專利名稱：微晶玻璃及反射鏡用基體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微晶玻璃(玻璃陶瓷)及以該微晶玻璃為構(gòu)成材料的反射鏡用基體。
背景技術(shù)：
微晶玻璃耐熱性優(yōu)異，因此作為構(gòu)成暴露在高溫的用途上所使用的各種機(jī)器部件的材料是有用的。作為暴露在高溫的用途上所使用的機(jī)器部件的代表例，有安裝光源燈從而與光源燈一起形成照明機(jī)器的反射鏡，對(duì)于該反射鏡，由于遭受光源燈的發(fā)熱而被高溫化，所以要求高的耐熱性。因此，對(duì)于構(gòu)成該反射鏡的基體當(dāng)然要求高的耐熱性。以往的基體一般以耐熱性優(yōu)異的派萊克斯(注冊(cè)商標(biāo))級(jí)玻璃為構(gòu)成材料而形成。
近年，對(duì)于照明裝置和放映機(jī)等，存在使用的光源燈進(jìn)行高亮度化的傾向，構(gòu)成采用高亮度光源燈的照明機(jī)器的反射鏡要求更高的耐熱性。
為了適應(yīng)這種要求，特公開(kāi)7-92527號(hào)公報(bào)提出采用以β-鋰輝石固溶體或β-鋰霞石固溶體為主要構(gòu)成成分的微晶玻璃構(gòu)成反射鏡的基體。這樣的微晶玻璃作為低膨脹微晶玻璃而被知曉，由于耐熱性優(yōu)異，所以可構(gòu)成高耐熱性的反射鏡。
另外，采用其他微晶玻璃構(gòu)成基體的例子在美國(guó)專利第5786286號(hào)說(shuō)明書(shū)中被提出。該說(shuō)明書(shū)所揭示的基體與這種形式的反射鏡的基體不同，是不會(huì)暴露在高熱下的基體，采用以六鋇長(zhǎng)石(hexacelsian)為主結(jié)晶相的結(jié)晶化度約50％的微晶玻璃構(gòu)成，熱膨脹系數(shù)α(×10-7/℃)為78～88，是極高的。
對(duì)于這些基體，構(gòu)成其微晶玻璃的玻璃原料是具有高熔點(diǎn)的，在成形基體時(shí)，必須在1500℃以上的高溫度下熔融玻璃原料。另外，基體的成形可采用沖壓成形、輥壓成形、澆鑄成形、吹塑成形等成形方法。但在這些成形方法中，由于將玻璃原料熔融至1500℃以上而進(jìn)行成形，所以使用的成形模的模面氧化，早期地產(chǎn)生表面粗糙，縮短了成形模的壽命。
尤其是當(dāng)成形模的模面產(chǎn)生表面粗糙時(shí)，不能得到基體的表面所要求的設(shè)定的面粗糙度。在這種狀態(tài)下，為了使所成形的基體的表面保持為所設(shè)定的面粗糙度，起因于其模面的表面粗糙，必須早期地更換成形模，為更換而準(zhǔn)備的多個(gè)成形模的費(fèi)用和更換成型模的更換作業(yè)的費(fèi)用大幅度地增加。
本申請(qǐng)發(fā)明人在早先申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2000-299507號(hào)申請(qǐng)中提出采用以與由β-鋰輝石固溶體或β-鋰霞石固溶體構(gòu)成的微晶玻璃不同的成分為主要構(gòu)成成分，具有與該微晶玻璃同等的耐熱性的微晶玻璃構(gòu)成反射鏡的基體的耐熱性優(yōu)異的反射鏡。
該反射鏡是在由微晶玻璃構(gòu)成的基體的表面蒸鍍薄的反射膜的反射鏡，是基體以SiO2、Al2O3、BaO為主要構(gòu)成成分，同時(shí)將以TiO2為結(jié)晶核成分的鋇長(zhǎng)石(セルジアン；celsian)作為主結(jié)晶相的微晶玻璃，熱膨脹系數(shù)α(×10-7/℃)在30～45的范圍。該反射鏡可消除起因于構(gòu)成反射鏡的基體的成形的上述諸問(wèn)題，是耐熱性優(yōu)異的反射鏡。
本發(fā)明人等對(duì)以將SiO2、Al2O3、BaO、TiO2作為主要構(gòu)成成分的鋇長(zhǎng)石為主結(jié)晶相的微晶玻璃進(jìn)一步研究的結(jié)果，獲得如下知識(shí)特定修飾成分Li2O大大的關(guān)系到該微晶玻璃的結(jié)晶的生成，根據(jù)玻璃中的Li2O的含有量不同，六鋇長(zhǎng)石的結(jié)晶全無(wú)或極少，得到結(jié)晶相實(shí)質(zhì)上僅由鋇長(zhǎng)石構(gòu)成的微晶玻璃。
本發(fā)明是基于上述知識(shí)的發(fā)明，其目的在于，提供作為構(gòu)成耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、光學(xué)特性優(yōu)異的機(jī)器部件的材料是極其有用的玻璃質(zhì)材料，并且提供可構(gòu)成以該玻璃質(zhì)材料為構(gòu)成材料的高品質(zhì)的反射鏡的基體。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及微晶玻璃，與本發(fā)明有關(guān)的第1種微晶玻璃的特征在于，它是以鋇長(zhǎng)石為主結(jié)晶相的微晶玻璃，以SiO2、Al2O3、BaO、TiO2為主要構(gòu)成成分，同時(shí)以Li2O為修飾成分，該修飾成分Li2O的含量在0.05～1.0重量％的范圍。
又，與本發(fā)明有關(guān)的第2種微晶玻璃，其特征在于，它是以鋇長(zhǎng)石為主結(jié)晶相的微晶玻璃，在以SiO2、Al2O3、BaO、TiO2為主要構(gòu)成成分的同時(shí)，以Li2O和K2O為修飾成分，該修飾成分Li2O的含量在0.05～1.0重量％的范圍、K2O的含量在1.5重量％以下的范圍。
在與本發(fā)明有關(guān)的這些微晶玻璃中，可形成含有作為修飾成分的選自Na2O、P2O5、B2O3、Sb2O3、ZnO、Bi2O3中的1種或多種成分的構(gòu)成。
又，本發(fā)明涉及反射鏡用基體，與本發(fā)明有關(guān)的反射鏡用基體的特征在于，它是在表面蒸鍍薄膜狀反射膜從而形成反射鏡的基體，采用上述的與本發(fā)明有關(guān)的第1種微晶玻璃或第2種微晶玻璃構(gòu)成。
對(duì)于與本發(fā)明有關(guān)的反射鏡用基體，將作為該基體的構(gòu)成材料的微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)α(×10-7/℃)設(shè)定在30～45的范圍為好，另外，將微晶玻璃的晶體粒子的粒徑設(shè)定在0.1～1μm的范圍為好。
另外，與本發(fā)明有關(guān)的反射鏡用基體的特征在于，彎曲強(qiáng)度在室溫下為125～155MPa，在300℃下為145～175Mpa，在600℃下為180～220MPa的范圍，并且，彈性模量在室溫下為80～85GPa，在300℃下為70～75GPa，在600℃下為35～40GPa的范圍。
對(duì)于與本發(fā)明有關(guān)的反射鏡基體，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)對(duì)于厚度0.1mm的微晶玻璃而言為800nm以上，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的透過(guò)率為50％的光的波長(zhǎng)對(duì)于厚度0.1mm的微晶玻璃而言為850nm以上。
又，與本發(fā)明有關(guān)的反射鏡用基體的特征在于，彎曲強(qiáng)度在室溫下為125～155MPa，在300℃下為145～175Mpa，在600℃下為180～220MPa的范圍，彈性模量在室溫下為80～85GPa，在300℃下為70～75GPa，在600℃下為35～40GPa的范圍，并且，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)對(duì)于厚度0.1mm的微晶玻璃而言為800nm以上，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的透過(guò)率為50％的光的波長(zhǎng)對(duì)于厚度0.1mm的微晶玻璃而言為850nm以上。
又，與本發(fā)明有關(guān)的反射鏡用基體的特征在于，具有上述各特性的厚度為3～6mm，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)為850nm以上，對(duì)于該反射鏡用基體而言，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)為1000nm以上為好。
發(fā)明的作用·效果與本發(fā)明有關(guān)的微晶玻璃，對(duì)于其第1種微晶玻璃，是以鋇長(zhǎng)石為主結(jié)晶相的微晶玻璃，在以SiO2、Al2O3、BaO、TiO2為主要構(gòu)成成分的同時(shí)，以Li2O為修飾成分，該修飾成分Li2O的含量在0.05～1.0重量％的范圍。
另外，與本發(fā)明有關(guān)的微晶玻璃，對(duì)于其第2種微晶玻璃，是以鋇長(zhǎng)石為主結(jié)晶相的微晶玻璃，在以SiO2、Al2O3、BaO、TiO2為主要構(gòu)成成分的同時(shí)，以Li2O和K2O為修飾成分，該修飾成分Li2O的含量在0.05～1.0重量％的范圍，K2O的含量在1.5重量％以下的范圍。
在與本發(fā)明有關(guān)的第1種微晶玻璃中，作為修飾成分而必不可缺的Li2O以微量的范圍而起作用，提高玻璃的熔解性(熔性)，促進(jìn)鋇長(zhǎng)石晶體的析出，并且增大鋇長(zhǎng)石晶體的生長(zhǎng)速度。因此，該微晶玻璃的玻璃原料中，這些主要構(gòu)成成分和修飾成分協(xié)同作用得到1450℃以下這一比上述以往的微晶玻璃的玻璃原料的熔點(diǎn)(1500℃以上)顯著地低的熔點(diǎn)的同時(shí)，根據(jù)最低限800℃這一低的結(jié)晶化溫度，構(gòu)成實(shí)質(zhì)上僅由鋇長(zhǎng)石結(jié)晶相構(gòu)成的微晶玻璃。另外，在與本發(fā)明有關(guān)的第2種微晶玻璃中，與Li2O一起作為修飾成分而附加的K2O以微量的范圍起輔助Li2O的功能的作用。
因此，與本發(fā)明有關(guān)的這些微晶玻璃，作為構(gòu)成耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、光學(xué)特性優(yōu)異的機(jī)器部件的材料是極其有用的玻璃質(zhì)材料，作為構(gòu)成這些各種機(jī)器部件的材料是適合的。該微晶玻璃，例如作為構(gòu)成以玻璃質(zhì)材料為構(gòu)成材料的反射鏡用基體的材料是最佳的。
另外，在成形以該微晶玻璃為構(gòu)成材料的機(jī)器部件的場(chǎng)合，可將其玻璃原料的熔融溫度設(shè)定為比以往的玻璃原料的熔融溫度(1500℃以上)顯著地低的溫度(1450℃以下)。因此，在成形該機(jī)器部件時(shí)，可抑制使用的成形模的模面起因于高溫加熱的氧化，能防止模面的早期的表面粗糙，據(jù)此，能夠提高成形模的壽命。另外，通過(guò)提高成型模的壽命，成型模的更換頻率降低，可大幅度減少為更換而準(zhǔn)備的成型模的數(shù)量，能夠大幅度地減少準(zhǔn)備成型模所需要的費(fèi)用和更換作業(yè)的費(fèi)用。
又，對(duì)應(yīng)于為可抑制成形模的模面表面粗糙而對(duì)作為成形對(duì)象的機(jī)器部件所要求的表面面粗糙度而設(shè)定的成形模的模面面粗糙度能夠長(zhǎng)期維持，在能夠容易地進(jìn)行所要求的表面面粗糙度的機(jī)器部件的成形的同時(shí)，能夠長(zhǎng)期地以穩(wěn)定的狀態(tài)成形適宜的面粗糙度的機(jī)器部件，這是所具有的優(yōu)點(diǎn)。
與本發(fā)明有關(guān)的這些微晶玻璃，作為構(gòu)成表面蒸鍍薄膜狀的反射膜，從而形成反射鏡的基體(反射鏡用基體)的材料是最佳的，可將構(gòu)成反射鏡用基體的微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)α(×10-7/℃)設(shè)定在30～45的范圍，將其晶體粒子的粒徑設(shè)定在0.1～1μm的范圍。具有這些特性的反射鏡用基體，機(jī)械特性、熱特性、光學(xué)特性更優(yōu)異，以該反射鏡用基體為構(gòu)成材料的反射鏡作為與高亮度化、發(fā)熱顯著的高功能化的光源燈對(duì)應(yīng)的反射鏡是最佳的，使反射鏡的長(zhǎng)期的使用成為可能。
對(duì)于與本發(fā)明有關(guān)的微晶玻璃，通過(guò)選定玻璃原料組成和控制結(jié)晶化溫度等，能夠構(gòu)成彎曲強(qiáng)度、彈性模量、光透過(guò)性等特性不同的各種特性的微晶玻璃。從具有這些特性的微晶玻璃中選擇作為反射鏡用基體極其優(yōu)異的晶化玻璃，可構(gòu)成具有以下所示的特性的高品質(zhì)的反射鏡用基體。
即，作為反射鏡用基體，能夠構(gòu)成彎曲強(qiáng)度在室溫下為125～155MPa，在300℃下為145～175Mpa，在600℃下為180～220MPa的范圍，并且，彈性模量在室溫下為80～85GPa，在300℃下為70～75GPa，在600℃下為35～40GPa的范圍的、機(jī)械特性和熱特性優(yōu)異的耐久性高的反射鏡用基體。
另外，作為反射鏡用基體，可構(gòu)成透過(guò)構(gòu)成基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)對(duì)于厚度0.1mm的微晶玻璃而言為800nm以上，又，透過(guò)構(gòu)成基體的微晶玻璃的透過(guò)率為50％的光的波長(zhǎng)對(duì)于厚度0.1mm的微晶玻璃而言為850nm以上的、光學(xué)特性優(yōu)異的反射鏡用基體。
又，作為反射鏡用基體，可構(gòu)成具有以上所有特性的反射鏡用基體，即彎曲強(qiáng)度在室溫下為125～155MPa，在300℃下為145～175Mpa，在600℃下為180～220MPa的范圍，并且，彈性模量在室溫下為80～85GPa，在300℃下為70～75GPa，在600℃下為35～40GPa的范圍，透過(guò)構(gòu)成基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)對(duì)于厚度0.1mm的微晶玻璃而言為800nm以上，且，透過(guò)構(gòu)成基體的微晶玻璃的透過(guò)率為50％的光的波長(zhǎng)對(duì)于厚度0.1mm的微晶玻璃而言為850nm以上的、機(jī)械特性、熱特性及光學(xué)特性優(yōu)異的反射鏡用基體。
綜合以上的各反射鏡用基體的構(gòu)成思想，最優(yōu)選的反射鏡用基體是具有上述所有特性的厚度為3～6mm的基體，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)為850nm以上，優(yōu)選透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)為1000nm以上。該反射鏡用基體機(jī)械特性、熱特性及光學(xué)特性更優(yōu)異。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是表示在1500℃下熔融玻璃原料時(shí)的各玻璃原料的成分比例和熔解性及結(jié)晶性的圖。
圖2是表示在圖1中的第1環(huán)繞區(qū)和第2環(huán)繞區(qū)的玻璃原料的成分比例是否良好的研究結(jié)果。
圖3是表示玻璃成形體中的構(gòu)成成分K2O為0.5重量％以下的情況下的構(gòu)成成分Li2O的含量、結(jié)晶化溫度和結(jié)晶相這三者的關(guān)系的曲線圖。
圖4是表示玻璃成形體中的構(gòu)成成分Li2O的含量為一定(0.4重量％)的情況下的構(gòu)成成分K2O的含量、結(jié)晶化溫度和結(jié)晶相這三者的關(guān)系的曲線圖。
圖5是由微晶玻璃構(gòu)成的一成形體的內(nèi)側(cè)表面的電子顯微鏡照片的復(fù)印圖。
圖6是該成形體在使結(jié)晶化溫度不同的情況下的內(nèi)側(cè)表面的電子顯微鏡照片的復(fù)印圖。
圖7是該成形體在進(jìn)一步使結(jié)晶化溫度不同的情況下的內(nèi)側(cè)表面的電子顯微鏡照片的復(fù)印圖。
圖8是由不同組成成分的微晶玻璃構(gòu)成的另一成形體的內(nèi)側(cè)表面的電子顯微鏡照片的復(fù)印圖。
圖9是由不同組成成分的微晶玻璃構(gòu)成的另一成形體的內(nèi)側(cè)表面的電子顯微鏡照片的不同倍率的照片的復(fù)印圖。
圖10是表示由微晶玻璃構(gòu)成的一成形體的透過(guò)的光的最短波長(zhǎng)和成形體厚度的關(guān)系的曲線圖。
圖11是表示由微晶玻璃構(gòu)成的一成形體的透過(guò)的光的波長(zhǎng)和透過(guò)率的關(guān)系的曲線圖。
圖12是表示由微晶玻璃構(gòu)成的一成形體的透過(guò)的光的波長(zhǎng)和透過(guò)率的關(guān)系的曲線圖。
發(fā)明的實(shí)施形態(tài)與本發(fā)明有關(guān)的微晶玻璃，具有耐熱性、機(jī)構(gòu)強(qiáng)度、光學(xué)特性優(yōu)異的特性，作為構(gòu)成要求這些特性的機(jī)器部件的材料是極其有用的玻璃質(zhì)材料。
另外，與本發(fā)明有關(guān)的反射鏡用基體是以與本發(fā)明有關(guān)的微晶玻璃為構(gòu)成材料，具有耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、光學(xué)特性優(yōu)異的特性，作為構(gòu)成要求這些特性的反射鏡的基體是極其有用的。
與本發(fā)明有關(guān)的第1種微晶玻璃是以鋇長(zhǎng)石為主結(jié)晶相的微晶玻璃，在以SiO2、Al2O3、BaO、TiO2為主要構(gòu)成成分的同時(shí)，以Li2O為修飾成分，該修飾成分Li2O的含量在0.05～1.0重量％的范圍。
又，與本發(fā)明有關(guān)的第2種微晶玻璃是以鋇長(zhǎng)石為主結(jié)晶相的微晶玻璃，在以SiO2、Al2O3、BaO、TiO2為主要構(gòu)成成分的同時(shí)，以Li2O和K2O為修飾成分，該修飾成分Li2O的含量在0.05～1.0重量％的范圍，K2O的含量在1.5重量％以下的范圍。
本發(fā)明人等在研究安裝光源燈構(gòu)成照明機(jī)器的反射鏡的特性時(shí)，著眼于為了構(gòu)成優(yōu)異特性的反射鏡而必須反射鏡用基體耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、光學(xué)特性等各種特性優(yōu)異，構(gòu)成反射鏡用基體的構(gòu)成材料耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、光學(xué)特性等特性優(yōu)異的情況，在本發(fā)明中，關(guān)于構(gòu)成反射鏡用基體的最佳的構(gòu)成材料進(jìn)行了研討。
本發(fā)明人等認(rèn)識(shí)到作為反射鏡用基體的構(gòu)成材料，微晶玻璃是最佳的，在這一認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，著眼于構(gòu)成以鋇長(zhǎng)石為結(jié)晶相的微晶玻璃的SiO2-Al2O3-BaO系玻璃，嘗試著對(duì)玻璃的構(gòu)成成分、結(jié)晶相以及熱膨脹系數(shù)α的關(guān)系進(jìn)行各種研究的實(shí)驗(yàn)。
圖1示出了本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，是表示各玻璃的構(gòu)成成分的成分比例和熔解性及結(jié)晶性的圖。該圖是將以SiO2、Al2O3、BaO為主要構(gòu)成成分(100重量％)、以TiO2為結(jié)晶核成分(14重量％外添加)的玻璃原料在1500℃下熔融的情況的結(jié)果，著眼于玻璃原料的1500℃的熔融過(guò)程，在1450℃～1500℃的范圍的熔融狀態(tài)下，作為特殊的區(qū)域，確認(rèn)了第1區(qū)(1)、第2區(qū)(2)、第3區(qū)(3)、第4區(qū)(4)、第5區(qū)(5)、第6區(qū)(6)及第7區(qū)(7)這7個(gè)區(qū)域。
這些區(qū)域中，第1區(qū)(1)是玻璃原料在1450℃的熔解性稍差，但可望得到結(jié)晶性和耐熱性良好的結(jié)果的區(qū)域。第2區(qū)(2)是玻璃原料的熔解性良好的區(qū)域。第3區(qū)(3)是玻璃原料的熔解性良好，但玻璃原料在熔解的同時(shí)產(chǎn)生飛散的區(qū)域。第4區(qū)(4)是玻璃原料的熔解性良好，但在成形時(shí)即產(chǎn)生結(jié)晶化的區(qū)域。第5區(qū)(5)是玻璃原料的熔解性良好，但在成形后緩冷時(shí)產(chǎn)生結(jié)晶化的區(qū)域。第6區(qū)(6)是玻璃原料在1450℃的熔解性有難點(diǎn)的區(qū)域。第7區(qū)(7)是玻璃原料的熔解性有難點(diǎn)，在1450℃玻璃原料不熔解的區(qū)域。
在這些區(qū)中，對(duì)能預(yù)測(cè)出良好結(jié)果的第1區(qū)(1)和第2區(qū)(2)的成分比例的玻璃原料進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)研究的結(jié)果，得到圖2所示的圖的結(jié)果。圖2是對(duì)圖1的第1區(qū)(1)及第2區(qū)(2)中的玻璃的構(gòu)成成分的成分比例是否良好進(jìn)行研討的結(jié)果。該結(jié)果判明，第2區(qū)(2)的區(qū)域的成分比例的玻璃原料在1450℃的熔解性良好，但在成形后的結(jié)晶化處理(加熱處理)中，在900℃的加熱處理時(shí)成形物(相當(dāng)于基體的成形物)軟化變形，厚度的中央?yún)^(qū)未充分地結(jié)晶化。
另外判明，第1區(qū)(1)的區(qū)域的成分比例的玻璃原料其在1450℃的熔解性有一些難點(diǎn)，但在1500℃的熔解性沒(méi)有大的問(wèn)題，在第1區(qū)(1)的區(qū)域，結(jié)晶性及耐熱性良好。在第1區(qū)(1)的區(qū)域的SiO2、Al2O3、BaO的各成分的比例，在將各成分的合計(jì)量記為100重量％時(shí)，SiO2在50～55重量％、Al2O3在15～20重量％、BaO在30～35重量％的范圍。
本發(fā)明人等從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)，著眼于SiO2-Al2O3-BaO系玻璃，使以SiO2、Al2O3、BaO及TiO2為基本組成的玻璃原料的熔點(diǎn)降低，以及對(duì)以該玻璃原料為成形材料的成形體的結(jié)晶性和結(jié)晶后的耐熱性進(jìn)一步研究的結(jié)果，確認(rèn)了如下的各種優(yōu)點(diǎn)。
即，如果以上述基本組成的成分為主要構(gòu)成成分，且至少以Li2O為修飾成分，則能夠構(gòu)成熔點(diǎn)比1500℃顯著地低的1450℃以下的熔點(diǎn)的玻璃原料。另外，以這種低熔點(diǎn)的玻璃原料為成形材料的成形體，通過(guò)加熱處理，可變換成以鋇長(zhǎng)石為主結(jié)晶相的微晶玻璃，能夠構(gòu)成熱膨脹系數(shù)α(×10-7/℃)在30～45的范圍的耐熱性高的成形體。又，該玻璃成形體通過(guò)控制加熱溫度，換言之，通過(guò)控制結(jié)晶化溫度，能夠構(gòu)成機(jī)械特性和光學(xué)特性更優(yōu)異的成形體。
作為修飾成分的Li2O為微量的范圍，起的作用是提高玻璃的熔解性，促進(jìn)鋇長(zhǎng)石晶體的析出，且增大鋇長(zhǎng)石晶體的生長(zhǎng)速度。這時(shí)的Li2O的含量若不足0.05重量％，則熔解性惡化，當(dāng)Li2O的含量超過(guò)1.0重量％時(shí)，成形時(shí)的失透性(光學(xué)特性)惡化。
又，如果以上述的基本組成的成分為主要構(gòu)成成分，且至少以Li2O和K2O為修飾成分，則除了Li2O的上述功能以外，作為修飾成分的K2O還以微量的范圍起到輔助Li2O的功能的作用。這時(shí)的K2O的含量在1.5重量％以下為好。K2O的含量多時(shí)，除了鋇長(zhǎng)石晶體以外，也助長(zhǎng)了六鋇長(zhǎng)石晶體的析出，耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度惡化，所以K2O的含量為1.5重量％以下的盡量少的范圍，在0.0～1.0重量％的范圍為優(yōu)選。
具有這樣的成分組成的玻璃原料，能夠構(gòu)成熔點(diǎn)比1500℃顯著低的1450℃以下的熔點(diǎn)的玻璃原料。又，以這樣的低熔點(diǎn)的玻璃原料為成形材料的玻璃成形體，通過(guò)加熱處理能變換成結(jié)晶相實(shí)質(zhì)上僅由鋇長(zhǎng)石構(gòu)成的微晶玻璃，可構(gòu)成熱膨脹系數(shù)α(×10-7/℃)在30～45的范圍的耐熱性高的成形體。又，可形成玻璃成形體中的微晶玻璃的晶體粒子的粒徑為0.1～1μm的極微粒子的晶體粒子，能夠顯著地提高玻璃成形體的反射特性。
在與本發(fā)明有關(guān)的微晶玻璃中，與玻璃原料的組成的選定一起，例如在800～900℃的范圍適當(dāng)控制結(jié)晶化溫度，據(jù)此能夠構(gòu)成使彎曲強(qiáng)度、彈性模量、透過(guò)性等特性不同的各種特性的微晶玻璃。從具有這些特性的微晶玻璃中選擇作為反射鏡用基體極為優(yōu)異的微晶玻璃，能夠構(gòu)成高品質(zhì)的反射鏡用基體。再者，在具有這樣的成分組成的玻璃原料中，除了可添加作為修飾成分的Li2O、K2O以外，還可追加從Na2O、B2O3、Sb2O3、ZnO及Bi2O3中選擇的1種或多種成分。
這樣的特殊成分組成的玻璃原料，與使用了通常的玻璃原料的玻璃的成形一樣，在熔融狀態(tài)下供給到成形模，采用沖壓成形、輥壓成形、澆鑄成形、吹塑成形等成形手段，成形為與基體相同的形狀的玻璃成形體。玻璃成形體在成形時(shí)的玻璃原料的熔融溫度從玻璃原料的熔點(diǎn)的關(guān)系考慮可設(shè)定在1450℃以下。
該玻璃原料的熔融溫度可抑制在玻璃成形體成形工序中的成形模的模面氧化助長(zhǎng)，能夠大幅度地抑制成形模模面的表面粗糙。因此，能夠長(zhǎng)期維持適合玻璃成形體所要求的表面粗糙度的成形模模面的面粗糙度，能夠?qū)⑺尚蔚牟ＡС尚误w的表面面粗糙度形成為玻璃成形體所要求的面粗糙度、例如的反射鏡用基體所要求的面粗糙度、0.03μm以下的面粗糙度。其中，面粗糙度意味著JIS B0601的“中心線平均粗糙度Ra”。
反射鏡用基體是通過(guò)將熔融上述組成成分的玻璃原料而成形的玻璃成形體進(jìn)行熱處理，使構(gòu)成玻璃成形體的玻璃結(jié)晶化而形成的。玻璃成形體的結(jié)晶化處理在加熱爐中進(jìn)行，一般地，以100℃～300℃/小時(shí)升溫速度升溫至玻璃的變形溫度以下的溫度、例如600℃～750℃，在該溫度下熱處理1～3小時(shí)，接著，升溫至800℃～1100℃，在該溫度范圍下熱處理1～3小時(shí)。后者的熱處理是主要的結(jié)晶化處理，將主要的結(jié)晶化處理的溫度稱為結(jié)晶化溫度。
通過(guò)這樣的熱處理，對(duì)于構(gòu)成玻璃成形體的玻璃而言，在其內(nèi)部生成微細(xì)、均勻的晶體，變換成以鋇長(zhǎng)石為主結(jié)晶相，六鋇長(zhǎng)石結(jié)晶相全無(wú)或近于全無(wú)的、實(shí)質(zhì)上僅由鋇長(zhǎng)石結(jié)晶相構(gòu)成的微晶玻璃，玻璃成形體變換成實(shí)質(zhì)上僅由鋇長(zhǎng)石結(jié)晶相構(gòu)成的基體。通過(guò)適當(dāng)設(shè)定玻璃成形體中的Li2O或Li2O和K2O的含量、以及要賦予的熱處理溫度(結(jié)晶化溫度)，可變換成不存在六鋇長(zhǎng)石結(jié)晶相的僅由鋇長(zhǎng)石構(gòu)成的微晶玻璃。
在該基體(反射鏡用基體)上，用通常的手段在其表面蒸鍍薄膜多層的反射膜，形成為反射鏡。所形成的反射鏡在以高的反射率反射散射光的同時(shí)，透過(guò)紅外線，此時(shí)，微晶玻璃的晶體結(jié)構(gòu)使要透過(guò)的紅外線散射，抑制配設(shè)在反射鏡背面一側(cè)的部件的溫度上升。
與本發(fā)明有關(guān)的反射鏡用基體，實(shí)質(zhì)上采用以鋇長(zhǎng)石為結(jié)晶相的微晶玻璃構(gòu)成，熱膨脹系數(shù)α(×10-7/℃)在30～45這一低的范圍，具有高的耐熱性，因此，反射鏡是耐熱沖擊性優(yōu)異、可在高的溫度下使用的優(yōu)異的反射鏡。另外，可在晶體粒子為0.1～1.0μm這一微小的晶體粒子下形成構(gòu)成該基體的微晶玻璃，能更加提高反射率。
作為得到的高品質(zhì)的第1種反射鏡用基體，可舉出彎曲強(qiáng)度在室溫下為125～155MPa，在300℃下為145～175Mpa，在600℃下為180～220MPa的范圍，并且彈性模量在室溫下為80～85GPa，在300℃下為70～75GPa，在600℃下為35～40GPa的范圍的機(jī)械特性和熱特性優(yōu)異的耐久性高的反射鏡用基體。
又，作為得到的高品質(zhì)的第2種反射鏡用基體，可舉出透過(guò)構(gòu)成基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)對(duì)于厚度0.1μm的微晶玻璃而言為800nm以上，且透過(guò)構(gòu)成基體的微晶玻璃的透過(guò)率為50％的光的波長(zhǎng)對(duì)于厚度為0.1mm的微晶玻璃而言為850nm以上的光學(xué)特性優(yōu)異的反射鏡用基體。
又，作為得到的高品質(zhì)的第3種反射鏡用基體，可舉出彎曲強(qiáng)度在室溫下為125～155MPa，在300℃下為145～175Mpa，在600℃下為180～220MPa的范圍，并且彈性模量在室溫下為80～85GPa，在300℃下為70～75GPa，在600℃下為35～40GPa的范圍，透過(guò)構(gòu)成基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)對(duì)于厚度0.1μm的微晶玻璃而言為800nm以上，且透過(guò)構(gòu)成基體的微晶玻璃的透過(guò)率為50％的光的波長(zhǎng)對(duì)于厚度為0.1mm的微晶玻璃而言為850nm以上的機(jī)械特性、熱特性及光學(xué)特性優(yōu)異的反射鏡用基體。
反射鏡用基體的最佳形態(tài)是具有上述彎曲強(qiáng)度和彈性模量的厚度為3～6mm的基體，透過(guò)構(gòu)成基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)為850nm，優(yōu)選1000nm。對(duì)于與本發(fā)明有關(guān)的反射鏡用基體，通過(guò)玻璃原料的選定和結(jié)晶化溫度的控制，能夠容易地構(gòu)成該形態(tài)的反射鏡用基體。
再者，作為構(gòu)成反射鏡用基體的玻璃原料，可選擇熔點(diǎn)在1450℃以下的原料。在這種情況下，可將成形玻璃成形體時(shí)的玻璃原料的熔融溫度設(shè)定在1450℃以下這一比通常的玻璃原料的熔融溫度1500℃顯著低的溫度。
因此，在成形該基體時(shí)使用的成形模的模面不會(huì)遭受1500℃以上的高溫，可抑制對(duì)成形模模面的起因于高溫加熱的氧化的助長(zhǎng)，能夠抑制模面的表面粗糙。據(jù)此，成型模的壽命提高，能夠大幅度地減少準(zhǔn)備多個(gè)成形模而花費(fèi)的費(fèi)用和成形模的更換作業(yè)的費(fèi)用。而且，由于可抑制成形模模面的表面粗糙，所以能夠長(zhǎng)期地維持對(duì)應(yīng)于該基體所要求的表面面粗糙度(0.03μm以下)而設(shè)定的成形模模面的面粗糙度，具有能長(zhǎng)期地成形面粗糙度為0.03μm以下的基體的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)于構(gòu)成該基體的微晶玻璃的組成成分，SiO2、Al2O3、BaO、TiO2形成微晶玻璃的基本結(jié)構(gòu)，SiO2在35～55重量％、Al2O3在7～25重量％、BaO在18～38重量％、TiO2在8～15重量％的范圍為好，同時(shí)，作為不可缺少的修飾成分的Li2O為0.05～1.0重量％、作為另一修飾成分的K2O存在為好。
這種情況下，作為修飾成分的K2O作為結(jié)晶化助劑而起作用，但根據(jù)其含量的不同，不僅析出鋇長(zhǎng)石晶體，也擔(dān)心析出六鋇長(zhǎng)石晶體。為此，為了構(gòu)成基體的微晶玻璃是實(shí)質(zhì)上僅由鋇長(zhǎng)石結(jié)晶相組成的構(gòu)成，必須適當(dāng)?shù)卦O(shè)定玻璃中的K2O的含量。
為了極力抑制六鋇長(zhǎng)石晶體的析出，玻璃中K2O的含量為1.5重量％以下。優(yōu)選1重量％以下，更優(yōu)選0.5重量％以下。但K2O具有在低溫度下析出鋇長(zhǎng)石晶體的功能，所以至少含有50ppm的K2O為好。
再者，作為其他理想的修飾成分，可舉出ZnO、Bi2O3、Na2O、Sb2O3等。ZnO起降低玻璃的熱膨脹率、提高化學(xué)耐久性的作用，優(yōu)選含有0.5～5重量％。Bi2O3起到使玻璃的熔解、澄清化容易，不會(huì)對(duì)熱膨脹率造成影響、降低玻璃的粘性的作用，優(yōu)選含有0.5～7重量％。
Na2O使玻璃的熔解、澄清化容易，但起到降低化學(xué)耐久性、增加熱膨脹率的作用，優(yōu)選含有0.5～3重量％。Sb2O3在低溫下從硝酸鹽中奪取氧，形成Sb2O5，在熔融玻璃的澄清階段放出Sb2O5中的O2，起到使熔解玻璃澄清化的作用，優(yōu)選含有0.1～1重量％。
構(gòu)成構(gòu)成該基體的微晶玻璃的結(jié)晶相，實(shí)質(zhì)上僅由鋇長(zhǎng)石的晶體構(gòu)成，其晶體的粒徑(粒子的大小)優(yōu)選為0.1～1μm，更優(yōu)選為0.1～0.5μm。晶體的粒徑小于0.1μm時(shí)，造成作為該基體的反射鏡的構(gòu)成材料的強(qiáng)度降低，另外，當(dāng)晶體的粒徑大于1μm時(shí)，帶來(lái)將基體形成為反射鏡時(shí)的反射光的反射強(qiáng)度降低。另外，晶體的粒徑為0.5μm的值是作為反射光中的短波長(zhǎng)的藍(lán)色的散射開(kāi)始的時(shí)點(diǎn)。
對(duì)于以與本發(fā)明有關(guān)的基體為構(gòu)成構(gòu)件的反射鏡，構(gòu)成基體的微晶玻璃是上述那樣的構(gòu)成成分，是實(shí)質(zhì)上僅由鋇長(zhǎng)石結(jié)晶相構(gòu)成的微晶玻璃，在可將微晶玻璃的熱膨脹系α(×10-7/℃)設(shè)定在30～45的范圍的同時(shí)，可將微晶玻璃的晶體粒子設(shè)定成0.1～1.0μm的微粒子狀。
因此，與前面記載的本申請(qǐng)人的先前申請(qǐng)的反射鏡比較，機(jī)械強(qiáng)度提高，起因于晶體粒子尺寸的微小化及均勻化，表面光潔度更加提高，可謀求減少研磨加工，起因于實(shí)質(zhì)上僅由鋇長(zhǎng)石構(gòu)成的結(jié)晶相，耐熱性和耐熱特性提高。尤其是對(duì)熱應(yīng)力的耐沖擊性提高，同時(shí)能夠謀求可見(jiàn)光透過(guò)率降低等的光學(xué)特性的適合化。
圖3和圖4的各曲線歸納了后面敘述的實(shí)施例的第3實(shí)驗(yàn)和第4實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一部分。這些圖中，圖3是表示玻璃成形體中的構(gòu)成成分K2O為0.5重量％以下時(shí)的構(gòu)成成分Li2O的含量、結(jié)晶化溫度和結(jié)晶相這三者的關(guān)系的圖，圖4是表示玻璃成形體中的構(gòu)成成分Li2O的含量為一定(0.4重量％)的情況下的構(gòu)成成分K2O的含量、結(jié)晶化溫度及結(jié)晶相這三者的關(guān)系的圖。
在這些圖中，劃分成a區(qū)、b區(qū)、c區(qū)及d區(qū)這4個(gè)區(qū)域，a區(qū)表示鋇長(zhǎng)石晶體的單相區(qū)域，b區(qū)表示鋇長(zhǎng)石晶體和六鋇長(zhǎng)石晶體的混晶區(qū)域，是鋇長(zhǎng)石晶體＞六鋇長(zhǎng)石晶體的區(qū)域，c區(qū)表示鋇長(zhǎng)石晶體和六鋇長(zhǎng)石晶體的混晶區(qū)，是鋇長(zhǎng)石晶體＜六鋇長(zhǎng)石晶體的區(qū)域，d區(qū)表示六鋇長(zhǎng)石晶體的單相區(qū)域。
從圖3所示的曲線的結(jié)果可以確認(rèn)在玻璃成形體的構(gòu)成成分中的K2O為從0.5重量％以下到0的范圍內(nèi)，通過(guò)適當(dāng)設(shè)定構(gòu)成成分Li2O的含量，并且適當(dāng)設(shè)定結(jié)晶化溫度，可將玻璃成形體變換為僅由鋇長(zhǎng)石構(gòu)成的微晶玻璃。另外，從圖4所示的曲線的結(jié)果可確認(rèn)在將玻璃成形體的構(gòu)成成分中的Li2O規(guī)定為一定量的情況下，通過(guò)適當(dāng)設(shè)定構(gòu)成成分K2O的含量，并且適當(dāng)設(shè)定結(jié)晶化溫度，可將玻璃成形體變換為僅由鋇長(zhǎng)石構(gòu)成的微晶玻璃。在設(shè)定這些構(gòu)成成分Li2O、K2O的含量、結(jié)晶化溫度時(shí)，必須考慮玻璃原料的熔解性。
圖5、圖6和圖7是表示由在第3實(shí)驗(yàn)中制成的微晶玻璃構(gòu)成的碗形狀(bowl)的一玻璃成形體的內(nèi)側(cè)表面的電子顯微鏡照片(復(fù)印圖)，圖8和圖9是表示由在第3實(shí)驗(yàn)中制成的微晶玻璃構(gòu)成的碗形狀的另一玻璃成形體的內(nèi)側(cè)表面的電子顯微鏡照片(復(fù)印圖)。
這些電子顯微鏡照片中，圖5是第3實(shí)驗(yàn)的No.20的玻璃成形體(Li2O為0.41重量％、K2O為0.49重量％，結(jié)晶化溫度為800℃)的照片，對(duì)應(yīng)于碗形狀的開(kāi)口側(cè)的內(nèi)周面的表面形狀及碗形狀的中心側(cè)的內(nèi)周面的表面形狀。圖6是第3實(shí)驗(yàn)的No.21的玻璃成形體(Li2O為0.41重量％、K2O為0.49重量％，結(jié)晶化溫度為850℃)的照片，對(duì)應(yīng)于碗形狀的開(kāi)口側(cè)的內(nèi)周面的表面形狀和碗形狀的中心側(cè)的內(nèi)周面的表面形狀。圖7是第3實(shí)驗(yàn)的No.22的玻璃成形體(Li2O為0.41重量％、K2O為0.49重量％，結(jié)晶化溫度為900℃)的照片，對(duì)應(yīng)于碗形狀的開(kāi)口側(cè)的內(nèi)周面的表面形狀和碗形狀的中心側(cè)的內(nèi)周面的表面形狀。
圖8和圖9是第3實(shí)驗(yàn)的No.25的玻璃成形體(Li2O為0.00重量％、K2O為0.00重量％，結(jié)晶化溫度為900℃)的照片，對(duì)應(yīng)于碗形狀的開(kāi)口側(cè)的內(nèi)周面的表面形狀和碗形狀的中心側(cè)的內(nèi)周面的表面形狀。其中，圖8的倍率是1000倍，圖9的倍率是3000倍。
這些各電子顯微鏡照片所顯示的符號(hào)×1.0k表示1000倍率，×3.0k表示3000倍率，×5.0k表示5000倍率，20kV、25kV表示加速電壓，10μm、50μm表示白線的尺寸尺度。以這些尺寸尺度為基準(zhǔn)，在玻璃成形體中作為構(gòu)成成分含有適當(dāng)量的Li2O、K2O的場(chǎng)合，構(gòu)成玻璃成形體的內(nèi)側(cè)表面的晶體粒子與構(gòu)成不含有Li2O、K2O的玻璃成形體的內(nèi)側(cè)表面的晶體粒子比較，是極小的?？梢源_認(rèn)對(duì)于前者的玻璃成形體，晶體粒子在0.1～1.0μm的范圍，對(duì)于后者的玻璃成形體，晶體粒子比1.0μm大很多。
圖10是表示由微晶玻璃構(gòu)成的板狀玻璃成形體的分光特性的曲線圖，是表示關(guān)于在與第3實(shí)驗(yàn)的No.20(結(jié)晶化溫度800℃)、No.21(850℃)、No.22(結(jié)晶化溫度900℃)的玻璃成形體相同的條件下成形、且結(jié)晶化的板狀、成形體厚度不同的玻璃成形體的玻璃成形體的厚度(mm)和透過(guò)的光的最短波長(zhǎng)(nm)及結(jié)晶化溫度的關(guān)系的曲線圖。
從圖10所示的曲線可確認(rèn)，通過(guò)控制結(jié)晶化溫度，能得到透過(guò)的光的最短波長(zhǎng)不同的玻璃成形體，能得到將結(jié)晶化溫度設(shè)定得越高，透過(guò)的光的最短波長(zhǎng)越長(zhǎng)的玻璃成形體。在將微晶玻璃的玻璃成形體作為反射鏡用基體而采用的情況下?？梢?jiàn)光從基體的漏出全無(wú)或近于全無(wú)為好。構(gòu)成具有這種理想的光學(xué)特性的反射鏡用基體的微晶玻璃，其透過(guò)厚度為0.1mm的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)為800nm以上，該微晶玻璃通過(guò)控制玻璃成形體的結(jié)晶化溫度而可容易地得到。
另外，圖11和圖12的曲線是表示由微晶玻璃構(gòu)成的板狀的玻璃成形體的分光特性的曲線圖，是表示在與第3實(shí)驗(yàn)的No.21(850℃)、No.22(結(jié)晶化溫度900℃)的玻璃成形體相同的條件下成形且結(jié)晶化的板狀、厚度0.1mm和5.0mm的玻璃成形體中的光的各波長(zhǎng)(nm)的透過(guò)率(％)的關(guān)系的曲線圖。
由圖11和圖12所示的曲線可確認(rèn)通過(guò)控制結(jié)晶化溫度，可得到光波長(zhǎng)的透過(guò)率不同的玻璃成形體，可得到將結(jié)晶化溫度設(shè)定得越高光的透過(guò)率越低的玻璃成形體。在將微晶玻璃的玻璃成形體作為反射鏡用基體而采用的場(chǎng)合，可見(jiàn)光從基體的漏出全無(wú)或近于全無(wú)為好。構(gòu)成具有這咎理想的光學(xué)特性的反射鏡用基體的微晶玻璃，其透過(guò)厚度為0.1mm的微晶玻璃的透過(guò)率為50％的光的波長(zhǎng)為850nm以上，該微晶玻璃通過(guò)控制玻璃成形體的結(jié)晶化溫度可容易地得到。
通過(guò)控制玻璃成形體的結(jié)晶化溫度，可得到光學(xué)特性不同的各種微晶玻璃的玻璃成形體，據(jù)此，也確認(rèn)能夠到彎曲強(qiáng)度(MPa)和彈性模量(GPa)不同的玻璃成形體。在將微晶玻璃的玻璃成形體作為反射鏡用基體而采用的場(chǎng)合?；w長(zhǎng)時(shí)間遭受光源燈所產(chǎn)生的相當(dāng)高的溫度。在這種情況下，基體繼續(xù)保持高的機(jī)械強(qiáng)度為好。具有這樣的理想的機(jī)械特性和熱特性的反射鏡用基體具有下述的彎曲強(qiáng)度和彈性模量。
即，關(guān)于彎曲強(qiáng)度，具有在室溫下為125～155MPa、在300℃下為145～175Mpa、在600℃下為180～220MPa的范圍的彎曲強(qiáng)度，關(guān)于彈性模量，具有在室溫下為80～85GPa、在300℃下為70～75GPa、在600℃下為35～40GPa的范圍的彈性模量。這種優(yōu)選的反射鏡用基體通過(guò)控制結(jié)晶化溫度而可容易地得到。
實(shí)施例在本實(shí)施例中，調(diào)制以SiO2、Al2O3、BaO、TiO2為主要構(gòu)成成分，同時(shí)以Li2O、K2O、其他成分為修飾成分的各種玻璃原料，使用這些玻璃原料進(jìn)行生成微晶玻璃的第1實(shí)驗(yàn)、第2實(shí)驗(yàn)、第3實(shí)驗(yàn)、第4實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)了所得到的玻璃和微晶玻璃的玻璃特性、含有的Li2O、K2O的含量、結(jié)晶化溫度及(鋇長(zhǎng)石/六鋇長(zhǎng)石)晶體量比這三者的關(guān)系。另外，從所得的微晶玻璃中選擇實(shí)質(zhì)上由鋇長(zhǎng)石結(jié)晶相構(gòu)成的微晶玻璃和實(shí)質(zhì)上由六鋇長(zhǎng)石結(jié)晶相構(gòu)成的微晶玻璃，在進(jìn)行其表面(反射面)的微結(jié)構(gòu)的觀察的同時(shí)，測(cè)定了機(jī)械特性及光學(xué)特性。
(第1實(shí)驗(yàn))在第1實(shí)驗(yàn)中，調(diào)制大體上使主要構(gòu)成成分SiO2、Al2O3、BaO、TiO2的成分比例一定，且大體上使修飾成分中的B2O3、ZnO、Li2O的成分比例一定的同時(shí)，使Sb2O3的成分比例為0，并且適當(dāng)改變修飾成分中的K2O、Na2O的成分比例的玻璃原料，用這些各玻璃原料生成玻璃的同時(shí)，將所得的各玻璃在800℃、850℃、900℃下分別進(jìn)行熱處理(結(jié)晶化處理)，生成微晶玻璃。對(duì)生成的各玻璃測(cè)定玻璃特性(熔解性、Tg、Td)和熱膨脹系數(shù)(α)，對(duì)各微晶玻璃測(cè)定了作為在各結(jié)晶化處理溫度下的玻璃特性的鋇長(zhǎng)石(Ce)、六鋇長(zhǎng)石(HCe)的晶體量和熱膨脹系數(shù)(α)。
表1示出了在本實(shí)驗(yàn)中采用的各玻璃原料的構(gòu)成成分，表2示出了采用各玻璃原料生成的各玻璃和各微晶玻璃的特性。其中，表2所示的玻璃特性中的熔解性是2階段評(píng)價(jià)的結(jié)果，符號(hào)○表示良好的狀態(tài)，×表示不良(稍有未熔解物)的狀態(tài)。另外，玻璃特性中的Tg表示玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)(℃)、Td表示玻璃屈服點(diǎn)(℃)。另外，微晶玻璃特性中的Ce、HCe分別表示在X射線衍射測(cè)定中的鋇長(zhǎng)石、六鋇長(zhǎng)石的第1峰的峰強(qiáng)度(cps)。再者，這些各峰強(qiáng)度直接地表示鋇長(zhǎng)石、六鋇長(zhǎng)石的晶體比例。
表1 玻璃原料(成分比例)

表2 玻璃特性

(第2實(shí)驗(yàn))在第2實(shí)驗(yàn)中，調(diào)制大體上使主要構(gòu)成成分SiO2、Al2O3、BaO、TiO2的成分比例一定的同時(shí)，大體上使修飾成分中的B2O3、ZnO、Li2O、Sb2O3的成分比例一定，改變修飾成分中的K2O、Na2O的成分比例的玻璃原料，用這些各玻璃原料生成玻璃的同時(shí)，將所得的各玻璃在800℃、850℃、900℃下分別進(jìn)行熱處理(結(jié)晶化處理)，生成微晶玻璃。對(duì)生成的各玻璃測(cè)定玻璃特性(熔解性、Tg、Td)和熱膨脹系數(shù)(α)，對(duì)各微晶玻璃測(cè)定了作為在各結(jié)晶化處理溫度下的玻璃特性的鋇長(zhǎng)石(Ce)、六鋇長(zhǎng)石(HCe)的晶體量和熱膨脹系數(shù)(α)。
表3示出了在本實(shí)驗(yàn)中采用的各玻璃原料的構(gòu)成成分，表4示出了采用各玻璃原料生成的各玻璃和各微晶玻璃的特性。再者，表4中的各符號(hào)和詞語(yǔ)表示與表2所示的各符號(hào)和詞語(yǔ)相同的意思。
表3 玻璃原料(成分比例)

表4 玻璃特性

(第3實(shí)驗(yàn))在第3實(shí)驗(yàn)中，調(diào)制大體上使組成成分SiO2、Al2O3、BaO、TiO2、ZnO、B2O3、Sb2O3的成分比例一定，使P2O5、Bi2O3的成分比例為0，使K2O為0或0.49重量％，并且適當(dāng)改變了Li2O、K2O、Na2O的成分比例的玻璃原料，用這些各玻璃原料成形作為反射鏡用基板的碗狀的玻璃成形體，同時(shí)將所得的各玻璃成形體在各種溫度下分別進(jìn)行熱處理(結(jié)晶化處理)，將構(gòu)成各玻璃成形體的玻璃變換成微晶玻璃，構(gòu)成反射鏡用基體(由微晶玻璃構(gòu)成的玻璃成形體)。
算出得到的玻璃成形體的結(jié)晶化溫度和結(jié)晶相的比例的關(guān)系，將該結(jié)果示于表5和表6，同時(shí)圖3的曲線示出了K2O的含量不足0.5重量％時(shí)的Li2O的含量、結(jié)晶化溫度和結(jié)晶相的比例的關(guān)系。關(guān)于這些玻璃成形體的一部分拍攝內(nèi)側(cè)表面的電子顯微鏡照片，將其復(fù)印圖示于圖5～圖9。
表5 玻璃成形體的特性

表6 玻璃成形體的特性

(第4實(shí)驗(yàn))在第4實(shí)驗(yàn)中，調(diào)制大體上使組成成分SiO2、Al2O3、BaO、TiO2、ZnO、B2O3、Sb2O3的成分比例一定，使P2O5、Bi2O3的成分比例為0，使Li2O的成分比例為一定的約0.4重量％，并且適當(dāng)改變了K2O、Na2O的成分比例的玻璃原料，用這些各玻璃原料成形作為反射鏡用基板的碗狀的玻璃成形體，同時(shí)將所得的各玻璃成形體在各種溫度下分別進(jìn)行熱處理(結(jié)晶化處理)，將構(gòu)成各玻璃成形體的玻璃變換成微晶玻璃，構(gòu)成反射鏡用基體(由微晶玻璃構(gòu)成的玻璃成形體)。算出得到的玻璃成形體的結(jié)晶化溫度和結(jié)晶相的比例的關(guān)系，將該結(jié)果示于表7和表8，同時(shí)圖4的曲線示出了Li2O的含量為一定時(shí)的K2O的含量、結(jié)晶化溫度和結(jié)晶相的比例的關(guān)系。
表7 玻璃成形體的特性

表8 玻璃成形體的特性

(第5實(shí)驗(yàn))在第5實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于在與第3實(shí)驗(yàn)的No.20(結(jié)晶化溫度800℃)、No.21(結(jié)晶化溫度850℃)、No.22(結(jié)晶化溫度900℃)的玻璃成形體相同的條件下成形且結(jié)晶化的平板狀(寬4mm、長(zhǎng)40mm)、不同厚度的玻璃成形體，進(jìn)行了機(jī)械特性、熱特性及光學(xué)特性的研究。關(guān)于機(jī)械特性和熱特性，對(duì)在結(jié)晶化溫度850℃下結(jié)晶的玻璃成形體(厚度3mm)進(jìn)行4點(diǎn)彎曲試驗(yàn)(JIS 1601)，測(cè)定了在各溫度下的彎曲強(qiáng)度和彈性模量。所得的結(jié)果示于表9。
表9 機(jī)械特性

另外，關(guān)于光學(xué)特性，測(cè)定了在結(jié)晶化溫度800℃、850℃、900℃下結(jié)晶的各玻璃成形體(厚度0.15～5mm)和通過(guò)它的光的最短波長(zhǎng)的關(guān)系(第1種光學(xué)特性)，同時(shí)測(cè)定了光的各波長(zhǎng)的透過(guò)率的關(guān)系(第2種光學(xué)特性)。關(guān)于第1種光學(xué)特性，表10和圖10的曲線示出了所得的結(jié)果，關(guān)于第2種光學(xué)特性，圖11和圖12的曲線示出了所得的結(jié)果。
表10 透過(guò)的最短波長(zhǎng)(nm)

權(quán)利要求
1.一種微晶玻璃，其特征在于，它是以鋇長(zhǎng)石(celsian)為主結(jié)晶相的微晶玻璃，在以SiO2、Al2O3、BaO、TiO2為主要構(gòu)成成分的同時(shí)，以Li2O為修飾成分，作為該修飾成分的Li2O的含量在0.05～1.0重量％的范圍。
2.一種微晶玻璃，其特征在于，它是以鋇長(zhǎng)石為主結(jié)晶相的微晶玻璃，在以SiO2、Al2O3、BaO、TiO2為主要構(gòu)成成分的同時(shí)，以Li2O和K2O為修飾成分，作為該修飾成分的Li2O的含量在0.05～1.0重量％的范圍、K2O的含量在1.5重量％以下的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的微晶玻璃，其特征在于，作為修飾成分，含有從Na2O、P2O5、B2O3、Sb2O3、ZnO、Bi2O3中選擇的1種或多種成分。3-1.根據(jù)權(quán)利要求2記載的微晶玻璃，其特征在于，作為修飾成分，含有從Na2O、P2O5、B2O3、Sb2O3、ZnO、Bi2O3中選擇的1種或多種成分。
4.一種反射鏡用基體，其特征在于，是在表面蒸鍍薄膜狀的反射膜而形成反射鏡的基體，該基體是采用權(quán)利要求1、2、3、3-1的任一項(xiàng)所記載的微晶玻璃構(gòu)成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4記載的反射鏡用基體，其特征在于，構(gòu)成該基體的微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)α(×10-7/℃)在30～45的范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求4記載的反射鏡用基體，其特征在于，構(gòu)成該基體的微晶玻璃的晶體粒子的粒徑在0.1～1μm的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求4記載的反射鏡用基體，其特征在于，彎曲強(qiáng)度在室溫下為125～155MPa、在300℃下為145～175Mpa、在600℃下為180～220MPa的范圍，并且，彈性模量在室溫下為80～85GPa、在300℃下為70～75GPa、在600℃下為35～40GPa的范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求4記載的反射鏡用基體，其特征在于，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)對(duì)于厚度為0.1mm的微晶玻璃而言為800nm以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4記載的反射鏡用基體，其特征在于，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的透過(guò)率為50％的光的波長(zhǎng)對(duì)于厚度為0.1mm的微晶玻璃而言為850nm以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4記載的反射鏡用基體，其特征在于，彎曲強(qiáng)度在室溫下為125～155MPa、在300℃下為145～175Mpa、在600℃下為180～220MPa的范圍，彈性模量在室溫下為80～85GPa、在300℃下為70～75GPa、在600℃下為35～40GPa的范圍，并且透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)對(duì)于厚度為0.1mm的微晶玻璃而言為800nm以上，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的透過(guò)率為50％的光的波長(zhǎng)對(duì)于厚度為0.1mm的微晶玻璃而言為850nm以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求4記載的反射鏡用基體，其特征在于，具有3～6mm的厚度，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)為850nm以上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11記載的反射鏡用基體，其特征在于，透過(guò)構(gòu)成該基體的微晶玻璃的光的最短波長(zhǎng)為1000nm以上。
全文摘要
提供一種最適于作為構(gòu)成反射鏡用基體的構(gòu)成材料的微晶玻璃，其特征在于，它是以鋇長(zhǎng)石為主結(jié)晶相的微晶玻璃，在以SiO
文檔編號(hào)C03C10/06GK1400183SQ0212737
公開(kāi)日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2002年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月30日
發(fā)明者太田隆, 渡邊厚志, 大當(dāng)一貴 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社, Ngk光陶瓷株式會(huì)社