CN112661405A - 一种锂铝硅玻璃及其制备方法、智能终端及显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种锂铝硅玻璃及其制备方法、智能终端及显示器,该锂铝硅玻璃按质量百分比算包括:57‑67%的SiO2,16‑21%的Al2O3,0‑3%的B2O3,1‑6%的Li2O,6‑10%的Na2O,0.1‑4.5%的MgO,0.5‑4%的ZrO2。本发明技术方案通过将锂铝硅玻璃组分SiO2、Al2O3、B2O3、Li2O、Na2O、MgO和ZrO2之间采用特定的组合,获得的锂铝硅玻璃在保证介电性能较低的同时提高玻璃的抗摔性能,使其在应用于智能终端的时候不影响信号的传输,在作为显示屏用前盖或后盖的时候更好的保护智能终端。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃技术领域,特别涉及一种锂铝硅玻璃及其制备方法、智能终端及显示器。
背景技术
随着无线通信、光纤通信等技术的革新,信息传输朝向高速化、高频化的趋势发展。5G技术全面进入人们的生活,5G是第五代移动通讯技术,具有传输速度快(最高传输速度可达10Gbps,比4G快1000倍)、延迟低(最低延迟<1ms)、能耗小、网络全覆盖等特点。5G时代的到来给智能移动终端行业带来巨大的发展机遇与空间。
在智能移动终端中,玻璃既是功能材料,也是保护材料。以手机为例,金属材料会对5G高频天线有明显的吸收作用,而玻璃材料能使电磁信号顺利传输,金属后盖板需要9根接收/发射天线,而玻璃后盖板仅需要2根,说明玻璃材料不屏蔽信号,有良好透波能力。对电磁波信号衰减系数高的金属材料,不适用5G智能移动终端的高速传输和无线充电等功能的应用。对电磁波信号衰减系数低的玻璃材料就成了5G智能移动终端保护后盖的首选材料。但是,由于玻璃材料易碎,其作为智能终端保护后盖抗摔性能不够好。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种锂铝硅玻璃,旨在提高现有玻璃的抗摔性能。
为实现上述目的,本发明提出一种锂铝硅玻璃,按质量百分比算,包括:
SiO2,57-67%;
Al2O3,16-21%;
B2O3,0-3%;
Li2O,1-6%;
Na2O,6-10%;
MgO,0.1-4.5%;
ZrO2,0.5-4%。
可选地,所述锂铝硅玻璃各组分之间满足M=(1*Li2O+1.15*Na2O-0.78*MgO-0.9*ZrO2)/(0.48*SiO2+0.42*B2O3-0.6*Al2O3),其中,0.38<M<0.55。
可选地,所述锂铝硅玻璃组分之间满足N=1.15*Na2O-1*Li2O,1.59<N<9.43。
可选地,所述锂铝硅玻璃组分之间满足O=(0.78*MgO+0.9*ZrO2)/(0.6*Al2O3-0.42*B2O3),其中,0.2<O<0.54。
可选地,所述锂铝硅玻璃中β-OH含量为0.1-0.3/mm。
本发明还提出一种锂铝硅玻璃的制备方法,包括:
(1)提供所述锂铝硅玻璃的各组分,按质量百分比算,包括:
SiO2,57-67%;
Al2O3,16-21%;
B2O3,0-3%;
Li2O,1-6%;
Na2O,6-10%;
MgO,0.1-4.5%;
ZrO2,0.5-4%;
(2)熔化所述锂铝硅玻璃的各组分,并对熔化的锂铝硅玻璃组分进行澄清、均化、成型、退火,得到玻璃基板;
(3)将所述玻璃基板通过浮法、狭缝下拉或者溢流法成型平板玻璃。
可选地,得到所述平板玻璃之后还包括:
(4)提供第一浴盐和第二浴盐,所述第一浴盐按质量百分比包括100%的NaNO3,所述第二浴盐按质量百分比包括5-10%的KCl和90-95%的KNO3;
(5)将所述平板玻璃放入所述第一浴盐中进行初次盐浴,以得到初次强化锂铝硅玻璃,所述初次盐浴强化温度为370-420℃,强化时间为2-5小时;
(6)将所述初次强化锂铝硅玻璃放入所述第二浴盐中进行二次盐浴,以得到二次强化锂铝硅玻璃,所述二次盐浴强化温度为450-500℃,强化时间为0.1-0.3小时。
可选地,所述平板玻璃的厚度为0.2-2mm。
本发明还提出一种智能终端,包括锂铝硅玻璃,所述锂铝硅玻璃按质量百分比算,包括:
SiO2,57-67%;
Al2O3,16-21%;
B2O3,0-3%;
Li2O,1-6%;
Na2O,6-10%;
MgO,0.1-4.5%;
ZrO2,0.5-4%。
本发明还提出一种显示器,包括锂铝硅玻璃,所述锂铝硅玻璃按质量百分比算,包括:
SiO2,57-67%;
Al2O3,16-21%;
B2O3,0-3%;
Li2O,1-6%;
Na2O,6-10%;
MgO,0.1-4.5%;
ZrO2,0.5-4%。
本发明技术方案通过将锂铝硅玻璃组分SiO2、Al2O3、B2O3、Li2O、Na2O、MgO和ZrO2之间采用特定的组合,获得的锂铝硅玻璃在保证介电性能较低的同时提高玻璃的抗摔性能,使其在应用于智能终端的时候不影响信号的传输,在作为显示屏用前盖或后盖的时候更好的保护智能终端。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明锂铝硅玻璃一实施例的制备方法流程示意图;
图2为本发明锂铝硅玻璃另一实施例的制备方法流程示意图。
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
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本文术语“介电常数”和“介电损耗”是为了定量描述介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场的现象,这种被削弱的能量,一部分被介质存起来,另一部分损耗掉(转化为热能)。其中“介电常数”是表征材料在电场中存储电荷的能力的一种参数。介电常数的定义是介质中电场与真空中电场的比值。“介电损耗”就是表征那部分因发热而损耗掉的能量。介电损耗的定义是电介质在电场作用下在单位时间内因发热而消耗的能量。
本发明提出一种锂铝硅玻璃,该锂铝硅玻璃具有低的介电性能和更好的抗摔性能。
参照图1至2,图1为本发明锂铝硅玻璃一实施例的制备方法流程示意图;图2为本发明锂铝硅玻璃另一实施例的制备方法流程示意图。
在本发明实施例中,提出一种锂铝硅玻璃,按质量百分比算,包括:SiO2,57-67%;Al2O3,16-21%;B2O3,0-3%;Li2O,1-6%;Na2O,6-10%;MgO,0.1-4.5%;ZrO2,0.5-4%。
具体的,本发明实施例中的锂铝硅玻璃组分加入SiO2,该成分是构成玻璃骨架的成分,SiO2可以作为玻璃网络结构的主体,若含量低于55wt%,不易形成玻璃,应变点下降,膨胀系数增加,耐酸性和耐碱性下降,玻璃稳定性差。提高SiO2含量可以提高玻璃机械强度,膨胀系数降低,玻璃的稳定性提高,但却可使得玻璃的高温粘度增加,这样不利于玻璃的熔解,现有的窑炉工艺难以满足,最终确定SiO2的含量范围57-67wt%。
具体的,本发明中的锂铝硅玻璃组分加入Al2O3用以提高玻璃结构的强度,非桥氧与Al形成铝氧四面体,该体积比硅氧四面体的大,在玻璃结构中产生更大的缝隙,有利于离子交换,最终使得化学强化效果更好,提高玻璃的抗划伤性、抗跌落性,但Al2O3含量过高,难以熔制。相反地,Al2O3含量过低,玻璃容易析晶,机械强度较低不利于成型,最终确定Al2O3含量为16-21wt%。
具体的,本发明实施例中的锂铝硅玻璃组分加入B2O3,B2O3可以与玻璃中的硅氧四面体共同组成结构网络,引入B2O3可以降低玻璃极化率,以降低玻璃介电常数和介电损耗。B2O3高温下以三角体的形式存在,降低玻璃高温粘度;低温下B2O3在玻璃结构中以四面体的形式存在,增强玻璃网络结构,改善玻璃脆性、韧性、抗跌落性能和光透过率,B2O3的质量百分比含量范围为0-3%。
具体的,本发明实施例的锂铝硅玻璃组分中加入Li2O、Na2O,Li+和Na+是化学强化处理过程中的主要交换离子。Li+离子半径较Na+更小,含有Li+的玻璃离子交换速度更快,使玻璃短时间内得到更厚的强化层。Li+离子与熔融液中的Na+离子交换,并且速度比Na+与K+离子的交换速度快。在玻璃组合物中Li2O含量较高时,会对耐火材料侵蚀较严重。Na2O含量较高时,会增加玻璃的膨胀系数,降低玻璃的机械性能,会影响化学强化的速度。综合考虑加入1-6wt%的Li2O、6-10wt%的Na2O。
具体的,本发明实施例的锂铝硅玻璃组分加入MgO,可以降低玻璃的介电性能,镁离子势能大,存在玻璃网络空隙中时,增强玻璃网络结构,降低玻璃熔化温度提高玻璃的化学稳定性,抑制玻璃析晶倾向,促进离子交换,提高玻璃强化后应力强度及深度。但是,MgO超过一定量会造成玻璃发生失透,最终确定MgO的含量范围0.1-4.5wt%。
具体的,在本发明实施例的锂铝硅玻璃组分加入ZrO2,可以显著降低玻璃的熔化温度,并能促进离子交换过程,可以降低玻璃的介电性能,由于锆离子势能大,存在玻璃网络空隙中时,可以增强玻璃网络结构,最终确定ZrO2的含量选择在0.5-4wt%。
在高铝高碱玻璃中为了在化学强化过程取得良好的离子交换效果,通过增加玻璃网络空间,即高含量的铝(铝氧四面体[AlO4]的体积与[SiO4]相比较大),但是其介电性能又会增大。
本发明技术方案通过将锂铝硅玻璃组分SiO2、Al2O3、B2O3、Li2O、Na2O、MgO和ZrO2之间采用特定的组合,获得的锂铝硅玻璃在保证介电性能低的同时提高玻璃的化学强度,使其在应用于智能终端的时候不影响信号的传输,在作为显示屏用前盖或后盖的时候更好的保护智能终端。
可选地,所述锂铝硅玻璃各组分之间满足M=(1*Li2O+1.15*Na2O-0.78*MgO-0.9*ZrO2)/(0.48*SiO2+0.42*B2O3-0.6*Al2O3),其中,0.38<M<0.55。
具体的,玻璃在高频的介电常数主要取决于所含金属氧化物的极化率,包括金属阳离子和氧离子的极化率。玻璃的介电损耗主要取决于其网络结构的紧密程度,网络的连接程度和完整性越好,其介电损耗就越小。
从玻璃结构方面看,阳离子和大部分阴离子的极化率在不同的化合物中是基本不变的。对于氧原子来说,它的极化率在不同的氧化物中差异很大。离子势能大的元素对硼和铝离子周围的化学环境变化更为复杂。Mg2+为惰性气体构型,电荷高,离子半径小,离子势能大,在电场作用下,不容易被极化;Zr4+电荷高,离子半径小,Zr4+在玻璃结构中有缩短Si-O键的作用,使玻璃结构致密率。Mg2+、Zr4+离子半径相当的集聚能力很强,争夺氧离子的能力更强,对周围的氧离子产生显著的有序效应,降低阴离子的极化率,相对削弱其它阳离子的极化率。
MgO、ZrO2更容易使玻璃中的结构转变平衡Si(Q3)+B(Q3)=Si(Q4)+B(Q4)向右进行(其中,Si(Qn)代表SiO2结构的数目;B(Q3)和B(Q4)分别代表[BO3]和[BO4]),有利于四面体[BO4]的生成。[BO4]与[BO3]相比较,在外电场作用下不易变形,介电常数相对较小。相对的网络外体含量减少,越来越多的桥氧键Si-O-Al、Si-O-B生成,悬挂键数量减少,玻璃结构得到加强,离子松弛极化减弱,电子和离子位移极化占主导,玻璃的极化程度减弱,相对的介电常数减小;玻璃中的损耗主要为结构损耗,当玻璃中渗入了结合力强的金属离子时,玻璃网络结构增强,在外电场作用下,一部分离子很难从无定向的热骚动中脱离原位,沿电场方向移动,降低介电损耗。
本发明实施例通过定义M常数,并合理控制M常数的范围在0.38<M<0.55之间,从而兼顾玻璃的低介电性能以及后续的化学强化效果。本发明实施例的锂铝硅玻璃成分中不含有K+离子,因此其介电性能降低,但是,通过采取本发明的强化工艺制作,合理控制K+交换深度为5-9μm,从而在本发明的锂铝硅玻璃的表面形成一层薄薄的K+,使得锂铝硅玻璃的表面应力增大,可以有效的改善极化率较大的K+进入玻璃后,引起玻璃的介电性能的变化。
可选地,所述锂铝硅玻璃组分之间满足N=1.15*Na2O-1*Li2O,1.59<N<9.43。
可选地,所述锂铝硅玻璃组分之间满足O=(0.78*MgO+0.9*ZrO2)/(0.6*Al2O3-0.42*B2O3),其中,0.2<O<0.54。
通过在玻璃组分中引入作为网络外体氧化物的碱金属、碱土金属、过渡金属氧化物,对玻璃的强化性能改善产生有益效果。Mg2+、Zr4+离子半径相当的集聚能力很强,争夺氧离子的能力比形成体离子争夺氧离子O2-的能力更强,这样玻璃结构中O2-对Li+、Na+的束缚降低,有利于Li+、Na+、K+交换,通过合理控制N=1.15*Na2O-1*Li2O,1.59<N<9.43;O=(0.78*MgO+0.9*ZrO2)/(0.6*Al2O3-0.42B2O3),0.2<O<0.54,在该比例范围内,玻璃发生二次离子交换后,玻璃网络产生的交换深度及强度更好,提升玻璃强化机械性能。
可选地,所述锂铝硅玻璃中β-OH含量为0.1-0.3/mm,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(%)。
具体的,由于β-OH会破坏玻璃网络结构,影响玻璃的介电性能和机械性能,因此,本发明实施例的锂铝硅玻璃中控制β-OH的值,从而得到介电性能和机械性能好的玻璃。
具体的,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。
本发明实施例的锂铝硅玻璃素板具有坚实的网络结构,较低的介电性能;结合后续玻璃化学强化得到较厚的应力层深度,将使微裂纹更难扩展生长。从根本上提升玻璃表面应力强度,强化深度,抗跌落性能。
本发明还提出一种锂铝硅玻璃的制备方法,请参阅图1,包括:
(1)提供所述锂铝硅玻璃的各组分,按质量百分比算,包括:SiO2,57-67%;Al2O3,16-21%;B2O3,0-3%;Li2O,1-6%;Na2O,6-10%;MgO,0.1-4.5%;ZrO2,0.5-4%。
(2)熔化所述锂铝硅玻璃的各组分,并对熔化的锂铝硅玻璃组分进行澄清、均化、成型、退火,得到玻璃基板;
(3)将所述玻璃基板通过浮法、狭缝下拉或者溢流法成型平板玻璃。
具体的,所述平板玻璃为所述锂铝硅玻璃的素板玻璃,素板玻璃没有经过热处理或化学强化处理等过程。在3.5GHz频率下,锂铝硅玻璃素板介电常数5.37-6.32,介电损耗0.0032-0.0068。
可选地,所述平板玻璃的厚度为0.2-2mm。平板玻璃的板厚越薄,越可以使玻璃轻量化。
可选地,请参阅图2,得到所述平板玻璃之后还包括:
(4)提供第一浴盐和第二浴盐,所述第一浴盐按质量百分比包括100%的NaNO3,所述第二浴盐按质量百分比包括5-10%的KCl和90-95%的KNO3。
(5)将所述平板玻璃放入所述第一浴盐中进行初次盐浴,以得到初次强化锂铝硅玻璃,所述初次盐浴强化温度为370-420℃,强化时间为2-5小时。
(6)将所述初次强化锂铝硅玻璃放入所述第二浴盐中进行二次盐浴,以得到二次强化锂铝硅玻璃,所述二次盐浴强化温度为450-500℃,强化时间为0.1-0.3小时。
本发明实施例得到的二次强化锂铝硅玻璃具有即使板厚变薄,玻璃板也不易破坏的优点。
在3.5GHz频率下,所述二次强化锂铝硅玻璃的介电常数5.39-6.49,介电损耗0.0033-0.0072,素板玻璃介电常数与强化后介电常数之比0.974-1之间,素板玻璃介电损耗与强化后介电损耗之比0.944-1之间,证明强化后的锂铝硅玻璃介电性能相对于素板玻璃基本不变。二次强化锂铝硅玻璃的表面应力强度>850MPa,钾离子交换深度5-9μm、钠离子交换深度>92μm,抗冲击强度>0.39J,整机抗跌落高度为>170cm,化学强化性能优于素板玻璃。
本发明还提出一种智能终端,包括锂铝硅玻璃,所述锂铝硅玻璃按质量百分比算,包括:SiO2,57-67%;Al2O3,16-21%;B2O3,0-3%;Li2O,1-6%;Na2O,6-10%;MgO,0.1-4.5%;ZrO2,0.5-4%。
具体的,所述智能终端可以为移动通讯设备、平板电脑或笔记本电脑等。
本发明还提出一种显示器,包括锂铝硅玻璃,所述锂铝硅玻璃按质量百分比算,包括:SiO2,57-67%;Al2O3,16-21%;B2O3,0-3%;Li2O,1-6%;Na2O,6-10%;MgO,0.1-4.5%;ZrO2,0.5-4%。
下面将结合具体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。
实施例1
按照如下步骤制备实施例1的锂铝硅玻璃:
(1)提供所述锂铝硅玻璃的各组分,按质量百分比算,包括:57.6%的SiO2,21%的Al2O3,3%的B2O3,1.5%的Li2O,9.5%的Na2O,4%的MgO,3.4%的ZrO2,其中,M常数为0.38,N常数为9.43,O常数为0.54,β-OH值为0.1。
(2)熔化所述锂铝硅玻璃的各组分,并对熔化的锂铝硅玻璃组分进行澄清、均化、成型、退火,得到玻璃基板。
(3)将所述玻璃基板通过浮法、狭缝下拉或者溢流法成型平板玻璃,所述平板玻璃的规格为145mm×73mm×0.7mm,即得到实施例1的素板玻璃。
(4)提供第一浴盐和第二浴盐,所述第一浴盐按质量百分比包括100%的NaNO3,所述第二浴盐按质量百分比包括5%的KCl和95%的KNO3。
(5)将所述平板玻璃放入所述第一浴盐中进行初次盐浴,以得到初次强化锂铝硅玻璃,所述初次盐浴强化温度为400℃,强化时间为2.5小时。
(6)将所述初次强化锂铝硅玻璃放入所述第二浴盐中进行二次盐浴,以得到实施例1的二次强化锂铝硅玻璃,所述二次盐浴强化温度为470℃,强化时间为0.3小时。
按照表1和表2所示的各实施例的锂铝硅玻璃的组分称取原材料,并参照实施例1的制备方法分别制备得到其它实施例2至实施例16的素板玻璃、二次强化锂铝硅玻璃。
并按照表3所示的对比例锂铝硅玻璃的组分称取原材料,并参照实施例1的制备方法分别制备得到对比例1至对比例6的素板玻璃、二次强化锂铝硅玻璃,其中比例6玻璃强化二次盐浴强化温度为470℃,强化时间为0.5小时,实验结果如下。
表1 各实施例锂铝硅玻璃的组分及性能
表2 各实施例锂铝硅玻璃的组分及性能
表3 各对比例锂铝硅玻璃的组分及性能
试验例
介电常数和介电损耗:通过阻抗分析仪参照GB/T1409-2006测得,在频率3.5GHz下测试玻璃的介电常数和介电损耗。
表面压缩应力值、压缩应力层深度通过使用表面应力仪参照标准GB/T18144-2008所述方法测得。
抗冲击强度通过落球试验机测得,将待测玻璃样品放置在治具上,使32g钢球从规定高度落下,测量待测玻璃样品不发生碎裂而能够承受的冲击的最大落球高度。试验从高度30cm开始实施,中心点跌落3次,每次上升5cm,直至玻璃破碎。利用势能公式Ep=mgh计算出抗冲击能。
整机砂纸跌落性能通过手机受控跌落试验机测得,具体测试条件为:180目砂纸,195g总重,50cm基高,5cm递增,每高度1次,直至破碎为止。
应当理解的是,上述测试方式和测试设备,是本行业领域内评价玻璃相关性能的常用方式,只是表征或是评价本发明技术方案和技术效果的一种手段,亦可采用其他测试方式和测试设备,并不影响最终结果。
通过表1、表2所示的各实施例锂铝硅玻璃的性能测试结果可以看出,采用本发明技术方案的实施例1-16,在3.5GHz频率下,素板玻璃的素板介电常数为5.37-6.32,素板介电损耗为0.0032-0.0068;二次强化锂铝硅玻璃的强化介电常数为5.39-6.49,强化介电损耗为0.0033-0.0072。素板介电常数与强化介电常数之比0.974-1之间,素板介电损耗与强化介电损耗之比0.944-1之间,说明本发明实施例的锂铝硅玻璃在二次强化之后介电性能没有显著升高。然而,二次强化锂铝硅玻璃的化学强化应力强度>850MPa,钾离子交换深度5-9μm、钠离子交换深度>92μm,抗冲击强度>0.39J,整机抗跌落高度为>170cm,证明其抗摔性能好。
表3中对比例1、对比例2中β-OH//mm为0.4,与实施例1至实施例3、实施例12至实施例14(β-OH//mm分别为0.1、0.2、0.3)相比,玻璃的介电性能升高,化学强化性能较差,由此可见β-OH//mm对玻璃性能影响较大,合理控制β-OH/mm可以提升玻璃性能。
表3中对比例3,Li2O的质量百分比为7%,M=(1*Li2O+1.15*Na2O-0.78*MgO-0.9*ZrO2)/(0.48*SiO2+0.42*B2O3-0.6*Al2O3)为0.59,N=1.15*Na2O-1*Li2O为0.94,不在本发明技术方案要求范围内,相对应的玻璃性能介电性能较差,素板介电常数6.81,强化介电常数7.05,素板介电损耗0.0086,强化介电损耗0.0097;且ε1/ε2=0.966,δ1/δ2=0.887。玻璃化学强化后机械性能较差,表面应力强度较低为670MPa,钾离子交换深度10.5μm、钠离子交换深度130.4μm,抗冲击强度0.31J,抗跌落高度为110cm,机械性能差。
表3中对比例4,含有K2O=1%,不在本发明要求范围内,相对应的玻璃性能介电性能差,素板介电常数7.53,强化介电常数8.09,素板介电损耗0.013,强化介电损耗0.016,且ε1/ε2=0.931,δ1/δ2=0.813。强化后表面应力强度为820MPa,钾离子交换深度14.3μm、钠离子交换深度112.7μm,抗冲击强度0.42J,抗跌落高度为175cm,机械性能适中。
表3中对比例5,B2O3=0%,M=(1*Li2O+1.15*Na2O-0.78*MgO-0.9*ZrO2)/(0.48*SiO2+0.42*B2O3-0.6*Al2O3)为0.65,不在本发明要求范围内,相对应的玻璃性能介电性能差,素板介电常数7.38,强化介电常数7.85,素板介电损耗0.01,强化介电损耗0.012,且ε1/ε2=0.94,δ1/δ2=0.833。强化后表面应力强度为800MPa,钾离子交换深度13.6μm、钠离子交换深度106.8μm,抗冲击强度0.3J,抗跌落高度为80cm,机械性能较差。
表3中对比例6,与实施例10玻璃组分相同,区别仅在于二次强化时间改为0.5小时,强化工艺不在本发明技术方案要求范围内,相对应的玻璃性能介电性能较差,素板介电常数6.28,强化介电常数6.92,素板介电损耗0.0072,强化介电损耗0.0081;且ε1/ε2=0.908,δ1/δ2=0.889。玻璃化学强化后,钾离子交换深度11.3μm,机械性能变化不大,由此可知钾离子交换深度影响玻璃的介电性能,即二次强化的强化时间必须加以控制,以控制玻璃的介电性能。
以上所述仅为本发明的可选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种锂铝硅玻璃,其特征在于,按质量百分比算,包括:
SiO2,57-67%;
Al2O3,16-21%;
B2O3,0-3%;
Li2O,1-6%;
Na2O,6-10%;
MgO,0.1-4.5%;
ZrO2,0.5-4%。
2.如权利要求1所述的一种锂铝硅玻璃,其特征在于,所述锂铝硅玻璃各组分之间满足M=(1*Li2O+1.15*Na2O-0.78*MgO-0.9*ZrO2)/(0.48*SiO2+0.42*B2O3-0.6*Al2O3),其中,0.38<M<0.55。
3.如权利要求2所述的一种锂铝硅玻璃,其特征在于,所述锂铝硅玻璃组分之间满足N=1.15*Na2O-1*Li2O,1.59<N<9.43。
4.如权利要求3所述的一种锂铝硅玻璃,其特征在于,所述锂铝硅玻璃组分之间满足O=(0.78*MgO+0.9*ZrO2)/(0.6*Al2O3-0.42*B2O3),其中,0.2<O<0.54。
5.如权利要求4所述的一种锂铝硅玻璃,其特征在于,所述锂铝硅玻璃中β-OH含量为0.1-0.3/mm。
6.一种锂铝硅玻璃的制备方法,其特征在于,包括:
(1)提供所述锂铝硅玻璃的各组分,按质量百分比算,包括:
SiO2,57-67%;
Al2O3,16-21%;
B2O3,0-3%;
Li2O,1-6%;
Na2O,6-10%;
MgO,0.1-4.5%;
ZrO2,0.5-4%;
(2)熔化所述锂铝硅玻璃的各组分,并对熔化的锂铝硅玻璃组分进行澄清、均化、成型、退火,得到玻璃基板;
(3)将所述玻璃基板通过浮法、狭缝下拉或者溢流法成型平板玻璃。
7.如权利要求6所示的一种锂铝硅玻璃的制备方法,其特征在于,得到所述平板玻璃之后还包括:
(4)提供第一浴盐和第二浴盐,所述第一浴盐按质量百分比包括100%的NaNO3,所述第二浴盐按质量百分比包括5~10%的KCl和90~95%的KNO3;
(5)将所述平板玻璃放入所述第一浴盐中进行初次盐浴,以得到初次强化锂铝硅玻璃,所述初次盐浴强化温度为370-420℃,强化时间为2-5小时;
(6)将所述初次强化锂铝硅玻璃放入所述第二浴盐中进行二次盐浴,以得到二次强化锂铝硅玻璃,所述二次盐浴强化温度为450-500℃,强化时间为0.1-0.3小时。
8.如权利要求6所示的一种锂铝硅玻璃的制备方法,其特征在于,所述平板玻璃的厚度为0.2-2mm。
9.一种智能终端,其特征在于,包括如权利要求1至5任意一项所述的锂铝硅玻璃。
10.一种显示器,其特征在于,包括如权利要求1至5任意一项所述的锂铝硅玻璃。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 412200 Dongfu Industrial Park, Liling Economic Development Zone, Zhuzhou City, Hunan Province Applicant after: Hunan Qibin Electronic Glass Co.,Ltd. Address before: 412200 Dongfu Industrial Park, Liling Economic Development Zone, Zhuzhou City, Hunan Province Applicant before: LILING QIBIN ELECTRONIC GLASS Co.,Ltd. |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210416 |