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結晶化ガラスおよびその製造方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P05P003307
整理番号 NI0400024
掲載日 2006年2月24日
出願番号 特願2004-204105
公開番号 特開2006-027910
登録番号 特許第4714856号
出願日 平成16年7月12日(2004.7.12)
公開日 平成18年2月2日(2006.2.2)
登録日 平成23年4月8日(2011.4.8)
発明者
  • 樽田 誠一
出願人
  • 学校法人信州大学
発明の名称 結晶化ガラスおよびその製造方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】リチウム、ナトリウムあるいはカルシウムが層間イオンである雲母結晶が主結晶相であり、イオン伝導性を示し、しかも空気中や水中でも崩壊しない焼成体および結晶化ガラス、および室温で高いイオン伝導を示す透明なケイ酸塩系のガラスを製造する。さらに、イオン伝導性および空気中や水中でも崩壊しない耐水性のみならず、快削性および透明性を有する結晶化ガラスを製造する。
【解決手段】リチウム、ナトリウムあるいはカルシウムが層間イオンである雲母結晶を主結晶相とした焼成体および結晶化ガラスを製造するにあたり、それらが得られる化学組成の範囲を選定し、熱処理条件を制御する。また、それら焼成体や結晶化ガラスと同組成のフッ素含有ケイ酸塩ガラスを製造する。
【選択図】 なし

従来技術、競合技術の概要


層間イオンが主としてカリウムイオンである雲母結晶を主結晶相とした焼成体および結晶化ガラスは機械加工が容易な快削性セラミックスとして知られており、また、電気的には絶縁材料として公知され、電気的絶縁材料としての利用が検討されている。(例えば特許文献1参照)また、本発明で採り上げるリチウムイオン、ナトリウムイオンあるいはカルシウムイオンが層間イオンである雲母結晶は膨潤性雲母として知られ、その中でもナトリウムイオンが層間イオンである膨潤性雲母はイオン交換体としての応用が検討されている(特許文献2参照)が、いずれのイオンが層間イオンであっても電気的にイオン伝導性を示すことは全く知られていない。また、それらの膨潤性雲母結晶を焼成体あるいは結晶化ガラスのようにバルク状にすると、その膨潤性のゆえに、層間に空気中の水分をも取り入れ、自然崩壊してしまう。



現在、ガラスのイオン伝導体の中で伝導率が室温で10‐3S/cmを超えるものとしては、リンを含む酸化物ガラス(例えば特許文献3参照)および硫化物ガラス(例えば特許文献4参照)が知られている。しかし、ケイ酸塩系のガラスが室温で10‐3S/cmを超える伝導率を示した例はない。




【特許文献1】特開平5-294669号公報

【特許文献2】特開平11-199224号公報

【特許文献3】特開2000-26135号公報

【特許文献4】特開2003-208919号公報

産業上の利用分野


本発明は、リチウムイオンが層間イオンである雲母結晶が主結晶相で、リチウムイオンがキャリアーとなることでイオン伝導性を示し、熱的に安定で、機械加工が容易である結晶化ガラスおよびその製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
重量%で表示して4~5%のLiO、14~20%のMgO、9~13%のAl、48~56%のSiO、14~20%のMgFの組成からなり、イオン伝導性及び透光性を備え、リチウムイオンが層間イオンである雲母結晶を主結晶相とする結晶化ガラス

【請求項2】
重量%で表示して4~5%のLiO、14~20%のMgO、9~13%のAl、48~56%のSiO、14~20%のMgFの組成からなる原料組成物を混合し、
この原料組成物を500~950℃で加熱して原料中の無機塩を分解し、
無機塩を分解した後の原料組成物を容器に封入して溶融した後、
550~650℃で熱処理して歪み抜きし、さらに600~700℃で熱処理して雲母を結晶化させることを特徴とする、イオン伝導性及び透光性を備え、リチウムイオンが層間イオンである雲母結晶を主結晶相とする結晶化ガラスの製造方法
産業区分
  • 窯業
  • 導電材料(抵抗)
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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