高强度铝硅酸盐玻璃及其化学钢化方法技术

高强度铝硅酸盐玻璃及其化学钢化方法属于硅酸盐玻璃领域。该玻璃化学组成（ｗｔ％）：ＳｉＯ↓［２］　５５～６５、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］　０．１～３、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］　６～２４、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ３～９、ＺｒＯ↓［２］　０～１、ＺｎＯ　０～２、Ｃｌ↓［２］　０．１～０．５、Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］　０．１～１．０、ＳＯ↓［３］　０．１～０．５、Ｆ↓［２］　０．１～０．５，属于铝硅酸盐玻璃体系。它是通过公知的平板玻璃生产方法制备的，然后采用化学钢化方法进行强化处理，该玻璃具有可见光高透过率，较普通钠钙玻璃、中性医药玻璃、无碱高铝玻璃具有抗冲击性能好、高抗划伤性和高耐久性。本发明专利技术应用于等离子显示产品和液晶显示产品的屏幕表面保护、触摸屏的保护、提款机的屏幕保护、其它电子产品屏幕（手机、ＰＤＡ、媒体机等）屏幕保护，可有效地防止显示产品玻璃表面的冲击和划伤损害，该玻璃产品不含有有害元素。

High strength aluminosilicate glass and chemical tempering method thereof

High strength aluminosilicate glass and chemical toughening method thereof belong to the field of silicate glass. The chemical composition of glass (wt%): SiO: 2, B: 55 ~ 65 - 2 O: 3, Al: 0.1 ~ 3 - 2 O: 3 ~ 24, 6 ~ 9 ZrO MgOCaOBaOSrO3, down 2 from 0 to 1, 0 to 2, Cl ZnO 2: 0.1 - 0.5, Sb - 2: O: 3, SO: 0.1 ~ 1 3 0.1 ~ 0.5 F, down 2 from 0.1 to 0.5, which belongs to the system of aluminium silicate glass. It is known through the flat glass production preparation method, then the chemical tempering methods to strengthen treatment, the glass has high transmittance of visible light, compared with the ordinary soda lime glass, neutral medicine glass, alkali free high aluminum glass has good toughness, high scratch resistance and high durability. The invention is applicable to plasma display products and liquid crystal display products screen surface protection, touch screen protection, ATM screen protection and other electronic products (mobile phone screen, PDA, media etc.) screen protection, can effectively prevent the surface of the glass products show the impact and scratch damage, the glass products do not contain harmful elements.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子显示产品(等离子显示产品和液晶显示产品)的屏幕表 面保护用玻璃材料、楼宇防火防盗门玻璃材料、银行及医院的收款窗口用高 强度玻璃材料。可用于等离子电视、液晶电视、液晶显示器、笔记本液晶显示器、提款机保护屏、触摸屏、手机、PDA、 PSP、信息査询机、媒体广告播 放机，可以有效地防止显示产品屏幕表面的冲击和划伤损害，延长使用寿命 和使用效果，保障楼宇和收银系统的安全。
技术介绍
随着现代科技的发展，最近10年电子显示产品得到迅猛的发展，先进的 平板显示产品层出不穷，比如等离子显示产品和液晶显示产品，尺寸由小到 大，小到手机、PDA产品，大到电视及平面广告媒体机。上述电子显示产品包括等离子电视、液晶电视、液晶显示器、笔记本液 晶显示器、提款机保护屏、触摸屏、手机、PDA、 PSP、信息查询机、媒体广 告播放机等，这些显示产品的表面虽然都有玻璃材料作为其成像系统的的关 键部分，但是该类玻璃没有进行玻璃强化处理。同时显示产品的生产者，也 意识并考虑到屏幕的保护问题，已经在表面放置一层保护盖板，该类材料主 要以有机板和钠钙玻璃为主，但是这些产品的硬度及机械强度不高，表面抗 划伤性和抗冲击性均不是很好。并且有些电子显示产品是作为公共产品使用， 经常会遇到各种恶劣使用环境(尖锐的物品刻划)和人为破坏(击打、抛射 物品)影响，比如提款机保护屏、信息查询机、媒体广告播放机。另外，触 摸屏、PDA、手机经常会有手指、电子笔、签字笔、甚至钥匙在显示屏上进行书写、刻划及冲击等危险操作。这样电子显示产品显示屏幕经常出现破损 和表面粗糙，影响整机的使用寿命及屏幕显示效果。因此本专利技术创造一种电子显示产品保护性玻璃材料和楼宇和收银系统的 安全玻璃，其玻璃成份更适合化学强化处理，具有高机械强度的铝硅酸盐玻 璃，经过化学强化后，可以有效地防止显示产品保护屏幕表面的抗冲击和划 伤损害，延长电子显示产品的使用寿命和增强使用效果，加强了楼宇和收银 系统的安全保障。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种铝硅酸盐玻璃，具有优良的化学钢化能力，可 实现高机械强度，包括抗压强度高、抗弯强度高、耐冲击强度好、显微硬度 高、耐磨损性好、抗划伤性能好。同时，具有高可见光透过率的平板玻璃， 满足电子显示产品屏幕保护和楼宇和收银系统的安全使用。本专利技术进行了大量研究工作，结果发现利用高碱金属含量的铝硅玻璃为 基础，通过公知的平板玻璃成型技术，将其制造成平板玻璃，然后经过化学 钢化处理，即可实现上述目的。本专利技术的铝硅酸盐玻璃，可以通过化学钢化处理，取得机械强度的进一步 增强，提高抗折强度、抗冲击和划伤性能，满足电子显示产品屏幕保护功能 和楼宇及收银系统的安全使用。本专利技术所采用的化学钢化的强化介质为硝酸钾溶液，化学钢化温度为43(TC 49(TC，化学强化时间为3 8小时，离子交换深度^30^im，最高可达 75pm。经化学钢化后，其玻璃维氏硬度可达640MPa，抗压强度可达830MPa， 抗折强度可达92MPa。玻璃抗冲击破损能量可达4.3J(厚度1.2mm)、 6.0J(厚度 2.0mm)，7.8J(厚度3.0mm)。较未能强化处理的铝硅酸盐玻璃机械强度增加 20 50%，较经过同样化学强化处理的钠钙玻璃、中性玻璃、E玻璃机械强度 增加30 60%。本专利技术的玻璃材料，其特征在于由下列成份构成，各成份按质量百分含量计，Si0255~65B2030.1 3A12036 24li200 3Na205 15K200 6MgO1~5CaO0~3BaO0 2SrO0~2并且其中MgO+CaO+BaO+SrO 3~9Zr020 1ZnO0 2ci20.1 0.5Sb203O.卜l.OS030.1 0.5F20.1 0.5本专利技术的玻璃材料，其系列特征粘度点温度为，10&Pa，s粘度的温度为 1490。C以下；1(AiPa's粘度的温度为1270。C以下；1(PdPa.s粘度的温度为870°C 以下；10I45dPa's粘度的温度为650°C以下。本专利技术的玻璃材料为铝硅玻璃体系，采用多种澄清剂来实现澄清效果， 比如氯酸盐、氟化物、硫酸盐、氧化锑。澄清剂可以一种或几种共同使用， 同时加入适量硝酸盐。本专利技术的玻璃材料，通过控制玻璃原料的着色离子含量和氧化还原指数， 使玻璃的可见光平均透过率大于91%。并且根据玻璃组成的不同，其平均线 膨胀系数为(60 103) xl0力i:范围，其折射率1.500 1.530。具体实施例方式本专利技术的电子显示产品保护屏保护玻璃材料，可以使用下列组成的铝硅 酸盐玻璃，按质量百分含量计， Si02 55~65 B203 0.1 5 A1203 6 24 MgO+CaO+BaO+SrO 3~9特别是，以质量百分含量计，含有下列成份的铝硅酸盐玻璃Si02 55~65 B203 0.1 3 A1203 6 24 Li20 0 3 Na20 5 15K20 0 6MgO 1~5CaO 0~3BaO 0~2SrO 0~2并且其中MgO+CaO+BaO+SrO 3~9Zr02 0 1ZnO 0 2Cl2 0.1 0.5Sb203 0.1 1.0S03 0.1 0.5F2 0.1 0.5在上述玻璃组成中，限定的各个成份的范围理由为如下所述。Si02是用于构成玻璃骨架的必要的成分，其含量越高，越能提高化学耐久性，越能提高机械强度。另一方面，由于具有提高粘度的倾向，所以，如果过多就难以得到料性长的玻璃。其含量是55%以上，优选是58%以上，另外， 65%以下，优选是63%以下，更优选是62%以下，进一步优选是61%以下。 如果Si02为58X以上，就能够确保可使用水平的化学耐久性和机械强度。另 外，如果Si02为65X以下，则所选用的石英原料的熔融就不需要更长时间， 所以，不会对生产产生困难，如果是63。^以下，则玻璃粘性降低。如果是61 %以下，则玻璃的粘度进一步降低，能够容易地得到尺寸精度高的平板玻璃。 B203是用于提高熔融性、降低玻璃粘度的必要成分，其含量越多，玻璃就 表现出低粘度特性。另一方面，具有降低化学耐久性的倾向，其含量为0.1% 以上，优选为0.25%以上，更优选为0.3%以上，进一步优选是0.4%以上。 另外，8203是3%以下，优选为0.6%以下，更优选是0.55%以下。Al203是极大地改善玻璃化学稳定性的必须成分，降低玻璃析晶倾向，同时也是提高玻璃硬度和机械强度的必要成份，其是提高拉伸弹性模量的成分，但是其具有提高玻璃粘度的倾向，如果Al203含量过多，就难以得到料性长的玻璃。其含量为6%以上，优选是10%以上，更优选是15%以上，进一步 优选是16%以上。另外，八120324%以下，优选是22%以下，更优选是20%以下。如果是6%以上，则玻璃结晶的可能性很小，如果大于10%以上，基 本不发生析晶，适于生产尺寸精度高的平板玻璃。如果是6%以上，则玻璃的 机械强度显著提高。从期望得到高拉伸弹性模量的玻璃观点来看，优选含有 10%以上。另外，如果Al2O3是20X以下，则玻璃熔融液的粘度不会过高， 熔解温度小于168(TC，如果是18Q^以下，则更容易兼顾熔解温度、玻璃熔解 质量、玻璃成型温度、玻璃析晶问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度铝硅酸盐玻璃，其特征在于：由下列成份构成，各成份按质量百分含量计，　ＳｉＯ↓［２］　５５～６５　Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］　０．１～３　Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］　６～２４　Ｌｉ↓［２］Ｏ　０～３　Ｎａ↓［２］Ｏ　５～１５　Ｋ↓［２］Ｏ　０～６　ＭｇＯ　１～５　ＣａＯ　０～３　ＢａＯ　０～２　ＳｒＯ　０～２　并且其中ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ　３～９　ＺｒＯ↓［２］　０～１　ＺｎＯ　０～２　Ｃｌ↓［２］　０．１～０．５　Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］　０．１～１．０　ＳＯ↓［３］　０．１～０．５　Ｆ↓［２］　０．１～０．５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴哲，田英良，沈雪红，
申请(专利权)人：苏州新吴硝子科技有限公司，北京工业大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]