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特表2024-544931改善された機械的特性及び低いヘイズを有するガラスセラミック物品
(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】2024-12-05
(54)【発明の名称】改善された機械的特性及び低いヘイズを有するガラスセラミック物品
(51)【国際特許分類】
C03C 10/04 20060101AFI20241128BHJP
C03C 10/12 20060101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
C03C10/04
C03C10/12
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024527576
(86)(22)【出願日】2022-11-10
(85)【翻訳文提出日】2024-07-05
(86)【国際出願番号】 US2022049473
(87)【国際公開番号】W WO2023086427
(87)【国際公開日】2023-05-19
(31)【優先権主張番号】63/278,878
(32)【優先日】2021-11-12
(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
(74)【代理人】
【識別番号】100224775
【弁理士】
【氏名又は名称】南 毅
(72)【発明者】
【氏名】クリック，キャロル アン
(72)【発明者】
【氏名】フゥ，チアン
(72)【発明者】
【氏名】ホール，ジル マリー
(72)【発明者】
【氏名】ユベール，マテュー ジェラール ジャック
(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
(72)【発明者】
【氏名】ウィルキンソン，テイラー マリー
【テーマコード（参考）】
4G062
【Ｆターム（参考）】
4G062AA11
4G062BB01
4G062DA06
4G062DA07
4G062DB03
4G062DB04
4G062DC01
4G062DD02
4G062DD03
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4G062EA03
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4G062FK01
4G062FL01
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4G062GA10
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4G062HH01
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4G062HH15
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4G062HH20
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4G062JJ03
4G062JJ05
4G062JJ07
4G062JJ10
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4G062KK05
4G062KK07
4G062KK10
4G062MM27
4G062NN33
4G062QQ08
4G062QQ09
(57)【要約】
ガラスセラミック物品であって、６５．００質量％以上かつ８０．００質量％以下のＳｉＯ２、４．００質量％超かつ１２．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３、０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、８．００質量％以上かつ１７．００質量％以下のＬｉ２Ｏ、４．００質量％以上かつ１５．００質量％以下のＺｒＯ２、及び０．０５質量％以上かつ４．００質量％以下のＣａＯを有する、ガラスセラミック物品。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラスセラミック物品であって、６５．００質量％以上かつ８０．００質量％以下のＳｉＯ２、
４．００質量％超かつ１２．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３、
０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、
８．００質量％以上かつ１７．００質量％以下のＬｉ２Ｏ、
４．００質量％以上かつ１５．００質量％以下のＺｒＯ２、及び
０．０５質量％以上かつ４．００質量％以下のＣａＯ
を含む、ガラスセラミック物品。
【請求項2】
前記ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、請求項１に記載のガラスセラミック物品。
【請求項3】
前記ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して０．１２未満のヘイズを有する、請求項１に記載のガラスセラミック物品。
【請求項4】
前記ガラスセラミック物品が、４５０ｎｍから８００ｎｍの波長で測定して８５％以上の平均透過率を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスセラミック物品。
【請求項5】
前記ガラスセラミック物品が、３０質量％以上かつ５０質量％以下の二ケイ酸リチウム、
３０質量％以上かつ５０質量％以下の葉長石、及び
５質量％未満の、二ケイ酸リチウムと葉長石以外の結晶相の合計
を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスセラミック物品。
【請求項6】
前記ガラスセラミック物品が、５質量％以上かつ２０質量％以下の残留非晶質ガラスを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスセラミック物品。
【請求項7】
前記ガラスセラミック物品が、０．５以上かつ１．５以下の二ケイ酸リチウムの葉長石に対する重量比を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスセラミック物品。
【請求項8】
１．００質量％以上かつ３．００質量％以下のＰ２Ｏ５、９．００質量％以上かつ１４．００質量％以下のＬｉ２Ｏ、
０．１０質量％以上かつ１．００質量％以下のＣａＯ、及び
４．５０質量％以上かつ８．００質量％以下のＺｒＯ２
を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスセラミック物品。
【請求項9】
前記ガラスセラミック物品が０．１ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下の厚さを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスセラミック物品。
【請求項10】
電子デバイスであって、筐体、
ディスプレイ、
請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスセラミック物品を含む、前記ディスプレイに隣接したカバー基板
を備えた、電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、２０２１年１１月１２日出願の米国仮特許出願第６３／２７８，８７８号の米国法典第３５編特許法１１９条に基づく優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【0002】
本明細書は、概して、ガラスセラミック物品に関し、特に、改善された機械的特性と低いヘイズとを有するガラスセラミック物品に関する。
【背景技術】
【0003】
携帯電子機器には、高強度ガラスの需要がある。現在、ガラス、ジルコニア、プラスチック、金属、及びガラスセラミックなど、幾つかの材料が市場で利用されている。
【0004】
ガラスセラミックは他の材料に比べてある特定の利点を有しているが、高強度の携帯デバイスに必要な特性を有するガラスセラミックを形成することは難しい場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、改善された特性を有するガラスセラミック物品、及び該ガラスセラミック物品を製造する方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
態様１では、ガラスセラミック物品は、６５．００質量％以上かつ８０．００質量％以下のＳｉＯ２；４．００質量％超かつ１２．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３；０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５；８．００質量％以上かつ１７．００質量％以下のＬｉ２Ｏ；４．００質量％以上かつ１５．００質量％以下のＺｒＯ２；及び、０．０５質量％以上かつ４．００質量％以下のＣａＯを含む。
【0007】
態様２は、ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、態様１に記載のガラスセラミック物品を含む。
【0008】
態様３は、ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１２未満のヘイズを有する、態様１又は２に記載のガラスセラミック物品を含む。
【0009】
態様４は、ガラスセラミック物品が、４５０ｎｍから８００ｎｍの波長で測定して８５％以上の平均透過率を有する、態様１から３のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0010】
態様５は、ガラスセラミック物品が、３０質量％以上かつ５０質量％以下の二ケイ酸リチウム；３０質量％以上かつ５０質量％以下の葉長石；及び、５質量％未満の、二ケイ酸リチウムと葉長石以外の結晶相の合計を含む、態様１から４のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0011】
態様６は、ガラスセラミック物品が、５質量％以上かつ２０質量％以下の残留非晶質ガラスを含む、態様１から５のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0012】
態様７は、ガラスセラミック物品が、０．５以上かつ１．５以下の二ケイ酸リチウムの葉長石に対する重量比を有する、態様１から６のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0013】
態様８は、６８．００質量％以上かつ７４．００質量％以下のＳｉＯ２を含む、態様１から７のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0014】
態様９は、５．００質量％超かつ９．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３を含む、態様１から８のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0015】
態様１０は、１．００質量％以上かつ３．００質量％以下のＰ２Ｏ５を含む、態様１から９のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0016】
態様１１は、９．００質量％以上かつ１４．００質量％以下のＬｉ２Ｏを含む、態様１から１０のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0017】
態様１２は、４．５０質量％以上かつ８．００質量％以下のＺｒＯ２を含む、態様１から１１のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0018】
態様１３は、０．１０質量％以上かつ１．００質量％以下のＣａＯを含む、態様１から１２のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0019】
態様１４は、０．０１質量％以上かつ０．５質量％以下のＳｎＯ２を含む、態様１から１３のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0020】
態様１５は、ガラスセラミック物品が０．１ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下の厚さを有する、態様１から１４のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0021】
態様１６は、ガラスセラミック物品が０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の厚さを有する、態様１から１５のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0022】
態様１７は、筐体、ディスプレイ、及び該ディスプレイに隣接したカバー基板を備えた、電子デバイスを含み、該カバー基板は、態様１から１６のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む。
【0023】
態様１８は、第１の表面；第２の表面；及び、第１の表面から第２の表面まで延びる厚さｔを含む強化ガラスセラミック物品であり、該強化ガラスセラミック物品は第１の表面に表面圧縮応力を有し、応力は、第１の表面から強化ガラスセラミック物品の中心線に向かって測定して、０．１５ｔ以上かつ０．２５ｔ以下の深さで圧縮応力から引張応力へと遷移し、強化ガラスセラミック物品は最大中心張力ｍＣＴを有し、第１の表面で測定した表面圧縮応力の絶対値は１．５ｍＣＴ以上かつ２．５ｍＣＴ以下である。
【0024】
態様１９は、強化ガラスセラミック物品の第１の表面から強化ガラスセラミック物品の中心線まで測定した厚さが増加するにつれて、圧縮応力が、０．０７ｔ以上の厚さから０．２６ｔの厚さまで線形関数で減少する、態様１８に記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0025】
態様２０は、強化ガラスセラミック物品が、２５０ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下の圧縮応力を有する、態様１８又は１９に記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0026】
態様２１は、強化ガラスセラミック物品が、３００ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下の圧縮応力を有する、態様１８から２０のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0027】
態様２２は、強化ガラスセラミック物品が、１００ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下の中心張力を有する、態様１８から２１のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0028】
態様２３は、強化ガラスセラミック物品が、１４０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下の中心張力を有する、態様１８から２２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0029】
態様２４は、強化ガラスセラミック物品が、２２Ｊ／ｍ２以上かつ６０Ｊ／ｍ２以下の蓄積歪みエネルギーを有する、態様１８から２３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0030】
態様２５は、強化ガラスセラミック物品が、１．０ＭＰａ√ｍ以上かつ２．０ＭＰａ√ｍ以下の破壊靱性を有する、態様１８から２２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0031】
態様２６は、強化ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、態様１８から２３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0032】
態様２７は、強化ガラスセラミック物品が、２．４０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．６０ｇ／ｃｍ３以下の密度を有する、態様１８から２６のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0033】
態様２８は、強化ガラスセラミック物品が、８０グリットを使用して０．６ｍｍの厚さを有するガラスセラミック物品で測定して、３５０ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下の破壊強度を有する、態様１８から２７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0034】
態様２９は、強化ガラスセラミック物品が、３００ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下の最大圧縮応力、１２０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下の最大中心張力、及び０．６ｍｍの厚さを有する強化ガラスセラミック物品で測定して４５０ＭＰａ以上かつ５５０ＭＰａ以下の破壊応力を有する、態様１８から２７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0035】
態様３０は、強化ガラスセラミック物品が、その中心に、６５．００質量％以上かつ８０．００質量％以下のＳｉＯ２；８．００質量％以上かつ１７．００質量％以下のＬｉ２Ｏ；及び、４．００質量％以上かつ１５．００質量％以下のＺｒＯ２を含む、態様１８から２９のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0036】
態様３１は、強化ガラスセラミック物品が、その中心に、４．００質量％超かつ１２．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３を含む、態様１８から３０のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0037】
態様３２は、強化ガラスセラミック物品が、その中心に、０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５を含む、態様１８から３１のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0038】
態様３３は、強化ガラスセラミック物品が、その中心に、０．０５質量％以上かつ４．００質量％以下のＣａＯを含む、態様１８から３２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0039】
態様３４は、その中心に、６８．００質量％以上かつ７４．００質量％以下のＳｉＯ２を含む、態様１８から３３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0040】
態様３５は、その中心に、５．００質量％超かつ９．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３を含む、態様１８から３４のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0041】
態様３６は、その中心に、１．００質量％以上かつ３．００質量％以下のＰ２Ｏ５を含む、態様１８から３５のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0042】
態様３７は、その中心に、９．００質量％以上かつ１４．００質量％以下のＬｉ２Ｏを含む、態様１８から３６のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0043】
態様３８は、その中心に、４．５０質量％以上かつ８．００質量％以下のＺｒＯ２を含む、態様１８から３７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0044】
態様３９は、その中心に、０．１０質量％以上かつ１．００質量％以下のＣａＯを含む、態様１８から３８のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0045】
態様４０は、その中心に、０．０１質量％以上かつ０．５質量％以下のＳｎＯ２を含む、態様１８から３９のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0046】
態様４１は、強化ガラスセラミック物品が、３０質量％以上かつ５０質量％以下の二ケイ酸リチウム；３０質量％以上かつ５０質量％以下の葉長石；及び、３質量％未満の、二ケイ酸リチウムと葉長石以外の結晶相の合計を含む、態様１８から４０のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0047】
態様４２は、強化ガラスセラミック物品が、５質量％以上かつ２０質量％以下の残留非晶質ガラスを含む、態様１８から４１のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0048】
態様４３は、強化ガラスセラミック物品が、０．５以上かつ１．５以下の二ケイ酸リチウムの葉長石に対する重量比を有する、態様１８から４２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0049】
態様４４は、強化ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して厚さ０．６ｍｍのガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、態様１８から４３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0050】
態様４５は、強化ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１２未満のヘイズを有する、態様１８から４４のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0051】
態様４６は、強化ガラスセラミック物品が、４５０ｎｍから８００ｎｍの波長で測定して８５％以上の平均透過率を有する、態様１８から４５のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0052】
態様４７は、強化ガラスセラミック物品が０．１ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下の厚さを有する、態様１８から４６のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0053】
態様４８は、強化ガラスセラミック物品が０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の厚さを有する、態様１８から４７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0054】
態様４９は、筐体、ディスプレイ、及び該ディスプレイに隣接したカバー基板を備えた電子デバイスを含み、該カバー基板は、態様１８から４８のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む。
【0055】
態様５０は、ガラスセラミックを形成する方法であって、該方法は、前駆体ガラス組成物を核形成温度まで加熱する工程であって、核形成温度が５５０℃以上かつ６５０℃以下である、工程；前駆体ガラス組成物を核形成温度以上かつ６５０℃以下の温度範囲で第１の期間保持して、核形成前駆体ガラス組成物を形成する工程；核形成前駆体ガラス組成物を成長温度まで加熱する工程であって、成長温度が６８０℃以上かつ８００℃以下である、工程；及び、核形成前駆体ガラス組成物を成長温度以上かつ８００℃以下の温度範囲で第２の期間保持して、ガラスセラミックを形成する工程を含む。
【0056】
態様５１は、第１の期間及び第２の期間が各々、１分以上かつ２４０分以下である、態様５０に記載の方法を含む。
【0057】
態様５２は、前駆体ガラス組成物を核形成温度以上かつ６５０℃以下の温度範囲で第１の期間保持する工程が、核形成温度で第１の期間、等温保持することである、態様５０又は５１に記載の方法を含む。
【0058】
態様５３は、核形成前駆体ガラス組成物を成長温度以上かつ８００℃以下の温度範囲で第２の期間保持する工程が、成長温度で第２の期間、等温保持することを含む、態様５０から５２のいずれかに記載の方法を含む。
【0059】
態様５４は、前駆体ガラス組成物を核形成温度以上かつ６５０℃以下の温度範囲で第１の期間保持する工程が、前駆体ガラス組成物を核形成温度から６５０℃以下の温度まで第１の期間加熱することを含む、態様５０から５３のいずれかに記載の方法を含む。
【0060】
態様５５は、核形成前駆体ガラス組成物を成長温度以上かつ８００℃以下の温度範囲で第２の期間保持する工程が、核形成前駆体ガラス組成物を成長温度から８００℃以下の温度まで第２の期間加熱することを含む、態様５０から５４のいずれかに記載の方法を含む。
【0061】
態様５６は、前駆体ガラス組成物を核形成温度まで加熱する工程であって、核形成温度が５５０℃以上かつ６５０℃以下である工程、及び核形成前駆体ガラス組成物を成長温度まで加熱する工程であって、成長温度が６８０℃以上かつ８００℃以下である工程が、前駆体ガラス組成物及び核形成前駆体ガラス組成物の加熱が０．１℃／分以上かつ５０℃／分以下の加熱速度で行われることを含む、態様５０から５５のいずれかに記載の方法を含む。
【0062】
態様５７は、ガラスセラミックを溶融カリウム塩、溶融ナトリウム塩、及び溶融リチウム塩を含むイオン交換媒体に曝露して強化ガラスセラミックを形成する工程をさらに含む、態様５０から５６のいずれかに記載の方法を含む。
【0063】
態様５８は、イオン交換媒体が、５０質量％以上かつ７０質量％以下のＫＮＯ３；３０質量％以上かつ５０質量％以下のＮａＮＯ３；及び、０．０５質量％以上かつ０．１５質量％以下のＬｉＮＯ３を含む、態様５７に記載の方法を含む。
【0064】
態様５９は、イオン交換媒体が、０．０８質量％以上かつ０．１２質量％以下のＬｉＮＯ３を含む、態様５７又は５８に記載の方法を含む。
【0065】
態様６０は、イオン交換媒体が、ＮａＮＯ２とケイ酸とをさらに含む、態様５７から５９のいずれかに記載の方法を含む。
【0066】
態様６１は、ガラスセラミックに曝露されている間のイオン交換媒体の温度が、４５０℃以上かつ５５０℃以下であり、ガラスセラミックが、１時間以上かつ１６時間以下の期間、イオン交換媒体に曝露される、態様５７から６０のいずれかに記載の方法を含む。
【0067】
態様６２は、その中心に、６５．００質量％以上かつ８０．００質量％以下のＳｉＯ２；４．００質量％超かつ１２．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３；０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５；８．００質量％以上かつ１７．００質量％以下のＬｉ２Ｏ；４．００質量％以上かつ１５．００質量％以下のＺｒＯ２；及び、０．０５質量％以上かつ４．００質量％以下のＣａＯを含む、ガラス物品である。
【0068】
態様６３は、その中心に、６８．００質量％以上かつ７４．００質量％以下のＳｉＯ２を含む、態様６２のガラス物品を含む。
【0069】
態様６４は、その中心に、５．００質量％超かつ９．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３を含む、態様６２又は６３に記載のガラス物品を含む。
【0070】
態様６５は、その中心に、１．００質量％以上かつ３．００質量％以下のＰ２Ｏ５を含む、態様６２から６４のいずれかに記載のガラス物品を含む。
【0071】
態様６６は、その中心に、９．００質量％以上かつ１４．００質量％以下のＬｉ２Ｏを含む、態様６２から６５のいずれかに記載のガラス物品を含む。
【0072】
態様６７は、その中心に、４．５０質量％以上かつ８．００質量％以下のＺｒＯ２を含む、態様６２から６６のいずれかに記載のガラス物品を含む。
【0073】
態様６８は、その中心に、０．１０質量％以上かつ１．００質量％以下のＣａＯを含む、態様６２から６７のいずれかに記載のガラス物品を含む。
【0074】
態様６９は、その中心に、０．０１質量％以上かつ０．５質量％以下のＳｎＯ２を含む、態様６２から６８のいずれかに記載のガラス物品を含む。
【0075】
態様７０は、ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、態様６２から６９のいずれかに記載のガラス物品を含む。
【0076】
態様７１は、ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１２未満のヘイズを有する、態様６２から７０のいずれかに記載のガラス物品を含む。
【0077】
態様７２は、ガラスセラミック物品が、８５％以上の平均透過率を有する、態様６２から７１のいずれかに記載のガラス物品を含む。
【0078】
態様７３は、ガラス物品が０．１ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下の厚さを有する、態様６２から７２のいずれかに記載のガラス物品を含む。
【0079】
態様７４は、ガラス物品が０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の厚さを有する、態様６２から７３のいずれかに記載のガラス物品を含む。
【0080】
態様７５は、筐体、ディスプレイ、該ディスプレイに隣接したカバー基板を備えた電子デバイスを含み、該カバー基板は、態様６２から７４のいずれかに記載のガラス物品を含む。
【図面の簡単な説明】
【0081】
【図1】本明細書に開示され説明される実施形態による方法を示すフローチャート
【図2】イオン交換処理によって化学的に強化したガラスセラミック物品の断面の概略図
【図3】イオン交換媒体中のリチウムの量を変化させてイオン交換処理によって化学的に強化したガラスセラミックの蛍光スペックル顕微鏡（ＦＳＭ）画像
【図4A】イオン交換媒体中のリチウムの量を変化させてイオン交換処理によって化学的に強化したガラスセラミックの腐食を示す図
【図4B】イオン交換媒体中のリチウムの量を変化させてイオン交換処理によって化学的に強化したガラスセラミックの腐食を示す図
【図4C】イオン交換媒体中のリチウムの量を変化させてイオン交換処理によって化学的に強化したガラスセラミックの腐食を示す図
【図5A】イオン交換媒体中のリチウムの量を変化させてイオン交換処理によって化学的に強化した比較ガラスセラミックの腐食を示す図
【図5B】イオン交換媒体中のリチウムの量を変化させてイオン交換処理によって化学的に強化した比較ガラスセラミックの腐食を示す図
【図6】本明細書に開示され説明される実施形態に従って製造したガラスセラミックの集合体のＸ線回折を示す図
【図7A】本明細書に開示され説明される実施形態に従って製造した０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品の応力プロファイルを示すグラフ
【図7B】本明細書に開示され説明される実施形態に従って製造した０．５ｍｍ厚のガラスセラミック物品の応力プロファイルを示すグラフ
【図7C】イオン交換プロセスの期間の関数としての中心張力を示すグラフ
【図8】さまざまな厚さを有するガラスセラミックの破壊応力試験の結果を示すグラフ
【図9】さまざまな温度で化学強化されたガラスセラミックの破壊応力試験の結果を示すグラフ
【図10】ガラスセラミックの応力プロファイルを示すグラフ
【図11】さまざまな厚さを有するガラスセラミックの落下試験を示すグラフ
【図12A】引っ掻き試験の結果を示す図
【図12B】引っ掻き試験の結果を示す図
【図13A】本明細書に開示され説明される実施形態によるガラス又はガラスセラミック物品を収容する電子デバイスの概略図
【図13B】
【図14】落下試験装置の概略図
【図15】落下試験装置の概略図
【図16】落下試験装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【0082】
これより、有利な特性を有するセラミック化ガラス物品及びガラス物品をセラミック化する方法の実施形態について詳細に言及する。これらの実施形態は添付の図面に示されている。本明細書では、添付の図面を特に参照しつつ、さまざまな実施形態について説明する。
【0083】
定義及び測定技法
本明細書で用いられる場合、「ガラスセラミック」という用語は、前駆体ガラスの制御された結晶化によって調製された固体であり、１つ以上の結晶相と残留ガラス相とを有する。
本明細書で用いられる場合、「ガラスセラミック」という用語は、前駆体ガラスの制御された結晶化によって調製された固体であり、１つ以上の結晶相と残留ガラス相とを有する。
【0084】
本明細書で用いられる場合、「圧縮の深さ」又は「ＤＯＣ」とは、圧縮応力（ＣＳ）層の深さを指し、ガラスセラミック物品内の応力が圧縮応力から引張応力へと変化する深さであり、応力値０を有する。当技術分野で通常用いられる慣例によれば、圧縮応力は負（＜０）の応力として表わされ、引張応力は正（＞０）の応力として表わされる。しかしながら、特に断りのない限り、本明細書全体を通して、ＣＳは正の値又は絶対値として表される。すなわち、本明細書に記載されているように、ＣＳ＝｜ＣＳ｜である。
【0085】
ＣＳ、ＤＯＣ、及び最大中心張力（ＣＴ）の値は、その全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０２０／０３００６１５号明細書に開示されるように、エバネッセントプリズム結合分光法（ＥＰＣＳ）と光散乱偏光分析法（ＬＳＰ）を使用して行われた測定を組み合わせたハイブリッド法を使用して測定される。
【0086】
破壊靱性（Ｋ１Ｃ）は、ガラス組成物が破壊に耐える能力を表す。破壊靱性は、例えば、ガラス物品のイオン交換（ＩＯＸ）処理の前にＫ１Ｃ値を測定するなど、非化学的に強化されたガラス物品で測定され、それにより、ＩＯＸ前のガラス基板の特徴が表される。本明細書に記載される破壊靭性の試験法は、ＩＯＸ処理に曝露されたガラスには適していない。しかしながら、ＩＯＸ処理前の同じガラス（例えば、ガラス基板など）に対して本明細書に記載されるように実施された破壊靭性測定は、ＩＯＸ処理後の破壊靭性と相関関係にあり、したがってそれに応じて使用される。Ｋ１Ｃ値を測定するために利用したシェブロンノッチ付ショートバー（ＣＮＳＢ）法は、Bubsey, R.T. et al., “Closed-Form Expressions for Crack-Mouth Displacement and 応力 Intensity Factors for Chevron-Notched Short Bar and Short Rod Specimens Based on Experimental Compliance Measurements,” NASA Technical Memorandum 83796, pp.1-30 (October1992)の式５を使用してＹ＊ｍを計算することを除き、Reddy, K.P.R. et al, “Fracture Toughness Measurement of Glass and Ceramic Materials Using Chevron-Notched Specimens,” J. Am. Ceram. Soc., 71 [6], C-310-C-313 (1988)に開示されている。Ｋ１Ｃ値を測定するために用いられる二重ねじり法及び固定具については、Shyam, A. and Lara-Curzio, E., “The double-torsion testing technique for determination of fracture toughness and slow crack growth of materials: A review,” J. Mater. Sci., 41, pp. 4093-4104, (2006)に記載されている。二重ねじり測定法では、概して、シェブロンノッチ付きショートバー法よりもわずかに高いＫ１Ｃ値が生成される。特に明記しない限り、すべての破壊靭性値は、シェブロンノッチ付きショートバー（ＣＮＳＢ）法で測定した。
【0087】
本開示に記載されているヤング率の値は、ＡＳＴＭ規格Ｅ２００１－１３に規定されている一般的なタイプの共鳴超音波分光法によって測定された値を指す。
【0088】
ガラスセラミック物品のヘイズは、特に明記しない限り、厚さ０．６ｍｍのガラス物品に対して、例えば、ＡＳＴＭ規格Ｄ１００３又はＡＳＴＭ規格Ｄ１０４４に準拠して、ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ Ｈａｚｅ－Ｇａｒｄ Ｉなどのヘイズメーターを使用して測定される。
【0089】
光学透過率は、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ ９５０分光光度計を使用して、平面平行面を有する光学的に研磨された試料の２５０～１０００ｎｍの範囲で、２ｎｍのデータ間隔で測定される。透過率は、コーティング又は他の塗布を施さずに、ガラスセラミック物品自体で測定される。
【0090】
Ｘ線回折（ＸＲＤ）は、Ｃｕ放射線とＬｙｎｘＥｙｅ検出器とを備えたＢｒｕｋｅｒ Ｄ４ Ｅｎｄｅａｖｏｒを使用して粉末試料で測定される。相集合体は、リートベルト法とＢｒｕｋｅｒのＴｏｐａｓソフトウェアパッケージを使用して計算される。
【0091】
耐擦傷性は、９０度の角度を有するダイヤモンドチップを用いたＡｎｔｏｎ Ｐａａｒ ＭｉｃｒｏＣｏｍｂｉを使用して測定し、試験は、１０μｍの半径を使用し、５ｍｍ／分で引っ掻き、０．１４Ｎ／秒の負荷・除荷速度で行った。１０ｍｍの引っ掻きを実施した。
【0092】
密度は、ＡＳＴＭ規格Ｃ６９３に準拠した測定に従って測定される。
【0093】
硬さは、２００グラムの押込み荷重（滞留時間１５秒）のビッカース圧子を備えたＭＩＴＵＴＯＹＯ ＨＭ１１４硬度試験機を使用して測定される。圧痕の対角線の測定は、較正された光学顕微鏡を使用して行われる。値は、試料あたり５つの圧痕からの測定値の平均である。試験は、平面平行面を有する光学的に研磨された試料に対して行われる。
【0094】
特に明記しない限り、本明細書に記載されるいずれの方法も、その工程が特定の順序で実行されることを必要とすること、若しくは、装置には特定の向きが必要であると解釈されることは、決して意図していない。したがって、方法クレームが、そのステップが従うべき順序を実際に記載していない場合、若しくは装置クレームが個々の構成要素に対する順序又は向きを実際に記載していない場合、あるいは、ステップが特定の順序に限定されるべきであることが特許請求の範囲又は明細書に別段に明確に述べられていない場合、若しくは装置の構成要素に対する特定の順序又は向きが記載されていない場合には、いかなる意味においても、順序又は方向が推測されることは決して意図していない。これには、次のような解釈のためのあらゆる非明示的根拠が当てはまる：工程の配置、動作フロー、構成要素の順序、又は構成要素の方向に関する論理的事項；文法上の編成又は句読点から派生した平明な意味；及び、明細書に記載される実施形態の数又はタイプ。
【0095】
本明細書で用いられる場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。よって、例えば、「ある１つの（ａ）」構成要素への言及は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、そのような構成要素を２つ以上有する態様を含む。
【0096】
本明細書で使用される方向用語（例えば、上、下、右、左、前、後、上部、底部、垂直、水平）は、描かれた図のみを参照して使用されるものであり、別途明示的に記載されていない限り、絶対的な方向を意味することは意図していない。
【0097】
本明細書で用いられる場合、「反り」及び「平坦度」という用語、並びにその変形は互換的に用いられ、同じ意味を有する。
【0098】
本明細書で用いられる範囲には、明示的に別途記載がない限り、すべての範囲及びサブ範囲、並びにそれらの間のすべての値が含まれる。
【0099】
ガラスセラミック物品の概要
これより、その一例が添付の図面に示されている、本発明にかかる好ましい実施形態について詳細に参照する。可能な場合はいつでも、同一又は類似した部分についての言及には、図面全体を通して同じ参照番号が用いられる。
これより、その一例が添付の図面に示されている、本発明にかかる好ましい実施形態について詳細に参照する。可能な場合はいつでも、同一又は類似した部分についての言及には、図面全体を通して同じ参照番号が用いられる。
【0100】
ガラスセラミック物品は、携帯電子機器のカバー基板及び／又は筐体として使用するためにカスタマイズすることができる属性を備えている。例えば、理論に縛られるわけではないが、高い破壊靱性及び／又はヤング率を有するガラスセラミック物品は、亀裂貫通に対する耐性及び落下性能を提供することができる。このようなガラスセラミック物品を、例えばイオン交換によって、化学的に強化すると、亀裂貫通に対する耐性及び落下性能をさらに向上させることができる。また、高い破壊靱性及び／又はヤング率により、破壊時にガラスセラミック物品の望ましい断片化を維持しつつ、化学強化によってガラスセラミック物品に付与することができる蓄積引張エネルギーの量及び最大中心張力も増加させることができる。別の例として、ガラスセラミック物品の光学特性、例えば透明度及びヘイズなどは、ガラス物品をガラスセラミック物品に変えるために用いる加熱／セラミック化スケジュールを調整することによって、また例えばイオン交換などの化学強化によってガラスセラミック物品の特性を設計又は制御することによって、調整することができる。
【0101】
ガラス又はガラスセラミック前駆体の組成
ますます小型化及び薄型化している電子デバイスのニーズを満たすために、ガラス及びガラスセラミックスをより薄くする必要があるため、例えば化学強化（例えば、イオン交換）などによってガラス又はガラスセラミックスに与えられる応力（圧縮及び引張の両方）のレベルを増大させることによって、薄いガラス及びガラスセラミック物品の強度を増大させることが望まれている。しかしながら、既知のガラス及びガラスセラミック組成物、並びにこのようなガラス及びガラスセラミック物品の製造方法では、ガラス又はガラスセラミック物品に付与することができる応力がプラトーに達していることが示されている。したがって、本明細書に開示され説明されるガラス又はガラスセラミック物品によって対処される問題は、ガラス又はガラスセラミック物品に付与されうる応力（及びそれによる強度）がプラトーに達していることである。
ますます小型化及び薄型化している電子デバイスのニーズを満たすために、ガラス及びガラスセラミックスをより薄くする必要があるため、例えば化学強化（例えば、イオン交換）などによってガラス又はガラスセラミックスに与えられる応力（圧縮及び引張の両方）のレベルを増大させることによって、薄いガラス及びガラスセラミック物品の強度を増大させることが望まれている。しかしながら、既知のガラス及びガラスセラミック組成物、並びにこのようなガラス及びガラスセラミック物品の製造方法では、ガラス又はガラスセラミック物品に付与することができる応力がプラトーに達していることが示されている。したがって、本明細書に開示され説明されるガラス又はガラスセラミック物品によって対処される問題は、ガラス又はガラスセラミック物品に付与されうる応力（及びそれによる強度）がプラトーに達していることである。
【0102】
本明細書に開示され説明される実施形態によるガラス又はガラスセラミック物品の応力レベルの向上に寄与する１つの組成的側面は、ガラス前駆体組成物中のＬｉ２Ｏの量の増加である。リチウムは、アルカリ金属イオンの中で最も小さいもので、イオン交換化学処理によりガラスマトリクス内のリチウムがナトリウムイオン又はカリウムイオンに置き換えられると、高い圧縮応力及び中心張力の値を達成することができる。しかしながら、ガラス前駆体に含まれるリチウムが多すぎると、ガラス組成物が溶けにくくなり、例えば携帯電話及びタブレットなどの携帯型電子機器に望ましい薄いガラスセラミック物品の実現が困難となる場合がある。したがって、ガラス前駆体材料中のリチウムの量を単純に増加させるだけでは、圧縮応力と中心張力の値を改善することはできない。そうすることで、結果的に、ガラス組成物を容易かつ経済的に薄いシートへと成形することができなくなる。
【0103】
ガラス前駆体組成物中、比較的多量のジルコニア（ＺｒＯ２）を、ガラス前駆体組成物中わずかに多量のリチウムと組み合わせて含有させることにより、ガラス前駆体の溶融性に過度の影響を与えることなく、ガラスセラミックに高い圧縮応力及び中心張力をもたらすことができることが判明した。特定の理論に縛られるわけではないが、熱処理（以下でより詳しく説明する）によってガラスセラミックを形成する際に、ジルコニアは、ガラスセラミックの残留非晶質ガラス相内にリチウムを捕捉するのに役立つと考えられる。よって、残留非晶質ガラス相には、より多くのリチウムが存在し、化学強化プロセス中にナトリウム及びカリウムとのイオン交換に容易に利用することができる。したがって、ジルコニアは、ガラスがセラミック化される前にガラスの失透を防ぐために、従来的にガラス及びガラスセラミック組成物中に含めているものであるが、本明細書に開示され説明される実施形態に含まれる比較的多量のジルコニアは、従来考えられていた前駆体ガラスの失透の改善を超越しており、ガラスセラミックのイオン交換プロファイルを改善することが分かっている。
【0104】
本明細書に開示され説明される実施形態による前駆体ガラス組成物はまた、比較的多量の酸化カルシウム（ＣａＯ）も含む。特定の理論に縛られるわけではないが、追加の酸化カルシウムは、ガラスセラミックの密度を増加させ、したがって化学強化中にガラスセラミックへのイオンの拡散を遅延させると考えられる。この拡散の遅延により、イオン交換プロセスは減速するが、密度の低いガラスよりも大きい圧縮応力及び中心張力を有するガラスセラミックスが生じる。ジルコニアはガラスセラミックの密度を増加させるのにも役立つと考えられている。
【0105】
前述のように、前駆体ガラス組成物中のＬｉ２Ｏ、ＺｒＯ２、及びＣａＯの量の増加を適切にバランスさせた組合せは、これらの成分の増加をバランスさせていない従来の前駆体ガラス組成物よりも優れたイオン交換プロファイル（例えば、圧縮応力及び中心張力）を生成する。
【0106】
さまざまな実施形態では、ガラス組成物は、得られるガラスセラミック物品が葉長石結晶相及びケイ酸リチウム結晶相を主として含む結晶相を有するように選択され、ここで、葉長石結晶相及びケイ酸リチウム結晶相は、ガラスセラミック物品中に存在する他の結晶相よりも高い重量パーセントを有する。
【0107】
限定ではなく、例として、さまざまな実施形態では、ガラスシートは、６５質量％以上かつ８０質量％以下のＳｉＯ２、４質量％以上かつ１２質量％以下のＡｌ２Ｏ３、０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、８質量％以上かつ１７質量％以下のＬｉ２Ｏ、４質量％以上かつ１５質量％以下のＺｒＯ２、及び０．０５質量％以上かつ４質量％以下のＣａＯを含むガラス組成物から形成することができる。実施形態では、ガラス組成物は、０質量％超かつ２質量％以下のＮａ２Ｏ、０質量％超かつ２質量％以下のＫ２Ｏ、０質量％超かつ１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３、及びそれらの組合せをさらに含むことができる。
【0108】
ガラスの形成に関与する酸化物であるＳｉＯ２は、ガラス及びガラスセラミックのネットワーク構造を安定化させるように機能することができる。さまざまなガラス組成物において、ガラスシートを熱処理してガラスセラミックへと変換する際に葉長石結晶相を形成するためには、ＳｉＯ２の濃度は十分に高くなければならない。純粋なＳｉＯ２又は高ＳｉＯ２ガラスの融点は望ましくないほど高いため、ＳｉＯ２の量はガラスの融点を制御するために制限される場合がある。実施形態では、ガラス又はガラスセラミック組成物は、６５質量％以上かつ８０質量％以下のＳｉＯ２、７０質量％以上かつ８０質量％以下のＳｉＯ２、７５質量％以上かつ８０質量％以下のＳｉＯ２、６５質量％以上かつ７５質量％以下のＳｉＯ２、７０質量％以上かつ７５質量％以下のＳｉＯ２、又は６５質量％以上かつ７０質量％以下のＳｉＯ２を含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0109】
Ａｌ２Ｏ３もまた、ネットワークの安定化を提供することができ、改善された機械的特性及び化学的耐久性ももたらす。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３の量が多すぎると、おそらくはインターロック構造を形成することができないほど、ケイ酸リチウム結晶の割合が減少する可能性がある。Ａｌ２Ｏ３の量を調整して、粘度を制御することができる。さらには、Ａｌ２Ｏ３の量が多すぎると、溶融物の粘度もまた、概して増加する。実施形態では、ガラス又はガラスセラミック組成物は、４質量％以上かつ１２質量％以下のＡｌ２Ｏ３、６質量％以上かつ１２質量％以下のＡｌ２Ｏ３、８質量％以上かつ１２質量％以下のＡｌ２Ｏ３、１０質量％以上かつ１２質量％以下のＡｌ２Ｏ３、４質量％以上かつ１０質量％以下のＡｌ２Ｏ３、６質量％以上かつ１０質量％以下のＡｌ２Ｏ３、８質量％以上かつ１０質量％以下のＡｌ２Ｏ３、４質量％以上かつ８質量％以下のＡｌ２Ｏ３、６質量％以上かつ８質量％以下のＡｌ２Ｏ３、又は４質量％以上かつ６質量％以下のＡｌ２Ｏ３を含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0110】
本明細書のガラス及びガラスセラミックでは、Ｌｉ２Ｏは、葉長石とケイ酸リチウム結晶相の両方の形成を助ける。実際、主要な結晶相として葉長石及びケイ酸リチウムを得るためには、組成物中に少なくとも約８質量％のＬｉ２Ｏを有することが望ましい。加えて、Ｌｉ２Ｏが約１７質量％に近づくと、組成物が非常に流動的になることが分かっている。したがって、実施形態では、ガラス又はガラスセラミック組成物は、８質量％以上かつ１７質量％以下のＬｉ２Ｏ、１０質量％以上かつ１７質量％以下のＬｉ２Ｏ、１２質量％以上かつ１７質量％以下のＬｉ２Ｏ、１４質量％以上かつ１７質量％以下のＬｉ２Ｏ、１６質量％以上かつ１７質量％以下のＬｉ２Ｏ、８質量％以上かつ１６質量％以下のＬｉ２Ｏ、１０質量％以上かつ１６質量％以下のＬｉ２Ｏ、１２質量％以上かつ１６質量％以下のＬｉ２Ｏ、１４質量％以上かつ１６質量％以下のＬｉ２Ｏ、８質量％以上かつ１４質量％以下のＬｉ２Ｏ、１０質量％以上かつ１４質量％以下のＬｉ２Ｏ、１２質量％以上かつ１４質量％以下のＬｉ２Ｏ、８質量％以上かつ１２質量％以下のＬｉ２Ｏ、１０質量％以上かつ１２質量％以下のＬｉ２Ｏ、又は８質量％以上かつ１０質量％以下のＬｉ２Ｏを含みうる。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0111】
上記のように、Ｌｉ２Ｏは概して、さまざまなガラスセラミックの形成に有用であるが、他のアルカリ酸化物はガラスセラミックの形成を減少させ、ガラスセラミック中にアルミノケイ酸塩残留ガラスを形成する傾向がある。約５質量％のＮａ２Ｏ若しくはＫ２Ｏ、又はそれらの組合せは、望ましくない量の残留ガラスをもたらし、これは、結晶化中の変形や機械的特性の観点からの望ましくない微細構造をもたらす可能性があることが分かっている。残留ガラスの組成は、結晶化中の粘度を制御し、変形又は望ましくない熱膨張を最小限に抑え、あるいは微細構造特性を制御するように調整することができる。したがって、概して、ガラスシートは、非リチウムのアルカリ金属酸化物の含有量が少ないガラス組成物から製造することができる。実施形態では、ガラス又はガラスセラミック組成物は、約０質量％から約５質量％のＲ２Ｏを含むことができ、ここで、ＲはアルカリカチオンＮａ及びＫのうちの１つ以上である。実施形態では、ガラス又はガラスセラミック組成物は、約１質量％から約３質量％のＲ２Ｏを含むことができ、ここで、ＲはアルカリカチオンＮａ及びＫのうちの１つ以上である。実施形態では、ガラス及びガラスセラミック組成物はＲ２Ｏを含まないものと理解されたい。
【0112】
実施形態では、ガラス及びガラスセラミック組成物は、０質量％超かつ２質量％以下のＮａ２Ｏ、１質量％以上かつ２質量％以下のＮａ２Ｏ、０質量％超かつ１質量％以下のＮａ２Ｏを含む。実施形態では、ガラス及びガラスセラミック組成物は、０質量％超かつ２質量％以下のＫ２Ｏ、１質量％以上かつ２質量％以下のＫ２Ｏ、０質量％超かつ１質量％以下のＫ２Ｏを含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0113】
ガラス及びガラスセラミックはＰ２Ｏ５を含む。Ｐ２Ｏ５は核生成剤として機能し、バルク核生成を生成する。Ｐ２Ｏ５の濃度が低すぎると、前駆体ガラスは結晶化するが、高温でのみ結晶化し（粘度が低いため）、表面から内側に向かって結晶化するため、弱く、変形しやすい物体を生じる。しかしながら、Ｐ２Ｏ５の濃度が高すぎると、ガラスシートの形成中に冷却する際の失透を制御することが困難になる可能性がある。ガラス及びガラスセラミック組成物の実施形態は、０．１質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、０．５質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、１．０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、１．５質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、２．０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、２．５質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、３．０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、０．１質量％以上かつ３．０質量％以下のＰ２Ｏ５、０．５質量％以上かつ３．０質量％以下のＰ２Ｏ５、１．０質量％以上かつ３．０質量％以下のＰ２Ｏ５、１．５質量％以上かつ３．０質量％以下のＰ２Ｏ５、２．０質量％以上かつ３．０質量％以下のＰ２Ｏ５、２．５質量％以上かつ３．０質量％以下のＰ２Ｏ５、０．１質量％以上かつ２．５質量％以下のＰ２Ｏ５、０．５質量％以上かつ２．５質量％以下のＰ２Ｏ５、１．０質量％以上かつ２．５質量％以下のＰ２Ｏ５、１．５質量％以上かつ２．５質量％以下のＰ２Ｏ５、２．０質量％以上かつ２．５質量％以下のＰ２Ｏ５、０．１質量％以上かつ２．０質量％以下のＰ２Ｏ５、０．５質量％以上かつ２．０質量％以下のＰ２Ｏ５、１．０質量％以上かつ２．０質量％以下のＰ２Ｏ５、１．５質量％以上かつ２．０質量％以下のＰ２Ｏ５、０．１質量％以上かつ１．５質量％以下のＰ２Ｏ５、０．５質量％以上かつ１．５質量％以下のＰ２Ｏ５、１．０質量％以上かつ１．５質量％以下のＰ２Ｏ５、０．１質量％以上かつ１．０質量％以下のＰ２Ｏ５、０．５質量％以上かつ１．０質量％以下のＰ２Ｏ５、又は０．１質量％以上かつ０．５質量％以下のＰ２Ｏ５を含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0114】
さまざまなガラス及びガラスセラミック組成物では、ＺｒＯ２は、成形中のガラスの失透を大幅に低減し、液相温度を低下させることにより、Ｌｉ２Ｏ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－Ｐ２Ｏ５ガラスの安定性を改善することができることが分かっている。８質量％を上回る濃度では、ＺｒＳｉＯ４は高温で一次液相を形成する可能性があり、それにより、液相粘度が大幅に低下する。ガラスに２質量％を超えるＺｒＯ２が含まれている場合、透明なガラスを形成することができる。ＺｒＯ２の添加は、葉長石の粒径を縮小させるのに役立てることができ、透明なガラスセラミックの形成に役立つ。実施形態では、ガラス又はガラスセラミック組成物は、４質量％以上かつ１５質量％以下のＺｒＯ２、６質量％以上かつ１５質量％以下のＺｒＯ２、８質量％以上かつ１５質量％以下のＺｒＯ２、１０質量％以上かつ１５質量％以下のＺｒＯ２、１２質量％以上かつ１５質量％以下のＺｒＯ２、１４質量％以上かつ１５質量％以下のＺｒＯ２、４質量％以上かつ１４質量％以下のＺｒＯ２、６質量％以上かつ１４質量％以下のＺｒＯ２、８質量％以上かつ１４質量％以下のＺｒＯ２、１０質量％以上かつ１４質量％以下のＺｒＯ２、１２質量％以上かつ１４質量％以下のＺｒＯ２、４質量％以上かつ１２質量％以下のＺｒＯ２、６質量％以上かつ１２質量％以下のＺｒＯ２、８質量％以上かつ１２質量％以下のＺｒＯ２、１０質量％以上かつ１２質量％以下のＺｒＯ２、４質量％以上かつ１０質量％以下のＺｒＯ２、６質量％以上かつ１０質量％以下のＺｒＯ２、８質量％以上かつ１０質量％以下のＺｒＯ２、４質量％以上かつ８質量％以下のＺｒＯ２、６質量％以上かつ８質量％以下のＺｒＯ２、又は４質量％以上かつ６質量％以下のＺｒＯ２を含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0115】
ＣａＯは、部分固溶体として葉長石結晶に入っていてもよい。実施形態では、ガラス又はガラスセラミック組成物は、０．０５質量％以上かつ４．０質量％以下、０．１質量％以上かつ４．０質量％以下、０．５質量％以上かつ４．０質量％以下、１．０質量％以上かつ４．０質量％以下、１．５質量％以上かつ４．０質量％以下、２．０質量％以上かつ４．０質量％以下、２．５質量％以上かつ４．０質量％以下、３．０質量％以上かつ４．０質量％以下、３．５質量以上％かつ４．０質量％以下、０．０５質量％以上かつ３．５質量％以下、０．１質量％以上かつ３．５質量％以下、０．５質量％以上かつ３．５質量％以下、１．０質量％以上かつ３．５質量％以下、１．５質量％以上かつ３．５質量％以下、２．０質量％以上かつ３．５質量％以下、２．５質量％以上かつ３．５質量％以下、３．０質量％以上かつ３．５質量％以下、０．０５質量％以上かつ３．０質量％以下、０．１質量％以上かつ３．０質量％以下、０．５質量％以上かつ３．０質量％以下、１．０質量％以上かつ３．０質量％以下、１．５質量％以上かつ３．０質量％以下、２．０質量％以上かつ３．０質量％以下、２．５質量％以上かつ３．０質量％以下、０．０５質量％以上かつ２．５質量％以下、０．１質量％以上かつ２．５質量％以下、０．５質量％以上かつ２．５質量％以下、１．０質量％以上かつ２．５質量％以下、１．５質量％以上かつ２．５質量％以下、２．０質量％以上かつ２．５質量％以下、０．０５質量％以上かつ２．０質量％以下、０．１質量％以上かつ２．０質量％以下、０．５質量％以上かつ２．０質量％以下、１．０質量％以上かつ２．０質量％以下、１．５質量％以上かつ２．０質量％以下、０．０５質量％以上かつ１．５質量％以下、０．１質量％以上かつ１．５質量％以下、０．５質量％以上かつ１．５質量％以下、１．０質量％以上かつ１．５質量％以下、０．０５質量％以上かつ１．０質量％以下、０．１質量％以上かつ１．０質量％以下、０．５質量％以上かつ１．０質量％以下、０．０５質量％以上かつ０．５質量％以下、０．１質量％以上かつ０．５質量％以下、又は０．０５質量％以上かつ０．１質量％以下のＣａＯを含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0116】
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラス及びガラスセラミック組成物の融点を下げることができる。しかしながら、Ｆｅ２Ｏ３を過剰に添加すると、ガラス及びガラスセラミックの組成物の色が変化する可能性がある。実施形態では、ガラス及びガラスセラミック組成物はＦｅ２Ｏ３を含まない。実施形態では、ガラス及びガラスセラミックは、０．０質量％超かつ１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３、０．５質量％以上かつ１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３、１．０質量％以上かつ１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３、０．０質量％超かつ１．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３、０．５質量％以上かつ１．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３、又は０．０質量％超かつ０．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３を含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0117】
さまざまな実施形態では、ガラス又はガラスセラミック組成物は、限定ではなく、例として、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、及びＳｎＯ２など、１つ以上の構成成分をさらに含みうる。追加的又は代替的に、抗菌成分をガラス又はガラスセラミック組成物に添加することができる。ガラス又はガラスセラミックに添加することができる抗菌成分としては、限定はしないが、Ａｇ、ＡｇＯ、Ｃｕ、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏなどを挙げることができる。実施形態では、ガラス又はガラスセラミック組成物は、化学清澄剤をさらに含みうる。このような清澄剤としては、限定はしないが、ＳｎＯ２、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｆ、Ｃｌ、及びＢｒが挙げられる。実施形態では、ガラス又はガラスセラミックは、０．０１質量％以上かつ０．５質量％以下のＳｎＯ２を含む。さまざまな実施形態での使用に適したガラス及び／又はガラスセラミック組成物に関する追加の詳細については、例えば、その全体がここに参照することによって本明細書に援用される、２０１５年１０月８日出願の「葉長石及びケイ酸リチウム構造を有する高強度ガラスセラミック（High Strength Glass-Ceramics Having Petalite and Lithium Silicate Structures）」と題された米国特許出願公開第２０１６／０１０２０１０号明細書を参照されたい。
【0118】
ガラスセラミック物品を形成するための加熱条件
実施形態によるガラスセラミックを製造するプロセスは、前駆体ガラスを２つの予め選択された温度で１つ以上の予め選択された時間にわたって熱処理して、ガラスの均質化、及び１つ以上の結晶相（例えば、１つ以上の組成、量、形態、サイズ、又はサイズ分布などを有する）の結晶化（すなわち、核形成及び成長）を誘導することを含む。これら２つの温度は、それぞれ核形成温度及び成長温度と呼ばれる。
実施形態によるガラスセラミックを製造するプロセスは、前駆体ガラスを２つの予め選択された温度で１つ以上の予め選択された時間にわたって熱処理して、ガラスの均質化、及び１つ以上の結晶相（例えば、１つ以上の組成、量、形態、サイズ、又はサイズ分布などを有する）の結晶化（すなわち、核形成及び成長）を誘導することを含む。これら２つの温度は、それぞれ核形成温度及び成長温度と呼ばれる。
【0119】
これより図１を参照して、ガラスセラミック１００を製造する方法の実施形態を概略的に説明する。最初に、１０１の前駆体ガラス組成物が５５０℃以上かつ６５０℃以下の核形成温度まで加熱される。１０２の前駆体ガラスは核形成温度以上かつ６５０℃以下の温度範囲で第１の期間保持される。１０３の核形成前駆体ガラス組成物は６８０℃以上かつ８００℃以下の成長温度まで加熱される。１０４の核形成前駆体ガラス組成物は成長温度以上かつ８００℃以下の温度範囲で第２の期間保持され、ガラスセラミックを形成する。実施形態では、１０５のガラスセラミックは溶融カリウム塩、溶融ナトリウム塩、及び溶融リチウム塩を含むイオン交換媒体に曝露されて強化ガラスセラミックを形成する。これらの各工程については、以下にさらに詳細に説明する。
【0120】
実施形態では、核形成段階は、前駆体ガラスが所定の核形成温度で所定の期間保持されたときに生じる。実施形態では、核形成温度は、５５０℃以上かつ６５０℃以下、５６０℃以上かつ６５０℃以下、５７０℃以上かつ６５０℃以下、５８０℃以上かつ６５０℃以下、５９０℃以上かつ６５０℃以下、６００℃以上かつ６５０℃以下、６１０℃以上かつ６５０℃以下、６２０℃以上かつ６５０℃以下、６３０℃以上かつ６５０℃以下、６４０℃以上かつ６５０℃以下、５５０℃以上かつ６４０℃以下、５６０℃以上かつ６４０℃以下、５７０℃以上かつ６４０℃以下、５８０℃以上かつ６４０℃以下、５９０℃以上かつ６４０℃以下、６００℃以上かつ６４０℃以下、６１０℃以上かつ６４０℃以下、６２０℃以上かつ６４０℃以下、６３０℃以上かつ６４０℃以下、５５０℃以上かつ６３０℃以下、５６０℃以上かつ６３０℃以下、５７０℃以上かつ６３０℃以下、５８０℃以上かつ６３０℃以下、５９０℃以上かつ６３０℃以下、６００℃以上かつ６３０℃以下、６１０℃以上かつ６３０℃以下、６２０℃以上かつ６３０℃以下、５５０℃以上かつ６２０℃以下、５６０℃以上かつ６２０℃以下、５７０℃以上かつ６２０℃以下、５８０℃以上かつ６２０℃以下、５９０℃以上かつ６２０℃以下、６００℃以上かつ６２０℃以下、６１０℃以上かつ６２０℃以下、５５０℃以上かつ６１０℃以下、５６０℃以上かつ６１０℃以下、５７０℃以上かつ６１０℃以下、５８０℃以上かつ６１０℃以下、５９０℃以上かつ６１０℃以下、６００℃以上かつ６１０℃以下、５５０℃以上かつ６００℃以下、５６０℃以上かつ６００℃以下、５７０℃以上かつ６００℃以下、５８０℃以上かつ６００℃以下、５９０℃以上かつ６００℃以下、５５０℃以上かつ５９０℃以下、５６０℃以上かつ５９０℃以下、５７０℃以上かつ５９０℃以下、５８０℃以上かつ５９０℃以下、５５０℃以上かつ５８０℃以下、５６０℃以上かつ５８０℃以下、５７０℃以上かつ５８０℃以下、５５０℃以上かつ５７０℃以下、５６０℃以上かつ５７０℃以下、又は５５０℃以上かつ５６０℃以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0121】
実施形態では、ガラスは、１分以上かつ２４０分以下、３０分以上かつ２４０分以下、６０分以上かつ２４０分以下、９０分以上かつ２４０分以下、１２０分以上かつ２４０分以下、１５０分以上かつ２４０分以下、１８０分以上かつ２４０分以下、２１０分以上かつ２４０分以下、１分以上かつ２１０分以下、３０分以上かつ２１０分以下、６０分以上かつ２１０分以下、９０分以上かつ２１０分以下、１２０分以上かつ２１０分以下、１５０分以上かつ２１０分以下、１８０分以上かつ２１０分以下、１分以上かつ１８０分以下、３０分以上かつ１８０分以下、６０分以上かつ１８０分以下、９０分以上かつ１８０分以下、１２０分以上かつ１８０分以下、１５０分以上かつ１８０分以下、１分以上かつ１５０分以下、３０分以上かつ１５０分以下、６０分以上かつ１５０分以下、９０分以上かつ１５０分以下、１２０分以上かつ１５０分以下、１分以上かつ１２０分以下、３０分以上かつ１２０分以下、６０分以上かつ１２０分以下、９０分以上かつ１２０分以下、１分以上かつ９０分以下、３０分以上かつ９０分以下、６０分以上かつ９０分以下、１分以上かつ６０分以下、３０分以上かつ６０分以下、又は１分以上かつ３０分以下の時間、核形成温度で保持される。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。核形成段階の後の前駆体ガラスは核形成前駆体ガラスと呼ばれる。
【0122】
成長段階は、核形成された前駆体ガラスが所定の成長温度で所定の期間保持されたときに生じる。実施形態では、成長温度は核形成温度よりも高い。実施形態では、成長温度は、６８０℃以上かつ８００℃以下、６９０℃以上かつ８００℃以下、７００℃以上かつ８００℃以下、７１０℃以上かつ８００℃以下、７２０℃以上かつ８００℃以下、７３０℃以上かつ８００℃以下、７４０℃以上かつ８００℃以下、７５０℃以上かつ８００℃以下、７６０℃以上かつ８００℃以下、７７０℃以上かつ８００℃以下、７８０℃以上かつ８００℃以下、～以上７９０℃かつ８００℃以下、６８０℃以上かつ７９０℃以下、６９０℃以上かつ７９０℃以下、７００℃以上かつ７９０℃以下、７１０℃以上かつ７９０℃以下、７２０℃以上かつ７９０℃以下、７３０℃以上かつ７９０℃以下、７４０℃以上かつ７９０℃以下、７５０℃以上かつ７９０℃以下、７６０℃以上かつ７９０℃以下、７７０℃以上かつ７９０℃以下、７８０℃以上かつ７９０℃以下、６８０℃以上かつ７８０℃以下、６９０℃以上かつ７８０℃以下、７００℃以上かつ７８０℃以下、７１０℃以上かつ７８０℃以下、７２０℃以上かつ７８０℃以下、７３０℃以上かつ７８０℃以下、７４０℃以上かつ７８０℃以下、７５０℃以上かつ７８０℃以下、７６０℃以上かつ７８０℃以下、７７０℃以上かつ７８０℃以下、６８０℃以上かつ７７０℃以下、６９０℃以上かつ７７０℃以下、７００℃以上かつ７７０℃以下、７１０℃以上かつ７７０℃以下、７２０℃以上かつ７７０℃以下、７３０℃以上かつ７７０℃以下、７４０℃以上かつ７７０℃以下、７５０℃以上かつ７７０℃以下、７６０℃以上かつ７７０℃以下、６８０℃以上かつ７６０℃以下、６９０℃以上かつ７６０℃以下、７００℃以上かつ７６０℃以下、７１０℃以上かつ７６０℃以下、７２０℃以上かつ７６０℃以下、７３０℃以上かつ７６０℃以下、７４０℃以上かつ７６０℃以下、７５０℃以上かつ７６０℃以下、６８０℃以上かつ７５０℃以下、６９０℃以上かつ７５０℃以下、７００℃以上かつ７５０℃以下、７１０℃以上かつ７５０℃以下、７２０℃以上かつ７５０℃以下、７３０℃以上かつ７５０℃以下、７４０℃以上かつ７５０℃以下、６８０℃以上かつ７４０℃以下、６９０℃以上かつ７４０℃以下、７００℃以上かつ７４０℃以下、７１０℃以上かつ７４０℃以下、７２０℃以上かつ７４０℃以下、７３０℃以上かつ７４０℃以下、６８０℃以上かつ７３０℃以下、６９０℃以上かつ７３０℃以下、７００℃以上かつ７３０℃以下、７１０℃以上かつ７３０℃以下、７２０℃以上かつ７３０℃以下、６８０℃以上かつ７２０℃以下、６９０℃以上かつ７２０℃以下、７００℃以上かつ７２０℃以下、７１０℃以上かつ７２０℃以下、６８０℃以上かつ７１０℃以下、６９０℃以上かつ７１０℃以下、７００℃以上かつ７１０℃以下、６８０℃以上かつ７００℃以下、６９０℃以上かつ７００℃以下、又は６８０℃以上かつ６９０℃以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0123】
実施形態では、ガラスは、１分以上かつ２４０分以下、３０分以上かつ２４０分以下、６０分以上かつ２４０分以下、９０分以上かつ２４０分以下、１２０分以上かつ２４０分以下、１５０分以上かつ２４０分以下、１８０分以上かつ２４０分以下、２１０分以上かつ２４０分以下、１分以上かつ２１０分以下、３０分以上かつ２１０分以下、６０分以上かつ２１０分以下、９０分以上かつ２１０分以下、１２０分以上かつ２１０分以下、１５０分以上かつ２１０分以下、１８０分以上かつ２１０分以下、１分以上かつ１８０分以下、３０分以上かつ１８０分以下、６０分以上かつ１８０分以下、９０分以上かつ１８０分以下、１２０分以上かつ１８０分以下、１５０分以上かつ１８０分以下、１分以上かつ１５０分以下、３０分以上かつ１５０分以下、６０分以上かつ１５０分以下、９０分以上かつ１５０分以下、１２０分以上かつ１５０分以下、１分以上かつ１２０分以下、３０分以上かつ１２０分以下、６０分以上かつ１２０分以下、９０分以上かつ１２０分以下、１分以上かつ９０分以下、３０分以上かつ９０分以下、６０分以上かつ９０分以下、１分以上かつ６０分以下、３０分以上かつ６０分以下、又は１分以上かつ３０分以下の期間、成長温度で保持される。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。成長段階では、核形成前駆体ガラスがガラスセラミック材料へと変換される。
【0124】
本明細書に開示され説明される期間、核形成温度及び成長温度で保持された、本明細書に開示され説明される前駆体ガラス物品は、非晶質ガラス相、葉長石（ＬｉＡｌＳｉ４Ｏ１０）、及び二ケイ酸リチウム（Ｌｉ２Ｓｉ２Ｏ５）を多く含む相集合体を有するガラスセラミックを形成するであろう。ガラスセラミックは、他の結晶相（限定はしないが、例えば、メタケイ酸リチウム（Ｌｉ２ＳｉＯ３）、バージライト（Virgilite）（ＬｉｘＡｌｘＳｉ３－ｘＯ６）、クリストバライト（ＳｉＯ２）、石英（ＳｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、バッデレイ石（ＺｒＯ２）、スポジュメン（ＬｉＡｌＳｉ２Ｏ６）、及びリン酸リチウム（Ｌｉ３ＰＯ４））を合計して、５質量％未満、例えば、３質量％未満で含む。この相集合体は、従来入手可能なガラスセラミック物品と比較して、低いヘイズ（高い透明度）及び改善された機械的特性を有するガラスセラミックを提供する。
【0125】
本明細書に開示され説明される核形成及び成長の温度並びに期間は、ガラスセラミック材料中に主として所望の相集合体をもたらす熱処理であると考えられる。したがって、ガラスセラミック材料の相集合体に大きい偏差を生じさせることなく、核形成段階の前、核形成段階と成長段階との間、及び成長段階の後に、追加の熱処理を含めることができる。これらの追加の熱処理には、等温保持、複数の異なる加熱速度を含む特定の加熱スケジュールでの加熱、及びそれらの組合せが含まれる。
【0126】
したがって、実施形態では、核形成温度と成長温度との間に１つ以上の追加の温度保持が存在する場合がある。したがって、実施形態では、前駆体ガラスを核形成温度に維持した後、物品を、１つ以上の中間温度に加熱し（ここで、中間温度は、核形成温度と成長温度の間の範囲である）、１つ以上の中間温度で所定の時間保持し（例えば、１分から２４０分の間、並びにそれらの間のすべての範囲及びサブ範囲）、その後、成長温度まで加熱することができる。
【0127】
実施形態では、核形成段階は、一定期間にわたって単一の核形成温度で等温保持することを含む。しかしながら、他の実施形態では、核形成段階は、本明細書に記載される核形成温度範囲（すなわち、５５０℃以上から６５０℃以下まで）にわたって１つ以上の加熱速度で前駆体ガラスを加熱することを含む。同様に、実施形態では、成長段階は、一定期間にわたって単一の成長温度で等温保持することを含む。しかしながら、他の実施形態では、成長段階は、本明細書に記載される成長温度範囲（すなわち、６８０℃以上から８００℃以下まで）内で、核形成前駆体ガラスを１つ以上の加熱速度で加熱又は冷却することを含む。
【0128】
実施形態によれば、室温から核形成温度まで加熱するために核形成段階、核形成段階と成長段階の間、成長段階内、及び成長段階後に用いられる加熱速度は、０．１℃／分以上かつ５０℃／分以下、５℃／分以上かつ５０℃／分以下、１０℃／分以上かつ５０℃／分以下、１５℃／分以上かつ５０℃／分以下、２０℃／分以上かつ５０℃／分以下、２５℃／分以上かつ５０℃／分以下、３０℃／分以上かつ５０℃／分以下、３５℃／分以上かつ５０℃／分以下、４０℃／分以上かつ５０℃／分以下、４５℃／分以上かつ５０℃／分以下、０．１℃／分以上かつ４５℃／分以下、５℃／分以上かつ４５℃／分以下、１０℃／分以上かつ４５℃／分以下、１５℃／分以上かつ４５℃／分以下、２０℃／分以上かつ４５℃／分以下、２５℃／分以上かつ４５℃／分以下、３０℃／分以上かつ４５℃／分以下、３５℃／分以上かつ４５℃／分以下、４０℃／分以上かつ４５℃／分以下、０．１℃／分以上かつ４０℃／分以下、５℃／分以上かつ４０℃／分以下、１０℃／分以上かつ４０℃／分以下、１５℃／分以上かつ４０℃／分以下、２０℃／分以上かつ４０℃／分以下、２５℃／分以上かつ４０℃／分以下、３０℃／分以上かつ４０℃／分以下、３５℃／分以上かつ４０℃／分以下、０．１℃／分以上かつ３５℃／分以下、５℃／分以上かつ３５℃／分以下、１０℃／分以上かつ３５℃／分以下、１５℃／分以上かつ３５℃／分以下、２０℃／分以上かつ３５℃／分以下、２５℃／分以上かつ３５℃／分以下、３０℃／分以上かつ３５℃／分以下、０．１℃／分以上かつ３０℃／分以下、５℃／分以上かつ３０℃／分以下、１０℃／分以上かつ３０℃／分以下、１５℃／分以上かつ３０℃／分以下、２０℃／分以上かつ３０℃／分以下、２５℃／分以上かつ３０℃／分以下、０．１℃／分以上かつ２５℃／分以下、５℃／分以上かつ２５℃／分以下、１０℃／分以上かつ２５℃／分以下、１５℃／分以上かつ２５℃／分以下、２０℃／分以上かつ２５℃／分以下、０．１℃／分以上かつ２０℃／分以下、５℃／分以上かつ２０℃／分以下、１０℃／分以上かつ２０℃／分以下、１５℃／分以上かつ２０℃／分以下、０．１℃／分以上かつ１５℃／分以下、５℃／分以上かつ１５℃／分以下、１０℃／分以上かつ１５℃／分以下、０．１℃／分以上かつ１０℃／分以下、５℃／分以上かつ１０℃／分以下、又は０．１℃／分以上かつ５℃／分以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。このような加熱速度により、ガラスセラミック物品に損傷を与えることなく、適切な量の核生成及び結晶成長が可能となる。加熱が急速すぎると、材料が損傷する可能性がある。しかしながら、加熱が遅すぎると、適切な核生成及び成長が起こらない可能性がある。
【0129】
実施形態では、ガラスセラミック物品は、成長温度で保持された後に冷却される。実施形態では、ガラスセラミック物品は、一定の冷却速度で一段階で室温まで冷却してもよいし、それぞれ異なる冷却速度を有する二段階で室温まで冷却してもよいし、それぞれ異なる冷却速度を有する三段階以上で室温まで冷却してもよい。実施形態では、ガラスセラミック物品は、物品全体にわたる温度勾配を最小限に抑えるとともに物品全体にわたる残留応力を最小限に抑えるために、成長温度から制御された速度で冷却される。温度勾配及び残留応力の差により、冷却中に物品に反りが生じる場合がある。したがって、冷却を制御して温度勾配及び残留応力を制御することにより、ガラスセラミック物品の反りを最小限に抑えることもできる。
【0130】
前駆体ガラスに上記の熱処理を行うと、得られるガラスセラミックは相集合体を有しており、ここで、二ケイ酸リチウムと葉長石とが最も高い重量パーセントを有する結晶相である。実施形態では、二ケイ酸リチウム及び葉長石は、重量パーセントでほぼ同じ量で存在し、７５質量％以上かつ９０質量％以下、８０質量％以上かつ９０質量％以下、８５質量％以上かつ９０質量％以下、７５質量％以上かつ８５質量％以下、８０質量％以上かつ８５質量％以下、又は７５質量％以上かつ８０質量％以下を構成する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0131】
二ケイ酸リチウム（Ｌｉ２Ｓｉ２Ｏ５）は、｛Ｓｉ２Ｏ５｝四面体配列の波形シートをべースとした斜方晶である。その結晶は通常、平板状又はラス状の形状をしており、顕著な劈開面を有する。二ケイ酸リチウムをベースとしたガラスセラミックは、ランダムに配向した絡み合った結晶微細構造（これらの結晶の周りの曲がりくねった経路を介して材料全体に亀裂が伝播する結晶構造）に起因して、高い本体強度及び破壊靭性を含む非常に望ましい機械的特性を示す。実施形態では、ガラスセラミック組成物中の二ケイ酸リチウム結晶相の重量パーセントは、３０質量％以上かつ５０質量％以下、３２質量％以上かつ５０質量％以下、３５質量％以上かつ５０質量％以下、３７質量％以上かつ５０質量％以下、４０質量％以上かつ５０質量％以下、４２質量％以上かつ５０質量％以下、４５質量％以上かつ５０質量％以下、４７質量％以上かつ５０質量％以下、３０質量％以上かつ４７質量％以下、３２質量％以上かつ４７質量％以下、３５質量％以上かつ４７質量％以下、３７質量％以上かつ４７質量％以下、４０質量％以上かつ４７質量％以下、４２質量％以上かつ４７質量％以下、４５質量％以上かつ４７質量％以下、３０質量％以上かつ４５質量％以下、３２質量％以上かつ４５質量％以下、３５質量％以上かつ４５質量％以下、３７質量％以上かつ４５質量％以下、４０質量％以上かつ４５質量％以下、４２質量％以上かつ４５質量％以下、３０質量％以上かつ４２質量％以下、３２質量％以上かつ４２質量％以下、３５質量％以上かつ４２質量％以下、３７質量％以上かつ４２質量％以下、４０質量％以上かつ４２質量％以下、３０質量％以上かつ４０質量％以下、３２質量％以上かつ４０質量％以下、３５質量％以上かつ４０質量％以下、３７質量％以上かつ４０質量％以下、３０質量％以上かつ３７質量％以下、３２質量％以上かつ３７質量％以下、３５質量％以上かつ３７質量％以下、３０質量％以上かつ３５質量％以下、３２質量％以上かつ３５質量％以下、又は３０質量％以上かつ３２質量％以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。実施形態では、ガラスセラミックは、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、又は５０質量％の二ケイ酸リチウム結晶相を有する。
【0132】
葉長石は、ＬｉとＡｌの四面体によって連結された、折り畳まれたＳｉ２Ｏ５層を有する層状構造を備えた３次元フレームワーク構造を有する単斜晶系結晶である。Ｌｉは酸素と四面体配位している。鉱物である葉長石はリチウム源であり、ガラスセラミック又はセラミック部品の耐熱衝撃性を向上させるための低熱膨張相として用いられる。さらには、葉長石相をベースとしたガラスセラミック物品は、塩浴で化学的に強化することができ、その際に葉長石構造内のＬｉ＋がＮａ＋（及び／又はＫ＋）に置換され、表面の圧縮及び強化が生じる。実施形態では、ガラスセラミック組成物中の葉長石結晶相の重量パーセントは、３０質量％以上かつ５０質量％以下、３２質量％以上かつ５０質量％以下、３５質量％以上かつ５０質量％以下、３７質量％以上かつ５０質量％以下、４０質量％以上かつ５０質量％以下、４２質量％以上かつ５０質量％以下、４５質量％以上かつ５０質量％以下、４７質量％以上かつ５０質量％以下、３０質量％以上かつ４７質量％以下、３２質量％以上かつ４７質量％以下、３５質量％以上かつ４７質量％以下、３７質量％以上かつ４７質量％以下、４０質量％以上かつ４７質量％以下、４２質量％以上かつ４７質量％以下、４５質量％以上かつ４７質量％以下、３０質量％以上かつ４５質量％以下、３２質量％以上かつ４５質量％以下、３５質量％以上かつ４５質量％以下、３７質量％以上かつ４５質量％以下、４０質量％以上かつ４５質量％以下、４２質量％以上かつ４５質量％以下、３０質量％以上かつ４２質量％以下、３２質量％以上かつ４２質量％以下、３５質量％以上かつ４２質量％以下、３７質量％以上かつ４２質量％以下、４０質量％以上かつ４２質量％以下、３０質量％以上かつ４０質量％以下、３２質量％以上かつ４０質量％以下、３５質量％以上かつ４０質量％以下、３７質量％以上かつ４０質量％以下、３０質量％以上かつ３７質量％以下、３２質量％以上かつ３７質量％以下、３５質量％以上かつ３７質量％以下、３０質量％以上かつ３５質量％以下、３２質量％以上かつ３５質量％以下、又は３０質量％以上かつ３２質量％以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。実施形態では、ガラスセラミックは、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、又は５０質量％の葉長石結晶相を有する。
【0133】
上述のように、実施形態では、ガラスセラミックは、重量パーセントで、ほぼ同じ量の二ケイ酸リチウムと葉長石とを含む。実施形態では、ガラスセラミック中の二ケイ酸リチウムの葉長石に対する重量比は、０．５以上かつ１．５以下、０．６以上かつ１．５以下、０．７以上かつ１．５以下、０．８以上かつ１．５以下、０．９以上かつ１．５以下、１．０以上かつ１．５以下、１．１以上かつ１．５以下、１．２以上かつ１．５以下、１．３以上かつ１．５以下、１．４以上かつ１．５以下、０．５以上かつ１．４以下、０．６以上かつ１．４以下、０．７以上かつ１．４以下、０．８以上かつ１．４以下、０．９以上かつ１．４以下、１．０以上かつ１．４以下、１．１以上かつ１．４以下、１．２以上かつ１．４以下、１．３以上かつ１．４以下、０．５以上かつ１．３以下、０．６以上かつ１．３以下、０．７以上かつ１．３以下、０．８以上かつ１．３以下、０．９以上かつ１．３以下、１．０以上かつ１．３以下、１．１以上かつ１．３以下、１．２以上かつ１．３以下、０．５以上かつ１．２以下、０．６以上かつ１．２以下、０．７以上かつ１．２以下、０．８以上かつ１．２以下、０．９以上かつ１．２以下、１．０以上かつ１．２以下、１．１以上かつ１．２以下、０．５以上かつ１．１以下、０．６以上かつ１．１以下、０．７以上かつ１．１以下、０．８以上かつ１．１以下、０．９以上かつ１．１以下、１．０以上かつ１．１以下、０．５以上かつ１．０以下、０．６以上かつ１．０以下、０．７以上かつ１．０以下、０．８以上かつ１．０以下、０．９以上かつ１．０以下、０．５以上かつ０．９以下、０．６以上かつ０．９以下、０．７以上かつ０．９以下、０．８以上かつ０．９以下、０．５以上かつ０．８以下、０．６以上かつ０．８以下、０．７以上かつ０．８以下、０．５以上かつ０．７以下、０．６以上かつ０．７以下、又は０．５以上かつ０．６以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0134】
実施形態では、ガラスセラミックは、５質量％以上かつ２０質量％以下、７質量％以上かつ２０質量％以下、１０質量％以上かつ２０質量％以下、１２質量％以上かつ２０質量％以下、１５質量％以上かつ２０質量％以下、１７質量％以上かつ２０質量％以下、５質量％以上かつ１７質量％以下、７質量％以上かつ１７質量％以下、１０質量％以上かつ１７質量％以下、１２質量％以上かつ１７質量％以下、１５質量％以上かつ１７質量％以下、５質量％以上かつ１５質量％以下、７質量％以上かつ１５質量％以下、１０質量％以上かつ１５質量％以下、１２質量％以上かつ１５質量％以下、５質量％以上かつ１２質量％以下、７質量％以上かつ１２質量％以下、１０質量％以上かつ１２質量％以下、５質量％以上かつ１０質量％以下、７質量％以上かつ１０質量％以下、又は５質量％以上かつ７質量％以下の残留非晶質ガラス含有量を有する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。実施形態では、残留非晶質ガラス含有量は、２０、１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、又は５質量％でありうる。
【0135】
本明細書で先に開示したように、実施形態では、ガラスセラミックは、二ケイ酸リチウム及び葉長石以外の結晶相の合計を５質量％未満、例えば３質量％未満で含み、例えば、限定はしないが、メタケイ酸リチウム（Ｌｉ２ＳｉＯ３）、バージライト（ＬｉｘＡｌｘＳｉ３－ｘＯ６）、クリストバライト（ｃｒｉｓｔａｂｏｌｉｔｅ）（ＳｉＯ２）、石英（ＳｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、バッデレイ石（ＺｒＯ２）、スポジュメン（ＬｉＡｌＳｉ２Ｏ６）、及びリン酸リチウム（Ｌｉ３ＰＯ４）などが含まれる。実施形態では、ガラスセラミックは、二ケイ酸リチウム及び葉長石以外の結晶相の合計を２質量％未満で、又は二ケイ酸リチウム及び葉長石以外の結晶相の合計を１質量％未満で含む。
【0136】
本明細書に記載される結晶相集合体は、結晶と残留非晶質ガラスとの間の屈折率の不一致を制限し、ガラスセラミックの散乱及び結果として生じるヘイズを低減する。
【0137】
結晶相中の結晶の粒径は、ガラスセラミックの透明度に影響を与える要因である。実施形態では、粒子は、約５ｎｍから約１５０ｎｍ、約５ｎｍから約１２５ｎｍ、約５ｎｍから約１００ｎｍ、約５ｎｍから約７５ｎｍ、約５ｎｍから約５０ｎｍ、約２５ｎｍから約１５０ｎｍ、約２５ｎｍから約１２５ｎｍ、約２５ｎｍから約１００ｎｍ、約２５ｎｍから約７５ｎｍ、約５０ｎｍから約１５０ｎｍ、約５０ｎｍから約１２５ｎｍ、約５０ｎｍから約１００ｎｍの範囲、並びにそれらの間のすべての範囲及びサブ範囲の最長寸法を有する。実施形態では、粒子の最長寸法は、１５０ｎｍ未満、１２５ｎｍ未満、１００ｎｍ未満、７５ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、又は２５ｎｍ未満である。粒子の最長寸法は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して測定する。
【0138】
実施形態では、ガラスセラミック物品は、高い透明度及び低いヘイズを有しており、携帯電子機器用のカバーガラスとしての使用に適している。実施形態では、ガラスセラミック物品は、厚さ１ｍｍのガラスセラミック物品について、４５０ｎｍから６００ｎｍの波長範囲にわたる光の平均透過率が、８５％以上、８６％以上、８７％以上、８８％以上、８９％以上、９０％以上、９１％以上、９２％以上、９３％以上（表面反射損失を含む）であるという点で透明である。他の実施形態では、ガラスセラミックは、４５０ｎｍから６００ｎｍの波長範囲にわたって半透明でありうる。実施形態では、半透明ガラスセラミックは、厚さ１ｍｍのガラスセラミック物品について、約４５０ｎｍから約８００ｎｍの波長範囲にわたる光の約２０％から約８５％未満の範囲の平均透過率を有することができる。実施形態では、ガラスセラミック物品は、０．６ｍｍの厚さを有するガラスセラミック物品で測定して、０．１５、０．１４、０．１３、０．１２、０．１１、０．１０、０．０９、０．０８、０．０７、０．０６、又は０．０５以下のヘイズを有する。
【0139】
化学強化
実施形態では、ガラスセラミック物品は、その１つ以上の表面に圧縮応力層を有するように強化することができる。次に図２を参照すると、第１の表面１０２と、厚さ（ｔ）だけ離れた反対側の第２の表面１０４とを有する強化ガラスセラミック物品１００の例示的な側断面図が示されている。実施形態では、強化ガラスセラミック物品１００はイオン交換されており、第１の表面１０２から圧縮の深さ（ＤＯＣ）まで延びる圧縮応力（ＣＳ）層１０６（又は第１の領域）を有する。実施形態では、図２に示されるように、ガラスセラミック物品１００はまた、第２の表面１０４から圧縮の深さＤＯＣ’まで延びる圧縮応力（ＣＳ）層１０８も有する。
実施形態では、ガラスセラミック物品は、その１つ以上の表面に圧縮応力層を有するように強化することができる。次に図２を参照すると、第１の表面１０２と、厚さ（ｔ）だけ離れた反対側の第２の表面１０４とを有する強化ガラスセラミック物品１００の例示的な側断面図が示されている。実施形態では、強化ガラスセラミック物品１００はイオン交換されており、第１の表面１０２から圧縮の深さ（ＤＯＣ）まで延びる圧縮応力（ＣＳ）層１０６（又は第１の領域）を有する。実施形態では、図２に示されるように、ガラスセラミック物品１００はまた、第２の表面１０４から圧縮の深さＤＯＣ’まで延びる圧縮応力（ＣＳ）層１０８も有する。
【0140】
実施形態では、ガラスセラミック物品は、１つ以上のイオン交換技法を使用して化学的に強化することが可能である。これらの実施形態では、イオン交換は、このようなガラスセラミック物品の１つ以上の表面を、特定の組成及び温度を有する１つ以上のイオン交換媒体（例えば溶融塩浴）に指定された時間供して、１つ以上の表面に（一又は複数の）圧縮応力層を付与することによって行うことができる。実施形態では、イオン交換媒体は、ガラスセラミック物品中に存在するイオン（例えばアルカリ金属イオン）よりも大きいイオン（例えばアルカリ金属イオン）を含む溶融塩浴であり、ここで、溶融浴からのより大きいイオンがガラスセラミック物品内のより小さいイオンと交換されて、ガラスセラミック物品に圧縮応力が与えられ、それによってガラスセラミック物品の強度が増加する。
【0141】
実施形態では、一段階イオン交換プロセスを使用することができ、他の実施形態では、多段階イオン交換プロセスを使用することができる。実施形態では、一段階イオン交換プロセスと多段階イオン交換プロセスの両方で、イオン交換媒体（例えば、溶融浴）は、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）及び硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）を主成分として含むことができる。実施形態では、イオン交換媒体はさらに、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ３）、亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ２）、及びケイ酸を含んでいてもよい。
【0142】
実施形態では、イオン交換媒体は、５０質量％以上かつ７０質量％以下のＫＮＯ３、５５質量％以上かつ７０質量％以下のＫＮＯ３、６０質量％以上かつ７０質量％以下のＫＮＯ３、６５質量％以上かつ７０質量％以下のＫＮＯ３、５０質量％以上かつ６５質量％以下のＫＮＯ３、５５質量％以上かつ６５質量％以下のＫＮＯ３、６０質量％以上かつ６５質量％以下のＫＮＯ３、５０質量％以上かつ６０質量％以下のＫＮＯ３、５５質量％以上かつ６０質量％以下のＫＮＯ３、又は５０質量％以上かつ５５質量％以下のＫＮＯ３を含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0143】
実施形態では、イオン交換媒体は、３０質量％以上かつ５０質量％以下のＮａＮＯ３、３５質量％以上かつ５０質量％以下のＮａＮＯ３、４０質量％以上かつ５０質量％以下のＮａＮＯ３、４５質量％以上かつ５０質量％以下のＮａＮＯ３、３０質量％以上かつ４５質量％以下のＮａＮＯ３、３５質量％以上かつ４５質量％以下のＮａＮＯ３、４０質量％以上かつ４５質量％以下のＮａＮＯ３、３０質量％以上かつ４０質量％以下のＮａＮＯ３、３５質量％以上かつ４０質量％以下のＮａＮＯ３、又は３０質量％以上かつ３５質量％以下のＮａＮＯ３を含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0144】
実施形態では、イオン交換媒体は、０．０５質量％以上かつ０．１５質量％以下のＬｉＮＯ３、０．０８質量％以上かつ０．１５質量％以下のＬｉＮＯ３、０．１０質量％以上かつ０．１５質量％以下のＬｉＮＯ３、０．１２質量％以上かつ０．１５質量％以下のＬｉＮＯ３、０．０５質量％以上かつ０．１２質量％以下のＬｉＮＯ３、０．０８質量％以上かつ０．１２質量％以下のＬｉＮＯ３、０．１０質量％以上かつ０．１２質量％以下のＬｉＮＯ３、０．０５質量％以上かつ０．１０質量％以下のＬｉＮＯ３、０．０８質量％以上かつ０．１０質量％以下のＬｉＮＯ３、又は０．０５質量％以上かつ０．０８質量％以下のＬｉＮＯ３を含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0145】
イオン交換媒体に（ＬｉＮＯ３の添加によって）リチウムを含めることにより、本明細書に開示され説明される実施形態によるガラスセラミックの耐腐食性を改善することができる。図３は、以下の表１に従った組成を有し、約６０質量％のＫＮＯ３／約４０質量％ＮａＮＯ３＋Ｘ質量％のＬｉＮＯ３溶融塩浴中、５３０℃で４時間イオン交換したガラスセラミックの基礎応力計（Fundamental Stress Meter）（ＦＳＭ）画像を示しており、ここで、「Ｘ」は、図３Ａから図５Ｂに示されるように、０質量％のＬｉ、０．０５質量％のＬｉ、０．０６質量％のＬｉ、０．０７質量％のＬｉ、０．０８質量％のＬｉ、０．０９質量％のＬｉ、０．１０質量％のＬｉ、又は０．１２質量％のＬｉである。図３に示されるように、遷移は、約０．０５質量％のＬｉで始まり、０．０８質量％以上のリチウム含有量で急激な遷移が見られる。図３のＦＳＭ画像に示されているこの遷移は、耐腐食性との関連を示している。図３Ａ～３Ｃは、本明細書に開示され説明される実施形態に従って調製され、８５℃及び８５％の相対湿度で５００時間曝露されたガラスセラミックの表面の腐食を示している。次に、図４Ａを参照すると、Ｌｉを含まないイオン交換媒体で強化された同様のガラスセラミックは、炭酸ナトリウムによる腐食が激しい。しかしながら、イオン交換媒体にリチウムを添加すると、炭酸ナトリウムの腐食が打ち消されるように見える。図４Ｂは、０．０６質量％のＬｉを有するイオン交換媒体で処理され、炭酸ナトリウムによる腐食がないガラスセラミックを示しており、図４Ｃは、０．０８質量％のリチウムを有するイオン交換媒体で処理され、炭酸ナトリウムによる腐食がないガラスセラミックを示している。対照的に、図５Ａ及び図５Ｂに示される、本明細書に開示され説明される実施形態に従って調製されたものではないガラスセラミックは、０．０５質量％のＬｉ（図５Ａ）及び０．６５質量％のＬｉ（図５Ｂ）を有するイオン交換媒体で処理した場合でも、８５℃及び８５％の相対湿度で５００時間曝露されると炭酸ナトリウムによる腐食を示す。特定の理論に縛られるわけではないが、本明細書に開示され説明される実施形態に従って調製され、リチウムを有するイオン交換媒体中で処理されたガラスセラミックは、従来のガラスセラミックよりも、最大中心張力で、表面において、より高いナトリウム含有量を達成することができると考えられる。しかしながら、この高ナトリウム含有量では、表面結晶を分解して腐食を引き起こす可能性のある非晶質層（従来のガラスセラミックに存在する可能性がある）の形成は生じない。
【0146】
実施形態では、イオン交換媒体は、０．４０質量％以上かつ０．６０質量％以下のＮａＮＯ２、０．４５質量％以上かつ０．６０質量％以下のＮａＮＯ２、０．５０質量％以上かつ０．６０質量％以下のＮａＮＯ２、０．５５質量％以上かつ０．６０質量％以下のＮａＮＯ２、０．４０質量％以上かつ０．５５質量％以下のＮａＮＯ２、０．４５質量％以上かつ０．５５質量％以下のＮａＮＯ２、０．５０質量％以上かつ０．５５質量％以下のＮａＮＯ２、０．４０質量％以上かつ０．５０質量％以下のＮａＮＯ２、０．４５質量％以上かつ０．５０質量％以下のＮａＮＯ２、又は０．４０質量％以上かつ０．４５質量％以下のＮａＮＯ２を含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0147】
実施形態では、イオン交換媒体は、０．４０質量％以上かつ０．６０質量％以下のケイ酸、０．４５質量％以上かつ０．６０質量％以下のケイ酸、０．５０質量％以上かつ０．６０質量％以下のケイ酸、０．５５質量％以上かつ０．６０質量％以下のケイ酸、０．４０質量％以上かつ０．５５質量％以下のケイ酸、０．４５質量％以上かつ０．５５質量％以下のケイ酸、０．５０質量％以上かつ０．５５質量％以下のケイ酸、０．４０質量％以上かつ０．５０質量％以下のケイ酸、０．４５質量％以上かつ０．５０質量％以下のケイ酸、又は０．４０質量％以上かつ０．４５質量％以下のケイ酸を含む。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0148】
実施形態では、イオン交換媒体の温度は、４５０℃以上かつ５５０℃以下、４７５℃以上かつ５５０℃以下、５００℃以上かつ５５０℃以下、５２５℃以上かつ５５０℃以下、５３０℃以上かつ５５０℃以下、４５０℃以上かつ５３０℃以下、４７５℃以上かつ５３０℃以下、５００℃以上かつ５３０℃以下、５２５℃以上かつ５３０℃以下、４５０℃以上かつ５２５℃以下、４７５℃以上かつ５２５℃以下、５００℃以上かつ５２５℃以下、４５０℃以上かつ５００℃以下、４７５℃以上かつ５００℃以下、又は４５０℃以上かつ４７５℃以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0149】
実施形態によれば、ガラスセラミック物品は、１時間以上かつ１６時間以下、２時間以上かつ１６時間以下、４時間以上かつ１６時間以下、６時間以上かつ１６時間以下、８時間以上かつ１６時間以下、１０時間以上かつ１６時間以下、１２時間以上かつ１６時間以下、１４時間以上かつ１６時間以下、１時間以上かつ１４時間以下、２時間以上かつ１４時間以下、４時間以上かつ１４時間以下、６時間以上かつ１４時間以下、８時間以上かつ１４時間以下、１０時間以上かつ１４時間以下、１２時間以上かつ１４時間以下、１時間以上かつ１２時間以下、２時間以上かつ１２時間以下、４時間以上かつ１２時間以下、６時間以上かつ１２時間以下、８時間以上かつ１２時間以下、１０時間以上かつ１２時間以下、１時間以上かつ１０時間以下、２時間以上かつ１０時間以下、４時間以上かつ１０時間以下、６時間以上かつ１０時間以下、８時間以上かつ１０時間以下、１時間以上かつ８時間以下、２時間以上かつ８時間以下、４時間以上かつ８時間以下、６時間以上かつ８時間以下、１時間以上かつ６時間以下、２時間以上かつ６時間以下、４時間以上かつ６時間以下、１時間以上かつ４時間以下、２時間以上かつ４時間以下、又は１時間以上かつ２時間以下の期間、イオン交換媒体と接触させられる。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0150】
イオン交換プロセスが行われた後、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、イオン交換プロセスに供される前のガラスセラミック）の組成とは異なりうるものと理解されたい。これは、例えばＬｉ＋又はＮａ＋などの形成されたままのガラスセラミック内の１種類のアルカリ金属イオンが、例えば、それぞれＮａ＋又はＫ＋などのより大きいアルカリ金属イオンに置き換えられることに起因する。しかしながら、ガラスセラミック物品の深さの中心又はその近くのガラスセラミック組成物は、実施形態では、形成されたままのガラスセラミックの組成を依然として有するであろう。本明細書で利用される場合、ガラス物品の中心とは、ガラス物品のあらゆる表面から少なくとも０．５ｔの距離にある、ガラス物品の任意の位置を指し、ここで、ｔはガラス物品の厚さである。
【0151】
ガラスセラミック物品の機械的特性
本明細書に開示されるガラスセラミック物品の機械的特性は、特に明記しない限り、強化ガラスセラミック物品に対して試験される。本明細書に開示され説明される組成を有するガラスセラミックを形成し、本明細書に開示され説明される熱処理及び化学強化を使用することにより、低いヘイズ及び良好な機械的特性（以下に詳細に記載される）を提供する相集合体を有するガラスセラミックを実現することができる。以下に別々の段落で説明されているが、実施形態のガラスセラミックには、さまざまな機械的特性が組み合わされて存在する。これらの機械的特性のバランスにより、他の機械的特性を犠牲にすることなしに実現することが難しい、耐久性と堅牢性に優れたガラスセラミックが実現する。例えば、これはあくまで一例だが、高い圧縮応力のみを達成することは可能だが、高い圧縮応力と中心張力の両方を達成することは、より困難でありうる。
本明細書に開示されるガラスセラミック物品の機械的特性は、特に明記しない限り、強化ガラスセラミック物品に対して試験される。本明細書に開示され説明される組成を有するガラスセラミックを形成し、本明細書に開示され説明される熱処理及び化学強化を使用することにより、低いヘイズ及び良好な機械的特性（以下に詳細に記載される）を提供する相集合体を有するガラスセラミックを実現することができる。以下に別々の段落で説明されているが、実施形態のガラスセラミックには、さまざまな機械的特性が組み合わされて存在する。これらの機械的特性のバランスにより、他の機械的特性を犠牲にすることなしに実現することが難しい、耐久性と堅牢性に優れたガラスセラミックが実現する。例えば、これはあくまで一例だが、高い圧縮応力のみを達成することは可能だが、高い圧縮応力と中心張力の両方を達成することは、より困難でありうる。
【0152】
実施形態では、ＤＯＣ及びＤＯＣ’は、個別に、０．１５ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．１６ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２１ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２２ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２３ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２４ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．１６ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．２１ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．２２ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．２３ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．１６ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．２１ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．２２ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．１６ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．２１ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．２１ｔ以下、０．１６ｔ以上かつ０．２１ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．２１ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．２１ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２１ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２１ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、０．１６ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．１９ｔ以下、０．１６ｔ以上かつ０．１９ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．１９ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．１９ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．１８ｔ以下、０．１６ｔ以上かつ０．１８ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．１８ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．１７ｔ以下、０．１６ｔ以上かつ０．１７ｔ以下、又は０．１５ｔ以上かつ０．１６ｔ以下である。
【0153】
ＤＯＣとＤＯＣ’との間には、引張応力下にある、中心張力領域１１０も存在する。したがって、応力は、強化ガラスセラミック物品の表面から中心線に向かって測定して、上述のＤＯＣ及びＤＯＣ’において、圧縮応力から引張応力に遷移する。
【0154】
実施形態では、ガラスセラミック物品は、２００ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、例えば、２２５ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、２７５ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、３２５ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、３５０ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、３７５ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下、２２５ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下、２７５ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下、３２５ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下、３５０ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上かつ３５０ＭＰａ以下、２２５ＭＰａ以上かつ３５０ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上かつ３５０ＭＰａ以下、２７５ＭＰａ以上かつ３５０ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上かつ３５０ＭＰａ以下、３２５ＭＰａ以上かつ３５０ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上かつ３２５ＭＰａ以下、２２５ＭＰａ以上かつ３２５ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上かつ３２５ＭＰａ以下、２７５ＭＰａ以上かつ３２５ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上かつ３２５ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上かつ３００ＭＰａ以下、２２５ＭＰａ以上かつ３００ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上かつ３００ＭＰａ以下、２７５ＭＰａ以上かつ３００ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上かつ２７５ＭＰａ以下、２２５ＭＰａ以上かつ２７５ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上かつ２７５ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上かつ２５０ＭＰａ以下、２２５ＭＰａ以上かつ２５０ＭＰａ以下、又は２００ＭＰａ以上かつ２２５ＭＰａ以下の圧縮応力（ＣＳ）を有しうる。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0155】
実施形態では、最大中心張力（ＣＴ）は、１００ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下、例えば、１１０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下、１２０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下、１３０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下、１４０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下、１５０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下、１６０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上かつ１６０ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上かつ１６０ＭＰａ以下、１２０ＭＰａ以上かつ１６０ＭＰａ以下、１３０ＭＰａ以上かつ１６０ＭＰａ以下、１４０ＭＰａ以上かつ１６０ＭＰａ以下、１５０ＭＰａ以上かつ１６０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下、１２０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下、１３０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下、１４０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上かつ１４０ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上かつ１４０ＭＰａ以下、１２０ＭＰａ以上かつ１４０ＭＰａ以下、１３０ＭＰａ以上かつ１４０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上かつ１３０ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上かつ１３０ＭＰａ以下、１２０ＭＰａ以上かつ１３０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上かつ１２０ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上かつ１２０ＭＰａ以下、又は１００ＭＰａ以上かつ１１０ＭＰａ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0156】
実施形態では、ガラスセラミックは、１．５以上かつ３．０以下、例えば、１．８以上かつ３．０以下、２．０以上かつ３．０以下、２．２以上かつ３．０以下、２．５以上かつ３．０以下、２．８以上かつ３．０以下、１．５以上かつ２．８以下、例えば、１．８以上かつ２．８以下、２．０以上かつ２．８以下、２．２以上かつ２．８以下、２．５以上かつ２．８以下、１．５以上かつ２．５以下、例えば、１．８以上かつ２．５以下、２．０以上かつ２．５以下、２．２以上かつ２．５以下、１．５以上かつ２．２以下、例えば、１．８以上かつ２．２以下、２．０以上かつ２．２以下、１．５以上かつ２．０以下、例えば、１．８以上かつ２．０以下、又は１．５以上かつ１．８以下のＣＳのＣＴに対する比（ＣＳ／ＣＴ）を有する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0157】
実施形態によるガラスセラミック物品は、ガラス物品の表面からガラス物品の中心線に向かって距離が増加するにつれて減少する応力を有し、該応力は、０．０７ｔ以上かつ０．２６ｔ以下、０．１０ｔ以上かつ０．２６ｔ以下、０．１２ｔ以上かつ０．２６ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．２６ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．２６ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２６ｔ以下、０．２２ｔ以上かつ０．２６ｔ以下、０．２５ｔ以上かつ０．２６ｔ以下、０．０７ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．１０ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．１２ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２２ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．０７ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．１０ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．１２ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．０７ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、０．１０ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、０．１２ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、０．１７ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、０．０７ｔ以上かつ０．１７ｔ以下、０．１０ｔ以上かつ０．１７ｔ以下、０．１２ｔ以上かつ０．１７ｔ以下、０．１５ｔ以上かつ０．１７ｔ以下、０．０７ｔ以上かつ０．１５ｔ以下、０．１０ｔ以上かつ０．１５ｔ以下、０．１２ｔ以上かつ０．１５ｔ以下、０．０７ｔ以上かつ０．１２ｔ以下、０．１０ｔ以上かつ０．１２ｔ以下、又は０．０７ｔ以上かつ０．１０ｔ以下の深さから実質的に線形関数として減少する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0158】
実施形態によれば、ガラスセラミック物品の応力は、ガラスセラミック物品の表面からガラスセラミック物品の中心線に向かって測定して、０．１８ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２１ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２２ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２３ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．２４ｔ以上かつ０．２５ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．２１ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．２２ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．２３ｔ以上かつ０．２４ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．２１ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．２２ｔ以上かつ０．２３ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．２１ｔ以上かつ０．２２ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．２１ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２１ｔ以下、０．２０ｔ以上かつ０．２１ｔ以下、０．１８ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、０．１９ｔ以上かつ０．２０ｔ以下、又は０．１８ｔ以上かつ０．１９ｔ以下の深さで圧縮応力から引張応力へと遷移する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0159】
実施形態によれば、ガラスセラミック物品は、最大中心張力（ｍＣＴ）を有し、表面圧縮応力の絶対値は、ガラスセラミック物品の表面で測定して、１．５ｍＣＴ以上かつ２．５ｍＣＴ以下、１．７ｍＣＴ以上かつ２．５ｍＣＴ以下、２．０ｍＣＴ以上かつ２．５ｍＣＴ以下、２．２ｍＣＴ以上かつ２．５ｍＣＴ以下、１．５ｍＣＴ以上かつ２．２ｍＣＴ以下、１．７ｍＣＴ以上かつ２．２ｍＣＴ以下、２．０ｍＣＴ以上かつ２．２ｍＣＴ以下、１．５ｍＣＴ以上かつ２．０ｍＣＴ以下、１．７ｍＣＴ以上かつ２．０ｍＣＴ以下、又は１．５ｍＣＴ以上かつ１．７ｍＣＴ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0160】
実施形態では、ガラスセラミック物品の蓄積歪みエネルギーは、２２Ｊ／ｍ２以上かつ６０Ｊ／ｍ２以下、例えば、２５Ｊ／ｍ２以上かつ６０Ｊ／ｍ２以下、３０Ｊ／ｍ２以上かつ６０Ｊ／ｍ２以下、３５Ｊ／ｍ２以上かつ６０Ｊ／ｍ２以下、４０Ｊ／ｍ２以上かつ６０Ｊ／ｍ２以下、４５Ｊ／ｍ２以上かつ６０Ｊ／ｍ２以下、５０Ｊ／ｍ２以上かつ６０Ｊ／ｍ２以下、５５Ｊ／ｍ２以上かつ６０Ｊ／ｍ２以下、２２Ｊ／ｍ２以上かつ５５Ｊ／ｍ２以下、例えば、２５Ｊ／ｍ２以上かつ５５Ｊ／ｍ２以下、３０Ｊ／ｍ２以上かつ５５Ｊ／ｍ２以下、３５Ｊ／ｍ２以上かつ５５Ｊ／ｍ２以下、４０Ｊ／ｍ２以上かつ５５Ｊ／ｍ２以下、４５Ｊ／ｍ２以上かつ５５Ｊ／ｍ２以下、５０Ｊ／ｍ２以上かつ５５Ｊ／ｍ２以下、２２Ｊ／ｍ２以上かつ５０Ｊ／ｍ２以下、例えば、２５Ｊ／ｍ２以上かつ５０Ｊ／ｍ２以下、３０Ｊ／ｍ２以上かつ５０Ｊ／ｍ２以下、３５Ｊ／ｍ２以上かつ５０Ｊ／ｍ２以下、４０Ｊ／ｍ２以上かつ５０Ｊ／ｍ２以下、４５Ｊ／ｍ２以上かつ５０Ｊ／ｍ２以下、２２Ｊ／ｍ２以上かつ４５Ｊ／ｍ２以下、例えば、２５Ｊ／ｍ以上２かつ４５Ｊ／ｍ２以下、３０Ｊ／ｍ２以上かつ４５Ｊ／ｍ２以下、３５Ｊ／ｍ２以上かつ４５Ｊ／ｍ２以下、４０Ｊ／ｍ２以上かつ４５Ｊ／ｍ２以下、２２Ｊ／ｍ２以上かつ４０Ｊ／ｍ２以下、例えば、２５Ｊ／ｍ２以上かつ４０Ｊ／ｍ２以下、３０Ｊ／ｍ２以上かつ４０Ｊ／ｍ２以下、３５Ｊ／ｍ２以上かつ４０Ｊ／ｍ２以下、２２Ｊ／ｍ２以上かつ３５Ｊ／ｍ２以下、例えば、２５Ｊ／ｍ２以上かつ３５Ｊ／ｍ２以下、３０Ｊ／ｍ２以上かつ３５Ｊ／ｍ２以下、２２Ｊ／ｍ２以上かつ３０Ｊ／ｍ２以下、例えば、２５Ｊ／ｍ２以上かつ３０Ｊ／ｍ２以下、又は２２Ｊ／ｍ２以上かつ２５Ｊ／ｍ２以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。ガラスセラミックは、亀裂パターンの分岐なしに、前述の蓄積歪みエネルギーを実現する。
【0161】
実施形態では、ガラスセラミック物品は、０．１ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下、０．３ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下、０．８ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下、１．０ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下、１．３ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下、１．５ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下、１．８ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下、０．１ｍｍ以上かつ１．８ｍｍ以下、０．３ｍｍ以上かつ１．８ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上かつ１．８ｍｍ以下、０．８ｍｍ以上かつ１．８ｍｍ以下、１．０ｍｍ以上かつ１．８ｍｍ以下、１．３ｍｍ以上かつ１．８ｍｍ以下、１．５ｍｍ以上かつ１．８ｍｍ以下、０．１ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下、０．３ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下、０．８ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下、１．０ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下、１．３ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下、０．１ｍｍ以上かつ１．３ｍｍ以下、０．３ｍｍ以上かつ１．３ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上かつ１．３ｍｍ以下、０．８ｍｍ以上かつ１．３ｍｍ以下、１．０ｍｍ以上かつ１．３ｍｍ以下、０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下、０．３ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下、０．８ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下、０．１ｍｍ以上かつ０．８ｍｍ以下、０．３ｍｍ以上かつ０．８ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上かつ０．８ｍｍ以下、０．１ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下、０．３ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下、又は０．１ｍｍ以上かつ０．３ｍｍ以下の厚さｔを有する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0162】
実施形態では、ガラスセラミック物品は実質的に平面かつ平坦でありうる。他の実施形態では、ガラスセラミック物品は、例えば、２．５Ｄ又は３Ｄの形状を有しうるように成形することができる。実施形態では、ガラスセラミック物品は均一な厚さを有していてよく、他の実施形態では、ガラスセラミック物品は均一な厚さを有していなくてもよい。
【0163】
実施形態では、ガラスセラミック物品の破壊靱性は、１．０ＭＰａ√ｍ以上かつ２．０ＭＰａ√ｍ以下、１．２ＭＰａ√ｍ以上かつ２．０ＭＰａ√ｍ以下、１．４ＭＰａ√ｍ以上かつ２．０ＭＰａ√ｍ以下、１．５ＭＰａ√ｍ以上かつ２．０ＭＰａ√ｍ以下、１．６ＭＰａ√ｍ以上かつ２．０ＭＰａ√ｍ以下、１．８ＭＰａ√ｍ以上かつ２．０ＭＰａ√ｍ以下、１．０ＭＰａ√ｍ以上かつ１．８ＭＰａ√ｍ以下、１．２ＭＰａ√ｍ以上かつ１．８ＭＰａ√ｍ以下、１．４ＭＰａ√ｍ以上かつ１．８ＭＰａ√ｍ以下、１．５ＭＰａ√ｍ以上かつ１．８ＭＰａ√ｍ以下、１．６ＭＰａ√ｍ以上かつ１．８ＭＰａ√ｍ以下、１．０ＭＰａ√ｍ以上かつ１．６ＭＰａ√ｍ以下、１．２ＭＰａ√ｍ以上かつ１．６ＭＰａ√ｍ以下、１．４ＭＰａ√ｍ以上かつ１．６ＭＰａ√ｍ以下、１．５ＭＰａ√ｍ以上かつ１．６ＭＰａ√ｍ以下、１．０ＭＰａ√ｍ以上かつ１．５ＭＰａ√ｍ以下、１．２ＭＰａ√ｍ以上かつ１．５ＭＰａ√ｍ以下、１．４ＭＰａ√ｍ以上かつ１．５ＭＰａ√ｍ以下、１．０ＭＰａ√ｍ以上かつ１．４ＭＰａ√ｍ以下、１．２ＭＰａ√ｍ以上かつ１．４ＭＰａ√ｍ以下、又は１．０ＭＰａ√ｍ以上かつ１．２ＭＰａ√ｍ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0164】
実施形態では、非化学的に強化されたガラスセラミック物品のヤング率（弾性率とも呼ばれる）は、９０ＧＰａ以上かつ２００ＧＰａ以下、例えば、１００ＧＰａ以上かつ２００ＧＰａ以下、１２０ＧＰａ以上かつ２００ＧＰａ以下、１４０ＧＰａ以上かつ２００ＧＰａ以下、１６０ＧＰａ以上かつ２００ＧＰａ以下、１８０ＧＰａ以上かつ２００ＧＰａ以下、９０ＧＰａ以上かつ１８０ＧＰａ以下、例えば、１００ＧＰａ以上かつ１８０ＧＰａ以下、１２０ＧＰａ以上かつ１８０ＧＰａ以下、１４０ＧＰａ以上かつ１８０ＧＰａ以下、１６０ＧＰａ以上かつ１８０ＧＰａ以下、９０ＧＰａ以上かつ１６０ＧＰａ以下、例えば、１００ＧＰａ以上かつ１６０ＧＰａ以下、１２０ＧＰａ以上かつ１６０ＧＰａ以下、１４０ＧＰａ以上かつ１６０ＧＰａ以下、９０ＧＰａ以上かつ１４０ＧＰａ以下、例えば、１００ＧＰａ以上かつ１４０ＧＰａ以下、１２０ＧＰａ以上かつ１４０ＧＰａ以下、９０ＧＰａ以上かつ１２０ＧＰａ以下、例えば、１００ＧＰａ以上かつ１２０ＧＰａ以下、又は９０ＧＰａ以上かつ１００ＧＰａ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0165】
実施形態では、非化学的に強化されたガラスセラミック物品は、０．１５以上かつ０．２５以下、０．１７以上かつ０．２５以下、０．２０以上かつ０．２５以下、０．２２以上かつ０．２５以下、０．１５以上かつ０．２２以下、０．１７以上かつ０．２２以下、０．２０以上かつ０．２２以下、０．１５以上かつ０．２０以下、０．１７以上かつ０．２０以下、又は０．１５以上かつ０．１７以下のポアソン比を有する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0166】
実施形態では、非化学的に強化されたガラスセラミック物品は、４０ＧＰａ以上かつ５０ＧＰａ以下、４３ＧＰａ以上かつ５０ＧＰａ以下、４５ＧＰａ以上かつ５０ＧＰａ以下、４８ＧＰａ以上かつ５０ＧＰａ以下、４０ＧＰａ以上かつ４８ＧＰａ以下、４３ＧＰａ以上かつ４８ＧＰａ以下、４５ＧＰａ以上かつ４８ＧＰａ以下、４０ＧＰａ以上かつ４５ＧＰａ以下、４３ＧＰａ以上かつ４５ＧＰａ以下、又は４０ＧＰａ以上かつ４３ＧＰａ以下の剪断率を有する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0167】
１０００グリット、１８０グリット、及び８０グリットのスラッパーによるサンドペーパー衝撃を使用して約８０μｍの深さの傷を導入した後、４点曲げ試験で破壊するまで破壊応力を印加することによって破壊応力を測定した。試験は、ガラスセラミック物品の試験片が振り子のボブに取り付けられ、次にそれを使用して試験片を粗い衝撃面と接触させる、平らな面から湾曲した面までの範囲の表面を有する単純な振り子を含む装置をベースとした動的衝撃試験を使用して実施した。該装置は、ここに参照することによってその全体が本明細書に取り込まれる、国際公開第２０１７／１００６４６号に詳細に記載されている。試験を実施するために、試料をホルダに充填し、次に振り子の平衡位置から後方に引っ張り、解放して、衝撃面に動的な衝撃を与える。
【0168】
１０００グリットを使用して０．６ｍｍの厚さを有するガラスセラミック物品で測定した、実施形態によるガラスセラミックの破壊応力は、４５０ＭＰａ以上かつ５５０ＭＰａ以下、４７５ＭＰａ以上かつ５５０ＭＰａ以下、５００ＭＰａ以上かつ５５０ＭＰａ以下、５２５ＭＰａ以上かつ５５０ＭＰａ以下、４５０ＭＰａ以上かつ５２５ＭＰａ以下、４７５ＭＰａ以上かつ５２５ＭＰａ以下、５００ＭＰａ以上かつ５２５ＭＰａ以下、４５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下、４７５ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下、又は４５０ＭＰａ以上かつ４７５ＭＰａ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0169】
１０００グリットを使用して０．５ｍｍの厚さを有するガラスセラミック物品で測定した、実施形態によるガラスセラミックの破壊強度は、４７５ＭＰａ以上かつ５５０ＭＰａ以下、５００ＭＰａ以上かつ５５０ＭＰａ以下、５２５ＭＰａ以上かつ５５０ＭＰａ以下、４７５ＭＰａ以上かつ５２５ＭＰａ以下、５００ＭＰａ以上かつ５２５ＭＰａ以下、又は４７５ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0170】
１８０グリットを使用して０．６ｍｍの厚さを有するガラスセラミック物品で測定した、実施形態によるガラスセラミックの破壊強度は、４００ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下、４２５ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下、４５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下、４７５ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下、４００ＭＰａ以上かつ４７５ＭＰａ以下、４２５ＭＰａ以上かつ４７５ＭＰａ以下、４５０ＭＰａ以上かつ４７５ＭＰａ以下、４００ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下、４２５ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下、又は４００ＭＰａ以上かつ４２５ＭＰａ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0171】
１８０グリットを使用して０．５ｍｍの厚さを有するガラスセラミック物品で測定した、実施形態によるガラスセラミックの破壊強度は、３５０ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下、３７５ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下、４００ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下、４２５ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下、３５０ＭＰａ以上かつ４２５ＭＰａ以下、３７５ＭＰａ以上かつ４２５ＭＰａ以下、４００ＭＰａ以上かつ４２５ＭＰａ以下、３５０ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、３７５ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、又は３５０ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0172】
８０グリットを使用して０．６ｍｍの厚さを有するガラスセラミック物品で測定した、実施形態によるガラスセラミックの破壊強度は、３５０ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下、３７５ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下、４００ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下、４２５ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下、３５０ＭＰａ以上かつ４２５ＭＰａ以下、３７５ＭＰａ以上かつ４２５ＭＰａ以下、４００ＭＰａ以上かつ４２５ＭＰａ以下、３５０ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、３７５ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、又は３５０ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0173】
８０グリットを使用して０．５ｍｍの厚さを有するガラスセラミック物品で測定した、実施形態によるガラスセラミックの破壊強度は、３００ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、３２５ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、３５０ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、３７５ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下、３２５ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下、３５０ＭＰａ以上かつ３７５ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上かつ３５０ＭＰａ以下、３２５ＭＰａ以上かつ３５０ＭＰａ以下、又は３００ＭＰａ以上かつ３２５ＭＰａ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0174】
落下試験法は、ガラス又はガラスセラミックの落下強度を測定するために用いられる。落下試験法は、ガラス又はガラスセラミック物品が取り付けられたパックに表面落下試験を実施することを包含する。試験されるガラス又はガラスセラミック物品は、所与の携帯型消費者向け電子デバイスで用いられる厚さと同様の厚さ又は等しい厚さを有する。パックとは、例えば携帯電話などの所与のデバイスのサイズ、形状、及び重量の分布を模倣することを目的とした構造を指す。以後、「パック」という用語は、重量１２６．０グラム、長さ１３３．１ｍｍ、幅６８．２ｍｍ、高さ９．４ｍｍの構造物を指す。
【0175】
落下試験法を実施するために使用することができる例示的なデバイス落下機が、図１４に参照番号１０として示されている。デバイス落下機１０は、チャック爪１４を有するチャック１２を備えている。パック１６は、ガラス物品が取り付けられ、下方に向いている状態で、チャック爪１４に載荷されている。チャック１２は、例えば電磁チャックリフタから落下する準備ができている。次に図１５を参照すると、チャック１２が解放され、その落下中に、チャック爪１４は、例えば近接センサによって開かれるようにトリガされる。チャック爪１４が開くと、パック１６が解放される。次に図１６を参照すると、落下するパック１６が落下面１８に衝突する。落下面１８は、例えば１８０グリットのサンドペーパーなどのサンドペーパーでありうる（しかしながら、本明細書に開示されているように、他のグリットのサンドペーパーを使用することもできる）。パックに取り付けられたガラス又はガラスセラミック物品が落下に耐える（すなわち、亀裂が入らない）場合には、チャック１２は、より高い高さに設定され、試験が繰り返される。その結果、破損高さは、ガラス又はガラスセラミック物品を含むパックが落下し、ガラス又はガラスセラミック組成物が破損する最低の高さである。
【0176】
実施形態では、０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品の落下強度は、１９０ｃｍ以上かつ２５０ｃｍ以下、２００ｃｍ以上かつ２５０ｃｍ以下、２１０ｃｍ以上かつ２５０ｃｍ以下、２２０ｃｍ以上かつ２５０ｃｍ以下、２３０ｃｍ以上かつ２５０ｃｍ以下、２４０ｃｍ以上かつ２５０ｃｍ以下、１９０ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下、２００ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下、２１０ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下、２２０ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下、２３０ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下、１９０ｃｍ以上かつ２３０ｃｍ以下、２００ｃｍ以上かつ２３０ｃｍ以下、２１０ｃｍ以上かつ２３０ｃｍ以下、２２０ｃｍ以上かつ２３０ｃｍ以下、１９０ｃｍ以上かつ２２０ｃｍ以下、２００ｃｍ以上かつ２２０ｃｍ以下、２１０ｃｍ以上かつ２２０ｃｍ以下、１９０ｃｍ以上かつ２１０ｃｍ以下、２００ｃｍ以上かつ２１０ｃｍ以下、又は１９０ｃｍ以上かつ２００ｃｍ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0177】
実施形態では、０．５ｍｍ厚のガラスセラミック物品の落下強度は、１８０ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下、１９０ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下、２００ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下、２１０ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下、２２０ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下、２３０ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下、１８０ｃｍ以上かつ２３０ｃｍ以下、１９０ｃｍ以上かつ２３０ｃｍ以下、２００ｃｍ以上かつ２３０ｃｍ以下、２１０ｃｍ以上かつ２３０ｃｍ以下、２２０ｃｍ以上かつ２３０ｃｍ以下、１８０ｃｍ以上かつ２２０ｃｍ以下、１９０ｃｍ以上かつ２２０ｃｍ以下、２００ｃｍ以上かつ２２０ｃｍ以下、２１０ｃｍ以上かつ２２０ｃｍ以下、１８０ｃｍ以上かつ２１０ｃｍ以下、１９０ｃｍ以上かつ２１０ｃｍ以下、２００ｃｍ以上かつ２１０ｃｍ以下、１８０ｃｍ以上かつ２００ｃｍ以下、１９０ｃｍ以上かつ２００ｃｍ以下、又は１８０ｃｍ以上かつ１９０ｃｍ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0178】
本明細書に開示され説明される実施形態による非強化ガラスセラミックはまた、耐擦傷性であり、０．５０ニュートン（Ｎ）以上かつ０．７５Ｎ以下、例えば、０．５５Ｎ以上かつ０．７５Ｎ以下、０．６０Ｎ以上かつ０．７５Ｎ以下、０．６５Ｎ以上かつ０．７５Ｎ以下、０．７０Ｎ以上かつ０．７５Ｎ以下、０．５０Ｎ以上かつ０．７０Ｎ以下、０．５５Ｎ以上かつ０．７０Ｎ以下、０．６０Ｎ以上かつ０．７０Ｎ以下、０．６５Ｎ以上かつ０．７０Ｎ以下、０．５０Ｎ以上かつ０．６５Ｎ以下、０．５５Ｎ以上かつ０．６５Ｎ以下、０．６０Ｎ以上かつ０．６５Ｎ以下、０．５０Ｎ以上かつ０．６０Ｎ以下、０．５５Ｎ以上かつ０．６０Ｎ以下、又は０．５０Ｎ以上かつ０．５５Ｎ以下の横方向の亀裂の発生開始荷重を有する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0179】
実施形態によるガラスセラミックは、非強化ガラスセラミックで測定して、７４０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７２５７ＭＰａ）以上かつ８２０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約８０４１ＭＰａ）以下、例えば、７６０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７４５３ＭＰａ）以上かつ８２０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約８０４１ＭＰａ）以下、７８０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７６４９ＭＰａ）以上かつ８２０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約８０４１ＭＰａ）以下、８００Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７８４５ＭＰａ）以上かつ８２０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約８０４１ＭＰａ）以下、７４０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７２５７ＭＰａ）以上かつ８００Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７８４５ＭＰａ）以下、例えば、７６０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７４５３ＭＰａ）以上かつ８００Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７８４５ＭＰａ）以下、７８０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７６４９ＭＰａ）以上かつ８００Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７８４５ＭＰａ）以下、７４０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７２５７ＭＰａ）以上かつ７８０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７６４９ＭＰａ）以下、例えば、７６０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７４５３ＭＰａ）以上かつ７８０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７６４９ＭＰａ）以下、又は７４０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７２５７ＭＰａ）以上かつ７６０Ｋｇｆ／ｍｍ２（約７４５３ＭＰａ）以下のビッカース硬さ（２００ｇ荷重時）を有する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0180】
ガラスセラミックの実施形態は、７５０℃以上かつ７７０℃以下、７５５℃以上かつ７７０℃以下、７６０℃以上かつ７７０℃以下、７６５℃以上かつ７７０℃以下、７５０℃以上かつ７６５℃以下、７５５℃以上かつ７６５℃以下、７６０℃以上かつ７６５℃以下、７５０℃以上かつ７６０℃以下、７５５℃以上かつ７６０℃以下、又は７５０℃以上かつ７５５℃以下のアニール点を有する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0181】
実施形態によるガラスセラミックは、７００℃以上かつ７５０℃以下、７１０℃以上かつ７５０℃以下、７２０℃以上かつ７５０℃以下、７２５℃以上かつ７５０℃以下、７３０℃以上かつ７５０℃以下、７４０℃以上かつ７５０℃以下、７００℃以上かつ７４０℃以下、７１０℃以上かつ７４０℃以下、７２０℃以上かつ７４０℃以下、７２５℃以上かつ７４０℃以下、７３０℃以上かつ７４０℃以下、７００℃以上かつ７３０℃以下、７１０℃以上かつ７３０℃以下、７２０℃以上かつ７３０℃以下、７２５℃以上かつ７３０℃以下、７００℃以上かつ７２５℃以下、７１０℃以上かつ７２５℃以下、７２０℃以上かつ７２５℃以下、７００℃以上かつ７２０℃以下、７１０℃以上かつ７２０℃以下、又は７００℃以上かつ７１０℃以下の歪み点を有する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0182】
実施形態によれば、ガラスセラミックは、１．５００以上かつ１．６００以下、１．５２０以上かつ１．６００以下、１．５４０以上かつ１．６００以下、１．５５０以上かつ１．６００以下、１．５６０以上かつ１．６００以下、１．５８０以上かつ１．６００以下、１．５００以上かつ１．５８０以下、１．５２０以上かつ１．５８０以下、１．５４０以上かつ１．５８０以下、１．５５０以上かつ１．５８０以下、１．５６０以上かつ１．５８０以下、１．５００以上かつ１．５６０以下、１．５２０以上かつ１．５６０以下、１．５４０以上かつ１．５６０以下、１．５５０以上かつ１．５６０以下、１．５００以上かつ１．５５０以下、１．５２０以上かつ１．５５０以下、１．５４０以上かつ１．５５０以下、１．５００以上かつ１．５４０以下、１．５２０以上かつ１．５４０以下、又は１．５００以上かつ１．５２０以下の屈折率（波長５９８ｎｍで測定）を有する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0183】
実施形態によるガラスセラミックの応力光学係数（波長５４６ｎｍで測定）は、２５．５ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．５ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２５．８ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．５ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２６．０ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．５ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２６．２ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．５ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２６．４ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．５ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２５．５ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．４ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２５．８ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．４ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２６．０ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．４ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２６．２ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．４ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２５．５ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．２ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２５．８ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．２ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２６．０ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．２ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２５．５ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．０ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、２５．８ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２６．０ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下、又は２５．５ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以上かつ２５．８ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ以下である。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0184】
実施形態によれば、ガラスセラミックは、２．４０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．６０ｇ／ｃｍ３以下、２．４２ｇ／ｃｍ３以上かつ２．６０ｇ／ｃｍ３以下、２．４５ｇ／ｃｍ３以上かつ２．６０ｇ／ｃｍ３以下、２．４８ｇ／ｃｍ３以上かつ２．６０ｇ／ｃｍ３以下、２．５０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．６０ｇ／ｃｍ３以下、２．５２ｇ／ｃｍ３以上かつ２．６０ｇ／ｃｍ３以下、２．５５ｇ／ｃｍ３以上かつ２．６０ｇ／ｃｍ３以下、２．５８ｇ／ｃｍ３以上かつ２．６０ｇ／ｃｍ３以下、２．４０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５８ｇ／ｃｍ３以下、２．４２ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５８ｇ／ｃｍ３以下、２．４５ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５８ｇ／ｃｍ３以下、２．４８ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５８ｇ／ｃｍ３以下、２．５０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５８ｇ／ｃｍ３以下、２．５２ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５８ｇ／ｃｍ３以下、２．５５ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５８ｇ／ｃｍ３以下、２．４０ｇ／ｃｍ以上３かつ２．５５ｇ／ｃｍ３以下、２．４２ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５５ｇ／ｃｍ３以下、２．４５ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５５ｇ／ｃｍ３以下、２．４８ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５５ｇ／ｃｍ３以下、２．５０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５５ｇ／ｃｍ３以下、２．５２ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５５ｇ／ｃｍ３以下、２．４０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５２ｇ／ｃｍ３以下、２．４２ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５２ｇ／ｃｍ３以下、２．４５ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５２ｇ／ｃｍ３以下、２．４８ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５２ｇ／ｃｍ３以下、２．５０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５２ｇ／ｃｍ３以下、２．４０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．４２ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．４５ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．４８ｇ／ｃｍ３以上かつ２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．４０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．４８ｇ／ｃｍ３以下、２．４２ｇ／ｃｍ３以上かつ２．４８ｇ／ｃｍ３以下、２．４５ｇ／ｃｍ３以上かつ２．４８ｇ／ｃｍ３以下、２．４０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．４５ｇ／ｃｍ３以下、２．４２ｇ／ｃｍ３以上かつ２．４５ｇ／ｃｍ３以下、又は２．４０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．４２ｇ／ｃｍ３以下の密度を有する。上記の範囲には、明示的に開示された範囲内のすべてのサブ範囲が含まれるものと理解されたい。
【0185】
最終製品
本明細書に開示されるガラス及びガラスセラミック物品は、ディスプレイを備えた物品（又はディスプレイ物品）（例えば、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、ウェアラブルデバイス（例えば、時計）などを含む、消費者向け電化製品）、建築用品、輸送用品（例えば、自動車、列車、航空機、船舶など、例えば、内装ディスプレイカバー、窓、若しくはフロントガラスなどに使用するもの）、家電機器用品、又は透明度、耐スクラッチ性、耐摩耗性、若しくはそれらの組合せを必要とする任意の物品などの別の物品に組み込むことができる。本明細書に開示される強化ガラスセラミック物品のいずれかを組み込む例示的な物品が図１２Ａ及び１２Ｂに示されている。
本明細書に開示されるガラス及びガラスセラミック物品は、ディスプレイを備えた物品（又はディスプレイ物品）（例えば、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、ウェアラブルデバイス（例えば、時計）などを含む、消費者向け電化製品）、建築用品、輸送用品（例えば、自動車、列車、航空機、船舶など、例えば、内装ディスプレイカバー、窓、若しくはフロントガラスなどに使用するもの）、家電機器用品、又は透明度、耐スクラッチ性、耐摩耗性、若しくはそれらの組合せを必要とする任意の物品などの別の物品に組み込むことができる。本明細書に開示される強化ガラスセラミック物品のいずれかを組み込む例示的な物品が図１２Ａ及び１２Ｂに示されている。
【0186】
具体的には、図１２Ａ及び１２Ｂは、前面２０４、背面２０６、及び側面２０８を有する筐体２０２；筐体内部に少なくとも部分的に、又は筐体内に全体的にあり、少なくともコントローラと、メモリと、筐体の前面にあるか又はそれに隣接するディスプレイ２１０とを含む電気部品（図示せず）；並びに、ディスプレイの上方になるように、筐体の前面又はその上にあるカバー基板２１２を含む、消費者向け電子機器２００を示している。幾つかの実施形態では、カバー基板２１２又は筐体２０２の一部のうちの少なくとも一方は、本明細書に開示されるガラスセラミック強化物品のいずれかを含みうる。
【0187】
したがって、本明細書に記載されるさまざまな実施形態は、従来の技法に従ってセラミック化されたガラス物品と比較して、ガラスセラミック物品の応力に悪影響を与えず、又はさらに応力を改善しつつ、優れた光学品質及び低減された反りを有するガラスセラミック物品を製造するために使用することができる。このようなガラスセラミック物品は、その強度性能及び高い透過率値に起因して、携帯電子機器での使用に特によく適しているであろう。
【実施例】
【0188】
以下の実施例によって、さまざまな実施形態がさらに明らかになるであろう。
【0189】
実施例
以下の表１に示される組成物を溶融することによってガラス前駆体組成物を形成し、従来のガラス溶融プロセスを使用した：
以下の表１に示される組成物を溶融することによってガラス前駆体組成物を形成し、従来のガラス溶融プロセスを使用した：
【0190】
【表1】
【0191】
ガラス前駆体組成物を厚さ０．６ｍｍのガラス物品へと成形し、ガラス前駆体を５７５℃の核形成温度に加熱して３時間保持し、次いでガラス前駆体を７３５℃の成長温度に加熱して１時間保持する熱処理に供した。図６は、ガラスセラミックのＸＲＤスペクトルを示しており、主として葉長石と二ケイ酸リチウム結晶相を少量のバージライトとともに示している。比較試料は、次のガラス組成物から同様の方法で調製した：
【0192】
【表2】
【0193】
実施例２
ガラス前駆体を実施例１に従って成形し、以下の表２に示されるようにさまざまな二段階の熱処理に供した。各試料及び比較試料の相集合体をＸＲＤで測定し、またＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏセットアップを使用して ０．６ｍｍ厚の研磨されたガラスセラミック物品のヘイズも測定した。結果が以下の表３に示されている。
ガラス前駆体を実施例１に従って成形し、以下の表２に示されるようにさまざまな二段階の熱処理に供した。各試料及び比較試料の相集合体をＸＲＤで測定し、またＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏセットアップを使用して ０．６ｍｍ厚の研磨されたガラスセラミック物品のヘイズも測定した。結果が以下の表３に示されている。
【0194】
【表3】
【0195】
実施例３
ガラス前駆体を実施例１に従って成形し、表４に示される三段階の熱処理に供した。この試料及び比較試料の相集合体をＸＲＤで測定した。
ガラス前駆体を実施例１に従って成形し、表４に示される三段階の熱処理に供した。この試料及び比較試料の相集合体をＸＲＤで測定した。
【0196】
【表4】
【0197】
実施例４
ガラス前駆体を実施例１に従って形成し、表５に示される二段階の熱処理に供した。これらの比較試料の相集合体をＸＲＤで測定した。表４の比較試料のいずれも、所望の相集合体を有していなかった。
ガラス前駆体を実施例１に従って形成し、表５に示される二段階の熱処理に供した。これらの比較試料の相集合体をＸＲＤで測定した。表４の比較試料のいずれも、所望の相集合体を有していなかった。
【0198】
【表5】
【0199】
実施例５
０．５ｍｍ及び０．６ｍｍの厚さを有する、実施例２の試料１に従って製造したガラスセラミックを、以下の表６に示されるイオン交換条件を使用して化学強化に供した。圧縮応力（ＣＳ）、圧縮の深さ（ＤＯＣ）、中心張力（ＣＴ）、ＣＳ／ＣＴ比、及び厚さに対して正規化したＤＯＣ（すなわち、ＤＯＣ（ｍｍ）／厚さ（ｍｍ））が表５に提供されている。比較例２６及び２７を、５８０℃で２時間及び４５分セラミック化し、その後、７５５℃で４５分間セラミック化した。
０．５ｍｍ及び０．６ｍｍの厚さを有する、実施例２の試料１に従って製造したガラスセラミックを、以下の表６に示されるイオン交換条件を使用して化学強化に供した。圧縮応力（ＣＳ）、圧縮の深さ（ＤＯＣ）、中心張力（ＣＴ）、ＣＳ／ＣＴ比、及び厚さに対して正規化したＤＯＣ（すなわち、ＤＯＣ（ｍｍ）／厚さ（ｍｍ））が表５に提供されている。比較例２６及び２７を、５８０℃で２時間及び４５分セラミック化し、その後、７５５℃で４５分間セラミック化した。
【0200】
【表6】
【0201】
図７Ａは、比較試料２６及び試料２のガラスセラミックの応力プロファイルを示しており、図７Ｂは、比較試料２７及び試料３のガラスセラミックの応力プロファイルを示している。表７は、図７Ａ及び図７Ｂで得られたデータを示している。
【0202】
【表7】
【0203】
図７Ｃは、イオン交換処理の継続時間の関数（平方根）として測定したガラスセラミックの中心張力のグラフを示している。図７Ｃに示されるように、中心張力はイオン交換プロセスの継続時間とともにある点まで増加し、その後、中心張力は減少し始める；これは、イオン交換プロセスの継続時間を調整すると中心張力が最大化される一方で、イオン交換をより長く実施するだけでは必ずしも最大中心張力が達成されるわけではないことを示している。
【0204】
実施例６
試料２、比較試料２６、試料３、及び比較試料２７の損傷耐性は、平らな面から湾曲した面までの範囲の表面を有する単純な振り子ベースの動的衝撃試験を含む装置を使用して実施した表面衝撃装置を使用して実施した。この試験では、ガラスセラミック物品の試験片が振り子のボブに取り付けられ、次にそれを使用して試験片を粗い衝撃面と接触させる。該装置は、ここに参照することによってその全体が本明細書に取り込まれる、国際公開第２０１７／１００６４６号に詳細に記載されている。試験を実施するために、試料をホルダに充填し、次に振り子の平衡位置から後方に引っ張り、解放して、衝撃面に動的な衝撃を与える。結果が図８に示されている。
試料２、比較試料２６、試料３、及び比較試料２７の損傷耐性は、平らな面から湾曲した面までの範囲の表面を有する単純な振り子ベースの動的衝撃試験を含む装置を使用して実施した表面衝撃装置を使用して実施した。この試験では、ガラスセラミック物品の試験片が振り子のボブに取り付けられ、次にそれを使用して試験片を粗い衝撃面と接触させる。該装置は、ここに参照することによってその全体が本明細書に取り込まれる、国際公開第２０１７／１００６４６号に詳細に記載されている。試験を実施するために、試料をホルダに充填し、次に振り子の平衡位置から後方に引っ張り、解放して、衝撃面に動的な衝撃を与える。結果が図８に示されている。
【0205】
実施例７
試料３及び比較試料２７のガラスセラミックを使用して応力プロファイルを測定し、表８に示される異なるイオン交換条件を使用して測定した。
試料３及び比較試料２７のガラスセラミックを使用して応力プロファイルを測定し、表８に示される異なるイオン交換条件を使用して測定した。
【0206】
【表8】
【0207】
これらの試料の損傷耐性を、実施例６に記載した表面衝撃装置を使用して実施した。結果が図９に示されている。
【0208】
実施例８
０．１２質量％のＬｉＮＯ３、０．５質量％のＮａＮＯ２、及び０．５質量％のケイ酸の上乗せ添加で、６０質量％のＫＮＯ３、４０質量％のＮａＮＯ３の同一のイオン交換媒体を維持しつつ、試料２及び試料３のガラスセラミックのイオン交換温度と期間の影響を試験した。イオン交換温度及び期間、並びに圧縮応力、中心張力、及び圧縮深さが、以下の表９に示されている。
０．１２質量％のＬｉＮＯ３、０．５質量％のＮａＮＯ２、及び０．５質量％のケイ酸の上乗せ添加で、６０質量％のＫＮＯ３、４０質量％のＮａＮＯ３の同一のイオン交換媒体を維持しつつ、試料２及び試料３のガラスセラミックのイオン交換温度と期間の影響を試験した。イオン交換温度及び期間、並びに圧縮応力、中心張力、及び圧縮深さが、以下の表９に示されている。
【0209】
【表9】
【0210】
５００℃で８時間強化及び５３０℃で４時間強化した試料３の応力プロファイルが図１０に示されている。比較試料のイオン交換条件は次の通りである：浴は、６０質量％のＫＮＯ３、４０質量％のＮａＮＯ３、及び０．１２質量％のＬｉＮＯ３で構成されており、これを５００℃で８時間処理した。試料３を、６０質量％のＫＮＯ３、４０質量％のＮａＮＯ３、及び０．１２質量％のＬｉＮＯ３で構成された浴で処理し、５００℃で８時間処理した。また、試料３を、６０質量％のＫＮＯ３、４０質量％のＮａＮＯ３、及び０．１２質量％のＬｉＮＯ３で構成された浴で処理し、５３０℃で４時間処理した。
【0211】
実施例９
落下試験を使用して、ガラスセラミックの耐久性を試験した。試験では、実施例８の５３０℃で６時間イオン交換した試料２を、同じ条件下でイオン交換した比較組成物の０．６ｍｍ厚のガラスセラミックと比較した。実施例８の５３０℃で４時間イオン交換した試料３を、同じ条件下でイオン交換した比較組成物の０．５ｍｍ厚のガラスセラミックと比較した。試料をＣｏｒｎｉｎｇ Ｃｌｕｂｍｅｈｄパックに取り付け、８０グリットのサンドペーパー上に１０ｃｍ間隔で最大２２０ｃｍの高さから落下させ、破損を記録した。図１１では、破線（点線）の円は破損を表し、実線の円は耐え抜いたことを示している。
落下試験を使用して、ガラスセラミックの耐久性を試験した。試験では、実施例８の５３０℃で６時間イオン交換した試料２を、同じ条件下でイオン交換した比較組成物の０．６ｍｍ厚のガラスセラミックと比較した。実施例８の５３０℃で４時間イオン交換した試料３を、同じ条件下でイオン交換した比較組成物の０．５ｍｍ厚のガラスセラミックと比較した。試料をＣｏｒｎｉｎｇ Ｃｌｕｂｍｅｈｄパックに取り付け、８０グリットのサンドペーパー上に１０ｃｍ間隔で最大２２０ｃｍの高さから落下させ、破損を記録した。図１１では、破線（点線）の円は破損を表し、実線の円は耐え抜いたことを示している。
【0212】
実施例１０
試験は、円錐球状のダイヤモンドチップ（角度９０度／半径１０μｍ）を使用して行う。ダイヤモンドの先端が材料の表面に接触し、０．０５Ｎの力を印加した後、荷重を０．０５Ｎから１．６Ｎに増加させながら、先端を試料上で１０ｍｍ移動させる。引っ掻き傷がついたら、先端を材料の表面から離す。
試験は、円錐球状のダイヤモンドチップ（角度９０度／半径１０μｍ）を使用して行う。ダイヤモンドの先端が材料の表面に接触し、０．０５Ｎの力を印加した後、荷重を０．０５Ｎから１．６Ｎに増加させながら、先端を試料上で１０ｍｍ移動させる。引っ掻き傷がついたら、先端を材料の表面から離す。
【0213】
図１２Ａは、化学的に強化されていないが、５７５℃で４時間、及び７３５℃でさらに１時間セラミック化した、試料１の０．５ｍｍ厚のガラスセラミックでの引っ掻き試験の結果を示している。１２Ｂは、表２に示した比較試料の０．６ｍｍ厚のガラスセラミックを、５８０℃で２．７５時間、７５５℃でさらに０．７５時間セラミック化した際の引っ掻き試験の結果を示している。
【0214】
特許請求の範囲に記載の主題の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される実施形態にさまざまな修正及び変更を加えることができることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本明細書は、このような修正及び変更が添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内に入る限り、本明細書、に記載されるさまざまな実施形態の修正及び変更に及ぶことが意図されている。
【0215】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0216】
実施形態１
ガラスセラミック物品であって、
６５．００質量％以上かつ８０．００質量％以下のＳｉＯ２、
４．００質量％超かつ１２．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３、
０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、
８．００質量％以上かつ１７．００質量％以下のＬｉ２Ｏ、
４．００質量％以上かつ１５．００質量％以下のＺｒＯ２、及び
０．０５質量％以上かつ４．００質量％以下のＣａＯ
を含む、ガラスセラミック物品。
ガラスセラミック物品であって、
６５．００質量％以上かつ８０．００質量％以下のＳｉＯ２、
４．００質量％超かつ１２．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３、
０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、
８．００質量％以上かつ１７．００質量％以下のＬｉ２Ｏ、
４．００質量％以上かつ１５．００質量％以下のＺｒＯ２、及び
０．０５質量％以上かつ４．００質量％以下のＣａＯ
を含む、ガラスセラミック物品。
【0217】
実施形態２
Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、実施形態１に記載のガラスセラミック物品。
Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、実施形態１に記載のガラスセラミック物品。
【0218】
実施形態３
前記ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１２未満のヘイズを有する、実施形態１又は２に記載のガラスセラミック物品。
前記ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１２未満のヘイズを有する、実施形態１又は２に記載のガラスセラミック物品。
【0219】
実施形態４
前記ガラスセラミック物品が、４５０ｎｍから８００ｎｍの波長で測定して８５％以上の平均透過率を有する、実施形態１から３のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
前記ガラスセラミック物品が、４５０ｎｍから８００ｎｍの波長で測定して８５％以上の平均透過率を有する、実施形態１から３のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0220】
実施形態５
前記ガラスセラミック物品が、
３０質量％以上かつ５０質量％以下の二ケイ酸リチウム、
３０質量％以上かつ５０質量％以下の葉長石、及び
５質量％未満の、二ケイ酸リチウムと葉長石以外の結晶相の合計
を含む、実施形態１から４のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
前記ガラスセラミック物品が、
３０質量％以上かつ５０質量％以下の二ケイ酸リチウム、
３０質量％以上かつ５０質量％以下の葉長石、及び
５質量％未満の、二ケイ酸リチウムと葉長石以外の結晶相の合計
を含む、実施形態１から４のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0221】
実施形態６
前記ガラスセラミック物品が、５質量％以上かつ２０質量％以下の残留非晶質ガラスを含む、実施形態１から５のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
前記ガラスセラミック物品が、５質量％以上かつ２０質量％以下の残留非晶質ガラスを含む、実施形態１から５のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0222】
実施形態７
前記ガラスセラミック物品が、０．５以上かつ１．５以下の二ケイ酸リチウムの葉長石に対する重量比を有する、実施形態１から６のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
前記ガラスセラミック物品が、０．５以上かつ１．５以下の二ケイ酸リチウムの葉長石に対する重量比を有する、実施形態１から６のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0223】
実施形態８
６８．００質量％以上かつ７４．００質量％以下のＳｉＯ２を含む、実施形態１から７のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
６８．００質量％以上かつ７４．００質量％以下のＳｉＯ２を含む、実施形態１から７のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0224】
実施形態９
５．００質量％超かつ９．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３を含む、実施形態１から８のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
５．００質量％超かつ９．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３を含む、実施形態１から８のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0225】
実施形態１０
１．００質量％以上かつ３．００質量％以下のＰ２Ｏ５を含む、実施形態１から９のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
１．００質量％以上かつ３．００質量％以下のＰ２Ｏ５を含む、実施形態１から９のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0226】
実施形態１１
９．００質量％以上かつ１４．００質量％以下のＬｉ２Ｏを含む、実施形態１から１０のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
９．００質量％以上かつ１４．００質量％以下のＬｉ２Ｏを含む、実施形態１から１０のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0227】
実施形態１２
４．５０質量％以上かつ８．００質量％以下のＺｒＯ２を含む、実施形態１から１１のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
４．５０質量％以上かつ８．００質量％以下のＺｒＯ２を含む、実施形態１から１１のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0228】
実施形態１３
０．１０質量％以上かつ１．００質量％以下のＣａＯを含む、実施形態１から１２のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
０．１０質量％以上かつ１．００質量％以下のＣａＯを含む、実施形態１から１２のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0229】
実施形態１４
０．０１質量％以上かつ０．５質量％以下のＳｎＯ２を含む、実施形態１から１３のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
０．０１質量％以上かつ０．５質量％以下のＳｎＯ２を含む、実施形態１から１３のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0230】
実施形態１５
前記ガラスセラミック物品が０．１ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態１から１４のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
前記ガラスセラミック物品が０．１ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態１から１４のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0231】
実施形態１６
前記ガラスセラミック物品が０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態１から１５のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
前記ガラスセラミック物品が０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態１から１５のいずれかに記載のガラスセラミック物品。
【0232】
実施形態１７
電子デバイスであって、
筐体、
ディスプレイ、
実施形態１から１６のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む、前記ディスプレイに隣接したカバー基板
を備えた、電子デバイス。
電子デバイスであって、
筐体、
ディスプレイ、
実施形態１から１６のいずれかに記載のガラスセラミック物品を含む、前記ディスプレイに隣接したカバー基板
を備えた、電子デバイス。
【0233】
実施形態１８
強化ガラスセラミック物品であって、
第１の表面、
第２の表面、及び
前記第１の表面から前記第２の表面まで延びる厚さｔ
を含み、
前記強化ガラスセラミック物品が前記第１の表面に表面圧縮応力を有し、
応力が、前記第１の表面から前記強化ガラスセラミック物品の中心線に向かって測定して０．１５ｔ以上かつ０．２５ｔ以下の深さで圧縮応力から引張応力へと遷移し、かつ
前記強化ガラスセラミック物品が最大中心張力ｍＣＴを有し、前記表面圧縮応力の絶対値が、前記第１の表面で測定して、１．５ｍＣＴ以上かつ２．５ｍＣＴ以下である、
強化ガラスセラミック物品。
強化ガラスセラミック物品であって、
第１の表面、
第２の表面、及び
前記第１の表面から前記第２の表面まで延びる厚さｔ
を含み、
前記強化ガラスセラミック物品が前記第１の表面に表面圧縮応力を有し、
応力が、前記第１の表面から前記強化ガラスセラミック物品の中心線に向かって測定して０．１５ｔ以上かつ０．２５ｔ以下の深さで圧縮応力から引張応力へと遷移し、かつ
前記強化ガラスセラミック物品が最大中心張力ｍＣＴを有し、前記表面圧縮応力の絶対値が、前記第１の表面で測定して、１．５ｍＣＴ以上かつ２．５ｍＣＴ以下である、
強化ガラスセラミック物品。
【0234】
実施形態１９
前記強化ガラスセラミック物品の前記第１の表面から前記強化ガラスセラミック物品の前記中心線まで測定した厚さが増加するにつれて、圧縮応力が、０．０７ｔ以上の厚さから０．２６ｔの厚さまで線形関数で減少する、実施形態１８に記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品の前記第１の表面から前記強化ガラスセラミック物品の前記中心線まで測定した厚さが増加するにつれて、圧縮応力が、０．０７ｔ以上の厚さから０．２６ｔの厚さまで線形関数で減少する、実施形態１８に記載の強化ガラスセラミック物品。
【0235】
実施形態２０
前記強化ガラスセラミック物品が、２５０ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下の圧縮応力を有する、実施形態１８又は１９に記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、２５０ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下の圧縮応力を有する、実施形態１８又は１９に記載の強化ガラスセラミック物品。
【0236】
実施形態２１
前記強化ガラスセラミック物品が、３００ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下の圧縮応力を有する、実施形態１８から２０のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、３００ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下の圧縮応力を有する、実施形態１８から２０のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0237】
実施形態２２
前記強化ガラスセラミック物品が、１００ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下の中心張力を有する、実施形態１８から２１のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、１００ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下の中心張力を有する、実施形態１８から２１のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0238】
実施形態２３
前記強化ガラスセラミック物品が、１４０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下の中心張力を有する、実施形態１８から２２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、１４０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下の中心張力を有する、実施形態１８から２２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0239】
実施形態２４
前記強化ガラスセラミック物品が、２２Ｊ／ｍ２以上かつ６０Ｊ／ｍ２以下の蓄積歪みエネルギーを有する、実施形態１８から２３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、２２Ｊ／ｍ２以上かつ６０Ｊ／ｍ２以下の蓄積歪みエネルギーを有する、実施形態１８から２３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0240】
実施形態２５
前記強化ガラスセラミック物品が、１．０ＭＰａ√ｍ以上かつ２．０ＭＰａ√ｍ以下の破壊靱性を有する、実施形態１８から２２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、１．０ＭＰａ√ｍ以上かつ２．０ＭＰａ√ｍ以下の破壊靱性を有する、実施形態１８から２２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0241】
実施形態２６
前記強化ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、実施形態１８から２３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、実施形態１８から２３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0242】
実施形態２７
前記強化ガラスセラミック物品が、２．４０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．６０ｇ／ｃｍ３以下の密度を有する、実施形態１８から２６のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、２．４０ｇ／ｃｍ３以上かつ２．６０ｇ／ｃｍ３以下の密度を有する、実施形態１８から２６のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0243】
実施形態２８
前記強化ガラスセラミック物品が、８０グリットを使用して０．６ｍｍの厚さを有するガラスセラミック物品で測定して、３５０ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下の破壊強度を有する、実施形態１８から２７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、８０グリットを使用して０．６ｍｍの厚さを有するガラスセラミック物品で測定して、３５０ＭＰａ以上かつ４５０ＭＰａ以下の破壊強度を有する、実施形態１８から２７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0244】
実施形態２９
前記強化ガラスセラミック物品が、
３００ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下の最大圧縮応力、
１２０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下の最大中心張力、及び
０．６ｍｍの厚さを有する強化ガラスセラミック物品で測定して、４５０ＭＰａ以上かつ５５０ＭＰａ以下の破壊応力
を有する、実施形態１８から２７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、
３００ＭＰａ以上かつ４００ＭＰａ以下の最大圧縮応力、
１２０ＭＰａ以上かつ１７０ＭＰａ以下の最大中心張力、及び
０．６ｍｍの厚さを有する強化ガラスセラミック物品で測定して、４５０ＭＰａ以上かつ５５０ＭＰａ以下の破壊応力
を有する、実施形態１８から２７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0245】
実施形態３０
前記強化ガラスセラミック物品が、
６５．００質量％以上かつ８０．００質量％以下のＳｉＯ２、
８．００質量％以上かつ１７．００質量％以下のＬｉ２Ｏ、及び
４．００質量％以上かつ１５．００質量％以下のＺｒＯ２
をその中心に含む、実施形態１８から２９のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、
６５．００質量％以上かつ８０．００質量％以下のＳｉＯ２、
８．００質量％以上かつ１７．００質量％以下のＬｉ２Ｏ、及び
４．００質量％以上かつ１５．００質量％以下のＺｒＯ２
をその中心に含む、実施形態１８から２９のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0246】
実施形態３１
前記強化ガラスセラミック物品が、その中心に、４．００質量％超かつ１２．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３を含む、実施形態１８から３０のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、その中心に、４．００質量％超かつ１２．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３を含む、実施形態１８から３０のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0247】
実施形態３２
前記強化ガラスセラミック物品が、その中心に、０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５を含む、実施形態１８から３１のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、その中心に、０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５を含む、実施形態１８から３１のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0248】
実施形態３３
前記強化ガラスセラミック物品が、その中心に、０．０５質量％以上かつ４．００質量％以下のＣａＯを含む、実施形態１８から３２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、その中心に、０．０５質量％以上かつ４．００質量％以下のＣａＯを含む、実施形態１８から３２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0249】
実施形態３４
６８．００質量％以上かつ７４．００質量％以下のＳｉＯ２をその中心に含む、実施形態１８から３３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
６８．００質量％以上かつ７４．００質量％以下のＳｉＯ２をその中心に含む、実施形態１８から３３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0250】
実施形態３５
５．００質量％超かつ９．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３をその中心に含む、実施形態１８から３４のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
５．００質量％超かつ９．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３をその中心に含む、実施形態１８から３４のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0251】
実施形態３６
１．００質量％以上かつ３．００質量％以下のＰ２Ｏ５をその中心に含む、実施形態１８から３５のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
１．００質量％以上かつ３．００質量％以下のＰ２Ｏ５をその中心に含む、実施形態１８から３５のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0252】
実施形態３７
９．００質量％以上かつ１４．００質量％以下のＬｉ２Ｏをその中心に含む、実施形態１８から３６のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
９．００質量％以上かつ１４．００質量％以下のＬｉ２Ｏをその中心に含む、実施形態１８から３６のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0253】
実施形態３８
４．５０質量％以上かつ８．００質量％以下のＺｒＯ２をその中心に含む、実施形態１８から３７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
４．５０質量％以上かつ８．００質量％以下のＺｒＯ２をその中心に含む、実施形態１８から３７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0254】
実施形態３９
０．１０質量％以上かつ１．００質量％以下のＣａＯをその中心に含む、実施形態１８から３８のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
０．１０質量％以上かつ１．００質量％以下のＣａＯをその中心に含む、実施形態１８から３８のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0255】
実施形態４０
０．０１質量％以上かつ０．５質量％以下のＳｎＯ２をその中心に含む、実施形態１８から３９のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
０．０１質量％以上かつ０．５質量％以下のＳｎＯ２をその中心に含む、実施形態１８から３９のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0256】
実施形態４１
前記強化ガラスセラミック物品が、
３０質量％以上かつ５０質量％以下の二ケイ酸リチウム、
３０質量％以上かつ５０質量％以下の葉長石、及び
３質量％未満の、二ケイ酸リチウムと葉長石以外の結晶相の合計
を含む、実施形態１８から４０のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、
３０質量％以上かつ５０質量％以下の二ケイ酸リチウム、
３０質量％以上かつ５０質量％以下の葉長石、及び
３質量％未満の、二ケイ酸リチウムと葉長石以外の結晶相の合計
を含む、実施形態１８から４０のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0257】
実施形態４２
前記強化ガラスセラミック物品が、５質量％以上かつ２０質量％以下の残留非晶質ガラスを含む、実施形態１８から４１のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、５質量％以上かつ２０質量％以下の残留非晶質ガラスを含む、実施形態１８から４１のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0258】
実施形態４３
前記強化ガラスセラミック物品が、０．５以上かつ１．５以下の二ケイ酸リチウムの葉長石に対する重量比を有する、実施形態１８から４２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、０．５以上かつ１．５以下の二ケイ酸リチウムの葉長石に対する重量比を有する、実施形態１８から４２のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0259】
実施形態４４
前記強化ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して厚さ０．６ｍｍのガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、実施形態１８から４３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して厚さ０．６ｍｍのガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、実施形態１８から４３のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0260】
実施形態４５
前記強化ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して厚さ０．６ｍｍのガラスセラミック物品で測定して、０．１２未満のヘイズを有する、実施形態１８から４４のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して厚さ０．６ｍｍのガラスセラミック物品で測定して、０．１２未満のヘイズを有する、実施形態１８から４４のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0261】
実施形態４６
前記強化ガラスセラミック物品が、４５０ｎｍから８００ｎｍの波長で測定して８５％以上の平均透過率を有する、実施形態１８から４５のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、４５０ｎｍから８００ｎｍの波長で測定して８５％以上の平均透過率を有する、実施形態１８から４５のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0262】
実施形態４７
前記強化ガラスセラミック物品が、０．１ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態１８から４６のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、０．１ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態１８から４６のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0263】
実施形態４８
前記強化ガラスセラミック物品が、０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態１８から４７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
前記強化ガラスセラミック物品が、０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態１８から４７のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品。
【0264】
実施形態４９
電子デバイスであって、
筐体、
ディスプレイ、
実施形態１８から４８のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む、前記ディスプレイに隣接したカバー基板
を備えた、電子デバイス。
電子デバイスであって、
筐体、
ディスプレイ、
実施形態１８から４８のいずれかに記載の強化ガラスセラミック物品を含む、前記ディスプレイに隣接したカバー基板
を備えた、電子デバイス。
【0265】
実施形態５０
ガラスセラミックを形成する方法において、
前駆体ガラス組成物を核形成温度まで加熱する工程であって、前記核形成温度が５５０℃以上かつ６５０℃以下である、工程、
前記前駆体ガラス組成物を、前記核形成温度以上かつ６５０℃以下の範囲の温度で第１の期間保持して、核形成前駆体ガラス組成物を形成する工程、
前記核形成前駆体ガラス組成物を成長温度まで加熱する工程であって、前記成長温度が６８０℃以上かつ８００℃以下である、工程、及び
前記核形成前駆体ガラス組成物を、前記成長温度以上かつ８００℃以下の範囲の温度で第２の期間保持して、前記ガラスセラミックを形成する工程
を含む、方法。
ガラスセラミックを形成する方法において、
前駆体ガラス組成物を核形成温度まで加熱する工程であって、前記核形成温度が５５０℃以上かつ６５０℃以下である、工程、
前記前駆体ガラス組成物を、前記核形成温度以上かつ６５０℃以下の範囲の温度で第１の期間保持して、核形成前駆体ガラス組成物を形成する工程、
前記核形成前駆体ガラス組成物を成長温度まで加熱する工程であって、前記成長温度が６８０℃以上かつ８００℃以下である、工程、及び
前記核形成前駆体ガラス組成物を、前記成長温度以上かつ８００℃以下の範囲の温度で第２の期間保持して、前記ガラスセラミックを形成する工程
を含む、方法。
【0266】
実施形態５１
前記第１の期間及び前記第２の期間が各々、１分以上かつ２４０分以下である、実施形態５０に記載の方法。
前記第１の期間及び前記第２の期間が各々、１分以上かつ２４０分以下である、実施形態５０に記載の方法。
【0267】
実施形態５２
前記前駆体ガラス組成物を前記核形成温度以上かつ６５０℃以下の範囲の温度で第１の期間保持する工程が、前記核形成温度で前記第１の期間、等温保持することである、実施形態５０又は５１に記載の方法。
前記前駆体ガラス組成物を前記核形成温度以上かつ６５０℃以下の範囲の温度で第１の期間保持する工程が、前記核形成温度で前記第１の期間、等温保持することである、実施形態５０又は５１に記載の方法。
【0268】
実施形態５３
前記核形成前駆体ガラス組成物を前記成長温度以上かつ８００℃以下の範囲の温度で第２の期間保持する工程が、前記成長温度で前記第２の期間、等温保持することを含む、実施形態５０から５２のいずれかに記載の方法。
前記核形成前駆体ガラス組成物を前記成長温度以上かつ８００℃以下の範囲の温度で第２の期間保持する工程が、前記成長温度で前記第２の期間、等温保持することを含む、実施形態５０から５２のいずれかに記載の方法。
【0269】
実施形態５４
前記前駆体ガラス組成物を前記核形成温度以上かつ６５０℃以下の範囲の温度で第１の期間保持する工程が、前記前駆体ガラス組成物を前記核形成温度から６５０℃以下の温度まで前記第１の期間加熱することを含む、実施形態５０から５３のいずれかに記載の方法。
前記前駆体ガラス組成物を前記核形成温度以上かつ６５０℃以下の範囲の温度で第１の期間保持する工程が、前記前駆体ガラス組成物を前記核形成温度から６５０℃以下の温度まで前記第１の期間加熱することを含む、実施形態５０から５３のいずれかに記載の方法。
【0270】
実施形態５５
前記核形成前駆体ガラス組成物を前記成長温度以上かつ８００℃以下の範囲の温度で第２の期間保持する工程が、前記核形成前駆体ガラス組成物を前記成長温度から８００℃以下の温度まで前記第２の期間加熱することを含む、実施形態５０から５４のいずれかに記載の方法。
前記核形成前駆体ガラス組成物を前記成長温度以上かつ８００℃以下の範囲の温度で第２の期間保持する工程が、前記核形成前駆体ガラス組成物を前記成長温度から８００℃以下の温度まで前記第２の期間加熱することを含む、実施形態５０から５４のいずれかに記載の方法。
【0271】
実施形態５６
前駆体ガラス組成物を核形成温度まで加熱する工程であって、前記核形成温度が５５０℃以上かつ６５０℃以下である工程と、前記核形成前駆体ガラス組成物を成長温度まで加熱する工程であって、前記成長温度が６８０℃以上かつ８００℃以下である工程が、前記前駆体ガラス組成物及び前記核形成前駆体ガラス組成物の加熱が０．１℃／分以上かつ５０℃／分以下の加熱速度で行われることを含む、実施形態５０から５５のいずれかに記載の方法。
前駆体ガラス組成物を核形成温度まで加熱する工程であって、前記核形成温度が５５０℃以上かつ６５０℃以下である工程と、前記核形成前駆体ガラス組成物を成長温度まで加熱する工程であって、前記成長温度が６８０℃以上かつ８００℃以下である工程が、前記前駆体ガラス組成物及び前記核形成前駆体ガラス組成物の加熱が０．１℃／分以上かつ５０℃／分以下の加熱速度で行われることを含む、実施形態５０から５５のいずれかに記載の方法。
【0272】
実施形態５７
前記ガラスセラミックを、溶融カリウム塩、溶融ナトリウム塩、及び溶融リチウム塩を含むイオン交換媒体に曝露して強化ガラスセラミックを形成する工程
をさらに含む、実施形態５０から５６のいずれかに記載の方法。
前記ガラスセラミックを、溶融カリウム塩、溶融ナトリウム塩、及び溶融リチウム塩を含むイオン交換媒体に曝露して強化ガラスセラミックを形成する工程
をさらに含む、実施形態５０から５６のいずれかに記載の方法。
【0273】
実施形態５８
前記イオン交換媒体が、
５０質量％以上かつ７０質量％以下のＫＮＯ３、
３０質量％以上かつ５０質量％以下のＮａＮＯ３、及び
０．０５質量％以上かつ０．１５質量％以下のＬｉＮＯ３
を含む、実施形態５７に記載の方法。
前記イオン交換媒体が、
５０質量％以上かつ７０質量％以下のＫＮＯ３、
３０質量％以上かつ５０質量％以下のＮａＮＯ３、及び
０．０５質量％以上かつ０．１５質量％以下のＬｉＮＯ３
を含む、実施形態５７に記載の方法。
【0274】
実施形態５９
前記イオン交換媒体が０．０８質量％以上かつ０．１２質量％以下のＬｉＮＯ３を含む、実施形態５７又は５８に記載の方法。
前記イオン交換媒体が０．０８質量％以上かつ０．１２質量％以下のＬｉＮＯ３を含む、実施形態５７又は５８に記載の方法。
【0275】
実施形態６０
前記イオン交換媒体が、ＮａＮＯ２とケイ酸をさらに含む、実施形態５７から５９のいずれかに記載の方法。
前記イオン交換媒体が、ＮａＮＯ２とケイ酸をさらに含む、実施形態５７から５９のいずれかに記載の方法。
【0276】
実施形態６１
前記ガラスセラミックに曝露されている間の前記イオン交換媒体の温度が、４５０℃以上かつ５５０℃以下であり、かつ
前記ガラスセラミックが、１時間以上かつ１６時間以下の期間、前記イオン交換媒体に曝露される、
実施形態５７から６０のいずれかに記載の方法。
前記ガラスセラミックに曝露されている間の前記イオン交換媒体の温度が、４５０℃以上かつ５５０℃以下であり、かつ
前記ガラスセラミックが、１時間以上かつ１６時間以下の期間、前記イオン交換媒体に曝露される、
実施形態５７から６０のいずれかに記載の方法。
【0277】
実施形態６２
ガラス物品であって、
６５．００質量％以上かつ８０．００質量％以下のＳｉＯ２、
４．００質量％超かつ１２．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３、
０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、
８．００質量％以上かつ１７．００質量％以下のＬｉ２Ｏ、
４．００質量％以上かつ１５．００質量％以下のＺｒＯ２、及び
０．０５質量％以上かつ４．００質量％以下のＣａＯ
をその中心に含む、ガラスセラミック物品。
ガラス物品であって、
６５．００質量％以上かつ８０．００質量％以下のＳｉＯ２、
４．００質量％超かつ１２．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３、
０．１０質量％以上かつ３．５質量％以下のＰ２Ｏ５、
８．００質量％以上かつ１７．００質量％以下のＬｉ２Ｏ、
４．００質量％以上かつ１５．００質量％以下のＺｒＯ２、及び
０．０５質量％以上かつ４．００質量％以下のＣａＯ
をその中心に含む、ガラスセラミック物品。
【0278】
実施形態６３
６８．００質量％以上かつ７４．００質量％以下のＳｉＯ２をその中心に含む、実施形態６２に記載のガラス物品。
６８．００質量％以上かつ７４．００質量％以下のＳｉＯ２をその中心に含む、実施形態６２に記載のガラス物品。
【0279】
実施形態６４
５．００質量％超かつ９．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３をその中心に含む、実施形態６２又は６３に記載のガラス物品。
５．００質量％超かつ９．００質量％以下のＡｌ２Ｏ３をその中心に含む、実施形態６２又は６３に記載のガラス物品。
【0280】
実施形態６５
１．００質量％以上かつ３．００質量％以下のＰ２Ｏ５をその中心に含む、実施形態６２から６４のいずれかに記載のガラス物品。
１．００質量％以上かつ３．００質量％以下のＰ２Ｏ５をその中心に含む、実施形態６２から６４のいずれかに記載のガラス物品。
【0281】
実施形態６６
９．００質量％以上かつ１４．００質量％以下のＬｉ２Ｏをその中心に含む、実施形態６２から６５のいずれかに記載のガラス物品。
９．００質量％以上かつ１４．００質量％以下のＬｉ２Ｏをその中心に含む、実施形態６２から６５のいずれかに記載のガラス物品。
【0282】
実施形態６７
４．５０質量％以上かつ８．００質量％以下のＺｒＯ２をその中心に含む、実施形態６２から６６のいずれかに記載のガラス物品。
４．５０質量％以上かつ８．００質量％以下のＺｒＯ２をその中心に含む、実施形態６２から６６のいずれかに記載のガラス物品。
【0283】
実施形態６８
０．１０質量％以上かつ１．００質量％以下のＣａＯをその中心に含む、実施形態６２から６７のいずれかに記載のガラス物品。
０．１０質量％以上かつ１．００質量％以下のＣａＯをその中心に含む、実施形態６２から６７のいずれかに記載のガラス物品。
【0284】
実施形態６９
０．０１質量％以上かつ０．５質量％以下のＳｎＯ２をその中心に含む、実施形態６２から６８のいずれかに記載のガラス物品。
０．０１質量％以上かつ０．５質量％以下のＳｎＯ２をその中心に含む、実施形態６２から６８のいずれかに記載のガラス物品。
【0285】
実施形態７０
前記ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、実施形態６２から６９のいずれかに記載のガラス物品。
前記ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して０．６ｍｍ厚のガラスセラミック物品で測定して、０．１５未満のヘイズを有する、実施形態６２から６９のいずれかに記載のガラス物品。
【0286】
実施形態７１
前記ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して厚さ０．６ｍｍのガラスセラミック物品で測定して、０．１２未満のヘイズを有する、実施形態６２から７０のいずれかに記載のガラス物品。
前記ガラスセラミック物品が、ＢＹＫ Ｈａｚｅｇａｒｄ Ｉ Ｐｒｏ Ｓｅｔｕｐを使用して厚さ０．６ｍｍのガラスセラミック物品で測定して、０．１２未満のヘイズを有する、実施形態６２から７０のいずれかに記載のガラス物品。
【0287】
実施形態７２
前記ガラスセラミック物品が、８５％以上の平均透過率を有する、実施形態６２から７１のいずれかに記載のガラス物品。
前記ガラスセラミック物品が、８５％以上の平均透過率を有する、実施形態６２から７１のいずれかに記載のガラス物品。
【0288】
実施形態７３
前記ガラス物品が０．１ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態６２から７２のいずれかに記載のガラス物品。
前記ガラス物品が０．１ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態６２から７２のいずれかに記載のガラス物品。
【0289】
実施形態７４
前記ガラス物品が０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態６２から７３のいずれかに記載のガラス物品。
前記ガラス物品が０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の厚さを有する、実施形態６２から７３のいずれかに記載のガラス物品。
【0290】
実施形態７５
電子デバイスであって、
筐体、
ディスプレイ、
実施形態６２から７４のいずれかに記載のガラス物品を含む、前記ディスプレイに隣接したカバー基板
を備えた、電子デバイス。
電子デバイスであって、
筐体、
ディスプレイ、
実施形態６２から７４のいずれかに記載のガラス物品を含む、前記ディスプレイに隣接したカバー基板
を備えた、電子デバイス。
【符号の説明】
【0291】
１０ デバイス落下機
１２ チャック
１４ チャック爪
１６ パック
１８ 落下面
１００ 強化ガラスセラミック物品
１０２ 第１の表面
１０４ 第２の表面
１０６ 圧縮応力（ＣＳ）層
１０８ 圧縮応力（ＣＳ）層
１１０ 中心張力領域
２００ 消費者向け電子機器
２０２ 筐体
２０４ 前面
２０６ 背面
２０８ 側面
２１０ ディスプレイ
２１２ カバー基板
１２ チャック
１４ チャック爪
１６ パック
１８ 落下面
１００ 強化ガラスセラミック物品
１０２ 第１の表面
１０４ 第２の表面
１０６ 圧縮応力（ＣＳ）層
１０８ 圧縮応力（ＣＳ）層
１１０ 中心張力領域
２００ 消費者向け電子機器
２０２ 筐体
２０４ 前面
２０６ 背面
２０８ 側面
２１０ ディスプレイ
２１２ カバー基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】
【国際調査報告】