CN111217521B - 铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法 - Google Patents

铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111217521B
CN111217521B CN202010163732.8A CN202010163732A CN111217521B CN 111217521 B CN111217521 B CN 111217521B CN 202010163732 A CN202010163732 A CN 202010163732A CN 111217521 B CN111217521 B CN 111217521B
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
aluminoborosilicate glass
aluminoborosilicate
content
beta
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010163732.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111217521A (zh
Inventor
刘柏辉
侯英兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Qibin Electronic Glass Co ltd
Original Assignee
Liling Qibin Electronic Glass Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liling Qibin Electronic Glass Co ltd filed Critical Liling Qibin Electronic Glass Co ltd
Priority to CN202010163732.8A priority Critical patent/CN111217521B/zh
Publication of CN111217521A publication Critical patent/CN111217521A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111217521B publication Critical patent/CN111217521B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开一种铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法，其中，铝硼硅酸盐玻璃的各成分中，71％<SiO2+Al2O3‑0.79P2O5‑0.61B2O3<77％，且0.7％<(Al2O3+P2O5‑B2O3)/(CaO+SrO+Y2O3+0.75MgO)<1.5％，以及15<α<26；其中，α＝0.18SiO2+0.56Al2O3+0.98P2O5+CaO+1.1SrO+1.27Y2O3‑0.38MgO‑0.42B2O3‑37β‑OH，同时控制铝硼硅酸盐玻璃中β～OH值在(0.1～0.3)/mm，在各成分的协同作用下，铝硼硅酸盐玻璃在熔化和成型过程中硼挥发率在2.5～6.5％之间，对硼挥发率有较好的抑制作用，减少了对耐火材料的侵蚀，提高了生产设备的寿命，同时降低了对生产工艺的要求。

Description

铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃生产领域，特别涉及一种铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法。
背景技术
随着显示技术的飞速发展，各种显示终端已逐渐向着更高分辨率、更明亮及低耗电的趋势发展，这种趋势对显示面板提出了更高的要求，对显示面板不可或缺的玻璃基板的性能也提出了更高的要求。
主流的硅基TFT可分为非晶硅TFT、多晶硅TFT和单晶硅TFT，其中非晶硅TFT为现在主流TFT-LCD应用的技术，非晶硅TFT技术在生产制程中的处理温度可以在300～450℃温度下完成。而LTPS多晶硅TFT在制造过程中需要在较高温度下多次处理，基板必须在多次高温处理过程中不能发生变形，玻璃的应变点高于650℃。同时玻璃基板的热膨胀系数需要与硅的热膨胀系数相近，尽可能减小应力和破坏，因此玻璃基板的线性热膨胀系数在28×10-7/℃～42×10-7/℃之间。
铝硼硅酸盐玻璃以其高应变点、高杨氏模量、合适的膨胀系数、优良的耐酸碱性能，而被作为玻璃基板并广泛应用在平板显示领域，但是铝硼硅酸盐玻璃在熔化和成型过程中存在熔化温度过高导致硼易挥发的问题，进而在铝硼硅酸盐玻璃的生产过程中对耐火材料造成侵蚀，造成生产设备寿命降低，同时对生产工艺提出了更高的要求。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，对铝硼硅酸盐玻璃的组分进行限定，同时合理控制玻璃中β～OH值，可以有效的降低硼挥发，减少了对耐火材料的侵蚀，提高了生产设备的寿命，同时降低了对生产工艺的要求。
为了实现上述目的，本发明提出一种铝硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比计，所述铝硼硅酸盐玻璃包括以下组分：
Figure BDA0002406686680000011
Figure BDA0002406686680000021
且满足，71％<SiO2+Al2O3-0.79P2O5-0.61B2O3<77％，
0.7％<(Al2O3+P2O5-B2O3)/(CaO+SrO+Y2O3+0.75MgO)<1.5％，
以及满足15<α<26；其中，
α＝0.18SiO2+0.56Al2O3+0.98P2O5+CaO+1.1SrO+1.27Y2O3-0.38MgO-0.42B2O3-37β-OH，所述铝硼硅酸盐玻璃中的β～OH值控制在(0.1～0.3)/mm。其中，各公式中组分的化学式均代表各组分的质量百分比。
可选地，所述铝硼硅酸盐玻璃中的β～OH值控制在(0.2～0.3)/mm。
可选地，所述铝硼硅酸盐玻璃的硼挥发率在2.5％～6.5％之间。
可选地，所述铝硼硅酸盐玻璃的熔化温度低于1650℃。
可选地，所述铝硼硅酸盐玻璃的膨胀系数为(31～39)×10-7/℃。
可选地，所述铝硼硅酸盐玻璃的密度为2.43～2.55g/cm3。
可选地，所述铝硼硅酸盐玻璃在200泊时熔化温度不高于1650℃，玻璃液相线温度低于或等于1130℃。
可选地，所述铝硼硅酸盐玻璃的软化点为970～1060℃，应变点为680～755℃。
可选地，所述铝硼硅酸盐玻璃的杨氏模量为77～85GPa。
本发明还提出一种铝硼硅酸盐玻璃的制备方法，包括以下步骤：
称取玻璃原料，所述玻璃原料以氧化物为基准，按照质量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0002406686680000022
Figure BDA0002406686680000031
且满足，71％<SiO2+Al2O3-0.79P2O5-0.61B2O3<77％，
0.7％<(Al2O3+P2O5-B2O3)/(CaO+SrO+Y2O3+0.75MgO)<1.5％，
以及满足15<α<26；其中，
α＝0.18SiO2+0.56Al2O3+0.98P2O5+CaO+1.1SrO+1.27Y2O3-0.38MgO-0.42B2O3-37β-OH；
将所述玻璃原料进行混合、熔化、澄清、均化、成型、退火等处理，获得铝硼硅酸盐玻璃，其中，在制备过程中控制所述铝硼硅酸盐玻璃的β～OH值为(0.1～0.3)/mm。
本发明的有益效果如下：本发明的铝硼硅酸盐玻璃，控制71％<SiO2+Al2O3-0.79P2O5-0.61B2O3<77％，且0.7％<(Al2O3+P2O5-B2O3)/(CaO+SrO+Y2O3+0.75MgO)<1.5％，以及15<α<26；其中，α＝0.18SiO2+0.56Al2O3+0.98P2O5+CaO+1.1SrO+1.27Y2O3-0.38MgO-0.42B2O3-37β-OH，同时控制铝硼硅酸盐玻璃中β～OH值在(0.1～0.3)/mm，在各成分的协同作用下，铝硼硅酸盐玻璃在熔化和成型过程中硼挥发率在2.5～6.5％之间，对硼挥发率有较好的抑制作用，减少了对耐火材料的侵蚀，提高了生产设备的寿命，同时降低了对生产工艺的要求。
附图说明
图1为玻璃的硼挥发率与α的线性拟合图。
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
下面将结合本发明的实施例，来说明本发明的技术方案及达到的技术效果。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。
作为本发明的第一方面，提供一种铝硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比计，所述铝硼硅酸盐玻璃包括以下组分：
Figure BDA0002406686680000041
且满足，71％<SiO2+Al2O3-0.79P2O5-0.61B2O3<77％，
0.7％<(Al2O3+P2O5-B2O3)/(CaO+SrO+Y2O3+0.75MgO)<1.5％，
以及满足15<α<26；其中，
α＝0.18SiO2+0.56Al2O3+0.98P2O5+CaO+1.1SrO+1.27Y2O3-0.38MgO-0.42B2O3-37β-OH，所述铝硼硅酸盐玻璃中的β～OH值控制在(0.1～0.3)/mm。其中，各公式中组分的化学式均代表各组分的质量百分比。优选地，所述铝硼硅酸盐玻璃中的β～OH值控制在(0.2～0.3)/mm。
所述铝硼硅酸盐玻璃的硼挥发率在2.5％～6.5％之间，熔化温度低于1650℃，膨胀系数为(31～39)×10-7/℃，所述铝硼硅酸盐玻璃的密度为2.43-2.55g/cm3，所述铝硼硅酸盐玻璃在200泊时熔化温度不高于1650℃，玻璃液相线温度低于或等于1130℃。所述铝硼硅酸盐玻璃的软化点为970～1060℃，应变点为680～755℃。所述铝硼硅酸盐玻璃的杨氏模量为77～85GPa。
下面对上述铝硼硅酸盐玻璃的各组分做详细的解释说明：
SiO2作为铝硼硅酸盐玻璃的骨架组分，可以形成玻璃网络结构的主体，若其含量低于59％，玻璃的膨胀系数增大、应变点下降、耐酸性和耐碱性均会下降。提高SiO2的含量可以提高玻璃机械强度、降低膨胀系数、使得玻璃的稳定性得到提高；但是随着SiO2含量的升高，玻璃的高温粘度大，不利于玻璃的熔解，含量超过63wt％后尤其明显。因此，综合考虑，SiO2的含量为59～63％。
Al2O3作为铝硼硅酸盐玻璃的成分，具有抑制玻璃失透、同时提高玻璃结构强度、化学耐久性和耐水性的作用。但是，如果Al2O3的含量过低，如低于16％，则玻璃容易失透，也容易受到外界水气及化学试剂的侵蚀；而如果含量过高，如高于21％，则玻璃的熔化温度升高，熔融性降低，同时液相线温度升高。因此，综合考虑，Al2O3的含量选择16～21％。
B2O3作为铝硼硅酸盐玻璃的成分，具有降低玻璃熔化温度、应变点、软化点温度的作用，同时具有抑制玻璃失透、提高玻璃热冲击性能和化学稳定性的作用。如果B2O3的含量低于3％，则对铝硼硅酸盐玻璃熔化温度、应变点、软化点温度的降低以及对玻璃失透的抑制、热冲击性能及化学稳定性的提升不明显；而如果B2O3的含量高于9％，玻璃的耐水解性、化学耐久性将会下降。因此，综合考虑，B2O3的含量选择3～9％。
P2O5作为铝硼硅酸盐玻璃的成分，会使玻璃中网络结构产生变化，玻璃中的硅氧四面体被磷酸铝(AlPO4)替代，磷酸铝(AlPO4)是由四面体配位的铝和磷构成的，与玻璃网络结构硅氧四面体相比体积大，提供合适的网络空间，与离子半径小且离子势能大的网络外体相互配合，进一步的增强整体网络结构，改善玻璃的耐酸碱性能，提高玻璃的应变点，以及玻璃的析晶性能。但是P2O5含量过高，玻璃的稳定性会降低。因此，综合考虑，P2O5含量选择0.01～2％。
MgO作为铝硼硅酸盐玻璃的成分，是玻璃结构网络外体氧化物，降低玻璃高温粘度、使玻璃易于熔化、提高熔解性，降低高温电阻率。相对于其它碱土金属，MgO是提高玻璃杨氏模量而不增加玻璃密度和热膨胀系数的有效成分。如果MgO的含量如低于3％，则其对玻璃高温粘度的降低效果不明显，但MgO的重量含量过高，如高于6％，则容易使玻璃液相线温度升高，使玻璃的耐失透性降低，造成分相。因此，综合考虑，MgO含量选择3～6％。
CaO作为铝硼硅酸盐玻璃的成分，是玻璃结构网络外体氧化物，是不降低应变点而降低高温粘度、显著提高熔融性，降低电阻率的成分。在碱土金属中，CaO是仅次于MgO的具有能够提高玻璃杨氏模量而不增加玻璃密度和热膨胀系数的有效成分，但CaO含量过高，玻璃容易失透，热膨胀系数会大幅度增大。因此，综合考虑，CaO含量选择2.5～7％。
SrO作为铝硼硅酸盐玻璃的组分，同样是玻璃结构网络外体氧化物，是不降低应变点而提高熔融性，提高杨氏模量，降低高温电阻率的成分；但SrO含量过高，容易增大玻璃的密度和热膨胀系数。因此，综合考虑，SrO的含量为3.5～8％。
Y2O3作为铝硼硅酸盐玻璃的组分，是玻璃结构网络外体氧化物。由于Y离子半径大，存在玻璃网络空隙中时，Y离子在玻璃网络空隙中产生空隙，与碱土金属元素Mg相互配合使用可以降低熔化温度，同时提高玻璃的应变点。Y2O3含量超过2％时，对玻璃析晶稳定性不利，并过于增加玻璃成本，同时Y2O3有较大的比重，添加过多会导致密度加。因此，综合考虑，Y2O3的含量为0.02～2％。
此外，所述铝硼硅酸盐玻璃中各组分的重量百分含量满足以下(a)～(d)的条件：
(a)71％<SiO2+Al2O3-0.79P2O5-0.61B2O3<77％；玻璃中的铝以四面体的形式存在，玻璃中的硅氧四面体被磷酸铝(AlPO4)替代，磷酸铝(AlPO4)是由四面体配位的铝和磷构成的，与玻璃网络结构硅氧四面体相比体积大；硼以三配位和四配位的形式同时存在；合理控制SiO2、Al2O3、P2O5、B2O3比例关系，可以提供合适的网络空间，确保玻璃网络结构的完整性。
(b)0.7％<(Al2O3+P2O5-B2O3)/(CaO+SrO+Y2O3+0.75MgO)<1.5％；控制网络形成体(B2O3、P2O5)、网络中间体(Al2O3)及网络外体(碱土金属：MgO、CaO、SrO、Y2O3)的质量百分含量关系在上述范围内。碱土氧化物MgO可以有效的降低玻璃高温粘度，但是相对于CaO、SrO而言，MgO对玻璃应变点的提升有限，甚至有降低玻璃应变点的趋势。由于Y离子半径大，存在玻璃网络空隙中时，Y离子在玻璃网络空隙中产生空隙，与碱土金属元素Mg相互配合使用，进一步的增强整体网络结构，可以降低熔化温度，改善玻璃的耐酸碱性能，提高玻璃的应变点，以及改善玻璃的析晶性能。
(c)α＝0.18SiO2+0.56Al2O3+0.98P2O5+CaO+1.1SrO+1.27Y2O3-0.38MgO-0.42B2O3-37β-OH，合理的控制15<α<26，可以得到的玻璃具有合适的熔化温度，合适膨胀系数，低玻璃介电常数，高玻璃应变点和杨氏模量，更有效的是玻璃硼挥发率低。
(d)铝硼硅酸盐玻璃中的β～OH值在(0.1～0.3)/mm内，进一步优选地，β～OH值控制在(0.2～0.3)/mm。
所述β～OH＝(1/X)log(T1/T2)。其中，X：玻璃板的厚度(mm)；T1：在参考波长3846cm-1(2600nm)处的透过率(％)；T2：在氢氧根吸收波长3600cm-1(2800nm)处的透过率(％)，涉及的透过率可以使用傅氏转换红外线光谱分析仪(FT-IR)测量。
铝硼硅酸盐玻璃中的β～OH值的控制可以通过以下方式来实现：(1)选择含水量低的原料；(2)添加使玻璃中的水分量减少的成分(如添加Cl、SO3等)；(3)使炉内环境中的水分量降低；(4)在熔融玻璃中进行N2起泡；(5)采用小型熔融炉；(6)加快熔融玻璃的流量；(7)采用电熔法；等等。
作为本发明的第二方面，还进一步提供上述铝硼硅酸盐玻璃的制备方法。所述铝硼硅酸盐玻璃的制备方法包括以下步骤：
称取原料组分，所述原料组分以氧化物为基准，按照重量百分比计，含有如下的组分：
Figure BDA0002406686680000071
且满足，71％<SiO2+Al2O3-0.79P2O5-0.61B2O3<77％，
0.7％<(Al2O3+P2O5-B2O3)/(CaO+SrO+Y2O3+0.75MgO)<1.5％，
以及满足15<α<26；其中，
α＝0.18SiO2+0.56Al2O3+0.98P2O5+CaO+1.1SrO+1.27Y2O3-0.38MgO-0.42B2O3-37β-OH；
将所述玻璃原料进行混合、熔化、澄清、均化、成型、退火等处理，获得铝硼硅酸盐玻璃，同时在制备过程中控制所述铝硼硅酸盐玻璃的β～OH值为(0.1～0.3)/mm。优选地，在制备过程中控制所述铝硼硅酸盐玻璃的β～OH值为(0.2～0.3)/mm。
下面对上述制备方法做详细的解释说明：
上述各氧化物，是由原料组分经过换算得到的最终形成的玻璃中的各个成分，而原料组分是玻璃技术领域已知的化工原料或者矿物原料，如SiO2来源于石英砂，Al2O3来源于氧化铝粉和/或氢氧化铝、偏磷酸铝。为了控制β～OH值，优选添加的铝源为氧化铝和氢氧化铝的混合物，以便于更好的控制β～OH值；B2O3来源于硼酸或者硼矸，优选添加的硼源为氧化硼和硼酸的混合物，以便于更好的控制β～OH值；P2O5来源于偏磷酸铝；MgO来源于碳酸镁粉和/或氧化镁和/或硫酸镁；CaO来源于碳酸钙或硫酸钙；SrO来源于碳酸锶和/或硝酸锶；Y2O3直接来源于氧化钇。
按照上述组分所给出的比例精确称量原料并均匀混合，制备成合格的配合料。
在玻璃原料混合过程中，通过控制铝源、硼源以及配合料的含水率，间接控制β～OH值，从而确保β～OH的值在(0.1～0.3)/mm之间。
玻璃熔化过程中，配合料中需要加入澄清剂，澄清剂可以是硫酸盐、硝酸盐、氯化物和氟化物中的至少一种。
为避免氧化铁杂质对玻璃进行着色而影响可见光区域的透过率，有必要控制氧化铁的含量不高于0.01％。
上述均化、成型、退火处理等为玻璃技术领域的常规工序，在此不再展开赘述，经过上述工艺最后得到玻璃板。
本发明得到的铝硼硅酸盐玻璃可以作为基板玻璃、照明玻璃、光伏器件玻璃、防火玻璃以及其他光电器件玻璃。
为了更好的说明本发明的技术方案，下面结合具体实施例进行说明。
为节约篇幅，将实施例1～29的铝硼硅酸盐玻璃的组分列举于表1、2、3中，各个实施例参考实施例1～2的制备方法，原料仅需按照本领域技术人员熟知的原料配比换算成铝硼硅酸盐玻璃的氧化物即可获得。按照表格中的β-OH含量控制玻璃中的β-OH含量。将配合料倒入铂铑坩埚中，在1640℃±10℃熔化温度下，保温熔融16小时，得到玻璃液。将玻璃液浇注到不锈钢模具中成型，再在720℃±20℃下保温退火2小时，然后随炉冷。随后对玻璃样品进行切割，抛光，按照上述要求对玻璃性能进行测试。
对实施例1～29获得的铝硼硅酸盐玻璃进行性能测试，包括玻璃中硼的含量、硼挥发率、熔化温度、析晶温度、应变点、热膨胀系数、杨氏模量、透过率等方面。
其中，硼的含量可以通过ICP进行测试；
硼挥发率：根据玻璃中硼含量与玻璃原料中硼的量进行对比得到；
熔化温度：通过ASTM C965使用旋转高温粘度计测试玻璃高温粘度曲线，其中粘度200泊对应的温度作为T2熔化温度；
液相线温度：通过ASTM C829使用梯温炉法测试玻璃析晶上限温度；
软化点：通过ASTMC338使用软化点测试仪测试仪测定玻璃应变点，单位为℃；
应变点：通过ASTMC336使用退火点应变点测试仪测定玻璃应变点，单位为℃；
热膨胀系数：根据ASTM E228-1985《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；
杨氏模量：通过ASTM C623测定玻璃杨氏模量，单位为GPa。
表1实施例1～10的铝硼硅酸盐玻璃组分及物化性能
例1 例2 例3 例4 例5 例6 例7 例8 例9 例10
SiO<sub>2</sub> 62.06 61.11 61.43 60.63 59.23 59.45 59.52 60.26 60.46 60.56
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 17.89 16.89 16.82 15.67 20.83 19.59 19.27 18.72 19.64 16.72
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 5.49 5.59 5.92 10.06 3.83 7.38 4.03 5.32 7.42 4.42
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 0.53 0.67 0 0.63 1.89 1.92 0.02 0.25 0.55 0.15
MgO 0.56 3.46 3.67 5.96 4.84 3.08 5.94 3.96 3.17 4.46
CaO 6.11 6.86 4.69 2.65 5.31 3.12 2.56 6.71 2.55 6.61
SrO 6.42 5.42 6.58 3.93 4.05 3.74 7.89 3.84 4.59 6.62
Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0.94 0 0.89 0.87 0.02 1.72 0.77 0.94 1.62 0.46
A 75.29 73.18 73.57 67.97 75.88 72.04 75.59 74.62 73.90 73.70
B 0.93 0.80 0.73 0.52 1.45 1.30 0.97 0.94 1.15 0.73
α 22.46 19.17 18.55 10.79 19.42 17.60 18.69 18.86 16.66 20.24
β-OH含量/mm 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
硼含量/％ 4.928 5.029 5.372 8.892 3.675 6.993 3.839 5.074 6.983 4.286
硼挥发率/％ 10.24 10.04 9.26 11.61 4.05 5.24 4.74 4.62 5.89 3.03
熔化温度/℃ 1667 1624 1638 1592 1629 1615 1629 1642 1612 1627
液相线温度/℃ 1115 1120 1145 1150 1115 1085 1125 1115 1090 1100
软化点/℃ 1035 994 1027 946 1006 986 1047 1016 991 1027
应变点/℃ 702 697 713 638 708 692 735 716 691 721
密度/g/cm<sup>3</sup> 2.54 2.47 2.53 2.43 2.43 2.45 2.53 2.45 2.42 2.51
膨胀系数/×10<sup>-7</sup>/℃ 37.6 37.1 38.2 30.9 38.7 31.6 37.9 37.7 32.5 37.3
弹性模量/GPa 81.3 80.1 83.5 75.3 81.4 78.6 83.6 80.8 78.4 82.2
表2实施例11～20的铝硼硅酸盐玻璃组分及物化性能
Figure BDA0002406686680000091
Figure BDA0002406686680000101
表3实施例21～29的铝硼硅酸盐玻璃组分及物化性能
例21 例22 例23 例24 例25 例26 例27 例28 例29
SiO<sub>2</sub> 61.46 61.46 61.46 61.52 61.86 62.02 62.31 62.64 62.93
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 18.16 18.16 18.16 18.34 17.02 18.63 17.42 17.14 17.19
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 3.52 3.52 3.52 4.52 5.22 4.12 6.12 7.15 6.02
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 0.56 0.56 0.56 0.75 0.12 1.43 1.62 0.87 1.22
MgO 3.42 3.42 3.42 3.67 5.81 4.13 3.86 3.04 3.31
CaO 4.56 4.56 4.56 4.31 4.76 4.55 3.55 3.13 3.63
SrO 7.69 7.69 7.69 6.26 4.27 4.39 4.23 4.05 4.23
Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0.63 0.63 0.63 0.63 0.94 0.73 0.89 1.98 1.47
A 76.50 76.50 76.50 75.83 74.68 76.52 73.91 73.60 74.62
B 0.98 0.98 0.98 1.04 0.83 1.25 1.12 0.95 1.05
α 27.75 24.05 21.72 19.68 15.93 18.90 16.75 16.57 17.41
β-OH含量/mm 0.1 0.2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
硼含量/％ 3.431 3.426 3.423 4.346 4.892 3.931 5.766 6.727 5.701
硼挥发率/％ 2.53 2.67 2.76 3.85 6.28 4.59 5.78 5.92 5.30
熔化温度/℃ 1669 1655 1649 1641 1635 1644 1623 1629 1631
液相线温度/℃ 1115 1120 1120 1130 1115 1125 1110 1100 1125
软化点/℃ 1059 1055 1052 1045 1015 1047 1006 995 1001
应变点/℃ 753 748 745 742 717 751 706 695 700
密度/g/cm<sup>3</sup> 2.54 2.54 2.54 2.53 2.49 2.47 2.45 2.44 2.43
膨胀系数/×10<sup>-7</sup>/℃ 37.9 38.0 38.1 38.6 37.1 38.7 36.6 34.9 35.8
弹性模量/GPa 84.9 84.6 84.2 83.9 81.7 82.7 81.5 79.8 82.4
备注：表1、表2及表3中，
A＝SiO2+Al2O3-0.79P2O5-0.61B2O3
B＝(Al2O3+P2O5-B2O3)/(CaO+SrO+Y2O3+0.75MgO)
α＝0.18SiO2+0.56Al2O3+0.98P2O5+CaO+1.1SrO+1.27Y2O3-0.38MgO-0.42B2O3-37β-OH
对表1、2及表3呈现的数据可知：
(1)例1中MgO的含量为0.56％、β-OH含量为0.3/mm，虽然A＝75.29、B＝0.93、α＝22.46，但是MgO的含量小于本发明控制的3-6％的组分。MgO含量过低，从结构上很难与玻璃组分中的元素发挥协同作用，玻璃性能表现在熔化温度过高(1667℃)，硼挥发率高(10.24％)，对玻璃生产不利。
(2)例2玻璃组分中不含Y2O3、β-OH含量为0.3/mm，虽然A＝73.18、B＝0.8、α＝19.17，但是不含Y2O3，从结构上很难与玻璃组分中的元素发挥协同作用，玻璃性能表现在硼挥发率高(10.04％)。例3玻璃组分中不含P2O5、β-OH含量为0.3/mm，虽然A＝75.37、B＝0.73、α＝18.55，但是不含P2O5，从结构上很难与玻璃组分中的元素发挥协同作用，玻璃性能表现在液相线温度高(1145℃)、硼挥发率高(9.26％)，对玻璃生产不利。
(3)例4玻璃组分中Al2O3＝15.67、B2O3＝10.06、β-OH含量为0.3/mm，A＝67.97、B＝0.52、α＝10.79，玻璃组分不在本发明的要求之内，玻璃组分中的元素发挥协同作用减弱，玻璃性能表现在液相线温度高(1150℃)、应变点低(638℃)、硼挥发率高(11.61％)，对玻璃生产不利。
(4)对于例5、例6、例7、例8、例9、例10、例11、例14、例17、例20、例23、例23、例25、例26、例27、例28、例29，玻璃组分中A、B、α、β-OH含量为0.3/mm，均在本发明控制的71％<A<77％、0.7％<B<1.5％，以及15<α<26。玻璃性能表现在，硼挥发率为2.76％～6.5％，玻璃膨胀系数为(31～39)×10-7/℃，玻璃密度为2.43-2.55g/cm3，玻璃粘度为200泊时熔化温度不大于1650℃；玻璃液相线温度≤1130℃；软化点为970～1060℃，应变点为680～755℃，杨氏模量为77～85GPa。
进一步的发现，在β-OH含量为0.3/mm时，玻璃的硼挥发率与α成线性关系，如图1所示。由此可见，合理的控制α可以控制硼挥发率。
(5)对于例12、例13、例14；例21、例22、例23，分别对本发明的玻璃组分β-OH含量为0.1～0.3/mm时，对玻璃硼挥法率进行说明。β-OH为0.1/mm时(例12的3.67％、例21的2.53％)硼挥发含量明显低于β-OH为0.3/mm时(例14的4.8％、例23的2.76％)，β-OH含量对硼的挥发有影响。
(6)对于例15、例16、例17、例18、例19，分别对本发明的玻璃组分β-OH含量为0.1-0.5/mm时，对玻璃性能进行说明。β-OH为0.1/mm时硼挥发率为3.48％、β-OH为0.2/mm时硼挥发率为4.03％、β-OH为0.3/mm时硼挥发率为6.49％、β-OH为0.4/mm时硼挥发率为8.86％、β-OH为0.5/mm时硼挥发率为9.98％，从此可见，随着β-OH含量的增加，硼挥发量增加；进一步的玻璃性能表现在，随着β-OH含量的增加，玻璃性能有变劣化的趋势。
综合考虑上述结果，在玻璃组分为59～63％的SiO2；16～21％的Al2O3；3～9％B2O3；0.01～2％的P2O5；3～6％的MgO；2.5～7％CaO；3.5～8％的SrO；0.02～2％的Y2O3，且满足，71％<SiO2+Al2O3-0.79P2O5-0.61B2O3<77％，
0.7％<(Al2O3+P2O5-B2O3)/(CaO+SrO+Y2O3+0.75MgO)<1.5％，
以及满足15<α<26；其中，
α＝0.18SiO2+0.56Al2O3+0.98P2O5+CaO+1.1SrO+1.27Y2O3-0.38MgO-0.42B2O3-37β-OH，其中β～OH值在(0.1～0.3)/mm时，硼的挥发率在2.5～6.5％之间，对硼挥发率有更好的抑制作用，玻璃膨胀系数为(31～39)×10-7/℃，玻璃密度为2.43～2.55g/cm3，玻璃粘度为200泊时熔化温度不大于1650℃，玻璃液相线温度≤1130℃，软化点为970～1060℃，应变点为680～755℃，杨氏模量为77～85GPa。
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。

Claims (10)

1.一种铝硼硅酸盐玻璃，其特征在于，按照质量百分比计，所述铝硼硅酸盐玻璃包括以下组分：
Figure FDA0002916288590000011
且满足，71％<SiO2+Al2O3-0.79P2O5-0.61B2O3<77％，
0.7％<(Al2O3+P2O5-B2O3)/(CaO+SrO+Y2O3+0.75MgO)<1.5％，
以及满足15<α<26；其中，
α＝0.18SiO2+0.56Al2O3+0.98P2O5+CaO+1.1SrO+1.27Y2O3-0.38MgO-0.42B2O3-37β-OH，所述铝硼硅酸盐玻璃中的β～OH值控制在(0.1～0.3)/mm。
2.如权利要求1所述的铝硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硼硅酸盐玻璃中的β～OH值控制在(0.2～0.3)/mm。
3.如权利要求1或2所述的铝硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硼硅酸盐玻璃的硼挥发率在2.5％～6.5％之间。
4.如权利要求1或2所述的铝硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硼硅酸盐玻璃的熔化温度低于1650℃。
5.如权利要求1或2所述的铝硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硼硅酸盐玻璃的膨胀系数为(31～39)×10-7/℃。
6.如权利要求1或2所述的铝硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硼硅酸盐玻璃的密度为2.43～2.55g/cm3。
7.如权利要求1或2所述的铝硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硼硅酸盐玻璃在200泊时熔化温度不高于1650℃，玻璃液相线温度低于或等于1130℃。
8.如权利要求1或2所述的铝硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硼硅酸盐玻璃的软化点为970～1060℃，应变点为680～755℃。
9.如权利要求1或2所述的铝硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硼硅酸盐玻璃的杨氏模量为77～85GPa。
10.一种铝硼硅酸盐玻璃的制备方法，包括以下步骤：
称取玻璃原料，所述玻璃原料以氧化物为基准，按照质量百分比计，包括以下组分：
Figure FDA0002916288590000021
且满足，71％<SiO2+Al2O3-0.79P2O5-0.61B2O3<77％，
0.7％<(Al2O3+P2O5-B2O3)/(CaO+SrO+Y2O3+0.75MgO)<1.5％，
以及满足15<α<26；其中，
α＝0.18SiO2+0.56Al2O3+0.98P2O5+CaO+1.1SrO+1.27Y2O3-0.38MgO-0.42B2O3-37β-OH；
将所述玻璃原料进行混合、熔化、澄清、均化、成型、退火处理，获得铝硼硅酸盐玻璃，其中，在制备过程中控制所述铝硼硅酸盐玻璃的β～OH值为(0.1～0.3)/mm。
CN202010163732.8A 2020-03-10 2020-03-10 铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法 Active CN111217521B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010163732.8A CN111217521B (zh) 2020-03-10 2020-03-10 铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010163732.8A CN111217521B (zh) 2020-03-10 2020-03-10 铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111217521A CN111217521A (zh) 2020-06-02
CN111217521B true CN111217521B (zh) 2021-04-13

Family

ID=70807734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010163732.8A Active CN111217521B (zh) 2020-03-10 2020-03-10 铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111217521B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111606560B (zh) * 2020-06-05 2022-03-11 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种无碱铝硼硅酸盐玻璃
CN112429964A (zh) * 2020-12-08 2021-03-02 上海馨洁装饰工程有限公司 一种防火耐高温的透明玻璃及其制备方法
CN114212999A (zh) * 2021-12-24 2022-03-22 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种含磷含锆的硼硅酸盐玻璃

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000044278A (ja) * 1998-05-20 2000-02-15 Nippon Electric Glass Co Ltd ディスプレイ用ガラス基板
JP2002003240A (ja) * 2000-06-19 2002-01-09 Nippon Electric Glass Co Ltd 液晶ディスプレイ用ガラス基板
JP4457410B2 (ja) * 2006-09-21 2010-04-28 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス基板
CN101357822A (zh) * 2008-09-03 2009-02-04 河南安飞电子玻璃有限公司 高应变点高弹性模量的铝硼钛硅酸盐玻璃
CN101891382A (zh) * 2010-06-18 2010-11-24 北京工业大学 一种高应变点铝硼硅酸盐玻璃
WO2013005679A1 (ja) * 2011-07-01 2013-01-10 ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 フラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びその製造方法
US10351466B2 (en) * 2015-06-02 2019-07-16 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Glass

Also Published As

Publication number Publication date
CN111217521A (zh) 2020-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111217521B (zh) 铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法
KR102282396B1 (ko) 유리용 조성물, 알칼리 토류 알루미늄 규산염 유리 및 그 제조 방법과 적용
CN108503213B (zh) 铝硅酸盐玻璃及强化玻璃
CN107129142B (zh) 无碱玻璃基板及其制备方法
JP7219336B2 (ja) アルミノケイ酸塩ガラス組成物、アルミノケイ酸塩ガラス、その製造方法及び使用
JP2012214356A (ja) カバーガラス及びその製造方法
JP2010168233A (ja) 強化ガラスおよびガラス
JPH04325435A (ja) 無アルカリガラス
CN102001825B (zh) 一种用于平板显示器的无碱玻璃及其熔制工艺
WO2022142526A1 (zh) 微晶玻璃、微晶玻璃制品及其制造方法
JP2024032755A (ja) ガラス
CN105621883A (zh) 一种液晶基板玻璃及其制备方法
CN108706867B (zh) 一种铝硅酸盐玻璃及其制备方法
WO2021244180A1 (zh) 一种无碱铝硼硅酸盐玻璃
CN109437555A (zh) 铝硅酸盐玻璃及其制备方法、盖板和显示装置
CN113683303B (zh) 一种碱铝硅酸盐玻璃及应用
CN114573229A (zh) 中铝玻璃及其制备方法
CN110330226B (zh) 无碱铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用
CN101891382A (zh) 一种高应变点铝硼硅酸盐玻璃
WO2020078075A1 (zh) 一种具有高应变点、可快速离子交换和耐弱酸性的锌磷铝硅酸盐玻璃
CN109052928B (zh) 玻璃澄清剂、硼铝硅酸盐玻璃及其制备方法、玻璃基板和显示器
CN1651346B (zh) 薄膜晶体管液晶显示器用基板玻璃
CN109650718B (zh) 浮法玻璃及其制备方法和应用
JP2014196227A (ja) カバーガラス
CN102690055A (zh) 一种基于浮法工艺的等离子显示器用的硅铝酸盐玻璃

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 412200 Dongfu Industrial Park, Liling Economic Development Zone, Zhuzhou City, Hunan Province

Patentee after: Hunan Qibin Electronic Glass Co.,Ltd.

Address before: 412200 Dongfu Industrial Park, Liling Economic Development Zone, Zhuzhou City, Hunan Province

Patentee before: LILING QIBIN ELECTRONIC GLASS Co.,Ltd.