高铝玻璃的新型强化工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高铝玻璃的新型强化工艺，包括以下步骤：提供一高铝玻璃，高铝玻璃中的各组分的质量百分比含量为：二氧化硅(SiO2)为57～63％，三氧化二铝(Al2O3)为10～16％，氧化钠(Na2O)为9～13％，氧化镁(MgO)为4～7％，氧化钾(K2O)为3～5％，氧化钙(CaO)为1～2％，氧化铁(Fe2O3)为小于等于0.001％，氧化硼(B2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化铈(CeO2)和二氧化锆(ZrO2)之和小于等于1％；将高铝玻璃放置在混合腐蚀剂内。本发明专利技术通过对高铝玻璃的进行先先酸洗后强化处理，使得处理后的高铝玻璃的表面无变形，表面应力大于等于950MPa，离子深度大于等于80μm，并且显著提高了高铝玻璃抗划伤能力及忍受划伤能力，高铝玻璃的弯曲强度增强至大于等于650MPa。

New Strengthening Technology of High Aluminum Glass

The present invention relates to a new strengthening process for high-alumina glass, which includes the following steps: providing a high-alumina glass, the mass percentage content of each component in High-Alumina glass is 57-63%, aluminium oxide (Al2O3) is 10-16%, sodium oxide (Na2O) is 9-13%, magnesium oxide (MgO) is 4-7%, potassium oxide (K2O) is 3-5%, calcium oxide (CaO) is 1-2%, oxygen. Iron oxide (Fe2O3) is less than or equal to 0.001%, boron oxide (B2O 3), zinc oxide (ZnO), cerium oxide (CeO 2) and zirconium dioxide (ZrO 2) are less than or equal to 1%, and high alumina glass is placed in a mixed corrosive agent. By acid washing and strengthening the high alumina glass, the surface of the treated high alumina glass is not deformed, the surface stress is greater than 950 MPa, the ionic depth is greater than 80 micron, and the scratch resistance and scratch resistance of the high alumina glass are significantly improved. The bending strength of the high alumina glass is increased to more than 650 MPa.

【技术实现步骤摘要】
高铝玻璃的新型强化工艺
本专利技术涉及一种强化工艺，特别是涉及一种高铝玻璃的新型强化工艺。
技术介绍
硅酸盐玻璃是一种非晶态的材料，具备热稳定性，高强度，高硬度，高透光度等优异性能，其制品在电子产品、建筑、汽车、轨道交通、航空、航天等领域有着广泛的应用。由于产品对玻璃强度性能的需求日益提升，为了满足对玻璃高强度的要求，通常需要对玻璃进行强化处理，以提高玻璃的强度。现有技术的玻璃强化处理方法包括物理强化法和化学强化法。物理强化法是将玻璃加热接近玻璃软化温度，对玻璃两侧吹以空气(或者其他介质)，使其均匀快速冷却，由于玻璃的表面冷却速度较快，内部冷却速度较慢，使玻璃内外产生温度差，进而使形成的玻璃的表面具有压应力、内部具有张应力，从而提高玻璃的强度。但是由于物理强化机理的原因，强化后的玻璃存在强度提升较少，应力不均，表面易变形和烧伤，且薄玻璃和曲面较大的玻璃无法强化的缺点。化学强化法是将玻璃浸在含有比玻璃中碱金属离子半径大的碱离子熔盐中，通过离子交换，然后利用两种碱金属离子的半径差，造成玻璃的表面产生“挤塞”效应，使形成的玻璃的表面产生压应力层，来提高玻璃的强度。但是由于化学强化机理的原因，强化后的玻璃存在强度提升较少，抗划伤能力及划伤忍受能力较弱，且熔盐要求纯度高，利用率很低的缺点。
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高铝玻璃的新型强化工艺,以解决上述技术问题，具体技术方案如下：提供一种高铝玻璃的新型强化工艺，其特征在于，高铝玻璃的新型强化工艺包括以下步骤：(a)提供一高铝玻璃，高铝玻璃中的各组分的质量百分比含量为：二氧化硅(SiO2)为57～63％，三氧化二铝(Al2O3)为10～16％，氧化钠(Na2O)为9～13％，氧化镁(MgO)为4～7％，氧化钾(K2O)为3～5％，氧化钙(CaO)为1～2％，氧化铁(Fe2O3)为小于等于0.001％，氧化硼(B2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化铈(CeO2)和二氧化锆(ZrO2)之和小于等于1％；(b)将高铝玻璃放置在混合腐蚀剂内，腐蚀掉高铝玻璃的表面的微裂纹及其余缺陷，并去除高铝玻璃的表面的空位、空穴处的杂质离子；(c)取出高铝玻璃，并冲洗干净高铝玻璃的表面；(d)预热高铝玻璃；(e)将预热后的高铝玻璃放置在纯度大于99wt％的硝酸钾(KNO3)盐溶液内，并在温度为400～430℃下保温12～36小时，使硝酸钾(KNO3)盐溶液中的钾离子(K﹢)置换出高铝玻璃的表面的钠离子(Na+)；(f)取出高铝玻璃，并滴盐5～10分钟；(g)完成滴盐后立即将高铝玻璃放置在空气中，进行空冷冷却；(h)空冷冷却完成后，在高铝玻璃的表面喷洒柠檬酸溶液，并擦拭高铝玻璃；以及(i)清洁高铝玻璃。在一种可能的设计中，步骤(a)中，高铝玻璃的厚度为1.5～12mm。在一种可能的设计中，步骤(b)中，混合腐蚀剂包括氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和水溶液，并且氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和水溶液按照质量比为(4～10wt％):(4～7wt％)：(85～95wt％)进行配比混合。在一种可能的设计中，高铝玻璃放置在混合腐蚀剂内腐蚀的步骤还包括：加热混合腐蚀剂至30～60℃；以及将高铝玻璃放置在混合腐蚀剂内，使混合腐蚀剂腐蚀高铝玻璃，腐蚀时间为50～90分钟，以腐蚀掉高铝玻璃的表面0～40μm深度之间的微裂纹及其余缺陷，并去除高铝玻璃的表面的空位、空穴处的杂质离子。在一种可能的设计中，步骤(c)中，是通过去离子水冲洗高铝玻璃。在一种可能的设计中，步骤(d)中，是通过化学炉预热箱预热高铝玻璃，预热温度为280～320℃，预热时间为20～40分钟。在一种可能的设计中，步骤(e)中，钾离子(K﹢)是置换高铝玻璃的表面0～80μm深度之间的钠离子(Na+)。在一种可能的设计中，步骤(e)中，硝酸钾(KNO3)盐溶液内还添加有催化剂和吸附剂。在一种可能的设计中，步骤(h)中，柠檬酸溶液包括去离子水和柠檬酸，并且去离子水与柠檬酸的质量比为10:1。在一种可能的设计中，步骤(i)中，清洁高铝玻璃的步骤还包括：选用30～50℃的去离子水冲洗高铝玻璃的表面；用清洁剂溶液喷洒在高铝玻璃的表面；以及用去离子水冲洗高铝玻璃的表面。本专利技术与现有技术相比具有的优点有：本专利技术的高铝玻璃的新型强化工艺通过对高铝玻璃的进行先先酸洗后强化处理，使得处理后的高铝玻璃的表面无变形，表面应力大于等于950MPa，离子深度大于等于80μm，并且显著提高了高铝玻璃抗划伤能力及忍受划伤能力，高铝玻璃的弯曲强度增强至大于等于650MPa，拓展了高铝玻璃的应用范围，延长了制品的使用寿命。并且本专利技术的高铝玻璃的新型强化工艺在强化高铝玻璃过程中，去除了高铝玻璃的表面的微裂纹，还可保证制品达到很好的光学效果。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的内容不构成对本专利技术的任何限制。图1是本专利技术一实施例的高铝玻璃的新型强化工艺的流程示意图。图2是本专利技术一实施例的高铝玻璃放置在混合腐蚀剂内腐蚀的步骤流程示意图。图3是本专利技术一实施例的清洁高铝玻璃的步骤流程示意图。图4是本专利技术一实施例的高铝玻璃的表面结构在酸洗前的结构示意图。图5是本专利技术一实施例的高铝玻璃的表面结构在酸洗后的结构示意图。图6是本专利技术一实施例的高铝玻璃的表面结构在离子置换前的结构示意图。图7是本专利技术一实施例的高铝玻璃的表面结构在离子置换后的结构示意图。图8是比较实施例1的普通钠钙硅玻璃的表面结构在离子置换前的结构示意图。图9是比较实施例1的普通钠钙硅玻璃的表面结构在离子置换后的结构示意图。图10是比较实施例2的普通高铝玻璃的表面结构在离子置换前的结构示意图。图11是比较实施例2的普通高铝玻璃的表面结构在离子置换前的结构示意图。具体实施方式关于本文中所使用之“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。在本专利技术一实施例中，揭露了一种高铝玻璃的新型强化工艺1，请参考图1所示，高铝玻璃的新型强化工艺1包括以下步骤101～109，其中：步骤101：选取原料。提供一高铝玻璃，高铝玻璃中的各组分的质量百分比含量为：二氧化硅(SiO2)为57～63％，三氧化二铝(Al2O3)为10～16％，氧化钠(Na2O)为9～13％，氧化镁(MgO)为4～7％，氧化钾(K2O)为3～5％，氧化钙(CaO)为1～2％，氧化铁(Fe2O3)为小于等于0.001％，氧化硼(B2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化铈(CeO2)和二氧化锆(ZrO2)之和小于等于1％。在一优选实施例中，高铝玻璃的厚度为1.5～12mm，例如可以为1.5mm、6mm、8mm、12mm，但并不以此为限。在本专利技术中对于高铝玻璃的长度和宽度没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际生产需求选择对应的长度和宽度的高铝玻璃。本实施例进一步公开的高铝玻璃内部分子结构为铝氧四面体，但并不以此为限。具体的，挑取各组分的质量百分比满足上述要求的高铝玻璃的基础上，优选的挑取表面无缺陷的高铝玻璃，高铝玻璃的厚度为1.5mm、6mm、8mm或12mm；若选用高铝玻璃过长或过宽，用水刀数控切割机切割，但切割方式并不以此为限。将高铝玻璃切割成长为230～270mm、宽为100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高铝玻璃的新型强化工艺，其特征在于，所述高铝玻璃的新型强化工艺包括以下步骤：(a)提供一高铝玻璃，所述高铝玻璃中的各组分的质量百分比含量为：二氧化硅(SiO2)为57～63％，三氧化二铝(Al2O3)为10～16％，氧化钠(Na2O)为9～13％，氧化镁(MgO)为4～7％，氧化钾(K2O)为3～5％，氧化钙(CaO)为1～2％，氧化铁(Fe2O3)为小于等于0.001％，氧化硼(B2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化铈(CeO2)和二氧化锆(ZrO2)之和小于等于1％；(b)将所述高铝玻璃放置在混合腐蚀剂内，腐蚀掉所述高铝玻璃的表面的微裂纹及其余缺陷，并去除所述高铝玻璃的表面的空位、空穴处的杂质离子；(c)取出所述高铝玻璃，并冲洗干净所述高铝玻璃的表面；(d)预热所述高铝玻璃；(e)将预热后的所述高铝玻璃放置在纯度大于99wt％的硝酸钾(KNO3)盐溶液内，并在温度为400～430℃下保温12～36小时，使所述硝酸钾(KNO3)盐溶液中的钾离子(K﹢)置换出所述高铝玻璃的表面的钠离子(Na+)；(f)取出所述高铝玻璃，并滴盐5～10分钟；(g)完成滴盐后立即将所述高铝玻璃放置在空气中，进行空冷冷却；(h)空冷冷却完成后，在所述高铝玻璃的表面喷洒柠檬酸溶液，并擦拭所述高铝玻璃；以及(i)清洁所述高铝玻璃。...

【技术特征摘要】
1.一种高铝玻璃的新型强化工艺，其特征在于，所述高铝玻璃的新型强化工艺包括以下步骤：(a)提供一高铝玻璃，所述高铝玻璃中的各组分的质量百分比含量为：二氧化硅(SiO2)为57～63％，三氧化二铝(Al2O3)为10～16％，氧化钠(Na2O)为9～13％，氧化镁(MgO)为4～7％，氧化钾(K2O)为3～5％，氧化钙(CaO)为1～2％，氧化铁(Fe2O3)为小于等于0.001％，氧化硼(B2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化铈(CeO2)和二氧化锆(ZrO2)之和小于等于1％；(b)将所述高铝玻璃放置在混合腐蚀剂内，腐蚀掉所述高铝玻璃的表面的微裂纹及其余缺陷，并去除所述高铝玻璃的表面的空位、空穴处的杂质离子；(c)取出所述高铝玻璃，并冲洗干净所述高铝玻璃的表面；(d)预热所述高铝玻璃；(e)将预热后的所述高铝玻璃放置在纯度大于99wt％的硝酸钾(KNO3)盐溶液内，并在温度为400～430℃下保温12～36小时，使所述硝酸钾(KNO3)盐溶液中的钾离子(K﹢)置换出所述高铝玻璃的表面的钠离子(Na+)；(f)取出所述高铝玻璃，并滴盐5～10分钟；(g)完成滴盐后立即将所述高铝玻璃放置在空气中，进行空冷冷却；(h)空冷冷却完成后，在所述高铝玻璃的表面喷洒柠檬酸溶液，并擦拭所述高铝玻璃；以及(i)清洁所述高铝玻璃。2.根据权利要求1所述的高铝玻璃的新型强化工艺，其特征在于，所述步骤(a)中，所述高铝玻璃的厚度为1.5～12mm。3.根据权利要求1所述的高铝玻璃的新型强化工艺，其特征在于，所述步骤(b)中，所述混合腐蚀剂包括氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和水溶液，并且所述氢氟酸(HF)、所述硝酸(HNO3)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴贲华，高国忠，蒋晨巍，赵乐，吴伟，张进军，顾文灏，
申请(专利权)人：江苏铁锚玻璃股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32