專(zhuān)利名稱(chēng)：玻璃陶瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在大多數(shù)不同應(yīng)用中尤其可用作相對(duì)薄的襯底的玻璃陶瓷。在這些應(yīng)用中包括作為薄膜半導(dǎo)體襯底的應(yīng)用，尤其是用作薄膜硅和顯示器應(yīng)用的襯底(薄膜晶體管TFT顯示器襯底、背板、透明前板等)，用作太陽(yáng)能電池等，和用作硬盤(pán)襯底。
在本領(lǐng)域中已知堿性玻璃體系MgO-Al2O3-SiO2(MAS體系)和各種摻混物的無(wú)堿玻璃陶瓷，所述摻混物的形式為形成玻璃的組分、網(wǎng)絡(luò)改性劑、中間體氧化物、成核劑和助熔劑，通過(guò)使相應(yīng)的起始玻璃材料回火而制得它們，由此將它們轉(zhuǎn)化為在殘余玻璃相中具有均勻分布微晶的材料。
就此而言，尤其已知許多用作硬盤(pán)存儲(chǔ)器襯底的MAS玻璃陶瓷。這方面可以提及的應(yīng)用包括例如US-B-6583077、US-A-5968857、US-B-6569791、US-B-6458730、US-6458729、US-B-6495480、US-A-5491116、EP-A-106710、EP-A-0941973、EP-0939396和EP-0939395。
各種玻璃陶瓷襯底部分地含有給定量的用作結(jié)晶成核劑的TiO2、P2O5、ZrO2的摻混物。而且可以混入給定量的堿土氧化物。在此使用的精煉劑通常是Sb2O3、As2O3或SnO2。在某些場(chǎng)合加入高達(dá)4wt％氧化硼(B2O3)在此也是可以預(yù)計(jì)的(對(duì)照參考EP-A-0 939 396和EP-A-0939 395)。從EP-A-0 941 973也可以知道滿(mǎn)足上述應(yīng)用的具有給定組成范圍的很多玻璃陶瓷材料。然而，這些玻璃陶瓷不含氧化硼。所用的精煉劑仍是CeO2、As2O3或Sb2O3。
進(jìn)而，必須提及所用的各種與光學(xué)顯示裝置如LCD(對(duì)照參考例如US-B-6,197,429)有關(guān)的MAS玻璃陶瓷。眾所周知，在此情況下，可以通過(guò)適當(dāng)控制陶瓷化工藝以使微晶尺寸遠(yuǎn)小于相應(yīng)光線的波長(zhǎng)(即小于約300nm)，在此情形下在微晶上沒(méi)有光漫射發(fā)生，從而得到在電磁波譜的可見(jiàn)光范圍(380-780nm)內(nèi)所必需的的透明性(對(duì)照參考Bealland Pinckney“Nanophase Glass-Cerimics”J.Am.Ceram.Soc.，82(1)5-16)。通過(guò)相應(yīng)的有目的的成核以及受控的晶體生長(zhǎng)來(lái)保持微晶尺寸適度地小。
根據(jù)本領(lǐng)域的現(xiàn)狀，在MAS體系的玻璃陶瓷中通常所分離的晶相是堇青石、尖晶石、假藍(lán)寶石、富鋁紅柱石、頑輝石或鎂橄欖石(或是在含硅的殘余玻璃相中的相應(yīng)的混合晶體)?？梢岳斫?，現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的玻璃陶瓷組成中與對(duì)應(yīng)的分離晶相和殘余玻璃相的組成都在很寬范圍內(nèi)變化。
為達(dá)到在所分離的晶相中微晶尺寸的均勻分布，需要優(yōu)化的高數(shù)量的和優(yōu)化的均勻分布的核，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)在玻璃中熱誘導(dǎo)分離，隨后形成納米微晶以制備上述核。為實(shí)現(xiàn)上述目的，向玻璃中單獨(dú)地或以給定的混合比率引入所謂的成核氧化物(TiO2，ZrO2)。通常當(dāng)加熱上述玻璃至高于Tg的溫度時(shí)，對(duì)于MAS體系中TiO2，由于形成鈦酸鎂納米微晶而出現(xiàn)一種物質(zhì)作為其他晶相的晶核(對(duì)照參考Golubkov等人″On the phase separation and crystallization of glasses inthe MgO-Al2O3-SiO2-TiO2system″，Glass Phys.Chem.，29/3254-266)。
當(dāng)玻璃陶瓷用作自支撐襯底時(shí)，主要重點(diǎn)在于諸如高斷裂強(qiáng)度和高彈性模量(比剛度E/ρ)等性能。對(duì)這些性能的影響取決于殘余玻璃相和分離晶相的組成以及晶相的比例。在大多數(shù)情況下，要求達(dá)到30-50MJ/kg的比剛度。目前本領(lǐng)域已知的MAS體系玻璃陶瓷在30-300℃的溫度范圍內(nèi)通常具有約2-6×10-6/K熱膨脹系數(shù)。
MAS玻璃陶瓷目前處于發(fā)展階段，其還作為薄膜硅用襯底而用作集成電路中有源器件如二極管或薄膜晶體管(TFT)的基極。通過(guò)使用基于襯底的薄膜硅，就可能制造出平面屏幕顯示器(如LCD)用元件以及產(chǎn)生電流的太陽(yáng)能電池等。
目前，應(yīng)用在襯底上的主要是無(wú)定形薄膜硅(a-Si)。在襯底上沉積無(wú)定形薄膜硅的方法所需的溫度通常為約450℃。與a-Si元件相比，在相應(yīng)元件中使用多晶薄膜硅(poly-Si)會(huì)顯示某些絕對(duì)性?xún)?yōu)勢(shì)，多晶薄膜硅具有明顯更高的電子遷移率。例如，LCD的分辨率和反應(yīng)速度會(huì)顯著提高。進(jìn)而，這開(kāi)創(chuàng)了所安裝的附加集成電路的板上(on-board)集成的新方法，如果是a-Si器件，則在LCD的邊緣上安裝，例如采用外加芯片的形式。在本領(lǐng)域中，多晶薄膜硅通過(guò)在襯底上的a-Si的再結(jié)晶而得到。原則上講，這種方法通過(guò)加熱硅層到使a-Si結(jié)晶的溫度而得以實(shí)現(xiàn)。
就此而言，低溫多晶薄膜硅與高溫多晶薄膜硅之間的差別是低溫多晶薄膜硅是通過(guò)局部加熱硅層至600℃而獲得，而高溫多晶薄膜硅是在約900℃的工藝溫度下形成的。為制造這種多晶薄膜硅制品，可以把整個(gè)元件加熱至相應(yīng)溫度(HT多晶薄膜硅)，或者另外通過(guò)以相應(yīng)的光柵圖案移動(dòng)準(zhǔn)分子激光器穿過(guò)表面(表面層)而在局部產(chǎn)生所需的溫度。由在后提及的方法制造的元件中的多晶薄膜硅通常是不均勻的。上述元件可能會(huì)表現(xiàn)出例如令人不滿(mǎn)意的所謂的“針點(diǎn)缺陷”。為了達(dá)到在高溫多晶薄膜硅情況下相同的集成度，低溫多晶薄膜硅元件必須被長(zhǎng)時(shí)間處理，通常要超過(guò)20小時(shí)。
鑒于為獲得晶體管的高度集成而需要多種光刻工藝這一事實(shí)，多晶薄膜硅元件必須理所當(dāng)然地要經(jīng)受住再結(jié)晶循環(huán)的溫度，同時(shí)其幾何尺寸無(wú)顯著變化(收縮)，以避免在疊加層之間以及與接觸點(diǎn)之間的偏差(若有的話)。通常，收縮容許誤差僅是所實(shí)施的最小電路單元的橫向延伸的一部分；與整個(gè)襯底相比，通常限制其為50ppm。為避免在襯底和Si層之間的應(yīng)力，兩種材料的熱膨脹系數(shù)必須相互配合，或必須相等。迄今為止，僅適用于多晶薄膜硅元件的多晶薄膜硅元件由無(wú)定形SiO2(石英玻璃)組成，并且是復(fù)雜的和造價(jià)昂貴的。另外，多晶薄膜硅和石英玻璃的熱膨脹系數(shù)之間的差值為約Δα30-300≈3.2×10-7/K。
在這些情形下，按所需性能被特別設(shè)計(jì)的MAS玻璃陶瓷在一方面要提供技術(shù)改進(jìn)，另一方面要顯著節(jié)約成本。
在這一點(diǎn)是已知有例如US-A-5,968,857和US-B-6,197,429。
前述玻璃陶瓷中沒(méi)有一種考慮例如要滿(mǎn)足這樣的特定需要制造具有厚度盡可能最小的板形式的玻璃陶瓷。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供玻璃陶瓷，其適用于光學(xué)和電子元件的襯底，即使其厚度很小也能以高精度和高均一性制造出來(lái)，即使在表面積很大的情形下，也能達(dá)到上述目的。另外，獲得盡可能最高的比彈性模量和有利的機(jī)械性能。進(jìn)而，若可能，應(yīng)該可以以適當(dāng)方式控制熱膨脹系數(shù)以使該材料可用作多晶硅用襯底。優(yōu)選地，對(duì)于某些應(yīng)用，還要求玻璃陶瓷有透明性。
最后，提供了一種合適的用于制備這種玻璃陶瓷的方法。
按照本發(fā)明，該目的通過(guò)含有下述組分的玻璃陶瓷來(lái)實(shí)現(xiàn)。
SiO235-60B2O3＞4-10P2O50-10Al2O316.5-40TiO21-10Ta2O50-8
Y2O30-6ZrO21-10MgO6-20CaO0-10SrO0-4BaO0-8ZnO0-4SnO2+CeO20-4SO42-+Cl-0-4其中，SnO2、CeO2、SO42-和Cl-的總和∑(SnO2、CeO2、SO42-、Cl-)為0.01wt.％至4wt.％。
由此本發(fā)明得以完美實(shí)現(xiàn)。
之所以得此結(jié)論，是因?yàn)榘凑毡景l(fā)明可以在最初熔融和精煉各組成的起始玻璃，然后通過(guò)浮法玻璃法把該玻璃制成為具有高表面精度和最小厚度誤差的玻璃板。即使小于2mm的很薄的厚度也可以由這種方法無(wú)困難地實(shí)現(xiàn)。
就該方法而言，本發(fā)明的目的是通過(guò)一種制備玻璃陶瓷的方法而實(shí)現(xiàn)的，該方法包括初始熔融含有下述組分的起始玻璃(基于氧化物的重量百分比)的步驟SiO235-60B2O3＞4-10P2O50-10Al2O316.5-40TiO21-10Y2O30-6ZrO21-10MgO 6-20
CaO0-10SrO0-4BaO0-8ZnO0-4SnO2+CeO20-4SO42-+Cl-0-4其中，SnO2、CeO2、SO42-和Cl-的總和∑(SnO2、CeO2、SO42-、Cl-)為0.01wt.％至4wt.％。
在實(shí)施陶瓷化程序而使起始玻璃轉(zhuǎn)化為玻璃陶瓷之前，按照本發(fā)明的玻璃陶瓷尤其可以通過(guò)浮法玻璃法制得。然而，應(yīng)理解本發(fā)明也可與其它形成方法如拉伸法結(jié)合使用根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選開(kāi)發(fā)，玻璃陶瓷含有下述組分(基于氧化物的重量百分比)SiO239-55B2O3＞4-8P2O50-6Al2O316.5-32TiO21-＜7Ta2O50-5Y2O30-5ZrO21-6MgO＞8-20CaO0-6SrO0-2.5BaO0-5ZnO0-2SnO2+CeO20-4SO42-0-2
Cl-0-2本發(fā)明的其他特征由從屬權(quán)利要求概括。
為實(shí)現(xiàn)高彈性模量以及低密度，氧化鋁含量應(yīng)為至少16.5wt％。而且，Y2O3的摻混物同樣導(dǎo)致較高彈性模量，尤其當(dāng)分離含有釔(如Y-磷釔礦-YPO4、焦硅酸釔-Y2Si2O7、或釔鈾燒綠石(Yttropyrochlorite)Y2Ti2O7)時(shí)，彈性模量由此提高了約2Gpa/wt％Y2O3。
在30-300℃的溫度范圍內(nèi)，熱膨脹系數(shù)為α30-300＜5×10-6/K，優(yōu)選α30-300＜4×10-6/K，最優(yōu)選α30-300＜3.7×10-6/K，這是由在各個(gè)晶相之間和相對(duì)殘余玻璃相的分離晶相的種類(lèi)和比例決定的，并且可以受陶瓷化程序的影響，尤其可通過(guò)加熱斜坡(ramps)、保溫以及冷卻斜坡的加熱程序來(lái)影響。尤其在使尖晶石、假藍(lán)寶石和堇青石晶相(或相應(yīng)的混合晶體)分離的溫度下，實(shí)施加熱升溫和保溫。為確保恰好是那些晶相的優(yōu)選分離，氧化物SiO2、MgO和Al2O3的比例是相當(dāng)重要的。這些氧化物的比例優(yōu)選為(以wt％計(jì))SiO2/∑(SiO2，Al2O3，MgO) 0.48-0.62，更優(yōu)選0.50-0.60Al2O3/∑(SiO2，Al2O3，MgO) 0.185-0.355，更優(yōu)選0.20-0.25MgO/∑(SiO2，Al2O3，MgO3) 0.11-0.21，更優(yōu)選0.16-0.21。
各晶相分離的溫度以及相應(yīng)的保溫時(shí)間可由已知的分析方法(例如差熱分析(DTA)或高溫X-射線衍射(HT-XRD))確定。
根據(jù)本發(fā)明，在玻璃陶瓷中SiO2含量較低的情形下，通過(guò)所混入堿土的作用來(lái)促進(jìn)起始玻璃的良好玻璃穩(wěn)定性。在此情況下，優(yōu)選以下述比例加入MgO、CaO、SrO和BaOMgO/(CaO+SrO+BaO)＞2-10，更優(yōu)選＞3，最優(yōu)選＞5。
B2O3以大于4wt％的比率加入，ZnO也屬于助熔劑。堿土氧化物連同組分B2O3和ZnO(如果有的話)的比例產(chǎn)生如下效果在玻璃陶瓷的殘余玻璃相中，那些助熔劑中的至少一種(SrO)完全保留，而其余的至少保留一部分，從而用于穩(wěn)定殘余玻璃相以防止不需要的晶相如α-石英的分離。
ZnO含量?jī)?yōu)選為最大2wt％，因?yàn)楦弑壤腪nO對(duì)于優(yōu)選用于起始玻璃的形成工藝即在液體錫浴中的浮法工藝有負(fù)作用。已發(fā)現(xiàn)在此情況下，ZnO尤其傾向于蒸發(fā)并引起玻璃瑕疵，或在浮動(dòng)單元的形成氣氛中減少，從而與浮動(dòng)浴的錫形成合金。基于相同原因，玻璃陶瓷中的起始玻璃優(yōu)選應(yīng)該不含氟化物、PbO、As2O3、Sb2O3和MoO3。盡管原則上可含有氧化鋇，但優(yōu)選不加入氧化鋇，因?yàn)槠鋵?duì)玻璃陶瓷的整體密度有很大影響，也因?yàn)橛纱怂鼘?duì)于比彈性模量有相應(yīng)的降低作用。
本發(fā)明玻璃陶瓷的耐高溫范圍為至少800℃、優(yōu)選至少850℃、甚至更優(yōu)選至少900℃，這依靠起始玻璃的組成和陶瓷化程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)值主要由晶相比例和在上述溫度范圍的殘余玻璃的粘度決定。晶相比例可通過(guò)分離晶體的數(shù)量來(lái)控制，并因此取決于成核劑的含量。已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)成核劑(∑(P2O5、TiO2、ZrO2、SnO2、Ta2O5))的比例為0.01-20wt％、優(yōu)選6-16.5wt％、更優(yōu)選5-12wt％是有利的。TiO2含量不應(yīng)超過(guò)7wt％，否則在陶瓷化工藝過(guò)程中會(huì)存在金紅石晶相分離的風(fēng)險(xiǎn)。這是不希望發(fā)生的，因?yàn)檫@會(huì)損害玻璃陶瓷的透明性。另一方面，TiO2含量不應(yīng)低于1wt％，否則核的數(shù)量不足以得到均一的緊密粒狀結(jié)構(gòu)，所需透明性需要大小優(yōu)選為300nm的微晶。所用的另一種成核劑可以是Ta2O5，其提供了無(wú)染色效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，即使它與其他元素(如Fe、Zn)結(jié)合也無(wú)染色效應(yīng)。
SnO2除了作為成核劑之外，其自身還作為有用的尤其是浮動(dòng)相容的精煉劑，由此SnO2含量可高達(dá)4wt％。另一種浮動(dòng)相容的精煉劑是CeO2，其可替代SnO2或與SnO2一起使用。混合的硫酸鹽/氯化物精煉劑同樣是可行的，只要玻璃原材料分別以硫酸鹽或氯化物部分地加入。總而言之，由此SnO2、CeO2、SO42-、Cl-的總和為0.01-4wt％。在一定程度上，SnO2、CeO2用作精煉劑，在此情形下，其總含量為優(yōu)選0.1-1wt％、更優(yōu)選0.2-0.5wt％。如果硫酸鹽和氯化物用作精煉劑，硫酸根和氯離子加入比例分別高達(dá)2wt％。
實(shí)施例實(shí)施例1-7匯總在表1和2中(數(shù)據(jù)涉及起始玻璃)。
玻璃陶瓷的各種起始玻璃材料在約1600℃下熔融(以超過(guò)約1h/kg配料混合物的速率引入對(duì)應(yīng)于特定組成的各成分的氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物或氮化物的混合物)，然后在約2小時(shí)的沉淀和精煉時(shí)間后澆注。然后將該玻璃在Tg+10K溫度下回火1小時(shí)，再以60K/h的速度慢慢冷卻下來(lái)。
然后通過(guò)常規(guī)多段溫度處理使起始玻璃轉(zhuǎn)化為玻璃陶瓷。
例如，在實(shí)施例1中通過(guò)下述溫度程序產(chǎn)生陶瓷化以5K/min加熱至770℃，在770℃保溫2小時(shí)，以5K/min加熱至865℃，在865℃保溫2小時(shí)，冷卻至室溫。
在此情況下分析出的晶相為堇青石為主要相，TiZrO4和Mg/β-石英的混合晶體為次要相。
對(duì)于玻璃陶瓷，測(cè)定了以下性能密度 2.693g/cm3彈性模量 98±3GPaE/ρ36.4MJ/kgCTE(30-300) 4.0×10-6/K
在實(shí)施例6和7中，按如下實(shí)施陶瓷化以5K/min加熱至成核溫度，保溫4h；以3K/h加熱至900℃的晶體生長(zhǎng)溫度，保溫1h；以15K/h(0.25K/min)冷卻至850℃；以60K/h(1K/min)冷卻至750℃；冷卻至室溫。
對(duì)于玻璃陶瓷，測(cè)定了以下性能實(shí)施例6 實(shí)施例7密度 2.68g/cm32.68g/cm3彈性模量 120±3GPa118±3GPaE/ρ44.8MJ/kg44MJ/kg測(cè)定的晶相為堇青石和Mg/β-石英的混合晶體為主要相，尖晶石為次要相。
剩余樣品按如下陶瓷化在約Tg+(30至70K)的溫度下成核；保溫60-240min；在相應(yīng)的結(jié)晶峰溫度下生長(zhǎng)晶體；保溫30-240min。
加熱速率通常為1-15K/min、優(yōu)選3-10K/min。
如前所述，成核和晶體生長(zhǎng)的各自保持溫度可以由已知方法如DTA曲線測(cè)定。
表1
表權(quán)利要求
1.一種玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷包括下述組分(基于氧化物的重量百分比)SiO235-60B2O3＞4-10P2O50-10Al2O316.5-40TiO21-10Ta2O50-8Y2O30-6ZrO21-10MgO6-20CaO0-10SrO0-4BaO0-8ZnO0-4SnO2+CeO20-4SO42-+Cl-0-4其中，SnO2、CeO2、SO42-和Cl-的總含量∑(SnO2、CeO2、SO42-、Cl-)為0.01wt.％至4wt.％。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷包括下述組分(基于氧化物的重量百分比)SiO239-55B2O3＞4-8P2O50-6Al2O316.5-32TiO21-＜7Ta2O50-5Y2O30-5ZrO21-6MgO ＞8-20CaO 0-6SrO 0-2.5BaO 0-5ZnO 0-2SnO2+CeO20-4SO42-0-2Cl-0-2
3.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃陶瓷，其中總含量∑(P2O5、TiO2、ZrO2、SnO2，Ta2O5)為0.01wt％至20wt％。
4.如權(quán)利要求3所述的玻璃陶瓷，其中總含量∑(P2O5、TiO2、ZrO2、CeO2、SnO2，Ta2O5)為3wt％至16.5wt％。
5.如權(quán)利要求4所述的玻璃陶瓷，其中總含量∑(P2O5、TiO2、ZrO2、CeO2、SnO2，Ta2O5)為5wt％至12wt％。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其中比率SiO2/∑(SiO2，Al2O3，MgO)為0.48-0.62。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其中比率SiO2/∑(SiO2，Al2O3，MgO)為0.50-0.60。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其中比率Al2O3/∑(SiO2，Al2O3，MgO)為0.185-0.355。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其中比率Al2O3/∑(SiO2，Al2O3，MgO)為0.20-0.25。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其中比率MgO/∑(SiO2，Al2O3，MgO)為0.11-0.21。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其中比率MgO/∑(SiO2，Al2O3，MgO)為0.16-0.21。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其中比率MgO/∑(CaO，SrO，BaO)為大于2且至多10。
13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其中比率MgO/∑(CaO，SrO，BaO)為大于3。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其中比率MgO/∑(CaO，SrO，BaO)為大于5。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷基本上不包括堿金屬氧化物。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其中堿金屬氧化物的總含量∑(Li2O，Na2O，K2O，Rb2O，Cs2O)為至多0.5wt％。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，除了偶然的雜質(zhì)之外，該玻璃陶瓷不包含任何的Fe2O3、Cr2O3，Co2O3、CuO、NiO、V2O5、Ag2O、MoO3。
18.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，除了偶然的雜質(zhì)之外，該玻璃陶瓷不包括任何的氟化物、PbO、As2O3和Sb2O3。
19.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其中SnO2和CeO2的總含量∑(SnO2，CeO2)為至少0.1wt％且至多1.0wt％。
20.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷基本上不包括氧化鋇。
21.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷通過(guò)對(duì)起始玻璃熱處理而陶瓷化，并且該玻璃陶瓷包含作為主晶相的尖晶石、和/或假藍(lán)寶石、和/或堇青石、和/或它們的混合晶體。
22.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷通過(guò)對(duì)起始玻璃熱處理而陶瓷化，并且該玻璃陶瓷包括含有釔的晶相。
23.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷的比彈性模量為大于30MJ/kg、優(yōu)選大于35MJ/kg、最優(yōu)選大于42MJ/kg。
24.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷的彈性模量為大于100Gpa、優(yōu)選大于110Gpa。
25.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷在30-300℃的溫度范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)(CTE)為最大6×10-6/K、優(yōu)選2-6×10-6/K。
26.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷在30-300℃的溫度范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)(CTE)為小于等于4×10-6/K，優(yōu)選小于等于3.7×10-6/K。
27.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷的耐熱溫度高達(dá)為最小700℃、優(yōu)選高達(dá)為至少800℃。
28.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷具有包括堿土金屬氧化物的殘余玻璃相。
29.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷是光學(xué)透明的。
30.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷的起始玻璃由浮法形成。
31.一種半導(dǎo)體襯底，該襯底由前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的玻璃陶瓷組成。
32.一種硬盤(pán)存儲(chǔ)器襯底，該襯底由權(quán)利要求1-30中任一項(xiàng)的玻璃陶瓷組成。
33.一種光學(xué)顯示器，該光學(xué)顯示器具有由權(quán)利要求1-30中任一項(xiàng)的玻璃陶瓷組成的透明襯底。
34.一種半導(dǎo)體器件，尤其是二極管或薄膜晶體管，其包括至少一種由權(quán)利要求1-30中任一項(xiàng)的玻璃陶瓷組成的襯底。
35.一種平面屏幕顯示器，該顯示器包括至少一種含有權(quán)利要求1-30中任一項(xiàng)的玻璃陶瓷的襯底。
36.一種光激半導(dǎo)體器件，具體是太陽(yáng)能電池，其包括含有權(quán)利要求1-30中任一項(xiàng)的玻璃陶瓷的襯底。
37.一種制造玻璃陶瓷的方法，該方法包括在最初熔融起始玻璃的步驟，所述起始玻璃包括下列組分(基于氧化物的重量百分比)SiO235-60B2O3＞4-10P2O50-10Al2O316.5-40TiO21-10Y2O30-6ZrO21-10MgO6-20CaO0-10SrO0-4BaO0-8ZnO0-4SnO2+CeO20-4SO42-+Cl-0-4其中，SnO2、CeO2、SO42-和Cl-的總含量∑(SnO2、CeO2、SO42-、Cl-)為0.01wt.％至4wt.％，且其中隨后對(duì)起始玻璃實(shí)施陶瓷化工藝。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中起始玻璃被熔融并精煉，然后通過(guò)浮法玻璃法制成為板，此后對(duì)其實(shí)施陶瓷化工藝。
39.如權(quán)利要求37或38所述的方法，其中在陶瓷化過(guò)程中以如下方式控制溫度處理，以形成尖晶石、和/或假藍(lán)寶石、和/或堇青石、或它們的混合晶體的主要相。
40.如權(quán)利要求37-39中任一項(xiàng)所述的方法，其中在陶瓷化過(guò)程以如下方式控制溫度處理，以形成含有釔的晶相。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷包括(基于氧化物的重量百分比)SiO
文檔編號(hào)C03C10/08GK1676484SQ20041008334
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者蒂洛·察豪, 賴(lài)納·利巴爾德, 迪爾克·施普倫格, 邁克·施耐德 申請(qǐng)人:肖特公司