KR20220117306A - 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹 및 그의 제조방법과 응용 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹 및 그의 제조방법과 응용을 제공하되, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 원료로서 하기 희토류 산화물 중의 적어도 1종을 포함한다:Ta2O5, La2O3, Y2O3, Tm2O3, Nb2O5. 본 발명은 열처리 및 이온교환을 통해 Ta2O5, La2O3, Y2O3, Tm2O3, Nb2O5 중 적어도 1종의 희토류 산화물이 도핑된 유리 기재를 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조하되, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있어, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
Description
본 발명은 유리의 생산 제조 기술분야에 속하고, 유리 세라믹에 관한 것으로, 특히 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹 및 그의 제조방법과 응용에 관한 것이다.
스마트폰 및 태블릿 컴퓨터와 같은 대면적 터치스크린 전자 제품의 대중화에 따라 소비자들은 내충격성, 낙하 저항, 긁힘 저항 등과 같은 디스플레이 장치의 파단 방지 성능에 대해 더 높은 요구 사항을 제시하였다. 이런 까닭에 각 주요 단말기 제조사들은 지속적으로 스크린 보호재를 개진하고 있는바, 최초의 아크릴판은 강도가 낮고, 광 투과율이 낮으므로, 투명도, 경도, 내식성, 가공 및 성형 용이성 등 특성이 우수한 유리에 의해 빠르게 대체되고, 아크릴판 등 고분자 재료를 대체한 유리는 스크린 보호재 분야에 널리 사용되고 있다.
유리 세라믹은 유리의 내충격성 및 화학적 내식성을 더 한층 개선하기에 좋은 선택이다. 유리 세라믹은 미정질 유리라고도 칭하고, 고온 용융, 성형 및 열처리를 거쳐 만든 결정상과 유리를 결합한 일종의 복합 재료로서, 높은 기계적 강도, 조정 가능한 열팽창 성능, 열 충격 저항성, 내화학성, 및 낮은 유전손실 등 우수한 특성을 갖고 있다.
현재 시판의 유리 세라믹 제품은 결정 사이즈가 커서 가시광선 투과율이 낮고; 결정 비율이 낮아 기계적 강도가 낮으며; 함유된 원소의 전계 강도가 낮고, 축적 효과가 작아서 결정화 불균일 등의 문제가 발생한다. 이러한 문제로 인해 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등 대면적 터치스크린 전자제품에 사용되는 유리 세라믹 제품은 전무한 실정이다. 따라서, 결정 사이즈가 작고, 결정 비율, 기계적 성능 및 가시광선 투과율이 높으며 균일하게 결정화된 유리 세라믹의 개발이 현재 해결해야 할 시급한 기술적 과제로 되었다.
본 발명에서 해결하려는 기술적 과제는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹 및 그의 제조방법과 응용을 제공하되, 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 기술적 수단을 사용한다. 즉,
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은, 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서, Ta2O5, La2O3, Y2O3, Tm2O3, Nb2O5 중 적어도 1종의 희토류 산화물을 포함한다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹은 몰퍼센트로, SiO2: 65-75%, Al2O3: 3-12%, P2O5: 0.5-5%, B2O3: 0-3%, MgO: 0-5%, ZnO: 0-3%, ZrO2: 0.5-5%, TiO2: 0-1.5%, Na2O: 0.5-6%, Li2O: 10-25%, CeO2: 0-0.3%, SnO2: 0-0.5% 및 Ta2O5: 0-6%, La2O3: 0-6%, Y2O3: 0-6%, Tm2O3: 0-6%, Nb2O5: 0-6% 중 적어도 1종의 희토류 산화물로 구성되어 제조된다.
또한, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 6%보다 작거나 같다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 리튬 디실리케이트, ZrO2결정, β석영 고용체, 페타라이트(petalite) 중 적어도 1종이고, 상기 결정상에서의 결정 사이즈는 10-80nm이다.
또한, 상기 결정상에서의 결정 사이즈는 20-60nm이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 24.5cm3/mol보다 작거나 같고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이며, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형밀도는 20000-70000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 70μm 보다 크거나 같으며, 표면 압축 응력은 500MPa보다 크거나 같다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형밀도는 30000-50000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 90μm보다 크거나 같으며, 표면 압축 응력은 800MPa보다 크거나 같다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 80GPa 초과이고, 평균 가시광선 투과율은 89%보다 크거나 같다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 본 발명은, 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 제공하되, 해당 방법은 하기 단계 (S1), (S2) 및 (S3)을 포함한다.
단계 (S1)에서, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
단계 (S2)에서, 단계 (S1)에서 제조된 유리 기재에 대해 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
단계 (S3)에서, 단계 (S2)에서 제조된 유리 세라믹에 대해 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
또한, 상기 단계 (S2)은 구체적으로 하기 단계 (S21)과 (S22)를 포함한다:
단계 (S21)에서, 단계 (S1)에서 제조된 유리 기재에 대해 제1차 열처리를 실시하고;
단계 (S22)에서, 단계 (S21)에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조한다.
또한, 상기 제1차 열처리의 온도는 500-650℃이고, 열처리 시간은 0.5-5시간이다.
또한, 상기 제2차 열처리의 온도는 600-750℃이고, 열처리 시간은 0.5-5시간이다.
또한, 상기 이온교환은 염욕에서 실시하는 일차 화학적 강화 또는 수차례의 화학적 강화이고, 상기 염욕은 칼륨염, 나트륨염, 리튬염 중 적어도 1종을 포함하고, 또한 상기 칼륨염은 KNO3이고, 상기 나트륨염은 NaNO3 또는 NaNO2이며, 상기 리튬염은 LiNO3이다.
또한, 상기 일차 화학적 강화의 염욕 중, 나트륨염의 질량 분율은 0.5-30%이고, 리튬염의 질량 분율은 0-5%이며, 칼륨염의 질량 분율은 65-100%이다.
또한, 상기 수차례 화학적 강화는 이차 화학적 강화이고, 상기 이차 화학적 강화의 염욕은 제1 염욕 및 제2 염욕을 포함한다.
또한, 상기 제1 염욕 중 나트륨염의 질량 분율은 30-100%이고, 칼륨염의 질량 분율은 0-70%이다.
또한, 상기 제2 염욕 중 나트륨염의 질량 분율은 0-15%이고, 리튬염의 질량 분율은 0-5%이며, 칼륨염의 질량 분율은 80-100%이다.
또한, 상기 일차 화학적 강화 또는 수차례의 화학적 강화의 온도는 400-520℃이고, 총 시간은 2-20시간이다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 본 발명은, 전자 제품용 커버 플레이트를 위한 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 용도를 제공한다.
본 발명의 유리한 효과는 하기와 같다.
Ta2O5, La2O3, Y2O3, Tm2O3, Nb2O5 중 적어도 1종의 희토류 산화물이 도핑된 유리 기재는 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있다. 또한, 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 전자 제품용 커버 플레이트의 용도로 사용하면, 전자 제품용 커버 플레이트 전체의 성능이 한층 더 향상된다.
아래에 본 발명의 기술적 구성, 구조 특징, 실현하려는 목적 및 효과를 상세하게 설명하기 위하여, 실시 형태를 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은, 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹은 원료로서 Ta2O5, La2O3, Y2O3, Tm2O3, Nb2O5 중 적어도 1종의 희토류 산화물을 포함한다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 본 발명은, 본 발명에서 제공된는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 제공하되, 해당 방법은 하기 단계 (S1), (S2) 및 (S3)을 포함한다.
단계 (S1)에서, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
단계 (S2)에서, 단계 (S1)에서 제조된 유리 기재에 대해 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
단계 (S3)에서, 단계 (S2)에서 제조된 유리 세라믹에 대해 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 본 발명은, 전자 제품용 커버 플레이트를 위한 본 발명에서 제공되는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 용도를 제공한다.
상술한 설명에서 알다시피, 본 발명에서 제공되는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹 및 그의 제조방법과 응용은, 하기와 같은 유리한 효과를 갖는다:
Ta2O5, La2O3, Y2O3, Tm2O3, Nb2O5 중 적어도 1종의 희토류 산화물이 도핑된 유리 기재는, 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조돤다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 크기가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있다. 또한, 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 전자 제품용 커버 플레이트의 용도로 사용하면, 전자 제품용 커버 플레이트 전체의 성능이 한층 더 향상된다.
실시예
1
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 La2O3을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 페타라이트이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 10-20nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 몰퍼센트로, SiO2: 65mol%, Al2O3: 12mol%, P2O5: 0.5mol%, ZrO2: 1mol%, Na2O: 0.5mol%, Li2O: 19.7mol%, CeO2: 0.3mol%, SnO2: 0.1mol%, La2O3: 0.9mol% 로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 0.9mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 24.1cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형밀도는 70000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 140μm이며, 표면 압축 응력은 650MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 89.2GPa, 평균 가시광선 투과율은 91.5%이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재에 대해 600℃에서 0.5시간 동안 제1차 열처리를 실시하며;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 660℃에서 1시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 420℃이고, NaNO3 10% 및 KNO3 90%를 함유하는 염욕에서 4시간 동안 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 La2O3이 도핑된 유리 기재는, 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
실시예
2
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 Ta2O5을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 리튬 디실리케이트 및 β석영 고용체이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 35-45nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 몰퍼센트로, SiO2: 75mol%, Al2O3: 3mol%, P2O5: 1mol%, B2O3: 1mol%, MgO: 0.8mol%, ZnO: 0.5mol%, ZrO2: 1.5mol%, Na2O: 1mol%, Li2O: 10mol%, CeO2: 0.3mol%, SnO2: 0.15mol%, Ta2O5: 6mol%로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 6mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 22.1cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형밀도는 40000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 90μm이며, 표면 압축 응력은 710MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 84.5GPa이고, 평균 가시광선 투과율은 90.4%이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재에 대해 560℃에서 2.5시간 동안 제1차 열처리를 실시하고;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 610℃에서 2시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 450℃이고 NaNO3 100%를 함유하는 제1 염욕에서 3시간 동안 제1차 이온교환을 실시하며;
e, 단계 d에서 얻어진 제1차 이온교환 생성물에 대해 450℃이고 NaNO3 15% 및 KNO3 85%를 함유하는 제2 염욕에서 2시간 동안 제2차 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 Ta2O5이 도핑된 유리 기재를 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
실시예
3
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 Tm2O3을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 ZrO2 및 페타라이트이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 30-40nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 몰퍼센트로, SiO2: 69mol%, Al2O3: 5mol%, P2O5: 5mol%, MgO: 1mol%, ZrO2: 5mol%, Na2O: 2mol%, Li2O: 11mol%, Tm2O3: 2mol% 로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 2mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 23.8cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형밀도는 60000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 120μm이며, 표면 압축 응력은 880MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 83.1GPa이고, 평균 가시광선 투과율은 90.6%이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재에 대해 580℃에서 4시간 동안 제1차 열처리를 실시하며;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 680℃에서 1.5시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 500℃이고 NaNO3 98% 및 KNO3 2%를 함유하는 제1 염욕에서 4시간 동안 제1차 이온교환을 실시하며;
e, 단계 d에서 얻어진 제1차 이온교환 생성물에 대해 500℃이고, NaNO3 5%, LiNO3 0.2% 및 KNO3 94.8%를 함유하는 제2 염욕에서 4시간 동안 제2차 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 Tm2O3이 도핑된 유리 기재는 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
실시예
4
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 Nb2O5을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 리튬 디실리케이트이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 70-80nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 몰퍼센트로, SiO2: 66mol%, Al2O3: 4mol%, P2O5: 1.5mol%, ZrO2: 1.7mol%, Na2O: 0.5mol%, Li2O: 25mol%, CeO2: 0.1mol%, SnO2: 0.2mol%, Nb2O5: 1mol%로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 1mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 24cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형 밀도는 20000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 110μm이며, 표면 압축 응력은 800MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 87.6GPa이고, 평균 가시광선 투과율은 89%이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재에 대해 500℃에서 5시간 동안 제1차 열처리를 실시하며;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 600℃에서 5시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 400℃에서 NaNO3 90% 및 KNO3 10%를 함유하는 제1 염욕에서 5시간 동안 제1차 이온교환을 실시하며;
e, 단계 d에서 얻어진 제1차 이온교환 생성물에 대해 400℃이고 NaNO3 1.5%, KNO3 98% 및 LiNO3 0.5%를 함유하는 제2 염욕에서 15시간 동안 제2차 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 Nb2O5이 도핑된 유리 기재는 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
실시예
5
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 Y2O3을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 β석영 고용체이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 60-70nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 몰퍼센트로, SiO2: 70mol%, Al2O3: 7mol%, B2O3 : 2mol%, ZnO: 3mol%, ZrO2: 2mol%, Na2O: 0.5mol%, Li2O: 12mol%, SnO2: 0.5mol%, Y2O3: 3mol%로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 3mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 22.5cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형밀도는 40000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 130μm이며, 표면 압축 응력은 500MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 82.9GPa이고, 평균 가시광선 투과율은 89.9%이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재는 650℃에서 1시간 동안 제1차 열처리를 실시하며;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 750℃에서 3시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 470℃이고 NaNO3 30% 및 KNO3 70%를 함유하는 염욕에서 6시간 동안 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 Y2O3이 도핑된 유리 기재는 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
실시예
6
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 Ta2O5 및 Tm2O3을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 β석영 고용체 및 리튬 디실리케이트이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 40-50nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 몰퍼센트로, SiO2: 71mol%, Al2O3: 4.5mol%, B2O3: 3mol%, MgO: 5mol%, ZrO2: 0.5mol%, TiO2: 1.5mol%, Na2O: 1.5mol%, Li2O: 10.85mol%, SnO2: 0.15mol%, Ta2O5: 1mol%, Tm2O3: 1mol%로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 2mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 23.6cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형밀도는 30000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 115μm이며, 표면 압축 응력은 810MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 85GPa이고, 평균 가시광선 투과율은 90.7%이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재는 620℃에서 2시간 동안 제1차 열처리를 실시하며;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 710℃에서 2.5시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 480℃이고 NaNO3 30% 및 KNO3 70%를 함유하는 제1 염욕에서 3시간 동안 제1차 이온교환을 실시하며;
e, 단계 d에서 얻어진 제1차 이온교환 생성물에 대해 480℃이고 NaNO3 8% 및 KNO3 92%를 함유하는 제2 염욕에서 1시간 동안 제2차 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 Ta2O5 및 Tm2O3이 도핑된 유리 기재는 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
실시예
7
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 Y2O3을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 ZrO2 및 β석영 고용체이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 50-60nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 몰퍼센트로, SiO2: 73mol%, Al2O3: 3.5mol%, P2O5: 2mol%, ZnO: 1mol%, ZrO2: 3mol%, TiO2: 0.5mol%, Na2O: 6mol%, Li2O: 10.4mol%, SnO2: 0.1mol%, Y2O3: 0.5mol%로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 0.5mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 24.5cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형 밀도는 25000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 70μm이며, 표면 압축 응력은 950MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 81GPa이고, 평균 가시광선 투과율은 90.1%이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재에 대해 610℃에서 3시간 동안 제1차 열처리를 실시하며;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 730℃에서 4시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 520℃이고 NaNO3 0.5% 및 KNO3 99.5%를 함유하는 염욕에서 2시간 동안 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 Y2O3이 도핑된 유리 기재는 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
실시예
8
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 La2O3 및 Nb2O5을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 리튬 디실리케이트 및 페타라이트이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 15-25nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 몰퍼센트로, SiO2: 67mol%, Al2O3: 7mol%, P2O5: 0.5mol%, ZrO2: 0.8mol%, Na2O: 0.5mol%, Li2O: 22mol%, CeO2: 0.2mol%, La2O3: 1.5mol%, Nb2O5: 0.5mol%로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 2mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 23.5cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형밀도는 50000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 100μm이며, 표면 압축 응력은 790MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 86.5GPa이고, 평균 가시광선 투과율은 91%이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재에 대해 540℃에서 2시간 동안 제1차 열처리를 실시하며;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 640℃에서 0.5시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 460℃이고 NaNO3 60% 및 KNO3 40%를 포함하는 제1 염욕에서 4시간 동안 제1차 이온교환을 실시하며;
e, 단계 d에서 얻어진 제1차 이온교환 생성물에 대해 460℃이고 KNO3 100%를 함유하는 제2 염욕에서 2시간 동안 제2차 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 La2O3 및 Nb2O5이 도핑된 유리 기재는 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
실시예
9
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 La2O3을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 리튬 디실리케이트, 페타라이트 및 β석영 고용체이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 30-45nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 몰퍼센트로, SiO2: 75mol%, Al2O3: 3mol%, P2O5: 1mol%, B2O3: 1mol%, MgO: 0.8mol%, ZnO: 0.5mol%, ZrO2: 1.5mol%, Na2O: 1mol%, Li2O: 10mol%, CeO2: 0.5mol%, SnO2: 0.15mol%, La2O3: 6mol%로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 6mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 22.3 cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형밀도는 42000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 89μm이며, 표면 압축 응력은 730MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 89.3GPa이고, 평균 가시광선 투과율은 91.2%이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재에 대해 530℃에서 2시간 동안 제1차 열처리를 실시하며;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 620℃에서 1.5시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 400℃이고 NaNO3 30%, KNO3 65% 및 LiNO3 5%를 함유하는 염욕에서 20 시간 동안 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 La2O3이 도핑된 유리 기재는, 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
실시예
10
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 Y2O3을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 리튬 디실리케이트, 페타라이트 및 β석영 고용체이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 35-40nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 몰퍼센트로, SiO2: 75mol%, Al2O3: 3mol%, P2O5: 1mol%, B2O3: 1mol%, MgO: 0.8mol%, ZnO: 0.5mol%, ZrO2: 1.5mol%, Na2O: 1mol%, Li2O: 10mol%, CeO2: 0.5mol%, SnO2: 0.15mol%, Y2O3: 6mol%로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 6mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 22.2 cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형 밀도는 43000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 90μm이며, 표면 압축 응력은 740MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 89.5GPa이고, 평균 가시광선 투과율은 90.3 %이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재에 대해 550℃에서 2.5시간 제1차 열처리를 실시하며;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 610℃에서 1시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 480℃이고 NaNO2 32%, KNO3 65% 및 LiNO3 3%를 함유하는 염욕에서 8시간 동안 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 Y2O3이 도핑된 유리 기재는 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
실시예
11
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 Tm2O3을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 리튬 디실리케이트, 페타라이트이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 35-50nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 몰퍼센트로, SiO2: 75mol%, Al2O3: 3mol%, P2O5: 1mol%, B2O3: 1mol%, MgO: 0.8mol%, ZnO: 0.5mol%, ZrO2: 1.5mol%, Na2O: 1mol%, Li2O: 10mol%, CeO2: 0.5mol%, SnO2: 0.15mol%, Y2O3: 6mol%로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 6mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 22.4cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형 밀도는 45000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 95μm이며, 표면 압축 응력은 760MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 89.8GPa이고, 평균 가시광선 투과율은 91%이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재에 대해 520℃에서 4시간 동안 제1차 열처리를 실시하며;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 600℃에서 0.5시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 470℃이고 KNO3 100%를 함유하는 염욕에서 8.5시간 동안 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 Tm2O3이 도핑된 유리 기재는 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
실시예
12
구체적 일 실시예의 방안에 있어서, 본 발명은 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 제공하되, 상기 강화 유리 세라믹의 원료로서 희토류 산화물 Nb2O5을 포함하고, 상기 강화 유리 세라믹의 결정상은 리튬 디실리케이트, 페타라이트, ZrO2 및 β석영 고용체이며, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 결정상에서의 결정 사이즈는 65-75nm이다.
본 실시예에 있어서, 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은, 몰퍼센트로, SiO2: 75mol%, Al2O3: 3mol%, P2O5: 1mol%, B2O3: 1mol%, MgO: 0.8mol%, ZnO: 0.5mol%, ZrO2: 1.5mol%, Na2O: 1mol%, Li2O: 10mol%, CeO2: 0.5mol%, SnO2: 0.15mol%, Y2O3: 6mol% 로 구성되어 제조된다.
설명이 필요할 것은, 상기 희토류 산화물의 몰퍼센트는 6mol%이다.
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피는 23cm3/mol이고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식은 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이고, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도이다.
설명이 필요할 것은, 상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형 밀도는 48000MPa/mm이고, 응력층의 깊이는 110μm이며, 표면 압축 응력은 820MPa이다.
또한, 상기 강화 유리 세라믹의 영률은 88.7GPa이고, 평균 가시광선 투과율은 90.7%이다.
본 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조 방법을 더 제공하되, 해당 방법은,
a, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
b, 단계 a에서 제조된 유리 기재에 대해 570℃에서 1.5시간 동안 제1차 열처리를 실시하고;
c, 단계 b에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 610℃에서 3시간 동안 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
d, 단계 c에서 제조된 유리 세라믹에 대해 520℃이고 NaNO2 45% 및 KNO3 55%를 함유하는 제1 염욕에서 1시간 동안 제1차 이온교환을 실시하며,
e, 단계 d에서 얻어진 제1차 이온교환 생성물에 대해 400℃이고 NaNO2 15%, KNO3 80% 및 LiNO3 5%를 함유하는 제2 염욕에서 1시간 동안 제2차 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다.
희토류 산화물 Nb2O5이 도핑된 유리 기재는 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있으며, 전자 디바이스의 커버 플레이트에 적용된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공되는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹 및 그의 제조방법과 응용은, 하기와 같은 유리한 효과를 갖는다: 즉,
희토류 산화물 Ta2O5, La2O3, Y2O3, Tm2O3, Nb2O5 중 적어도 1종의 희토류 산화물이 도핑된 유리 기재는 열처리 및 이온교환에 의해 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹으로 제조된다. 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹은 희토류 원소의 높은 전계 강도 및 높은 축적 효과에 의해, 유리 세라믹의 결정 사이즈가 작아지고, 결정 비율이 높아짐으로, 유리 세라믹의 기계적 성능 및 가시광선 투과율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 유리가 균일하게 결정화되도록 효과적으로 제어할 수 있다. 또한, 해당 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹을 전자 제품용 커버 플레이트의 용도로 사용하면, 전자 제품용 커버 플레이트 전체의 성능이 한층 더 향상된다.
상술한 설명은 단지 본 발명의 실시예일 뿐, 본 발명의 특허범위를 한정하려는 의도가 아니다. 마찬가지로, 본 발명의 명세서의 내용을 이용하여 진행되는 구조 또는 공정의 동등 교체, 또는 기타 관련 기술 분야에서의 직접 또는 간접적인 응용은 모두 본 발명의 특허 보호 범위 내에 포괄된다.
Claims (20)
- 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹에 있어서,
상기 강화 유리 세라믹은 원료로서 Ta2O5, La2O3, Y2O3, Tm2O3, Nb2O5 중의 적어도 1종의 희토류 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹. - 제 1 항에 있어서,
상기 강화 유리 세라믹은 몰퍼센트로, SiO2: 65-75%, Al2O3: 3-12%, P2O5: 0.5-5%, B2O3: 0-3%, MgO: 0-5%, ZnO: 0-3%, ZrO2: 0.5-5%, TiO2: 0-1.5%, Na2O: 0.5-6%, Li2O: 10-25%, CeO2: 0-0.3%, SnO2: 0-0.5%, 및
Ta2O5: 0-6%, La2O3: 0-6%, Y2O3: 0-6%, Tm2O3: 0-6%, Nb2O5: 0-6% 중 적어도 1종의 희토류 산화물로 구성되어 제조되는 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹. - 제 2 항에 있어서,
상기 희토류 산화물의 몰퍼센트가 6%보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹. - 제 1 항에 있어서,
상기 강화 유리 세라믹의 결정상이 리튬 디실리케이트, ZrO2결정, β석영 고용체, 페타라이트 중의 적어도 1종이고, 상기 결정상에서의 결정 사이즈가 10-80nm인 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹. - 제 4 항에 있어서,
상기 결정상에서의 결정 사이즈가 20-60nm인 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹. - 제 1 항에 있어서,
상기 강화 유리 세라믹의 몰부피가 24.5cm3/mol보다 작거나 같고, 또한 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피의 계산식이 Vm=∑xiMi/ρ이며, 여기서, Vm은 상기 강화 유리 세라믹의 몰부피이고, xi, Mi는 각각 상기 강화 유리 세라믹을 조성하는 각 산화물의 몰분율 및 몰질량이며, ρ는 상기 강화 유리 세라믹의 유리 기재의 밀도인 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹. - 제 1 항에 있어서,
상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형밀도가 20000-70000MPa/mm이고, 응력층의 깊이가 70μm보다 크거나 같으며, 표면 압축 응력이 500MPa보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹. - 제 7 항에 있어서,
상기 강화 유리 세라믹의 인장 응력 선형밀도가 30000-50000MPa/mm이고, 응력층의 깊이가 90μm보다 크거나 같으며, 표면 압축 응력이 800MPa보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹. - 제 1 항에 있어서,
상기 강화 유리 세라믹의 영률이 80GPa 초과이고, 평균 가시광선 투과율이 89%보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹. - 제 1 항 내지 제 9 항에 따른 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조방법에 있어서,
하기 단계 (S1), (S2) 및 (S3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조방법:
단계 (S1)에서, 각 원료의 몰퍼센트에 따라, 유리 세라믹의 전구체인 유리 기재를 제조하고;
단계 (S2)에서, 단계 (S1)에서 제조된 유리 기재에 대해 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조하며;
단계 (S3)에서, 단계 (S2)에서 제조된 유리 세라믹에 대해 이온교환을 실시하여, 강화 유리 세라믹을 제조한다. - 제 10 항에 있어서,
상기 단계 (S2)는 구체적으로, 하기 단계 (S21)과 (S21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조방법:
단계 (S21)에서, 단계 (S1)에서 제조된 유리 기재에 대해 제1차 열처리를 실시하고;
단계 (S22)에서, 단계 (S21)에서 얻어진 제1차 열처리 생성물에 대해 제2차 열처리를 실시하여, 유리 세라믹을 제조한다. - 제 11 항에 있어서,
상기 제1차 열처리의 온도가 500-650℃이고, 열처리 시간이 0.5-5시간인 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 제2차 열처리의 온도가 600-750℃이고, 열처리 시간이 0.5-5시간인 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 이온교환은 염욕에서 실시하는 일차 화학적 강화 또는 수차례의 화학적 강화이고,
상기 염욕은 칼륨염, 나트륨염, 리튬염 중의 적어도 1종을 포함하며, 또한
상기 칼륨염은 KNO3이고, 상기 나트륨염은 NaNO3 또는 NaNO2이며, 상기 리튬염은 LiNO3인 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 일차 화학적 강화의 염욕 중, 나트륨염의 질량 분율은 0.5-30%이고, 리튬염의 질량 분율은 0-5%이며, 칼륨염의 질량 분율은 65-100%인 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 수차례 화학적 강화는 이차 화학적 강화이고, 상기 이차 화학적 강화의 염욕은 제1 염욕 및 제2 염욕을 포함하는 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제1 염욕 중 나트륨염의 질량 분율이 30-100%이고, 칼륨염의 질량 분율이 0-70%인 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 제2 염욕 중 나트륨염의 질량 분율이 0-15%이고, 리튬염의 질량 분율이 0-5%이며, 칼륨염의 질량 분율이 80-100%인 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 일차 화학적 강화 또는 수차례의 화학적 강화의 온도가 400-520℃이고, 총 강화 시간이 2-20시간인 것을 특징으로 하는 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 제조방법. - 전자 제품용 커버 플레이트를 위한 제 1 항 내지 제 9 항에 따른 희토류가 도핑된 강화 유리 세라믹의 용도.
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