CN111003949A - 高铝强化玻璃的尺寸改善方法 - Google Patents

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王洪
宋占财
崔秀珍
王明忠
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    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions

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Abstract

本发明公开了一种高铝强化玻璃的尺寸改善方法，包括以下步骤：1）盐浴的制备配制硝酸钾、硝酸钠与硝酸锂的混合盐浴，其中0%＜硝酸钾≤35%，20%≤硝酸钠≤65%，5%≤硝酸锂≤80%；2）选取二次强化处理后的高铝玻璃，置于盐浴中进行浸泡，盐浴的温度为440‑500℃，浸泡时间≥4h，浸泡完成后在室温中退火；通过上述操作，完成玻璃的尺寸改善处理。该方法可以使化学钢化的高铝玻璃尺寸得到缩小优化。

Description

高铝强化玻璃的尺寸改善方法
技术领域
本发明玻璃制备技术领域，具体涉及一种高铝强化玻璃的尺寸改善方法。
背景技术
钢化玻璃又称强化玻璃，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力层，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。
玻璃产品尺寸经过化学钢化会变化，且尺寸为重要参数指标，对于成品整机良率、抗冲击性、产品外观等均有较大影响。化学钢化过程因温度场、离子浓度等因素，产品尺寸存在不稳定性，目前且对于已完成钢化的产品尺寸无改善方法。
发明内容
本发明提供一种高铝强化玻璃的尺寸改善方法，利用钢化处理方法使产品的尺寸得到改善。
本发明的技术方案是，高铝强化玻璃的尺寸改善方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)盐浴的制备配制硝酸钾、硝酸钠与硝酸锂的混合盐浴，其质量百分比分别为0％＜硝酸钾≤35％，20％≤硝酸钠≤65％，5％≤硝酸锂≤80％；
2)选取二次强化后的高铝玻璃，置于盐浴中进行浸泡，盐浴的温度为440-500℃，浸泡时间≥4h，浸泡完成后在室温中退火；
通过上述操作，完成玻璃的尺寸改善处理。
优选的方案中，所述混合盐浴中，硝酸钾、硝酸钠与硝酸锂占比分别为：20-30：40-65：5-40。
更优选的方案中，所混合盐浴中，硝酸钾、硝酸钠与硝酸锂占比为30％：65％：5％。
进一步地，所述高铝二次强化玻璃中铝含量以Al2O3计，为10％以上。
进一步地，所述玻璃为碱性铝硅酸盐玻璃，包括按摩尔份计的以下组分：60-70份SiO2、12-20份Al2O3、5-15份Na2O和4-10份K2O，其中12份≤Na2O+K2O≤20份。
进一步地，所述锂铝硅酸盐玻璃还包括1-5份Li2O。
进一步地，所述锂铝硅酸盐玻璃还包括1-2份MgO和1-4份ZrO2。
进一步地，所述玻璃的厚度为0.1-5mm。
进一步地，所述盐浴温度为480℃，浸泡时间为14h。
进一步地，所述快速退火时，直接在室温自然冷却。
本发明具有以下有益效果：
1、高铝玻璃经过化学钢化尺寸有变化，比如采用大粒径离子交换玻璃中小粒径离子，则尺寸变大；小粒径离子交换玻璃中大粒径离子，则尺寸变小，对于过程中出现的尺寸因超出规格上限的产品基本做报废处理；本发明将化学钢化产品经过盐浴浸泡处理，尺寸恢复至化学钢化前，避免产品的报废。
2、本发明的盐浴中通过含有不同离子半径的碱金属硝酸盐制成，使得在离子交换过程中不会因为盐浴中半径大的碱金属离子堵塞交换通道导致的尺寸不均情况；碱金属硝酸盐具体为硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂三种碱金属混合盐，碱金属离子半径大小依次为：钾>钠>锂；由于钾、钠、锂离子交换速度依次为：钾＜钠＜锂；本发明中以半径最小的锂为主要交换离子，通过在高浓度小半径碱金属盐浴浸泡(锂离子和钠离子)，钠作为介质离子，加强锂的交换，来逆转化学强化时发生的离子交换，缩小钢化处理后玻璃的尺寸；同时，通过少量的钾离子作为大尺寸半径离子阻碍钠、锂交换，防止过度交换后造成的产品难以再加工，降低产品再加工难度。
3、具体盐浴浸泡时，采用440-500℃的温度，尤其是480℃以上的温度，可以加速离子交换。钾、钠、锂离子交换速度依次为：钾＜钠＜锂；其中锂离子交换速度最快，同时也是主要作用离子；钠离子交换速度居中，作为介质离子，防止离子交换过快导致交换通道堵塞或钾离子富集导致锂离子交换不能达到预期；钾离子交换速度慢，其主要作用是一定程度上阻碍钠、锂离子交换，便于产品再加工。通过高温盐浴逆转钢化玻璃的离子交换，缩小尺寸。
4、本发明提供的钢化玻璃尺寸改善方法，将尺寸逆变化变为现实，且能够控制尺寸变化精确度。
附图说明
图1是实施例1采用本发明提供方法处理前后玻璃长度方向尺寸变化对比图。
图2是实施例1采用本发明提供方法处理前后玻璃宽度方向尺寸变化对比图。
图3是实施例2采用本发明提供方法处理前后玻璃长度方向尺寸变化对比图。
图4是实施例2采用本发明提供方法处理前后玻璃宽度方向尺寸变化对比图。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步阐明本发明。
实施例1：
一种高铝强化玻璃的尺寸改善方法，该玻璃为0.7mm厚度化学钢化高铝玻璃，长宽尺寸为142.52mm*66.96mm。其中具体成分按摩尔比为：68份SiO2、16份Al2O3、7份Na2O、5份K2O、2份MgO、3份Li2O和1份ZrO2。
具体处理过程：
1)盐浴准备：硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂的混合盐浴，硝酸钾质量比例35％，硝酸钠质量比例60％，硝酸锂质量比例5％；
2)将产品置入盐浴中浸泡，盐浴的温度为480℃，浸泡时间14h，浸泡完成后在室温中快速退火，退火时间20min；
通过上述处理，完成玻璃的尺寸改善处理。
该产品处理前后尺寸变化对比图如图1和2所示。通过处理，该玻璃已化学钢化高铝玻璃钢化尺寸缩小约0.07％。
实施例2：
一种高铝强化玻璃的尺寸改善方法，该玻璃为0.8mm厚度化学钢化高铝玻璃，长宽尺寸为157.36mm*68.82mm。其中Al2O3含量为12％。
具体处理过程：
1)盐浴准备：
盐浴1硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂的混合盐浴，硝酸钾质量比例30％，硝酸钠质量比例50％，硝酸锂质量比例20％；
盐浴2硝酸钾、硝酸钠的混合盐浴，硝酸钾质量比例35％，硝酸钠质量比例65％；
2)将产品分别置入盐浴1和盐浴2中浸泡，盐浴的温度均为480℃，浸泡时间18h，浸泡完成后在室温中快速退火；
通过上述处理，完成玻璃的尺寸改善处理。该产品处理前后尺寸变化对比图如图3和4所示。通过盐浴1处理的玻璃，尺寸缩小0.085％；通过盐浴2处理的玻璃，尺寸增加0.003％。
实施例3：
一种高铝强化玻璃的尺寸改善方法，该玻璃为3mm厚度化学钢化高铝玻璃，长宽尺寸为654mm*154mm。其中Al2O3含量为15％。
具体处理过程：
1)盐浴准备：硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂的混合盐浴，比例为20％：45％：35％；
2)将产品置入盐浴中浸泡，盐浴的温度均为490℃，浸泡时间16h，浸泡完成后在室温中快速退火；
通过上述处理，完成玻璃的尺寸改善处理。处理后的玻璃相对于处理前尺寸缩小0.016％。
实施例4：
一种高铝强化玻璃的尺寸改善方法，该玻璃为5mm厚度化学钢化高铝玻璃，长宽尺寸为650mm*480mm。其中Al2O3含量为20％。
具体处理过程：
1)盐浴准备：硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂的混合盐浴，比例为30％：25％：45％；
2)将产品置入盐浴中浸泡，盐浴的温度均为480℃，浸泡时间14h，浸泡完成后在室温中快速退火；
通过上述处理，完成玻璃的尺寸改善处理。处理后的玻璃相对于处理前尺寸缩小0.01％。
实施例5：
一种高铝强化玻璃的尺寸改善方法，该玻璃为1mm厚度化学钢化高铝玻璃，长宽尺寸为275mm*164mm。其中Al2O3含量为14％。
具体处理过程：
1)盐浴准备：硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂的混合盐浴，比例为20％：20％：60％；
2)将产品置入盐浴中浸泡，盐浴的温度均为460℃，浸泡时间8h，浸泡完成后在室温中快速退火；
通过上述处理，完成玻璃的尺寸改善处理。处理后的玻璃相对于处理前尺寸缩小0.04％。
实施例6：
一种高铝强化玻璃的尺寸改善方法，该玻璃为3mm厚度化学钢化高铝玻璃，长宽尺寸为654mm*154mm。其中Al2O3含量为15％。
具体处理过程：
1)盐浴准备：硝酸钠、硝酸锂的混合盐浴，比例为20：80；
2)将产品置入盐浴中浸泡，盐浴的温度均为450℃，浸泡时间17h，浸泡完成后在室温中快速退火；
通过上述处理，完成玻璃的尺寸改善处理。处理后的玻璃相对于处理前尺寸缩小0.02％。

Claims (10)

1.高铝强化玻璃的尺寸改善方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）盐浴的制备 配制硝酸钾、硝酸钠与硝酸锂的混合盐浴，其质量百分比分别为0%＜硝酸钾≤35%，20%≤硝酸钠≤65%，5%≤硝酸锂≤80%；
2）选取二次强化后的高铝玻璃，置于盐浴中进行浸泡，盐浴的温度为440-500℃，浸泡时间≥4h，浸泡完成后在室温中退火；
通过上述操作，完成玻璃的尺寸改善处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合盐浴中，硝酸钾、硝酸钠与硝酸锂占比分别为：20-30%、40-65%和5-40 %。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所混合盐浴中，硝酸钾、硝酸钠与硝酸锂占比为30%：65%：5%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述高铝二次强化玻璃中铝含量以Al2O3计，摩尔占比为10%以上。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述玻璃为碱性铝硅酸盐玻璃，包括按摩尔份计的以下组分：60-70份SiO2、12-20份Al2O3、5-15份Na2O和4-10份K2O，其中12份≤Na2O+K2O≤20份。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述锂铝硅酸盐玻璃还包括1-5份Li2O。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述锂铝硅酸盐玻璃还包括1-2份MgO和1-4份ZrO2。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于：所述玻璃的厚度为0.1-5mm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述盐浴温度为 480℃，浸泡时间为14h。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述快速退火时，直接在室温自然冷却。
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