一种用于触摸屏的铝硅酸盐玻璃制造技术

一种用于触摸屏的铝硅酸盐玻璃，配方中各组成成分的质量百分比分别是：55-70%的SiO2，8-20%的Al2O3，9-16%的Na2O，0.5-8%的MgO，0.5-8%的SrO，0.1-5%的P2O5。本发明专利技术引入0.1-5%之间的P2O5，对玻璃离子交换性能的改善具有很大的作用。P2O5与Al2O3并用时，玻璃强化效果比较好。利用本发明专利技术制的玻璃在熔融的KNO3（400℃-450℃）溶液中，化学强化时间为4-6小时，离子交换深度大于50μm，玻璃表面应力可在较短时间内至少可达720MPa。玻璃表面形成压应力层，压应力层赋予玻璃较高的强度、表面防刮耐划。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于触摸屏的铝硅酸盐玻璃，配方中各组成成分的质量百分比分别是：55-70%的SiO2，8-20%的Al2O3，9-16%的Na2O，0.5-8%的MgO，0.5-8%的SrO，0.1-5%的P2O5。本专利技术引入0.1-5%之间的P2O5，对玻璃离子交换性能的改善具有很大的作用。P2O5与Al2O3并用时，玻璃强化效果比较好。利用本专利技术制的玻璃在熔融的KNO3（400℃-450℃）溶液中，化学强化时间为4-6小时，离子交换深度大于50μm，玻璃表面应力可在较短时间内至少可达720MPa。玻璃表面形成压应力层，压应力层赋予玻璃较高的强度、表面防刮耐划。【专利说明】-种用于触摸屏的铝硅酸盐玻璃
本专利技术涉及一种用于触摸屏的铝硅酸盐玻璃，属于显示产品的屏幕表面保护用玻 璃材料，该玻璃材料属于铝硅酸盐体系，具有优秀的力学性能，良好的抗冲击和抗划伤性 能。可用于等离子电视、液晶电视、平板电脑、笔记本电脑液晶显示器、触摸屏手机等的保 护，可以很好的保护显示产品屏幕，延长显示产品的使用寿命和使用效果。
技术介绍
随着显示技术的发展，从工业用途的工厂设备的控制/操作系统、公共信息查询 的电子查询设施、商业用途额提款机，到消费性电子的移动电话、PDA、数码相机等都可看到 触摸屏幕。在便携式电子设备的移动或者使用过程中难免与其它的物品发生接触和摩擦， 加上不经意的刻划、碰触，由此产生的划痕直接造成显示屏表面粗糙，光洁度下降，影响使 用效果，更有可能导致屏幕破裂。 玻璃一直是显示技术发展中不可或缺的材料，通过化学钢化改变玻璃表面的组成 可以提高玻璃的强度，使得玻璃在显示器件的保护上有了用武之地。传统的钠钙玻璃不能 满足这些要求，例如对于高强度和耐刮擦性的要求。CN101172771A、CN101508524A公开可 强化的铝硅酸盐玻璃，具有高硬度、化学稳定性，但玻璃强化时间较长、应力层深度较差，已 经满足不了触摸屏新技术对盖板玻璃高性能的要求。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，设计了一种用于触摸的铝硅酸盐玻璃配方，该成分更适合 于化学强化处理，离子交换深度较深，经过化学强化的玻璃可以增强屏幕表面的抗冲击性 能，延长电子产品的使用寿命。 本专利技术为实现专利技术目的采用的技术方案是，一种用于触摸屏的铝硅酸盐玻璃，所 述的玻璃各组分按质量百分比组成是：55-70%的Si0 2,8-20%的A1203,9-16%的Na20,0. 5-8% 的 MgO, 0· 5-8% 的 SrO, 0· 1-5% 的 P205。 本专利技术的有益效果是：（1)本专利技术引入0. 1-5%之间的P205，对玻璃离子交换性能 的改善具有很大的作用，P2〇 5可以降低玻璃的熔化温度，降低玻璃的析晶倾向。（2)P205与 A1203并用时，玻璃强化效果比较好。（3)利用本专利技术制的玻璃在熔融的KN03(400°C _450°C ) 溶液中，化学强化时间为4-6小时，离子交换深度大于50 μ m，玻璃表面应力可在较短时间 内至少可达720MPa。玻璃表面形成压应力层，压应力层赋予玻璃较高的强度、表面防刮耐 划。本专利技术实现了产品的轻量化，产生了巨大的社会效益。 【具体实施方式】 -种用于触摸屏的铝硅酸盐玻璃，所述的玻璃各组分按质量百分比组成是： 55-70% 的 Si02,8-20% 的 A1203,9-16% 的 Na20,0· 5-8% 的 MgO, 0· 5-8% 的 SrO, 0· 1-5% 的 P205。 所述Si02含量优选60-65%。 所述A1203含量优选10-16%。 所述Na20含量优选10-14%。 所述MgO含量优选2-7%。 所述SrO含量优选1-3%。 所述P205含量优选1-3%。 本专利技术的玻璃组分中引入最多的成分是Si02，该成分是构成玻璃骨架的成分，含 量的提高可以有助于玻璃轻量化，耐化学性的改进；310 2含量较高，会增加玻璃的高温粘 度，不利于生产。Si02含量选择55-70%，更优选范围在60-65%。 A1A引入8-20%，优选A1203含量为10-16%。高含量A1A的有助于应变点、抗弯 强度的改进，对化学钢化后的玻璃强度具有较好的促进作用。这是因为，本专利技术玻璃属于铝 硅酸盐体系，碱金属引入的非桥氧与Al 3+形成铝氧四面体，该体积比硅氧四面体的大，在玻 璃结构中产生更大的缝隙，有利于离子交换，最终使得化学钢化效果更好。但A1 203含量过 高，玻璃容易析晶，难以熔制。 Na20属于网络外体，助熔作用，使得玻璃熔化温度降低。Na20含量高于9%，可以改 善玻璃熔解性。Na 20可以降低玻璃粘度，提高玻璃化学稳定性，Na20含量选择9-16%。考虑 到后续钢化，Na 20含量优选10-14% MgO、SrO同属碱土金属氧化物，起助熔作用的同时还可以提高玻璃的稳定性。MgO有助 于玻璃的熔化，降低结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性和机械强度。本专利技术选取〇. 5-8%Mg0， MgO的优选范围是2-7%。SrO有增强玻璃化学稳定性和提高玻璃抗析晶的作用，但含量增多 造成玻璃密度和膨胀系数增高。本专利技术选取〇. 5-8%Sr0, SrO的优选范围是1-3%。 P205是网络形成体，以磷氧四面体的形式存在，可以提高后续玻璃钢化时的离子交 换速度。但P 2〇5含量过高，玻璃的化学稳定性会降低。P2〇5含量选择0.1-5%，优选范围是 1-3%。 专利技术在实施时，测试样品制备步骤为：称量-混合-熔融-搅拌-均匀化-成型-退 火-加工-性能测试。 具体步骤：按照配方称量各组分，充分混合，使其均匀，将混合料倒入钼铑坩埚中， 高温炉下1550-1650°c下保温8-10h。为了使玻璃成分均匀，帮助排出气泡，使用钼金棒高 温下搅拌。将熔制好的玻璃液降温至成型所需要的温度范围，制作出所需要的玻璃板厚度， 最后对玻璃的理化性能进行测试。 将退火后的玻璃切割、研磨、抛光成实验所需的薄片，放入400°C _450°C的熔融 ΚΝ03溶液中进行化学钢化处理，钢化4_6h后取出并冷却至室温，用去离子水清洗玻璃薄片 并烘干。 实施例中密度测试采用阿基米德法测定，单位为g/cm3。 玻璃线膨胀系数，应用膨胀计法，该法是将试样置于石英玻璃架上，利用玻璃与石 英玻璃的热膨胀系数不同，测定两者在加热过程中相对伸长量。表征玻璃在室温到300°C的 单位长度及单位长度的增长量。 应变点和退火点、软化点均采用拉丝法测定，应变点、退火点参考ASTMC-338,玻璃 进行退火处理的下限温度为应变点温度，应变点以下玻璃内部应力消失变得很缓慢，可以 进行快速降温。退火是一种热处理过程，可使玻璃中存在的热应力尽可能消除或减小的允 许值。 软化点是直径在0. 65mm-0. 1mm长度在230mm的玻璃丝按照5°C /min速率在加热 炉中加热，伸长率为lmm/min时的温度为软化点温度，其表征玻璃在自重状态的软化特征 点。 采用FSM-6000LE表面应力仪测试钢化玻璃表面应力和应力层厚度。 表1、表2中提供了 10组实施例配比以及性能测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于触摸屏的铝硅酸盐玻璃，其特征在于：所述的玻璃各组分按质量百分比组成是：55‑70%的SiO2，8‑20%的Al2O3，9‑16%的Na2O，0.5‑8%的MgO，0.5‑8%的SrO，0.1‑5%的P2O5。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兴军，侯建伟，闫冬成，李俊锋，张广涛，沈玉国，
申请(专利权)人：东旭集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13