CN110981206B - 一种多晶核复合透明玻璃陶瓷及其制备方法 - Google Patents

一种多晶核复合透明玻璃陶瓷及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多晶核复合透明玻璃陶瓷及其制备方法,所述的多晶核复合透明玻璃陶瓷的制备方法包括以下步骤:在玻璃熔制时加入多种晶核剂,加工后获取具有一定外形尺寸的素玻璃;将S2中所得的素玻璃置于温度为T1的条件下,加热1h~6h进行退火处理,退火处理完成后置于温度为T2的条件下,加热1h~6h,做核化处理,核化处理完成后置于温度为T3的条件下,加热0~3h进行晶化处理,且所述T1<T2。本发明制备出含有多种晶核,晶相为二硅酸锂和透锂长石的玻璃陶瓷,多晶核降低了晶体析出所需的核化和晶化能,能够降低热处理温度和时间,并且调整晶体的比例,通过该制备方法制备出的玻璃陶瓷耐损坏性增强,断裂韧度好,应用范围广。

Description

一种多晶核复合透明玻璃陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃生产制造技术领域,尤其涉及一种多晶核复合透明玻璃陶瓷及其制备方法。
背景技术
玻璃陶瓷是经过高温融化、成型、热处理而制成的一类晶相与玻璃相结合的复合材料,一般是通过在玻璃原料中添加晶核剂,并在热处理过程中进行控制成核和析晶,以获得含有大量微晶体的整体析晶。相比玻璃,玻璃陶瓷因为具有均匀的、一般小于10μm的晶体,它比普通玻璃的强度高出一个数量级,因此而被广泛用于用于智能手机、平板电脑等大面积触屏电子产品中。
目前,市面上玻璃陶瓷产品是基于在玻璃熔制前加入一定量的单一种类的晶核剂,如加入TiO2或ZrO2或P2O5等,晶核剂在熔制过程中先溶解在玻璃中,热处理过程中通过分相或直接析出晶核,并晶化,从而制备出高强度玻璃陶瓷。
已知的玻璃陶瓷材料,由于制备过程中只加入了单一种类的晶核剂,晶相单一,导致玻璃陶瓷的结构强度有限;同时由于陶瓷玻璃所具有的晶核数量较少,析出晶体的比例有限,常常呈现固有的脆性,抗拉强度较低,导致玻璃陶瓷材料耐损坏性和断裂韧度较差,且晶核数量少易导致晶体较大(大于100nm),影响玻璃陶瓷的可见光透过率,从而限制了玻璃陶瓷的应用范围,降低其实用性,例如,现有的玻璃陶瓷可见光透过率低于85%,均不能用于电子产品的显示盖板。因此,急需对玻璃陶瓷材料的脆性、抗拉强度进行改进,以提高玻璃陶瓷的耐损坏性和断裂韧度及抗拉强度;另一方面,需要降低晶体的尺寸,提高可见光的透过率,从而提高玻璃陶瓷的实用性。
因此,现有技术存在缺陷,需要改进。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种多晶核复合透明玻璃陶瓷及其制备方法,所述玻璃陶瓷含有多种晶核,且晶核数量多,晶体尺寸小,玻璃陶瓷的耐损坏性、断裂韧度强;同时所述玻璃陶瓷的可见光的透过率大于85%,可应用与电子产品盖板等领域,实用性强;所述玻璃陶瓷晶相为二硅酸锂和透锂长石,不同晶相相互交织,增强其抗破坏强度,使得所述玻璃陶瓷的抗破坏强度为单一晶相玻璃陶瓷的抗破坏强度的一倍以上。
本发明的技术方案如下:一种多晶核复合透明玻璃陶瓷,所述晶核包括ZrO2、TiO2、P2O5、稀土元素、金、银、氟化物中的至少两种;晶相包括二硅酸锂和透锂长石;所述玻璃陶瓷任一面的表面压应力范围为400MPa~600MPa,所述玻璃陶瓷的应力层深度范围为10μm~100μm,所述玻璃陶瓷的张应力线密度大于30000MPa/mm。
进一步地,所述晶核中的所述氟化物为NaF和/或CaF2;所述晶核中的所述稀土元素为La系元素和/或Tm系元素。
进一步地,所述晶核包括ZrO2、TiO2、P2O5、稀土元素、金、银、氟化物中的至少三种。
进一步地,所述玻璃陶瓷任一面的表面压应力范围为500MPa~600MPa,所述玻璃陶瓷的应力层深度范围为20um~90μm。
进一步地,所述玻璃陶瓷的平均晶体尺寸为50nm~150nm,晶体质量占比大于或等于80%,此时1mm厚的所述玻璃陶瓷的可见光平均透过率为86%~93%。玻璃陶瓷的平均晶体尺寸控制在50nm~150nm,晶体尺寸较小,且1mm厚的所述玻璃陶瓷的可见光平均透过率为86%~93%,可见光的透过率高于现有技术中的玻璃陶瓷的可见光透过率,使得玻璃陶瓷的应用范围更广,提高其实用性。
进一步地,所述玻璃陶瓷的张应力线密度的范围为30000MPa/mm~44000MPa/mm。
本发明还提供一种多晶核复合透明玻璃陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
S1:熔制玻璃时,并加入晶核剂,制备出玻璃。
S2:从S1中所得的所述玻璃中,获取具有一定外形尺寸素玻璃。
S3:将S2中所得的素玻璃置于温度为T1的条件下,加热1h~6h进行退火处理,退火处理完成后置于温度为T2的条件下,加热1h~6h,做核化处理,核化处理完成后置于温度为T3的条件下,加热0~3h进行晶化处理,制备出玻璃陶瓷;所述温度T1的范围为450℃~550℃,所述温度T2的范围为500℃~580℃,所述温度T3的范围为600℃~800℃,且所述T1<T2。
进一步地,所述步骤S1中加入的晶核剂包括:ZrO2、TiO2、P2O5、NaF+CaF2、La+Tm中的至少两种,且所加入晶核剂的含量分别为:ZrO2:1mol%~3mol%、TiO2:0.5mol%~1.5mol%、P2O5:1mol%~3mol%、NaF+CaF2:0mol%~4mol%、La+Tm:0.1mol%~1mol%。在玻璃的熔制过程中加入ZrO2、TiO2、P2O5、NaF+CaF2、La+Tm中的至少两种晶核剂,制备出的玻璃陶瓷中含有多种类型的晶核,增加晶核种类,从而降低晶体析出所需的核化和晶化能,降低热处理温度和时间。
进一步地,所述步骤S1中所述玻璃包含:SiO2:65mol%~75mol%、Al2O3:6mol%~13mol%、B2O3:1mol%~3mol%、MgO2:0mol%~7mol%、ZnO:1mol%~2mol%、K2O:1mol%~3mol%、Na2O:1mol%~7mol%、Li2O:10mol%~20mol%、CeO:0.1mol%~0.25mol%、SnO2:0.2mol%~0.3mol%。
进一步地,所述步骤S3中,所述温度T1的范围为500℃~550℃,所述温度T2的范围为560℃~580℃,所述温度T3的范围为700℃~800℃,且所述T1<T2。
进一步地,制备一种多晶核复合透明玻璃陶瓷的方法中在所述步骤S3之后还包括步骤S4:将S3中所得的陶瓷玻璃置于包含硝酸钠、硝酸钾、碳酸钠、碳酸钾中至少一种的盐浴中进行至少一次强化处理,从而制备出强化的玻璃陶瓷。
进一步地,所述盐浴中含有硝酸钠、硝酸钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少两种。
进一步地,所述步骤S4中进行了两次强化处理,第一次强化处理的温度为380℃~450℃,强化时间为1h~10h;第二次强化处理的温度为380℃~450℃,强化时间为10min~240min。
采用上述方案,本发明提供一种多晶核复合透明玻璃陶瓷及其制备方法,通过在玻璃熔制过程中加入晶核剂ZrO2、TiO2、P2O5、NaF+CaF2、La+Tm中的至少两种,使得玻璃中有多种类型的晶核,并分别置于温度为T1、T2、T3条件下,分别进行退火处理、核化处理、晶化处理,制备出含有多种晶核,且晶核数量多,晶相为二硅酸锂和透锂长石的玻璃陶瓷,形成的多晶核降低了晶体析出所需的核化和晶化能,能够降低热处理温度和时间,并且调整晶体的比例,晶体尺寸小,使得玻璃陶瓷的耐损坏性、断裂韧度增强,同时由二硅酸锂和透锂长石两种晶相相互交织,增强抗破坏强度,从而提高玻璃陶瓷的使用寿命;由于制备出的玻璃陶瓷内晶核数量多,多种晶核能够有效降低晶体的晶化能,有利于玻璃陶瓷内晶体相的均匀分布,降低晶体的尺寸,提高可见光的透过率,增强玻璃陶瓷实用性;上述制备方法还可以延伸至其它玻璃的制备方法中,根据组分的不同,需求的差异,改变相应条件,从而制备出不同的玻璃陶瓷,通用性强。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明进行详细说明。
本发明提供一种多晶核复合透明玻璃陶瓷,所述晶核包括ZrO2、TiO2、P2O5、稀土元素、金、银、氟化物中的至少两种;晶相包括二硅酸锂和透锂长石;所述玻璃陶瓷任一面的表面压应力范围为400MPa~600MPa,所述玻璃陶瓷的应力层深度范围为10μm~100μm,所述玻璃陶瓷的张应力线密度大于30000MPa/mm。晶核中包含ZrO2、TiO2、P2O5、稀土元素、金、银、氟化物中的至少两种,至少存在两种晶核,同时由于玻璃陶瓷晶相为二硅酸锂和透锂长石,不同晶相相互交织,增强其抗破坏强度,使得所述玻璃陶瓷的抗破坏强度为单一晶相玻璃陶瓷的抗破坏强度的一倍以上;所形成的玻璃陶瓷任一面的表面压应力范围为400MPa~600MPa,张应力线密度大于30000MPa/mm,增强玻璃陶瓷的抗拉强度、耐损坏性,提高玻璃陶瓷的使用寿命。具体地,本发明实施例中,所述晶核中的所述氟化物为NaF和CaF2,所述晶核中的所述稀土元素为La系元素和Tm系元素。优选地,所述晶核包括ZrO2、TiO2、P2O5、NaF+CaF2、La+Tm。具体地,本发明实施例中,所述玻璃陶瓷任一面的表面压应力范围为500MPa~600MPa,所述玻璃陶瓷的张应力线密度的范围为30000MPa/mm~44000MPa/mm,所述玻璃陶瓷的应力层深度范围为20μm~90μm,所述玻璃陶瓷的平均晶体尺寸为50nm~150nm,晶体质量占比大于或等于80%,此时1mm厚的所述玻璃陶瓷的可见光平均透过率为86%~93%。本发明将玻璃陶瓷的平均晶体尺寸控制在50nm~150nm,晶体尺寸较小,且1mm厚的所述玻璃陶瓷的可见光平均透过率为86%~93%,可见光的透过率高于现有技术中的玻璃陶瓷的可见光透过率,使得玻璃陶瓷具有广阔的应用前景,提高其实用性。本发明的玻璃陶瓷具有多种晶核,晶体数量多,晶体尺寸小,相对普通玻璃陶瓷具有更高的机械性能,尤其是在耐损坏性、断裂韧度强,提高玻璃陶瓷的使用寿命。
本发明还提供一种多晶核复合透明玻璃陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
S1:熔制玻璃时,并加入晶核剂,制备出玻璃;
S2:从S1中所得的所述玻璃中,获取具有一定外形尺寸素玻璃;
S3:将S2中所得的素玻璃置于温度为T1的条件下,加热1h~6h进行退火处理,退火处理完成后置于温度为T2的条件下,加热1h~6h,做核化处理,核化处理完成后置于温度为T3的条件下,加热0~3h进行晶化处理,制备出玻璃陶瓷;所述温度T1的范围为450℃~550℃,所述温度T2的范围为500℃~580℃,所述温度T3的范围为600℃~800℃,且所述T1<T2。
具体地,本发明实施例中,所述步骤S1中加入的晶核剂包括:ZrO2、TiO2、P2O5、NaF+CaF2、La+Tm,且所加入晶核剂的含量分别为:ZrO2:1mol%~3mol%、TiO2:0.5mol%~1.5mol%、P2O5:1mol%~3mol%、NaF+CaF2:0mol%~4mol%、La+Tm:0.1mol%~1mol%。在玻璃的熔制过程中加入多种晶核剂,制备出的玻璃陶瓷中含有多种类型的晶核,增加晶核种类,从而降低晶体析出所需的核化和晶化能,降低热处理温度和时间。本发明实施例中,所述步骤S1中所述玻璃包含:SiO2:65mol%~75mol%、Al2O3:6mol%~13mol%、B2O3:1mol%~3mol%、MgO2:0mol%~7mol%、ZnO:1mol%~2mol%、K2O:1mol%~3mol%、Na2O:1mol%~7mol%、Li2O:10mol%~20mol%、CeO:0.1mol%~0.25mol%、SnO2:0.2mol%~0.3mol%。本发明获取玻璃进行熔制,并根据实际生产过程的需要,加入多种不同的晶核剂,经过该处理后,使得所得的玻璃中有多种晶核,获取具有一定外形尺寸的上述玻璃后,置于温度为T1条件下进行退火,完成退火处理后,将该玻璃置于T2条件下进行核化处理,经过核化处理后进一步将该玻璃置于T3条件下进行晶化处理,制备出含有多种晶核、晶相为二硅酸锂和透锂长石的玻璃陶瓷,多晶核降低了晶体析出所需的核化和晶化能,能够降低热处理温度和时间,并且调整晶体的比例,可有效增加玻璃陶瓷内晶核数量,降低晶体尺寸,使得玻璃陶瓷的耐损坏性、断裂韧度增强,从而提高玻璃陶瓷的使用寿命;另一方面,由于制备出的玻璃陶瓷内晶核数量多,多种晶核能够有效降低晶体的晶化能,有利于玻璃陶瓷内晶体相的均匀分布,降低晶体的尺寸,提高可见光的透过率,增强玻璃陶瓷实用性;上述制备方法还可以延伸至其它玻璃的制备方法中,根据组分的不同,需求的差异,改变相应条件,从而制备出不同的玻璃陶瓷,通用性强。
制备一种多晶核复合透明玻璃陶瓷的方法中在所述步骤S3之后还包括步骤S4:将S3中所得的陶瓷玻璃置于包含硝酸钠、硝酸钾、碳酸钠、碳酸钾中至少一种的盐浴中进行至少一次强化处理,从而制备出强化的玻璃陶瓷。具体地,本发明实施例中,所述步骤S4中进行离子交换的所述盐浴中含有硝酸钠、硝酸钾、碳酸钠,并进行了两次强化处理,第一次强化处理的温度为380℃~450℃,强化时间为1h~10h;第二次强化处理的温度为380℃~450℃,强化时间为10min~240min。具体地,本发明中强化后的所述玻璃陶瓷的表面压应力范围为400MPa~600MPa,应力层深度范围为10μm~100μm,张应力线密度大于30000MPa/mm。
下面列举具体实施例对本发明提供的制备方法做进一步更详细的说明,但并不以任何方式限定发明的保护范围。
实施例1至实施例6中制备一种多晶核复合透明玻璃陶瓷的方法的步骤1中的所述玻璃及加入晶核剂的配方如下表:
Figure GDA0003401316990000071
Figure GDA0003401316990000081
实施例1至实施例6中,各个实施例含有的多晶核复合透明玻璃陶瓷的制备方法的制备工艺条件及相关参数如下表。
Figure GDA0003401316990000091
Figure GDA0003401316990000101
Figure GDA0003401316990000111
实施例1至实施例6中玻璃、玻璃陶瓷及强化后的玻璃陶瓷的特性对比如下表。
Figure GDA0003401316990000112
Figure GDA0003401316990000121
以下以实施例1为例作进一步分析:
步骤S1,根据实施例1中的玻璃配方,添加晶核剂进行熔制,制备出玻璃。
步骤S2,从S1中所得的玻璃中获取具有一定外形尺寸的素玻璃,其中,所述素玻璃的厚度D为0.65μm,维氏硬度为660kgf/mm2
步骤S3,将获取的素玻璃置于温度为473℃条件下,加热240min进行退火处理,进行退火处理后,将所述素玻璃置于温度为523℃条件下,加热120min,进行核化处理,完成核化处理后,进一步置于温度为620℃条件下,加热60min,制备出玻璃陶瓷。所得到的玻璃陶瓷的维氏硬度为785kgf/mm2,玻璃陶瓷的张应力线密度为32528MPa/mm,可见光的透过率为92%,玻璃陶瓷中的晶体比例为72wt%,玻璃陶瓷中平均晶体尺寸为35nm。
步骤S4,在本实施例中对玻璃陶瓷进行两次强化处理,第一次强化处理:将制得的玻璃陶瓷置于含有90wt%的NaNO3、5wt%的KNO3、5wt%的Na2CO3的混合盐浴中进行第一次强化处理工艺,强化温度为430℃,强化时间为4h;第二次强化处理:将经过第一次强化处理工艺的玻璃陶瓷置于含有5wt%的NaNO3、95wt%的KNO3的混合盐浴中进行第二次强化处理工艺,强化温度为440℃,强化时间为30min。强化后的玻璃陶瓷的表面压应力为468MPa,压应力深度89μm,维氏硬度为789kgf/mm2
本实施例中的玻璃在熔制过程中加入了晶核剂ZrO2、TiO2、P2O5、La+Tm,使得所得玻璃中形成ZrO2、TiO2、P2O5、La、Tm多种晶核,多晶核降低晶体析出所需的核化和晶化能,能够降低热处理温度和时间,并且调整晶体的比例,可有效增加玻璃陶瓷内晶核数量,多种晶核能够有效降低晶体的晶化能,有利于玻璃陶瓷内晶体相的均匀分布,降低晶体尺寸,所制备出的玻璃陶瓷中的晶体比例为72wt%,晶体平均晶体尺寸控制在35nm,增强玻璃陶瓷的耐损坏性、断裂韧度;由于晶核数量多,晶体尺寸小,玻璃陶瓷的可见光透过率高于86%(本实施例中为92%),提高了可见光的透过率,可将制备所得的玻璃陶瓷应用于电子产品的盖板的生产,提高玻璃陶瓷的实用性。
以下以实施例6为例作进一步分析:
步骤S1,根据实施例6中的玻璃配方,添加晶核剂进行熔制,制备出玻璃。
步骤S2,从S1中所得的玻璃中获取具有一定外形尺寸的素玻璃,其中,所述素玻璃的厚度D为0.65μm,维氏硬度为709kgf/mm2
步骤S3,将获取的素玻璃置于温度为547℃条件下,加热240min进行退火处理,进行退火处理后,将所述素玻璃置于温度为580℃条件下,加热120min,进行核化处理,完成核化处理后,进一步置于温度为620℃条件下,加热60min,制备出玻璃陶瓷。所得到的玻璃陶瓷的维氏硬度为823kgf/mm2,玻璃陶瓷的张应力线密度为32528MPa/mm,可见光的透过率为87%,玻璃陶瓷中的晶体比例为59wt%,玻璃陶瓷中平均晶体尺寸为67nm。
步骤S4,在本实施例中对玻璃陶瓷进行两次强化处理,第一次强化处理:将制得的玻璃陶瓷置于含有95wt%的NaNO3、5wt%的KNO3的混合盐浴中进行第一次强化处理工艺,强化温度为430℃,强化时间为4h;第二次强化处理:将经过第一次强化处理工艺的玻璃陶瓷置于含有5wt%的NaNO3、95wt%的KNO3的混合盐浴中进行第二次强化处理工艺,强化温度为440℃,强化时间为30min。强化后的玻璃陶瓷的表面压应力为584MPa,压应力深度63μm,维氏硬度为823kgf/mm2
本实施例中的玻璃在熔制过程中加入了晶核剂ZrO2、TiO2、P2O5、La+Tm,使得所得玻璃中形成ZrO2、TiO2、P2O5、La、Tm多种晶核,多晶核降低晶体析出所需的核化和晶化能,能够降低热处理温度和时间,并且调整晶体的比例,可有效增加玻璃陶瓷内晶核数量,多种晶核能够有效降低晶体的晶化能,有利于玻璃陶瓷内晶体相的均匀分布,降低晶体尺寸,所制备出的玻璃陶瓷中的晶体比例为59wt%,晶体平均晶体尺寸控制在67nm,增强玻璃陶瓷的耐损坏性、断裂韧度;由于晶核数量多,晶体尺寸小,玻璃陶瓷的可见光透过率高于86%(本实施例中为87%),提高了可见光的透过率,可将制备所得的玻璃陶瓷应用于电子产品的盖板的生产,提高玻璃陶瓷的实用性。
以下以实施例10为例作进一步分析:
步骤S1,根据实施例10中的玻璃配方,添加晶核剂进行熔制,制备出玻璃。
步骤S2,从S1中所得的玻璃中获取具有一定外形尺寸的素玻璃,其中,所述素玻璃的厚度D为0.65μm,维氏硬度为708kgf/mm2
步骤S3,将获取的素玻璃置于温度为550℃条件下,加热240min进行退火处理,进行退火处理后,将所述素玻璃置于温度为580℃条件下,加热240min,进行核化处理,完成核化处理后,进一步置于温度为620℃条件下,加热120min,制备出玻璃陶瓷。所得到的玻璃陶瓷的维氏硬度为756kgf/mm2,玻璃陶瓷的张应力线密度为34926MPa/mm,可见光的透过率为88%,玻璃陶瓷中的晶体比例为60wt%,玻璃陶瓷中平均晶体尺寸为65nm。
步骤S4,在本实施例中对玻璃陶瓷进行两次强化处理,第一次强化处理:将制得的玻璃陶瓷置于含有90wt%的NaNO3、5wt%的KNO3和5wt%的Na2CO3的混合盐浴中进行第一次强化处理工艺,强化温度为430℃,强化时间为4h;第二次强化处理:将经过第一次强化处理工艺的玻璃陶瓷置于含有5wt%的NaNO3、95wt%的KNO3的混合盐浴中进行第二次强化处理工艺,强化温度为440℃,强化时间为30min。强化后的玻璃陶瓷的表面压应力为524MPa,压应力深度69μm,维氏硬度为756kgf/mm2
本实施例中的玻璃在熔制过程中加入了晶核剂ZrO2、TiO2、P2O5、La+Tm,使得所得玻璃中形成ZrO2、TiO2、P2O5、La、Tm多种晶核,多晶核降低晶体析出所需的核化和晶化能,能够降低热处理温度和时间,并且调整晶体的比例,可有效增加玻璃陶瓷内晶核数量,多种晶核能够有效降低晶体的晶化能,有利于玻璃陶瓷内晶体相的均匀分布,降低晶体尺寸,所制备出的玻璃陶瓷中的晶体比例为60wt%,晶体平均晶体尺寸控制在65nm,增强玻璃陶瓷的耐损坏性、断裂韧度;由于晶核数量多,晶体尺寸小,玻璃陶瓷的可见光透过率高于86%(本实施例中为88%),提高了可见光的透过率,可将制备所得的玻璃陶瓷应用于电子产品的盖板的生产,提高玻璃陶瓷的实用性。
综上所述,本发明提供一种多晶核复合透明玻璃陶瓷及其制备方法,通过在玻璃熔制过程中加入晶核剂ZrO2、TiO2、P2O5、NaF+CaF2、La+Tm中的至少两种,使得玻璃中有多种类型的晶核,并分别置于温度为T1、T2、T3条件下,分别进行退火处理、核化处理、晶化处理,制备出含有多种晶核,且晶核数量多,晶相为二硅酸锂和透锂长石的玻璃陶瓷,形成的多晶核降低了晶体析出所需的核化和晶化能,能够降低热处理温度和时间,并且调整晶体的比例,晶体尺寸小,使得玻璃陶瓷的耐损坏性、断裂韧度增强,同时由二硅酸锂和透锂长石两种晶相相互交织,增强抗破坏强度,从而提高玻璃陶瓷的使用寿命;由于制备出的玻璃陶瓷内晶核数量多,多种晶核能够有效降低晶体的晶化能,有利于玻璃陶瓷内晶体相的均匀分布,降低晶体的尺寸,提高可见光的透过率,增强玻璃陶瓷实用性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,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。

Claims (12)

1.一种多晶核复合透明玻璃陶瓷,其特征在于,晶相包括二硅酸锂和透锂长石;所述玻璃陶瓷任一面的表面压应力范围为400MPa~600MPa,所述玻璃陶瓷的应力层深度范围为10um~100um,所述玻璃陶瓷的张应力线密度大于30000MPa/mm;晶核中的氟化物为NaF和/或CaF2;晶核中的稀土元素为La系元素和/或Tm系元素,且所加入晶核剂的含量为:ZrO2:1 mol%~3mol%、TiO2:0.5 mol %~1.5mol%、P2O5:1 mol %~3mol%、NaF+CaF2:0 mol %~4mol%、La+Tm:0.1 mol %~1mol%。
2.根据权利要求1所述的一种多晶核复合透明玻璃陶瓷,其特征在于,所述晶核包括ZrO2、TiO2、P2O5、稀土元素、金、银、氟化物中的至少三种。
3.根据权利要求1所述的一种多晶核复合透明玻璃陶瓷,其特征在于,所述玻璃陶瓷任一面的表面压应力范围为500MPa~600MPa,所述玻璃陶瓷的应力层深度范围为20um~90um。
4.根据权利要求1所述的一种多晶核复合透明玻璃陶瓷,其特征在于,所述玻璃陶瓷的平均晶体尺寸为50nm~150nm,晶体质量占比大于或等于80%,此时1mm厚的所述玻璃陶瓷的可见光平均透过率为86%~93%。
5.根据权利要求1所述的一种多晶核复合透明玻璃陶瓷,其特征在于,所述玻璃陶瓷的张应力线密度的范围为30000 MPa/mm~44000 MPa/mm。
6.一种制备如权利要求1-5任一项所述的多晶核复合透明玻璃陶瓷的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:熔制玻璃时,加入晶核剂,制备出玻璃;
S2:从S1中所得的所述玻璃中,获取具有一定外形尺寸素玻璃;
S3:将S2中所得的素玻璃置于温度为T1的条件下,加热1h~6h进行退火处理,退火处理完成后置于温度为T2的条件下,加热1h~6h,做核化处理,核化处理完成后置于温度为T3的条件下,加热0~3h进行晶化处理,制备出玻璃陶瓷;
所述温度T1的范围为450℃~550℃,所述温度T2的范围为500℃~580℃,所述温度T3的范围为600℃~800℃,且所述T1<T2。
7.根据权利要求6所述的一种多晶核复合透明玻璃陶瓷的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中加入的晶核剂包括:ZrO2、TiO2、P2O5、NaF+CaF2和La+Tm,且所加入晶核剂的含量为:ZrO2:1 mol %~3mol%、TiO2:0.5 mol %~1.5mol%、P2O5:1 mol %~3mol%、NaF+CaF2:0 mol %~4mol%、La+Tm:0.1 mol %~1mol%。
8.根据权利要求6所述的一种多晶核复合透明玻璃陶瓷的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中所述玻璃包含:SiO2:65mol%~75mol%、Al2O3:6mol%~13mol%、B2O3:1mol%~3mol%、MgO:0mol%~7mol%、ZnO:1mol%~2mol%、K2O:1mol%~3mol%、Na2O:1mol%~7mol%、Li2O:10mol%~20mol%、CeO2 :0.1mol%~0.25mol%、SnO2:0.2mol%~0.3mol%。
9.根据权利要求6所述的一种多晶核复合透明玻璃陶瓷的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,所述温度T1的范围为500℃~550℃,所述温度T2的范围为560℃~580℃,所述温度T3的范围为700℃~800℃,且所述T1<T2。
10.根据权利要求6所述的一种多晶核复合透明玻璃陶瓷的制备方法,其特征在于,所述步骤S3之后还包括:
S4:将S3中所得的陶瓷玻璃置于包含硝酸钠、硝酸钾、碳酸钠、碳酸钾中至少一种的盐浴中进行至少一次强化处理,从而制备出强化的玻璃陶瓷。
11.根据权利要求10所述的一种多晶核复合透明玻璃陶瓷的制备方法,其特征在于,所述盐浴中含有硝酸钠、硝酸钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少两种。
12.根据权利要求10所述的一种多晶核复合透明玻璃陶瓷的制备方法,其特征在于,所述步骤S4中进行了两次强化处理,第一强化处理的温度为380℃~450℃,强化时间为1h~10h;第二次强化处理的温度为380℃~450℃,强化时间为10min~240min。
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