CN105565647A - 一种不完全熔合玻璃组及其制备方法 - Google Patents

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal

Abstract

本发明提出了一种不完全熔合玻璃组及其制备方法，不完全熔合玻璃组包括至少2块玻璃，所述的玻璃表面平整度小于10nm,所述的玻璃贴合在一起，在所述的玻璃之间具有熔合断层。其制备方法包括先将玻璃表面清洗洁净；然后将玻璃表面相接触；然后对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；然后对玻璃组烘烤加热，加热温度240-600℃，时间0.5-48h；然后在显微镜下能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。本发明的不完全熔合玻璃组没用用到任何贴合介质，既能满足玻璃的多样化，又能保证玻璃的加工质量。

Description

一种不完全熔合玻璃组及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃产品及其加工制作领域，具体涉及一种不完全熔合玻璃组及其制备方法。
背景技术
随着玻璃行业的迅速发展，人们对玻璃形状的要求已经越来越高，早期的技术生产工艺只能提供平面的玻璃屏且外形单一，无法满足现代人们对于有着精美外形的玻璃制品的需求。
现有的玻璃加工有冷加工和热加工。其中冷加工是将一块玻璃直接CNC(Computernumericalcontrol，计算机数字控制)加工弧形曲面玻璃。为了加工出桥面玻璃的凸面和凹面，表面部分用平头刀多次来回走刀，以此方式往复地走刀，使加工路径覆盖玻璃基材的整个被加工表面。
冷加工会有以下缺陷：A：由于是直接用刀具加工异型玻璃来回切削，刀与刀相交位置会连接纹，抛光后会有不平整现象。严重影响外观，对于一些对玻璃平面有严格要求的行业是一个极大弊端。B:加工时间长，效率低，刀具磨损严重，由于工作时间长刀具磨损会直接影响到玻璃的加工不均匀，直接影响玻璃质量。
热加工是直接热弯，热弯玻璃是为了满足现代人们对玻璃样式美观，线条流畅要求，它是以一次成型的平板玻璃为原材料，通过重力弯曲玻璃板的方法来实现不同的弯曲形状。其中，重力弯曲玻璃板的方法包括将玻璃板支撑在与最终成型形状接近的弯曲框架或模具上、然后将玻璃板送进加热炉进行加热、最终玻璃板软化后通过自身的重力使其边部与弯曲框架或模具逐渐贴合而弯曲成指定的形状等步骤；压制弯曲玻璃板的方法包括加热和软化玻璃板、通过水平传输装置将玻璃板送进成型区并设置于具有凹形成型表面的下部压制凹模上、最后具有凸形成型表面的上部压制凸模与下部压制凹模相向运动对压玻璃板以实现最终的弯曲成型等步骤。
热加工会有以下缺陷：A：玻璃板必须在很高的弯曲温度下进行弯曲，并且在压制成型前的初步成型阶段是通过重力的作用解决边部褶皱问题，导致质量控制不稳定，同时由于用于压制成型的凸模和凹模必须在高温的弯曲室内运行，凸模和凹模容易出现变形，使得凸模和凹模的匹配性难以控制，对模具的耐温性有较高的要求，使得该方法只适用于炉内压制成型而不适用于炉外压制成型，应用上具有一定的局限性。B：由优质玻璃加热弯软化，在模具中成型，再经退火制成的曲面玻璃，材料必须要优质玻璃，原材成本的的加重。由于整个过程在高温中形成，高耗能。整套设备及其昂贵，对模具要求极为苛刻，直接加重加工及设备成本，加工成型时间长，生产效率极低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提出一种不同于冷加工也不同于热加工的不完全熔合玻璃组及其制备方法，从而既能从根本上规避现有技术的缺陷，又能保留或达到冷加工玻璃和热加工玻璃的优点，既能满足玻璃的多样化，又能保证玻璃的加工质量。
本发明提出的一种不完全熔合玻璃组，所采用的技术方案为：
一种不完全熔合玻璃组，包括至少2块玻璃，所述的玻璃表面平整度小于10nm,所述的玻璃贴合在一起，在所述的玻璃之间具有熔合断层。
优选地，至少1块的所述玻璃由如下配方制成：
上述百分比为重量百分比。
优选地，所述其他可添加的成分为FeO、Fe2O3、CuO、Cu2O、CdO、Co2O3、Ni2O3、MnO2中的一种或一种以上。
优选地，至少1块的所述玻璃是康宁玻璃、肖特玻璃、Panda玻璃或DT玻璃。
本发明还提出上述的不完全熔合玻璃组的制备方法，所采用的技术方案为：
一种不完全熔合玻璃组的制备方法，包括如下步骤，
S1.先将玻璃表面清洗洁净；
S2.将玻璃表面相接触；
S3.对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；
S4.对玻璃组烘烤加热，加热温度240-600℃，时间0.5-48h；
S5.在显微镜下能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
优选地，S4中，加热温度越低，则加热时间越长。
优选地，S4中，加热温度300-550℃。
本发明的有益效果在于，
1、本发明不完全熔合玻璃组在玻璃的组合过程中没用用到任何贴合介质，如没有用到任何的胶制品，属于无胶产品。
2、本发明不完全熔合玻璃组可以是相同材质或相同配方制成的2块或2块以上玻璃之间的不完全熔合，也可以是不同材质或不同配方制成的2块或2块以上玻璃之间的不完全熔合，从而使发明不完全熔合玻璃组具有多样性。
3、本不完全熔合玻璃组可以进行CNC切割与抛光制作出各种3D玻璃图形，提供平面的玻璃屏多样化，解决平面的平整性，加工区域只有周围弧边，大大减少了加工时间，即加工工艺简化，效率提高，又大大节约成本，保证了加工玻璃的曲面质量。该3D玻璃可以被制作为玻璃表壳、手机壳、手机触摸屏、车载控制器触摸屏等。
附图说明
图1为一种2块玻璃叠加组合的主视图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的2块玻璃形成的不完全熔合玻璃组；
图4为图1的2块玻璃形成的完全熔合玻璃组。
具体实施方式
下面对本发明做更加清楚完整的说明。
本发明提出的一种不完全熔合玻璃组，其包括至少2块玻璃，所述的玻璃表面平整度小于10nm,所述的玻璃贴合在一起，在所述的玻璃之间具有熔合断层。其中，“至少2块玻璃”是指等于或大于2块玻璃，其下限值为2，其上限值为不受限制的自然数，如3,4,5,10,100，1000或10000等，本领域技术人员可举例的大于2的自然数均是本发明所表达的范围。大于2块的玻璃之间的组合，均可以参照2块玻璃的组合，也就是说，2块玻璃的组合是最小的组合单元，是最小的玻璃结构组合体。任何大于2块的玻璃之间的组合，本领域技术人员均可以参照2块玻璃的组合后进行玻璃数量的叠加。如3块玻璃，就是3块玻璃依次贴合在一起后，在有接触的两两玻璃之间均具有熔合断层，且满足每块玻璃的表面平整度小于10nm。因此，本发明不完全熔合玻璃组重点以最小单元的玻璃组合进行详细的说明，也就是以2块玻璃的组合进行说明，其他大于2块的玻璃之间的组合均可以参照最小单元进行相应的玻璃叠加组合，从而得到更多的不同数量玻璃组合的不完全熔合玻璃组。
表面平整度是本领域通用的一个参数，其是指不平之间的所差数据，就是平整度。因为玻璃表面并不会绝对平整。
玻璃表面平整度小于10nm是玻璃之间具有熔合断层的一个重要条件。而具有熔合断层是成为不完全熔合玻璃组的一个重要特点。
下面以最小组合单元，2块玻璃为例进行进一步地说明。
在玻璃的选择上，既可以选择相同材质的玻璃，也可以选择不同材质的玻璃。或者说，既可以选择由相同配方制成的两块玻璃，也可以选择由不同配方制成的两块玻璃。或者说，既可以选择相同厂家的两块玻璃，也可以选择不同厂家的两块玻璃。
其中，由配方制成的玻璃，简称配方玻璃，发明人对配方玻璃进行过研究，得到了一种配方玻璃可以应用在本发明的不完全熔合玻璃组。
该配方玻璃由如下配方制成：
上述百分比为重量百分比。
其中，其他可添加的成分可根据实际需要进行添加。优选地，所述其他可添加的成分为FeO、Fe2O3、CuO、Cu2O、CdO、Co2O3、Ni2O3、MnO2中的一种或一种以上。
玻璃是由二氧化硅与其他化合物按照不同比例进行熔化混合而成。相同的配方其成分相同，不同的配方其成分不同。
在本领域内，不同厂家的玻璃包括康宁玻璃、肖特玻璃、Panda玻璃或DT玻璃。
其中，康宁玻璃，英文名叫Corninggorillaglass，又称大猩猩玻璃，是一种铝硅酸盐玻璃，它是由美国康宁公司设计的一款玻璃。化学强化高，康宁玻璃与普通的玻璃从外观和性能上来看没有太大的区别，但化学强化后两者的性能就截然不同。所以一般我们所说的康宁玻璃，大多数都是指化学强化后的康宁玻璃。
肖特玻璃，是由肖特玻璃厂制造的玻璃，肖特玻璃厂(SchottGlaswerkeAG)是德国制造光学玻璃的工厂。现在的美茵兹肖特玻璃厂是世界上最大的光学玻璃厂，其肖特玻璃目录有一百多种光学玻璃。
Panda玻璃，为四川旭虹光电科技有限公司生产的王者熊猫－高铝盖板玻璃。
DT玻璃，英文全称为Dragontrailglass，又称龙尾玻璃、龙迹玻璃或升龙玻璃。是日本AGC(日本旭硝子公司)生产的一种硅酸铝玻璃。
上述的不完全熔合玻璃组的制备方法，包括如下步骤，
S1.先将玻璃表面清洗洁净；
S2.将玻璃表面相接触；
S3.对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；
S4.对玻璃组烘烤加热，加热温度240-600℃，时间0.5-48h；
S5.在显微镜下能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
其中，S1的作用在于去除杂质，使表面无脏污以及微型颗粒物，如粉尘等；
S2-S3的作用在于，使玻璃之间形成范德华力贴合。
S4的作用在于，使玻璃的熔合力大于玻璃的破裂力，但玻璃又未达到完全熔融状态。
仍以2块玻璃为例，结合附图进行更详细的说明。
参见图1-图4所示，玻璃110与玻璃210，这两个玻璃为结晶的玻璃，即表面无脏污以及微型颗粒物，如粉尘等，可以通过清洗并于过滤的气体风干让玻璃达到此状态。只要玻璃110与玻璃210足够干净，玻璃110与玻璃210相接触，并可整体施力，可优选地对局部施力，使局部接触，由于表面极为平整，接触部分形成范德华力，该部分首先相互吸附再一起，同时会带动玻璃其他区域使之相吸引，最终玻璃110和玻璃210将全部贴合在一起，再使用240-600℃，优选300-550℃，30分钟-48小时的烘烤加热，加速两玻璃接触区域112与211处的原子进行相互扩散，产生熔合效应，随着烘烤时间的加长，接触区域112与211处的结合力会不断的上升，并且将大于玻璃破裂时的应力，即便玻璃被破坏，接触区域112与211也不会分离。随着时间的持续，最后110与210将变成一个无断面的整体。我们命名为完全熔合玻璃组，达到图4所示的状态。
由于要保证玻璃组平整的情况下要达到完全熔合玻璃组，需要非常长的时间以及苛刻的条件，不利于生产。本发明主要针对不完全熔合玻璃组来进行公开与保护。发明人研究并找到控制玻璃平整度的状态下，熔合力大于玻璃(包括强化玻璃)的破裂力的参数，但玻璃并未达到完全熔融状态，先将玻璃表面清洗洁净，通过范德华力贴合，并将温度控制在240-600℃，优选300-550℃区间持续30分钟到-48小时以内。温度越低，时间则越久。由于玻璃的材质会影响制程参数，所以该参数值(温度、时间)给定为一个区间。经过这个玻璃的熔融工艺，两块玻璃110与210形成不完全熔合玻璃组，即熔合力大于玻璃破裂力，但又未达到完全熔融状态，即形成不完全玻璃熔合组。
本发明不完全玻璃熔合组有两个重要特点：
1.玻璃破裂与被外力强行破坏时，玻璃110与玻璃210依然完好的贴合在一起。
2.两玻璃组之间有一个熔合断层，在显微镜下是可以观察到。
其中第1点为本发明的一个技术效果；第2点为本发明的一个技术特征。其中显微镜优选高倍显微镜，如可100倍放大。如100倍放大，能看到熔合断层的玻璃组状态，均为不完全熔合玻璃组。
玻璃是由二氧化硅与其他化合物按照不同比例进行熔化混合而成。只要玻璃表面足够平整，本发明不完全熔合玻璃组可以使用同一配方的两块玻璃进行熔合，也可以使用不同配方的两块玻璃进行熔合，而同种配方的两玻璃，如果配方有变动(如成分比例变动)，熔合参数也将得到一定的调整。同时，不同种配方的玻璃进行熔合，在参数上的差异会更加明显。由于不同配方所制造的玻璃会有不同的热膨胀系数，温度过高而导致两不同配方的玻璃在熔合过程中产生应力而变形弯曲。本领域内的不同厂家的玻璃有着不同的配方，可通过参数的调整(温度和时间的调整)得到平整度小于0.1nm的不完全熔合。
下面通过实施例来进一步说明。仍以2块玻璃为例。
本发明所描述的实施例仅仅是本发明优选的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
康宁玻璃与康宁玻璃
先将2块玻璃表面清洗洁净；然后将玻璃表面相接触；然后对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；再对玻璃组烘烤加热，温度550℃时间1小时，30分钟。最后在高倍显微镜下，如100倍放大，能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
实施例2
肖特玻璃与肖特玻璃：
先将2块玻璃表面清洗洁净；然后将玻璃表面相接触；然后对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；再对玻璃组烘烤加热，温度530℃时间1小时，50分钟。最后在高倍显微镜下，如100倍放大，能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
实施例3
panda玻璃与panda玻璃：
先将2块玻璃表面清洗洁净；然后将玻璃表面相接触；然后对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；再对玻璃组烘烤加热，温度540℃时间1小时45分钟。最后在高倍显微镜下，如100倍放大，能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
实施例4
DT玻璃与DT玻璃：
先将2块玻璃表面清洗洁净；然后将玻璃表面相接触；然后对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；再对玻璃组烘烤加热，温度550℃时间2小时。最后在高倍显微镜下，如100倍放大，能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
实施例5
康宁玻璃与肖特玻璃：
先将2块玻璃表面清洗洁净；然后将玻璃表面相接触；然后对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；再对玻璃组烘烤加热，温度450℃大于1小时50分钟。最后在高倍显微镜下，如100倍放大，能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
实施例6
康宁玻璃与panda玻璃：
先将2块玻璃表面清洗洁净；然后将玻璃表面相接触；然后对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；再对玻璃组烘烤加热，温度430℃时间2小时。最后在高倍显微镜下，如100倍放大，能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
实施例7
康宁玻璃与DT玻璃：
先将2块玻璃表面清洗洁净；然后将玻璃表面相接触；然后对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；再对玻璃组烘烤加热，温度455℃时间1小时45分钟。最后在高倍显微镜下，如100倍放大，能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
实施例8
肖特玻璃与panda玻璃：
先将2块玻璃表面清洗洁净；然后将玻璃表面相接触；然后对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；再对玻璃组烘烤加热，温度435℃时间2小时。最后在高倍显微镜下，如100倍放大，能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
实施例9
肖特玻璃与DT玻璃：
先将2块玻璃表面清洗洁净；然后将玻璃表面相接触；然后对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；再对玻璃组烘烤加热，温度445℃时间1小时55分钟。最后在高倍显微镜下，如100倍放大，能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
实施例10
panda玻璃与DT玻璃：
先将2块玻璃表面清洗洁净；然后将玻璃表面相接触；然后对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；再对玻璃组烘烤加热，温度430℃时间2小时20分钟。最后在高倍显微镜下，如100倍放大，能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
实施例6-实施例10的不同配方的玻璃均可以是玻璃110或者210，如康宁玻璃与肖特玻璃，康宁玻璃可以为玻璃110，肖特玻璃为玻璃210，也可以是康宁玻璃是玻璃210，肖特玻璃是玻璃110。
实施例1-10得到的不完全熔合玻璃组，通过外力(如重锤)将它们强行破坏，结果显示，所有的不完全熔合玻璃组的各个碎片所组合的玻璃依然完好的贴合在一起。
以2块玻璃为例，本发明所描述是一种贴合在一起的玻璃结构组合体。它包括两种相同材质或者不同材质的玻璃，其组合过程中没用用到任何贴合介质。该玻璃满足表面平整度小于10nm。该玻璃组合在本发明中称之为“不完全熔合玻璃组”。本发明不完全熔合玻璃组可以进行CNC切割，与抛光制作出各种3D玻璃图形，该3D玻璃可以被制作为玻璃表壳，手机壳，手机触摸屏，车载控制器触摸屏，手机贝壳等。如图1-图3的结构，可以直接加工成想要的曲面形状。图1-图3只是示出了其中的一个结构。本发明可以提供平面的玻璃屏多样化，解决了平面的平整性，加工区域只有周围弧边，大大减少了加工时间，即加工工艺简化，增长刀具的使用寿命，效率提高，又大大节约成本，保证了加工玻璃的曲面质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种不完全熔合玻璃组，其特征在于，包括至少2块玻璃，所述的玻璃表面平整度小于10nm,所述的玻璃贴合在一起，在所述的玻璃之间具有熔合断层。
2.如权利要求1所述的不完全熔合玻璃组，其特征在于，至少1块的所述玻璃由如下配方制成：
上述百分比为重量百分比。
3.如权利要求2所述的不完全熔合玻璃组，其特征在于，所述其他可添加的成分为FeO、Fe2O3、CuO、Cu2O、CdO、Co2O3、Ni2O3、MnO2中的一种或一种以上。
4.如权利要求1所述的不完全熔合玻璃组，其特征在于，至少1块的所述玻璃是康宁玻璃、肖特玻璃、Panda玻璃或DT玻璃。
5.权利要求1-4任一所述的不完全熔合玻璃组的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
S1.先将玻璃表面清洗洁净；
S2.将玻璃表面相接触；
S3.对玻璃组施力，使接触部分形成范德华力贴合；
S4.对玻璃组烘烤加热，加热温度240-600℃，时间0.5-48h；
S5.在显微镜下能看到熔合断层的玻璃组状态，即为不完全熔合玻璃组。
6.如权利要求5所述的不完全熔合玻璃组的制备方法，其特征在于，S4中，加热温度越低，则加热时间越长。
7.如权利要求5所述的不完全熔合玻璃组的制备方法，其特征在于，S4中，加热温度300-550℃。
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