CN111533460A

CN111533460A - 一种复合强化玻璃的制备方法和应用

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Publication number: CN111533460A
Application number: CN202010222295.2A
Authority: CN
Inventors: 张福军; 瞿述良; 周卫卫
Original assignee: Changshu Jiahe Display Technology Co ltd
Current assignee: Changshu Jiahe Display Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2020-08-14

Abstract

一种可以复合强化的玻璃的制备方法，包括如下步骤：将设定玻璃的各组分原料进行熔制，澄清，均化，得到没有气泡、条纹等缺陷的玻璃液；将所述无缺陷的玻璃液降温至合适的温度，然后加入纳米级ZrO₂晶体，继续搅拌，得到混合均匀的玻璃液；将所述混合均匀的玻璃液进行成型和退火处理，得到纳米级ZrO₂晶体增强的玻璃；将所述增强的玻璃进行高效的离子交换化学强化，得到表面压应力高、离子交换层深度大，可满足盖板保护的复合强化的玻璃；本发明提供的复合强化玻璃能够有效提升玻璃强度和韧性，改善机械性能，并能够在电子设备领域、家用电器领域、显示器件领域等盖板领域中广泛的得到应用。

Description

一种复合强化玻璃的制备方法和应用

技术领域

本发明涉及玻璃制品技术领域，具体涉及一种可以复合强化的玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

随着光电行业的快速发展和人们对仪器设备使用要求的不断提高，玻璃盖板凭借其优异的力学性能和光学性能，成为电子设备、家用电器、显示科技等领域主流产品，特别是在智能手机、平板电脑上面尤为突出。

传统的玻璃脆性大，表面容易产生微裂纹，在实际的使用过程中机械强度低，涉及玻璃抗折强度、断裂韧性、表面硬度等性能指标。因此采用传统的玻璃作为盖板，其产品的抗划伤性能和抗跌落性能不能满足消费者的实际应用。

针对目前玻璃作为盖板结构所面临的最大瓶颈：强度和韧性，增强增韧成为盖板玻璃领域研究的热点。本发明主要围绕以上问题开发一种玻璃，该玻璃通过复合强化后能够有效提升强度和韧性，改善机械性能。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

发明目的：提升玻璃强度和韧性，从而提供一种复合强化玻璃制备方法。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合强化玻璃的制备方法，包括如下步骤：

1)将设定玻璃的各组分原料进行熔制，澄清，均化，得到没有气泡、条纹等缺陷的玻璃液；

2)将所述无缺陷的玻璃液降温至合适的温度，然后加入纳米级ZrO₂晶体，继续搅拌，得到混合均匀的玻璃液；

3)将所述混合均匀的玻璃液进行成型和退火处理，得到纳米级ZrO₂晶体增强的玻璃；

4)将所述增强的玻璃进行高效的离子交换化学强化，得到表面压应力高、离子交换层深度大，可满足盖板保护的复合强化的玻璃。

进一步的，所述复合强化玻璃中引入的纳米ZrO₂晶体为超细粉末，尺寸在2～10nm范围内。由于玻璃本体和纳米ZrO₂晶体具有较高的匹配性，且晶粒大小远低于可见光波长范围，因此可以确保所得到的的强化玻璃具有较高的透过率。

进一步的，步骤1)中所述的玻璃组分原料可以采用氧化物引入，也可以采用原料初熔物引入，优选采用原料初熔物引入，可以有效降低熔制过程温度，同时减少生产线废气排放和粉尘的污染。

进一步的，步骤1)所述澄清可以为常压澄清，也可以选择负压澄清，同时也可以选择真空澄清；所述澄清过程在保证玻璃不被污染情况下，可以在贵金属容器、金属容器、耐火材料容器等器件中进行。所述澄清结束后，能够得到干净的没有缺陷的玻璃液，此处所述缺陷可能是气泡，也可能是其他杂质颗粒。

进一步的，步骤1)所述均化为物理均化，即搅拌均化。所述搅拌均化可以为匀速搅拌，也可以为梯度搅拌。所述搅拌程序可以为50rpm的转速搅拌0.5h，或40rpm的转速搅拌1h，或30rpm转速搅拌1.5小时，或20rpm转速搅拌2小时等。

进一步的，步骤2)中所述的将澄清的玻璃液温度降至熔制温度以下100～300℃；

进一步的，步骤2)所述纳米级ZrO₂晶体的引入量为0.1～4％；优选0.5～4％；更优选1～4％；进一步优选1.2～3.5％。

进一步的，步骤2)所述纳米级ZrO₂晶体的颗粒度的粒径小于2－10nm。

进一步的，步骤3)所述成型处理采用漏料成型方式进行，漏料成型方式可以为间断性形式，也可以为连续性形式，优选连续式成型方式。

进一步的，步骤3)所述成型处理方式，可以制备各种形态的玻璃方式；所述玻璃形态可以为板状、柱状等；

进一步的，步骤3)所述板状形态玻璃宽度可以为40～500mm范围，所述宽度可以是40mm、80mm、120mm、160mm等；板状玻璃形态厚度可以为10～200mm范围，所述厚度可以是20mm、40mm、60mm、80mm等；

进一步的，步骤3)所述柱状形态玻璃可以为圆柱状、棱柱状等；所述圆柱状直径

范围，所述直径可以是

等；所述棱柱状产品可以为四边形、五边形、六边形、八边形等。

进一步的，步骤4)包括对所述玻璃化学钢化的方法；进一步所述玻璃中Na₂O和Li₂O的摩尔百分比总含量不小于3％，能够确保玻璃在化学强化过程中进行充分的离子交换，采用这种方法可以得到表面压应力高、离子交换层深度大的玻璃。

为了实现本发明的目的，本发明提供的玻璃包括如下组分，以摩尔百分比计：

SiO₂：60～70％，Al₂O₃：15～25％，Li₂O：5～10％，MgO：6～11％，

Na₂O：2～7％，P₂O₅：1～4％，TiO₂：0～2％，Y₂O₃：0～2％，La₂O₃：0～1％，Ta₂O₅：0～1％。

有益效果：

1)操作工艺的合理配合，通过在均匀的玻璃液中加入透明的纳米级ZrO₂晶体，纳米级ZrO₂晶体均匀的弥散进入原有玻璃本体中，可以有效的提高原有玻璃本体的力学性能，提高玻璃弹性模量，尤其是提高了玻璃的抗弯强度和断裂韧性，同时能够有效抑制玻璃微裂纹的扩展，起到玻璃本体增强的作用。

2)制备方法中引入的增强剂--纳米级ZrO₂粉末晶体，由于晶粒远低于可见光波长范围，且纳米级ZrO₂粉末晶体和原有玻璃本体兼容性和匹配性强，使混合后的增强玻璃仍然具有优良的透光性能。

3)步骤1)的物理均化，即搅拌均化。在此搅拌成型的作用下，可以让纳米级ZrO₂粉末晶体可以在玻璃本体中均匀分布，有效提高玻璃本体的性能，同时具有较高的稳定性。

4)通过控制所述纳米级ZrO₂晶体粉末的加入量和晶粒大小来提高玻璃本体性能。若纳米级ZrO₂晶体粉末引入过少不利于玻璃本征强度的提升，若是纳米级ZrO₂晶体粉末引入过多又会影响玻璃本征均化效果，需要更多的时间促进均化或者无法均化，此时会降低玻璃本征强度，同时会降低玻璃本征透过率。本发明所提供的纳米级ZrO₂晶体粉末的粒径不大于10nm，粒径的减小能够有利于其在玻璃本体的均化，实现玻璃本体强化的目的，若是纳米级ZrO₂晶体粉末粒径过大，不仅仅影响玻璃均化和本体增强，甚至会影响玻璃在可见光的透过率。

5)将澄清的玻璃液温度降至合适的温度，该温度为澄清温度以下100～300℃；然后将纳米级ZrO₂晶体粉末加入到澄清后的玻璃液中，得到均匀的增强后的玻璃液。在此工艺过程管控中，温度不能太高，若是过高，纳米级ZrO₂晶体粉末在高温下可能会和玻璃液反应，溶解到玻璃液中，影响玻璃的强化效果；若是温度过低，不利于纳米级ZrO₂晶体粉末在玻璃液中的分散和均化，得不到稳定增强的玻璃。

6)玻璃中Na₂O和Li₂O的摩尔百分比总含量不小于3％，能够确保玻璃在化学强化过程中进行充分的离子交换，采用这种方法可以得到表面压应力高、离子交换层深度大的玻璃；通过合理的化学强化，能够有效的提升玻璃的抗弯强度和断裂韧性，提高玻璃使用安全性，和扩宽玻璃应用领域。若所述玻璃中Na₂O和Li₂O的总含量小于3％，化学强化效果不明显，玻璃性能提升效果差，不能达到预期效果。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

为了实现本发明的目的，本发明提供的玻璃包括如下组分，以摩尔百分比计：SiO₂：60～70％，Al₂O₃：15～25％，Li₂O：5～10％，MgO：6～11％，Na₂O：2～7％，P₂O₅：1～4％，TiO₂：0～2％，Y₂O₃：0～2％，La₂O₃：0～1％，Ta₂O₅：0～1％。

本发明中，SiO₂是玻璃形成的主要氧化物，可用于稳定玻璃的网络结构，其中【SiO₄】起到主要的作用，能够有效提升玻璃的高机械强度和化学稳定性。SiO₂含量的多少可直接影响玻璃的机械性能，含量越多，玻璃网络结构越密实，机械强度越强。但是SiO₂的熔点较高，若是其含量过高将大大损害玻璃的熔融能力，需要加入其它网络修饰体和助溶剂降低玻璃的熔融温度。同时SiO₂含量过高，玻璃的高温粘度急剧增加，玻璃熔融能力和后端成型能力降低，不利于玻璃的批量生产。综合各方面因素考虑，本发明实施案例将SiO₂的摩尔量控制在60～70％，具体的在一些实施方式中SiO₂的含量可以控制在60～63％，进一步的在另一些实施方式中SiO₂的含量可以控制在62～63％，再进一步的，在其他的实施方式中SiO₂的含量也可以控制在60～61％。

本发明中，Al₂O₃也可以稳定网络，且还可以改善机械性能和耐化学稳定性。【AlO₄】四面体配位可以帮助与【SiO₄】四面体一起建立更紧密的网络结构，改善玻璃整体结构性能；同时【AlO₄】四面体体积大于【SiO₄】四面体，能够增大玻璃内部结构网络空隙，在后端化学强化过程中，有利于离子的移动，提高化学强化过程中的离子交换性能。但是，Al₂O₃的含量过高会引起玻璃粘度的急剧变化，粘度非常大，有损玻璃的可熔性，不利于成型过程的管控。综合各方面因素，本发明实施案例将Al₂O₃的摩尔量控制在15～25％，具体的在一些实施方式中Al₂O₃的含量可以控制在15～17％，进一步的在另一些实施方式中Al₂O₃的含量可以控制在16～18％，再进一步的，在其他的实施方式中Al₂O₃的含量可以控制在17～20％。

本发明中，Li₂O可以帮助改善杨氏模量并且降低玻璃的粘度。同时在后端化学强化过程中对离子交换影响非常大。但是，Li₂O含量不能过高，否则会大大损害玻璃本体的化学稳定性和刚化效果，玻璃CT值增大，“自爆”风险也会相应提升。综合各方面因素，本发明实施案例将Li₂O的摩尔量控制在5～10％，具体的在一些实施方式中Li₂O的含量可以控制在5～7％，进一步的在另一些实施方式中Li₂O的含量可以控制在7～9％，再进一步的，在其他的实施方式中Li₂O的含量也可以控制在7～8％。

本发明中，MgO属于一种网络外体氧化物，引入后能够促使玻璃网络结构的松弛，起到助熔作用。同时，MgO在玻璃中有稳定剂作用，可以提高玻璃的耐久性和强度，也可以提高玻璃的弹性模量，增加玻璃的韧性。综合各方面因素，本发明实施案例将MgO的摩尔量控制在6～11％，具体的在一些实施方式中MgO的含量可以控制在6～8％，进一步的在另一些实施方式中MgO的含量可以控制在7～9％，再进一步的，在其他的实施方式中MgO的含量还可以控制在8～10％。

本发明中，Na₂O是主要的网络修饰体，可以提供多余的氧，起到断网作用，从而降低玻璃的密度和化学稳定性。同时Na₂O的引入还可以降低高温粘度，起到助熔作用。另外，Na₂O是离子交换的主要载体，量的多少直接影响离子交换的效果。综合各方面因素，本发明实施案例将Na₂O的摩尔量控制在2～7％，具体的在一些实施方式中Na₂O的含量可以控制在2～5％，进一步的在另一些实施方式中Na₂O的含量可以控制在4～6％，再进一步的，在其他的实施方式中Na₂O的含量还可以控制在5～7％。

本发明中，P₂O₅是促进后端强化性能的成分，能够有效提高后端强化离子交换性能，但是当P₂O₅含量较高时，玻璃的破碎性显著降低，且耐酸性同时明显降低。综合各方面因素，本发明实施案例将P₂O₅的摩尔量控制在1～4％，具体的在一些实施方式中P₂O₅的含量可以控制在1～3％，进一步的在另一些实施方式中P₂O₅的含量可以控制在2～3％，再进一步的，在其他的实施方式中P₂O₅的含量也可以控制在3～4％。

本发明中，TiO₂可以帮助构建玻璃网络，并且还可以有益于改善玻璃的耐酸性能和改善玻璃的破碎性能。但是玻璃中的TiO₂的量不应过高，若是TiO₂的浓度过高在生产过程中容易引起玻璃结晶。综合各方面因素，本发明实施案例将TiO₂的摩尔量控制在0～2％，具体的在一些实施方式中TiO₂的含量可以控制在0～1％，进一步的在另一些实施方式中TiO₂的含量可以控制在0～0.5％，再进一步的，在其他的实施方式中TiO₂的含量也可以控制在1～2％。

本发明中，少量的Y₂O₃具有改善玻璃化学稳定性的功能，同时能够有利于玻璃的熔化，起到助熔作用。但是若是引入量过大将给玻璃稳定性带来负面作用。综合各方面因素，本发明实施案例将Y₂O₃的摩尔量控制在0～2％，具体的在一些实施方式中Y₂O₃的含量可以控制在0～1％，进一步的在另一些实施方式中Y₂O₃的含量可以控制在0.5～1.5％，再进一步的，在其他的实施方式中Y₂O₃的含量也可以控制在1～2％。

本发明中，可以含有少量或者不含La₂O₃和Ta₂O₅。含少量的La₂O₃和Ta₂O₅能够改善玻璃的破碎性能，但是含量若是过高后玻璃容易失透，产生缺陷！综合各方面因素，本发明实施案例将La₂O₃和Ta₂O₅的摩尔量控制在0～1％，具体的在一些实施方式中La₂O₃和Ta₂O₅的含量可以控制在0～0.5％，进一步的在另一些实施方式中La₂O₃和Ta₂O₅的含量可以控制在0～0.3％，再进一步的，在其他的实施方式中La₂O₃和Ta₂O₅的含量也可以控制在0.4～0.8％。

本发明以下实施例中，所涉及的测试方法如下：

维氏硬度按GB/T 4340.1《金属维氏硬度试验》的方法进行测试；

断裂韧性按GB/T 37900-2019《超薄玻璃硬度和断裂韧性试验方法》的方法进行测试；透过率按GB/T 2680-94《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》的方法进行测试；

表面压应力按按GB/T 36259-2018《触摸屏盖板用高铝硅玻璃》的方法进行测试；

应力层深度按按GB/T 36259-2018《触摸屏盖板用高铝硅玻璃》的方法进行测试。

为了有助于更清楚的理解本发明，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行进一步地说明。

实施例11：

本实施例提供了一种复合强化玻璃的制备方法，包括如下步骤：

1)按如下摩尔百分含量：SiO₂65％；Al₂O₃18％；Li₂O5％；MgO6％；Na₂O4％；P₂O₅1％；TiO₂1％；Y₂O₃0％；La₂O₃0％；Ta₂O₅0％。称取相应重量的SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、MgO、Na₂O、P₂O₅、TiO₂、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅原料，并将原料混合均匀，混合均匀方式可以为V型混料机和过筛方式，然后将混合均匀的原料放入1650℃的指定容器中进行高温熔化，为了加速熔化和提高熔化效果可以引入搅拌或者鼓泡方式，同时也可以采用对流搅拌，然后把熔化好的玻璃液通过导管形式引入1680℃的容器内进行高温澄清，得到澄清好的玻璃液；

2)将所述澄清好的玻璃液以导管的形式引入1500℃的容器内，在容器中向玻璃液均匀的引入摩尔量为1.0％的、粒径≤10nm的ZrO₂纳米晶体粉末，并在容器内持续进行搅拌，确保纳米ZrO₂纳米晶体颗粒粉末均匀的分布在玻璃液中，得到混合均匀的玻璃液；所述搅拌转速可以为50转/分钟。

3)将所述混合均匀的玻璃液进行成型和退火处理，得到无缺陷的玻璃。

4)采用化学强化的方法对退火后玻璃进行强化处理，得到复合强化的玻璃。

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为1200MPa,应力层深度(DOL)为100μm，断裂韧性为1.1MPa·m^1/2，维氏硬度为800Kgf/m，透过率为91％。

实施例12：

1)按如下摩尔百分含量：SiO₂63％；Al₂O₃17％；Li₂O6％；MgO7％；Na₂O5％；P₂O₅2％；TiO₂0％；Y₂O₃0％；La₂O₃0％；Ta₂O₅0％。称取相应重量的SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、MgO、Na₂O、P₂O₅、TiO₂、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅原料，并将原料混合均匀，混合均匀方式可以为V型混料机和过筛方式，然后将混合均匀的原料放入1650℃的指定容器中进行高温熔化，为了加速熔化和提高熔化效果可以引入搅拌或者鼓泡方式，同时也可以采用对流搅拌，然后把熔化好的玻璃液通过导管形式引入1680℃的容器内进行高温澄清，得到澄清好的玻璃液；

2)将所述澄清好的玻璃液以导管的形式引入1500℃的容器内，在容器中向玻璃液均匀的引入摩尔量为2％的、粒径≤10nm的ZrO₂纳米晶体粉末，并在容器内持续进行搅拌，确保纳米ZrO₂纳米晶体颗粒粉末均匀的分布在玻璃液中，得到混合均匀的玻璃液；所述搅拌转速可以为50转/分钟。

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为1150MPa,应力层深度(DOL)为110μm，断裂韧性为1.15MPa·m^1/2，维氏硬度为820Kgf/m，透过率为91％。

实施例13：

1)按如下摩尔百分含量：SiO₂62％；Al₂O₃15％；Li₂O5％；MgO9％；Na₂O4％；P₂O₅1％；TiO₂1％；Y₂O₃1％；La₂O₃1％；Ta₂O₅1％。称取相应重量的SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、MgO、Na₂O、P₂O₅、TiO₂、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅原料，并将原料混合均匀，混合均匀方式可以为V型混料机和过筛方式，然后将混合均匀的原料放入1650℃的指定容器中进行高温熔化，为了加速熔化和提高熔化效果可以引入搅拌或者鼓泡方式，同时也可以采用对流搅拌，然后把熔化好的玻璃液通过导管形式引入1680℃的容器内进行高温澄清，得到澄清好的玻璃液；

2)将所述澄清好的玻璃液以导管的形式引入1500℃的容器内，在容器中向玻璃液均匀的引入摩尔量为1％的、粒径≤10nm的ZrO₂纳米晶体粉末，并在容器内持续进行搅拌，确保纳米ZrO₂纳米晶体颗粒粉末均匀的分布在玻璃液中，得到混合均匀的玻璃液；所述搅拌转速可以为50转/分钟。

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为1160MPa,应力层深度(DOL)为120μm，断裂韧性为1.13MPa·m^1/2，维氏硬度为790Kgf/m，透过率为91％。

实施例14：

1)按如下摩尔百分含量：SiO₂64％；Al₂O₃15％；Li₂O6％；MgO7％；Na₂O4％；P₂O₅2％；TiO₂1％；Y₂O₃0.5％；La₂O₃0.5％；Ta₂O₅0％。称取相应重量的SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、MgO、Na₂O、P₂O₅、TiO₂、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅原料，并将原料混合均匀，混合均匀方式可以为V型混料机和过筛方式，然后将混合均匀的原料放入1650℃的指定容器中进行高温熔化，为了加速熔化和提高熔化效果可以引入搅拌或者鼓泡方式，同时也可以采用对流搅拌，然后把熔化好的玻璃液通过导管形式引入1680℃的容器内进行高温澄清，得到澄清好的玻璃液；

2)将所述澄清好的玻璃液以导管的形式引入1500℃的容器内，在容器中向玻璃液均匀的引入摩尔量为3％的、粒径≤10nm的ZrO₂纳米晶体粉末，并在容器内持续进行搅拌，确保纳米ZrO₂纳米晶体颗粒粉末均匀的分布在玻璃液中，得到混合均匀的玻璃液；所述搅拌转速可以为50转/分钟。

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为1190MPa,应力层深度(DOL)为95μm，断裂韧性为1.12MPa·m^1/2，维氏硬度为785Kgf/m，透过率为86％。

实施例15：

1)按如下摩尔百分含量：SiO₂64％；Al₂O₃19％；Li₂O6％；MgO6％；Na₂O4％；P₂O₅1％；TiO₂0％；Y₂O₃0％；La₂O₃0％；Ta₂O₅0％。称取相应重量的SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、MgO、Na₂O、P₂O₅、TiO₂、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅原料，并将原料混合均匀，混合均匀方式可以为V型混料机和过筛方式，然后将混合均匀的原料放入1650℃的指定容器中进行高温熔化，为了加速熔化和提高熔化效果可以引入搅拌或者鼓泡方式，同时也可以采用对流搅拌，然后把熔化好的玻璃液通过导管形式引入1680℃的容器内进行高温澄清，得到澄清好的玻璃液；

2)将所述澄清好的玻璃液以导管的形式引入1500℃的容器内，在容器中向玻璃液均匀的引入摩尔量为4％的、粒径≤10nm的ZrO₂纳米晶体粉末，并在容器内持续进行搅拌，确保纳米ZrO₂纳米晶体颗粒粉末均匀的分布在玻璃液中，得到混合均匀的玻璃液；所述搅拌转速可以为50转/分钟。

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为1240MPa,应力层深度(DOL)为90μm，断裂韧性为1.2MPa·m^1/2，维氏硬度为815Kgf/m，透过率为80％。

实施例16：

1)按如下摩尔百分含量：SiO₂66％；Al₂O₃16％；Li₂O5％；MgO8％；Na₂O4％；P₂O₅1％；TiO₂0％；Y₂O₃0％；La₂O₃0％；Ta₂O₅0％。称取相应重量的SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、MgO、Na₂O、P₂O₅、TiO₂、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅原料，并将原料混合均匀，混合均匀方式可以为V型混料机和过筛方式，然后将混合均匀的原料放入1650℃的指定容器中进行高温熔化，为了加速熔化和提高熔化效果可以引入搅拌或者鼓泡方式，同时也可以采用对流搅拌，然后把熔化好的玻璃液通过导管形式引入1680℃的容器内进行高温澄清，得到澄清好的玻璃液；

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为1210MPa,应力层深度(DOL)为92μm，断裂韧性为1.15MPa·m^1/2，维氏硬度为760Kgf/m，透过率为91.5％。

实施17：

1)按如下摩尔百分含量：SiO₂69％；Al₂O₃15％；Li₂O5％；MgO6％；Na₂O2％；P₂O₅1％；TiO₂0.5％；Y₂O₃0.5％；La₂O₃0.5％；Ta₂O₅0.5％。称取相应重量的SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、MgO、Na₂O、P₂O₅、TiO₂、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅原料，并将原料混合均匀，混合均匀方式可以为V型混料机和过筛方式，然后将混合均匀的原料放入1650℃的指定容器中进行高温熔化，为了加速熔化和提高熔化效果可以引入搅拌或者鼓泡方式，同时也可以采用对流搅拌，然后把熔化好的玻璃液通过导管形式引入1680℃的容器内进行高温澄清，得到澄清好的玻璃液；

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为1320MPa,应力层深度(DOL)为98μm，断裂韧性为1.24MPa·m^1/2，维氏硬度为770Kgf/m，透过率为91.5％。

实施例18：

1)按如下摩尔百分含量：SiO₂60％；Al₂O₃22％；Li₂O7％；MgO6％；Na₂O4％；P₂O₅1％；TiO₂0％；Y₂O₃0％；La₂O₃0％；Ta₂O₅0％。称取相应重量的SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、MgO、Na₂O、P₂O₅、TiO₂、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅原料，并将原料混合均匀，混合均匀方式可以为V型混料机和过筛方式，然后将混合均匀的原料放入1650℃的指定容器中进行高温熔化，为了加速熔化和提高熔化效果可以引入搅拌或者鼓泡方式，同时也可以采用对流搅拌，然后把熔化好的玻璃液通过导管形式引入1680℃的容器内进行高温澄清，得到澄清好的玻璃液；

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为1100MPa,应力层深度(DOL)为103μm，断裂韧性为1.08MPa·m^1/2，维氏硬度为765Kgf/m，透过率为91.5％。

实施例19：

1)按如下摩尔百分含量：SiO₂68％；Al₂O₃16％；Li₂O6％；MgO6％；Na₂O2.5％；P₂O₅1.5％；TiO₂0％；Y₂O₃0％；La₂O₃0％；Ta₂O₅0％。称取相应重量的SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、MgO、Na₂O、P₂O₅、TiO₂、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅原料，并将原料混合均匀，混合均匀方式可以为V型混料机和过筛方式，然后将混合均匀的原料放入1650℃的指定容器中进行高温熔化，为了加速熔化和提高熔化效果可以引入搅拌或者鼓泡方式，同时也可以采用对流搅拌，然后把熔化好的玻璃液通过导管形式引入1680℃的容器内进行高温澄清，得到澄清好的玻璃液；

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为1280MPa,应力层深度(DOL)为100μm，断裂韧性为1.04MPa·m^1/2，维氏硬度为750Kgf/m，透过率为91.5％。

实施例20：

1)按如下摩尔百分含量：SiO₂65％；Al₂O₃15.5％；Li₂O5％；MgO7％；Na₂O3％；P₂O₅2％；TiO₂1％；Y₂O₃0.5％；La₂O₃0.5％；Ta₂O₅0.5％。称取相应重量的SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、MgO、Na₂O、P₂O₅、TiO₂、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅原料，并将原料混合均匀，混合均匀方式可以为V型混料机和过筛方式，然后将混合均匀的原料放入1650℃的指定容器中进行高温熔化，为了加速熔化和提高熔化效果可以引入搅拌或者鼓泡方式，同时也可以采用对流搅拌，然后把熔化好的玻璃液通过导管形式引入1680℃的容器内进行高温澄清，得到澄清好的玻璃液；

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为1180MPa,应力层深度(DOL)为90μm，断裂韧性为1.14MPa·m^1/2，维氏硬度为780Kgf/m，透过率为91％。

对比例21：

本对比例提供了一种化学强化玻璃的制备方法，同实施例11相比，其区别在于2)中未加入ZrO₂纳米晶体粉末。

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为800MPa,应力层深度(DOL)为96μm，断裂韧性为0.65MPa·m^1/2，维氏硬度为720Kgf/m，透过率为92％。

对比例22：

本对比例提供了一种玻璃的制备方法，同实例1相比仅在于2)中未加入ZrO₂纳米晶体粉末，4)中未采用化学钢化的方法对所述玻璃进行强化处理。

经测试，所述玻璃经过复合强化后，玻璃的表面压应力(CS)为700MPa,应力层深度(DOL)为10μm，断裂韧性为0.64MPa·m^1/2，维氏硬度为640Kgf/m，透过率为92.1％。

由上述的实例11-20的测试数据可见，采用不同组成的玻璃进行强化处理，其强化后的玻璃的表面压应力(CS)可以达到1100MPa以上,应力层深度(DOL)可以达到100μm以上，断裂韧性可以达到1.0MPa·m^1/2以上，维氏硬度可以达到750Kgf/m以上，透过率可以达到80％以上。同时控制ZrO2引入量能够有效提高和改善玻璃透过率情况。

由上述的对比例21和22的测试数据可见，ZrO2晶体引入和强化增强能够有效提升玻璃的表面压缩应力、应力层深度、维氏硬度等指标，大幅度改善玻璃机械性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。