(57)【要約】  黒色β−スポジュメンガラスセラミックが提供される。該ガラスセラミックは、主結晶相としてβ−スポジュメンを、少数結晶相としてガーナイトを含む。ガラスセラミックは、次の色座標を特徴とする：Ｌ＊：２０．０〜４０．０、ａ＊：−１．０〜０．５、及び、ｂ＊：−５．０〜１．０。ガラスセラミックはイオン交換することができる。ガラスセラミックの製造方法もまた提供される。
2021505502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスセラミックであって、
主結晶相としてβ−スポジュメン結晶相；及び
少数結晶相としてガーナイト結晶相
を含み、
前記ガラスセラミックが次の色座標：
Ｌ＊：２０．０〜４０．０；
ａ＊：−１．０〜０．５；及び
ｂ＊：−５．０〜１．０
を特徴とする、ガラスセラミック。
【請求項２】
ガラスセラミックであって、
主結晶相としてβ−スポジュメン結晶相；
０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び
０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４
を含み、
前記ガラスセラミックが次の色座標：
Ｌ＊：２０．０〜４０．０；
ａ＊：−１．０〜０．５；及び
ｂ＊：−５．０〜１．０
を特徴とする、ガラスセラミック。
【請求項３】
少数結晶相としてガーナイトをさらに含む、請求項２に記載のガラスセラミック。
【請求項４】
少数結晶相として擬ブルッカイト、又は
少数結晶相としてアーマルコライト
の少なくとも一方をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラスセラミック。
【請求項５】
６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；
１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；
３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；
０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；
０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；
０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；
２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；
０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；
０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び
０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４
をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラスセラミック。
【請求項６】
前記ガラスセラミックが、
前記可視光範囲における１％以下の透過率、
５０質量％以上の結晶化度、又は
０．１μｍ以上１．０μｍ以下の粒度
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラスセラミック。
【請求項７】
前記ガラスセラミックが、イオン交換され、前記ガラスセラミックの表面から前記ガラスセラミック内へと延びる圧縮応力層を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラスセラミック。
【請求項８】
消費者向け電子製品において、
前面、背面、及び側面を含む筐体；
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気部品であって、該電気部品が少なくともコントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、前記ディスプレイが前記筐体の前記前面又はそれに隣接している、電気部品；並びに
前記ディスプレイの上に配置されたカバーガラス
を備えており、
前記筐体の少なくとも一部が、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガラスセラミックを含む、
消費者向け電子製品。
【請求項９】
方法であって、
前駆体ガラスベース物品を核生成して、核生成したガラスベース物品を形成する工程；
前記核生成したガラスベース物品をセラミック化して、ガラスセラミックを形成する工程
を含み、
前記ガラスセラミックが、
主結晶相としてのβ−スポジュメン結晶相；及び
少数結晶相としてガーナイト結晶相
を含み、
前記ガラスセラミックが次の色座標：
Ｌ＊：２０．０〜４０．０；
ａ＊：−１．０〜１．０；及び
ｂ＊：−５．０〜２．０
を特徴とする、方法。
【請求項１０】
方法であって、
前駆体ガラスベース物品を核形成して、核形成したガラスベース物品を形成する工程；
前記核生成したガラスベース物品をセラミック化して、ガラスセラミックを形成する工程
を含み、
前記ガラスセラミックが、
主結晶相としてβ−スポジュメン結晶相；
０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び
０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４
を含み、
前記ガラスセラミックが次の色座標：
Ｌ＊：２０．０〜４０．０；
ａ＊：−１．０〜１．０；及び
ｂ＊：−５．０〜２．０
を特徴とする、方法。
【請求項１１】
前記セラミック化する工程が、９００℃以上１１００℃以下の温度で０．２５時間以上１６時間以下の間、行われる、及び／又は
前記核生成する工程が、７２５℃以上８５０℃以下の温度で０．５時間以上６時間以下の間、行われる、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ガラスセラミックをイオン交換する工程をさらに含む、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ガラスであって、
６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；
１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；
３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；
０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；
０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；
０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；
２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；
０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；
０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び
０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４
を含む、ガラス。
【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、２０１７年１１月３０日出願の米国仮特許出願第６２／５９２，７２３号の優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、概して、ガラスセラミック組成物に関する。より詳細には、本明細書は、電子デバイス用の筐体へと形成することができる黒色β−スポジュメンガラスセラミックに関する。
【背景技術】
【０００３】
スマートフォン、タブレット、及びウェアラブルデバイス（例えば、時計及びフィットネストラッカー等）などの携帯型電子デバイスは、ますます小型化かつ複雑化し続けている。したがって、このような携帯型電子デバイスの少なくとも１つの外面に従来使用されている材料もまた、より複雑になり続けている。例えば、消費者の需要を満たすために携帯型電子デバイスがより小さく、より薄くなると、それらの携帯型電子デバイスに用いられる筐体もまた、より小さく、より薄くなり、これらの部品を形成するために用いられる材料に対し、より高い性能要件が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、損傷に対する耐性などのより高い性能、及び携帯型電子デバイスで使用するための心地よい外観を示す材料が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
態様（１）によれば、ガラスセラミックが提供される。該ガラスセラミックは、主結晶相としてβ−スポジュメン結晶相；及び、少数結晶相としてガーナイト結晶相を含む。ガラスセラミックは、次の色座標を特徴とする：Ｌ＊：２０．０〜４０．０；ａ＊：−１．０〜０．５；及び、ｂ＊：−５．０〜１．０。
【０００６】
態様（２）によれば、少数結晶相として擬ブルッカイトをさらに含む、態様（１）のガラスセラミックが提供される。
【０００７】
態様（３）によれば、少数結晶相としてアーマルコライトをさらに含む、態様（１）又は（２）のガラスセラミックが提供される。
【０００８】
態様（４）によれば、ガラスセラミックが、可視光範囲で１％以下の透過率を有する、態様（１）〜（３）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【０００９】
態様（５）によれば、６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び、０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４をさらに含む、態様（１）〜（４）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００１０】
態様（６）によれば、６５質量％以上６７質量％以下のＳｉＯ２をさらに含む、態様（１）〜（５）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００１１】
態様（７）によれば、１５質量％以下のＬｉ２Ｏをさらに含む、態様（１）〜（６）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００１２】
態様（８）によれば、０質量％以上５質量％以下のＮａ２Ｏをさらに含む、態様（１）〜（７）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００１３】
態様（９）によれば、０質量％超１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３をさらに含む、態様（１）〜（６）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００１４】
態様（１０）によれば、ガラスセラミックが５０質量％以上の結晶化度を有する、態様（１）〜（９）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００１５】
態様（１１）によれば、β−スポジュメンが唯一の主結晶相である、態様（１）〜（１０）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００１６】
態様（１２）によれば、０．１μｍ以上１．０μｍ以下の粒度をさらに含む、態様（１）〜（１１）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００１７】
態様（１３）によれば、ガラスセラミックが、イオン交換され、ガラスセラミックの表面からガラスセラミック内へと延びる圧縮応力層を含む、態様（１）〜（１２）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００１８】
態様（１４）によれば、消費者向け電子製品が提供される。消費者向け電子製品は、前面、背面、及び側面を含む筐体；少なくとも部分的に筐体内にある電気部品であって、該電気部品が、少なくとも、コントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、該ディスプレイが、筐体の前面又はそれに隣接している、電気部品；並びに、ディスプレイの上に配置されたカバーガラスを含む。筐体の少なくとも一部は、態様（１）〜（１２）のいずれかに記載のガラスセラミックを含む。
【００１９】
態様（１５）によれば、消費者向け電子製品が提供される。消費者向け電子製品は、前面、背面、及び側面を含む筐体；少なくとも部分的に筐体内にある電気部品であって、該電気部品が、少なくとも、コントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、該ディスプレイが、筐体の前面又はそれに隣接している、電気部品；並びに、ディスプレイの上に配置されたカバーガラスを含む。筐体の少なくとも一部は、態様（１３）のガラスセラミックを含む。
【００２０】
態様（１６）によれば、ガラスセラミックが提供される。ガラスセラミックは、主結晶相としてβ−スポジュメン結晶相；０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び、０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４を含む。ガラスセラミックは、次の色座標を特徴とする：Ｌ＊：２０．０〜４０．０；ａ＊：−１．０〜０．５；及び、ｂ＊：−５．０〜１．０。
【００２１】
態様（１７）によれば、少数結晶相として擬ブルッカイトをさらに含む、態様（１６）のガラスセラミックが提供される。
【００２２】
態様（１８）によれば、少数結晶相としてアーマルコライトをさらに含む、態様（１６）又は（１７）のガラスセラミックが提供される。
【００２３】
態様（１９）によれば、少数結晶相としてガーナイトをさらに含む、態様（１６）〜（１８）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００２４】
態様（２０）によれば、ガラスセラミックが、可視光範囲で１％以下の透過率を有する、態様（１６）〜（１９）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００２５】
態様（２１）によれば、６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び、０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４をさらに含む、態様（１６）〜（２０）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００２６】
態様（２２）によれば、６５質量％以上６７質量％以下のＳｉＯ２をさらに含む、態様（１６）〜（２１）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００２７】
態様（２３）によれば、１５質量％以下のＬｉ２Ｏをさらに含む、態様（１６）〜（２２）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００２８】
態様（２４）によれば、０質量％以上５質量％以下のＮａ２Ｏをさらに含む、態様（１６）〜（２３）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００２９】
態様（２５）によれば、０．２質量％以上１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３をさらに含む、態様（１６）〜（２４）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００３０】
態様（２６）によれば、ガラスセラミックが５０質量％以上の結晶化度を有する、態様（１６）〜（２５）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００３１】
態様（２７）によれば、β−スポジュメンが唯一の主結晶相である、態様（１６）〜（２６）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００３２】
態様（２８）によれば、０．１μｍ以上１．０μｍ以下の粒度をさらに含む、態様（１６）〜（２７）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００３３】
態様（２９）によれば、ガラスセラミックが、イオン交換され、ガラスセラミックの表面からガラスセラミック内へと延びる圧縮応力層を含む、態様（１６）〜（２８）のいずれかに記載のガラスセラミックが提供される。
【００３４】
態様（３０）によれば、消費者向け電子製品が提供される。消費者向け電子製品は、前面、背面、及び側面を含む筐体；少なくとも部分的に筐体内にある電気部品であって、該電気部品が、少なくとも、コントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、該ディスプレイが、筐体の前面又はそれに隣接している、電気部品；並びに、ディスプレイの上に配置されたカバーガラスを含む。筐体の少なくとも一部は、態様（１６）〜（２８）のいずれかに記載のガラスセラミックを含む。
【００３５】
態様（３１）によれば、消費者向け電子製品が提供される。消費者向け電子製品は、前面、背面、及び側面を含む筐体；少なくとも部分的に筐体内にある電気部品であって、該電気部品が、少なくとも、コントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、該ディスプレイが、筐体の前面又はそれに隣接している、電気部品；並びに、ディスプレイの上に配置されたカバーガラスを含む。筐体の少なくとも一部は、態様（２９）のガラスセラミックを含む。
【００３６】
態様（３２）によれば、方法が提供される。該方法は、前駆体ガラスベース物品を核生成して、核生成したガラスベース物品を形成する工程と、核生成したガラスベース物品をセラミック化してガラスセラミックを形成する工程とを含む。ガラスセラミックは、主結晶相としてβ−スポジュメン結晶相；及び、少数結晶相としてガーナイト結晶相を含む。ガラスセラミックは、次の色座標を特徴とする：Ｌ＊：２０．０〜４０．０；ａ＊：−１．０〜１．０；及び、ｂ＊：−５．０〜２．０。
【００３７】
態様（３３）によれば、セラミック化する工程が、９００℃以上１１００℃以下の温度で行われる、態様（３２）の方法が提供される。
【００３８】
態様（３４）によれば、セラミック化する工程が、０．２５時間以上１６時間以下の間、行われる、態様（３２）又は（３３）の方法が提供される。
【００３９】
態様（３５）によれば、核生成する工程が７２５℃以上８５０℃以下の温度で行われる、態様（３２）〜（３４）のいずれかに記載の方法が提供される。
【００４０】
態様（３６）によれば、核生成する工程が、０．５時間以上６時間以下の間、行われる、態様（３２）〜（３５）のいずれかに記載の方法が提供される。
【００４１】
態様（３７）によれば、ガラスセラミックをイオン交換する工程をさらに含む、態様（３２）〜（３６）のいずれかに記載の方法が提供される。
【００４２】
態様（３８）によれば、前駆体ガラスベース物品が、６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び、０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４を含む、態様（３２）〜（３７）のいずれかに記載の方法が提供される。
【００４３】
態様（３９）によれば、前駆体ガラスベース物品が０質量％超１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３を含む、態様（３２）〜（３８）のいずれかに記載の方法が提供される。
【００４４】
態様（４０）によれば、方法が提供される。該方法は、前駆体ガラスベース物品を核生成して、核生成したガラスベース物品を形成する工程と、核生成したガラスベース物品をセラミック化してガラスセラミックを形成する工程とを含む。ガラスセラミックは、主結晶相としてβ−スポジュメン結晶相；０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び、０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４を含む。ガラスセラミックは、次の色座標を特徴とする：Ｌ＊：２０．０〜４０．０；ａ＊：−１．０〜１．０；及び、ｂ＊：−５．０〜２．０。
【００４５】
態様（４１）によれば、セラミック化する工程が、９００℃以上１１００℃以下の温度で行われる、態様（４０）の方法が提供される。
【００４６】
態様（４２）によれば、セラミック化する工程が、０．２５時間以上１６時間以下の間、行われる、態様（４０）又は（４１）の方法が提供される。
【００４７】
態様（４３）によれば、核生成する工程が７２５℃以上８５０℃以下の温度で行われる、態様（４０）〜（４２）のいずれかに記載の方法が提供される。
【００４８】
態様（４４）によれば、核生成する工程が、０．５時間以上６時間以下の間、行われる、態様（４０）〜（４３）のいずれかに記載の方法が提供される。
【００４９】
態様（４５）によれば、ガラスセラミックをイオン交換する工程をさらに含む、態様（４０）〜（４４）のいずれかに記載の方法が提供される。
【００５０】
態様（４６）によれば、前駆体ガラスベース物品が、６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び、０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４を含む、態様（４０）〜（４５）のいずれかに記載の方法が提供される。
【００５１】
態様（４７）によれば、前駆体ガラスベース物品が、０．２質量％以上１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３を含む、態様（４０）〜（４５）のいずれかに記載の方法が提供される。
【００５２】
態様（４８）によれば、ガラスが提供される。該ガラスは、６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び、０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４を含む。
【００５３】
態様（４９）によれば、０．２質量％以上１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３を含む、態様（４８）に記載のガラスが提供される。
【００５４】
追加の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、一部には、その説明から当業者に容易に明らかとなり、あるいは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付の図面を含めた本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識されよう。
【００５５】
前述の概要及び以下の詳細な説明はいずれも、さまざまな実施形態を説明しており、特許請求される主題の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図していることが理解されるべきである。添付の図面は、さまざまな実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれて、その一部を構成する。図面は、本明細書に記載されるさまざまな実施形態を例証しており、その説明とともに、特許請求の範囲の主題の原理及び動作を説明する役割を担う。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本明細書に開示及び説明される実施形態による、表面に圧縮応力層を有するガラスセラミックの概略的な断面図
【図２Ａ】本明細書に開示されるガラスセラミックのいずれかを組み込む例示的な電子デバイスの平面図
【図２Ｂ】図２Ａの例示的な電子デバイスの斜視図
【図３】一実施形態によるガラスセラミックのＸ線回折スペクトルのプロットを示す図
【図４】一実施形態によるガラスセラミックの第１の倍率での走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像
【図５】図５のガラスセラミックの第２の倍率での走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像
【図６】３０℃から１，１００℃までのガラス組成物の高温示差走査サーモグラムのプロット
【図７】前駆体ガラス組成物、比較ガラスセラミック、及びさまざまなセラミック化サイクルで製造した実施形態によるガラスセラミックについてのａ＊及びｂ＊色座標のプロット
【図８】前駆体ガラス組成物、比較ガラスセラミック、及び図７のさまざまなセラミック化サイクルで製造した実施形態によるガラスセラミックについてのＬ＊色座標のプロット
【図９】実施形態による、０．８ｍｍの厚さを有するガラスセラミックの透過スペクトル
【図１０】実施形態によるガラスセラミック及び比較ガラスセラミックのイオン交換処理の結果としてのＬ＊及びｂ＊色座標の変化のプロット
【発明を実施するための形態】
【００５７】
これより、さまざまな実施形態による黒色β−スポジュメンガラスセラミックを詳細に参照する。特に、黒色β−スポジュメンガラスセラミックは、心地よい外観を有しており、色を大幅に変化させることなくイオン交換することができる。したがって、黒色β−スポジュメンガラスセラミックは、携帯型電子デバイスの筐体としての使用に適している。
【００５８】
以下の説明において、同様の参照文字は、図面に示される幾つかの図を通して同様又は対応する部分を指定する。また、特に明記しない限り、「上部」、「底部」、「外向き」、「内向き」などの用語は便宜上の言葉であり、限定する用語として解釈されるべきではないことも理解されたい。あるグループが要素のグループ又はそれらの組合せのうちの少なくとも１つで構成されると記載される場合には常に、そのグループは、個々に又は互いに組み合わせて、列挙された任意の数の要素で構成することができると理解されたい。特に明記しない限り、値の範囲は、列挙される場合には、範囲の上限と下限の両方、並びにその間の範囲を含む。本明細書で用いられる場合、不定冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び対応する定冠詞「ｔｈｅ」は、特に明記しない限り、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」を意味する。また、明細書及び図面に開示されているさまざまな特徴は、ありとあらゆる組合せで用いることができることも理解されたい。
【００５９】
特に指定しない限り、本明細書に記載されるガラスの組成はすべて、質量パーセント（質量％）の単位で表され、構成成分は酸化物ベースで提供されている。特に指定しない限り、温度はすべて、摂氏（℃）で表される。
【００６０】
「実質的に」及び「約」という用語は、本明細書では、任意の定量的比較、値、測定、又は他の表現に起因しうる固有の不確実性の度合いを表すために使用することができることに留意されたい。これらの用語はまた、本明細書では、問題の主題の基本的な機能に変化を生じさせることなく、記載される参考文献から量的表現が変化しうる度合いを表すために使用される。例えば、「Ｋ２Ｏを実質的に含まない」ガラスは、Ｋ２Ｏがガラスに積極的に添加又はバッチ化されていないものであるが、約０．０１質量％未満の量など、汚染物質として非常に少量で存在する可能性がある。本明細書で用いられる場合、「約」という用語が値を修正するために用いられる場合、その正確な値もまた開示される。
【００６１】
本明細書に記載されるガラスセラミックは、主結晶相、少数結晶相、及び残留ガラス相を含む。主結晶相は、主要な結晶相であり、本明細書では、ガラスセラミックの重量で最大の割合を占める結晶相として定義される。したがって、少数結晶相は、主結晶相の質量パーセント未満のガラスセラミックの質量パーセントで存在する。
【００６２】
実施形態では、主結晶相はβ−スポジュメンを含む。β−スポジュメンは、式ＬｉＡｌ（ＳｉＯ３）２を特徴とし、正方晶構造を有する。実施形態では、β−スポジュメンは唯一の主結晶相である。
【００６３】
幾つかの実施形態では、ガラスセラミックは、ガーナイト、擬ブルッカイト、及びアーマルコライトのうちの少なくとも１つを含む、少数結晶相を含む。実施形態では、少数結晶相はガーナイトを含む。ガーナイトは、式ＺｎＡｌ２Ｏ４を特徴とし、八面体結晶構造を有する。幾つかの実施形態では、追加の少数結晶相がガラスセラミック中に存在していてもよい。追加の少数結晶相は、擬ブルッカイト及び／又はアーマルコライトを含んでもよく、ガーナイトに加えて存在しうる。
【００６４】
実施形態では、ガラスセラミックの総結晶化度は、硬度、ヤング率、及び引っかき抵抗などの強化された機械的特性を提供するのに十分高い。本明細書で用いられる場合、総結晶化度は質量％で提供され、ガラスセラミック中に存在するすべての結晶相の質量％の合計を指す。実施形態では、総結晶化度は、５０質量％以上、例えば、５５質量％以上、６０質量％以上、６５質量％以上、７０質量％以上、７５質量％以上、又はそれを超える。実施形態では、上記の範囲のいずれかを他の任意の範囲と組み合わせることができるものと理解されたい。実施形態では、ガラスセラミックの総結晶化度は、５０質量％以上７５質量％以下、例えば、５５質量％以上７０質量％以下、又は６０質量％以上６５質量％以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲である。ガラスセラミックの総結晶化度は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）結果のリートベルト定量分析によって決定される。
【００６５】
ガラスセラミック内の結晶相は、小さい粒度を有する。幾つかの実施形態では、ガラスセラミック内の結晶相の粒度は、０．１μｍ以上１．０μｍ以下、例えば、０．２μｍ以上０．９μｍ以下、０．３μｍ以上０．８μｍ以下、０．４μｍ以上０．７μｍ以下、又は０．５μｍ以上０．６μｍ以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲のサイズを有しうる。
【００６６】
本明細書に開示されるガラスセラミックは不透明である。実施形態では、ガラスセラミックは、可視範囲（３８０ｎｍ〜７６０ｎｍ）で１０％以下、例えば、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、１％以下、０．７５％以下、０．５％以下、又はそれ未満の透過率を示す。本明細書で利用される透過率は、全透過率を指し、１５０ｍｍの積分球を備えたＰｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  Ｌａｍｂｄａ  ９５０ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ分光光度計を使用して測定される。試料は、広角の散乱光の収集を可能にする球の入口ポートに取り付けられており、基準スペクトラロン反射ディスクが球の出口ポートの上に配置されている。全透過率は、オープンビームのベースライン測定に対して生成される。
【００６７】
実施形態では、ガラスセラミックは黒色である。ガラスセラミックは、次の色座標を特徴としうる：Ｌ＊：２０．０〜４０．０、ａ＊：−１．０〜０．５、及び、ｂ＊：−５．０〜１．０。幾つかの実施形態では、ガラスセラミックのＬ＊値は、２０．０〜４０．０、例えば、２１．０〜３９．０、２２．０〜３８．０、２３．０〜３７．０、２４．０〜３６．０、２３．０〜３５．０、２５．０〜３４．０、２６．０〜３３．０、２７．０〜３２．０、２８．０〜３１．０、又は２９．０〜３０．０％、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲でありうる。幾つかの実施形態では、ガラスセラミックのａ＊値は、−１．０〜０．５、例えば、−０．９〜０．４、−０．８〜０．３、−０．７〜０．２、−０．６〜０．１、−０．５〜０．０、又は−０．４〜−０．１、−０．３〜−０．２、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲でありうる。幾つかの実施形態では、ガラスセラミックのｂ＊値は、−５．０〜１．０、例えば、−４．５〜０．５、−４．０〜０．０、−３．５〜−０．５、−３．０〜−１．０、−２．５〜−１．５、又は−２．０、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲でありうる。本明細書で用いられる場合、色座標は、ＳＣＩ  ＵＶＣ条件下でＸ−ｒｉｔｅ  Ｃｉ７  Ｆ０２光源を使用して測定される。
【００６８】
次に、β−スポジュメンガラスセラミックの組成について説明する。本明細書に記載されるガラスセラミックの実施形態では、構成成分（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏなど）の濃度は、特に明記しない限り、酸化物基準の質量パーセント（質量％）で与えられる。実施形態によるガラスセラミックの構成成分は、以下に個別に論じられる。一の構成成分のさまざまに記載された範囲のいずれかを、他の任意の構成成分についてさまざまに記載された範囲のいずれかと個別に組み合わせることができるものと理解されたい。
【００６９】
本明細書に開示されるガラスセラミックの実施形態では、ＳｉＯ２が最大の構成成分である。ＳｉＯ２は主要なネットワーク形成剤として作用し、ネットワーク構造を安定化させる。ＳｉＯ２が低すぎる場合、所望のβ−スポジュメン結晶相が首尾良く形成されない可能性がある。純粋なＳｉＯ２は、比較的低いＣＴＥを有し、アルカリを含まない。しかしながら、純粋なＳｉＯ２は高い融点を有する。したがって、ガラスセラミック中のＳｉＯ２の濃度が高すぎる場合には、ＳｉＯ２のより高い濃度がガラスの溶融の困難さを増加させ、これが次に前駆体ガラスの成形性に悪影響を与えることから、ガラスセラミックの形成に用いられる前駆体ガラス組成物の成形性は低下する可能性がある。実施形態では、ガラス組成物は、概して、ＳｉＯ２を、６０．０質量％以上、例えば、６１．０質量％以上、６２．０質量％以上、６３．０質量％以上、６４．０質量％以上、６５．０質量％以上、６６．０質量％以上、６７．０質量％以上、６８．０質量％以上、又は６９．０質量％以上の量で含む。実施形態では、ガラス組成物は、ＳｉＯ２を、７０．０質量％以下、例えば、６９．０質量％以下、６８．０質量％以下、６７．０質量％以下、６６．０質量％以下、６５．０質量％以下、６４．０質量％以下、６３．０質量％以下、６２．０質量％以下、又は６１．０質量％以下の量で含む。実施形態では、上記の範囲のいずれかを他の任意の範囲と組み合わせることができるものと理解されたい。実施形態では、ガラス組成物は、ＳｉＯ２を、６０．０質量％以上７０．０質量％以下、例えば、６１．０質量％以上６９．０質量％以下、６２．０質量％以上６８．０質量％以下、６３．０質量％以上６７．０質量％以下、６４．０質量％以上６６．０質量％以下、又は６５．０質量％以上６７．０質量％以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。
【００７０】
実施形態のガラスセラミックは、Ａｌ２Ｏ３をさらに含みうる。Ａｌ２Ｏ３は、ガラス組成物から成形されたガラス溶融物におけるその四面体配位に起因して、ガラスセラミックの形成に用いられる前駆体ガラス組成物の粘度を増加させる可能性があり、Ａｌ２Ｏ３の量が多すぎる場合に、ガラス組成物の成形性を低下させる可能性がある。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３の濃度がガラス組成物中のＳｉＯ２の濃度及びアルカリ酸化物の濃度に対してバランスをとっている場合、Ａｌ２Ｏ３は、ガラス溶融物の液相温度を低下させることができ、それによって、液相粘度を高め、溶融成形プロセスなどのある特定の成形プロセスとのガラス組成物の相容性を改善することができる。前駆体ガラス中のＡｌ２Ｏ３は、前駆体ガラスをセラミック化してガラスセラミックを形成するときに、β−スポジュメン結晶相を形成するのに必要なアルミニウムも供給する。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３含有量が高すぎる場合、ガラスセラミック中に形成されるβ−スポジュメン結晶の量が望ましくなく減少する可能性がある。ＳｉＯ２と同様に、Ａｌ２Ｏ３はネットワーク構造を安定化させる。実施形態では、ガラス組成物は、概して、Ａｌ２Ｏ３を、１５．０質量％以上、例えば、１６．０質量％以上、１７．０質量％以上、１８．０質量％以上、１９．０質量％以上、２０．０質量％以上、２１．０質量％以上、２２．０質量％以上、２３．０質量％以上、又は２４．０質量％以上の濃度で含む。実施形態では、ガラス組成物は、Ａｌ２Ｏ３を、２５．０質量％以下、例えば、２４．０質量％以下、２３．０質量％以下、２２．０質量％以下、２１．０質量％以下、２０．０質量％以下、１９．０質量％以下、１８．０質量％以下、１７．０質量％以下、又は１６．０質量％以下の量で含む。実施形態では、上記の範囲のいずれかを他の任意の範囲と組み合わせることができるものと理解されたい。実施形態では、ガラス組成物は、Ａｌ２Ｏ３を、１５．０質量％以上２５．０質量％以下、例えば、１６．０質量％以上２４．０質量％以下、１７．０質量％以上２３．０質量％以下、１８．０質量％以上２２．０質量％以下、１９．０質量％以上２１．０質量％以下、又は２０．０質量％、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。
【００７１】
実施形態のガラスセラミックはＬｉ２Ｏをさらに含む。ガラスセラミックにリチウムを添加することにより、イオン交換プロセスが可能になり、前駆体ガラス組成物の軟化点がさらに低下する。Ｌｉ２Ｏはまた、前駆体ガラスがセラミック化されてガラスセラミックを形成するときに、β−スポジュメン結晶相の形成に必要なリチウムも提供する。Ｌｉ２Ｏの含有量が高すぎると、前駆体ガラスの形成が困難になる。実施形態では、ガラス組成物は、概して、Ｌｉ２Ｏを、０質量％超、例えば、０．５質量％以上、１．０質量％以上、１．５質量％以上、２．０質量％以上、２．５質量％以上、３．０質量％以上、３．５質量％以上、４．０質量％以上、４．５質量％以上、５．０質量％以上、５．５質量％以上、６．０質量％以上、６．５質量％以上、７．０質量％以上、７．５質量％以上、８．０質量％以上、８．５質量％以上、９．０質量％以上、９．５質量％以上、１０．０質量％以上、１０．５質量％以上、１１．０質量％以上、１１．５質量％以上、１２．０質量％以上、１２．５質量％以上、１３．０質量％以上、１３．５質量％以上、１４．０質量％以上、又は１４．５質量％以上の量で含む。実施形態では、ガラス組成物は、Ｌｉ２Ｏを、１５．０質量％以下、例えば、１４．５質量％以下、１４．０質量％以下、１３．５質量％以下、１３．０質量％以下、１２．５質量％以下、１２．０質量％以下、１１．５質量％以下、１１．０質量％以下、１０．５質量％以下、１０．０質量％以下、９．５質量％以下、９．０質量％以下、８．５質量％以下、８．０質量％以下、７．５質量％以下、７．０質量％以下、６．５質量％以下、６．０質量％以下、５．５質量％以下、５．０質量％以下、４．５質量％以下、４．０質量％以下、３．５質量％以下、３．０質量％以下、２．５質量％以下、２．０質量％以下、１．５質量％以下、又は１．０質量％以下の量で含む。実施形態では、上記の範囲のいずれかを他の任意の範囲と組み合わせることができるものと理解されたい。実施形態では、ガラス組成物は、Ｌｉ２Ｏを、０質量％超１５．０質量％以下、例えば、０．５質量％以上１４．５質量％以下、１．０質量％以上１４．０質量％以下、１．５質量％以上１３．５質量％以下、２．０質量％以上１３．０質量％以下、２．５質量％以上１２．５質量％以下、３．０質量％以上１２．０質量％以下、３．５質量％以上１１．５質量％以下、４．０質量％以上１１．０質量％以下、４．５質量％以上１０．５質量％以下、５．０質量％以上１０．０質量％以下、５．５質量％以上９．５質量％以下、６．０質量％以上９．０質量％以下、６．５質量％以上８．５質量％以下、７．０質量％以上８．０質量％以下、又は約７．５質量％、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、Ｌｉ２Ｏを３．０質量％以上５．０質量％以下の量で含む。
【００７２】
ガラスセラミックは、Ｌｉ２Ｏに加えて、１つ以上のアルカリ金属酸化物を含みうる。追加のアルカリ金属酸化物は、イオン交換プロセスなどによるガラスセラミックの化学強化をさらに促進する。ガラスセラミック中のアルカリ金属酸化物（例えば、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏ、並びにＣｓ２Ｏ及びＲｂ２Ｏを含む他のアルカリ金属酸化物）の総含有量は、「Ｒ２Ｏ」と称することができ、Ｒ２Ｏは質量％で表されうる。幾つかの実施形態では、ガラスセラミックは、Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏの組合せ、Ｌｉ２ＯとＫ２Ｏの組合せ、又はＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏの組合せなど、アルカリ金属酸化物の混合物を含みうる。ガラスセラミック中にアルカリ金属酸化物の混合物を含めることにより、Ｎａ＋イオンをガラスに入れてＬｉ＋イオンと交換する場合などに、より速く効率的なイオン交換になる。
【００７３】
ガラスセラミックは、追加のアルカリ金属酸化物としてＮａ２Ｏを含みうる。Ｎａ２Ｏは、ガラスセラミックのイオン交換に役立ち、また、前駆体ガラス組成物の融点を低下させ、前駆体ガラス組成物の成形性を改善する。Ｎａ２Ｏの存在はまた、必要なセラミック処理の長さも短縮する。しかしながら、ガラス組成物に添加するＮａ２Ｏが多すぎると、ＣＴＥが高くなりすぎる場合がある。Ｎａ２Ｏはまた、ガラスセラミック中の残留ガラスの粘度を低下させることもでき、それにより、セラミック化処理中にガラスセラミック中に形成される亀裂を低減することができる。実施形態では、ガラス組成物は、概して、Ｎａ２Ｏを、０質量％以上、例えば、０．５質量％以上、１．０質量％以上、１．５質量％以上、２．０質量％以上、２．５質量％以上、３．０質量％以上、３．５質量％以上、４．０質量％以上、又は４．５質量％以上の量で含む。実施形態では、ガラス組成物は、Ｎａ２Ｏを、５．０質量％以下、例えば、４．５質量％以下、４．０質量％以下、３．５質量％以下、３．０質量％以下、２．５質量％以下、２．０質量％以下、１．５質量％以下、１．０質量％以下、又は０．５質量％以下の量で含む。実施形態では、上記の範囲のいずれかを他の任意の範囲と組み合わせることができるものと理解されたい。実施形態では、ガラス組成物は、Ｎａ２Ｏを、０質量％以上５．０質量％以下、例えば、０．５質量％以上４．５質量％以下、１．０質量％以上４．０質量％以下、１．５質量％以上３．５質量％以下、２．０質量％以上３．０質量％以下、又は２．５質量％、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、Ｎａ２Ｏを０質量％以上２．０質量％以下の量で含む。
【００７４】
実施形態のガラスセラミックは、ＺｎＯをさらに含みうる。前駆体ガラス中のＺｎＯは、前駆体ガラスをセラミック化してガラスセラミックを形成するときに、ガーナイト結晶相を形成するのに必要な亜鉛を供給する。ＺｎＯはフラックスとしても作用し、前駆体ガラスの製造コストを削減する。実施形態では、ガラス組成物は、概して、ＺｎＯを、０．５質量％以上、例えば、１．０質量％以上、１．５質量％以上、２．０質量％以上、２．５質量％以上、３．０質量％以上、又は３．５質量％以上の濃度で含む。実施形態では、ガラス組成物は、ＺｎＯを、４．０質量％以下、例えば、３．５質量％以下、３．０質量％以下、２．５質量％以下、２．０質量％以下、１．５質量％以下、又は１．０質量％以下の量で含む。実施形態では、上記の範囲のいずれかを他の任意の範囲と組み合わせることができるものと理解されたい。実施形態では、ガラス組成物は、ＺｎＯを、０．５質量％以上４．０質量％以下、例えば、１．０質量％以上３．５質量％以下、１．５質量％以上３．０質量％以下、又は２．０質量％以上２．５質量％以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の量で含む。
【００７５】
実施形態のガラスセラミックは、ＭｇＯをさらに含みうる。ガラス中のＭｇＯの存在は、弾性率を増加させることができる。ＭｇＯもまたフラックスとして作用し、前駆体ガラスの製造コストを削減する。実施形態では、ガラスセラミック中のＭｇＯの量は、０．５質量％以上、例えば、１．０質量％以上、１．５質量％以上、２．０質量％以上、又は２．５質量％以上である。実施形態では、ガラスセラミック中のＭｇＯの量は、３．０質量％以下、例えば、２．５質量％以下、２．０質量％以下、１．５質量％以下、又は１．０質量％以下である。実施形態では、上記の範囲のいずれかを他の任意の範囲と組み合わせることができるものと理解されたい。実施形態では、ガラスセラミック中のＭｇＯの量は、０．５質量％以上３．０質量％以下、例えば、１．０質量％以上２．５質量％以下、又は１．５質量％以上２．０質量％以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲である。
【００７６】
実施形態のガラスセラミックは、核生成剤をさらに含みうる。核生成剤はＴｉＯ２でありうる。実施形態では、ガラスは、ＴｉＯ２を、２．０質量％以上、例えば、２．５質量％以上、３．０質量％以上、３．５質量％以上、４．０質量％以上、４．５質量％以上、５．０質量％以上、又は５．５質量％以上の量で含みうる。実施形態では、ガラスは、ＴｉＯ２を、６．０質量％以下、例えば、５．５質量％以下、５．０質量％以下、４．５質量％以下、４．０質量％以下、３．５質量％以下、３．０質量％以下、又は２．５質量％以下の量で含みうる。実施形態では、上記の範囲のいずれかを他の任意の範囲と組み合わせることができるものと理解されたい。実施形態では、ガラスは、ＴｉＯ２を、２．０質量％以上６．０質量％以下の量、例えば、２．５質量％以上５．５質量％以下、３．０質量％以上５．０質量％以下、３．５質量％以上４．５質量％以下、又は４．０質量％、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の量で含みうる。
【００７７】
実施形態では、ガラスセラミックは、任意選択的に、１つ以上の清澄剤を含む。幾つかの実施形態では、清澄剤は、例えば、ＳｎＯ２及び／又はＡｓ２Ｏ３を含みうる。実施形態では、ＳｎＯ２は、ガラス組成物中に、１．０質量％以下、例えば、０．１質量％以上１．０質量％以下、０．２質量％以上０．９質量％以下、０．３質量％以上０．８質量％以下、０．４質量％以上０．７質量％以下、又は０．５質量％以上０．６質量％以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の量で存在しうる。実施形態では、ガラスセラミックは、ヒ素及びアンチモンの一方又は両方を含まなくてもよい、又は実質的に含まなくてもよい。
【００７８】
ガラスセラミックは、所望の黒色及び不透明性を生成するための着色剤を含む。ガラスセラミックには、Ｆｅ２Ｏ３とＣｏ３Ｏ４の混合物が含まれ、これにより、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を低減しつつ、所望の色空間を実現することができる。Ｆｅ２Ｏ３の含有量を低減することにより、ガラス組成物のより容易な製造が可能になる。幾つかの実施形態では、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、及び／又はＣｕＯなどの追加の着色剤をガラスセラミックに含めることができ、異なる色相を生成することができる。
【００７９】
実施形態では、ガラスは、Ｆｅ２Ｏ３を、０質量％超、例えば、０．１質量％以上、０．２質量％以上、０．３質量％以上、０．４質量％以上、０．５質量％以上、０．６質量％以上、０．７質量％以上、０．８質量％以上、０．９質量％以上、１．０質量％以上、１．１質量％以上、１．２質量％以上、１．３質量％以上、１．４質量％以上、１．５質量％以上、１．６質量％以上、１．７質量％以上、１．８質量％以上、１．９質量％以上、２．０質量％以上、２．１質量％以上、２．２質量％以上、２．３質量％以上、２．４質量％以上、２．５質量％以上、２．６質量％以上、２．７質量％以上、２．８質量％以上、又は２．９質量％以上の量で含む。実施形態では、ガラスは、Ｆｅ２Ｏ３を、３．０質量％以下、例えば、２．９質量％以下、２．８質量％以下、２．７質量％以下、２．６質量％以下、２．５質量％以下、２．４質量％以下、２．３質量％以下、２．２質量％以下、２．１質量％以下、２．０質量％以下、１．９質量％以下、１．８質量％以下、１．７質量％以下、１．６質量％以下、１．５質量％以下、１．４質量％以下、１．３質量％以下、１．２質量％以下、１．１質量％以下、１．０質量％以下、０．９質量％以下、０．８質量％以下、０．７質量％以下、０．６質量％以下、０．５質量％以下、０．４質量％以下、０．３質量％以下、０．２質量％以下、又は０．１質量％以下の量で含む。実施形態では、上記の範囲のいずれかを他の任意の範囲と組み合わせることができるものと理解されたい。実施形態では、ガラスは、Ｆｅ２Ｏ３を、０質量％超３．０質量％以下、例えば、０．１質量％以上２．９質量％以下、０．２質量％以上２．８質量％以下、０．３質量％以上２．７質量％以下、０．４質量％以上２．６質量％以下、０．５質量％以上２．５質量％以下、０．６質量％以上２．４質量％以下、０．７質量％以上２．３質量％以下、０．８質量％以上２．２質量％以下、０．９質量％以上２．１質量％以下、１．０質量％以上２．０質量％以下、１．１質量％以上１．９質量％以下、１．２質量％以上１．８質量％以下、１．３質量％以上１．７質量％以下、１．４質量％以上１．６質量％以下、又は１．５質量％、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の量で含みうる。他の実施形態では、ガラスは、Ｆｅ２Ｏ３を０．２質量％以上３．０質量％以下、又は０質量％超１．５質量％以下の量で含みうる。
【００８０】
幾つかの実施形態では、ガラスは、Ｃｏ３Ｏ４を、０．１質量％以上、例えば、０．２質量％以上、０．３質量％以上、０．４質量％以上、０．５質量％以上、０．６質量％以上、０．７質量％以上、０．８質量％以上、０．９質量％以上、１．０質量％以上、１．１質量％以上、１．２質量％以上、１．３質量％以上、１．４質量％以上、１．５質量％以上、１．６質量％以上、１．７質量％以上、１．８質量％以上、又は１．９質量％以上の量で含む。実施形態では、ガラスは、Ｃｏ３Ｏ４を、２．０質量％以下、例えば、１．９質量％以下、１．８質量％以下、１．７質量％以下、１．６質量％以下、１．５質量％以下、１．４質量％以下、１．３質量％以下、１．２質量％以下、１．１質量％以下、１．０質量％以下、０．９質量％以下、０．８質量％以下、０．７質量％以下、０．６質量％以下、０．５質量％以下、０．４質量％以下、０．３質量％以下、又は０．１質量％以下の量で含む。実施形態では、上記の範囲のいずれかを他の任意の範囲と組み合わせることができるものと理解されたい。実施形態では、ガラスは、Ｃｏ３Ｏ４を、０．１質量％以上２．０質量％以下、例えば、０．２質量％以上１．９質量％以下、０．３質量％以上１．８質量％以下、０．４質量％以上１．７質量％以下、０．５質量％以上１．６質量％以下、０．６質量％以上１．５質量％以下、０．７質量％以上１．４質量％以下、０．８質量％以上１．３質量％以下、０．９質量％以上１．２質量％以下、又は１．０質量％以上１．１質量％以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の量で含みうる。
【００８１】
上記から、実施形態によるガラスセラミックは、スロット成形、フロート成形、圧延プロセス、溶融成形プロセスなどの任意の適切な方法によって成形された前駆体ガラス物品から形成することができる。
【００８２】
前駆体ガラス物品は、それが形成される方法によって特徴付けることができる。例えば、前駆体ガラス物品を、フロート成形可能（すなわち、フロート法によって成形される）、下方延伸可能、特に溶融成形可能又はスロット延伸可能（すなわち、フュージョンドロー法又はスロットドロー法などのダウンドロー法によって成形される）として特徴付けることができる場合である。
【００８３】
本明細書に記載される前駆体ガラス物品の幾つかの実施形態は、ダウンドロー法によって成形することができる。ダウンドロー法は、比較的無傷な表面を有する、均一な厚さを有するガラス物品を生成する。ガラス物品の平均曲げ強度は表面の傷の量及び大きさによって制御されることから、最小限に接触している無傷の表面は、より高い初期強度を有する。加えて、下方に延伸されたガラス物品は、非常に平坦で滑らかな表面を有し、これは、高価な研削及び研磨をすることなく、その最終用途に使用することができる。
【００８４】
前駆体ガラス物品の幾つかの実施形態は、溶融成形可能（すなわち、フュージョンドロー法を使用して成形可能）として説明することができる。フュージョン法は、溶融ガラス原料を受け入れるためのチャネルを有する延伸タンクを使用する。チャネルは、該チャネルの両側に、チャネルの長さに沿って上部が開放されている堰を有する。チャネルが溶融材料で満たされると、溶融ガラスは堰から溢れ出る。重力に起因して、溶融ガラスは、２つの流れるガラスフィルムとして延伸タンクの外面を流下する。延伸タンクのこれらの外面は、該延伸タンクの下方の縁部で接合するように、下方かつ内側へと延びている。２つの流れるガラスフィルムは、この縁部で接合し、融着して、単一の流れるガラス物品を形成する。フュージョンドロー法は、チャネル上を流れる２つのガラスフィルムが互いに融着することから、得られるガラス物品の外面はどちらも、装置のいずれの部分とも接触しないという利点をもたらす。よって、溶融延伸されたガラス物品の表面特性は、このような接触による影響を受けない。
【００８５】
本明細書に記載される前駆体ガラス物品の幾つかの実施形態は、スロットドロー法によって成形することができる。スロットドロー法は、フュージョンドロー法とは異なる。スロットドロー法では、溶融原料ガラスは延伸タンクに供給される。延伸タンクの底部は、スロットの長さにわたって延在する、ノズルを備えた開口スロットを有している。溶融ガラスは、スロット／ノズルを通って流れ、連続的なガラス製品として、アニーリング領域内へと下方に延伸される。
【００８６】
ガラスセラミックは、任意の適切な条件下で前駆体ガラスをセラミック化することによって形成することができる。セラミック化サイクルには、核生成工程と成長工程が含まれる。成長工程は、前駆体ガラスの第１の結晶化ピークの温度よりも高い温度で行われる。これにより、β−スポジュメンが唯一の主結晶相であるガラスセラミックの製造が可能となる。
【００８７】
実施形態では、成長工程（又はセラミック化工程）は、９００℃以上、例えば、９２５℃以上、９５０℃以上、又は９７５℃以上の温度で行われる。実施形態では、成長工程は、９００℃以上１１００℃以下、例えば、９２５℃以上１０５０℃以下、又は９５０℃以上１０００℃以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の温度で行われる。
【００８８】
実施形態では、成長工程は、１５分以上、例えば、３０分以上、４５分以上、１．０時間以上、１．５時間以上、２．０時間以上、２．５時間以上、３．０時間以上、３．５時間以上、４．０時間以上、４．５時間以上、５．０時間以上、５．５時間以上、６．０時間以上、６．５時間以上、７．０時間以上、７．５時間以上、８．０時間以上、８．５時間以上、９．０時間以上、９．５時間以上、１０．０時間以上、１０．５時間以上、１１．０時間以上、１１．５時間以上、１２．０時間以上、１２．５時間以上、１３．０時間以上、１３．５時間以上、１４．０時間以上、１４．５時間以上、１５．０時間以上、又は１５．５時間以上の間、続く。実施形態では、成長工程は、１５分以上１６．０時間以下、例えば、３０分以上１５．５時間以下、４５分以上１５．０時間以下、１．０時間以上１４．５時間以下、１．５時間以上１４．０時間以下、２．０時間以上１３．５時間以下、２．５時間以上１３．０時間以下、３．０時間以上１２．５時間以下、３．５時間以上１２．０時間以下、４．０時間以上１１．５時間以下、４．５時間以上１１．０時間以下、５．０時間以上１０．５時間以下、５．５時間以上１０．０時間以下、６．０時間以上９．５時間以下、６．５時間以上９．０時間以下、７．０時間以上８．５時間以下、又は７．５時間以上８．０時間以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の間、続く。
【００８９】
実施形態では、核生成工程は、７２５℃以上、例えば、７５０℃以上、７７５℃以上、８００℃以上、又は８２５℃以上の温度で行われる。実施形態では、核生成工程は、７２５℃以上８５０℃以下、例えば、７５０℃以上８２５℃以下、又は７７５℃以上８００℃以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の温度で行われる。
【００９０】
実施形態では、核生成工程は、３０分以上、例えば、１．０時間以上、１．５時間以上、２．０時間以上、２．５時間以上、３．０時間以上、３．５時間以上、４．０時間以上、４．５時間以上、５．０時間以上、又は５．５時間以上の間、続く。実施形態では、核生成工程は、３０分以上６．０時間以下、例えば、１．０時間以上５．５時間以下、１．５時間以上５．０時間以下、２．０時間以上４．５時間以下、２．５時間以上４．０時間以下、又は３．０時間以上３．５時間以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の間、続く。
【００９１】
実施形態では、ガラスセラミックはまた、イオン交換などによって化学的に強化され、限定はしないが、消費者向け電子製品の筐体などの用途にとって耐損傷性であるガラスセラミックを製造する。図１を参照すると、ガラスセラミック１００は、ガラスセラミックの表面から圧縮深さ（ＤＯＣ）まで延びる圧縮応力下の第１の領域（例えば、図１の第１及び第２の圧縮層１２０、１２２）、及びＤＯＣからガラスセラミックの中央領域又は内部領域に延びる引張応力又は中央張力（ＣＴ）下の第２の領域（例えば、図１の中央領域１３０）を有している。本明細書で用いられる場合、ＤＯＣとは、ガラスセラミック内の応力が圧縮から引張に変化する深さを指す。ＤＯＣでは、応力は正（圧縮）の応力から負（引張）の応力へと移行し、したがって、ゼロの応力値を示す。
【００９２】
当技術分野で通常用いられる慣例によれば、圧縮又は圧縮応力は負（＜０）の応力として表わされ、張力又は引張応力は正（＞０）の応力として表わされる。しかしながら、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）。圧縮応力（ＣＳ）は、ガラスの表面で最大値となる場合があり、ＣＳは関数に従って表面からの距離ｄとともに変化しうる。再び図１を参照すると、第１の圧縮層１２０は、第１の表面１１０から深さｄ１まで延び、第２の圧縮層１２２は、第２の表面１１２から深さｄ２まで延びる。圧縮応力（表面ＣＳを含む）は、折原製作所（日本所在）製造のＦＳＭ−６０００などの市販の機器を使用して、表面応力計（ＦＳＭ）によって測定される。表面応力測定は、ガラスの複屈折に関連する応力光学係数（ＳＯＣ）の正確な測定に依拠している。ＳＯＣは、その内容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、「ガラス応力−光学係数の測定のための標準試験方法（Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient）」と題されたＡＳＴＭ規格Ｃ７７０−１６に記載される手順Ｃ（ガラスディスク法）に準拠して測定される。
【００９３】
両方の圧縮応力領域（図１の１２０、１２２）の圧縮応力は、ガラスセラミックの中央領域（１３０）に蓄積された張力によってバランスがとられている。最大中央張力（ＣＴ）値及びＤＯＣ値は、当技術分野で知られている散乱光偏光子（ＳＣＡＬＰ）技法を使用して測定される。
【００９４】
ガラスをイオン交換溶液に曝すことにより、ガラスセラミックに圧縮応力層を形成することができる。実施形態では、イオン交換溶液は、１つ以上の溶融硝酸塩を含みうる。実施形態では、イオン交換溶液は、溶融ＫＮＯ３、溶融ＮａＮＯ３、又はそれらの組合せを含みうる。ある特定の実施形態では、イオン交換溶液は、８０％以下の溶融ＫＮＯ３、７５％以下の溶融ＫＮＯ３、７０％以下の溶融ＫＮＯ３、６５％以下の溶融ＫＮＯ３、又は６０％以下の溶融ＫＮＯ３を含みうる。ある特定の実施形態では、イオン交換溶液は、２０％以上の溶融ＮａＮＯ３、２５％以上の溶融ＮａＮＯ３、３０％以上の溶融ＮａＮＯ３、３５％以上の溶融ＮａＮＯ３、又は４０％以上の溶融ＮａＮＯ３を含みうる。他の実施形態では、イオン交換溶液は、約８０％の溶融ＫＮＯ３と約２０％の溶融ＮａＮＯ３、約７５％の溶融ＫＮＯ３と約２５％の溶融ＮａＮＯ３、約７０％の溶融ＫＮＯ３と約３０％の溶融ＮａＮＯ３、約６５％の溶融ＫＮＯ３と約３５％の溶融ＮａＮＯ３、又は約６０％の溶融ＫＮＯ３と約４０％の溶融ＮａＮＯ３、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲を含みうる。実施形態では、例えば、亜硝酸、リン酸、又は硫酸のナトリウム塩又はカリウム塩などの他のナトリウム塩及びカリウム塩をイオン交換溶液に使用することができる。
【００９５】
ガラスセラミックをイオン交換溶液の浴に浸すか、イオン交換溶液をガラスセラミックに噴霧するか、さもなければイオン交換溶液をガラスセラミックに物理的に塗布することにより、ガラスセラミックをイオン交換溶液に曝すことができる。ガラスセラミックへの曝露の際、イオン交換溶液は、実施形態によれば、４００℃以上５００℃以下、例えば、４１０℃以上４９０℃以下、４２０℃以上４８０℃以下、４３０℃以上４７０℃以下、又は４４０℃以上４６０℃以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の温度でありうる。実施形態では、ガラスセラミックは、４時間以上４８時間以下、例えば、８時間以上４４時間以下、１２時間以上４０時間以下、１６時間以上３６時間以下、２０時間以上３２時間以下、又は２４時間以上２８時間以下、並びに前述の値の間のすべての範囲及び部分範囲の間、イオン交換溶液に曝露されうる。
【００９６】
イオン交換プロセスは、例えば、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１６／０１０２０１１号明細書に開示されているように、改善された圧縮応力プロファイルをもたらす処理条件下、イオン交換溶液中で行うことができる。
【００９７】
イオン交換プロセスの実施後、ガラスセラミックの表面の組成は、成形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）の組成とは異なる場合があることを理解されたい。これは、例えばＬｉ＋又はＮａ＋などの成形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、イオン交換プロセス中に、それぞれ、例えば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、イオン交換したガラスセラミックの深さの中心又はその近くの組成は、実施形態では、成形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。
【００９８】
幾つかの実施形態では、ガラスセラミックは、イオン交換処理後の色の変化が最小限に抑えられるか、又はまったく変化しない場合がある。イオン交換によるガラスセラミックのｂ＊値の変化の絶対値は、１．５以下、例えば、１．４以下、１．３以下、１．２以下、１．１以下、１．０以下、０．９以下、０．８以下、０．７以下、０．６、以下０．５以下、０．４以下、０．３以下、０．１以下、又はそれ未満でありうる。イオン交換によるガラスセラミックのＬ＊値の変化の絶対値は、０．５以下、例えば、０．４以下、０．３以下、０．１以下、又はそれ未満でありうる。イオン交換によるガラスセラミックの色の変化が最小限に抑えられることにより、色の精度が向上し、ガラスセラミックの一部が異なるイオン交換処理に供される用途において均一な外観が確保される。
【００９９】
本明細書に開示されるガラスセラミック物品は、ディスプレイを備えた（一又は複数の）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などを含む消費者向け電子製品）、建築用品、輸送用品（例えば、自動車、列車、航空機、船舶など）、家電機器用品、若しくは耐スクラッチ性、耐摩耗性、又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２Ａ及び２Ｂに示されている。具体的には、図２Ａ及び２Ｂ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、筐体２０２の少なくとも一部は、本明細書に開示されるガラス物品のいずれかを含みうる。
【実施例】
【０１００】
以下の実施例によって実施形態がさらに明らかになるであろう。これらの実施例は、上記の実施形態に限定されないものと理解されたい。
【０１０１】
以下の表１に列挙される、質量％単位の構成成分を有するガラスセラミックを調製し、示されたセラミック化サイクルに従ってセラミック化した。セラミック化サイクルは、室温から核生成温度まで５℃／分の昇温速度を含んでいた。表１では、核生成温度は、セラミック化サイクルのエントリの最初の行に温度及び保持時間として列挙されており、セラミック化サイクルのエントリの２行目には、成長工程の温度及び保持時間が示されている。
【０１０２】
【表１−１】
2021505502.tif 000003
【０１０３】
【表１−２】
2021505502.tif 000004
【０１０４】
セラミック化した試料のＸ線回折（ＸＲＤ）分析を使用して、ガラスセラミックの相集合を決定した。ガラスセラミックスの外観は、試料の観察に基づいた印象である。ＳＣＩ  ＵＶＣ条件下でＸ−ｒｉｔｅ  Ｃｉ７  Ｆ０２光源を使用して、色座標を測定した。
【０１０５】
表１の実施例４と同じ組成を有する試料を、８３５℃で２時間の核形成工程及び９７５℃で０．５時間の成長工程を使用してセラミック化した。得られた試料をＸＲＤ分析に供し、図３に示されるスペクトルを生成した。ＸＲＤスペクトルのピークは、図３に示すように、ガラスセラミックにβ−スポジュメン、ガーナイト、及びアーマルコライトが含まれていたことを示唆した。図３で分析した、さまざまな倍率での図４及び図５に示す試料の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像は、試料の断面を研磨し、研磨した試料をフッ化水素酸で３０秒間エッチングし、次に、試料の表面の導電性カーボンコーティングを蒸発させて帯電を減らすことによって調製した。
【０１０６】
表１の比較例２と同じ組成を有するガラスを、アルゴン雰囲気で１０℃／分の昇温速度で３０℃から１１００℃の高温示差走査熱量分析に供し、図６に示されるサーモグラムを生成した。図６に示されるように、ガラスは、約９１３℃に第１の結晶化ピークを示し、約１０２８℃に第２の結晶化ピークを示した。第２の結晶化ピークは、β−スポジュメンに関連しており、ガラスセラミックに所望のβ−スポジュメンの主相を生成するためには、成長温度を第１の結晶化ピークの温度より高くする必要があることを示唆している。
【０１０７】
表１の実施例４と同じ組成を有する試料を調製し、該試料の色座標を、上述したように測定した。下記表２のセラミック化サイクルに従って試料をセラミック化した。試料Ａは、追加のセラミック化処理をせず、成形されたままの前駆体ガラスであった。試料Ｂは核生成工程のみに供され、その後の成長工程には供されなかった。
【０１０８】
【表２】
2021505502.tif 000005
【０１０９】
表１の比較例１の試料の色座標も測定した。測定した試料はすべて、０．８ｍｍの厚さを有していた。測定したａ＊及びｂ＊値が図７に示され、測定したＬ＊値が図８に示されている。
【０１１０】
表１の実施例４及び８の０．８ｍｍ厚の試料について、透過率を測定した。図９に示されるように、実施例４及び８のガラスセラミックは、可視波長範囲において、１％未満の透過率を有する。
【０１１１】
０．８ｍｍの厚さを有する、実施例４、５、及び８、並びに比較例１の試料を、４３０℃の温度で１時間、ＮａＮＯ３浴中でイオン交換した。本明細書に記載されるように、イオン交換処理の前後の試料の色座標を測定した。測定したＬ＊値とｂ＊値の相違を決定し、図１０に報告している。
【０１１２】
本明細書に記載されるすべての組成成分、関係、及び比率は、特に明記しない限り、質量％で提供される。本明細書に開示されるすべての範囲は、範囲が開示される前又は後に明示的に述べられているかどうかにかかわらず、広く開示されている範囲によって包含されるありとあらゆる範囲及び部分範囲を含む。
【０１１３】
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。
【０１１４】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１１５】
実施形態１
ガラスセラミックであって、
主結晶相としてβ−スポジュメン結晶相；及び
少数結晶相としてガーナイト結晶相
を含み、
前記ガラスセラミックが次の色座標：
Ｌ＊：２０．０〜４０．０；
ａ＊：−１．０〜０．５；及び
ｂ＊：−５．０〜１．０
を特徴とする、ガラスセラミック。
【０１１６】
実施形態２
少数結晶相として擬ブルッカイトをさらに含む、実施形態１に記載のガラスセラミック。
【０１１７】
実施形態３
少数結晶相としてアーマルコライトをさらに含む、実施形態１又は２に記載のガラスセラミック。
【０１１８】
実施形態４
前記ガラスセラミックが、可視光範囲で１％以下の透過率を有する、実施形態１〜３のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１１９】
実施形態５
６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；
１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；
３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；
０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；
０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；
０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；
２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；
０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；
０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び
０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４
をさらに含む、実施形態１〜４のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１２０】
実施形態６
６５質量％以上６７質量％以下のＳｉＯ２をさらに含む、実施形態１〜５のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１２１】
実施形態７
１５質量％以下のＬｉ２Ｏをさらに含む、実施形態１〜６のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１２２】
実施形態８
０質量％以上５質量％以下のＮａ２Ｏをさらに含む、実施形態１〜７のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１２３】
実施形態９
０質量％超１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３をさらに含む、実施形態１〜８のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１２４】
実施形態１０
前記ガラスセラミックが５０質量％以上の結晶化度を有する、実施形態１〜９のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１２５】
実施形態１１
β−スポジュメンが唯一の主結晶相である、実施形態１〜１０のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１２６】
実施形態１２
０．１μｍ以上１．０μｍ以下の粒度をさらに含む、実施形態１〜１１のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１２７】
実施形態１３
前記ガラスセラミックが、イオン交換され、前記ガラスセラミックの表面から前記ガラスセラミック内へと延びる圧縮応力層を含む、実施形態１〜１２のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１２８】
実施形態１４
消費者向け電子製品において、
前面、背面、及び側面を含む筐体；
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気部品であって、該電気部品が少なくともコントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、前記ディスプレイが前記筐体の前記前面又はそれに隣接している、電気部品；並びに
前記ディスプレイの上に配置されたカバーガラス
を備えており、
前記筐体の少なくとも一部が、実施形態１〜１２のいずれかに記載のガラスセラミックを含む、
消費者向け電子製品。
【０１２９】
実施形態１５
消費者向け電子製品において、
前面、背面、及び側面を含む筐体；
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気部品であって、該電気部品が少なくともコントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、前記ディスプレイが前記筐体の前記前面又はそれに隣接している、電気部品；並びに
前記ディスプレイの上に配置されたカバーガラス
を備えており、
前記筐体の少なくとも一部が、実施形態１３に記載のガラスセラミックを含む、
消費者向け電子製品。
【０１３０】
実施形態１６
ガラスセラミックであって、
主結晶相としてβ−スポジュメン結晶相；
０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び
０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４
を含み、
前記ガラスセラミックが次の色座標：
Ｌ＊：２０．０〜４０．０；
ａ＊：−１．０〜０．５；及び
ｂ＊：−５．０〜１．０
を特徴とする、ガラスセラミック。
【０１３１】
実施形態１７
少数結晶相として擬ブルッカイトをさらに含む、実施形態１６に記載のガラスセラミック。
【０１３２】
実施形態１８
少数結晶相としてアーマルコライトをさらに含む、実施形態１６又は１７に記載のガラスセラミック。
【０１３３】
実施形態１９
少数結晶相としてガーナイトをさらに含む、実施形態１６〜１８のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１３４】
実施形態２０
前記ガラスセラミックが、可視光範囲で１％以下の透過率を有する、実施形態１６〜１９のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１３５】
実施形態２１
６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；
１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；
３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；
０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；
０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；
０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；
２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；
０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；
０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び
０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４
をさらに含む、実施形態１６〜２０のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１３６】
実施形態２２
６５質量％以上６７質量％以下のＳｉＯ２をさらに含む、実施形態１６〜２１のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１３７】
実施形態２３
１５質量％以下のＬｉ２Ｏをさらに含む、実施形態１６〜２２のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１３８】
実施形態２４
０質量％以上５質量％以下のＮａ２Ｏをさらに含む、実施形態１６〜２３のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１３９】
実施形態２５
０．２質量％以上１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３をさらに含む、実施形態１６〜２４のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１４０】
実施形態２６
前記ガラスセラミックが５０質量％以上の結晶化度を有する、実施形態１６〜２５のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１４１】
実施形態２７
β−スポジュメンが唯一の主結晶相である、実施形態１６〜２６のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１４２】
実施形態２８
０．１μｍ以上１．０μｍ以下の粒度をさらに含む、実施形態１６〜２７のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１４３】
実施形態２９
前記ガラスセラミックが、イオン交換され、前記ガラスセラミックの表面から前記ガラスセラミック内へと延びる圧縮応力層を含む、実施形態１６〜２８のいずれかに記載のガラスセラミック。
【０１４４】
実施形態３０
消費者向け電子製品であって、
前面、背面、及び側面を含む筐体；
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気部品であって、該電気部品が少なくともコントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、前記ディスプレイが前記筐体の前記前面又はそれに隣接している、電気部品；並びに
前記ディスプレイの上に配置されたカバーガラス
を備えており、
前記筐体の少なくとも一部が、実施形態１６〜２８のいずれかに記載のガラスセラミックを含む、
消費者向け電子製品。
【０１４５】
実施形態３１
消費者向け電子製品であって、
前面、背面、及び側面を含む筐体；
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気部品であって、該電気部品が少なくともコントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、前記ディスプレイが前記筐体の前記前面又はそれに隣接している、電気部品；並びに
前記ディスプレイの上に配置されたカバーガラス
を備えており、
前記筐体の少なくとも一部が、実施形態２９に記載のガラスセラミックを含む、
消費者向け電子製品。
【０１４６】
実施形態３２
方法であって、
前駆体ガラスベース物品を核生成して、核生成したガラスベース物品を形成する工程；
前記核生成したガラスベース物品をセラミック化して、ガラスセラミックを形成する工程
を含み、
前記ガラスセラミックが、
主結晶相としてのβ−スポジュメン結晶相；及び
少数結晶相としてガーナイト結晶相
を含み、
前記ガラスセラミックが次の色座標：
Ｌ＊：２０．０〜４０．０；
ａ＊：−１．０〜１．０；及び
ｂ＊：−５．０〜２．０
を特徴とする、方法。
【０１４７】
実施形態３３
前記セラミック化する工程が９００℃以上１１００℃以下の温度で行われる、実施形態３２に記載の方法。
【０１４８】
実施形態３４
前記セラミック化する工程が、０．２５時間以上１６時間以下の間、行われる、実施形態３２又は３３に記載の方法。
【０１４９】
実施形態３５
前記核生成する工程が７２５℃以上８５０℃以下の温度で行われる、実施形態３２〜３４のいずれかに記載の方法。
【０１５０】
実施形態３６
前記核生成する工程が、０．５時間以上６時間以下の間、行われる、実施形態３２〜３５のいずれかに記載の方法。
【０１５１】
実施形態３７
前記ガラスセラミックをイオン交換する工程をさらに含む、実施形態３２〜３６のいずれかに記載の方法。
【０１５２】
実施形態３８
前記前駆体ガラスベース物品が、
６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；
１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；
３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；
０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；
０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；
０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；
２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；
０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；
０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び
０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４
を含む、実施形態３２〜３７のいずれかに記載の方法。
【０１５３】
実施形態３９
前記前駆体ガラスベース物品が、０質量％超１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３を含む、実施形態３２〜３８のいずれかに記載の方法。
【０１５４】
実施形態４０
方法であって、
前駆体ガラスベース物品を核生成して、核生成したガラスベース物品を形成する工程；
前記核生成したガラスベース物品をセラミック化して、ガラスセラミックを形成する工程
を含み、
前記ガラスセラミックが、
主結晶相としてβ−スポジュメン結晶相；
０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び
０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４
を含み、
前記ガラスセラミックが次の色座標：
Ｌ＊：２０．０〜４０．０；
ａ＊：−１．０〜１．０；及び
ｂ＊：−５．０〜２．０
を特徴とする、方法。
【０１５５】
実施形態４１
前記セラミック化する工程が９００℃以上１１００℃以下の温度で行われる、実施形態４０に記載の方法。
【０１５６】
実施形態４２
前記セラミック化する工程が、０．２５時間以上１６時間以下の間、行われる、実施形態４０又は４１に記載の方法。
【０１５７】
実施形態４３
前記核生成する工程が７２５℃以上８５０℃以下の温度で行われる、実施形態４０〜４２のいずれかに記載の方法。
【０１５８】
実施形態４４
前記核生成する工程が、０．５時間以上６時間以下の間、行われる、実施形態４０〜４３のいずれかに記載の方法。
【０１５９】
実施形態４５
前記ガラスセラミックをイオン交換する工程をさらに含む、実施形態４０〜４４のいずれかに記載の方法。
【０１６０】
実施形態４６
前記前駆体ガラスベース物品が、
６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；
１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；
３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；
０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；
０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；
０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；
２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；
０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；
０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び
０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４
を含む、実施形態４０〜４５のいずれかに記載の方法。
【０１６１】
実施形態４７
前記前駆体ガラスベース物品が、０．２質量％以上１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３を含む、実施形態４０〜４６のいずれかに記載の方法。
【０１６２】
実施形態４８
ガラスであって、
６０質量％以上７０質量％以下のＳｉＯ２；
１５質量％以上２５質量％以下のＡｌ２Ｏ３；
３質量％以上５質量％以下のＬｉ２Ｏ；
０質量％以上２質量％以下のＮａ２Ｏ；
０．５質量％以上３質量％以下のＭｇＯ；
０．５質量％以上４質量％以下のＺｎＯ；
２質量％以上６質量％以下のＴｉＯ２；
０．１質量％以上１．０質量％以下のＳｎＯ２；
０．２質量％以上３．０質量％以下のＦｅ２Ｏ３；及び
０．１質量％以上２．０質量％以下のＣｏ３Ｏ４
を含む、ガラス。
【０１６３】
実施形態４９
０．２質量％以上１．５質量％以下のＦｅ２Ｏ３を含む、実施形態４８に記載のガラス。
【符号の説明】
【０１６４】
１００  ガラスセラミック
１１０  第１の表面
１１２  第２の表面
１２０  第１の圧縮層
１２２  第２の圧縮層
１３０  中央領域
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】
2021505502.tif 000006
【図２Ａ】
2021505502.tif 000007
【図２Ｂ】
2021505502.tif 000008
【図３】
2021505502.tif 000009
【図４】
2021505502.tif 000010
【図５】
2021505502.tif 000011
【図６】
2021505502.tif 000012
【図７】
2021505502.tif 000013
【図８】
2021505502.tif 000014
【図９】
2021505502.tif 000015
【図１０】
2021505502.tif 000016
【国際調査報告】
2021505502.tif 000017
2021505502.tif 000018
2021505502.tif 000019
2021505502.tif 000020