CN108129020A - 一种玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及玻璃制备领域，公开了一种玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用，以摩尔百分比计，该组合物中，SiO2、B2O3、P2O5、GeO2和TeO2的总含量为60‑85mol％；Al2O3和Ga2O3的总含量为3‑20mol％；ZnO和Y2O3的总含量为0.1‑5mol％；碱土金属氧化物的总含量为4‑30mol％。本公开制备得到的玻璃，具有较高的应变点、较低的熔化温度、较高的热膨胀系数，并同时兼具良好的韧性，适合进行大规模工业生产。
Description
技术领域
本公开涉及玻璃制造领域，具体地，涉及一种玻璃组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用。
背景技术
随着智能手机与平板电脑的普及，开启了移动智能时代。目前包括智能手机与平板电脑的智能设备的性能已与笔记本接近，让人们凭借无线通信的方便性无时无刻不在执行及享受较高层次的商务及娱乐活动。在这样的趋势下，对显示器性能的要求也在不断提高，尤其是对移动智能设备的画面质量、在户外的可视性能要求也正在提升，同时，为了减轻手持式设备的使用负担，使产品的重量变轻、厚度变薄成为大势所趋。在这种发展潮流的引导下，显示面板正在向轻薄化、超高清显示的方向发展，面板制程工艺向更高处理温度发展；同时单片玻璃经过工艺处理，厚度达到0.25mm、0.2mm、0.1mm甚至更薄。但是随着玻璃基板厚度大幅减小，显示面板成盒后的机械强度大幅降低，抗跌落冲击性能受到严重挑战，面板制程中Bending测试失效问题时有发生。因此，提高基板玻璃材料断裂韧性降低玻璃材料脆性是料方研究过程中的重要课题之一。
另一方面，柔性显示器件的基板衬底材料可由玻璃、有机聚合物、金属等材料制得，现有材料的性能各有优劣，目前还没有获得兼具高强度和高韧性的材料。有机聚合物柔性衬底具有成本低易制造等优点，但在耐热性方面存在较大不足，例如优化的聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)具有超过400℃的高温耐受性，但是仍无法满足低温多晶硅(LTPS)工艺中600℃高温制程的要求。与柔性材料如聚合物与金属箔相比，厚度<0.1mm的超薄玻璃是一种配方高度优化的玻璃材料，其阻隔水汽和氧气的性能优异，具有优良的耐化性和机械性能，还具有较低的热膨胀和较高的热稳定性。它最大的优势在于镀膜技术的成熟性和兼容性。目前主流有源矩阵液晶显示器(AMLCD)、有源矩阵有机发光二极体面板(AMOLED)均在玻璃基板上制作薄膜晶体管(TFT)，相关技术、设备和产业链已非常成熟，兼容性非常理想，必将大大降低生产成本，虽然柔性玻璃基板存在无法折叠的问题，但并非所有应用场景均需要折叠器件。非折叠柔性光电器件仍有大量应用需求。
值得注意的是，超薄玻璃是一种脆性材料，降低其脆性、扩大其优势仍是在料方层面需要突破的问题；另一方面，提供耐热性高的柔性玻璃基板有利于LTPS等技术顺利实施，例如，应变点超过600℃、640℃，甚至680℃。在柔性封装盖板材料方面，低脆性超薄柔性无碱玻璃盖板在强度、气密性等方面远胜聚合物材料，但是同样存在玻璃材料无法避免的脆性问题，因此在料方层面降低脆性、提高柔韧性是需要解决的重要课题之一。
发明内容
本公开的目的是提供一种用于制备铝硅酸盐玻璃的组合物，一种铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用。
为了实现上述目的，本公开的第一个方面提供了一种玻璃用组合物，以摩尔百分比计，该组合物中，SiO2、B2O3、P2O5、GeO2和TeO2的总含量为60-85mol％；Al2O3和Ga2O3的总含量为3-20mol％；ZnO和Y2O3的总含量为0.1-5mol％；碱土金属氧化物的总含量为4-30mol％。
可选地，所述碱土金属氧化物选自MgO、CaO、SrO和BaO中的任意一种或多种。
可选地，以摩尔含量计，B2O3和P2O5的含量之和大于0，且B2O3和P2O5的含量之和与B2O3、P2O5、GeO2和TeO2的含量之和的比值为0.6-1；
以摩尔含量计，Al2O3的含量与Al2O3和Ga2O3的含量之和的比值为0.7-1；
以摩尔含量计，MgO和BaO的含量之和与MgO、CaO、SrO和BaO的含量之和的比值大于0.5。
可选地，以摩尔含量计，B2O3和P2O5的含量之和与B2O3、P2O5、GeO2和TeO2的含量之和的比值为0.68-0.92。
可选地，以摩尔百分比计，SiO2的含量在40mol％以上；
优选地，以摩尔百分比计，B2O3的含量为0-20mol％；
优选地，以摩尔百分比计，P2O5的含量为0-17mol％；
优选地，以摩尔百分比计，GeO2的含量为0-4mol％；
优选地，以摩尔百分比计，TeO2的含量为0-5mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Al2O3的含量为3-18mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Ga2O3的含量为0-4mol％；
优选地，以摩尔百分比计，ZnO的含量为0-2.5mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Y2O3的含量为0-3mol％。
可选地，以摩尔百分比计，Al2O3和Ga2O3的总含量为5-17mol％。
可选地，按照摩尔百分比计，根据式(I)计算获得的脆性因子D值为-5至40，
式(I)：D＝P1×(B2O3+P2O5+0.5×GeO2+0.5×Te2O3)+P2×(1.5×Y2O3+ZnO)+P3×(MgO+BaO)+P4×(1.5×CaO+SrO)+P5×(Al2O3+Ga2O3)+P6×SiO2；
在式(I)中，P1的取值为-2至0，P2的取值为-5至-2，P3的取值为-2至-1，P4的取值为0至1.5，P5的取值为1.5至3，P6的取值为0至0.5。
其中，SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、Te2O3、Al2O3、Ga2O3、ZnO、Y2O3、MgO、CaO、SrO、BaO均表示组合物中该组分的摩尔百分比；
优选地，D的取值为-2.1至32；进一步优选地，D的取值为2至19。
本公开的第二个方面提供一种制备铝硅酸盐玻璃的方法，其中，该方法包括将本公开第一个方面所述的玻璃用组合物依次进行熔融、成型、退火和机械加工处理。
可选地，所述方法还包括对机械加工处理得到的产物进行二次熔融拉薄处理，二次熔融拉薄处理的条件使得制备的玻璃的厚度小于0.1mm，优选的，在900-1200℃下拉伸成型区域粘度为105.5-107泊。
本公开的第三个方面提供一种利用上述方法制备得到的铝硅酸盐玻璃。
可选地，所述铝硅酸盐玻璃在50-350℃范围内的热膨胀系数小于40×10-7/℃，应变点温度高于700℃，粘度为200泊时对应的熔化温度Tm低于1550℃，成型温度T4与液相线温度Tl之间差值大于90℃，杨氏模量小于80GPa；
可选地，所述铝硅酸盐玻璃的断裂韧性KIC大于1.0MPa·m1/2；进一步优选地，KIC大于2.8MPa·m1/2。
可选地，所述铝硅酸盐玻璃的厚度为0.05mm，曲率半径小于3.5cm。
本公开的第四个方面提供本公开所述的玻璃用组合物或本公开所述的铝硅酸盐玻璃在制备显示器件和/或太阳能电池中的应用，
优选为在制备平板显示产品的衬底玻璃基板材料和/或屏幕表面保护用玻璃膜层材料、柔性显示产品的衬底玻璃基板材料和/或表面封装玻璃材料和/或屏幕表面保护用玻璃膜层材料、柔性太阳能电池的衬底玻璃基板材料中的应用。
本公开的玻璃用组合物，为一种具有良好断裂韧性的玻璃料方，属于铝硅酸盐玻璃体系，适用于浮法、溢流法、压延法、下拉法等各种常规玻璃制造方法用于生产厚度>0.1mm的平板玻璃或厚度<0.1mm的柔性玻璃(即一次成型法得到厚度<0.1mm的柔性玻璃)，或者适用于二次熔融拉薄的方法用于生产厚度<0.1mm的柔性玻璃。本公开制备得到的玻璃，具有较高的应变点、较低的熔化温度、较高的热膨胀系数，并同时兼具良好的韧性，适合进行大规模工业生产。
根据本公开的一种优选的实施方式，玻璃用组合物中，以摩尔百分比计，SiO2的含量在40mol％以上，玻璃用组合物中含有特定含量的SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、TeO2、Al2O3、Ga2O3、ZnO、Y2O3和碱土金属氧化物，利用此玻璃用组合物制备得到的玻璃，断裂韧性KIC大于1.0MPa·m1/2，50-350℃范围内的热膨胀系数低于40×10-7/℃，应变点温度高于700℃，粘度为200泊时对应的熔化温度Tm低于1550℃，成型温度T4与液相线温度Tl之间差值大于90℃，杨氏模量小于80GPa。产品的脆性低，柔韧性强。制成的产品可以为厚度0.05mm的柔性玻璃，曲率半径小于3.5cm。
本公开的玻璃用组合物或铝硅酸盐玻璃可用于制备显示器件和/或太阳能电池，尤其用于制备平板显示产品的衬底玻璃基板材料和/或屏幕表面保护用玻璃膜层材料、柔性显示产品的衬底玻璃基板材料和/或表面封装玻璃材料和/或屏幕表面保护用玻璃膜层材料、柔性太阳能电池的衬底玻璃基板材料以及用于其他需要低脆性高柔韧性玻璃材料的应用领域。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开的第一个方面提供了一种玻璃用组合物，以摩尔百分比计，该组合物中，SiO2、B2O3、P2O5、GeO2和TeO2的总含量为60-85mol％；Al2O3和Ga2O3的总含量为3-20mol％；ZnO和Y2O3的总含量为0.1-5mol％；碱土金属氧化物的总含量为4-30mol％。
本公开的玻璃用组合物中，SiO2作为构成网络结构的基质，其加入可提高玻璃的耐热性与化学耐久性，并使玻璃不易失透，有助于玻璃化过程。然而过多的SiO2会使得熔融温度升高，脆性增加，从而对生产工艺提出过高要求。
在本公开的玻璃用组合物中，B2O3、P2O5、GeO2、TeO2作为构成铝硅酸盐玻璃的基质，能单独生成玻璃，其加入可降低玻璃的脆性，同时B2O3、P2O5、GeO2、TeO2也是良好的助溶剂，能大幅降低玻璃的熔化温度，有助于玻璃化过程。然而过多的GeO2、TeO2会使得玻璃低温粘度降低，所以，优选的，以摩尔含量计，B2O3和P2O5的含量之和>0，且B2O3和P2O5的含量之和与B2O3、P2O5、GeO2和TeO2的含量之和的比值为0.6-1；特别优选的，比值为0.68-0.92。
本公开的发明人在研究中进一步发现，以摩尔百分比计，SiO2的含量在40mol％以上时，能够进一步提高制备得到的玻璃的机械性能、耐化学腐蚀性能。因此，为了进一步提高制备得到的玻璃的综合性能并降低脆性，优选情况下，以摩尔百分比计，SiO2的含量在40mol％以上，SiO2、B2O3、P2O5、GeO2和TeO2的总含量为65-80mol％。特别优选的，SiO2的含量在44mol％以上且小于72mol％。
本发明的玻璃用组合物中，Al2O3的加入可加速离子交换的进程及深度，但是其争夺游离氧的能力很强，大量引入Al2O3会降低玻璃结构的开放程度，使玻璃趋于刚性，增加玻璃的脆性，同时会导致玻璃易失透、热膨胀系数减小而难以与周边材料匹配、高温表面张力及高温粘度过大，加大玻璃生产工艺难度等。Ga2O3与Al2O3的部分作用相似，能够大幅提高化学强化过程中离子交换速率，能够有效的提高玻璃应变点而使熔化温度较慢升高，同时可有效改善玻璃抗冲击强度和韧性。但由于半径比效应，过多的Ga2O3会导致其作为网络形成体的比例下降、作为网络外体的比例上升，减弱上述优点，同时会导致液相线温度过高提升。故Al2O3和Ga2O3的添加含量及添加比例受到了特殊的限定。综合考虑，以摩尔百分比计，Al2O3和Ga2O3的总含量在3-20mol％范围内，优选为5-17mol％，进一步优选地，以摩尔百分比计，Al2O3的含量与Al2O3和Ga2O3的含量之和的比值为0.7-1。
本发明的玻璃用组合物中，MgO、CaO、SrO、BaO均属于碱土金属氧化物，它们的加入可有效降低玻璃的高温粘度从而提高玻璃的熔融性及成形性，并可提高玻璃的应变点，且MgO、BaO具有降低玻璃脆性的特点。其含量过多会使密度增加，裂纹、失透、分相的发生率均提高。因此，综合考虑，以各组分的总摩尔数为基准，含有4-30mol％的碱土金属氧化物，其中所述碱金属氧化物选自MgO、CaO、SrO和BaO中的任意一种或多种。优选地，以摩尔含量计，MgO和BaO的含量之和与MgO、CaO、SrO和BaO的含量之和的比值大于0.5。
本发明的玻璃用组合物中，稀土氧化物Y2O3在提高玻璃的某些性能方面具有其独特的能力，例如玻璃的抗弯强度、应变点等性能随稀土氧化物的加入而大幅上升，促使玻璃脆性降低，断裂韧性大幅增加，且能降低高温粘度，为玻璃大型工业制造带来巨大便利。ZnO能够有效降低玻璃的析晶上限温度；在软化点以下有提升强度、硬度、增加玻璃的耐化学性、降低脆性值、降低玻璃热膨胀系数的作用。但是过多的Y2O3会促使非桥氧减少，减弱上述优势；过多的ZnO含量会使玻璃的应变点大幅度降低。因此，综合考虑多种因素，以组合物的摩尔含量为基准，ZnO和Y2O3的含量之和在0.1-5mol％范围内。
本发明的玻璃用组合物中，根据玻璃制备工艺的不同，组合物还可以含有作为玻璃熔融时的澄清剂，所述澄清剂优选为硫酸盐、硝酸盐、氧化锡、氧化亚锡中的至少一种；以各组分的总摩尔数为基准，澄清剂的含量不大于1mol％。对于澄清剂的具体选择没有特别的限定，可以为本领域常用的各种选择，例如硫酸盐可以为硫酸钡，硝酸盐可以为硝酸钡。
当所述玻璃组合物种含有硫酸钡和/或硝酸钡和/或硝酸锶作为澄清剂时，硫酸钡、硝酸钡的含量以氧化钡含量计、硝酸锶含量以氧化锶计。此时，所述RO的含量还包括澄清剂中按照氧化钡含量计和/或按氧化锶含量计的硫酸钡、硝酸钡和硝酸锶。
优选地，以摩尔百分比计，B2O3的含量为0-20mol％；
优选地，以摩尔百分比计，P2O5的含量为0-17mol％；
优选地，以摩尔百分比计，GeO2的含量为0-4mol％；
优选地，以摩尔百分比计，TeO2的含量为0-5mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Al2O3的含量为3-18mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Ga2O3的含量为0-4mol％；
优选地，以摩尔百分比计，ZnO的含量为0-2.5mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Y2O3的含量为0-3mol％。
在本公开的进一步优选的实施方式中：
优选地，以摩尔百分比计，B2O3的含量为2-20mol％；
优选地，以摩尔百分比计，P2O5的含量为0-14mol％；
优选地，以摩尔百分比计，GeO2的含量为0.1-4mol％；
优选地，以摩尔百分比计，TeO2的含量为0.1-1mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Al2O3的含量为3-14mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Ga2O3的含量为0-3mol％；
优选地，以摩尔百分比计，ZnO的含量为0.5-1.4mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Y2O3的含量为0.4-3mol％。
在本公开的一种优选的实施方式中，按照摩尔百分比计，按照摩尔百分比计，根据式(I)计算获得的D值为-5至40，
式(I)：D＝P1×(B2O3+P2O5+0.5×GeO2+0.5×Te2O3)+P2×(1.5×Y2O3+ZnO)+P3×(MgO+BaO)+P4×(1.5×CaO+SrO)+P5×(Al2O3+Ga2O3)+P6×SiO2；
在式(I)中，P1的取值为-2至0，P2的取值为-5至-2，P3的取值为-2至-1，P4的取值为0至1.5，P5的取值为1.5至3，P6的取值为0至0.5；
其中，SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、Te2O3、Al2O3、Ga2O3、ZnO、Y2O3、MgO、CaO、SrO、BaO均表示组合物中该组分的摩尔百分比；
优选地，D的取值为-2.1至32；进一步优选地，D的取值为2至19。更进一步优选地，P1为-0.5，P2为-3，P3为-1.5，P4为1，P5为2，P6为0.25。
本发明的玻璃用组合物中，利用其制备铝硅酸盐玻璃时，之所以能够使得玻璃具有前述优良的综合性能，主要归功于组合物中各组分之间的相互配合，尤其是SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、TeO2、Al2O3、Ga2O3、ZnO、Y2O3、MgO、CaO、SrO、BaO之间的配合作用，更尤其是特定含量的各组分之间的相互配合。
本公开的第二个方面提供了一种制备铝硅酸盐玻璃的方法，该方法包括将本公开所述的玻璃用组合物依次进行熔融、成型、退火和机械加工处理。
本公开的方法中，优选情况下，熔融处理的条件包括：温度低于1550℃，时间大于1h。本领域技术人员可以根据实际情况确定具体的熔融温度和熔融时间。
本公开所述的方法中，优选的情况下，退火处理的条件包括：温度高于750℃，时间大于0.1h。本领域技术人员可以根据实际情况确定具体的退火温度和退火时间，此为本领域技术人员所熟知。
本公开的方法中，对于机械加工处理的方式没有特别的限定，可以为本领域常见的各种机械加工方式，例如可以为将退火处理得到的产物进行切割、研磨、抛光等。
本发明的方法中，可以通过浮法、溢流法、下拉法等各种常规玻璃制造方法生产厚度大于0.1mm的平板玻璃或厚度小于0.1mm的柔性玻璃(即一次成型法得到厚度<0.1mm的柔性玻璃)，也可以通过二次熔融拉薄的方法生产厚度小于0.1mm的柔性玻璃。因此，该方法还可以包括对机械加工处理得到的产物进行二次熔融拉薄处理，制备得到厚度小于0.1mm的柔性玻璃。对于二次熔融拉薄处理的具体方法没有特别的限定，可以为本领域常用的各种方法，例如，二次熔融拉薄处理的方法可以包括：通过浮法、溢流法、下拉法等玻璃制造方法生产厚度小于1mm的平板玻璃，将平板玻璃输送到二次拉伸成型装置供料口，以恰当的速率V0mm/min向内送入拉伸成型炉内，在控制拉伸成型区域粘度约为105.5-107泊范围内、通过拉伸机及滚筒以恰当的速率V1mm/min进行卷对卷缠绕，从而得到厚度小于0.1mm的超薄柔性玻璃板材，所述拉引速率V1大于V0。
本公开的第三方面提供了上述方法制备得到的铝硅酸盐玻璃。
优选情况下，本发明的铝硅酸盐玻璃，断裂韧性KIC大于1.0MPa·m1/2，在50-350℃范围内的热膨胀系数小于40×10-7/℃，应变点温度高于700℃，粘度为200泊时对应的熔化温度Tm低于1550℃，成型温度T4与液相线温度Tl之间差值大于90℃，杨氏模量小于80GPa。
如前所述，不同的工艺可以制造不同厚度的玻璃，通过浮法、溢流法、下拉法等各种常规玻璃制造方法可以生产厚度大于0.1mm的平板玻璃或厚度小于0.1mm的柔性玻璃，也可以进一步通过二次熔融拉薄的方法可以生产厚度小于0.1mm的柔性玻璃。其中，厚度为0.05mm的铝硅酸盐玻璃，曲率半径小于3.5cm。
本公开的第四个方面提供了本发明所述的玻璃用组合物或铝硅酸盐玻璃在制备显示器件和/或太阳能电池中的应用，所述应用优选为在制备平板显示产品的衬底玻璃基板材料和/或屏幕表面保护用玻璃膜层材料、柔性显示产品的衬底玻璃基板材料和/或表面封装玻璃材料和/或屏幕表面保护用玻璃膜层材料、柔性太阳能电池的衬底玻璃基板材料中的应用及用于其他需要低脆性、高耐热玻璃材料的应用领域。
实施例
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，如无特别说明，所用的各材料均可通过商购获得，如无特别说明，所用的方法为本领域的常规方法。
参照ASTM E-228使用卧式膨胀仪测定50-350℃的玻璃热膨胀系数，单位为10-7/℃。
参照ASTM C-623测定玻璃杨氏模量，单位为GPa。
参照ASTM E-1820测定玻璃断裂韧性KIC，单位为MPa·m1/2。
参照ASTM C-336使用退火点应变点测试仪测定玻璃应变点，单位为℃。
参照ASTM C-829使用梯温炉法测定玻璃析晶上限温度，其中，液相线温度Tl，单位为℃。
参照ASTM C-965使用旋转高温粘度计测定玻璃高温粘温曲线，其中，200P粘度对应的熔化温度Tm，单位为℃；40000P粘度对应的成型温度T4，单位为℃。
根据式(I)计算获得脆性因子D值时，取P1为-0.5，P2为-3，P3为-1.5，P4为1，P5为2，P6为0.25。
实施例1-32
按照表1所示的用量称量各组分，混匀，将混合料倒入铂金坩埚中，然后在1530℃电阻炉中加热4小时，并使用铂金棒搅拌以排出气泡。将熔制好的玻璃液浇注入不锈钢铸铁磨具内，成形为规定的块状玻璃制品，然后将玻璃制品在760℃退火炉中退火2小时，关闭电源随炉冷却到25℃。将玻璃制品进行切割、研磨、抛光，然后用去离子水清洗干净并烘干，制得厚度为0.5mm的玻璃成品。分别对各玻璃成品的各种性能进行测定，结果见表1-3。
表1
表2
表3
对比例1-7
按照实施例1-32的方法制备玻璃产品，不同的是，混合料成分如表4所示和得到的产品的性能测定结果见表5。
表4
将表1-3和表4中的数据比较可知，利用本公开所提供的方法制备得到的玻璃产品具有明显较低的脆性和明显较高的断裂韧性。本发明的玻璃用组合物或铝硅酸盐玻璃可用于制备显示器件和/或太阳能电池，尤其用于制备平板显示产品的衬底玻璃基板材料和/或屏幕表面保护用玻璃膜层材料、柔性显示产品的衬底玻璃基板材料和/或表面封装玻璃材料和/或屏幕表面保护用玻璃膜层材料、柔性太阳能电池的衬底玻璃基板材料以及用于其他需要低脆性玻璃材料的应用领域。
按照部分实施例及对比例的方法制备玻璃，然后进行二次熔融拉薄处理，其中，二次熔融拉薄处理的方法包括：将切割、研磨、抛光得到的厚度为0.7mm、宽度为50mm的平板玻璃输送到二次拉伸成型装置供料口，以V0mm/min的速率向内送入拉伸成型炉内，控制拉伸成型区域粘度P、通过拉伸机及滚筒以速率V1mm/min进行卷对卷缠绕，得到厚度为d1、宽度为d2的柔性玻璃。使用曲率半径测试仪对各玻璃成品的最小曲率半径进行测定，部分实施例的条件及对应的最小曲率半径见表5。
表5
由表5结果可知，本发明的方法可以制备得到厚度为0.05mm的铝硅酸盐玻璃，其曲率半径小于3.5cm。
以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (14)
1.一种玻璃用组合物，其特征在于，以摩尔百分比计，该组合物中，SiO2、B2O3、P2O5、GeO2和TeO2的总含量为60-85mol％；Al2O3和Ga2O3的总含量为3-20mol％；ZnO和Y2O3的总含量为0.1-5mol％；碱土金属氧化物的总含量为4-30mol％。
2.根据权利要求1所述的玻璃用组合物，其中，所述碱土金属氧化物选自MgO、CaO、SrO和BaO中的任意一种或多种。
3.根据权利要求2所述的玻璃用组合物，其中，以摩尔含量计，B2O3和P2O5的含量之和大于0，且B2O3和P2O5的含量之和与B2O3、P2O5、GeO2和TeO2的含量之和的比值为0.6-1；
以摩尔含量计，Al2O3的含量与Al2O3和Ga2O3的含量之和的比值为0.7-1；
以摩尔含量计，MgO和BaO的含量之和与MgO、CaO、SrO和BaO的含量之和的比值大于0.5。
4.根据权利要求3所述的玻璃用组合物，其中，以摩尔含量计，B2O3和P2O5的含量之和与B2O3、P2O5、GeO2和TeO2的含量之和的比值为0.68-0.92。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的玻璃用组合物，其中，以摩尔百分比计，SiO2的含量在40mol％以上；
优选地，以摩尔百分比计，B2O3的含量为0-20mol％；
优选地，以摩尔百分比计，P2O5的含量为0-17mol％；
优选地，以摩尔百分比计，GeO2的含量为0-4mol％；
优选地，以摩尔百分比计，TeO2的含量为0-5mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Al2O3的含量为3-18mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Ga2O3的含量为0-4mol％；
优选地，以摩尔百分比计，ZnO的含量为0-2.5mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Y2O3的含量为0-3mol％。
6.根据权利要求5所述的玻璃用组合物，其中，以摩尔百分比计，SiO2的含量在44mol％以上且小于72mol％；
优选地，以摩尔百分比计，B2O3的含量为2-20mol％；
优选地，以摩尔百分比计，P2O5的含量为0-14mol％；
优选地，以摩尔百分比计，GeO2的含量为0.1-4mol％；
优选地，以摩尔百分比计，TeO2的含量为0.1-1mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Al2O3的含量为3-14mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Ga2O3的含量为0-3mol％；
优选地，以摩尔百分比计，ZnO的含量为0.5-1.4mol％；
优选地，以摩尔百分比计，Y2O3的含量为0.4-3mol％。
7.根据权利要求1-4和6中任意一项所述的玻璃用组合物，其中，以摩尔百分比计，Al2O3和Ga2O3的总含量为5-17mol％。
8.根据权利要求1-4和6中任意一项所述的玻璃用组合物，其中，按照摩尔百分比计，根据式(I)计算获得的D值为-5至40，
式(I)：D＝P1×(B2O3+P2O5+0.5×GeO2+0.5×Te2O3)+P2×(1.5×Y2O3+ZnO)+P3×(MgO+BaO)+P4×(1.5×CaO+SrO)+P5×(Al2O3+Ga2O3)+P6×SiO2；
在式(I)中，P1的取值为-2至0，P2的取值为-5至-2，P3的取值为-2至-1，P4的取值为0至1.5，P5的取值为1.5至3，P6的取值为0至0.5；
其中，SiO2、B2O3、P2O5、GeO2、Te2O3、Al2O3、Ga2O3、ZnO、Y2O3、MgO、CaO、SrO、BaO均表示组合物中该组分的摩尔百分比；
优选地，D的取值为-2.1至32；进一步优选地，D的取值为2至19。
9.一种制备铝硅酸盐玻璃的方法，其中，该方法包括将权利要求1-8中任意一项所述的玻璃用组合物依次进行熔融、成型、退火和机械加工处理。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法还包括对机械加工处理得到的产物进行二次熔融拉薄处理，二次熔融拉薄处理的条件使得制备的玻璃的厚度小于0.1mm，优选的，在900-1200℃下拉伸成型区域粘度为105.5-107泊。
11.权利要求9或10所述方法制备得到的铝硅酸盐玻璃。
12.根据权利要求10所述的铝硅酸盐玻璃，其中，所述铝硅酸盐玻璃在50-350℃范围内的热膨胀系数小于40×10-7/℃，应变点温度高于700℃，粘度为200泊时对应的熔化温度Tm低于1550℃，成型温度T4与液相线温度Tl之间差值大于90℃，杨氏模量小于80GPa；
优选地，所述铝硅酸盐玻璃的断裂韧性KIC大于1.0MPa·m1/2；进一步优选地，KIC大于2.8MPa·m1/2。
13.根据权利要求11或12所述的铝硅酸盐玻璃，其中，所述铝硅酸盐玻璃的厚度为0.05mm，曲率半径小于3.5cm。
14.权利要求1-8中任意一项所述的玻璃用组合物或权利要求11-13中任意一项所述的铝硅酸盐玻璃在制备显示器件和/或太阳能电池中的应用，
优选为在制备平板显示产品的衬底玻璃基板材料和/或屏幕表面保护用玻璃膜层材料、柔性显示产品的衬底玻璃基板材料和/或表面封装玻璃材料和/或屏幕表面保护用玻璃膜层材料、柔性太阳能电池的衬底玻璃基板材料中的应用。
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