CN104986954B - 锆质铝硅酸盐玻璃及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锆质铝硅酸盐玻璃及其制备方法，该锆质铝硅酸盐玻璃按质量百分比计，包括SiO₂55.0～68.0％；Al₂O₃5.0～20.0％；CaO0～5.0％；MgO0～10.0％；K₂O1.0～8.0％；Na₂O10.0～17.0％；CeO₂0.01～2.0％；TiO₂0.001～2.0％；ZrO₂0.3～3.0％；SnO₂0.01～1.5％及Fe₂O₃0.010～0.012％；K₂O和Na₂O的总质量百分比为12.0～20.0％，K₂O和Na₂O的质量比满足0.03<K₂O/Na₂O<0.75；CaO和MgO的总质量百分比≤12.0％；不含有毒有害物质，熔融和澄清温度低，气泡缺陷少。

Description

锆质铝硅酸盐玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及玻璃技术领域，特别涉及一种锆质铝硅酸盐玻璃及其制备方法。

背景技术

锆质铝硅酸盐玻璃作为保护玻璃广泛应用于触摸屏、提款机、自助打印终端设备以及3D电视，亦可应用于交通工具如航空器材、高铁机车等风挡用安全玻璃，其具有机械强度高、耐磨损、耐冲击、化学稳定性好等特性，可以有效地防止产品表面的冲击和划伤损害，延长产品使用寿命和增强使用效果。

目前的锆质铝硅酸盐玻璃的制备大多涉及到利用As₂O₃、Sb₂O₃、Cl₂或者F₂作为玻璃的澄清剂，以尽可能除去玻璃中在气泡。但这种澄清剂会使最终得到的锆质铝硅酸盐玻璃含有有毒有害的成分，如As、Sb等。这些物质是《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(简称ROHS)和《化学品注册、评估、许可和限制》(简称Reach)所限制的，这使其在电子产业中应用受到一定限制。并且，目前的锆质铝硅酸盐玻璃制备时往往通过提高澄清温度进一步使气泡缺陷较少，不仅能耗高，还会降低窑炉耐材的寿命。

为了尽可能不含气泡或少含气泡并降低熔融温度和澄清温度，在合理使用玻璃澄清剂的同时，必须对玻璃的组分进行合理设计。

发明内容

基于此，有必要提供一种无毒无害、制备时熔融温度和澄清温度较低且气泡缺陷较少的锆质铝硅酸盐玻璃及其制备方法。

一种锆质铝硅酸盐玻璃，按质量百分比计，包括如下组分：

其中，所述K₂O和Na₂O的总质量百分比为12.0～20.0％，且所述K₂O和Na₂O的质量比满足0.03<K₂O/Na₂O<0.75；

所述CaO和MgO的总质量百分比≤12.0％。

在其中一个实施例中，所述TiO₂和CeO₂的总质量百分比≤1.0％。

在其中一个实施例中，所述ZrO₂和Al₂O₃的质量比满足0.015≤ZrO₂/Al₂O₃<0.20。

在其中一个实施例中，所述CaO和MgO的总质量百分比为6.0～12.0％。

在其中一个实施例中，所述TiO₂的质量百分比为0.05～0.6％。

一种锆质铝硅酸盐玻璃的制备方法，包括如下步骤:

将石英砂、Na₂CO₃、CaCO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将所述混合物于1400℃～1520℃下保温，使所述混合物熔融，其中，所述玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

将熔融后的所述混合物升温至1520℃～1620℃进行澄清，得到玻璃液；

使所述玻璃液成型，得到所述锆质铝硅酸盐玻璃，所述锆质铝硅酸盐玻璃按质量百分比计，包括如下组分：SiO₂55.0～68.0％；Al₂O₃5.0～20.0％；CaO0～5.0％；MgO0～10.0％；K₂O1.0～8.0％；Na₂O10.0～17.0％；CeO₂0.01～2.0％；TiO₂0.001～2.0％；ZrO₂0.3～3.0％；SnO₂0.01～1.5％及Fe₂O₃0.010～0.012％，其中，所述K₂O和Na₂O的质量之和的百分比为12.0～20.0％，且所述K₂O和Na₂O的质量比满足0.03<K₂O/Na₂O<0.75；CaO和MgO的质量之和的百分比≤12.0％。

在其中一个实施例中，所述使玻璃成型的方法为浮法成型。

在其中一个实施例中，还包括将所述锆质铝硅酸盐玻璃进行钢化，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃的步骤，所述钢化的步骤为：

将所述锆质铝硅酸盐玻璃放入温度为380℃～450℃的硝酸钾熔融液中处理0.5小时～8小时，得到所述钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

在其中一个实施例中，将所述锆质铝硅酸盐玻璃放入温度为380℃～450℃的硝酸钾熔融液中处理0.5小时～8小时的步骤之前，还包括预处理的步骤，所述预处理的步骤为将所述锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟。

上述锆质铝硅酸盐玻璃不含有Li₂O、B₂O₃、As₂O₃、Sb₂O₃、F等有毒有害物质，能够广泛应用于电子产业中。并且，上述锆质铝硅酸盐玻璃通过优化组分和配比，使得在制备时熔融温度和澄清温度较低，且在较低的澄清温度下能够获得较佳的澄清效果，气泡缺陷较少。

附图说明

图1为一实施方式的锆质铝硅酸盐玻璃的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

一种锆质铝硅酸盐玻璃，按质量百分比计，包括如下组分：

SiO₂55.0～68.0％；Al₂O₃5.0～20.0％；CaO0～5.0％；MgO0～10.0％；K₂O1.0～8.0％；Na₂O10.0～17.0％；CeO₂0.01～2.0％；TiO₂0.001～2.0％；ZrO₂0.3～3.0％；SnO₂0.01～1.5％及Fe₂O₃0.010～0.012％。其中，K₂O和Na₂O的总质量百分比为12.0～20.0％，且K₂O和Na₂O的质量比满足0.03<K₂O/Na₂O<0.75；CaO和MgO的总质量百分比≤12.0％。

SiO₂是重要的玻璃形成氧化物，其硅氧四面体的结构形成不规则的连续网络，构成玻璃的骨架，而且能提高玻璃的机械强度、化学稳定性、热稳定性等。但SiO₂是较难熔化的物质，因此SiO₂含量有其最佳值。在锆质铝硅酸盐玻璃中，若含量低于55.0wt.％，成形和耐化学性会降低，有结晶化趋势；含量超过68.0wt.％，玻璃熔化和澄清温度会更高，并且粘度上升，难以使玻璃均质，不适宜于浮法工艺制造。因此，SiO₂的质量百分比为55.0～68.0％，优选为56.0～64.0％，更优选为58.0～63.0％。

Al₂O₃是中间体氧化物，参与网络起网络生成体作用，以及降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度和硬度。同时，Al₂O₃也是提高拉伸玻璃弹性模量的必要成分，但是能增加玻璃粘度。如果Al₂O₃过多，软化点温度上升，就难以得到料性长的玻璃，使浮法玻璃成型操作困难。玻璃中的Al³⁺倾向于形成[AlO₄]网络，这比[SiO₄]网络要大得多，留下较大的孔作为离子扩散的通道，因此玻璃中高的Al₂O₃含量将促进的离子交换，有助于离子交换过程在较低的温度及较短的时间下进行，如370℃～430℃，0.5h～8h。然而，如果Al₂O₃含量大于20.0％，增大了玻璃的结晶化趋势和粘度，因而必须避免。因此，Al₂O₃的质量百分比为5.0～20.0％，优选为5.0～18.0％，更优选10.0～17.0％。

MgO是网络外体氧化物，当MgO的质量百分比不大于10.0％时，有助于降低玻璃熔点，改善均匀性，并增加抗水解性。并且，MgO也能使玻璃趋于稳定，提高玻璃的耐久性，防止玻璃产生结晶，抑制玻璃中碱金属离子的移动，同时提高玻璃弹性模量。MgO的质量百分比优选为3.5～7.0％，更优选为3.9～6.5％。

CaO与MgO引入后也能使硅氧四面体[SiO₄]所形成的网络松弛、断裂，有利于降低熔融温度，并且CaO与MgO在改善玻璃的机械强度、化学稳定性和热稳定性方面的作用优于Na₂O与K₂O。当CaO的含量过高时，对于厚度≤1.3mm锆质铝硅酸盐玻璃进行化学强化时会不利于钾钠离子交换，因此，控制CaO的质量百分比≤0.5％。生产厚度大于2.1mm，应用于交通工具如航空器材用前风挡、高铁机车机头前窗安全玻璃时，CaO+MgO的总质量百分比≤12.0％，优选为6.0～12.0％。

K₂O和Na₂O是网络外体氧化物，引入后能使硅氧四面体[SiO₄]所形成的网络松弛及断裂，从而解决了SiO₂难熔化的问题。因此，K₂O和Na₂O可以作为助熔剂，使得玻璃熔融温度下降。K₂O的质量百分比优选为2.0～8.0％，更优选为3.0～7.0％。Na₂O的质量百分比优选为10.0～15.0％。

Na₂O与K₂O能降低玻璃的析晶倾向，增加玻璃的透明度和光泽。但当Na₂O与K₂O的质量之和太低时，造成玻璃融化困难；质量之和太高时，热膨胀系数将大幅度提高，应变点显著降低。因此，优选地，K₂O和Na₂O的总质量百分比为12.0～20.0％，并且Na₂O含量要大于K₂O，K₂O和Na₂O的质量比满足0.03<K₂O/Na₂O<0.75，如此有利于降低熔融温度，并在化学强化过程中才有利于熔盐中的钾离子置换玻璃中的钠离子，使玻璃表面产生巨大的压应力，实现玻璃力学性能的强化。

ZrO₂作为进一步提高玻璃杨氏模量和耐化学性的组分，并能促进离子交换过程。同时ZrO₂作为一种中间氧化物，能够提高玻璃的粘度、硬度、弹性、折射率和化学稳定性并降低热膨胀系数。但是ZrO₂的含量过高时，具有增大结晶性趋势，并提高熔融温度。因此，ZrO₂的质量百分比控制为0.3～3.0％，优选0.3～1.5％，更优选0.3～1.2％。

此外，通过有效控制ZrO₂和Al₂O₃比例，能够提高玻璃的抗变形能力和屈服点温度。ZrO₂和Al₂O₃的质量比优选为0.01<ZrO/Al₂O₃<0.20，更优选为0.015<ZrO₂/Al₂O₃<0.20。

ZrO₂与SnO₂、CeO₂同时使用能够进一步提高玻璃的耐化学稳定性。

在制备时，由作为澄清剂组分之一的Na₂SO₄高温分解得到Na₂O。Na₂SO₄高温分解的产物还有SO₃、SO₂和O₂，Na₂SO₄高温分解增加了玻璃种碱金属氧化物的含量，这将降低玻璃的耐化学稳定性，而ZrO₂可以提高玻璃的耐化学稳定性，从而抵消Na₂SO₄分解后产生的负面影响。

TiO₂可以提高刚性、破坏韧性、提高化学耐久性特别是提高耐碱性。TiO₂的质量百分比优选为0.001～1.0％，更优选为0.05～0.6％。

TiO₂与CeO₂同时使用可改善玻璃的熔融性，有利于降低熔融温度。优选地，TiO₂和CeO₂的总质量百分比≤1.0％。

B₂O₃的加入可降低熔点，改善玻璃的熔融性，因此，一般的铝硅酸玻璃通常加入B₂O₃。但加入B₂O₃会形成致密的[BO₄]网络，离子在玻璃中的迁移，这会对化学强化带来严重的负面影响，降低离子交换的速度，无法达到高的表面压应力。上述锆质铝硅酸盐玻璃合理配比TiO₂与CeO₂的量以降低熔融温度，无需使用B₂O₃，避免了B₂O₃带来的负面影响。

CeO₂除与SnO₂和ZrO₂协调起提高玻璃的耐化学稳定性的作用外，CeO₂在制备该锆质铝硅酸盐玻璃时还起澄清作用。CeO₂的质量百分比优选为0.01～1.2％，

SnO₂除与CeO₂和ZrO₂协调起提高玻璃的耐化学稳定性的作用外，SnO₂在制备该锆质铝硅酸盐玻璃时主要起澄清作用。SnO₂的质量百分比优选为0.05～0.5％。

SnO₂与CeO₂同时使用可以改善最终锆质铝硅酸盐玻璃的外观颜色，因为CeO₂含量较高，紫外线吸收增强，且吸收截止端向可见光推移，致使在锆质铝硅酸盐玻璃中出现明显的黄色，所以利用SnO₂代替部分CeO₂能提高产品的透过率。玻璃澄清剂中的NH₄NO₃还可以在熔融阶段将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，在玻璃中Fe³⁺的着色要比二价形式弱得多，因此能够得到颜色较佳的锆质铝硅酸盐玻璃的产品。

Fe₂O₃的含量过低会大幅度增加原材料成本，含量过高会影响透过率玻璃液在熔融、澄清、退火、成型和退火时的透热性。并且，Fe₂O₃的含量合适才能使该锆质铝硅酸盐玻璃的光线颜色较佳。因此，Fe₂O₃的含量控制为0.010～0.012％，可以提高玻璃的内在质量和外在质量。

在常规的铝硅酸盐玻璃中，一般添加ZnO使硅氧四面体[SiO₄]所形成的网络松弛、断裂，但ZnO将增大结晶化趋势，上述锆质铝硅酸盐玻璃通过优化组分和配比，降低熔融温度，无需添加ZnO。

上述锆质铝硅酸盐玻璃不含有Li₂O、B₂O₃、As₂O₃、Sb₂O₃、F等有毒有害物质，不受限于RoHS和Reach，能够广泛应用于电子产业中。并且，上述锆质铝硅酸盐玻璃的通过优化组分和配比，使得在制备时熔融温度和澄清温度较低，且在较低的澄清温度下能够获得较佳的澄清效果，气泡缺陷较少。

上述锆质铝硅酸盐玻璃的厚度为0.30mm～22mm。该锆质铝硅酸盐玻璃作为保护玻璃可广泛应用于触摸屏、提款机、自助打印终端设备以及3D电视中，亦可作为安全玻璃广泛应用于交通工具如航空器材用前风挡及高铁机车机头前窗。

上述锆质铝硅酸盐玻璃采用浮法工艺制备。请参阅图1，上述锆质铝硅酸盐玻璃的制备方法包括如下步骤：

步骤S110：将石英砂、Na₂CO₃、CaCO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将混合物于1400℃～1520℃下保温1小时，使混合物熔融，其中，玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂。

上述原料的配比使最终得到的锆质铝硅酸盐玻璃按质量百分比计，包括如下组分：SiO₂55.0～68.0％；Al₂O₃5.0～20.0％；CaO 0～5.0％；MgO 0～10.0％；K₂O1.0～8.0％；Na₂O 10.0～17.0％；CeO₂0.01～2.0％；TiO₂0.001～2.0％；ZrO₂0.3～3.0％；SnO₂0.01～1.5％及Fe₂O₃0.010～0.012％。其中，K₂O和Na₂O的总质量百分比为12.0～20.0％，且K₂O和Na₂O的质量比满足0.03<K₂O/Na₂O<0.75；CaO和MgO的总质量百分比≤12.0％。

其中，石英砂为超纯低铁石英砂，以使锆质铝硅酸盐玻璃的Fe₂O₃的质量百分比为0.010～0.012％，总含铁量小于150ppm。

上述玻璃澄清剂，NH₄NO₃高温分解后在最终得到的锆质铝硅酸盐玻璃中没有残留，Na₂SO₄作为澄清剂组分之一，同时作为Na₂O的来源，CeO₂和SnO₂分别作为澄清剂的组分之一，并保留于最终得到的锆质铝硅酸盐玻璃中。

由于NH₄NO₃的强氧化作用，使Sn和Ce以四价的形式稳定下来，避免过早的释放出氧气。在温度较高的澄清阶段，大部分的SnO₂及CeO₂分解为SnO及Ce₂O₃，并释放出氧气气泡，溶解在玻璃液中的气泡扩散到这些氧气气泡中，从而带动气泡上升，没有上升的小气泡在澄清阶段结束时再被吸收，也就是在低温下被SnO、Ce₂O₃吸收，而在这个吸收过程中SnO及Ce₂O₃再被氧化成SnO₂及CeO₂，使得玻璃的气泡含量极少。Na₂SO₄在高温下分解成Na₂O和SO₃，SO₃气体形成气泡融合玻璃液中的其他气泡，气泡进一步长大后浮到玻璃液表面释放到环境中，因此在玻璃中起到澄清作用，进一步减少玻璃的气泡含量。因此，使用包含NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂的复合澄清剂，有利于降低澄清温度并提高澄清效果。

优选地，NH₄NO₃与Na₂SO₄的质量比为0.2～3.0:1.5～3.0，更优选为0.5～2.5:1.5～2.5，进一步优选为1.0～2.0:1.5～2.5。

步骤S120：将熔融后的混合物升温至1520℃～1620℃澄清2小时，得到玻璃液。

由于使用包含NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂的复合澄清剂，使得澄清温度较低，最高为1620℃。

步骤S130：使玻璃液成型，得到锆质铝硅酸盐玻璃。

优选地，使玻璃液成型的方法为浮法成型。

制备得到锆质铝硅酸盐玻璃后，包括将锆质铝硅酸盐玻璃进行钢化，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃的步骤。

钢化的步骤为：将锆质铝硅酸盐玻璃放入温度为380℃～450℃的硝酸钾熔融液中处理0.5小时～8小时，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

优选地，将锆质铝硅酸盐玻璃放入温度为380℃～450℃的硝酸钾熔融液中处理0.5小时～8小时的步骤之前，还包括预处理的步骤，预处理的步骤为将锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟。

上述锆质铝硅酸盐玻璃的制备方法所制备的锆质铝硅酸盐玻璃的组分合理设计，且玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂，使得熔融温度和澄清温度较低，且澄清效果较佳，气泡缺陷较少。

以下通过实施例进一步阐述。

说明：测试方法或仪器：

(1)气泡用外观缺陷检测仪(效力王)及显微镜(尼康A1共聚焦激光显微镜)进行观察统计；

(2)软化温度及转变温度是利用耐驰热膨胀仪(耐驰DIL402PC)进行测试，将样品做成50mm左右的条状试样，从室温以速率5℃/min升温至测试完毕；

(3)表面应力和离子交换深度利用表面应力测试仪(FSM-6000LE)进行测试。

实施例1

1、将石英砂、Na₂CO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将混合物置于电熔炉中，于1500℃下保温1小时，使混合物熔融，其中，玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

2、将熔融后的混合物升温至1605℃澄清2小时，得到玻璃液；

3、采用浮法方式使玻璃液成型，得到锆质铝硅酸盐玻璃，该锆质铝硅酸盐玻璃的组分见表1；

4、将锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟，然后放入温度为420℃的硝酸钾熔融液中处理6小时，最后以5℃/min的速率降温至100℃，并于100℃下保温30分钟，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

实施例2

1、将石英砂、Na₂CO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将混合物置于电熔炉中，于1510℃下保温1小时，使混合物熔融，其中，玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

2、将熔融后的混合物升温至1615℃澄清2小时，得到玻璃液；

3、采用浮法方式使玻璃液成型，得到锆质铝硅酸盐玻璃，该锆质铝硅酸盐玻璃的组分见表1；

4、将锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟，然后放入温度为420℃的硝酸钾熔融液中处理6小时，最后以5℃/min的速率降温至100℃，并于100℃下保温30分钟，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

实施例3

1、将石英砂、Na₂CO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将混合物置于电熔炉中，于1515℃下保温1小时，使混合物熔融，其中，玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

2、将熔融后的混合物升温至1620℃澄清2小时，得到玻璃液；

3、采用浮法方式使玻璃液成型，得到锆质铝硅酸盐玻璃，该锆质铝硅酸盐玻璃的组分见表1；

4、将锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟，然后放入温度为420℃的硝酸钾熔融液中处理6小时，最后以5℃/min的速率降温至100℃，并于100℃下保温30分钟，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

实施例4

1、将石英砂、Na₂CO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将混合物置于电熔炉中，于1520℃下保温1小时，使混合物熔融，其中，玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

2、将熔融后的混合物升温至1620℃澄清2小时，得到玻璃液；

3、采用浮法方式使玻璃液成型，得到锆质铝硅酸盐玻璃，该锆质铝硅酸盐玻璃的组分见表1；

4、将锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟，然后放入温度为420℃的硝酸钾熔融液中处理6小时，最后以5℃/min的速率降温至100℃，并于100℃下保温30分钟，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

实施例5

1、将石英砂、Na₂CO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将混合物置于电熔炉中，于1500℃下保温1小时，使混合物熔融，其中，玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

2、将熔融后的混合物升温至1600℃澄清2小时，得到玻璃液；

3、采用浮法方式使玻璃液成型，得到锆质铝硅酸盐玻璃，该锆质铝硅酸盐玻璃的组分见表1；

4、将锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟，然后放入温度为420℃的硝酸钾熔融液中处理6小时，最后以5℃/min的速率降温至100℃，并于100℃下保温30分钟，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

实施例6

1、将石英砂、Na₂CO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将混合物置于电熔炉中，于1495℃下保温1小时，使混合物熔融，其中，玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

2、将熔融后的混合物升温至1595℃澄清2小时，得到玻璃液；

3、采用浮法方式使玻璃液成型，得到锆质铝硅酸盐玻璃，该锆质铝硅酸盐玻璃的组分见表1；

4、将锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟，然后放入温度为420℃的硝酸钾熔融液中处理6小时，最后以5℃/min的速率降温至100℃，并于100℃下保温30分钟，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

实施例7

1、将石英砂、Na₂CO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将混合物置于电熔炉中，于1485℃下保温1小时，使混合物熔融，其中，玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

2、将熔融后的混合物升温至1585℃澄清2小时，得到玻璃液；

3、采用浮法方式使玻璃液成型，得到锆质铝硅酸盐玻璃，该锆质铝硅酸盐玻璃的组分见表1；

4、将锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟，然后放入温度为420℃的硝酸钾熔融液中处理6小时，最后以5℃/min的速率降温至100℃，并于100℃下保温30分钟，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

实施例8

1、将石英砂、Na₂CO₃、CaCO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将混合物置于电熔炉中，于1470℃下保温1小时，使混合物熔融，其中，玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

2、将熔融后的混合物升温至1575℃澄清2小时，得到玻璃液；

3、采用浮法方式使玻璃液成型，得到锆质铝硅酸盐玻璃，该锆质铝硅酸盐玻璃的组分见表1；

4、将锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟，然后放入温度为420℃的硝酸钾熔融液中处理6小时，最后以5℃/min的速率降温至100℃，并于100℃下保温30分钟，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

实施例9

1、将石英砂、Na₂CO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将混合物置于电熔炉中，于1500℃下保温1小时，使混合物熔融，其中，玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

2、将熔融后的混合物升温至1605℃澄清2小时，得到玻璃液；

3、采用浮法方式使玻璃液成型，得到锆质铝硅酸盐玻璃，该锆质铝硅酸盐玻璃的组分见表1；

4、将锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟，然后放入温度为420℃的硝酸钾熔融液中处理6小时，最后以5℃/min的速率降温至100℃，并于100℃下保温30分钟，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

实施例10

1、将石英砂、Na₂CO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将混合物置于电熔炉中，于1510℃下保温1小时，使混合物熔融，其中，玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

2、将熔融后的混合物升温至1610℃澄清2小时，得到玻璃液；

3、采用浮法方式使玻璃液成型，得到锆质铝硅酸盐玻璃，该锆质铝硅酸盐玻璃的组分见表1；

4、将锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟，然后放入温度为420℃的硝酸钾熔融液中处理6小时，最后以5℃/min的速率降温至100℃，并于100℃下保温30分钟，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

表1实施例1～实施例10的锆质铝硅酸盐玻璃的组成

由下表2可看出，实施例1～实施例10的锆质铝硅酸盐玻璃制备时的熔融温度较低，最高为1520℃；澄清温度较低，最高为1620℃。并且，实施例1～实施例10的锆质铝硅酸盐玻璃的气泡缺陷较少，每平米的大于0.02mm气泡数最高仅为2个。其余实施例钢化性能优良，DOL能够达到24μm以上，CS在600Mpa以上。

表2实施例1～实施例10的锆质铝硅酸盐玻璃的性能

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种锆质铝硅酸盐玻璃，其特征在于，按质量百分比计，由如下组分组成：

其中，所述K₂O和Na₂O的总质量百分比为12.0～20.0％，且所述K₂O和Na₂O的质量比满足0.03<K₂O/Na₂O<0.75；

所述CaO和MgO的总质量百分比为6.0～12.0％。

2.根据权利要求1所述的锆质铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述TiO₂和CeO₂的总质量百分比≤1.0％。

3.根据权利要求1所述的锆质铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述ZrO₂和Al₂O₃的质量比满足0.015≤ZrO₂/Al₂O₃<0.20。

4.一种锆质铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:

将石英砂、Na₂CO₃、CaCO₃、KNO₃、K₂CO₃、NaNO₃、MgO、Al₂O₃、CeO₂、SnO₂、锆英砂、TiO₂和玻璃澄清剂进行混合得到混合物，将所述混合物于1400℃～1520℃下保温，使所述混合物熔融，其中，所述玻璃澄清剂包括NH₄NO₃、Na₂SO₄、CeO₂和SnO₂；

将熔融后的所述混合物升温至1520℃～1620℃进行澄清，得到玻璃液；

使所述玻璃液成型，得到所述锆质铝硅酸盐玻璃，所述锆质铝硅酸盐玻璃按质量百分比计，由如下组分组成：SiO₂65.5～68.0％；Al₂O₃5.0～9.2％；CaO0～5.0％；MgO0～10.0％；K₂O1.0～8.0％；Na₂O10.0～17.0％；CeO₂0.1～2.0％；TiO₂0.05～0.6％；ZrO₂1.60～3.0％；SnO₂0.01～1.5％及Fe₂O₃0.010～0.012％，其中，所述K₂O和Na₂O的质量之和的百分比为12.0～20.0％，且所述K₂O和Na₂O的质量比满足0.03<K₂O/Na₂O<0.75；CaO和MgO的质量之和的百分比为6.0～12.0％；

所述石英砂为超纯低铁石英砂，以使所述锆质铝硅酸盐玻璃的Fe₂O₃的质量百分比为0.010～0.012％。

5.根据权利要求4所述的锆质铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，所述使玻璃成型的方法为浮法成型。

6.根据权利要求4所述的锆质铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，还包括将所述锆质铝硅酸盐玻璃进行钢化，得到钢化锆质铝硅酸盐玻璃的步骤，所述钢化的步骤为：

将所述锆质铝硅酸盐玻璃放入温度为380℃～450℃的硝酸钾熔融液中处理0.5小时～8小时，得到所述钢化锆质铝硅酸盐玻璃。

7.根据权利要求6所述的锆质铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，将所述锆质铝硅酸盐玻璃放入温度为380℃～450℃的硝酸钾熔融液中处理0.5小时～8小时的步骤之前，还包括预处理的步骤，所述预处理的步骤为将所述锆质铝硅酸盐玻璃于300℃下保温30分钟。