玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及玻璃材料领域，公开了一种玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用。本发明专利技术的玻璃用组合物，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有60‑70重量％的SiO2、13‑20重量％的Al2O3、4‑7重量％的B2O3、10‑15重量％的Na2O、0.1‑3.5重量％的MgO和0.01‑2重量％的RO，其中，RO为CaO、SrO和BaO中的至少一种，Al2O3/SiO2摩尔比为0.1‑0.2，MgO/Al2O3摩尔比为0.01‑0.55。本发明专利技术玻璃组合物中各组分协同作用，使制得的玻璃兼具质量轻、耐高温、耐冲击和柔性好的优点，适合应用于显示器件，特别适合应用于柔性超薄玻璃显示器件。

Glass composition and glass and its preparation and Application

The invention relates to the field of glass materials, and discloses a glass composition and glass, and a preparation method and application. With the invention of the glass composition, the glass with the total weight of the composition as a benchmark, SiO2, containing 60 70 wt% 13 20 wt% Al2O3, 4 7 wt% B2O3, 10 15 wt% Na2O, 0.1 3.5 wt% MgO and 0.01 2 weight% RO, where RO is at least one of CaO, SrO and BaO, Al2O3/SiO2 = 0.1 0.2, MgO/Al2O3 = 0.01 0.55. The components in the glass composition of the invention synergy, making the glass has the advantages of light weight, high temperature resistance, impact resistance and good flexibility, and is suitable for display devices, and is especially suitable for flexible ultra-thin glass display devices.

【技术实现步骤摘要】
玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用
本专利技术涉及玻璃材料领域，具体地，涉及一种玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，消费者钟爱具有曲面屏幕的电视机、手机、平板电脑、笔记本及穿戴设备，圆润的棱角手感舒适，还增加了防撞功能；除曲面显示器外，国内外企业正在开发可弯曲的柔性显示器，柔性显示器是一种可变型、可弯曲的显示装置，具有低功耗、体积小、携带方便等特点，备受青睐，其中柔性显示中柔性基板的选择至关重要，它是柔性显示弯曲性能的关键所在，目前应用于柔性显示的基板材料有超薄玻璃、金属箔片、塑料。其中玻璃是电子显示屏的最佳基材，玻璃具有高硬度、透明性、耐热性、电绝缘性、不透气性、抗氧化性、尺寸稳定性等优点，可以弯曲，但柔韧性相对略差。为了使玻璃达到柔性的目的，必须克服玻璃的脆性。超薄玻璃是相对普通平板玻璃的厚度而言的。根据玻璃厚度不同，可将其分成为：薄玻璃1.5～3mm，超薄玻璃＜1.5mm，厚度小，0.5mm的超薄玻璃具有良好的挠性；而厚度小于0.1mm的超薄玻璃具有可弯曲性能，又可称为柔性玻璃。目前，柔性好的玻璃耐冲击性和耐高温性普遍比较差，耐冲击性好的玻璃质量一般较重，现有技术中，尚没有兼具质量轻、耐高温、耐冲击和柔性好的玻璃及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种兼具质量轻、耐高温、耐冲击和柔性好的玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种玻璃用组合物，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有60-70重量％的SiO2、13-20重量％的Al2O3、4-7重量％的B2O3、10-15重量％的Na2O、0.1-3.5重量％的MgO和0.01-2重量％的RO，其中，RO为CaO、SrO和BaO中的至少一种，Al2O3/SiO2摩尔比为0.1-0.2，MgO/Al2O3摩尔比为0.01-0.55。优选地，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有60.5-69.3重量％的SiO2、14-20重量％的Al2O3、4.2-6.5重量％的B2O3、10.3-14.2重量％的Na2O、0.15-3.4重量％的MgO和0.2-2重量％的RO，Al2O3/SiO2摩尔比为0.112-0.194，MgO/Al2O3摩尔比为0.014-0.50。更优选地，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有61-69.3重量％的SiO2、15-19重量％的Al2O3、4.5-6.2重量％的B2O3、10.5-14重量％的Na2O、0.2-3重量％的MgO和0.5-2重量％的RO，Al2O3/SiO2摩尔比为0.119-0.185，MgO/Al2O3摩尔比为0.015-0.496。优选地，以该玻璃用组合物的总重量为基准，所述RO中含有0-1.9重量％的CaO、0-0.5重量％的SrO和0-1.5重量％的BaO。更优选地，所述RO为含有0.01-1.5重量％的CaO、0-0.5重量％的SrO和0.1-1.5重量％的BaO。第二方面，本专利技术提供一种玻璃的制备方法，该方法包括：将玻璃用组合物依次进行混合、熔融、均化、浇注成型和退火。第三方面，本专利技术提供了上述方法制备得到的玻璃。本专利技术制得的玻璃可以为玻璃密度为小于2.4g/cm3，热膨胀系数为64×10-7-85×10-7/℃，应变点为625-645℃，杨氏模量为71-76GPa，抗张强度为83-95MPa，柔性指数为0.1305-0.1419。优选地，玻璃密度为2.34-2.38g/cm3，热膨胀系数为65×10-7-83×10-7/℃，应变点为629-645℃，杨氏模量为72-75.5GPa，抗张强度为84-94.41MPa，柔性指数为0.1310-0.1419。更优选地，玻璃密度为2.35-2.37g/cm3，热膨胀系数为69×10-7-82×10-7/℃，应变点为632-645℃，杨氏模量为72.8-75.3GPa，抗张强度为85-94.41MPa，柔性指数为0.1322-0.1419。第四方面，本专利技术提供了上述玻璃用组合物和玻璃在柔性显示器件中的应用。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术中的玻璃具有优异的性能得益于玻璃组分中SiO2、Al2O3、B2O3、MgO之间的组合，在玻璃网络结构中，游离氧主要是和硼例子与铝离子结合形成硼氧四面体。当Al2O3替代SiO2后，铝会优先夺取游离氧形成铝氧四面体、硅氧四面体减少，当适当调整Al2O3/SiO2摩尔比时，网络紧密度适中，玻璃脆性降低，柔韧性增强。再则，硼原子主要以三配位存在，[BO2]三角体之间为可以转动的硼环连接，适当的B2O3含量能够使玻璃具有较低的脆性和较高的断裂韧性。Mg离子的离子势能大，起到集聚作用，适当的MgO含量能够获得更好的玻璃稳定性和玻璃韧性。本专利技术在进行多次试验后得到玻璃用组合物的合适组成与含量，Al2O3/SiO2摩尔比为0.1-0.2，MgO/Al2O3摩尔比为0.01-0.55时与其他成分协同作用制得的玻璃兼具质量轻、耐高温、耐冲击和柔性好的优点，适合应用于显示器件，特别适合应用于柔性超薄玻璃显示器件。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供一种玻璃组合物，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有60-70重量％的SiO2、13-20重量％的Al2O3、4-7重量％的B2O3、10-15重量％的Na2O、0.1-3.5重量％的MgO和0.01-2重量％的RO，其中，RO为CaO、SrO和BaO中的至少一种，Al2O3/SiO2摩尔比为0.1-0.2，MgO/Al2O3摩尔比为0.01-0.55。本专利技术的玻璃用组合物中，所述SiO2是构成玻璃骨架的成分，SiO2含量较高，耐化学性和机械强度会增加，玻璃的高温粘度增加，如果SiO2过多，就难以得到料性长的玻璃。SiO2含量较低则不易形成玻璃，应变点下降，膨胀系数增加，耐酸性和耐碱性均会下降。考虑到玻璃的熔化温度、析晶上限温度、膨胀系数、机械强度、料性等性能。本专利技术的玻璃用组合物中，所述Al2O3中非桥氧与Al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，最终使得化学强化效果更好，提高玻璃的抗划伤性、抗跌落性。但Al2O3含量过高，难以熔制。相反地，Al2O3含量过低，玻璃容易析晶，机械强度较低不利于成型。本专利技术的玻璃用组合物中，所述B2O3能降低玻璃粘度、低介电损耗、振动损耗，改善玻璃脆性、韧性的和光透过率。本公开合适的在玻璃中具有[BO4]四面体和[BO3]三角体两种结构，高温熔化条件下B2O3难于形成[BO4]，可降低高温粘度，低温时取决于游离氧的数量优先形成四面体或三角体。在硼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃用组合物，其特征在于，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有60‑70重量％的SiO2、13‑20重量％的Al2O3、4‑7重量％的B2O3、10‑15重量％的Na2O、0.1‑3.5重量％的MgO和0.01‑2重量％的RO，其中，所述RO为CaO、SrO和BaO中的至少一种，Al2O3/SiO2摩尔比为0.1‑0.2，MgO/Al2O3摩尔比为0.01‑0.55。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃用组合物，其特征在于，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有60-70重量％的SiO2、13-20重量％的Al2O3、4-7重量％的B2O3、10-15重量％的Na2O、0.1-3.5重量％的MgO和0.01-2重量％的RO，其中，所述RO为CaO、SrO和BaO中的至少一种，Al2O3/SiO2摩尔比为0.1-0.2，MgO/Al2O3摩尔比为0.01-0.55。2.根据权利要求1所述的玻璃用组合物，其特征在于，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有60.5-69.3重量％的SiO2、14-20重量％的Al2O3、4.2-6.5重量％的B2O3、10.3-14.2重量％的Na2O、0.15-3.4重量％的MgO和0.2-2重量％的RO，Al2O3/SiO2摩尔比为0.112-0.194，MgO/Al2O3摩尔比为0.014-0.50。3.根据权利要求2所述的玻璃用组合物，其特征在于，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有61-69.3重量％的SiO2、15-19重量％的Al2O3、4.5-6.2重量％的B2O3、10.5-14重量％的Na2O、0.2-3重量％的MgO和0.5-2重量％的RO，Al2O3/SiO2摩尔比为0.119-0.185，MgO/Al2O3摩尔比为0.015-0.496。4.根据权利要求1或2所述的玻璃用组合物，其特征在于，所述RO为CaO、SrO和BaO中的至少一种，以该玻璃用组合物的总重量为基准，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊锋，李青，张广涛，闫冬成，王丽红，郑权，
申请(专利权)人：东旭科技集团有限公司，东旭集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11