CN113831019B - 一种微晶玻璃及防护件 - Google Patents
一种微晶玻璃及防护件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113831019B CN113831019B CN202111016171.XA CN202111016171A CN113831019B CN 113831019 B CN113831019 B CN 113831019B CN 202111016171 A CN202111016171 A CN 202111016171A CN 113831019 B CN113831019 B CN 113831019B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- equal
- glass ceramic
- ceramic according
- decolorizer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 107
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 75
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 64
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 13
- WVMPCBWWBLZKPD-UHFFFAOYSA-N dilithium oxido-[oxido(oxo)silyl]oxy-oxosilane Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si](=O)O[Si]([O-])=O WVMPCBWWBLZKPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- YTZVWGRNMGHDJE-UHFFFAOYSA-N tetralithium;silicate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YTZVWGRNMGHDJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 7
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HEHRHMRHPUNLIR-UHFFFAOYSA-N aluminum;hydroxy-[hydroxy(oxo)silyl]oxy-oxosilane;lithium Chemical compound [Li].[Al].O[Si](=O)O[Si](O)=O.O[Si](=O)O[Si](O)=O HEHRHMRHPUNLIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052670 petalite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000500 β-quartz Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000005355 lead glass Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000006112 glass ceramic composition Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032900 absorption of visible light Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005345 chemically strengthened glass Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 238000007656 fracture toughness test Methods 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0009—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing silica as main constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本申请公开了一种微晶玻璃及防护件，该微晶玻璃晶相中含有一硅酸锂(Li2SiO3)，以摩尔百分比计，该微晶玻璃包括0.01‑2％的消色剂，消色剂用于消除一硅酸锂晶相在微晶玻璃中产生的颜色，以使微晶玻璃呈无色。通过上述方式，本申请能够使含有一硅酸锂的微晶玻璃呈无色。
Description
技术领域
本申请涉及介质材料技术领域，特别是涉及一种微晶玻璃及防护件。
背景技术
微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是一类晶相与玻璃相结合的复合材料，其具有玻璃和陶瓷的双重特性，具有能透可见光、机械强度高、电绝缘性能优良、介电常数稳定、耐磨、耐腐蚀、热膨胀系数可调等优异的光学性能和物化性能，其在多个领域都得到了广泛应用，如其可用作便携式电子设备的保护盖板材料、汽车防护玻璃等。
光通过物体时，不论何种波长，都被同等程度的吸收，称为一般吸收。选择吸收是指介质对某个频段范围内的光吸收的特别多，对于其他波长的光吸收的很少，此时玻璃就有颜色。
玻璃的颜色跟玻璃体中电子激发引起的本征吸收关系密切，一般玻璃的键强比较大，电子激发引起的本征吸收处于远紫外区，所以在可见光是没有光吸收，也就没有颜色；但有的玻璃网络结构不稳定，激发能量较小，导致玻璃的光吸收极限往长波方向移动，在可见光产生吸收，呈现颜色。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种微晶玻璃及防护件，能够使含有一硅酸锂晶相的微晶玻璃呈无色。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种微晶玻璃，该微晶玻璃包括一硅酸锂晶相，以摩尔百分比计，微晶玻璃包括0.01-2％的消色剂，消色剂用于消除一硅酸锂晶相在微晶玻璃中产生的颜色，以使微晶玻璃呈无色。
其中，消色剂用于将微晶玻璃的b值的绝对值降低。
其中，微晶玻璃的光学参数为：-0.5≤b*≤0.5。
其中，一硅酸锂晶相在微晶玻璃中产生的颜色的b值为-7至-0.5。
其中，消色剂在微晶玻璃中产生黄色。
其中，消色剂包括过渡金属氧化物。
其中，过渡金属氧化物包括二氧化钛、三氧化二铁、二氧化铈、五氧化二钒、二氧化锰、氧化镍中的一种或多种组合。
其中，二氧化钛和二氧化铈的总含量小于或等于1.5％。
其中，二氧化钛和二氧化铈至多能够使微晶玻璃的b值的绝对值降低3。
其中，三氧化二铁和二氧化锰的总含量小于或等于1％。
其中，三氧化二铁和二氧化锰至多能够使微晶玻璃的b值的绝对值降低6.5。
其中，以摩尔百分比计，微晶玻璃包括：45～65％SiO2、18～40％Li2O、1～10％Al2O3、0.5～4％P2O5、2～8％ZrO2、K2O+Na2O≥5％、网络结构助剂≤5％、0.01-2％的消色剂，所述网络结构助剂为Y2O3、B2O3、MgO、ZnO中的一种或多种。
其中，微晶玻璃的晶相还包括二氧化锆、二硅酸锂、β-石英固溶体、透锂长石中的一种或多种组合。
其中，微晶玻璃的结晶度小于/等于80％。
其中，微晶玻璃的结晶度大于/等于20％且小于/等于70％。
其中，微晶玻璃的晶体尺寸小于/等于100nm。
其中，微晶玻璃对360nm光的透过率大于/等于87％。
其中，微晶玻璃的光学参数为：-0.5≤a*≤0.5，-0.5≤b*≤0.5。
其中，微晶玻璃的表面压应力CS大于/等于200MPa，压应力深度Dol大于/等于100μm，平均张应力CT_av大于/等于50MPa，张应力线密度大于/等于30000MPa/mm。
其中，微晶玻璃的断裂韧性大于/等于1，弹性模量大于/等于100，维氏硬度大于/等于650。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种防护件，防护件包括上述任一实施例的微晶玻璃。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种晶相包括一硅酸锂且呈无色的微晶玻璃。具体地，该微晶玻璃的晶相包括一硅酸锂，以摩尔百分比计，微晶玻璃包括0.01-2％的消色剂，消色剂用于消除一硅酸锂晶相在微晶玻璃中产生的颜色，以使微晶玻璃呈无色。通过在微晶玻璃中加入消色剂，能够使消色剂在微晶玻璃中产生的颜色与一硅酸锂晶相在微晶玻璃中产生颜色互补，进行消色，最终使微晶玻璃呈无色。
附图说明
图1是本申请实施例1中的晶相结构示意图；
图2是本申请实施例6中的晶相结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。
晶相为硅酸锂晶体的微晶玻璃中主要存在三种硅氧四面体结构单元：Q4，Q3和Q2，分别代表结构中包含4个桥氧键，3个桥氧键和2个桥氧键，含桥氧键越多的玻璃，玻璃越稳定，越不容易产生电子激发引起本征吸收，也就越没有颜色。
硅酸锂晶体主要包括一硅酸锂(Li2SiO3)晶体和二硅酸锂晶体，具体结构如下：
其中，晶相含一硅酸锂的微晶玻璃颜色往往呈现是蓝色的，这可能是一硅酸锂晶体的结构引起的。这是因为一硅酸锂晶相化学组成中，单个硅元素连接两个非桥氧健，网络结构不稳定，激发非桥氧上的价电子比激发桥氧上的价电子所需能量要小的多，导致玻璃的光吸收极限往长波方向移动，在可见光产生吸收，并且在晶体尺寸的作用下，光通过玻璃时会产生散射，两者共同作用下，玻璃呈现蓝色。相比，二硅酸锂晶相具有Q3结构，其只有一个非桥氧键，网络结构稳定，主晶相为二硅酸锂的玻璃颜色较浅。
基于此，本申请提供一种晶相包括一硅酸锂且呈无色的微晶玻璃。具体地，该微晶玻璃的晶相包括一硅酸锂，以摩尔百分比计，微晶玻璃包括0.01-2％的消色剂，消色剂用于消除一硅酸锂晶体在微晶玻璃中产生的颜色，以使微晶玻璃呈无色。通过在微晶玻璃中加入消色剂，能够使消色剂在微晶玻璃中产生的颜色与一硅酸锂晶相在微晶玻璃中产生的颜色互补，进行消色，最终使微晶玻璃呈无色。
其中，因一硅酸锂晶相在微晶玻璃中呈蓝色，所加入的消色剂应能够在微晶玻璃中产生黄色，以与一硅酸锂晶相在微晶玻璃中产生的蓝色互补，进行消色。消色剂的加入量可以根据微晶玻璃中一硅酸锂晶相含量适应调整，具体可以是0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1.1％、1.4％、1.7％、2％。
在一实施方式中，消色剂包括过渡金属氧化物，具体可以是第四周期的过渡金属的氧化物和/或第三副族的过渡金属的氧化物。更具体的可以是二氧化钛(TiO2)、三氧化二铁(Fe2O3)、二氧化铈(CeO2)、五氧化二钒(V2O5)、二氧化锰(MnO2)、氧化镍(NiO)中的一种或多种组合。这些金属氧化物在玻璃中能够产生一定的颜色。
具体地，物质受外来(化学或物理)能量激发之后，物质内部原子的价电子从低能轨道跃迁到高能轨道上，而处于高能轨道的电子是不稳定的，它又会跳回到低能轨道，在这个过程中将释放出一部分能量，这一部分能量往往以光或热等形式释放出来。由于不同的物质均有其固有的能级和参与跃迁的电子数，因此它们的辐射能量也不同。能量不同的电磁波(频率不同的单色光)对眼睛的刺激量也不同，从而引起不同颜色的感觉。总之，当物质内部原子的价电子激发态与基态之间的能量差处于可见光的能量范围，它就会吸收相应能量波长的光而呈现一定的颜色。钛、钒、铬、锰、铁、钻、镍、铜等在元素周期表中是第四周期的过渡金属元素，它们的离子在(最多能容纳10个电子的)3d轨道中，只有1～9个电子，因此电子可以在3d轨道中跃迁，在可见光区产生选择性吸收，从而使玻璃着色。以钛为例，钛是第四周期过渡元素，根据玻璃基础成分和熔制条件不同，钛可能以Ti4+和Ti3+离子状态存在于玻璃中。前者在玻璃中是无色的，因为它的3d轨道是空的，没有电子参加跃迁；而后者(Ti3+)才能使玻璃着色。在生产实际中，常常是同时使用两种或多种着色物质进行混合着色，TiO2能使FeO从蓝转变为棕色，使MnO从无色转为黄色，使NiO由灰色变成黄棕色。是由于TiO2不同程度的还原，导致这些过渡元素的吸收带向长波移动的结果。再例如钒，钒可能以V5+、(VO)3+、V3+和V2+等状态存在于玻璃中，它们可以使玻璃着色成从黄到棕、绿、灰和紫色等。V2O5使玻璃着色成淡黄色或无色，其主要吸收峰在紫外区的350nm，并延伸到可见光部分。
因此，可以使用一种或多种元素搭配生成黄色，以抵消一硅酸锂晶相在微晶玻璃中呈的蓝色，最终使微晶玻璃呈无色。不同消色剂的总添加量为0.01-2％，具体各成分的含量比例可以根据各元素的颜色，根据配色方案适应设置。
在一实施方式中，消色剂包括二氧化钛和二氧化铈，二氧化钛和二氧化铈的总含量小于或等于1.5％，即CeO2+TiO2用量≤1.5％。该种消色剂方案至多能够使微晶玻璃的b值的绝对值降低3。
在另一实施方式中，消色剂包括三氧化二铁和二氧化锰，三氧化二铁和二氧化锰的总含量小于或等于1％，即Fe2O3+MnO2用量≤1。该种消色剂方案至多能够使微晶玻璃的b值的绝对值降低6.5。
其中，一硅酸锂晶体和二硅酸锂晶体在热处理过程中会发生转变，随着热处理温度升高，一硅酸锂晶体会转变为二硅酸锂晶体，并且在转变过程中晶体尺寸会进一步增加，影响到玻璃的光学透过率，再者，随着二硅酸锂晶相数量和尺寸的增加，光学透过率会逐渐降低。为抑制一硅酸锂晶体向二硅酸锂晶体的转变，制得主晶相为一硅酸锂晶体的微晶玻璃，本申请调整了微晶玻璃配方成分。
在一实施方式中，以摩尔百分比计，微晶玻璃包括45～65％的二氧化硅(SiO2)、18～40％的氧化锂(Li2O)、1～10％的三氧化二铝(Al2O3)、0.5～12％的晶核剂、0.01-2％的消色剂、网络结构助剂和碱金属助剂，网络结构助剂的含量小于/等于5％，碱金属助剂的含量大于/等于5％。
其中，硅和锂为主晶相组成部分，SiO2和Al2O3用于形成玻璃主网络结构，提高网络结构强度，锂用于促成一硅酸锂晶相。SiO2的含量可以为45％、48％、52％、56％、60％、63％、65％等；Al2O3的含量可以为1％、3％、5％、7％、9％、10％等，Li2O的含量可以为18％、21％、24％、27％、31％、35％、40％等。
其中，晶核剂用于诱导形成晶体，晶核剂可以包括二氧化锆、五氧化二磷中的一种或多种组合，当有多种晶核剂时，多种晶核剂的总添加量为0.5～12％。
在一实施方式中，微晶玻璃分别包含0.5～4％的五氧化二磷(P2O5)和2～8％的二氧化锆(ZrO2)。
其中，网络结构助剂用于辅助增强玻璃的网络架构，可形成网络中间体、次网络结构等。网络结构助剂包括三氧化二钇、三氧化二硼、氧化镁、氧化锌中的一种或多种组合，当有多种网络结构助剂时，多种网络结构助剂的总添加量为小于或等于5％。
其中，碱金属助剂用于促进形成一硅酸锂晶相。碱金属助剂可以包括氧化钾(K2O)和氧化钠(Na2O)中的一种或多种组合。K2O、Na2O可以起到提供非桥氧的作用，容易促成一硅酸锂晶相，并且抑制一硅酸锂晶体转变为二硅酸锂晶体，使得所得微晶玻璃主晶相为一硅酸锂。除一硅酸锂晶相外，微晶玻璃还可以包括二氧化锆、二硅酸锂、β-石英固溶体、透锂长石中的一种或多种晶相；微晶玻璃的晶体尺寸小于/等于100nm。K2O和Na2O的总添加量应大于或等于5％，K2O和Na2O的添加比例可以根据后续离子交换需要适应调配。
在一具体实施例中，以摩尔百分比计，微晶玻璃包括45～65％的SiO2、18～40％的Li2O、1～10％的Al2O3、0.5～4％的P2O5、2～8％的ZrO2、K2O+Na2O≥5％、Y2O3、B2O3、MgO、ZnO总和≤5、0.01-2％的消色剂。利用该配方可以制得主晶相为一硅酸锂的微晶玻璃，同时，由于配方中加入了消色剂，能够消除一硅酸锂晶相在微晶玻璃中产生的蓝色，使微晶玻璃最终呈无色。其光学参数为-0.5≤a*≤0.5，-0.5≤b*≤0.5。其中，CIELAB色空间中，L*表示亮度，0为黑色，100为白色；A*表示红绿，正值为红色，负值为绿色，b*表示黄蓝，正值为黄色，负值为蓝色。
进一步地，本文所提供的无色微晶玻璃对360nm光的透过率大于/等于87％，能够满足微晶玻璃的透过率要求。
进一步地，该配方中锂含量大于18％，可以获得较低的液相线温度，利于使用辊压、浮法成型方式进行生产，并通过热处理制度得到不同晶体比例的微晶玻璃。
在一实施方式中，本申请所提供的无色微晶玻璃的结晶度小于/等于70％，更优选地，大于/等于20％且小于/等于60％。一般来说，微晶玻璃的晶体比例越高，微晶玻璃本征强度也越高。但是随着晶体比例升高，剩余玻璃相降低，化学离子交换越来越困难，虽然强化温度较高的时候，晶体也会参与化学离子交换，但是大部分离子交换是在玻璃相中进行的。为了调控所得微晶玻璃主晶相为一硅酸锂，抑制向二硅酸锂转化，且强化后具有较好的性能，本申请控制微晶玻璃的结晶度小于/等于70％。
该结晶度下，结晶度较低，剩余玻璃体较多，可以获得更多的化学离子交换能力。强化后微晶玻璃的表面压应力(CS)大于/等于200MPa，压应力深度(DOL)大于/等于100μm，张应力(CT-av)大于/等于50MPa，张应力线密度(CT-LD)大于/等于30000MPa/mm；断裂韧性大于/等于1，弹性模量大于/等于90，维氏硬度大于/等于650，整体具有较高的性能。
以上实施例所提供的微晶玻璃可用于防护件，可用作电子设备的耐用机壳或封罩，如用于手机、平板电脑的保护盖板等。还用于汽车等交通工具的防护玻璃等。
下面将通过几组具体实施例来对本申请进行说明、解释，但不应用来限制本申请的范围。
分别准备各实施例的微晶玻璃组合物原料，按照实施例中的微晶玻璃组合物的配方制备出微晶玻璃基体，对微晶玻璃基体进行热处理得到微晶玻璃预制体，所得微晶玻璃预制体的成分和比例详见表1，具体热处理工艺参数详见表1。可以对所得微晶玻璃预制体进行后处理，如通过化学或物理减薄方法进行减薄，以适应不同产品需求，并抛光处理。对抛光后的微晶玻璃预制体进行强化处理得到微晶玻璃，具体化学强化处理工艺参数详见表2。对所得微晶玻璃进行各项性能测试，测试方法和标准如下：
1.结晶度
由XRD衍射仪分析得出，2Theta＝10～50°，步长为0.02，该实施例中使用设备为岛津XRD-6000。
根据射线衍射图谱，利用软件JADE进行晶相查找和结晶度计算，测试结果详见表2。
2.晶相
由X-射线衍射仪分析得出，其中2Theta＝10～50°，该实施例中使用设备为岛津XRD-6000，测试结果详见表2和图1。
3.表面压应力CS和压应力深度Dol
玻璃经过化学强化后，表面较小半径的碱金属离子被替换为较大半径的碱金属离子，由于较大半径的碱金属离子的挤塞效应，玻璃表面因此产生的压应力。压应力深度指强化玻璃表面到压应力为零的位置的距离，测试结果详见表2。
表面压应力和压应力深度的测量可由Orihara公司生产的FSM6000及SLP2000分别对表层高压应力区和深层低压应力区进行测量，并采用PMC软件将应力曲线进行拟合。当然也可采用其他可对表层高压应力区和深层低压应力区进行测量的应力测试仪，测试结果详见表2。
4.平均张应力CT_av
平均张应力CT_av：指玻璃经过化学强化后，玻璃内部张应力的平均值，用来表征化学强化玻璃的应力程度。由Orihara公司生产的SLP2000测出，测试结果详见表2。
5.张应力线密度
张应力线密度(Tensile stress linear density，CT-LD)：是指强化玻璃被置于盐浴中进行离子交换形成的强化层，离子交换过程中玻璃内部形成一张应力层，张应力层具有一个与强化玻璃的上表面相距一定间隔的上边界和一个与强化玻璃的下表面相距一定间隔的下边界，将以张应力层内的同时垂直于上边界和下边界且上、下端点分别落在上边界和下边界上的线段上的某一点处的张应力大小为Y轴、相应点距离上边界的距离为X轴所绘制的曲线记为张应力曲线，将张应力曲线的定积分与强化厚度的比值记为张应力线密度，也即是由SLP-2000应力仪所测强化玻璃的张应力之和与所述玻璃厚度的比值，测试结果详见表2。
6.维氏硬度和断裂韧性
维氏硬度是表征材料硬度性能的一项非常重要的指标，反应了玻璃表面抗硬物划伤的能力。断裂韧性是表征玻璃抵抗裂纹扩展能力的指标，按《GB/T 37900-2019超薄玻璃硬度和断裂韧性试验方法小负荷维氏硬度压痕法》，测试结果详见表2。
7.透过率
按《GB/T 7962.12-2010无色光学玻璃测试方法第12部分：光谱内透射比》标准测试，测试结果详见表2。
8.杨氏模量
杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量，按《GB/T7962.12-2010无色光学玻璃测试方法第6部分：杨氏模量、剪切模量及泊松比》，测试结果详见表2。
9.色品指数a*、色品指数b*
a*正值表示红色，负值表示绿色；b*正值表示黄色，负值表示蓝色。
采用柯尼卡美能达分光测色计CM3600A型设备测试，设备条件为主光源D65,观察者10，含光方式SCI，测量方式反射，测试结果见表2。
表1微晶玻璃的制备工艺参数
表2微晶玻璃的性能参数
请参阅图1和图2，图1是本申请实施例1中晶相结构示意图，图2是本申请实施例6中晶相结构示意图。本申请所得微晶玻璃具有一硅酸锂晶相，该微晶玻璃具有较高的强度、韧性，同时呈无色，可代替普通玻璃作为适宜电子显示设备的盖板保护材料、汽车防护玻璃等。
从表2中可知b值跟一硅酸锂的含量有一定的关系，但没有正比关系，不是随着一硅酸锂含量增加，b值增加。这是因为b值可能也跟玻璃中含有的其他晶相和剩余玻璃相的结构相关。从表2中可知，未加消色剂方案与加了消色剂方案相比，消色剂的加入能够使微晶玻璃趋向无色。
以上方案，本申请所提供的微晶玻璃，主晶相为一硅酸锂且呈无色的微晶玻璃。具体地，该微晶玻璃的主晶相为一硅酸锂，以摩尔百分比计，微晶玻璃包括0.01-2％的消色剂，消色剂用于与一硅酸锂的颜色相消以使微晶玻璃呈无色。通过在微晶玻璃中加入消色剂，能够使消色剂产生的颜色与一硅酸锂晶相在微晶玻璃中产生的颜色互补，进行消色，最终使微晶玻璃呈无色。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (16)
1.一种微晶玻璃，其特征在于，
所述微晶玻璃包括一硅酸锂晶相，以摩尔百分比计，所述微晶玻璃包括：45～65％SiO2、18～40％Li2O、1～10％Al2O3、0.5～4％P2O5、2～8％ZrO2、K2O+Na2O＞5％、网络结构助剂≤5％、0.01-2％的消色剂，所述网络结构助剂为Y2O3、B2O3、MgO、ZnO中的一种或多种；
所述消色剂在所述微晶玻璃中产生黄色；
所述消色剂用于消除所述一硅酸锂晶相在微晶玻璃中产生的颜色，以使所述微晶玻璃呈无色；
所述微晶玻璃对360nm光的透过率大于等于87％；
所述微晶玻璃的光学参数为：-0.5≤a*≤0.5，-0.5≤b*≤0.5。
2.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，所述消色剂用于将所述微晶玻璃的b*的绝对值降低。
3.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，所述一硅酸锂晶相在微晶玻璃中产生的颜色的b*为-7至-0.5。
4.根据权利要求1-3任一项所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述消色剂包括过渡金属氧化物。
5.根据权利要求4所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述过渡金属氧化物包括二氧化钛、三氧化二铁、二氧化铈、五氧化二钒、二氧化锰、氧化镍中的一种或多种组合。
6.根据权利要求5所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述二氧化钛和所述二氧化铈的总含量小于等于1.5％。
7.根据权利要求6所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述二氧化钛和所述二氧化铈至多能够使所述微晶玻璃的b*的绝对值降低3。
8.根据权利要求5所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述三氧化二铁和所述二氧化锰的总含量小于等于1％。
9.根据权利要求8所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述三氧化二铁和所述二氧化锰至多能够使所述微晶玻璃的b*的绝对值降低6.5。
10.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述微晶玻璃的晶相还包括二氧化锆、二硅酸锂、β-石英固溶体、透锂长石中的一种或多种组合。
11.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述微晶玻璃的结晶度小于等于80％。
12.根据权利要求11所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述微晶玻璃的结晶度大于等于20％且小于等于70％。
13.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述微晶玻璃的晶体尺寸小于等于100nm。
14.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述微晶玻璃的表面压应力CS大于等于200MPa，压应力深度Dol大于等于100μm，平均张应力CT_av大于等于50MPa，张应力线密度大于等于30000MPa/mm。
15.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，
所述微晶玻璃的断裂韧性大于等于1，弹性模量大于等于90，维氏硬度大于等于650。
16.一种防护件，其特征在于，所述防护件包括如权利要求1～15任一项所述的微晶玻璃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111016171.XA CN113831019B (zh) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | 一种微晶玻璃及防护件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111016171.XA CN113831019B (zh) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | 一种微晶玻璃及防护件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113831019A CN113831019A (zh) | 2021-12-24 |
| CN113831019B true CN113831019B (zh) | 2023-05-30 |
Family
ID=78961905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111016171.XA Active CN113831019B (zh) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | 一种微晶玻璃及防护件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113831019B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116102260A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-05-12 | 河北光兴半导体技术有限公司 | 透明微晶玻璃及其制备方法和应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104411647A (zh) * | 2012-06-26 | 2015-03-11 | 肖特股份有限公司 | 具有预定透射率的玻璃陶瓷的制造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6786064B2 (en) * | 2000-10-23 | 2004-09-07 | Hoya Corporation | Process for the production of glass molded article |
| JP5656040B2 (ja) * | 2006-05-29 | 2015-01-21 | 日本電気硝子株式会社 | Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラス |
| FR2990690B1 (fr) * | 2012-05-15 | 2016-01-01 | Eurokera | Vitroceramiques de quartz-beta, transparentes, essentiellement incolores et non diffusantes; articles en lesdites vitroceramiques; verres precurseurs |
| KR101813488B1 (ko) * | 2016-04-06 | 2017-12-29 | 주식회사 하스 | 나노 크기의 결정상을 갖는 리튬 디실리케이트 결정화 유리 제조 방법 |
| CN111087174B (zh) * | 2019-12-19 | 2022-03-18 | 重庆鑫景特种玻璃有限公司 | 一种具有高弹性模量的玻璃陶瓷、强化玻璃陶瓷及其制备方法 |
-
2021
- 2021-08-31 CN CN202111016171.XA patent/CN113831019B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104411647A (zh) * | 2012-06-26 | 2015-03-11 | 肖特股份有限公司 | 具有预定透射率的玻璃陶瓷的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113831019A (zh) | 2021-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7179865B2 (ja) | 微結晶ガラス、微結晶ガラス製品、およびその製造方法 | |
| KR102609966B1 (ko) | 전자기기 커버판 용 결정화 유리 제품 및 결정화 유리 | |
| CN115385571B (zh) | 化学强化玻璃以及化学强化用玻璃 | |
| JP2022550970A (ja) | リチウムジルコニウムアルミノケイ酸塩ガラス、強化ガラス、その製造方法およびディスプレイ部品 | |
| JP2021505503A (ja) | 黒色ケイ酸リチウムガラスセラミック | |
| TW201815715A (zh) | 經氧化鋯韌化之玻璃陶瓷 | |
| CN107935378B (zh) | 一种用于显示器件的高强度玻璃及其制备方法 | |
| US20230295035A1 (en) | Microcrystalline glass, and microcrystalline glass product and manufacturing method therefor | |
| CN110267924A (zh) | 结晶化玻璃 | |
| TW201412676A (zh) | 用於３ｄ成型之離子可交換式含鋰玻璃組合物 | |
| TWI820267B (zh) | 玻璃、化學強化玻璃及包含其之電子機器 | |
| US20230031267A1 (en) | Multi-nucleus composite transparent glass-ceramic and preparation method therefor | |
| JP7545771B2 (ja) | ガラス材料及びその製造方法並びにその製品 | |
| TW201311601A (zh) | 化學強化用玻璃及玻璃框體 | |
| AU2021412144A1 (en) | Microcrystalline glass, microcrystalline glass product and manufacturing method therefor | |
| CN107298527A (zh) | 一种高铝玻璃及其强化方法 | |
| WO2019105250A1 (zh) | 微晶玻璃及其基板 | |
| CN103992032B (zh) | 适于化学强化的玻璃及其强化方法 | |
| CN110217996A (zh) | 微晶玻璃及其制备方法和终端 | |
| CN113845302A (zh) | 玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用、玻璃保护盖片及其应用 | |
| CN113831019B (zh) | 一种微晶玻璃及防护件 | |
| CN109020196A (zh) | 一种易于离子交换的化学强化玻璃 | |
| CN105481247A (zh) | 一种铝硅酸盐玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| WO2023082936A1 (zh) | 一种结晶玻璃、强化结晶玻璃及其制备方法 | |
| CN114380496A (zh) | 玻璃组合物、碱性锂铝硅酸盐玻璃及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |