CN110040982B - 具有复合应力优势的化学强化玻璃及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学强化玻璃及其制备方法与应用。所述化学强化玻璃为0.4‑1.5mm厚度规格时，且于表面深度下50μm区平面的压应力CS_F满足：CS_F大于或等于215.24‑230.61/(1+EXP((T‑0.715)/0.203))。本发明化学强化玻璃具有高水平深层应力和高抗跌落强度，机械强度高。而且还具有较低的介电常数与介电损耗。由于所述化学强化玻璃具有该优点，因此，所述化学强化玻璃的应用得到了有效扩展。其采用单次二元离子交换处理方法获得，其化学强化方法能够有效节约盐浴使用量，简化了强化处理工艺，保证了所述化学强化玻璃性能的稳定性，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于玻璃制品技术领域，具体涉及一种化学强化玻璃及其制备方法与应用。
背景技术
玻璃由于其本身具有透明性、耐高温等特点，因此，玻璃在日常生活中得到了广泛的应用。比如，玻璃在保护装置、装潢等领域得到了广泛的应用。但是玻璃也存在一定的不足，如存在抗冲击性不强，易碎等缺陷，从而限制了玻璃在一些领域的应用。
随着电子产品的普及，对玻璃材料的要求越来越高。如目前智能手机上的屏幕保护材料均为化学强化玻璃材料。近年来由于5G通讯的需求，智能手机金属后盖材料逐渐被陶瓷、玻璃等材料取代，由于陶瓷盖板工艺良品率低，成本高，目前各大厂商后盖材料均为玻璃。如此，智能手机外表面已绝大部分被玻璃材料覆盖，则对于玻璃保护盖板的强度提出更高的要求。目前保护玻璃盖板主流产品为锂铝硅化学强化玻璃，其可进行钾-钠离子钠-锂离子二元离子交换，以盐浴大碱金属离子交换玻璃中的小碱金属离子，形成体积差，最终形成复合压应力，是目前具有最高机械强度的强化玻璃。
目前锂铝硅化学强化玻璃虽然均可具有很高的表面压应力CS，但是由于手机盖板玻璃在跌落过程中受到的来自与地面尖锐物体的撞击，较小的接触冲击面导致表面压应力难以阻止裂纹产生，且锂铝硅玻璃强化玻璃的深度是存在相同的极限，对抗跌落性能具有提高效果的因素是玻璃的本征强度和深层压应力程度。
但是在实际应用中发现，目前该锂铝硅化学强化玻璃存在本征强度不足，在高温盐浴离子交换中容易应力松弛，导致锂铝硅强化玻璃深层应力不高，而深层应力是提高手机抗跌落性能的主要因素。而目前手机终端最为注重的为盖板玻璃的抗跌落性能。因此，目前如何进一步提高锂铝硅化学强化玻璃的本征强度，减弱应力松弛效应一直是本领域研发人员努力试图解决的技术难题。
提升玻璃本征强度可以很有效果的提高玻璃的机械强度，尤其是抗跌落强度，但目前提高本征强度都是提高玻璃中二氧化硅的比例，其摩尔比例高达65mol％以上，则很大提高了玻璃的熔炼难度。但从结构本身上，氧化铝作为网络会更加稳固，但高含量的氧化铝必然会导致玻璃更加难熔。
另外，目前锂铝硅玻璃的二元离子交换工艺，由于目前锂铝硅的强化原理，CG玻璃加工厂的强化工艺为两步强化法，首先于中高钠盐的硝酸钾钠盐浴中优先进行钠-锂交换，后再于高钾盐的钾钠盐浴中优先进行钾-钠交换。但两步法离子交换工艺增加了一倍的盐浴使用量，强化工艺复杂，降低生产效率且导致成本上升。目前市场需要一种单步强化即可获得足够程度复合压应力的锂铝硅玻璃。
其次，由于5G时代的到来，智能手机领域将率先进行5G商用化。由于目前玻璃的前后盖保护材料均为玻璃，信号在玻璃中传输时，会发生信号传输速度减慢、信号强度衰减以及信号传输时间延迟等现象，而5G通迅对于信息的传输要求更加高。经研究发现，在基板的介质中，信号传输速度V和损耗耗αD。其关系式如式(1-1、1-2)所示：
αD＝K2×(f/C)×(ε×tanδ)1/2 (1-2)
式1-1、式1-2中：αD—介质损失；K1—常数：K2—常数：C—光速；f—频率；ε—介电常数；Tanδ—介质损耗正切角。
从关系式(1-1)也可以看出，介电常数越小，信号传播速度V越大。从关系式(1-2)可以看出信号的介质损耗αD不但随着频率的增大而增大，而且会随着介质损耗正切角tanδ和介电常数ε的变大而增大。
但是目前强化玻璃中，由于碱金属含量如氧化钠与氧化锂含量高度18mol％以上，造成目前产品在介电常数和介质损耗比较大，从而导致高频信号在强化玻璃中存在信号强度衰减和信号传输时间延迟等不良现象，从而导致相应的电子产品通行性不理想。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的所述不足，提供一种化学强化玻璃及其制备方法，以解决现有化学强化玻璃存在深层压应力过低，抗跌落强度不高等力学性能不能和其生产成本高的技术问题。
为了实现所述发明目的，本发明一方面，提供了一种化学强化玻璃。所述化学强化玻璃为[0.4-1.5mm]厚度规格时，且于表面深度下50μm区平面的压应力CS_F大于或等于215.24-230.61/(1+EXP((T-0.715)/0.203))，所述CS_F的单位为Mpa；T为所述化学强化玻璃样品的厚度，单位mm；或所述化学强化玻璃为(1.5mm-8mm]厚度规格时，所述化学强化玻璃的的压应力CS_F为210Mpa以上；
且所述化学强化玻璃的深层应力的斜率至少为1.875。
本发明另一方面，提供了一种化学强化玻璃的化学强化方法。所述化学强化玻璃的化学强化方法包括如下步骤：
将待化学强化的素玻璃于一价金属硝酸混盐浴中进行一次化学强化处理；其中，所述化学强化处理的温度为400-550℃；所述一价金属硝酸混盐浴包括硝酸钠和硝酸钾，且所述硝酸钠含量为5-25wt％。
本发明又一方面，提供了本发明化学强化玻璃在制备电子产品的显示盖板和保护盖板及其他透明材料保护屏中的应用。
与现有技术相比，本发明化学强化玻璃的深层应力等机械强度高，具有复合应力优势特性，从而具有优异的抗跌落性能。而且还可以进一步对所述化学强化玻璃的素玻璃成分的控制以实现具有较低的介电常数与介电损耗特性。由于所述化学强化玻璃具有该优点，因此，所述化学强化玻璃的应用得到了有效扩展，如电子产品的显示盖板和保护盖板及其他透明材料保护屏中的应用，特别能够适用于5G通讯电子显示设备的盖板保护领域。
本发明化学强化玻璃的化学强化方法以含硝酸钠和硝酸钾的一价金属硝酸混盐浴对素玻璃进行单次二元离子交换，一方面使得强化处理后的化学强化玻璃具有高水平深层应力，机械强度高，赋予经所述化学强化方法获得的化学强化玻璃具有优异的复合应力优势特性，从而具有优异的抗跌落性能。另外，所述化学强化方法还能够结合所述素玻璃所含的组分及其含量协同作用，赋予形成的化学强化玻璃低的介电常数与介电损耗特性；其次，所述化学强化方法能够有效节约盐浴使用量，简化了强化处理工艺，保证了化学强化玻璃性能的稳定性，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例化学强化玻璃厚度为0.4-1.5mm时，由其表面至内部的50μm深度区的压应力CS_F随厚度变化的曲线图；其中，曲线1为CS_F最小值随厚度变化曲线，曲线2为CS_F最大值随厚度变化曲线；
图2为本发明实施例化学强化玻璃内部具有的张应力层分布示意图；
图3为本发明实施例化学强化玻璃的含有裂纹压制层和痕带区域的结构意识图；
图4为本发明实施例化学强化玻璃的含有有痕带产生的断裂截面SEM照片。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下文相关专用名称的解释：
素玻璃：未被强化处理的所述发明玻璃。
化学强化玻璃：是经过高温离子交换工艺处理后的化学钢化玻璃。在高温熔盐中大碱金属离子取代玻璃中的小碱金属离子从而产生交换离子体积差，在素玻璃的表层中产生由高到低的压应力，阻碍和延缓玻璃微裂纹的扩展，达到提高玻璃机械强度的目的。
CS_F：也称为CS-50，表示玻璃表面下内部50微米深度处的压应力值。
深层应力：如图2所示，所述深层应力为深层低应力区的应力。
深层应力的斜率：为深层低应力区应力线的斜率，也就是该应力线与0MPa线横坐标的夹角的tan值。
裂纹压制层：也即是微裂纹压制层，是指由微裂纹的起始点到玻璃表面的区域，如图3和图4所示断面面中标号1所示的区域。其中，所述微裂纹的起始点是指微裂纹扩展方向的切线与玻璃表面垂直时，为裂纹扩展开始受到压制微裂纹的起始点。
痕带：立即断裂后，玻璃由于冲击，使得于张应力释放对玻璃内部结构产生的破坏现象，在显微镜中由无数凹坑点及撕裂区组成的肉眼可见的明显带状区域，如图3和图4中标号2所示的区域。
立即断裂：采用张应力释放实验中，采用气动式传动，以恒定力将维氏硬度压头冲击玻璃表面，当玻璃冲击点只产生2-4条裂纹，为立即断裂。
张应力线密度：该强化玻璃是被置于盐浴中进行离子交换形成的强化层，离子交换过程中玻璃内部形成一张应力层，所述张应力层具有一与所述强化玻璃的上表面相距一定间隔的上边界和一与所述强化玻璃的下表面相距一定间隔的下边界，将以所述张应力层内的同时垂直于所述上边界和所述下边界且上、下端点分别落在所述上边界和所述下边界上的线段上的某一点处的张应力大小为Y轴、相应点距离所述上边界的距离为X轴所绘制的曲线记为张应力曲线，将所述张应力曲线的定积分与强化厚度的比值记为张应力线密度，也即是由SLP-1000应力仪所测强化玻璃的张应力之和与所述玻璃厚度的比值。
单次二次离子交换处理：只进行一次化学强化，但包括了钾-钠离子交换、钠-锂离子交换两种离子交换。
多次多元离子交换处理：进行多次化学强化，每次强化只进行钾-钠离子交换或钠-锂离子交换。如两步法离子交换处理。
钾-钠离子交换：化学强化中，盐浴中的钾离子取代玻璃中的钠离子。
钠-钾离子交换：化学强化中，盐浴中的钠离子取代玻璃中的锂离子。
一方面，本发明所述提供了一种化学强化玻璃。经测得。本发明实施例提供的化学玻璃具有优异的深层应力等机械性能。具体的是所述化学强化玻璃为[0.4-1.5mm]厚度规格时，且于表面深度下50μm区平面的压应力CS_F满足如下式1-3和1-4所示的关系：
CS_F大于或等于215.24-230.61/(1+EXP((T-0.715)/0.203)) (1-3)
优选地，所述化学强化玻璃为0.4-1.5mm厚度规格时，所述CS_F满足：
CS_F＝(199.2+40.1T)-230.61/(1+EXP((T-b)/0.203))； (1-4)
式中，所述CS_F的单位为Mpa；式中，b为常数，b为0.615-0.717；T为所述化学强化玻璃样品的厚度，单位mm。
另外，还测得，当所述化学强化玻璃为(1.5mm-8mm]厚度规格时，所述化学强化玻璃的的压应力CS_F为210Mpa以上。
其中，所述表面深度下50μm区平面是指所述化学强化玻璃表面至内部方向，其内部深度50μm平面区域。另外，本文中的“[]”表示的数据范围表示包括范围数据的端值，如[0.4-1.5mm]表示的是包括两端值的0.4-1.5的范围区间；“(]”表示的数据范围表示不包括左侧的端值，但是包括右侧端值端值的范围数据，如(1.5mm-8mm]表示的是包括两端值的大于1.5，小于或等于8的范围区间。
且所述化学强化玻璃的深层应力的斜率至少为1.875。
进一步测得，所述化学强化玻璃还具有如下的相关力学性能：
一实施例中，所述化学强化玻璃的张应力线密度至少为40000Mpa/mm以上，优选为至少为50000Mpa/mm以上。
一实施例中，所述化学强化玻璃立即断裂后玻璃痕带为所述化学强化玻璃厚度总厚度的10％-30％之间。所述化学强化玻璃的裂纹压制层为所述化学强化玻璃厚度总厚度的18％-23％。另外，测得所述化学强化玻璃的表面压应力(CS)为500Mpa以上。
由上文测得所述化学强化玻璃的相关力学性能可知，本发明实施例提供的化学强化玻璃的深层应力高，而且其他机械强度优异，因此，所述化学强化玻璃具有复合应力优势特性，从而具有优异的抗跌落性能。
在另一实施例中，上文实施例提供的所述化学强化玻璃被化学强化处理前的素玻璃包含Li2O、Na2O、Al2O3和SiO2，以所述素玻璃所含组分总摩尔为100mol％计，所述Li2O的含量为7.5mol％以上，所述Al2O3的含量为17mol％-22mol％；且所述Al2O3/Li2O为1.6-2.25，也即是Al2O3与Li2O的mol％含量比值为[1.6-2.25]：1。所述Na2O/Li2O为[0.185-0.5]：1，同理，也即是Na2O与Li2O的mol％含量比值为[0.185-0.5]：1。所述Al2O3/SiO2的mol％含量比为0.281-0.355。通过对所述素玻璃铝和锂含量控制，使得所述素玻璃具有较高的铝、锂的含量，从而提高所述化学强化玻璃的深层应力等机械强度。
进一步实施例中，所述素玻璃所含的所述Na2O+Li2O小于13mol％，优选小于12mol％；所述SiO2+Al2O3的含量为76mol％以上，优选为78mol％以上；所述玻璃其在1200-1600℃时，其粘度小于6500pa.s，优选小于5000pa.s。进一步通过控制所述素玻璃中钠的含量和碱金属总的含量，具体的是降低钠的含量同时将碱金属总摩尔含量控制在13mol％以下，以使得所述化学强化玻璃不仅仅具有高的深层应力等机械强度，还具有低的介电常数与介电损耗特性，从而提高通讯信号在制备的化学玻璃中传输性能。
在具体实施例中，所述素玻璃在上文所含的高铝高锂和低钠含量的基础上还包括如下成分：P2O5、B2O3、MgO、SnO2、ZrO2，且P2O5+B2O3的含量为0～5mol％、MgO的含量为1～7.5mol％、SnO2的含量为0.1～2mol％、ZrO2的含量为0～4mol％、TiO2的含量为0～4mol％。通过优化所述素玻璃的该些组分，能够与上述所含的高铝、锂等组分作用，提高所述化学强化玻璃的深层应力等机械强度和降低介电常数与介电损耗特性等性能。
另外，上述各实施例中的素玻璃的厚度为0.05-8mm之间，如可以是0.4-1.5mm和1.5mm-8mm，或者该范围内的任一厚度。
因此，通过对上文实施例提供的所述素玻璃所含组分控制，特别是通过Al2O3、Li2O、Na2O和SiO2等组分含量的控制，具体的是提高Al2O3和SiO2的含量，使得所述素玻璃具有更加紧固的网络结构，同时降低的总碱金属含量和适当的调高锂的含量，进一步来提高所述化学强化玻璃在锂-钠交换过程中产生的深层压应力值。通过增加氧化锂含量，对高网络架构具有极大的促熔性，氧化锂的增加，且其与其他组分之间的协同作用，是赋予所述化学强化玻璃高CS-F和高深层应力斜率的重要因素，可极大的阻碍裂纹的扩展，提高所述化学强化玻璃的特别是抗跌落性能等机械强度。
另外，经过对所述化学强化玻璃的通讯信号传输性能检测得知，通过调节所述素玻璃所含组分使得各组分发挥协效作用，使得所述素玻璃被化学强化处理后，不仅具有高水平深层应力等高机械强度，同时具有较低的介电常数与介电损耗。如经测得只，当在室温和频率为38GHz下，上文化学强化玻璃特别是以上文所述素玻璃经化学强化处理后的所述化学强化玻璃的介电常数为5～6.5、介电损耗角正切小于或等于0.04。或当在室温和频率为10GHz下，上文化学强化玻璃特别是以上文所述素玻璃经化学强化处理后的所述化学强化玻璃的介电常数为5～6.5，进一步小于5.3～6.5，介电损耗角正切小于或等于0.02。或在室温和频率为2GHz下，所述化学强化玻璃的介电常数为5～6.5、介电损耗角正切小于或等于0.01。或在室温和频率为5000MHz下，上文化学强化玻璃特别是以上文所述素玻璃经化学强化处理后的所述化学强化玻璃的介电常数为4.8～7.0、介电损耗角正切小于或等于0.008。因此，上文所述化学强化玻璃通过对素玻璃组分的优化，在赋予上文所述化学强化玻璃在具有高的深层应力等机械强度的同时，还具有较低的介电常数与介电损耗。而且通过优化所含组分的含量，能够进一步优化所述素玻璃被化学强化处理后形成的化学强化玻璃的深层应力等机械强度以及降低化学强化玻璃的介电常数与介电损耗，从而提高化学强化玻璃在通讯领域产品中的应用性，特别是提高所述化学强化玻璃在5G通讯电子显示产品中的应用性。
其次，上文所述化学强化玻璃在能够通过适当的调高所述素玻璃所含锂的含量实现进一步提高所述化学强化玻璃在锂-钠交换过程中产生的深层压应力值的同时，还可以利用提高上文所述素玻璃的锂含量来提高所述化学强化玻璃的析晶倾向，以无晶核剂情况下析出晶体得到微晶玻璃，并且通过提高所述素玻璃中的铝含量来抑制晶体长大，从而获得大量均匀微小的晶体，获得透明的化学强化锂铝硅微晶玻璃，以实现提高化学强化锂铝硅微晶玻璃的可见光透过率。如在上文所述素玻璃实施例的基础上，一实施例中，上述各素玻璃实施例中的所述素玻璃可以选用含有纳米级别大小的晶体，如所述晶体大小或小于100nm，优选6～50nm,，且所述晶体占所述素玻璃总重量的0-70wt％，优选30-70wt％。进一步地，所述晶体中7-30nm大小的占晶体总数量的比例为70％以上。当含有晶体的所述素玻璃厚度小于1mm时，可见光平均透过率为88％以上。在具体实施例中，所述素玻璃为透明微晶玻璃，此时，所述透明微晶玻璃中的主晶相为β石英固溶体，次晶相为锂辉石。选用该微晶性能的素玻璃，以纳米级的晶体均匀分布在所述化学强化玻璃中，可大幅增强所述化学强化玻璃的本征强度的同时，使得所述化学强化玻璃内具有100nm或者更小的晶体，可保证玻璃具有90％以上的可见光透过率。因此，通过对所述化学强化玻璃的素玻璃组分及其含量调节控制，不仅能够提高所述化学强化玻璃的深层压应力值和优异抗跌落性能等机械强度和较低所述化学强化玻璃介电常数与介电损耗的同时，还能够提高所述化学强化玻璃的可见光透过率。
另一方面，在上文所述化学强化玻璃的基础上，本发明实施例还提供了所述化学强化玻璃的化学强化方法。所述化学强化玻璃的化学强化方法包括如下步骤：
将待化学强化的素玻璃于一价金属硝酸混盐浴中进行一次化学强化处理。
其中，待化学强化的所述素玻璃可以是高铝含量玻璃和高锂含量素玻璃，以提高制备的化学玻璃深层应力等机械强度。进一步地，所述素玻璃还可以是高铝和锂含量的同时低钠含量的素玻璃，通过进一步控制钠的含量，以避免所述素玻璃在所述一次化学强化处理中钾-钠交换对玻璃深层应力的削弱作用，从而进一步提高制备的化学强化玻璃深层应力等机械强度。另外，所述素玻璃还还可以是高铝和锂含量、低钠含量、且碱金属总含量不高于13mol％的素玻璃，优选为10％以下，以实现使得制备的化学强化玻璃不仅仅具有高的深层应力和等机械强度，还具有低的介电常数与介电损耗特性，从而提高通讯信号在制备的化学玻璃中传输性能。在具体实施例中，待化学强化的所述素玻璃的所含的组分和各组分优选如上文所述的素玻璃，为了节约篇幅，在此不再对上文所述素玻璃的组分和含量做赘述。
用于化学强化处理所述素玻璃的一价金属硝酸混盐浴包括硝酸钠和硝酸钾，且所述硝酸钠含量为5-25wt％，优选的为5-15wt％。在此基础上，所述一次化学强化处理的温度为400-550℃。在所述一次化学强化处理的温度为400-550℃的基础上，所述一次化学强化处理的时间优选为2-10h，所述化学强化处理时间跟玻璃厚度有相关性通过对所述一价金属硝酸混盐浴钠盐和钾盐含量比例的控制和同时对所述一次化学强化处理的温度或进一步对时间的优化控制，使得所述素玻璃在所述一价金属硝酸混盐浴中进行发生离子交换处理，使得所述素玻璃中的相关离子与所述一价金属硝酸混盐浴中的离子进行离子交换，具体的所述离子交换包括钠-锂离子交换与钾-钠离子交换处理，也即是所述素玻璃在所述一价金属硝酸混盐浴中进行一次化学强化处理，从而使得形成的化学强化玻璃内部具有张应力层，由于在一次化学强化处理过程中，所述一价金属硝酸混盐浴中的离子与所述素玻璃内的离子交换是由所述素玻璃表面逐渐向所述素玻璃内部渗透的过程。因此，制备的所述化学强化玻璃内部具有所述张应力层分布如图1所示，在所述化学强化玻璃表层区域形成表面高应力区，由所述素玻璃表面至内部延伸的方向，紧接着所述表面高应力区形成有深层低应力区。而本发明实施例所述化学强化方法正是将上文所述素玻璃于所述一价金属硝酸混盐浴中进行所述一次化学强化处理，以实现提高所述化学强化玻璃的深层低应力区的深层应力，同时提高其相应的机械强度或进一步降低其介电常数与介电损耗。另外，对形成的所述化学强化玻璃的其它性能测试，如上文所述化学强化玻璃的CS_F值、张应力线密度、表面压应力等力学性能测定和对立即断裂后玻璃痕带以及介电常数介电损耗角正切等性能测定数据。从而有效扩展了所述化学强化玻璃的应用性，特别是通讯领域相关产品的应用。另外，所述化学强化玻璃的化学强化方法采用一价金属硝酸混盐浴对所述素玻璃进行单次二元离子交换，在有效赋予化学强化处理后的化学强化玻璃具有高的深层应力等机械强度和低的介电常数与介电损耗特性，而且所述化学强化方法能够有效节约盐浴使用量，简化了强化处理工艺，保证了所述化学强化玻璃性能的稳定性，降低了生产成本。
再一方面，基于上文所述化学强化玻璃及其制备方法，所述化学强化玻璃不仅高的深层应力等机械强度高以及低的介电常数与介电损耗特性，从而具有优异抗跌落性能和通讯幸好传输性能，因此，有效扩展了和增强了所述化学强化玻璃的应用性。如可以在电子产品的显示盖板和保护盖板及其他透明材料保护屏中应用，从而能够赋予相应部件的机械强度特别是具有优异抗跌落性能和通讯信号传输性能。
下面通过所述化学强化玻璃及其制备方法的具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1-5
本实施例1-5分别提供了一种化学强化玻璃及其化学强化方法。所述化学强化玻璃的相关性能及其化学强化方法的相关工艺参数分别如下表1中所述。
其中，各所述化学强化玻璃化学强化方法是将各待化学强化的素玻璃于含硝酸钠和硝酸钾的一价金属硝酸混盐浴中进行一次化学强化处理(单次二元离子强化处理)；其中，各实施例中的所述一次化学强化处理的温度和时间以及所用的一价金属硝酸混盐浴分别如下表1中所示。
同时，各实施例中的待化学强化的所述素玻璃的成分也如表1中所示。通过各实施例中的所述化学强化方法强化处理之后形成的各所述化学强化玻璃的相关力学性能分也如表1中所示。
对比例1-2
对比例1-2分别提供了一种化学强化玻璃及其化学强化方法。所述化学强化玻璃的相关性能及其化学强化方法的相关工艺参数分别如下表1中所述。
其中，各所述化学强化玻璃化学强化方法是将各待化学强化的素玻璃于单含硝酸钠或硝酸钾的一价金属硝酸盐浴中进行二次化学强化处理(二次离子强化处理)；其中，各对比例中的所述二次化学强化处理的温度和时间以及所用的一价金属硝酸盐浴分别如下表1中所示。
同时，各对比例中的待化学强化的所述素玻璃的成分也如表1中所示。通过各对比例中的所述化学强化方法强化处理之后形成的各所述化学强化玻璃的相关力学性能分也如表1中所示。
由下述表1中实施例1-5和对比例1-2各实施例提供的化学强化玻璃的相应力学性能和通讯信号传输性能相关数据可知，所述化学强化玻璃不仅高的深层应力等机械强度和低的介电常数与介电损耗特性，从而具有优异抗跌落性能和通讯幸好传输性能，因此，有效扩展了和增强了所述化学强化玻璃的应用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
表1
Claims (20)
1.一种化学强化玻璃，其特征在于：所述化学强化玻璃为[0.4-1.5mm]厚度规格时，且于表面深度下50μm区平面的压应力CS_F满足：
CS_F大于或等于215.24-230.61/(1+EXP((T-0.715)/0.203))，所述CS_F的单位为MPa；T为所述化学强化玻璃样品的厚度，单位mm；
或所述化学强化玻璃为(1.5mm-8mm]厚度规格时，所述化学强化玻璃的的压应力CS_F为210MPa 以上；
且所述化学强化玻璃的深层应力的斜率至少为1.875；
所述化学强化玻璃被化学强化处理前的素玻璃包含Li2O、Na2O、Al2O3和SiO2，以所述素玻璃所含组分总摩尔为100mol％计，所述Li2O的含量为7.5mol％以上，所述Al2O3的含量为17mol％-22mol％；且所述Al2O3与Li2O的mol％含量比值为1.6-2.25；所述Na2O与Li2O的mol％含量比值为0.185-0.5；所述Al2O3/SiO2的mol％含量比为0.281-0.355；所述素玻璃所含的所述Na2O+Li2O小于13mol％。
2.根据权利要求1所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述化学强化玻璃为0.4-1.5mm厚度规格时，所述CS_F满足：
CS_F＝(199.2+40.1T)-230.61/(1+EXP((T-b)/0.203))；式中，b为常数，b为0.615-0.717。
3.根据权利要求1所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述化学强化玻璃的张应力线密度至少为40000MPa /mm以上。
4.根据权利要求1所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述化学强化玻璃的张应力线密度至少为50000MPa /mm以上。
5.根据权利要求1所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述化学强化玻璃立即断裂后玻璃痕带为所述化学强化玻璃厚度总厚度的10％-30％之间；和/或所述化学强化玻璃的裂纹压制层为所述化学强化玻璃厚度总厚度的18％-23％。
6.根据权利要求1所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述化学强化玻璃的CS为500MPa以上。
7.根据权利要求1所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述Na2O+Li2O小于13mol％；
所述SiO2+Al2O3的含量为76mol％以上；
所述玻璃其在1200-1600℃时，其粘度小于5000Pa · s 。
8.根据权利要求7所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述Na2O+Li2O小于12mol％；
所述SiO2+Al2O3的含量为78mol％以上；
所述玻璃其在1200-1600℃时，其粘度小于6500Pa · s 。
9.根据权利要求6-8任一项所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述素玻璃还包括如下成分：
所述玻璃还包含P2O5、B2O3、MgO、SnO2、ZrO2、TiO2，且P2O5+B2O3的含量为0～5mol％、MgO的含量为1～7.5mol％、SnO2的含量为0.1～2mol％、ZrO2的含量为0～4mol％、TiO2的含量为0～4mol％。
10.根据权利要求6-8任一项所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述素玻璃含有纳米级别大小的晶体，所述晶体大小或小于100nm，且所述晶体占所述素玻璃总重量的0-70wt％。
11.根据权利要求10所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述晶体中7-30nm大小的占晶体总数量的比例为70％以上。
12.根据权利要求10所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述素玻璃厚度小于1mm时，可见光平均透过率为88％以上。
13.根据权利要求10所述的化学强化玻璃，其特征在于：所述素玻璃为透明微晶玻璃，且所述透明微晶玻璃中的主晶相为β石英固溶体，次晶相为锂辉石。
14.根据权利要求1-8、11-13任一项所述的化学强化玻璃，其特征在于，在室温和频率为38GHz下，所述化学强化玻璃的介电常数为5～6.5、介电损耗角正切小于或等于0.04。
15.根据权利要求1-8、11-13任一项所述的化学强化玻璃，其特征在于，在室温和频率为10GHz下，所述化学强化玻璃的介电常数为5～6.5、介电损耗角正切小于或等于0.02。
16.根据权利要求1-8、11-13任一项所述的化学强化玻璃，其特征在于，在室温和频率为2GHz下，所述化学强化玻璃的介电常数为5～6.5、介电损耗角正切小于或等于0.01。
17.根据权利要求1-8、11-13任一项所述的化学强化玻璃，其特征在于，在室温和频率为5000MHz下，所述化学强化玻璃的介电常数为4.8～7.0、介电损耗角正切小于或等于0.008。
18.根据权利要求1-17任一项所述的化学强化玻璃的化学强化方法，包括如下步骤：
将待化学强化的素玻璃于一价金属硝酸混盐浴中进行一次化学强化处理；其中，所述一次化学强化处理的温度为400-550℃；所述一价金属硝酸混盐浴包括硝酸钠和硝酸钾，且所述硝酸钠含量为5-25wt％。
19.根据权利要求18所述的化学强化方法，其特征在于：所述硝酸钠在所述一价金属硝酸混盐浴中的含量为5-15wt％。
20.根据权利要求1-17任一所述的化学强化玻璃或根据权利要求18-19任一所述的化学强化方法强化处理的化学强化玻璃在电子产品的显示盖板和保护盖板及其他透明材料保护屏中的应用。
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