CN108821574A - 一种应用于5g通信移动终端的微晶玻璃制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种应用于5G通信移动终端的微晶玻璃制备方法,属于微晶玻璃的技术领域,包括以下步骤:A、原料的准备:按重量份数计,准备石英砂45‑75份,氧化铝10‑25份,碳酸钠14.5‑39.6份,硝酸钾2.3‑9.2份,碳酸锂0‑12.5份,碳酸镁0‑41份,氧化钛0‑8份,氧化锆0‑20份,氧化锌0‑10份,氧化铷0‑3份,氧化镓0‑5份,氧化铕0‑3份,磷酸二氢铵0‑9份,氧化锑0‑3份,氧化钇0‑3份,氧化铈0‑3份,氧化铁0‑5份,氧化锰0‑2份,氧化镍0‑3份,混合后得到配合料;B、玻璃熔制;C、玻璃成形;D、玻璃退火、核化、晶化,得到应用于5G通信移动终端的微晶玻璃。通过原料和工艺的结合控制,可以获得具有较高的可见光透过率、较高的强度和硬度的前盖微晶玻璃材料,和具有高强度、低磁损耗的后盖微晶玻璃材料。
Description
技术领域
本发明属于微晶玻璃的技术领域,涉及应用于5G通信移动终端或者其他对抗磁性、透光率、强度等方面有要求的玻璃应用场合,具体涉及一种应用于5G通信移动终端的微晶玻璃制备方法,本发明制备方法用于制备5G通信移动终端的微晶玻璃,通过原料和工艺的结合控制,可以获得具有较高的可见光透过率,且具有较高的强度和硬度的前盖微晶玻璃材料,和具有高强度、低磁损耗的后盖微晶玻璃材料。
背景技术
随着现代科技的发展,电子显示器件更新速度加快。轻便化的要求、5G通讯的变革、无线充电的应用,对于移动终端的前盖板材料提出了更苛刻的要求。
目前市场上移动终端的盖板采用进口或国产高铝玻璃,虽然该玻璃抗冲击强度相较普通钠钙硅玻璃有所提升,但用户使用中碎屏问题屡有发生。此外,在抗冲击强度提升的前提下,玻璃表面硬度变差,更加不耐划伤。因此,开发一种新型玻璃面板,兼具高的硬度、抗冲击强度,显得尤为重要。
针对这种现状,人们将目光投向具有优异力学性能的微晶玻璃。微晶玻璃具有机械强度高,耐磨等特点。对铝硅酸盐玻璃进行晶化热处理,可以得到以尖晶石、石英固溶体等为主晶相的透明微晶玻璃,具有较高的硬度与强度,但是其抗冲击能力不够强。
专利文献CN106242299A中,公布一种微晶玻璃,该微晶玻璃析出MgAl2O4、MgTi2O4等晶相,晶化热处理后透过率大于50%,其力学性能也有一定的提升,但其提及的生产方法是使用坩埚进行熔制再浇筑于模具,难以实现大批量连续生产,且没有公布具体的晶化热处理工艺;且其解决的是色彩平衡较差的问题,虽能经过离子交换工艺得到足够的压缩应力值,但是依然不能形成较深的应力层,从而造成在摔落过程中容易破损,无法作为手机前盖或后盖使用。
发明内容
本发明提供了一种应用于5G通信移动终端的微晶玻璃制备方法。将玻璃原料采用连续式或间歇式晶化工艺处理,经过该工艺得到含有尖晶石、锂辉石、石英等晶相的微晶玻璃,力学性能提升显著的同时,透过率基本没有损耗。该工艺制备原料简单,工艺稳定,具备实用化和工业化的条件。
本发明为实现其目的采用的技术方案是:
一种应用于5G通信移动终端的微晶玻璃制备方法,包括以下步骤:
A、原料的准备:按重量份数计,准备石英砂45-75份,氧化铝10-25份,碳酸钠14.5-39.6份,硝酸钾2.3-9.2份,碳酸锂0-12.5份,碳酸镁0-41份,氧化钛0-8份,氧化锆0-20份,氧化锌0-10份,氧化铷0-3份,氧化镓0-5份,氧化铕0-3份,磷酸二氢铵0-9份,氧化锑0-3份,氧化钇0-3份,氧化铈0-3份,氧化铁0-5份,氧化锰0-2份,氧化镍0-3份,混合后得到配合料;
B、玻璃熔制:将上述配合料投入熔窑中,于1500℃-1650℃进行熔化,在1500℃-1650℃高温下经过均化和澄清,将配合料熔制成玻璃熔体;
C、玻璃成形:将上述玻璃熔体经过成形工艺,一次性成形为厚度0.05mm-2mm的超薄玻璃;
D、5G通信移动终端的微晶玻璃制备:将上述超薄玻璃经过连续式晶化工艺或间歇式晶化工艺进行处理,得到应用于5G通信移动终端的微晶玻璃。
步骤C中所述的成形工艺为浮法成形工艺、或压延法成形工艺、或格法成形工艺、或下拉法成形工艺。
步骤D中所述连续式晶化工艺为,将步骤C得到的超薄玻璃直接置于晶化炉中,控制晶化炉的温度为600℃-950℃进行核化和晶化,然后于在退火炉中于500℃-700℃进行退火。
步骤D中所述间歇式工艺为,将步骤C得到的超薄玻璃先在退火炉中于500℃-700℃进行退火,然后在600℃-750℃晶化炉中保温3-8h进行核化,之后升温至800℃-950℃保温0.5-2h进行晶化。
在经过晶化工艺后,还增设玻璃深加工处理工序,包括冷加工处理、和/或热弯处理、和/或化学增强处理,和/或夹层处理。
制得的微晶玻璃根据需要可以进行一种或多种深加工,以满足不同电子显示器件盖板的要求,具体为:
冷加工处理:根据移动终端尺寸要求,采用金刚石刀具或金刚石线或激光切割等工艺,将微晶玻璃加工为具有精密尺寸的产品。对切割后的微晶玻璃进行磨边、打孔、清洗等。
热弯处理:冷加工后的微晶玻璃可在680℃-850℃进行带模加压热弯,以制备2.5D/3D微晶玻璃。
化学增强处理:将清洗、烘干后的微晶玻璃或2.5D/3D微晶玻璃放入化学钢化炉中于420℃-550℃进行0.5-24h的钢化。
夹层处理:将化学增强后的两片微晶玻璃贴合在一起,中间夹以胶片制成至少两层的夹层玻璃。
本发明的有益效果是:
本发明制备方法简单,
通过本发明原料和工艺的控制,制备的微晶玻璃,对于6GHZ以上的高频通信电磁波具有较低的损耗,损耗系数小于20dB/cm以下,且本发明的微晶玻璃,具有顺磁特征,磁化率高于1×10-9m3/mol,磁矩大于1×10-24J/T以上。本发明制备的微晶玻璃显微硬度为5.5GPa以上,四点弯曲强度150MPa以上,断裂韧性高于0.5MPa·mm0.5;经化学增强后,显微硬度为7GPa以上,四点弯曲强度550MPa以上,表面压缩应力值800MPa以上,应力深度值可达60μm以上,断裂韧性高于0.8MPa·mm0.5。
本发明各原料的作用如下:
石英砂如果其含量低于45份,则所制备的玻璃容易分相,且化学稳定性差。另一方面,如果SiO2含量过高,超过75份,则会导致熔化温度过高,熔化困难,进而对后期浮法、压延、格法、下拉等成形工艺产生影响。
氧化铝是非常重要的网络形成体,但其配位结构同玻璃网络中游离氧浓度密切相关。当与碳酸镁、氧化锌、氧化铕共同引入的情况下,氧化铝可以促进预期晶相的析出,提高微晶玻璃力学性能和磁学性能。氧化铝含量在10份以上,可提高微晶玻璃的强度和化学稳定性。但氧化铝含量太高,会导致熔化温度过高,熔化困难,进而对后期浮法、压延、格法、下拉等成形工艺产生影响,因此其引入量需要控制在25份以下。
碳酸钠的加入可降低玻璃网络结构聚合度,降低玻璃熔化温度,改善玻璃熔化性能。在与氧化钛共同加入时,可有效调控Ti离子的配位情况。在玻璃原料中同时加入碳酸锂时,在微晶玻璃的化学增强工艺中,同熔盐中钾离子进行交换,可以获得合适的表层压应力值和扩散深度。因此,其加入量需控制14.5份以上。但是过多的碳酸钠会导致玻璃化学稳定性变差,且在析晶过程中影响预期主晶相的形成,故此需控制其加入量为39.6以下。
硝酸钾的加入可以降低玻璃熔化温度,改善熔化质量,改善玻璃光学性能。此外,在碳酸锂和碳酸钠共同加入的情况下,通过加入硝酸钾有利于提高离子交换深度,提高化学增强后微晶玻璃力学性能和光学性能。因此硝酸钾的加入量必须控制在2.3-9.2。
在玻璃原料中加入碳酸锂可以大幅降低玻璃熔化温度,改善熔化质量,改善玻璃成形。在碳酸铵和硝酸钾共同引入的情况下,有利于形成较深的离子交换深度。但是其含量太高,会影响玻璃的化学稳定性,并对成形工艺产生系列的影响。因此其加入量需控制在0-12.5份。当碳酸锂加入量大于6份以上,可以使离子交换深度提高至60μm以上,而如果不引入,则离子交换深度将低于60μm。
在玻璃原料中加入碳酸镁可以改善玻璃熔化,在氧化锌、氧化铝、氧化铕共同加入时,碳酸镁含量可以控制微晶玻璃析晶工艺,调节微晶玻璃微观结构。但含量过高,则会起到负面作用,导致玻璃熔体出现不可控析晶。因此其加入量控制在0-41份。对于碳酸锂、碳酸钠、碳酸镁、氧化锌、氧化铕同时存在的化学增强微晶玻璃,其显微硬度为7GPa以上,四点弯曲强度550MPa以上,表面压缩应力值800MPa以上,应力深度值可达60μm以上。
氧化锌是微晶玻璃析出晶相的成分之一。在玻璃原料中加入氧化锌,可以改善玻璃的熔化,提高玻璃的光学性能。但含量过高,对玻璃熔化和成形会产生不利的影响,容易使熔体和玻璃发生分相。因此其加入量控制在0-10份。
氧化钛作为晶核剂,是可选成分之一。一方面氧化钛的加入有效促进了核化过程中晶核的析出,另一方面氧化钛的加入很容易使熔体发生相变,导致熔体出现不可控析晶,影响玻璃的成形。因此氧化钛的加入量需要控制在0-8。
氧化锆作为晶核剂,是可选成分之一。在玻璃原料中加入氧化锆不仅能有效促进晶核,而且可以起到细化晶粒的作用,促进微晶玻璃中纳米级晶体的析出。此外,氧化锆有利于提高玻璃化学稳定性、提高可见光透过率。因此氧化锆含量优选2份以上。在磷酸二氢铵共同加入的情况下,可以提高氧化锆在玻璃熔体中的溶解度,并改善玻璃成形性能,提高晶化后微晶玻璃强度。但氧化锆加入量过高,将造成熔化困难,且玻璃熔体易于析晶,对成形工艺产生影响,因此其加入上限为20份。
氧化铕作为网络外体,在原料中加入氧化铕可以明显改善玻璃熔制效果,有利于成形。更为重要的,在碳酸锂、碳酸钠、碳酸镁、氧化锌存在下,通过加入氧化铕与上述4种成分协同作用,在功能上相互支撑,还具有提高微晶玻璃顺磁性、降低磁损耗、改善微晶玻璃力学性能的作用,有利于用作移动终端前盖和后盖,其加入量需要控制在0-3份以下。当碳酸锂、碳酸钠、碳酸镁、氧化锌、氧化铕同时存在时,制备的后盖用的微晶玻璃,对于6GHZ以上的高频通信电磁波具有较低的损耗,损耗系数小于等于11dB/cm,磁化率高于2×10-8m3/mol;当缺少其中某一个或某几个原料时,所得微晶玻璃对于6GHZ以上的高频通信电磁波具有较低的损耗,损耗系数高于11dB/cm,小于20dB/cm,磁化率无法达到2×10-8m3/mol,但是磁化率高于1×10-9m3/mol。
在原料中加入磷酸二氢铵有利于改善玻璃熔制。并在氧化锆共同加入的情况下,可以提高氧化锆在玻璃熔体中的溶解度,提高氧化锆引入量。但是磷酸二氢铵加入量太大的时候,容易出现分相现象,并导致玻璃出现失透,因此其加入量需要控制在0-9份。
氧化锑作为玻璃重要的澄清剂,其加入有利于降低玻璃熔体中气体缺陷的形成,有利于降低熔体气泡数量,提高澄清效果,对制备符合移动终端使用的微晶玻璃至关重要,其加入量需要控制在0-3份。
氧化铁是微晶玻璃后盖重要的组成,在氧化铕、氧化铝、碳酸镁、氧化锌共同加入不仅可以使玻璃后盖获得预期的颜色,还可进一步改善玻璃磁学性能,降低微晶玻璃磁损耗。但是氧化铁加入量太高,容易造成熔化困难,因此其加入量需要控制在0-5份。
为进一步降低玻璃熔化温度,提高熔化质量,改善玻璃成形性能,进而获得均匀的、无缺陷的母体玻璃,并在晶化过程中形成合适的晶相,以获得相应磁学性能,可在组成中优选引入氧化钇、氧化铈、氧化铷、氧化镓。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
一、具体实施例
实施例1
一种应用于5G通信移动终端的透明微晶玻璃的制备,包括以下步骤:
A、原料的准备
按重量份数计,准备石英砂50份,氧化铝20份,碳酸钠15份,硝酸钾5份,碳酸锂6份,碳酸镁15份,氧化锆5份,氧化锌6份,氧化钛4份,磷酸二氢铵6份,氧化锑1份,氧化钇1份,混合后得到配合料;
B、玻璃熔制
将上述配合料投入熔窑中,于1500℃进行熔化,在高温下经过均化和澄清,将配合料熔制成为均匀的、无缺陷的玻璃熔体;
C、玻璃成形
将上述玻璃熔体经过成形工艺,经流道流入锡槽中,于1250℃开始成形,经拉边机拉薄后成为1.2mm厚的玻璃原片;
D、玻璃退火
将上述超薄玻璃送入退火炉中于670℃保温10min进行退火;
E、玻璃核化、晶化
退火后的玻璃置于晶化炉中进行核化和晶化,成核温度为650℃,核化时间为4h,晶化温度为800℃,晶化时间为1h,经过核化和晶化的微晶玻璃试样,内部析出了大量微小的尖晶石晶体,尺寸约为50-150nm,得到应用于5G通信移动终端的基础透明微晶玻璃。
进一步的,将上述得到的透明微晶玻璃根据移动终端需求进行调整,采用金刚石线切割机进行切割,随后对切割后的玻璃进行磨边、打孔、清洗处理,实现冷加工处理。
进一步的,将上述清洗后的微晶玻璃烘干后放入钢化炉,在460℃保温8h与熔盐进行离子交换,实现化学增强处理。此时,熔盐组成为:按质量百分比计,KNO3 97%、硅藻土1%、KOH 1%、K2CO3 1%。强化后四点弯曲强度MPa可达665MPa、显微硬度为8.6GPa、压应力值为933MPa、扩散深度为95μm。
实施例1所制备的微晶玻璃片具有突出的力学性能,且透过率高,可满足通信移动终端前盖的需求。
实施例2
一种应用于5G通信移动终端后盖的深棕色微晶玻璃,制备过程如下:
A、配合料制备
按重量份数计,取石英砂50份,氧化铝20份,碳酸钠18份,硝酸钾5份,碳酸锂6份,碳酸镁15份,氧化钛4份,氧化锑1份,氧化铁3份,准确称量配合料,置于混料机中,混合均匀后进入下一工艺;
B、玻璃熔制
将上述配合料投入电熔窑中,于1650℃进行熔化,在高温下经过均化和澄清,将配合料熔制为均匀的、无缺陷熔体;
C、玻璃成形
熔制好的玻璃液,经流道流入锡槽中,于1250℃开始成形,经拉边机拉薄后成为1.2mm厚的玻璃原片;
D、玻璃退火
成形后的玻璃片置入退火炉中,于670℃保温10min进行充分退火,并制备较低残余应力的玻璃;
E、玻璃核化和晶化
将退火后的玻璃置于晶化炉中进行成核和晶化,成核温度为650℃,核化时间为4h,晶化温度为800℃,晶化时间为1h。经过核化和晶化的微晶玻璃试样,内部析出了大量微小的尖晶石晶体,尺寸约为50-150nm;得到应用于5G通信移动终端后盖的深棕色基础微晶玻璃。
进一步的,将上述深棕色微晶玻璃按照移动终端需求进行调整,采用金刚石线切割机进行切割,随后对切割后的玻璃进行磨边、打孔、清洗处理,实现冷加工处理。
进一步的,将清洗后的微晶玻璃烘干后放入钢化炉,浸渍于460℃的熔融熔盐中保温5h,此时熔盐组成为:硝酸钠70wt%,硫酸钠25wt%,硅藻土3wt%、三氧化二锑1wt%;得到的微晶玻璃清洗干燥后,再至于钢化炉中于460℃保温8h与熔盐进行离子交换。此时,熔盐组成为:按质量百分比计,硝酸钾97%、硅藻土1%、碳酸钾1%、焦锑酸钾1%;实现化学增强处理。强化后四点弯曲强度MPa可达638MPa、显微硬度为8.1GPa、压应力值为912MPa、扩散深度为98μm、7GHz的高频通信电磁波损耗系数为11dB/cm、磁化率为8.9×10-9m3/mol
实施例2所制备的微晶玻璃片具有突出的力学性能,且具有较高的硬度值及电磁损耗,可满足作为5G通信移动终端后盖的需求。
实施例3
一种应用于5G通信移动终端的前盖透明微晶玻璃制备方法,包括以下步骤:
A、原料的准备:按重量份数计,准备石英砂48.2份,氧化铝20.6份,碳酸钠26.7份,硝酸钾2.3份,碳酸锂7.4份,碳酸镁15份,氧化锆2份,氧化铷1份,磷酸二氢铵3份,氧化锑1份,混合后得到配合料;
B、玻璃熔制:将上述配合料投入熔窑中,于1600℃进行熔化,在高温下经过均化和澄清,将配合料熔制成玻璃熔体;
C、玻璃成形:将上述玻璃熔体经过浮法成形工艺,将上述玻璃熔体降温冷却至1250℃-1200℃流入锡槽内进行成形,在1193-1127℃进行摊平、抛光,在1016-902℃下拉薄为厚度0.15mm的超薄玻璃;
D、玻璃退火、核化、晶化:将上述超薄玻璃直接置于晶化炉中,控制晶化炉的温度为600℃-950℃进行核化和晶化,然后于在退火炉中于500℃-700℃进行退火,得到应用于5G通信移动终端的微晶玻璃。
进一步的,将上述得到的透明微晶玻璃根据移动终端需求进行调整,采用金刚石线切割机进行切割,随后对切割后的玻璃进行磨边、打孔、清洗处理,实现冷加工处理。
进一步的,将上述清洗后的微晶玻璃烘干后放入钢化炉,在500℃保温8h与熔盐进行离子交换,实现化学增强处理。此时,熔盐组成为:按质量百分比计,KNO3 96%、NaNO31%、CsNO3 3%。强化后四点弯曲强度MPa可达6370MPa、显微硬度为8.2GPa、压应力值为913MPa、扩散深度为101μm。
实施例4
一种应用于5G通信移动终端后盖的微晶玻璃制备方法,包括以下步骤:
A、原料的准备:按重量份数计,准备石英砂45份,氧化铝12份,碳酸钠20份,硝酸钾3.6份,碳酸锂6份,碳酸镁8份,氧化钛5份,氧化锆10份,氧化锌2份,氧化铕3份,磷酸二氢铵5份,氧化钇1份,氧化铁4份,混合后得到配合料;
B、玻璃熔制:将上述配合料投入熔窑中,于1650℃进行熔化,在高温下经过均化和澄清,将配合料熔制成玻璃熔体;
C、玻璃成形:将上述玻璃熔体经过浮法成形工艺,,将上述玻璃熔体降温冷却至1250℃-1200℃流入锡槽内进行成形,在1193-1127℃进行摊平、抛光,在1016-902℃下拉薄为厚度0.8mm的超薄玻璃;
D、玻璃退火、核化、晶化:将上述超薄玻璃直接置于晶化炉中,控制晶化炉的温度为600℃-950℃进行核化和晶化,然后于在退火炉中于500℃-700℃进行退火,得到应用于5G通信移动终端后盖的微晶玻璃。
进一步的,将上述微晶玻璃按照移动终端需求进行调整,采用金刚石线切割机进行切割,随后对切割后的玻璃进行磨边、打孔、清洗处理,实现冷加工处理。
进一步的,将冷加工后的微晶玻璃在680℃进行带模加压热弯,以制备2.5D微晶玻璃。
进一步的,将2.5D微晶玻璃放入钢化炉,浸渍于500℃的熔融熔盐中保温3h,此时熔盐组成为:按质量百分比计,硝酸钠25%,硝酸钾33%,硝酸铷8%,硝酸铯34%;实现化学增强处理。强化后四点弯曲强度MPa可达660MPa、显微硬度为8.4GPa、压应力值为930MPa、扩散深度为103μm、7GHz的高频通信电磁波损耗系数为10dB/cm、磁化率为7.9×10-9m3/mol。
实施例4所制备的微晶玻璃片具有突出的力学性能,且具有较高的硬度值及电磁损耗,可满足作为5G通信移动终端后盖的需求。
实施例5
一种应用于5G通信移动终端的前盖微晶玻璃制备方法,包括以下步骤:
A、原料的准备:按重量份数计,准备石英砂60份,氧化铝15份,碳酸钠32.5份,硝酸钾6.5份,碳酸锂10份,碳酸镁22份,氧化锆20份,磷酸二氢铵9份,氧化锑1份,混合后得到配合料;
B、玻璃熔制:将上述配合料投入熔窑中,于1650℃进行熔化,在高温下经过均化和澄清,将配合料熔制成玻璃熔体;
C、玻璃成形:将上述玻璃熔体经过格法成形工艺,将上述玻璃熔体在引砖上方垂直引上成形,成形后的玻璃板在软化点温度以上通过转向辊转成水平方向,成形温度:1016℃-902℃,转向辊温度,800℃-700℃,拉引速度:15-20mm/s,一次性成形为厚度0.08mm的超薄玻璃;
D、玻璃退火、核化、晶化:将上述超薄玻璃直接置于晶化炉中,控制晶化炉的温度为600℃-950℃进行核化和晶化,然后于在退火炉中于500℃-700℃进行退火,得到应用于5G通信移动终端的微晶玻璃。
进一步的,将上述得到的透明微晶玻璃根据移动终端需求进行调整,采用金刚石线切割机进行切割,随后对切割后的玻璃进行磨边、打孔、清洗处理,实现冷加工处理。
进一步的,将上述清洗后的微晶玻璃烘干后放入钢化炉,在420℃保温24h与熔盐进行离子交换,实现化学增强处理。此时,熔盐组成为:按质量百分比计,硝酸钠28%,硝酸铷12%,硝酸铯60%。强化后四点弯曲强度MPa可达650MPa、显微硬度为8.2GPa、压应力值为910MPa、扩散深度为105μm。
进一步的,将化学增强后的两片微晶玻璃贴合在一起,中间夹以胶片制成至少两层的夹层玻璃。
实施例6
一种应用于5G通信移动终端的后盖微晶玻璃制备方法,包括以下步骤:
A、原料的准备:按重量份数计,准备石英砂75份,氧化铝23份,碳酸钠14.5份,硝酸钾8.2份,碳酸镁,41份,氧化钛8份,氧化锌10份,氧化铕2份,磷酸二氢铵5份,氧化锑0-3份,氧化铁5份,混合后得到配合料;
B、玻璃熔制:将上述配合料投入熔窑中,于1580℃进行熔化,在高温下经过均化和澄清,将配合料熔制成玻璃熔体;
C、玻璃成形:将上述玻璃熔体经过格法成形工艺,将上述玻璃熔体在引砖上方垂直引上成形,成形后的玻璃板在软化点温度以上通过转向辊转成水平方向,成形温度:1016℃-902℃,转向辊温度:800℃-700℃,拉引速度:15-20mm/s,一次性成形为厚度0.05mm的超薄玻璃;
D、玻璃退火、核化、晶化:将上述超薄玻璃直接置于晶化炉中,控制晶化炉的温度为600℃-950℃进行核化和晶化,然后于在退火炉中于500℃-700℃进行退火,得到应用于5G通信移动终端的微晶玻璃。
进一步的,将上述得到的微晶玻璃根据移动终端需求进行调整,采用金刚石线切割机进行切割,随后对切割后的玻璃进行磨边、打孔、清洗处理,实现冷加工处理。
进一步的,将上述清洗后的微晶玻璃烘干后放入钢化炉,在550℃保温0.5h与熔盐进行离子交换,实现化学增强处理。此时,熔盐组成为:按质量百分比计,硝酸钾32%,硝酸铷35%,硝酸铯33%。强化后四点弯曲强度MPa可达640MPa、显微硬度为8.5GPa、压应力值为920MPa、扩散深度为107μm、7GHz的高频通信电磁波损耗系数为8dB/cm、磁化率为6.9×10- 9m3/mol。
进一步的,将化学增强后的两片微晶玻璃贴合在一起,中间夹以胶片制成至少两层的夹层玻璃。
实施例7
一种应用于5G通信移动终端的微晶玻璃制备方法,包括以下步骤:
A、原料的准备:按重量份数计,准备石英砂65份,氧化铝16份,碳酸钠39.6份,硝酸钾7.8份,碳酸锂12.5份,碳酸镁28份,氧化锌2份,氧化铷0.5份,氧化铕1份,磷酸二氢铵6份,氧化锑2份,氧化钇1份,氧化铈0.5份,混合后得到配合料;
B、玻璃熔制:将上述配合料投入熔窑中,于1630℃进行熔化,在高温下经过均化和澄清,将配合料熔制成玻璃熔体;
C、玻璃成形:将上述玻璃熔体经过压延成形工艺,将上述玻璃熔体冷却至1250℃-1200℃后进行压延成形,在1050-950℃进入第一压延辊,在902-852℃进入第二压延辊,出压延辊的温度为800-750℃,一次性成形为厚度2mm的超薄玻璃;
D、玻璃退火、核化、晶化:将上述超薄玻璃直接置于晶化炉中,控制晶化炉的温度为600℃-950℃进行核化和晶化,然后于在退火炉中于500℃-700℃进行退火,得到应用于5G通信移动终端的微晶玻璃。
进一步的,将上述微晶玻璃按照移动终端需求进行调整,采用金刚石线切割机进行切割,随后对切割后的玻璃进行磨边、打孔、清洗处理,实现冷加工处理。
进一步的,将冷加工后的微晶玻璃在850℃进行带模加压热弯,以制备3D微晶玻璃。
进一步的,将3D微晶玻璃放入钢化炉,浸渍于530℃的熔融熔盐中保温1h,此时熔盐组成为:按质量百分比计,硝酸钾49%,硝酸铯51%;实现化学增强处理。强化后四点弯曲强度MPa可达660MPa、显微硬度为8.4GPa、压应力值为950MPa、扩散深度为108μm。
实施例8
一种应用于5G通信移动终端的微晶玻璃制备方法,包括以下步骤:
A、原料的准备:按重量份数计,准备石英砂55份,氧化铝18份,碳酸钠35份,硝酸钾4.3份,碳酸锂4.8份,碳酸镁35份,氧化锆2份,氧化锌3份,氧化镓1份,氧化铕0.5份,磷酸二氢铵4份,氧化铈1份,氧化铁2份,混合后得到配合料;
B、玻璃熔制:将上述配合料投入熔窑中,于1530℃进行熔化,在高温下经过均化和澄清,将配合料熔制成玻璃熔体;
C、玻璃成形:将上述玻璃熔体经过格法成形工艺,将上述玻璃熔体冷却至1250℃-1200℃后进行压延成形,在1050-950℃进入第一压延辊,在902-852℃进入第二压延辊,出压延辊的温度为800-750℃,一次性成形为厚度1.8mm的超薄玻璃;
D、玻璃退火、核化、晶化:将上述超薄玻璃直接置于晶化炉中,控制晶化炉的温度为600℃-950℃进行核化和晶化,然后于在退火炉中于500℃-700℃进行退火,得到应用于5G通信移动终端的微晶玻璃。
进一步的,将上述得到的微晶玻璃根据移动终端需求进行调整,采用金刚石线切割机进行切割,随后对切割后的玻璃进行磨边、打孔、清洗处理,实现冷加工处理。
进一步的,将上述清洗后的微晶玻璃烘干后放入钢化炉,在510℃保温2.5h与熔盐进行离子交换,实现化学增强处理。此时,熔盐组成为:按质量百分比计,硝酸钾27%,硝酸铷30%,硝酸铯43%。强化后四点弯曲强度MPa可达630MPa、显微硬度为8.1GPa、压应力值为905MPa、扩散深度为98μm、7GHz的高频通信电磁波损耗系数为13dB/cm、磁化率为8.3×10- 9m3/mol。
进一步的,将化学增强后的两片微晶玻璃贴合在一起,中间夹以胶片制成至少两层的夹层玻璃。
二、分析实验
以实施例4为试验组,以不含有碳酸锂的为对照组1,以不含有碳酸钠的为对照组2,以不含有氧化锌的为对照组3,以不含有碳酸镁的为对照组4,以不含有氧化铕的为对照组5,其余控制同试验组,且均为经过化学增强处理的。
各组原料按重量份数计,准备如下:
试验组:石英砂45份,氧化铝12份,碳酸钠20份,硝酸钾3.6份,碳酸锂6份,碳酸镁8份,氧化钛5份,氧化锆10份,氧化锌2份,氧化铕3份,磷酸二氢铵5份,氧化钇1份,氧化铁4份
对照组1:石英砂51份,氧化铝12份,碳酸钠20份,硝酸钾3.6份,碳酸镁8份,氧化钛5份,氧化锆10份,氧化锌2份,氧化铕3份,磷酸二氢铵5份,氧化钇1份,氧化铁4份
对照组2:石英砂65份,氧化铝12份,硝酸钾3.6份,碳酸锂6份,碳酸镁8份,氧化钛5份,氧化锆10份,氧化锌2份,氧化铕3份,磷酸二氢铵5份,氧化钇1份,氧化铁4份
对照组3:石英砂47份,氧化铝12份,碳酸钠20份,硝酸钾3.6份,碳酸锂6份,碳酸镁8份,氧化钛5份,氧化锆10份,氧化铕3份,磷酸二氢铵5份,氧化钇1份,氧化铁4份
对照组4:石英砂53份,氧化铝12份,碳酸钠20份,硝酸钾3.6份,碳酸锂6份,氧化钛5份,氧化锆10份,氧化锌2份,氧化铕3份,磷酸二氢铵5份,氧化钇1份,氧化铁4份
对照组5:石英砂48份,氧化铝12份,碳酸钠20份,硝酸钾3.6份,碳酸锂6份,碳酸镁8份,氧化钛5份,氧化锆10份,氧化锌2份,磷酸二氢铵5份,氧化钇1份,氧化铁4份
检测玻璃性能如下表1
表1
由表1可知,在碳酸锂、碳酸钠、氧化锌、碳酸镁共同存在下,通过向原料中加入氧化铕与上述4种成分协同作用,在功能上相互支撑,可以提高强化后微晶玻璃的四点弯曲强度、硬度值、表层压应力值、离子扩散深度,并可提高顺磁性,实现改善玻璃性能的作用。
Claims (5)
1.一种应用于5G通信移动终端的微晶玻璃制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、原料的准备:按重量份数计,准备石英砂45-75份,氧化铝10-25份,碳酸钠14.5-39.6份,硝酸钾2.3-9.2份,碳酸锂0-12.5份,碳酸镁0-41份,氧化钛0-8份,氧化锆0-20份,氧化锌0-10份,氧化铷0-3份,氧化镓0-5份,氧化铕0-3份,磷酸二氢铵0-9份,氧化锑0-3份,氧化钇0-3份,氧化铈0-3份,氧化铁0-5份,氧化锰0-2份,氧化镍0-3份,混合后得到配合料;
B、玻璃熔制:将上述配合料投入熔窑中,于1500℃-1650℃进行熔化,在1500℃-1650℃高温下经过均化和澄清,将配合料熔制成玻璃熔体;
C、玻璃成形:将上述玻璃熔体经过成形工艺,一次性成形为厚度0.05mm-2mm的超薄玻璃;
D、5G通信移动终端的微晶玻璃制备:将上述超薄玻璃经过连续式晶化工艺或间歇式晶化工艺进行处理,得到应用于5G通信移动终端的微晶玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种应用于5G通信移动终端的微晶玻璃制备方法,其特征在于,步骤C中所述的成形工艺为浮法成形工艺、或压延法成形工艺、或格法成形工艺、或下拉法成形工艺。
3.根据权利要求1所述的一种应用于5G通信移动终端的微晶玻璃制备方法,其特征在于,步骤D中所述连续式晶化工艺为,将步骤C得到的超薄玻璃直接置于晶化炉中,控制晶化炉的温度为600℃-950℃进行核化和晶化,然后于在退火炉中于500℃-700℃进行退火。
4.根据权利要求1所述的一种应用于5G通信移动终端的微晶玻璃制备方法,其特征在于,步骤D中所述间歇式工艺为,将步骤C得到的超薄玻璃先在退火炉中于500℃-700℃进行退火,然后在600℃-750℃晶化炉中保温3-8h进行核化,之后升温至800℃-950℃保温0.5-2h进行晶化。
5.根据权利要求1所述的一种应用于5G通信移动终端的微晶玻璃制备方法,其特征在于,在经过晶化工艺后,还增设玻璃深加工处理工序,包括冷加工处理、和/或热弯处理、和/或化学增强处理,和/或夹层处理。
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