CN112679095A - 一种微晶玻璃及其制备方法、智能终端和显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微晶玻璃及其制备方法、智能终端和显示器，其中，微晶玻璃按质量百分比算，包括：60‑69％的SiO₂，16‑22％的Al₂O₃，0‑4％的P₂O₅，1‑6％的Li₂O，1‑7％的Na₂O，0‑4.5％的MgO，0‑3％的TiO₂，0.5‑4％的ZrO₂。本发明技术方案通过将玻璃组分SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅、Li₂O、Na₂O、MgO、TiO₂和ZrO₂之间采用特定的比重的组合，从而降低微晶玻璃的介电常数和介电损耗，使其在应用于智能终端的时候不影响信号的传输，并且提高微晶玻璃的耐摔性能，使其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

一种微晶玻璃及其制备方法、智能终端和显示器

技术领域

本发明涉及玻璃技术领域，特别涉及一种微晶玻璃及其制备方法、智能终端和显示器。

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。

现有技术中，高铝硅酸盐盖板玻璃介电常数和介电损耗较高(室温下，测试频率1GHz，介电常数ε>7，介电损耗δ>0.01)。素板玻璃在发生化学离子交换后，离子交换深度<50μm，玻璃表面成分发生改变造成玻璃的介电性能进一步增加；且作为显示屏用前盖或后盖的保护玻璃，耐摔性不足。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种微晶玻璃，旨在降低现有玻璃的介电性能。

为实现上述目的，本发明提出一种微晶玻璃，按质量百分比算，包括：

SiO₂，60-69％；

Al₂O₃，16-22％；

P₂O₅，0-4％；

Li₂O，1-6％；

Na₂O，1-7％；

MgO，0-4.5％；

TiO₂，0-3％；

ZrO₂，0.5-4％。

可选地，所述微晶玻璃各组分之间满足M＝(1*Li₂O+1.15*Na₂O-0.78*MgO-0.91*TiO₂-0.9*ZrO₂)/(0.48*SiO₂+0.4*P₂O₅-0.6*Al₂O₃)，其中，0.03<M<0.27。

可选地，所述微晶玻璃各组分之间满足N＝(1*Li₂O+0.78*MgO+0.91*TiO₂+0.9*ZrO₂)/(0.6*Al₂O₃-0.4*P₂O₅)，其中，0.69<N<1.19。

本发明还提出一种微晶玻璃的制备方法，包括：

S1：称取所述微晶玻璃的各个组分并混合；

S2：熔化所述微晶玻璃的各个组分，并对熔化后的微晶玻璃组分进行澄清、均化、成型、退火，得到基础玻璃；

S3：对所述基础玻璃进行热处理，所述热处理步骤包括：第一步，将所述基础玻璃放入炉内，以2-5℃/min升温至温度630-720℃，保温0.5-3小时，第二步，以5-10℃/min升温至温度760-850℃，保温0.1-1小时，第三步，放入500-600℃的炉内，保温0.1-2小时，以不大于10℃/min降温速率冷却至室温后取出得到热处理后的基础玻璃；

S4：对所述热处理后的基础玻璃行切割、抛光处理，得到所述微晶玻璃。

可选地，所述微晶玻璃的各个组分按质量百分比算包括：

SiO₂，60-69％；

Al₂O₃，16-22％；

P₂O₅，0-4％；

Li₂O，1-6％；

Na₂O，1-7％；

MgO，0-4.5％；

TiO₂，0-3％；

ZrO₂，0.5-4％。

可选地，所述微晶玻璃包括玻璃相和微晶相，所述微晶相为β-石英固溶体，晶粒直径5-30nm，结晶度为10-30％，所述微晶玻璃的透过率＞90％。

本发明还提出一种微晶玻璃的强化方法，所述微晶玻璃通过上述任一项所述的制备方法制备得到，包括：

S5：提供第一离子交换浴及第二离子交换浴，所述第一离子交换浴按质量百分比包括0％-30％的Na₂SO₄与70-100％的NaNO₃，所述第二离子交换浴按质量百分比包括20％-50％的KCl和50-80％的KNO₃；

S6：将待强化处理的微晶玻璃放入所述第一离子交换浴中进行初次盐浴，以得到初次强化微晶玻璃，所述初次盐浴强化温度为420-500℃，强化时间为2-5小时；

S7：将所述初次强化微晶玻璃放入所述第二离子交换浴中进行二次盐浴，以得到二次强化微晶玻璃，所述二次盐浴强化温度为450-600℃，强化时间为0.2-3小时。

本发明还提出一种智能终端，所述智能终端包括微晶玻璃，所述微晶玻璃按质量百分比算，包括：

SiO₂，60-69％；

Al₂O₃，16-22％；

P₂O₅，0-4％；

Li₂O，1-6％；

Na₂O，1-7％；

MgO，0-4.5％；

TiO₂，0-3％；

ZrO₂，0.5-4％。

本发明还提出一种显示器，所述显示器包括微晶玻璃，所述微晶玻璃按质量百分比算，包括：

SiO₂，60-69％；

Al₂O₃，16-22％；

P₂O₅，0-4％；

Li₂O，1-6％；

Na₂O，1-7％；

MgO，0-4.5％；

TiO₂，0-3％；

ZrO₂，0.5-4％。

本发明技术方案通过将玻璃组分SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅、Li₂O、Na₂O、MgO、TiO₂和ZrO₂之间采用特定的比重的组合，从而降低微晶玻璃的介电常数和介电损耗，使其在应用于智能终端的时候不影响信号的传输，并且提高微晶玻璃的耐摔性能，使其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为本发明微晶玻璃制备方法的流程示意图；

图2为本发明微晶玻璃强化方法的流程示意图。

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。

本发明提出一种微晶玻璃，该微晶玻璃的介电性能低，抗摔性能好。

参照图1至2，图1为本发明微晶玻璃制备方法的流程示意图；图2为本发明微晶玻璃强化方法的流程示意图。

在本发明实施例中，提出一种微晶玻璃，按质量百分比算，包括：60-69％的SiO₂，16-22％的Al₂O₃，0-4％的P₂O₅，1-6％的Li₂O，1-6％的Na₂O，0-4.5％的MgO，0-3％的TiO₂，0.5-4％的ZrO₂。

具体的，作为本发明实施例中的微晶玻璃组分引入SiO₂，SiO₂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，但玻璃的高温粘度增加，这样不利于玻璃的熔解，综合考虑，取SiO₂的质量百分比含量范围为60-69％。

具体的，在微晶玻璃的组合物中加入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体积大，在玻璃结构中产生更大的缝隙，有利于离子交换，使得化学强化效果更好，提高玻璃的抗划伤性、抗跌落性。另外，高Al₂O₃含量可有效控制晶体生长速度，方便热处理工艺的控制，以制备出符合要求的晶粒尺寸及晶粒分布的均匀性，Al₂O₃含量选择在16-22wt％。

具体的，作为本发明中的微晶玻璃组分引入P₂O₅，玻璃中的SiO₂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，与玻璃网络结构中的硅氧四面体相比体积更大，但不会破坏玻璃的整体网络结构，因而可以提高后续玻璃化学强化时的离子交换速度，改善玻璃的抗损伤性。同时，P⁵⁺离子场强大于Si⁴⁺离子，很容易结合碱金属离子从网络中分离出来，形成晶核，从而促使基础玻璃发生分相，利于玻璃的晶化。P₂O₅能促进ZrO₂在玻璃液中的溶解度，利于玻璃的均化，P₂O₅含量选择0-4wt％。

具体的，在本发明实施例的微晶玻璃组合物中加入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。在微晶玻璃组合物中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、1-7wt％的Na₂O。

具体的，本发明实施例中的微晶玻璃组分加入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，可以增强玻璃网络结构，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。MgO含量可以控制微晶玻璃析晶工艺，调节微晶玻璃微观结构，但含量过高，则会起到负面作用，导致玻璃熔体出现不可控析晶，MgO的含量选择0-4.5wt％。

具体的，本发明实施例中的微晶玻璃组分加入TiO₂，可以起助熔作用，同时还可以提高玻璃化学稳定性和机械强度，促进离子交换。TiO₂与ZrO₂混合使用，能明显地提高成核和晶化速率，可得到尺寸均匀的微晶体。TiO₂含量少会导致玻璃结晶分层，TiO₂含量过高影响玻璃透过率，TiO₂的含量选择在0-3wt％。

具体的，本发明实施例中的微晶玻璃组分加入ZrO₂，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。ZrO₂有助于降低晶化过程中晶粒尺寸大小，从而提高玻璃的透过率，并能快速提高玻璃的化学稳定性。在本组分中，ZrO₂有助于主晶相的稳定性；如没有ZrO₂，则容易导致主晶相发生晶型转变，导致多种晶相的产生，影响玻璃整体的均匀性和透过性，使玻璃失透，ZrO₂的含量选择在0.5-4wt％。

本发明技术方案通过将玻璃组分SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅、Li₂O、Na₂O、MgO、TiO₂和ZrO₂之间采用特定的比重的组合，从而使微晶玻璃具有坚实的网络结构，降低微晶玻璃的介电常数和介电损耗，使其在应用于智能终端的时候不影响信号的传输，并且提高微晶玻璃的耐摔性能，使其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，所述微晶玻璃各组分之间满足M＝(1*Li₂O+1.15*Na₂O-0.78*MgO-0.91*TiO₂-0.9*ZrO₂)/(0.48*SiO₂+0.4*P₂O₅-0.6*Al₂O₃)，其中，0.03<M<0.27。

微晶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。

在高铝高碱玻璃中为了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)，但是在一定程度上又降低网络结构的紧密度，使其介电性能增大。本发明实施例的微晶玻璃为了兼顾低介电性能以及后续的化学强化效果，主要优异之处在于玻璃组分中SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅、Li₂O、Na₂O、MgO、TiO₂和ZrO₂之间的组合。通过定义M常数来合理控制本发明实施例的微晶玻璃的各组分含量，M决定微晶玻璃的介电性能。

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。Mg²⁺为惰性气体构型，电荷高，离子半径小，离子势大，在电场作用下，不容易被极化；Ti⁴⁺电荷高，离子半径小，可以通过极化增加其共价成分，并降低配位进入网络结构，所以与形成体离子争夺氧离子的能力更强；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，提高玻璃结构致密率；P⁵⁺离子场强大于Si⁴⁺离子，很容易结合碱金属离子从网络中分离出来。Mg²⁺、P⁵⁺、Ti⁴⁺、Zr^{4 +}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，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，介电常数随着下降。

玻璃中的SiO₂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，与玻璃网络结构中的硅氧四面体相比体积更大，但不会破坏玻璃的整体网络结构。相对的网络外体含量减少，越来越多的桥氧键Si-O-Al、Si-O-P生成，悬挂键数量减少。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。

可选地，所述微晶玻璃各组分之间满足N＝(1*Li₂O+0.78*MgO+0.91*TiO₂+0.9*ZrO₂)/(0.6*Al₂O₃-0.4*P₂O₅)，其中，0.69<N<1.19。

通过在玻璃组分中引入作为网络外体氧化物的碱金属、碱土金属以及过渡金属氧化物提供游离氧，以及通过控制玻璃素板的内部残余应力为<200psi(内部残余应力过大，强化过程中玻璃破碎)，对玻璃的晶化性能及强化性能改善产生有益效果。通过定义N常数，N＝(1*Li₂O+0.78*MgO+0.91*TiO₂+0.9*ZrO₂)/(0.6*Al₂O₃-0.4*P₂O₅)，0.69<N<1.19，在该比例范围内，经过二步法热处理后玻璃得到大量均匀纳米级尺寸的微晶体，玻璃中Li₂O和SiO₂反应形成β-石英固溶体主晶相，能够阻止表面或内部微裂纹的进一步扩展或使微裂纹折向而不易扩散，从而大大改善微晶玻璃的强度和力学性能，玻璃的透过率>90％；同时对玻璃进行二次离子交换化学强化处理，二次离子交换后，玻璃网络产生足够的交换深度和强度；强化后玻璃相与微晶相共同作用提升玻璃机械性能。

本发明的素板玻璃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。从根本上提升玻璃应力强度，强化深度，抗跌落性能。

本发明还提出一种微晶玻璃的制备方法，请参阅图1，包括：

S1：称取所述微晶玻璃的各个组分并混合。

在一实施例中，所述微晶玻璃的各个组分按质量百分比算包括：60-69％的SiO₂，16-22％的Al₂O₃，0-4％的P₂O₅，1-6％的Li₂O，1-7％的Na₂O，0-4.5％的MgO，0-3％的TiO₂，以及0.5-4％的ZrO₂。

S2：熔化所述微晶玻璃的各个组分，并对熔化后的微晶玻璃组分进行澄清、均化、成型、退火，得到基础玻璃。

具体的，熔化温度为1580℃-1600℃，熔制时间3-6小时；退火温度为500-600℃，退火时间0.1-2小时。得到的基础玻璃可以为板状，块状等，对得到的基础玻璃进行切割、研磨、抛光处理，得到素板玻璃，素板玻璃薄板厚度为0.5-2mm，素板玻璃为未经热处理及化学强化处理的玻璃。

S3：对所述基础玻璃进行热处理，所述热处理步骤包括：第一步，将所述基础玻璃放入炉内，以2-5℃/min升温至温度630-720℃，保温0.5-3小时，第二步，以5-10℃/min升温至温度760-850℃，保温0.1-1小时，第三步，放入500-600℃的炉内，保温0.1-2小时退火，以不大于10℃/min降温速率冷却至室温后取出得到热处理后的基础玻璃。

S4：对所述热处理后的基础玻璃行切割、抛光处理，得到所述微晶玻璃。

具体的，得到的所述微晶玻璃包括玻璃相和微晶相，所述微晶相为β-石英固溶体，晶粒直径5-30nm，玻璃晶粒直径达到5-30nm的纳米级别时，微晶相的折射率为1.53，而玻璃相的折射率为1.51，二者折射差别较小。结晶度为10-30％，晶粒均匀分布于微晶相中，当其结晶度高于30％时，致玻璃相中Li、Al含量减少，影响Na、K的离子交换，从而降低离子交换深度值。微晶玻璃在可见光波段处0.7mm厚度透过率＞90％。

本发明还提出一种微晶玻璃的强化方法，请参阅图2，所述微晶玻璃通过上述任一项所述的制备方法制备得到，包括：

S5：提供第一离子交换浴及第二离子交换浴，所述第一离子交换浴按质量百分比包括0％-30％的Na₂SO₄与70-100％的NaNO₃，所述第二离子交换浴按质量百分比包括20％-50％的KCl和50-80％的KNO₃。

S6：将待强化处理的微晶玻璃放入所述第一离子交换浴中进行初次盐浴，以得到初次强化微晶玻璃，所述初次盐浴强化温度为420-500℃，强化时间为2-5小时。

具体的，将待强化处理的微晶玻璃随炉升温，然后浸渍在第一离子交换浴中进行初次化学强化，得到初次强化微晶玻璃。

S7：将所述初次强化微晶玻璃放入所述第二离子交换浴中进行二次盐浴，以得到二次强化微晶玻璃，所述二次盐浴强化温度为450-600℃，强化时间为0.2-3小时。

具体的，将初次强化微晶玻璃浸渍在第二离子交换浴中进行二次化学强化，随后对其进行冷却、清洗、烘干，得到二次强化微晶玻璃。

可选地，所述二次强化微晶玻璃的介电常数为3.44-5.12，介电损耗为0.0015-0.0065，未经热处理和强化处理的素板玻璃与二次强化微晶玻璃介电常数之比为1.06-1.34，介电损耗之比为1.08-1.5。

可选地，所述二次强化微晶玻璃的压缩应力值为830-920MPa，钾离子交换深度为5-12μm，钠离子交换深度为95-140μm，硬度为750-840MPa。

可选地，所述二次强化微晶玻璃整机抗跌落高度为>170cm。

本发明还提出一种智能终端，所述智能终端包括微晶玻璃，所述微晶玻璃按质量百分比算，包括：60-69％的SiO₂，16-22％的Al₂O₃，0-4％的P₂O₅，1-6％的Li₂O，1-6％的Na₂O，0-4.5％的MgO，0-3％的TiO₂，以及0.5-4％的ZrO₂。

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，所述显示器包括微晶玻璃，所述微晶玻璃按质量百分比算，包括：60-69％的SiO₂，16-22％的Al₂O₃，0-4％的P₂O₅，1-6％的Li₂O，1-6％的Na₂O，0-4.5％的MgO，0-3％的TiO₂，以及0.5-4％的ZrO₂。

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

S1：称取微晶玻璃的各个组分并混合。

所述微晶玻璃的各个组分按质量百分比算包括：60.4％的SiO₂，22％的Al₂O₃，0.2％的P₂O₅，1％的Li₂O，6.9％的Na₂O，4％的MgO，3％的TiO₂，以及2.5％的ZrO₂。其中，M常数为0.05，N常数为0.69。

S2：熔化所述微晶玻璃的各个组分，并对熔化后的微晶玻璃组分进行澄清、均化、成型、退火，得到基础玻璃，其中，熔化温度为1580℃，熔制时间4小时；退火温度为550℃，退火时间1小时。

对得到的基础玻璃进行切割、研磨、抛光处理，得到145mm×73mm×0.7mm规格的实施例1的素板玻璃薄片。

S3：对所述基础玻璃进行热处理，所述热处理步骤包括：第一步，将所述基础玻璃放入炉内，以2℃/min升温至温度650℃，保温2小时，第二步，以10℃/min升温至温度810℃，保温0.5小时，第三步，放入550℃的炉内，保温0.5小时，以10℃/min降温速率冷却至室温后取出得到热处理后的基础玻璃。

S4：对所述热处理后的基础玻璃行切割、抛光处理，得到实施例1的145mm×73mm×0.7mm规格的微晶玻璃。

S5：提供第一离子交换浴及第二离子交换浴，所述第一离子交换浴按质量百分比包括20％的Na₂SO₄与80％的NaNO₃，所述第二离子交换浴按质量百分比包括40％的KCl和60％的KNO₃。

S6：将S4得到的实施例1的微晶玻璃随炉升温放入所述第一离子交换浴中进行初次盐浴，以得到初次强化微晶玻璃，所述初次盐浴强化温度为450℃，强化时间为4小时。

S7：将所述初次强化微晶玻璃放入所述第二离子交换浴中进行二次盐浴，以得到实施例1的二次强化微晶玻璃，所述二次盐浴强化温度为550℃，强化时间为0.5小时。

按照表1所示的各实施例的微晶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14的素板玻璃、微晶玻璃以及二次强化微晶玻璃。其中，以实施例7的微晶玻璃组分作为对比例1，以实施例14的微晶玻璃组分作为对比例2。对比例1和对比例2的微晶玻璃的制备方法与实施例1的微晶玻璃的制备方法的区别在于步骤S3中的第三步的降温速率为20℃/min，得到的对比例1和对比例2的微晶玻璃应力较大，在化学强化过程中发生破碎。

表1各实施例和对比例微晶玻璃的组分

试验例

对上述各实施例和对比例的素板玻璃、微晶玻璃以及二次强化微晶玻璃分别进行性能测试，性能测试分别参照如下方法进行，测试结果如表2所示。

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。

平均晶粒尺寸：利用SEM扫描电镜进行测定，微晶玻璃通过在HF酸中进行表面处理，再对微晶玻璃表面进行喷铬镀膜，在SEM扫描电镜下进行表面扫描，观察到颗粒的直径，并通过加总所有晶粒剖面的平均直径尺寸，除以SEM影像中的晶粒数。

晶相及结晶度：将XRD衍射峰与数据库图谱进行对比确定晶相，通过Rietveld方法计算结晶相衍射强度在整体图谱强度中所占比例得出结晶度。

表面压缩应力值、压缩应力层深度(钾、钠离子交换深度)：采用SLP-2000测试得到。

透过率通过使用分光光度计参照标准ISO13468-1：1996测得。

硬度通过使用维氏硬度计参照标准GB/T 16534-2009测得。

玻璃的内部残余应力通过设备应力仪WYL-2测得。

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，60cm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。

表2各实施例微晶玻璃的性能测试结果

在3.5GHz频率下，二次强化微晶玻璃的强化介电性能小于素板玻璃的素板介电性能，素板介电常数在4.6-5.45，素板介电损耗在0.0022-0.007；强化介电常数在3.44-5.12，强化介电损耗在0.0015-0.0065，素板介电常数与强化介电常数之比1.06-1.34之间，素板介电损耗与强化介电损耗之比1.08-1.5之间。素板玻璃的内部残余应力<200psi；经热处理后，包括玻璃相和微晶相；微晶相为β-石英固溶体，微晶颗粒为5-30nm之间，结晶度为10-30％。二次强化微晶玻璃的应力强度为830-920MPa，钾离子交换深度为5-12μm，钠离子交换深度为95-140μm，强化后硬度750-840MPa，透过率>90％，整机抗跌落高度为>170cm。

本发明实施例得到的微晶玻璃介电性能优良，玻璃化学强化后应力增强，强化深度深，抗跌落性能优异。

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 (9)

1.一种微晶玻璃，其特征在于，按质量百分比算，包括：

SiO₂，60-69％；

Al₂O₃，16-22％；

P₂O₅，0-4％；

Li₂O，1-6％；

Na₂O，1-7％；

MgO，0-4.5％；

TiO₂，0-3％；

ZrO₂，0.5-4％。

2.如权利要求1所述的一种微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃各组分之间满足M＝(1*Li₂O+1.15*Na₂O-0.78*MgO-0.91*TiO₂-0.9*ZrO₂)/(0.48*SiO₂+0.4*P₂O₅-0.6*Al₂O₃)，其中，0.03<M<0.27。

3.如权利要求2所述的一种微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃各组分之间满足N＝(1*Li₂O+0.78*MgO+0.91*TiO₂+0.9*ZrO₂)/(0.6*Al₂O₃-0.4*P₂O₅)，其中，0.69<N<1.19。

4.一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括：

S1：称取所述微晶玻璃的各个组分并混合；

S2：熔化所述微晶玻璃的各个组分，并对熔化后的微晶玻璃组分进行澄清、均化、成型、退火，得到基础玻璃；

S3：对所述基础玻璃进行热处理，所述热处理步骤包括：第一步，将所述基础玻璃放入炉内，以2-5℃/min升温至温度630-720℃，保温0.5-3小时，第二步，以5-10℃/min升温至温度760-850℃，保温0.1-1小时，第三步，放入500-600℃的炉内，保温0.1-2小时退火，以不大于10℃/min降温速率冷却至室温后取出得到热处理后的基础玻璃；

S4：对所述热处理后的基础玻璃行切割、抛光处理，得到所述微晶玻璃。

5.如权利要求4所述的一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，所述微晶玻璃的各个组分按质量百分比算包括：

SiO₂，60-69％；

Al₂O₃，16-22％；

P₂O₅，0-4％；

Li₂O，1-6％；

Na₂O，1-7％；

MgO，0-4.5％；

TiO₂，0-3％；

ZrO₂，0.5-4％。

6.如权利要求5所述的一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，所述微晶玻璃包括玻璃相和微晶相，所述微晶相为β-石英固溶体，晶粒直径5-30nm，结晶度为10-30％，所述微晶玻璃的透过率＞90％。

7.一种微晶玻璃的强化方法，所述微晶玻璃通过权利要求4至6任一项所述的制备方法制备得到，其特征在于，包括：

S5：提供第一离子交换浴及第二离子交换浴，所述第一离子交换浴按质量百分比包括0％-30％的Na₂SO₄与70-100％的NaNO₃，所述第二离子交换浴按质量百分比包括20％-50％的KCl和50-80％的KNO₃；

S6：将待强化处理的微晶玻璃放入所述第一离子交换浴中进行初次盐浴，以得到初次强化微晶玻璃，所述初次盐浴强化温度为420-500℃，强化时间为2-5小时；

S7：将所述初次强化微晶玻璃放入所述第二离子交换浴中进行二次盐浴，以得到二次强化微晶玻璃，所述二次盐浴强化温度为450-600℃，强化时间为0.2-3小时。

8.一种智能终端，其特征在于，包括如权利要求1至3任意一项所述的微晶玻璃。

9.一种显示器，其特征在于，包括如权利要求1至3任意一项所述的微晶玻璃。

Images