施の形態において、前記ガラスまたはガラスセラミック組成物は、１．０から６モル％未満のＡｌ_２Ｏ_３を含み得る。いくつかの実施の形態において、前記ガラスまたはガラスセラミック組成物は、０．５から２０モル％、０．５から１８モル％、０．５から１５モル％、０．５から１２モル％、０．５から１０モル％、０．５から９モル％、０．５から８モル％、０．５から６モル％、１から２０モル％、１から１８モル％、１から１５モル％、１から１２モル％、１から１０モル％、１から９モル％、１から８モル％、１から６モル％、２から２０モル％、２から１８モル％、２から１５モル％、２から１２モル％、２から１０モル％、２から９モル％、２から８モル％、２から６モル％、３から２０モル％、３から１８モル％、３から１５モル％、３から１２モル％、３から１０モル％、３から８モル％、３から６モル％、４から２０モル％、４から１８モル％、４から１５モル％、４から１２モル％、４から８モル％、または４から６モル％、もしくはこれらの端点のいずれかから形成された任意と全ての部分的範囲のＡｌ_２Ｏ_３を含み得る。

【0083】

ここに記載された前駆体ガラスおよびガラスセラミックにおいて、Ｌｉ_２Ｏは、葉長石結晶相およびケイ酸リチウム結晶相の両方を形成するのに役立つ。主結晶相として葉長石とケイ酸リチウムを得るために、組成物中に少なくとも１０モル％のＬｉ_２Ｏを有することが望ましい。しかしながら、Ｌｉ_２Ｏの濃度が高すぎる－４０モル％を超える－と、その組成物は流動性が高くなり、供給粘度が、シートを形成できないほど低くなってしまう。いくつかの具体化された実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミックは、１５モル％から３５モル％のＬｉ_２Ｏを含み得る。他の実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミックは、１８モル％から３２モル％のＬｉ_２Ｏを含み得る。他の実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミックは、１８モル％から３０モル％のＬｉ_２Ｏを含み得る。他の実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミックは、１８モル％から２８モル％のＬｉ_２Ｏを含み得る。他の実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミックは、２０モル％から３０モル％のＬｉ_２Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミックは、１５から３５モル％、１５から３２モル％、１５から３０モル％、１５から２８モル％、１５から２６モル％、１５から２４モル％、１５から２２モル％、１８から３５モル％、１８から３２モル％、１８から３０モル％、１８から２８モル％、１８から２６モル％、１８から２４モル％、１８から２２モル％、１９から３５モル％、１９から３２モル％、１９から３０モル％、１９から２８モル％、１９から２６モル％、１９から２４モル％、１９から２２モル％、２０から３５モル％、２０から３２モル％、２０から３０モル％、２０から２８モル％、２０から２６モル％、２０から２４モル％、２０から２２モル％、もしくはこれらの端点のいずれかから形成された任意と全ての部分的範囲のＬｉ_２Ｏを含み得る。

【0084】

上述したように、Ｌｉ_２Ｏは、具体化されたガラスセラミックを形成するのに概して有用であるが、他のアルカリ酸化物（例えば、Ｋ_２ＯおよびＮａ_２Ｏ）は、ガラスセラミックの形成を低下させ、ガラスセラミック中に、セラミック相ではなくアルミノケイ酸塩残留ガラスを形成する傾向にある。８モル％超のＮａ_２ＯまたはＫ_２Ｏ、もしくはその組合せにより、望ましくない量の残留ガラスがもたらされ、これは、結晶化中に変形をもたらし、機械的性質の観点から望ましくない微細構造をもたらし得ることが分かった。しかしながら、８質量％未満の濃度は、より高い表面圧縮を可能にするイオン交換および／または計測学にとって都合良いであろう。ここに記載された実施の形態において、残留ガラスの組成は、結晶化中に粘度を制御し、変形または望ましくない熱膨張を最小にし、または微細構造特性を制御するように、調整されることがある。

【0085】

一般に、ここに記載された組成物は、リチウムではないアルカリ酸化物を少量有する。いくつかの実施の形態において、前記ガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から８モル％のＲ_２Ｏを含み得、ここで、Ｒは、アルカリ陽イオンのＮａおよびＫの１つ以上である。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０超から８モル％のＲ_２Ｏ、０から７モル％のＲ_２Ｏ、０超から７モル％のＲ_２Ｏ、０から６モル％のＲ_２Ｏ、０超から６モル％のＲ_２Ｏ、０から５モル％のＲ_２Ｏ、０超から５モル％のＲ_２Ｏ、０から４モル％のＲ_２Ｏ、０超から４モル％のＲ_２Ｏ、０から３モル％のＲ_２Ｏ、０超から３モル％のＲ_２Ｏ、０から２モル％のＲ_２Ｏ、０超から２モル％のＲ_２Ｏ、０から１モル％のＲ_２Ｏ、０超から１モル％のＲ_２Ｏを含み得、ここで、Ｒは、アルカリ陽イオンのＮａおよびＫの１つ以上である。いくつかの実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミック組成物は、１から３モル％のＲ_２Ｏを含み得、ここで、Ｒは、アルカリ陽イオンのＮａおよびＫの１つ以上である。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から５モル％、０から４モル％、０から３モル％、０から２モル％、０から１モル％、０超から５モル％、０超から４モル％、０超から３モル％、０超から２モル％、０超から１モル％、０から５モル％、０から４モル％、０から３モル％、０から２モル％、０から１モル％、１から５モル％、１から４モル％、１から３モル％、１から２モル％、１．５から５モル％、１．５から４モル％、１．５から３モル％、１．５から２モル％のＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、またはその組合せを含み得る。Ｒ_２Ｏの濃度は、先の端点の任意の全てから形成された部分的範囲内にあるであろうことを理解すべきである。

【0086】

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラス前駆体の溶融温度を低下させる。さらに、前駆体ガラスおよび、それゆえ、ガラスセラミックにＢ_２Ｏ_３を添加することは、絡み合った結晶微細構造を達成するのに役立ち、ガラスセラミックの損傷抵抗を改善することもできる。残留ガラス中のホウ素が、アルカリ酸化物または二価陽イオン酸化物（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯなど）により電荷平衡されなければ、ホウ素は、三角形配位状態（または三配位ホウ素）になり、これにより、ガラスの構造が開かれてしまう。これらの三配位ホウ素原子の周りの網状構造は、四面体配位（または四配位）ホウ素ほど剛性ではない。理論で束縛されるものでもないが、三配位ホウ素を含む前駆体ガラスおよびガラスセラミックは、四配位ホウ素と比べて、亀裂が形成される前にある程度の変形を許容できると考えられる。ある程度の変形を許容することによって、ビッカース圧痕亀裂発生閾値が増加する。三配位ホウ素を含む前駆体ガラスおよびガラスセラミックの破壊靱性も増加するであろう。理論で束縛されるものではないが、ガラスセラミックの残留ガラス（および前駆体ガラス）中にホウ素が存在すると、残留ガラス（または前駆体ガラス）の粘度が低下し、これにより、ケイ酸リチウム結晶、特に、高いアスペクト比を有する大型結晶の成長が促進される。三配位ホウ素の量が多い（四配位ホウ素に対して）と、より大きいビッカース圧痕亀裂発生荷重を示すガラスセラミックが得られると考えられる。ホウ素の量は、一般に、セラミック化されたバルクガラスセラミックの化学的耐久性および機械的強度を維持するように制御されるべきである。言い換えると、ホウ素の量は、化学的耐久性および機械的強度を維持するために、５モル％未満に限定されるべきである。

【0087】

１つ以上の実施の形態において、ここに記載されたガラスおよびガラスセラミックは、０から５モル％または０から２モル％のＢ_２Ｏ_３を含み得る。実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から１０モル％、０から９モル％、０から８モル％、０から７モル％、０から６モル％、０から５モル％、０から４モル％、０から３モル％、０から２モル％、０から１モル％、０超から１０モル％、０超から９モル％、０超から８モル％、０超から７モル％、０超から６モル％、０超から５モル％、０超から４モル％、０超から３モル％、０超から２モル％、０超から１モル％、１から１０モル％、１から８モル％、１から６モル％、１から５モル％、１から４モル％、１から２モル％、２から１０モル％、２から８モル％、２から６モル％、２から５モル％、２から４モル％、３から１０モル％、３から８モル％、３から６モル％、３から５モル％、３から４モル％、４から１０モル％、４から８モル％、４から６モル％、４から５モル％、５から１０モル％、５から８モル％、５から７．５モル％、５から６モル％、または５から５．５モル％、もしくはこれらの端点のいずれかから形成された任意と全ての部分的範囲のＢ_２Ｏ_３を含み得る。いくつかの実施の形態において、前駆体ガラスおよびガラスセラミックは、Ｂ_２Ｏ_３を実質的に含まない。

【0088】

前記ガラスおよびガラスセラミック組成物は、Ｐ_２Ｏ_５を含み得る。Ｐ_２Ｏ_５は、ガラスおよびガラスセラミック組成物から結晶相のバルク核形成を生じるための核形成剤の機能を果たすことができる。Ｐ_２Ｏ_５の濃度が低すぎると、より高い温度だけでしか（より低い粘度のために）、前駆体ガラスは結晶化しない；しかしながら、Ｐ_２Ｏ_５の濃度が高すぎると、前駆体ガラスの成形中の冷却の際の失透が、制御するのが難しくなり得る。実施の形態は、０超から５モル％のＰ_２Ｏ_５を含み得る。他の実施の形態は、０超から４モル％のＰ_２Ｏ_５、０超から３モル％のＰ_２Ｏ_５、またさらには０超から２．５モル％のＰ_２Ｏ_５を含み得る。具体化された組成物は、０から５モル％、０から４．５モル％、０から４モル％、０から３．５モル％、０から３モル％、０から２．５モル％、０から２モル％、０から１．５モル％、０から１モル％、０超から５モル％、０超から４．５モル％、０超から４モル％、０超から３．５モル％、０超から３モル％、０超から２．５モル％、０超から２モル％、０超から１．５モル％、０超から１モル％、０．２から５モル％、０．２から４．５モル％、０．２から４モル％、０．２から３．５モル％、０．２から２モル％、０．２から２．５モル％、０．２から２モル％、０．２から１．５モル％、０．２から１モル％、０．３から５モル％、０．３から４．５モル％、０．３から４モル％、０．３から３．５モル％、０．３から３モル％、０．３から２．５モル％、０．３から２モル％、０．３から１．５モル％、０．３から１モル％、０．４から５モル％、０．４から４．５モル％、０．４から４モル％、０．４から３．５モル％、０．４から３モル％、０．４から２．５モル％、０．４から２モル％、０．４から１．５モル％、０．４から１モル％、０．５から５モル％、０．５から４．５モル％、０．５から４モル％、０．５から３．５モル％、０．５から３モル％、０．５から２．５モル％、０．５から２モル％、０．５から１．５モル％、０．５から１モル％、０．７から５モル％、０．７から４．５モル％、０．７から４モル％、０．７から３．５モル％、０．７から３モル％、０．７から２．５モル％、０．７から２モル％、０．７から１．５モル％、０．７から１モル％、１から５モル％、１から４．５モル％、１から４モル％、１から３．５モル％、１から３モル％、１から２．５モル％、１から２モル％、１から１．５モル％、１．５から６モル％、１．５から５．５モル％、１．５から５モル％、１．５から４．５モル％、１．５から４モル％、１．５から３．５モル％、１．５から３モル％、１．５から２．５モル％、１．５から２モル％、２から６モル％、２から５．５モル％、２から５モル％、２から４．５モル％、２から４モル％、２から３．５モル％、２から３モル％、２から２．５モル％、２．５から６モル％、２．５から５．５モル％、２．５から５モル％、２．５から４．５モル％、２．５から４モル％、２．５から３．５モル％、２．５から３モル％、もしくはこれらの端点のいずれかから形成された任意と全ての部分的範囲のＰ_２Ｏ_５を含み得る。

【0089】

ここに記載されたガラスおよびガラスセラミックにＺｒＯ_２を添加すると、成形中のガラスの失透を著しく減少させ、液相温度を低下させることによって、Ｌｉ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＳｉＯ_２－Ｐ_２Ｏ_５ガラスの安定性を改善することができる。ＺｒＯ_２を添加すると、高温で主要な液相を形成でき、これにより、液相粘度が著しく低下する。ＺｒＯ_２は、透明ガラスの形成に役立つこともある。ＺｒＯ_２を添加すると、葉長石の粒径も減少させることができ、これは、透明ガラスセラミックの形成に役立つ。いくつかの実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミック組成物は、１から６モル％のＺｒＯ_２を含み得る。いくつかの実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミック組成物は、２から５モル％のＺｒＯ_２を含み得る。いくつかの実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミック組成物は、１から１５モル％、１から１２モル％、１から１０モル％、１から８モル％、１から６モル％、１から４モル％、１．５から１５モル％、１．５から１２モル％、１．５から１０モル％、１．５から８モル％、１．５から６モル％、１．５から４モル％、２から１５モル％、２から１２モル％、２から１０モル％、２から８モル％、２から６モル％、２から４モル％、２．５から１５モル％、２．５から１２モル％、２．５から１０モル％、２．５から８モル％、２．５から６モル％、２．５から４モル％、３から１５モル％、３から１２モル％、３から１０モル％、３から８モル％、３から６モル％、３から４モル％、３．５から１５モル％、３．５から１２モル％、３．５から１０モル％、３．５から８モル％、３．５から６モル％、３．５から５モル％、またはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＺｒＯ_２を含み得る。

【0090】

１つ以上の実施の形態において、前記ガラスおよびガラスセラミックは、０から０．５モル％のＳｎＯ_２、または別の清澄剤を含み得る。実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から０．５モル％、０から０．４モル％、０から０．３モル％、０から０．２モル％、０から０．１モル％、０．０１から０．５モル％、０．０１から０．４モル％、０．０１から０．３モル％、０．０１から０．２モル％、０．０５から０．５モル％、０．０５から０．４モル％、０．０５から０．３モル％、０．０５から０．２モル％、０．０５から０．１モル％、０．１から０．５モル％、０．１から０．４モル％、０．１から０．３モル％、０．１から０．２モル％、０．２から０．５モル％、０．２から０．４モル％、０．２から０．３モル％、０．３から０．５モル％、０．３モル％から０．４モル％、または０．４から０．５モル％、もしくはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＳｎＯ_２を含み得る。

【0091】

１つ以上の実施の形態において、前記ガラスおよびガラスセラミックは、０から０．５モル％のＦｅ_２Ｏ_３を含み得る。実施の形態において、このガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から０．５モル％、０から０．４モル％、０から０．３モル％、０から０．２モル％、０から０．１モル％、０．０５から０．５モル％、０．０５から０．４モル％、０．０５から０．３モル％、０．０５から０．２モル％、０．０５から０．１モル％、０．１から０．５モル％、０．１から０．４モル％、０．１から０．３モル％、０．１から０．２モル％、０．２から０．５モル％、０．２から０．４モル％、０．２から０．３モル％、０．３から０．５モル％、０．３モル％から０．４モル％、または０．４から０．５モル％、もしくはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＦｅ_２Ｏ_３を含み得る。

【0092】

ＭｇＯは、部分的固溶体中の葉長石結晶に侵入することができる。実施の形態において、ここに記載されたガラスおよびガラスセラミックは、０から２モル％のＭｇＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から２モル％、％、０から１．５モル％、０から１モル％、０から０．５、０超から２モル％、０超から１．５モル％、０超から１モル％、０超から０．５モル％、０．５から２モル％、０．５から１．５モル％、０．５から１．０モル％、またはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＭｇＯを含み得る。

【0093】

ＣａＯは、部分的固溶体中の葉長石結晶に侵入することができる。実施の形態において、ここに記載されたガラスおよびガラスセラミックは、０から８モル％のＣａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から２モル％、０から１．５モル％、０から１モル％、０から０．５、０超から２モル％、０超から１．５モル％、０超から１モル％、０超から０．５モル％、０．５から２モル％、０．５から１．５モル％、０．５から１．０モル％、またはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＣａＯを含み得る。

【0094】

ＢａＯは、部分的固溶体中の葉長石結晶に侵入することができる。実施の形態において、ここに記載されたガラスおよびガラスセラミックは、０から２モル％のＢａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から２モル％、０から１．５モル％、０から１モル％、０から０．５、０超から２モル％、０超から１．５モル％、０超から１モル％、０超から０．５モル％、０．５から２モル％、０．５から１．５モル％、０．５から１．０モル％、またはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＢａＯを含み得る。

【0095】

ＳｒＯは、部分的固溶体中の葉長石結晶に侵入することができる。実施の形態において、ここに記載されたガラスおよびガラスセラミックは、０から２モル％のＳｒＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から２モル％、０から１．５モル％、０から１モル％、０から０．５、０超から２モル％、０超から１．５モル％、０超から１モル％、０超から０．５モル％、０．５から２モル％、０．５から１．５モル％、０．５から１．０モル％、またはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＳｒＯを含み得る。

【0096】

ＺｎＯは、部分的固溶体中の葉長石結晶に侵入することができる。実施の形態において、ここに記載されたガラスおよびガラスセラミックは、０から２モル％のＺｎＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から２モル％、０から１．５モル％、０から１モル％、０から０．５、０超から２モル％、０超から１．５モル％、０超から１モル％、０超から０．５モル％、０．５から２モル％、０．５から１．５モル％、０．５から１．０モル％、またはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＺｎＯを含み得る。

【0097】

実施の形態において、ここに記載されたガラスおよびガラスセラミックは、０から２モル％のＬａ_２Ｏ_３を含み得る。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から２モル％、０から１．５モル％、０から１モル％、０から０．５、０超から２モル％、０超から１．５モル％、０超から１モル％、０超から０．５モル％、０．５から２モル％、０．５から１．５モル％、０．５から１．０モル％、またはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＬａ_２Ｏ_３を含み得る。

【0098】

実施の形態において、ここに記載されたガラスおよびガラスセラミックは、０から２モル％のＨｆＯ_２を含み得る。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から２モル％、０から１．５モル％、０から１モル％、０から０．５、０超から２モル％、０超から１．５モル％、０超から１モル％、０超から０．５モル％、０．５から２モル％、０．５から１．５モル％、０．５から１．０モル％、またはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＨｆＯ_２を含み得る。

【0099】

実施の形態において、ここに記載されたガラスおよびガラスセラミックは、０から２モル％のＧｅＯ_２を含み得る。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から２モル％、０から１．５モル％、０から１モル％、０から０．５、０超から２モル％、０超から１．５モル％、０超から１モル％、０超から０．５モル％、０．５から２モル％、０．５から１．５モル％、０．５から１．０モル％、またはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＧｅＯ_２を含み得る。

【0100】

実施の形態において、ここに記載されたガラスおよびガラスセラミックは、０から２モル％のＴａ_２Ｏ_５を含み得る。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から２モル％、０から１．５モル％、０から１モル％、０から０．５、０超から２モル％、０超から１．５モル％、０超から１モル％、０超から０．５モル％、０．５から２モル％、０．５から１．５モル％、０．５から１．０モル％、またはこれらの端点のいずれかから形成される任意と全ての部分的範囲のＴａ_２Ｏ_５を含み得る。

【0101】

実施の形態において、モル％で表されるＡｌ_２Ｏ_３の総濃度に対するモル％で表されるアルカリ酸化物Ｍ_２Ｏ（例えば、Ｍ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ）の総濃度の比（すなわち、Ｍ_２Ｏ：Ａｌ_２Ｏ_３）は、３以上から９以下、３以上から８以下、３以上から７以下、３以上から６以下、３以上から５以下、４以上から９以下、４以上から８以下、４以上から７以下、４以上から６以下、またさらには４以上から５以下である。

【0102】

実施の形態において、モル％で表されるアルカリ酸化物Ｍ_２Ｏの総濃度に対するモル％で表されるＬｉ_２Ｏの総濃度の比（すなわち、Ｌｉ_２Ｏ：Ｍ_２Ｏ）は、０．６以上から１以下、０．７以上から１以下、０．８以上から１以下、またさらには０．９以上から１以下である。

【0103】

表１には、ここに示され、記載された１つ以上の実施の形態により記載された前駆体ガラスおよびガラスセラミックに関する例示の組成空間が示されている。

【0104】

【表1】

【0105】

表２には、ここに示され、記載された１つ以上の実施の形態により記載された前駆体ガラスおよびガラスセラミックに関するいくつかの例示の組成が示されている。

【0106】

【表2】

【0107】

表３には、ここに示され、記載された１つ以上の実施の形態による、ガラス前駆体および／またはガラスセラミック組成物のいくつかの例示の組成が示されている。

【0108】

【表3】

【0109】

ここに記載されたガラスセラミック組成物から形成されるガラスセラミック物品は、どの適切な厚さであってもよく、その厚さは、ガラスセラミック物品の特定の使途に応じて様々であろう。実施の形態において、ガラスセラミックシートの実施の形態は、２５０μｍ以上かつ６ｍｍ以下、２５０μｍ以上かつ４ｍｍ以下、２５０μｍ以上かつ２ｍｍ以下、２５０μｍ以上かつ１ｍｍ以下、２５０μｍ以上かつ７５０μｍ以下、２５０μｍ以上かつ５００μｍ以下、５００μｍ以上かつ６ｍｍ以下、５００μｍ以上かつ４ｍｍ以下、５００μｍ以上かつ２ｍｍ以下、５００μｍ以上かつ１ｍｍ以下、５００μｍ以上かつ７５０μｍ以下、７５０μｍ以上かつ６ｍｍ以下、７５０μｍ以上かつ４ｍｍ以下、７５０μｍ以上かつ２ｍｍ以下、７５０μｍ以上かつ１ｍｍ以下、１ｍｍ以上かつ６ｍｍ以下、１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下、１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下、２ｍｍ以上かつ６ｍｍ以下、２ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下、またさらには４ｍｍ以上かつ６ｍｍ以下、もしくはこれらの端点のいずれかから形成された任意と全ての部分的範囲にある厚さを有することがある。

【0110】

実施の形態において、ガラスセラミック物品を製造する過程は、ガラスの均質化および１つ以上の結晶相（例えば、１つ以上の組成、量、形態、サイズまたはサイズ分布などを有する）の結晶化（すなわち、核形成と成長）を誘発するために１つ以上の事前に選択された時間に亘り１つ以上の事前に選択された温度で炉内の前駆体ガラスを熱処理する工程を含む。実施の形態において、熱処理は、（ｉ）１℃／分以上かつ１０℃／分以下の速度で炉内の前駆体ガラスを核形成温度に加熱すること、（ｉｉ）０．２５時間以上かつ４時間以下の時間に亘り炉内で核形成温度に前駆体ガラスを維持して、核形成された結晶化可能なガラスを生成すること、（ｉｉｉ）１℃／分以上かつ１０℃／分以下の速度で炉内の核形成された結晶化可能なガラスを結晶化温度に加熱すること、（ｉｖ）０．２５時間以上かつ４時間以下の時間に亘り炉内で結晶化温度に核形成された結晶化可能なガラスを維持して、ガラスセラミック物品を生成すること、および（ｖ）ガラスセラミック物品を室温に冷却することを含むことがある。

【0111】

実施の形態において、核形成温度は、６００℃以上かつ９００℃以下であることがある。実施の形態において、核形成温度は、６００℃以上、またさらには６５０℃以上であることがある。実施の形態において、核形成温度は、９００℃以下、またさらには８００℃以下であることがある。実施の形態において、核形成温度は、６００℃以上かつ９００℃以下、６００℃以上かつ８００℃以下、６５０℃以上かつ９００℃以下、またさらには６５０℃以上かつ８００℃以下、もしくはこれらの端点のいずれかから形成された任意と全ての部分的範囲にあることがある。

【0112】

実施の形態において、結晶化温度は、７００℃以上かつ１０００℃以下であることがある。実施の形態において、結晶化温度は、７００℃以上、またさらには７５０℃以上であることがある。実施の形態において、結晶化温度は、１０００℃以下、またさらには９００℃以下であることがある。実施の形態において、結晶化温度は、７００℃以上かつ１０００℃以下、７００℃以上かつ９００℃以下、７５０℃以上かつ１０００℃以下、またさらには７５０℃以上かつ９００℃以下、もしくはこれらの端点のいずれかから形成された任意と全ての部分的範囲にあることがある。

【0113】

当業者は、ここに記載された加熱速度、核形成温度、および結晶化温度は、ガラスセラミック組成物が中で熱処理されている炉の加熱速度と温度を称することを理解するであろう。

【0114】

ガラスセラミック組成物に加え、結晶化温度に加熱し、温度をその結晶化温度に維持する熱処理工程の温度－時間的プロファイルは、以下の所望の属性の内の１つ以上を生じるように思慮深く定められている：ガラスセラミック物品の結晶相、１つ以上の主結晶相および／または１つ以上の副結晶相および残留ガラス相の比率、１つ以上の主結晶相および／または１つ以上の副結晶相および残留ガラス相の結晶相集合体、および１つ以上の主結晶相および／または１つ以上の副結晶相の中での粒径または粒径分布。これらは、転じて、結果として得られるガラスセラミック物品の最終的な完全性、品質、色、および／または不透明度に影響することがある。

【0115】

得られたガラスセラミック物品は、シートとして提供されることがあり、そのシートは、次に、加圧成形、吹き込み成形、曲げ加工、垂れ加工、真空成形、または他の手段によって、均一な厚さの湾曲片または曲げ片に再成形されることがある。再成形は、熱処理前に行われてもよい、または成形工程が、成形と熱処理の両方が実質的に同時に行われる熱処理工程の働きをしてもよい。

【0116】

実施の形態において、前記ガラスセラミック物品は、ＡＳＴＭ Ｃ６９３に規定されたアルキメデス法にしたがって、２．２以上かつ２．７ｇ／ｃｍ^３以下の密度を有する。実施の形態において、このガラスセラミック物品は、２．２５以上かつ２．６５ｇ／ｃｍ^３以下の密度を有する。実施の形態において、このガラスセラミック物品は、２．３以上かつ２．６５ｇ／ｃｍ^３以下の密度を有する。実施の形態において、このガラスセラミック物品は、２．３以上かつ２．６ｇ／ｃｍ^３以下の密度を有する。

【0117】

実施の形態において、前記ガラスセラミック物品は、２ｎｍ以下、またさらには１．５ｎｍ以下の表面粗さＲａを有する。実施の形態において、表面粗さＲａは、１ｎｍ以上かつ２ｎｍ以下、またさらには１ｎｍ以上かつ１．５ｎｍ以下であることがある。理論で束縛されるものでないが、これらの範囲内の表面粗さは、ガラスセラミック物品の接触研磨中に非セリア系研磨材を使用することによって、達成できると考えられる。

【0118】

ここに開示された実施の形態によるガラス系物品は、従来の物品と比べて改善された化学的耐久性を有することがある。この化学的耐久性は、ガラス系物品の表面上のナトリウムの存在により測定することができる。実施の形態において、ガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、４．８モル％以下のナトリウム、４．５モル％以下のナトリウム、４．２モル％以下のナトリウム、４．０モル％以下のナトリウム、３．８モル％以下のナトリウム、３．５モル％以下のナトリウム、３．２モル％以下のナトリウム、３．０モル％以下のナトリウム、２．８モル％以下のナトリウム、２．５モル％以下のナトリウム、２．０モル％以下のナトリウムなど、５．０モル％未満のナトリウムを表面に含む。ガラス系物品の表面上のナトリウム含有量が低いと、実施の形態において、７２時間に亘り高温多湿（８５℃／８５％の相対湿度）に保持されたときに、ガラス系物品上の炭酸ナトリウム腐食をなくすことができる。

【0119】

実施の形態において、ここに記載されたガラス組成物は、そのガラス組成物から製造されたガラス物品の強化を促進するために、イオン交換可能である。典型的なイオン交換過程において、ガラス組成物中のより小さい金属イオンが、そのガラス組成物から製造されたガラス物品の外面に近い層内にある同じ価数のより大きい金属イオンと置換、すなわち「交換」される。大きい方のイオンで小さい方のイオンが置換されることにより、ガラス組成物から製造されたガラス物品の層内に圧縮応力が生じる。実施の形態において、それらの金属イオンは、一価の金属イオン（すなわち、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋など）であり、イオン交換は、ガラス物品中の小さい方の金属イオンを交換することになっている大きい方の金属イオンの少なくとも１種類の溶融塩を含む浴中に、ガラス組成物から製造されたガラス物品を浸漬することによって、行われる。あるいは、一価イオンは、Ａｇ^＋、Ｔｌ^＋、Ｃｕ^＋などの他の一価イオンと交換されることがある。ガラス組成物から製造されたガラス物品を強化するために使用されるイオン交換過程には、以下に限られないが、１つの浴中の浸漬、または浸漬の間に洗浄工程および／または徐冷工程が行われる、同様のまたは異なる組成の多数の浴中の浸漬があるであろう。

【0120】

イオン交換溶液（例えば、ＫＮＯ_３および／またはＮａＮＯ_３溶融塩浴）は、ガラス組成物に暴露される際に、実施の形態によれば、３５０℃以上かつ５００℃以下、３６０℃以上かつ４５０℃以下、３７０℃以上かつ４４０℃以下、３６０℃以上かつ４２０℃以下、３７０℃以上かつ４００℃以下、３７５℃以上かつ４７５℃以下、４００℃以上かつ５００℃以下、４１０℃以上かつ４９０℃以下、４２０℃以上かつ４８０℃以下、４３０℃以上かつ４７０℃以下、またさらには４４０℃以上かつ４６０℃以下、もしくは先の値の間の任意と全ての部分的範囲内の温度であることがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、２時間以上かつ４８時間以下、２時間以上かつ２４時間以下、２時間以上かつ１２時間以下、２時間以上かつ６時間以下、８時間以上かつ４４時間以下、１２時間以上かつ４０時間以下、１６時間以上かつ３６時間以下、２０時間以上かつ３２時間以下、またさらには２４時間以上かつ２８時間以下、もしくは先の値の間の任意と全ての部分的範囲内の期間に亘りイオン交換溶液に暴露されることがある。

【0121】

先に述べたように、実施の形態において、ガラス系物品は、イオン交換などによって強化し、以下に限られないが、ディスプレイカバー用ガラスなどの用途のために損傷抵抗であるガラス系物品を製造することができる。図４を参照すると、ガラス系物品は、ガラスの表面からＤＯＣまで延在する圧縮応力下にある第１の領域（例えば、図４における第１と第２の圧縮層１２０、１２２）およびＤＯＣからガラスの中央または内部領域まで延在する引張応力またはＣＴ下にある第２の領域（例えば、図４における中央領域１３０）を有する。第１のセグメント１２０は第一面１１０から深さｄ_１まで延在し、第２のセグメント１２２は第二面１１２から深さｄ_２まで延在する。これらのセグメントは、共に、ガラス１００の圧縮またはＣＳを規定する。

【0122】

実施の形態において、ガラス組成物の表面ＣＳは、以下の値の間の任意と全ての部分的範囲を含む、２２０ＭＰａ以上から３５０ＭＰａ以下、２４０ＭＰａ以上から３５０ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上から３５０ＭＰａ以下、２６０ＭＰａ以上から３５０ＭＰａ以下、２８０ＭＰａ以上から３５０ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上から３５０ＭＰａ以下、３２０ＭＰａ以上から３５０ＭＰａ以下、３４０ＭＰａ以上から３５０ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上から３４０ＭＰａ以下、２２０ＭＰａ以上から３４０ＭＰａ以下、２４０ＭＰａ以上から３４０ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上から３４０ＭＰａ以下、２６０ＭＰａ以上から３４０ＭＰａ以下、２８０ＭＰａ以上から３４０ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上から３４０ＭＰａ以下、３２０ＭＰａ以上から３４０ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上から３２０ＭＰａ以下、２２０ＭＰａ以上から３２０ＭＰａ以下、２４０ＭＰａ以上から３２０ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上から３２０ＭＰａ以下、２６０ＭＰａ以上から３２０ＭＰａ以下、２８０ＭＰａ以上から３２０ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上から３２０ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上から３００ＭＰａ以下、２２０ＭＰａ以上から３００ＭＰａ以下、２４０ＭＰａ以上から３００ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上から３００ＭＰａ以下、２６０ＭＰａ以上から３００ＭＰａ以下、２８０ＭＰａ以上から３００ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上から２８０ＭＰａ以下、２２０ＭＰａ以上から２８０ＭＰａ以下、２４０ＭＰａ以上から２８０ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上から２８０ＭＰａ以下、２６０ＭＰａ以上から２８０ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上から２６０ＭＰａ以下、２２０ＭＰａ以上から２６０ＭＰａ以下、２４０ＭＰａ以上から２６０ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上から２６０ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上から２５０ＭＰａ以下、２２０ＭＰａ以上から２５０ＭＰａ以下、２４０ＭＰａ以上から２５０ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上から２４０ＭＰａ以下、または２２０ＭＰａ以上から２４０ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上から２２０ＭＰａ以下など、２００ＭＰａ以上から３５０ＭＰａ以下の範囲にあることがある。

【0123】

実施の形態において、ガラス系物品の最大ＣＴは、以下の値の間の任意と全ての部分的範囲を含む、９５ＭＰａ以上から１２５ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上から１２５ＭＰａ以下、１０５ＭＰａ以上から１２５ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上から１２５ＭＰａ以下、１１５ＭＰａ以上から１２５ＭＰａ以下、１２０ＭＰａ以上から１２５ＭＰａ以下、９０ＭＰａ以上から１２０ＭＰａ以下、９５ＭＰａ以上から１２０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上から１２０ＭＰａ以下、１０５ＭＰａ以上から１２０ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上から１２０ＭＰａ以下、１１５ＭＰａ以上から１２０ＭＰａ以下、９０ＭＰａ以上から１１５ＭＰａ以下、９５ＭＰａ以上から１１５ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上から１１５ＭＰａ以下、１０５ＭＰａ以上から１１５ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上から１１５ＭＰａ以下、９０ＭＰａ以上から１１０ＭＰａ以下、９５ＭＰａ以上から１１０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上から１１０ＭＰａ以下、１０５ＭＰａ以上から１１０ＭＰａ以下、９０ＭＰａ以上から１０５ＭＰａ以下、９５ＭＰａ以上から１０５ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上から１０５ＭＰａ以下、９０ＭＰａ以上から１００ＭＰａ以下、９５ＭＰａ以上から１００ＭＰａ以下、９０ＭＰａ以上から９５ＭＰａ以下など、９０ＭＰａ以上から１２５ＭＰａ以下の範囲にあることがある。

【0124】

実施の形態において、ガラス組成物のＤＯＣは、ｔを物品の厚さとして、以下の値の間の任意と全ての部分的範囲を含む、０．１５ｔ以上から０．２４ｔ以下、０．１６ｔ以上から０．２４ｔ以下、０．１７ｔ以上から０．２４ｔ以下、０．１８ｔ以上から０．２４ｔ以下、０．１９ｔ以上から０．２４ｔ以下、０．２０ｔ以上から０．２４ｔ以下、０．２１ｔ以上から０．２４ｔ以下、０．２２ｔ以上から０．２４ｔ以下、０．２３ｔ以上から０．２４ｔ以下、０．１４ｔ以上から０．２３ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．２３ｔ以下、０．１６ｔ以上から０．２３ｔ以下、０．１７ｔ以上から０．２３ｔ以下、０．１８ｔ以上から０．２３ｔ以下、０．１９ｔ以上から０．２３ｔ以下、０．２０ｔ以上から０．２３ｔ以下、０．２１ｔ以上から０．２３ｔ以下、０．２２ｔ以上から０．２３ｔ以下、０．１４ｔ以上から０．２２ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．２２ｔ以下、０．１６ｔ以上から０．２２ｔ以下、０．１７ｔ以上から０．２２ｔ以下、０．１８ｔ以上から０．２２ｔ以下、０．１９ｔ以上から０．２２ｔ以下、０．２０ｔ以上から０．２２ｔ以下、０．２１ｔ以上から０．２２ｔ以下、０．１４ｔ以上から０．２１ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．２１ｔ以下、０．１６ｔ以上から０．２１ｔ以下、０．１７ｔ以上から０．２１ｔ以下、０．１８ｔ以上から０．２１ｔ以下、０．１９ｔ以上から０．２１ｔ以下、０．２０ｔ以上から０．２１ｔ以下、０．１４ｔ以上から０．２０ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．２０ｔ以下、０．１６ｔ以上から０．２０ｔ以下、０．１７ｔ以上から０．２０ｔ以下、０．１８ｔ以上から０．２０ｔ以下、０．１９ｔ以上から０．２０ｔ以下、０．１４ｔ以上から０．１９ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．１９ｔ以下、０．１６ｔ以上から０．１９ｔ以下、０．１７ｔ以上から０．１９ｔ以下、０．１８ｔ以上から０．１９ｔ以下、０．１４ｔ以上から０．１８ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．１８ｔ以下、０．１６ｔ以上から０．１８ｔ以下、０．１７ｔ以上から０．１８ｔ以下、０．１４ｔ以上から０．１７ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．１７ｔ以下、０．１６ｔ以上から０．１７ｔ以下、０．１４ｔ以上から０．１６ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．１６ｔ以下、０．１４ｔ以上から０．１５ｔ以下など、０．１４ｔ以上から０．２４ｔ以下の範囲にあることがある。

【0125】

実施の形態において、ガラス組成物のＤＯＣは、以下の値の間の任意と全ての部分的範囲を含む、９５μｍ以上から１５０μｍ以下、１００μｍ以上から１５０μｍ以下、１１０μｍ以上から１５０μｍ以下、１２０μｍ以上から１５０μｍ以下、１３０μｍ以上から１５０μｍ以下、１４０μｍ以上から１５０μｍ以下、８５μｍ以上から１４０μｍ以下、９５μｍ以上から１４０μｍ以下、１００μｍ以上から１４０μｍ以下、１１０μｍ以上から１４０μｍ以下、１２０μｍ以上から１４０μｍ以下、１３０μｍ以上から１４０μｍ以下、８５μｍ以上から１３０μｍ以下、９５μｍ以上から１３０μｍ以下、１００μｍ以上から１３０μｍ以下、１１０μｍ以上から１３０μｍ以下、１２０μｍ以上から１３０μｍ以下、８５μｍ以上から１２０μｍ以下、９５μｍ以上から１２０μｍ以下、１００μｍ以上から１２０μｍ以下、１１０μｍ以上から１２０μｍ以下、８５μｍ以上から１１０μｍ以下、９５μｍ以上から１１０μｍ以下、１００μｍ以上から１１０μｍ以下、８５μｍ以上から１００μｍ以下、９５μｍ以上から１００μｍ以下、８５μｍ以上から１００μｍ以下、９５μｍ以上から１００μｍ以下、８５μｍ以上から９５μｍ以下など、８５μｍ以上から１５０μｍ以下の範囲にあることがある。

【0126】

ＣＴは、ＣＴ／ＴＡと称される、積分張力面積（ＭＰａ^＊μｍ）に対するＣＴ（ＭＰａ）の比として測定されることがある。実施の形態によれば、ＣＴ／ＴＡは、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、３．２μｍ^－１以上から５．５μｍ^－１以下、３．５μｍ^－１以上から５．５μｍ^－１以下、３．８μｍ^－１以上から５．５μｍ^－１以下、４．０μｍ^－１以上から５．５μｍ^－１以下、４．２μｍ^－１以上から５．５μｍ^－１以下、４．５μｍ^－１以上から５．５μｍ^－１以下、４．８μｍ^－１以上から５．５μｍ^－１以下、５．０μｍ^－１以上から５．５μｍ^－１以下、５．２μｍ^－１以上から５．５μｍ^－１以下、３．０μｍ^－１以上から５．２μｍ^－１以下、３．２μｍ^－１以上から５．２μｍ^－１以下、３．５μｍ^－１以上から５．２μｍ^－１以下、３．８μｍ^－１以上から５．２μｍ^－１以下、４．０μｍ^－１以上から５．２μｍ^－１以下、４．２μｍ^－１以上から５．２μｍ^－１以下、４．５μｍ^－１以上から５．２μｍ^－１以下、４．８μｍ^－１以上から５．２μｍ^－１以下、５．０μｍ^－１以上から５．２μｍ^－１以下、３．０μｍ^－１以上から５．０μｍ^－１以下、３．２μｍ^－１以上から５．０μｍ^－１以下、３．５μｍ^－１以上から５．０μｍ^－１以下、３．８μｍ^－１以上から５．０μｍ^－１以下、４．０μｍ^－１以上から５．０μｍ^－１以下、４．２μｍ^－１以上から５．０μｍ^－１以下、４．５μｍ^－１以上から５．０μｍ^－１以下、４．８μｍ^－１以上から５．０μｍ^－１以下、３．０μｍ^－１以上から４．８μｍ^－１以下、３．２μｍ^－１以上から４．８μｍ^－１以下、３．５μｍ^－１以上から４．８μｍ^－１以下、３．８μｍ^－１以上から４．８μｍ^－１以下、４．０μｍ^－１以上から４．８μｍ^－１以下、４．２μｍ^－１以上から４．８μｍ^－１以下、４．５μｍ^－１以上から４．８μｍ^－１以下、３．０μｍ^－１以上から４．５μｍ^－１以下、３．２μｍ^－１以上から４．５μｍ^－１以下、３．５μｍ^－１以上から４．５μｍ^－１以下、３．８μｍ^－１以上から４．５μｍ^－１以下、４．０μｍ^－１以上から４．５μｍ^－１以下、４．２μｍ^－１以上から４．５μｍ^－１以下、３．０μｍ^－１以上から４．２μ^－１１以下、３．２μｍ^－１以上から４．２μｍ^－１以下、３．５μｍ^－１以上から４．２μｍ^－１以下、３．８μｍ^－１以上から４．２μｍ^－１以下、４．０μｍ^－１以上から４．２μｍ^－１以下、３．０μｍ^－１以上から４．０μｍ^－１以下、３．２μｍ^－１以上から４．０μｍ^－１以下、３．５μｍ^－１以上から４．０μｍ^－１以下、３．８μｍ^－１以上から４．０μｍ^－１以下、３．０μｍ^－１以上から３．８μｍ^－１以下、３．２μｍ^－１以上から３．８μｍ^－１以下、３．５μｍ^－１以上から３．８μｍ^－１以下、３．０μｍ^－１以上から３．５μｍ^－１以下、３．２μｍ^－１以上から３．５μｍ^－１以下、３．０μｍ^－１以上から３．２μｍ^－１以下など、３．０μｍ^－１以上から５．５μｍ^－１以下である。様々なイオン交換条件でのＣＴ／ＴＡおよびＣＴ^＊ＴＡのプロットが、図５～８に示されている。

【0127】

ＣＴは、ＣＴ／ＤＯＣ（ＭＰａ／μｍ）と称される、ＤＯＣの比として記載されることもある。実施の形態によれば、ガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、０．７ＭＰａ／μｍ以上から１．０ＭＰａ／μｍ以下、０．８ＭＰａ／μｍ以上から１．０ＭＰａ／μｍ以下、０．９ＭＰａ／μｍ以上から１．０ＭＰａ／μｍ以下、０．６ＭＰａ／μｍ以上から０．９ＭＰａ／μｍ以下、０．７ＭＰａ／μｍ以上から０．９ＭＰａ／μｍ以下、０．８ＭＰａ／μｍ以上から０．９ＭＰａ／μｍ以下、０．６ＭＰａ／μｍ以上から０．８ＭＰａ／μｍ以下、０．７ＭＰａ／μｍ以上から０．８ＭＰａ／μｍ以下、０．６ＭＰａ／μｍ以上から０．７ＭＰａ／μｍ以下など、０．６ＭＰａ／μｍ以上から１．０ＭＰａ／μｍ以下のＣＴ／ＤＯＣを有する。様々なイオン交換条件でのＣＴ／ＤＯＣのプロットが、図９および１０に示されている。

【0128】

実施の形態によれば、ガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、４．８％以上から５．０％以下、４．９％以上から５．０％以下、４．７％以上から４．９％以下、４．８％以上から４．９％以下、または４．７％以上から４．８％以下など、４．７％以上から５．０％以下の、分光計（Ｃａｒｙ ５０００、Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ ９５０、Ｈｉｔａｃｈｉ Ｕ－４００１）で測定したＵＶ（３５０から４００ｎｍ）反射率を有する。

【0129】

実施の形態によれば、ガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、４．５％以上から４．８％以下、４．６％以上から４．８％以下、４．７％以上から４．８％以下、４．４％以上から４．７％以下、４．５％以上から４．７％以下、４．６％以上から４．７％以下、４．４％以上から４．６％以下、４．５％以上から４．６％以下、４．４％以上から４．５％以下など、４．４％以上から４．８％以下の、分光計（Ｃａｒｙ ５０００、Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ ９５０、Ｈｉｔａｃｈｉ Ｕ－４００１）で測定した可視光（４４０から７７０ｎｍ）反射率を有する。

【0130】

実施の形態によれば、ガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、４．４％以上から４．５％以下、または４．４％以上から４．５％以下など、４．３％以上から４．５％以下の、分光計（Ｃａｒｙ ５０００、Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ ９５０、Ｈｉｔａｃｈｉ Ｕ－４００１）で測定したＩＲ（７７０から１０００ｎｍ）反射率を有する。

【0131】

実施の形態によれば、ガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、７２％以上、７５％以上、７８％以上、８０％以上、８２％以上、８５％以上、８８％以上など、７０％以上の、分光計（Ｃａｒｙ ５０００、Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ ９５０）で測定したＵＶ（３５０から４００ｎｍ）透過率を有する。

【0132】

実施の形態によれば、ガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、９０％以上、９２％以上、９４％以上、９６％以上、９８％以上など、８９％以上の、分光計（Ｃａｒｙ ５０００、Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ ９５０）で測定した可視光（４００から７７０ｎｍ）透過率を有する。

【0133】

実施の形態によれば、ガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、９２％以上、９４％以上、９６％以上、９８％以上など、９０％以上の、分光計（Ｃａｒｙ ５０００、Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ ９５０）で測定したＩＲ（７７０から１０００ｎｍ）透過率を有する。

【0134】

実施の形態によれば、ガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、９２％以上、９４％以上、９６％以上、９８％以上など、９０％以上の、分光計（Ｃａｒｙ ５０００、Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ ９５０）で測定した、９４０ｎｍ±２０ｎｍの波長を有するＩＲの透過率を有する。実施の形態による透過率曲線が、図１１に示されている。

【0135】

実施の形態によれば、ガラス系物品は、以下のような、３８０から７７０ｎｍの波長でＡＳＴＭ Ｅ３０８－０８にしたがって研磨試料での透過率から計算して、Ｆ２、ＣＩＥ １９６４ １０°にしたがって測定されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色を有する：９６．１７以上から９６．７５以下など、９６．００以上から９７．００以下のＬ^＊、－０．０２以上から－０．０６以下など、－０．０１以上から－０．０７のａ^＊、０．３１以上から０．７７以下など、０．３０以上から０．８０以下のｂ^＊。

【0136】

実施の形態によれば、ガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、１．５１以上から１．６０以下、１．５２以上から１．６０以下、１．５３以上から１．６０以下、１．５４以上から１．６０以下、１．５５以上から１．６０以下、１．５６以上から１．６０以下、１．５７以上から１．６０以下、１．５８以上から１．６０以下、１．５９以上から１．６０以下、１．５０以上から１．５９以下、１．５１以上から１．５９以下、１．５２以上から１．５９以下、１．５３以上から１．５９以下、１．５４以上から１．５９以下、１．５５以上から１．５９以下、１．５６以上から１．５９以下、１．５７以上から１．５９以下、１．５８以上から１．５９以下、１．５０以上から１．５８以下、１．５１以上から１．５８以下、１．５２以上から１．５８以下、１．５３以上から１．５８以下、１．５４以上から１．５８以下、１．５５以上から１．５８以下、１．５６以上から１．５８以下、１．５７以上から１．５８以下、１．５０以上から１．５７以下、１．５１以上から１．５７以下、１．５２以上から１．５７以下、１．５３以上から１．５７以下、１．５４以上から１．５７以下、１．５５以上から１．５７以下、１．５６以上から１．５７以下、１．５０以上から１．５６以下、１．５１以上から１．５６以下、１．５２以上から１．５６以下、１．５３以上から１．５６以下、１．５４以上から１．５６以下、１．５５以上から１．５６以下、１．５０以上から１．５５以下、１．５１以上から１．５５以下、１．５２以上から１．５５以下、１．５３以上から１．５５以下、１．５４以上から１．５５以下、１．５０以上から１．５４以下、１．５１以上から１．５４以下、１．５２以上から１．５４以下、１．５３以上から１．５４以下、１．５０以上から１．５３以下、１．５１以上から１．５３以下、１．５２以上から１．５３以下、１．５０以上から１．５２以下、１．５１以上から１．５２以下、１．５０以上から１．５１以下など、１．５０以上から１．０６以下の、ＭｅｔｒｉｃｏｎまたはＡｂｂｅ屈折計で測定して、３６５ｎｍから７９０ｎｍの波長での屈折率を有する。

【0137】

実施の形態によれば、そのガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、０．１２％以下、０．１０％以下、０．０８％以下、０．０６％以下、０．０４％以下、０．０２％以下など、０．１５％以下のＢＹＫ Ｈａｚｅ－Ｇａｒｄ Ｐｌｕｓで測定されたヘイズを有する。

【0138】

ここに用いられているような「破壊高さ」という用語は、ガラス系物品を備えた装置を落下させることができる、そのガラス系物品が破壊される（すなわち、ひびが入る）最低高さを称する。装置の破壊高さを決定するために、落下試験法が用いられる。この落下試験法では、ガラス系物品を取り付けたパック上への面落下試験(face-drop testing)が行われる。ガラス系物品は、下記に記載された落下試験中にガラス系物品をパックに保持するために、ｔｅｓａ（登録商標）６１３８５両面接着テープでパックに取り付けられる。試験すべきガラス系物品は、０．５ｍｍまたは０．６ｍｍなど、所定の携帯型消費者向け電子機器に使用される厚さと類似か等しい厚さを有する。パックは、携帯電話などの所定の機器のサイズ、形状、および質量分布を模倣するように作られた構造物を称する。以後、「パック」という用語は、１２６．０グラムの質量、１３３．１ｍｍの長さ、６８．２ｍｍの幅、および９．４ｍｍの高さを有する構造物を称する。実施の形態において、パックは、携帯型電子機器と似た寸法と質量を有する。

【0139】

落下試験法を実施するために使用できる例示の機器落下装置が、図１２に参照番号１０で示されている。機器落下装置１０は、チャックジョー１４を有するチャック１２を備えている。ガラス系物品が下向きに取り付けられたパック１６が、チャックジョー１４内に設定されている。チャック１２は、例えば、電磁式チャックリフターから落とされる用意がされている。ここで図１３を参照すると、チャック１２は、解放され、落下中に、チャックジョー１４が、例えば、近接センサ２０によって、開くように作動される。チャックジョー１４が開くと、パック１６が解放される。ここで図１４を参照すると、落下しているパック１６が落下面１８に衝突する。落下面１８は、鋼板上に位置付けられた、１８０グリットの研磨紙などの研磨紙であることがある。パックに取り付けられたガラス系物品が落下に耐えた（すなわち、割れない）場合、チャック１２を上昇した高さに設定し、試験を繰り返す。その結果、破壊高さは、ガラス系物品を備えたパックを落下させ、ガラス組成物が破損する最低の高さとなる。１つのガラス系物品を、ガラス系物品が損傷を示すことによって破損するまで、２２ｃｍ、３０ｃｍ、４０ｃｍ、５０ｃｍ、６０ｃｍなど、１０センチメートルの増分の複数の高さで、試験する。研磨紙は、ガラス系物品が破損した際に、交換する。特に明記のない限り、ここでは１８０グリットの研磨紙を使用する。

【0140】

実施の形態において、そのガラス系物品は、１８０グリットの研磨紙上での落下試験法にしたがって、０．６ｍｍの厚さを有する物品について測定して、１００ｃｍ以上、１１０ｃｍ以上、１２０ｃｍ以上、１３０ｃｍ以上、１４０ｃｍ以上、１５０ｃｍ以上、１６０ｃｍ以上、１７０ｃｍ以上、１８０ｃｍ以上、１９０ｃｍ以上、または２００ｃｍ以上の破壊高さを有することがある。実施の形態において、そのガラス系物品は、１８０グリットの研磨紙上での落下試験法にしたがって、０．６ｍｍの厚さを有する物品について測定して、１００ｃｍ以上から２００ｃｍ以下、１２０ｃｍ以上から１８０ｃｍ以下、１４０ｃｍ以上から１６０ｃｍ、または１４５ｃｍ以上から１５５ｃｍ以下の範囲の破壊高さを有することがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、１８０グリットの研磨紙上での落下試験法にしたがって、０．６ｍｍの厚さを有する物品について測定して、１５０ｃｍ以上、１６０ｃｍ以上、１７０ｃｍ以上、１８０ｃｍ以上、１９０ｃｍ以上、または２００ｃｍ以上の破壊高さを有することがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、１８０グリットの研磨紙上での落下試験法にしたがって、０．６ｍｍの厚さを有する物品について測定して、１５０ｃｍ以上から２００ｃｍ以下、１６０ｃｍ以上から１９０ｃｍ以下、１６５ｃｍ以上から１８５ｃｍ以下、または１７０ｃｍ以上から１８０ｃｍ以下の範囲の破壊高さを有することがある。上記の範囲は、先の値の間の任意と全ての部分的範囲を含む。

【0141】

ここに用いられているような「残留強度」という用語は、引張応力を与えるために物品が曲げられたときの、衝撃力による損傷導入後のガラス物品の強度を称する。損傷は、ここに引用される、米国特許出願公開第２０１９／００７２４６９Ａ１号明細書に記載された方法にしたがって導入される。例えば、ガラス物品に衝撃試験を行うための装置が、図１５に参照番号１１００で示されている。装置１１００は、旋回軸１１０６に取り付けられた下げ振り(bob)１１０４を含む振り子１１０２を備える。ここに用いられているような、振り子上の「下げ振り」という用語は、アームから吊り下げられ、アームで旋回軸に接続された重りである。それゆえ、図示された下げ振り１１０４は、アーム１１０８で旋回軸１１０６に接続されている。下げ振り１１０４は、ガラス物品を収容するためのベース１１１０を備え、そのガラス物品はこのベースに固定されている。装置１１００は、平衡位置からゼロより大きい角度にある位置から下げ振り１１０４が解放されたときに、下げ振り１１０４の表面が衝撃物体１１４０と接触するように位置付けられた衝撃物体１１４０をさらに備える。この衝撃物体は、ガラス物品の外面と接触するように配置されるべき磨耗面を有する研磨シートを含む。この研磨シートは、研磨紙を含むことがあり、この研磨紙は、３０グリットから１０００グリット、または１００グリットから３００グリットの範囲にあるグリットサイズを有することがある（例えば、８０グリット、１２０グリット、１８０グリット、および１０００グリットの研磨紙）。特に明記のない限り、残留強度を測定するために、ここでは８０グリットの研磨紙を使用した。

【0142】

本開示の目的のために、衝撃物体は、前記装置に固定された８０グリット、１２０グリット、または１８０グリットの研磨紙の直径６ｍｍのディスクの形態にあった。約６００．０μｍの厚さを有するガラス物品を下げ振りに固定した。各衝撃毎に、新しい研磨紙ディスクを使用した。ガラス物品に対する損傷は、装置のアームの振りを約９０°の角度に引き上げて、約５００．０Ｎの衝撃力で与えた。各ガラス物品について、約１０個の試料に衝撃を与えた。

【0143】

損傷導入の２４後、ガラス物品を４点曲げ（４ＰＢ）で割った。損傷したガラス物品を、損傷した部位を下にして（すなわち、張力側）、荷重経路の間（荷重間隔）で、支持ロッド（支持間隔）上に置いた。本開示の目的のために、荷重間隔は１８ｍｍであり、支持間隔は３６ｍｍであった。荷重ロッドと支持ロッドの曲率半径は、３．２ｍｍであった。荷重は、ガラスが割れるまで、ネジ式試験装置（Ｉｎｓｔｒｏｎ（登録商標）、米国、マサチューセッツ州、ノーウッド）を使用して、５ｍｍ／分の一定の変位速度で行った。４ＰＢ試験は、２２℃±２℃の温度および５０％±５％の相対湿度（ＲＨ）で行った。

【0144】

４点曲げ（４ＰＢ）において印加された破壊応力(The applied fracture stress (or the applied stress to failure))σ_ａｐｐは、式：

【0145】

【数1】

【0146】

から計算した。式中、Ｐは最大破壊荷重であり、Ｌ（＝３６ｍｍ）は支持ロッド間の距離（支持間隔）であり、α（＝１８ｍｍ）は荷重ロッド間の距離（荷重間隔）であり、ｂはガラス板の幅であり、ｈはガラス板の厚さであり、νはガラス組成物のポアソン比である。式（１）の項（１／（１－ν^２））は、板の補強効果を考慮するものである。４点曲げにおいて、応力は、荷重間隔下で一定であり、それゆえ、損傷部位は、モードＩの一軸引張応力荷重下にある。試験片の４点曲げ試験の応力速度は、毎秒１５ＭＰａから１７ＭＰａであると推測された。ガラス組成物の残留強度は、破損が生じない最高の印加破壊応力である。

【0147】

実施の形態において、そのガラス系物品は、５００．０Ｎの力で８０グリットの研磨紙と衝突した後、６００．０μｍの厚さを有する物品について測定して、２５０ＭＰａ以上、２７５ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以上、または３２５ＭＰａ以上の残留強度を有することがある。実施の形態において、前記ガラス組成物は、５００．０Ｎの力で８０グリットの研磨紙と衝突した後、６００．０μｍの厚さを有する物品について測定して、２５０ＭＰａ以上から４００ＭＰａ以下、２７５ＭＰａ以上から３７５ＭＰａ以下、または３００ＭＰａ以上から３５０ＭＰａ以下の範囲の残留強度を有することがある。上記は、先の値の間の任意と全ての部分的範囲に及ぶ。

【0148】

実施の形態において、ガラス系物品は、２０１０年５月１６日付けのＡｍｅｒｉｃａｎ Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｉｅｓ、「Ｍｏｈｓ Ｓｃａｌｅ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｈａｒｄｎｅｓｓ」(http://web.archive.org/web/20100516034340/http:/www.amfed.org/t_mohs.htm)に述べられたようなモース硬度計で測定して、７．５以上、８．０以上、８．５以上など、７．０以上の硬度を有する。実施の形態において、ガラス系物品は、先の値の間の任意と全ての部分的範囲を含む、７．０以上から８．５以下、７．５以上から８．５以下、８．０以上から８．５以下の硬度を有する。

【0149】

様々な荷重と速度でヌープ圧子を使用し、結果として生じた引っ掻き傷の幅を測定する、ヌープ引っ掻き試験を行う。ここに用いられているように、ヌープ引っ掻き試験は、９．３４ｍｍ／分の速度で５ニュートン（Ｎ）の荷重を印加し、９．３４ｍｍ／分の速度で８Ｎの荷重を印加し、９．３４ｍｍ／分の速度で１Ｎの荷重から８Ｎの荷重まで上昇させることを含む。これらの試験は、１０ｍｍの長さを持つガラス系物品に沿って行った。

【0150】

実施の形態において、ガラス系物品は、２７５μｍ以下の引っ掻き傷幅、２５０μｍ以下の引っ掻き傷幅、２２５μｍ以下の引っ掻き傷幅、２００μｍ以下の引っ掻き傷幅、１７５μｍ以下の引っ掻き傷幅、または１５０μｍ以下の引っ掻き傷幅など、２Ｎまでの荷重および複数の速度でヌープ引っ掻き試験を行ったときに、３００μｍ未満の引っ掻き傷幅を有する。実施の形態において、そのガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、５０μｍ以上から３００μｍ以下、７５μｍ以上から３００μｍ以下、１００μｍ以上から３００μｍ以下、１２５μｍ以上から３００μｍ以下、１５０μｍ以上から３００μｍ以下、１７５μｍ以上から３００μｍ以下、２００μｍ以上から３００μｍ以下、２２５μｍ以上から３００μｍ以下、２５０μｍ以上から３００μｍ以下、２７５μｍ以上から３００μｍ以下、５０μｍ以上から２７５μｍ以下、７５μｍ以上から２７５μｍ以下、１００μｍ以上から２７５μｍ以下、１２５μｍ以上から２７５μｍ以下、１５０μｍ以上から２７５μｍ以下、１７５μｍ以上から２７５μｍ以下、２００μｍ以上から２７５μｍ以下、２２５μｍ以上から２７５μｍ以下、２５０μｍ以上から２７５μｍ以下、５０μｍ以上から２５０μｍ以下、７５μｍ以上から２５０μｍ以下、１００μｍ以上から２５０μｍ以下、１２５μｍ以上から２５０μｍ以下、１５０μｍ以上から２５０μｍ以下、１７５μｍ以上から２５０μｍ以下、２００μｍ以上から２５０μｍ以下、２２５μｍ以上から２５０μｍ以下、５０μｍ以上から２２５μｍ以下、７５μｍ以上から２２５μｍ以下、１００μｍ以上から２２５μｍ以下、１２５μｍ以上から２２５μｍ以下、１５０μｍ以上から２２５μｍ以下、１７５μｍ以上から２２５μｍ以下、２００μｍ以上から２２５μｍ以下、５０μｍ以上から２００μｍ以下、７５μｍ以上から２００μｍ以下、１００μｍ以上から２００μｍ以下、１２５μｍ以上から２００μｍ以下、１５０μｍ以上から２００μｍ以下、１７５μｍ以上から２００μｍ以下、５０μｍ以上から１７５μｍ以下、７５μｍ以上から１７５μｍ以下、１００μｍ以上から１７５μｍ以下、１２５μｍ以上から１７５μｍ以下、１５０μｍ以上から１７５μｍ以下、５０μｍ以上から１５０μｍ以下、７５μｍ以上から１５０μｍ以下、１００μｍ以上から１５０μｍ以下、１２５μｍ以上から１５０μｍ以下、５０μｍ以上から１２５μｍ以下、７５μｍ以上から１２５μｍ以下、１００μｍ以上から１２５μｍ以下、５０μｍ以上から１００μｍ以下、７５μｍ以上から１００μｍ以下、５０μｍ以上から７５μｍ以下の引っ掻き傷幅を有する。

【0151】

５Ｎの荷重と５ｍｍ／分の速度、および１Ｎの荷重と５ｍｍ／分の速度で、錐状球体チップを使用する引っ掻き試験も行った。次に、ガラス系物品上の引っ掻き傷の幅を測定して、耐引掻性を決定した。実施の形態によれば、ガラス系物品は、２２５μｍ以下の引っ掻き傷幅、２００μｍ以下の引っ掻き傷幅、１７５μｍ以下の引っ掻き傷幅、１５０μｍ以下の引っ掻き傷幅、または１００μｍ以下の引っ掻き傷幅など、１Ｎの荷重で２５０μｍ未満の錐状球体チップを使用した引っ掻き傷幅を有した。実施の形態によれば、そのガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、７５μｍ以上から２２５μｍ以下、１００μｍ以上から２２５μｍ以下、１２５μｍ以上から２２５μｍ以下、１５０μｍ以上から２２５μｍ以下、１７５μｍ以上から２２５μｍ以下、２００μｍ以上から２２５μｍ以下、５０μｍ以上から２００μｍ以下、７５μｍ以上から２００μｍ以下、１００μｍ以上から２００μｍ以下、１２５μｍ以上から２００μｍ以下、１５０μｍ以上から２００μｍ以下、１７５μｍ以上から２００μｍ以下、５０μｍ以上から１７５μｍ以下、７５μｍ以上から１７５μｍ以下、１００μｍ以上から１７５μｍ以下、１２５μｍ以上から１７５μｍ以下、１５０μｍ以上から１７５μｍ以下、５０μｍ以上から１５０μｍ以下、７５μｍ以上から１５０μｍ以下、１００μｍ以上から１５０μｍ以下、１２５μｍ以上から１５０μｍ以下、５０μｍ以上から１２５μｍ以下、７５μｍ以上から１２５μｍ以下、１００μｍ以上から１２５μｍ以下、５０μｍ以上から１００μｍ以下、７５μｍ以上から１００μｍ以下、５０μｍ以上から７５μｍ以下など、５０μｍ以上から２２５μｍ以下の、錐状球体チップを使用した引っ掻き傷幅を有した。

【0152】

実施の形態において、シェブロンノッチショートバー法で測定したガラス系物品の破壊靱性Ｋ_ＩＣは、１．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上、１．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上、１．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上、１．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上、２．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上、２．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上、２．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上、２．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上、または３．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上であることがある。実施の形態において、シェブロンノッチショートバー法で測定したガラス組成物の破壊靱性Ｋ_ＩＣは、１．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から３．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から３．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から３．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から３．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、２．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から３．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、２．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から３．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、２．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から３．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、２．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から３．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、２．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、２．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、２．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、２．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、２．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、２．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から２．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から１．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から１．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から１．８ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から１．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から１．５ＭＰａ^＊ｍ^１／２以下、１．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上から１．２ＭＰａ^＊ｍ^１／２の範囲にあることがある。破壊靱性は、先の端点の任意と全てから形成される部分的範囲内にあるであろうことを理解すべきである。

【0153】

６×８×１０ｍｍの試料について共鳴超音波測定で測定した、実施の形態によるガラス系物品のヤング率は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、１０２ＧＰａ以上から１１０ＧＰａ以下、１０４ＧＰａ以上から１１０ＧＰａ以下、１０６ＧＰａ以上から１１０ＧＰａ以下、１０８ＧＰａ以上から１１０ＧＰａ以下、１００ＧＰａ以上から１０８ＧＰａ以下、１０２ＧＰａ以上から１０８ＧＰａ以下、１０４ＧＰａ以上から１０８ＧＰａ以下、１０６ＧＰａ以上から１０８ＧＰａ以下、１００ＧＰａ以上から１０６ＧＰａ以下、１０２ＧＰａ以上から１０６ＧＰａ以下、１０４ＧＰａ以上から１０６ＧＰａ以下、１００ＧＰａ以上から１０４ＧＰａ以下、１０２ＧＰａ以上から１０４ＧＰａ以下、１００ＧＰａ以上から１０２ＧＰａ以下など、１００ＧＰａ以上から１１０ＧＰａ以下である。

【0154】

６×８×１０ｍｍの試料について共鳴超音波測定で測定した、実施の形態によるガラス系物品のポアソン比は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、０．１２以上から０．２０以下、０．１４以上から０．２０以下、０．１６以上から０．２０以下、０．１８以上から０．２０以下、０．１０以上から０．１８以下、０．１２以上から０．１８以下、０．１４以上から０．１８以下、０．１６以上から０．１８以下、０．１０以上から０．１６以下、０．１２以上から０．１６以下、０．１４以上から０．１６以下、０．１０以上から０．１４以下、０．１２以上から０．１４以下、０．１０以上から０．１２以下など、０．１０以上から０．２０以下である。

【0155】

６×８×１０ｍｍの試料について共鳴超音波測定で測定した、実施の形態によるガラス系物品の剛性率は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、３８ＧＰａ以上から５０ＧＰａ以下、４０ＧＰａ以上から５０ＧＰａ以下、４２ＧＰａ以上から５０ＧＰａ以下、４５ＧＰａ以上から５０ＧＰａ以下、４８ＧＰａ以上から５０ＧＰａ以下、３５ＧＰａ以上から４８ＧＰａ以下、３８ＧＰａ以上から４８ＧＰａ以下、４０ＧＰａ以上から４８ＧＰａ以下、４２ＧＰａ以上から４８ＧＰａ以下、４５ＧＰａ以上から４８ＧＰａ以下、３５ＧＰａ以上から４５ＧＰａ以下、３８ＧＰａ以上から４５ＧＰａ以下、４０ＧＰａ以上から４５ＧＰａ以下、４２ＧＰａ以上から４５ＧＰａ以下、３５ＧＰａ以上から４２ＧＰａ以下、３８ＧＰａ以上から４２ＧＰａ以下、４０ＧＰａ以上から４２ＧＰａ以下、３５ＧＰａ以上から４０ＧＰａ以下、３８ＧＰａ以上から４０ＧＰａ以下、３５ＧＰａ以上から３８ＧＰａ以下など、３５ＧＰａ以上から５０ＧＰａ以下である。

【0156】

実施の形態によるガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７９０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、８００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、８２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７５０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７９０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、８００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７５０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８００ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８００ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７９０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８００ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７５０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から７９０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から７９０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７５０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下など、７５０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下の、ファインセラミックスのビッカース圧子に関するＣ１３２７規格にしたがって測定した非イオン交換物品のビッカース硬度を有する。

【0157】

実施の形態によるガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、７９０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８６０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、８００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８６０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、８２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８６０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８６０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７９０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、８００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、８２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７９０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、８００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８００ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７９０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８００ｋｇｆ／ｍｍ^２以下、７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から７９０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下など、７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８６０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下の、ファインセラミックスのビッカース圧子に関するＣ１３２７規格にしたがって測定したイオン交換物品のビッカース硬度を有する。

【0158】

実施の形態によれば、ガラス系物品は、下記の範囲内の任意と全ての部分的範囲を含む、７．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．３ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．３ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．４ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．３ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．６ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．３ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．３ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、８．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．３ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、８．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．３ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、６．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．４ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．６ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、８．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、６．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．４ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．６ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、６．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．４ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．６ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、６．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．６ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．６ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．６ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．４ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．６ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、６．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．４ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．４ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．４ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、６．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、７．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．２ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下、６．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から７．０ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下など、６．８ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以上から８．３ｌｏｇ（Ω－ｃｍ）以下の、ＡＳＴＭ－Ｄ２５７インピーダンス法にしたがって測定した体積抵抗率（Ω－ｃｍ ｌｏｇρ（１５０℃））を有する。

【0159】

１つ以上の実施の形態によれば、ガラス系物品は、下記の表に示されたような様々な周波数で誘電特性および損失正接を有する。

【0160】

【表4】

【0161】

【0162】

ここに記載されたガラスセラミック物品は、例えば、ＬＣＤおよびＬＥＤディスプレイ、コンピュータ用モニタ、および現金自動預払機（ＡＴＭ）を含む消費者向けまたは商業用電子機器におけるカバーガラスまたはガラスバックプレーン用途；例えば、携帯電話、パーソナルメディアプレーヤー、腕時計、およびタブレット型コンピュータを含む携帯型電子機器のための、タッチスクリーンまたはタッチセンサ用途；例えば、半導体ウエハを含む集積回路用途；太陽光発電用途；建築用ガラス用途；自動車または車両用ガラス用途；もしくは商業用または家庭用電化製品用途を含む様々な用途に使用されることがある。実施の形態において、消費者向け電子機器（例えば、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、腕時計、パーソナルコンピュータ、ウルトラブック、テレビ、およびカメラ）、建築用ガラス、および／または自動車用ガラスは、ここに記載されたようなガラスセラミック物品を含むことがある。

【0163】

例えば、ガラスセラミック物品は、前面、背面、および側面を有する筐体；筐体の少なくとも部分的に内部または完全に内部にあり、少なくとも、制御装置、メモリ、および筐体の前面にあるまたはそれに隣接するディスプレイを含む電気部品（図示せず）；およびディスプレイを覆うように筐体の前面にあるまたはそれを覆うカバー基板を備えた消費者向け電子機器に組み込まれることがある。実施の形態において、カバー基板および筐体の一部の少なくとも一方は、ここに開示されたガラスセラミック物品のいずれかを含むことがある。

【実施例】

【0164】

ここに記載された実施の形態は、以下の実施例によってさらに明白となるであろう。

【0165】

実施例１
表面粗さ
実施例１（表２）の組成を有する２枚のガラスセラミック基板を調製し、同じ条件下でイオン交換した。イオン交換過程後、対照試料を従来のセリア系研磨スラリーで研磨し、本発明の試料を非セリア系スラリーで研磨した。研磨後、対照試料と本発明の試料の表面粗さＲａを測定し、各表面の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）画像を収集した。ＡＦＭ画像が、図１６に示されている。対照試料は約３ｎｍの表面粗さＲａを有し、本発明の試料は約１．５ｎｍの表面粗さＲａを有することが分かった。

【0166】

理論で束縛する意図はないが、セリア系研磨により、結晶粒が優先的にエッチングされ、転じて、これにより、ナノメートル規模の点食が生じ、非セリア系研磨と比べて、表面粗さが対応して増加すると考えられる。

【0167】

表面粗さ／洗浄
実施例１（表２）の組成を有するガラスセラミック基板を調製し、同じ条件下でイオン交換した。イオン交換過程後、試料を同じ条件下で同じ研磨化合物により研磨した。研磨場、一連の試料を、異なる洗浄剤を使用して、７１℃で超音波洗浄した。洗浄剤のｐＨは、７、９．５、および１２であった。洗浄後、各試料の表面粗さＲａを測定し、試料の表面のＡＦＭ画像を収集した。その結果が、図１７および１８に示されている。

【0168】

図１７および１８に示されるように、ｐＨがより低い洗浄剤で洗浄した試料が、ｐＨがより高い洗浄剤で洗浄した試料よりも低い表面粗さを有した。ｐＨが約９．５（９．５～１０）の洗浄剤により、表面が最も清浄になり、比較的低い表面粗さも提供することが分かった。図１８において、一番上の行は、ｐＨが７の洗浄剤を使用したＡＦＭ画像を示し、真ん中の行は、ｐＨが９．５の洗浄剤を使用したＡＦＭ画像を示し、一番下の行は、ｐＨが１２の洗浄した使用したＡＦＭ画像を示す。図１８において、左側の列は、対応する洗浄剤を使用した１回の洗浄に関するＡＦＭを示し、右側の列は、対応する洗浄剤を使用した３回の洗浄に関するＡＦＭを示す。

【0169】

理論で束縛する意図はないが、ｐＨがより高い洗浄剤によりガラスはエッチングされ、表面粗さが増すと考えられる。この理論のさらなる支持として、イオン交換済み試料を、６０℃で８時間に亘りｐＨが１２の水溶液中に浸漬した。浸漬後、その水溶液をＩＣＰ－ＭＳで分析し、その水溶液中のＮａ、Ｓｉ、およびＫの濃度が上昇し、ガラスセラミックのこれらの構成成分が、エッチングによりガラスセラミックの表面から除去されたことを示すのが分かった。

【0170】

ガラスセラミック試料の塗膜密着性も測定して、洗浄／ｐＨの影響を判定した。試料は、図１７および１８に関して先に記載したように調製した。Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｇｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓ（登録商標）から形成された比較試料も調製し、ｐＨが１２の洗浄剤中で洗浄した。次に、試料に、１ｋｇの荷重、６０サイクル／分、５０ｍｍの軌道長さで、Ｂｏｎｓｔａｒ ００００スチールウールで研磨し、その軌道で５回の測定を行った。試料の水接触角を様々なサイクル数で測定した。その結果が、１回の洗浄サイクル（図１９）および３回の洗浄サイクル（図２０）について、図１９および２０に示されている。図１９および２０に示された結果は、Ｂｏｎｓｔａｒ ００００、１ｋｇ、６０サイクル／分、５０ｍｍの軌道長さ、および軌道上で５回の測定を使用して測定した。

【0171】

図１９および２０に示されるように、全ての試料の水接触角は、概して、ｐＨがより低い洗浄剤のほうが大きかった。水接触角は、概して、「Ｇｏｒｒｉｌａ Ｇｌａｓｓ」試料と比べて、ｐＨがより低い洗浄剤中で洗浄したガラスセラミック試料のほうが大きかった。

【0172】

応力プロファイル
Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃ．から市販されているガラス系物品と、下記の表５に示されたような様々な厚さを有する実施の形態によるガラス系物品に、下記の表５に示されたようなパラメータで単一イオン交換（ＳＩＯＸ）を使用して、イオン交換した。

【0173】

【表5】

【0174】

表５から分かるように、各試料のＣＳは、２８０ＭＰａより大きく、各試料のＣＴは、１１０ＭＰａより大きく、各試料のＤＯＣは、１００μｍより大きかった。

【0175】

Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃ．から市販されているガラス系物品と、下記の表６に示されたような様々な厚さを有する実施の形態によるガラス系物品に、下記の表６に示されたようなパラメータで単一イオン交換（ＳＩＯＸ）または二重イオン交換（ＤＩＯＸ）を使用して、イオン交換した。

【0176】

【表6】

【0177】

表６からの結果が、図２１にグラフで示されている。表６から分かるように、各試料のＣＳは、２８０ＭＰａより大きく、各試料のＣＴは、１０５ＭＰａより大きく、各試料のＤＯＣは、１００μｍより大きかった。

【0178】

Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃ．から市販されているガラス系物品と、厚さ０．４ｍｍの実施の形態によるガラス系物品に、下記の表７におけるパラメータにしたがってイオン交換した。

【0179】

【表7】

【0180】

上記イオン交換過程の結果として生じた性質が、下記の表８に示されている。

【0181】

【表8】

【0182】

落下試験
Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃ．から市販されているガラス系物品と、様々な厚さを有する実施の形態によるガラス系物品を、図２２に示されたように、８０グリットと１８０グリットの研磨紙上に落下させることにより、先に記載されたような落下試験を行った。上述した落下試験の平均値が、１８０グリットの研磨紙について、図２３に与えられており、８０グリットの研磨紙について、図２４に与えられている。図２５は、ＳＩＯＸまたはＤＩＯＸ後の実施の形態によるガラス系物品と比較のガラス系物品および図２５に示された厚さについての８０グリットの研磨紙上の落下試験の結果を示している。

【0183】

引っ掻き試験
図２６は、０．８ｍｍ厚のガラス系物品に関するモース硬度計で測定した硬度の結果を示している。

【0184】

図２７は、実施の形態によるガラス系物品と、比較のガラス系物品に関する、５Ｎおよび８Ｎでの上述したようなヌープ引っ掻き試験のμｍで表された平均最大幅を示している。

【0185】

図２８は、実施の形態によるガラス系物品と、比較のガラス系物品に関する、１Ｎでの上述したような錐状球体引っ掻き試験のμｍで表された平均最大幅を示している。

【0186】

高温多湿耐食性
実施の形態によるガラス系物品の化学的耐久性が、図２９～５８に示されている。試料を、イオン交換のために溶融塩浴中の０．０５％のリチウム、０．０６５％、リチウム、０．０７％のリチウム、および０．１％のリチウムを使用して、イオン交換した。ＳＩＭＳ表面プロファイルは、８５℃および８５％のＲＨで５００時間前に得られ、塩浴中のリチウムが減少するにつれて、表面ナトリウムが増加する傾向を示している。その結果は、０．０７％未満のリチウムでは、腐食の恐れがあることを示す。

【0187】

図２９は、実施の形態による腐食試験の５工程プロセスを示す。工程１は加熱の開始で始まり、工程２の期間は１２時間未満であり、工程３の期間は数分であり、工程４の期間は２４時間未満であり、工程５の期間は１２時間以上かつ２４時間以下である。工程２の反応機構が、下記に示されている：
Ｈ_２Ｏ＋≡Ｓｉ－Ｏ^－Ｎａ^＋ _{（ガラス）}←→≡Ｓｉ－ＯＨ_{（ガラス）}＋Ｎａ^＋ＯＨ^－
工程３の反応機構が、下記に示されている：
２ＮａＯＨ＋ＣＯ_２←→Ｎａ_２ＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ。

【0188】

図３０は、事前高温多湿経時変化におけるイオン交換物品のＳＩＭＳ深さプロファイルを示している。図３０は、ＬｉＮＯ_３の浴への添加が少ないと、ナトリウム表面濃度が高くなるという一般的な傾向があることを示す。図３０において、Ａｌ／Ｓｉ信号が、基準としてプロットされ、測定の再現性が、Ｎａ／Ｓｉで観察された変化よりも高いことを示す。

【0189】

図３１は、左から右へと、０．０５％のＬｉおよび０．０６５％のＬｉで処理された後の、８５℃および８５％の相対湿度で５００時間保持されたガラスセラミックの光学顕微鏡写真を示している。

【0190】

図３２は、左から右へと、０．０７％のＬｉおよび０．１０％のＬｉで処理された後の、８５℃および８５％の相対湿度で５００時間保持されたガラスセラミックの光学顕微鏡写真を示している。

【0191】

図３３は、左から右へと、０．０５％のＬｉおよび０．０６５％のＬｉを使用してイオン交換したガラスセラミックについての８５℃および８５％の相対湿度で５００時間保持する前後の近似のＮａおよびＯＨ濃度のＳＩＭＳ深さプロファイル、および対応するＦＳＭを示している。

【0192】

図３４は、左から右へと、０．０７％のＬｉおよび０．１０％のＬｉを使用してイオン交換したガラスセラミックについての８５℃および８５％の相対湿度で５００時間保持する前後の近似のＮａおよびＯＨ濃度のＳＩＭＳ深さプロファイル、および対応するＦＳＭを示している。

【0193】

図３５は、８５℃および８５％の相対湿度での５００時間後のガラスセラミックの腐食を示す。図３５に示されるように、厚さ０．５ｍｍの二重イオン交換（ＤＩＯＸ）ガラスセラミックおよび厚さ０．６ｍｍの単一イオン交換（ＳＩＯＸ）ガラスセラミックの表面には、目に見える腐食も、炭酸ナトリウムも検出されない。上部の画像は、元のＤＩＯＸは、表面ＳＩＭＳスペクトルにおいて炭酸ナトリウムおよび水酸化ナトリウムのイオンによる目に見える腐食を有することを示している。下部の画像は、８５℃および８５％の相対湿度での５００時間後に、厚さ０．６ｍｍのＳＩＯＸおよび厚さ０．５ｍｍのＤＩＯＸ（左から右）が目に見える腐食の兆候を示さず、炭酸ナトリウム種が表面に検出されないことを示している。

【0194】

図３６は、８５℃および８５％の相対湿度での５００時間後の、表面近くのアルカリ変化が０．１μｍ未満に限定された、厚さ０．６ｍｍのＳＩＯＸおよび厚さ０．５ｍｍの新たなＤＩＯＸの深さプロファイルを示すＳＩＭＳである。

【0195】

図３７は、８５℃および８５％の相対湿度での７２時間後の、元のＤＩＯＸと比べた、表面近くのアルカリ変化が最小の厚さ０．５ｍｍの新たなＤＩＯＸの深さプロファイルを示すＳＩＭＳである。図３７の下側の画像は、低屈折率層により生じた不鮮明さの所見がない、鋭い移行による高温多湿性能間の良好な相関関係を示すＦＳＭである。新たなＤＩＯＸは、５００℃での６０％のＫＮＯ_３、４０％のＮａＮＯ_３、および０．１％のＬｉＮＯ_３を含む浴中の４時間と、その後、５００℃での５０％のＫＮＯ_３、５０％のＮａＮＯ_３、および０．１％のＬｉＮＯ_３を含む浴中の１時間からなる。

【0196】

図３８は、８５℃および８５％の相対湿度での７２時間後の、厚さ０．８ｍｍの元のＤＩＯＸと比べた、表面近くのアルカリ変化が最小の厚さ０．５ｍｍの新たなＤＩＯＸの深さプロファイルを示すＳＩＭＳである。図３８の下側の画像は、左側には新たなＤＩＯＸ試料に関する低屈折率層により生じた不鮮明さの所見がない鋭い移行と、右側には元のＤＩＯＸに関する不鮮明なＦＳＭ移行部による高温多湿性能間の良好な相関関係を示すＦＳＭである。

【0197】

図３９は、右側のＬｉを含む０．８ｍｍのＳＩＯＸと比べた、左側のＬｉを含まない０．８ｍｍの新たなＳＩＯＸの深さプロファイルを示すＳＩＭＳである。Ｌｉを含まない試料は、Ｌｉを含む試料よりも深い水和作用を有し、これは、炭酸ナトリウムと酷い染みがないことで表されるように、腐食の所見を持たない。図３９の下側の画像は、右側のＬｉを含有する試料に関する低屈折率層により生じる不鮮明さの所見がない鋭い移行と、左側のＬｉを含まない試料に関する不鮮明なＦＳＭ移行部による高温多湿性能間の良好な相関関係を示すＦＳＭである。

【0198】

図４０は、８５℃および８５％の相対湿度での０時間での角部で分析された０．１％のＬｉでイオン交換された試料（左側）と、Ｌｉを含まずにイオン交換された試料（右側）のＳＩＭＳプロファイルである。

【0199】

図４１は、８５℃および８５％の相対湿度での７２時間での角部で分析された０．１％のＬｉでイオン交換された試料（左側）と、Ｌｉを含まずにイオン交換された試料（右側）のＳＩＭＳプロファイルである。

【0200】

図４２は、８５℃および８５％の相対湿度での０時間、８５℃および８５％の相対湿度での７２時間、および８５℃および８５％の相対湿度での１４４時間での、Ｌｉでイオン交換されていない試料、および０．１質量％のＬｉでイオン交換された試料に関する深さに対する水素（Ｈ）拡散を示す。図４２に示されるように、水素拡散は、湿潤環境にさらに曝露されると深くなる。Ｌｉがイオン交換されていない部分は、水素の侵入を相当受けやすい。イオン交換中にＬｉが存在した試料では、低レベルの水素拡散が見られた。

【0201】

図４３は、８５℃および８５％の相対湿度での５００時間後のガラスセラミックの腐食を示す。上側の一連の画像は、左から右に、５時間に亘る５００℃でのＳＩＯＸについて、（１）イオン交換にＬｉが存在しない場合の腐食、（２）イオン交換に０．０５％のＬｉが存在した場合の腐食の兆候、（３）イオン交換に０．１％のＬｉが存在した場合に腐食がないこと、および（４）イオン交換に０．１５％のＬｉが存在した場合に腐食がないことを示す。下側の一連の画像は、各画像の第１のイオン交換過程は、６０％のＫＮＯ_３、４０％のＮａＮＯ_３、および０．１％のＬＩＮＯ_３の浴中の５００℃での５時間からなるＤＩＯＸの腐食を示し、これらの画像は、左から右へと、（１）第２のイオン交換工程が、５０％のＫＮＯ_３、５０％のＮａＮＯ_３、および０％のＬｉＮＯ_３の浴中の５００℃での１時間からなる場合の腐食、（２）第２のイオン交換工程が、５０％のＫＮＯ_３、５０％のＮａＮＯ_３、および０．０５％のＬｉＮＯ_３の浴中の５００℃での１時間からなる場合の腐食の兆候、（３）５０％のＫＮＯ_３、５０％のＮａＮＯ_３、および０．１％のＬｉＮＯ_３の浴中の５００℃での１時間からなる場合に腐食がないこと、および（４）５０％のＫＮＯ_３、５０％のＮａＮＯ_３、および０．１５％のＬｉＮＯ_３の浴中の５００℃での１時間からなる場合に腐食がないことを示す。

【0202】

図４４は、上から下に、下記の表にしたがって処理された、ｄｅｃｏなし０．６ｍｍのＳＩＯＸの試料１、ＰＲＯ ｄｅｃｏの０．７５ｍｍのＩＯＸの試料２、ＰＲＯ ｄｅｃｏの０．８５ｍｍのＩＯＸの試料３、ｄｅｃｏなし０．５ｍｍのＤＩＯＸの試料４、およびＰＯＲ ｄｅｃｏの０．７５ｍｍの試料５のＦＳＭ画像であり、加熱は全て、８５℃および８５％の相対湿度で行った。ＣＥ１は、ＩＯＸを行わなかった０．６ｍｍである。

【0203】

【表9】

【0204】

図４５は、交互の層を示すクロスハッチ顕微鏡写真である。測定した他の種の信号を正規化するために、^２８Ｓｉ計数率を使用し、それゆえ、深さプロファイルで示されていない。表面変化がある領域では、図４５に示されるように、これを実施することにより、データのアーチファクトが避けられる。酸化物の分子イオンではなく、元素種のイオンをＳＩＭＳで測定し、したがって、元素濃度のみが推測される。

【0205】

図４６は、イオン交換にＬｉが存在せずに調製され、高い水素表面濃度を有するガラスセラミックのＳＩＭＳプロファイルを左側に、腐食の顕微鏡写真を右側に示す。ＳＩＭＳプロファイルは、以前のＰＯＲ ＤＩＯＸ試料に観察されたものに似た高いナトリウム表面濃度を有する低屈折率層の存在を示す。ナトリウムは、約１μｍの深さまで、Ｈ_２Ｏからの水素とイオン交換し得ることが分かる。顕微鏡写真は、表面全体に亘り広範囲の腐食があるガラスセラミックの背面（左側）と前面（右側）を示す。前面では、腐食により、炭酸ナトリウムの島とペルフルオロポリエーテルコーティングが形成される。ＳＩＭＳデータは、不鮮明な移行部を示すＦＳＭと合っている。下記の表に、性質が示されている。

【0206】

【表10】

【0207】

図４７は、上記表の試料に関する、モル分率で表された元素の侵入深さを左側の画像に、深さに対する成分の濃度を右側の画像に示す。

【0208】

図４８は、イオン交換にＬｉが存在せずに調製され、高い水素表面濃度を有するガラスセラミックのＳＩＭＳプロファイルを左側に、腐食の顕微鏡写真を右側に示す。ＳＩＭＳプロファイルは、以前のＰＯＲ ＤＩＯＸ試料に観察されたものに似た高いナトリウム表面濃度を有する低屈折率層の存在を示す。ナトリウムは、約１μｍの深さまで、Ｈ_２Ｏからの水素とイオン交換し得ることが分かる。顕微鏡写真は、表面全体に亘り広範囲の腐食があるガラスセラミックを示す。ＳＩＭＳデータは、不鮮明な移行部を示すＦＳＭと合っている。下記の表に、性質が示されている。

【0209】

【表11】

【0210】

図４９は、上記表の試料に関する、モル分率で表された元素の侵入深さを左側の画像に、深さに対する成分の濃度を右側の画像に示す。

【0211】

図５０は、イオン交換にＬｉが存在するガラスセラミックに関する、モル分率で表された元素の侵入深さを左側の画像に、表面の顕微鏡写真を右側の画像に示す。この試料において、表面と内部の水素の量は、以前の試料ほど、大して違わないが、化学的に安定であるために、腐食しない。したがって、ＯＨ／Ｓｉ比は、必ずしも、耐久性と耐食性の良好な指標ではない。右側の顕微鏡写真は、表面に存在する汚れを示すが、腐食はない。

【0212】

図５１は、イオン交換にＬｉが存在する試料に関する、モル分率で表された元素の侵入深さを左側の画像に、深さに対する成分の濃度を右側の画像に示す。

【0213】

図５２は、イオン交換にＬｉが存在するガラスセラミックに関する、モル分率で表された元素の侵入深さを左側の画像に、表面の顕微鏡写真を右側の画像に示す。このＤＩＯＸ試料において、ナトリウムは化学的に安定しているので、ナトリウムの豊富な層はない。表面近くでナトリウムがわずかに欠乏しており、いくらか水素が豊富であり、これは、アルカリ含有ガラス系組成物に典型的である。右側の顕微鏡写真は、表面に存在する汚れを示すが、腐食はない。ＳＩＭＳデータは、鋭い移行部を示すＦＳＭと合っている。下記の表に、性質が示されている。

【0214】

【表12】

【0215】

図５３は、上記表の試料に関する、イオン交換にＬｉが存在する試料に関する、モル分率で表された元素の侵入深さを左側の画像に、深さに対する成分の濃度を右側の画像に示す。

【0216】

図５４は、イオン交換にＬｉが存在するガラスセラミックに関する、モル分率で表された元素の侵入深さを左側の画像に、表面の顕微鏡写真を右側の画像に示す。この試料において、ナトリウムは化学的に安定しているので、ナトリウムの豊富な層はない。表面近くでナトリウムがわずかに欠乏しており、いくらか水素が豊富であり、これは、アルカリ含有ガラス系組成物に典型的である。右側の顕微鏡写真は、表面に存在する汚れを示すが、腐食はない。ＳＩＭＳデータは、鋭い移行部を示すＦＳＭと合っている。下記の表に、性質が示されている。

【0217】

【表13】

【0218】

図５５は、上記表の試料に関する、イオン交換にＬｉが存在する試料に関する、モル分率で表された元素の侵入深さを左側の画像に、深さに対する成分の濃度を右側の画像に示す。

【0219】

図５６は、イオン交換にＬｉが存在するガラスセラミックに関する、モル分率で表された元素の侵入深さを左側の画像に、表面の顕微鏡写真を右側の画像に示す。この試料において、表面近くのナトリウムと水素との間にある程度の相関関係があるが、この場合、腐食を示す試料に見られるものと反対である；表面では、ナトリウムと水素の両方が豊富である。右側の顕微鏡写真は、表面に存在する汚れを示すが、腐食はない。

【0220】

図５７は、上記表の試料に関する、イオン交換にＬｉが存在する試料に関する、モル分率で表された元素の侵入深さを左側の画像に、深さに対する成分の濃度を右側の画像に示す。

【0221】

請求項の主題の精神および範囲から逸脱せずに、ここに記載された実施の形態に様々な改変および変更を行えることが、当業者に明白であろう。それゆえ、本明細書は、ここに記載された様々な実施の形態の改変および変更を、そのような改変および変更が、付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲に入るという前提で、包含することが意図されている。

【0222】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0223】

実施形態１
６０モル％以上かつ７２モル％以下のＳｉＯ_２、
０モル％超かつ６モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、
０モル％以上かつ２モル％以下のＢ_２Ｏ_３、
２０モル％以上かつ３２モル％以下のＬｉ_２Ｏ、
０モル％以上かつ２モル％以下のＮａ_２Ｏ、
０モル％以上かつ２モル％以下のＫ_２Ｏ、
０．７モル％以上かつ２．２モル％以下のＰ_２Ｏ_５、および
１．７モル％以上かつ４．５モル％以下のＺｒＯ_２
を含むガラス系物品であって、
前記ガラス系物品は、３５～５０質量％の葉長石、３５～５０質量％の二ケイ酸リチウムを含む相集合を有し、葉長石に対する二ケイ酸リチウムの比は０．８～１である、ガラス系物品。

【0224】

実施形態２
２００ＭＰａ以上かつ３５０ＭＰａ以下の表面圧縮応力、および
ｔが前記ガラス系物品の厚さである、０．１４^＊ｔ以上かつ０．２４^＊ｔ以下の圧縮深さ、
を有する、実施形態１に記載のガラス系物品。

【0225】

実施形態３
前記圧縮深さが８５μｍ以上かつ１５０μｍ以下である、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0226】

実施形態４
前記ガラス系物品の結晶粒が、４超のアスペクト比を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0227】

実施形態５
前記ガラス系物品の結晶粒の最大寸法が２００ｎｍ未満である、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0228】

実施形態６
１ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上の破壊靱性を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0229】

実施形態７
ＳＣＩ ＵＶＣ条件下でＣＩＥ光源Ｆ０２について、
Ｌ^＊＝７０から１００、
ａ^＊＝－２０から４０、および
ｂ^＊＝－６０から６０、
のＣＩＥＬＡＢ色空間の透過率色座標を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0230】

実施形態８
１．５０以上かつ１．６０以下の屈折率を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0231】

実施形態９
９５ＧＰａ以上かつ１１０ＧＰａ以下の弾性率を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0232】

実施形態１０
２．３５ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．６ｇ／ｃｍ^３以下の密度を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0233】

実施形態１１
４００ｎｍから７７０ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で８９％以上の平均可視透過率を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0234】

実施形態１２
４００ｎｍから７７０ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で４．４％以上かつ４．８％以下の平均可視反射率を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0235】

実施形態１３
３５０ｎｍから４００ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で７０％以上の平均紫外透過率を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0236】

実施形態１４
３５０ｎｍから４００ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で４．７％以上かつ５．０％以下の平均紫外反射率を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0237】

実施形態１５
７７０ｎｍから１０００ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で８９％以上の平均赤外透過率を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0238】

実施形態１６
７７０ｎｍから１０００ｎｍの波長について０．６ｍｍの物品厚で４．３％以上かつ４．５％以下の平均赤外反射率を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0239】

実施形態１７
中央張力が９０ＭＰａ以上かつ１２５ＭＰａ以下である、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0240】

実施形態１８
積分張力面積に対する中央張力の比が、３．０μｍ^－１以上かつ５．５μｍ^－１以下である、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0241】

実施形態１９
圧縮深さに対する中央張力の比が、０．６ＭＰａ／μｍ以上かつ１．０ＭＰａ／μｍ以下である、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0242】

実施形態２０
前記ガラス系物品のヘイズが０．１５％以下である、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0243】

実施形態２１
前記ガラス系物品が、１００ｃｍ以上の破壊高さを有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0244】

実施形態２２
前記ガラス系物品が、２５０ＭＰａ以上の残留強度を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0245】

実施形態２３
前記ガラス系物品が、モース硬度計で測定して７．０以上の硬度を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0246】

実施形態２４
前記ガラス系物品が、８Ｎまでの荷重でヌープ引っ掻き試験を使用して行った場合、３００μｍ未満の引っ掻き幅を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0247】

実施形態２５
前記ガラス系物品が、２Ｎまでの荷重で錐状球体引っ掻き試験を使用して行った場合、３００μｍ未満の引っ掻き幅を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0248】

実施形態２６
前記ガラス系物品が、１．０ＭＰａ^＊ｍ^１／２以上の破壊靱性を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0249】

実施形態２７
前記ガラス系物品が、０．１０以上から０．２０以下のポアソン比を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0250】

実施形態２８
前記ガラス系物品が、３５ＧＰａ以上から５０ＧＰａ以下の剛性率を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0251】

実施形態２９
イオン交換されていないガラス系物品が、７５０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８４０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下のビッカース硬度を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0252】

実施形態３０
イオン交換されたガラス系物品が、７７０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上から８６０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下のビッカース硬度を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【0253】

実施形態３１
前記ガラス系物品が、６．８ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）以上から８．３ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）以下の体積抵抗率を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。

【符号の説明】

【0254】

１０ 機器落下装置
１２ チャック
１４ チャックジョー
１６ パック
１８ 落下面
２０ 近接センサ
１００ ガラス
１１０ 第一面
１１２ 第二面
１２０ 第１の圧縮層、第１のセグメント
１２２ 第２の圧縮層、第２のセグメント
１３０ 中央領域
１１００ 衝撃試験を行うための装置
１１０２ 振り子
１１０４ 下げ振り
１１０６ 旋回軸
１１４０ 衝撃物体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【図57】

【国際調査報告】