CN107298527A - 一种高铝玻璃及其强化方法 - Google Patents

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CN107298527A CN201710561668.7A CN201710561668A CN107298527A CN 107298527 A CN107298527 A CN 107298527A CN 201710561668 A CN201710561668 A CN 201710561668A CN 107298527 A CN107298527 A CN 107298527A
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Abstract

本发明公开了一种高铝玻璃及其强化方法，涉及玻璃技术领域。该高铝玻璃的一具体实施方式包括：一种高铝玻璃，以氧化物为基准，按照质量百分比计，包括：SiO2，45％～55％；Al2O3，18％～25％；P2O5，6％～15％；Na2O，12％～20％；K2O，2％～6％；MgO，1％～7％；ZrO2，0.1％～1.5％。与现有技术相比，本发明通过在高铝玻璃中引入五氧化二磷、并使高铝玻璃中的各个组分保持适当的含量，能够在保持较高的氧化铝含量的基础上，降低高铝玻璃的黏度，从而降低其生产难度；通过采用两步法的离子交换工艺强化高铝玻璃，能够使强化后的高铝玻璃达到较高的压缩应力和表面压缩层深度。

Description

一种高铝玻璃及其强化方法
技术领域
本发明涉及玻璃技术领域，尤其涉及一种高铝玻璃及其强化方法。
背景技术
随着手机、电脑等的逐渐普及，以及其他各种带有触摸屏面板的设备在各行业的广泛应用，相应的保护盖板以及屏幕贴片的需求极大地提高。通常，用于加工这些保护盖板以及屏幕贴片的材料需要满足高机械强度、高杨氏模量、高化学温度性以及轻薄化等要求。普通钠钙玻璃无法满足这些要求，即使经过化学强化，其性能仍难以达到要求。
现有技术大多采用高铝玻璃作为加工保护盖板以及屏幕贴片的材料，其中氧化铝Al2O3的含量为13％左右、甚至更高。由于氧化铝含量高，高铝玻璃的强度高于普通钠钙玻璃，同时其离子交换能力也更强。上述高铝玻璃在温度为390℃～450℃的硝酸钾熔盐中进行2h～5h的离子交换后，表面压应力(CS)一般达到650MPa以上，应力层深度(DOL)在20μm以上，可以应对意外跌落的情况。
但是，现有高铝玻璃的成分中二氧化硅与氧化铝的质量百分比之和大多高于80％，甚至高于85％，这使得高铝玻璃的熔化温度很高，极大的增加了高铝玻璃的生产难度；由于所需温度很高，所以生产和强化高铝玻璃所需的能耗大幅度增加；同时，高温会加剧高铝玻璃液对耐火材料的腐蚀，因此对耐火材料的要求也更高；此外，高铝玻璃的良率显著低于普通钠钙玻璃，导致高铝玻璃的生产和使用成本非常高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种高铝玻璃及其强化方法，能够在保持较高的氧化铝含量的基础上，降低高铝玻璃的黏度，从而降低其生产难度，提高高铝玻璃的良率；强化后的高铝玻璃能够达到较高的压缩应力和表面压缩层深度。
为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种高铝玻璃，以氧化物为基准，按照质量百分比计，包括：
SiO2，45％～55％；
Al2O3，18％～25％；
P2O5，6％～15％；
Na2O，12％～20％；
K2O，2％～6％；
MgO，1％～7％；
ZrO2，0.1％～1.5％。
可选地，以氧化物为基准，本发明的高铝玻璃进一步包括：锂的氧化物，和/或硼的氧化物。
可选地，以氧化物为基准，按照质量百分比计，包括：Li2O，0％～3％。
可选地，以氧化物为基准，按照质量百分比计，包括：B2O3，0％～3％。
可选地，按照质量计，0.31≤(0.8Al2O3+1.2P2O5)/(SiO2+Al2O3+P2O5)≤0.40。
可选地，以氧化物为基准，按照质量百分比计，包括：
SiO2，46％～52％；和/或，
Al2O3，20％～25％；和/或，
P2O5，6％～13％；和/或，
Na2O，14％～20％；和/或，
K2O，2％～7％；和/或，
MgO，1.5％～4％。
可选地，以氧化物为基准，按照质量百分比计，包括：
SiO2，48％～51％；和/或，
Al2O3，21％～24％；和/或，
P2O5，8％～13％；和/或，
Na2O，14％～18％；和/或，
K2O，2％～6％；和/或，
MgO，1.5％～3％。
可选地，以氧化物为基准，按照质量百分比计，高铝玻璃包括：
SiO2，47.7％；
Al2O3，18.1％；
P2O5，10.4％；
Li2O，0.2％；
Na2O，15.5％；
K2O，2.5％；
MgO，4.8％；
B2O3，0.2％；
ZrO2，0.6％。
可选地，以氧化物为基准，本发明的高铝玻璃不包括：钙的氧化物。
根据本发明实施例的第二个方面，提供了一种高铝玻璃的强化方法，包括：
将玻璃本体置于第一离子交换液中进行第一次离子交换；
将经第一次离子交换的玻璃本体置于第二离子交换液中进行第二次离子交换，得到强化后的高铝玻璃；
其中，
所述玻璃本体为本发明第一个方面提供的任意一种高铝玻璃；
第一离子交换液为混合熔盐，包括：钾盐、以及在第一次离子交换过程中能与钾离子进行离子交换的至少一种稀释盐；
第二离子交换液中包括所述钾盐，且第二离子交换液中所述钾盐的浓度大于第一离子交换液中所述钾盐的浓度。
可选地，第二离子交换液为纯所述钾盐的熔盐；或者，
第二离子交换液中进一步包括：抗菌剂和/或所述稀释盐。
可选地，所述钾盐为KNO3；和/或，所述稀释盐为NaNO3；和/或，所述抗菌剂为AgNO3。
可选地，按照质量百分比计，
第一离子交换液包括：KNO3，85％～90％；NaNO3，10％～15％；和/或，
第二离子交换液包括：KNO3，99.5％～100％；NaNO3，0％～0.5％；AgNO3，0.0025％～0.01％。
可选地，第一次离子交换的温度为390℃～450℃、时间为240min～600min；和/或，第二次离子交换的温度为380℃～400℃、时间为10min～30min。
根据本发明实施例的第三个方面，提供了本发明第二个方面的强化方法制得的强化高铝玻璃。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：与现有技术相比，通过在高铝玻璃中引入五氧化二磷、并使高铝玻璃中的各个组分保持适当的含量，能够在保证氧化铝含量不降低甚至提高的基础上，降低高铝玻璃的黏度，从而降低其生产难度。
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
具体实施方式
以下对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
本发明中，高铝玻璃的各组分以氧化物为基准来标示，各组分的含量按照氧化物的质量百分比来表示。其中，“以氧化物为基准”是，假设作为本发明的高铝玻璃的组成成分的原料而使用的氧化物、硝酸盐等在熔融时全部分解转化为氧化物，表示其中含有的各组分的含量的方法；“按照氧化物的质量百分比来表示”是，以该生成氧化物的总质量为100％时，高铝玻璃中含有的各组分的量。
除非另有说明，否则，列举的数值范围同时包括所述范围的上限和下限，以及所述范围之间的任意范围。还应理解的是，在说明书中揭示的各种特征可以任意和所有的组合方式使用。
根据本发明的高铝玻璃，以氧化物为基准，包括如下组分：SiO2，Al2O3，P2O5，Na2O，K2O，MgO，ZrO2。
二氧化硅SiO2是形成高铝玻璃骨架的主要成分，能提高高铝玻璃的机械强度、化学稳定性、热稳定性等。本发明中SiO2含量的最佳范围为45％～55％，进一步优选地为46％～52％，更优选地为48％～51％。如果SiO2的含量不足45％，高铝玻璃的网络完整度和稳定性会下降，耐候性低；由于SiO2是较难熔化的物质，如果SiO2的含量超过55％，则会使高铝玻璃的熔融温度升高，熔化与澄清都变的困难。
氧化铝Al2O3是使耐候性提高的成分，使玻璃网络结构更加完整，能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、硬度。Al2O3能参与形成具有较大的网络空间的铝-氧网络，提高高铝玻璃的离子交换能力以及离子交换后的性能。本发明中Al2O3的最佳含量为18％～25％，进一步优选地为20％～25％，更优选地为21％～24％。如果Al2O3的含量低于18％，则高铝玻璃的离子交换能力不足；Al2O3的含量也不宜过高，否则过多的Al2O3会显著提高玻璃的熔融温度和液相线温度，使玻璃的熔融性变差。
五氧化二磷(P2O5)能够与X2O3(X为B或Al)结合形成[XPO4]的网络结构，一方面，该网络结构使得玻璃的网络更加完整，进一步提升玻璃的热稳定性、硬度和抵抗冲击的力学性能；另一方面，该网络结构的空隙比铝-氧网络更大，从而显著增加离子交换的能力；更为重要的是，由于P2O5形成的网络结构的内部空隙更大，因此能在较长的离子交换时间内缓解高铝玻璃的内部堵塞情况，提高高铝玻璃的离子交换能力。P2O5的含量优选为6％～15％，进一步优选地为6％～13％，更优选地为8％～13％。若P2O5的含量低于6％，则高铝玻璃的离子交换能力不足，且玻璃黏度较大；若高于15％，则高铝玻璃的原料成本显著增加，且高铝玻璃易分相。此外，采用本发明的强化方法强化高铝玻璃时，若P2O5的含量低于6％，则高铝玻璃内部的网络空间无法满足本发明基于两步法的离子交换工艺的要求。
氧化钠Na2O能够显著降低高铝玻璃的熔化温度，并使高铝玻璃具有良好的离子交换能力，使经离子交换后的高铝玻璃具有较大的压缩应力和表面压缩层深度。一定含量的Na2O可以大幅降低高铝玻璃的熔融温度和液相线温度，但是同时也会急剧增加玻璃的热膨胀系数，并降低高铝玻璃的化学稳定性。本发明中Na2O含量的最佳范围为12％～20％，进一步优选地为14％～20％，更优选地为14％～18％。如果Na2O的含量超过20％，会使高铝玻璃的断键增加，导致高铝玻璃的网络结构不完整，耐候性变差；如果低于12％，则高铝玻璃的熔融性较差。
氧化钾K2O能提高高铝玻璃的熔融性，同时，能够与其他碱金属氧化物(例如Li2O或Na2O)形成混合碱效应，降低高铝玻璃的热膨胀系数。本发明中K2O的优选范围为1～7％，进一步优选地为2％～7％，更优选地为2％～6％。如果K2O的含量超过7％，高铝玻璃网络结构不完整，耐候性变差；如果低于1％，高铝玻璃的熔融性较差。
氧化镁MgO在高温时能够降低高铝玻璃的黏度，改善均匀性；能使高铝玻璃趋于稳定，提高玻璃的耐久性，防止玻璃产生结晶；提高玻璃的弹性模量，抑制裂纹的发生。本发明中MgO的优选范围为1～5％，进一步优选地为1.5％～4％，更优选地为1.5％～3％。但如果MgO的含量高于5％，则高铝玻璃的离子交换能力降低，且容易析晶，同时，高铝玻璃的料性过短，不利于成型；如果MgO低于1％，则高铝玻璃的熔体的黏度会增大、熔融性会降低，难以熔化。虽然钙的氧化物例如氧化钙(CaO)也能实现氧化镁的部分功能，但考虑到在含碱铝硅酸盐玻璃中，钙的氧化物可能会降低玻璃的离子交换速度，因此，在一些可选的实施例中，以氧化物为基准，高铝玻璃不包括：钙的氧化物。
在一些可选的实施例中，以氧化物为基准，高铝玻璃进一步包括：锂的氧化物。锂的氧化物(例如，氧化锂Li2O)能起到良好的助熔效果。在采用本发明的强化方法强化高铝玻璃时，由于第一次离子交换处理中使用钾盐浓度较低的混合熔盐，因此高铝玻璃的离子交换速度受到限制，可能会使强化后的高铝玻璃的压缩应力CS较低。本实施例中，由于高铝玻璃中含有锂的氧化物，能提高强化后的高铝玻璃的CS值。另一方面，在第一步离子交换过程中，熔盐中的稀释盐可以与高铝玻璃的中的Li+进行交换，例如第一次离子交换处理中使用含有NaNO3和KNO3的混合熔盐，在第一步离子交换工程中混合熔盐中的Na+可以与高铝玻璃的中的Li+进行交换，以此平衡混合熔盐与高铝玻璃中Na+的浓度差，防止离子交换速度过快衰减。高铝玻璃中剩余的Li+能填补Na+和K+无法进入的空隙，形成更强的挤塞效应，进一步提高高铝玻璃的CS值。考虑到Li2O对玻璃的表面压缩层深度DOL可能产生不利的影响，因此，在一些优选的实施例中，以氧化物为基准，按照质量百分比计，高铝玻璃包括：Li2O，0％～3％。
氧化锆ZrO2能提高高铝玻璃的化学稳定性，增加高铝玻璃的表面硬度，且能提高高铝玻璃形成裂纹所需的压力，从而使得高铝玻璃更耐划伤和跌落。但是过多的ZrO2会提高高铝玻璃的熔融温度，同时会带来结石等缺陷。因此本发明含有的ZrO2的含量范围为0.1％～1.5％。
在一些可选的实施例中，以氧化物为基准，高铝玻璃进一步包括：硼的氧化物。硼的氧化物(例如B2O3)可以降低玻璃的熔融温度，其形成的硼-氧网络可以在一定范围内滑动，当高铝玻璃存在应力时，可以通过这种滑动缓冲可能产生的形变，从而减少裂纹的产生，降低高铝玻璃的脆性。在采用本发明的强化方法强化高铝玻璃时，若离子交换液中包含Ag+，则离子交换过程中部分银离子Ag+会被交换至高铝玻璃内，当高铝玻璃网络具备一定的滑动性时，可使Ag+更充分的分散，避免其积聚在一起形成银胶粒，从而改善高铝玻璃的着色情况。但B2O3含量过高时，高铝玻璃的离子交换能力显著降低。因此，在一些优选的实施例中，以氧化物为基准，按照质量百分比计，高铝玻璃包括：B2O3，0％～3％。
SiO2、Al2O3以及P2O5均可以参与形成网络结构，不同组分参与形成的网络结构在性质和结构上存在一定差异，不同组分参与形成的网络结构以及各个网络结构之间的相互作用对高铝玻璃的强化效果具有一定影响。在一些优选的实施例中，按照质量计，当0.31≤(0.8Al2O3+1.2P2O5)/(SiO2+Al2O3+P2O5)≤0.40时，高铝玻璃在较大的压缩应力和表面压缩层深度方面的综合强化效果最好。
在一些可选的实施例中，以氧化物为基准，按照质量百分比计，高铝玻璃包括：SiO2，47.7％；Al2O3，18.1％；P2O5，10.4％；Li2O，0.2％；Na2O，15.5％；K2O，2.5％；MgO，4.8％；B2O3，0.2％；ZrO2，0.6％。与其他组分含量相比，在相同的强化工艺条件下，本实施例的高铝玻璃经强化处理后的强化系数更高，其压缩应力达900MPa以上、表面压缩层深度达80μm以上，并且强化后玻璃的透过率更高、与强化前的色差更小。
根据本发明实施例的另一个方面，提供一种高铝玻璃的强化方法，包括：
将玻璃本体置于第一离子交换液中进行第一次离子交换；
将经第一次离子交换的玻璃本体置于第二离子交换液中进行第二次离子交换，得到强化后的高铝玻璃；
其中，
玻璃本体为本发明第一个方面提供的任意一种高铝玻璃；
第一离子交换液为混合熔盐，包括：钾盐、以及在第一次离子交换过程中能与钾离子进行离子交换的至少一种稀释盐；
第二离子交换液中包括所述钾盐，且第二离子交换液中所述钾盐的浓度大于第一离子交换液中所述钾盐的浓度。
现有技术通常采用以此离子交换实现是对玻璃的强化，即一步法离子交换工艺。在一步法离子交换工艺中，在较长时间以内，表面压缩层深度DOL随离子交换时间的增加而增大，在该段时间内，压缩应力CS却在中间的某个时间点达到最大值，但之后由于应力松弛而减小，且应力松弛现象较为明显。如果要保证CS达到要求，则离子交换时间不能太长，这样DOL就不会很高，从而使产品的应用受到限制。
在一些可选的实施例中，钾盐为KNO3，和/或稀释盐为NaNO3。
纯钾盐的熔盐与高铝玻璃的离子交换速度过快，容易导致大量钾离子K+在较短时间进入高铝玻璃内，这些K+在高铝玻璃浅表层积聚，不易进一步向内迁移，同时堵塞了离子进入的通道，导致离子交换无法继续进行。因此采用纯钾盐的熔盐不易取得良好的离子交换效果。针对这种情况，本发明采用两步法的离子交换工艺。本发明的强化方法，使得高铝玻璃的CS以及DOL都能达到较高的值。
在第一次离子交换时采用包括钾盐、以及能与钾离子进行离子交换的至少一种稀释盐的混合熔盐，通过加稀释盐来调节离子交换速度，从而能够获得较高的DOL。本步骤可以采用较长的离子交换时间，以提高强化后的高铝玻璃的表面压缩层深度。经过第一次离子交换，玻璃的DOL已经达到较为理想的水平，但CS还需通过第二步离子交换来进一步提高。
对于通常的玻璃而言，在进行本发明第一次离子交换时容易出现应力松弛现象。本发明在玻璃中引入磷，同时对其它组分进行相应的调整，与通常的玻璃相比，本发明中高铝玻璃的这种组成使其具有较高的抗应力松弛的能力。
优选地，第一离子交换液包括：KNO3，85％～90％；NaNO3，10％～15％。如果NaNO3的质量百分数低于10％，调节离子交换速度的效果较弱；如果高于15％，则会严重降低离子交换速度，同等条件下获得某一表面压缩层深度所需的离子交换时间过长。
第一次离子交换的温度优选为390℃～450℃，如果温度低于390℃，则离子交换速度不足；若高于450℃，则易发生应力松弛现象导致强化后高铝玻璃的CS值下降，同时第一离子交换液中的熔盐分解加剧，使强化后高铝玻璃的使用寿命缩短，且对环境产生不利影响。
第一离子交换液中稀释盐的浓度对离子交换的速度具有影响，因此可以通过调节第一离子交换液中稀释盐的浓度调整第一次离子交换的时间。在一些可选的实施例中，第一离子交换液包括：KNO3，85％～90％；NaNO3，10％～15％。第一次离子交换的温度为390℃～450℃，第一次离子交换的时间为240min～600min。由于对离子交换速度进行了调整，若离子交换时间低于240min，则离子交换程度不足，强化后高铝玻璃的CS与DOL值无法达到预期。若离子交换时间高于600min，则发生应力松弛情况。
在第二次离子交换时，采用较高浓度的钾盐作为离子交换液，在不对DOL造成较大影响的情况下提高强化后的高铝玻璃的CS值。本步骤中，采用浓度较高的钾盐作为离子交换液，可以保持较高的离子交换速度，以缩短时间。
第二离子交换液可以是纯所述钾盐的熔盐，本领域技术人员也可以根据实际需要向第二离子交换液中添加其他组分，例如：抗菌剂和/或所述稀释盐。向第二离子交换液中添加抗菌剂，比如硝酸银AgNO3，可以使强化后的高铝玻璃获得抗菌功能，避免实际长期使用过程中产生安全隐患。为了保持较高的离子交换速度，第二离子交换液中应尽量避免含有稀释盐。
优选地，按照质量百分比计，第二离子交换液包括：KNO3，99.5％～100％；NaNO3，0％～0.5％；AgNO3，0.0025％～0.01％。加入少量AgNO3能够使强化后的高铝玻璃获得抗菌功能，若硝酸银的质量百分数低于0.0025％，高铝玻璃无法获得良好的抗菌功能；若高于0.01％，则强化后的高铝玻璃容易产生令人不悦的黄色，与未经强化处理的玻璃本体相比，其色差ΔE高于1、透过率降低1％以上。第二离子交换液中应尽量避免含有NaNO3，若其质量百分数高于0.5％，不利于离子交换速度。
第二次离子交换的温度优选为380℃～400℃，如果温度低于380℃，则离子交换速度不足；若高于400℃，则易发生应力松弛现象导致强化后高铝玻璃的CS值下降。
在一些可选的实施例中，第二离子交换液包括：KNO3，99.5％～100％；NaNO3，0％～0.5％；AgNO3，0.0025％～0.01％。第二次离子交换的温度为390℃～450℃，第二次离子交换的时间为10min～30min，若离子交换时间低于10min，则离子交换程度不足，强化后的高铝玻璃的CS值以及抗菌功能无法达到预期。若离子交换时间高于30min，则进入高铝玻璃中的银离子过多，使得强化后的高铝玻璃变黄。
本发明采用强化系数S来综合描述玻璃的CS与DOL，其中，S＝CS×DOL×10-5。式中，CS与DOL的单位分别为MPa与μm。
本发明还提供了采用上述强化方法制得的强化高铝玻璃。
以下基于一些实施例对本发明的高铝玻璃及其强化方法进行示例性说明。
实施例1-20
称取高铝玻璃的各个原料组分放入铂金坩埚中，将铂金坩埚放入硅钼炉中，升温至1620℃，并熔融3小时，使其均化并浇铸到模具中，在650℃温度下保温1h退火，之后随炉冷却获得块状玻璃。将该块状玻璃进行切割，并对两个表面均进行研磨和抛光，获得尺寸为50mm×50mm×5mm的块状高铝玻璃。
采用两步法离子交换工艺对上述高铝玻璃进行强化，待其冷却后，用超声波清洗机清洗1小时以洗去高铝玻璃表面残留的熔盐，烘干后待测试。表1和表2列出了实施例1-20中高铝玻璃的组成及测试结果。
透过率T及色差ΔE的测试：对强化前后的高铝玻璃进行透过率以及Lab(Lab描述的是颜色的显示方式，L表示亮度Luminosity，a表示从洋红色至绿色的范围，b表示从黄色至蓝色的范围。L的值域由0到100)值测试，采用的仪器为Datacolor 650超高精度台式分光光度测色仪，分别测得玻璃强化前后的可见光透过率T，同时对两者的色差ΔE进行计算。
CS与DOL的测试：采用FSM-6000LE双折射应力仪测试强化后的高铝玻璃的CS与DOL，测试时采用的光源为波长为589.3nm的钠光，选择的光弹性系数为28.5(nm/cm)/Mpa，折射率为1.51。
抗菌率测试：采用的标准为《JC/T 1054-2007镀膜抗菌玻璃》对强化后的高铝玻璃进行抗菌率测试。
表1实施例1-10中高铝玻璃的组成以及测试结果
表2实施例11-20中高铝玻璃的组成以及测试结果
实施例16-20是本发明的对比实施例。从表1-2中的数据可以发现，从表中可以看出，本发明中高铝玻璃的组成以及强化方法能够使得强化后的高铝玻璃同时得到较高的CS值与DOL值，高铝玻璃玻璃的压缩应力CS均高于700MPa、DOL均高于65μm，强化系数S在0.55以上；经强化处理后高铝玻璃的抗菌率在99.9％以上，可见光透过率在91％以上，与原片的色差ΔE较小。对比例1是现有技术中典型的高铝玻璃，其经过强化后虽然DOL达到60μm以上，但是其CS值较低，表明出现了严重的应力松弛。
即使对比实施例中经强化后的高铝玻璃的表面压缩层深度DOL与本发明经强化后的高铝玻璃的表面压缩层深度DOL接近，但是其压缩应力也显著低于本发明中经强化后的高铝玻璃的压缩应力。例如，实施例13中经强化后的高铝玻璃的表面压缩层深度为76.2μm，压缩应力为934MPa；虽然实施例18中经强化后的玻璃的表面压缩层深度与实施例13中的接近，为75.7μm，但是其压缩应力仅仅为565MPa，远远低于实施例13中的压缩应力。
根据实施例1-15以及对比实施例16、17的测试结果可以看出，当SiO2的含量为45％-55％时，强化后的高铝玻璃的强化系数在0.56以上，当SiO2的含量过高时，由于高铝玻璃的网络完整度和稳定性下降，强化后的高铝玻璃的强化系数显著下降。此外，由于过高含量的SiO2增加了高铝玻璃的熔化与澄清难度。从对比实施例16、17的测试结果可以看出，与未强化的高铝玻璃相比，强化后的高铝玻璃的色差ΔE非常高，分别达到0.81和0.7。
当Al2O3的含量为18％-25％时，强化后的高铝玻璃的强化系数较高，从实施例6的测试结果可以看出，强化后的高铝玻璃的强化系数达到0.748。当Al2O3的含量过低或过高时，强化后的高铝玻璃的强化系数均出现显著的下降，从对比实施例18、19的测试结果可以看出，强化后的高铝玻璃的强化系数仅为0.428、0.499。
从实施例17-20的测试结果可以看出，虽然玻璃组分中含有磷，但是由于其他各个组分的含量与本发明的不同，对应的强化后的高铝玻璃的强化系数均在0.55以下。
实施例11中高铝玻璃经强化处理之后的压缩应力较高，达到856MPa，若玻璃组分中含有Li2O，能够进一步提高高铝玻璃的CS值，从实施例13的测试结果可以看出，包含Li2O的高铝玻璃经强化处理之后的压缩应力高达934MPa。
上述实施例中，以实施例5所得的强化后的高铝玻璃的强化系数最大，达到0.753，其压缩应力达910MPa、表面压缩层深度达82.7μm，并且强化后的高铝玻璃与强化前的色差更小，仅为0.28。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高铝玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，按照质量百分比计，包括：
SiO2，45％～55％；
Al2O3，18％～25％；
P2O5，6％～15％；
Na2O，12％～20％；
K2O，2％～6％；
MgO，1％～7％；
ZrO2，0.1％～1.5％。
2.如权利要求1所述的高铝玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，进一步包括：锂的氧化物，和/或硼的氧化物。
3.如权利要求2所述的高铝玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，按照质量百分比计，包括：Li2O，0％～3％。
4.如权利要求2所述的高铝玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，按照质量百分比计，包括：B2O3，0％～3％。
5.如权利要求1所述的高铝玻璃，其特征在于，按照质量计，0.31≤(0.8Al2O3+1.2P2O5)/(SiO2+Al2O3+P2O5)≤0.40。
6.如权利要求1-5任一所述的高铝玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，所述高铝玻璃不包括：钙的氧化物。
7.一种高铝玻璃的强化方法，其特征在于，包括：
将玻璃本体置于第一离子交换液中进行第一次离子交换；
将经第一次离子交换的玻璃本体置于第二离子交换液中进行第二次离子交换，得到强化后的高铝玻璃；
其中，
所述玻璃本体为权利要求1-6任一所述的高铝玻璃；
第一离子交换液为混合熔盐，包括：钾盐、以及在第一次离子交换过程中能与钾离子进行离子交换的至少一种稀释盐；
第二离子交换液中包括所述钾盐，且第二离子交换液中所述钾盐的浓度大于第一离子交换液中所述钾盐的浓度。
8.如权利要求7所述的强化方法，其特征在于，
第二离子交换液为纯所述钾盐的熔盐；或者，
第二离子交换液中进一步包括：抗菌剂和/或所述稀释盐。
9.如权利要求8所述的强化方法，其特征在于，所述钾盐为KNO3；和/或，所述稀释盐为NaNO3；和/或，所述抗菌剂为AgNO3。
10.如权利要求7-9任一所述的强化方法制得的强化高铝玻璃。
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