TW202016039A - 微晶玻璃、微晶玻璃製品及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開了一種微晶玻璃、微晶玻璃製品及其製造方法。所述微晶玻璃的主要晶相含有矽酸鋰和石英晶相,微晶玻璃0.55mm厚度的霧度為0.6%以下,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%。本發明的微晶玻璃及微晶玻璃製品具有抗摔、抗壓、耐劃的優點,能夠滿足製造蓋板材料對機械性能的要求。
Description
本發明涉及一種微晶玻璃、微晶玻璃製品及其製造方法,本發明特別是涉及一種具有優異機械性能適用於電子設備或顯示設備的微晶玻璃、微晶玻璃製品及其製造方法。
微晶玻璃是一種通過對玻璃進行熱處理而在玻璃內部析出結晶的材料。微晶玻璃通過在內部分散的結晶,能夠具備在玻璃中無法得到的物性值。例如,對於楊氏模量、斷裂韌性等機械強度,對酸性或鹼性藥液的蝕刻特性,熱膨脹係數等熱性能,玻璃化轉變溫度的上升以及消失等。微晶玻璃具有更高的機械性能,並且由於在玻璃中形成微晶,其抗彎、耐磨性能等相對於一般的玻璃都有明顯的優勢。
基於以上優點,目前有將微晶玻璃或其處理後的玻璃製品應用於抗摔、抗壓、耐劃要求高的顯示設備或電子設備中。但目前市面上存在的微晶玻璃存在著不易化學鋼化,或者化學鋼化後機械性能難以達到應用於蓋板材料的要求。因此開發一款具有適用於抗摔、抗壓、耐劃要求高的顯示設備或電子設備的微晶玻璃及微晶玻璃製品,成了科技人員所追求的目標。
本發明所要解決的技術問題是提供一種具有優異的機械性能的微晶玻璃製品。
本發明解決技術問題所採用的技術方案是:
(1)微晶玻璃製品,其主要晶相含有矽酸鋰和石英晶相,所述微晶玻璃製品四點彎曲強度為600MPa以上,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;Na2
O:0~5%。
(2)微晶玻璃製品,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;Na2
O:0~5%。
(3)微晶玻璃製品,含有SiO2
、Al2
O3
和Li2
O作為必要組分,所述微晶玻璃製品四點彎曲強度為600MPa以上。
(4)微晶玻璃製品,其主要晶相含有矽酸鋰和石英晶相,結晶度為50%以上,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%。
(5)微晶玻璃製品,0.55mm厚550nm波長的光透射率為80%以上,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%。
(6)根據(3)~(5)任一所述的微晶玻璃製品,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;Na2
O:0~5%。
(7)根據(1)~(6)任一所述的微晶玻璃製品,其組成按重量百分比表示,含有:SrO:0~5%;和/或BaO:0~5%;和/或TiO2
:0~5%;和/或Y2
O3
:0~5%;和/或B2
O3
:0~3%;和/或澄清劑:0~2%。
(8)微晶玻璃製品,其組成按重量百分比表示由SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;SrO:0~5%; BaO:0~5%;TiO2
:0~5%;Y2
O3
:0~5%;Na2
O:0~5%;B2
O3
:0~3%;澄清劑:0~2%組成。
(9)根據(1)~(8)任一所述的微晶玻璃製品,各組分含量滿足以下6種情形中的一種或一種以上:
1)(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為6~15;
2)(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為5~20;
3)(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
為40~80;
4)(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為40~90;
5)(K2
O+MgO)/ZrO2
為0.6~1.2;
6)Li2
O/(K2
O+ZrO2
)為2.3~4.0。
(10)根據(1)~(9)任一所述的微晶玻璃製品,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:70~80%;和/或Al2
O3
:4~12%;和/或Li2
O:7~15%;和/或ZrO2
:0.5~6%;和/或P2
O5
:0.5~5%;和/或K2
O:0~5%;和/或MgO:0~5%;和/或ZnO:0~5%;和/或SrO:0~1%;和/或BaO:0~1%;和/或TiO2
:0~1%;和/或Y2
O3
:0~1%;和/或Na2
O:0~3%;和/或B2
O3
:0.1~2%;和/或澄清劑:0~1%。
(11)根據(1)~(10)任一所述的微晶玻璃製品,各組分含量滿足以下6種情形中的一種或一種以上:
1)(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為8~13;
2)(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為6~14;
3)(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
為40~70;
4)(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為45~85;
5)(K2
O+MgO)/ZrO2
為0.7~1.1;
6)Li2
O/(K2
O+ZrO2
)為2.5~3.5。
(12)根據(1)~(11)任一所述的微晶玻璃製品,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:70~76%;和/或Al2
O3
:4~10%;和/或Li2
O:8~12.5%;和/或ZrO2
:1~5%;和/或P2
O5
:1~2%;和/或K2
O:0~3%;和/或MgO:0.3~2%;和/或ZnO:0~3%;和/或Na2
O:0~1%;和/或Sb2
O3
:0~1%;和/或SnO2
:0~1%;和/或SnO:0~1%。
(13)根據(1)~(12)任一所述的微晶玻璃製品,各組分含量滿足以下6種情形中的一種或一種以上:
1)(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為8~12.5;
2)(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為8~14;
3)(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
為42~60;
4)(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為46~80;
5)(K2
O+MgO)/ZrO2
為0.8~1.0;
6)Li2
O/(K2
O+ZrO2
)為2.8~3.3。
(14)根據(1)~(13)任一所述的微晶玻璃製品,其組成按重量百分比表示,含有:Li2
O:8~小於10%;和/或不含有SrO;和/或不含有BaO;和/或不含有TiO2
;和/或不含有Y2
O3
;和/或不含有GeO2
;和/或不含有CaO;和/或不含有Cs2
O;和/或不含有PbO;和/或不含有B2
O3
;和/或不含有As2
O3
;和/或不含有La2
O3
;和/或不含有Tb2
O3
。
(15)根據(1)~(14)任一所述的微晶玻璃製品,各組分含量滿足以下4種情形中的一種或一種以上:
1)(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為8.5~14;
2)(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
為45~60;
3)(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為48~80;
4)(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為8.5~12。
(16)根據(1)~(15)任一所述的微晶玻璃製品,其主要晶相含有二矽酸鋰和石英晶相和/或透鋰長石。
(17)根據(1)~(16)任一所述的微晶玻璃製品,結晶度為50%以上,優選為65%以上,更優選為70%以上,進一步優選為75%以上。
(18)根據(1)~(17)任一所述的微晶玻璃製品,表面應力為200MPa以上,優選為250MPa以上,更優選為300MPa以上。
(19)根據(1)~(18)任一所述的微晶玻璃製品,離子交換層深度為30μm以上,優選為50μm以上,更優選60μm以上,進一步優選為80μm以上。
(20)根據(1)~(19)任一所述的微晶玻璃製品,落球試驗高度為700mm以上,優選為800mm以上,更優選為1000mm以上,進一步優選為1200mm以上。
(21)根據(1)~(20)任一所述的微晶玻璃製品,斷裂韌性為1MPa·m1/2
以上,優選為1.3MPa·m1/2
以上,更優選為1.5MPa·m1/2
以上。
(22)根據(1)~(21)任一所述的微晶玻璃製品,四點彎曲強度為600MPa以上,優選為650MPa以上,更優選為700MPa以上。
(23)根據(1)~(22)任一所述的微晶玻璃製品,0.55mm厚度的霧度為0.6%以下,優選為0.5%以下,更優選為0.4%以下。
(24)根據(1)~(23)任一所述的微晶玻璃製品,晶粒尺寸為100nm 以下,優選為80nm 以下,更優選為60nm 以下,進一步優選50nm以下,更進一步優選為40nm以下。
(25)根據(1)~(24)任一所述的微晶玻璃製品,折射率溫度係數為-0.5×10-6
/℃以下,優選-0.8×10-6
/℃以下,更優選-1.1×10-6
/℃以下。
(26)根據(1)~(25)任一所述的微晶玻璃製品,1mm厚400~800nm波長的平均光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上。
(27)根據(1)~(26)任一所述的微晶玻璃製品,0.55mm厚550nm波長的光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上,進一步優選為91%以上。
(28)根據(1)~(27)任一所述的微晶玻璃製品,還含有著色劑,可使微晶玻璃製品呈現不同顔色。
(29)根據(28)所述的微晶玻璃製品,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0~4%;和/或Ni2
O3
:0~4%;和/或CoO:0~2%;和/或Co2
O3
:0~2%;和/或Fe2
O3
:0~7%;和/或MnO2
:0~4%;和/或Er2
O3
:0~8%;和/或Nd2
O3
:0~8%;和/或Cu2
O:0~4%;和/或Pr2
O3
:0~8%;和/或CeO2
:0~4%。
(30)根據(28)或(29)任一所述的微晶玻璃製品,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0.1~4%;和/或Ni2
O3
:0.1~4%;和/或CoO:0.05~2%;和/或Co2
O3
:0.05~2%;和/或Fe2
O3
:0.2~7%;和/或MnO2
:0.1~4%;和/或Er2
O3
:0.4~8%;和/或Nd2
O3
:0.4~8%;和/或Cu2
O:0.5~4%;和/或Pr2
O3
:0.4~8%;和/或CeO2
:0.5~4%。
(31)根據(28)或(29)任一所述的微晶玻璃製品,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0.1~3%;和/或Ni2
O3
:0.1~3%;和/或CoO:0.05~1.8%;和/或Co2
O3
:0.05~1.8%;和/或Fe2
O3
:0.2~5%;和/或MnO2
:0.1~3%;和/或Er2
O3
:0.4~6%;和/或Nd2
O3
:0.4~6%;和/或Cu2
O:0.5~3%;和/或Pr2
O3
:0.4~6%;和/或CeO2
:0.5~3%。
(32)根據(28)或(29)任一所述的微晶玻璃製品,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0.1~3%;和/或Ni2
O3
:0.1~3%。
(33)根據(28)或(29)任一所述的微晶玻璃製品,其著色劑按重量百分比表示,含有:CoO:0.05~1.8%;和/或Co2
O3
:0.05~1.8%。
(34)根據(28)或(29)任一所述的微晶玻璃製品,其著色劑按重量百分比表示,含有:Cu2
O:0.5~3%;和/或CeO2
:0.5~3%。
(35)根據(28)或(29)任一所述的微晶玻璃製品,其著色劑按重量百分比表示,含有:Fe2
O3
:0.2~5%、CoO:0.05~0.3%;或者Fe2
O3
:0.2~5%、Co2
O3
:0.05~0.3%;或者Fe2
O3
:0.2~5%、CoO:0.05~0.3%、NiO:0.1~1%;或者Fe2
O3
:0.2~5%、Co2
O3
:0.05~0.3%、NiO:0.1~1%。
(36)根據(28)或(29)任一所述的微晶玻璃製品,其著色劑按重量百分比表示,含有:Pr2
O3
:0.4~6%;或者Fe2
O3
:0.2~5%;或者MnO2
:0.1~3%;或者Er2
O3
:0.4~6%;或者Nd2
O3
:0.4~6%。
(37)根據(28)或(29)任一所述的微晶玻璃製品,其著色劑按重量百分比表示,含有:Er2
O3
:0.4~6%、Nd2
O3
:0.4~4%、MnO2
:0.1~2%。
本發明還提供一種具有優異機械性能的微晶玻璃。
本發明解決技術問題所採用的技術方案是:
(38)微晶玻璃,其主要晶相含有矽酸鋰和石英晶相,所述微晶玻璃0.55mm厚度的霧度為0.6%以下,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%。
(39)微晶玻璃,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%。
(40)微晶玻璃,含有SiO2
、Al2
O3
和Li2
O作為必要組分,所述微晶玻璃0.55mm厚度的霧度為0.6%以下。
(41)微晶玻璃,其主要晶相含有矽酸鋰和石英晶相,結晶度為50%以上,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%。
(42)微晶玻璃,0.55mm厚550nm波長的光透射率為80%以上,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%。
(43)根據(40)~(42)任一所述的微晶玻璃,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%。
(44)根據(38)~(43)任一所述的微晶玻璃,其組成按重量百分比表示,還含有:SrO:0~5%;和/或BaO:0~5%;和/或TiO2
:0~5%;和/或Y2
O3
:0~5%;和/或Na2
O:0~3%;和/或B2
O3
:0~3%;和/或澄清劑:0~2%。
(45)根據(38)~(44)任一所述的微晶玻璃,各組分含量滿足以下6種情形中的一種或一種以上:
1)(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為6~15;
2)(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為5~20;
3)(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
為40~80;
4)(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為40~90;
5)(K2
O+MgO)/ZrO2
為0.6~1.2;
6)Li2
O/(K2
O+ZrO2
)為2.3~4.0。
(46)根據(38)~(45)任一所述的微晶玻璃,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:70~80%;和/或Al2
O3
:4~12%;和/或Li2
O:7~15%;和/或ZrO2
:0.5~6%;和/或P2
O5
:0.5~5%;和/或K2
O:0~5%;和/或MgO:0~5%;和/或ZnO:0~5%;和/或SrO:0~1%;和/或BaO:0~1%;和/或TiO2
:0~1%;和/或Y2
O3
:0~1%;和/或Na2
O:0~1%;和/或B2
O3
:0.1~2%;和/或澄清劑:0~1%。
(47)根據(38)~(46)任一所述的微晶玻璃,各組分含量滿足以下6種情形中的一種或一種以上:
1)(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為8~13;
2)(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為6~14;
3)(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
為40~70;
4)(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為45~85;
5)(K2
O+MgO)/ZrO2
為0.7~1.1;
6)Li2
O/(K2
O+ZrO2
)為2.5~3.5。
(48)根據(38)~(47)任一所述的微晶玻璃,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:70~76%;和/或Al2
O3
:4~10%;和/或Li2
O:8~12.5%;和/或ZrO2
:1~5%;和/或P2
O5
:1~2%;和/或K2
O:0~3%;和/或MgO:0.3~2%;和/或ZnO:0~3%;和/或Sb2
O3
:0~1%;和/或SnO2
:0~1%;和/或SnO:0~1%。
(49)根據(38)~(48)任一所述的微晶玻璃,各組分含量滿足以下6種情形中的一種或一種以上:
1)(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為8~12.5;
2)(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為8~14;
3)(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
為42~60;
4)(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為46~80;
5)(K2
O+MgO)/ZrO2
為0.8~1.0;
6)Li2
O/(K2
O+ZrO2
)為2.8~3.3。
(50)根據(38)~(49)任一所述的微晶玻璃,其組成按重量百分比表示,含有:Li2
O:9~小於10%;不含有SrO;和/或不含有BaO;和/或不含有TiO2
;和/或不含有Y2
O3
;和/或不含有GeO2
;和/或不含有CaO;和/或不含有Cs2
O;和/或不含有PbO;和/或不含有As2
O3
;和/或不含有La2
O3
;和/或不含有Tb2
O3
;和/或不含有Na2
O;和/或不含有B2
O3
。
(51)根據(38)~(50)任一所述的微晶玻璃,各組分含量滿足以下4種情形中的一種或一種以上:
1)(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為8.5~14;
2)(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
為45~60;
3)(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為48~80;
4)(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為8.5~12。
(52)根據(38)~(51)任一所述的微晶玻璃,其特徵在於,其主要晶相含有二矽酸鋰和石英晶相和/或透鋰長石。
(53)根據(38)~(52)所述的微晶玻璃,其特徵在於,結晶度為50%以上,優選為65%以上,更優選為70%以上,進一步優選為75%以上。
(54)根據(38)~(53)任一所述的微晶玻璃,0.55mm厚度的霧度為0.6%以下,優選為0.5%以下,更優選為0.4%以下。
(55)根據(38)~(54)任一所述的微晶玻璃,晶粒尺寸為100nm 以下,優選為80nm 以下,更優選為60nm 以下,進一步優選50nm以下,更進一步優選為40nm以下。
(56)根據(38)~(55)任一所述的微晶玻璃,折射率溫度係數為-0.5×10-6
/℃以下,優選-0.8×10-6
/℃以下,更優選-1.1×10-6
/℃以下。
(57)根據(38)~(56)任一所述的微晶玻璃,1mm厚400~800nm波長的平均光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上。
(58)根據(38)~(57)任一所述的微晶玻璃,0.55mm厚550nm波長的光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上,進一步優選為91%以上。
(59)根據(38)~(58)任一所述的微晶玻璃,折射率(nd)為1.520~1.550,優選為1.530~1.545。
(60)根據(38)~(59)任一所述的微晶玻璃,還含有著色劑,可使微晶玻璃呈現不同顔色。
(61)根據(60)所述的微晶玻璃,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0~4%;和/或Ni2
O3
:0~4%;和/或CoO:0~2%;和/或Co2
O3
:0~2%;和/或Fe2
O3
:0~7%;和/或MnO2
:0~4%;和/或Er2
O3
:0~8%;和/或Nd2
O3
:0~8%;和/或Cu2
O:0~4%;和/或Pr2
O3
:0~8%;和/或CeO2
:0~4%。
(62)根據(60)或(61)任一所述的微晶玻璃,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0.1~4%;和/或Ni2
O3
:0.1~4%;和/或CoO:0.05~2%;和/或Co2
O3
:0.05~2%;和/或Fe2
O3
:0.2~7%;和/或MnO2
:0.1~4%;和/或Er2
O3
:0.4~8%;和/或Nd2
O3
:0.4~8%;和/或Cu2
O:0.5~4%;和/或Pr2
O3
:0.4~8%;和/或CeO2
:0.5~4%。
(63)根據(60)或(61)任一所述的微晶玻璃,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0.1~3%;和/或Ni2
O3
:0.1~3%;和/或CoO:0.05~1.8%;和/或Co2
O3
:0.05~1.8%;和/或Fe2
O3
:0.2~5%;和/或MnO2
:0.1~3%;和/或Er2
O3
:0.4~6%;和/或Nd2
O3
:0.4~6%;和/或Cu2
O:0.5~3%;和/或Pr2
O3
:0.4~6%;和/或CeO2
:0.5~3%。
(64)根據(60)或(61)任一所述的微晶玻璃,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0.1~3%;和/或Ni2
O3
:0.1~3%。
(65)根據(60)或(61)任一所述的微晶玻璃,其著色劑按重量百分比表示,含有:CoO:0.05~1.8%;和/或Co2
O3
:0.05~1.8%。
(66)根據(60)或(61)任一所述的微晶玻璃,其著色劑按重量百分比表示,含有:Cu2
O:0.5~3%;和/或CeO2
:0.5~3%。
(67)根據(60)或(61)任一所述的微晶玻璃,其著色劑按重量百分比表示,含有:Fe2
O3
:0.2~5%、CoO:0.05~0.3%;或者Fe2
O3
:0.2~5%、Co2
O3
:0.05~0.3%;或者Fe2
O3
:0.2~5%、CoO:0.05~0.3%、NiO:0.1~1%;或者Fe2
O3
:0.2~5%、Co2
O3
:0.05~0.3%、NiO:0.1~1%。
(68)根據(60)或(61)任一所述的微晶玻璃,其著色劑按重量百分比表示,含有:Pr2
O3
:0.4~6%;或者Fe2
O3
:0.2~5%;或者MnO2
:0.1~3%;或者Er2
O3
:0.4~6%;或者Nd2
O3
:0.4~6%。
(69)根據(60)或(61)任一所述的微晶玻璃,其著色劑按重量百分比表示,含有:Er2
O3
:0.4~6%、Nd2
O3
:0.4~4%、MnO2
:0.1~2%。
本發明還提供一種玻璃組合物。
本發明解決技術問題採用的技術方案是:
(70)玻璃組合物,熱膨脹係數(α20 ℃ -120 ℃
)為45×10-7
/K~70×10-7
/K,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;SrO:0~5%; BaO:0~5%; TiO2
:0~5%; Y2
O3
:0~5%;B2
O3
:0~3% ;Na2
O:0~3%;澄清劑:0~2%。
(71)玻璃組合物,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%。
(72)玻璃組合物,含有SiO2
、Al2
O3
、Li2
O為必要組分,其折射率(nd)為1.500~1.530,熱膨脹係數(α20 ℃ -120 ℃
)為45×10-7
/K~70×10-7
/K。
(73)根據(72)所述的玻璃組合物,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%。
(74)根據(71)~(73)任一所述的玻璃組合物,其組成按重量百分比表示,含有:SrO:0~5%; BaO:0~5%; TiO2
:0~5%; Y2
O3
:0~5%;B2
O3
:0~3% ;Na2
O:0~3%;澄清劑:0~2%。
(75)玻璃組合物,其組成按重量百分比表示由SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%;K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;SrO:0~5%; BaO:0~5%; TiO2
:0~5%; Y2
O3
:0~5%;B2
O3
:0~3% ;Na2
O:0~3%;澄清劑:0~2%組成。
(76)根據(70)~(75)任一所述的玻璃組合物,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:70~80%,優選為70~76%;和/或Al2
O3
:4~12%,優選為4~10%;和/或Li2
O:7~15%,優選為8~12.5;和/或ZrO2
:0.5~6%,優選為1~5%;和/或P2
O5
:0.5~5%,優選為1~2%;和/或K2
O:0~5%,優選為0~3%;和/或MgO:0~5%,優選為0.5~2%;和/或ZnO:0~5%,優選為0~3%;和/或SrO:0~1%;和/或BaO:0~1%;和/或TiO2
:0~1%;和/或Y2
O3
:0~1%;和/或Na2
O:0~1%;和/或澄清劑:0~1%。
(77)根據(70)~(76)任一所述的玻璃組合物,各組分含量滿足以下6種情形中的一種或一種以上:
1)(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為6~15,優選為8~13,更優選為8~12.5,進一步優選為8.5~12;
2)(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為5~20,優選為6~14,更優選為8~14,進一步優選為8.5~14;
3)(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
為40~80,優選為40~70,更優選為42~60,進一步優選為45~60;
4)(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為40~90,優選為45~85,更優選為46~80,進一步優選為48~80;
5)(K2
O+MgO)/ZrO2
為0.6~1.2,優選為0.7~1.1,更優選為0.8~1.0;
6)Li2
O/(K2
O+ZrO2
)為2.3~4.0,優選為2.5~3.5,更優選為2.8~3.3。
(78)根據(70)~(77)任一所述的玻璃組合物,其組成按重量百分比表示,含有:Li2
O:8~小於10%;不含有SrO;和/或不含有BaO;和/或不含有TiO2
;和/或不含有Y2
O3
;和/或不含有GeO2
;和/或不含有CaO;和/或不含有Cs2
O;和/或不含有PbO;和/或不含有As2
O3
;和/或不含有La2
O3
;和/或不含有Tb2
O3
;和/或不含有Na2
O;和/或不含有B2
O3
。
(79)根據(70)~(78)任一所述的玻璃組合物,熱膨脹係數(α20 ℃ -120 ℃
)為45×10-7
/K~70×10-7
/K,優選為50×10-7
/K~70×10-7
/K。
(80)根據(70)~(79)任一所述的玻璃組合物,折射率(nd)為1.500~1.530,優選為1.510~1.525。
(81)根據(70)~(80)任一所述的玻璃組合物,還含有著色劑,可使玻璃組合物呈現不同顔色。
(82)根據(81)所述的玻璃組合物,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0~4%;和/或Ni2
O3
:0~4%;和/或CoO:0~2%;和/或Co2
O3
:0~2%;和/或Fe2
O3
:0~7%;和/或MnO2
:0~4%;和/或Er2
O3
:0~8%;和/或Nd2
O3
:0~8%;和/或Cu2
O:0~4%;和/或Pr2
O3
:0~8%;和/或CeO2
:0~4%。
(83)根據(81)或(82)任一所述的玻璃組合物,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0.1~4%;和/或Ni2
O3
:0.1~4%;和/或CoO:0.05~2%;和/或Co2
O3
:0.05~2%;和/或Fe2
O3
:0.2~7%;和/或MnO2
:0.1~4%;和/或Er2
O3
:0.4~8%;和/或Nd2
O3
:0.4~8%;和/或Cu2
O:0.5~4%;和/或Pr2
O3
:0.4~8%;和/或CeO2
:0.5~4%。
(84)根據(81)或(82)任一所述的玻璃組合物,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0.1~3%;和/或Ni2
O3
:0.1~3%;和/或CoO:0.05~1.8%;和/或Co2
O3
:0.05~1.8%;和/或Fe2
O3
:0.2~5%;和/或MnO2
:0.1~3%;和/或Er2
O3
:0.4~6%;和/或Nd2
O3
:0.4~6%;和/或Cu2
O:0.5~3%;和/或Pr2
O3
:0.4~6%;和/或CeO2
:0.5~3%。
(85)根據(81)或(82)任一所述的玻璃組合物,其著色劑按重量百分比表示,含有:NiO:0.1~3%;和/或Ni2
O3
:0.1~3%。
(86)根據(81)或(82)任一所述的玻璃組合物,其著色劑按重量百分比表示,含有:CoO:0.05~1.8%;和/或Co2
O3
:0.05~1.8%。
(87)根據(81)或(82)任一所述的玻璃組合物,其著色劑按重量百分比表示,含有:Cu2
O:0.5~3%;和/或CeO2
:0.5~3%。
(88)根據(81)或(82)任一所述的玻璃組合物,其著色劑按重量百分比表示,含有:Fe2
O3
:0.2~5%、CoO:0.05~0.3%;或者Fe2
O3
:0.2~5%、Co2
O3
:0.05~0.3%;或者Fe2
O3
:0.2~5%、CoO:0.05~0.3%、NiO:0.1~1%;或者Fe2
O3
:0.2~5%、Co2
O3
:0.05~0.3%、NiO:0.1~1%。
(89)根據(81)或(82)任一所述的玻璃組合物,其著色劑按重量百分比表示,含有:Pr2
O3
:0.4~6%;或者Fe2
O3
:0.2~5%;或者MnO2
:0.1~3%;或者Er2
O3
:0.4~6%;或者Nd2
O3
:0.4~6%。
(90)根據(81)或(82)任一所述的玻璃組合物,其著色劑按重量百分比表示,含有:Er2
O3
:0.4~6%、Nd2
O3
:0.4~4%、MnO2
:0.1~2%。
本發明還提供一種玻璃蓋板:
(91)玻璃蓋板,含有(1)~(37)任一所述的微晶玻璃製品,和/或(38)~(69)任一所述的微晶玻璃,和/或(70)~(90)任一所述的玻璃組合物。
本發明還提供一種玻璃元器件:
(92)玻璃元器件,含有(1)~(37)任一所述的微晶玻璃製品,和/或(38)~(69)任一所述的微晶玻璃,和/或(70)~(90)任一所述的玻璃組合物。
本發明還提供一種顯示設備:
(93)顯示設備,含有(1)~(37)任一所述的微晶玻璃製品,和/或(38)~(69)任一所述的微晶玻璃,和/或(70)~(90)任一所述的玻璃組合物,和/或(91)所述的玻璃蓋板。
本發明還提供一種電子設備:
(94)電子設備,含有(1)~(37)任一所述的微晶玻璃製品,和/或(38)~(69)任一所述的微晶玻璃,和/或(70)~(90)任一所述的玻璃組合物,和/或(91)所述的玻璃蓋板,和/或(92)所述的玻璃元器件。
本發明還提供一種上述微晶玻璃製品的製造方法。
本發明解決技術問題所採用的技術方案是:
(95)微晶玻璃製品的製造方法,包括以下步驟:
形成玻璃組合物,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%; K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;SrO:0~5%;BaO:0~5%; TiO2
:0~5%;Y2
O3
:0~5%;B2
O3
:0~3%;Na2
O:0~3%;澄清劑:0~2%。
對所述玻璃組合物通過晶化工藝形成微晶玻璃,所述微晶玻璃的主要晶相含有矽酸鋰和石英晶相,再對所述微晶玻璃通過化學鋼化工藝形成微晶玻璃製品,所述微晶玻璃製品四點彎曲強度為600MPa以上。
(96)根據(95)所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述玻璃組合物組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:70~80%,優選為70~76%;和/或Al2
O3
:4~12%,優選為4~10%;和/或Li2
O:7~15%,優選為8~12.5;和/或ZrO2
:0.5~6%,優選為1~5%;和/或P2
O5
:0.5~5%,優選為1~2%;和/或K2
O:0~5%,優選為0~3%;和/或MgO:0~5%,優選為0.5~2%;和/或ZnO:0~5%,優選為0~3%;和/或SrO:0~1%;和/或BaO:0~1%;和/或TiO2
:0~1%;和/或Y2
O3
:0~1%;和/或Na2
O:0~1%;和/或澄清劑:0~1%。
(97)根據(95)或(96)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述玻璃組合物各組分含量滿足以下6種情形中的一種或一種以上:
1)(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為6~15,優選為8~13,更優選為8~12.5,進一步優選為8.5~12;
2)(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為5~20,優選為6~14,更優選為8~14,進一步優選為8.5~14;
3)(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
為40~80,優選為40~70,更優選為42~60,進一步優選為45~60;
4)(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為40~90,優選為45~85,更優選為46~80,進一步優選為48~80;
5)(K2
O+MgO)/ZrO2
為0.6~1.2,優選為0.7~1.1,更優選為0.8~1.0;
6)Li2
O/(K2
O+ZrO2
)為2.3~4.0,優選為2.5~3.5,更優選為2.8~3.3。
(98)根據(95)~(97)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述晶化工藝包括以下步驟:升溫至規定的晶化處理溫度,在達到熱處理溫度之後,將其溫度保持一定的時間,然後再進行降溫。該晶化處理的溫度優選為在490~800℃,更優選為550~750℃,在晶化處理溫度下的保持時間,優選為0~8小時,更優選為1~6小時。
(99)根據(95)~(97)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述晶化工藝包括以下步驟:在第1溫度下進行成核工藝的處理,然後在比成核工藝溫度高的第2溫度下進行晶體生長工藝的處理。
(100)根據(99)所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述晶化工藝包括以下步驟:第1溫度為490~650℃,第2溫度為600~850℃。在第1溫度下的保持時間為0~24小時,優選為2~15小時。在第2溫度下的保持時間為0~10小時,優選為0.5~6小時。
(101)根據(95)~(100)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述化學鋼化工藝包括:微晶玻璃浸沒於430℃~470℃的溫度的熔融Na鹽的鹽浴中約6~20小時,優選溫度範圍為435℃~460℃,優選時間範圍為8~13小時;和/或微晶玻璃浸沒於400℃~450℃的溫度的熔融K鹽的鹽浴中1~8小時,優選時間範圍為2~4小時。
(102)根據(95)~(100)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,通過在450℃的熔融Na鹽的鹽浴中化學鋼化8小時,微晶玻璃製品的離子交換層深度達80μm以上,優選為85μm以上。
(103)根據(95)~(102)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品主要晶相含有二矽酸鋰和石英晶相和/或透鋰長石。
(104)根據(95)~(103)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品結晶度為50%以上,優選為65%以上,更優選為70%以上,進一步優選為75%以上。
(105)根據(95)~(103)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品表面應力為200MPa以上,優選為250MPa以上,更優選為300MPa以上。
(106)根據(95)~(105)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品離子交換層深度為30μm以上,優選為50μm以上,更優選60μm以上,進一步優選為80μm以上。
(107)根據(95)~(106)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品落球試驗高度為700mm以上,優選為800mm以上,更優選為1000mm以上,進一步優選為1200mm以上。
(108)根據(95)~(107)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品斷裂韌性為1MPa·m1/2
以上,優選為1.3MPa·m1/2
以上,更優選為1.5MPa·m1/2
以上。
(109)根據(95)~(108)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品四點彎曲強度為600MPa以上,優選為650MPa以上,更優選為700MPa以上。
(110)根據(95)~(109)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品0.55mm厚度的霧度為0.6%以下,優選為0.5%以下,更優選為0.4%以下。
(111)根據(95)~(110)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品晶粒尺寸為100nm 以下,優選為80nm 以下,更優選為60nm 以下,進一步優選50nm以下,更進一步優選為40nm以下。
(112)根據(95)~(111)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品折射率溫度係數為-0.5×10-6
/℃以下,優選-0.8×10-6
/℃以下,更優選-1.1×10-6
/℃以下。
(113)根據(95)~(112)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品1mm厚400~800nm波長的平均光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上。
(114)根據(95)~(113)任一所述的微晶玻璃製品的製造方法,所述微晶玻璃製品0.55mm厚550nm波長的光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上,進一步優選為91%以上。
本發明還提供一種微晶玻璃的製造方法。
本發明解決技術問題採用的技術方案是:
(115)微晶玻璃的製造方法,包括以下步驟:
形成玻璃組合物,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:65~85%;Al2
O3
:1~15%;Li2
O:5~15%;ZrO2
:0.1~10%;P2
O5
:0.1~10%; K2
O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;SrO:0~5%;BaO:0~5%; TiO2
:0~5%;Y2
O3
:0~5%;B2
O3
:0~3%;Na2
O:0~3%;澄清劑:0~2%。
對所述玻璃組合物通過晶化工藝形成微晶玻璃,所述微晶玻璃的主要晶相含有矽酸鋰和石英晶相,所述微晶玻璃0.55mm厚度的霧度為0.6%以下。
(116)根據(115)所述的微晶玻璃的製造方法,所述玻璃組合物組成按重量百分比表示,含有:SiO2
:70~80%,優選為70~76%;和/或Al2
O3
:4~12%,優選為4~10%;和/或Li2
O:7~15%,優選為8~12.5;和/或ZrO2
:0.5~6%,優選為1~5%;和/或P2
O5
:0.5~5%,優選為1~2%;和/或K2
O:0~5%,優選為0~3%;和/或MgO:0~5%,優選為0.5~2%;和/或ZnO:0~5%,優選為0~3%;和/或SrO:0~1%;和/或BaO:0~1%;和/或TiO2
:0~1%;和/或Y2
O3
:0~1%;和/或Na2
O:0~1%;和/或澄清劑:0~1%。
(117)根據(115)或(116)任一所述的微晶玻璃的製造方法,所述玻璃組合物各組分含量滿足以下6種情形中的一種或一種以上:
1)(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為6~15,優選為8~13,更優選為8~12.5,進一步優選為8.5~12;
2)(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為5~20,優選為6~14,更優選為8~14,進一步優選為8.5~14;
3)(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
為40~80,優選為40~70,更優選為42~60,進一步優選為45~60;
4)(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為40~90,優選為45~85,更優選為46~80,進一步優選為48~80;
5)(K2
O+MgO)/ZrO2
為0.6~1.2,優選為0.7~1.1,更優選為0.8~1.0;
6)Li2
O/(K2
O+ZrO2
)為2.3~4.0,優選為2.5~3.5,更優選為2.8~3.3。
(118)根據(115)~(117)任一所述的微晶玻璃的製造方法,所述晶化工藝包括以下步驟:升溫至規定的晶化處理溫度,在達到熱處理溫度之後,將其溫度保持一定的時間,然後再進行降溫。該晶化處理的溫度優選為在490~800℃,更優選為550~750℃,在晶化處理溫度下的保持時間,優選為0~8小時,更優選為1~6小時。
(119)根據(115)~(117)任一所述的微晶玻璃的製造方法,所述晶化工藝包括以下步驟:在第1溫度下進行成核工藝的處理,然後在比成核工藝溫度高的第2溫度下進行晶體生長工藝的處理。
(120)根據(119)所述的微晶玻璃的製造方法,所述晶化工藝包括以下步驟:第1溫度為490~650℃,第2溫度為600~850℃。在第1溫度下的保持時間為0~24小時,優選為2~15小時。在第2溫度下的保持時間為0~10小時,優選為0.5~6小時。
(121)根據(115)~(120)任一所述的微晶玻璃的製造方法,所述微晶玻璃主要晶相含有二矽酸鋰和石英晶相和/或透鋰長石。
(122)根據(115)~(121)任一所述的微晶玻璃的製造方法,所述微晶玻璃結晶度為50%以上,優選為65%以上,更優選為70%以上,進一步優選為75%以上。
(123)根據(115)~(122)任一所述的微晶玻璃的製造方法,所述微晶玻璃0.55mm厚度的霧度為0.6%以下,優選為0.5%以下,更優選為0.4%以下。
(124)根據(115)~(123)任一所述的微晶玻璃的製造方法,所述微晶玻璃晶粒尺寸為100nm 以下,優選為80nm 以下,更優選為60nm 以下,進一步優選50nm以下,更進一步優選為40nm以下。
(125)根據(115)~(124)任一所述的微晶玻璃的製造方法,所述微晶玻璃折射率溫度係數為-0.5×10-6
/℃以下,優選-0.8×10-6
/℃以下,更優選-1.1×10-6
/℃以下。
(126)根據(115)~(125)任一所述的微晶玻璃的製造方法,所述微晶玻璃1mm厚400~800nm波長的平均光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上。
(127)根據(115)~(126)任一所述的微晶玻璃的製造方法,所述微晶玻璃0.55mm厚550nm波長的光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上,進一步優選為91%以上。
本發明的有益效果是:通過合理的組分設計,使得本發明微晶玻璃和微晶玻璃製品具有優異的機械性能,適用於電子設備或顯示設備。
本發明的微晶玻璃和微晶玻璃製品是具有晶相和玻璃相的材料,其有別於非晶質固體。微晶玻璃和微晶玻璃製品的晶相可以通過X射線衍射分析的X射線衍射圖案中出現的峰值角度以及通過TEMEDX進行辨別,主要晶相由X射線衍射測得。
本發明的發明人經過反復試驗和研究,對於構成微晶玻璃和微晶玻璃製品的特定成分,通過將其含量以及含量比例規定為特定值並使其析出特定的晶相,以較低的成本得到了本發明的微晶玻璃或微晶玻璃製品。
下面,對本發明玻璃組合物、微晶玻璃或微晶玻璃製品的各成分的組成範圍進行說明。在本說明書中,如果沒有特殊說明,各組分的含量全部採用相對於換算成氧化物的組成的玻璃物質總量的重量百分比表示。在這裏,所述“換算成氧化物的組成”是指,作為本發明的玻璃組合物、微晶玻璃或微晶玻璃製品組成成分的原料而使用的氧化物、複合鹽及氫氧化物等熔融時分解並轉變為氧化物的情况下,將該氧化物的物質總量作為100%。此外,在本說明書中僅稱為玻璃時為結晶化前的玻璃組合物,玻璃組合物結晶化後稱為微晶玻璃,微晶玻璃製品是指經化學鋼化後的微晶玻璃。
除非在具體情况下另外指出,本文所列出的數值範圍包括上限和下限值,“以上”和“以下”包括端點值,在該範圍內的所有整數和分數,而不限於所限定範圍時所列的具體值。本文所使用的術語“約”指配方、參數和其他數量以及特徵不是、且無需是精確的,如有需要,可以近似和/或更大或更低,這反映公差、換算因子和測量誤差等。本文所稱“和/或”是包含性的,例如“A和/或B”,是指只有A,或者只有B,或者同時有A和B。
本發明所述的玻璃、微晶玻璃和微晶玻璃製品可以概括的描述為含鋰的鋁矽酸鹽玻璃、微晶玻璃及微晶玻璃製品,包含SiO2
、Al2
O3
、和Li2
O,除此之外,還包括ZrO2
、P2
O5
等其他成分。在一些實施方式中,取决於玻璃的組成,微晶玻璃和微晶玻璃製品的第一主要晶相是矽酸鋰;在一些實施方式中,第一主要晶相是透鋰長石;在一些實施方式中,第一主要晶相是石英晶相(包括石英、石英及石英固溶體兩種情况)。在一些實施方式中,主要晶相包括矽酸鋰和石英晶相。在一些實施方式中,主要晶相包括矽酸鋰和透鋰長石。在一些實施方式中,第一晶相是矽酸鋰,第二主要晶相是石英晶相;在一些實施方式中,第一晶相是石英晶相,第二主要晶相是矽酸鋰;在一些實施方式中,第一晶相是矽酸鋰,第二主要晶相是透鋰長石;在一些實施方式中,第一晶相是透鋰長石,第二主要晶相是矽酸鋰。在一些實施方式中,主要晶相包括矽酸鋰、透鋰長石和石英晶相;在一些實施方式中,第一晶相是矽酸鋰,第二主要晶相是透鋰長石,第三主要晶相是石英晶相;在一些實施方式中,第一晶相是矽酸鋰,第二主要晶相是石英晶相,第三主要晶相是透鋰長石;在一些實施方式中,第一主要晶相是透鋰長石,第二主要晶相是矽酸鋰,第三主要晶相是石英晶相;在一些實施方式中,第一晶相是石英晶相,第二主要晶相是矽酸鋰,第三主要晶相是透鋰長石。在一些實施方式中,石英晶相為α-六方石英晶相;在一些實施方式中,矽酸鋰為二矽酸鋰;也可存在作為次要晶相的β-鋰輝石ss、磷酸鋰等。需要說明的是,本文所稱的石英晶相包括僅含石英晶體、含有石英及石英固溶體兩種情况。
在一些實施方式中,微晶玻璃及微晶玻璃製品中殘留的玻璃相重量百分含量為8~45%;在一些實施方式中,為10~40%;在一些實施方式中,為12~40%;在一些實施方式中,為15~40%;在一些實施方式中,為15~35%;在一些實施方式中,為15~32%;在一些實施方式中,為20~45%;在一些實施方式中,為20~40%;在一些實施方式中,為32~45%;在一些實施方式中,為32~40%;在一些實施方式中,為35~45%。
微晶玻璃主要晶相為石英晶相、矽酸鋰及透鋰長石其中之一或其組合時,微晶玻璃斷裂韌性變高。微晶玻璃主要晶相為石英晶相、二矽酸鋰時,微晶玻璃的折射率溫度係數變低,斷裂韌性變高;微晶玻璃製品的落球試驗高度變大、四點彎曲強度變大。
本發明中主晶相占微晶玻璃或微晶玻璃製品的重量百分數達到50~92%;在一些實施方式中,重量百分數達到60~90%;在一些實施方式中,重量百分數達到65~85%;在一些實施方式中,重量百分數達到70~80%;在一些實施方式中,重量百分數達到80~92%。本文所稱主晶相,是指具有比在微晶玻璃或微晶玻璃製品中存在的其它晶相更高重量百分數的晶相。
在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的石英晶相重量百分數在70%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的石英晶相重量百分數在65%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的石英晶相重量百分數在60%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的石英晶相重量百分數在55%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的石英晶相重量百分數在50%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的石英晶相重量百分數在45%以下。
在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的矽酸鋰晶相重量百分數在55%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的矽酸鋰晶相重量百分數在50%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的矽酸鋰晶相重量百分數在45%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的矽酸鋰晶相重量百分數在40%以下。
在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的透鋰長石晶相重量百分數在40%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的透鋰長石晶相重量百分數在35%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的透鋰長石晶相重量百分數在30%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的透鋰長石晶相重量百分數在25%以下;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的透鋰長石晶相重量百分數小於20%;在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品的透鋰長石晶相重量百分數在15%以下。
SiO2
是本發明的玻璃組合物的基礎成分,可用於穩定玻璃和微晶玻璃網絡結構,其是結晶化後形成矽酸鋰、石英晶相和透鋰長石的成分之一,如果SiO2
的含量在65%以下,在微晶玻璃中形成晶體會變少並且晶體容易變粗,影響微晶玻璃和微晶玻璃製品的霧度,以及微晶玻璃製品的落球試驗高度等性能,因此,SiO2
含量的下限優選為65%,優選為70%;如果SiO2
含量在85%以上,玻璃熔化溫度高,化料困難,並且不容易成型,影響玻璃的一致性,因此,SiO2
含量的上限優選為85%,優選為80%,進一步優選為76%。在一些實施方式中,可包含約66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%的SiO2
。
Al2
O3
是形成玻璃網狀結構的組分,其是有助於穩定玻璃成型、提高化學穩定性的重要成分,還可改善玻璃的機械性能,增加微晶玻璃製品離子交換層深度和表面應力,但如果其含量不足1%,則效果不佳,因此,Al2
O3
含量的下限為1%,優選為4%。另一方面,如果Al2
O3
的含量超過15%,則玻璃的熔融性與耐失透性降低,並且晶化時晶體容易增大,降低微晶玻璃和微晶玻璃製品的強度,因此,Al2
O3
含量的上限為15%,優選為12%,更優選為10%。在一些實施方式中,可包含約1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%的Al2
O3
。
Li2
O是通過晶化後成為晶相組成的必要成分,有助於形成矽酸鋰和透鋰長石等含鋰晶相,也是化學強化必要成分。但如果其含量不足5%,則效果不佳,因此,Li2
O含量的下限為5%,優選為7%,更優選8%,在一些實施方式中,進一步優選為9%;另一方面,如果過多地含有Li2
O,則很容易使玻璃的化學穩定性降低,且會使微晶玻璃和微晶玻璃製品的光透射率劣化,因此,Li2
O含量的上限優選為15%,更優選為12.5%,在一些實施方式中,進一步優選為小於10%。在一些實施方式中,可包含約5%、6%、7%、8%、9%、9.8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%的Li2
O。
本發明人大量實驗研究發現,通過控制SiO2
、Li2
O和Al2
O3
以一定的比例引入,可影響玻璃的熱膨脹係數、微晶玻璃和微晶玻璃製品的霧度和晶粒大小,尤其是(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為6~15的範圍內時,可使玻璃具有較低的熱膨脹係數,並在晶化後獲得較小的晶粒,提高微晶玻璃和微晶玻璃製品的機械強度,在一些實施方式中,優選(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為8~13,更優選為8~12.5,還可獲得較低的霧度,使微晶玻璃及微晶玻璃製品具有優異的光透射率;進一步優選(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
為8.5~12,效果尤其明顯。在一些實施方式中,(SiO2
+Li2
O)/Al2
O3
的值可為6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15。
P2
O5
是有助於提高玻璃的低溫熔化性的可選成分,能夠在玻璃中進行分相形成晶核,提高玻璃在晶化過程中的熱膨脹穩定性,P2
O5
含量的下限優選為0.1,更優選為0.5%,進一步優選為1%;但如果過多地含有P2
O5
,則很容易使玻璃產生耐失透性降低及玻璃的分相,且玻璃機械性能有劣化的趨勢。因此,P2
O5
含量的上限為10%,優選為5%,更優選為2%。在一些實施方式中,可包含約0%,0.1%、0.3%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%的P2
O5
。
本發明中通過控制(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
的值在40~80範圍內,可優化微晶玻璃製品的離子交換層深度,尤其是(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
的值在40~70範圍內,更優選(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
的值為42~60,進一步優選為45~60,微晶玻璃製品可以獲得更深的離子交換層;在一些實施方式中,使(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
的值在40~70範圍內,更優選(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
的值為42~60,進一步優選為45~60內時,晶化過程對形成石英晶相和二矽酸鋰有利,還可使微晶玻璃和微晶玻璃製品具有優異的折射率溫度係數,使其可達-0.5×10-6
/℃以下,優選-0.8×10-6
/℃以下,更優選-1.1×10-6
/℃以下,降低微晶玻璃和微晶玻璃製品中玻璃相與各晶相之間因溫度差異所帶來的折射率變化差異,避免微晶玻璃或微晶玻璃製品因溫差變化而使光透射率降低。在一些實施方式中,(SiO2
+Li2
O)/P2
O5
的值可為40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70。
經發明人大量實驗研究發現,Al2
O3
、Li2
O和P2
O5
為在玻璃中的引入比例,對微晶玻璃和微晶玻璃製品的表面應力和四點彎曲強度有重要影響,尤其是(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為5~20範圍內時,可提高微晶玻璃和微晶玻璃製品的表面應力,優選(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為6~14時,在一些實施方式中,更優選(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為8~14,進一步優選(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
為8.5~14,較易形成石英晶相和二矽酸鋰,並使微晶玻璃和微晶玻璃製品的四點彎曲強度提升明顯,在一些實施方式中,微晶玻璃和微晶玻璃製品的四點彎曲強度為600MPa以上,優選為650MPa以上,更優選為700MPa以上。在一些實施方式中,(Al2
O3
+Li2
O)/P2
O5
的值可為5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20。
ZrO2
具有結晶析出形成晶核的作用,同時有助於提高玻璃的化學穩定性的可選成分,研究發現,ZrO2
還可通過在形成過程中顯著降低玻璃失透以及降低液相線溫度,來提高Li2
O-Al2
O3
-SiO2
-P2
O5
玻璃的穩定性。本發明中ZrO2
含量的下限優選為0.1,更優選為0.5%,進一步優選為1%;但如果過多地含有ZrO2
,則玻璃的耐失透性很容易降低,同時玻璃晶化過程控制難度增加,因此,ZrO2
含量的上限為10%,優選為6%,更優選為5%。在一些實施方式中,可包含約0%、0.1%、0.3%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%的ZrO2
。
在大量實驗研究過程中,本發明人發現,通過控制SiO2
、Al2
O3
、Li2
O和ZrO2
的合計含量與P2
O5
引入量的比值(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
在40~90範圍內,可使微晶玻璃製品經受700mm以上的落球衝擊,優選(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為45~85;尤其在一些實施方式中,(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
在46~80範圍內時,較易形成二矽酸鋰和石英晶相,且微晶玻璃製品較易獲得優異的斷裂韌性,斷裂韌性可為1MPa·m1/2
以上,優選為1.3MPa·m1/2
以上,更優選為1.5MPa·m1/2
以上;同時進一步優化落球試驗高度的承受能力,進一步優選(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
為48~80,落球試驗高度為700mm以上,優選為800mm以上,更優選為1000mm以上,進一步優選為1200mm以上。在一些實施方式中,(SiO2
+Al2
O3
+Li2
O+ZrO2
)/P2
O5
可為40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90。
K2
O是有助於提高玻璃的低溫熔融性與成形性的可選成分,但如果過多地含有K2
O,則很容易產生玻璃化學穩定性的降低以及平均線膨脹係數的升高。因此,K2
O的含量為0~10%,優選為0~5%,更優選為0~3%。在一些實施方式中,可包含約0%、大於0%、0.1%、0.3%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%的K2
O。
本發明中,當控制Li2
O與K2
O和ZrO2
的合計含量(K2
O+ZrO2
)的引入量比例Li2
O/(K2
O+ZrO2
)為2.3~4.0範圍內時,可優化微晶玻璃的晶化性能,使微晶玻璃和微晶玻璃製品具有合適量的結晶度,從而使微晶玻璃及微晶玻璃製品具有優異的性能;優選Li2
O/(K2
O+ZrO2
)為2.5~3.5,更優選為2.8~3.3,微晶玻璃和微晶玻璃製品落球試驗高度變大,在一些實施方式中,球試驗高度優選為800mm以上,更優選為1000mm以上,進一步優選為1200mm以上。在一些實施方式中,Li2
O/(K2
O+ZrO2
)的值可為2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0。
ZnO可提高玻璃的熔化性能,改善玻璃的化學穩定性,晶化時細化晶粒,將ZnO含量的上限控制在10%以下,可以抑制失透性降低,因此,ZnO含量的上限為10%,優選為5%,更優選為3%。在一些實施方式中,可包含約0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%的ZnO。
MgO有助於降低玻璃的黏度、成型時抑制玻璃析晶和晶化時細化晶粒,還具有提高低溫熔化性的效果,MgO在本發明中是可選成分,優選含量在0.3%以上;但如果MgO含量過高,可能會引起耐失透性下降,在晶化後會得到不理想的晶體,導致微晶玻璃和微晶玻璃製品的性能下降,因此,MgO含量的上限為10%,優選為5%,更優選為2%。在一些實施方式中,可包含約0%、大於0%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%的MgO。
通過本發明人大量實驗研究發現,當控制K2
O和MgO的合計含量K2
O+MgO與ZrO2
的引入量比例(K2
O+MgO)/ZrO2
在0.6~1.2範圍內時,可與Li2
O發生協同作用,促使微晶玻璃和微晶玻璃製品具有合適量的結晶度,使微晶玻璃及微晶玻璃製品具有優異的性能;同時研究發現,通過優選控制(K2
O+MgO)/ZrO2
為0.7~1.1,可細化晶粒,並使其光透射率和機械強度更優異,更優選(K2
O+MgO)/ZrO2
為0.8-1.0時,在一些實施方式中,微晶玻璃和微晶玻璃製品四點彎曲強度變大,四點彎曲強度優選為650MPa以上,更優選為700MPa以上。在一些實施方式中,(K2
O+MgO)/ZrO2
可為0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2。
SrO是提高玻璃的低溫熔化性和抑制成型析晶的可選成分,本發明中優選控制SrO在5%以下,可以使微晶玻璃和微晶玻璃製品較易獲得優異的晶粒大小,優選其含量在1%以下,在一些實施方式中,優選為不引入。在一些實施方式中,可包含約0%、大於0%、0.3%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%的SrO。
BaO是有助於提高玻璃的成玻性能的可選成分,當其含量超過5%時,玻璃的耐失透性降低,因此本發明中BaO含量優選控制在5%以下,更優選為1%以下,在一些實施方式中,優選不引入。在一些實施方式中,可包含約0%、大於0%、0.3%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%的BaO。
TiO2
是一種有助於降低玻璃的熔化溫度、提高化學穩定性的可選成分,本發明中引入5%以下的,可以使玻璃晶化過程變得容易控制,優選為1%以下,在一些實施方式中,優選不引入。在一些實施方式中,可包含約0%、大於0%、0.3%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%的TiO2
。
Y2
O3
是提高玻璃的硬度、化學穩定性的可選成分,但其含量過多則容易引起玻璃析晶,其含量為5%以下,優選為1%以下,在一些實施方式中,優選不引入。在一些實施方式中,可包含約0%、大於0%、0.3%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%的Y2
O3
。
Na2
O是提高玻璃的熔融性的任意成分,如果含量高,則容易引起為了在晶化過程中析出晶相增大或析出結晶相變化,因此,可在不會有損本發明微晶玻璃和微晶玻璃製品性能的情况下,在微晶玻璃製品中可優選含有5%以下的Na2
O,更優選3%以下的Na2
O,進一步優選1%以下的Na2
O;在玻璃和微晶玻璃中可優選含有3%以下的Na2
O,更優選1%以下的Na2
O,在一些實施方式中,優選為不含有Na2
O。在一些實施方式中,可包含約0%、大於0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、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%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4.0%、4.1%。4.2%、4.3%、4.4%、4.5%、4.6%、4.7%、4.8%、4.9%、5.0%的Na2
O。
B2
O3
有助於提供具有低熔融溫度的玻璃,當其含量高時,玻璃化學穩定性降低,因此B2
O3
含量為3%以下,在一些實施方式中,優選為0.1~2%,在一些實施方式中,優選不引入B2
O3
。在一些實施方式中,可包含約0%、大於0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、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%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%的B2
O3
。
Sb2
O3
、SnO2
、SnO中的一種或幾種組分作為澄清劑加入,Sb2
O3
含量上限為2%,優選為1%,更優選為0.5%。SnO2
、SnO各自的含量上限分別為2%,優選為1%,更優選為0.5%。在一些實施方式中,以上3種澄清劑中的一種或一種以上的含量約為0%、大於0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%。
在一些實施方式中,還可以用As2
O3
、Cl的化合物、Br的化合物等作為澄清劑,其含量分別為2%以下,優選為1%以下,更優選為0.5%以下。
本發明中為獲得合適的晶粒尺寸和晶相種類,因此在一些實施方式中優選不引入La2
O3
、Cs2
O、Tb2
O3
、GeO2
和CaO等成分;PbO和As2
O3
是有毒物質,即使少量的加入也不符合環保的要求,因此本發明在一些實施方式中不含有PbO和As2
O3
。
本發明的一些實施方式中,通過在原料中加入著色劑製備出具有顔色的玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品,可使玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品呈現不同的顔色,著色劑含有:NiO:0~4%;和/或Ni2
O3
:0~4%;和/或CoO:0~2%;和/或Co2
O3
:0~2%;和/或Fe2
O3
:0~7%;和/或MnO2
:0~4%;和/或Er2
O3
:0~8%;和/或Nd2
O3
:0~8%;和/或Cu2
O:0~4%;和/或Pr2
O3
:0~8%;和/或CeO2
:0~4%。其著色劑重量百分比含量及其作用詳述如下:
本發明製備的褐色或綠色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品,使用NiO、Ni2
O3
或Pr2
O5
為著色劑。NiO和Ni2
O3
為著色劑,用於製備褐色或綠色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品,兩種組分可以單獨使用或者混合使用,其分別含量一般不超過4%,優選不超過3%,如果含量超過4%,著色劑不能很好溶於玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品中,其分別的含量下限在0.1%以上,如低於0.1%,玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品顔色不明顯。在一些實施方式中,可包含約0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、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%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4.0%的NiO或Ni2
O3
。如混合使用時,NiO和Ni2
O3
合計量一般不超過4%,合計量下限在0.1%以上。在一些實施方式中,可包含約0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、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%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4.0%的NiO和Ni2
O3
。使用Pr2
O5
作為綠色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品著色劑,單獨使用,一般含量不超過8%,優選含量不超過6%,其含量下限在0.4%以上,如低於0.4%,玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品顔色不明顯。在一些實施方式中,可包含約0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3.0%、3.2%、3.4%、3.6%、3.8%、4.0%、4.2%、4.4%、4.6%、4.8%、5.0%、5.2%、5.4%、5.6%、5.8%、6.0%、6.2%、6.4%、6.6%、6.8%、7.0%、7.2%、7.4%、7.6%、7.8%、8.0%的Pr2
O5
。
本發明製備的藍色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品,使用CoO 或Co2
O3
為著色劑,兩種著色劑組分可以單獨使用或者混合使用,其分別的含量都一般不超過2%,優選不超過1.8%,如果含量超過了2%,著色劑不能很好溶於玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品中,其分別的含量下限在0.05%以上,如低於0.05%,玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品顔色不明顯。在一些實施方式中,可包含約0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%的CoO 或Co2
O3
。如混合使用時,CoO和Co2
O3
合計量不超過2%,合計量下限在0.05%以上。在一些實施方式中,可包含約0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%的CoO 和Co2
O3
。
本發明製備的黃色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品,使用Cu2
O或CeO2
為著色劑,兩種著色劑組分單獨使用或者混合使用,其分別的含量下限在0.5%以上,如低於0.5%,玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品顔色不明顯,單獨使用Cu2
O不超過4%,優選不超過3%,如果含量超過4%,容易使玻璃析晶。在一些實施方式中,可包含約0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、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%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4.0%的Cu2
O。單獨使用CeO2
含量一般不超過4%,優選不超過3%,如含量超過4%,玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品光澤不好。在一些實施方式中,可包含約0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、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%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4.0%的CeO2
。同時,少量的CeO2
加入玻璃中具有除泡的效果,CeO2
在玻璃中還可以作為澄清劑使用。如果兩種著色劑混合使用時,其合計量一般不超過4%,合計量下限在0.5%以上。在一些實施方式中,可包含約0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、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%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4.0%的CeO2
和Cu2
O。
本發明製備的黑色或煙灰色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品,單獨使用Fe2
O3
為著色劑;或者使用Fe2
O3
和CoO兩種混合使用的著色劑;或者使用Fe2
O3
和Co2
O3
兩種混合使用的著色劑;或者使用Fe2
O3
、CoO和NiO三種混合使用的著色劑;或者使用Fe2
O3
、Co2
O3
和NiO三種混合使用的著色劑。製備黑色和煙灰色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品的著色劑主要使用Fe2
O3
著色,含量不超過7%,優選不超過5%,其含量下限在0.2%以上,在一些實施方式中,可包含約0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、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%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、6.5%、7.0%的Fe2
O3
。CoO和Co2
O3
在可見光有吸收,可以加深玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品的黑度,一般與Fe2
O3
混合使用時各自的含量不超過0.3%,合計量下限在0.2%以上,在一些實施方式中,可包含約0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的CoO 和Co2
O3
。NiO在可見光有吸收,可以加深玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品的黑度,一般混合使用時其含量不超過1%,合計量下限在0.2%以上,,在一些實施方式中,可包含約0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%的NiO。
本發明製備的紫色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品,使用MnO2
為著色劑,使用含量一般不超過4%,優選在3%以內,其含量下限在0.1%以上,如低於0.1%,玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品顔色不明顯,在一些實施方式中,可包含約0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、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%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4.0%的MnO2
。
本發明製備的粉色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品,使用Er2
O3
為著色劑,使用含量一般不超過8%,優選在6%以內。由於稀土元素Er2
O3
著色效率低,當使用含量超過8%,也不能使玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品的顔色進一步的加深,反而增加成本,其含量下限在0.4%以上,如低於0.4%,玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品顔色不明顯,在一些實施方式中,可包含約0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3.0%、3.2%、3.4%、3.6%、3.8%、4.0%、4.2%、4.4%、4.6%、4.8%、5.0%、5.2%、5.4%、5.6%、5.8%、6.0%、6.2%、6.4%、6.6%、6.8%、7.0%、7.2%、7.4%、7.6%、7.8%、8.0%的Er2
O3
。
本發明製備的紫紅色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品,使用Nd2
O3
為著色劑,使用含量一般不超過8%,優選在6%以內。由於稀土元素Nd2
O3
著色效率低,使用含量超過了8%,也不能使玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品的顔色進一步的加深,反而增加成本,其含量下限在0.4%以上,如低於0.4%,玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品顔色不明顯,在一些實施方式中,可包含約0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3.0%、3.2%、3.4%、3.6%、3.8%、4.0%、4.2%、4.4%、4.6%、4.8%、5.0%、5.2%、5.4%、5.6%、5.8%、6.0%、6.2%、6.4%、6.6%、6.8%、7.0%、7.2%、7.4%、7.6%、7.8%、8.0%的Nd2
O3
。
本發明製備的紅色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品,使用Er2
O3
、Nd2
O3
和MnO2
混合著色劑,玻璃中Er離子在400-500nm有吸收,Mn離子主要在500nm處有吸收,Nd離子主要在580nm處有強的吸收,三種物質的混合,可以製備紅色玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品,由於Er2
O3
和Nd2
O3
為稀土著色,著色能力比較弱,Er2
O3
使用量在6%以內,Nd2
O3
使用量在4%以內,Mn離子著色強,使用量在2%範圍內,其使用混合著色劑合計量的下限在0.9%以上。
本文所記載的“不引入”“不含有”“0%”是指沒有故意將該化合物、分子或元素等作為原料添加到本發明玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品中;但作為生產玻璃、微晶玻璃和微晶玻璃製品的原材料和/或設備,會存在某些不是故意添加的雜質或組分,會在最終的玻璃組合物、微晶玻璃和微晶玻璃製品中少量或痕量含有,此種情形也在本發明專利的保護範圍內。
本發明的一些實施方式中,微晶玻璃和微晶玻璃製品中主要晶相包括矽酸鋰和石英晶相,矽酸鋰分為二矽酸鋰(Li2
Si2
O5
)和偏矽酸鋰(Li2
SiO3
),在一些實施方式中優選以二矽酸鋰和石英晶相和/或透鋰長石作為主要晶相,在一些實施方式中優選以二矽酸鋰和石英晶相作為主要晶相,在一些優選實施方式中,以二矽酸鋰和α-石英晶相作為主要晶相,從而獲得本發明中較為優異的性能。
為本發明微晶玻璃提供優異的機械性能,同時還可進行離子交換以獲得額外的機械強度。本發明通過合理的組分設計,可使本發明微晶玻璃和微晶玻璃製品獲得合適的晶粒大小;同時本發明中微晶玻璃和微晶玻璃製品具有良好的結晶度,使本發明微晶玻璃和微晶玻璃製品具有優異的機械性能。本文所稱的結晶度是指結晶的完整程度,結晶完整的晶體內部質點的排列比較規則,衍射線強、尖銳且對稱,衍射峰的半高寬接近儀器測量的寬度;結晶度差的晶體中有位錯等缺陷,使衍射線峰形寬而彌散。結晶度越差,衍射能力越弱,衍射峰越寬,直到消失在背景之中。
本發明微晶玻璃或微晶玻璃製品的晶粒尺寸和霧度會影響微晶玻璃或微晶玻璃製品的透明度,即影響光透射率,晶粒越小透明度越高,霧度越小,透明度越高。在一些實施方式中,0.55mm厚度的霧度為0.6%以下,優選為0.5%以下,更優選為0.4%以下。在一些實施方式中,晶粒尺寸為100nm以下,優選為80nm以下,更優選為60nm以下,進一步優選為50nm以下,更進一步優選為40nm以下。另一方面,通過研究發現,微晶玻璃中晶相與玻璃相的折射率差距越小,微晶玻璃或微晶玻璃製品的透明度越高。
在一些實施方式中,微晶玻璃或微晶玻璃製品在可見光範圍中呈現高的透明度(即微晶玻璃或微晶玻璃製品是透明的)。在一些實施方式中1mm厚度400~800nm的平均光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上。在一些優選的實施方式中,0.55mm厚度550nm的光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上,進一步優選為91%以上。
在一些實施方式中,可將抗微生物成分添加到玻璃、微晶玻璃或微晶玻璃製品中。
本發明的玻璃組合物、微晶玻璃和微晶玻璃製品可以通過如下方法進行生產和製造:
生成玻璃組合物:按照組成比例範圍將原料混合均勻,將均勻的混合物放入鉑制或石英制的坩堝中,根據玻璃組成的熔化難易度,在電爐或燃氣爐中在1250~1650℃的溫度範圍內進行5~24小時熔化,攪拌使其均勻後,降至適當的溫度並澆鑄到模具中,緩慢冷卻而成。
本發明的玻璃組合物可以通過衆所周知的方法進行成型。在一些實施方式中,本發明玻璃組合物的折射率(nd)為1.500~1.530,優選為1.510~1.525。
本發明的玻璃組合物,在成型後或成型加工後通過晶化工藝進行晶化處理,在玻璃內部均勻地析出結晶。該晶化處理可以通過1個階段進行,也可以通過2個階段進行,但優選採用2個階段進行晶化處理。在第1溫度下進行成核工藝的處理,然後在比成核工藝溫度高的第2溫度下進行晶體生長工藝的處理。將在第1溫度下進行的晶化處理稱為第1晶化處理,將在第2溫度下進行的晶化處理稱為第2晶化處理。
為了使微晶玻璃得到所期望的物理性質,優選的晶化工藝為:
上述通過1個階段進行晶化處理,可以連續地進行核形成工藝與結晶生長工藝。即,升溫至規定的晶化處理溫度,在達到熱處理溫度之後,將其溫度保持一定的時間,然後再進行降溫。該晶化處理的溫度優選為在490~800℃,為了能夠析出所期望的晶相,更優選為550~750℃,在晶化處理溫度下的保持時間,優選為0~8小時,更優選為1~6小時。
上述通過2個階段進行晶化處理時,第1溫度優選為490~650℃,第2溫度優選為600~850℃。在第1溫度下的保持時間,優選為0~24小時,更優選為2~15小時。在第2溫度下的保持時間,優選為0~10小時,更優選為0.5~6小時。
上述保持時間0小時,是指在達到其溫度後不到1分鐘又開始降溫或升溫。
在一些實施方式中,本發明通過晶化工藝所得到的微晶玻璃的折射率(nd)為1.520~1.550,優選為1.530~1.545。
在一些實施方式中,可通過各種工藝將本文所述的玻璃組合物或微晶玻璃製造成成形體,所述成形體包括但不限於片材,所述工藝包括但不限於狹縫拉制、浮法、輥壓和本領域公知的其他形成片材的工藝。或者,可通過本領域所公知的浮法或輥壓法來形成玻璃組合物或微晶玻璃。
本發明的玻璃組合物或微晶玻璃,可以採用研磨或拋光加工等方法製造片材的玻璃成形體,但製造玻璃成形體的方法,並不限定於這些方法。
本發明的玻璃或微晶玻璃成形體,可以在一定溫度下採用熱彎或壓型等方法製備形成各種形狀,並不限定於這些方法。
本發明所述的玻璃組合物、微晶玻璃和微晶玻璃製品可具有合理有用的任何厚度。
本發明的微晶玻璃除了通過析出結晶提高機械特性之外,還可以通過形成壓縮應力層獲得更高的強度,從而製成微晶玻璃製品。
在一些實施方式中,可將玻璃組合物或微晶玻璃加工成片材,和/或造型(如打孔、熱彎等),定形後拋光和/或掃光,再通過化學鋼化工藝進行化學鋼化。
本發明所述的化學鋼化,即是離子交換法。本發明的玻璃、微晶玻璃都是可通過本技術領域所公知的方法進行離子交換。在離子交換過程中,玻璃或微晶玻璃中的較小的金屬離子被靠近玻璃或微晶玻璃的具有相同價態的較大金屬離子置換或“交換”。用較大的離子置換較小的離子,在玻璃或微晶玻璃中構建壓縮應力,形成壓縮應力層。
在一些實施方式中,金屬離子是單價鹼金屬離子(例如Na+
、K+
、Rb+
、Cs+
等),離子交換通過將玻璃或微晶玻璃浸沒在包含較大的金屬離子的至少一種熔融鹽的鹽浴中來進行,該較大的金屬離子用於置換玻璃中的較小的金屬離子。或者,其他單價金屬離子例如Ag+
、Tl+
、Cu+
等也可用於交換單價離子。用來化學鋼化玻璃或微晶玻璃的一種或更多種離子交換過程可包括但不限於:將其浸沒在單一鹽浴中,或者將其浸沒在具有相同或不同組成的多個鹽浴中,在浸沒之間有洗滌和/或退火步驟。
在一些實施方式中,玻璃或微晶玻璃可通過在浸沒於約430℃~470℃的溫度的熔融Na鹽(如NaNO3
)的鹽浴中約6~20小時來進行離子交換,優選溫度範圍為435℃~460℃,優選時間範圍為8~13小時。在這種實施方式中,Na離子置換玻璃或微晶玻璃中的部分 Li離子,從而形成表面壓縮層且呈現高機械性能。在一些實施方式中,玻璃或微晶玻璃可通過在浸沒於可通過浸沒於約400℃~450℃的溫度下熔融K鹽(如KNO3
)的鹽浴中1~8小時小時來對實施方式進行離子交換,優選時間範圍為2~4小時。
在一些優選實施方式中,通過在450℃的熔融Na鹽(如NaNO3
)的鹽浴中約8小時,離子交換層深度達80μm以上,優選為85μm以上。
在一些實施方式中,還有向玻璃或微晶玻璃的表層注入離子的離子注入法,以及對玻璃或微晶玻璃進行加熱,然後快速冷卻的熱鋼化法。
本發明玻璃組合物、微晶玻璃和/或微晶玻璃製品各項性能指標採用以下方法測試:
[熱膨脹係數]
熱膨脹係數(α20 ℃ -120 ℃
)按照GB/T7962.16-2010測試方法進行測試。
[折射率]
折射率(nd)按照GB/T7962.1-2010方法測試。
[霧度]
採用霧度測試儀EEL57D,以0.55mm厚玻璃樣品製備,以GB2410-80為標準進行測試。
[晶粒尺寸]
利用SEM掃描電鏡進行測定,微晶玻璃通過在HF酸中進行表面處理,再對微晶玻璃表面進行噴金,在SEM掃描電鏡下進行表面掃描,確定其晶粒的大小。
[光透射率]
將樣品加工成1mm厚度並進行相對面平行拋光,利用日立U-41000形分光光度計測定400~800nm的平均光透射率。
將樣品加工成0.55mm厚度並進行相對面平行拋光,利用日立U-41000形分光光度計測定550nm的光透射率。
[折射率溫度係數]
折射率溫度係數按照GB/T 7962.4—2010規定方法測試,測定20~40℃的折射率溫度係數。
[結晶度]
將XRD衍射峰與數據庫圖譜進行對比,結晶度是通過計算結晶相衍射強度在整體圖譜強度中所占比例所得,並且通過使用純石英晶體進行內部標定。
[表面應力]和[離子交換層深度]
利用玻璃表面應力儀FSM-6000LEUV進行表面應力測定。
利用玻璃表面應力儀SLP-2000進行離子交換層深度測定。
作為測定條件以樣品的折射率為1.54、光學彈性常數為25.3[(nm/cm )/Mpa]進行計算。
[落球試驗高度]
對150×57×0.55mm的樣品兩表面進行拋光後放置在橡膠片上,使132g的鋼球從規定高度落下,樣品不發生斷裂而能夠承受的衝擊的最大落球試驗高度。具體地說,試驗從落球試驗高度650mm開始實施,在不發生斷裂的情况下,通過700mm、750mm、800mm、850mm和900mm及以上依次改變高度。對於具有“落球試驗高度”的實施例,以微晶玻璃製品為試驗對象。在實施例中記錄為900mm的試驗數據,表示即使從900mm的高度使鋼球落下微晶玻璃製品也不發生斷裂而承受了衝擊。
[斷裂韌性]
使用直接測量壓痕擴展裂紋尺寸的方法,試樣規格為2mm×4mm×20mm,經過倒角、磨平和拋光,試樣製備完成後,用維氏硬度壓頭在試樣上加49N的力並維持30s的時間,打出壓痕後,用三點彎曲的方法測定其斷裂強度。
[四點彎曲強度]
採用微機控制電子萬能試驗機CMT6502,玻璃規格150×57×0.55mm,以ASTM C 158-2002為標準進行測試。
本發明玻璃組合物具有以下性能:
1)在一些實施方式中,熱膨脹係數(α20 ℃ -120 ℃
)為45×10-7
/K~70×10-7
/K,優選為50×10-7
/K~70×10-7
/K。
2)在一些實施方式中,折射率(nd)為1.500~1.530,優選為1.510~1.525。
本發明微晶玻璃具有以下性能:
1)在一些實施方式中,0.55mm厚度的霧度為0.6%以下,優選為0.5%以下,更優選為0.4%以下。
2)在一些實施方式中,晶粒尺寸為100nm以下,優選為80nm以下,更優選為60nm以下,進一步優選為50nm以下,更進一步優選為40nm以下。
3)在一些實施方式中,本發明微晶玻璃折射率溫度係數為-0.5×10-6
/℃以下,優選-0.8×10-6
/℃以下,更優選-1.1×10-6
/℃以下。
4)在一些實施方式中,結晶度為50%以上,優選為65%以上,更優選為70%以上,進一步優選為75%以上。
5)在一些實施方式中,折射率(nd)為1.520~1.550,優選為1.530~1.545。
6)在一些實施方式中,1mm厚度400~800nm的平均光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上。
7)在一些實施方式中,0.55mm厚度550nm的光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上,進一步優選為91%以上。
本發明微晶玻璃製品除具有上述微晶玻璃的性能外,還具有以下性能:
1)在一些實施方式中,表面應力為200MPa以上,優選為250MPa以上,更優選為300MPa以上;
2)在一些實施方式中,四點彎曲強度為600MPa以上,優選為650MPa以上,更優選為700MPa以上;
3)在一些實施方式中,離子交換層深度為30μm以上,優選為50μm以上,更優選60μm以上,進一步優選80μm以上;
4)在一些實施方式中,落球試驗高度為700mm以上,優選為800mm以上,更優選為1000mm以上,進一步優選為1200mm以上;
5)在一些實施方式中,斷裂韌性為1MPa·m1/2
以上,優選為1.3MPa·m1/2
以上,更優選為1.5MPa·m1/2
以上。
6)在一些實施方式中,1mm厚度400~800nm的平均光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上。
7)在一些實施方式中,0.55mm厚度550nm的光透射率為80%以上,優選為85%以上,更優選為88%以上,進一步優選為91%以上。
本發明的微晶玻璃和微晶玻璃製品由於具有上述優異的性能,可廣泛製作成玻璃蓋板或玻璃元器件;同時,本發明微晶玻璃、微晶玻璃製品,以及所製成的玻璃蓋板或玻璃元器件還可應用於電子設備或顯示設備中,如手機、手錶、電腦、觸摸顯示屏等。
實施例
為了進一步清楚地闡釋和說明本發明的技術方案,提供以下的非限制性實施例。本發明實施例經過諸多努力以確保數值(例如數量、溫度等)的精確性,但是必須考慮到存在一些誤差和偏差。組成自身基於氧化物以重量%給出,且已標準化成100%。
以下表1~3中所示為玻璃組合物實施例
以下表4~6中所示為微晶玻璃實施例
以下表7~9中所示為微晶玻璃製品實施例
以下表10~12中所示為彩色微晶玻璃製品實施例
無
無
Claims (28)
- 一種微晶玻璃製品,其特徵在於,其主要晶相含有矽酸鋰和石英晶相,所述微晶玻璃製品四點彎曲強度為600MPa以上,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2 :65~85%;Al2 O3 :1~15%;Li2 O:5~15%;ZrO2 :0.1~10%;P2 O5 :0.1~10%;K2 O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;Na2 O:0~5%。
- 如申請專利範圍第1項所述的微晶玻璃製品,其特徵在於,其組成按重量百分比表示,還含有:SrO:0~5%;和/或BaO:0~5%;和/或TiO2 :0~5%;和/或Y2 O3 :0~5%;和/或B2 O3 :0~3%;和/或澄清劑:0~2%。
- 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的微晶玻璃製品,其特徵在於,各組分含量滿足以下6種情形中的一種以上: 1)(SiO2 +Li2 O)/Al2 O3 為6~15; 2)(Al2 O3 +Li2 O)/P2 O5 為5~20; 3)(SiO2 +Li2 O)/P2 O5 為40~80; 4) (SiO2 +Al2 O3 +Li2 O+ZrO2 )/P2 O5 為40~90; 5)(K2 O+MgO)/ZrO2 為0.6~1.2; 6)Li2 O/(K2 O+ZrO2 )為2.3~4.0。
- 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的微晶玻璃製品,其特徵在於,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2 :70~76%;和/或Al2 O3 :4~10%;和/或Li2 O:8~12.5%;和/或ZrO2 :1~5%;和/或P2 O5 :1~2%;和/或K2 O:0~3%;和/或MgO:0.3~2%;和/或ZnO:0~3%;和/或Na2 O:0~1%;和/或Sb2 O3 :0~1%;和/或SnO2 :0~1%;和/或SnO:0~1%。
- 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的微晶玻璃製品,其特徵在於,各組分含量滿足以下6種情形中的一種以上: 1)(SiO2 +Li2 O)/Al2 O3 為8~12.5; 2)(Al2 O3 +Li2 O)/P2 O5 為8~14; 3)(SiO2 +Li2 O)/P2 O5 為42~60; 4)(SiO2 +Al2 O3 +Li2 O+ZrO2 )/P2 O5 為46~80; 5)(K2 O+MgO)/ZrO2 為0.8~1.0; 6)Li2 O/(K2 O+ZrO2 )為2.8~3.3。
- 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的微晶玻璃製品,其特徵在於,各組分含量滿足以下4種情形中的一種以上: 1)(Al2 O3 +Li2 O)/P2 O5 為8.5~14; 2)(SiO2 +Li2 O)/P2 O5 為45~60; 3)(SiO2 +Al2 O3 +Li2 O+ZrO2 )/P2 O5 為48~80; 4)(SiO2 +Li2 O)/Al2 O3 為8.5~12。
- 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的微晶玻璃製品,其特徵在於,所述微晶玻璃製品的表面應力為250MPa以上;和/或離子交換層深度為50μm以上;和/或落球試驗高度為1000mm以上;和/或斷裂韌性為1.3MPa·m1/2 以上;和/或四點彎曲強度為700MPa以上;和/或0.55mm厚度的霧度為0.5%以下;和/或晶粒尺寸為優選為80nm 以下;和/或折射率溫度係數為-0.8×10-6 /℃以下;和/或1mm厚400~800nm波長的平均光透射率為85%以上;和/或0.55mm厚550nm波長的光透射率為85%以上。
- 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的微晶玻璃製品,其特徵在於,還含有著色劑,可使微晶玻璃製品呈現不同顔色。
- 一種微晶玻璃,其特徵在於,其主要晶相含有矽酸鋰和石英晶相,所述微晶玻璃0.55mm厚度的霧度為0.6%以下,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2 :65~85%;Al2 O3 :1~15%;Li2 O:5~15%;ZrO2 :0.1~10%;P2 O5 :0.1~10%;K2 O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%。
- 如申請專利範圍第9項所述的微晶玻璃,其特徵在於,其組成按重量百分比表示,還含有:SrO:0~5%;和/或BaO:0~5%;和/或TiO2 :0~5%;和/或Y2 O3 :0~5%;和/或Na2 O:0~3%;和/或B2 O3 :0~3%;和/或澄清劑:0~2%。
- 如申請專利範圍第9或10項中任一項所述的微晶玻璃,其特徵在於,各組分含量滿足以下6種情形中的一種以上: 1)(SiO2 +Li2 O)/Al2 O3 為6~15; 2)(Al2 O3 +Li2 O)/P2 O5 為5~20; 3)(SiO2 +Li2 O)/P2 O5 為40~80; 4)(SiO2 +Al2 O3 +Li2 O+ZrO2 )/P2 O5 為40~90; 5)(K2 O+MgO)/ZrO2 為0.6~1.2; 6)Li2 O/(K2 O+ZrO2 )為2.3~4.0。
- 如申請專利範圍第9或10項中任一項所述的微晶玻璃,其特徵在於,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2 :70~76%;和/或Al2 O3 :4~10%;和/或Li2 O:8~12.5%;和/或ZrO2 :1~5%;和/或P2 O5 :1~2%;和/或K2 O:0~3%;和/或MgO:0.3~2%;和/或ZnO:0~3%;和/或Sb2 O3 :0~1%;和/或SnO2 :0~1%;和/或SnO:0~1%。
- 如申請專利範圍第9或10項中任一項所述的微晶玻璃,其特徵在於,各組分含量滿足以下6種情形中的一種以上: 1)(SiO2 +Li2 O)/Al2 O3 為8~12.5; 2)(Al2 O3 +Li2 O)/P2 O5 為8~14; 3)(SiO2 +Li2 O)/P2 O5 為42~60; 4)(SiO2 +Al2 O3 +Li2 O+ZrO2 )/P2 O5 為46~80; 5)(K2 O+MgO)/ZrO2 為0.8~1.0; 6)Li2 O/(K2 O+ZrO2 )為2.8~3.3。
- 如申請專利範圍第9或10項中任一項所述的微晶玻璃,各組分含量滿足以下4種情形中的一種以上: 1)(Al2 O3 +Li2 O)/P2 O5 為8.5~14; 2)(SiO2 +Li2 O)/P2 O5 為45~60; 3)(SiO2 +Al2 O3 +Li2 O+ZrO2 )/P2 O5 為48~80; 4)(SiO2 +Li2 O)/Al2 O3 為8.5~12。
- 如申請專利範圍第9或10項中任一項所述的微晶玻璃,其特徵在於,所述微晶玻璃0.55mm厚度的霧度為0.5%以下;和/或晶粒尺寸為60nm 以下;和/或折射率溫度係數為-0.8×10-6 /℃以下;和/或1mm厚400~800nm波長的平均光透射率為85%以上;和/或0.55mm厚550nm波長的光透射率為85%以上。
- 如申請專利範圍第9或10項中任一項所述的微晶玻璃,其特徵在於,還含有著色劑,可使微晶玻璃呈現不同顔色。
- 一種玻璃組合物,其特徵在於,熱膨脹係數(α20 ℃ -120 ℃ )為45×10-7 /K~70×10-7 /K,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2 :65~85%;Al2 O3 :1~15%;Li2 O:5~15%;ZrO2 :0.1~10%;P2 O5 :0.1~10%;K2 O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;SrO:0~5%; BaO:0~5%; TiO2 :0~5%; Y2 O3 :0~5%;B2 O3 :0~3% ;Na2 O:0~3%;澄清劑:0~2%。
- 如申請專利範圍第17項所述的玻璃組合物,在特徵在於,各組分含量滿足以下6種情形中的一種以上: 1)(SiO2 +Li2 O)/Al2 O3 為6~15; 2)(Al2 O3 +Li2 O)/P2 O5 為5~20; 3)(SiO2 +Li2 O)/P2 O5 為40~80; 4)(SiO2 +Al2 O3 +Li2 O+ZrO2 )/P2 O5 為40~90; 5)(K2 O+MgO)/ZrO2 為0.6~1.20; 6)Li2 O/(K2 O+ZrO2 )為2.3~4.0。
- 一種玻璃蓋板,其特徵在於,含有如申請專利範圍第1~8項中任一項所述的微晶玻璃製品,和/或如申請專利範圍第9~16項中任一項所述的微晶玻璃,和/或如申請專利範圍第17~18項中任一項所述的玻璃組合物。
- 一種電子設備,其特徵在於,含有如申請專利範圍第1~8項中任一項所述的微晶玻璃製品,和/或如申請專利範圍第9~16項中任一項所述的微晶玻璃,和/或如申請專利範圍第17~18項中任一項所述的玻璃組合物,和/或如申請專利範圍第19項中任一項所述的玻璃蓋板。
- 一種微晶玻璃製品的製造方法,其特徵在於,所述方法包括以下步驟: 形成玻璃組合物,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2 :65~85%;Al2 O3 : 1~15%;Li2 O:5~15%;ZrO2 :0.1~10%;P2 O5 :0.1~10%; K2 O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;SrO:0~5%;BaO:0~5%; TiO2 :0~5%;Y2 O3 :0~5%;B2 O3 :0~3%;Na2 O:0~3%;澄清劑:0~2%。 對所述玻璃組合物通過晶化工藝形成微晶玻璃,所述微晶玻璃的主要晶相含 有矽酸鋰和石英晶相,再對所述微晶玻璃通過化學鋼化工藝形成微晶玻璃製品,所述微晶玻璃製品四點彎曲強度為600MPa以上。
- 如申請專利範圍第21項所述的微晶玻璃製品的製造方法,其特徵在於,所述玻璃組合物各組分含量滿足以下6種情形中的一種以上: 1)(SiO2 +Li2 O)/Al2 O3 為6~15; 2)(Al2 O3 +Li2 O)/P2 O5 為5~20; 3)(SiO2 +Li2 O)/P2 O5 為40~80; 4)(SiO2 +Al2 O3 +Li2 O+ZrO2 )/P2 O5 為40~90; 5)(K2 O+MgO)/ZrO2 為0.6~1.2; 6)Li2 O/(K2 O+ZrO2 )為2.3~4.0。
- 如申請專利範圍第21項所述的微晶玻璃製品的製造方法,其特徵在於,晶化工藝包括以下步驟:在第1溫度下進行成核工藝的處理,然後在比成核工藝溫度高的第2溫度下進行晶體生長工藝的處理;第1溫度為490~650℃,第2溫度為600~850℃;在第1溫度下的保持時間為2~15小時。在第2溫度下的保持時間為0.5~6小時。
- 如申請專利範圍第21項所述的微晶玻璃製品的製造方法,其特徵在於,化學鋼化工藝包括:微晶玻璃浸沒於435℃~460℃的溫度的熔融Na鹽的鹽浴中約8~13小時;和/或微晶玻璃浸沒於400℃~450℃的溫度的熔融K鹽的鹽浴中2~4小時;通過在450℃的熔融Na鹽的鹽浴中化學鋼化8小時,微晶玻璃製品的離子交換層深度達80μm以上。
- 如申請專利範圍第21項所述的微晶玻璃製品的製造方法,其特徵在於,所述微晶玻璃製品表面應力為250MPa以上;和/或離子交換層深度為50μm以上;和/或落球試驗高度為1000mm以上;和/或斷裂韌性為1.3MPa·m1/2 以上;和/或四點彎曲強度為650 MPa以上;和/或0.55mm厚度的霧度為0.5%以下;和/或晶粒尺寸為60nm 以下;和/或折射率溫度係數為-0.8×10-6 /℃以下;和/或1mm厚400~800nm波長的平均光透射率為85%以上;和/或0.55mm厚550nm波長的光透射率為85%以上。
- 一種微晶玻璃的製造方法,其特徵在於,包括以下步驟: 形成玻璃組合物,其組成按重量百分比表示,含有:SiO2 :65~85%;Al2 O3 : 1~15%;Li2 O:5~15%;ZrO2 :0.1~10%;P2 O5 :0.1~10%; K2 O:0~10%;MgO:0~10%;ZnO:0~10%;SrO:0~5%;BaO:0~5%; TiO2 :0~5%;Y2 O3 :0~5%;B2 O3 :0~3%;Na2 O:0~3%;澄清劑:0~2%。 對所述玻璃組合物通過晶化工藝形成微晶玻璃,所述微晶玻璃的主要晶相含 有矽酸鋰和石英晶相,所述微晶玻璃0.55mm厚度的霧度為0.6%以下。
- 如申請專利範圍第26項所述的微晶玻璃的製造方法,其特徵在於,所述晶化工藝包括以下步驟:在第1溫度下進行成核工藝的處理,然後在比成核工藝溫度高的第2溫度下進行晶體生長工藝的處理;第1溫度為490~650℃,第2溫度為600~850℃;在第1溫度下的保持時間為2~15小時;在第2溫度下的保持時間為0.5~6小時。
- 如申請專利範圍第26項所述的微晶玻璃的製造方法,其特徵在於,所述微晶玻璃0.55mm厚度的霧度為0.5%以下;和/或晶粒尺寸為60nm 以下;和/或折射率溫度係數為-0.8×10-6 /℃以下;和/或1mm厚400~800nm波長的平均光透射率為85%以上;和/或0.55mm厚550nm波長的光透射率為85%以上。
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