CN108314315A - 玻璃、其制备方法、强化玻璃、玻璃板及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种玻璃、其制备方法、由该玻璃强化得到的强化玻璃、玻璃板及应用。一种玻璃,以下述氧化物基准的质量百分含量表示,包括如下组分:54%~67%的SiO2,10%~22%的Al2O3,10%~16%的Na2O,1.5%~8%的MgO,1%~6%的K2O及0.005%~0.1%的稀土氧化物;其中,稀土氧化物选自Er2O3、Nd2O3及Eu2O3中的至少一种;玻璃中不含钙,或玻璃中含有不超过0.1%的氧化钙;玻璃色度值呈现中性色调,玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIE Lab颜色色度指标为L*值≥96.70%,a*值为‑0.08~0.08,b*值为0.02~0.18,透光率≥91.60%。上述玻璃能呈现中性色且具有较好强化性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃、其制备方法、由该玻璃强化得到的强化玻璃、玻璃板及应用。
背景技术
近年来,在诸如移动电话和平板电脑、穿戴等触摸类设备上越来越多地使用防护玻璃来保护显示器和增加美观。这种便携式显示设备要求重量减轻、厚度变薄。因此,同样也要求用于保护显示器的玻璃覆片很薄。然而,若玻璃覆片的厚度制造得很薄,则其强度会降低,并且若在使用或携带过程中显示器设备掉落,则玻璃覆片本身有时也可能会破碎。因此,便会存在玻璃覆片无法达到保护显示器设备的最初目标的问题。
为了解决上述问题,可以想到提高玻璃覆片的强度,作为此类方法,众人皆知的是在玻璃表面上形成压缩应力层的方法。作为在玻璃表面上形成压缩应力层的方法,典型的是:用一种化学强化法,即在低于玻璃转变点温度以下,通过离子交换,用较大离子半径的碱金属离子(通常是K+离子)代替玻璃板表面上的具有较小离子半径的碱金属离子(通常是锂离子、钠离子)。提高化学强化离子交换速率的办法,主要是采用高碱金属含量的玻璃。另外,人们对显示装置的审美观要求越来越高,这要求用于其表面的玻璃面板本体一般呈现无色,且高透,不影响其触摸灵敏性。
各种玻璃原料在工业化大生产过程中(如加工、运输),都或多或少的会与铁器容器接触,因而也会带入玻璃中少量铁。工业化大生产过程中,熔制又是处于化石燃料的还原性燃烧气氛中,而采用浮法成型工艺也是处于还原性气氛,这样极易造成玻璃中残余的硫的价态发生变化,即使玻璃中正价态的硫易还原成负二价的硫,而负二价的硫会与玻璃中的铁反应,生成多硫化铁(FeSx),而使玻璃呈现琥珀色或硫磺色或棕色。
同时,现有的玻璃,对玻璃组成进行调整以使玻璃的透过率尽可能的高并保证中性色调。然而,对玻璃进行化学钢化后,表面压应力虽然能达到550MPa,但是压应力层的深度却小于20μm,使得玻璃不具有很好的钢化性能。
发明内容
基于此,有必要提供一种能呈现中性色且具有较好钢化性能的玻璃、其制备方法、由该玻璃强化得到的强化玻璃、玻璃板及应用。
一种玻璃,以下述氧化物基准的质量百分含量表示,包括如下组分:
54%~67%的SiO2,10%~22%的Al2O3,10%~16%的Na2O,1.5%~8%的MgO,1%~6%的K2O及0.005%~0.1%的稀土氧化物;
其中,所述稀土氧化物选自Er2O3、Nd2O3及Eu2O3中的至少一种;
所述玻璃中不含钙,或所述玻璃中含有不超过0.1%的氧化钙;
所述玻璃色度值呈现中性色调,所述玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIE Lab颜色色度指标为L*值≥96.70%,a*值为-0.08~0.08,b*值为0.02~0.18,透光率≥91.60%。
在其中一个实施例中,所述玻璃还含有0.005%~0.018%的Fe2O3。
在其中一个实施例中,所述玻璃在0.7mm的厚度下、在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时后得到的强化玻璃具有高于650MPa的压应力及大于25μm的压应力层深度。
在其中一个实施例中,所述玻璃包括62%~67%的SiO2,10.5%~16.5%的Al2O3,12%~14.5%的Na2O,5%~7.5%的MgO,1%~6%的K2O及0.005%~0.045%的Er2O3。
在其中一个实施例中,所述玻璃包括54%~65%的SiO2,16%~22%的Al2O3,11%~15.5%的Na2O,1.5%~7.5%的MgO,1%~6%的K2O及0.04%~0.1%的Nd 2O3。
在其中一个实施例中,所述玻璃包括59%~63%的SiO2,13.5%~16%的Al2O3,11%~15%的Na2O,4.5%~6.5%的MgO,3%~6%的K2O、0.02%~0.07%的Nd2O3、0.01%~0.05%的Eu2O3及0%~0.1%的CaO。
在其中一个实施例中,所述玻璃不含B2O3。
上述的玻璃的制备方法,按各氧化物基准的质量百分含量称取对应的原料混合并加热熔融得到玻璃液后成型,其中,所述原料中Fe2O3的含量为10ppm~150ppm。
在其中一个实施例中,所述玻璃中的Al2O3、Na2O、MgO、K2O及稀土氧化物中的至少一种在制备时至少部分通过硝酸盐的形式引入,与其他原料一起进行加热熔融得到玻璃液。
一种强化玻璃,由上述的玻璃强化得到。
一种玻璃板,由上述的玻璃或强化玻璃制成。
上述玻璃板在显示装置、触控装置、移动设备、建筑领域、家电领域、家俬领域及太阳能领域中的应用。
另一种玻璃,以下述氧化物基准的质量百分含量表示,包括如下组分:
54%~67%的SiO2,10%~22%的Al2O3,10%~16%的Na2O,1.5%~8%的MgO,1%~6%的K2O及0.005%~0.1%的稀土氧化物;
其中,所述稀土氧化物选自Er2O3、或Nd2O3及Eu2O3中的至少一种;
所述玻璃中不含钙,或所述玻璃中含有不超过0.1%的氧化钙;
所述玻璃在0.7mm的厚度下、在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时后得到的强化玻璃具有高于650MPa的压应力及大于25μm的压应力层深度。
上述玻璃,玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIE Lab颜色色度指标为L*值≥96.70%,a*值为-0.08~0.08,b*值为0.02~0.18,透光率≥91.60%,玻璃色度值呈现中性色调;通过调整玻璃的组成,使得玻璃在0.7mm的厚度下、在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时后得到的强化玻璃具有高于650MPa的压应力及大于25μm的压应力层深度,具有较好的钢化性能。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
一实施方式的玻璃,以下述氧化物基准的质量百分含量表示,包括如下组分:
54%~67%的SiO2,10%~22%的Al2O3,10%~16%的Na2O,1.5%~8%的MgO,1%~6%的K2O及0.005%~0.1%的稀土氧化物;
其中,稀土氧化物选自Er2O3、Nd2O3及Eu2O3中的至少一种;
玻璃中不含钙,或玻璃中含有不超过0.1%的氧化钙。
二氧化硅(SiO2)是重要的玻璃形成氧化物,而且,能提高玻璃的机械强度、化学稳定性、热稳定性等。如果SiO2的含量低于54%(如无特别指出,文中的百分含量均为质量百分含量),则玻璃的稳定性下降,但SiO2是较难熔化的物质,如果SiO2的含量超过67%,则玻璃的熔化温度升高,熔化与澄清都会变的困难,因此SiO2含量为54%~67%。
三氧化二铝(Al2O3)是使玻璃耐候性提高的成分,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。而在铝硅酸盐玻璃中,Al2O3能参与网络起网络生成体作用。在超薄含碱铝硅酸盐玻璃中,例如在R2O(Na2O及K2O)的摩尔百分含量大于Al2O3的摩尔百分含量的情况下,Al2O3参与形成网络,有利于化学钢化时的离子交换,因此,Al2O3的含量在10%以上,但如果Al2O3的含量超过22%,则熔解性显著变差。因此,Al2O3的含量为10%~22%。
若SiO2和Al2O3的总质量百分含量超过85%,则在高温下的玻璃的粘度会增加,使玻璃熔融难以进行。通常SiO2和Al2O3的总质量百分含量最多为85%。若SiO2+Al2O3的总含量少于70%,则耐碎性会降低。通常SiO2+Al2O3的总含量至少为70%。
氧化镁(MgO)是一种网络外体氧化物。当MgO的含量不大于8.0%时,有助于降低玻璃熔点,改善均匀性,增加抗水解性。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,也同样具有提高玻璃弹性模量的功能。MgO的含量范围为1.5%~8.0%。
氧化钠(Na2O)是用于通过离子交换来形成表面压缩应力层和用于提高玻璃熔融性质的组分。如果Na2O的含量超过16%,则玻璃的耐候性和稳定性变差。如果Na2O的低于10%,则玻璃的熔解变得困难。Na2O的含量优选10%以上,更优选11%以上,特别优选12%以上。
氧化钾(K2O)也是促进玻璃原料熔融的成分,其还能调节玻璃热膨胀系数、调整玻璃粘度等。K2O是化学强化中有利于提高离子交换速率以及获得所需的表面压应力和压应力层深度的组分。如K2O的含量低于1.0%,其对玻璃的熔融特性帮助有限,或者说对玻璃的离子交换效率的帮助有限,因此,K2O含量优选1.5%,优选3.5%,若含量超过6%,则会导致玻璃耐候性下降。
若Na2O和K2O的总含量Na2O+K2O少于9%,则无法获得所需的离子交换特性。Na2O和K2O的总含量至少为9%,通常高于9.5%或高于13.5%。若Na2O+K2O的总含量超过23%,则玻璃的化学耐久性例如耐候性会降低。Na2O和K2O的总含量优选至多为18%,通常至多为17%。
CaO能够提高玻璃的熔融性,防止玻璃析晶。但在含碱铝硅酸盐玻璃中,CaO降低玻璃的离子交换速度的效果要远大于MgO,CaO能很大程度的阻止玻璃的离子交换速率,且由于CaO的存在,易使玻璃发脆,玻璃的耐碎性会降低。Fe2O3的含量需得到有效控制,生产中多一种原料,就多一分与铁质容器接触而带来Fe2O3含量增高的问题。因此优选不引入CaO或玻璃中含有不超过0.1%的氧化钙。
玻璃,由于各方面原因(如低铁或无铁原料很难获取),且原料在搬运输送过程中很难避免与含铁容器接触,因而,玻璃中仍会有少量的铁存在。在玻璃中,虽然铁含量少,但由于其透过率高,人眼又对黄绿色非常敏感,因此,从玻璃的断面观测,玻璃中因FeO或Fe2O3产生的不太美观的黄绿色调都能很容易的被人眼感知(即人眼正好对黄绿光比较敏感)。稀土氧化物如Er2O3、Nd2O3或Eu2O3,由于其着色不因玻璃的Redox值(即FeO/Fe2O3比值)变化而相对稳定,且其对透过率的损失很小,因此,用来抵消因玻璃中残存的FeO或Fe2O3产生的黄绿色调,在达到稳定的中性色调的同时,又能保持玻璃仍具有极高的可见光透过率,同时通过调整玻璃其他组分,对玻璃的其他使用性能影响极小。
稀土氧化物选自Er2O3、Nd2O3及Eu2O3中的至少一种。稀土氧化物是调整色调的成分。稀土氧化物的含量低于0.005%的情况下,有可能由于含量少而不能有效改善色调。另一方面,如果稀土氧化物的含量超过0.1%,则有可能由于含量过多而造成色调偏红或偏紫,不利于中性色调的产生。稀土氧化物的含量优选0.01%以上,更优选0.015%以上,特别优选0.02%以上。另一方面,从综合成本考虑,在铁含量较低的情况下,优选0.1%以下,更优选0.08%以下,特别优选0.06%以下。
组分中设计较低的含铁量,为了提高玻璃本身的透过率,同时提高玻璃液在熔化、澄清以及成型、退火时的透热性。为保证玻璃液流的稳定和透热性的一致,以及光学颜色一致性,严格控制玻璃的氧化铁含量和氧化亚铁的含量。通过对组分中的铁含量及全铁/亚铁的严格控制,提高了玻璃的内在质量和外在质量,氧化铁含量过低会大幅度增加原材料成本,氧化铁含量过高一方面影响透过率,影响颜色,而为求中性色调,则需要添加的稀土氧化物增加,同样增加玻璃生产成本。本发明通过调整原料组成,Fe2O3含量不大于0.018%,Fe2O3为由其他组分所带入杂质,不单独添加。
在其中一个实施例中,玻璃还含有0.005%~0.018%的Fe2O3。为使玻璃的透过率尽可能的高,一般通过控制玻璃中的全铁Fe2O3的含量。玻璃生产过程中,考虑除铁技术、成本等方面因素,玻璃中一般会含有50ppm~180ppm的Fe2O3,而由于生产的气氛波动、原料COD值的波动等因素,造成玻璃中FeO与Fe2O3含量的相对波动,这样会带来玻璃产生黄绿色调的同时,不同时间批次生产的玻璃的颜色稳定性差。0.005%~0.018%的Fe2O3一方面能降低对原料的过高要求,降低成本,另一方面玻璃中残存的FeO或Fe2O3产生的黄绿色调与稀土金属氧化物产生抵消因,达到稳定的中性色调。
玻璃中硫元素主要以芒硝、纯碱、化石燃料等带入,硫在玻璃液中不仅会造成澄清气泡质量问题,而且会带来玻璃颜色问题,特别是会造成玻璃的黄、棕等不美观亮丽的颜色,因此,通过调整原料组成,在其中一个实施例中,在本玻璃液中硫元素以氧化物SO3计最高不大于0.08%。
优选的,玻璃中不含硼。B2O3的加入可降低熔点,改善玻璃的熔融性,但是加入B2O3的一个很大的缺点是会对化学强化带来严重的负面影响,降低离子交换的速度,以及无法达到高的表面压应力。导致这种负面影响的原因是氧化硼形成了致密的硼氧四面体[BO4]网络,从而限制了离子在玻璃中的迁移。
上述玻璃色度值呈现中性色调,玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIE Lab颜色色度指标为L*值≥96.70%,a*值为-0.08~0.08,b*值为0.02~0.18,透光率≥91.60%。
经测试,上述玻璃在0.7mm的厚度下、在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时后得到的强化玻璃具有高于650MPa的压应力及大于25μm的压应力层深度。当然,测试数据仅仅是取其中一个厚度下的玻璃进行测试得到,在不同厚度下,测试数据可能存在不同。
在其中一个实施例中,玻璃包括62%~67%的SiO2,10.5%~16.5%的Al2O3,12%~14.5%的Na2O,5%~7.5%的MgO,1%~6%的K2O及0.005%~0.045%的Er2O3。该玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIE Lab颜色色度指标为L*值≥96.80%,a*值为-0.02~0.08,b*值为0.02~0.15,透光率≥91.80%,玻璃色度值呈现中性色调;通过调整玻璃的组成,使得玻璃在0.7mm的厚度下、在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时后得到的强化玻璃具有高于650MPa的压应力及大于25μm的压应力层深度。
在其中一个实施例中,玻璃包括54%~65%的SiO2,16%~22%的Al2O3,11%~15.5%的Na2O,1.5%~7.5%的MgO,1%~6%的K2O及0.04%~0.1%的Nd 2O3。该玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIE Lab颜色色度指标为L*值≥96.70%,a*值为-0.06~0.02,b*值为0.02~0.18,透光率≥91.60%,玻璃色度值呈现中性色调;通过调整玻璃的组成,使得玻璃在0.7mm的厚度下、在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时后得到的强化玻璃具有高于670XMPa的压应力及大于32μm的压应力层深度。
在其中一个实施例中,玻璃包括59%~63%的SiO2,13.5%~16%的Al2O3,11%~15%的Na2O,4.5%~6.5%的MgO,3%~6%的K2O、0.02%~0.07%的Nd2O3、0.01%~0.05%的Eu2O3及0%~0.1%的CaO。该玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIE Lab颜色色度指标为L*值≥96.70%,a*值为-0.08~0.02,b*值为0.02~0.18,透光率≥91.60%,玻璃色度值呈现中性色调;通过调整玻璃的组成,使得玻璃在0.7mm的厚度下、在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时后得到的强化玻璃具有高于660MPa的压应力及大于27μm的压应力层深度。
上述玻璃,玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIE Lab颜色色度指标为L*值≥96.70%,a*值为-0.08~0.08,b*值为0.02~0.18,透光率≥91.60%,玻璃色度值呈现中性色调;通过调整玻璃的组成,使得玻璃在0.7mm的厚度下、在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时后得到的强化玻璃具有高于650MPa的压应力及大于25μm的压应力层深度,具有较好的钢化性能,从而能兼顾颜色及钢化性能。
上述玻璃制备时,按各氧化物基准的质量百分含量称取对应的原料混合并加热熔融得到玻璃液后成型,其中,原料中Fe2O3的含量为10ppm~150ppm。
需要说明的是,按各氧化物基准的质量百分含量称取对应的原料混合并加热熔融得到玻璃液后还可以进一步通过脱泡、搅拌等使玻璃液均质化;玻璃液通过浮法工艺、下拉法或辊压法等成型成玻璃板,或通过浇铸成型为玻璃块。
原料通过含有上述玻璃氧化物基准对应的矿物原料(如硅砂、锆英石等)的形式引入,或者通过纯碱(Na2CO3)、二氧化硅、碳酸钾、氧化镁、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化铝、硝酸钾、硝酸钠等化工原料的形式引入。
玻璃的各种原料在工业化大生产过程中(如加工、运输),都或多或少的会与铁器容器接触,因而也会带入玻璃中少量铁,玻璃制备过程中采用化石燃料及芒硝澄清剂与纯碱原料等都不可避免会引入硫元素。高碱金属含量的玻璃,由于其玻璃碱金属氧化物含量高,氧化性强。众所周知,氧化性玻璃中残存的硫的溶解度比一般还原性玻璃要高,其工业化大生产过程中,熔制又是处于化石燃料的还原性燃烧气氛中,而采用浮法成型工艺也是处于还原性气氛,这样极易造成玻璃中残余的硫的价态发生变化,即使玻璃中正价态的硫易还原成负二价的硫,而负二价的硫会与玻璃中的铁反应,生成多硫化铁(FeSx),而使玻璃呈现令人不喜欢的不美观的琥珀色、或硫磺色、或茶色或棕黄色,这样,对于触摸类设备的面板来说,其在丝印过程中,会形成不美观的外观颜色。
在其中一个实施例中,玻璃中的Na2O、K2O的至少一种在制备时至少部分通过硝酸盐的形式引入。
通过加入硝酸盐,可以在玻璃原料熔融时将Fe2+氧化成Fe3+,玻璃中Fe3+的着色要比Fe2+弱得多,能够得到颜色更好的产品。此外,硝酸盐高温下分解,不会残留影响玻璃性能的新的组分;另一方面,可以避免使用引入杂质硫的纯碱。
为了避免由于采用化石燃料燃烧加热所不可避免的带入的硫元素,优选的,采用电熔的方式熔融原料。
由于硫在玻璃中的溶解度随玻璃的氧化性的增强而增强,加入碳粉可以作为还原剂,然而,过多的碳粉会将玻璃中的部分或全部的硫还原成负价态的硫(S2-),其与玻璃中的Fe离子(Fe2+或Fe3+)结合成FeSx,最终使玻璃着成需要的琥珀色、或硫磺色、或茶色或棕黄色,因此可以加入少量的碳粉作为强还原剂,优选的,碳粉与玻璃液的质量比为0.0001~0.25:100。
上述玻璃的制备方法,通过调整原料组成、加入的澄清剂及加热方式,大幅减少或控制了着色元素Fe与S的引入,使玻璃着琥珀色或硫磺色或棕黄色或的着色因子(FeSx)含量降低,使玻璃的可见光透过率高,玻璃颜色指标基本接近中性色,且可见光透过率高。
一实施方式的强化玻璃,采用上述玻璃进行强化得到。
优选的,通过化学强化的方式进行强化。由于上述玻璃中碱金属氧化物的含量的总质量百分含量大于等于9%且小于等于24%,碱金属氧化物的含量较高,玻璃中不含钙,或玻璃中含有不超过0.1%的氧化钙,通过调整各组分含量配比,便于进行化学强化处理。
优选的,在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时进行化学强化。
玻璃在0.7mm的厚度下、在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时后得到的强化玻璃具有高于650MPa的压应力及大于25μm的压应力层深度。
一实施方式的玻璃板,由上述玻璃或上述的强化玻璃制成。
在优选的实施方式中,玻璃板的厚度不超过1.5mm,从而可以将玻璃板应用在移动电话、车载导航、平板电脑等显示装置、触控装置及移动设备中作为玻璃覆片、玻璃基板或玻璃面板。当然,上述玻璃板还可应用于建筑领域、家电领域、家俬领域及太阳能领域等。
由于显示装置等用玻璃板一般厚度小于1.5mm,其要求玻璃可见光透过率高,增加显示器件的亮度,或者能在同样亮度显示情况下节省显示装置用电量,延长移动触摸类产品待机时间;另一方面,因玻璃本身很薄,玻璃中的铁成分含量少,玻璃的可见光透过率高,人眼对玻璃本体中的呈现的极少许的颜色差异都能明显的感觉得到,特别是玻璃中的琥珀色,其不但影响美观,而且在其制作成触摸面板的油墨印刷(特别是印白釉)、UV灯烘干等制作过程中会明显的呈现出来,影响显示类装置的外表美观性。上述玻璃板换算成玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIE Lab颜色色度指标为L*值≥96.70%,a*值为-0.08~0.08,b*值为0.02~0.18,透光率≥91.60%,玻璃色度值呈现中性色调,美观性强且光透过率高。
以下结合具体实施例对上述玻璃进行详细说明。
实施例1~30
实施例1~10的玻璃按照表1中的配比称取对应的原料,实施例11~20的玻璃按照表2中的配比称取对应的原料,实施例21~30的玻璃按照表3中的配比称取对应的原料,充分混合后,放入铂金坩埚中,并在1700℃的硅钼棒加热式高温炉中,熔融6小时,并加入澄清剂进行澄清及均化得到玻璃液。将玻璃液倒入石墨模具中成型,连同模具一起放入预热到620℃~660℃温度的马弗炉中,自然冷却,退火至室温,得到玻璃块。
对充分退火好的玻璃块进行切割、粗磨、细磨、两面抛光直至镜面,最后得到尺寸为35mm×35mm、厚度为1.1mm与0.70mm的片状玻璃。
Fe2O3量通常采用荧光分析的方法得出,也可采用各种原料带入的总铁含量的计算方法计算得出,本发明因采用低铁超白原料,玻璃中氧化铁(以Fe2O3计)不另外作为原料加入,而只是以上述本身的原料带入。
Er2O3(或Nd2O3、或Eu2O3)中的至少一种的总的加入量,是根据上述原料带入的玻璃中的氧化铁(以Fe2O3计)的量,或者制成的上述玻璃荧光分析出的Fe2O3量来决定加入量的多少,如表1、表2及表3中对应玻璃成分的数值。
对实施例1~30制备的玻璃进行测试,成分(包括Fe2O3)采用XRF进行测试,以氧化物基准的质量百分含量表示结果见表4、表5及表6;将片状玻璃放入分光光度计中,测量1.1mm玻璃其380nm~780nm范围内的可见光透过率,利用色彩计求出利用D65光源的CIE(国际照明委员会)的L*、a*、b*色度值,结果见表4、表5及表6。
将0.70mm厚度的玻璃在KNO3熔盐中进行离子交换,通过由Orihara Seisakusho公司制造的表面应力仪FSM-6000来测定玻璃的表面压应力CS(单位:MPa)及压应力层深度DOL(单位:μm)。离子交换的温度T,时间t,交换后的表面压应力CS及压应力层深度DOL见表7。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
从表1~7可以看出,实施例1~7、11~27的玻璃能呈现中性色且具有较好钢化性能。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式,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 (13)
1.一种玻璃,其特征在于,以下述氧化物基准的质量百分含量表示,包括如下组分:
54%~67%的SiO2,10%~22%的Al2O3,10%~16%的Na2O,1.5%~8%的MgO,1%~6%的K2O及0.005%~0.1%的稀土氧化物;
其中,所述稀土氧化物选自Er2O3、Nd2O3及Eu2O3中的至少一种;
所述玻璃中不含钙,或所述玻璃中含有不超过0.1%的氧化钙;
所述玻璃色度值呈现中性色调,所述玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIE Lab颜色色度指标为L*值≥96.70%,a*值为-0.08~0.08,b*值为0.02~0.18,透光率≥91.60%。
2.根据权利要求1所述的玻璃,其特征在于,所述玻璃还含有0.005%~0.018%的Fe2O3。
3.根据权利要求1所述的玻璃,其特征在于,所述玻璃在0.7mm的厚度下、在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时后得到的强化玻璃具有高于650MPa的压应力及大于25μm的压应力层深度。
4.根据权利要求1所述的玻璃,其特征在于,所述玻璃包括62%~67%的SiO2,10.5%~16.5%的Al2O3,12%~14.5%的Na2O,5%~7.5%的MgO,1%~6%的K2O及0.005%~0.045%的Er2O3。
5.根据权利要求1所述的玻璃,其特征在于,所述玻璃包括54%~65%的SiO2,16%~22%的Al2O3,11%~15.5%的Na2O,1.5%~7.5%的MgO,1%~6%的K2O及0.04%~0.1%的Nd2O3。
6.根据权利要求1所述的玻璃,其特征在于,所述玻璃包括59%~63%的SiO2,13.5%~16%的Al2O3,11%~15%的Na2O,4.5%~6.5%的MgO,3%~6%的K2O、0.02%~0.07%的Nd2O3、0.01%~0.05%的Eu2O3及0%~0.1%的CaO。
7.根据权利要求1所述的玻璃,其特征在于,所述玻璃不含B2O3。
8.如权利要求1~7任一项所述的玻璃的制备方法,其特征在于,按各氧化物基准的质量百分含量称取对应的原料混合并加热熔融得到玻璃液后成型,其中,所述原料中Fe2O3的含量为10ppm~150ppm。
9.根据权利要求8所述的玻璃的制备方法,其特征在于,所述玻璃中的Al2O3、Na2O、MgO、K2O及稀土氧化物中的至少一种在制备时至少部分通过硝酸盐的形式引入,与其他原料一起进行加热熔融得到玻璃液。
10.一种强化玻璃,其特征在于,所述强化玻璃由权利要求1~7任一项所述的玻璃强化得到。
11.一种玻璃板,其特征在于,所述玻璃板由权利1~7任一项所述的玻璃或由权利要求10所述的强化玻璃制成。
12.如权利要求11所述的玻璃板在显示装置、触控装置、移动设备、建筑领域、家电领域、家俬领域及太阳能领域中的应用。
13.一种玻璃,其特征在于,以下述氧化物基准的质量百分含量表示,包括如下组分:
54%~67%的SiO2,10%~22%的Al2O3,10%~16%的Na2O,1.5%~8%的MgO,1%~6%的K2O及0.005%~0.1%的稀土氧化物;
其中,所述稀土氧化物选自Er2O3、或Nd2O3及Eu2O3中的至少一种;
所述玻璃中不含钙,或所述玻璃中含有不超过0.1%的氧化钙;
所述玻璃在0.7mm的厚度下、在400℃~450℃的熔盐中进行离子交换4小时~8小时后得到的强化玻璃具有高于650MPa的压应力及大于25μm的压应力层深度。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109052934A (zh) * | 2018-10-16 | 2018-12-21 | 四川旭虹光电科技有限公司 | 具有抗冲击应力特性的保护玻璃板 |
CN109342476A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-15 | 海南中航特玻科技有限公司 | 一种利用高铝硅玻璃标样对玻璃进行的测试方法 |
CN113945598A (zh) * | 2021-09-07 | 2022-01-18 | 河北光兴半导体技术有限公司 | 一种玻璃强化离子交换效率的评价方法 |
CN116119922A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-05-16 | 重庆正川永成医药材料有限公司 | 一种全电熔棕色药用玻璃及其制备方法 |
CN118359379A (zh) * | 2024-04-30 | 2024-07-19 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 玻璃及其制备方法、玻璃制品 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6518211B1 (en) * | 1998-03-20 | 2003-02-11 | Pilkington, Plc | Chemically toughened glasses |
CN102092940A (zh) * | 2009-12-11 | 2011-06-15 | 肖特公开股份有限公司 | 用于触摸屏的铝硅酸盐玻璃 |
CN103298758A (zh) * | 2011-02-10 | 2013-09-11 | 日本电气硝子株式会社 | 强化玻璃板 |
KR20130127957A (ko) * | 2012-05-15 | 2013-11-25 | 주식회사 엘지화학 | 알칼리 유리 및 그 제조 방법 |
CN105948488A (zh) * | 2016-05-03 | 2016-09-21 | 东旭科技集团有限公司 | 化学强化用玻璃、化学强化玻璃及其制备方法和显示装置用保护玻璃和显示装置 |
CN105985018A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-10-05 | 中国南玻集团股份有限公司 | 铝硅酸盐玻璃、其制备方法及应用 |
-
2017
- 2017-01-16 CN CN201710029344.9A patent/CN108314315B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6518211B1 (en) * | 1998-03-20 | 2003-02-11 | Pilkington, Plc | Chemically toughened glasses |
CN102092940A (zh) * | 2009-12-11 | 2011-06-15 | 肖特公开股份有限公司 | 用于触摸屏的铝硅酸盐玻璃 |
CN103298758A (zh) * | 2011-02-10 | 2013-09-11 | 日本电气硝子株式会社 | 强化玻璃板 |
KR20130127957A (ko) * | 2012-05-15 | 2013-11-25 | 주식회사 엘지화학 | 알칼리 유리 및 그 제조 방법 |
CN105985018A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-10-05 | 中国南玻集团股份有限公司 | 铝硅酸盐玻璃、其制备方法及应用 |
CN105948488A (zh) * | 2016-05-03 | 2016-09-21 | 东旭科技集团有限公司 | 化学强化用玻璃、化学强化玻璃及其制备方法和显示装置用保护玻璃和显示装置 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109052934A (zh) * | 2018-10-16 | 2018-12-21 | 四川旭虹光电科技有限公司 | 具有抗冲击应力特性的保护玻璃板 |
JP2022519142A (ja) * | 2018-10-16 | 2022-03-22 | スーチョワン シューホン オプトエレクトロニック テクノロジー カンパニー リミテッド | 耐衝撃応力特性を備えた保護ガラス板 |
EP3868724A4 (en) * | 2018-10-16 | 2022-07-06 | Sichuan Xuhong Optoelectronic Technology Co., Ltd. | PROTECTIVE GLASS PLATE WITH IMPACT RESISTANCE STRESS CHARACTERISTICS |
JP7295228B2 (ja) | 2018-10-16 | 2023-06-20 | スーチョワン シューホン オプトエレクトロニック テクノロジー カンパニー リミテッド | 耐衝撃応力特性を備えた保護ガラス板 |
CN109342476A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-15 | 海南中航特玻科技有限公司 | 一种利用高铝硅玻璃标样对玻璃进行的测试方法 |
CN113945598A (zh) * | 2021-09-07 | 2022-01-18 | 河北光兴半导体技术有限公司 | 一种玻璃强化离子交换效率的评价方法 |
CN116119922A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-05-16 | 重庆正川永成医药材料有限公司 | 一种全电熔棕色药用玻璃及其制备方法 |
CN118359379A (zh) * | 2024-04-30 | 2024-07-19 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 玻璃及其制备方法、玻璃制品 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108314315B (zh) | 2021-05-28 |
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