CN116102258A - 一种具有高弹性模量的柔性玻璃 - Google Patents

一种具有高弹性模量的柔性玻璃 Download PDF

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韩娜
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崔介东
单传丽
石丽芬
仲召进
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Abstract

本发明公开了一种具有高弹性模量的柔性玻璃，由以下原料制成：SiO2 55.0~60.0%、Al2O3 16.0~21.0%、B2O3 13.3~19.0%、CaCO3 2.8~13.0%、MgO 2.2~3.4%、SrCO3 0.3~1.8%、Ba(NO3)2 0.1~4 .4%、BeCO3 0.8~2.0%。原料混匀后倒入铂金坩埚中，1580~1700℃下熔融澄清后倒入不锈钢模具成型，550~650℃退火，冷却后进行常规的减薄、强化。本发明提高了柔性玻璃的弹性模量，玻璃高温特征粘度点降低，玻璃液表面张力降低，易于玻璃的浮法成型工艺的控制，玻璃产品密度均匀性大大提高。

Description

一种具有高弹性模量的柔性玻璃
技术领域
本发明属于玻璃制造技术领域，涉及一种柔性玻璃及其制备方法。
背景技术
随着曲面显示器、柔性显示等新兴领域发展，市场对具有可折叠式电子设备、柔性显示器的兴趣愈发浓烈。同时，柔性玻璃的应用使得信息显示设备越来越轻薄，特别是在可折叠屏领域。为了满足新型领域的发展，超薄柔性玻璃要求满足可弯曲、质量轻、可加工等特点，同时还应具有弹性模量大、硬度高、透过率高、耐化学侵蚀等特性。目前柔性玻璃存在实现小区率弯曲及反复弯折与具有高机械强度的矛盾。
玻璃弹性模量主要取决于内部质点间的化学强度和结构，化学键越强，变形越小，弹性模量越大，而质点间的键力与半径和价电子数有关系，半径越小，价电子数越大，键力越强，弹性模量越大。成分结构对断裂韧性的影响十分复杂，且与韧性之间存在矛盾，如何从组分的角度综合考虑找到一个平衡点，来协调玻璃弹性模量、机械强度和断裂韧性的关系正是本发明所要解决的。
发明内容
本发明的目的是弥补现有技术的不足，提供一种具有高弹性模量的柔性玻璃及其制备方法；本发明通过对玻璃组分的调节，在保证其断裂韧性的前提下，提高玻璃的弹性模量，即从玻璃成分和结构的角度去改善玻璃的弹性模量，从而解决柔性玻璃存在实现小曲率弯曲及反复弯折与具有高机械强度的矛盾。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下：
一种具有高弹性模量的柔性玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：
SiO2 55.0 ~ 60.0%、Al2O3 16.0 ~ 21.0%、 B2O3 13.3 ~ 19.0%、CaCO3 2.8 ~13.0%、MgO 2.2 ~ 3.4%、SrCO3 0.3 ~ 1.8%、Ba(NO3)2 0.1 ~ 4 .4%、BeCO3 0.8 ~ 2.0%。
外加原料总重量0.2~0.4wt％的SnO。
进一步，所述一种具有高弹性模量的柔性玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：SiO2 55.0 ~ 60.0%、Al2O3 16.0 ~ 21.0%、 B2O3 13.3 ~ 19.0%、CaCO3 2.8 ~13.0%、MgO 2.2 ~ 3.4%、SrCO3 0.3 ~ 1.8%、Ba(NO3)2 0.1 ~ 4 .4%、BeCO3 0.8 ~ 2.0%。外加原料总重量0.2~0.4wt％的SnO。
本发明还提供了一种具有高弹性模量的柔性玻璃的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）按上述重量百分比称取原料，随后将所有原料放入研钵中混合均匀，制得玻璃配合料；
（2）将混合均匀后的玻璃配合料倒入铂金坩埚中，随后放入高温炉中， 1580~1700℃下熔融3~6h；
（3）待配合料熔融澄清后倒入不锈钢模具上成型，转入550~650℃的退火炉中退火40~60min，消除玻璃结构中的残余应力；
（4）退火结束后，随即随炉冷却至室温，降至室温后进行常规的减薄、强化、加工处理即得到一种有高弹性模量的柔性玻璃。
进一步，所述步骤（2）中熔融温度为1580-1700℃。
进一步，所述步骤（3）中退火温度为550-650℃。
对于柔性玻璃由于厚度极薄，在制备过程中，拉引的时候会造成玻璃弯曲性能不佳，在切割及弯曲过程中出现裂纹、断裂现象，柔性指数低。采用化学减薄、强化工艺可以减少切割等造成的缺陷，并且通过化学强化将进一步的加强柔性玻璃的弯曲性能。
本发明的优点：在保证其断裂韧性的前提下，提高玻璃的弹性模量，进而提高玻璃的弯曲性能，配制出一种具有良好弯曲半径的超薄柔性玻璃。本发明主要是通过调整配合料的配比及引入Be2+来提高玻璃的弹性模量。
具体实施方式
一种超薄柔性玻璃的制备方法，具体实施步骤如下：
实施例1
（1）按以下质量百分比称取原料：SiO2 57.5%、Al2O3 19.0%、 B2O3 15.0%、CaCO34.0%、MgO 2.5%、SrCO3 0.5%、Ba(NO3)2 0.5%、BeCO3 1.0%，另外加原料总重量0 .2wt％的SnO；
（2）随后将所有原料放入研钵中混合均匀，制得玻璃配合料；
（3）将混合均匀后的玻璃配合料倒入铂金坩埚中，随后放入电阻式高温箱中，1680℃下熔融3.5h；
（4）待配料熔融澄清后倒入模具中，成型后转入温度为600℃的退火炉中退火40min，消除玻璃结构中的残余应力；
（5）退火结束后，随炉冷却至室温，降至室温后进行常规的减薄、强化、加工处理等工艺即得到一种超薄柔性玻璃。
实施例2
（1）按以下质量百分比称取原料：SiO2 55.0 %、Al2O3 16.0%、 B2O3 16.0%、CaCO36.0%、MgO 3.0%、SrCO3 1.0%、Ba(NO3)2 1.5%、BeCO3 1.5%，另外加原料总重量0 .2wt％的SnO；
（2）随后将所有原料放入研钵中混合均匀，制得玻璃配合料；
（3）将混合均匀后的玻璃配合料倒入铂金坩埚中，随后放入电阻式高温箱中，1600℃下熔融5.5h；
（4）待配料熔融澄清后倒入模具中，成型后转入温度为600℃的退火炉中退火50min，消除玻璃结构中的残余应力；
（5）退火结束后，随炉冷却至室温，降至室温后进行常规的减薄、强化、加工处理等工艺即得到一种超薄柔性玻璃。
实施例3
（1）按以下质量百分比称取原料：SiO2 55.0 %、Al2O3 17.0%、 B2O3 14.0%、CaCO37.0%、MgO 2.8%、SrCO3 1.2%、Ba(NO3)2 1.8%、BeCO3 1.2%，另外加原料总重量0 .2wt％的SnO；
（2）随后将所有原料放入研钵中混合均匀，制得玻璃配合料；
（3）将混合均匀后的玻璃配合料倒入铂金坩埚中，随后放入电阻式高温箱中，1650℃下熔融4.5h；
（4）待配料熔融澄清后倒入模具中，成型后转入温度为630℃的退火炉中退火40min，消除玻璃结构中的残余应力；
（5）退火结束后，随炉冷却至室温，降至室温后进行常规的减薄、强化、加工处理等工艺即得到一种超薄柔性玻璃。
表1 实施例配合料百分比
氧化物组成（wt％） 实施例1 实施例2 实施例3
<![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]> 57.5 55.0 55.0
<![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> 19.0 16.0 17.0
<![CDATA[B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> 15.0 16.0 14.0
<![CDATA[CaCO<sub>3</sub>]]> 4.0 6.0 7.0
MgO 2.5 3.0 2.8
<![CDATA[SrCO<sub>3</sub>]]> 0.5 1.0 1.2
<![CDATA[Ba(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>]]> 0.5 1.5 1.8
<![CDATA[BeCO<sub>3</sub>]]> 1.0 1.5 1.2
SnO 0.2 0.2 0.2
下表2作为对照组的市面上柔性玻璃
表2
氧化物组成（wt％） 对比例
<![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]> 70
<![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> 2
<![CDATA[B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> -
<![CDATA[K<sub>2</sub>O]]> 1
<![CDATA[Na<sub>2</sub>O]]> 13
MgO 4
CaO 10
下表3为实施例与对比组的各项性能结果比对表
表3
实施例 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
弹性模量/GPa 2.532 2.564 2.549 2.501
<![CDATA[维氏硬度/(kgf.mm<sup>-2</sup>)]]> 588.5 595.8 594.4 599.6
<![CDATA[断裂韧性/Mpa.m<sup>1/2</sup>]]> 0.793 0.745 0.787 0.661
从表3中可以看出，本发明弹性模量/GPa、断裂韧性/Mpa.m1/2明显由于对比例。以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有高弹性模量的柔性玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：
SiO2 55.0 ~ 60.0%、Al2O3 16.0 ~ 21.0%、 B2O3 13.3 ~ 19.0%、CaCO3 2.8 ~ 13.0%、MgO 2.2 ~ 3.4%、SrCO3 0.3 ~ 1.8%、Ba(NO3)2 0.1 ~ 4 .4%、BeCO3 0.8 ~ 2.0%，外加原料总重量0.2~0.4wt％的SnO。
2.根据权利要求1所述一种具有高弹性模量的柔性玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：SiO2 55.0 ~ 60.0%、Al2O3 16.0 ~ 21.0%、 B2O3 13.3 ~ 19.0%、CaCO3 2.8~ 13.0%、MgO 2.2 ~ 3.4%、SrCO3 0.3 ~ 1.8%、Ba(NO3)2 0.1 ~ 4 .4%、BeCO3 0.8 ~ 2.0%，外加原料总重量0.2~0.4wt％的SnO。
3.根据权利要求1所述一种具有高弹性模量的柔性玻璃的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）按上述重量百分比称取原料，随后将所有原料放入研钵中混合均匀，制得玻璃配合料；
（2）将混合均匀后的玻璃配合料倒入铂金坩埚中，随后放入高温炉中， 1580~1700℃下熔融3~6h；
（3）待配合料熔融澄清后倒入不锈钢模具上成型，转入550~650℃的退火炉中退火40~60min，消除玻璃结构中的残余应力；
（4）退火结束后，随即随炉冷却至室温，降至室温后进行常规的减薄、强化、加工处理即得到一种有高弹性模量的柔性玻璃。
4.根据权利要求3所述一种有高弹性模量的柔性玻璃，其特征在于：所述步骤（2）中熔融温度为1580-1700℃。
5.根据权利要求3所述一种有高弹性模量的柔性玻璃，其特征在于所述步骤（3）中退火温度为550-650℃。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117534323A (zh) * 2023-10-19 2024-02-09 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种有高弹性模量的柔性玻璃及其制备方法
WO2024131308A1 (zh) * 2022-12-23 2024-06-27 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种具有高弹性模量的柔性玻璃

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1994947A (zh) * 2006-12-20 2007-07-11 彩虹彩色显像管总厂 用于光电显示设备基板玻璃的组合物
CN105174731A (zh) * 2015-09-08 2015-12-23 重庆国际复合材料有限公司 一种高模量玻璃纤维
CN115286241A (zh) * 2022-08-09 2022-11-04 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种高断裂韧性的超薄柔性玻璃及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508235A (en) * 1994-07-06 1996-04-16 Schott Glass Technologies, Inc. Cladding glass ceramic for use in high powered lasers
CN101531458A (zh) * 2009-04-01 2009-09-16 河南安飞电子玻璃有限公司 无碱铍铈锌硼硅酸盐玻璃料配方
CN111732336B (zh) * 2019-10-14 2022-08-02 东旭光电科技股份有限公司 玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用
WO2022039072A1 (ja) * 2020-08-21 2022-02-24 Ａｇｃ株式会社 化学強化ガラスおよび結晶化ガラス並びにそれらの製造方法
CN112441739B (zh) * 2020-12-24 2023-03-10 沙河市禾木新能源有限公司 一种超薄无碱硅酸盐玻璃及其制备方法、应用
CN113880429A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 彩虹显示器件股份有限公司 一种无碱基板玻璃及其减薄方法
CN116102258A (zh) * 2022-12-23 2023-05-12 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种具有高弹性模量的柔性玻璃

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1994947A (zh) * 2006-12-20 2007-07-11 彩虹彩色显像管总厂 用于光电显示设备基板玻璃的组合物
CN105174731A (zh) * 2015-09-08 2015-12-23 重庆国际复合材料有限公司 一种高模量玻璃纤维
CN115286241A (zh) * 2022-08-09 2022-11-04 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种高断裂韧性的超薄柔性玻璃及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024131308A1 (zh) * 2022-12-23 2024-06-27 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种具有高弹性模量的柔性玻璃
CN117534323A (zh) * 2023-10-19 2024-02-09 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种有高弹性模量的柔性玻璃及其制备方法

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