CN112456793A - 一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃，由以下原料制成：二氧化硅58～66℅、三氧化二铝16～24℅、氧化钠6～12℅、氧化钾0.5～6℅、氧化锂2～6℅、氧化镁0.5～6℅、二氧化锆0.1～3℅、氧化锡0.01～0.8℅、芒硝0.01～0.8℅、二氧化铈0.01～0.5℅。本发明制成的锂铝硅酸盐玻璃可达0.2～8mm，通过二次化学强化后，表面压应力CS＞700Mpa，应力层深度Dol＞120um，抗弯折强度＞600Mpa；还具有极强的抗冲击、抗划伤能力，抗冲击性＞0.45焦耳，铅笔硬度＞9H。更重要的是本发明可以用于浮法工艺生产，产能是溢流下拉法的3～5倍，可大大降低生产成本，产品更具有性价比优势。

Description

一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃
技术领域
本发明属于玻璃生产技术领域，特别涉及一种用于浮法生产锂铝硅酸盐玻璃，可用于高端电子产品的盖板玻璃以及高速列车、航空飞机风挡和侧窗玻璃。
背景技术
目前高端电子产品的盖板玻璃主要以康宁公司Gorilla系列产品为主，康宁Gorilla玻璃在高端电子产品市场长期处于垄断地位，目前OPPO、VIVO、小米等旗舰机型均采用康宁Gorilla系列玻璃。随着电子行业快速发展，传统高铝硅玻璃应力层深度Dol＜50um已无法满足高端电子产品盖板性能要求，锂铝硅酸盐玻璃经过二次强化可以做到应力层深度Dol＞120um，可以有效的消除表面的裂纹延伸，大大提高了玻璃的抗冲击、抗跌落特性，起到对手机屏幕更好地保护作用。康宁Gorilla系列玻璃生产工艺采用溢流下拉法，产能约占浮法生产的20℅～33℅，生产制造成本大，因此售价高昂，给盖板玻璃企业带来很大的生产成本投入。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中的锂铝硅酸盐玻璃生产成本高效率低的缺陷，提供的
一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃，其特征在于由以下质量百分比的原料制成：二氧化硅58～66℅、三氧化二铝16～24℅、氧化钠6～12℅、氧化钾0.5～6℅、氧化锂2～6℅、氧化镁0.5～6℅、二氧化锆0.1～3℅、氧化锡0.01～0.8℅、芒硝0.01～0.8℅、二氧化铈0.01～0.5℅；原料中还含有TiO2＋Cr2O3＋CaO＋CoO＋B2O3＋P2O5中的至少一种氧化物，该氧化物在原料中质量比0.1℅-2%，原料中按质量百分比满足SiO2＋Al2O3＋ZrO2＞80℅、0.5℅＜MgO＋SnO2＋CeO2＋B2O3＜6℅、10℅＜Li2O＋Na2O＋K2O＜16℅。
进一步的，二氧化硅质量百分比优选为60～64℅，三氧化二铝质量百分比优选为18～23℅，氧化镁质量百分比优选为2～4℅，二氧化锆质量百分比优选为0.3～1.2℅。
进一步的，所述质量百分比SiO2＋Al2O3＋ZrO2＞80℅，优选质量百分比为80℅＜SiO2＋Al2O3＋ZrO2＜84℅。
进一步的，所述质量百分比0.5℅＜MgO＋SnO2＋CeO2＋B2O3＜6℅，质量百分比优选为2℅＜MgO＋SnO2＋CeO2＋B2O3＜4.5℅。
进一步的，通过各组分协同作用，制成的锂铝硅酸盐玻璃可达0.2～8mm，通过二次低温离子法化学强化后，具有优异的强化特性，满足表面压应力CS＞700Mpa，应力层深度Dol＞120um，抗弯折强度＞600Mpa；还具有极强的抗冲击、抗划伤能力，满足抗冲击性＞0.45焦耳，铅笔硬度＞9H等行业领先水平，更重要的是此配方用于浮法工艺生产，产能是溢流下拉法的3～5倍，可大大降低生产成本，产品更具有性价比优势。
上述技术方案中各组分的作用：
二氧化硅：构成玻璃的骨架，具有良好的化学稳定性，热稳定性，透明度；
三氧化二铝：玻璃的网络中间体，增加玻璃机械强度和化学强化性能；
氧化锂、氧化钠、氧化钾：玻璃的良好的助熔剂，同时也是玻璃化学强化的重要介质；
氧化镁：克服析晶倾向，加宽温度范围，有利于浮法成型工艺作业；
二氧化锆:可以抑制碱金属、碱土金属的迁移，同时可以提升玻璃的硬度和弹性模量；
氧化锡、氧化铈、芒硝：起到复合澄清剂的作用，高温澄清有利于气泡的排出；
本发明针对目前传统高铝硅玻璃应力层深度Dol＜50um等性能已无法满足高端电子产品盖板要求，加上高端电子产品市场长期被美国康宁Gorilla系列玻璃垄断，并且Gorilla玻璃市场售价高昂，给盖板玻璃企业带来很大的生产成本投入。
本发明提供的一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃可达0.2～8mm，通过二次低温离子法化学强化后，具有优异的强化特性，满足表面压应力CS＞700Mpa，应力层深度Dol＞120um，抗弯折强度＞600Mpa；还具有极强的抗冲击、抗划伤能力，满足抗冲击性＞0.45焦耳，铅笔硬度＞9H等行业领先水平，更重要的是此配方用于浮法工艺生产，产能是溢流下拉法的3～5倍，可大大降低生产成本，产品更具有性价比优势。
具体实施方式
本发明提供的一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃，由以下质量百分比由下列原料制成：二氧化硅58～66℅、三氧化二铝16～24℅、氧化钠6～12℅、氧化钾0.5～6℅、氧化锂2～6℅、氧化镁0.5～6℅、二氧化锆0.1～3℅、氧化锡0.01～0.8℅、芒硝0.01～0.8℅、二氧化铈0.01～0.5℅、TiO2＋Cr2O3＋CaO＋CoO＋B2O3＋P2O5＞0.1℅至少含有其中一种氧化物，其中按质量百分比满足：SiO2＋Al2O3＋ZrO2＞80℅，0.5℅＜MgO＋SnO2＋CeO2＋B2O3＜6℅，Li2O、Na2O、K2O总质量百分比不低于10℅。
发明实施的主要步骤：原料计算后称量—＞原料混合—＞熔融—＞澄清—＞均化—＞成型—＞退火—＞切裁加工—＞二次低温离子法化学强化—＞性能测试。
具体实施过程：
按照上述技术方案中的原料及其配比，按照不同的配比组成3组配合料，详见表1，每组配合料分别取200g放入铂铑坩埚中，在1630℃熔制6～8小时；在熔制中后期阶段借助铂金棒进行缓慢搅拌，有利于玻璃液的澄清、均化、排泡（切记不可搅拌过快会带入空气影响玻璃液熔制质量），再把熔制好的玻璃液倒在不锈钢钢板上进行成型，在650℃温度下开始进行降温退火，降至室温后进行切裁加工，第一步在硝酸钠和硝酸钾混合熔融盐浴中（380～400℃）进行化学强化（3小时），第二步在硝酸钾熔融盐浴中（380～400℃）进行化学强化（1小时）。最后对每组配合料制成的玻璃进行强化性能测试，并记录相关参数。强化性能测试项目包括表面压应力CS、应力层深度Dol、抗弯折强度4PB、抗冲击强度落球测试、抗划伤性能铅笔硬度测试等。
表1共提供了三组实施配方以及性能测试结果。
Figure 60375DEST_PATH_IMAGE002
从表1中可知，本发明提供的一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃，经过二次低温离子法化学强化后，表面压应力CS、应力层深度Dol、抗弯折强度4PB、抗冲击强度落球测试、抗划伤性能铅笔硬度等强化性能均具有行业先进水平。

Claims (6)

1.一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃，其特征在于由以下质量百分比的原料制成：二氧化硅58～66℅、三氧化二铝16～24℅、氧化钠6～12℅、氧化钾0.5～6℅、氧化锂2～6℅、氧化镁0.5～6℅、二氧化锆0.1～3℅、氧化锡0.01～0.8℅、芒硝0.01～0.8℅、二氧化铈0.01～0.5℅；原料中还含有TiO2＋Cr2O3＋CaO＋CoO＋B2O3＋P2O5中的至少一种氧化物，该氧化物在原料中质量比0.1℅-2%，原料中按质量百分比满足SiO2＋Al2O3＋ZrO2＞80℅、0.5℅＜MgO＋SnO2＋CeO2＋B2O3＜6℅、10℅＜Li2O＋Na2O＋K2O＜16℅。
2.根据权利要求1所述的一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃，其特征在于：二氧化硅质量百分比优选为60～64℅，三氧化二铝质量百分比优选为18～23℅，氧化镁质量百分比优选为2～4℅，二氧化锆质量百分比优选为0.3～1.2℅。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃，其特征在于：所述质量百分比SiO2＋Al2O3＋ZrO2＞80℅，优选质量百分比为80℅＜SiO2＋Al2O3＋ZrO2＜84℅。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃，其特征在于：所述质量百分比0.5℅＜MgO＋SnO2＋CeO2＋B2O3＜6℅，质量百分比优选为2℅＜MgO＋SnO2＋CeO2＋B2O3＜4.5℅。
5.根据权利要求3所述的一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃，其特征在于：所述质量百分比0.5℅＜MgO＋SnO2＋CeO2＋B2O3＜6℅，质量百分比优选为2℅＜MgO＋SnO2＋CeO2＋B2O3＜4.5℅。
6.根据权利要求1～4所述的任意一种用于浮法生产的锂铝硅酸盐玻璃，其特征在于：按照所述原料及其配比采用浮法生产工艺制成的锂铝硅酸盐玻璃的厚度为0.2～8mm，通过二次低温离子法化学强化后，制得的锂铝硅酸盐玻璃表面压应力CS＞700Mpac、应力层深度Dol＞120um、抗弯折强度＞600Mpa、抗冲击性＞0.45焦耳、铅笔硬度＞9H。
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