標準的な製法×新組成設計で、より硬くて変形しにくいガラスに -もっと薄く、もっと強いガラスの実現に向けて-

2026-05-27 産業技術総合研究所

産業技術総合研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology、産総研)は、標準的な溶融法を用いながら、従来より低温で高硬度・高弾性を実現する新しい酸化物ガラス組成を開発した。研究では、一般的なガラス主成分であるSiO2を大幅に減らし、低融点のB2O3と高結合エネルギー酸化物を組み合わせることで、約1400〜1600℃の比較的低温でヤング率137GPaの透明ガラスを作製した。これは一般的なBK7光学ガラスの約2倍の剛性に相当する。また、高価な希少金属酸化物の使用量も削減し、低コスト化と高性能化を両立した。開発したガラスは大面積化や繊維化も可能で、超薄型ディスプレイ用カバーガラスや高強度ガラス繊維への応用が期待される。今後は、硬さだけでなく割れやすさ(脆性)の改善も進め、「割れないガラス」の実現を目指すとしている。

標準的な製法×新組成設計で、より硬くて変形しにくいガラスに -もっと薄く、もっと強いガラスの実現に向けて-

<関連情報>

溶融急冷法で製造された高弾性率酸化物ガラス High-modulus oxide glasses fabricated by the melt-quenching method

Hirokazu Masai
Journal of the Ceramic Society of Japan  Published: May 01, 2026
DOI:https://doi.org/10.2109/jcersj2.26015

Abstract

Many oxides with high dissociation energies also have high melting points; therefore, concurrently achieving a low glass transition temperature, high thermal stability, high optical transparency, and high mechanical strength is challenging. In this study, aluminoborate glasses with high hardnesses and Young’s moduli were prepared using the conventional melt-quenching method. The glasses exhibited packing densities greater than 0.59 and Poisson’s ratios of approximately 0.29, which are indicative of a densely packed network structure. The fabricated glasses had low glass transition temperatures (<760 °C) and high Young’s moduli (>120 GPa), as well as sufficient thermal stability for fiber drawing and transparency in the visible region. Developing oxide glasses with physical properties that are difficult to achieve is expected to expand the frontiers of material applications and drive further advancements in glass science.

0501セラミックス及び無機化学製品
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