(57)【要約】【課題】従来の強化ガラスよりも高い強度を有するガラス部材を提供する。【解決手段】ガラス粉末焼結体からなり、表層にイオン交換層を有することを特徴とするガラス部材。イオン交換層において、相対的にイオン半径の大きいアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの濃度が、ガラス部材の表面から内部にかけて低下し、かつ、相対的にイオン半径の小さいアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの濃度が、ガラス部材の表面から内部にかけて上昇することが好ましい。【選択図】図１
2014234341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス粉末焼結体からなり、表層にイオン交換層を有することを特徴とするガラス部材。
【請求項２】
イオン交換層において、相対的にイオン半径の大きいアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの濃度が、ガラス部材の表面から内部にかけて低下し、かつ、相対的にイオン半径の小さいアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの濃度が、ガラス部材の表面から内部にかけて上昇することを特徴とする請求項１に記載のガラス部材。
【請求項３】
イオン交換層において、Ｋ＋イオン濃度が、ガラス部材の表面から内部にかけて低下し、かつ、Ｎａ＋イオン濃度が、ガラス部材の表面から内部にかけて上昇することを特徴とする請求項２に記載のガラス部材。
【請求項４】
ガラス粉末が、モル％で、ＳｉＯ２  ３０〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜３０％、及びＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０．１〜４０％を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス部材。
【請求項５】
ガラス粉末が、さらにモル％で、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜３０％、Ｋ２Ｏ  ０〜３０％、ＭｇＯ  ０〜３０％、ＣａＯ  ０〜３０％、ＳｒＯ  ０〜３０％、ＢａＯ  ０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜３０％、及びＺｎＯ  ０〜２５％を含有することを特徴とする請求項４に記載のガラス部材。
【請求項６】
セラミック粉末を含有することを特徴とする請求項１〜５に記載のガラス部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス部材を製造するための方法であって、ガラス粉末を含む原料粉末を焼成して焼結体を得る工程、及び、焼結体に対してイオン交換処理を施す工程、を含むことを特徴とするガラス部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品デバイスの構成部材である筐体、光拡散板、多層配線基板等に用いられるガラス部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品デバイスの構成部材である筐体、光拡散板、多層配線基板等として、強化ガラスが使用されている。強化ガラスとしては、ソーダ石灰ガラスや硼珪酸ガラスの風冷強化処理品あるいはイオン交換処理品等が挙げられる。
【０００３】
風冷強化ガラスは、前駆体ガラスを軟化点以上に加熱した後、冷却空気を高圧で吹き付けることにより、表面に圧縮応力層を形成することにより作製される。一方、イオン交換強化ガラスは、例えばアルカリ金属溶融塩に前駆体ガラスを浸漬することにより作製される。ここで、ガラス表層におけるイオン半径の比較的小さいイオン（例えばＮａ＋イオン）と、溶融塩中におけるイオン半径の比較的大きいイオン（例えばＫ＋イオン）とのイオン交換反応が進行することにより、ガラス表層の容積増加が起こって圧縮応力が発生し、その結果、ガラスの機械的強度が向上する（例えば、特許文献１または２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１８２１８２号公報
【特許文献２】特開２００４−９９３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の通り、前駆体ガラスに対して強化処理を施すことにより、相当程度の強度向上を図ることは可能である。しかしながら、それでも強度は十分とは言えず、電子部品デバイスの構成部品として使用した場合に、依然として破損が発生しやすいという問題がある。
【０００６】
以上に鑑み、本発明は、従来の強化ガラスよりも高い強度を有するガラス部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のガラス部材は、ガラス粉末焼結体からなり、表層にイオン交換層を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明者は、ガラス粉末焼結体はバルク状ガラスと比較して、表層に圧縮応力層が形成されやすく機械的強度が高くなることを見出した。この詳細なメカニズムは不明であるが、ガラス粉末焼結体には各ガラス粉末間に粒界が存在するため、イオン交換処理の際に溶融塩が内部に浸透しやすいためであると考えられる。また、所望の機械的強度を得るためのイオン交換処理時間を短縮できるという効果もある。
【０００９】
また、本発明のガラス部材は、ガラス粉末焼結体から構成されるため、バルク状ガラスと異なり、内部に機能性セラミック粉末等を分散させることが容易である。また、多様な形状に成形することも容易である。
【００１０】
本発明のガラス部材は、イオン交換層において、相対的にイオン半径の大きいアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの濃度が、ガラス部材の表面から内部にかけて低下し、かつ、相対的にイオン半径の小さいアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの濃度が、ガラス部材の表面から内部にかけて上昇することが好ましい。
【００１１】
本発明のガラス部材は、イオン交換層において、Ｋ＋イオン濃度が、ガラス部材の表面から内部にかけて低下し、かつ、Ｎａ＋イオン濃度が、ガラス部材の表面から内部にかけて上昇することが好ましい。
【００１２】
本発明のガラス部材において、ガラス粉末は、モル％で、ＳｉＯ２  ３０〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜３０％、及びＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０．１〜４０％を含有することが好ましい。
【００１３】
本発明のガラス部材において、ガラス粉末は、さらにモル％で、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜３０％、Ｋ２Ｏ  ０〜３０％、ＭｇＯ  ０〜３０％、ＣａＯ  ０〜３０％、ＳｒＯ  ０〜３０％、ＢａＯ  ０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜３０％、及びＺｎＯ  ０〜２５％を含有することが好ましい。
【００１４】
本発明のガラス部材は、セラミック粉末を含有することが好ましい。
【００１５】
本発明のガラス部材の製造方法は、ガラス粉末を含む原料粉末を焼成して焼結体を得る工程、及び、焼結体に対してイオン交換処理を施す工程、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来の強化ガラスよりも高い強度を有するガラス部材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のガラス部材の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明のガラス部材の別の実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明のガラス部材の一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、ガラス部材１は板状である。ガラス部材１はガラス粉末焼結体から構成されており、表層にイオン交換層を有している。
【００１９】
具体的には、イオン交換層において、相対的にイオン半径の大きいアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの濃度が、ガラス部材１の表面から内部にかけて低下し、かつ、相対的にイオン半径の小さいアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの濃度が、ガラス部材１の表面から内部にかけて上昇する構造を有している。アルカリ金属イオンとしては、Ｌｉ＋イオン、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｒｂ＋イオンまたはＣｓ＋イオンが挙げられる。アルカリ土類金属イオンとしては、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｓｒ２＋イオンまたはＢａ２＋イオンが挙げられる。
【００２０】
特に、イオン交換層において、Ｋ＋イオン濃度が、ガラス部材１の表面から内部にかけて低下し、かつ、Ｎａ＋イオン濃度が、ガラス部材１の表面から内部にかけて上昇することが好ましい。このような構成であれば、ガラス部材１の表層に圧縮応力層が形成されやすくなる。
【００２１】
ガラス粉末としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ系ガラス、ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５−Ｒ’２Ｏ系ガラス、ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５−ＲＯ系ガラス、ＴｅＯ２−Ｒ’２Ｏ系ガラス、ＴｅＯ２−ＲＯ系ガラス、Ｂｉ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ系ガラス、Ｂｉ２Ｏ３−ＲＯ系ガラス等（ただし、Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓから選択される少なくとも１種、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選択される少なくとも１種）が使用される。ガラス組成としては、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３またはＴｅＯ２のいずれか１種類以上を好ましくは１０〜９９モル％、より好ましくは１２〜９５モル％含有することが好ましい。これらの成分の含有量が少なすぎると、ガラス化しにくくなる。
【００２２】
なかでも、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ系ガラスはイオン交換処理により、ガラス部材１の表層に圧縮応力層を形成しやすいため好ましい。ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ系ガラスとしては、例えばモル％で、ＳｉＯ２  ３０〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜３０％、及びＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０．１〜４０％を含有するものが好ましい。ガラス組成をこのように限定した理由を以下に説明する。なお、以下の説明において、特に断りがない限り「％」はモル％を意味する。
【００２３】
ＳｉＯ２はガラス骨格を形成する成分である。ＳｉＯ２の含有量は好ましくは３０〜８０％、より好ましくは４０〜６５％である。ＳｉＯ２の含有量が少なすぎると、化学的耐久性が低下する傾向にある。一方、ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、溶融温度が高くなり、ガラス化しにくくなる。
【００２４】
Ｂ２Ｏ３は溶融温度を低下させて溶融性を改善する効果が高い成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量は好ましくは０〜３０％、より好ましくは５〜２５％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、化学的耐久性が低下する傾向にある。
【００２５】
アルカリ金属酸化物であるＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏは、イオン交換処理によりガラス部材１の表層に圧縮応力層を形成するために使われる成分である。また、溶融性を改善する効果を有する。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は好ましくは０．１％〜４０％、より好ましくは２．５〜３５％である。これらの成分の合量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、これらの成分の合量が多すぎると、成形時に失透しやすくなる。なお、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの各成分の含有量は、それぞれ好ましくは０〜３０％、より好ましくは１〜２５％である。
【００２６】
ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ系ガラスには、上記成分以外にも下記の成分を含有させることができる。
【００２７】
Ａｌ２Ｏ３はイオン交換性能に影響を与える成分であり、その含有量は好ましくは０〜３０％、より好ましくは３〜２５％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、溶融性が低下する傾向がある。
【００２８】
アルカリ土類金属であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは、イオン交換処理によりガラス部材１の表層に圧縮応力層を形成するために使われる成分である。また、溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分でもある。これらの成分の含有量は、それぞれ好ましくは０〜３０％、より好ましくは０．１〜２０％である。これらの成分の含有量が多すぎると、化学的耐久性が低下する傾向にある。
【００２９】
ＺｎＯは溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分である。また、分相を促進する効果もある。ガラス部材１が分相することにより、光拡散特性の向上が期待できる。ＺｎＯの含有量は好ましくは０〜２５％、より好ましくは０.１〜２３％である。ＺｎＯの含有量が多すぎると、化学的耐久性が低下する傾向にある。
【００３０】
上記成分以外にも、溶融性を向上させたり、軟化点を低下させて低温焼結させやすくしたりためにＰ２Ｏ５を５％まで、化学的耐久性を向上させるためにＴａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｅＯ２またはＺｒＯ２を合量で１５％まで含有させてもよい。また、光学特性制御や抗菌作用を付与する目的としてＡｇ２Ｏを含有させてもよい。さらにガラス部材を発光させたい場合は、ガラス粉末中にＥｕ、Ｓｍ、Ｃｅ等の発光中心イオンを導入してもよい。
【００３１】
上記ガラス粉末の焼結体であるガラス部材１の組成も上記の範囲にあることが好ましい。
【００３２】
なお、ガラス粉末は結晶性ガラス粉末であってもよい。この場合、焼成によりガラス内部に結晶が析出するため、ガラス部材１の機械的強度を高めたり、熱膨張係数を制御したりすることができる。ここで、ガラス部材１の結晶化度は９５％以下であることが好ましい。結晶化度が高すぎると、残存ガラス相の割合が少なくなって、イオン交換層を形成することが困難になる傾向がある。
【００３３】
ガラス粉末の平均粒子径Ｄ５０は好ましくは０．１〜１００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍである。ガラス粉末の平均粒子径Ｄ５０が小さすぎると、焼成時に気孔の発生量が多くなる。ガラス部材１中に気孔が多く含まれると、イオン交換後においても強度が低下する傾向がある。また、水分等が内部に浸入しやすくなり化学的耐久性が低下するおそれがある。ガラス部材１における好ましい気孔率は１０体積％以下、特に９体積％以下である。一方、ガラス粉末の平均粒子径Ｄ５０が大きすぎる場合も、ガラス部材１中に気孔が多く発生して、ガラス部材１の強度が低下する傾向がある。
【００３４】
なお、本発明において、平均粒子径Ｄ５０はレーザー回折法により測定した値をいう。
【００３５】
図２は、本発明のガラス部材の別の実施形態を示す図である。図２に示すように、本発明のガラス部材１は、ガラス粉末焼結体からなるガラスマトリクス２中にセラミック粉末３を分散させてなる構造を有していてもよい。セラミック粉末３としては、一般に市場で入手可能な材料であれば特に限定されず、例えば低温型石英、低温型クリストバル石、アルミナ、ガーネット、正方晶ジルコニア、ガーナイト、コージエライト等が挙げられる。これらは熱膨張係数や光学特性を制御することを目的として使用される。
【００３６】
また必要に応じて、熱膨張特性や光学特性の制御のために石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス粉末、発光特性の制御のためにＹＡＧ蛍光体等の蛍光体粉末を含有させることができる。またガラス部材を着色させたい場合は、Ｃｏ、ＭｎまたはＦｅ系等の無機顔料セラミック粉末を含有させることができる。
【００３７】
ガラス部材１がこれらのセラミック粉末を含有することにより、入射光を散乱させる効果がより大きくなり、光拡散特性が向上する。なお、入射光の散乱効果を高めるには、ガラス粉末とセラミック粉末の屈折率差が大きくなるよう組み合わせることが好ましい。具体的には、ガラス粉末とセラミック粉末の屈折率差（ｎｄ）は０．０５〜０．２であることが好ましく、０．１〜０．１５であることがより好ましい。屈折率差が大きすぎると、入射光の散乱効果が高くなりすぎて散乱損失となり、透過率が低下する傾向がある。
【００３８】
セラミック粉末３の平均粒子径Ｄ５０は、好ましくは０．０１〜１００μｍ、より好ましくは０．１〜５０μｍである。セラミック粉末３の平均粒子径Ｄ５０が小さすぎると、ガラス部材１の緻密性が損なわれ、気孔等の欠陥が生じるおそれがある。一方、平均粒子径Ｄ５０が大きすぎると、ガラス部材１中にセラミック粉末３が均一に分散されにくくなり、強度低下の原因となる傾向がある。
【００３９】
ガラス部材１におけるセラミック粉末３の含有量は、体積％で、好ましくは１〜６０％、より好ましくは２〜５５％である。セラミック粉末３の含有量が少なすぎると、所望の特性が得られにくくなる。一方、セラミック粉末３の含有量が多すぎると、ガラス部材１の緻密性が低下し、機械的強度が低下する傾向がある。なお、要求特性に応じて、複数のセラミック粉末を混合して用いてもよい。
【００４０】
ガラス部材１の厚みは、好ましくは０．１〜５ｍｍ、より好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。ガラス部材１の厚みが小さすぎると、強度が不十分となるため、表層に圧縮応力層を形成すると自己崩壊するおそれがある。一方、ガラス部材１の厚みが大きすぎると、例えば可視域透過率が低下し、透光性が要求される用途への使用が困難になる傾向がある。なお、ガラス部材１の形状は特に限定されず、板状以外にも、ファイバー状、球状、半球状、半球ドーム状等が挙げられる。なお、ガラス部材１は、アルミナ基板、ガラス基板、ＹＡＧセラミック基板、透光性セラミック基板、金属基板等の無機基板表面に融着または接着させた後、イオン交換層を形成させて使用することも可能である。
【００４１】
次に、ガラス部材１の製造方法について説明する。
【００４２】
ガラス部材１は、ガラス粉末を含む原料粉末を焼成して焼結体を得る工程、及び、焼結体に対してイオン交換処理を施す工程、を含む方法により製造される。
【００４３】
ガラス粉末は、必要に応じて予備成形した後に焼成する。予備成形方法は特に制限されず、プレス成形法、射出成形法、シート成形法、押出し成形法等を採用することができる。
【００４４】
ガラス粉末の焼成温度は、ガラス粉末の軟化点以上であることが好ましく、軟化点＋５０℃以上であることがより好ましい。焼成温度が低すぎると、ガラス粉末が十分に軟化流動せず、ガラス部材１中に気孔が残存して強度が低下しやすくなる。一方、焼成温度の上限は特に限定されないが、焼成温度が高すぎると、焼成時にガラス中の溶存ガスが放出され、焼結体内部に気孔が発生しやすくなり、ガラス部材１の機械的強度が低下する傾向がある。よって、焼成温度はガラス粉末の軟化点＋２５０℃以下であることが好ましい。
【００４５】
焼結体に対するイオン交換処理の具体例としては、焼結体をアルカリ金属溶融塩に浸漬し、ガラス部材１表層におけるアルカリ金属イオンと、アルカリ金属溶融塩中のアルカリ金属イオンを置換する方法が挙げられる。例えば、組成としてＮａ２Ｏを含む焼結体を、硝酸カリウム溶融塩に浸漬することにより、ガラス部材１の表層における相対的にイオン半径の小さいＮａ＋イオンと、硝酸カリウム溶融塩から導入される、相対的にイオン半径の大きいＫ＋イオンのイオン交換反応が進行する。これにより、Ｋ＋イオン濃度がガラス部材１の表面から内部にかけて低下し、かつ、Ｎａ＋イオン濃度がガラス部材１の表面から内部にかけて上昇するイオン交換層が、ガラス部材１の表層に形成される。その結果、ガラス部材１の表層において容積増加が起こり、圧縮応力層が形成され、機械的強度が向上する。
【００４６】
アルカリ金属溶融塩の温度は、ガラス粉末の歪点±１５０℃以内の範囲であることが好ましい。アルカリ金属溶融塩の温度が上記温度範囲外であると、イオン交換反応が進行しにくくなるおそれがある。
【００４７】
なお、イオン交換処理を行う前に、必要に応じて、焼結体に対して研削、研磨またはリプレス等による加工を行っても構わない。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４９】
（１）試料の作製
表１及び２は実施例（Ｎｏ．１〜４、６、８、１０）及び比較例（Ｎｏ．５、７、９、１１〜１３）を示している。
【００５０】
【表１】
2014234341.tif 000003
【００５１】
【表２】
2014234341.tif 000004
【００５２】
まず、表に示すガラス組成となるように原料粉末を秤量して混合し、得られた混合物を白金坩堝中において９００〜１６００℃で２時間溶融してガラス化した。溶融ガラスをフィルム状に成形し、得られたフィルム状ガラスをボールミルで粉砕した後、３２５メッシュの篩に通して分級し、平均粒子径Ｄ５０が３０μｍのガラス粉末を得た。なお、同組成のバルクガラスを別途作製し、歪点及び軟化点を測定した。歪点はＡＳＴＭＣ３３６に基づいて測定し、軟化点はＡＳＴＭＣ３３８に基づいて測定した。
【００５３】
次に、ガラス粉末に対し、必要に応じて表に示すセラミック粉末を混合し、金型を用いて加圧成形して予備成形体を作製した。予備成形体を表に示す焼成温度で焼成し、焼結体を得た。得られた焼結体に研磨加工処理を施すことにより、３点曲げ強度試験用として３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍの棒状試料を、またヘイズ率評価用として１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの板状試料をそれぞれ作製した。なお、Ｎｏ．１３ではバルク状ガラスを使用した。
【００５４】
Ｎｏ．１〜４、５、８、１０及び１３については、得られた試料に対してイオン交換処理を行った。イオン交換処理は、表に示す温度で硝酸カリウム溶融塩中に４時間浸漬することにより行った。
【００５５】
（２）各特性の測定
得られた各試料について、下記の方法に従い、３点曲げ強度、ヘイズ率、及び試料表層（試料におけるガラスマトリクスの表層）におけるアルカリ金属イオンの濃度勾配（イオン交換層の有無）について測定または評価を行った。結果を表１及び２に示す。
【００５６】
３点曲げ強度試験はＪＩＳ  Ｒ  １６０１に基づいて測定した。
【００５７】
ヘイズ率はＪＩＳ  Ｋ７１０５に基づいて測定した。
【００５８】
表層におけるアルカリ金属イオンの濃度勾配は、グロー放電発光表面分析装置（堀場製作所製  ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）を用いて測定した。具体的には、各試料の表層におけるＮａ＋イオン及びＫ＋イオンの濃度を測定して、深さ方向における各成分の濃度プロファイルを作製し、表面から内部にかけて濃度勾配が認められた場合は「○」、認められなかった場合は「×」として評価した。
【００５９】
結晶化度は粉末Ｘ線回折計を用いて測定した。
【００６０】
（３）結果
実施例であるＮｏ．１〜４、６、８、１０の試料は、表層においてアルカリ金属イオンの濃度勾配が認められた。具体的には、Ｋ＋イオンについては、表面から深さ２０〜４０μｍにかけて濃度が低下し、それより深い場所では濃度がほぼ一定であった。一方、Ｎａ＋イオンについては、表面から深さ２０〜４０μｍにかけて濃度が上昇し、それより深い場所では濃度がほぼ一定であった。すなわち、実施例の試料は、表層においてアルカリ金属イオンによるイオン交換層が形成されていることがわかる。このように、実施例であるＮｏ．１〜４、６、８、１０の試料は、表層にイオン交換層を有するため、３点曲げ強度が３４１ＭＰａ以上と高かった。
【００６１】
一方、比較例であるＮｏ．５、７、９、１１及び１２の試料は、表面から内部にかけて、Ｋ＋イオン濃度及びＮａ＋イオン濃度が一定であり、濃度勾配が認められなかった。すなわち、これらの試料には、表層にイオン交換層が形成されていなかった。そのため、これらの試料は３点曲げ強度が２３０ＭＰａ以下と低かった。なお、Ｎｏ．１３の試料は、表層においてアルカリ金属イオンの濃度勾配が認められ、イオン交換層が形成されていたものの、バルク状ガラスのためＮｏ．１０の試料より３点曲げ強度が低かった。
【符号の説明】
【００６２】
１  ガラス部材
２  ガラスマトリクス
３  セラミック粉末
【図１】
2014234341.tif 000005
【図２】
2014234341.tif 000006