CN114195393B - 一种玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法和应用,以氧化物为基准,按质量百分比计,所述玻璃组合物包括以下组分:71.5~74%的SiO2、6.2~8.5%的Al2O3、1.7~2.6%的P2O5、0.1~1.7%的B2O3、10~12%的Li2O、0.1~2%的Na2O、0.1~1.5%的CaO以及3~5%的ZrO2。本发明提供的技术方案中,通过将玻璃组合物中的组分SiO2、Al2O3、P2O5、B2O3、Li2O、Na2O、CaO以及ZrO2之间采用特定的比重组合,结合微晶玻璃晶化工艺及强化工艺,可以显著改善化学强化过程出现的晶体含量降低、双晶相的互锁结构被破坏的情况,得到强化性能优良的微晶玻璃。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制造技术领域,特别涉及一种玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法和应用。
背景技术
随着显示技术的发展,玻璃常用于电子显示终端件的保护中。市面电子产品保护用的盖板玻璃一般都属于高铝硅酸盐玻璃,高铝玻璃经化学离子交换后,应力强度和应力层深度提升,但是抗摔性能较差。有研究表明,70%的电子产品破坏是不经意间的跌落造成的。在锂铝硅酸盐玻璃组分中引入成核剂或调整配方中氧化物配比组成,经过热处理工艺中形成一种或多种结晶相。例如在微晶玻璃的内部,二硅酸锂与透锂长石晶相形成双晶相的互锁结构,迫使裂纹通过晶体时路径发生弯曲,从而阻止了裂纹的扩展,有利于玻璃的抗划伤、抗冲击及抗跌落等性能的整体提升。然而微晶玻璃经过化学强化过程中,晶相的锂参与化学强化离子交换,降低微晶玻璃中晶体含量,同时双晶相的互锁结构得到破坏,使得微晶玻璃的最优性能得不到发挥。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法和应用,旨在解决现有的微晶玻璃经化学强化后晶体含量降低、双晶相的互锁结构被破坏的问题。
为实现上述目的,本发明提出一种玻璃组合物,以氧化物为基准,按质量百分比计,包括以下组分:
71.5~74%的SiO2、6.2~8.5%的Al2O3、1.7~2.6%的P2O5、0.1~1.7%的B2O3、10~12%的Li2O、0.1~2%的Na2O、0.1~1.5%的CaO以及3~5%的ZrO2。
可选地,以氧化物为基准,按质量百分比计,包括以下组分:
72~73.5%的SiO2、6.8~8.2%的Al2O3、2~2.4%的P2O5、0.4~1.1%的B2O3、10.8~11.7%的Li2O、0.4~1.7%的Na2O、0.3~1%的CaO以及3.3~4.4%的ZrO2。
可选地,2≤[W(ZrO2)-W(CaO)]/[W(P2O5)-W(B2O3)]≤3.22。
可选地,2.06≤[W(ZrO2)-W(CaO)]/[W(P2O5)-W(B2O3)]≤2.31。
可选地,2.3≤W(SiO2)-6×W(Al2O3)-2×W(Li2O)≤10.3;
0.27≤[W(Li2O)-W(Al2O3)]/[W(P2O5)+W(ZrO2)]≤0.87。
可选地,2.7≤W(SiO2)-6×W(Al2O3)-2×W(Li2O)≤7.8;
0.46≤[W(Li2O)-W(Al2O3)]/[W(P2O5)+W(ZrO2)]≤0.77。
本发明还提出一种微晶玻璃,包括如上所述的玻璃组合物。
可选地,所述微晶玻璃的晶相主要为二硅酸锂和透锂长石,所述微晶玻璃的晶相总含量为60%~90%,所述二硅酸锂的含量>30%,所述透锂长石的含量>30%。
本发明还提出一种微晶玻璃的制备方法,包括以下步骤:
S10、称取如上所述的玻璃组合物;
S20、将所述玻璃组合物混合后熔化,然后澄清、均化、成型、退火,最后切割得到基础玻璃;
S30、对所述基础玻璃进行热处理,得到微晶玻璃;
S40、将所述微晶玻璃预处理后放入离子交换浴中进行盐浴,得到化学强化微晶玻璃。
可选地,所述离子交换浴按质量百分比包括20~40%的NaNO3和60~80%的KNO3,所述盐浴强化温度为420~500℃,所述盐浴强化时间为3~8h。
可选地,步骤S30包括:
将所述基础玻璃从室温以20~60min时间升温至510~540℃,进行第一次核化处理,所述第一次核化处理时间为3~8h;
以5~30min时间升温至580~610℃,进行第二次核化处理,所述第二次核化处理时间为3~8h;
以5~30min时间升温至650~680℃,进行晶化处理,所述晶化处理时间为3~8h;
冷却至室温,得到微晶玻璃。
可选地,步骤S20中,所述成型的方法包括浮法成型、溢流成型、压延成型或狭缝下拉成型。
本发明还提出一种电子显示终端,包括如上所述的微晶玻璃。
本发明提供的技术方案中,通过将玻璃组合物中的组分SiO2、Al2O3、P2O5、B2O3、Li2O、Na2O、CaO以及ZrO2之间采用特定的比重组合,结合微晶玻璃晶化工艺及强化工艺,可以显著改善化学强化过程出现的晶体含量降低、双晶相的互锁结构被破坏的情况,得到强化性能优良的微晶玻璃。
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为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获得其他相关的附图。
图1为本发明提出的微晶玻璃的制备方法的一实施例的流程示意图。
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
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将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。
需要说明的是,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。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。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。
随着显示技术的发展,玻璃常用于电子显示终端件的保护中。市面电子产品保护用的盖板玻璃一般都属于高铝硅酸盐玻璃,高铝玻璃经化学离子交换后,应力强度和应力层深度提升,但是抗摔性能较差。有研究表明,70%的电子产品破坏是不经意间的跌落造成的。在锂铝硅酸盐玻璃组分中引入成核剂或调整配方中氧化物配比组成,经过热处理工艺中形成一种或多种结晶相。例如在微晶玻璃的内部,二硅酸锂与透锂长石晶相形成双晶相的互锁结构,迫使裂纹通过晶体时路径发生弯曲,从而阻止了裂纹的扩展,有利于玻璃的抗划伤、抗冲击及抗跌落等性能的整体提升。然而微晶玻璃经过化学强化过程中,晶相的锂参与化学强化离子交换,降低微晶玻璃中晶体含量,同时双晶相的互锁结构得到破坏,使得微晶玻璃的最优性能得不到发挥。
鉴于此,本发明提出一种玻璃组合物,通过该玻璃组合物制得的微晶玻璃能够有效解决在化学强化过程出现的晶体含量降低、双晶相的互锁结构被破坏的问题。
在本发明实施例中,提出一种玻璃组合物,以氧化物为基准,按质量百分比计,包括以下组分:71.5~74%的SiO2、6.2~8.5%的Al2O3、1.7~2.6%的P2O5、0.1~1.7%的B2O3、10~12%的Li2O、0.1~2%的Na2O、0.1~1.5%的CaO以及3~5%的ZrO2。
首先需说明的是,本发明期望的微晶玻璃晶相透锂长石分子式为LiAlSi4O10、二硅酸锂分子式为Li2Si2O5。以氧化物为基准,即以玻璃组合物中SiO2、Al2O3、P2O5、Li2O、Na2O以及ZrO2的质量之和为基准。
在本发明玻璃组合物中引入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,赋予基础玻璃及微晶玻璃较佳的化学稳定性、机械性能和成型性能。在玻璃微晶化过程中,为形成Li2Si2O5和LiAlSi4O10晶相提供SiO2来源,在玻璃微晶化过程中,过高SiO2促使玻璃微晶化过程中出现石英以及石英固溶体。因此,综合考虑,SiO2含量选择71.5wt%~74wt%。
在本发明玻璃组合物中引入Al2O3,属于网络中间体氧化物。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,提高玻璃的机械性能。但Al2O3属于极难熔氧化物,其能快速提高玻璃高温粘度,致使玻璃澄清均化难度加大,玻璃中的气泡缺陷浓度大量增加;Al2O3含量过高能显著提高玻璃微晶化温度,抑制基础玻璃的晶化能力,难以形成二硅酸锂;促进晶化过程玻璃LiAlSi4O10过量形成,甚至在基础玻璃中形成LiAlSi2O6晶相生成,使得玻璃透过率降低。因此,综合考虑,Al2O3含量选择6.2wt%~8.5wt%。
在本发明玻璃组合物中引入P2O5,P2O5更偏向于促使二硅酸锂晶体析晶。P5+离子具有很大场强,夺氧能力强,磷氧网络结构趋于强固。由于P5+离子场强大于Si4+离子,P5+离子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,降低成核活化能,利于玻璃的晶化。Li2O和P2O5反应形成Li3PO4晶相,从而诱导玻璃中Li2O和SiO2反应形成Li2SiO3,并最终形成Li2Si2O5晶相;此外,P2O5其以[PO4]四面体相互连成网络,使玻璃网络结构呈疏松状态,网络空隙变大,有利于玻璃中Na+离子和熔盐中K+离子进行相互扩散,玻璃强化工艺过程中离子强化起促进作用,对获得较高压缩应力层起重要作用。但P2O5含量过高,晶化过程中将促使偏硅酸锂析出,导致玻璃相过少,无法形成足够的Li2Si2O5晶相,并促使石英相的析出,难以获得具有高透过的晶化玻璃。因此,综合考虑,P2O5含量选择1.7wt%~2.6wt%。
在本发明玻璃组合物中引入B2O3,B2O3的加入可改善玻璃的可熔性以及降低熔点,并有助于改善玻璃表面的抗刮擦性质。在本发明的研究中发现,B2O3在微晶玻璃结构中以致密的[BO4]形式存在,可有效地抑制二硅酸锂成核时(>580℃),引起的透锂长石的长大进一步造成微晶玻璃雾度大的问题;另一方面,限制了碱金属离子在微晶玻璃中的迁移,稳定微晶玻璃晶形结构。因此,综合考虑,B2O3含量选择0.1wt%~1.7wt%。
在本发明微晶玻璃的组分中引入Li2O,属于网络外体氧化物,降低玻璃的粘度,促使玻璃的熔化和澄清。Li+是化学强化处理过程中的主要交换离子。Li+离子半径小,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。高Li2O浓度促使基础微晶化过程中Li3PO4形成,有助于晶化过程中形成二硅酸锂晶相和透锂长石晶相;为实现微晶化玻璃获得具有高深度的离子强化成深度,玻璃中必须有足够的Li+在化学强化过程中与Na+发生相互强化,减小晶化玻璃表面的裂纹,提供微晶玻璃的机械强度作用。但过高Li2O玻璃粘度过低,难以获得化学稳定的玻璃组成,同时致使离子强化过程中压缩应力值过低,并且增加原料成本。因此,综合考虑,Li2O含量选择10wt%~12wt%。
在本发明玻璃组合物中引入Na2O,能显著降低基础玻璃的粘度,促使基础玻璃的熔化和澄清,同时降低玻璃晶化温度。促使晶化玻璃能够与硝酸钾熔盐中K+离子进行强化,从而在玻璃表面产生高压缩应力提高玻璃强度,玻璃必须有足够多的Na+存在。因此,综合考虑,Na2O含量选择0.1wt%~2wt%。
在本发明玻璃组合物中引入CaO,能提高玻璃的化学稳定性和机械强度。由于CaO在玻璃结构中更容易与酸性的Al2O3结合,影响了硼的配位状态;另外,CaO的碱性比Na2O大,可以补偿[AlO4]四面体所带的负电荷,稳定微晶玻璃中晶相结构。但CaO含量高会引起耐失透性下降。因此,综合考虑,CaO含量选择0.1wt%~1.5wt%。
在本发明玻璃组合物中引入ZrO2。一方面,锆离子势能大,可以增强玻璃网络结构,ZrO2更偏向于促使透锂长石晶体析晶;另一方面,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。其次提高玻璃的断裂韧性和抗弯强度,氧化锆自身的晶相转变,可以产生应力诱导,提高晶化后的断裂韧性。过高ZrO2含量导致玻璃中ZrO2未熔物存在,从而导致玻璃无法均匀析晶。因此,综合考虑,ZrO2含量选择3wt%~5wt%。
本发明提供的技术方案中,通过将玻璃组合物中的组分SiO2、Al2O3、P2O5、B2O3、Li2O、Na2O、CaO以及ZrO2之间采用特定的比重组合,结合微晶玻璃晶化工艺及强化工艺,可以显著改善化学强化过程出现的晶体含量降低、双晶相的互锁结构被破坏的情况,得到强化性能优良的微晶玻璃。
进一步地,优选玻璃组合物各组分满足以下条件:72~73.5%的SiO2、6.8~8.2%的Al2O3、2~2.4%的P2O5、0.4~1.1%的B2O3、10.8~11.7%的Li2O、0.4~1.7%的Na2O、0.3~1%的CaO以及3.3~4.4%的ZrO2。由此玻璃组合物得到的微晶玻璃性能进一步被优化。
所述玻璃组合物各组分之间满足:2.3≤W(SiO2)-6×W(Al2O3)-2×W(Li2O)≤10.3。记A=W(SiO2)-6×W(Al2O3)-2×W(Li2O),W代表该组分的质量百分比,且A值为该公式计算得到的质量百分比的分子值。若A值偏低,SiO2全部进入晶相,相对的Al2O3或Li2O过剩;透锂长石晶相的形成比例多、晶粒易长大,导致微晶比例半透明甚至失透。若A值过高,Al2O3或Li2O全部进入晶相,剩余的SiO2以玻璃相中的网络骨架结构存在,微晶玻璃的总晶相含量偏低。如此,通过将A值控制在上述范围内,避免微晶玻璃微晶比例半透明甚至失透,有效提高微晶玻璃的总晶相含量。进一步地,优选2.7≤W(SiO2)-6×W(Al2O3)-2×W(Li2O)≤7.8。
所述玻璃组合物各组分之间满足:0.27≤[W(Li2O)-W(Al2O3)]/[W(P2O5)+W(ZrO2)]≤0.87。记B=[W(Li2O)-W(Al2O3)]/[W(P2O5)+W(ZrO2)],W代表该组分的质量百分比。若B值过低,微晶玻璃中玻璃相比例增大,无法充分发挥微晶玻璃性能优势。若B值过高,易产生β-石英等不期望晶相,且透锂长石晶相的形成比例多、晶粒易长大,导致微晶比例半透明甚至失透。如此,通过将B值控制在上述范围内,充分发挥微晶玻璃性能优势,避免微晶玻璃微晶比例半透明甚至失透。进一步地,优选0.46≤[W(Li2O)-W(Al2O3)]/[W(P2O5)+W(ZrO2)]≤0.77。
所述玻璃组合物各组分之间满足:2≤[W(ZrO2)-W(CaO)]/[W(P2O5)-W(B2O3)]≤3.22。记C=[W(ZrO2)-W(CaO)]/[W(P2O5)-W(B2O3)],W代表该组分的质量百分比。通过将C值控制在上述范围内,一方面,降低液-液表面活化能使之分相,可以在较低的温度下成核及析晶;形成的透锂长石和二硅酸锂的晶相量接近,晶体尺寸均匀且<100nm,满足光学可见的基本要求。另一方面,稳定玻璃晶型结构,特别是化学强化过程中,抑制锂离子的迁移,改善化学强化后微晶玻璃晶体含量。另外,C值过高或过低会影响微晶可见光透过率、b值和雾度。进一步地,优选2.06≤[W(ZrO2)-W(CaO)]/[W(P2O5)-W(B2O3)]≤2.31。
在本发明实施例中,还提出一种微晶玻璃,包括如上所述的玻璃组合物。所述微晶玻璃包括上述玻璃组合物的全部技术特征,因此,具备由上述玻璃组合物带来的全部技术效果,在此不一一赘述。
进一步地,所述微晶玻璃的晶相主要为二硅酸锂和透锂长石,所述微晶玻璃的晶相总含量为60%~90%,所述二硅酸锂的含量>30%,所述透锂长石的含量>30%。保证二硅酸锂和透锂长石在该范围内,使得微晶玻璃的晶相含量大且两晶相比例均衡,以使微晶玻璃的强化性能更好。
进一步地,所述微晶玻璃的厚度为0.3~1.5mm。微晶玻璃的板厚越薄,越可以使微晶玻璃轻量化。
此外,本发明还提出一种微晶玻璃的制备方法,用于制备上述的微晶玻璃,如图1所示,包括以下步骤:
S10、称取如上所述的玻璃组合物。
S20、将所述玻璃组合物混合后熔化,然后澄清、均化、成型、退火,最后切割得到基础玻璃。
具体地,步骤S20中,所述成型的方法包括浮法成型、溢流成型、压延成型或狭缝下拉成型。其它澄清、均化、退火和切割等工艺为玻璃技术领域的常规工序,在此不再展开赘述,经过上述工艺后,得到的基础玻璃厚度为0.3~1.5mm。
S30、对所述基础玻璃进行热处理,得到微晶玻璃。
具体地,步骤S30包括:将所述基础玻璃从室温以20~60min时间升温至510~540℃,进行第一次核化处理,所述第一次核化处理时间为3~8h;以5~30min时间升温至580~610℃,进行第二次核化处理,所述第二次核化处理时间为3~8h;以5~30min时间升温至650~680℃,进行晶化处理,所述晶化处理时间为3~8h;冷却至室温,得到微晶玻璃。
S40、将所述微晶玻璃预处理后放入离子交换浴中进行盐浴,得到化学强化微晶玻璃。其中,所述离子交换浴按质量百分比包括20~40%的NaNO3和60~80%的KNO3;所述盐浴强化温度为420~500℃;所述盐浴强化时间为3~8h。
需要说明的是,在步骤S40中,所述预处理的步骤具体包括:将所述微晶玻璃置于300~330℃下保温5~20min。上述预处理为玻璃技术领域的常规手段,在此不做详细说明。
本发明还提出一种电子显示终端,所述电子显示终端包括上述的微晶玻璃,该微晶玻璃的具体特征参照上述实施例,由于本电子显示终端采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。其中,微晶玻璃用作电子显示终端的防护玻璃或保护部件,或者,微晶玻璃用作智能终端的防护玻璃,或者,微晶玻璃用作太阳电池的防护玻璃。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明,应当理解,以下实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
(1)称取玻璃组合物,按质量百分比计,包括:SiO271.5%、Al2O36.2%、P2O51.7%、B2O30.1%、Li2O12%、Na2O2%、CaO1.5%以及ZrO25%,A=10.3,B=0.87,C=2.19。
(2)将所述玻璃组合物混合后熔化,然后澄清、均化、成型、退火,最后切割得到基础玻璃。
(3)将所述基础玻璃从室温以20min时间升温至510℃,进行第一次核化处理,所述第一次核化处理时间为3h;以5min时间升温至580℃,进行第二次核化处理,所述第二次核化处理时间为3h;以30min时间升温至650℃,进行晶化处理,所述晶化处理时间为3h;冷却至室温,得到微晶玻璃。
(4)将所述微晶玻璃预处理后放入离子交换浴中进行盐浴,得到化学强化微晶玻璃,所述离子交换浴按质量百分比包括40%的NaNO3和60%的KNO3,所述盐浴强化温度为500℃,所述盐浴强化时间为8h。
按照表1和表2所示的各实施例的玻璃组合物组分配比称取原材料,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的微晶玻璃、化学强化微晶玻璃。
按照表3所示对比例1至6的玻璃组合物组分配比称取原材料,并参照实施例1的制备方法分别制备得到对比例1至6的微晶玻璃、化学强化微晶玻璃。
以实施例1和8的玻璃组合物进行实施例1中制备方法的步骤(1)-(3),制备得到微晶玻璃,制备时具体工艺参数请参阅表4。
以实施例1和8的玻璃组合物进行实施例1中制备方法的步骤(1)-(4),制备得到化学强化微晶玻璃,制备时步骤(4)的具体工艺参数请参阅表5,其余步骤(1)-(3)与实施例1保持一致。
试验例
测试方法和测试设备如下:
利用X射线衍射分析仪进行主晶相测试。
利用扫描电子显微镜进行晶体外观形貌观测。
利用Datacolor650超高精度台式分光光度测色仪进行颜色b值的测试。
利用分光光度计参照标准ISO13468-1:1996进行可见光透过率测试。
玻璃的雾度通过ASTMD1003-92测试测得。
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。
按照试验例的测试方法和测试设备分别测试实施例1至16得到的微晶玻璃和化学强化微晶玻璃、对比例1至6得到的微晶玻璃和化学强化微晶玻璃、按表4的工艺参数制得的微晶玻璃、按表5的工艺参数制得的化学强化微晶玻璃的性能,并分别填入对应的表格中。
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1实施例1至8玻璃组合物组分和玻璃性能
表2实施例9至16玻璃组合物组分和玻璃性能
表3对比例1至6玻璃组合物组分和玻璃性能
表4以实施例1和8的玻璃组合物制备微晶玻璃的工艺参数和性能
其中,第一次核化处理、第二次核化处理以及晶化处理中时间代表升温用时,温度代表升温目标温度,时间代表处理时间。
表5以实施例1和8的玻璃组合物制备化学强化微晶玻璃的工艺参数和性能
由表1、表2、表4和表5所示的各实施例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,化学强化微晶玻璃中二硅酸锂Li2Si2O5>30%,透锂长石LiAlSi4O10>30%;微晶玻璃的晶相总含量和化学强化微晶玻璃的晶相总含量均为60%~90%;微晶玻璃内晶粒平均晶体尺寸为<100nm;微晶玻璃0.7mm可见光透过率>91%,抗跌落高度>200cm。
由表3可看出,对比例1,Al2O3=9%、A=-4、C=1。不符合本发明玻璃组合物的要求,热处理微晶玻璃中微晶相含量少、晶体尺寸>100nm;且透过率低、b值过大、雾度大。
对比例2,Al2O3=5.5%、A=18.5、C=1.2。不符合本发明玻璃组合物的要求,热处理微晶玻璃中微晶相含量少,抗跌落性能相对较差。
对比例3,Li2O=12.5%,B=1.04、C=1.1。不符合本发明玻璃组合物的要求,热处理微晶玻璃晶体尺寸>100nm;且透过率低、b值过大、雾度大。
对比例4,Li2O=9%,B=0.15、C=1.22。不符合本发明玻璃组合物的要求,微晶玻璃化强后晶相含量少,抗跌落性能相对较差。
对比例5,CaO=1.6%,ZrO2=2.6%,C=0.43不符合本发明玻璃组合物的要求,热处理微晶玻璃晶体尺寸>100nm;且透过率低、b值过大、雾度大;微晶玻璃化强后晶相含量少,抗跌落性能相对较差。
对比例6,B2O3=0,C=1.64。不符合本发明玻璃组合物的要求,热处理微晶玻璃晶体尺寸>100nm;且透过率低、b值过大、雾度大;微晶玻璃化强后晶相含量少,抗跌落性能相对较差。
相较于对比例中化学强化微晶玻璃相对微晶玻璃的晶相总含量减少量,本发明实施例中化学强化微晶玻璃相对微晶玻璃的晶相总含量减少量更少,说明本发明实施例微晶玻璃在化学强化过程出现的晶体含量降低、双晶相的互锁结构被破坏的情况被显著改善,得到的化学强化微晶玻璃强化性能优良。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种玻璃组合物,其特征在于,以氧化物为基准,按质量百分比计,包括以下组分:
71.5~74%的SiO2、6.2~8.5%的Al2O3、1.7~2.6%的P2O5、0.1~1.7%的B2O3、10~12%的Li2O、0.1~2%的Na2O、0.1~1.5%的CaO以及3~5%的ZrO2;
其中,2.06≤[W(ZrO2)-W(CaO)]/[W(P2O5)-W(B2O3)]≤2.31。
2.如权利要求1所述的玻璃组合物,其特征在于,以氧化物为基准,按质量百分比计,包括以下组分:
72~73.5%的SiO2、6.8~8.2%的Al2O3、2~2.4%的P2O5、0.4~1.1%的B2O3、10.8~11.7%的Li2O、0.4~1.7%的Na2O、0.3~1%的CaO以及3.3~4.4%的ZrO2。
3.如权利要求1所述的玻璃组合物,其特征在于,2.3≤W(SiO2)-6×W(Al2O3)-2×W(Li2O)≤10.3;
0.27≤[W(Li2O)-W(Al2O3)]/[W(P2O5)+W(ZrO2)]≤0.87。
4.如权利要求3所述的玻璃组合物,其特征在于,2.7≤W(SiO2)-6×W(Al2O3)-2×W(Li2O)≤7.8;
0.46≤[W(Li2O)-W(Al2O3)]/[W(P2O5)+W(ZrO2)]≤0.77。
5.一种微晶玻璃,其特征在于,包括如权利要求1至4任意一项所述的玻璃组合物。
6.如权利要求5所述的微晶玻璃,其特征在于,所述微晶玻璃的晶相主要为二硅酸锂和透锂长石,所述微晶玻璃的晶相总含量为60%~90%,所述
二硅酸锂的含量>30%,所述透锂长石的含量>30%。
7.一种微晶玻璃的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S10、称取如权利要求1至4任意一项所述的玻璃组合物;
S20、将所述玻璃组合物混合后熔化,然后澄清、均化、成型、退火,最后切割得到基础玻璃;
S30、对所述基础玻璃进行热处理,得到微晶玻璃;
S40、将所述微晶玻璃预处理后放入离子交换浴中进行盐浴,得到化学强化微晶玻璃。
8.如权利要求7所述的微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述离子交换浴按质量百分比包括20~40%的NaNO3和60~80%的KNO3,所述盐浴强化温度为420~500℃,所述盐浴强化时间为3~8h。
9.如权利要求7所述的微晶玻璃的制备方法,其特征在于,步骤S30包括:
将所述基础玻璃从室温以20~60min时间升温至510~540℃,进行第一次核化处理,所述第一次核化处理时间为3~8h;
以5~30min时间升温至580~610℃,进行第二次核化处理,所述第二次核化处理时间为3~8h;
以5~30min时间升温至650~680℃,进行晶化处理,所述晶化处理时间为3~8h;
冷却至室温,得到微晶玻璃。
10.如权利要求7所述的微晶玻璃的制备方法,其特征在于,步骤S20中,所述成型的方法包括浮法成型、溢流成型、压延成型或狭缝下拉成型。
11.一种电子显示终端,其特征在于,包括如权利要求5或6所述的微晶玻璃。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3862831A (en) * | 1973-04-20 | 1975-01-28 | Ibm | Glass fabrication process |
CN113387586A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-09-14 | 成都光明光电股份有限公司 | 微晶玻璃、微晶玻璃制品及其制造方法 |
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Family Cites Families (9)
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---|---|---|---|---|
FR3066489B1 (fr) * | 2017-05-18 | 2020-09-25 | Eurokera | Procede de fabrication d'un produit verrier d'aluminosilicate de lithium pour produit vitroceramique |
WO2019022033A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Agc株式会社 | 化学強化用ガラス、化学強化ガラスおよび電子機器筐体 |
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KR20210046005A (ko) * | 2018-08-20 | 2021-04-27 | 코닝 인코포레이티드 | 개선된 응력 프로파일을 갖는 유리-세라믹 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3862831A (en) * | 1973-04-20 | 1975-01-28 | Ibm | Glass fabrication process |
CN113387586A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-09-14 | 成都光明光电股份有限公司 | 微晶玻璃、微晶玻璃制品及其制造方法 |
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