CN115448615A - 熔盐添加剂、强化熔盐、强化玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔盐添加剂、强化熔盐、强化玻璃及其制备方法。按照质量百分数计,所述熔盐添加剂的组分包括:0.4%~2%K2CO3、0.50%~5%K2PO4、0.30%~4%NaHCO3、0.6%~3%H2SiO3和90.0%~98.0%Na3PO4。并具有优异的粘接性,从而提高成型零件的成品率。通过各组分通过特定配比协同作用,能降低强化熔盐中锂离子的含量,从而提升熔盐的使用寿命周期,避免强化熔盐中过量的锂离子而影响强化熔盐的使用寿命,可以保证强化处理中玻璃的外形尺寸及应力值CS30处于一个稳定的区间,提高玻璃产品的强化质量。
Description
技术领域
本发明属于玻璃材料领域,具体涉及一种熔盐添加剂、强化熔盐、强化玻璃及其制备方法。
背景技术
随着智能手机、平板电脑等触屏电子产品的普及,人们对于盖板性能要求越来越高,玻璃以其优异的透明性、硬度、耐腐蚀性、易加工成型等特性很快取代亚格力等高分子材料应用于屏幕保护领域,而且通过离子交换等强化工艺,可在基础玻璃的表面形成一定深度压应力层,可以消除或抑制玻璃表面微裂纹的产生和扩展,从而进一步提高其强度。由此,为了满足人们对玻璃的高性能的要求,如何保证基础玻璃在强化加工过程中的强化稳定性显得尤为重要,即直接影响到对强化后的玻璃的性能管控,其中应力及尺寸管控是性能管控中的一个重要指标。
而相对于钠铝硅玻璃,锂铝硅玻璃具有相对低的玻璃化转变温度(tg),锂铝硅玻璃在经过化学强化处理之后,其强度能大大提高,同时具有很高的表面硬度,因此,锂铝硅玻璃被广泛应用于制备电子产品领域的保护盖板。然而,锂铝硅玻璃在传统的强化过程中,尺寸及CS30波动率较大,导致强化玻璃的质量降低。
因此,现有技术仍有待发展。
发明内容
基于此,本发明提供了一种熔盐添加剂、强化熔盐、强化玻璃及其制备方法,旨在提高强化熔盐的使用寿命及其对玻璃的强化效果。
本发明的技术方案如下。
本发明的一个方面,提供一种熔盐添加剂,按照质量百分数计,所述熔盐添加剂的组分包括:0.4%~2% K2CO3、0.50%~5% K2PO4、0.30%~4%NaHCO3、0.6%~3% H2SiO3和90.0%~98.0% Na3PO4。
在其中一些实施例中,所述熔盐添加剂的组分包括:0.4%~1% K2CO3、0.5%~2% K2PO4、0.4%~4% NaHCO3、0.6%~1% H2SiO3和95.0%~98.0%Na3PO4。
本申请的另一方面,提供一种强化熔盐,包括基础熔盐和上述的熔盐添加剂,所述基础熔盐的组分包括硝酸钾与硝酸钠。
在其中一些实施例中,所述熔盐添加剂的质量为所述基础熔盐质量的0.3wt%~5wt%。
在其中一些实施例中,所述硝酸钾与所述硝酸钠的质量比为(30~20):(70~80)。
在其中一些实施例中,所述强化熔盐含有锂离子,所述锂离子的含量≤3000ppm。
本发明的又一方面,提供一种强化玻璃,所述强化玻璃为基础玻璃经强化处理制得,所述强化处理采用上述的强化熔盐进行。
在其中一些实施例中,所述基础玻璃为锂铝硅玻璃;
可选地,按照质量百分数计,所述基础玻璃的成分包括:58%~65% SiO2、18%~25% Al2O3、4%~8% LiO2、6%~12% Na2O、0.1%~2% K2O及0.1%~3%B2O3。
本发明的又一方面,还提供上述强化玻璃的制备方法,包括如下步骤:
将所述基础玻璃置于熔融的所述强化熔盐中进行所述强化处理,得到所述强化玻璃。
在其中一些实施例中,所述强化处理的温度为380℃~390℃,处理时间为2h~8h;和/或
在所述强化处理的步骤之前,还包括对所述基础玻璃进行预热处理的步骤,所述预热处理的温度为300℃~350℃,处理时间为30分钟~90分钟。
上述熔盐添加剂的组分包括特定配比的K2CO3、K2PO4、NaHCO3、H2SiO3及Na3PO4,其中,Na3PO4成分能络合金属离子、增加离子强度,虽然机理尚不清楚,但本申请发明人推测其作用机理是由于:其在含锂的熔盐中会发生如下:3Li++Na3PO4=Li3PO4+3Na+,Li3PO4的密度在2.54g/cm3,密度较高,且Li3PO4在常压下的熔点在837.5℃,因此其在强化处理是一般处于固体的形态,不会扩散到熔盐中,反而会沉积在熔盐底部,从而将熔盐中过量的锂离子沉淀下来,同时K2CO3及H2SiO3成分的存在能够起到净化熔盐中的杂质,从而提升熔盐的纯度及透亮度的作用。通过各组分通过特定配比协同作用,能降低强化熔盐中锂离子的含量,从而提升熔盐的使用寿命周期,避免强化熔盐中过量的锂离子而影响强化熔盐的使用寿命,可以保证强化处理中玻璃的外形尺寸及应力值CS30处于一个稳定的区间,提高玻璃产品的强化质量。
进一步的,上述强化熔盐中的基础熔盐的组分包括硝酸钾与硝酸钠,其密度及熔点均低于Li3PO4,从而在保证强化效果的同时,便于形成的Li3PO4沉淀下来,以除去强化熔盐中过量的锂离子。
附图说明
图1为实施例1中制得的强化锂铝硅玻璃的CS-30变化趋势曲线图;
图2为实施例1中制得的强化锂铝硅玻璃的长度膨胀量变化趋势曲线图;
图3为实施例1中制得的熔盐中锂离子含量的变化趋势曲线图;
图4为对比例1中制得的强化锂铝硅玻璃的CS-30变化趋势曲线图;
图5为对比例1中制得的强化锂铝硅玻璃的长度膨胀量变化趋势曲线图;
图6为对比例1中制得的熔盐中锂离子含量的变化趋势曲线图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述,并给出了本发明的较佳实施例。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的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
综上背景技术所述,锂铝硅玻璃在传统的强化过程中,尺寸及CS30波动率较大,导致强化玻璃的质量降低。一般地,为了保证强化玻璃产品的质量稳定性,强化工段的各玻璃产品间的外形尺寸变换一般需管控在±1.5C,而本申请的技术人员经研究发现:锂铝硅玻璃在新熔盐中进行强化处理时,其尺寸膨胀率初始值为0.125%左右,随着熔盐的使用时间延长,锂铝硅玻璃中的锂离子被熔盐中的钠离子置换出来,造成熔盐中锂离子浓度的上升,从而导致玻璃的CS30及尺寸稳定性急剧下降,在旧熔盐中进行强化处理时的尺寸膨胀率会降低到约为0.09%。由此,若按照常规手机盖板长度方向的尺寸165mm进行计算,在新熔盐中进行强化处理时的初始膨胀尺寸增长量为:21C,CS30数据在190Mpa左右;在旧熔盐中进行强化处理时的膨胀尺寸增长量为:15C,CS30的数据在110左右190Mpa,前后生产的玻璃产品的尺寸及CS30的差距太大,产品的稳定性远远达不到标准要求。
基于此,本申请的技术人员在通过大量的创造性实验后,获得本申请中提高强化熔盐的使用寿命及其对玻璃的强化效果的熔盐添加剂。
本发明的一实施方式提供了一种熔盐添加剂,按照质量百分数计,熔盐添加剂的组分包括:0.4%~2% K2CO3、0.50%~5% K2PO4、0.30%~4% NaHCO3、0.6%~3%H2SiO3和90.0%~98.0% Na3PO4。
上述熔盐添加剂的组分包括特定配比的K2CO3、K2PO4、NaHCO3、H2SiO3及Na3PO4,其中,Na3PO4成分能络合金属离子、增加离子强度,虽然机理尚不清楚,但本申请发明人推测其作用机理是由于:其在含锂的熔盐中会发生如下:3Li+→Na3PO4=Li3PO4+3Na+,Li3PO4的密度在2.54g/cm3,密度较高,且Li3PO4在常压下的熔点在837.5℃,因此其在强化处理是一般处于固体的形态,不会扩散到熔盐中,反而会沉积在熔盐底部,从而将熔盐中过量的锂离子沉淀下来,同时K2CO3及H2SiO3成分的存在能够起到净化熔盐中的杂质,从而提升熔盐的纯度及透亮度的作用。通过各组分通过特定配比协同作用,能降低强化熔盐中锂离子的含量,从而提升熔盐的使用寿命周期,避免强化熔盐中过量的锂离子而影响强化熔盐的使用寿命,以减少更换强化熔盐的频次,可以保证强化处理中玻璃的外形尺寸及应力值CS30处于一个稳定的区间,提高玻璃产品的强化质量。
在其中一些实施例中,按照质量百分数计,熔盐添加剂由以下组分组成:0.4%~2% K2CO3、0.50%~5% K2PO4、0.30%~4% NaHCO3、0.6%~3% H2SiO3和90.0%~98.0% Na3PO4。可理解,这些组分的质量百分数之和为100%。
在其中一些实施例中,上述熔盐添加剂的组分包括:0.4%~1% K2CO3、0.5%~2% K2PO4、0.4%~4% NaHCO3、0.6%~1% H2SiO3和95.0%~98.0%Na3PO4。
调控熔盐添加剂中各组分的配比,以进一步提高强化熔盐的稳定性,进而提高其强化效果。
在其中一些实施例中,上述熔盐添加剂由以下组分组成:0.4%~1%K2CO3、0.5%~2% K2PO4、0.4%~4% NaHCO3、0.6%~1% H2SiO3和95.0%~98.0% Na3PO4。可理解,这些组分的质量百分数之和为100%。
需要说明的是,当本文中公开一个数值范围时,上述范围视为连续,且包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值或任意两个值确定的范围。
例如“0.4%~2%”即包括但不限于:0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.8%、0.81%、0.83%、0.85%、0.87%、0.89%、0.9%、1%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%或任意两个点值形成的范围。
“0.50%~5%”即包括但不限于:0.5%、0.6%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.8%、0.81%、0.83%、0.85%、0.87%、0.89%、0.9%、1%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.31%、2.33%、2.35%、2.37%、2.39%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.71%、2.72%、2.73%、2.74%、2.75%、2.76%、2.77%、2.78%、2.79%、2.8%、2.9%、2.91%、2.93%、2.95%、2.97%、2.99%、3%、3.1%、3.11%、3.13%、3.15%、3.17%、3.19%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4%、4.1%、4.2%、4.3%、4.4%、4.5%、4.6%、4.7%、4.8%、4.9%、5%或任意两个点值形成的范围。
“0.30%~4%”即包括但不限于:0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.8%、0.81%、0.83%、0.85%、0.87%、0.89%、0.9%、1%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.72%、1.74%、1.76%、1.78%、1.8%、1.81%、1.83%、1.85%、1.87%、1.89%、1.9%、2.0%、2.1%、2.12%、2.14%、2.16%、2.18%、2.2%、2.3%、2.31%、2.33%、2.35%、2.37%、2.39%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.71%、2.72%、2.73%、2.74%、2.75%、2.76%、2.77%、2.78%、2.79%、2.8%、2.9%、2.91%、2.93%、2.95%、2.97%、2.99%、3%、3.1%、3.11%、3.13%、3.15%、3.17%、3.19%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4%、4.1%、4.2%、4.3%、4.4%、4.5%、4.6%、4.7%、4.8%、4.9%、5%或任意两个点值形成的范围。
“0.6%~3%”即包括但不限于:0.6%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.8%、0.81%、0.83%、0.85%、0.87%、0.89%、0.9%、1%、1.1%、1.2%、1.21%、1.23%、1.25%、1.27%、1.29%、1.3%、1.4%、1.5%、1.51%、1.53%、1.55%、1.57%、1.59%、1.6%、1.7%、1.72%、1.74%、1.76%、1.78%、1.8%、1.81%、1.83%、1.85%、1.87%、1.89%、1.9%、2.0%、2.1%、2.12%、2.14%、2.16%、2.18%、2.2%、2.3%、2.31%、2.33%、2.35%、2.37%、2.39%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.71%、2.72%、2.73%、2.74%、2.75%、2.76%、2.77%、2.78%、2.79%、2.8%、2.82%、2.84%、2.85%、2.86%、2.88%、2.9%、2.91%、2.93%、2.95%、2.97%、2.99%、3%或任意两个点值形成的范围。
“90.0%~98.0%”即包括但不限于:90%、90.1%、90.2%、90.3%、90.4%、90.41%、90.43%、90.45%、90.47%、90.49%、90.5%、90.6%、90.7%、90.8%、90.9%、91%、91.1%、91.2%、91.3%、91.4%、91.5%、91.6%、91.7%、91.8%、91.81%、91.83%、91.85%、91.87%、91.89%、91.9%、92%、92.1%、92.12%、92.14%、92.16%、92.18%、92.2%、92.3%、92.4%、92.5%、92.6%、92.7%、92.8%、92.81%、92.83%、92.85%、92.87%、92.89%、92.9%、93%、93.1%、93.2%、93.3%、93.4%、93.5%、93.6%、93.7%、93.8%、93.9%、94%、94.1%、94.2%、94.3%、94.4%、94.5%、94.6%、94.7%、94.8%、94.9%、95%、95.1%、95.2%、95.3%、95.4%、95.5%、95.6%、95.7%、95.8%、95.9%、96%、96.1%、96.2%、96.3%、96.4%、96.5%、96.6%、96.7%、96.8%、96.9%、97%、97.1%、97.2%、97.3%、97.4%、97.5%、97.6%、97.7%、97.8%、97.9%、98%8或任意两个点值形成的范围。
本发明一实施方式,还提供一种强化熔盐,包括基础熔盐和上述的熔盐添加剂,基础熔盐的组分包括硝酸钾与硝酸钠。
上述强化熔盐中的基础熔盐的组分包括硝酸钾与硝酸钠,其密度及熔点均低于Li3PO4,从而在保证强化效果的同时,便于形成的Li3PO4沉淀下来,以除去强化熔盐中过量的锂离子。
在其中一些实施例中,熔盐添加剂的质量为所述基础熔盐质量的0.3wt%~5wt%。
“0.3%~5%”即包括但不限于:0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.8%、0.81%、0.83%、0.85%、0.87%、0.89%、0.9%、1%、1.1%、1.2%、1.21%、1.23%、1.25%、1.27%、1.29%、1.3%、1.4%、1.5%、1.51%、1.53%、1.55%、1.57%、1.59%、1.6%、1.7%、1.72%、1.74%、1.76%、1.78%、1.8%、1.81%、1.83%、1.85%、1.87%、1.89%、1.9%、2.0%、2.1%、2.12%、2.14%、2.16%、2.18%、2.2%、2.3%、2.31%、2.33%、2.35%、2.37%、2.39%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.71%、2.72%、2.73%、2.74%、2.75%、2.76%、2.77%、2.78%、2.79%、2.8%、2.82%、2.84%、2.85%、2.86%、2.88%、2.9%、2.91%、2.93%、2.95%、2.97%、2.99%、3%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4%、4.2%、4.2%、4.3%、4.4%、4.5%、4.6%、4.%、4.8%、4.9%、5%或任意两个点值形成的范围。
在其中一些实施例中,硝酸钾与硝酸钠的质量比为(30~20):(70~80)。
通过调控硝酸钾与硝酸钠的质量比,可进一步提高强化熔盐的强化效率。
在其中一些实施例中,上述强化熔盐含有锂离子,锂离子的含量≤3000ppm。
可选地,锂离子的含量为500ppm~3000ppm。
本发明的又一方面,提供一种强化玻璃,所述强化玻璃为基础玻璃经强化处理制得,所述强化处理采用上述的强化熔盐进行。
本发明的又一实施方式,提供一种强化玻璃,强化玻璃为基础玻璃经强化处理制得,强化处理采用上述的强化熔盐进行。
该强化玻璃的尺寸稳定性高,应力值稳定。
在其中一些实施例中,上述基础玻璃为锂铝硅玻璃;
可选地,按照质量百分数计,上述基础玻璃的成分包括:58%~65% SiO2、18%~25% Al2O3、4%~8% LiO2、6%~12% Na2O、0.1%~2% K2O及0.1%~3%B2O3。
本发明一实施方式提供如上所述的强化玻璃的制备方法,包括如下步骤S10。
步骤S10、将基础玻璃置于熔融的强化熔盐中进行所述强化处理,得到强化玻璃。
该制备方法制备强玻璃可以保证强化处理中玻璃的外形尺寸及应力值CS30处于一个稳定的区间,提高玻璃产品的强化质量。
在其中一些实施例中,上述强化处理的温度为380℃~390℃,处理时间为2h~8h。
在其中一些实施例中,在强化处理的步骤之前,还包括对基础玻璃进行预热处理的步骤,预热处理的温度为300℃~350℃,处理时间为30分钟~90分钟。
在其中一些实施例中,在强化处理的步骤之前,还包括对强化熔盐进行保温熔融处理的步骤,温度为450℃~480℃,时间为8h~30h。
在其中一些实施例中,在强化处理的步骤之后,还包括对强化处理后的产品进行清洗的步骤。进一步地,清洗可采用水作清洗液,在超声条件下进行,以清除掉覆盖在产品表面的颗粒。
下面将结合具体的实施例对本发明进行了说明,但本发明并不局限于下述实施例,应当理解,所附权利要求概括了本发明的范围,在本发明构思的引导下本领域的技术人员应意识到,对本发明的各实施例所进行的一定的改变,都将被本发明的权利要求书的精神和范围所覆盖。
具体实施例
实施例1
(1)准备1台60KG的熔盐炉,基础熔盐配比为25%KNO3+75%NaNO3,每炉投入120pcs锂铝硅玻璃样品,样品尺寸为140*70*0.6T;在温度380℃~390℃的温度下,强化处理4h,获得强化锂铝硅玻璃。第一炉制得的强化锂铝硅玻璃称为强化锂铝硅玻璃A1。
(2)重复步骤(1)n次,获得强化锂铝硅玻璃An。
对每炉制得的强化锂铝硅玻璃长度方向的膨胀量及CS-30均进行测试,获得平均值,并对每炉强化处理后的熔盐的Li离子浓度进行测试。其中,尺寸测量采用全自动影像测量仪进行测试,强化前测试产品长宽尺寸,强化后测试产品长宽尺寸,设备精度0.001,然后计算得到长度方向的膨胀量;CS30采用日本折原SLP2000激光测试仪器进行测试。
重复步骤(1)直至强化锂铝硅玻璃An的平均尺寸与强化锂铝硅玻璃A1的平均尺寸差异超过±3C或者CS-30超出下限(厚度0.60mm玻璃的CS-30下限为140Mpa),此时判定熔盐寿命到期(以尺寸差异及CS-30两个因素中先达到下限值的因素为标准判定),停止投料,记录总加工得到的强化锂铝硅玻璃片数,即可代表熔盐的第一寿命周期。
(3)经过步骤(2)的熔盐中加入质量为基础熔盐质量的0.5wt%的熔盐添加剂,熔盐添加剂的质量配比请见表1。然后将炉内温度升高至480℃保温8h直至澄清,重复步骤(1)强化处理第一寿命周期相同数量的锂铝硅玻璃样品,然后添加等量熔盐添加剂(TAPA),重复前述步骤,4次添加熔盐添加剂,直至制得的强化锂铝硅玻璃An与强化锂铝硅玻璃A1的尺寸差异超过±3C或者CS-30超出下限,停止投料。
统计记录制得的强化锂铝硅玻璃的CS-30数据及长度膨胀量,其CS-30变化趋势曲线图如图1所示,其长度膨胀量变化趋势曲线图如图2所示,熔盐中锂离子含量的变化趋势曲线图如图3所示,其中,加TSPA的含义是:添加与初始熔盐添加剂等量的熔盐添加剂。
从图1~3的趋可看出:采用本申请的熔盐添加剂可以使熔盐的锂离子浓度处于一个稳定的区间,提高熔盐的强化效率,使强化后产品的CS30、外形尺寸膨胀量及锂离子浓度处于一个稳定的区间,保证了产品的加工稳定性能。
以产品外形尺寸大小:140mm*70mm为标准尺寸、并按照强化锂铝硅玻璃的尺寸管控为±1.5C的标准计量强化的合格量(pcs)及熔盐利用率,具体请见表1。
对比例1
(1)选取1个35kg熔盐炉,基础熔盐配比为30%KNO3+70%NaNO3,每炉投入100pcs,样品尺寸140*70*0.6T。在温度380℃~390℃的温度下,强化处理4h,获得强化锂铝硅玻璃。
(2)重复步骤(1)n次,获得强化锂铝硅玻璃An,对每炉制得的强化锂铝硅玻璃长度方向的膨胀量及CS-30均进行测试,获得平均值。并对每炉强化处理后的熔盐的Li离子浓度进行测试。
(3)重复步骤(2)直至强化锂铝硅玻璃An与强化锂铝硅玻璃A1的尺寸差异超过±3C或者CS-30超出下限时终止投料。
统计记录制得的强化锂铝硅玻璃的CS-30数据及长度膨胀量,其CS-30变化趋势曲线图如图4所示,其长度膨胀量变化趋势曲线图如图5所示,熔盐中锂离子含量的变化趋势曲线图如图6所示。
从图4~6的趋可看出:随着熔盐中加工产品数量的增加,熔盐中锂离子浓度处于上升的趋势,产品的长度方向的膨胀量及CS30数据处于下降的趋势。可能的主要的因素为:随着熔盐中锂离子浓度的增加,玻璃与熔盐中的离子交换速率处于一个缓慢下降的趋势。
以产品外形尺寸大小:140mm*70mm为标准尺寸、因强化锂铝硅玻璃中大部分的尺寸变换超出±1.5C的标准,故按照强化锂铝硅玻璃的尺寸管控为±2C的标准计量合格玻璃产品及熔盐利用率,具体请见表1。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同,不同之处仅在于:基础熔盐配比为:硝酸钾27wt%+硝酸钠73wt%,熔盐添加剂的配比见表1,其质量为基础熔盐的1%。原基础熔盐的含1000ppm锂离子,加入熔盐添加剂后480℃保温8h,熔盐中的锂离子含量为50ppm。
其余步骤同实施例1,结果请见表1。
实施例3
实施例3与实施例2基本相同,不同之处仅在于:实施例3中熔盐添加剂的配比见表1,其质量为基础熔盐的1.5%。原基础熔盐的含1000ppm锂离子,加入熔盐添加剂后480℃保温8h,熔盐中的锂离子含量为20ppm。
其余步骤同实施例2,结果请见表1。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同,不同之处仅在于:基础熔盐配比为:硝酸钾22wt%+硝酸钠78wt%,熔盐添加剂的配比见表1,其质量为基础熔盐的2.3%。原基础熔盐的含2000ppm锂离子,加入熔盐添加剂后480℃保温8h,熔盐中的锂离子含量为15ppm。
其余步骤同实施例1,结果请见表1。
实施例5
实施例5与实施例4基本相同,不同之处仅在于:实施例4中熔盐添加剂的配比见表1,其质量为基础熔盐的2.7%。原基础熔盐的含2000ppm锂离子,加入熔盐添加剂后480℃保温8h,熔盐中的锂离子含量为13ppm。
其余步骤同实施例4,结果请见表1。
实施例6~8
实施例6~8与实施例1基本相同,不同之处仅在于:实施例6~8中熔盐添加剂的配比不同,具体请见表1。
对比例2~5
对比例2~5与实施例1基本相同,不同之处仅在于:实施例6~8中熔盐添加剂的配比不同,具体请见表1。
其中,以产品外形尺寸大小:140mm*70mm为标准尺寸、对比例2~4中因制得的强化锂铝硅玻璃中大部分的尺寸变换超出±1.5C的标准,故按照强化锂铝硅玻璃的尺寸管控为±2C的标准计量结果,对比例4按照±1.5C的标准计量结果。
各实施例中熔盐添加的配比及具体测试结果请见表1。
表1
Na<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> | K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> | H<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> | K<sub>2</sub>PO<sub>4</sub> | NaHCO<sub>3</sub> | 合格产品量 | 熔盐利用率(m<sup>3</sup>/kg) | |
实施例1 | 90.47 | 1.9 | 2.86 | 3.17 | 1.6 | 1500pcs | 0.420 |
实施例2 | 93.7 | 0.79 | 1.27 | 2.37 | 1.87 | 1560pcs | 0.437 |
实施例3 | 91.85 | 0.72 | 1.55 | 3.1 | 2.78 | 1520pcs | 0.426 |
实施例4 | 92.86 | 0.9 | 1.8 | 2.72 | 1.72 | 1550pcs | 0.434 |
实施例5 | 92.18 | 0.89 | 1.78 | 2.97 | 2.18 | 1540pcs | 0.431 |
实施例6 | 95 | 0.4 | 0.6 | 0.5 | 3.5 | 1600pcs | 0.448 |
实施例7 | 97 | 0.8 | 1 | 0.9 | 0.3 | 1660pcs | 0.465 |
实施例8 | 98 | 0.5 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 1710pcs | 0.479 |
对比例1 | / | / | / | / | / | 1723pcs | 0.482 |
对比例2 | 93.64 | 1.9 | 2.86 | / | 1.6 | 1680pcs | 0.470 |
对比例3 | 92.07 | 1.9 | 2.86 | 3.17 | / | 1537pcs | 0.430 |
对比例4 | 92.37 | / | 2.86 | 3.17 | 1.6 | 1543pcs | 0.432 |
对比例5 | 89 | 1.4 | 3 | 5 | 1.6 | 1480pcs | 0.414 |
其中,熔盐利用率的物理意义是:每kg熔盐能强化得到的合格产品的体积。由图1~6及表1可知:本申请的熔盐添加剂能提高强化熔盐的使用寿命及其对玻璃的强化效果。
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 (10)
1.一种熔盐添加剂,其特征在于,按照质量百分数计,所述熔盐添加剂的组分包括:0.4%~2%K2CO3、0.50%~5%K2PO4、0.30%~4%NaHCO3、0.6%~3%H2SiO3和90.0%~98.0%Na3PO4。
2.如权利要求1所述的熔盐添加剂,其特征在于,所述熔盐添加剂的组分包括:0.4%~1%K2CO3、0.5%~2%K2PO4、0.4%~4%NaHCO3、0.6%~1%H2SiO3和95.0%~98.0%Na3PO4。
3.一种强化熔盐,其特征在于,包括基础熔盐和如权利要求1~2任一项所述的熔盐添加剂,所述基础熔盐的组分包括硝酸钾与硝酸钠。
4.如权利要求3所述的强化熔盐,其特征在于,所述熔盐添加剂的质量为所述基础熔盐质量的0.3wt%~5wt%。
5.如权利要求3~4任一项所述的强化熔盐,其特征在于,所述硝酸钾与所述硝酸钠的质量比为(30~20):(70~80)。
6.如权利要求3~4任一项所述的强化熔盐,其特征在于,所述强化熔盐含有锂离子,所述锂离子的含量≤3000ppm。
7.一种强化玻璃,其特征在于,所述强化玻璃为基础玻璃经强化处理制得,所述强化处理采用如权利要求3~6任一项所述的强化熔盐进行。
8.如权利要求7所述的强化玻璃,其特征在于,所述基础玻璃为锂铝硅玻璃;
可选地,按照质量百分数计,所述基础玻璃的成分包括:58%~65%SiO2、18%~25%Al2O3、4%~8%LiO2、6%~12%Na2O、0.1%~2%K2O及0.1%~3%B2O3。
9.如权利要求7~8任一项所述的强化玻璃的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将所述基础玻璃置于熔融的所述强化熔盐中进行所述强化处理,得到所述强化玻璃。
10.如权利要求9所述的强化玻璃的制备方法,其特征在于,所述强化处理的温度为380℃~390℃,处理时间为2h~8h;和/或
在所述强化处理的步骤之前,还包括对所述基础玻璃进行预热处理的步骤,所述预热处理的温度为300℃~350℃,处理时间为30分钟~90分钟。
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刘沈龙: "离子交换增强技术中熔盐添加剂作用的研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑, no. 1, 15 December 2013 (2013-12-15), pages 015 - 70 * |
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CN115448615B (zh) | 2024-03-22 |
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