(57)【要約】  少なくとも１つの多結晶金属酸化物及び非晶質相を含むセラミックであって、金属酸化物が、粒界及び三重点を有する結晶を含み、非晶質スフィンスフレーズが、粒界及び三重点に存在する、セラミック。本明細書に記載される方法によって作製される例示的な物品としては、電子機器筐体（例えば、腕時計ケース、携帯電話ケース、又はタブレットケース）が挙げられる。
2020519558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも８５重量％の少なくとも１種の多結晶金属酸化物と、理論上の酸化物ベースで、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、又はＳｉＯ２のうち少なくとも１種を含む少なくとも１重量％の非晶質相と、を含むセラミックであって、前記金属酸化物は、粒界及び三重点を有する結晶を含み、前記非晶質相は、粒界及び三重点に存在し、前記セラミックは、三次元セラミック物品の形態であり、前記物品は、少なくとも１ｍｍの曲げ半径を有する少なくとも２つの縁部を有し、前記物品は、少なくとも０．３ｍｍの厚さを有し、前記物品の任意の露出表面は、１００マイクロメートルを超える表面特徴を有しない、セラミック。
【請求項２】
少なくとも１種の金属酸化物の前記金属酸化物結晶が針状である、請求項１に記載のセラミック。
【請求項３】
前記金属酸化物が、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＲｅｘＯｙ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、複合体ＲｅＯ＊Ａｌ２Ｏ３、複合体ＭｇＯ＊Ａｌ２Ｏ３、複合体ＴｉＯ２＊Ａｌ２Ｏ３、又はＹ３Ａｌ５Ｏ１２（式中、各Ｒｅは、独立して原子価状態Ｒｅｖを有する少なくとも１種の希土類カチオンであり、Ｏは、原子価状態２を有し、ｘ（Ｒｅｖ）＝２ｙである）のうちの少なくとも１種である、請求項１又は２に記載のセラミック。
【請求項４】
流動特性試験に合格する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセラミック。
【請求項５】
前記物品が電子機器筐体である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセラミック。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のセラミック物品を形成する方法であって、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶結晶質金属酸化物と、理論上の酸化物ベースで、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、又はＳｉＯ２のうち少なくとも１種を含む非晶質相とを含む、セラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
前記プリフォームの少なくとも一部分を前記主表面と接触させて配置することと、
前記プリフォームを、第２の異なる形状を有する前記物品を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法。
【請求項７】
多結晶ジルコニアと、第１の多結晶希土類アルミン酸塩と、第２の異なる多結晶希土類アルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び希土類酸化物を含む非晶質相と、を含むセラミックであって、前記多結晶ジルコニア並びに前記第１及び第２の多結晶希土類アルミン酸塩は、粒界を有する結晶を含み、前記第１の結晶質希土類アルミン酸塩の結晶は針状であり、前記非晶質相は粒界に存在する、セラミック。
【請求項８】
前記セラミックが、三次元セラミック物品の形態であり、前記物品が、１ｍｍの曲げ半径を有する部分を少なくとも１つ有し、前記物品が、少なくとも０．３ｍｍの厚さを有する、請求項７に記載のセラミック。
【請求項９】
前記第１の希土類アルミン酸塩が、ＬａＡｌＯ３、ＣｅＡｌＯ３、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２、ＧｄＡｌＯ３、又はＤｙ３Ａｌ５Ｏ１２のうちの少なくとも１種であり、前記第２の希土類アルミン酸塩が、ＬａＡｌ１１Ｏ１８又はＣｅＡｌ１１Ｏ１８のうちの少なくとも１種である、請求項７又は８に記載のセラミック。
【請求項１０】
流動特性試験に合格する、請求項７〜９のいずれか一項に記載のセラミック。
【請求項１１】
前記物品が電子機器筐体である、請求項７〜１０のいずれか一項に記載のセラミック。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか一項に記載のセラミック物品を形成する方法であって、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶ジルコニアと、第１の多結晶希土類アルミン酸塩と、第２の異なる多結晶希土類アルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び希土類酸化物を含む非晶質相とを含む、セラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
前記プリフォームの少なくとも一部分を前記主表面と接触させて配置することと、
前記プリフォームを、第２の異なる形状を有する前記物品を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法。
【請求項１３】
多結晶ジルコニアと、多結晶アルミナと、多結晶イットリウムアルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び酸化イットリウムを含む非晶質相と、を含むセラミックであって、前記多結晶ジルコニア、前記多結晶アルミナ、及び前記多結晶イットリウムアルミン酸塩は、粒界を有する結晶を含み、前記非晶質相は粒界に存在する、セラミック。
【請求項１４】
前記セラミックが、三次元セラミック物品の形態であり、前記物品が、１ｍｍの曲げ半径を有する部分を少なくとも１つ有し、前記物品が、少なくとも０．３ｍｍの厚さを有する、請求項１３に記載のセラミック。
【請求項１５】
流動特性試験に合格する、請求項１３又は１４に記載のセラミック。
【請求項１６】
前記物品が電子機器筐体である、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のセラミック。
【請求項１７】
請求項１３〜１６のいずれか一項に記載のセラミック物品を形成する方法であって、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶ジルコニアと、多結晶アルミナと、多結晶イットリウムアルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び酸化イットリウムを含む非晶質相とを含む、セラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
前記プリフォームの少なくとも一部分を前記主表面と接触させて配置することと、
前記プリフォームを、第２の異なる形状を有する前記物品を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年５月７日に出願された米国仮特許出願第６２／６６７９８５号及び２０１７年５月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／５０５３７７の利益を主張するものであり、これらの開示内容は全て参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
（背景技術）
多くの非晶質組成物（ガラスを含む）及びガラスセラミック組成物が知られている。酸化物ガラス系の大部分は、ガラスの形成を補助するために、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＧｅＯ２、ＴｅＯ２、Ａｓ２Ｏ３及びＶ２Ｏ５などの、周知のガラス形成剤を利用する。これらのガラス形成剤で形成されたガラス組成物の一部を熱処理してガラスセラミックを形成することができる。そのようなガラス形成剤から形成されるガラス及びガラスセラミックの上限使用温度は、一般に１２００℃未満、典型的には約７００〜８００℃である。ガラスセラミックは、ガラスセラミックが形成される元になるガラスよりも高い温度耐性を有する傾向がある。加えて、公知のガラス及びガラスセラミックの多くの特性は、ガラス形成剤の固有の特性によって制限される。例えば、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、及びＰ２Ｏ５系ガラス及びガラスセラミックでは、そのようなガラス形成剤によってヤング率、硬度、及び強度が制限される。このようなガラス及びガラスセラミックは、一般に、例えばＡｌ２Ｏ３又はＺｒＯ２と比較して、劣った機械的性質を有する。Ａｌ２Ｏ３又はＺｒＯ２と同様の機械的性質を有するグラスセラミックスが望ましいであろう。
【０００３】
複雑な形状(geometry)を有する部品へのセラミックスの成形は、困難で費用のかかるプロセスである。ピルプレス、射出成形、スリップ鋳込、ゲル鋳込などの多くの素地技術が考案されてきたが、焼結に関連する問題（収縮、反り、及び亀裂など）が残っている。実際には、多くのセラミック物品は、十分に高密度の状態で最終形状に機械加工される。典型的に、最終表面仕上げは、研削及び研磨によって製造され、各種表面構造もまた機械加工される。多くの場合、機械加工及び仕上げは、セラミックの最終コストの最大５０％を追加することがあり、したがって望ましくない。最小限の後続の仕上げによりニアネット形状部品を作製するための新規な方法が、後に積極的に求められている。
【０００４】
各種圧力支援圧密方法が当該技術分野において公知であり、ホットプレス、ダイ押出、加熱等方圧加圧、粉末鍛造、及びこれらの変種が挙げられる。これらの圧密方法は、ホットプレス、ダイ押出、及び粉末鍛造の場合のように穿孔機の使用を通じて外力を直接適用するか、又は加熱等方圧加圧の場合のように密閉容器のガス加圧を通じて間接的に外力を適用することによって補助される。後者の方法では、圧密される材料は、金属又はガラス容器内に置かれ、雰囲気から真空密封される。密封された材料は機械的に加圧され、それによって容器をガスで等方圧加圧し、容器を収縮させる。
【０００５】
ガラス転移温度Ｔｇを示すガラスは、ガラス粉末から物品に問題なく圧密され得、所望であれば、ＴｇからＴｘの範囲（Ｔｘは結晶化温度である）の温度に加熱することによって再成形することができる（例えば、米国特許第７，６２５，５０９号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）を参照されたい）。多くの場合、ガラスのガラスセラミックへの変換は、しばしば望ましくない収縮を伴う。
【発明の概要】
【０００６】
驚くべきことに、出願人らは、ナノ結晶性ガラスセラミックから、結晶性材料を含む物品を作製するための方法を発見し、したがって、ガラスからガラスセラミックへの変換に伴う収縮の大部分を排除するか、又は少なくとも著しく低減させる方法を発見した。
【０００７】
一態様において、本開示は、セラミックの総重量を基準として、少なくとも８５（一部の実施形態では少なくとも９０、あるいは少なくとも９５、一部の実施形態では９２〜９９、９３〜９８、あるいは９４〜９７）重量％の、少なくとも１つの多結晶金属酸化物と、理論上の酸化物ベースで、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、又はＳｉＯ２のうち少なくとも１種を含む、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、あるいは少なくとも２０、いくつかの実施形態では、１〜２０、１〜１５、１〜１０、１〜５、あるいは１〜２０）重量％の非晶質相とを含む、第１のセラミックを記載し、ここで、金属酸化物は、粒界及び三重点を有する結晶を含み、非晶質相は、粒界及び三重点の位置に存在し、セラミックは、三次元セラミック物品の形態であり、物品は、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、又は少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１〜４０、１〜３０、１〜２５、１〜２０、１〜１０、あるいは５〜１０）ｍｍの曲げ半径を有する少なくとも２つの縁部を有し、物品は、少なくとも０．３（いくつかの実施形態では、少なくとも０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、あるいは少なくとも１．５、いくつかの実施形態では、０．３〜１．５、０．３〜１、あるいは０．４〜０．８）ｍｍの厚さを有し、物品の露出表面は、１００マイクロメートルを超える表面特徴がない。
【０００８】
別の態様において、本開示は、多結晶ジルコニアと、第１の多結晶希土類アルミン酸塩と、第２の異なる多結晶希土類アルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び希土酸化物を含む非晶質相と、を含む第２のセラミックであって、多結晶ジルコニア並びに第１及び第２の多結晶希土類アルミン酸塩は、粒界を有する結晶を含み、第１の結晶希土類アルミン酸塩の結晶は針状であり、非晶質相は粒界に存在する、セラミックを記載する。
【０００９】
別の態様において、本開示は、多結晶ジルコニアと、多結晶アルミナと、多結晶イットリウムアルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び酸化イットリウムを含む非晶質相と、を含む第３のセラミックであって、多結晶ジルコニア、多結晶アルミナ、及び多結晶イットリウムアルミン酸塩は、粒界を有する結晶を含み、非晶質相は粒界の位置に存在する、セラミックを記載する。
【００１０】
本願において、
【００１１】
「曲げ半径」は、低速ダイヤモンドソー（Ａｌｌｉｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｃｈ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｃ．，Ｒａｎｃｈｏ  Ｄｏｍｉｎｇｕｅｚ，ＣＡから商品名「ＴｅｃｈＣｕｔ  ４」で入手）を使用して三次元試料を断面化することによって決定する。断面を、取り付け樹脂（Ｂｕｅｈｌｅｒ  Ｌｔｄ．，Ｌａｋｅ  Ｂｌｕｆｆ，ＩＬから商品名「ＥＰＯＭＥＴ」で入手可能）に取り付ける。得られた樹脂シリンダーは、直径約２．５センチメートル（１インチ）、長さ（すなわち、高さ）約１．９センチメートル（０．７５インチ）であった。従来の研削機／研磨機（Ｂｕｅｈｌｅｒ  Ｌｔｄ．から商品名「ＢＥＴＡ」で入手可能）及び従来のダイヤモンドスラリーを使用して、１マイクロメートルのダイヤモンドスラリー（Ｂｕｅｈｌｅｒ  Ｌｔｄ．から商品名「ＭＥＴＡＤＩ」で入手可能）を使用する最終研磨工程により、取り付けた試料を研磨し、試料の研磨された断面を得る。試料を光学顕微鏡（キーエンス（大阪）から商品名「ＶＨＸ」で入手可能）下に置き、撮像する。Ｋｅｙｅｎｃｅから商品名「Ｋｅｙｅｎｃｅ」で入手可能な製品を使用して、円を湾曲セラミックに取り付けた。セラミックの屈曲領域に沿った円の半径が曲げ半径である。
【００１２】
「セラミック」は、非晶質材料、ガラス、結晶質セラミック、ガラスセラミック、及びこれらの組み合わせを含み、
【００１３】
「複合金属酸化物」は、２種以上の異なる金属元素及び酸素（例えば、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＭｇＡｌ２Ｏ４、及びＹ３Ａｌ５Ｏ１２を含む金属酸化物を指す。
【００１４】
「複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物」は、理論上の酸化物ベースで、Ａｌ２Ｏ３と、Ａｌ以外の１種以上の金属元素（例えば、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＭｇＡｌ２Ｏ４、及びＹ３Ａｌ５Ｏ１２）を含む複合金属酸化物を指す。
【００１５】
「複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯ」は、理論上の酸化物ベースで、Ａｌ２Ｏ３及び希土類酸化物（例えば、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８及びＤｙ３Ａｌ５Ｏ１２）を含む複合金属酸化物を指す。
【００１６】
「複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３」は、理論上の酸化物ベースで、Ａｌ２Ｏ３及びＹ２Ｏ３（例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）を含む複合金属酸化物を指す。
【００１７】
「ガラス」は、ガラス転移温度を示す非晶質材料を指す。
【００１８】
「ガラスセラミック」は、非晶質材料を熱処理することによって形成された結晶を含むセラミックを指す。
【００１９】
「Ｔｇ」は、「示差熱分析」と題された、本明細書に記載の試験によって決定されるガラス転移温度を指す。
【００２０】
「Ｔｘ」は、「示差熱分析」と題された、本明細書に記載の試験によって決定される結晶化温度を指す。
【００２１】
「希土類酸化物」は、酸化セリウム（例えば、ＣｅＯ２）、酸化ジスプロシウム（例えば、Ｄｙ２Ｏ３）、酸化エルビウム（例えば、Ｅｒ２Ｏ３）、酸化ユーロピウム（例えば、Ｅｕ２Ｏ３）、ガドリニウム（例えば、Ｇｄ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（例えば、Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ランタン（例えば、Ｌａ２Ｏ３）、酸化ルテチウム（例えば、Ｌｕ２Ｏ３）、酸化ネオジム（例えば、Ｎｄ２Ｏ３）、酸化プラセオジム（例えば、Ｐｒ６Ｏ１１）、酸化サマリウム（例えば、Ｓｍ２Ｏ３）、テルビウム（例えば、Ｔｂ２Ｏ３）、酸化トリウム（例えば、Ｔｈ４Ｏ７）、ツリウム（例えば、Ｔｍ２Ｏ３）、及び酸化イッテルビウム（例えば、Ｙｂ２Ｏ３）、及びこれらの組み合わせを指し、
【００２２】
「ＲＥＯ」は、希土類酸化物を指す。
【００２３】
更に、金属酸化物（例えば、Ａｌ２Ｏ３、複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物など）は、例えば、ガラスセラミック中で結晶質であると記載されていない限り、非晶質、結晶質、又は部分的非晶質及び部分的結晶質であってよいと理解される。例えば、ガラスセラミックがＡｌ２Ｏ３及びＺｒＯ２を含む場合、Ａｌ２Ｏ３及びＺｒＯ２はそれぞれ、非晶質状態、結晶質状態、又は非晶質状態の部分及び結晶質状態の部分であってよく、あるいは別の金属酸化物との反応生成物であってもよい（例えば、Ａｌ２Ｏ３が、結晶質Ａｌ２Ｏ３又はＡｌ２Ｏ３の特定の結晶相（例えば、αＡｌ２Ｏ３）として存在することが記載されていない限り、結晶質Ａｌ２Ｏ３として、及び／又は１種以上の結晶質複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物の一部として存在してよい）。
【００２４】
更に、Ｔｇを示さない非晶質材料を加熱することによって形成されるガラスセラミックは、実際、ガラスを含まなくてもよく、むしろ、Ｔｇを示さない結晶及び非晶質材料を含んでもよいことが理解される。
【００２５】
別の態様において、第１のセラミックは、例えば、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶結晶質金属酸化物と、理論上の酸化物ベースで、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、又はＳｉＯ２のうち少なくとも１種を含む非晶質相とを含む、セラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を主表面と接触させて配置することと、
プリフォームを、第２の異なる形状を有する物品（すなわち、少なくとも２つの縁部を有する三次元物品）を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法によって、作製することができる。
【００２６】
別の態様では、第２のセラミックは、例えば、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶ジルコニアと、第１の多結晶希土類アルミン酸塩と、第２の異なる多結晶希土類アルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び希土類酸化物を含む非晶質相とを含む、セラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を主表面と接触させて配置することと、
プリフォームを、第２の異なる形状を有する物品（すなわち、少なくとも２つの縁部を有する三次元物品）を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法によって、作製することができる。
【００２７】
別の態様では、第３のセラミックは、例えば、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶ジルコニアと、多結晶希土類アルミン酸塩と、多結晶イットリウムアルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び希土類酸化物を含む非晶質相とを含む、セラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を主表面と接触させて配置することと、
プリフォームを、第２の異なる形状を有する物品（すなわち、少なくとも２つの縁部を有する三次元物品）を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法によって、作製することができる。
【００２８】
本明細書に記載されている方法の利点としては、加工中に、重量が小さく、望ましくない形状変化（例えば、相変換による収縮又は反り）が最小となる、セラミックシートの連続加工を可能にすることが挙げられる。ガラス相からガラスセラミック相へのガラスセラミック材料の結晶化は、いくつかの場合に、結晶化時にガラスの自由空間を排除することにより、（示差熱分析（differential thermal analysis、ＤＴＡ）走査において明らかなように）強い発熱事象、及び著しい量の体積変化（例えば、任意の方向で５％超）を伴う場合がある。このような体積変化は、引き続き、マイクロクラック又はマクロクラックの形成、あるいは物品の全体的破壊をもたらし得る。驚くべきことに、出願人らは、収縮、反り、及び／又は亀裂などの望ましくない影響の可能性を最小限に抑えるために、結晶化（又は主結晶化(major crystallization)）事象が生じた後に、ガラスセラミック状態において、圧密化及び／又は再成形プロセスを実施することが有利であることを発見した。
【００２９】
本明細書に記載される方法によって作製される例示的な物品としては、電子機器筐体（例えば、腕時計ケース、携帯電話ケース、又はタブレットケース）が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本明細書に記載されたいくつかの実施形態において有用な例示的な金型装置の斜視図である。
【００３１】
【図２】金型キャビティの少なくとも一部分に配置されたプリフォームを有する、図１に示す例示的な金型装置の斜視図である。
【００３２】
【図３】図１に示す例示的な金型装置から形成された例示的な物品の斜視図である。
【００３３】
【図４】図１に示す例示的な金型装置から形成された別の例示的な物品の斜視図である。
【００３４】
【図５】図１に示す例示的な金型装置から形成された別の例示的な物品の斜視図である。
【００３５】
【図６】実施例１の熱処理ビード（線６０１）及びガラスビード（線６０２）の示差熱分析（ＤＴＡ）走査を示す。
【００３６】
【図７Ａ】熱処理された実施例６の材料の集束イオンビーム粉砕区画の走査型透過型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＴＥＭ）明視野デジタル画像である。
【図７Ｂ】熱処理された実施例６の材料の集束イオンビーム粉砕区画の走査型透過型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＴＥＭ）明視野デジタル画像である。
【００３７】
【図８】エネルギー分散Ｘ線分光法（energy dispersive X-ray spectroscopy、ＥＤＸＳ）によって決定された、実施例６の非晶質粒子間相の組成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
セラミックの総重量を基準として、少なくとも８５（いくつかの実施形態では、少なくとも９０、あるいは少なくとも９５、いくつかの実施形態では、９２〜９９、９３〜９８、あるいは９４〜９７）重量％の、少なくとも１種の多結晶金属酸化物と、理論上の酸化物ベースで、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、又はＳｉＯ２の少なくとも１種を含む、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、あるいは少なくとも２０、いくつかの実施形態では、１〜２０、１〜１５、１〜１０、１〜５、あるいは１〜２０）重量％の非晶質相と、を含む、第１のセラミックであって、金属酸化物は、粒界及び三重点を有する結晶を含み、非晶質相は、粒界及び三重点の位置に存在し、セラミックは、三次元セラミック物品の形態であり、物品は、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１〜４０、１〜３０、１〜２５、１〜２０、１〜１０、あるいは５〜１０）ｍｍの曲げ半径を有する少なくとも２つの縁部を有し、物品は、少なくとも０．３（いくつかの実施形態では、少なくとも０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、あるいは少なくとも１．５、いくつかの実施形態では０．３〜１．５、０．３〜１、あるいは０．４〜０．８）ｍｍの厚さを有し、物品の任意の露出表面は、１００マイクロメートルを超える表面特徴がない（すなわち、ゼロである）、セラミック。このような表面特徴がないことは、白色光干渉計（商品名「Ｃｏｎｔｏｕｒ  Ｅｌｉｔｅ  Ｘ」、Ｂｒｕｋｅｒ，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡで入手）を使用して決定される。少なくとも５ｍｍ×５ｍｍのセラミックの研磨領域を、倍率０．５倍で５倍光学レンズ下に置く。白色光を使用して、ｘ−ｙ平面内で、５マイクロメートルのバックスキャンを行う。十分に大きい面積（すなわち、１０ミリメートル×１０ミリメートル）を得るために、１００個の１×１ｍｍ２の配列の画像を一緒にステッチする。Ｂｒｕｋｅｒ，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡから商品名「Ｔｈｅ  ＭｏｕｎｔａｉｎｓＭａｐ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ」で入手可能なソフトウェアにより、１００マイクロメートル未満であった最大の特徴サイズを見つけ出す。
【００３９】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の第１のセラミックは、異なる結晶形態（例えば、等軸、細長、針状(acicular)、小板状、針状(needle)等）を有する少なくとも２種の結晶質金属酸化物を含む。本明細書に記載の第１のセラミックスのいくつかの実施形態において、少なくとも１種の金属酸化物の金属酸化物結晶は針状である。本明細書に記載の第１のセラミックスのいくつかの実施形態において、金属酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＲｅｘＯｙ（例えば、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｇｄ２Ｏ３のうちの少なくとも１種）、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、複合体ＲｅＯ＊Ａｌ２Ｏ３（例えば、ＬａＡｌ１１Ｏ１８又はＬａＡｌＯ３）、複合体ＭｇＯ＊Ａｌ２Ｏ３（例えば、ＭｇＡｌ２Ｏ４）、複合体ＴｉＯ２＊Ａｌ２Ｏ３（例えば、Ａｌ２ＴｉＯ５）、又はＹ３Ａｌ５Ｏ１２（式中、各Ｒｅは、独立して、原子価状態Ｒｅｖを有する少なくとも１種の希土類カチオンであり、Ｏは、原子価状態２を有し、ｘ（Ｒｅｖ）＝２ｙである）のうちの少なくとも１種である。
【００４０】
本明細書に記載の第１のセラミックスのいくつかの実施形態において、多結晶結晶質金属酸化物は、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも５０（いくつかの実施形態では、少なくとも６０、７０、７５、８０、９０、９５、９６、あるいは少なくとも９７、いくつかの実施形態では、５０〜９７、６０〜９７、７０〜９７、７５〜９７、８０〜９７、あるいは９０〜９７）重量％のＡｌ２Ｏ３を含む。
【００４１】
本明細書に記載の第１のセラミックスのいくつかの実施形態において、多結晶結晶質金属酸化物は、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも５０（いくつかの実施形態では、少なくとも６０、７０、７５、８０、９０、９５、９６、あるいは少なくとも９７、いくつかの実施形態では、５０〜９７、６０〜９７、７０〜９７、７５〜９７、８０〜９７、あるいは９０〜９７）重量％のＺｒＯ２を含む。
【００４２】
本明細書に記載の第１のセラミックスのいくつかの実施形態において、多結晶結晶質金属酸化物は、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも２０（いくつかの実施形態では、少なくとも２５、３０、４０、５０、６０、７０、７５、あるいは少なくとも８０、いくつかの実施形態では、２０〜８０、３０〜７０、３５〜６５、あるいは４０〜６０）重量％である少なくとも１種の希土類酸化アルミン酸塩を含む。本明細書に記載の第１のセラミックスのいくつかの実施形態において、多結晶結晶質金属酸化物は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２又は希土類アルミン酸塩のうちの少なくとも１種（例えば、ＲｅＡｌ１１Ｏ１８又はＲｅＡｌＯ３のうち少なくとも１種（式中、Ｒｅは独立してＬａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｄｙ、又はＥｒのうちの少なくとも１種である））を含む。本明細書に記載の第１のセラミックスのいくつかの実施形態において、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２又は希土類アルミン酸塩のうちの少なくとも１種は、１００（いくつかの実施形態では、１５０、２００、２５０、５００、７５０、１０００、１５００、２０００、あるいは２５００）ナノメートルを超える平均サイズを有する結晶を含む。
【００４３】
第２のセラミックは、多結晶ジルコニアと、第１の多結晶希土類アルミン酸塩（例えば、ＬａＡｌＯ３、ＣｅＡｌＯ３、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２、ＧｄＡｌＯ３、又はＤｙ３Ａｌ５Ｏ１２のうちの少なくとも１種）、第２の異なる多結晶希土類アルミン酸塩（例えば、ＬａＡｌ１１Ｏ１８又はＣｅＡｌ１１Ｏ１８のうちの少なくとも１種）を含み、非晶質相は、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及び希土類酸化物を含み、ここで、多結晶ジルコニア並びに第１及び第２多結晶希土類アルミン酸塩は、粒界を有する結晶を含み、第１の結晶質希土類アルミン酸塩の結晶は針状であり、非晶質相は粒界の位置に存在する。
【００４４】
本明細書に記載される第２のセラミックのいくつかの実施形態において、多結晶ジルコニアは、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１０（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１０〜４０、１０〜３０、あるいは１０〜２５）重量％の量の百分率である。本明細書に記載される第２のセラミックのいくつかの実施形態において、第１の多結晶希土類アルミン酸塩は、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも３０（いくつかの実施形態では、少なくとも４０、５０、６０、７０、あるいは少なくとも７５、いくつかの実施形態では、３０〜７５、あるいは４０〜４５）重量％の量における百分率である。本明細書に記載される第２のセラミックのいくつかの実施形態において、第２の多結晶希土類アルミン酸塩は、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１５（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、３５、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１５〜４０、あるいは２０〜３０）重量％の量の百分率である。
【００４５】
本明細書に記載の第２のセラミックのいくつかの実施形態において、第１の希土類アルミン酸塩は、少なくとも５０（いくつかの実施形態では、少なくとも１００、１５０、２００、２５０、あるいは少なくとも５００）ナノメートルの平均サイズを有する結晶を含む。
【００４６】
セラミックの平均結晶サイズは、ＡＳＴＭ規格Ｅ１１２−９６「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｇｒａｉｎ  Ｓｉｚｅ」に従って、線分法（line intercept method）によって決定することができる。試料を、取り付け樹脂（例えば、Ｂｕｅｈｌｅｒ，Ｌａｋｅ  Ｂｌｕｆｆ，ＩＬから「ＴＲＡＮＳＯＰＴＩＣ  ＰＯＷＤＥＲ」の商品名で入手したものなど）に取り付け、典型的には直径約２．５ｃｍ及び高さ約１．９ｃｍの樹脂シリンダー内に取り付ける。取り付けられる切片は、研磨機（Ｂｕｅｈｌｅｒから商品名「ＥＣＯＭＥＴ  ３」で入手されるものなど）を使用して、従来の研磨技術を用いて準備する。試料をダイヤモンドホイールで約３分間研磨し、続いて、４５、３０、１５、９、３、及び１マイクロメートルのスラリーのそれぞれを用いて５分間研磨する。取り付けて研磨した試料を、金−パラジウムの薄層でスパッタリングし、走査電子顕微鏡（ＪＥＯＬ  ＳＥＭ  Ｍｏｄｅｌ  ＪＳＭ  ８４０Ａなど）を使用して観察する。試料中に見られる微細構造の典型的な後方散乱電子（back-scattered electron、ＢＳＥ）顕微鏡写真を使用して、以下のとおりに平均結晶サイズを決定する。顕微鏡写真を横切って引かれたランダムな線の単位長さ（unit length、ＮＬ）当たりの交差する結晶数を数える。以下の式を用いて、この数から平均結晶サイズを決定する。
平均結晶サイズ＝１．５６×ＮＬＭ
（式中、ＮＬは、単位長さ当たりの交差する結晶の数であり、Ｍは顕微鏡写真の倍率である）。
【００４７】
本明細書に記載の第２のセラミックのいくつかの実施形態において、第２の希土類アルミン酸塩は、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む。
【００４８】
本明細書に記載される第２のセラミックのいくつかの実施形態において、非晶質相は、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、あるいは少なくとも２０、いくつかの実施形態では、１〜２０、１〜１５、１〜１０、あるいは１〜５）重量％の量で存在する。
【００４９】
第３のセラミックは、多結晶ジルコニアと、多結晶アルミナと、多結晶イットリウムアルミン酸塩（例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び酸化イットリウムを含む非晶質相とを含み、
ここで、多結晶ジルコニア、多結晶アルミナ、及び多結晶イットリウムアルミン酸塩は、粒界を有する結晶を含み、非晶質相は粒界の位置に存在する。
【００５０】
記載される第３のセラミックのいくつかの実施形態において、多結晶ジルコニアは、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１０（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１０〜４０、１０〜３０、あるいは１０〜２５）重量％の量で存在する。
【００５１】
本明細書に記載される第３のセラミックのいくつかの実施形態において、多結晶アルミナは、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１５（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、３５、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１５〜４０、あるいは２０〜３０）重量％の量の百分率である。
【００５２】
本明細書に記載の第３のセラミックのいくつかの実施形態において、アルミナは、少なくとも５０（いくつかの実施形態では、少なくとも１００、１５０、２００、２５０、あるいは少なくとも５００）ナノメートルの平均サイズを有する結晶を含む。
【００５３】
本明細書に記載の第３のセラミックのいくつかの実施形態において、イットリウムアルミン酸塩は、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む。
【００５４】
本明細書に記載される第３のセラミックのいくつかの実施形態において、非晶質相は、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、あるいは少なくとも２０、いくつかの実施形態では、１〜２０、１〜１５、１〜１０、あるいは１〜５）重量％の量で存在する。
【００５５】
本明細書に記載される第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、これらは、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、合わせて、２０重量％以下（いくつかの実施形態では、１５、１０、５、４、３、２、あるいは１重量％以下、いくつかの実施形態では、１〜２０、１〜１５、あるいは１〜１０重量％）のＢ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、及びＳｉＯ２を含有する。
【００５６】
本明細書に記載の第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、非晶質相は、Ｙ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２を含む。
【００５７】
本明細書に記載の第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、非晶質相は、理論上の酸化物ベースで、セラミックの総重量を基準として、少なくとも５（いくつかの実施形態では、少なくとも１０、２０、２５、３０、４０、あるいは少なくとも５０、いくつかの実施形態では、５〜５０、１０〜４０、あるいは２０〜３５）重量％の、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、又はＳｉＯ２のうちの少なくとも１種を含む。
【００５８】
本明細書に記載される第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、これらは、１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）の平均サイズを有する結晶を含む。
【００５９】
本明細書に記載される第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、これらは、セラミックの総体積を基準として、少なくとも９０（いくつかの実施形態では、少なくとも９１、９２、９２．５、９３、９４、９５、９６、９７、９７．５、９８、９９、９９．５、９９．６、９９．７、９９．８、あるいは少なくとも９９．９）体積％であり、１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）のサイズの結晶を含む。
【００６０】
本明細書に記載される第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、これらは１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）の平均サイズを有する結晶から本質的になる。
【００６１】
本明細書に記載の第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、これらは、１００ナノメートル超（いくつかの実施形態では、１５０、１７５、あるいは２００ナノメートル超）の平均サイズを有する結晶を含む。
【００６２】
本明細書に記載の第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、これらは、ガラスセラミック物品の総体積を基準として、少なくとも９０（いくつかの実施形態では、少なくとも９１、９２、９２．５、９４、９５、９６、９７、９７．５、９８、９９、９９．５、９９．６、９９．７、９９．８、あるいは少なくとも９９．９）体積％であり、５０ナノメートル超（いくつかの実施形態では、７５、１００、１５０、あるいは２００ナノメートル超）の平均サイズを有する結晶を含む。
【００６３】
本明細書に記載の第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、これらは、それぞれ互いに対して垂直であるｘ、ｙ、及びｚの寸法を有し、ここで、ｘ、ｙ、及びｚの寸法のそれぞれは、少なくとも０．３（いくつかの実施形態では、少なくとも０．４、０．５、１、２、３、４、あるいは少なくとも５）ミリメートルである。いくつかの実施形態において、ｘ及びｙの寸法は、少なくとも１、２、３、４、あるいは少なくとも５ミリメートルであり、ｚ寸法は、少なくとも０．１、０．２、０．３、０．４、あるいは少なくとも０．５ミリメートルである。材料のｘ、ｙ、及びｚ寸法は、寸法の大きさに応じて、視覚的に又は顕微鏡を使用して決定される。報告されたｚ寸法は、例えば、球体の直径、コーティングの厚さ、又はプリズム形状の最大長さである。
【００６４】
本明細書に記載される第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、これらは、「流動特性試験」に合格している。「流動特性試験」は、シートの平坦部分に関して以下のように実施される。試料の平坦部分を切断し、外側約８０×６０ミリメートル、内側４４×５８ミリメートルであり、曲率半径Ｂｆの傾斜縁部を有する、矩形の三次元（３Ｄ）黒鉛金型（Ｍｅｒｓｅｎ，Ｓｔ．Ｍａｒｙｓ，ＰＡから入手可能である、特定の内径をもたらすように機械加工された黒鉛）に入れる。試験される試料を入れた金型を、Ｎ２環境におけるホットプレス（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．，Ｂｒｅａ，ＣＡから商品名「ＨＰ−５０」で入手可能）内に置く。１キログラムの炭素ロッド（３インチ（７．６ｃｍ）ロッド、高さ４インチ（１０．２ｃｍ）、Ｍｅｒｓｅｎから入手可能）を金型上に置く。次いで、試料を１０℃／分で１３５０℃に加熱し、Ｎ２流（４０ｃｍ３／分）下で１３５０℃にて９０分間保持して、黒鉛金型を保護する。試料を、金型内で１０℃／分の速度で室温まで冷却させる。冷却された金型／試料を炉から取り出し、試料を金型から取り出す。加熱された試料の曲げ半径Ｃｆ（「加熱曲げ半径」）を測定する。加熱曲げ半径Ｃｆが曲率半径Ｂｆの１．５倍未満であれば、試料は流動特性試験に合格する。
【００６５】
「流動特性試験」は、シートの湾曲部分に関して以下のように実施される。初期曲げ半径Ａｃ（ｍｍ）が０より大きい試料を切断し、外側約８０×６０ミリメートル、内側４４×５８ミリメートルであり、曲率半径Ｂｃの傾斜縁部を有し、曲げ半径Ａｃが曲率半径Ｂｃの少なくとも３倍である、矩形の３Ｄ黒鉛金型（Ｍｅｒｓｅｎから入手可能である、特定の内径をもたらすように機械加工された黒鉛）に入れる。試験される試料を入れた金型を、Ｎ２環境におけるホットプレス（「ＨＰ−５０」）内に置く。１キログラムの炭素ロッド（３インチ（７．６ｃｍ）ロッド、高さ４インチ（１０．２ｃｍ）、Ｍｅｒｓｅｎから入手可能）を金型上に置く。次いで、試料を１０℃／分で１３５０℃に加熱し、Ｎ２流（４０ｃｍ３／分）下で１３５０℃にて９０分間保持して、黒鉛金型を保護する。試料を、金型内で１０℃／分の速度で室温まで冷却させる。冷却された金型／試料を炉から取り出し、試料を金型から取り出す。加熱された試料の曲げ半径Ｃｃ（「加熱曲げ半径」）を測定する。加熱曲げ半径Ｃが曲率半径Ｂｃの１．５倍未満であれば、試料は流動特性試験に合格する。
【００６６】
本明細書に記載される第２及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、これらは、三次元セラミック物品の形態であり、ここで、物品は、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１〜４０、１〜３０、１〜２５、１〜２０、１〜１０、あるいは５〜１０）ｍｍの曲げ半径を有する部分を少なくとも１つ有し、物品は、少なくとも０．３（いくつかの実施形態では、少なくとも０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、あるいは少なくとも１．５、いくつかの実施形態では、０．３〜１．５、０．３〜１、あるいは０．４〜０．８）ｍｍの厚さを有する。
【００６７】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の第１、第２、及び第３のセラミックスは、２０個の測定値に基づいて、少なくとも１０（いくつかの実施形態では、少なくとも１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、あるいは少なくとも１８、いくつかの実施形態では、１０〜１８、あるいは１２〜１５）ＧＰａの平均マイクロ硬度を有する。ガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックの平均マイクロ硬度は、以下のように決定することができる。材料の切片を、取り付け樹脂（Ｂｕｅｈｌｅｒ，Ｌａｋｅ  Ｂｌｕｆｆ，ＩＬから商品名「ＴＲＡＮＳＯＰＴＩＣ  ＰＯＷＤＥＲ」で入手可能）に取り付け、典型的には直径約２．５ｃｍ及び高さ約１．９ｃｍの樹脂シリンダー内に取り付ける。取り付けられる切片は、研磨機（Ｂｕｅｈｌｅｒから商品名「ＥＣＯＭＥＴ  ３」で入手可能）を使用して、従来の研磨技術を用いて準備する。試料をダイヤモンドホイールで約３分間研磨し、続いて、４５、３０、１５、９、３、及び１マイクロメートルのスラリーのそれぞれを用いて５分間研磨する。マイクロ硬度測定は、１００グラムの押込み荷重を使用してビッカース圧子を装着した従来のマイクロ硬度試験機（株式会社ミツトヨ（東京）から商品名「ＭＩＴＵＴＯＹＯ  ＭＶＫ−ＶＬ」で入手可能）を使用して行う。マイクロ硬度測定は、開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、ＡＳＴＭ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｅ３８４  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（１９９１）に記載のガイドラインに従って行う。
【００６８】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される第１、第２、及び第３のセラミックスは、少なくとも５００（いくつかの実施形態では、少なくとも６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、あるいは少なくとも１５００、いくつかの実施形態では、５００〜１５００、あるいは７００〜１２００）ＭＰａの曲げ強度を有する。曲げ強度は、以下のように決定される。１６０ミリメートルの外径、２０ミリメートルの内径、及び１００ミリメートルの高さを有する円形黒鉛ダイ（Ｍｅｒｓｅｎから入手し、次いで、特定の内径を有するように機械加工した黒鉛）内に９グラムの熱処理ビードを入れ、２０ｍｍディスクを調製する。次いで、ダイをガラスプレス（東芝（東京）から商品名「ＧＭＰ」で入手）内でホットプレスし、１５０００Ｎｍの圧力下で、４０℃／分で８８０℃に加熱し、１０分間保持して、活性窒素冷却により室温まで冷却させる。得られたディスクを、低速ダイヤモンドソー（商品名「ＴｅｃｈＣｕｔ  ４」、Ａｌｌｉｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｃｈ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｃ．，Ｒａｎｃｈｏ  Ｄｏｍｉｎｇｕｅｚ，ＣＡで入手可能）を使用して、厚さ０．８ｍｍのディスクにスライスする。以下のプロファイル：３℃／分で２０℃から８３０℃、８３０℃で２時間保持、１℃／分で８３０℃から８７５℃、８７５℃で２時間保持、１℃／分で８７５℃から９００℃、９００℃で２時間保持、１℃／分で９００℃から１０００℃、１０００℃で１時間保持、３℃／分で１０００℃から１４００℃、１４００℃で１時間保持、３℃／分で１４００℃から２０℃、を使用して、ディスクを加熱する。ガラスセラミックディスクをダイヤモンドホイールで約３分間研磨し、続いて４５、３０、１５、９、及び３マイクロメートルダイヤモンドスラリーのそれぞれを用いて３分間研磨する。二軸屈曲強度を用いて強度を測定する。直径８ｍｍの円上で１２０°の間隔を開けて、直径３ｍｍの３個の鋼鉄製ボールからなる支持具上に下側を配置する。試料の上側の中心に載る垂直パンチで固定具内に支持具及び試料を配置する。ウェハと接触するパンチ直径は１．８ｍｍである。万能試験機（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｔｅｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｂｕｔｌｅｒ，ＰＡの「Ｓｅｒｉｅｓ  １１０１」として特定される）に固定具を装填する。試料が破壊されるまで、毎分０．２ｍｍの速度でパンチをウェハに押し込む。破壊時の荷重を記録する。以下の式から強度値を計算する。
Ｓ＝−０．２３８７Ｐ（Ｘ−Ｙ）／ｄ２
式中、
Ｐ＝破壊荷重（単位：ニュートン）
Ｘ＝（１＋ｖ）ｌｎ（ｒ２／ｒ３）２＋［（１−ｖ）／２］（ｒ２／ｒ３）２
Ｙ＝（１＋ｖ）［１＋ｌｎ（ｒ１／ｒ３）２］＋（１−ｖ）／（ｒ１／ｒ３）２
式中、
ｖ＝ポアソン比
ｒ１＝支持円の半径（単位：ｍｍ）
ｒ２＝上部パンチ接点の半径（単位：ｍｍ）
ｒ３＝試料の半径（単位：ｍｍ）
ｄ＝試料の厚さ（単位：ｍｍ）
【００６９】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される第１、第２、及び第３のセラミックスは、平均表面粗さＲａが２０ｎｍ未満である露出表面を有する物品の形態である。白色光干渉計（「Ｃｏｎｔｏｕｒ  Ｅｌｉｔｅ  Ｘ８」）を使用して、平均表面粗さＲａを決定する。少なくとも５ｍｍ×５ｍｍのセラミックの研磨領域を、倍率０．５倍で５倍光学レンズ下に置く。白色光を使用して、ｘ−ｙ平面内で、５マイクロメートルのバックスキャンを行う。十分に大きい面積（すなわち、１０ミリメートル×１０ミリメートル）を得るために、１００個の１×１ｍｍ２の配列の画像を一緒にステッチする。商品名「Ｔｈｅ  ＭｏｕｎｔａｉｎｓＭａｐ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ」で入手可能なソフトウェアにより、平均表面粗さＲａを計算する。
【００７０】
本明細書に記載の第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、これらは、（機械加工された表面と比較される）成形時の外側表面を有する。
【００７１】
本明細書に記載の第１、第２、及び第３のセラミックスのいくつかの実施形態において、これらは、無光沢表面仕上げを有する。
【００７２】
第１のセラミックは、例えば、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶結晶質金属酸化物と、理論上の酸化物ベースで、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、又はＳｉＯ２のうち少なくとも１種を含む非晶質相とを含む、セラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を主表面と接触させて配置することと、
プリフォームを、第２の異なる形状を有する物品（すなわち、少なくとも２つの縁部を有する三次元物品）を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法によって、作製することができる。
【００７３】
本明細書に記載される第１のセラミックを作製するための例示的な方法のいくつかの実施形態において、プリフォームは、希土類アルミン酸塩のうちの少なくとも１種（例えば、ＬａＡｌ１１Ｏ１８又はＣｅＡｌ１１Ｏ１８のうちの少なくとも１種）（いくつかの実施形態では、セラミックプリフォームの総重量を基準として、少なくとも１５（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、３５、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１５〜４０、あるいは２０〜３０）重量％の、少なくとも１種の希土類アルミン酸塩）を含む針状結晶を含む。
【００７４】
第１のセラミックを作製するための例示的な方法のいくつかの実施形態において、プリフォームの少なくとも１種の希土類アルミン酸塩は、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む。
【００７５】
第２のセラミックは、例えば、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶ジルコニアと、第１の多結晶希土類アルミン酸塩（例えば、ＬａＡｌ１１Ｏ１８）と、第２の異なる多結晶希土類アルミン酸塩（例えば、ＬａＡｌＯ３）と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び希土類酸化物を含む非晶質相とを含むセラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を主表面と接触させて配置することと、
プリフォームを、第２の異なる形状を有する物品（すなわち、少なくとも２つの縁部を有する三次元物品）を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法によって、作製することができる。
【００７６】
本明細書に記載の第２のセラミックを作製するための例示的な方法のいくつかの実施形態において、プリフォームは、第１の希土類アルミン酸塩（いくつかの実施形態では、セラミックプリフォームの総重量を基準として、少なくとも１５（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、３５、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１５〜４０、あるいは２０〜３０）重量％の、第１の希土類アルミン酸塩）の針状結晶を含む。
【００７７】
本明細書に記載の第２のセラミックを作製するための例示的な方法のいくつかの実施形態において、プリフォームの第１及び第２の希土類アルミン酸塩はそれぞれ、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む。
【００７８】
第３のセラミックは、例えば、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶ジルコニアと、多結晶アルミナと、多結晶イットリウムアルミン酸塩（例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び酸化イットリウムを含む非晶質相とを含む、セラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を主表面と接触させて配置することと、
プリフォームを、第２の異なる形状を有する物品（すなわち、少なくとも２つの縁部を有する三次元物品）を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法によって、作製することができる。
【００７９】
本明細書に記載の第３のセラミックを作製するための例示的な方法のいくつかの実施形態において、プリフォームは、アルミナ（いくつかの実施形態では、セラミックプリフォームの総重量を基準として、少なくとも１５（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、３５、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１５〜４０、あるいは２０〜３０）重量％の、アルミナ）の結晶を含む。
【００８０】
第３のセラミックを作製するための例示的な方法のいくつかの実施形態において、プリフォームのイットリウムアルミン酸塩又はアルミナは、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む。
【００８１】
本明細書に記載の第３のセラミックを作製するための例示的な方法のいくつかの実施形態において、プリフォームのイットリウムアルミン酸塩又はアルミナはそれぞれ、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む。
【００８２】
本明細書に記載されるセラミックスを作製するための方法のいくつかの実施形態において、方法は、第１の主表面に対向する第２の主表面を準備することと、プリフォームの少なくとも一部分を第２の主表面と接触させることとを更に含む。いくつかの実施形態において、第１の形状は平坦である。
【００８３】
本明細書に記載のセラミックスを作製する方法のいくつかの実施形態において、加熱は１０００℃〜１５００℃の範囲（いくつかの実施形態では、１０５０℃〜１４５０℃、１１００℃〜１４００℃、１１５０℃〜１４００℃、あるいは１２００℃〜１４００℃の範囲）で行われる。本明細書に記載のセラミックスを作製するための方法のいくつかの実施形態において、加熱の少なくとも一部分は、少なくとも０．１（いくつかの実施形態では、少なくとも０．２、０．５、１、５、１０、２５、５０、１００、あるいは少なくとも２００、いくつかの実施形態では、０．１〜２００、０．２〜２００、０．５〜２００、１〜２００、５〜２００、あるいは１０〜２００）ＭＰａの圧力で行われる。本明細書に記載のセラミックスを作製する方法のいくつかの実施形態において、加熱は、少なくとも３０秒（いくつかの実施形態では、少なくとも４５秒、１分、あるいは少なくとも１時間、いくつかの実施形態では、３０秒〜１時間、４５秒〜１時間、あるいは１分〜１時間）にわたって行われる。
【００８４】
本明細書に記載の第１、第２、及び第３のセラミックを作製するためのプリフォームは、例えば、適用可能な組成物を有するガラスセラミック微粒子から作製することができる。
【００８５】
ナノ結晶ガラスセラミック微粒子を含むガラスセラミック微粒子は、当該技術分野において公知の技術によって得ることができる。ナノ結晶質ガラスセラミック（例えば、微粒子）を含むガラスセラミック微粒子は、非晶質材料がガラスセラミックに変換されるように、適切な組成物の非晶質材料（例えば、ガラス）を熱処理することによって得ることができる。
【００８６】
理論上の酸化物ベースで、ナノ結晶ガラスセラミックを含むガラスセラミック、及び／又は結晶質セラミックを含む、酸化物の例としては、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｇａ２Ｏ３、ＲＥＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＣａＯ、ＢａＯ、又は少なくとも１種の遷移金属酸化物（例えば、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＺｎ、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＳｉＯ２、ＴｅＯ２、Ａｓ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＴｅＯ２、及びこれらの複合金属酸化物）が挙げられる。
【００８７】
いくつかの実施形態において、ナノ結晶ガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックを含むガラスセラミックは、理論上の酸化物ベースで、Ａｌ２Ｏ３（いくつかの実施形態では、それぞれガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックの総重量を基準として、少なくとも２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、あるいは少なくとも８５、いくつかの実施形態では、２０〜８５、２５〜８５、３５〜８５、あるいは５０〜８５重量％のＡｌ２Ｏ３）を含む。
【００８８】
いくつかの実施形態において、ナノ結晶質ガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックを含むガラスセラミックは、理論上の酸化物ベースで、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｇａ２Ｏ３、ＲＥＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＣａＯ、ＢａＯ、又は少なくとも１種の遷移金属酸化物（例えば、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＺｎの酸化物、並びにこれらの複合金属酸化物）のうちの少なくとも２種を含む。
【００８９】
いくつかの実施形態において、ナノ結晶ガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックは、理論上の酸化物ベースで、Ａｌ２Ｏ３、ＲＥＯ、及びＺｒＯ２又はＨｆＯ２のうちの少なくとも１種を含む。いくつかの実施形態において、ナノ結晶ガラスセラミックを含むガラスセラミック、及び／又は結晶質セラミックは、合わせて、理論上の酸化物ベースで、それぞれガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックの総重量を基準として、少なくとも８０（いくつかの実施形態では、少なくとも８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９、９９．５、あるいは１００）重量％の、Ａｌ２Ｏ３、ＲＥＯ、及びＺｒＯ２又はＨｆＯ２のうちの少なくとも１種を含む。
【００９０】
いくつかの実施形態において、ナノ結晶ガラスセラミックを含むガラスセラミック、及び／又は結晶質セラミックは、理論上の酸化物ベースで、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びＺｒＯ２又はＨｆＯ２のうちの少なくとも１種を含む。いくつかの実施形態において、ナノ結晶ガラスセラミックを含むガラスセラミック、及び／又は結晶質セラミックは、合わせて、理論上の酸化物ベースで、それぞれガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックの総重量を基準として、少なくとも８０（いくつかの実施形態では、少なくとも８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９、９９．５、あるいは１００）重量％の、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びＺｒＯ２又はＨｆＯ２のうちの少なくとも１種を含む。
【００９１】
いくつかの実施形態において、ナノ結晶質ガラスセラミックを含むガラスセラミック、及び／又は結晶質セラミックは、合わせて、理論上の酸化物ベースで、それぞれガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックの総重量を基準として、２０重量％以下（いくつかの実施形態では、１５、１０、５、４、３、２、１、あるいは０重量％）の、Ａｓ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、ＴｅＯ２、及びＶ２Ｏ５を含む。
【００９２】
いくつかの実施形態において、ナノ結晶質ガラスセラミックを含むガラスセラミック、及び／又は結晶質セラミックは、少なくとも１種の複合金属酸化物（例えば、複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯ、及び／又は複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３）を含む。
【００９３】
いくつかの実施形態において、ナノ結晶質ガラスセラミックを含むガラスセラミック、及び／又は結晶質セラミックは、理論上の酸化物ベースで、それぞれガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックの総重量を基準として、２０重量％以下（いくつかの実施形態では、１０、５、４、３、２、１以下、あるいは０重量％）のＳｉＯ２を含有する。
【００９４】
いくつかの実施形態において、ナノ結晶質ガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックは、合わせて、理論上の酸化物ベースで、それぞれガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックの総重量を基準として、２０重量％未満（いくつかの実施形態では、１５、１０、５、４、３、２、１未満、あるいは０重量％）の、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、及びＰ２Ｏ５を含有する。
【００９５】
好適なガラスセラミック微粒子は、当該技術分野において公知の技術によって得ることができる。開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第７，５６３，２９４号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，５０１，０００号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，５０１，００１号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，１６８，２６７号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，１０１，８１９号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，１４７，５４４号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，５１０，５８５号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，５６３，２９３号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，７３７，０６３号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，５０７，２６８号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第８，０５６，３７０号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，４９７，０９３号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第８，００３，２１７号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，２９７，１７１号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，５９８，１８８号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，２８１，９７０号（Ｅｎｄｒｅｓら）、米国特許出願公開第２００７／０２５６４５４号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第２００７／０２７０２９９号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、及び第２０１１／０２５３５８２号（Ｌｅｎｉｕｓら）、並びにＲｏｓｅｎｆｌａｎｚら、「Ｂｕｌｋ  Ｇｌａｓｓｅｓ  ａｎｄ  Ｕｌｔｒａｈａｒｄ  Ｎａｎｏｃｅｒａｍｉｃｓ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ａｌｕｍｉｎａ  ａｎｄ  Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ  Ｏｘｉｄｅｓ」、Ｎａｔｕｒｅ  ４３０号、７６１〜６４頁（２００４）は、結晶化されて、ナノ結晶ガラスセラミック微粒子を含むガラスセラミックをもたらすことができる、例示的なガラス組成物を報告している。例示的なガラスセラミック微粒子又はプリフォームは、直接溶融鋳造、溶融噴霧、無容器浮遊（containerless levitation）、レーザスピン溶融などの他の技術、及び、当業者に公知の他の方法（例えば、Ｒａｐｉｄ  Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ、Ｂｒｏｃｋｗａｙら、Ｍｅｔａｌｓ  Ａｎｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｃｅｎｔｅｒ、Ａ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｄｅｆｅｎｓｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｃｅｎｔｅｒ、Ｃｏｌｕｍｂｕｓ、ＯＨ、１９８４年１月を参照されたい）によって得ることもできる。
【００９６】
ガラスセラミック微粒子又はプリフォームを形成するために使用され得る金属酸化物としては、Ａｌ２Ｏ３；ＴｉＯ２；Ｙ２Ｏ３；希土類酸化物（ＲＥＯ）、例えば、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｓｍ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｔｈ４Ｏ７、Ｔｍ２Ｏ３及びＹｂ２Ｏ３；ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｖ２Ｏ５、Ｇａ２Ｏ３、並びにアルカリ土類金属酸化物（例えばＣａＯ及びＢａＯ）が挙げられる。本開示を実施するための有用なガラスの例としては、ＲＥＯ−ＴｉＯ２、ＲＥＯ−ＺｒＯ２−ＴｉＯ２、ＲＥＯ−Ｎｂ２Ｏ５、ＲＥＯ−Ｔａ２Ｏ５、ＲＥＯ−Ｎｂ２Ｏ５−ＺｒＯ２、ＲＥＯ−Ｔａ２Ｏ５−ＺｒＯ２、ＣａＯ−Ｎｂ２Ｏ５、ＣａＯ−Ｔａ２Ｏ５、ＢａＯ−ＴｉＯ２、ＲＥＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＲＥＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２、ＲＥＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２−ＳｉＯ２、Ｙ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２−ＳｉＯ２、及びＳｒＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２ガラスを含むものが挙げられる。有用なガラス製剤としては、共晶組成物の位置又はその付近にあるものが挙げられる。これらの組成物及び組成物に加えて、例えば、開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第７，５６３，２９４号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，５０１，０００号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，５０１，００１号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，１６８，２６７号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，１０１，８１９号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，１４７，５４４号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，５１０，５８５号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，５６３，２９３号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，７３７，０６３号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，５０７，２６８号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第８，０５６，３７０号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，４９７，０９３号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第８，００３，２１７号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，２９７，１７１号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚ）、第７，５９８，１８８号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第７，２８１，９７０号（Ｅｎｄｒｅｓら）、米国特許出願公開第２００７／０２５６４５４号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、第２００７／０２７０２９９号（Ｒｏｓｅｎｆｌａｎｚら）、及び第２０１１／０２５３５８２号（Ｌｅｎｉｕｓら）、並びにＲｏｓｅｎｆｌａｎｚら、「Ｂｕｌｋ  ｇｌａｓｓｅｓ  ａｎｄ  ｕｌｔｒａｈａｒｄ  ｎａｎｏｃｅｒａｍｉｃｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ａｌｕｍｉｎａ  ａｎｄ  ｒａｒｅ−ｅａｒｔｈ  ｏｘｉｄｅｓ」、Ｎａｔｕｒｅ  ４３０号、７６１〜６４頁（２００４）も参照すれば、共晶組成物を含む他の組成物が、本開示を検討した後に当業者には明らかとなろう。
【００９７】
本開示を実施するための有用な組成物の更なる例は、米国特許第２，１５０，６９４号（Ｍｏｒｅｙ）；Ｔｏｐｏｌ，Ｌ．Ｅ．ら、「Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｅｗ  ｏｘｉｄｅ  ｇｌａｓｓｅｓ  ｂｙ  ｌａｓｅｒ  ｓｐｉｎ  ｍｅｌｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｆｒｅｅ  ｆａｌｌ  ｃｏｏｌｉｎｇ」、Ｊ．Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌ．Ｓｏｌｉｄｓ、１２巻、３７７〜３９０頁（１９７３）；Ｔｏｐｏｌ，Ｌ．Ｅ．、「Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｅｗ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ  ｏｘｉｄｅ  ｇｌａｓｓｅｓ  ｂｙ  ｌａｓｅｒ  ｓｐｉｎ  ｍｅｌｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｆｒｅｅ−ｆａｌｌ  ｃｏｏｌｉｎｇ」、Ｊ．Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌ．Ｓｏｌｉｄｓ、１５巻、１１６〜１２４頁（１９７４）；Ｓｈｉｓｈｉｄｏ  Ｔ．ら、「Ｌｎ−Ｍ−Ｏ」ｇｌａｓｓｅｓ  ｏｂｔａｉｎｅｄ  ｂｙ  ｒａｐｉｄ  ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ  ｕｓｉｎｇ  ｌａｓｅｒ  ｂｅａｍ、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．、１３巻、１００６〜１０１４頁（１９７８）；及びＴａｔｓｕｍｉｓａｇｏ  Ｍ．、「Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒａ  ｏｆ  Ｒａｐｉｄｌｙ  Ｑｕｅｎｃｈｅｄ  Ｇｌａｓｓｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｌｉ２Ｏ−ＲＯ−Ｎｂ２Ｏ５（Ｒ＝Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）」、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．、６６巻、２号、１１７〜１１９頁（１９８３）に見出すことができる。
【００９８】
ガラスセラミック微粒子として使用され得るか、又はガラスセラミック微粒子をもたらすための、非晶質材料（例えば、ガラス）、非晶質材料を含むセラミック、非晶質材料を含む粒子等は、例えば、適切な金属酸化物源の加熱（火炎内での加熱を含む）により、溶融物、望ましくは均質な溶融物を形成し、次いで溶融物を急速に冷却して非晶質材料を得ることによって、作製することができる。非晶質材料の実施形態は、例えば、任意の好適な炉（例えば、誘導加熱炉、ガス燃焼炉、又は電気炉）内、又は例えばプラズマ中で、金属酸化物源を溶融することによって作製することができる。得られた溶融物は冷却される（例えば、溶融物を冷却媒体（例えば、高速エアジェット、液体、金属プレート（冷却金属板を含む）、金属ロール（冷却金属ロールを含む）、及び金属ボール（冷却金属ボールを含む）））に吐出される。
【００９９】
非晶質材料の実施形態は、例えば、開示内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，２５４，９８１号（Ｃａｓｔｌｅ）に開示されている火炎溶融を利用して作製することができる。この方法では、金属酸化物源材料は、バーナー（例えば、メタン空気バーナー、アセチレン酸素バーナー、水素酸素バーナー等）に（例えば、「フィード粒子（feed particle）」と呼ばれることもある粒子の形態で）直接供給され、次いで、例えば、水、冷却油、又は空気中で急冷される。フィード粒子は、例えば、金属酸化物源の研削、凝集（例えば、噴霧乾燥）、溶融、又は焼結によって形成することができる。火炎に供給されるフィード粒子のサイズは、一般に、粒子を含む、得られる非晶質材料のサイズを決定する。
【０１００】
非晶質材料の実施形態はまた、他の技術、例えば、自由落下冷却を伴うレーザスピン溶融（laser spin melt）、Ｔａｙｌｏｒワイヤ技術、プラズマトロン技術、ハンマー及びアンビル技術、遠心急冷、エアガンスプラット冷却（air gun splat cooling）、シングルローラ急冷及びツインローラ急冷、ローラープレート急冷、並びにペンダントドロップ溶融抽出（pendant drop melt extraction）（例えば、開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、Ｒａｐｉｄ  Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ、Ｂｒｏｃｋｗａｙら、Ｍｅｔａｌｓ  Ａｎｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｃｅｎｔｅｒ、Ａ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｄｅｆｅｎｓｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｃｅｎｔｅｒ、Ｃｏｌｕｍｂｕｓ、ＯＨ、１９８４年１月を参照されたい）によっても得ることができる。非晶質材料の実施形態はまた、他の技術、例えば、好適な前駆体の（火炎又はレーザ若しくはプラズマ支援による）熱分解、金属前駆体の物理気相合成（ＰＶＳ）、及び機械化学的加工によっても得ることができる。
【０１０１】
有用な非晶質材料製剤としては、共晶組成物（例えば、二元及び三元共晶組成物）の位置又はその付近にあるものが挙げられる。本明細書に開示されている組成物に加えて、第四級及び他の高次共晶組成物を含む他の組成物は、本開示を検討した後に当業者に明らかになり得る。
【０１０２】
理論上の酸化物ベースで、Ａｌ２Ｏ３の、市販供給源を含む供給源としては、ボーキサイト（天然発生ボーキサイト及び合成生成ボーキサイトの両方を含む）、焼成ボーキサイト、水和アルミナ（例えば、ベーマイト、及びギブサイト）、アルミニウム、バイヤー法アルミナ、アルミニウム鉱石、ガンマアルミナ、αアルミナ、アルミニウム塩、アルミニウム硝酸塩、及びこれらの組み合わせが挙げられる。Ａｌ２Ｏ３源は、Ａｌ２Ｏ３を含有してもよく、又はそれを与えるだけでもよい。あるいは、Ａｌ２Ｏ３源は、Ａｌ２Ｏ３、並びにＡｌ２Ｏ３以外の少なくとも１種の金属酸化物（複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物（例えば、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８等）の材料を含むか、又は含有する）を含有してもよく、又は与えてもよい。
【０１０３】
希土類酸化物の、市販供給源を含む供給源としては、希土類酸化物粉末、希土類金属、希土類含有鉱石（例えば、バストネス石及びモナズ石）、希土類塩、希土類硝酸塩、及び希土類炭酸塩が挙げられる。希土類酸化物源は、希土類酸化物を含有してもよく、又は与えるだけでもよい。あるいは、希土類酸化物源は、希土類酸化物、及び希土類酸化物以外の少なくとも１種以上の金属酸化物（複合希土類酸化物及び他の金属酸化物（例えば、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８等）を含む材料を含む）を含有してもよく、又は与えてもよい。
【０１０４】
理論上の酸化物ベースで、市販供給源を含む供給源Ｙ２Ｏ３としては、酸化イットリウム粉末、イットリウム、イットリウム含有鉱石、及びイットリウム塩（例えば、イットリウム炭酸塩、硝酸塩、塩化物、水酸化物、及びこれらの組み合わせ）が挙げられる。Ｙ２Ｏ３源は、Ｙ２Ｏ３を含有してもよく、又は与えるだけでもよい。あるいは、Ｙ２Ｏ３源は、Ｙ２Ｏ３、及びＹ２Ｏ３以外の１種以上の金属酸化物（複合Ｙ２Ｏ３・金属酸化物（例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）を含む材料を含む）を含有してもよく、又は与えてもよい。
【０１０５】
理論上の酸化物ベースで、ＺｒＯ２の市販供給源を含む供給源としては、酸化ジルコニウム粉末、ジルコンサンド、ジルコニウム、ジルコニウム含有鉱石、及びジルコニウム塩（例えば、炭酸ジルコニウム、酢酸塩、硝酸塩、塩化物、水酸化物、及びこれらの組み合わせ）が挙げられる。これに加えて又は代えて、ＺｒＯ２源は、ＺｒＯ２、及びＨｆＯ２などの他の金属酸化物を含有してもよく、又はそれらを与えてもよい。理論上の酸化物ベースで、ＨｆＯ２の、市販供給源を含む供給源としては、ハフニウム酸化物粉末、ハフニウム、ハフニウム含有鉱石、及びハフニウム塩が挙げられる。これに加えて又は代えて、ＨｆＯ２源は、ＨｆＯ２、及びＺｒＯ２などの他の金属酸化物を含有してもよく、又は与えてもよい。
【０１０６】
他の有用な金属酸化物としては、理論上の酸化物ベースで、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、及びこれらの組み合わせも挙げられる。市販供給源を含む供給源としては、酸化物自体、複合酸化物、鉱石、炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、塩化物、水酸化物などが挙げられる。これらの金属酸化物を添加して、得られる粒子の物理的特性を改変し、及び／又は加工を改善する。これらの金属酸化物は、典型的に、例えば所望の特性に応じて、ガラスセラミックの０重量％〜５０重量％（いくつかの実施形態では、０重量％〜２５重量％）のいずれかの量で添加される。
【０１０７】
本開示によるセラミックスを作製するための金属酸化物源及び他の添加剤の特定の選択は、典型的には、例えば、所望の結晶化度、該当する場合、得られるセラミックの所望の物理的特性（例えば、硬度又は靱性）、得られるセラミックの所望の特性、望ましくない不純物の存在の回避又は最小化、並びに／又はセラミックを調製するために使用する特定のプロセス（溶融及び／若しくは凝固の前及び／若しくはその過程での原材料の準備及び任意の精製を含む）を考慮する。
【０１０８】
いくつかの場合において、理論上の酸化物ベースで、限定された量の、Ｎａ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、ＴｅＯ２、Ｖ２Ｏ３、及びこれらの組み合わせなどの他の酸化物を組み込むことが望ましい場合がある。市販供給源を含む供給源としては、酸化物自体、複合酸化物、鉱石、炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、塩化物、水酸化物などが挙げられる。例えば、これらの金属酸化物を添加して、得られる粒子の物理的特性を改変し、及び／又は加工を改善することができる。これらの金属酸化物は使用されるとき、典型的に、例えば所望の特性に応じて、ガラスセラミックの０重量％超〜２０％（いくつかの実施形態では、０重量％超〜１５重量％、０重量％超〜１０重量％、０重量％超〜５重量％、あるいは０重量％超〜２重量％）で添加する。
【０１０９】
いくつかの実施形態において、金属酸化物源を溶融するために、又はそれ以外の場合に他の原料と共に金属酸化物源を溶融するために酸化物形成の負のエンタルピー又はその合金を有する、金属（例えば、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びそれらの組み合わせ）のうち少なくとも１種、Ｍを含む、微粒子、金属材料を添加することによって、金属酸化物源の少なくとも一部分（いくつかの実施形態では、少なくとも１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、あるいは少なくとも５０重量パーセント）を得ることが有利であり得る。理論に束縛されるものではないが、金属の酸化を伴う発熱反応から生じる熱は、均質な溶融物の形成及び得られる非晶質材料の形成に有益であると考えられる。例えば、原材料内の酸化反応によって生成される追加の熱は、不十分な熱伝達を排除又は最小化し、したがって、特に１５０マイクロメートルを超えるｘ、ｙ、及びｚ寸法を有する非晶質粒子を形成するときに、溶融物の形成及び均質性を促進すると考えられる。理論に束縛されるものではないが、追加の熱補助剤の利用は、各種化学反応及び物理的プロセス（例えば、緻密化、及び球状化）を完了させるのに役立つと考えられる。更に、理論に束縛されるものではないが、いくつかの実施形態では、酸化反応によって生成される追加の熱の存在は、溶融物の形成を実際に可能にすると考えられ、これは、そうでなければ、材料の高融点のために困難であるか又は実用的ではない。
【０１１０】
特定の金属酸化物の添加は、ガラスセラミック及び／又は結晶性材料の特性及び／又は結晶構造若しくは微細構造、並びにガラスセラミックを作製する際の原材料及び中間体の加工を変更し得る。例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｌｉ２Ｏ、及びＮａ２Ｏなどの酸化物の添加は、非晶質材料のＴｇ（ガラスの場合）及びＴｘ（Ｔｘは結晶化温度である）の両方を変化させることが観察されている。理論に束縛されるものではないが、そのような添加はガラス形成に影響を及ぼすと考えられる。更に、例えば、そのような酸化物添加は、系全体の融解温度を低下させ（すなわち、系を低融点共晶に向かわせ）、非晶質材料形成の容易さを低下させ得る。多成分系（四級など）における複合共晶は、より良好な非晶質材料形成能力をもたらし得る。液体溶融物の粘度及びその「加工」範囲におけるガラスの粘度はまた、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏなどの特定の金属酸化物の添加によって影響を受け得る。ハロゲン（例えば、フッ素及び塩素）、又はカルコゲニド（例えば、硫化物、セレン化物、及びテルル化物）のうちの少なくとも１種を非晶質材料に組み込むこと、並びにそれにより作製されたガラスセラミックもまた、本開示の範囲内にある。
【０１１１】
非晶質材料及び非晶質材料を含むセラミックの結晶化もまた、特定の材料の添加によって影響を受け得る。例えば、特定の金属、金属酸化物（例えば、チタン酸塩及びジルコン酸塩）、及びフッ化物は、核形成剤として作用し、結晶の有益な不均質核形成をもたらし得る。また、いくつかの酸化物の添加は、再加熱時に非晶質材料から失透（devitrifying）した準安定相の性質を変化させることがある。別の態様において、結晶質ＺｒＯ２を含むセラミックの場合、正方晶／立方晶形態のＺｒＯ２を安定化させることが知られている金属酸化物（例えば、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣａＯ、及びＭｇＯ）を添加することが望ましい場合がある。
【０１１２】
金属酸化物源及び他の添加剤の特定の選択は、典型的には、例えば、得られるセラミックの所望の組成及び微細構造、所望の結晶化度、該当する場合、所望の結晶化度、得られるセラミックの所望の物理的特性（例えば、硬度又は靱性）、得られるセラミックの所望の特性、望ましくない不純物の存在の回避又は最小化、並びに／又はセラミックを調製するために使用する特定のプロセス（溶融及び／若しくは凝固の前及び／若しくはその過程での原材料の準備及び任意の精製を含む）を考慮する。
【０１１３】
金属酸化物源及び他の添加剤は、ガラスセラミックを作製するために使用されるプロセス及び装備に好適な任意の形態であり得る。原料は、酸化物非晶質材料及び非晶質金属を製造するための、当該技術分野において公知の技術及び装備を使用して溶融及び急冷することができる。望ましい冷却速度としては、５０Ｋ／秒以上が挙げられる。当該技術分野において公知の冷却技術としては、ロール冷却が挙げられる。ロール冷却は、例えば、典型的に融点より２０℃〜２００℃高い温度で金属酸化物源を溶融させ、（例えば、空気、アルゴン、又は窒素などのガスを使用して）高圧下で高速回転ロール上に溶融物を噴霧することにより溶融物を冷却／急冷して行うことができる。典型的に、ロールは金属製であり、水冷される。金属製ブックモールドもまた、溶融物を冷却／急冷するのに有用であり得る。
【０１１４】
溶融物、冷却／急冷溶融物を形成し、及び／又は非晶質材料を形成するための他の技術としては、気相急冷、溶融抽出、プラズマ噴霧、及びガス又は遠心噴霧が挙げられる。気相急冷は、例えば、スパッタリングによって行うことができ、金属合金又は金属酸化物源は、使用されるスパッタリングターゲットに形成される。ターゲットはスパッタリング装置内の所定の位置に固定され、コーティングされる基材はターゲットと反対側の位置に配置される。酸素ガス及びＡｒガスの典型的な圧力１０−３トルで、ターゲットと基材との間に放電が発生し、Ａｒ又は酸素イオンがターゲットに衝突して反応スパッタリングを開始し、それによって基材上に組成物の膜を堆積させる。
【０１１５】
ガス噴霧は、溶融物に変換するためにフィード粒子を溶融させることを伴う。このような溶融物の薄い流れは、破壊的空気ジェットとの接触によって霧化される（すなわち、流れは微細な液滴に分割される）。次いで、粒子（例えば、ビード）を含む、実質的に分離した、全体的に楕円形の、得られた非晶質材料が回収される。ビードサイズの例としては、約５マイクロメートル〜約３ｍｍの範囲の直径を有するものが挙げられる。例えば、開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，６０５，８７０号（Ｓｔｒｏｍ−Ｏｌｓｅｎら）に開示されているように、溶融抽出を行うことができる。例えば、開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、２００１年４月４日に公開された、国際公開第ＷＯ０１／２７０４６（Ａ１）に開示されているレーザビーム加熱を利用する無容器ガラス形成技術もまた、ガラスセラミックの製造に有用であり得る。
【０１１６】
冷却速度は、急冷非晶質材料の特性に影響を及ぼすと考えられる。例えば、ガラスのガラス転移温度、密度、及び他の特性は、典型的に、冷却速度によって変化する。
【０１１７】
急速冷却はまた、冷却中に所望の酸化状態を維持し、及び／又はそれに影響を及ぼすために、還元環境、中性環境、又は酸化環境などの制御雰囲気下で行われてもよい。雰囲気はまた、過冷却された液体からの結晶化反応速度論に影響を及ぼすことによって、非晶質材料の形成に影響を与え得る。例えば、空気中のものと比較して、アルゴン雰囲気中で、結晶化を伴わないＡｌ２Ｏ３溶融物のより大規模な過冷却が報告されている。
【０１１８】
材料の微細構造又は相組成（ガラス／非晶質／結晶質）は、多くの方法で決定することができる。各種情報は、例えば、光学顕微鏡法、電子顕微鏡法、示差熱分析（ＤＴＡ）、及びＸ線回折（x-ray diffraction、ＸＲＤ）を使用して得ることができる。
【０１１９】
光学顕微鏡法を使用する場合、非晶質材料は、典型的に、結晶境界などの光散乱中心の欠如により、優勢的に透明であり、一方、多結晶材料は結晶構造を示し、光散乱効果に起因して不透明である。
【０１２０】
−１００＋１２０メッシュサイズ画分（すなわち、開口サイズ１５０マイクロメートル〜開口サイズ１２５マイクロメートルのスクリーンで収集された画分）を使用して、ビードについて、非晶質収率パーセントを計算することができる。測定は、以下の方法で行われる。ビードの単一層をスライドガラス上に広げる。光学顕微鏡を使用して、ビードを観察する。光学顕微鏡の接眼レンズ内のクロスエアをガイドとして使用して、直線に沿っているビードを、それらの光学的透明度に応じて、非晶質又は結晶性のいずれかとして計数する。合計５００個のビードを計数し、計数したビード総数で除算した非晶質ビードの量によって、非晶質収率パーセントを決定する。
【０１２１】
ＤＴＡを使用して、材料の対応ＤＴＡトレースが発熱結晶化事象（Ｔｘ）を含んでいる場合、材料を非晶質として分類する。同じトレースが、Ｔｘより低い温度で吸熱事象（Ｔｇ）を含んでいる場合も、材料はガラス相からなると考える。材料のＤＴＡトレースがそのような事象を含んでいない場合、材料は結晶相を含有すると考える。
【０１２２】
示差熱分析（ＤＴＡ）は、以下の方法を用いて行うことができる。−１４０＋１７０メッシュサイズ画分（すなわち、開口サイズ１０５マイクロメートル〜開口サイズ９０マイクロメートルのスクリーンで収集された画分）を使用して、（例えば、Ｎｅｔｚｓｃｈ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｓｅｌｂ，Ｇｅｒｍａｎｙから商品名「ＮＥＴＺＳＣＨ  ＳＴＡ  ４０９  ＤＴＡ／ＴＧＡ」で入手した計器を使用して）ＤＴＡの実行を行うことができる。各スクリーニング済み試料の量（典型的には約４００ミリグラム（ｍｇ））を１００マイクロリットルのＡｌ２Ｏ３試料ホルダーに入れる。各試料を、室温（約２５℃）から１１００℃まで、１０℃／分の速度で静止空気中で加熱する。ガラス転移温度Ｔｇは、実施例における「示差熱分析」によるＤＴＡ走査における吸熱ピークとして明らかであり、吸熱事象が存在しないことは、ガラス転移がないことを示す（例えば、図６の線６０１を参照されたい）。
【０１２３】
粉末Ｘ線回折、ＸＲＤを使用して、（例えば、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ，Ｍａｈｗａｈ，ＮＪから商品名「ＰＨＩＬＬＩＰＳ  ＸＲＧ  ３１００」で入手したＸ線回折計で、１．５４０５０オングストロームの銅Ｋα１放射線を使用して）、結晶化材料のＸＲＤトレース中に存在するピークを、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｄａｔａによって公開されているＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｎ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）データベースに提供されている結晶相のＸＲＤパターンと比較することによって、材料中に存在する相を決定することができる。更に、ＸＲＤを定性的に使用して相の種類を決定することができる。広い拡散強度ピークの存在は、材料の非晶質の性質の指標として解釈される。広いピーク及び明確に規定されたピークの両方の存在は、非晶質マトリックス内の結晶質物質の存在の指標として解釈される。
【０１２４】
初期に形成される非晶質材料又はセラミック（結晶化前のガラスを含む）は、所望のサイズよりも大きくてもよい。非晶質材料又はセラミックは、ロール破砕、カナリーミリング（canary milling）、ジョー破砕、ハンマーミリング、ボールミリング、ジェットミリング、及び衝撃破砕を含む、当該技術分野において公知の粉砕及び／又は微粉砕技術を使用して、より小さい破片に変換することができる。いくつかの場合において、少なくとも２つの破砕工程を有することが望ましい。例えば、セラミックが形成された（固化された）後、セラミックは所望の材料よりも大きい形態であってもよい。第１の破砕工程は、これらの比較的大きな塊又は「チャンク」を破砕して、より小さい破片を形成することを含んでもよい。このチャンクの破砕は、ハンマーミル、衝撃破砕機、又はジョー破砕機によって行うことができる。次いで、その後、これらのより小さい破片を破砕して、所望の粒径分布を生成することができる。所望の粒径分布を得るために、複数の破砕工程を行う必要がある場合がある。一般に、所望の粒子形状及び粒径分布が得られるように破砕条件を最適化する。所望の大きさの結果として得られる粒子が大きすぎる場合、又はそれらの粒子が小さすぎる場合に「再利用」され再溶融するための原料として使用される場合、粒子を再破砕してもよい。
【０１２５】
例えば、溶融物を金型に流し込むか又は形成し、冷却し、次いで、得られた少なくとも部分的に非晶質材料を結晶化することによって、プリフォームを形成することができる。プリフォームは、例えば、融合によって形成してもよい。本質的に融合させることにより、少なくとも２つのより小さい粒子から大きなサイズの本体が形成される。例えば、粒子を含む非晶質材料を、より大きな粒径に形成してもよい。融合に使用される温度及び圧力は、例えば、非晶質材料の組成及び得られる材料の所望の密度に依存し得る。ガラス結晶化温度Ｔｘよりも低い温度、及びガラスの場合、ガラス転移温度よりも高い温度であるべきである。いくつかの実施形態では、加熱は、約８５０℃〜約１１００℃（いくつかの実施形態では、約９００℃〜１０００℃）の範囲の少なくとも１つの温度で実施される。典型的に、非晶質材料は、非晶質材料の融合を補助するために融合中に圧力下（例えば、０超〜少なくとも１ＧＰａ）に置かれる。１つの例示的な実施形態では、電荷を帯びた粒子がダイに入れられ、ガラス転移の上方の温度でホットプレスが実行され、ガラスの粘性流動が比較的大きな本体への融合をもたらす。典型的な融合技術の例としては、ホットプレス、加熱等方圧加圧、及び加熱押出が挙げられる。典型的には、更なる熱処理の前に、得られた融合体を冷却することが一般的に望ましい。熱処理後、必要に応じて、融合体を破砕して、より小さい粒径又は所望の粒径分布にすることができる。
【０１２６】
材料の望ましい特性を更に改善するために、追加の熱処理を行うこともまた、本開示の範囲内である。例えば、加熱等方圧加圧を（例えば、約９００℃〜約１４００℃の温度で）行い、残留多孔性を除去して、材料の密度を増加させることができる。
【０１２７】
非晶質材料及び／又はガラスセラミック（例えば、粒子）の融合はまた、無加圧又は加圧焼結（例えば、焼結、プラズマ支援焼結、ホットプレス、ＨＩＰ処理、ホット鍛造、及び加熱押出）を含む各種方法によって達成することもできる。
【０１２８】
熱処理は、ガラスセラミックをもたらすために非晶質材料（例えば、ガラス）を熱処理するための当該技術分野において公知のものを含む各種方法のいずれかで実施することができる。例えば、熱処理は、例えば、抵抗性、誘導性、又はガス加熱炉を使用して、バッチで行うことができる。あるいは、例えば、ロータリー窯を用いて、熱処理を連続的に行うこともできる。ロータリー窯の場合、高温で動作する窯内に材料が直接供給される。高温での時間は、数秒（いくつかの実施形態では、５秒未満）〜数分又は数時間の範囲であってよい。温度は、９００℃〜１６００℃、典型的には１２００℃〜１５００℃の範囲であってよい。（例えば、核形成工程のための）バッチ及び（例えば、結晶成長のための）別の連続的な工程内で熱処理のいくつかを実施し、所望の密度を達成することも、本開示の範囲内にある。核形成工程では、温度は、典型的には約９００℃〜約１１００℃（いくつかの実施形態では、約９２５℃〜約１０５０℃）の範囲にある。同様に、密度工程に関して、温度は、典型的に、約１１００℃〜約１６００℃（いくつかの実施形態では、約１２００℃〜約１５００℃）の範囲にある。この熱処理は、例えば、高温で炉内に材料を直接供給することによって生じ得る。あるいは、例えば、はるかに低い温度（例えば、室温）で炉内に材料を供給し、次いで、所定の加熱速度で所望の温度に加熱してもよい。空気以外の雰囲気中で熱処理を行うことは、本開示の範囲内にある。場合によっては、還元雰囲気中で熱処理を行うことが更に望ましい場合がある。また、ガス圧下で、例えば、加熱等方圧加圧下又はガス圧炉内で、熱処理を行うことが望ましい場合がある。
【０１２９】
非晶質材料を熱処理して、非晶質材料を少なくとも部分的に結晶化させて、ガラスセラミックを得る。ガラスセラミックを形成するための特定のガラスの熱処理は、当該技術分野において周知である。各種ガラスについて、ガラスセラミックの核形成及び成長のための加熱条件は公知である。あるいは、当業者であれば、当該技術分野において公知の技術を使用した、ガラスの時間−温度−転換（Time-Temperature-Transformation、ＴＴＴ）研究から適切な条件を決定することができる。本開示を読んだ後の当業者、及び当該技術分野は、特定の非晶質材料のＴＴＴ曲線を提供し、適切な核生成及び／又は結晶成長条件を決定して、ガラスセラミックを提供することができるはずである。
【０１３０】
典型的に、ガラスセラミックは、それらが形成される元になる非晶質材料よりも強い。したがって、材料の強度は、例えば、非晶質材料が結晶質セラミック相に変換される程度によって調整することができる。これに代えて又は加えて、材料の強度はまた、例えば、生成された核形成部位の数によって影響を受けることがあり、この数は、次に、結晶相の結晶の数、更にはサイズに影響を及ぼすように使用することができる。ガラスセラミックを形成することに関する更なる詳細については、例えば、開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、Ｇｌａｓｓ−Ｃｅｒａｍｉｃｓ、Ｐ．Ｗ．ＭｃＭｉｌｌａｎ、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．、第２版、１９７９を参照されたい。
【０１３１】
例えば、ガラスセラミックを作製するためのいくつかの例示的な非晶質材料の熱処理中に、Ｌａ２Ｚｒ２Ｏ７などの相の形成、及びＺｒＯ２が存在する場合、立方晶／正方晶ＺｒＯ２、場合によっては、単斜晶系ＺｒＯ２の相の形成は、場合によっては、約９００℃を超える温度で観察されている。理論に束縛されるものではないが、ジルコニア関連相は、非晶質材料から核形成する第１の相であると考えられる。Ａｌ２Ｏ３、ＲｅＡｌＯ３（式中、Ｒｅは少なくとも１つの希土類カチオンである）、ＲｅＡｌ１１Ｏ１８、Ｒｅ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２等の相の形成は、一般に約９２５℃を超える温度で起こると考えられる。典型的に、この核形成工程中の結晶子サイズは、数ナノメートル程度である。例えば、１０〜１５ナノメートル程度の結晶が観察されている。少なくともいくつかの実施形態では、約１３００℃で約１時間熱処理することにより、完全な結晶化がもたらされる。一般に、発核工程及び結晶成長工程のそれぞれの熱処理時間は、数秒（いくつかの実施形態では、５秒未満）〜数分又は１時間以上の範囲であってよい。
【０１３２】
得られる結晶のサイズは、典型的に、核形成及び／又は結晶化の時間及び／又は温度によって、少なくとも部分的に制御することができる。小さい結晶（例えば、マイクロメートル以下、又は更にはナノメートル以下の程度）を有することが一般に望ましいが、ガラスセラミックは、より大きな結晶サイズ（例えば、少なくとも１〜１０マイクロメートル、少なくとも１０〜２５マイクロメートル、又は少なくとも５０〜１００マイクロメートル）で作製されてもよい。理論に束縛されるものではないが、当該技術分野において、（同じ密度で）結晶のサイズをより微細にするほど、セラミックの機械的性質（例えば、硬度及び強度）が高くなると一般に考えられている。
【０１３３】
本開示によるガラスセラミックの実施形態に存在し得る結晶相の例としては、理論上の酸化物ベースで、Ａｌ２Ｏ３（例えば、α−Ａｌ２Ｏ３）、Ｙ２Ｏ３、ＲＥＯ、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２（例えば、立方晶ＺｒＯ２及び正方晶ＺｒＯ２）、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、ＴｅＯ２、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯ、「複合金属酸化物」（「複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物」（例えば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯ（例えば、ＲｅＡｌＯ３（例えば、ＧｄＡｌＯ３・ＬａＡｌＯ３）、ＲｅＡｌ１１Ｏ１８（例えば、ＬａＡｌ１１Ｏ１８）、及びＲｅ３Ａｌ５Ｏ１２（例えば、Ｄｙ３Ａｌ５Ｏ１２））、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３（例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、並びに複合ＺｒＯ２・ＲＥＯ（例えば、Ｒｅ２Ｚｒ２Ｏ７（例えば、Ｌａ２Ｚｒ２Ｏ７）））、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
【０１３４】
複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物（例えば、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３（例えば、ガーネット結晶構造を呈するイットリウムアルミン酸塩）中のイットリウム及び／又はアルミニウムカチオンの一部を、他のカチオンで代替することも本開示の範囲内である。例えば、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３におけるＡｌカチオンの一部は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｃｏ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される元素の少なくとも１つのカチオンで置換されてよい。例えば、複合Ａｌ２Ｏ３・Ｙ２Ｏ３におけるＹカチオンの一部は、Ｃｅ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｔｈ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される元素の少なくとも１つのカチオンで置換されてもよい。同様に、アルミナ内のアルミニウムカチオンの一部を置換することもまた、本開示の範囲内にある。例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、及びＣｏは、アルミナ中のアルミニウムを置換することができる。上記のカチオンの置換は、溶融材料の特性（例えば、硬度、強靭性、強度、熱伝導率等）に影響を及ぼし得る。
【０１３５】
複合Ａｌ２Ｏ３・金属酸化物（例えば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯ）中の希土類及び／又はアルミニウムカチオンの一部を他のカチオンと置換することもまた、本開示の範囲内にある。例えば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯにおけるＡｌカチオンの一部は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｃｏ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される元素の少なくとも１つのカチオンで置換されてもよい。例えば、複合Ａｌ２Ｏ３・ＲＥＯ中のＹカチオンの一部は、Ｙ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される元素の少なくとも１つのカチオンで置換されてもよい。同様に、アルミナ内のアルミニウムカチオンの一部を置換することもまた、本開示の範囲内にある。例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、及びＣｏは、アルミナ中のアルミニウムを置換することができる。上記のカチオンの置換は、溶融材料の特性（例えば、硬度、強靭性、強度、熱伝導率等）に影響を及ぼし得る。
【０１３６】
典型的に、ナノ結晶ガラスセラミック微粒子は、少なくとも２０（いくつかの実施形態では、少なくとも２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、あるいは７５、いくつかの実施形態では、２０〜１５０、５０〜１２０、７５〜１２０、あるいは７５〜１００）マイクロメートルの平均粒径を有する。
【０１３７】
更に、プリフォームに関して、プリフォームは、最終製品体積に近似する（すなわち３０％以内の）体積を有する。例えば、プリフォームは、プリフォームの品質及び一致性（例えば、融合操作に関連する欠陥の排除）に焦点を当てる別個の操作で形成することができる。
【０１３８】
図１は、本開示のいくつかの実施形態において有用である例示的な金型装置の斜視図である。図１に示すように、金型装置１０は、第１の金型部分２０と第２の金型部分３０とを備える。第１の金型部分２０は、凹部４０を有する金型表面２５を有する。第２の金型部分３０は、凹部５０を有する金型表面３５を有する。第１の金型部分２０の金型表面２５と第２の金型部分３０の金型表面３５が整列して接触すると、空隙容積を有するキャビティが形成される。
【０１３９】
図２は、例えば、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１〜４０、１〜３０、１〜２５、１〜２０、１〜１０、あるいは５〜１０）ｍｍの曲げ半径を得る再成形のためにプリフォームを置いた状態の、図１に示した例示的な金型装置の斜視図である。図２に示すように、プリフォーム７０は、第２の金型部分３０の凹部５０の少なくとも一部分に配置される。金型装置１０内にプリフォーム７０を挿入した後、金型表面２５及び金型表面３５を互いに対向するように配置し、プリフォーム７０と凹部４０、５０のそれぞれとの間の接触を維持するために力を加える。次いで、プリフォーム７０を加熱し、金型装置１０に圧力を加えて、金型表面２５、３５を互いに押し付ける。加熱及び加えられた圧力は、プリフォーム７０を変形させ、全体的に金型キャビティ６０の形状を呈するようにする。
【０１４０】
熱及び圧力を加えるために使用する金型装置及びホットプレス装備は、当業者に公知の任意の種類のものでよい。いくつかの実施形態において、金型の表面の少なくとも一部分は、当業者に公知の技術を使用して、再成形物品に対して光学的に平滑な表面をもたらすように調製される。いくつかの実施形態において、金型の表面の少なくとも一部分は、模様、小さな特徴部分、又は所望の表面仕上げを再成形物品に付与する。
【０１４１】
図３は、図１に示す例示的な金型装置による例示的な物品の斜視図である。図３に示されるように、プリフォームが金型キャビティと実質的に同じ体積を有しているため、物品３００は金型キャビティと実質的に同じ形状を呈している。
【０１４２】
図４は、プリフォームが金型キャビティよりも少ない体積を有する、図１に示した例示的な金型装置による例示的な物品の斜視図である。図４に示されるように、本体４００は、全体的に金型キャビティと同じ形状を呈しているが、ガラス本体プリフォームと金型キャビティとの間の体積差により、外側縁部の全てが円弧を含んでいる。
【０１４３】
所望の再成形を達成するために、金型キャビティの空隙容積は、プリフォームの体積の７０〜１３０％の範囲にある。いくつかの実施形態において、金型キャビティの空隙容積は、プリフォームの体積の少なくとも７５（又は少なくとも８０、８５、９０、９５、あるいは１００）パーセントである。いくつかの実施形態において、金型キャビティの空隙容積は、プリフォームの体積の１０５（又は１１０、１１５、１２０、１２５、あるいは１３０）パーセントである。いくつかの実施形態において、プリフォームの体積及び金型キャビティの空隙容積は、実質的に等しい（すなわち、３％未満の差である）。
【０１４４】
図５は、図１に示した例示的な金型装置による例示的な物品の斜視図であり、プリフォームは金型キャビティよりも大きな体積を有している。図５に示すように、再成形物品５００は、鋳ばり８０を含んでいる。本開示の文脈において、「鋳ばり」とは、再成形物品により形成され、それに付着している、任意の余剰材料を指す。「鋳ばり」は、単に成形プロセスにおける制約のために存在するものであり、他の場合には望ましくないものである。いくつかの実施形態において、鋳ばりは、例えば機械加工操作などの後続の操作で除去される。他の実施形態では、再成形物品を利用する前に鋳ばりを除去する必要はない。
【０１４５】
本開示の文脈において、キャビティの「空隙容積」という用語は、金型の部分（すなわち、金型を「開放」及び「閉鎖」するために、あるいはプリフォームに圧力を加えるために、互いに対して動く金型の構成要素）が、プリフォームを再成形する際に得られる最も密接な位置にあるときに決定される、任意の「キャビティポート体積」よりも少ない、キャビティの総体積を指す。用語「キャビティポート体積」は、例えば、穴、チャネル、隙間、分割空間、又は特徴部分が鋳ばりに対応する範囲を除いて再成形物品の所望の形状に影響しない他の空隙などの、キャビティと流体連通している任意の空隙機構を指す。キャビティポート体積を構成する特徴部分は、例えば、気体を金型の中又は外に移すためのエジェクター用の通路とすること、又は余剰のプリフォームガラス材料のための鋳ばり体積を与えることを含む、多くの理由のために存在し得る。
【０１４６】
プリフォームの形状は任意の幾何学的形状であってよい。いくつかの実施形態において、プリフォームは平坦である。いくつかの実施形態において、プリフォームは、生じるべき再成形の量を低減するため、所望の再成形物品の形状に近似する。いくつかの実施形態では、所望の形状を達成するために、複数の再成形操作が行われる。更なる実施形態では、特性（例えば、色、組成、結晶化度、硬度、透明性等）が異なる領域を有する物品を調製するために、成形又は再成形プロセス中に別のプリフォームを追加することができる。これらの領域は、最終物品内の層又は別個の部分になり得る。
【０１４７】
いくつかの実施形態では、比較的小さなプリフォーム（すなわち、約１０ｍｍ３未満）が再成形され、他の実施形態では、比較的大きいプリフォーム（すなわち、約１０ｍｍ３超）が再成形される。
【０１４８】
いくつかの実施形態において、ガラスセラミックを圧密又は再成形するための加熱は、１０００℃〜１５００℃（いくつかの実施形態では、１０５０℃〜１５００℃、１１００℃〜１５００℃、１１５０℃〜１５００℃、１２００℃〜１５００℃、１２５０℃〜１５００℃、１３００℃〜１５００℃、１３５０℃〜１５００℃、１４００℃〜１５００℃、１３００℃〜１４００℃、あるいは１２００℃〜１４００℃）の範囲で実施される。
【０１４９】
いくつかの実施形態において、ガラスセラミックを圧密又は再成形するための加熱は、ガラスセラミック中のガラスの結晶化温度（ＤＴＡによって測定されるＴｘ）よりも少なくとも１００（いくつかの実施形態では、１５０、２００、２５０、３００、３５０、あるいは４００、いくつかの実施形態では、１００〜４００、２００〜４００、２００〜３００、あるいは２５０〜３５０）℃高い温度で実施される。
【０１５０】
いくつかの実施形態において、ガラスセラミックを圧密又は再成形することに関して、加熱の少なくとも一部分は、少なくとも０．０１（いくつかの実施形態では、少なくとも０．０２、０．０５、０．１、０．５、１、２．５、５、１０、あるいは少なくとも２０、いくつかの実施形態では、０．０１〜２０、０．０２〜２０、０．０５〜２０、０．１〜２０、０．５〜２０、あるいは１〜２０）ＭＰａの圧力で実施される。
【０１５１】
いくつかの実施形態において、ガラスセラミックを圧密又は再成形する際の加熱は、少なくとも３０秒（いくつかの実施形態では、少なくとも４５秒、１分、あるいは少なくとも３時間、いくつかの実施形態では、３０秒〜３時間、４５秒〜３時間、あるいは１分〜３時間の範囲）の時間にわたって行われる。
【０１５２】
ガラスセラミックを得るために非晶質を熱処理することによって形成された結晶は、例えば、針状、等軸、柱状、又は平坦な平板様の特徴部分を有してもよい。結晶質セラミックもまた、例えば、針状、等軸、柱状、又は平坦な平板様の特徴部分を有してよい。
【０１５３】
典型的に、ガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックの（真）密度は、比重と呼ばれることがあり、典型的に、理論密度の少なくとも７０％（いくつかの実施形態では、少なくとも７５％、８０％、８５％、９０％、９２％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、あるいは１００％）である。
【０１５４】
いくつかの実施形態において、ガラスセラミック及び／又は結晶質セラミックは、少なくとも１０（いくつかの実施形態では、少なくとも１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、あるいは少なくとも１８、いくつかの実施形態では、１０〜１８、あるいは１２〜１５）ＧＰａの平均マイクロ硬度を有する。
【０１５５】
本明細書に記載される方法によって作製される例示的な物品としては、電子機器筐体（例えば、腕時計ケース、携帯電話ケース、又はタブレットケース）が挙げられる。
例示的な実施形態
１Ａ．セラミックの総重量を基準として、少なくとも８５（いくつかの実施形態では、少なくとも９０、あるいは少なくとも９５、いくつかの実施形態では、９２〜９９、９３〜９８、あるいは９４〜９７）重量％の少なくとも１種の多結晶金属酸化物と、理論上の酸化物ベースで、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、又はＳｉＯ２のうち少なくとも１種を含む、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、あるいは少なくとも２０、いくつかの実施形態では、１〜１５、１〜１０、１〜５、あるいは１〜２０）重量％の非晶質相とを含むセラミックであって、金属酸化物は、粒界及び三重点を有する結晶を含み、非晶質相は、粒界及び三重点の位置に存在し、セラミックは、三次元セラミック物品の形態であり、物品は、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、又は少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１〜４０、１〜３０、１〜２５、１〜２０、１〜１０、あるいは５〜１０）ｍｍの曲げ半径を有する少なくとも２つの縁部を有し、物品は、少なくとも０．３（いくつかの実施形態では、少なくとも０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、あるいは少なくとも１．５、いくつかの実施形態では、０．３〜１．５、０．３〜１、あるいは０．４〜０．８）ｍｍの厚さを有し、物品の露出表面は、１００マイクロメートルを超える表面特徴がない、セラミック。
２Ａ．物品の任意の露出表面が、２０ｎｍ未満の平均表面粗さＲａを有する、例示的実施形態１Ａに記載のセラミック。
３Ａ．異なる結晶形態（例えば、等軸、細長、針状、小板状、針等）を有する少なくとも２種の結晶質金属酸化物が存在する、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
４Ａ．少なくとも１種の金属酸化物の金属酸化物結晶が針状である、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
５Ａ．少なくとも１０（いくつかの実施形態では、少なくとも１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、あるいは少なくとも１８、いくつかの実施形態では、１０〜１８、あるいは１２〜１５）ＧＰａの平均硬度を有する、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
６Ａ．少なくとも５００（いくつかの実施形態では、少なくとも６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、あるいは少なくとも１５００、いくつかの実施形態では、５００〜１５００、あるいは７００〜１２００）ＭＰａの曲げ強度を有する、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
７Ａ．非晶質相が第１の融点を有し、多結晶金属酸化物が第２の融点を有し、第２の融点が第１の融点よりも（いくつかの実施形態では、少なくとも１００、１５０、２００、２５０、５００、８００、１０００、あるいは少なくとも１５００、いくつかの実施形態では、１００〜１５００、あるいは１５０〜８００）高い、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
８Ａ．金属酸化物が、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＲｅｘＯｙ（例えば、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｇｄ２Ｏ３のうちの少なくとも１種）、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、複合ＲｅＯ＊Ａｌ２Ｏ３（例えば、ＬａＡｌ１１Ｏ１８又はＬａＡｌＯ３）、複合ＭｇＯ＊Ａｌ２Ｏ３（例えば、ＭｇＡｌ２Ｏ４）、複合ＴｉＯ２＊Ａｌ２Ｏ３（例えば、Ａｌ２ＴｉＯ５）、又はＹ３Ａｌ５Ｏ１２（式中、各Ｒｅは、独立して、原子価状態Ｒｅｖを有する少なくとも１種の希土類カチオンであり、Ｏは、原子価状態２を有し、ｘ（Ｒｅｖ）＝２ｙである）のうちの少なくとも１種である、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
９Ａ．多結晶結晶質金属酸化物が、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも５０（いくつかの実施形態では、少なくとも６０、７０、７５、８０、９０、９５、９６、あるいは少なくとも９７、いくつかの実施形態では、５０〜９７、６０〜９７、７０〜９７、７５〜９７、８０〜９７、あるいは９０〜９７）重量％のＡｌ２Ｏ３を含む、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１０Ａ．多結晶結晶質金属酸化物が、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも５０（いくつかの実施形態では、少なくとも６０、７０、７５、８０、９０、９５、９６、あるいは少なくとも９７、いくつかの実施形態では、５０〜９７、６０〜９７、７０〜９７、７５〜９７、８０〜９７、あるいは９０〜９７）重量％のＺｒＯ２を含む、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１１Ａ．多結晶結晶質金属酸化物が、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも２０（いくつかの実施形態では、少なくとも２５、３０、４０、５０、６０、７０、７５、あるいは少なくとも８０、いくつかの実施形態では、２０〜８０、３０〜７０、３５〜６５、あるいは４０〜６０）重量％の少なくとも１種の希土類酸化アルミン酸塩を含む、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１２Ａ．多結晶結晶質金属酸化物が、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２又は希土類アルミン酸塩（例えば、ＲｅＡｌ１１Ｏ１８又はＲｅＡｌＯ３のうちの少なくとも１種（式中、Ｒｅは、独立してＬａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｄｙ、又はＥｒのうちの少なくとも１種である））を含む、例示的実施形態１１Ａに記載のセラミック。
１３Ａ．Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２又は希土類アルミン酸塩のうちの少なくとも１種が、１００（いくつかの実施形態では、１５０、２００、２５０、５００、７５０、１０００、１５００、２０００、あるいは２５００）ナノメートルを超える平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態１２Ａに記載のセラミック。
１４Ａ．セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、合わせて、２０重量％以下（いくつかの実施形態では、１５、１０、５、４、３、２、あるいは１重量％以下、いくつかの実施形態では、１〜２０、１〜１５、あるいは１〜１０重量％）のＢ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、及びＳｉＯ２を含有する、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１５Ａ．非晶質相がＲｅＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２を含む、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１６Ａ．非晶質相が、理論上の酸化物ベースで、セラミックの総重量を基準として、少なくとも５（いくつかの実施形態では、少なくとも１０、２０、２５、３０、４０、あるいは少なくとも５０、いくつかの実施形態では、５〜５０、１０〜４０、あるいは２０〜３５）重量％の平均サイズを有する、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、又はＳｉＯ２のうちの少なくとも１種を有することを含む、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１７Ａ．１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）の平均サイズを有する結晶を含む、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１８Ａ．セラミックの総体積を基準として、少なくとも９０（いくつかの実施形態では、少なくとも９１、９２、９２．５、９３、９４、９５、９６、９７、９７．５、９８、９９、９９．５、９９．６、９９．７、９９．８、あるいは少なくとも９９．９）体積％であり、１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）の平均サイズを有する結晶を含む、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１９Ａ．１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）の平均サイズを有する結晶から本質的になる、例示的実施形態１Ａ〜１８Ａのいずれか一つに記載のセラミック。
２０Ａ．１００ナノメートル超（いくつかの実施形態では、１５０、１７５、あるいは２００ナノメートル超）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態１Ａ〜１８Ａのいずれか一つに記載のセラミック。
２１Ａ．ガラスセラミック物品の総体積を基準として、少なくとも９０（いくつかの実施形態では、少なくとも９１、９２、９２．５、９４、９５、９６、９７、９７．５、９８、９９、９９．５、９９．６、９９．７、９９．８、あるいは少なくとも９９．９）体積％であり、５０ナノメートル超（いくつかの実施形態では、７５、１００、１５０、あるいは２００ナノメートル超）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態１Ａ〜１６Ａ又は２０Ａのいずれか一つに記載のセラミック。
２２Ａ．それぞれ互いに対して垂直であるｘ、ｙ、及びｚの寸法を有し、ここで、ｘ、ｙ、及びｚの寸法のそれぞれは、少なくとも０．３（いくつかの実施形態では、少なくとも０．４、０．５、１、２、３、４、あるいは少なくとも５）ミリメートルである、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。いくつかの実施形態において、ｘ及びｙの寸法は、少なくとも１、２、３、４、あるいは少なくとも５ミリメートルであり、ｚ寸法は、少なくとも０．１、０．２、０．３、０．４、あるいは少なくとも０．５ミリメートルである。
２３Ａ．流動特性試験に合格する、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
２４Ａ．（機械加工された表面と比較される）成形時の外側表面を有する、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
２５Ａ．物品が電子機器筐体（例えば、腕時計ケース、携帯電話ケース、又はタブレットケース）である、先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１Ｂ．先行するＡの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック物品を形成する方法であって、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶結晶質金属酸化物と、理論上の酸化物ベースで、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、又はＳｉＯ２のうち少なくとも１種を含む非晶質相とを含む、セラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を主表面と接触させて配置することと、
プリフォームを、第２の異なる形状を有する物品（すなわち、少なくとも２つの縁部を有する三次元物品）を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法。
２Ｂ．プリフォームが、希土類アルミン酸塩のうちの少なくとも１種（いくつかの実施形態では、セラミックプリフォームの総重量に基づいて、少なくとも１５（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、３５、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１５〜４０、あるいは２０〜３０）重量％の少なくとも１種の希土類アルミン酸塩）を含む針状結晶を含む、例示的実施形態１Ｂに記載の方法。
３Ｂ．プリフォームの希土類アルミン酸塩が、ＬａＡｌ１１Ｏ１８又はＣｅＡｌ１１Ｏ１８のうちの少なくとも１種である、例示的実施形態２Ｂに記載の方法。
４Ｂ．プリフォームの少なくとも１種の希土類アルミン酸塩が、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態１Ｂ又は３Ｂに記載の方法。
５Ｂ．先行するＢの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法であって、
第１の主表面に対向する第２の主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を第２の主表面と接触させて配置することと、
を更に含む方法。
６Ｂ．第１の形状が平坦である、先行するＢの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
７Ｂ．加熱が１０００℃〜１５００℃の範囲（いくつかの実施形態では、１０５０℃〜１４５０℃、１１００℃〜１４００℃、１１５０℃〜１４００℃、あるいは１２００℃〜１４００℃の範囲）で行われる、先行するＢの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
８Ｂ．加熱の少なくとも一部分が、少なくとも０．１（いくつかの実施形態では、少なくとも０．２、０．５、１、５、１０、２５、５０、１００、あるいは少なくとも２００、いくつかの実施形態では、０．１〜２００、０．２〜２００、０．５〜２００、１〜２００、５〜２００、あるいは１０〜２００）ＭＰａの圧力で行われる、先行するＢの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
９Ｂ．加熱が、少なくとも３０秒（いくつかの実施形態では、少なくとも４５秒、１分、あるいは少なくとも１時間、いくつかの実施形態では、３０秒〜１時間、４５秒〜１時間、あるいは１分〜１時間）にわたって行われる、先行するＢの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
１Ｃ．多結晶ジルコニアと、第１の多結晶希土類アルミン酸塩と、第２の異なる多結晶希土類アルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び希土類酸化物を含む非晶質相と、を含むセラミックであって、多結晶ジルコニア並びに第１及び第２の多結晶希土類アルミン酸塩は、粒界を有する結晶を含み、第１の結晶質希土類アルミン酸塩の結晶は針状であり、非晶質相は粒界の位置に存在する、セラミック。
２Ｃ．セラミックが三次元セラミック物品の形態であって、物品は、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１〜４０、１〜３０、１〜２５、１〜２０、１〜１０、あるいは５〜１０）ｍｍの曲げ半径を有する部分を少なくとも１つ有し、物品は、少なくとも０．３（いくつかの実施形態では、少なくとも０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、あるいは少なくとも１．５、いくつかの実施形態では、０．３〜１．５、０．３〜１、あるいは０．４〜０．８）ｍｍの厚さを有する、例示的実施形態１Ｃに記載のセラミック。
３Ｃ．多結晶ジルコニアが、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１０（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１０〜４０、１０〜３０、あるいは１０〜２５）重量％の量で存在する、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
４Ｃ．第１の多結晶希土類アルミン酸塩が、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも３０（いくつかの実施形態では、少なくとも４０、５０、６０、７０、あるいは少なくとも７５、いくつかの実施形態では、３０〜７５、あるいは４０〜４５）重量％の量の百分率である、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
５Ｃ．第２の多結晶希土類アルミン酸塩が、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１５（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、３５、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１５〜４０、あるいは２０〜３０）重量％の量の百分率である、例示的実施形態４Ｃに記載のセラミック。
６Ｃ．第１の希土類アルミン酸塩が、ＬａＡｌＯ３、ＣｅＡｌＯ３、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２、ＧｄＡｌＯ３、又はＤｙ３Ａｌ５Ｏ１２のうちの少なくとも１種である、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
７Ｃ．第１の希土類アルミン酸塩が、少なくとも５０（いくつかの実施形態では、少なくとも１００、１５０、２００、２５０、あるいは少なくとも５００）ナノメートルの平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態６Ｃに記載のセラミック。
８Ｃ．第２の希土類アルミン酸塩が、ＬａＡｌ１１Ｏ１８又はＣｅＡｌ１１Ｏ１８のうちの少なくとも１種である、例示的実施形態６Ｃ又は７Ｃに記載のセラミック。
９Ｃ．第２の希土類アルミン酸塩が、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態８Ｃに記載のセラミック。
１０Ｃ．非晶質相が、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、あるいは少なくとも２０、いくつかの実施形態では、１〜１５、１〜１０、あるいは１〜５、あるいは１〜２０）重量％の量で百分率である、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１１Ｃ．１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）の平均サイズを有する結晶を含む、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１２Ｃ．セラミックの総体積を基準として、少なくとも９０（いくつかの実施形態では、少なくとも９１、９２、９２．５、９３、９４、９５、９６、９７、９７．５、９８、９９、９９．５、９９．６、９９．７、９９．８、あるいは少なくとも９９．９）体積％であり、１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）の平均サイズの結晶を含む、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１３Ｃ．１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）の平均サイズを有する結晶から本質的になる、例示的実施形態１Ｃ〜１１Ｃのいずれか一つに記載のセラミック。
１４Ｃ．１００ナノメートル超（いくつかの実施形態では、１５０、１７５、あるいは２００ナノメートル超）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態１Ｃ〜１０Ｃのいずれか一つに記載のセラミック。
１５Ｃ．セラミックの総体積を基準として、少なくとも９０（いくつかの実施形態では、少なくとも９１、９２、９２．５、９４、９５、９６、９７、９７．５、９８、９９、９９．５、９９．６、９９．７、９９．８、あるいは少なくとも９９．９）体積％であり、５０ナノメートル超（いくつかの実施形態では、７５、１００、１５０、ナノメートル超、あるいは２００ナノメートル超）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態１Ｃ〜１０Ｃ又は１４Ｃのいずれか一つに記載のセラミック。
１６Ｃ．少なくとも１０（いくつかの実施形態では、少なくとも１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、あるいは少なくとも１８、いくつかの実施形態では、１０〜１８、あるいは１２〜１５）ＧＰａの平均硬度を有する、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１７Ｃ．少なくとも５００（いくつかの実施形態では、少なくとも６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、あるいは少なくとも１５００、いくつかの実施形態では、５００〜１５００、あるいは７００〜１２００）ＭＰａの曲げ強度を有する、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１８Ｃ．少なくとも５００（いくつかの実施形態では、少なくとも６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、あるいは少なくとも１５００、いくつかの実施形態では、５００〜１５００、あるいは７００〜１２００）ＭＰａの曲げ強度を有する、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１９Ｃ．それぞれ互いに対して垂直であるｘ、ｙ、及びｚの寸法を有し、ｘ、ｙ、及びｚの寸法のそれぞれは、少なくとも０．５（いくつかの実施形態では、少なくとも１、２、３、４、あるいは少なくとも５）ミリメートルである、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。いくつかの実施形態において、ｘ及びｙの寸法は、少なくとも１、２、３、４、あるいは少なくとも５ミリメートルであり、ｚ寸法は、少なくとも０．１、０．２、０．３、０．４、あるいは少なくとも０．５ミリメートルである。
２０Ｃ．少なくとも２０ｎｍの表面粗さを有する、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
２１Ｃ．流動特性試験に合格する、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
２２Ｃ．（機械加工された表面と比較される）成形時の外側表面を有する、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
２３Ｃ．物品が電子機器筐体（例えば、腕時計ケース、携帯電話ケース、又はタブレットケース）である、先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１Ｄ．先行するＣの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック物品を形成する方法であって、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶ジルコニアと、第１の多結晶希土類アルミン酸塩と、第２の異なる多結晶希土類アルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び希土類酸化物を含む非晶質相とを含む、セラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を主表面と接触させて配置することと、
プリフォームを、第２の異なる形状を有する物品（すなわち、少なくとも２つの縁部を有する三次元物品）を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法。
２Ｄ．プリフォームが、第１の希土類アルミン酸塩（いくつかの実施形態では、セラミックプリフォームの総重量を基準として、少なくとも１５（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、３５、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１５〜４０、あるいは２０〜３０）重量％の、第１の希土類アルミン酸塩）の針状結晶を含む、例示的実施形態１Ｄに記載の方法。
３Ｄ．プリフォームの第１希土類アルミン酸塩がＬａＡｌ１１Ｏ１８であり、プリフォームの第２希土類アルミン酸塩がＬａＡｌＯ３である、例示的実施形態２Ｄに記載の方法。
４Ｄ．プリフォームの第１及び第２の希土類アルミン酸塩がそれぞれ、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態１Ｄ〜３Ｄのいずれか一つに記載の方法。
５Ｄ．先行するＤの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法であって、
第１の主表面に対向する第２の主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を第２の主表面と接触させて配置することと、
を更に含む方法。
６Ｄ．第１の形状が平坦である、先行するＤの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
７Ｄ．加熱が１０００℃〜１５００℃の範囲（いくつかの実施形態では、１０５０℃〜１４５０℃、１１００℃〜１４００℃、１１５０℃〜１４００℃、あるいは１２００℃〜１４００℃の範囲）で行われる、先行するＤの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
８Ｄ．加熱の少なくとも一部分は、少なくとも０．１（いくつかの実施形態では、少なくとも０．２、０．５、１、５、１０、２５、５０、１００、あるいは少なくとも２００、いくつかの実施形態では、０．１〜２００、０．２〜２００、０．５〜２００、１〜２００、５〜２００、あるいは１０〜２００）ＭＰａの圧力で行われる、先行するＤの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
９Ｄ．加熱が、少なくとも３０秒（いくつかの実施形態では、少なくとも４５秒、１分、あるいは少なくとも１時間、いくつかの実施形態では、３０秒〜１時間、４５秒〜１時間、あるいは１分〜１時間）にわたって行われる、先行するＤの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
１Ｅ．多結晶ジルコニアと、多結晶アルミナと、多結晶イットリウムアルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び酸化イットリウムを含む非晶質相と、を含むセラミックであって、多結晶ジルコニア、多結晶アルミナ、及び多結晶イットリウムアルミン酸塩は、粒界を有する結晶を含み、非晶質相は粒界の位置に存在する、セラミック。
２Ｅ．セラミックが三次元セラミック物品の形態であって、物品は、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１〜４０、１〜３０、１〜２５、１〜２０、１〜１０、あるいは５〜１０）ｍｍの曲げ半径を有する部分を少なくとも１つ有し、物品は、少なくとも０．３（いくつかの実施形態では、少なくとも０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、あるいは少なくとも１．５、いくつかの実施形態では、０．３〜１．５、０．３〜１、あるいは０．４〜０．８）ｍｍの厚さを有する、例示的実施形態１Ｅに記載の方法。
３Ｅ．多結晶ジルコニアが、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１０（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１０〜４０、１０〜３０、あるいは１０〜２５）重量％の量の百分率である、先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
４Ｅ．多結晶アルミナが、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１５（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、３５、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１５〜４０、あるいは２０〜３０）重量％の量の百分率である、例示的実施形態３Ｅに記載のセラミック。
５Ｅ．アルミナが、少なくとも５０（いくつかの実施形態では、少なくとも１００、１５０、２００、２５０、あるいは少なくとも５００）ナノメートルの平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態４Ｅに記載のセラミック。
６Ｅ．イットリウムアルミン酸塩がＹ３Ａｌ５Ｏ１２である、例示的実施形態４Ｅ又は５Ｅに記載のセラミック。
７Ｅ．イットリウムアルミン酸塩が、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態６Ｅに記載のセラミック。
８Ｅ．非晶質相が、セラミックの総重量を基準として、理論上の酸化物ベースで、少なくとも１（いくつかの実施形態では、少なくとも２、３、４、５、１０、１５、あるいは少なくとも２０、いくつかの実施形態では、１〜１５、１〜１０、１〜５、あるいは１〜２０）重量％の量で存在する、先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
９Ｅ．１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）の平均サイズを有する結晶を含む、先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１０Ｅ．セラミックの総体積を基準として、少なくとも９０（いくつかの実施形態では、少なくとも９１、９２、９２．５、９３、９４、９５、９６、９７、９７．５、９８、９９、９９．５、９９．６、９９．７、９９．８、あるいは少なくとも９９．９）体積％であり、１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）の平均サイズを有する結晶を含む、先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１１Ｅ．１００ナノメートル以下（いくつかの実施形態では、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、あるいは２０ナノメートル以下）の平均サイズを有する結晶から本質的になる、例示的実施形態１Ｅ〜１０Ｅのいずれか一つに記載のセラミック。
１２Ｅ．１００ナノメートル超（いくつかの実施形態では、１５０、１７５、あるいは２００ナノメートル超）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態１Ｅ〜１１Ｅのいずれか一つに記載のセラミック。
１３Ｅ．セラミックの総体積を基準として、少なくとも９０（いくつかの実施形態では、少なくとも９１、９２、９２．５、９４、９５、９６、９７、９７．５、９８、９９、９９．５、９９．６、９９．７、９９．８、あるいは少なくとも９９．９）体積％であり、５０ナノメートル超（いくつかの実施形態では、７５、１００、１５０、あるいは２００ナノメートル超）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態１Ｅ〜９Ｅ又は１２Ｅのいずれか一つに記載のセラミック。
１４Ｅ．少なくとも１０（いくつかの実施形態では、少なくとも１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、あるいは少なくとも１８、いくつかの実施形態では、１０〜１８、あるいは１２〜１５）ＧＰａの平均硬度を有する、先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１５Ｅ．少なくとも５００（いくつかの実施形態では、少なくとも６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、あるいは少なくとも１５００、いくつかの実施形態では、５００〜１５００、あるいは７００〜１２００）ＭＰａの曲げ強度を有する、先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１６Ｅ．それぞれ互いに対して垂直であるｘ、ｙ、及びｚの寸法を有し、ｘ、ｙ、及びｚの寸法のそれぞれは、少なくとも０．５（いくつかの実施形態では、少なくとも１、２、３、４、あるいは少なくとも５）ミリメートルである、先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。いくつかの実施形態において、ｘ及びｙの寸法は、少なくとも１、２、３、４、あるいは少なくとも５ミリメートルであり、ｚ寸法は、少なくとも０．１、０．２、０．３、０．４、あるいは少なくとも０．５ミリメートルである。
１７Ｅ．少なくとも２０の表面粗さを有する、先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１８Ｅ．流動特性試験に合格する、先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１９Ｅ．（機械加工された表面と比較される）成形時の外側表面を有する、先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
２０Ｅ．物品が電子機器筐体（例えば、腕時計ケース、携帯電話ケース、又はタブレットケース）である、先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック。
１Ｆ．先行するＥの例示的実施形態のいずれか一つに記載のセラミック物品を形成する方法であって、
ある体積及び第１の形状を有し、多結晶ジルコニアと、多結晶アルミナと、多結晶イットリウムアルミン酸塩と、理論上の酸化物ベースで、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び酸化イットリウムを含む非晶質相とを含む、セラミックプリフォームを準備することと、
主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を主表面と接触させて配置することと、
プリフォームを、第２の異なる形状を有する物品（すなわち、少なくとも２つの縁部を有する三次元物品）を形成するのに十分な温度及び十分な圧力で加熱することと、
を含む方法。
２Ｆ．プリフォーム結晶が、アルミナ（いくつかの実施形態では、セラミックプリフォームの総重量を基準として、少なくとも１５（いくつかの実施形態では、少なくとも２０、２５、３０、３５、あるいは少なくとも４０、いくつかの実施形態では、１５〜４０、あるいは２０〜３０）重量％のアルミナ）を含む、例示的実施形態１Ｆに記載の方法。
３Ｆ．プリフォームのイットリウムアルミン酸塩がＹ３Ａｌ５Ｏ１２である、例示的実施形態１Ｆ又は２Ｆに記載の方法。
４Ｆ．プリフォームのイットリウムアルミン酸塩又は希土類アルミン酸塩が、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態１Ｆ〜３Ｆのいずれか一つに記載の方法。
５Ｆ．プリフォームのイットリウムアルミン酸塩又はアルミナがそれぞれ、少なくとも２００ナノメートル（いくつかの実施形態では、少なくとも２５０ナノメートル、３００ナノメートル、４００ナノメートル、５００ナノメートル、１０００ナノメートル、あるいは５マイクロメートル、いくつかの実施形態では、２００ナノメートル〜５マイクロメートル、あるいは４００ナノメートル〜２マイクロメートル）の平均サイズを有する結晶を含む、例示的実施形態２Ｆ〜４Ｆのいずれか一つに記載の方法。
６Ｆ．先行するＦの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法であって、
第１の主表面に対向する第２の主表面を準備することと、
プリフォームの少なくとも一部分を第２の主表面と接触させて配置することと、
を更に含む方法。
７Ｆ．第１の形状が平坦である、先行するＦの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
８Ｆ．加熱が、１０００℃〜１５００℃の範囲（いくつかの実施形態では、１０５０℃〜１４５０℃、１１００℃〜１４００℃、１１５０℃〜１４００℃、あるいは１２００℃〜１４００℃の範囲）で行われる、先行するＦの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
９Ｆ．加熱の少なくとも一部分が、少なくとも０．１（いくつかの実施形態では、少なくとも０．２、０．５、１、５、１０、２５、５０、１００、あるいは少なくとも２００、いくつかの実施形態では、０．１〜２００、０．２〜２００、０．５〜２００、１〜２００、５〜２００、あるいは１０〜２００）ＭＰａの圧力で行われる、先行するＦの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
１０Ｆ．加熱が、少なくとも３０秒（いくつかの実施形態では、少なくとも４５秒、１分、あるいは少なくとも１時間、いくつかの実施形態では、３０秒〜１時間、４５秒〜１時間、あるいは１分〜１時間）にわたって行われる、先行するＦの例示的実施形態のいずれか一つに記載の方法。
【０１５６】
本発明の利点及び実施形態を以降の実施例によって更に説明されるが、これら実施例において述べられる特定の材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不当に制限するものと解釈されるべきではない。全ての部分及びパーセントは、特に指示のない限り、重量に基づく。
【０１５７】
実施例１
１２ガロン（約４５リットル）ミキサーに、（表１に示した）５３キログラムの粉末、２７キログラムの水、及び１．６キログラムの分散剤（ＧＥＯ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ａｍｐｌｅｒ，ＰＡから商品名「ＤＡＸＡＤ  ３０」で入手）を充填し、高剪断ミキサー（Ｈｏｃｋｍｅｙｅｒ，Ｈａｒｒｉｓｏｎ，ＮＪから商品名「１５  ＨＰ  ＤＩＳＰＥＲＳＥＲ」で入手）を使用して、２０００ｒｐｍで１５分間高剪断混合した。次いで、材料を５ガロン（１８．９リットル）バケツに充填し、一晩静置して、Ｌａ２Ｏ３と水との組み合わせによって引き起こされる発熱を完了させた。
【０１５８】
次いで、得られたスラリーを、０．５ミリメートルのイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）粉砕媒体（東ソー（東京）から入手）を充填した高エネルギービードミル（Ｎｅｔｚｓｃｈ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｓｅｌｂ，ＧｅｒｍａｎｙからモデルＬＭＺ２として入手）に２回通過させ、４００グラム／分にて２０００回／分（ｒｐｍ）で回転させて、緊密な混合を達成し、粒径分布の９０パーセンタイルを１マイクロメートル未満に低減する。
【表１】
2020519558.tif 000003
【０１５９】
約２０キログラムのスラリー（ＳＤＳ  Ｓｐｒａｙ  Ｄｒｙｉｎｇ，Ｒａｎｄａｌｌｓｔｏｗｎ，ＭＤからモデル４８として入手）を噴霧乾燥し、スクリーニングして、約６３〜１８０マイクロメートルの範囲のサイズの凝集体を得た。噴霧乾燥機は、直径４フィート（１．２ｍ）で、８フィート（２．４ｍ）の直線的側面を有していた。噴霧乾燥機をオープンモードで操作した（システムは閉ループではなく、空気を１馬力式送風機（Ａｉｒ  Ｔｅｃｈ  Ｉｎｃ．，Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ，ＮＪから入手）を介して加熱器に導入し、バグハウスから排出された直後に排気した）。操作中、バルク乾燥ガスは、電気ヒーターを介して加熱し、乾燥チャンバー（頂部を通って入り、底部を通って出た）を通して運ばれ、最終的にサイクロン及びバグハウスに運ばれた。サイクロンはガス流から生成物固形分を分離し、バグハウス内に収集した固体を廃棄した。乾燥チャンバーの入口でのバルク乾燥ガス温度は約１８０℃であり、乾燥チャンバーの出口は約１００℃であった。２つの白金硬化シリコーン配管ラインと並列にした空気式蠕動ポンプ（Ｍａｓｔｅｒｆｌｅｘ，Ｖｅｒｎｏｎ  Ｈｉｌｌｓ，ＩＬから商品名「９６４１０−２５」で入手）を介して、約１１７グラム／分でスラリーを供給した。内部混合二液圧噴霧化ノズル（Ｓｐｒａｙｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏ．，Ｗｈｅａｔｏｎ，ＩＬから商品名「ＦＬＵＩＤ  ＣＡＰ  ６０１００」及び「ＡＩＲ  ＣＡＰ  １７０」で入手）を利用して、スラリーを垂直上方に霧化した。霧化ガスは、約１０ｐｓｉ（０．０７ＭＰａ）及び３．３標準立方フィート／分（９０標準リットル／分（standard liters per minute、ＳＬＰＭ））で供給された窒素であった。
【０１６０】
噴霧乾燥粒子の一部を水素／酸素トーチ火炎に供給して、溶融ガラスビードを生成した。粒子を溶融するために使用したトーチは、ベンチバーナー（Ｂｅｔｈｌｅｈｅｍ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｃｏ．，Ｈｅｌｌｅｒｔｏｗｎ，ＰＡから商品名「ＰＭ２ＤモデルＢ」で入手）であった。水素及び酸素の流れを、以下の速度に設定した。内側環については、水素流量は８ＳＬＰＭであり、酸素流量は３ＳＬＰＭであった。外側環については、水素流量は２３ＳＬＰＭであり、酸素流量は９．８ＳＬＰＭであった。乾燥及びサイズ決定された粒子を、トーチ火炎に直接供給し、そこで粒子を溶融させ、傾斜ステンレス鋼表面（幅約５１センチメートル（２０インチ）、傾斜角４５度）に移送し、（約８リットル／分で）表面に冷水を流し、急冷ビードを形成した。
【０１６１】
得られた急冷ビードを平鍋に回収し、１１０℃で乾燥させた。ビードは透明であり、球形であった。
【０１６２】
示差熱分析（ＤＴＡ）のために、ビード材料の画分をスクリーニングして、９０〜１２５マイクロメートルのサイズ範囲を維持した。熱分析装備（Ｎｅｔｚｓｃｈ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから商品名「ＮＥＴＺＳＣＨ  ＤＳＣ  ４０４Ｆ１」で入手）を使用して、ＤＴＡを実行した。それぞれのスクリーニングされた量（１００ミリグラム）の試料を白金試料平鍋内に入れた。各試料を、室温（約２５℃）から１６００℃まで２０℃／分の速度にて静止空気中で加熱した。
【０１６３】
図６を参照すると、線６０２は、実施例１のガラスビード材料についてプロットされたＤＴＡデータである。図６を参照すると、線６０２では、材料は、約８４０℃の温度で吸熱事象を示した。この事象は材料のガラス転移Ｔｇに起因すると考えられた。約９３４℃において、発熱事象が観察された。この事象は、材料の結晶化Ｔｘに起因すると考えられた。
【０１６４】
１００グラムのガラスビードを炉（Ｄｅｌｔｅｃｈ  Ｉｎｃ．，Ｄｅｎｖｅｒ，ＣＯからモデルＤＴ−３１−ＦＬ６として入手）に入れ、１１００℃で１時間熱処理した。図６を参照すると、線６０１は、１１００℃で熱処理された実施例１の材料のプロットされたＤＴＡデータである。図６を参照すると、線６０１では、材料は吸熱事象を呈さなかった。これは、熱処理材料がＴｇを有さなかったことの証拠であった。
【０１６５】
熱処理ビードの結晶粒径及び結晶化度は、電界放出走査電子顕微鏡検査（Field Emission Scanning Electron Microscopy、ＦＥ−ＳＥＭ）（Ｈｉｔａｃｈｉ  Ｌｔｄ．，Ｍａｉｄｅｎｈｅａｄ，ＵＫから商品名「ＨＩＴＡＣＨＩ  Ｓ−４８００」で入手）により決定した。熱処理したビードの断裂表面をＡｕ−ＰＤの薄層でコーティングして、試料を導電性にした。２．０又は５．０キロボルトにおいて１５０，０００倍の倍率で操作して、画像（すなわち、電子顕微鏡写真）を得た。１５０，０００倍の倍率を有するＦＥ−ＳＥＭ顕微鏡写真を粒径測定に使用した。焼結体の異なる区域から撮られた３枚又は４枚の顕微鏡写真を、各試料について分析した。顕微鏡写真の高さに対してほぼ等しい間隔で離れて配置される１０本の水平線を引いた。各線上で観察した粒界切片の数を計数し、これを用いて切片間の平均距離を計算した。各線についての平均距離に１．５６を乗じて粒径を求め、この値を各試料の全ての顕微鏡写真の全ての線にわたって平均した。熱処理された実施例１の材料の平均結晶サイズは５７ｎｍであると決定した。
【０１６６】
約５グラムの熱処理ビードを、外径１６０ミリメートル、内径２０ミリメートル、高さ１００ミリメートルの円形黒鉛ダイ（Ｍｅｒｓｅｎ，Ｓｔ．Ｍａｒｙｓ，ＰＡから入手し、次いで、指定の内部寸法に機械加工した黒鉛）に入れ、一軸プレス装置（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．，Ｂｒｅａ，ＣＡから商品名「ＨＰ−５０」で入手）を用いてホットプレスした。アルゴン雰囲気下で５℃／分で、１３．８メガパスカル（ＭＰａ）（２０００ポンド／平方インチ（２ｋｓｉ））の圧力により連続加熱を用いて、ホットプレスを行った。高密度化に伴う収縮変位をモニタした。初期収縮温度は１１２０℃であった。収縮は、温度が１２００℃に達するまで継続し、その時点で収縮は停止した。得られた圧密ディスクは、直径約２０ミリメートル、厚さ約３ミリメートルであった。追加のホットプレスを実行して、追加のディスクを作製した。
【０１６７】
ガス比重瓶（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ，Ｎｏｒｃｒｏｓｓ，ＧＡから商品名「ＡＣＣＵＰＵＹＣ  １３３０」で入手）を使用して、得られたホットプレスガラス材料の密度を測定し、５．２５グラム／ｃｍ３であることが見出された。これは理論密度の９９パーセントである。
【０１６８】
得られたホットプレス材料の平均マイクロ硬度を以下のとおり決定した。ホットプレス材料の断片（サイズ約２〜５ミリメートル）を、取り付け樹脂（Ｂｕｅｈｌｅｒ  Ｌｔｄ．，Ｌａｋｅ  Ｂｌｕｆｆ，ＩＬから商品名「ＥＰＯＭＥＴ」で入手）に取り付けた。得られた樹脂シリンダーは、直径約２．５センチメートル（１インチ）、長さ（すなわち、高さ）約１．９センチメートル（０．７５インチ）であった。従来の研削機／研磨機（Ｂｕｅｈｌｅｒ  Ｌｔｄ．から商品名「ＢＥＴＡ」で入手）及び従来のダイヤモンドスラリーを使用して、取り付けられた試料を研磨し、１マイクロメートルのダイヤモンドスラリー（Ｂｕｅｈｌｅｒ  Ｌｔｄ．から商品名「ＭＥＴＡＤＩ」で入手）を使用する最終研磨工程により、試料の研磨された断面を得た。
【０１６９】
５００グラムの押込み荷重を使用してビッカース圧子を装着した、従来のマイクロ硬度試験機（株式会社ミツトヨ（東京）から商品名「ＭＩＴＵＴＯＹＯ  ＭＶＫ−ＶＬ」で入手）を使用して、マイクロ硬度測定を行った。開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、ＡＳＴＭ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｅ３８４  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（１９９１）に記載のガイドラインに従って、マイクロ硬度測定を行った。ホットプレス材料の平均マイクロ硬度は、５つの測定値の平均に基づいて、１５．４ギガパスカル（ＧＰａ）であった。
【０１７０】
実施例２
材料は、以下の表２に列挙した量であり、９０４グラムの水と組み合わせて、マスターバッチ水性懸濁液を得た。
【表２】
2020519558.tif 000004
【０１７１】
セルロースガムを非常にゆっくりと水に添加し、高剪断ミキサー（Ｈａｙｗａｒｄ  Ｇｏｒｄｏｎ，Ａｄｅｌａｎｔｏ，ＣＡから商品名「ＳＣＯＴＴ  ＴＵＲＢＩＮ」モデルＭ１１１０ＳＥで入手）を用いた１８００ｒｐｍでの３０分間の混合により、完全に溶解させた。次に、粉末を個々に添加する前に、分散剤を添加した。次いで、混合物を、１ｃｍの円筒形アルミナ媒体（Ｇｌｅｎｎ  Ｍｉｌｌｓ，Ｃｌｉｆｔｏｎ，ＮＪから入手）を有する酸化アルミニウムミルジャー内で、１００ｒｐｍにて２４時間粉砕し、２マイクロメートル以下の粒子サイズの９０パーセンタイルにより均質懸濁液を作製した。
【０１７２】
スラリーを噴霧乾燥し（「モデル４８」）、スクリーニングして、約６３〜１８０マイクロメートルの範囲のサイズの凝集体を得た。
【０１７３】
噴霧乾燥粒子の一部を水素／酸素トーチ火炎に供給して、溶融ガラスビードを生成した。粒子を溶融するために使用したトーチは、ベンチバーナー（Ｂｅｔｈｌｅｈｅｍ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｃｏ．，Ｈｅｌｌｅｒｔｏｗｎ，ＰＡから商品名「ＰＭ２ＤモデルＢ」で入手）であった。水素及び酸素の流れを、以下の速度に設定した。内側環については、水素流量は８標準リットル／分（ＳＬＰＭ）であり、酸素流量は３ＳＬＰＭであった。外側環については、水素流量は２３（ＳＬＰＭ）であり、酸素流量は９．８ＳＬＰＭであった。乾燥及びサイズ決定された粒子を、トーチ火炎に直接供給し、そこで粒子を溶融させ、傾斜ステンレス鋼表面（幅約５１センチメートル（２０インチ）、傾斜角４５度）に移送し、（約８リットル／分で）表面に冷水を流し、急冷ビードを形成した。
【０１７４】
得られた急冷ビードを平鍋に回収し、１１０℃で乾燥させた。ビードは透明であり、球形であった。
【０１７５】
火炎形成ビード１００グラムを炉（モデルＤＴ−３１−ＦＬ６）に入れ、毎分２０℃の加熱及び冷却速度で１０５０℃で１時間熱処理した。
【０１７６】
約５グラムの熱処理ビードを、外径１６０ミリメートル、内径２０ミリメートル、高さ１００ミリメートルの円形黒鉛ダイ（Ｍｅｒｓｅｎから入手し、次いで、指定の内部寸法に機械加工した黒鉛）に入れ、一軸プレス装置（「ＨＰ−５０」）を用いてホットプレスした。アルゴン雰囲気下で５℃／分で、２０メガパスカル（ＭＰａ）（３０００ポンド／平方インチ（３ｋｓｉ））の圧力により連続加熱を用いて、ホットプレスを行った。高密度化に伴う収縮変位をモニタした。初期収縮温度は１１１０℃であった。収縮は温度が１２１０℃に達するまで継続し、その時点で収縮は停止した。得られた圧密ディスクは、直径約２０ミリメートル、厚さ約３ミリメートルであった。ディスクは、実施例１に記載したとおり決定された理論密度の９９パーセントの密度を有していた。
【０１７７】
実施例３
水性マスターバッチの材料が以下の表３に示すとおりであること以外、実施例２に記載のとおりに、実施例３の試料を調製した。
【表３】
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【０１７８】
実施例２に記載のように、１００グラムの火炎形成ビードを加熱し、ホットプレスした。約５グラムの熱処理ビードを、外径１６０ミリメートル、内径２０ミリメートル、高さ１００ミリメートルの円形黒鉛ダイ（Ｍｅｒｓｅｎから入手し、指定の内部寸法に有するように機械加工した黒鉛）に入れ、一軸プレス装置（「ＨＰ−５０」）を用いてホットプレスした。アルゴン雰囲気下、５℃／分、２０メガパスカル（ＭＰａ）（３０００ポンド／平方インチ（３ｋｓｉ））圧力で連続加熱を用いてホットプレスを行った。高密度化に伴う収縮変位をモニタした。初期収縮温度は１１１０℃であった。初期収縮温度は１１２０℃であった。収縮は、温度が１２２０℃に達するまで継続し、その時点で収縮が止まった。得られた圧密ディスクは直径約２０ミリメートルであり、厚さ約３ミリメートルであり、実施例１に記載のとおり決定された理論密度の９９％であった。
【０１７９】
実施例４
一軸プレス装置（「ＨＰ−５０」）において、実施例１に記載のように調製した５０グラムのガラスビードを、シュラウド内に封入して、７５ミリメートルの円形黒鉛ダイ（Ｍｅｒｓｅｎから入手）内で、温度９３０℃及び荷重２０，０００キログラムで、４０分間ホットプレスすることによって、平坦な厚さ０．７ミリメートルのガラスシートを調製した。
【０１８０】
次いで、１マイクロメートルのダイヤモンドスラリー（Ｂｕｅｈｌｅｒ  Ｌｔｄ．から商品名「ＭＥＴＡＤＩ」で入手）を使用する最終研磨工程により、従来の研削機／研磨機（Ｂｕｅｈｌｅｒ  Ｌｔｄ．から商品名「Ｂｅｔａ」で入手）及び従来のダイヤモンドスラリーを使用して、パックを研磨し、試料の断面を０．７ミリメートルに研磨し、水ジェットで５８×４４ミリメートルのシートに切断した。次に、２枚の平坦なアルミナ１００×８０ｍｍシート（Ｃｏｏｒｓｔｅｋ，Ｇｏｌｄｅｎ，ＣＯから入手）の間に入れた平坦なシートを、大型箱形炉（Ｃａｒｂｏｌｉｔｅ  Ｇｅｒｏ，Ｌｔｄ．，Ｎｅｗｔｏｗｎ，ＰＡから商品名「ＣＡＲＢＯＬＩＴＥ  ＲＨ１−１５００」で入手）に入れ、以下のプロファイル：３℃／分で２０℃から８３０℃、８３０℃で２時間保持、１℃／分で８３０℃から８７５℃、８７５℃で２時間保持、１℃／分で８７５℃から９００℃、９００℃で２時間保持、１℃／分で９００℃から１０００℃、１０００℃で１時間保持、３℃／分で１０００℃から１１５０℃、１１５０℃で１時間保持、３℃／分で１１５０℃から２０℃というプロファイルを使用して、加熱した。
【０１８１】
得られたナノ結晶性ガラスセラミックシートの平均マイクロ硬度を、実施例１に記載のとおり測定した。５つの測定値の平均に基づく平均マイクロ硬度は１４ＧＰａであった。
【０１８２】
次いで、４４×５８ミリメートルのナノ結晶性ガラスセラミックシートを、外側約８０×６０ミリメートル及び内側４４×５８ミリメートルを有し、傾斜縁部を有する矩形の三次元（３Ｄ）黒鉛金型（Ｍｅｒｓｅｎから入手し、指定の内部寸法を有するように機械加工した黒鉛）に入れ、Ｎ２環境内でホットプレス（「ＨＰ−５０」）内部で、高さ約２ミリメートルの最終成形ガラスを得た。これを１５℃／分の速度で９５０℃まで加熱し、９５０℃で１．５時間保持し、次いで、１０℃／分の速度で１２００℃に加熱した。１０分後、温度で、２０キログラムの荷重を試料に加えた。
【０１８３】
プレスの変位を追跡し、部品が０．１ミリメートル動いたら、１５０キログラムの最終負荷まで１０キログラムの荷重を更に加えていった。合計変位は１時間で１．６ミリメートルに等しくなり、その後、２℃／分で８００℃まで炉の温度を下げ、次いで、１５℃／分で室温まで温度を下げた。
【０１８４】
得られた三次元部品は、黒鉛金型との相互作用により若干の変色を示した。三次元部品の密度は、ＡＳＴＭ  Ｄ１１６−８６（２０１６）に従いアルキメデス法によって決定された理論密度の９９％であった。
【０１８５】
最終的な白色セラミックを製造するために、３ｍｍのＹＳＺ粉砕媒体（東ソー（東京）から入手）を充填したアルミナるつぼ（Ｃｏｏｒｓｔｅｋから入手）を備える質量７００グラムの炉（モデルＤＴ−３１−ＦＬ６）に、三次元シートを入れ、平坦な中心を保持して座屈を防止し、室温から１０℃／分の速度で１３００℃まで加熱し、１３００℃で２時間保持し、次いで、１０℃／分で室温まで温度を下げた。
【０１８６】
実施例５
実施例４に記載のとおりに調製した０．６ミリメートル厚の平坦なガラスシートをダイに入れ、ダイの上に２００グラムの荷重をかけて、スランピングを補助した。このシートを２０分間で８００℃まで加熱し、８００℃で２０分間保持し、１０分間で８２３℃まで加熱し、８２３℃で３０分間保持し、５分間で８２８℃まで温度を下げ、８２８℃で３０分間保持し、次いで、３０分間で室温まで冷却した。
【０１８７】
次いで、大型箱形炉（「ＣＡＲＢＯＬＩＴＥ  ＲＨ１−１５００」）内の平坦なアルミナシート上でシートを結晶化させた。このシートを３℃／分で８２０℃まで加熱し、８２０℃で２時間保持し、１℃／分で８７５℃まで温度を上げ、８７５℃で２時間保持し、１℃／分で９００℃まで加熱し、９００℃で２時間保持し、１℃／分で１２００℃まで加熱し、１２００℃で２時間保持し、１℃／分で１２００℃から室温まで冷却した。得られた三次元形状のガラスセラミックシートの密度は、ＡＳＴＭ  Ｄ１１６−８６（２０１６）に従ってアルキメデス密度によって決定された理論密度の９９％であった。
【０１８８】
幅約４４ミリメートル及び長さ５８ミリメートルの寸法を有し、丸みを帯びた角部を有し、上方に曲げられた縁部を有して約２ミリメートルの全部品高をもたらし、更にドーム形中央領域（第１の形状）を有する、三次元ガラスセラミックシート。炉（モデルＤＴ−３１−ＦＬ６）内の平坦なアルミナブロック上に、部品を配置した。３ｍｍのＹＳＺ粉砕媒体（東ソーから入手）を充填したアルミナるつぼ（Ｃｏｏｒｓｔｅｋから入手）（圧力３ｋＰａ）によってもたらされた、幅約５０ミリメートル幅及び長さ３７ミリメートルの第２のアルミナブロック（Ｃｏｏｒｓｔｅｋから入手）並びに追加の素材（合計７００グラム）を、ガラスセラミックシートの最上部の中心に配置した。炉を３．５℃／分の速度で１３００℃に加熱し、４時間保持した。加熱プロセスの後、ガラスセラミックの最初にドーム形であった中央領域は、実質的に平坦になった（第２の形状）。
【０１８９】
実施例６
実施例４について記載したとおり実施例６を調製した。ただし、（ａ）以下のプロファイル：３℃／分で２０℃から８３０℃、２時間保持、１℃／分で８３０℃から８７５℃、２時間保持、１℃／分で８７５℃から９００℃、２時間保持、１℃／分で９００℃から１０００℃、１時間保持、３℃／分で１０００℃から１４００℃、１４００℃で１時間保持、３℃／分で１４００℃から２０℃というプロファイルを使用して、平坦なシートを加熱し、（ｂ）ガラスセラミックシートを１０℃／分の速度で１３５０℃まで加熱し、１３５０℃で１．５時間保持し、次いで、１０℃／分で室温まで冷却し、（ｃ）２０キログラムの荷重を試料に加える代わりに、炉を開始する前に１キログラムの黒鉛ロッド（Ｍｅｒｓｅｎから入手）を金型上に配置した。
【０１９０】
得られた三次元部品は１００％で形成された（黒鉛金型に完全に合致した）。部品は黒鉛金型との相互作用により若干の変色を示した。三次元部品の密度は、ＡＳＴＭ  Ｄ１１６−８６（２０１６）に従いアルキメデス法によって決定された理論密度の９９％であった。
【０１９１】
図７Ａ及び図７Ｂは、熱処理された実施例６の材料の集束イオンビーム（focused ion-beam、ＦＩＢ）粉砕区画の走査型透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）明視野デジタル画像である。図７Ａは、結晶質ＺｒＯ２及び希土類アルミン酸塩（計器倍率２０，０００倍）を示す。図７Ｂは、非晶質顆粒間相（器具倍率１１０，０００倍）と共に、ＺｒＯ２、ＬａＡｌ１１Ｏ１８相及びＬａＡｌＯ３相を示す。従来のＦＩＢ試料調製技術を用いてＴＥＭ薄切片を調製した。より具体的には、金パラジウムの薄層を堆積させて試料の表面をマークし、続いて、ＦＩＢ走査電子顕微（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）（ＦＥＩ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏ，ＯＲから商品名「ＦＥＩ  Ｑｕａｎｔａ  ２００  ３Ｄ  Ｄｕａｌ  Ｂｅａｍ  ＳＥＭ／ＦＩＢ」で入手）上で、標準的リフトアウト技術を使用して、集束イオンビーム粉砕を行った。
【０１９２】
検出器（Ｂｒｕｋｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商品名「Ｓｕｐｅｒ  Ｘ  ＥＤＳ」で入手）を装備したエネルギー分散Ｘ線分光器（Ｂｒｕｋｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡから商品名「ＦＥＩ  Ｏｓｉｒｉｓ  Ｓ／ＴＥＭ」で入手）によって収集したＸ線データを使用して、元素Ｘ線マッピングを使用して、非晶質顆粒間相の組成（図８参照）を決定した。Ｘ線マイクロ分析ソフトウェア（Ｂｒｕｋｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商品名「Ｅｓｐｉｒｉｔ  １．９」で入手）を使用して、分析を完了した。図８のＸ線マップを、２００ｋｅＶの加速電圧において、１１０，０００倍の倍率で、（画像ドリフト補正を使用して）３３分間収集した。Ｘ線マップのサブセクションを強調し、スペクトルデータを他の強調領域と比較した。したがって、粒子同士の比較を同じ画像で行うことができた。
【０１９３】
実施例７
２リットルのミキサーに、１キログラムの粉末（以下の表４に示すもの）、５００グラムの水、及び２５グラムの分散剤（「ＤＡＸＡＤ  ３０」）を充填し、高剪断ミキサー（「ＳＣＯＴＴ  ＴＵＲＢＩＮ」、モデルＭ１１１０ＳＥ）を使用して、２０００ｒｐｍで、１５分間、高剪断混合した。
【表４】
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【０１９４】
次いで、材料を１リットルの広口瓶に充填し、一晩静置して、Ｌａ２Ｏ３と水との組み合わせによって引き起こされる発熱を完了させた。
【０１９５】
次いで、得られたスラリーを、０．１ミリメートルのイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）粉砕媒体（東ソー（東京）から入手）を充填した高エネルギービードミル（Ｂｕｈｌｅｒ，Ｕｚｗｉｌ，ＳｗｉｔｚｅｒｌａｎｄからモデルＰＭＬ２として入手）内で粉砕し、２時間、１３５０回／分（ｒｐｍ）で回転させて、緊密な混合を達成し、粒径分布の９０パーセンタイルを１マイクロメートル未満に低減した。
【０１９６】
平坦なプリフォーム及び最終成形部品の調製は、実施例６に記載のとおりであった。試料は、金型から取り出した後に完全に形成されていなかった。試料は約４０％しか成形されていなかった。
【０１９７】
実施例８
２リットルのミキサーに、１キログラムのジルコニア粉末（粒径４０ナノメートル、純度９９．５％、東ソーから商品名「ＨＳＹ−３」で入手）、５００グラムの水、及び２５グラムの分散剤（「ＤＡＸＡＤ  ３０」）を充填し、高剪断ミキサー「ＳＣＯＴＴ  ＴＵＲＢＩＮ」（モデルＭ１１１０ＳＥ）を使用して、２０００ｒｐｍで、１５分間、高剪断混合した。次いで、材料を１リットルの広口瓶に充填した。
【０１９８】
次いで、得られたスラリーを、０．１ミリメートルのイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）粉砕媒体（東ソーから入手）を充填した高エネルギービードミル（モデルＰＭＬ２）内で粉砕し、２時間、１３５０回／分（ｒｐｍ）で回転させて、緊密な混合を達成し、粒径分布の９０パーセンタイルを１マイクロメートル未満に低減した。
【０１９９】
スラリーを、乾燥オーブン（Ｄｅｓｐａｔｃｈ，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮから商品名「ＱＭＡＸ」で入手）内のアルミニウム鍋内で、２５０℃で一晩乾燥させ、遊星ボールミル（Ｒｅｔｓｃｈ，Ｈａａｎ，Ｇｅｒｍａｎｙから商品名「Ｅ−ＭＡＸ」で入手）を用いて、５ｍｍのジルコニア媒体（東ソーから入手）を使用して、１２００ｒｐｍで２時間粉砕した。
【０２００】
セラミックプリフォームの調製のための温度を１４００℃としたことを除き、平坦なプリフォーム及び最終成形部品の調製は、実施例６に記載のとおりであった。金型から取り出した後、試料は完全に形成されていなかった。試料は約５０％しか成形されていなかった。
【０２０１】
実施例９
２リットルのミキサーに、１．０９キログラムの粉末（以下の表５に示すもの）、５００グラムの水、及び２５グラムの分散剤（「ＤＡＸＡＤ３０」）を充填し、高剪断ミキサー「ＳＣＯＴＴ  ＴＵＲＢＩＮ」（モデルＭ１１１０ＳＥ）を使用して、２０００ｒｐｍで、１５分間、高剪断混合した。次いで、材料を１リットルの広口瓶に充填した。
【表５】
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【０２０２】
次いで、得られたスラリーを、０．１ミリメートルのイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）粉砕媒体（東ソーから入手）を充填した高エネルギービードミル（モデルＰＭＬ２）内で粉砕し、２時間、１３５０回／分（ｒｐｍ）で回転させて、緊密な混合を達成し、粒径分布の９０パーセンタイルを１マイクロメートル未満に低減した。
【０２０３】
スラリーを、乾燥オーブン（「ＱＭＡＸ」）内のアルミニウム鍋内で、２５０℃で一晩乾燥させ、遊星ボールミル（「Ｅ−ＭＡＸ」）を用いて、５ｍｍのジルコニア媒体（東ソーから入手）を使用して、１２００ｒｐｍで２時間粉砕した。
【０２０４】
セラミックプリフォームの調製のための温度を１４００℃としたことを除き、平坦なプリフォーム及び最終成形部品の調製は、実施例６に記載のとおりであった。金型から取り出した後、試料は完全に形成されていなかった。試料は約５０％しか成形されていなかった。
【０２０５】
本発明の範囲及び趣旨から外れることなく、本開示の予測可能な修正及び変更が当業者にとって自明であろう。本発明は、例示目的のために本出願に記載されている実施形態に限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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