本发明专利技术公开了一种用于玻璃化学钢化的熔盐，其成分中包括ＫＮＯ↓［３］和ＫＮＯ↓［２］中的至少一种、０．５％－１５％Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和０．５％－１０％ＳｉＯ↓［２］中的至少一种、０．３％－６％ＫＣｌ、０．３％－６％Ｋ↓［２］ＳＯ↓［４］和０．３％－６％Ｋ↓［２］ＳｉＯ↓［３］中的至少一种及０．２％－５％Ｋ↓［２］ＣｒＯ↓［４］和０．２％－５％Ｋ↓［２］ＣＯ↓［３］中的至少一种。本发明专利技术还公开了一种化学钢化方法，在预热处理后采用本发明专利技术熔盐对玻璃进行离子交换处理。采用本发明专利技术熔盐和化学钢化方法得到的化学钢化玻璃可较好地同时兼顾玻璃的抗冲击性能与可切割性、翘曲度等性能。
Molten salt for glass chemical tempering and chemical tempering method using the molten salt
The invention discloses a molten salt for chemical tempered glass, its components including KNO: 3 and KNO: 2. At least one of the 0.5% 15%Al and 2 O down: 3 and 0.5% 10%SiO down 2 in at least one, 0.3% - 6%KCl 0.3%, 6%K: 2 SO: 4 and 2: 0.3%6%K SiO down 3 and at least one of 0.2%5%K: 2 CrO: 4 and 2 CO 0.2%5%K down down 3 in at least one. The invention also discloses a chemical tempering method. After the preheating process, the molten salt is used for the ion exchange treatment of the glass. The chemical toughened glass obtained by the molten salt and the chemical tempering method can better take into account both the impact resistance, the cutting property and the warpage of the glass.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于玻璃化学钢化的熔盐，尤其是一种可兼顾玻璃的 抗冲击性能与可切割性、翘曲度等性能的熔盐。
技术介绍
玻璃化学钢化通过离子交换在玻璃表面形成压应力，可以实现玻璃增 强的效果。化学钢化可以分为两类1. 高温型化学钢化，反应温度是在玻璃的应变温度(玻璃开始软化的温度)以上，小离子(Li+)置换玻璃中的大离子(Na+)，在玻璃表面生成P锂霞 石(Li20 A1203 2Si02 )，使玻璃表面的膨胀系数低于其玻璃内部膨胀系 数，当玻璃被冷却后由于内部的收縮变形大于表面收縮变形，从而在玻璃 表面上形成压应力，玻璃获得增强；2. 低温型化学钢化，在玻璃的应变温度以下，通过离子交换方式用较 大的离子(如钾离子K+)取代玻璃表面上的较小离子(如钠离子Na+)，较大 的离子(如钾离子K+)进入玻璃表面，冷却后使玻璃表面产生"挤塞"体积 效应，形成表面压应力，玻璃获得增强。化学钢化处理的离子交换过程是 在低于玻璃应变点的温度条件下进行的，玻璃在处理时不经过高于应变点 的高温过程，因此不会像物理钢化玻璃那样容易发生翘曲，经化学钢化后 玻璃的表面平整度与原片玻璃一样，同时在强度和耐温度急变性能等方面 都有一定提高。对超薄玻璃(厚度在0.3-l.lmm)进行增强时， 一般采用低温型化学 钢化，因为高温型化学钢化容易使玻璃发生翘曲变形。但对于厚度在 0. 3-1. lmm、尺寸在12英寸以上的超薄平板玻璃，用目前的低温型化学钢 化技术(采用KN03熔盐)很难达到超薄平板玻璃的使用要求，主要表现在 可切割性能、翘曲度以及抗冲击性等性能难以同时达标。这是因为采用现 有的低温型化学钢化技术对玻璃进行处理后，玻璃的抗冲击性能指标与可 切割性、翘曲度等性能指标是相矛盾的，即化学钢化玻璃的抗冲击性能好， 也就是在外力作用下的抗破坏性能好，但玻璃的翘曲度容易超标，且难以切割。而在超薄平板玻璃通常的应用领域(如LCD基板、触摸屏基板等)， 对玻璃的抗冲击性、可切割性和翘曲度都有严格的要求，未经处理的玻璃 原片显然无法满足抗冲击性能的使用需要，而采用现有的低温型化学钢化 技术对玻璃进行处理也不能很好地同时兼顾玻璃的抗冲击性能与可切割 性、翘曲度等性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可兼顾玻璃的抗冲击性能与可 切割性、翘曲度等性能的熔盐熔盐。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于玻璃化学钢化的熔盐，该 熔盐的成分中包括主要材料和辅助材料；主要材料组分中包括認03和KN02 中的至少一种，辅助材料组分中包括0. 5%-15%A120^B 0. 5%-1(FciSi02中的至 少一种(AlA和Si02可以同时选用，也可以选用二者之一)、0. 3%-6%KC1、 0. 3%-6%K2S0JB 0. 3%-6呢K2Si03中的至少一种(K2Sa和{^103可以同时选用， 也可以选用二者之一)及0. 2%-5%K2Cr04和0. 2%-5%K2C0:i中的至少一种 (K2Cr04和K2C03可以同时选用，也可以选用二者之一)，各百分比分别为辅 助材料中的相应组分与主要材料的质量百分比。采用本专利技术熔盐，在玻璃的应变温度以下进行低温型化学钢化，玻璃 表面形成压应力，玻璃可获得增强，抗冲击性能与可切割性、翘曲度等性 能较为理想。作为本专利技术熔盐的优选，主要材料为KN03，辅助材料组分中包括 0. 5%-10%A1203、 0. 3%-3%K2S04、 0. 3%-3%KC1和0. 2%-2%K2Cr04，各比例分别 为辅助材料中的相应组分与主要材料的质量百分比。作为本专利技术熔盐进一步的优选，辅助材料组分中还包括O. 1%-1%K0H， 比例为KOH与主要材料的质量百分比。辅助材料组分中加入KOH，是因为 在离子交换过程中，KOH的0『可与玻璃表面的硅氧键(该硅氧键在玻璃中 起骨架作用)结合并打开玻璃表面的硅氧键，使玻璃中的Na+更容易被置换 出来，熔盐中的K+更容易进入玻璃玻璃表面，从而进一步促进离子交换， 有利于縮短离子交换时间，提高效率。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供一种可兼顾玻璃的抗冲击性 能与可切割性、翘曲度等性能的化学钢化方法。为解决该技术问题，本专利技术还提供一种化学钢化方法，该方法包括以 下步骤a、 将玻璃进行预热处理；b、 将预热后的玻璃置于熔盐中进行离子交换；熔盐的温度低于玻璃 的应变点；熔盐的成分中包括主要材料和辅助材料；主要材料组分中包括 KN03和KN02中的至少 一 种，辅助材料组分中包括0. 5%-15%Al203和 0.5%-10%5102中的至少一种(Al203和Si02可以同时选用，也可以选用二者 之一)、0. 3%-6%KCl、 0. 3%-6%K2S04和0. 3%_6%K2Si03中的至少一种(K2S04 和K2Si03可以同时选用，也可以选用二者之一)及0. 2%-5%K2Cr04和 0. 2%-5%1(2(:03中的至少一种(K2CrOjn 1(20)3可以同时选用，也可以选用二 者之一)，各百分比分别为辅助材料中的相应组分与主要材料的质量百分 比。步骤b中熔盐的温度为380-470°C。 步骤b中离子交换的时间长度为0.5-7h。作为本专利技术方法的优选，步骤b中的主要材料为認03，辅助材料组分 中包括O. 5%_10%A1203、 0. 3%-3%K2S04、 0. 3%_3%KC1和0. 2%-2%K2Cr04，各比 例分别为辅助材料中的相应组分与主要材料的质量百分比。作为本专利技术方法的改进，在步骤b之后，将经过离子交换后的玻璃进 行退火。这样可以使玻璃内部结构均匀，降低产生微裂纹或玻璃发生破损 的可能性，进一步改善玻璃的性能。退火可以采用以下过程将经过离子 交换后的玻璃迅速移入与熔盐槽温度相近的退火炉中，以5。C/min — 10°C/min的降温速度退火。步骤a中预热处理的优选温度为300-400°C。步骤b中熔盐的优选温度为390-410°C。步骤b中离子交换的优选时间长度为2-4h。作为本专利技术方法进一步的优选，步骤b的辅助材料组分中还包括 0. 1%-1% K0H，比例为K0H与主要材料的质量百分比。本专利技术熔盐和化学钢化方法特别适合对超薄玻璃(厚度在0. 3-1. 1mm) 进行化学钢化处理。本专利技术熔盐和化学钢化方法优选的适用对象为钠钙玻璃或含低碱的硼 硅玻璃。本专利技术熔盐和化学钢化方法能够满足显示器基板(如LCD基板、触摸 屏基板)的使用要求，也可以适用于其它的对玻璃抗冲击性能与可切割性、 翘曲度等性能都有较高要求的应用领域。采用本专利技术熔盐和化学钢化方法对玻璃进行低温型化学钢化处理，钢 化过程中可以利用A1A或Si02的多孔性来吸附生产中在熔盐里形成的杂 质离子，Al203或Si02还可以作为缓冲层来防止玻璃表面被熔盐侵蚀；KC1、 K2S04、 K2Si03、 K2Cr04和K2C03可作为促进剂来加速离子的交换速度，縮短离 子交换时间；所得到的超薄纯平化学钢化玻璃的翘曲度较低，玻璃也容易 切割。采用本专利技术熔盐和化学钢化方法，可以对厚度为0.3-l.lmm、尺寸 大于300*300mm的超薄平板玻璃进行化学钢化处理，处理后所得化学钢化 玻璃的表面应力平均值为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于玻璃化学钢化的熔盐，其特征在于：该熔盐的成分中包括主要材料和辅助材料；所述主要材料组分中包括ＫＮＯ↓［３］和ＫＮＯ↓［２］中的至少一种，所述辅助材料组分中包括０．５％－１５％Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和０．５％－１０％ＳｉＯ↓［２］中的至少一种、０．３％－６％ＫＣｌ、０．３％－６％Ｋ↓［２］ＳＯ↓［４］和０．３％－６％Ｋ↓［２］ＳｉＯ↓［３］中的至少一种及０．２％－５％Ｋ↓［２］ＣｒＯ↓［４］和０．２％－５％Ｋ↓［２］ＣＯ↓［３］中的至少一种，所述各百分比分别为所述辅助材料中的相应组分与所述主要材料的质量百分比。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨应国，金弼，蒋蔚，
申请(专利权)人：中国南玻集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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