幅広い熱膨張係数のガラスの開発

材料の熱膨張とは、温度上昇に伴い、原子の熱振動によって、原子間距離が広がり、物体の長さや体積が変化する現象のことです。熱膨張の指標である熱膨張係数は、温度変化1℃あたりの寸法変化率のことで、この熱膨張係数はガラスの非常に重要な特性の一つです。
ガラスは組成の調整により熱膨張係数を変化させることができ、用途に合わせた熱膨張係数を持たせることが可能です。例えば、熱膨張係数を低くすることで製品の耐熱衝撃性を向上させることができます。また、お客様の製造工程（熱処理工程）においてガラスの熱膨張係数が最終製品の歩留まりに大きく影響を及ぼすこともあります。さらに、当社のガラスは複合体として使用されることも多く、ガラスと金属などの他材料とが高温で溶着されるため、両材質の熱膨張特性が整合していることが必要です。これらのことから、工程温度域および溶着する他材質を意識した熱膨張係数の特性管理は非常に重要です。

当社のガラスは複合体として使用されることが多く、ガラスと金属、セラミックスなどの他材料とが高温で溶着されるため、両材質の熱膨張特性の差異が溶着後の割れや剥がれなどの欠陥につながることがあります。例えば、以下のガラス製品は熱膨張特性を制御することで、各種材料との熱膨張特性の差異を小さくし、封着時の残留応力を低減して破損を防止しています。

また、さまざまな基板や素子の被覆に使用される当社の粉末ガラス製品は、用途に応じた熱膨張係数を持たせるため、ガラス粉末とセラミックス粉末の組み合わせとブレンド比を制御しています。

結晶化ガラスの代表的な特性は、急激な温度変化（サーマルショック）に対する強さです。ガラスのコップに熱湯を注ぐと割れてしまうのは、コップの内面が急激に温められて膨張する一方で、外面はすぐに熱が伝わらずに膨張しないため、つまり、一つのコップに「伸びようとする力」と「とどまろうとする力」が同時に働くためです。しかし結晶化ガラスなら、ガラス内の結晶の作用によって熱膨張係数が低くなるため、温度変化による膨張がきわめて小さくすることができます。その結果、「急熱急冷に強い」特性を持たせることができます。
当社の超耐熱結晶化ガラス：ネオセラム^®は直火で加熱しながら水をかけても割れないほと高い耐熱衝撃性を持つ結晶化ガラスで、食器から電子レンジのターンテーブルやトレイ、薪ストーブや暖炉の前面窓、オーブントースターのヒーターカバーなど、すでに私たちの日々の暮らしで役立っています。また、調理器トッププレート用結晶化ガラス：StellaShine^®は、多くのIHクッキングヒーターやガス調理器に使われています。
他にも、防火ガラス：ファイアライト^®は、火災発生時の高温に耐え、スプリンクラーの放水による急冷にも割れないため、火災時の安全と安心を確保します。普通の窓ガラスと同様に透明で、火災発生時には、防火シャッターのように視界を閉ざすことなく避難経路を確保し、消火活動の際は、建物内部の状態が確認できることで迅速で的確な対応を可能にします。

マイナスの熱膨張係数を持った材料は、熱で膨張する素材と組み合わせることで、その膨張分を抑制、もしくは補完（相殺）する材料として使用されています。
マイナス膨張セラミックス基板：CERSAT^®は、光通信分野において温度補償が必要な部品のパッケージ材料として使用され、マイナス膨張フィラーは、樹脂と混ぜ合わせることで熱膨張を抑制する効果があります。