CN115893851A - 微晶玻璃及其制备方法 - Google Patents
微晶玻璃及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115893851A CN115893851A CN202310060288.0A CN202310060288A CN115893851A CN 115893851 A CN115893851 A CN 115893851A CN 202310060288 A CN202310060288 A CN 202310060288A CN 115893851 A CN115893851 A CN 115893851A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- ceramic
- microcrystalline
- hours
- zro
- 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.)
- Pending
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 8
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 25
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 claims description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- 239000006058 strengthened glass Substances 0.000 claims description 19
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 13
- 239000006064 precursor glass Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N aluminum;lithium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Li+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052642 spodumene Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims description 7
- 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 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 6
- 229910052670 petalite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052656 albite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052663 cancrinite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 3
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 10
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 9
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 5
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 lithium-aluminum-silicon Chemical compound 0.000 description 3
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 3
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 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 description 2
- 229910000174 eucryptite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium(II) oxide Chemical compound [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 2
- LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N Fentrazamide Chemical compound N1=NN(C=2C(=CC=CC=2)Cl)C(=O)N1C(=O)N(CC)C1CCCCC1 LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006018 Li-aluminosilicate Substances 0.000 description 1
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N Oxozirconium Chemical compound [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006124 Pilkington process Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008395 clarifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000003280 down draw process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation 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
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 210000000697 sensory organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种微晶玻璃，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分包括SiO237％～46％、Al2O3 27％～35％、Na2O 12～20％、K2O 0～5％、TiO2 1～3％、ZrO2 4％～8％及P2O5 4％～10％。采用本申请中组分质量百分比的微晶玻璃，具有较高的透过率和力学性能，可以满足盖板玻璃的适用要求，而且原料成本较低，利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃生产制造技术领域，特别是涉及一种微晶玻璃及其制备方法。
背景技术
电子信息产业的发展带来电子终端的普及和流行，对于手机平板屏幕盖板和笔记本电脑屏幕保护盖板等盖板玻璃的需求也越来越强劲。传统的盖板玻璃包括微晶玻璃，主要为锂铝硅体系。然而，随着新能源产业的兴起，锂原料的价格飞涨。
因此，亟需一种能够满足盖板玻璃的透过率和力学性能要求，同时原料成本较低的微晶玻璃。
发明内容
基于此，有必要提供一种具有较高透过率和力学性能，同时成本较低的微晶玻璃及其制备方法。
本申请的一方面，提供一种微晶玻璃，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分包括SiO2 37％～46％、Al2O3 27％～35％、Na2O 12％～20％、K2O 0～5％、TiO21％～3％、ZrO24％～8％及P2O5 4％～10％。
在其中一个实施例中，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分包括SiO238％～45％、Al2O3 28％～33％、Na2O 13％～16％、K2O 0～5％、TiO2 1％～2.5％、ZrO25％～8％及P2O54％～8％。
在其中一个实施例中，所述微晶玻璃的晶相包括第一晶相和第二晶相；所述第一晶相为锂霞石、钠霞石及天然霞石中的一种或多种，所述第二晶相为锂辉石、石英固溶体、透锂长石及钠长石中的一种或多种。
在其中一个实施例中，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分中，TiO2、ZrO2及P2O5的总质量为9％～13％。
在其中一个实施例中，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分中，Na2O及K2O的总质量为13％～25％。
本申请的又一方面，提供一种所述的微晶玻璃的制备方法，包括如下步骤：
按照所述组分称取原料，加热至1550℃～1630℃，保温4～10小时，制备熔融液；
将所述熔融液均化、成型，再在550℃～610℃的温度下退火4～8小时，制备前体玻璃；
将所述前体玻璃在550℃～850℃的温度下进行热处理2～12小时，制备所述微晶玻璃。
本申请的再一方面，提供一种强化玻璃，通过所述的微晶玻璃进行化学强化获得。
在其中一个实施例中，所述化学强化包括如下步骤：
将所述微晶玻璃置于熔融硝酸钠和硝酸钾的混合熔盐中，在390℃～470℃的温度下，保温4～6小时。
在其中一个实施例中，所述强化玻璃满足如下特征(1)～(4)中的一种或多种：
(1)在380nm～800nm范围内透过率为85.9％～92.2％；
(2)维氏硬度为710MPa～760MPa；
(3)应力强度为1230MPa～1465MPa；
(4)应力层深度为21μm～59μm。
本申请的再一方面，提供一种电子屏幕，包含所述的微晶玻璃或所述的强化玻璃
采用本申请中组分质量百分比的微晶玻璃，具有较高的透过率和力学性能，可以满足盖板玻璃的适用要求，而且原料成本较低，利于工业化生产。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将对本申请进行更全面的描述。下文中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请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申请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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。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。
电子信息产业的发展带来电子终端的普及和流行。传统的手机平板屏幕盖板或笔记本电脑屏幕保护盖板采用金属或塑料材质，但金属材料会导致信号被屏蔽，塑料在力学性能和感官方面都差强人意。微晶玻璃可以很好的满足各方面的需求。传统的微晶玻璃主要包括锂铝硅玻璃，然而，随着新能源产业的兴起，锂原料的价格飞涨。因此，亟需一种能够满足盖板玻璃的透过率和力学性能要求，同时原料成本较低的微晶玻璃。
传统的微晶玻璃或者使用了有毒有害的澄清剂，或者硬度不能达到应用要求，或者容易出现晶体不均匀和晶体异常长大的问题。有技术涉及一种通过化学交换引入晶核之后再处理生成晶体的方法，可以解决上述问题，但离子交换的过程中容易出现晶体异常析出和难以控制的问题，还会有冷却过程中微晶玻璃开裂的问题，以及处理流程过长导致生产成本急剧上升的问题。
基于此，有必要提供一种具有较高透过率和力学性能，同时成本较低的微晶玻璃及其制备方法。
下面对本申请提供的一种微晶玻璃及其制备方法具体说明。
本申请的一方面，提供一种微晶玻璃，其特征在于，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分包括SiO2 37％～46％、Al2O3 27％～35％、Na2O 12～20％、K2O0～5％、TiO2 1～3％、ZrO2 4％～8％及P2O5 4％～10％。
二氧化硅(SiO2)是构成玻璃网络骨架的主要成分。SiO2可以提高玻璃的力学强度、化学稳定性和热稳定性。SiO2也是透锂长石，锂辉石，偏硅酸锂，二硅酸锂，磷酸锂，石英晶体中的主要成分。可以通过控制SiO2的含量调整晶体的种类，如SiO2含量较高的前体玻璃经热处理后，更容易产生较高比例的石英晶体。当SiO2的含量低于37％时，玻璃熔体的网络完整度下降，稳定性下降；当SiO2的含量超过46％时，玻璃的高温粘度增大，不利于该组合物的工业化生产。因此，所述微晶玻璃的组分中，SiO2的质量分数为37％～46％，SiO2的质量分数包括但不限于：37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％或46％。
氧化铝(Al2O3)可以使玻璃网络结构更加完整，提高玻璃的化学稳定性、弹性模量和硬度。在铝硼硅酸盐玻璃中，游离氧与Al3+形成[AlO4]四面体，在玻璃的网络结构中形成更大的空隙通道，有利于碱金属离子交换，以获得更大的表面压应力和应力层深度。Al2O3是透锂长石和锂辉石晶体的主要成分。可以通过提高Al2O3的含量，降低硅酸锂的比例。还可以通过调节Al2O3的含量，调节微晶玻璃的三维骨架结构的尺寸。所述微晶玻璃的组分中，Al2O3的质量分数为27％～35％，包括但不限于27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％或35％。
氧化钠(Na2O)在玻璃中作为网络外体，具有降低前体玻璃熔化温度的作用，还可以用来控制结晶过程中玻璃的粘度，抑制变形或不利的热膨胀，但Na2O的含量过高会使玻璃的化学稳定性降低。Na2O和K2O不参与析晶，但可以促进偏硅酸锂的析晶，并且抑制透锂长石、锂辉石及二硅酸锂的析晶。过量的Na2O可能导致晶体的三维骨架结构对残余玻璃相形成包裹，阻碍熔盐中的大离子向更深处交换。所述微晶玻璃的组分中，Na2O的质量百分数为12％～20％，包括但不限于12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％。
氧化钾(K2O)与Na2O的性质相近，同时加入K2O和Na2O可以产生混合碱效应，改善玻璃的高温熔制和澄清性能，促进化学强化。但当K2O的含量过高时，玻璃的离子交换能力下降。所述微晶玻璃的组分中，K2O的质量百分数为0％～5％，包括但不限于1％、2％、3％、4％或5％。
氧化钛(TiO2)是一种有助于降低玻璃的熔化温度、提高化学稳定性的成分。在微晶玻璃的组分中引入1％～3％的TiO2，可以使玻璃晶化过程更容易控制。具体地，所述微晶玻璃的组分中，TiO2的质量百分数包括但不限于1％、2％或3％。
氧化锆(ZrO2)可以加强玻璃的离子交换动力，同时还能提高玻璃的硬度和杨氏模量，提高玻璃的耐候性和稳定性，但是过多的ZrO2会使玻璃的熔化温度大幅度上升。因此，所述微晶玻璃的组分中，ZrO2的质量分数为4％～8％，包括但不限于4％、5％、6％、7％或8％。
氧化磷(P2O5)具有助熔和促进玻璃分相的作用。还可以通过调整P2O5的含量控制玻璃转化温度和析晶温度。P2O5可以导致磷酸盐晶体的产生，同时提高磷酸盐晶体的比例。P2O5可以提高玻璃陶瓷中晶体的整体比例，控制晶粒尺寸的变化，还可以促进晶体三维骨架结构的形成，同时也促进残余玻璃相呈现三维连通结构，提高离子交换的深度。所述微晶玻璃的组分中，P2O5的质量分数为4％～10％，包括但不限于4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
进一步地，本申请提供的微晶玻璃的组分不包括Sb2O3或As2O3。
进一步地，本申请提供的微晶玻璃的组分不包括B2O3，可以在降低成本的同时减少环境污染。
在其中一个示例中，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分包括SiO238％～45％、Al2O3 28％～33％、Na2O 13％～16％、K2O 0～5％、TiO2 1％～2.5％、ZrO25％～8％及P2O54％～8％。
在其中一个示例中，所述微晶玻璃的晶相包括第一晶相和第二晶相。进一步地，所述第一晶相包括锂霞石、钠霞石及天然霞石中的一种或多种。
进一步地，所述第二晶相包括锂辉石、石英固溶体、透锂长石及钠长石中的一种或多种。
在其中一个示例中，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分中，TiO2、ZrO2及P2O5的总质量为9％～13％。
进一步地，所述微晶玻璃的组分中，TiO2、ZrO2及P2O5作为复合成核剂。在成核的过程中，氧化磷本身的场强较高，容易引起微区分相，诱发析晶；也会吸引钛离子和锆离子聚集，通过成核-长大的过程促进析晶。
在其中一个实施例中，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分中，Na2O及K2O的总质量为13％～25％。
本申请的又一方面，提供一种所述的微晶玻璃的制备方法，包括如下步骤：
按照所述原料组分称取原料，加热至1550℃～1630℃，保温4～10小时，制备熔融液；
将所述熔融液均化、成型，再在550℃～610℃的温度下退火4～8小时，制备前体玻璃；
将所述前体玻璃在550℃～850℃的温度下进行热处理2～12小时，制备所述微晶玻璃。
进一步地，所述热处理的步骤包括第一步热处理和第二步热处理，所述第一步热处理的步骤为：在550℃～600℃的温度下保温4～10小时，所述第二步热处理的步骤为：在700℃～850℃的温度下保温0.25～1小时。
需要说明的是，成型的方法不作限制，在产量较大的情况下，可以是浮法、溢流法、下拉法等中的任意一种。本申请示例提供的方法仅仅是举例，并不限于此方法。
本申请的再一方面，提供一种强化玻璃，通过所述的微晶玻璃进行化学强化获得。
在其中一个示例中，所述化学强化包括如下步骤：
将所述微晶玻璃置于熔融硝酸钠和硝酸钾的混合熔盐中，在390℃～470℃的温度下，保温4～6小时。
上述强化玻璃的制备方法简单易操作，能够有效降低成本，且晶体生长过程可控，不会出现晶粒异常生长等问题。采用上述制备方法获得的强化玻璃硬度和透过率均较高，能够满足盖板玻璃的使用要求。
在其中一个示例中，所述强化玻璃在380nm～800nm范围内的透过率为85.9％～92.2％。
在其中一个示例中，所述强化玻璃的维氏硬度为710MPa～760MPa。
在其中一个示例中，所述强化玻璃的应力强度为1230MPa～1465MPa。
在其中一个示例中，所述强化玻璃的应力层深度为21μm～59μm。
在其中一个示例中，上述强化玻璃的维氏硬度高达760MPa，应力强度高达1465MPa，应力层深度高达59μm，在380nm～800nm范围内的透过率为可达92.2％。
本申请的再一方面，提供一种电子屏幕，包含所述的微晶玻璃或所述的强化玻璃。
在其中一个示例中，上述强化玻璃的制备方法包括如下步骤：
(1)按照上述微晶玻璃的组分称取原料，混合均匀；
(2)将混合后的原料置于铂金或氧化铝坩埚中，在1550℃～1630℃的温度下进行熔制，保温4～10小时，制备熔融液；
(3)将所述熔融液均化、成型，再在550℃～610℃的温度下退火4～8小时，制备前体玻璃；
(4)将所述前体玻璃放入马弗炉中，在550℃～600℃的温度下保温4～10小时，再在700℃～850℃的温度下保温0.25～1小时，制备所述微晶玻璃；
(5)将上述微晶玻璃切割成厚度为0.7mm～0.8mm的玻璃片，然后进行研磨、抛光，得到厚度为0.5mm～0.6mm的玻璃薄片；
(6)将上述玻璃薄片置于390℃～470℃温度下的熔融NaNO3和KNO3中，处理4～6小时，得到强化玻璃。
对上述微晶玻璃和强化玻璃进行理化性能测试。
本发明实施例和对比例通过使用INNOVA FALCON维氏硬度计，参照GB/T4340标准，测试玻璃表面维氏硬度；使用GBC Cintra紫外可见光分光光度计，参照GB/T 40415标准，测试其在380～800nm波长范围的透过率(即可见光透过率)；使用SUGA光学HZ-V3雾度计，参照GB/T 2410标准，测试样品雾度；通过使用SLP2000，照标准GB/T18144-2008和ASTM1422C-99，测试表面压应力和应力层深度；通过FEI Quanta扫描电镜(SEM)测试玻璃的晶粒尺寸。
可以理解的是，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。
以下为具体实施例。
实施例1～36及对比例1～7
实施例1～实施例36及对比例1～7提供的微晶玻璃和强化玻璃的制备过程如下：
(1)按照表1中各组分质量百分比称取原料，混合均匀；
(2)将混合后的原料置于铂金或氧化铝坩埚中，在1550℃～1630℃的温度下进行熔制，保温4～10小时，制备熔融液；
(3)将所述熔融液均化、成型，再在550℃～610℃的温度下退火4～8小时，得到前体玻璃；
(4)将所述前体玻璃放入马弗炉中，在550℃～600℃的温度下保温4～10小时，进行第一次热处理，再在700℃～850℃的温度下保温0.25～1小时，进行第二次热处理，得到微晶玻璃；
(5)将上述微晶玻璃切割成厚度为0.7mm～0.8mm的玻璃片，然后进行研磨、抛光，得到厚度为0.5mm～0.6mm的玻璃薄片；
(6)将上述玻璃薄片置于390℃～470℃温度下的熔融NaNO3和KNO3中，处理4～6小时，进行化学强化，得到强化玻璃。
两次热处理和化学强化过程的具体温度和时间如表2所示。
表1成分
表2热处理条件及化学强化条件
对实施例1～36和对比例1～7制备得到的硼铝硅酸盐玻璃和强化玻璃进行检测，检测结果见表3。
表3玻璃强化性能
对比例1中不含氧化锆、氧化钛及氧化磷成核剂，缺少成核剂后玻璃成核困难，在热处理过程中不能有效地析出晶体，晶粒生长状况也很差，虽然最后得到透明度较高的微晶玻璃，但整体的硬度、表面应力以及应力层深度都较小。对比例2的二氧化硅含量过高，导致玻璃的熔化温度显著升高，得到的玻璃含有较多的气泡，质量很差，经过热处理和化学强化后得到的强化玻璃的透过率、表面压应力及应力层深度均较低。对比例3的二氧化硅含量过少，氧化铝含量高，热处理后得到的微晶玻璃晶体含量低，晶粒尺寸小，导致化学强化后得到的强化玻璃的硬度、表面压应力及应力层深度均较低。对比例4的氧化铝含量过高，给熔制带来一定的困难，同时会造成析晶过程中晶体异常生长，影响玻璃的透明度和硬度，使其不能满足使用要求。对比例5的氧化铝含量过低，虽然给熔制带来便利，玻璃的透过率也较高，但氧化铝含量不足导致在之后热处理过程中，无法形成主要晶相，因此得到的玻璃的硬度、表面压应力及应力层深度均较低。对比例6的氧化钠含量较低，提高了熔化的难度，同时也导致主要晶相霞石难以形成，经化学强化后得到的强化玻璃的表面压应力和应力层深度均较低。对比例7的氧化钠含量过高，导致玻璃自身的结构疏松，得到的强化玻璃的硬度降低，同时过多的氧化钠也导致玻璃中的晶体异常长大，降低了玻璃的透过率。
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)
1.一种微晶玻璃，其特征在于，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分包括SiO2 37％～46％、Al2O3 27％～35％、Na2O 12～20％、K2O 0～5％、TiO2 1～3％、ZrO24％～8％及P2O54％～10％。
2.如权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分包括SiO2 38％～45％、Al2O3 28％～33％、Na2O 13～16％、K2O 0～5％、TiO2 1～2.5％、ZrO25％～8％及P2O5 4％～8％。
3.如权利要求1～2任一项所述的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃的晶相包括第一晶相和第二晶相；所述第一晶相为锂霞石、钠霞石及天然霞石中的一种或多种，所述第二晶相为锂辉石、石英固溶体、透锂长石及钠长石中的一种或多种。
4.如权利要求1～2任一项所述的微晶玻璃，其特征在于，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分中，TiO2、ZrO2及P2O5的总质量为9％～13％。
5.如权利要求1～2任一项所述的微晶玻璃，其特征在于，以质量分数计，所述微晶玻璃的组分中，Na2O及K2O的总质量为13％～25％。
6.一种权利要求1～5任一项所述的微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照所述组分称取原料，加热至1550℃～1630℃，保温4～10小时，制备熔融液；
将所述熔融液均化、成型，再在550℃～610℃的温度下退火4～8小时，制备前体玻璃；
将所述前体玻璃在550℃～850℃的温度下进行热处理2～12小时，制备所述微晶玻璃。
7.一种强化玻璃，其特征在于，通过权利要求1～5任一项所述的微晶玻璃进行化学强化获得。
8.如权利要求7所述的强化玻璃，其特征在于，所述化学强化包括如下步骤：
将所述微晶玻璃置于熔融硝酸钠和硝酸钾的混合熔盐中，在390℃～470℃的温度下，保温4～6小时。
9.如权利要求7～8任一项所述的强化玻璃，其特征在于，所述强化玻璃满足如下特征(1)～(4)中的一种或多种：
(1)在380nm～800nm范围内透过率为85.9％～92.2％；
(2)维氏硬度为710MPa～760MPa；
(3)应力强度为1230MPa～1465MPa；
(4)应力层深度为21μm～59μm。
10.一种电子屏幕，其特征在于，包含权利要求1～5任一项所述的微晶玻璃或权利要求7～9任一项所述的强化玻璃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310060288.0A CN115893851A (zh) | 2023-01-16 | 2023-01-16 | 微晶玻璃及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310060288.0A CN115893851A (zh) | 2023-01-16 | 2023-01-16 | 微晶玻璃及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115893851A true CN115893851A (zh) | 2023-04-04 |
Family
ID=86494027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310060288.0A Pending CN115893851A (zh) | 2023-01-16 | 2023-01-16 | 微晶玻璃及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115893851A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116693203A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-05 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 微晶玻璃及其制备方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106660860A (zh) * | 2014-05-13 | 2017-05-10 | 康宁股份有限公司 | 透明玻璃‑陶瓷制品,玻璃‑陶瓷前体玻璃及其形成方法 |
| CN107810167A (zh) * | 2015-05-18 | 2018-03-16 | 康宁公司 | 包含霞石结晶相的光可形成玻璃陶瓷 |
| CN109608047A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-04-12 | 武汉理工大学 | 一种高结晶度钠霞石透明微晶玻璃及其制备方法 |
| CN110577364A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-17 | 深圳精匠云创科技有限公司 | 一种锂铝硅酸盐纳米晶玻璃陶瓷及其制备方法 |
| CN110577365A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-17 | 深圳精匠云创科技有限公司 | 一种纳米晶玻璃陶瓷及其制备方法 |
| CN111592225A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-28 | 深圳精匠云创科技有限公司 | 锂铝硅酸盐纳米晶透明陶瓷、其制备方法及产品 |
| CN111606572A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-09-01 | 深圳精匠云创科技有限公司 | 钠铝硅酸盐纳米晶透明陶瓷、其制备方法及产品 |
| CN113149444A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-23 | 武汉理工大学 | 一种一步法化学强化钠霞石微晶玻璃的方法及化学强化钠霞石微晶玻璃 |
| CN114426398A (zh) * | 2020-10-29 | 2022-05-03 | 华为技术有限公司 | 微晶玻璃、微晶玻璃的制备方法及电子设备 |
| CN114671618A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-06-28 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 微晶玻璃、强化玻璃及其制备方法与应用 |
| CN115583798A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-01-10 | 成都光明光电股份有限公司 | 含有霞石晶相的微晶玻璃和微晶玻璃制品 |
-
2023
- 2023-01-16 CN CN202310060288.0A patent/CN115893851A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106660860A (zh) * | 2014-05-13 | 2017-05-10 | 康宁股份有限公司 | 透明玻璃‑陶瓷制品,玻璃‑陶瓷前体玻璃及其形成方法 |
| CN107810167A (zh) * | 2015-05-18 | 2018-03-16 | 康宁公司 | 包含霞石结晶相的光可形成玻璃陶瓷 |
| CN109608047A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-04-12 | 武汉理工大学 | 一种高结晶度钠霞石透明微晶玻璃及其制备方法 |
| CN110577364A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-17 | 深圳精匠云创科技有限公司 | 一种锂铝硅酸盐纳米晶玻璃陶瓷及其制备方法 |
| CN110577365A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-17 | 深圳精匠云创科技有限公司 | 一种纳米晶玻璃陶瓷及其制备方法 |
| CN111592225A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-28 | 深圳精匠云创科技有限公司 | 锂铝硅酸盐纳米晶透明陶瓷、其制备方法及产品 |
| CN111606572A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-09-01 | 深圳精匠云创科技有限公司 | 钠铝硅酸盐纳米晶透明陶瓷、其制备方法及产品 |
| CN114426398A (zh) * | 2020-10-29 | 2022-05-03 | 华为技术有限公司 | 微晶玻璃、微晶玻璃的制备方法及电子设备 |
| CN113149444A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-23 | 武汉理工大学 | 一种一步法化学强化钠霞石微晶玻璃的方法及化学强化钠霞石微晶玻璃 |
| CN114671618A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-06-28 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 微晶玻璃、强化玻璃及其制备方法与应用 |
| CN115583798A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-01-10 | 成都光明光电股份有限公司 | 含有霞石晶相的微晶玻璃和微晶玻璃制品 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王伟等: "《玻璃生产工艺技术》", 31 December 2013, 武汉理工大学出版社, pages: 435 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116693203A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-05 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 微晶玻璃及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110104954B (zh) | 一种低温晶化的可离子交换玻璃陶瓷 | |
| CN110143759B (zh) | 一种高强度透明微晶玻璃 | |
| TWI678348B (zh) | 具有葉長石及矽酸鋰結構的高強度玻璃陶瓷 | |
| TW202016039A (zh) | 微晶玻璃、微晶玻璃製品及其製造方法 | |
| 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 | |
| WO2020082328A1 (zh) | 电子设备盖板用微晶玻璃制品和微晶玻璃 | |
| WO2012075068A2 (en) | Fusion formed and ion exchanged glass-ceramics | |
| CN114195393B (zh) | 一种玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN114195392A (zh) | 一种玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN113526872A (zh) | 微晶玻璃、电子设备及微晶玻璃的制备方法 | |
| WO2024088186A1 (zh) | 一种微晶玻璃、微晶玻璃前驱体及其制备方法 | |
| CN110577364A (zh) | 一种锂铝硅酸盐纳米晶玻璃陶瓷及其制备方法 | |
| CN115893851A (zh) | 微晶玻璃及其制备方法 | |
| CN116040946A (zh) | 微晶玻璃及其制备方法、玻璃制品 | |
| CN116693203A (zh) | 微晶玻璃及其制备方法 | |
| US20240174554A1 (en) | Glass-based substrates including recycled content, and methods for producing the same | |
| CN115745410A (zh) | 玻璃陶瓷及其制备方法和应用 | |
| CN115417601A (zh) | 一种制备微晶玻璃的方法 | |
| CN118026536A (zh) | 一种微晶玻璃及其制备方法、强化微晶玻璃、应用 | |
| CN117088610A (zh) | 含氟玻璃及其制备方法与应用 | |
| CN117865488A (zh) | 一种透明微晶玻璃和陶瓷玻璃及制备方法 | |
| CN117125897A (zh) | 微晶玻璃、强化玻璃及其制备方法、应用 | |
| CN116023025A (zh) | 用于离子交换的铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN116903245A (zh) | 铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN114249537A (zh) | 微晶玻璃 |
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 |