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　　：本发现具体涉及玻璃陶瓷。更全部地讲，本发现涉及玻璃陶瓷和用于制备玻璃陶瓷的本领，所述玻璃陶瓷显露高硬度和高正在线透射率的组合。

　　：洪量的玻璃以及玻璃陶瓷组合物是已知的。大片面氧化玻璃系统使用熟知的玻璃造成物，比方&02、B203、P205、Ge02以及Te02，以协助所述玻璃的造成。WIPO(寰宇学问产权结构)专利公然号WO2003/011776以及Rosenflanz等人，Bulkglassesandultrahardnanoceramicsbasedonaluminaandrare-earthoxides,Nature430,761-64(2004)(基于氧化铝以及稀土氧化物的大块玻璃以及超硬纳米陶瓷，自然430,761-64(2004))，陈说了新型大块玻璃组合物，所述组合物能够通过加固显露Tg以及TV的玻璃坯体(比方，众个玻璃小珠)造成。正在某些境况下，这些玻璃组合物依然过热照料，以造成具有高硬度玻璃陶瓷。然而，这些玻璃陶瓷的正在线透射率值继续低于其外面最大值的50%。是以，这些玻璃陶瓷的正在线透射率值正在某些利用中能够损害其适用性，搜罗比方透后护盖(比方，腕外盖、电子壳体、光源珍惜器等)。还是存正在对显露高硬度和高正在线透射率的组合的玻璃陶瓷的需求。

　　本发现具体涉及玻璃陶瓷。更全部地讲，本发现涉及玻璃陶瓷以及显露高硬度和高正在线透射率的组合的玻璃陶瓷的制备本领。本发现的一个实践例是用于确定热照料计划端值、以优化所得的玻璃陶瓷组合物的硬度和正在线透射率的本领。令人惊讶的是，已挖掘本发现的玻璃陶瓷前体可被热照料到过渡点(即本文界说的透射率损耗点)，过渡点有利于所述玻璃陶瓷的硬度和正在线透射率的优化。透射率损耗点能够通过以下本领确定天生一系列数据并评估所述数据，以确定所述点，正在所述点使热照料计划中的任何办法进一步举行(比方，温度和/或中止韶华的添补)以导致正在线透射率中的弗成逆转的和明显的消浸。采用本发现所述的本领，用高硬度(即起码llGPa)或高杨氏模量(YoungsModulus)(即起码150GPa)以及高正在线透射率(即外面最大值起码50%)的组合能够制备玻璃陶瓷成品。本发现的玻璃陶瓷成品可用于众种利用中，搜罗比方行为兰宝石的代替品。与兰宝石比拟，本发现的玻璃陶瓷通俗更经济，同时供给更大的制备和计划机动性。所得的玻璃陶瓷能够用于显示器盖、手机显示屏盖、PDA显示屏盖、便携式电子器件显示器盖等。行为其它一种抉择，所得的玻璃陶瓷能够用于壳体，搜罗用于腕外、计时器、手机、PDA、便携式电子器件以及乐器等的壳体。正在一种利用中，所述玻璃陶瓷成品用于计时器护盖。这种计时器能够是腕外或时钟。这种护盖能够起到珍惜所述实践计时器的效率或能够是用于所述计时器的壳体。正在该专利申请中非晶态原料指衍生自熔融和/或蒸汽相的原料，所述原料缺乏通过X光衍射确定的任何大界限的晶体构造和/或具有通过DTA(差热判辨)确定的与非晶态原料的结晶相对应的放热峰；陶瓷搜罗玻璃、结晶陶瓷、以及它们的组合；复合金属氧化物指搜罗两种或众种区别金属元素及氧(比方CeAlu018、Dy3Al5012、MgAl204以及Y3A15012)的金属氧化物；差热判辨或DTA指涉及(跟着温度的上升)丈量样本以及热惰性参考(比方八1203)之间的温差的次序。温差行为惰性参考的温度的函数如许一个坐标图供给了正在样本中产生的放热以及吸热响应的音讯。用于实施本工序的示例性仪外能够商品名NETZSCHSTA409DTA/TGA得自德邦塞尔普市的耐驰仪器创修有限公司(NetzschInstr腦nts，Selb，Ge腿ny)。可将适量(比方400毫克)的样本置于得当的惰性夹持器(比方100mlAl203样本夹持器)，并以得当速度(比方10C/分钟)从初始温度(比方室温或大约25C)正在静止气氛中加热至最终温度(比方1200°C);玻璃指显露玻璃化转换温度的非晶态原料；玻璃陶瓷指搜罗由热照料玻璃造成的水晶的陶瓷；玻璃陶瓷前体指经受热照料以造成玻璃陶瓷的玻璃坯体；热照料计划指热照料工艺的扫数加工参数(比方温度、韶华、压力等)；Tg指由DTA(差热判辨)确定的玻璃化转换温度；Tx指由DTA(差热判辨)确定的结晶温度；透射率损耗点指用于给定玻璃热照料计划的开始点，正在该点的热照料计划(比方温度和/或中止韶华的添补)中的进一步累进导致正在线透射率中的弗成逆转的和明显的消浸。对待给定玻璃热照料计划，用于组合物的透射率损耗点是独一的；而且稀土氧化物或REO指铈氧化物(比方Ce02)、镝氧化物(比方Dy203)、铒氧化物(比方Er203)、铕氧化物(比方Eu203)、钆氧化物(比方Gd203)、钬氧化物(比方H0203)、镧氧化物(比方La203)、镥氧化物(比方Lu203)、钕氧化物(比方Nd203)、镨氧化物(比方Pr6Ou)、钐氧化物(比方Sm203)、铽氧化物(比方Tb203)、钍氧化物(比方711407)、铥氧化物(比方Tm203)、镱氧化物(比方Yb203)，以及它们的组合。另夕卜，按照本文的分析，除非指明金属氧化物(比方A1203、A1203复合金属氧化物等)为晶体，比方正在玻璃陶瓷中，其能够是玻璃状、晶体状、或片面玻璃状以及片面晶体状。比方，借使玻璃陶瓷搜罗A1203和Zr02，A1203和Zr02，能够就分散为玻璃态、晶态或者片面为玻璃态且片面为晶态，或者以至为与其它一种或者数种金属氧化物的响应产品(比方，除非指明，比方A1203是以全部晶相的晶体A1203或A1203(比方，a八1203)的方法存正在的，不然就能够是以晶体A1203和/或一种或众种晶体复合八1203*金属氧化物的方法存正在的)。上述按照本发现制备玻璃陶瓷的概述并非拟正在描写按照本发现制备玻璃陶瓷的每种实践体例的每个公然的实践例。以下全部实践体例更全部地例证示例性实践例。通过端点给出的数值界限搜罗了该界限内的所稀有值(比方，1至!l5搜罗1、1.5、2、2.75、3、4、4.80、和5)。全部实践例体例WIPO专利公然号WO2003/011776以及Rosenflanz等人，Bulkglassesandultrahardnanoceramicsbasedonaluminaandrare-earthoxides,Nature430，761-64(2004)(基于氧化铝以及稀土氧化物的大块玻璃以及超硬纳米陶瓷，自然430,761-64(2004))陈说了新型玻璃组合物，所述组合物可用于造成按照本发现制备玻璃陶瓷可用的玻璃陶瓷前体，并以援用的体例并入本文。按照本发现制备玻璃陶瓷可用的玻璃陶瓷前体还能够通过其他技巧得到，比方直接熔融物浇注、熔融物雾化、无容器悬浮、激光扭转熔融、以及本周围内的技巧职员已知的其他本领(参睹比方RapidSolidificationofCeramics(陶瓷疾捷固化)，Brockway等人，MetalsAndCeramicsInformationCenter,ADepartmentofDefenseInformationAnalysisCenter,Columbus,OH,January,1984(金属及陶瓷音讯核心(美邦邦防部的一个音讯判辨核心)，俄亥俄州哥伦布市，1984年1月))。所述玻璃陶瓷前体通俗搜罗起码两种金属氧化物(或复合金属氧化物)的搀和物。能够用于造成玻璃陶瓷前体的金属氧化物搜罗比方A1203;Ti02;稀土氧化物(REO)比方Ce02、Dy203、Er203、Eu203、Gd203、Ho203、La203、Lu203、Nd203、PreOn、Sm203、Tb203、Th407、Tm203以及Yb203;Zr02、Hf02、Ta205、Nb205、Bi203、W03、V205、Ga203，以及碱土金属氧化物，比方CaO以及BaO。按照本发现制备玻璃陶瓷可用的玻璃的实例搜罗那些搜罗REO-Ti02、REO-Zr02-Ti02、RE0-A1203、REO-Al203-Zr02以及REO-Al203-Zr02-Si02的玻璃。可用的玻璃制剂搜罗那些位于或靠近共晶组合物处的制剂。除了这些组合物以及以下WIPO专利公然号WO2003/011781、WO2003/011776、WO2005/061401、美邦专利申请序号No.l1/273,513(2005年11月14日提交，代办人档案号61351US002)，以及Rosenflanz等人正在Bulkglassesandultrahardnanoceramicsbasedonaluminaandrare-earthoxides,Nature430，761-64(2004)(基于氧化铝以及稀土氧化物的大块玻璃以及超硬纳米陶瓷，自然430，761-64(2004))(它们以援用的体例并入本文)中公然的组合物除外，其他组合物(搜罗共晶组合物)对待本周围内的技巧职员来说正在核阅所述本发现之后将显而易睹。正在极少实践例中，所述第一和第二金属氧化物的每一个均选自正在A1203、Bi203、CaO、CoO、Cr203、CuO、Fe203、Ga203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02以及它们的复合金属氧化物构成的组。正在极少实践例中，第一金属氧化物选自正在Al203、CaO、CoO、Cr203、CuO、Fe203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02以及它们的复合金属氧化物构成的组，第二金属氧化物选自正在A1203、Bi203、CaO、CoO、Cr203、CuO、Fe203、Ga203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02以及它们的复合金属氧化物构成的组。正在极少实践例中，所述第一金属氧化物选自正在A1203、REO、Ti02、Y203、Zr02以及它们的复合金属氧化物构成的组。正在某些境况下，能够优选地勾结有限量的氧化物，所述氧化物选自正在B203、Ge02、P205、Si02、Te02以及它们的组合构成的组。这些金属氧化物正在操纵时通俗以玻璃陶瓷前体的0到20%(正在极少实践例中是0到15%、0到10%或以至是0到5%)的量参加，取决于(比方)所需个性。正在极少实践例中，玻璃陶瓷前体搜罗起码20(正在极少实践例中，优选的是起码25、30、35、40、45、50、55、60、65、70或以至起码75)重量。/^的A1203(基于玻璃陶瓷前体的总重量)和除A1203(比方Bi203、CaO、CoO、Cr203、CuO、Fe203、Ga203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02以及它们的复合金属氧化物)除外的金属氧化物。正在极少实践例中，玻璃陶瓷前体通过聚结众个玻璃坯体(比方，小珠)造成，玻璃坯体搜罗第一金属氧化物和第二金属氧化物，此中Tg和Tx之间的所述差值为起码5摄氏度，而且此中基于所述玻璃陶瓷前体的总重量，所述玻璃坯体含有不大于20(正在极少实践例中不大于15、10、5、3、2或以至不大于1)重量％的Si02，不大于20(正在极少实践例中不大于15、10、5、3、2或以至不大于1)重量％的B203，以及不大于40(正在极少实践例中不大于30、20、10、5、3、2或以至不大于1)重量％的P205。聚结办法能够通过向所述众个玻璃坯体施加热和/或压力实施，WIPO专利公然号WO2003/011776(以援用的体例并入本文)公然了用于聚结众个玻璃坯体的本领。聚结工艺可用于将所述玻璃陶瓷前体成形为所需的几何形态。玻璃陶瓷前体还能够釆用联合未决的专利申请(具有序号No.60/797,847，代办人档案号62097US002,名称为玻璃坯体再成形的本领2006年5月3日提交)中陈说的本领成形，该专利的公然实质以援用的体例并入本文。可采用众种造成本领制备搜罗本发现的玻璃陶瓷前体的成造成品。这些本领通俗分成以下两种分类之一1)很久模具工艺或2)—次性操纵模具工艺。正在很久模具工艺中，模具(比方陶瓷、石墨、金属陶瓷)以众种轮回体例被反复操纵。正在一次性操纵模具工艺中，所述模具被操纵一次。一次性操纵模具工艺的实例搜罗将金属紧密锻制成由耐热原料制成的模具。用于制备成形陶瓷本体的所述一次性操纵模具工艺的另一个实例正在美邦专利No.6,465,106(以援用的体例并入本文)中有所描写。本工艺(有时称为失蜡技巧)涉及造成耐热紧密模具，将原料倒入模具，加热所述原料并向其施加压力，使其注入模具腔体，以造成所需形态。本工艺可与所述玻璃陶瓷前体颗粒的聚结勾结或采用早已聚结的本体实施。很久模具工艺通俗用于相同的统统形态和几何形态片面的大周围分娩，而所述一次性操纵模具工艺通俗用于高度定制片面的制备。正在本发现的一个实践例中，高度定制的显示器盖，搜罗腕外盖、手机显示屏盖、PDA显示屏盖、便携式电子器件显示器盖等；壳体搜罗用于腕外、计时器、手机、PDA、便携式电子器件以及乐器等采用以下办法制备1)制备所需成品(计时器等)的蜡拷贝；2)制备所述成品的模具腔体复成品的耐热紧密模具；3)将本发现的玻璃陶瓷的前体原料插入模具；4)加热并施加压力以注入模具腔体；以及5)将成造成品从耐热模具中移除。按照上述本领制备的定制成品希望特别有益于护盖和壳体市集的豪侈品市集片面。正在极少实践例中，构成和/或尺寸各异的玻璃坯体组合可聚结以造成所述玻璃陶瓷前体。能够改观选定的组合物，以制备具有不毗连性子的玻璃陶瓷前体。所述不毗连性子可制备具有区别皮相属性的玻璃陶瓷。比方，玻璃陶瓷可具有遮光结果、分级的折射率、区别颜色等。比方，将基于A1203、Ti02、Zr02、Nb20s以及Ta205的透后原料(比方玻璃、晶体本体)增添到基于八1203的所述玻璃坯体的片面，能够发生分级的折射率和其他光干预结果。增添光活性稀土离子(比方Nd203、Er203、Eu203)能够影响颜色。同样，区别玻璃坯体的组合能够影响众种热板滞、扩散和物理个性，搜罗比方热膨胀系数、热导率、电子以及离子传导性、硬度、断裂韧度强度和密度。比方，聚结之前能够平均搀和构成各异的玻璃坯体或能够有目标地散开构成各异的玻璃坯体，以正在所得成品内造成天渊之别的层或三维成形。比方，按照玻璃坯体的构成和/或工艺要求，正在聚结之后，所得成品能够具有天渊之别的层。能够改观这些层，以得到所需结果。相反，正在聚结之后，也许有一层转移到另一层中的境况。能够优化玻璃坯体的构成和/或加工本领，以改观任何转移结果。正在一个实例中，玻璃坯体构成能够加以抉择并定向，使得玻璃陶瓷前体的外面片面能够搜罗较硬的构成，同时述内中片面能够具有较高强度。所述构成也能够抉择成使得玻璃陶瓷前体的区别片面显露区别的热膨胀系数、区别的热导率和扩散率(比方气体扩散率)。相同地，外面片面能够含有与内中片面具有区别颜色、形态或其他光学结果的玻璃构成。还可将拟蚁合的玻璃坯体与非玻璃原料搀和，以制备复合玻璃陶瓷前体。这种非玻璃原料的实例搜罗金属(比方铝、碳钢等)、晶体金属氧化物(氧化铝、硅石、氧化锆、稀土氧化物、氧化钇、氧化镁、氧化钙等)金属碳化物、金属氮化物、金属硼化物、金刚石等。正在聚结以及热照料的温度和压力下，非玻璃原料不宜降解。正在某些实践例中，可将非玻璃原料从聚结玻璃陶瓷前体膺选择性地移除(比方通过蚀刻等)。复合玻璃陶瓷前体的组合物能够对所得的玻璃陶瓷的正在线透射率和/或硬度酿成负面影响。正在某些成品中，选自正在玻璃构成的组的第二原料、第二玻璃陶瓷、结晶陶瓷以及塑料与本发现的玻璃陶瓷勾结，以造成所述成品。正在极少实践例中，第二原料具有起码一种物理个性，所述物理个性选自正在(区别于本发现的玻璃陶瓷的物理个性的)硬度、颜色、密度以及强度构成的组。凡是来讲，可用于造成玻璃陶瓷前体以用于按照本发现制备玻璃陶瓷的玻璃，能够通过加热所述得当金属氧化物源以造成熔融物(有利地均一化熔融物)并随后冷却所述熔融物以供给玻璃的本领来制备。某些实践例的玻璃原料比方能够通过正在任何合用炉(比方感想加热炉、燃气炉或电炉)或比方火焰或等离子炉中熔融金属氧化物源举行制备，通过将熔融物参加众种冷却介质(比方高速喷气流、液体、石墨或金属板(搜罗已冷却的板)、金属辊(搜罗已冷却的金属辊)、金属球(搜罗已冷却的金属球)等)的任何一种来冷却所得的熔融物。正在一种本领中，可用于造成玻璃陶瓷前体以用于按照本发现制备玻璃陶瓷的玻璃，能够通过使用(比方美邦专利No.6,254,981中公然、以援用体例并入的)焰熔法举行制备。简言之，金属氧化物源原料被造成颗粒(有时称为原料颗粒(feedparticles))。原料颗粒通俗通过金属氧化物源的研磨、结块(比方喷雾干燥)、熔融或烧结本领造成。送入火焰的原料颗粒的粒度通俗确定所得的非晶态颗粒原料的粒度。原料颗粒被直接送入喷焰器，比方甲垸-气氛喷焰器、乙炔-氧气喷焰器、氢-氧气喷焰器等。原料随后放入比方水、冷却油、气氛等中淬火。用于造成熔融物、冷却/淬火熔融物和/或其他造成玻璃的其他技巧搜罗蒸汽相淬火、等离子喷雾、熔融物提取、气体或离心雾化、合用前体的热(搜罗火焰或激光或等离子协助)裂解、金属前体的物理蒸气合成(PVS)以及板滞化学加工法。据信冷却速度影响淬火非晶态原料的性子。比方，玻璃化转换温度、玻璃密度以及其他性子通俗随冷却速度改观。正在冷却岁月，也能够正在受控氛围下(比方还原、中和或氧化情况以坚持和/或影响所需氧化形态等)举行疾捷冷却。所述氛围还能够通过使用过冷却液体影响结晶动力学的本领影响玻璃造成。玻璃陶瓷前体的热照料可服从众种本领中的任一本领实施，搜罗正在本周围中那些已知的用于玻璃热照料以供给玻璃陶瓷的本领。比方，能够分批举行热照料，比方使用电阻式、感想式或气体加热炉。行为其它一种抉择，可采用比方展转窑举行比方毗连热照料。正在采用展转窑的境况下，将原料直接送入正在高温下运转的窑。处于高温的韶华能够正在数秒(正在极少实践例中，以至小于5秒)至数分钟至数小时的界限内。温度能够是从800C到1600C界限内的任何温度，通俗正在900C到1400C之间。本发现还涵盖毗连批量实施某些热照料(比方用于所述成核办法)以及其他本领(比方用于所述晶体孕育办法以及得到所需密度)。对待所述成核办法，温度通俗正在约900C到约IIOOC之间的界限内，正在极少实践例中，优选的是正在约925t:到约1050C的界限内。该热照料可比方通过正在高温下将原料直接送入炉子举行。比方，行为其它一种抉择，能够将原料送入温度低得众的(比方室温)退火炉，随后以预订的加热速度加热至一定的温度。所述热照料可正在除气氛除外的氛围中实施。正在极少境况下，正在一种或者数种还原氛围中热照料以至也许更为可取。另外，比方，可希望正在气体压力下热照料，比方正在热等静压照料炉，或气压炉中热照料。正在极少实践例中，用于制备玻璃陶瓷成品的倾向热照料计划，由众个测试玻璃坯体正在实行性热照料计划的众种量值下举行测试确定。术语倾向热照料计划指用于玻璃陶瓷前体的热照料以造成所需玻璃陶瓷成品的实践热照料计划。术语实行性热照料计划指用于开辟倾向热照料计划的热照料计划，倾向热照料计划通过对众个测试玻璃坯体举行实行性热照料计划的众种量值测试，以确定透射率损耗点。倾向热照料计划与实行性热照料计划相对应，直至倾向热照料的端点，实行性热照料计划通俗正在该点延续举行(比方使样本进一步授与热照料)。按照本发现用于对玻璃陶瓷前体举行热照料的热照料计划能够是由本周围内的技巧职员开辟的任何计划。比方，热照料计划能够搜罗正在恒定速度(每单元韶华)下添补的温度，同时其他变量维持恒定稳定。正在其他实践例中，热照料计划能够搜罗恒定温度，同时热照料的所述量值紧要由样本中止韶华确定。仍是正在进一步的实践例中，热照料计划搜罗逐渐的温度变革。仍是正在进一步的实践例中，热照料计划具有恒定中止韶华、恒定出手温度，而且温度升高的速度能够区别。正在更进一步的实践例中，热照料工艺中的众个变量正在热照料计划的举行岁月产生变革。对测试玻璃坯体举行试验性热照料计划的众种阶段测试，可评判热照料测试本体的正在线透射率和硬度(可选)。然后，对该正在线透射率(和可选的硬度)数据举行评估，以确定为制备所需的玻璃陶瓷成品而拟施加到玻璃陶瓷前体的倾向热照料计划。因为硬度通俗跟着热照料计划的举行而添补，是以可不必丈量硬度来评判所得的数据并确定倾向热照料计划。正在某些实践例中，倾向热照料计划能够搜罗起码两个阶段。第一阶段搜罗加热到靠近玻璃的第一结晶温度(±50度)并将该温度维持起码1分钟、5分钟、20分钟或以至1小时，以起码使玻璃的一片面结晶。第二阶段搜罗基础上以任何速度举行加热并搜罗高于第一阶段维持温度的众种温度。正在极少实践例中，可将玻璃陶瓷从第一阶段的维持温度冷却到大约室温，然后将其正在第二阶段从新加热。正在极少实践例中，按照双阶段计划举行热照料的本领据挖掘可裁汰成品的断裂和翘曲。正在某些实践例中，该倾向计划又有益于使总的热照料韶华最短，从而厘正可创修性。采用老例的分光光度计可确定样本的正在线透射率，比方PerkinElmerLambda900Spectrophotometer(珀金-埃尔默公司的Lambda900型分光光度计)。凡是来讲，正在缺乏摄取和散射下的光学平均原料的透射率仅正在前侧和后侧受到全部原料反射R=((n-l)/(n+l))2的节制，同时仅取决于折射率ii。该透射率的外面最大值Tth为(l-R)2。正在本发现的上下文以及所附的权柄央求书中，原料的正在线纳米之间的光波利益丈量1.2毫米厚的样本确定。测试玻璃坯体优选地与用于造成所需玻璃陶瓷成品的玻璃陶瓷前体具有沟通的化学以及物理个性。正在其他实践例中，测试玻璃坯体的化学和物理个性基础上与用于造成所需玻璃陶瓷成品的玻璃陶瓷前体的化学和物理个性沟通。仍是正在进一步的实践例中，测试玻璃坯体的尺寸与用于造成所需玻璃陶瓷成品的玻璃陶瓷前体的尺寸区别。可采用由比较物实行网罗的音讯以及本周围内的技巧职员已知的音讯及技巧评估结果，解说测试玻璃坯体和用于造成所需玻璃陶瓷成品的玻璃陶瓷前体的物理和/或化学个性之间的变革。按照玻璃陶瓷成品的所需个性，可按众种体例评判正在线透射率(而且可选地评判硬度)数据。正在极少实践例中，需求玻璃陶瓷成品的最小的正在线透射率值，同时生机得到最大硬度。正在这种境况下，能够通过确定供给最大硬度同时维持最小的正在线透射率的热照料计划，评判所述数据。正在其他实践例中，希望明显优化玻璃陶瓷的正在线透射率和硬度。正在本发现的上下文中，当热照料计划中的任何办法进一步举行(比方温度和/或中止韶华的添补)导致正在线透射率中的弗成逆转的和明显的消浸时，正在线透射率和硬度被以为已明显优化。正在极少实践例中，对测试本体的正在线透射率(和可选的硬度)数据举行评判，以确定热照料计划的透射率损耗点。然后，能够按照热照料计划实施，直到其透射率损耗点，以制备所需的玻璃陶瓷成品。正在极少实践例中，希望超出透射率损耗点，以造成更硬的具有较低正在线透射率的原料。正在这种境况下，倾向热照料计划延续高出透射率损耗点，以到达硬度和正在线透射率的所需组合。正在极少实践例中，正在投射损耗点，所需玻璃陶瓷成品具有的正在线透射率为玻璃陶瓷成品的正在线%内(正在极少实践例中正在25、20、15、10或以至5%内)。正在其他实践例中，所需玻璃陶瓷成品经受热照料计划的测试，热照料计划搜罗正在选定热照料计划中透射率损耗点温度的50摄氏度内(正在极少实践例中正在40、30、20或以至10摄氏度内)举行加热。正在极少实践例中，按照本发现的本领制备的玻璃陶瓷成品具有外面最大值起码50%的正在线透射率(正在极少实践例中为起码55、60、65或以至起码70%)。正在极少实践例中，按照本发现的本领制备的玻璃陶瓷成品具有的硬度为起码11(正在极少实践例中为起码12、13、14、15、16、17或以至起码18)GPa。正在极少实践例中，按照本发现的本领制备的玻璃陶瓷成品具有的杨氏模量(Youngsmodulus)为起码140(正在极少实践例中为起码150、175、200或以至起码250)GPa。硬度具体涉及所得的玻璃陶瓷的耐磨性以及玻璃陶瓷是以耐划痕才干。这种耐划痕才干对待某些利用来说也许是主要的，搜罗比方显示器盖、用于手机显示屏、腕外、便携式电子器件等的盖子。正在平时操纵中，这些显示器盖通俗泄露于众种研磨类原料，所述研磨类原料搜罗砂、硬质尘埃颗粒(石榴石、氧化铝、碳化硅等)、道道杂物等。正在用触针或手指操作触摸屏之处，这种耐磨性对待电子器件也许特别主要。杨氏模量(Youngsmodulus)涉及成品的刚度，同时，正在高速(周/分钟)扭转岁月需求因为施加负载或离心力酿成的较低折曲度的利用中，杨氏模量通俗主要。正在本发现的极少实践例中，玻璃陶瓷具有较高杨氏模量，以用于手机以及玻璃存储器盘的防护窗口。按照本发现的本领制备的玻璃陶瓷成品可制成众种规格以及形态，取决于所需利用。正在极少实践例中，所述玻璃陶瓷成品具有相互笔直的x、y和z维度，而且所述x和y维度各自为起码5(正在极少实践例中为起码IO、25、50或以至起码100)毫米。正在极少实践例中，z维度为起码0.5(正在极少实践例中为起码1、2、3、5、10、25、50或以至起码100)毫米。本发现的玻璃陶瓷成品可用于众种利用中，搜罗比方行为兰宝石的代替品。采用本发现的所述玻璃陶瓷和本领能够制备的示例性成品搜罗比方护盖、腕外盖(比方水晶)、用于电子器件(比方个别数字助理(PDA)、便携式乐器、视频器件、文字器件、电话、影相机、筹划机等)、视频显示屏、筹划机显示屏、激光利用装备、金属卤化物包壳、钠蒸气包壳、窗口授感器、照明元件、轴承、模具、板滞部件、喷嘴、阀门、导丝器、透镜、红外窗口、管、杆、扫描仪窗口、棱镜、丈量仪外以及波导的护盖或透镜。所得的玻璃陶瓷可用于显示器盖，搜罗腕外盖、手机显示屏盖、PDA显示屏盖、数码相机、录像机、便携式电子器件显示器盖等。所述便携式电子器件还搜罗便携式数码音频播放器、CD播放器、便携式逛戏机、收音机、影相机、录像机、灌音机等。手机可搜罗蛤壳手机、翻盖手机、滑块或滑盖手机。行为其它一种抉择，所得的玻璃陶瓷可用于壳体或外壳，搜罗用于腕外、计时器、手机、PDA、便携式电子器件等的外壳。腕外通俗搜罗罩住运转和显示器装备的外壳。腕外盖通俗树立正在显示器上面以珍惜显示器。本发现的一个实践例与腕外盖闭系。正在另一个实践例中，本发现的玻璃陶瓷可用于造成壳体或外壳，壳体或外壳起到珍惜和/或罩住造成计时器的板滞和/或电子元件的效率。通俗优选的是腕外盖具有外面最大值起码50%的正在线GPa的硬度。这个硬度转化为具有改革的耐磨性和耐划痕才干。正在另一个实践例中，本发现的玻璃陶瓷可用于造成器件的显示器盖，器件的显示器盖珍惜向用户转达音讯的数字或模仿器件。正在另一方面，玻璃陶瓷为壳体或外壳，壳体或外壳起到珍惜和/或罩住造成成品的板滞和/或电子元件的效率。通俗优选的是显示器盖具有外面最大值起码50%的正在线GPa的硬度。这个硬度转化为具有改革的耐磨性和耐划痕才干。盖以及壳体可由沟通原料制成。是以，腕外盖以及壳体看起来是集成计时器。同样，便携式器件的显示器盖和外壳看起来是集成成品。盖以及壳体能够被独即刻模制，使适合两个部件粘粘正在沿道时看起来是集成单位。正在盖以及壳体之间能够有垫圈原料。正在其他实践例中，盖以及壳体能够被具体地模制，使得盖以及壳体为简单部件。计时器可认为腕外(搜罗腕外以及怀外)、秒外或时钟(搜罗闹钟、落地钟、车用时钟、桌钟、台钟等。所述计时器能够由电或所供电池供给动力。腕外盖或壳体能够具有任何所需形态或规格。形态可认为任何几何形态，几何形态搜罗比方圆形、卵形、三角形、正方形、矩形、五边形、六边形、八边形、半月形、四分月形、星形、金刚石形等。计时器盖可认为平整、凹陷、凸状或任何它们的组合。腕外盖能够具有穹顶构造。盖或壳体的皮相面能够搜罗波形。腕外盖的规格界限可认为从l毫米到大于500毫米的任何长度和/或宽度。通俗对待圆形腕外盖来说，直径界限为从10毫米到100毫米，通俗10毫米到50毫米。对待圆形腕外壳体来说，直径界限通俗为从IO到100毫米。正在极少实践例中，腕外盖或壳体被聚结或模制成所需形态以及规格。正在其他实践例中，腕外盖或壳体可被机加工(比方切削或研磨)成所需形态和规格。正在某些境况下，优选的是将符号模制到玻璃陶瓷中。比方，公司的品牌或徽标能够被模制到护盖中。能够使品牌或徽标从平面上隆起或升高，以进一步夸大。正在极少实践例中，能够正在模仿计时器中的数字上模制隆起片面。能够将相同数字模制到显示器盖中。能够模制所述玻璃，使得皮相面相对润滑。正在其他实践例中，能够模制所述玻璃，使得其皮相面具有波形、纹理或预订的图形。能够通过正在腕外盖或壳体的皮相面上施加外涂层使腕外盖或壳体染色。行为其它一种抉择，能够通过将全部的金属氧化物模制到选定的组合物中得到染色。能够正在统统盖或壳体上或能够仅正在盖或壳体的某些区域中得到平均的染色。腕外盖和壳体之间的染色能够沟通或能够区别。染色能够被计划并被构制为正在受到光照时发生区别的视觉结果。比方，自然阳光能够发生区别于内部光照的视觉结果。腕外盖或壳体能够具有某些与之闭系的光泽。能够通过张贴加工得到这种光泽，诸如比方能够将涂层施加到腕外盖的皮相面上。正在其他实践例中，玻璃陶瓷被配制，以正在模制工艺中得到光泽。还正在进一步的实践例中，能够通过打磨工艺发生所需的轮廓光泽。腕外盖或壳体的轮廓能够搜罗涂层，诸如(比方)妆饰涂层或珍惜涂层。正在极少实践例中，所述涂层为透后的。正在其他实践例中，所述涂层为染色的。涂层可认为很硬的涂层，比方金刚石状涂层、金刚石薄膜或氮化硼薄膜。腕外盖或壳体上的涂层可认为陶瓷涂层、蚁合物涂层、金属涂层等。涂层可认为防反射或防眩目涂层。涂层可认为平均的，或者涂层能够具有与之闭系的纹理或图形。涂层厚度通俗为从1到50微米的界限内，更通俗为1到25微米的界限内。正在一个方面，腕外盖为由本发现的玻璃陶瓷制成，同时腕外壳体为由区别的原料加工而成，诸如(比方)金属(铝、不锈钢、钛、银、金、铂等)、镀覆金属(镀金金属、镀银金属、镀铂金属)、硅酸盐玻璃、蚁合原料等。按照所述原料，壳体可认为锻制、压力锻制、模制或机加工本体。本发现还涵盖正在腕外盖中具有珍稀宝石或经雕琢的宝石。比方，能够将经雕琢的宝石粘结或嵌入腕外盖的核心。能够将经雕琢的宝石或粘结或嵌入腕外盖中以显示腕外饰面上的数字。实例正在广口瓷瓶中注入1000克的去离子水，采用HN03将去离子水的pH值调节为4。然后，参加以下氧化粉末385克入1203、330克La203、100克Gd203以及185克ZrO2。正在批量搀和之前，将La2O3粉末正在700C的温度下煅烧6小时。将大约2000克的氧化铝研磨介质参加广口瓶，并将实质物正在120rpm的转速下研磨72小时。研磨之后，将所得的浆液迁移到玻璃烧杯中并采用磁力搅拌器搅拌。将浆液迁移到烧杯中之后，立地增添40ml的0.5M的NH4Cl溶液，增添到使浆液变为凝胶状的稠度。然后，将这种明胶状的物质迁移到玻璃盘中，并将其正在强制对流气氛烘箱中正在250F的温度下举行干燥。将所得的干燥粉饼正在1250C的温度下进一步煅烧2小时，以全体移除任何残存水分。采用研钵以及研杵举行研磨之后，将筛选所得的颗粒正在氩气氛围下以5准则升/分钟(SLPM)的速度通过漏斗舒徐送入(大约0.5克/分钟)熔融颗粒的氢/氧火把火焰中，并将这些颗粒直接运载到具有毗连轮回湍流水(20oC)的19升(5加仑)矩描绘器(41厘米x53厘米xl8厘米高)中，以使熔化的小滴迟缓骤冷。所述火把是得自美邦宾夕法尼亚州赫勒镇的伯利恒仪器公司(BethlehemApparatusCo.，Hellertown，PA.)的伯利恒PM2DModelB型台式喷焰器。火把具有主旨进料口(0.475厘米(3/16英寸)内径)，进料颗粒通过主旨进料口引入火焰。用于火把的氢以及氧的流量如下。所述氢流量为42准则升/分钟(SLPM)，同时氧流量为18SLPM。火焰击中水的角度为大约90,同时火焰长度(喷焰器到水轮廓)为大约38厘米(cm)。将所得的熔化的并骤冷的颗粒网罗正在盘中并正在110C温度下举行干燥。颗粒呈球形，其巨细界限为从几十微米到最众250/mi。当通过光学显微镜举行视察时，正在125微米到63微米之间丈量的小珠镏分中，超出95%的小珠是透后的。将规格正在卯微米和125微米之间的5克小珠置于石墨模具(10毫米直径)中，并正在915C温度下采用30MPa的压力将其热压成玻璃圆柱体。然后将所述玻璃圆柱体截成1.2毫米厚的盘，将所述盘掷光成光学润滑轮廓。采用老例的分光光度计(比方PerkinElmerLambda900Spectrophotometer(珀金-埃尔默公司的Lambda900型分光光度计)测出正在线透射率数据，同时正在数据中挖掘波长正在600和650纳米之间的光为大约55%。对待该样本(n-1.84)的原料的折射率来说，Tth为83.9%。是以，该样本的玻璃原料的正在线透射率为大约外面最大值的66%。采用老例的显微硬度测试仪(以商品名MITUTOYOMVK-VL得自日本东京三丰株式会社(MitutoyoCorporation,Tokyo,Japan))举行硬度的丈量，该显微硬度测试仪配有采用500克压印负载的Vickers(维氏)压头。按照ASTMTestMethodE384TestMethodsforMicrohardnessofMaterials(1991)(ASTM测试本领E384原料显微硬度的测试本领)中注解的指南举行显微硬度的丈量，该测试本领的公然实质以援用的体例并入本文。正在20次丈量中取硬度值的均匀值。挖掘硬度的均匀值为9.23GPa+/-0.12GPa。将目前样本中制备的玻璃盘正在950C和1250C之间的众种温度下进一步举行热照料，以激发结晶同时添补硬度。采用能够商品名NETZSCHSTA409DTA/TGA得自德邦塞尔普市耐驰仪器创修有限公司(NetzschInstruments,Selb,Germany)的膨胀仪举行热照料。将样本置于八1203样本夹持器中，并以1(TC/分钟的速度正在静止气氛中，将其从初始温度(比方室温或大约25°C)加热到最终温度(比方950°C。正在每个退火温度下丈量光学透射率以及硬度。结果示于外l中。外1tabletableseeoriginaldocumentpage25/column/rowtable按照外1中的结果，对待选定的热照料计划来说，猜想正在透射率损耗点处温度为大约U25°C(通过搜罗其它的退火温度，可更无误地确定透射率损耗点)。应该分析，纵然正在以上描写以及实例中注解了制备玻璃陶瓷的很众个性和益处，加上本发现所公然的玻璃陶瓷的构造以及功效的细节，本公然还是仅仅为示例性的。正在所附权柄央求所用术语以及那些构造及本领的等同物所全体外白的本公然的道理的界限内，能够对细节、特别是闭于玻璃陶瓷的构成举行更改。权柄央求1.一种玻璃陶瓷，搜罗选自正在Al2O3、CaO、CoO、Cr2O3、CuO、Fe2O3、HfO2、MgO、MnO、Nb2O5、NiO、REO、Sc2O3、Ta2O5、TiO2、V2O5、Y2O3、ZnO、ZrO2以及它们的复合金属氧化物构成的组的第一金属氧化物，以及选自正在Al2O3、Bi2O3、CaO、CoO、Cr2O3、CuO、Fe2O3、Ga2O3、HfO2、MgO、MnO、Nb2O5、NiO、REO、Sc2O3、Ta2O5、TiO2、V2O5、Y2O3、ZnO、ZrO2、以及它们的复合金属氧化物构成的组的第二金属氧化物，此中所述第一金属氧化物和所述第二金属氧化物相互区别，而且此中所述玻璃陶瓷具有外面最大值起码50％的正在线.按照权柄央求l所述的玻璃陶瓷，此中所述玻璃陶瓷具有相互笔直的x、y和z维度，而且所述x和y维度各自为起码5毫米。3.按照权柄央求2所述的玻璃陶瓷，此中所述z维度为起码0.5毫米。4.按照权柄央求l所述的玻璃陶瓷，此中基于所述玻璃陶瓷的总重量，所述玻璃陶瓷搜罗总共不大于20重量％的8203、Ge02、P205、Si02、Te02、以及它们的组合。5.按照权柄央求l所述的玻璃陶瓷，具有起码13GPa的硬度。6.按照权柄央求l所述的玻璃陶瓷，此中所述第一金属氧化物选自正在入1203、REO、Ti02、Y203、Zr02、以及它们的复合金属氧化物构成的组。7.—种成品，搜罗按照权柄央求l所述的玻璃陶瓷。8.按照权柄央求7所述的成品，还搜罗选自正在玻璃、第二玻璃陶瓷、结晶陶瓷、金属、以及塑料构成的组的第二原料，此中所述第二原料具有选自正在硬度、颜色、密度、以及强度构成的组的起码一种物理个性，所述起码一种物理个性区别于所述玻璃陶瓷的物理个性。9.按照权柄央求7所述的成品，此中所述成品选自正在护盖、手机显示屏盖、便携式电子器件显示器盖、腕外盖、照明元件、透镜、红外窗口、管、杆、窗口、棱镜、以及波导构成的组。10.—种腕外，搜罗腕外盖，此中所述腕外盖搜罗玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷搜罗选自正在A1203、CaO，CoO，Cr203、CuO、Fe203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02、以及它们的复合金属氧化物构成的组的第一金属氧化物，以及选自正在A1203、Bi203、CaO、CoO、Cr203、CuO、Fe203、Ga203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02、以及它们的复合金属氧化物构成的组的第二金属氧化物，此中所述第一金属氧化物和所述第二金属氧化物相互区别，而且此中所述玻璃陶瓷具有外面最大值起码50%的正在线.一种玻璃陶瓷，搜罗选自正在入1203、CaO、CoO、Cr203、CuO、Fe203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02、以及它们的复合金属氧化物构成的组的第—金属氧化物，以及选自正在八1203、Bi203、CaO、CoO、Cr203、CuO、Fe203、Ga203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02、以及它们的复合金属氧化物构成的组的第二金属氧化物，此中所述第一金属氧化物和所述第二金属氧化物相互区别，而且此中所述玻璃陶瓷具有外面最大值起码50%的正在线.按照权柄央求ll所述的玻璃陶瓷，此中所述玻璃陶瓷具有相互笔直的x、y和z维度，而且所述x和y维度各自为起码5毫米。13.按照权柄央求11所述的玻璃陶瓷，此中所述z维度为起码0.5毫米。14.按照权柄央求11所述的玻璃陶瓷，此中基于所述玻璃陶瓷的总重量，所述玻璃陶瓷搜罗总共不大于20重量％的B203、Ge02、P205、Si02、Te02以及它们的组合。15.按照权柄央求ll所述的玻璃陶瓷，此中所述第一金属氧化物选自正在八1203、REO、Ti02、Y203、Zr02、以及它们的复合金属氧化物构成的组。16.—种成品，搜罗按照权柄央求ll所述的玻璃陶瓷，此中所述成品选自正在护盖、手机显示屏盖、便携式电子器件显示器盖、腕外盖、照明元件、透镜、红外窗口、管、杆、窗口、棱镜、以及波导构成的组。17.—种制备玻璃陶瓷成品的本领，搜罗供给众个玻璃坯体，所述玻璃坯体搜罗第一金属氧化物和第二金属氧化物，此中所述第一金属氧化物和所述第二金属氧化物相互区别，所述玻璃坯体具有Tg和Tx，Tg和Tx之间的差值为起码5摄氏度，而且此中基于所述玻璃坯体的总重量，所述玻璃坯体搜罗不大于20重量%的Si02、不大于20重量％的B203以及不大于40重量％的P205;将所述玻璃坯体加热至所述Tg以上并聚结所述众个玻璃坯体的起码一片面，以供给大块的玻璃坯体；抉择倾向热照料计划从而明显优化所述玻璃陶瓷的正在线透射率和硬度；而且釆用所述倾向热照料计划对所述大块玻璃坯体举行热照料，以造成所述玻璃陶瓷。18.按照权柄央求n所述的本领，还搜罗抉择最小的正在线透射率，而且其膺选择所述倾向热照料计划，以正在不低于所述最小的正在线透射率的要求下，通过对所述玻璃坯体举行热照料来优化硬度。19.按照权柄央求n所述的本领，此中所述第一金属氧化物和第二金属氧化物选自正在A1203、Bi203、CaO，CoO，Cr203、CuO、Fe203、Ga203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02、以及它们的复合金属氧化物构成的组。20.按照权柄央求17所述的本领，此中基于所述玻璃陶瓷的总重量，所述玻璃陶瓷搜罗总共不大于20重量％的B203、Ge02、P205、Si02、Te02、以及它们的组合。21.—种制备玻璃陶瓷成品的本领，搜罗供给众个玻璃坯体，所述玻璃坯体搜罗第一金属氧化物和第二金属氧化物，此中所述第一金属氧化物和所述第二金属氧化物相互区别，所述玻璃坯体具有Tg和Tx，此中Tg和Tx之间的差值为起码5摄氏度，而且此中基于所述玻璃坯体的总重量，所述玻璃坯体搜罗不大于20重量％的Si02、不大于20重量％的B203以及不大于40重量％的P205;将所述玻璃坯体加热至所述Tg以上并聚结所述众个玻璃坯体的起码一片面，以供给大块的玻璃坯体；而且操纵选定的倾向热照料计划对所述大块玻璃坯体举行热照料，以得到为所述透射率损耗点处正在线%以内的正在线所述的本领，其膺选择所述倾向热照料计划，以正在所述透射率损耗点处温度50摄氏度之内的温度通过对所述玻璃坯体举行热照料的本领来优化所述正在线所述的本领，此中所述第一金属氧化物和所述第二金属氧化物选自正在A1203、Bi203、CaO、CoO、Cr203、CuOAG九游会官方、Fe203、Ga203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02、以及它们的复合金属氧化物构成的组。24.按照权柄央求21所述的本领，此中基于所述玻璃陶瓷的总重量，所述玻璃陶瓷搜罗总共不大于20重量％的B203、Ge02、P205、Si02、Te02、以及它们的组合。25.—种制备玻璃陶瓷成品的本领，搜罗供给玻璃坯体，所述玻璃坯体搜罗选自正在A1203、CaO、CoO、Cr203、CuO、Fe203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02、以及它们的复合金属氧化物构成的组的第一金属氧化物，以及选自正在八1203、Bi203、CaO、CoO、Cr203、CuO、Fe203、Ga203、Hf02、MgO、MnO、Nb205、NiO、REO、Sc203、Ta205、Ti02、V205、Y203、ZnO、Zr02、以及它们的复合金属氧化物构成的组的第二金属氧化物，此中所述第一金属氧化物和所述第二金属氧化物相互区别，而且此中基于所述玻璃坯体的总重量，所述玻璃坯体搜罗小于20重量％的Si02、小于20重量％的B203以及小于40重量^的P2Os;操纵选定的热照料计划对所述玻璃坯体举行热照料以造成玻璃陶瓷，从而明显优化所述玻璃陶瓷的所述正在线所述的本领，此中基于所述玻璃陶瓷的总重量，所述玻璃陶瓷搜罗总共不大于20重量％的B203、Ge02、P205、Si02、Te02、以及它们的组合。全文摘要本发现供给一种玻璃陶瓷和用于制备玻璃陶瓷的本领，所述玻璃陶瓷显露高硬度和高正在线透射率的组合。文档编号C03C3/062GK101448751SQ3公然日2009年6月3日申请日期2007年5月9日优先权日2006年5月17日发现者唐娜·W·班格,托马斯·J·安德森,阿纳托利·Z·罗森夫兰茨申请人:3M革新有限公司

　　技巧研发职员：阿纳托利.Z.罗森夫兰茨;托马斯.J.安德森;唐娜.W.班格

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　　1: 修造节能 绿色修造能耗的模仿与检测(EnergyPlus)；修造碳排放和性命周期评判；都市微天色、修造能耗与太阳能技巧的互相影响；地舆音讯编制(GIS)和空间回归本领用于都市修造能耗判辨；不确定性、敏锐性判辨和呆板研习本领利用于修造能耗判辨(R)；贝叶斯本领用于都市和单体修造能源判辨 2: 过

　　1.庞大产物编制革新计划 2.筹划机辅助产物计划及创修 3.专利组织及规避战略等方面的斟酌