用作衬底的玻璃质板材是通过在进行任何烧制步骤或向所述板材施加涂层的其他热处理之前使板材与熔融碱金属盐接触制备的。如此处理板材的热尺寸稳定性得到改善，以便因热处理的宽范围加热和冷却不会造成不能接受的玻璃质材料的收缩量。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
Thermal dimensional stability of glass material contacted with molten alkali metal salt
The glass substrate used as a substrate is prepared by contacting the plate with molten base metal salts before any firing process or other heat treatment is applied to the sheet. In this way, the thermal dimensional stability of the plate is improved so that a wide range of heating and cooling of the heat treatment does not result in unacceptable shrinkage of the glass material.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及处理玻璃质板材例如玻璃和由此形成的板。本专利技术特别涉及尺寸稳定性得到改善的玻璃质板材的制备方法。由于玻璃等玻璃质材料是非晶态的，因此，在经过加热和冷却处理后尺寸会发生改变，例如面积缩小。尺寸变小(也称为密实或收缩)对于许多应用来说是无关紧要的。但是，对尺寸稳定性得到改善的玻璃的需求量越来越大，例如电子应用中用作衬底的玻璃板。在这些应用中，即便有很小的收缩也不能令人满意，因为要求玻璃板与其他元件精确匹配。人们为获得玻璃的温度变化历程曾经提出了各种建议，旨在对玻璃进行后处理时，使其收缩倾向变小。有效方法是对玻璃进行预收缩，以此使玻璃致密化，以降低所需热处理期间玻璃的收缩。退火是一种已知的致密化方法，但是，它需要在高温下进行长时间处理，需要消耗大量的热能，并且其结果导致质量不稳定。致密化程度随着退火温度、时间和冷却速率而改变。其他的难题是在高温下玻璃粘度降低，致使退火期间玻璃板翘曲或产生表面缺陷。另一种解决方案是选择应变点很高的特种组分的玻璃，在对这种玻璃进行处理时收缩可被忽略。一个特殊问题是由在约500℃，即高于钠钙玻璃退火点的温度下烧制玻璃基板材带来的，致使未经处理的钠钙玻璃板在冷却后具有的线性尺寸变小，例如比起始板材小约600微米/米。本专利技术的一个目的是提供一种改善玻璃质材料热稳定性的简单、可靠方法，以便该玻璃质材料能够经受热处理而尺寸收缩度降低。玻璃质材料的化学淬火处理是已知的。其目的是增加玻璃质材料例如玻璃和微晶材料机械和热机械的抗力。化学淬火分两种。根据一种方法，在温度足够高以致于玻璃发生应力释放的温度下进行离子交换，同时进入玻璃的离子使玻璃表面层的热膨胀系数降低。根据另一种方法，用大离子代替已经存在于玻璃表面层中的离子并在低于玻璃退火点的温度下进行离子交换，以便不会发生任何显著量的应力释放。GB1276186公开了玻璃体的化学淬火处理，包括使至少一种物质的离子进入该玻璃体表层，接着施加涂覆层例如钛、硅、铝、铬或其他金属的氧化物、氮化钛、或硅、钛、钽或其他金属的碳化物。化学淬火增加了涂层的粘附性。在上述专利中进行淬火的化学物质的实例包括硝酸钾、硝酸钠、碳酸锂和氯化锂。目前我们已经发现为了降低烧制期间或向构成板材施加涂层步骤一部分的其他热处理期间玻璃质板材的收缩量，在对板材进行所述热处理前，使板材与熔融碱金属盐进行接触是很有效。根据本专利技术，提供了一种用作衬底的玻璃质板材的制备方法，其特征在于在进行任何烧制步骤或关于向所述板材施加涂层的其他热处理步骤之前，将所述板材与熔融碱金属盐接触，以改善其热稳定性。实施该方法，以便使熔融盐的碱金属离子扩散到所述板材的表层中以及使所述表层的离子扩散到熔融盐中，由此进行的离子交换生成或增加表层的压应力。令人意想不到地发现除了玻璃质板材的其他效果外，化学淬火还改善了玻璃质板材的尺寸稳定性，致使因热处理的宽范围加热和冷却不会产生不期望有的收缩量。完全意想不到的是在进行热处理后，例如在高于玻璃质材料退火点的温度下(例如580℃)烧制，在板材表层中进行离子交换诱导的所有应力将消失，由化学淬火强化的玻璃质材料的强化效果将丧失。所制板材尺寸稳定性的均匀性比只经退火处理的板材好。本专利技术由此提供了一种玻璃质板材，它们适用于对板材尺寸要求严格的应用领域。化学淬火对热尺寸稳定性有效的原因尚不完全清楚。很显然部分是由于熔融盐和板材表面很好地进行热接触引起的，部分是由于盐和板材之间发生的离子交换引起的。尽管本专利技术一般适用于钠钙玻璃并且主要针对这种类型的玻璃进行了描述，但是必要时可将本专利技术的方法用于其他类型的玻璃例如硼硅酸盐、铝硅酸盐和微晶材料。化学淬火盐的选择取决于许多因素，例如玻璃质材料的特定组成。通常选自锂和钾的金属或金属混合物的熔融盐较为适宜。熔融的硝酸钾特别适合于钠钙玻璃。板材和熔融盐之间的接触适宜在合适的容器中将板材浸入盐中完成。应该通过本专利技术的方法的不同阶段小心地调整玻璃质材料的温度分布。需要使该盐在高温下保持熔融状态。优选缓慢地将玻璃质材料的温度升至熔融盐的温度，更优选温升速率小于15℃/分钟。为实现要求的淬火，在熔融盐中的浸泡应持续一段时间，以确保玻璃质材料的温度升高并保持在熔融盐温度下。玻璃质材料和盐之间的接触时间一般为15分钟至72小时，优选4至8小时。对于钾和其他大离子而言，熔融盐的温度应该低于玻璃质材料的退火点，熔融温度一般为400-500℃。在盛在罐中和浸泡的整个期间，熔融盐温度的均匀性是重要的。熔融盐温度的最大偏差应该为2℃。通过将二氧化碳通入盐中可实现熔融盐混合以保持均匀一致的状态，例如按早期专利GB-A-1274733教导的去做。在将玻璃质材料从熔融盐中取出时，应该从盐温缓慢冷却，优选的冷却速率小于15℃/分钟。放慢冷却速度可认为是为了避免破坏玻璃质材料的结构，促使产生少量收缩。在某些情况下，冷却最好分两步进行，各步的冷却速率不同。参照下面的非限制性实施例进一步描述本专利技术。将所采用的玻璃板试样切割成350×270毫米的标准尺寸。实施例1-5的板厚为1.1毫米，实施例6和7的板厚为3毫米。将实施例1-5的试样放置在200℃的加热室中直到进行如下的处理前取出。精确测量处理前和处理各阶段时长度为350毫米的各种试样，所有的长度测定均在20℃室温下进行。实施例1将12块200℃的普通钠钙浮法玻璃板试样放置在载体上，放入预加热室中，在该室中均匀地加热至460℃，加热时间为1.5小时，加热速率约为3℃/分钟。然后将玻璃和载体置入罐中，罐中盛有温度为460℃的熔融硝酸钾，并在罐中放置4小时以进行离子交换。接着将玻璃和载体放置在460℃的沥干室中达30分钟，在此期间，从盛有玻璃和载体的罐中排出大部分熔融硝酸钾并收集起来再使用。然后将玻璃试样放置在冷却室中，缓慢冷却，首先以约1℃/分钟的速率冷却2小时，接着以约2℃/分钟的速率冷却1小时15分钟。在进行上述的处理后，再次于20℃下精确测量标称为350毫米的各种板试样的尺寸，并与处理前测得的数字进行对比，以便确定处理引起的收缩量。结果示于附表中，其中的数字是所有12种试样的平均值。实施例2将批量的10块200℃的普通钠钙浮法玻璃板试样放置在载体上，大致按实施例1的描述进行处理，但是不同点是直接将载体置入熔融硝酸钾的罐中，省去了预加热到460℃罐温的步骤。由此更快速地加热玻璃至罐温，据估计温升速率为约50℃/分钟。在完成处理后，再次在20℃下精确测量标称为350毫米的各种板材试样的尺寸并与处理前测得的数字进行对比，以示出收缩量。在附表中示出了平均结果。实施例3将按实施例1处理的7块板试样进行处理(A)，包括将试样从20℃的室温加热至460℃，加热速率为5℃/分钟，保温30分钟，然后缓慢冷却至室温。再次精确测量标称为350毫米的试样尺寸并与处理(A)前测得的数字进行对比。表中示出了平均收缩。实施例4将按实施例1处理的5块板试样进行处理(B)，包括将试样从20℃的室温加热至460℃，加热速率为3℃/分钟，即比处理(A)的速率低，保温30分钟，然后缓慢冷却至室温。再次于20℃下精确测量标称为350毫米的试样尺寸并与处理(B)前测得的数字进行对比。表中示出了平均收缩。实施例5另外对20块普通钠钙浮法玻璃的对本文档来自技高网...
【技术保护点】
用作衬底的玻璃质板材的制备方法，其特征在于：在进行任何烧制步骤或向所述板材施加涂层的其他热处理之前使所述板材与熔融碱金属盐接触，以改善其热尺寸稳定性。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：N帕林，P保丁，JP波尔斯，
申请(专利权)人：格拉沃贝尔公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]
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