CN117326798A - 锂硼铝硅酸盐玻璃、钢化玻璃及其制备方法,含玻璃的制品、交通工具及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂硼铝硅酸盐玻璃,按照质量百分数,包括以下组成:58~69%的SiO2、7.5~12.3%的Al2O3、0.5~3%的B2O3、0.3~1.5%的Li2O、11~16%的Na2O、3.3~6%的K2O、2.7~5%的MgO和0.5~2%的ZrO2;其中,Li2O的质量百分数相对于Li2O、Na2O和K2O的质量百分数之和的比值为0.02~0.07;ZrO2和B2O3的质量百分数之和相对于Al2O3的质量百分数的比值为0.09~0.5。该硅酸盐玻璃具有较好的力学特性和物性参数,该与主流应用场景的匹配性较好,具有广泛的应用前景;还提供一种锂硼铝硅酸盐钢化玻璃,抗冲击和耐划伤性能较好。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃技术领域,特别是涉及锂硼铝硅酸盐玻璃、钢化玻璃及其制备方法,含玻璃的制品、交通工具及应用。
背景技术
随着玻璃技术的发展和应用领域的拓展,市场对高性能硅酸盐玻璃的需求水涨船高。但传统技术中难以对平衡硅酸盐玻璃的力学性能提升和成本降低的要求,已经不能满足市场的需求,而且也限制了硅酸盐玻璃的大规模应用。
发明内容
基于此,本申请的目的包括提供一种锂硼铝硅酸盐玻璃、钢化玻璃及其制备方法,含玻璃的制品、交通工具及应用。本申请中的锂硼铝硅酸盐玻璃具有较好的力学特性,而且物性参数平衡、该硅酸盐玻璃与主流应用场景的匹配性较好,制得的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃抗冲击和耐划伤性能较好。
本申请的第一方面,提供一种锂硼铝硅酸盐玻璃,按照质量百分数,包括以下组成:58~69%的SiO2、7.5~12.3%的Al2O3、0.5~3%的B2O3、0.3~1.5%的Li2O、11~16%的Na2O、3.3~6%的K2O、2.7~5%的MgO和0.5~2%的ZrO2;
其中,Li2O的质量百分数相对于Li2O、Na2O和K2O的质量百分数之和的比值为0.02~0.07;
ZrO2和B2O3的质量百分数之和相对于Al2O3的质量百分数的比值为0.09~0.5。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃,其满足如下条件中的一个或多个:
所述锂硼铝硅酸盐玻璃的密度为2.46~2.509g/cm3;
所述锂硼铝硅酸盐玻璃的熔化温度为1552~1632℃;
所述锂硼铝硅酸盐玻璃在50~350℃的线膨胀系数为76.5~98.3×10-7/℃;
所述锂硼铝硅酸盐玻璃的应变点为519~599℃;
所述锂硼铝硅酸盐玻璃的软化点为700~764℃;
所述锂硼铝硅酸盐玻璃的断裂韧性为0.53~0.73MPa·m1/2。
本申请的第二方面,提供一种锂硼铝硅酸盐玻璃的制备方法,包括以下步骤:
混合第一方面所述的锂硼铝硅酸盐玻璃的各组分,获得配合料;
将所述配合料加工为锂硼铝硅酸盐玻璃液;
将所述玻璃液加工为锂硼铝硅酸盐玻璃。
在一些实施方式中,所述的制备方法,其满足如下条件中的一个或多个:
将所述配合料加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃液的步骤包括加热熔制处理,所述加热熔制处理的温度为1530~1650℃;
将所述配合料加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃液的步骤包括澄清均化处理,所述澄清均化处理的温度为1530~1600℃;
将所述锂硼铝硅酸盐玻璃液加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃的步骤包括退火处理,所述退火处理的温度为600~700℃。
本申请的第三方面,提供一种锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的制备方法,包括以下步骤:
将第一方面所述的锂硼铝硅酸盐玻璃置于液态熔盐中进行化学钢化处理,制得所述钢化玻璃。
在一些实施方式中,所述的制备方法,其满足如下条件中的一个或多个:
所述液态熔盐中包括KNO3;
进行所述化学钢化处理的温度为385~425℃;
进行所述化学钢化处理的时间为4~8h。
本申请的第四方面,提供一种第三方面所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃,其满足如下条件中的一个或多个:
所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的环套环静压的测试数值为670.1~845.9Mpa;
所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的四点弯曲强度的测试数值为764~791Mpa;
所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的表面压应力为606.6~902.2MPa;
所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的的应力层深度为39.6~60.1μm。
本申请的第五方面,提供一种含玻璃的制品,包括玻璃结构,所述玻璃结构包含第三方面所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或第四方面所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃。
本申请的第六方面,提供一种交通工具,包括第三方面所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或第四方面所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或第五方面所述的含玻璃的制品。
本申请的第七方面,提供一种第一方面所述的锂硼铝硅酸盐玻璃、第二方面所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐玻璃、第三方面所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃、第四方面所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或第五方面所述的含玻璃的制品在在制造交通工具窗体组件中的应用。
本申请中提供的锂硼铝硅酸盐玻璃调整玻璃组合物中的成分,限定碱金属氧化物的质量比和ZrO2、B2O3和Al2O3的质量比,还采用成本较低的混合碱金属氧化物、助熔成分,实现了硅酸盐玻璃的综合力学特性和多种物性参数的平衡,该硅酸盐玻璃与主流应用场景的匹配性较好,具有广泛的应用前景。
本申请中提供的锂硼铝硅酸盐玻璃的制备方法简单,成本较低可采用熔制、澄清均化和退火的简单工艺步骤制得制得综合性能较好的锂硼铝硅酸盐玻璃。
本申请中提供的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的制备方法工艺简单、能耗较小,而且良率较高、产品质量较好。
本申请中提供的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃具有较好的抗冲击和耐划伤性能,较薄的钢化玻璃产品性能即可以满足应用需求。
本申请中提供的含玻璃的制品成本较低,较薄的玻璃结构可以满足常见领域的应用需求。
本申请中提供的交通工具中具有较好的力学特性、可靠性和耐用性较高,而且可以降低产品成本。
本申请中提供的锂硼铝硅酸盐玻璃、锂硼铝硅酸盐钢化玻璃、含玻璃的制品应用于交通工具领域,性能可靠、稳定性强,而且有助于降低成本、实现轻量化。
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,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。
下面对本发明的实施做详细的说明。本实施例在以本发明的技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
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。
术语
除非另外说明或存在矛盾之处,本文中使用的术语或短语具有以下含义:
本发明中,涉及“多个”、“多种”等,如无特别限定,指在数量上大于2或等于2。例如,“一种或多种”表示一种或大于等于两种。
本发明中,“进一步”、“特别”等用于描述目的,表示内容上的差异,但并不应理解为对本发明保护范围的限制。
本发明中,以开放式描述的技术特征中,包括所列举特征组成的封闭式技术方案,也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明中,涉及到数值区间(也即数值范围),如无特别说明,该数值区间内可选的数值的分布视为连续,且包括该数值区间的两个数值端点(即最小值及最大值),以及这两个数值端点之间的每一个数值。如无特别说明,当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时,包括该数值范围的两个端点整数,以及两个端点之间的每一个整数,相当于直接列举了每一个整数。当提供多个数值范围描述特征或特性时,可以合并这些数值范围。换言之,除非另有指明,否则本文中所公开之数值范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。该数值区间中的“数值”可以为任意的定量值,比如数字、百分比、比例等。“数值区间”允许广义地包括百分比区间,比例区间,比值区间等数值区间类型。
本发明中,术语“室温”一般指4℃~35℃,较佳地指20℃±5℃。在本发明的一些实施例中,室温是指20℃~30℃。
本发明中,如无特别限定,温度参数既允许为恒温处理,也允许在一定温度区间内存在变动。应当理解的是,所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。允许在如±5℃、±4℃、±3℃、±2℃、±1℃的范围内波动。
在本发明中,涉及数据范围的单位,如果仅在右端点后带有单位,则表示左端点和右端点的单位是相同的。比如,2~5h表示左端点“2”和右端点“5”的单位都是h(小时)。
2019年到2022年新能源汽车销量从121万辆/年增长到688万辆/年,交通领域对轻量化玻璃结构的需求不断增加。玻璃结构可分为夹层玻璃、钢化玻璃、区域钢化玻璃、中空安全玻璃和塑料玻璃;其中,汽车前挡风玻璃需要按照国家标准强制使用夹层玻璃,由两个钢化玻璃或玻璃原件,中间夹PVB,热熔固化制成。前挡风玻璃厚度为5-7mm,侧窗玻璃厚度为3-5mm。新能源汽车玻璃面积约4-6平方米,总材料重量42.5kg-60kg。据估计,每减少1mm厚度,整车重量至少可减少10kg,每100km油耗将减少约0.06L。随着市场对降低油耗、节能环保的要求越来越严格,消费者对里程的期望也越来越高,为了满足市场需求,汽车厂对轻型汽车玻璃的需求也逐渐增加。此外,应用于交通工具的玻璃结构需要具有良好的机械牢固性和韧性,以应对故意强行进入或接触石头或冰雹等外部冲击的挑战,同时减弱对内部冲击,减少破碎的可能性。硅酸盐玻璃广泛应用于消费电子、工业设备和交通工具领域。随着玻璃技术的发展和其应用领域的拓展,相关市场对高性能硅酸盐玻璃的需求越来越高。经典解决方案之一是采用厚片玻璃才能获得较好的力学特性(抗冲击和抗撞击特性较好),一般需要超过2~3mm。在汽车玻璃等交通工具应用领域,主流技术提供的汽车前挡风玻璃采用2层2~3mm钠钙玻璃,难以满足轻量化需求;业界还希望有软化点温度低于750℃的玻璃并且在化学钢化后具有很高的强度,同时具有很高的表面硬度。有相关技术报道还可以采用高成本的成分(例如SnO2、CeO2)或者大量的碱金属氧化物、或是经过复杂的工艺处理步骤,实现对硅酸盐玻璃材料的力学性能改善,使得较薄的硅酸盐玻璃能够满足应用的需要。因此,传统技术中难以对平衡硅酸盐玻璃的力学性能提升和成本降低的要求,已经不能满足市场的需求,而且也限制了硅酸盐玻璃的大规模应用。
本申请中的锂硼铝硅酸盐玻璃具有较好的力学特性,而且物性参数平衡、该硅酸盐玻璃与主流应用场景的匹配性较好,制得的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃抗冲击和耐划伤性能较好。
本申请的第一方面,提供一种锂硼铝硅酸盐玻璃,按照质量百分数,包括以下组成:58~69%的SiO2、7.5~12.3%的Al2O3、0.5~3%的B2O3、0.3~1.5%的Li2O、11~16%的Na2O、3.3~6%的K2O、2.7~5%的MgO和0.5~2%的ZrO2;
其中,Li2O的质量百分数相对于Li2O、Na2O和K2O的质量百分数之和的比值为0.02~0.07;
ZrO2和B2O3的质量百分数之和相对于Al2O3的质量百分数的比值为0.09~0.5。
本申请中提供的锂硼铝硅酸盐玻璃调整玻璃组合物中的成分,限定碱金属氧化物的质量比和ZrO2、B2O3和Al2O3的质量比,还采用成本较低的混合碱金属氧化物、助熔成分,实现了硅酸盐玻璃的综合力学特性和多种物性参数的平衡,该硅酸盐玻璃与主流应用场景的匹配性较好,具有广泛的应用前景。
可以理解的,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃为具有一定形态玻璃实体,其各个成分的质量百分数与原料组合物中的各个成分的质量百分数相等。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃中,按照质量百分数,包括58~69%的SiO2,还可以选自如下任一种质量百分数或任两种质量百分数构成的区间:58.2%、60.4%、61.6%、62.2%、62.5%、63.3%、63.6%、63.9%、64%、64.3%、65.1%、65.3%、65.5%、66.2%、66.5%、66.9%、67.2%、68%、68.6%等。SiO2为玻璃网络骨架形成成分,其中质量百分数最大的成分。较合适的锂硼铝硅酸盐玻璃的SiO2的质量百分数更有利于提升玻璃的力学强度、化学稳定性和热稳定性等。若锂硼铝硅酸盐玻璃的SiO2的质量百分数的取值过高,可能造成玻璃的高温粘度增大,不利于该硅酸盐玻璃的工业化生产;若锂硼铝硅酸盐玻璃的SiO2的质量百分数的取值过低,可能导致玻璃熔体网络完整度下降,使得玻璃的线膨胀系数会增加,稳定性下降。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃中,按照质量百分数,包括7.5~12.3%的Al2O3,还可以选自如下任一种质量百分数或任两种质量百分数构成的区间:7.7、8、8.2、8.5、9.2、9.5、9.6、9.8、10、10.2、10.4、10.5、11、11.2、11.8、12、12.3等。较合适的锂硼铝硅酸盐玻璃的Al2O3的质量百分数更有利于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、硬度;在锂硼铝硅酸盐玻璃中,游离氧与Al3+形成玻璃形成体[AlO4],在玻璃的网络结构中形成更大的空隙通道,较合适的Al2O3的质量百分数有利于碱金属离子交换,以获得最大的表面压应力和应力层深度。若锂硼铝硅酸盐玻璃的Al2O3的质量百分数的取值过高或过低,都可能导致玻璃性能的劣化。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃中,按照质量百分数,包括0.5~3%的B2O3,还可以选自如下任一种质量百分数或任两种质量百分数构成的区间:0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.3、1.4、1.5、1.6、2、2.2、2.5、2.8、3等。较合适的锂硼铝硅酸盐玻璃的B2O3的质量百分数更有利于获得综合力学性能较好的硅酸盐玻璃。若锂硼铝硅酸盐玻璃的B2O3的质量百分数的取值过高,可能造成玻璃表面离子交换能力的降低;若锂硼铝硅酸盐玻璃的B2O3的质量百分数的取值过低,可能导致玻璃液相线温度、软化点温度和线膨胀系数参数下降不明显,未能较好发挥助熔作用,同时玻璃在化学强化和弯曲成形过程中的热学性能改善作用不明显。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃中,按照质量百分数,包括0.3~1.5%的Li2O,还可以选自如下任一种质量百分数或任两种质量百分数构成的区间:0.3、0.4、0.5、0.7、0.8、0.9、1、1.2、1.5等。Li+的极化特性使之在高温下能有利于降低高温黏度和低温下的荷重软化点,降低玻璃的模压温度,可以使用较为便宜的模具和涂层材料。同时Li+的半径较小,可以填充在玻璃体空隙中,平衡游离氧,较合适的Li2O的质量百分数更有利于增强玻璃体的机械强度、表面硬度和抗化学侵蚀性等;具体而言,Li+与熔盐中Na+进行离子交换,可以在较短的时间内提升压应力层深度,使玻璃具有更加优异的抗力学冲击性能。若锂硼铝硅酸盐玻璃的Li2O的质量百分数的取值过高,可能造成加快窑炉耐材侵蚀,减少窑炉使用寿命,且锂原料价格昂贵,会大幅提高生产成本,进一步阻碍在市场上的推广和应用;若锂硼铝硅酸盐玻璃的Li2O的质量百分数的取值过低,可能导致进行化学钢化过程中离子交换的速度较慢,难以获得较深的离子交换层,从而导致抗冲击力性较差。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃中,按照质量百分数,包括11~16%的Na2O,还可以选自如下任一种质量百分数或任两种质量百分数构成的区间:11、12.5、12.8、13、13.3、13.8、13.9、14、14.1、14.2、14.6、15、16等。Na2O构成玻璃结构中的网络外体,是促进玻璃原料熔融的成分和化学强化的主要成分。较合适的锂硼铝硅酸盐玻璃的Na2O的质量百分数更有利于降低玻璃熔制温度,且促进离子交换效率,提高化学强化效果。若锂硼铝硅酸盐玻璃的Na2O的质量百分数的取值过高,可能造成玻璃的线膨胀系数增加,玻璃的耐候性和稳定性变差;若锂硼铝硅酸盐玻璃的Na2O的质量百分数的取值过低,可能导致玻璃表面离子交换深度浅和压缩应力低,从而不利于化学强化。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃中,按照质量百分数,包括3.3~6%的K2O,还可以选自如下任一种质量百分数或任两种质量百分数构成的区间:3.3、3.5、3.6、3.7、4、4.1、4.2、4.3、4.9、5、5.3、5.5、6等。同时加入K2O和Na2O带来的混合碱效应,有利于提高玻璃的高温熔制和澄清,促进化学强化效果。较合适的锂硼铝硅酸盐玻璃的K2O的质量百分数更有利于后续的化学强化过程,获得力学性能较好的化学钢化玻璃。若锂硼铝硅酸盐玻璃的K2O的质量百分数的取值过高,可能造成玻璃的离子交换能力会下降,以及线膨胀系数增大;若锂硼铝硅酸盐玻璃的K2O的质量百分数的取值过低,可能因混合碱作用下降,从而对后续的化学强化过程带来不利影响。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃中,按照质量百分数,包括16.9~21.5%的碱金属氧化物(记为R2O),所述碱金属氧化物包括Li2O、K2O和Na2O。所述锂硼铝硅酸盐玻璃中碱金属氧化物的质量百分数还可以选自如下任一种质量百分数或任两种质量百分数构成的区间:16.9%、17.5%、17.7%、18.2%、18.3%、18.6%、18.8%、19.2%、19.4%、20.3%、20.5%、20.7%、20.8%、20.9%、21.5%等。较合适的锂硼铝硅酸盐玻璃的碱金属氧化物即锂硼铝硅酸盐玻璃中同时包括Li2O、K2O和Na2O的混合碱时,较合适的质量百分数更有利于提升玻璃的化学强化效果,降低玻璃的热膨胀。若锂硼铝硅酸盐玻璃的碱金属氧化物的质量百分数的取值过高,可能造成玻璃断键增加、玻璃网络结构不完整、玻璃的热膨胀增加、玻璃的耐候性和稳定性变差,同时挥发性增大,还可能会加剧后续化学强化过程中对炉体耐材的侵蚀;若锂硼铝硅酸盐玻璃的碱金属氧化物的质量百分数的取值过低,可能导致玻璃的熔化变得困难,同时还可能会明显降低后续玻璃的化学强化效果。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃中,按照质量百分数,包括2.7~5%的MgO,还可以选自如下任一种质量百分数或任两种质量百分数构成的区间:2.7、3、3.2、3.3、3.5、3.7、3.9、4.2、4.5、4.6、5等。较合适的锂硼铝硅酸盐玻璃的MgO的质量百分数更有利于降低玻璃熔化温度和软化点,降低玻璃析晶倾向,同时能提高玻璃弹性模量和降低表面应力松弛。若锂硼铝硅酸盐玻璃的MgO的质量百分数的取值过高,会造成玻璃的线膨胀系数和软化点增大,且阻碍离子交换效率,降低化学强化效果;若锂硼铝硅酸盐玻璃的MgO的质量百分数的取值过低,可能导致玻璃熔体的黏度会增大、熔融性会降低以及降低玻璃原片的力学性能。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃中,按照质量百分数,包括0.5~2%的ZrO2,还可以选自如下任一种质量百分数或任两种质量百分数构成的区间:0.5、0.6、0.7、0.9、1、1.1、1.2、1.4、1.5、1.8、2等。ZrO2以网络形成体[ZrO4]形式存在玻璃网络结构中,较合适的锂硼铝硅酸盐玻璃的ZrO2的质量百分数更有利于获得力学性能均衡的玻璃,获得硬度、杨氏模量和耐候性和稳定性较高的玻璃。若锂硼铝硅酸盐玻璃的ZrO2的质量百分数的取值过高,可能造成玻璃熔化温度大幅上升,不利于加工过程;若锂硼铝硅酸盐玻璃的ZrO2的质量百分数的取值过低,可能导致后续在化学强化过程中ZrO2带来的增大离子交换动力和降低表面应力松弛作用不明显,玻璃硬度和杨氏模量的提高不明显。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃中,Li2O的质量百分数相对于Li2O、Na2O和K2O的质量百分数之和的比值为0.02~0.07,即按照质量百分数带入计算,Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)的取值范围为0.02~0.07;该比值进一步可以选自如下任一种数值或任两种数值构成的区间:0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07等。较合适的Li2O的质量百分数相对于Li2O、Na2O和K2O的质量百分数之和的比值更有利于增大离子交换效率和离子交换深度,提高玻璃抗冲击性。若该比值过高,可能造成加剧窑炉耐材侵蚀,且锂原料价格昂贵,会大幅提高生产成本,不利于在市场上的推广和应用;若该比值过低,可能导致离子交换深度浅,明显降低玻璃抗冲击性,进而降低汽车玻璃的使用安全性。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐玻璃中,ZrO2和B2O3的质量百分数之和相对于Al2O3的质量百分数的比值为0.09~0.5,即按照质量百分数带入计算,(ZrO2+B2O3)/Al2O3的取值范围为0.09~0.5;该比值进一步可以选自如下任一种数值或任两种数值构成的区间:0.09、0.11、0.13、0.16、0.21、0.23、0.25、0.26、0.31、0.33、0.35、0.42、0.45、0.5等。由于Si-O和Al-O键能大,形成的[SiO4]单元结构较难产生塑性变形。本申请中采用B2O3和ZrO2,可以起到部分替代Si-O和Al-O的作用,形成[BO4]和[ZrO4]的层状或链状结构单元,使得玻璃在受到外力较易产生滑移或塑性变形,从提高玻璃的断裂韧性。较合适的ZrO2和B2O3的质量百分数之和相对于Al2O3的质量百分数的比值为0.09~0.5更有利于提升玻璃的抗冲击性。若(ZrO2+B2O3)/Al2O3的该比值过高,可能造成降低玻璃的强度,影响汽车玻璃的使用安全性;若(ZrO2+B2O3)/Al2O3的该比值过低,可能导致脆性变大,易破碎。
在一些实施方式中,所述锂硼铝硅酸盐玻璃的密度为2.46~2.509g/cm3,还可以选自如下任一种密度或任两种密度构成的区间:2.46g/cm3、2.461g/cm3、2.463g/cm3、2.464g/cm3、2.466g/cm3、2.467g/cm3、2.47g/cm3、2.472g/cm3、2.473g/cm3、2.475g/cm3、2.48g/cm3、2.483g/cm3、2.485g/cm3、2.487g/cm3、2.488g/cm3、2.49g/cm3、2.5g/cm3、2.503g/cm3、2.509g/cm3等。本申请中,如无特别说明,密度的测试参照阿基米德法测定,具体测试方法参照标准ASTM C-693。
在一些实施方式中,所述锂硼铝硅酸盐玻璃的熔化温度为1552~1632℃,还可以选自如下任一种熔化温度或任两种熔化温度构成的区间:1552℃、1565℃、1570℃、1589℃、1592℃、1593℃、1596℃、1600℃、1604℃、1606℃、1614℃、1616℃、1618℃、1619℃、1623℃、1627℃、1628℃、1632℃等。本申请中,如无特别说明,熔化温度的测试采用美国ORTON的高温粘度计测定粘度,再由Vogel-Fulcher-Tamann公式计算得出熔化温度。
在一些实施方式中,所述锂硼铝硅酸盐玻璃在50~350℃的线膨胀系数为76.5~98.3×10-7/℃,还可以选自如下任一种线膨胀系数或任两种线膨胀系数构成的区间:76.5×10-7/℃、80×10-7/℃、80.1×10-7/℃、81×10-7/℃、82×10-7/℃、82.3×10-7/℃、83×10-7/℃、84×10-7/℃、84.2×10-7/℃、84.4×10-7/℃、85×10-7/℃、85.5×10-7/℃、85.9×10-7/℃、86×10-7/℃、86.7×10-7/℃、87×10-7/℃、87.1×10-7/℃、87.9×10-7/℃、88.3×10-7/℃、91.1×10-7/℃、94.4×10-7/℃、94.6×10-7/℃、95.5×10-7/℃、96.7×10-7/℃、97.9×10-7/℃、98.3×10-7/℃等。较合适的线膨胀系数更有利于降低硅酸盐玻璃的生产和后加工难度,提高成品良率。在实际应用中,例如作为玻璃结构的组件之一,硅酸盐玻璃的线膨胀系数需要与物理钢化钠钙玻璃相匹配(线膨胀系数约为92×10-7/℃),以避免厚度较小(1~2mm)的硅酸盐玻璃在热弯过程中因体积膨胀程度过大造成玻璃组件尺寸错位,进而造成组件玻璃的安全性能显著下降。
在一些实施方式中,所述锂硼铝硅酸盐玻璃的应变点为519~599℃,还可以选自如下任一种应变点或任两种应变点构成的区间:519℃、532℃、537℃、556℃、559℃、560℃、563℃、567℃、571℃、573℃、581℃、583℃、585℃、586℃、590℃、594℃、595℃、599℃、等。
在一些实施方式中,所述锂硼铝硅酸盐玻璃的软化点为700~764℃,还可以选自如下任一种软化点或任两种软化点构成的区间:700℃、711℃、714℃、721℃、730℃、736℃、739℃、740℃、742℃、743℃、744℃、752℃、754℃、755℃、756℃、758℃、762℃、764℃等。
在一些实施方式中,所述锂硼铝硅酸盐玻璃的断裂韧性为0.53~0.73MPa·m1/2,还可以选自如下任一种断裂韧性值或任两种断裂韧性值构成的区间:0.53MPa·m1/2、0.54MPa·m1/2、0.55MPa·m1/2、0.56MPa·m1/2、0.57MPa·m1/2、0.58MPa·m1/2、0.59MPa·m1 /2、0.6MPa·m1/2、0.61MPa·m1/2、0.62MPa·m1/2、0.63MPa·m1/2、0.64MPa·m1/2、0.66MPa·m1/2、0.67MPa·m1/2、0.68MPa·m1/2、0.69MPa·m1/2、0.7MPa·m1/2、0.71MPa·m1/2、0.72MPa·m1/2、0.73MPa·m1/2等。
本申请的第二方面,提供一种锂硼铝硅酸盐玻璃的制备方法,包括以下步骤:
S100:混合第一方面所述的锂硼铝硅酸盐玻璃的各组分,获得配合料;
S200:将所述配合料加工为锂硼铝硅酸盐玻璃液;
S300:将所述玻璃液加工为锂硼铝硅酸盐玻璃。
本申请中提供的锂硼铝硅酸盐玻璃的制备方法简单,成本较低可采用熔制、澄清均化和退火的简单工艺步骤制得制得综合性能较好的锂硼铝硅酸盐玻璃。
在一些实施方式中,所述的制备方法中,将所述配合料加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃液的步骤包括加热熔制处理,所述加热熔制处理的温度为1530~1650℃,进一步可以为1550~1630℃,还可以选自如下任一种温度或任两种温度构成的区间:1530℃、1540℃、1550℃、1560℃、1570℃、1580℃、1590℃、1600℃、1610℃、1620℃、1630℃、1640℃、1650℃等。
在一些实施方式中,所述的制备方法中,将所述配合料加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃液的步骤包括加热熔制处理,所述加热熔制处理的时间为6~8h,还可以选自如下任一种时间或任两种时间构成的区间:6h、6.5h、7h、7h、8h等。
在一些实施方式中,所述的制备方法中,将所述配合料加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃液的步骤包括澄清均化处理,所述澄清均化处理的温度为1530~1600℃,还可以选自如下任一种温度或任两种温度构成的区间:1530℃、1540℃、1550℃、1560℃、1570℃、1580℃、1590℃、1600℃等。
在一些实施方式中,所述的制备方法中,将所述配合料加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃液的步骤包括澄清均化处理,所述澄清均化处理的时间为4~8h,还可以选自如下任一种时间或任两种时间构成的区间:4h、5h、6h、7h、8h等。
在一些实施方式中,所述的制备方法中,将所述锂硼铝硅酸盐玻璃液加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃的步骤包括退火处理,所述退火处理的温度为600~700℃,还可以选自如下任一种温度或任两种温度构成的区间:600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、700℃等。
在一些实施方式中,所述的制备方法中,将所述锂硼铝硅酸盐玻璃液加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃的步骤包括退火处理,所述退火处理的时间为12~24h,还可以选自如下任一种时间或任两种时间构成的区间:12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h等。
在一些实施方式中,所述的制备方法,包括以下步骤:
S100:混合第一方面所述的锂硼铝硅酸盐玻璃的组分,得配合料;
S200:将所述配合料进行加热熔制和澄清均化,得到锂硼铝硅酸盐玻璃液;
S300:将所述玻璃液成型,进行退火处理,得到所述锂硼铝硅酸盐玻璃。
在一些实施方式中,所述的制备方法,包括以下步骤:
S100:混合第一方面所述的锂硼铝硅酸盐玻璃的组分,得配合料;
S200:将所述配合料在合适的温度下进行加热熔制处理合适时间,在合适的温度下进行澄清均化处理合适时间,得到锂硼铝硅酸盐玻璃液;
S300:将所述玻璃液成型,在合适的温度下进行退火处理合适时间,得到所述锂硼铝硅酸盐玻璃。
在一些实施方式中,所述的制备方法,包括以下步骤:
S100:混合第一方面所述的锂硼铝硅酸盐玻璃的组分,得配合料;
S200:将所述配合料在1530~1650℃的温度下进行加热熔制处理6~8h,在1530~1600℃的温度下进行澄清均化处理4~8h,得到锂硼铝硅酸盐玻璃液;
S300:将所述玻璃液成型,在600~700℃的温度下进行退火处理12~24h,得到所述锂硼铝硅酸盐玻璃。
本申请的第三方面,提供一种锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的制备方法,包括以下步骤:
将第一方面所述的锂硼铝硅酸盐玻璃置于液态熔盐中进行化学钢化处理,制得所述钢化玻璃。在化学钢化(化学强化)处理过程中,可以发生玻璃中的Li+与Na+、Na+与K+的离子交换,交换后的离子例如Na+与K+挤塞在[SiO4],[AlO4],[BO4]和[ZrO4]网络结构空隙中。
本申请中提供的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的制备方法工艺简单、能耗较小,而且良率较高、产品质量较好。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的制备方法中,所述液态熔盐中包括KNO3。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的制备方法中,所述液态熔盐中包括NaNO3和KNO3。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的制备方法中,进行所述化学钢化处理的温度为385~425℃,还可以选自如下任一种温度或任两种温度构成的区间:385℃、390℃、395℃、400℃、405℃、410℃、415℃、420℃、425℃等。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的制备方法中,进行所述化学钢化处理的时间为4~8h,还可以选自如下任一种温度或任两种时间构成的区间:4h、5h、6h、7h、8h等。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的制备方法,还包括将第一方面所述的锂硼铝硅酸盐玻璃切片和打磨的步骤。
在一些实施方式中,所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的制备方法,还包括将第一方面所述的锂硼铝硅酸盐玻璃切片、粗磨、普通清洗、细磨、超声清洗、CNC磨边倒角和抛光精加工的步骤。
本申请的第四方面,提供一种第三方面所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃。
本申请中提供的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃具有较好的抗冲击和耐划伤性能,较薄的钢化玻璃产品性能即可以满足应用需求。
在一些实施方式中,所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的环套环静压(ring on ring,简称ROR)的测试数值为670.1~845.9Mpa,还可以选自如下任一种环套环静压值或任两种环套环静压值构成的区间:670.1、670.19、695.18、701.88、711.16、720.69、747.23、748.52、749.55、749.81、750.84、755.99、762.43、763.72、797.22、803.14、804.69、822.21、837.16、845.92等。
在一些实施方式中,所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的四点弯曲强度(4point bend,简称4PB)的测试数值为764~791Mpa,还可以选自如下任一种四点弯曲强度或任两种四点弯曲强度构成的区间:764、765、767、769、773、774、775、776、777、778、779、780、782、786、790、791等。
本申请中,如无特别说明,利用普赛特的PT-307A万能试验机测试四点弯曲强度和环套环静压测试。进行环套环静压(ring on ring,简称ROR)测试,采用的样品尺寸的长、宽和厚分别为50mm、50mm、1-2mm,表面粗糙度在2nm以内,厚度均匀性控制在6μm以内。
在一些实施方式中,所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的表面压应力为606.6~902.2MPa,还可以选自如下任一种表面压应力或任两种表面压应力构成的区间:606.6、644.3、683.4、693.9、707.8、720.6、722.2、761.5、763.3、765.1、767、774.3、783.7、785.6、833.8、842.3、844.5、869、890.1、902.2等。
在一些实施方式中,所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的应力层深度为39.6~60.1μm,还可以选自如下任一种应力层深度或任两种应力层深度构成的区间:39.6、40.1、41、42.1、42.2、42.6、45、45.1、45.6、46、46.1、46.2、46.3、48.6、49.5、50.4、51.1、53.9、56.9、60.1等。
本申请中,如无特别说明,进行表面压应力和应力层深度测试采用日本折原FSM-6000LE表面应力仪来测定。
本申请的第五方面,提供一种含玻璃的制品,包括玻璃结构,所述玻璃结构包含第三方面所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或第四方面所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃。
在一些实施方式中,所述的含玻璃的制品中,所述玻璃结构为夹层玻璃结构,包括依次设置的外层玻璃、聚合物层和内层玻璃。所述外层玻璃和内层玻璃分别为锂硼铝硅酸盐钢化玻璃和钠钙玻璃。其中,所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃可以满足汽车玻璃耐冲击性和抗划性的安全要求且厚度可以<2mm;实现以较薄的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃(<2mm)替代传统技术中较厚的的钠钙玻璃(一般≥3mm)的,从而大幅降低玻璃结构的厚度并保持较好的耐冲击极性、抗跌落抗划伤性能。
本申请中提供的含玻璃的制品成本较低,较薄的玻璃结构可以满足常见领域的应用需求。
本申请的第六方面,提供一种交通工具,包括第三方面所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或第四方面所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或第五方面所述的含玻璃的制品。交通工具可以是轿车和高速铁路,尤其是对轻量化要求较高的新能源汽车。
本申请中提供的交通工具中具有较好的力学特性、可靠性和耐用性较高,而且可以降低产品成本。
本申请的第七方面,提供一种第一方面所述的锂硼铝硅酸盐玻璃、第二方面所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐玻璃、第三方面所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃、第四方面所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或第五方面所述的含玻璃的制品在在制造交通工具窗体组件中的应用。
本申请中提供的锂硼铝硅酸盐玻璃、锂硼铝硅酸盐钢化玻璃、含玻璃的制品应用于交通工具领域,性能可靠、稳定性强,而且有助于降低成本、实现轻量化。
为了更易于理解及实现本发明,以下还提供了如下较易实施的、更为具体详细的实施例及对比例作为参考。
以下将对本发明的构思、具体实例及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明。提供这些说明的目的仅在于帮助解释本发明,不应当用来限制本发明的权利要求的范围。
如无特殊说明,以下各试验所用的原材料皆可从市场上常规购得。
实施例1
锂硼铝硅酸盐玻璃和钢化玻璃的制备方法包括以下步骤:
(1)根据表1中的硅酸盐玻璃各组分的质量百分含量称取各种原料,并将上述原料机械混合0.5小时,得到配合料。
(2)将原料倒入铂铑坩埚中,在表1中的熔化温度1630℃下保温熔融6小时,再在1600℃下澄清处理4小时,得到玻璃液。
(3)将玻璃液浇注到不锈钢模具中成型,再在700℃下保温退火12小时,然后随炉冷却至室温,得到硅酸盐玻璃(相当于锂硼铝硅酸盐玻璃)。
(4)将硅酸盐玻璃进行切片(300×300×(1-2)mm)→粗磨→普通清洗→细磨→超声清洗→CNC磨边倒角→抛光精加工,得到的硅酸盐玻璃原片。
(5)将精加工处理的玻璃片置于425℃的熔融KNO3中化学钢化4小时,得到硅酸盐化学钢化玻璃;对玻璃化学钢化玻璃进行理化性能测试(测试结果参见表1),测试方法如下所示:
密度:参照阿基米德法测定,具体测试方法参照ASTMC-693。
熔化温度:采用高温粘度计测定粘度,再由Vogel-Fulcher-Tamann公式计算得出熔化温度。
杨氏模量:利用弯曲共振法测定,样品尺寸为具体测试方法为1.0~2.0mm厚度的片状玻璃,样品长度和宽度分别为50mm和50mm,测试方法参考《JC/T2172-2013精细陶瓷弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法-脉冲激励法》。
线膨胀系数:利用德国耐驰DIL-402PC卧式膨胀仪测定的,在50~350℃范围内测试,升温速率为5℃/min。
玻璃应变点、退火点和软化点:参照标准ASTMC-336和ASTMC-338测定。
通过普赛特的PT-307A万能试验机测试四点弯曲强度(4point bend,简称4PB)和环套环(ring on ring,简称ROR)静压测试。
断裂韧性:使用压痕法计算断裂韧性KIC,公式为:KIC=0.0824×2P/3c(MPa·m1 /2);其中,P为载荷,c为压痕的长度。
锂硼铝硅酸盐玻璃化学钢化玻璃的表面压应力(Compressed Stress,简称CS)和压应力层深度(Depth of Layers,简称DOL):采用FSM-6000LE表面应力仪来测定。
实施例2~7
实施例2~7中的锂硼铝硅酸盐玻璃和钢化玻璃的制备方法、性能测试方法与实施例1中的方法基本相同,区别仅在于锂硼铝硅酸盐玻璃的组分不同,具体可参见表1中的组成。
表1实施例1~7中锂硼铝硅酸盐玻璃的组成和钢化玻璃的性能参数
实施例8~14
实施例8~14中的锂硼铝硅酸盐玻璃和钢化玻璃的制备方法、性能测试方法与实施例1中的方法基本相同,区别仅在于:(a)实施例8~14中锂硼铝硅酸盐玻璃的组分不同,具体可参见表2中的组成;(b)制备方法中的步骤(1)~(3)和(5)的工艺参数不同,具体如下:
(1)根据表2中的硅酸盐玻璃各组分的质量百分含量称取各种原料,并将上述原料机械混合1小时,得到配合料。
(2)将原料倒入铂铑坩埚中,在表1中的熔化温度1550℃下保温熔融6小时,再在1530℃下澄清处理8小时,得到玻璃液。
(3)将玻璃液浇注到不锈钢模具中成型,再在630℃下保温退火24小时,然后随炉冷却至室温,得到硅酸盐玻璃。
(4)将硅酸盐玻璃进行切片(300×300×(1-2)mm)→粗磨→普通清洗→细磨→超声清洗→CNC磨边倒角→抛光精加工,得到的硅酸盐玻璃原片。
(5)将精加工处理的玻璃片置于400℃的熔融KNO3中化学钢化6小时,最后分别对玻璃样品理化性能测试。
表2实施例8~14中锂硼铝硅酸盐玻璃的组成和钢化玻璃的性能参数
实施例15~20
实施例15~20中的锂硼铝硅酸盐玻璃和钢化玻璃的制备方法、性能测试方法与实施例1中的方法基本相同,区别仅在于:(a)实施例15~20中锂硼铝硅酸盐玻璃的组分不同,具体可参见表1中的组成;(b)制备方法中的步骤(1)~(3)和(5)的工艺参数不同,具体如下:
(1)根据表1中的硅酸盐玻璃各组分的质量百分含量称取各种原料,并将上述原料机械混合0.8小时,得到配合料。
(2)将原料倒入铂铑坩埚中,在表1中的熔化温度1580℃下保温熔融8小时,再在1560℃下澄清处理4小时,得到玻璃液。
(3)将玻璃液浇注到不锈钢模具中成型,再在670℃下保温退火15小时,然后随炉冷却至室温,得到硅酸盐玻璃。
(4)将硅酸盐玻璃进行切片(300×300×(1-2)mm)→粗磨→普通清洗→细磨→超声清洗→CNC磨边倒角→抛光精加工,得到的硅酸盐玻璃原片。
(5)将精加工处理的玻璃片置于385℃的熔融KNO3中化学钢化8小时,最后分别对玻璃样品理化性能测试。
表3实施例15~20中锂硼铝硅酸盐玻璃的组成和钢化玻璃的性能参数
对比例1
对比例1中的锂硼铝硅酸盐玻璃和钢化玻璃的制备方法、性能测试方法与实施例2中的方法基本相同,区别仅在于:对比例1中锂硼铝硅酸盐玻璃的组分不同,具体可参见表4中的组成。
对比例2
对比例2中的锂硼铝硅酸盐玻璃和钢化玻璃的制备方法、性能测试方法与实施例6中的方法基本相同,区别仅在于:对比例2中锂硼铝硅酸盐玻璃的组分不同,具体可参见表4中的组成。
对比例3
对比例3中的锂硼铝硅酸盐玻璃和钢化玻璃的制备方法、性能测试方法与实施例14中的方法基本相同,区别仅在于:对比例3中锂硼铝硅酸盐玻璃的组分不同,具体可参见表4中的组成。
表4对比例1~3中锂硼铝硅酸盐玻璃的组成和钢化玻璃的性能参数
将对比例1与实施例2对比可知,对比例1中的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的环套环静压测试ROR值为582MPa和四点弯曲强度4PB值为753MPa,均小于实施例2中的钢化玻璃中的对应测试结果(747.2MPa和791MPa);对比例1中钢化玻璃的应力层深度仅有35.3μm,同样比实施例2中的钢化玻璃小中的对应值(46.3μm);在实际应用中可能导致其抗冲击能力大幅下降、受到外力冲击时容易发生过度变形或破裂,而且表面容易被划伤。可能的原因是对比例1的锂硼铝硅酸盐玻璃中的Li2O质量百分数较小、混合碱金属氧化物中Li2O的占比较小,导致在化学钢化过程中离子交换动力不足,从而造成锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的性能明显低于实施例2中的钢化玻璃。
将对比例2与实施例6对比可知,对比例2中锂硼铝硅酸盐玻璃(硅酸盐玻璃原片,未经过化学钢化过程)的断裂韧性为0.364MPa·m1/2,显著低于实施例6中的0.55MPa·m1/2,而且经过化学强化制得的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的四点弯曲强度4PB值为616MPa,明显低于实施例6中的钢化玻璃中的对应测试结果(778MPa);表明对比例2中的硅酸盐玻璃和化学强化后的钢化玻璃的抗冲击性能均显著低于实施例6中对应的玻璃。可能的原因是对比例2的ZrO2和B2O3的质量百分数之和与Al2O3质量百分数之比较小,使得形成较少的[BO4]和[ZrO4]层结构,阻碍了玻璃网络结构受外力后的滑移运动;因此,虽然化学强化后的钢化玻璃的表面压应力下降、离子交换深度提高,但钢化玻璃的断裂韧性变差。
将对比例3与实施例14对比可知,对比例3中的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的表面压应力值仅有553.9MPa,显著低于实施例14中的774.3MPa;环套环静压测试ROR值为631MPa,明显低于实施例14中的756MPa;抗冲击性和抗划伤性能大幅弱化。可能的原因是对比例3的ZrO2和B2O3的质量百分数之和与Al2O3质量百分数之比较大,使得玻璃网络结构更加致密,离子交换的空隙减小,进而造成对比例3中的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的性能明显低于实施例14中的钢化玻璃。
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申请的几种实施方式,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,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准,说明书可用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种锂硼铝硅酸盐玻璃,其特征在于,按照质量百分数,包括以下组成:58~69%的SiO2、7.5~12.3%的Al2O3、0.5~3%的B2O3、0.3~1.5%的Li2O、11~16%的Na2O、3.3~6%的K2O、2.7~5%的MgO和0.5~2%的ZrO2;
其中,Li2O的质量百分数相对于Li2O、Na2O和K2O的质量百分数之和的比值为0.02~0.07;
ZrO2和B2O3的质量百分数之和相对于Al2O3的质量百分数的比值为0.09~0.5。
2.根据权利要求1所述的锂硼铝硅酸盐玻璃,其特征在于,满足如下条件中的一个或多个:
所述锂硼铝硅酸盐玻璃的密度为2.46~2.509g/cm3;
所述锂硼铝硅酸盐玻璃的熔化温度为1552~1632℃;
所述锂硼铝硅酸盐玻璃在50~350℃的线膨胀系数为76.5~98.3×10-7/℃;
所述锂硼铝硅酸盐玻璃的应变点为519~599℃;
所述锂硼铝硅酸盐玻璃的软化点为700~764℃;
所述锂硼铝硅酸盐玻璃的断裂韧性为0.53~0.73MPa·m1/2。
3.一种锂硼铝硅酸盐玻璃的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
混合权利要求1或2所述的锂硼铝硅酸盐玻璃的各组分,获得配合料;
将所述配合料加工为锂硼铝硅酸盐玻璃液;
将所述玻璃液加工为锂硼铝硅酸盐玻璃。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,满足如下条件中的一个或多个:
将所述配合料加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃液的步骤包括加热熔制处理,所述加热熔制处理的温度为1530~1650℃;
将所述配合料加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃液的步骤包括澄清均化处理,所述澄清均化处理的温度为1530~1600℃;
将所述锂硼铝硅酸盐玻璃液加工为所述锂硼铝硅酸盐玻璃的步骤包括退火处理,所述退火处理的温度为600~700℃。
5.一种锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将权利要求1~4中任一项所述的锂硼铝硅酸盐玻璃置于液态熔盐中进行化学钢化处理,制得所述钢化玻璃。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,满足如下条件中的一个或多个:
所述液态熔盐中包括KNO3;
进行所述化学钢化处理的温度为385~425℃;
进行所述化学钢化处理的时间为4~8h。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃,其特征在于,满足如下条件中的一个或多个:
所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的环套环静压的测试数值为670.1~845.9Mpa;
所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的四点弯曲强度的测试数值为764~791Mpa;
所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的表面压应力为606.6~902.2MPa;
所述锂硼铝硅酸盐钢化玻璃的应力层深度为39.6~60.1μm。
8.一种含玻璃的制品,其特征在于,包括玻璃结构,所述玻璃结构包含权利要求5或6所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或权利要求7所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃。
9.一种交通工具,其特征在于,包括权利要求5或6所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或权利要求7所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或权利要求8所述的含玻璃的制品。
10.权利要求1或2所述的锂硼铝硅酸盐玻璃、权利要求3或4所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐玻璃、权利要求5或6所述的制备方法制备得到的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃、权利要求7所述的锂硼铝硅酸盐钢化玻璃或权利要求8所述的含玻璃的制品在制造交通工具窗体组件中的应用。
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