CN112707639A - 锂铝硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和电子产品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂铝硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和电子产品。按质量百分比计,上述锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 50%~64%、Al2O3 21%~30%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 3.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO2 0~3%、K2O 2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%,其中,10%≤R2O≤15%,且RO≤2%。上述锂铝硅酸盐玻璃通过调整组成及配比,使得锂铝硅酸盐玻璃可以通过一步硝酸钾和硝酸钠的混合盐钢化,使得强化后的玻璃兼具较好的强度和抗跌落性能。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃领域,特别是涉及一种锂铝硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和电子产品。
背景技术
薄板玻璃为用来保护显示器件的显示面板且不影响其显示效果的部件,显示器件例如便携式电话、掌上电脑(PDA)、数码相机、平板显示器(FPD)等。近年来,随着显示器件向更加薄型、高功能化的趋势发展,对玻璃的机械强度提出了更高的要求。因此,一般地,会对薄板玻璃进一步进行化学强化,得到钢化玻璃。
这种钢化玻璃例如通过离子交换处理来进行化学强化。离子交换处理通常为下述方法:将玻璃浸渍到温度为350℃~550℃左右的含有钾和/或钠的熔融盐中,由此使玻璃表面的钠离子、锂离子与离子交换盐中的钾离子或钠离子交换,在玻璃表面形成压缩应力层。由此,作为制造钢化玻璃的玻璃材料,开发了各种组成的玻璃。
目前的玻璃盖板市场主要以(硼)铝硅玻璃和锂(硼)铝硅玻璃为主,如康宁的Gorilla玻璃、NEG的T2X-1、旭硝子的龙迹玻璃和国内旭虹的熊猫玻璃及南玻的KK3玻璃等。但传统的玻璃的强度仍较低,在进行粗糙(砂纸)地面整机跌落测试时,性能及数据结果的稳定性大部分都不够理想,用于移动设备保护玻璃时不能起到很好的保护作用。尤其是与光滑地面的跌落高度破碎高度相比较,粗糙地面的跌落破碎高度衰减40%以上。因此,近些年出现了经过两步或者多步离子交换的化学强化工艺提高玻璃的强度和抗摔落性能的方法,但两步法或多步法增加了钢化的工序和成本。
发明内容
基于此,有必要提供一种能够通过一次化学强化得到兼具较高的强度和较好的抗跌落性能的锂铝硅酸盐玻璃。
此外,还有必要提供一种强化玻璃及其制备方法和电子产品。
一种锂铝硅酸盐玻璃,按质量百分比计,包括:SiO2 50%~64%、Al2O3 21%~30%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 3.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO2 0~3%、K2O2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%,其中,10%≤R2O≤15%,且RO≤2%,R2O=Li2O质量百分比+Na2O质量百分比+K2O质量百分比,RO=MgO质量百分比+ZnO质量百分比。
在其中一个实施例中,所述P2O5的质量百分比为3.1%~5%;及/或,所述Al2O3的质量百分比为22%~28%;及/或,所述SiO2的质量百分比为53%~58%。
在其中一个实施例中,所述Al2O3的质量百分比为24%~28%,优选地,所述Al2O3的质量百分比为26.5%~28%。
在其中一个实施例中,所述Li2O的质量百分比为3%~5%;及/或,所述Na2O的质量百分比为5%~8%;及/或,所述K2O的质量百分比为2.1%~4%;及/或,12%≤R2O≤14%。
在其中一个实施例中,所述Li2O的质量百分比为3%~4%;及/或,所述Na2O的质量百分比为7%~8%;及/或,所述K2O的质量百分比为2.1%~3%。
在其中一个实施例中,所述MgO的质量百分比为0~1%;及/或,RO≤1%。
在其中一个实施例中,所述B2O3的质量百分比为0~3%;及/或,所述ZrO2的质量百分比为0~2%。
在其中一个实施例中,按质量百分比计,包括:SiO2 53%~58%、Al2O3 22%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 3.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%,优选地,按质量百分比计,所述锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~58%、Al2O3 26.5%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 3.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。
一种强化玻璃的制备方法,将玻璃在温度为380℃~440℃的混合熔融盐中进行钢化处理2h~8h,制备强化玻璃;其中,所述混合熔融盐包括硝酸钠和硝酸钾,所述玻璃为上述的锂铝硅酸盐玻璃。
在其中一个实施例中,按质量百分比计,所述混合熔融盐包括硝酸钠4%~15%和硝酸钾85%~96%。
在其中一个实施例中,所述混合熔融盐的温度为400℃~420℃;及/或,钢化处理的时间为2h~4h;及/或,按质量百分比计,所述混合熔融盐包括硝酸钠6%~12%和硝酸钾88%~94%。
一种强化玻璃,由上述的强化玻璃的制备方法制备得到。
一种电子产品,包括保护玻璃,所述保护玻璃为上述的强化玻璃。
上述锂铝硅酸盐玻璃通过调整其组分及配比,使得锂铝硅酸盐玻璃可以通过一步硝酸钾和硝酸钠的混合盐钢化,使得强化后玻璃的表面应力层深度(Na-K)Dol-K≥20μm,深层应力深度(Li-Na)Dol-Na≥110μm,且具有超过750MPa的表面应力值,最终使得强化后的锂铝硅酸盐玻璃的强度较高,180目砂纸跌落高度超过180cm,兼具较好的强度和抗跌落性能。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将结合具体实施方式对本发明进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
一实施方式的锂铝硅酸盐玻璃,按质量百分比计,包括:SiO2 50%~64%、Al2O321%~30%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 3.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO2 0~3%、K2O 2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%,其中,10%≤R2O≤15%,且RO≤2%,R2O=Li2O质量百分比+Na2O质量百分比+K2O质量百分比,RO=MgO质量百分比+ZnO质量百分比。
其中,SiO2是重要的玻璃形成氧化物,是形成玻璃骨架所必需的成分。SiO2能提高玻璃的强度、化学稳定性等,可以使玻璃获得更高的应变点和较低的热膨胀系数。若SiO2的质量百分比不足50%,玻璃主体网络结构较差,机械性能不佳,且耐候性变差;若SiO2的质量百分比超过64%,玻璃在生产过程中熔制温度过高,能耗增加,且容易造成频繁的气泡、结石等缺陷,同时硅氧骨架结构比例偏高,网络间隙较小,不利于化学强化过程中的离子交换,影响化学强化的效率。因此,在本实施方式中,SiO2的质量百分比为50%~64%。在其中一个实施例中,SiO2的质量百分比为50%、52%、53%、54%、55%、56%、58%、60%、62%或64%。优选地,SiO2的质量百分比为53%~58%。更优选地,SiO2的质量百分比为53%~54.5%或55.5%~57.5%。
Al2O3能参与网络,起网络生成体的作用,另外,Al2O3还能降低玻璃的结晶倾向,提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度和硬度,Al2O3还是提高拉伸玻璃弹性模量的必要成分,但是Al2O3会增加玻璃粘度,如果含量过多,就难以得到料性长的玻璃,使玻璃成型较为困难。此外,玻璃中的Al3+倾向于形成铝氧四面体网络[AlO4],这比硅氧四面体[SiO4]网络要大得多,留下较大的空隙作为离子扩散的通道。因此玻璃中高的Al2O3含量能促进碱金属离子的迁移和置换速率,Al2O3含量越高,骨架网络的间隙越大,越有利于离子交换,然而热膨胀系数却不会因为其含量过高而进一步降低,相反,Al2O3含量过高,玻璃高温黏度明显增大,生产过程中熔制温度过高,能耗增加,同样不利于控制气泡、结石等缺陷。然而,Al2O3含量偏低时,网络空间的空隙变小,不利于离子迁移,严重影响化学增强的效率。因此,综合各种因素,在本实施方式中,Al2O3的质量百分比为21%~30%。在其中一个实施例中,Al2O3的质量百分比为21%、22%、23%、24%、25%、27%、28%或30%。优选地,Al2O3的质量百分比为22%~28%。进一步优选地,Al2O3的质量百分比为24%~28%,进一步优选地,Al2O3的质量百分比为25.5%~28%。更进一步优选地,Al2O3的质量百分比为26.5%~28%。
Li2O是理想的助熔剂,是进行离子交换的主要成分,由于Li+的极化特性,在高温下能有效降低高温黏度,且Li+的半径较小,可以填充在玻璃体空气中,平衡游离氧,适当的Li2O可以显著增强玻璃体的机械强度、表面硬度和抗化学侵蚀性等。在后续化学强化工艺中使用NaNO3与KNO3的混合熔盐,通过玻璃中Li+与熔盐中Na+进行离子交换,可以在较短的时间内提升压应力层深度,使玻璃具有更加优异的抗力学冲击性能。若Li2O的质量百分比低于1.1%,则玻璃基本难以获得更高的应力层深度;若Li2O的质量百分比高于6%,增加了玻璃制造成本,玻璃膨胀系数显著增大,且玻璃析晶倾向过高,玻璃生成结石缺陷的概率明显增加。因此,在本实施方式中,Li2O的质量百分比为1.1%~6%。在其中一个实施例中,Li2O的质量百分比为1.1%、1.5%、2%、3%、4%、5%或6%。优选地,Li2O的质量百分比为3%~5%。更优选地,Li2O的质量百分比为3%~4%。
Na2O是硼铝硅酸盐玻璃网络外体氧化物,能提供游离氧使Si-O键断开,从而降低铝硅酸盐玻璃的粘度和熔制温度。Na2O的含量过高,会增大热膨胀系数,降低化学稳定性,且Na2O挥发量增大,导致铝硅酸盐玻璃成分不均一。Na2O的含量过低,不利于玻璃的熔制和成型,且不利于Na离子与K离子的化学交换而不利于在玻璃表面形成压应力层,无法起到增强玻璃机械强度的目的。因此,Na2O在钢化时承担与熔融盐中的K离子交换来形成玻璃表面的压应力的作用,直接影响玻璃的强度性能。综合各因素,在本实施方式中,Na2O的质量百分比为3%~9%。在其中一个实施例中,Na2O的质量百分比为3%、4%、5%、6%、7%、8%或9%。优选地,Na2O的质量百分比为5%~8%。
K2O和Na2O同属于碱金属氧化物,在玻璃结构中的作用类似,以少量K2O取代Na2O能发挥“混合碱效应”,使玻璃的一系列性能变好,是用于提高熔融性质和用于在化学强化中提高离子交换率以获得所需表面压缩应力和应力层深度的组分。若K2O的含量过高,则耐候性会降低。在本实施方式中,通过对玻璃中碱金属含量的分析,K2O的质量百分比设置为2.1%~6%。在其中一个实施例中,K2O的质量百分比为2.1%、2.5%、3%、4%、5%或6%。优选地,K2O的质量百分比为2.1%~4%。进一步地,K2O的质量百分比为2.6%~3.5%。
MgO是一种网络外体氧化物,MgO有助于降低玻璃熔点,高温时能降低玻璃的黏度,促进玻璃的熔化和澄清,改善均匀性,增加抗水解性。MgO也能使玻璃趋于稳定,提高玻璃的耐久性,防止玻璃产生结晶,抑制玻璃中碱金属离子的移动,也同样具有提高玻璃弹性模量的性能。但在化学钢化过程中,由于其离子半径与碱金属离子半径接近,且具有更大的电荷,因此严重阻碍Li-Na和Na-K的离子交换。MgO在低温下可以增强玻璃网络空间的稳定性,一定程度上可以降低玻璃的热膨胀系数,但其对离子交换存在阻碍的作用,若MgO的质量百分比高于2%,Mg2+严重阻碍玻璃的离子交换能力,导致压应力层深度明显减小。因此,综合考虑,在本实施方式中,MgO的质量百分比为0~2%。在其中一个实施例中,MgO的质量百分比为0、0.5%、1%、1.5%或2%。优选地,MgO的质量百分比为0~1%。
ZnO属于二价金属氧化物行列,同样具有碱土金属氧化物的作用,在硅酸盐玻璃体系中,加入部分的ZnO物料,可有效降低玻璃的熔化温度,降低玻璃的转变温度Tg,同时还可以提高玻璃基体的耐碱性。在铝硅酸盐玻璃体中,ZnO常处于[ZnO6]和[ZnO4]两种配位体中,[ZnO4]随碱含量的增高而增大,增加玻璃的析晶倾向,在本实施方式中,采用部分氧化锌取代氧化镁,有利于维持玻璃化学稳定性的同时还能促进离子交换的快速进行,因此,ZnO的质量百分比优选为0~1%。在其中一个实施例中,ZnO的质量百分比为0、0.5%、0.8%或1%。
P2O5的用量增加,会使得玻璃的熔化温度大大增加,造成生产困难,能耗以及成本随之增加,由于大量增加的P2O5的组分,使得AlPO4四面体的含量增加,参与到结构中,增加了熔化温度的同时,削弱了Al2O3组分对玻璃钢化性能的促进作用,导致玻璃在进行Na-Li和Na-K离子交换过程中,由于空间通道的堵塞,而导致其Na-Li离子交换深度和Na-K离子交换深度下降,直接导致玻璃强度的降低。由于适量的P2O5的具有促进离子交换的作用,P2O5的含量过低,熔化温度会降低,但同时降低了P2O5对钢化离子的促进作用,而导致其Na-K离子交换深度Dol-K下降,进而导致玻璃强度降低。因此,在本实施方式中,P2O5的质量百分比为3.1%~8%。在其中一个实施例中,P2O5的质量百分比为3.1%、3.5%、4%、5%、6%、7%或8%。进一步地,P2O5的质量百分比为3.1%~5%。更优地,P2O5的质量百分比为4.1%~5%。
B2O3是硼铝硅酸盐玻璃的重要组分之一,属于形成体氧化物,能降低铝硅酸盐玻璃的热膨胀系数,提高铝硅酸盐玻璃的热稳定性、化学稳定性。B2O3的含量太高,在高温下由于其降低粘度的作用导致硼挥发严重,同时B2O3的含量过高会缩窄成型温度,给硼铝硅酸盐玻璃拉管成型中对壁厚、管径精度的控制带来困难。另外当B2O3引入量过高时,由于硼氧三角体[BO3]增多,硼铝硅酸盐玻璃的膨胀系数等反而增大,发生反常现象,且B2O3含量过高时,玻璃的离子交换能力显著降低。因此在本实施方式中,B2O3的质量百分比为0~5%。在其中一个实施例中,B2O3的质量百分比为1%、2%、3%、4%或5%。优选地,B2O3的质量百分比为0~3%。
ZrO2在硅酸盐玻璃中主要是以立方体[ZrO8]配位形式存在,由于离子半径较大,在玻璃结构中属网络外体,且其在玻璃中溶度较小,会显著增加玻璃黏度,因此其添加量不宜超过3%,且一定量的ZrO2可提高玻璃的耐酸碱性能和折射率。因此,在本实施方式中,ZrO2的质量百分比为0~3%。在其中一个实施例中,ZrO2的质量百分比为0、1%、1.5%、2%、2.5%或3%。优选地,ZrO2的质量百分比为0~2%。更优选地,0<ZrO2的质量百分比≤2%。
另外,在本实施方式中,R2O=Li2O质量百分比+Na2O质量百分比+K2O质量百分比,且10%≤R2O≤15%的作用是:Li2O、Na2O和K2O均为碱金属氧化物,其在玻璃结构中属于网络外体,起到降低玻璃熔化温度的作用,单位质量Li2O降低熔化温度的效果大于K2O,Na2O降低熔化温度的能力最弱;而本发明中玻璃需要通过盐浴的方式(KNO3和NaNO3混合盐)进行离子交换,其原理是利用玻璃中的Li和Na离子与盐浴中的Na和K离子进行Li-Na、Na-K以及少量的Li-K离子交换,由于盐浴中离子半径较大的Na,K离子取代玻璃体中离子半径较小的Li、Na,最终在玻璃表面形成压应力层,从而增加玻璃的强度,硬度和抗跌落性能。整个过程中玻璃体中的Li2O和Na2O成分至关重要,Li2O的质量百分比为1.1%~6%,Na2O的质量百分比为3%~9%,辅助以2.1~6%的K2O,其总含量大于10%是为了综合玻璃配方的可熔化性,太低会导致熔化温度超过1670℃,而无法或很难生产;同时也不能太高,大于15%会导致玻璃中的总碱量过高,而大大降低玻璃的化学稳定性,并且急剧增加玻璃的热膨胀系数,而不符合电子消费类产品如手机保护玻璃的环测和加工要求,因此发明人通过研究测试,发现玻璃中总R2O含量在10%~15%,优选10%~14%。
将RO设置为≤2%的作用是RO为碱土金属氧化物的总称,本实施方式中其主要为MgO以及少量的ZnO,由于玻璃中MgO等碱土金属氧化物对Na-Li、Na-K交换有明显的阻碍作用,降低离子交换速率,既降低了Na-Li交换层的深度Dol-Na,也降低了Na-K交换层深度Dol-K,同时还会降低应力深度方向上的应力值,从而降低玻璃的最终力学强度性能,因此发明人通过大量实验研究和测试,优选RO的总含量≤2%。
本实施方式中通过对锂铝硅酸盐玻璃体系中的各组分进行研发发现,存在一些优化组分可以实现锂铝硅玻璃在经过一步硝酸钾和硝酸钠混合盐强化即可实现高压应力值和大应力深度的效果,从而大大增强玻璃力学和机械性能,也可以显著降低工艺难度和减少制成工艺,降低物料和成本,增加效率。具体地,能实现一步法快速强化的主要原因在于特殊的玻璃配合物组分,其中Al2O3、Li2O、Na2O、MgO以及P2O5和K2O至关重要,增加Al2O3含量一方面可以显著增加Li-Na、Na-K离子交换的速率,可以在玻璃应力深度方向上形成更大的压应力值CS-K、CS30和CS50的值,另一方面可以为实现更高应力深度值提供有利于离子快速深入交换的玻璃结构空间;但是过高的Al2O3含量又会显著增加玻璃配合物的熔化温度,不利于生产。Li2O是实现Li-Na离子交换的主要成分,增加Li2O可以增加CS30、CS50和Dol-Na,也可以降低玻璃的熔化温度,但是含量过高会导致玻璃析晶倾向严重,而且由于Li2O原料较轻,颗粒较细,灰飞及挥发严重,炉窑侵蚀严重;Na2O在钢化过程中尤为重要,直接影响Li-Na和Na-K离子交换,增加Na2O含量会抑制Li-Na的交换降低CS30、CS50和Dol-Na的值,但是可以增加CS-K和Dol-K,因此可以根据实际需要调节Na2O的含量;MgO含量的增加可以抑制Li-Na和Na-K离子交换,尤其是显著减低Dol-Na和Dol-K,少量降低CS30、CS50并增加CS-K;P2O5的加入可以显著增加Dol-Na和Dol-K,有利于增加离子交换速率,但是会降低玻璃的耐化学性,尤其是耐酸和耐水性能;增加K2O含量会抑制Na-K离子的交换,降低CS-K,增加Dol-K,因此可以作为调节玻璃钢化性能的组分。在本实施方式中,发明人通过大量实验,选择合适的Al2O3、Li2O、Na2O、MgO以及P2O5和K2O等各组分的含量,使各组分配合,实现锂铝硅玻璃在经过一步硝酸钾和硝酸钠混合盐强化即可实现高压应力值和大应力深度的效果。
进一步地,在其中一些实施例中,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO253%~58%、Al2O3 22%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 3.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。更进一步地,锂铝硅酸盐玻璃中,Al2O3的质量百分比为24%~28%。Li2O的质量百分比为3%~4%。Na2O的质量百分比为7%~8%。K2O的质量百分比为2.1%~3%。P2O5的质量百分比为4.1%~5%。
在另一些实施例中,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~54.5%、Al2O3 21%~30%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 3.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO20~3%、K2O 2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%。更优地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~54.5%、Al2O3 22%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O53.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。更优地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~54.5%、Al2O3 22%~28%、Li2O3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 3.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.6%~3.5%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%,或者,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~54.5%、Al2O3 22%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。更进一步地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~54.5%、Al2O3 22%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.6%~3.5%、MgO 0~1%及ZnO0~1%。更进一步地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~54.5%、Al2O324%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.6%~3.5%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。
在另一些实施例中,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 55.5%~57.5%、Al2O3 21%~30%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 3.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO2 0~3%、K2O 2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%。更优地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 55.5%~57.5%、Al2O3 22%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 3.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。更优地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 55.5%~57.5%、Al2O3 22%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 3.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O2.6%~3.5%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%,或者,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 55.5%~57.5%、Al2O3 22%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。更进一步地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 55.5%~57.5%、Al2O3 22%~28%、Li2O3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.6%~3.5%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。更进一步地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 55.5%~57.5%、Al2O3 24%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.6%~3.5%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。
在另一些实施例中,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 50%~64%、Al2O3 25.5%~28%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 3.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO2 0~3%、K2O 2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%。更优地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 50%~64%、Al2O3 26.5%~28%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 3.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO2 0~3%、K2O 2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%。进一步更优地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~58%、Al2O3 26.5%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 3.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。进一步地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~58%、Al2O3 26.5%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%,或者,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~58%、Al2O3 26.5%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O5%~8%、P2O5 3.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.6%~3.5%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。更进一步地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~58%、Al2O326.5%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.6%~3.5%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。
在另一些实施例中,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 50%~64%、Al2O3 21%~30%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 3.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO20~3%、K2O 2.6%~3.5%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%。更进一步地,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~58%、Al2O3 22%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 3.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、2.6%~3.5%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。
在另一些实施例中,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 50%~64%、Al2O3 21%~30%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~5%、ZrO20~3%、K2O 2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%。更进一步地,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~58%、Al2O3 22%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。
更优地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~54.5%、Al2O326.5%~28%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 3.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO2 0~3%、K2O 2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%。进一步地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~54.5%、Al2O3 26.5%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O53.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。进一步地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~54.5%、Al2O3 26.5%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.6%~3.5%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。
或者,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 55.5%~57.5%、Al2O326.5%~28%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 3.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO2 0~3%、K2O 2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%。进一步地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 55.5%~57.5%、Al2O3 26.5%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 3.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。进一步地,按质量百分比计,锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 55.5%~57.5%、Al2O3 26.5%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 4.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O2.6%~3.5%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。
上述锂铝硅酸盐玻璃至少具有以下优点:
(1)上述锂铝硅酸盐玻璃通过特殊的玻璃成分设计,使得锂铝硅酸盐玻璃可以通过一步硝酸钾和硝酸钠的混合盐钢化,使得玻璃的表面应力层深度(Na-K)Dol-K大于等于20μm,深层应力深度(Li-Na)Dol-Na大于等于110μm,且具有超过750MPa的表面应力值,最终使得锂铝硅酸盐玻璃的强度较高,180目砂纸跌落高度超过180cm,兼具较好的强度和抗跌落性能。
(2)上述锂铝硅酸盐玻璃适合一次强化,能够减少钢化工序和钢化成本,易于工业化生产。
一实施方式的锂铝硅酸盐玻璃的制备方法,为上述锂铝硅酸盐玻璃的一种制备方法。具体地,制备方法包括本领域常用的浮法成形工艺、溢流下拉法、引上法、平拉法、压延法等。
在其中一个实施例中,锂铝硅酸盐玻璃的制备过程具体如下:按质量百分比计,称取上述原料:SiO2 50%~64%、Al2O3 21%~30%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O53.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO2 0~3%、K2O2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%,其中,10%≤R2O≤15%,且RO≤2%,R2O=Li2O质量百分比+Na2O质量百分比+K2O质量百分比,RO=MgO质量百分比+ZnO质量百分比;然后将上述原料混合,并在1650℃下进行熔制8h,得到玻璃浆料。再将玻璃浆料在1500℃下进行均化处理1h。最后采用浇注成型的方式将玻璃浆料成型,再经退火处理,得到锂铝硅酸盐玻璃。在其中一个实施例中,将经过均化处理的玻璃浆料浇注在经过450℃预热后的铁质模具上,使玻璃浆料固化成型。
一实施方式的强化玻璃的制备方法,包括如下步骤:将锂铝硅酸盐玻璃在温度为380℃~440℃的混合熔融盐中进行钢化处理2h~8h,其中,混合熔融盐包括硝酸钠和硝酸钾。
其中,按质量百分比计,混合熔融盐包括硝酸钠4%~15%和硝酸钾85%~96%。在其中一个实施例中,混合熔融盐中,硝酸钠的质量百分比为4%、6%、8%、10%、12%或15%,硝酸钾的质量百分比为96%、94%、92%、90%、88%或85%。更进一步地,混合熔融盐包括硝酸钠8%~15%和硝酸钾85%~92%。
在其中一个实施例中,混合熔融盐的温度为380℃、390℃、400℃、420℃或440℃。钢化处理的时间为2h、4h、5h、6h或8h。进一步地,混合熔融盐的温度为400℃~420℃。钢化处理的时间为2h~4h。
上述强化玻璃的制备方法工艺简单,且通过一次钢化处理,降低了钢化成本、减少了工序。另外,通过上述强化方法,能够使强化后的玻璃的表面应力层深度(Na-K)Dol-K≥≥20μm,深层应力深度(Li-Na)Dol-Na≥110μm,具有超过750MPa的表面应力值,最终使得其锂铝硅酸盐玻璃的强度较高,180目砂纸跌落高度超过180cm,具有优异的强度和抗摔落性能。
一实施方式的强化玻璃,由上述实施方式的强化玻璃的制备方法制备得到。该强化玻璃的表面应力层深度(Na-K)Dol-K≥20μm,深层应力深度(Li-Na)Dol-Na≥110μm,具有超过750MPa的表面应力值,最终使得其锂铝硅酸盐玻璃的强度远超同类产品,180目砂纸跌落高度超过180cm,具有优异的强度和抗摔落性能,能够作为保护玻璃应用在电子产品中,避免电子产品因不小心跌落而损坏的情况。
一实施方式的电子产品,包括保护玻璃,保护玻璃为上述实施方式的强化玻璃。具体地,该电子产品可以为手机、平板电脑、数码相机、机车、太阳能、深水探测器等。上述强化玻璃的强化高,且耐摔落性能好,能够作为保护玻璃避免电子产品因不小心跌落而损坏的情况。
以下为具体实施例部分:
实施例1~实施例24和对比例1~对比例12的锂铝硅酸盐玻璃的制备过程具体如下:
将实施例1~实施例24和对比例1~对比例12按照下表中设计组分配料(质量百分比),经充分混合均匀后,用铂金坩埚在1650℃熔制8h,同时用铂金搅拌桨搅拌,待抽出搅拌桨后,降温至1500℃,保温1h均化,浇铸到铁质模具上形成80mm×160mm左右大小的玻璃块,模具浇铸前预热到450℃,玻璃块硬化后立即转移至退火炉中退火(退火温度为590℃),保温2h,然后6小时降温140℃,自然冷却,取出后备用,得到实施例1~实施例24和对比例1~对比例12的锂铝硅酸盐玻璃。
实施例1~实施例24和对比例1~对比例12的锂铝硅酸盐玻璃的强化过程具体如下:
将上述实施例1~实施例24和对比例1~对比例12得到的锂铝硅酸盐玻璃加工成50mm×50mm×0.7mm的双面抛光的玻璃片,将玻璃片浸在含有质量百分比为4%~15%的硝酸钠和85%~96%的硝酸钾的混合钢化盐中,在380℃~440℃范围内,经过2小时~8小时后进行化学强化,得到实施例1~实施例24和对比例1~对比例12的强化玻璃。各实施例和对比例的化学强化过程中的工艺参数如下表所示。
测试部分:
将上述实施例1~实施例24和对比例1~对比例12制备的锂铝硅酸盐玻璃加工成的玻璃试样,用耐驰热膨胀仪NETZSCH-DIL 402PC在4℃/min的升温速度下测得热膨胀曲线,通过自带软件,测得玻璃试样的应变点温度Tg以及20℃~300℃范围内的热膨胀系数CTE,并记录于表中。
将实施例1~实施例24和对比例1~对比例12制备的锂铝硅酸盐玻璃选取250g通过ORTON的RSV-1600型号玻璃高温黏度计测试高温黏度,将黏度为102dPa·S的温度定义为玻璃熔化温度T2,并将其数值记录于表格中。
将实施例1~实施例24和对比例1~对比例12制备的强化玻璃经日本折原的应力测试仪FSM6000UV和SLP1000测得其表面应力值CS-K、30μm深度的压应力值CS30、50μm深度的压应力值CS50、应力值的最大应力层深度Dol-Na和Na-K离子交换的应力层深度Dol-K,对应记录于表格中。
将实施例1~实施例24和对比例1~对比例12制备的强化玻璃通过普赛特的PT-307A万能试验机测试四点弯曲强度和PT-706落球测试仪测量玻璃基板的落球承受高度,采用64g实心钢球,中心点砸三次不破,则记录下高度;将钢化后的玻璃片装在180g配重的机模治具上,用高品仪器的整机跌落设备记录于下表中。
将实施例1~实施例24和对比例1~对比例12制备的50mm×50mm×0.7mm的双面抛光的玻璃片浸泡在质量百分浓度为5%的盐酸溶液中,水浴加热至95℃,经过24小时后取出清洗烘干后,称量耐酸侵蚀前后的重量损失,计算单位面积上的重量损失,单位为mg/cm2,记入表中。单位面积上的重量损失越小,说明抗化学性能越好,耐酸性越好。目前常规的玻璃清洗工艺对玻璃的耐酸性有较高的要求,一般小于10mg/cm2是可以允许的,再大会使得玻璃表面在清洗过程中容易被侵蚀而发雾,导致透过率降低。
表1~表5中,玻璃熔体质量“OK”表示在玻璃制备过程中,无气泡,无不溶物等缺陷,玻璃质量好。
表1 实施例1~实施例8的锂铝硅酸盐玻璃的组成、强化工艺及性能数据
需要说明的是,上述表格中:CS30表示30μm深度的压应力值;CS50表示50μm深度的压应力值;Dol-Na表示Na和Li交换的应力深度,即最大应力层深度;CS-K表示表面应力值。Dol-K表示K和Na的交换深度,即表层高应力值深度。
表2 实施例9~实施例16的锂铝硅酸盐玻璃的组成、强化工艺及相关性能数据
表3 实施例17~实施例24的锂铝硅酸盐玻璃的组成、强化工艺及性能数据
表3 对比例1~对比例6的玻璃制品的组成、强化工艺及相关性能数据
表4 对比例7~对比例12的玻璃制品的组成、强化工艺及相关性能数据
从上述表1中可以看出,具有上述组分特征的玻璃制品在20℃~300℃具有70.4×10-7~89.2×10-7的热膨胀系数;熔化温度T2在1622℃~1692℃;玻璃转变点温度Tg在547℃~677℃。实施例1~实施例8的玻璃制品经过含有质量百分比为4%~15%的硝酸钠和质量百分比为85%~96%的硝酸钾的混合钢化盐,在380℃~440℃范围内进行2小时~8小时化学强化后,具有Na-K交换应力深度值Dol-K≥20μm,且具有大于750MPa表面压应力CS-K、大于135μm的Na-Li离子交换深度Dol-Na、大于165MPa的CS30和大于110MPa的CS50。且实施例1~实施例8的化学强化玻璃的四点弯曲强度大于680MPa,落球高度大于80cm,180目砂纸跌落高度大于180cm,兼具优异的强度和抗摔落性能。
从表2中可以看出,具有上述组分特征的玻璃制品在20℃~300℃具有74.3×10-7~88.4×10-7的热膨胀系数;熔化温度T2在1620℃~1688℃;玻璃转变点温度Tg在594℃~652℃。实施例9~实施例16的玻璃制品含有质量百分比为4%~15%的硝酸钠和质量百分比为85%~96%的硝酸钾的混合钢化盐,在380℃~440℃范围内进行2小时~8小时化学强化后,具有Na-K交换应力深度值Dol-K≥25μm、大于810MPa表面压应力CS-K、大于135μm的Na-Li离子交换深度Dol-Na、大于200MPa的CS30和大于130MPa的CS50。且实施例9~实施例16的化学强化玻璃的四点弯曲强度大于810MPa,落球高度大于100cm,180目砂纸跌落高度大于190cm。
对比例1是在实施例7的基础上将MgO的质量百分比提升到4%,且RO的质量百分比超过2%,增加的量相应在SiO2组分上减少。由于SiO2是玻璃的主要形成体,在本发明的范围内少量调整几乎不影响钢化性能和强度。对比例1中由于MgO的增加,导致其在本玻璃体系范围内对玻璃的钢化性能造成严重衰减,主要是由于Mg离子比较小,也是属于网络外体氧化物,玻璃在进行Na-Li和Na-K离子交换过程中,离子半径接近,且电荷较大,严重阻碍Li、Na、K离子的交换效率。其Na-Li离子交换深度Dol-Na从148μm降低为131μm,Na-K离子交换深度Dol-K从20μm降低为12.5μm,直接导致其玻璃强度降低,四点弯曲强度由688MPa降低为624MPa,落球高度由80cm降低60cm,180目砂纸跌落高度由190cm降低为130cm。
对比例2是在实施例11的基础上将Na2O的质量百分比提升到12%,增加的量相应在SiO2组分上减少,由于SiO2是玻璃的主要形成体,在本发明的范围内少量调整几乎不影响钢化性能和强度。由于Na2O的增加,导致其R2O总含量为19%,总碱金属量严重超标,虽然熔化温度大大降低,但膨胀系数则由87.1增大至98.9,玻璃在进行Na-Li和Na-K离子交换过程中,由于玻璃中Na含量的增加,从而导致钢化液中的Na和玻璃中的Na离子的溶度梯度降低,降低了Na-Li交换的动力学条件,导致其Na-Li离子交换深度Dol-Na从134μm降低为113μm,Na-K离子交换深度Dol-K从30μm降低为14.8μm,且CS30从244MPa降低至168MPa,直接导致其玻璃强度降低,四点弯曲强度由835MPa降低为649MPa,落球高度由100cm降低70cm,180目砂纸跌落高度由190cm降低为140cm。
对比例3是在实施例6的基础上将P2O5的质量百分比提升到10%,增加的量相应在SiO2组分上减少,由于SiO2是玻璃的主要形成体,在本发明范围内少量调整几乎不影响钢化性能和强度。由于P2O5的质量百分比增加,熔化温度大大增加,从1629℃增大至1673℃,造成生产困难,能耗以及成本随之增加,由于大量增加的P2O5的组分,使得AlPO4四面体的含量增加,参与到结构中,增加了熔化温度的同时,削弱了Al2O3组分对玻璃钢化性能的促进作用,导致玻璃在进行Na-Li和Na-K离子交换过程中,由于空间通道的堵塞,而导致其Na-Li离子交换深度Dol-Na从167μm降低为149μm,Na-K离子交换深度Dol-K从38μm降低为20.5μm,且CS30从239MPa降低至205MPa,直接导致其玻璃强度降低,四点弯曲强度由792MPa降低为545MPa,落球高度由90cm降低50cm,180目砂纸跌落高度由180cm降低为120cm。同时,由于P2O5组分的增加,导致耐酸性大大降低。
对比例4是在实施例8的基础上将P2O5的质量百分比降低到1%,减少的量相应在SiO2组分上增加,由于SiO2是玻璃的主要形成体,在本发明范围内少量调整几乎不影响钢化性能和强度。P2O5的质量百分比的降低,导致玻璃的熔化温度从1622℃增大至1601℃,且由于P2O5的组分降低,降低了P2O5对钢化离子的促进作用,而导致其Na-K离子交换深度Dol-K从30μm降低为18μm,直接导致其玻璃强度降低,四点弯曲强度由751MPa降低为686MPa,落球高度由90cm降低70cm,180目砂纸跌落高度由190cm降低为150cm。
对比例5是在实施例2的基础上将ZnO的质量百分比增加到2%,RO的总质量百分比达到3%,超过2%,增加的量相应在SiO2组分上减少,由于SiO2是玻璃的主要形成体,在本发明范围内少量调整几乎不影响钢化性能和强度、由于ZnO相比MgO来讲对Na-Li和Na-K离子交换的阻碍作用要小,但同为2价离子,依然削弱其二者的交换速率;其Na-Li离子交换深度Dol-Na从154μm降低为118μm,Na-K离子交换深度Dol-K从23μm降低为10.1μm,直接导致其玻璃强度降低,四点弯曲强度由689MPa降低为554MPa,落球高度由80cm降低50cm,180目砂纸跌落高度由180cm降低为120cm。
对比例6是在实施例8的基础上将K2O的质量百分比降低为0,R2O的总质量百分比为8%,低于10%,增加的量相应在SiO2组分上减少,由于SiO2是玻璃的主要形成体,在本发明范围内少量调整几乎不影响钢化性能和强度。由于K2O相比是Na-Li和Na-K离子交换的直接参与离子,作用非常重要,其对Na-Li影响不大,但是直接决定了Na-K离子交换过程,由于玻璃体中缺少K2O组分,玻璃结构中的间隙离子主要为Li2O和Na2O,二者离子半径偏小,玻璃冷却成型以及后续Li-Na离子交换形成的离子通道过小,虽然Na-K交换的表面应力值较大,但由于钢化盐中的K离子进入困难,导致其深度Dol-K从30μm降低至19.5μm,其玻璃四点弯曲强度由751MPa降低为632MPa,落球高度由90cm降低60cm,180目砂纸跌落高度由190cm降低为140cm。
从以上实验中可以看出,在上述实施例组成的锂铝硅酸盐玻璃经过一步化学强化,所制备的强化玻璃表面应力层深度(Na-K)Dol-K大于等于20μm,深层应力深度(Li-Na)Dol-Na大于等于110μm以上,超过750MPa的表面应力值,最终使得其锂铝硅酸盐玻璃的强度远超同类产品,180目砂纸跌落高度超过180公分,兼具较好的强度和抗跌落性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.一种锂铝硅酸盐玻璃,其特征在于,按质量百分比计,包括:SiO250%~64%、Al2O321%~30%、Li2O 1.1%~6%、Na2O 3%~9%、P2O5 3.1%~8%、B2O3 0~5%、ZrO2 0~3%、K2O 2.1%~6%、MgO 0~2%及ZnO 0~1%,其中,10%≤R2O≤15%,且RO≤2%,R2O=Li2O质量百分比+Na2O质量百分比+K2O质量百分比,RO=MgO质量百分比+ZnO质量百分比。
2.根据权利要求1所述的锂铝硅酸盐玻璃,其特征在于,所述P2O5的质量百分比为3.1%~5%;及/或,所述Al2O3的质量百分比为22%~28%;及/或,所述SiO2的质量百分比为53%~58%。
3.根据权利要求2所述的锂铝硅酸盐玻璃,其特征在于,所述Al2O3的质量百分比为24%~28%,优选地,所述Al2O3的质量百分比为26.5%~28%。
4.根据权利要求1~3任一项所述的锂铝硅酸盐玻璃,其特征在于,所述Li2O的质量百分比为3%~5%;及/或,所述Na2O的质量百分比为5%~8%;及/或,所述K2O的质量百分比为2.1%~4%;及/或,12%≤R2O≤14%。
5.根据权利要求4所述的锂铝硅酸盐玻璃,其特征在于,所述Li2O的质量百分比为3%~4%;及/或,所述Na2O的质量百分比为7%~8%;及/或,所述K2O的质量百分比为2.6%~3.5%。
6.根据权利要求1~3及5任一项所述的锂铝硅酸盐玻璃,其特征在于,所述MgO的质量百分比为0~1%;及/或,RO≤1%。
7.根据权利要求1~3及5任一项所述的锂铝硅酸盐玻璃,其特征在于,所述B2O3的质量百分比为0~3%;及/或,所述ZrO2的质量百分比为0~2%。
8.根据权利要求1所述的锂铝硅酸盐玻璃,其特征在于,按质量百分比计,包括:SiO253%~58%、Al2O3 22%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O53.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%,优选地,按质量百分比计,所述锂铝硅酸盐玻璃包括:SiO2 53%~58%、Al2O326.5%~28%、Li2O 3%~5%、Na2O 5%~8%、P2O5 3.1%~5%、B2O3 0~3%、ZrO2 0~2%、K2O 2.1%~4%、MgO 0~1%及ZnO 0~1%。
9.一种强化玻璃的制备方法,其特征在于,将玻璃在温度为380℃~440℃的混合熔融盐中进行一次钢化处理2h~8h,制备强化玻璃;其中,所述混合熔融盐包括硝酸钠和硝酸钾,所述玻璃为权利要求1~8任一项所述的锂铝硅酸盐玻璃。
10.根据权利要求9所述的强化玻璃的制备方法,其特征在于,按质量百分比计,所述混合熔融盐包括硝酸钠4%~15%和硝酸钾85%~96%。
11.根据权利要求9所述的强化玻璃的制备方法,其特征在于,所述混合熔融盐的温度为400℃~420℃;及/或,钢化处理的时间为2h~4h;及/或,按质量百分比计,所述混合熔融盐包括硝酸钠6%~12%和硝酸钾88%~94%。
12.一种强化玻璃,其特征在于,由权利要求9~11任一项所述的强化玻璃的制备方法制备得到。
13.一种电子产品,其特征在于,包括保护玻璃,所述保护玻璃为权利要求12所述的强化玻璃。
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112794653A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-05-14 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 铝硅酸盐强化玻璃及其制备方法 |
CN113480169A (zh) * | 2021-08-03 | 2021-10-08 | 四川虹科创新科技有限公司 | 一种耐酸耐碱锂铝硅玻璃 |
CN113480197A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-08 | 四川虹科创新科技有限公司 | 锂硅酸盐玻璃的强化工艺和强化玻璃 |
CN113511812A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-19 | 咸宁南玻光电玻璃有限公司 | 一种超薄柔性电子玻璃及其制备方法 |
CN113880456A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-01-04 | 四川虹科创新科技有限公司 | 锂硅酸盐玻璃的强化工艺以及锂硅酸盐强化玻璃 |
CN114031293A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-02-11 | 四川虹科创新科技有限公司 | 锂铝硅玻璃及其制备方法和强化锂铝硅玻璃及其制备方法 |
CN114349333A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-15 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 粘结剂、高铝硅酸盐玻璃及其制备方法与应用 |
CN114988698A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-02 | 河北光兴半导体技术有限公司 | 用于制备铝硅酸盐玻璃的组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 |
CN115321816A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-11-11 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 高铝硅酸盐玻璃及其制备方法与应用 |
CN115490423A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-20 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 铝硅酸盐玻璃及其制备方法 |
CN117142762A (zh) * | 2023-08-04 | 2023-12-01 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 蒙砂玻璃及其制备方法、玻璃制品 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102167509A (zh) * | 2010-02-26 | 2011-08-31 | 肖特玻璃科技(苏州)有限公司 | 能进行后续切割的化学钢化玻璃 |
US20130122284A1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-16 | Timothy Michael Gross | Ion exchangeable glass with high crack initiation threshold |
US20140087194A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Corning Incorporated | Glass-ceramic(s); associated formable and/or color-tunable, crystallizable glass(es); and associated process(es) |
CN108101362A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-01 | 彩虹显示器件股份有限公司 | 一种玻璃组合物及其强化方法 |
CN108314316A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-07-24 | 东旭科技集团有限公司 | 玻璃用组合物、化学强化玻璃及其制备方法和应用 |
CN108726876A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-02 | 中国南玻集团股份有限公司 | 可离子交换的铝乳浊玻璃及其制备方法 |
-
2020
- 2020-12-30 CN CN202011644373.4A patent/CN112707639A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102167509A (zh) * | 2010-02-26 | 2011-08-31 | 肖特玻璃科技(苏州)有限公司 | 能进行后续切割的化学钢化玻璃 |
US20130122284A1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-16 | Timothy Michael Gross | Ion exchangeable glass with high crack initiation threshold |
US20140087194A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Corning Incorporated | Glass-ceramic(s); associated formable and/or color-tunable, crystallizable glass(es); and associated process(es) |
CN108101362A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-01 | 彩虹显示器件股份有限公司 | 一种玻璃组合物及其强化方法 |
CN108314316A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-07-24 | 东旭科技集团有限公司 | 玻璃用组合物、化学强化玻璃及其制备方法和应用 |
CN108726876A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-02 | 中国南玻集团股份有限公司 | 可离子交换的铝乳浊玻璃及其制备方法 |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112794653A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-05-14 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 铝硅酸盐强化玻璃及其制备方法 |
CN113511812B (zh) * | 2021-07-15 | 2023-03-10 | 咸宁南玻光电玻璃有限公司 | 一种超薄柔性电子玻璃及其制备方法 |
CN113511812A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-19 | 咸宁南玻光电玻璃有限公司 | 一种超薄柔性电子玻璃及其制备方法 |
CN113480197A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-08 | 四川虹科创新科技有限公司 | 锂硅酸盐玻璃的强化工艺和强化玻璃 |
CN113480197B (zh) * | 2021-08-02 | 2023-03-21 | 四川虹科创新科技有限公司 | 锂硅酸盐玻璃的强化工艺和强化玻璃 |
CN113480169A (zh) * | 2021-08-03 | 2021-10-08 | 四川虹科创新科技有限公司 | 一种耐酸耐碱锂铝硅玻璃 |
CN113880456A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-01-04 | 四川虹科创新科技有限公司 | 锂硅酸盐玻璃的强化工艺以及锂硅酸盐强化玻璃 |
CN114031293B (zh) * | 2021-12-14 | 2023-08-22 | 四川虹科创新科技有限公司 | 锂铝硅玻璃及其制备方法和强化锂铝硅玻璃及其制备方法 |
CN114031293A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-02-11 | 四川虹科创新科技有限公司 | 锂铝硅玻璃及其制备方法和强化锂铝硅玻璃及其制备方法 |
CN114349333A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-15 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 粘结剂、高铝硅酸盐玻璃及其制备方法与应用 |
CN114988698A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-02 | 河北光兴半导体技术有限公司 | 用于制备铝硅酸盐玻璃的组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 |
CN114988698B (zh) * | 2022-05-30 | 2024-03-22 | 河北光兴半导体技术有限公司 | 用于制备铝硅酸盐玻璃的组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 |
CN115321816A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-11-11 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 高铝硅酸盐玻璃及其制备方法与应用 |
CN115490423A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-20 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 铝硅酸盐玻璃及其制备方法 |
CN115490423B (zh) * | 2022-09-21 | 2024-03-01 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 铝硅酸盐玻璃及其制备方法 |
CN117142762A (zh) * | 2023-08-04 | 2023-12-01 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 蒙砂玻璃及其制备方法、玻璃制品 |
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