CN101172771B - 化学钢化用玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种化学钢化用玻璃，其重量百分比组成包括：60-70％的SiO2、3-8％的Al2O3、5-8％的B2O3、10-15％的Na2O、3-8％的MgO、1-5％的ZnO、2.5-5％的Li2O、1-3.5％的K2O。本发明的熔化温度低于1450℃，表面压应力高于750MPa，液相线温度低于900℃，析晶性能好，易于下拉法生产；本发明的转变温度低于500℃，适合低温离子交换；本发明具有优良的离子交换性能，短时间内交换得到的钢化玻璃的离子交换层为20-35um，抗弯强度为550-650MPa，硬度为6000-7000MPa，可广泛用于表壳、手机面板等视窗。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃，特别是涉及一种化学钢化用玻璃。
背景技术
化学钢化即离子交换增强，主要分为二大类型，第一类为低温离子交换，其特点是低于玻璃应变温度，用熔盐中的大离子交换玻璃中的小离子，产生拥挤效应，在玻璃表面产生压应力层，冷却到室温后，该压应力层一直保存；第二类为高温离子交换，其特点是高于玻璃的应变点，一般在退火温度以上，用熔盐中的小离子交换玻璃中的大离子，在玻璃表面形成低膨胀层，在交换过程中，玻璃表面发生结构松弛，但在降温到应变点以下时，由于表面与内层的膨胀系数差，产生了压应力层，玻璃被增强。
针对离子交换的特点，许多专利公开了适应于不同类型离子交换方法的基础玻璃，特开平5-3243公开了一种化学钢化用玻璃(重量百分比组成，以下同)：62-75％的SiO2、5-15％的AL2O3、4-10％的Li2O、4-12％的Na2O和5.5-15％的ZrO2；US4156755公开了一种钢化用玻璃：59-63％的SiO2、15-23％的AL2O3、4-5.5％的Li2O、10-13％的Na2O和2-5％的ZrO2，且Na2O/ZrO2为2.2-6.5；还有一种钢化用玻璃为：71.02％的SiO2、1.52％的AL2O3、2.34％的MgO、8.29％的Na2O、0.94％的K2O、7.33％的CaO和0.127％的SO3。
上述特开平5-3243和US4156755所公开的化学钢化用玻璃，在玻璃中引入较多的AL2O3和ZrO2，导致玻璃的熔化温度和成型温度过高，不适合下拉法生产；第3种钢化用玻璃在进行离子交换时，离子交换速度慢，短时间内得到的玻璃离子交换层浅，抗弯强度不好，耐冲击性能差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种化学钢化用玻璃，适合低温离子交换和下拉法生产，具有优良的离子交换性能和抗弯强度。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：化学钢化用玻璃，其重量百分比组成包括：60-70％的SiO2、3-8％的Al2O3、5-8％的B2O3、10-15％的Na2O、3-8％的MgO、1-5％的ZnO、2.5-5％的Li2O、1-3.5％的K2O。
本发明的有益效果是：本发明的熔化温度低于1450℃，表面压应力高于750MPa，液相线温度低于900℃，析晶性能好，易于下拉法生产；本发明的转变温度低于500℃，适合低温离子交换；本发明具有优良的离子交换性能，短时间内交换得到的钢化玻璃的离子交换层为20-35um，抗弯强度为550-650MPa，硬度为6000-7000MPa，可广泛用于表壳、手机面板等视窗。
具体实施方式
SiO2是玻璃生成体，当其含量为60％以下时，玻璃的化学稳定性和机械性能不好；超过70％时，熔化温度过高，不易熔制，因此，SiO2的含量为60-70％。
Al2O3可以抑制分相，提高化学强化特性，当其含量在3％以下时，效果不明显；当超过8％时，液相线温度和玻璃转变点温度将显著升高，熔化性能也会变差，因此，Al2O3的含量为3-8％。
Li2O可以在玻璃表层与离子交换处理液中的主要成分Na离子或K离子进行离子交换时，提高强化特性，同时也可以降低玻璃的液相线温度和转变温度，Li2O的含量为1-5％。
Na2O可以在玻璃表层与离子交换处理液中的主要成分K离子进行离子交换时，提高强化特性，同时还有降低玻璃的液相线温度和弹性模量的作用，Na2O的含量为10-15％。
K2O可以降低玻璃的熔点和比重，但同时也会降低强化效果，K2O的含量为1-5％。
B2O3可以降低玻璃的熔点和比重，当Na2O和K2O的含量之和＞B2O3时，还可以增加玻璃的弹性模量，B2O3的含量为4-8％。
MgO可以使玻璃的硬度大和脆性小，但同时有提高玻璃液相线温度的作用，并有妨碍化学强化时碱金属离子移动的作用，MgO的含量为3-8％。
ZnO有降低玻璃液相线温度和促进离子交换的作用，ZnO的含量为1-5％。
Sb2O3起澄清剂作用，含量为0-0.5％。
本发明的生产方法是：将原料配成配合料后，在铂金坩埚熔制，熔化徐冷后浇注成型，退火后即成。
将本发明的化学钢化用玻璃加工成一定的规格后，用含有K离子的硝酸盐或Na离子和K离子的混合处理液进行离子交换处理，得到钢化玻璃，可用于表壳、手机面板等视窗。
下表是本发明的8个实施例，是将本发明的玻璃加工成50*50*0.8mm的试样，将试样在380-410℃的KNO3熔盐中浸渍6h-8h，进行离子交换处理后测定抗弯强度和表面压应力和应力层深度。
Claims (3)
1.化学钢化用玻璃，其特征在于，其重量百分比组成包括：60-70％的SiO2、3-8％的Al2O3、5-8％的B2O3、10-15％的Na2O、3-8％的MgO、1-5％的ZnO、2.5-5％的Li2O、1-3.5％的K2O。
2.如权利要求1所述的化学钢化用玻璃，其特征在于，其重量百分比组成还包括：0-0.5％的Sb2O3。
3.如权利要求1所述的化学钢化用玻璃，其特征在于，其重量百分比组成为：60-70％的SiO2、3-8％的Al2O3、5-8％的B2O3、10-15％的Na2O、3-8％的MgO、1-5％的ZnO、2.5-5％的Li2O、1-3.5％的K2O、0-0.5％的Sb2O3。
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