CN109320069A - 高铝玻璃及其制备方法、智能终端、显示器和太阳能电池 - Google Patents

高铝玻璃及其制备方法、智能终端、显示器和太阳能电池 Download PDF

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CN109320069A CN201811263979.6A CN201811263979A CN109320069A CN 109320069 A CN109320069 A CN 109320069A CN 201811263979 A CN201811263979 A CN 201811263979A CN 109320069 A CN109320069 A CN 109320069A
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Abstract

本发明公开一种高铝玻璃及其制备方法，智能终端和太阳能电池，其中，高铝玻璃以氧化物为基准，按照质量百分比，包括以下组分：SiO2，60％～73％；Al2O3，8％～19％；B2O3，0.01％～6.5％；Li2O，0.5％～6.5％；Na2O，6％～15％；K2O，0.3％～5％；MgO，1％～6％；TiO2，0.2％～5％；ZrO2，0.3％～5％；其中，50％<SiO2+B2O3‑Al2O3<65％；0.4<(Na2O‑Li2O)/(Na2O‑K2O)<1.4；0.3<(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)<2.1；0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)<2.7。本发明的高铝玻璃的膨胀系数与热弯模具匹配，同时具有较低的软化温度，适合3D弯曲。

Description

高铝玻璃及其制备方法、智能终端、显示器和太阳能电池
技术领域
本发明涉及玻璃制造技术领域，特别涉及一种高铝玻璃及其制备方法，还涉及一种智能终端、显示器及太阳能电池。
背景技术
随着人们对电子产品外观追求的多样化，3D形状的电子产品的需求日益增加，同样作为保护电子产品的3D盖板玻璃市场空间巨大。3D形状的盖板玻璃可以用于电子产品的前侧以及后侧，具有可再加工的性能，如可以在盖板玻璃上进行CNC加工、图案的设计等。
一方面，现阶段通常采用3D弯曲来制备3D形状的盖板玻璃。在3D弯曲过程中，需要保证热弯模具和玻璃的膨胀系数一致，高质量的石墨材质的热弯模具膨胀系数为50～85×10-7/℃。热弯模具和高铝玻璃在加热的时候会膨胀，如果玻璃的热膨胀系数大而热弯模具的热膨胀系数小，那么在进行3D弯曲时，玻璃会爆裂。反之，如果玻璃的热膨胀系数小而热弯模具的热膨胀系数大，那么在进行3D弯曲时，玻璃会成为波浪形。
另一方面，市场主流电子产品的盖板玻璃一般采用高铝硅酸盐玻璃，较高含量的Al2O3有利于提高玻璃在化学强化后的应力强度及深度。但是玻璃组分中的Al2O3是难熔氧化物，高铝硅酸盐玻璃由于具有较高含量的Al2O3，软化点&gt;860℃。在3D热弯曲时，高铝硅酸盐玻璃由于软化温度高，在快速升温及快速降温过程中，容易产生热应力、二次条纹，发生裂片。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种高铝玻璃，旨在使该高铝玻璃的膨胀系数与热弯模具匹配，同时降低其软化温度，从而适合3D弯曲。
为实现上述目的，本发明提出的高铝玻璃，以氧化物为基准，按照质量百分比，包括一下组分：
SiO2，60％～73％；
Al2O3，8％～19％；
B2O3，0.01％～6.5％；
Li2O，0.5％～6.5％；
Na2O，6％～15％；
K2O，0.3％～5％；
MgO，1％～6％；
TiO2，0.2％～5％；
ZrO2，0.3％～5％；
其中，50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％；0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4；0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7。需要说明的是，本发明中各公式的每种组分均代表该组分的质量百分比。
在一实施例中，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)≤1.5。
在一实施例中，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)≤0.9。
在一实施例中，0.9≤(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1。
在一实施例中，1.1≤(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)≤1.5。
在一实施例中，60％≤SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％。
本发明还提供一种制造上述高铝玻璃的方法，该方法包括：
步骤一：以氧化物为基准，按照质量份比，称取如下组分并混合:
SiO2，60％～73％；
Al2O3，8％～19％；
B2O3，0.01％～6.5％；
Li2O，0.5％～6.5％；
Na2O，6％～15％；
K2O，0.3％～5％；
MgO，1％～6％；
TiO2，0.2％～5％；
ZrO2，0.3％～5％；
其中，50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％；0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4；0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7；
步骤二：熔融混合后的玻璃组分得到高铝玻璃熔液，并对高铝玻璃熔液进行澄清、均化、成型、退火，得到高铝玻璃。
在一实施例中，所述成型的方法包括：将得到的高铝玻璃熔液通过浮法、狭缝下拉法或溢流法制成高铝平板玻璃。
在一实施例中，在所述步骤二后还包括：
将高铝玻璃升温至300℃至400℃，保温5～10分钟；
对高铝玻璃进行化学强化处理，该化学强化的熔盐按照质量百分比包括：LiNO3，0～5％；NaNO3，20％～35％；KNO3，60％～80％；
强化温度为400～460℃，强化时间为4～9小时。
在一实施例中，在所述步骤二后还包括：
将高铝玻璃升温至300℃至400℃，保温5～10分钟；
对高铝玻璃进行化学强化处理，该化学强化包括第一次强化和第二次强化；
所述第一次强化的第一熔盐按照质量百分比包括：NaNO3，90～100％；LiNO3，0～10％；第一次强化温度为400～450℃，第一次强化时间为3～7小时；
所述第二次强化的第二熔盐按照质量百分比包括：纯度大于或等于99.9％的KNO3，第二次强化温度为410～460℃，第二次强化时间为0.2～2.5小时。
本发明还提供一种智能终端，所述智能终端包括高铝玻璃，所述高铝玻璃以氧化物为基准，按照质量百分比，包括以下组分：
SiO2，60％～73％；
Al2O3，8％～19％；
B2O3，0.01％～6.5％；
Li2O，0.5％～6.5％；
Na2O，6％～15％；
K2O，0.3％～5％；
MgO，1％～6％；
TiO2，0.2％～5％；
ZrO2，0.3％～5％；
其中，50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％；0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4；0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7。
本发明还提供一种显示器，所述显示器包括高铝玻璃，所述高铝玻璃以氧化物为基准，按照质量百分比，包括以下组分：
SiO2，60％～73％；
Al2O3，8％～19％；
B2O3，0.01％～6.5％；
Li2O，0.5％～6.5％；
Na2O，6％～15％；
K2O，0.3％～5％；
MgO，1％～6％；
TiO2，0.2％～5％；
ZrO2，0.3％～5％；
其中，50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％；0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4；0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7。
本发明还提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括高铝玻璃，所述高铝玻璃以氧化物为基准，按照质量百分比，包括以下组分：
SiO2，60％～73％；
Al2O3，8％～19％；
B2O3，0.01％～6.5％；
Li2O，0.5％～6.5％；
Na2O，6％～15％；
K2O，0.3％～5％；
MgO，1％～6％；
TiO2，0.2％～5％；
ZrO2，0.3％～5％；
其中，50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％；0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4；0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7。
本发明技术方案通过将玻璃组分中SiO2、Al2O3、B2O3、Na2O、K2O、Li2O、MgO、TiO2和ZrO2之间采用特定的比重的组合，从而使高铝玻璃具有坚实的网络结构，较低的软化温度，合适的膨胀系数，其膨胀系数与热弯模具匹配，从而适合3D弯曲。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明高铝玻璃的SiO2+B2O3-Al2O3的值与软化点的对应关系图，其中，与线性偏差较大的点值不参与线性拟合；
图2为本发明高铝玻璃的SiO2+B2O3-Al2O3的值与抗跌落高度的对应关系图，其中，与线性偏差较大的点值不参与线性拟合；
图3为本发明高铝玻璃的(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)的值与软化点的对应关系图；
图4为本发明高铝玻璃的(Li2O+Na2O+K2O)/(Al2O3+B2O3)的值与软化点的对应关系图，其中，与线性偏差较大的点值不参与线性拟合；
图5为本发明高铝玻璃的MgO/(TiO2+ZrO2)的值与软化点的对应关系图，其中，与线性偏差较大的点值不参与线性拟合；
图6为本发明高铝玻璃的SiO2+B2O3-Al2O3的值与膨胀系数的对应关系图；
图7为本发明高铝玻璃的(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)的值与膨胀系数的对应关系图；
图8为本发明高铝玻璃的(Li2O+Na2O+K2O)/(Al2O3+B2O3)的值比与膨胀系数的对应关系图；
图9为本发明高铝玻璃的MgO/(TiO2+ZrO2)的值与膨胀系数的对应关系图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种高铝玻璃。该高铝玻璃包括如下玻璃组分：SiO2、Al2O3、B2O3、Li2O、Na2O、K2O、MgO、TiO2和ZrO2，其中，按照质量百分比计，SiO2的含量SiO2为60～73％，Al2O3的含量Al2O3为8～19％，B2O3的含量B2O3为0.01～6.5％，Li2O的含量Li2O为0.5～6.5％，Na2O的含量Na2O为6～15％，K2O的含量K2O为0.3～5％，MgO的含量MgO为1～6％，TiO2的含量TiO2为0.2～5％，ZrO2的含量ZrO2为0.3～5％。其中，50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％；0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4；0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7。下述组分的含量在没有特别说明的情况下，均以质量百分比计。在此，K2O+Li2O+Na2O代表三者质量之和，MgO/(TiO2+ZrO2)表示MgO的质量同TiO2与ZrO2质量之和的比值；其他类似表述方式同理。
玻璃组分中的SiO2是构成玻璃骨架的成分，SiO2作为玻璃网络结构的主体，若含量低于50％，不易形成玻璃，应变点下降，膨胀系数增加，耐酸性和耐碱性下降，玻璃稳定性差。提高SiO2含量可以提高玻璃机械强度，膨胀系数降低，玻璃的稳定性提高，但却可使得玻璃的粘度增加，这样不利于玻璃的熔解，现有的窑炉工艺难以满足，故SiO2含量选择60～73％。
玻璃组分中的Al2O3用以提高玻璃结构的强度，非桥氧与Al形成铝氧四面体，该体积比硅氧四面体的大，在玻璃结构中产生更大的缝隙，有利于离子交换，最终使得化学强化效果更好，提高玻璃的抗划伤性、抗跌落性。但Al2O3含量过高，难以熔制。相反地，Al2O3含量过低，玻璃容易析晶，机械强度较低不利于成型，故Al2O3含量选择8～19％。
玻璃组分中的B2O3能降低玻璃粘度，改善玻璃脆性、韧性的和光透过率。B2O3降低了玻璃的脆性，使玻璃不易发生失透且易于玻璃化。经过调试，B2O3含量为0.01～6.5％。
另外，经过测试效果对比，发现SiO2，Al2O3，B2O3三者不仅要满足各自的配比，还需要满足如下关系时，50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％，玻璃的内部的残余应力方可控制于较佳范围。
玻璃组分中的Li2O、Na2O、K2O，是化学强化处理过程中的发生离子交换的成分。Li+离子半径较Na+和K+更小，Li+离子与熔盐中的Na+离子交换，并且速度比Na+与K+离子的交换速度快使玻璃短时间内得到更厚的强化层。Li2O能够降低了玻璃的软化点，但是Li2O含量较高时，会对耐火材料侵蚀较严重。Na2O、K2O含量较高时，会增加玻璃的膨胀系数，降低玻璃的机械性能。随着K2O的量增加，通过离子交换获得的压缩应力降低。综合考虑引入0.5～6.5％的Li2O、6～15％的Na2O、0.3～5％的K2O。对于这三种碱土金属氧化物，除了要满足上述配比外，还要满足0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4，方可控制玻璃的软化点、膨胀系数和压缩应力这三个参数均处于一个较佳的范围。
碱土金属氧化物对玻璃的软化点、膨胀系数和压缩应力均有影响，而SiO2对玻璃的膨胀系数也有较大影响，Al2O3也有利于K+、Na+和Li+的交换，所以，SiO2、Al2O3、K2O、Li2O和K2O之间的关系也是息息相关的。在此，经过实验测试发现，0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1时，综合性能较佳。
玻璃组分中的MgO可以降低玻璃熔化温度，有利于玻璃的熔制，提高玻璃的稳定性，抑制玻璃析晶倾向，促进离子交换，提高玻璃强化后应力强度及深度，但是MgO超过一定量会使玻璃发生失透，故MgO的含量选择1～6％。
玻璃组分中的TiO2，可以起助熔作用，同时还可以提高玻璃化学稳定性和机械强度，促进离子交换，但是含量过多会产生着色，降低玻璃的透过率。故TiO2的含量选择0.2～5％。
ZrO2作为提高玻璃杨氏模量和耐化学性的组分，能促进离子交换过程。同时ZrO2能够降低玻璃的高温粘度，提高玻璃的硬度、杨氏模量及化学稳定性。但是ZrO2的含量过高时，具有较大的结晶趋势。因此，ZrO2的含量选择0.3～5％。
由于本发明高铝玻璃的组分含有离子场强大的Mg2+、Ti4+、Zr4+离子，以网络外体的形式存在，降低玻璃熔化温度、软化温度，提升高铝玻璃应变点，提高了玻璃化学强化的合格率。在MgO、TiO2和ZrO2中，Ti4+和Zr4+都是四价金属离子，二者的离子半径都较大，位于玻璃网络空隙之间。三者之中，Zr4+可以促进离子交换，另外还可以削弱Ti4+对氧元素的争夺，但是Zr4+同时容易析晶，所以相对于其它两种离子，其含量不宜过高也不宜过低。而对于Ti4 +，其比重偏大，容易导致玻璃颜色变化，所以其相对含量也受到限制。而对于软化温度的降低，以及提高强化性能上，Mg2+是要优于其它两种离子的，为了保证软化温度处于较低水平，通常MgO占据(MgO+TiO2+ZrO2)质量总和的一半以上，才足够对软化温度的控制，也就是MgO/(TiO2+ZrO2)需要大于等于0.5。关于MgO/(TiO2+ZrO2)的比值，将在后续内容中进一步讨论。
本发明的高铝玻璃具有优异的综合性能，得益于高铝玻璃组分中SiO2、Al2O3、B2O3、Na2O、K2O、Li2O、MgO、TiO2和ZrO2之间的组合，其中：①SiO2、Al2O3、B2O3满足50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％，铝以[AlO4]四面体的形式进入玻璃网络结构；B2O3在高温下助熔，降低熔化温度，以三角体的形式存在，低温时以四面体的形式存在，进入玻璃网络体并作为玻璃网络体的一部分，玻璃网络结构得到增强。②Na2O、K2O、Li2O满足0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4，0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1；一方面，碱金属氧化物可以有效的提供游离氧，降低玻璃的膨胀系数，改善强化速度过快导致高铝玻璃破片的问题；另一方面，Li2O、Na2O、K2O比例对玻璃后续强化是重要的，该比例范围内，玻璃易于与熔盐发生离子交换，离子交换后玻璃产生较厚的应力深度及较大的压缩应力强度，提升抗跌落性能。③MgO、TiO2、ZrO2满足0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7；玻璃组分中的MgO、TiO2、ZrO2可以降低玻璃熔化温度、软化温度，提升玻璃应变点，提高玻璃强化的合格率。本发明的高铝玻璃具有坚实的网络结构，较低的软化温度，合适的玻璃膨胀，其膨胀系数与热弯模具匹配，适合3D弯曲。结合后续化学强化，可以得到较厚的应力深度和较大的压缩应力强度，抗跌落性能良好。
本发明的高铝玻璃的制造方法如下：
步骤一：以氧化物为基准，按照质量份比，称取如下组分并混合:
SiO2，60％～73％；
Al2O3，8％～19％；
B2O3，0.01％～6.5％；
Li2O，0.5％～6.5％；
Na2O，6％～15％；
K2O，0.3％～5％；
MgO，1％～6％；
TiO2，0.2％～5％；
ZrO2，0.3％～5％；
其中，50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％；0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4；0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7。在本发明中，上述各组分的原料，可以为已知的玻璃生产的化工原料或矿物原料。
步骤二：熔融混合后的组分得到高铝玻璃熔液，并对高铝玻璃熔液进行澄清、均化、成型、退火，得到高铝玻璃。
具体地，所述成型的方法包括：将得到的高铝玻璃熔液通过浮法、狭缝下拉法或溢流法制成高铝平板玻璃。
上述成型方法制得的高铝平板玻璃的厚度可以为0.01mm～1.5mm。高铝玻璃的板厚越薄，越可以使高铝玻璃轻量化。
高铝玻璃的3D弯曲成型包括以下过程：按照尺寸将高铝平板玻璃切割成所需尺寸，将高铝平板玻璃放入热弯磨具内，并装载热弯磨具。对装载高铝平板玻璃的热弯磨具进行预热升温及预压。将装载高铝平板玻璃的热弯磨具加热至其弯曲所需的成型温度之上，将其压制成具有与所述热弯磨具相对应的3D曲面形状的曲面玻璃板。将得到的曲面玻璃板退火及冷却定型，卸载热弯磨具，取出曲面玻璃板。
为了提高高铝玻璃的强度，还需要对高铝玻璃进行化学强化处理。化学强化处理可以使用一次强化或二次强化的方法，在化学强化之前，还包括预处理的步骤：将高铝玻璃从室温加热至300℃～400℃，并保温5～10分钟。
所述一次强化的熔盐为LiNO3、NaNO3和KNO3的混合物，其组分按照质量百分比包括：0～5％的LiNO3、20～35％的NaNO3、60～80％的KNO3。强化温度为400～460℃，强化时间为4～9小时。
所述二次强化包括第一次强化和第二次强化，将高铝玻璃依次进行第一次强化和第二次强化处理。其中，第一次强化的第一熔盐为LiNO3与NaNO3的混合物。其组分按照质量百分比包括：90～100％的NaNO3、0～10％的LiNO3。第一次强化温度为400～450℃，第一次强化时间为3～7小时。第二次强化的第二熔盐主要含有KNO3，并且KNO3纯度大于或等于99.9％。第二次强化温度410～460℃，第二次强化时间为0.2～2.5小时。
本发明的高铝玻璃易于离子交换，在化学强化处理后可以获得较高的压缩应力强度及较深的应力深度，抗跌落性能优异。
本发明还提出一种智能终端，该智能终端包括高铝玻璃，该高铝玻璃的具体特征参照上述实施例，由于本智能终端采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，高铝玻璃用作智能终端的保护盖板。
本发明还提出一种显示器，该显示器包括高铝玻璃，该高铝玻璃的具体特征参照上述实施例，由于本显示器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，高铝玻璃用作显示器的保护盖板。
本发明还提出一种太阳能电池，该阳能电池包括高铝玻璃，该高铝玻璃的具体特征参照上述实施例，由于本阳能电池采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，高铝玻璃用作阳能电池的保护盖板。
以下将通过实施例和对比例对本发明进行详细描述。以下实施例和对比例中，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。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，所述高铝玻璃的热膨胀系数根据ASTME228-1985《用透明石英膨胀仪测定固体材料线性热膨胀的试验方法》测定得到。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，所述高铝玻璃的应变点通过ASTM C336的方法进行了测定。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，所述高铝玻璃的软化点通过ASTM C338的方法进行了测定。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，耐热冲击参考GB15763.2进行调整实施。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，所述高铝玻璃的压缩应力与强化深度使用日本折原FSM-6000LE+SLP表面应力仪测定得到。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，所述高铝玻璃的维氏硬度按照GB/T4340.2-2012测试得到。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，所述高铝玻璃的抗跌落性能参考手机跌落测试标准IEC60068-2-32测试得到。
按照表1中的组分称取各物质并混合，熔融混合后的玻璃组分得到高铝玻璃熔液，并对高铝玻璃熔液进行澄清、均化、成型、退火，得到15种玻璃板。对该15种玻璃板进行一次强化，所述一次强化的熔盐包括1％的LiNO3、24％的NaNO3、75％的KNO3。强化温度为420℃，强化时间为7小时。
表1
在3D弯曲处理过程中，软化点和膨胀系数是决定玻璃是否适合3D弯曲的两个重要指标。在各个实施例中，软化点和膨胀系数在满足各个组分的占比基础上，更重要的是与SiO2+B2O3-Al2O3、(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)、(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)及MgO/(TiO2+ZrO2)的值息息相关。
请参阅图1中(SiO2+B2O3-Al2O3)与软化点的相关性，从图中可以看出，二者呈负相关，相关系数R2＝0.308，说明在一定程度上，(SiO2+B2O3-Al2O3)的增加对软化点的降低趋势具有一定的贡献。从SiO2、B2O3、Al2O3各自占比可以分析得出，(SiO2+B2O3-Al2O3)最大值为73％+6.5％-8％＝71.5％，最小值为60％+0.01％-19％＝41.01％。从图1中可以看出，当(SiO2+B2O3-Al2O3)取最小值时，相关线对应的软化点约为825.5℃。另外，从图1中还可以看出，软化点的实际值与线性值是存在偏差的，最大偏差大约为20℃。因此，如果(SiO2+B2O3-Al2O3)取最小值，那么实际上，相关线对应的软化点可能达到825.5℃+20℃＝845.5℃，此软化点偏高，不利于高铝玻璃的3D弯曲。如果玻璃要适合3D弯曲，软化点不宜高于830℃。而软化点810℃对应的(SiO2+B2O3-Al2O3)值在50％附近。
另外，请一并参照图2中(SiO2+B2O3-Al2O3)与抗跌落高度的相关性，从图2中可以看出，当(SiO2+B2O3-Al2O3)超过65％时，虽然软化点低至790℃(图1)，高铝玻璃的抗跌落高度将低于1m。由此可见，(SiO2+B2O3-Al2O3)不宜过大，也不宜过小，据此，确定(SiO2+B2O3-Al2O3)的范围为大于等于50％，小于等于65％。
另一方面，也映衬了软化点对高铝玻璃的抗跌落高度有影响。上述内容提及了当软化点的线性值低于790℃，抗跌落高度将低至1m，由于790℃为线性值，实际值最低为770℃，也就是实际软化点不易低于770℃。
请参阅图3中(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)与软化点的相关性，从图中可以看出，二者相关性不明显。当0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4时，软化点主要分布在785～820℃之间，软化点较为合适。
请参阅图4，(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)与软化点的相关性，从图中可以看出，二者也呈负相关，相关系数R2＝0.452，说明在一定程度上，(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)的增加对软化点的降低趋势具有一定的贡献。从K2O、Li2O、Na2O、Al2O3、B2O3各组分占比分析可得到，(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)的最小值为0.266，接近0.3，最大值为3.21。而如果(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)取最大值时，相关线对应的软化点约为750℃，过于偏低。从图中可以看出，如果(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)超过2.1，那么软化点将接近770℃。所以，在此，(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)的取值确定在0.3～2.1之间。而从图中还可以看出，当(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)的取值在0.9～2.1时，相关线对应的软化点处于较佳范围775℃～810℃之间，即便在该范围内上下波动20℃，依然处于较佳范围。
请参阅图5，MgO/(TiO2+ZrO2)与软化点的相关性，从图中可以看出，二者呈正相关，相关系数R2＝0.483，说明在一定程度上，MgO/(TiO2+ZrO2)的增加对软化点的提高趋势具有一定的贡献。从MgO、TiO2、ZrO2各个组分占比分析可以得出，MgO/(TiO2+ZrO2)取值范围在0.1～12之间。而从图4中可以看出，当MgO/(TiO2+ZrO2)大于2.7之后，相关线对应的软化点的值已经超过830℃了，由此可见MgO/(TiO2+ZrO2)不宜偏大。另外，如果MgO/(TiO2+ZrO2)取最小值0.1，那么软化点将低至770℃。当MgO/(TiO2+ZrO2)取值为2.7时，相关线对应的软化点约为830℃，所以，确定MgO/(TiO2+ZrO2)的取值在0.1～2.7范围内。但是前述内容中已经论述过，为了保证Mg+在软化点的降低上起相对较高的调控作用，MgO/(TiO2+ZrO2)的取值不得低于0.5，因此，确定MgO/(TiO2+ZrO2)的取值范围在0.5～2.7之间。
另外，通过图4还可以看出，当MgO/(TiO2+ZrO2)处于0.5至1.5时(大于等于0.5，小于等于1.5)，对应的软化点范围值在788℃至810℃之间，即便实际值与线性相关值偏差20℃，软化点的温度范围也可以控制在768℃至830℃之间，此范围的软化点更适合3D弯曲。
综合图1至图4，SiO2+B2O3-Al2O3、(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)、(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)及MgO/(TiO2+ZrO2)对软化点的调控均起到作用。也正是因为三者与软化点均存在相关性，部分是正相关，部分是负相关，所以，无论是SiO2+B2O3-Al2O3、(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)还是MgO/(TiO2+ZrO2)，与软化点的相关系数都不高，相关系数均在0.3～0.5之间，这也正映衬了软化点的调控是受到四者的协同作用，最终确定50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％；0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4；0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7，使软化点控制在770℃～830℃之间，处于相对较低水平。
请参阅图6中(SiO2+B2O3-Al2O3)与膨胀系数的相关性，从图中可以看出，二者呈负相关，相关系数R2＝0.341，说明在一定程度上，(SiO2+B2O3-Al2O3)的增加对软化点的降低趋势具有一定的贡献。但是同时也可以看出，该曲线斜率的绝对值偏低，总体而言，(SiO2+B2O3-Al2O3)使膨胀系数维持在一个相对较低的范围内具有较大贡献。
请参阅图7、图8和图9中(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)、(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)和MgO/(TiO2+ZrO2)分别与膨胀系数的相关性，从图中可以看出，三者与软化点相关性不明显。而从这三幅图中可以看出，膨胀系数均处于较稳定的范围。当0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4；0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7时，膨胀系数在63～85×10-7/℃，处于较为合适的范围。
对于膨胀系数而言，为了与模具配合，膨胀系数不能过高，也不能过低，需要维持在一个较佳范围内。从图中可以看出，在四者共同作用下，可以将膨胀系数维持在60～85×10-7/℃之间。
表1的对比例1中(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)＝12.76，不在0.4～1.4范围内，对比例1的膨胀系数达到96.2×10-7/℃，而热弯模具的膨胀系数为50～85×10-7/℃，该玻璃的膨胀系数与热弯模具不匹配，不适于3D弯曲。此外，Li2O、Na2O、K2O是化学强化处理过程中的发生离子交换的成分，而在对比例1中，Li2O、Na2O、K2O三者配比不符合要求，(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)的值远远超出其上限值1.4，也导致对比例1的应力强度、强化深度及抗跌落性能不理想。
对比例2中，其对应的SiO2+B2O3-Al2O3＝46.2％，不在50％～65％的范围内，其膨胀系数为90.7×10-7/℃，大于热弯模具的膨胀系数为50～85×10-7/℃；其软化点为889.3℃，高于830℃，不适合3D弯曲。此外，对比例2中除了SiO2+B2O3-Al2O3不满足要求外，Li2O、Na2O、K2O、ZrO2均不满足所要求范围，也导致对比例2的软化点偏高。
参照表1，可以看出，优选地，当60％≤SiO2+B2O3-Al2O3≤65％、0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4、1.1≤(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)≤1.5、0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)≤0.9时，相对来说，高铝玻璃的软化点处于较低水平。进一步而言，从实施例1、4、5、8、11、12和13可以看出，当0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)≤0.9，高铝玻璃的软化点在786.9℃～807.2℃之间，处于较佳范围内。
表2、3、4是以实施例7为例，玻璃板进行化学强化工艺进行说明，测定应力强度、深度以及抗跌落性能，对其化学强化后玻璃的性能进行表述。
表2
表3
表4
由此可见，实施例7经过一次强化玻璃应力强度为826-870MPa，应力层深度110-134μm，抗跌落高度为1.4-1.65m；二次强化玻璃应力强度为825-887MPa，应力层深度102-136μm，抗跌落高度为1.3-1.65m。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

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，包括以下组分：
SiO2，60％～73％；
Al2O3，8％～19％；
B2O3，0.01％～6.5％；
Li2O，0.5％～6.5％；
Na2O，6％～15％；
K2O，0.3％～5％；
MgO，1％～6％；
TiO2，0.2％～5％；
ZrO2，0.3％～5％；
其中，50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％；0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4；0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7。
2.如权利要求1所述的高铝玻璃，其特征在于，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)≤1.5。
3.如权利要求2所述的高铝玻璃，其特征在于，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)≤0.9。
4.如权利要求1所述的高铝玻璃，其特征在于，0.9≤(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1。
5.如权利要求4所述的高铝玻璃，其特征在于，1.1≤(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)≤1.5。
6.如权利要求1所述的高铝玻璃，其特征在于，60％≤SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％。
7.一种高铝玻璃的制造方法，其特征在于，包括：
步骤一：以氧化物为基准，按照质量份比，称取如下组分并混合:
SiO2，60％～73％；
Al2O3，8％～19％；
B2O3，0.01％～6.5％；
Li2O，0.5％～6.5％；
Na2O，6％～15％；
K2O，0.3％～5％；
MgO，1％～6％；
TiO2，0.2％～5％；
ZrO2，0.3％～5％；
其中，50％&lt;SiO2+B2O3-Al2O3&lt;65％；0.4&lt;(Na2O-Li2O)/(Na2O-K2O)&lt;1.4；0.3&lt;(K2O+Li2O+Na2O)/(Al2O3+B2O3)&lt;2.1，0.5≤MgO/(TiO2+ZrO2)&lt;2.7；
步骤二：熔融混合后的组分得到高铝玻璃熔液，并对高铝玻璃熔液进行澄清、均化、成型、退火，得到高铝玻璃。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述成型的方法包括：将得到的高铝玻璃熔液通过浮法、狭缝下拉法或溢流法制成高铝平板玻璃。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤二后还包括：
将高铝玻璃升温至300℃至400℃，保温5～10分钟；
对高铝玻璃进行化学强化处理，该化学强化的熔盐按照质量百分比包括：LiNO3，0～5％；NaNO3，20％～35％；KNO3，60％～80％；
强化温度为400～460℃，强化时间为4～9小时。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤二后还包括：
将高铝玻璃升温至300℃至400℃，保温5～10分钟；
对高铝玻璃进行化学强化处理，该化学强化包括第一次强化和第二次强化；
所述第一次强化的第一熔盐按照质量百分比包括：NaNO3，90～100％；LiNO3，0～10％；第一次强化温度为400～450℃，第一次强化时间为3～7小时；
所述第二次强化的第二熔盐按照质量百分比包括：纯度大于或等于99.9％的KNO3，第二次强化温度为410～460℃，第二次强化时间为0.2～2.5小时。
11.一种智能终端，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的高铝玻璃。
12.一种显示器，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的高铝玻璃。
13.一种太阳能电池，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的高铝玻璃。
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