平面玻璃、钢化玻璃、3D曲面微晶玻璃及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种3D曲面微晶玻璃的制备工艺，包括：步骤S1、将平面玻璃进行热弯成型处理以得到3D曲面玻璃；步骤S2、将所述3D曲面玻璃放置在内部具有轮廓与所述3D曲面玻璃一致的空腔的载具内，并将所述载具放入一晶化炉内，对所述3D曲面玻璃进行微晶化处理以得到3D曲面微晶玻璃；所述步骤S2在所述步骤S1之后实施。与现有技术相比，实施本发明专利技术提供的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，可大幅提高制备3D曲面微晶玻璃的效率，并降低了的成本。

Plane glass, toughened glass, 3D curved glass ceramics and their preparation process

【技术实现步骤摘要】
平面玻璃、钢化玻璃、3D曲面微晶玻璃及其制备工艺
本专利技术涉及玻璃制造领域，具体涉及一种具有三维空间结构的非平面微晶玻璃，简称3D曲面微晶玻璃的制备工艺，及上述制备工艺中采用的平面玻璃，还涉及通过上述制备工艺得到的3D曲面微晶玻璃，以及将上述3D曲面微晶玻璃进行进离子交换后得到的钢化玻璃。
技术介绍
近年来，随着显示材料由LCD往OLED的发展，OLED的柔性特点使得显示屏往曲面发展，这使得保护玻璃盖板也由平面往3D曲面发展。3D玻璃板的应用使得产品的外观特性更上一层楼，且为匹配曲面显示屏，产品的背板材料也趋于曲面3D化，使得更符合外观美感，提高产品触摸感手感。目前，随着消费者对产品的抗摔裂、抗裂纹、抗划伤等机械强度要求的提高，保护的盖板材料强度需进一步增高其强度和硬度来满足要求，而且随着5G通讯、无线充电等技术的应用，背板材料已经由金属、高分子材料转向无机非金属材料发展，原有的金属背板材料由于电磁屏蔽作用已不适合产品要求，高分子材料也因其较低的硬度和强度，较差的手感也被市场所淘汰。玻璃可易制备成透明产品，在高温下具有很强的可塑性易于做成3D性状，但是其脆性大；陶瓷虽然强度高、硬度大，耐磨性能好，但透光性差，很难制备透明制品。而微晶玻璃是两者的组合，具有优异的机械强度，热力学性能、化学稳定性、优良的绝缘性等，而且可以通过改变基础成分和调整热处理工艺，可以在一定程度上控制微晶玻璃中晶体的种类、晶粒大小、数量的参数，从而使得微晶玻璃的热膨胀系数、透明性大范围可调，这些特性决定了微晶玻璃在无机非材料学领域占有重要地位，具有极高的开发研究和应用前景。目前，由于微晶玻璃具有相当含量的晶体结构，相比于玻璃其高温软化效果大大下降，具有部分陶瓷的脆性，因而并不能进行3D热弯工艺。而以抛磨工艺制备3D曲面微晶玻璃存在工艺复杂，成品率低，成型成本居高不下，这问题的存在极大的阻碍了微晶玻璃在3D盖板材料领域的应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺点，提供一种成本低且效率高的3D曲面微晶玻璃的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种3D曲面微晶玻璃的制备工艺，所述制备工艺包括：步骤S1、将平面玻璃进行热弯成型处理以得到3D曲面玻璃；将所述3D曲面玻璃放置在内部具有轮廓与所述3D曲面玻璃一致的空腔的载具内，并将所述载具放入一晶化炉内，对所述3D曲面玻璃进行微晶化处理以得到3D曲面微晶玻璃；所述步骤S2在所述步骤S1之后实施。通过调整热弯成型处理和微晶化处理的顺序，先将平面玻璃进行热弯成型处理得到3D曲面玻璃，然后再对3D曲面玻璃进行微晶化处理即可得到3D曲面微晶玻璃。这样一来，就绕开了在平面玻璃经微晶化处理后由于具有部分陶瓷的脆性而不能进行3D热弯工艺的问题，相比于现有技术，即先将平面进行玻璃微晶化处理得到平面微晶玻璃然后再采用抛磨工艺将平面微晶玻璃制备成3D曲面微晶玻璃，本专利技术提供的所述制备工艺具有成品率高且工艺成本低的优点。另外，所述3D曲面玻璃是连同所述载具一起放入所述晶化炉内进行所述微晶化处理的。可以保证热弯成型处理后得到的所述3D曲面玻璃的形状不会大幅度的变形，以减少后续的抛磨加工。同时，由于所述3D曲面玻璃被保护在所述载具内，这样减小了所述3D曲面玻璃的表面由于高温与空中的颗粒产生变化，以颗粒为晶核而产生晶体，导致表面凹凸不平。所述载具可为石墨模具或碳化硅模具。作为本专利技术3D曲面微晶玻璃的制备工艺的一个优选方案，所述微晶化处理包括预热工序，所述预热工序包含多个预热阶段，每一所述预热阶段的保温时间大于等于2min。作为本专利技术3D曲面微晶玻璃的制备工艺的一个优选方案，所述的多个预热阶段包括先后进行的第一预热阶段、第二预热阶段、第三预热阶段和第四预热阶段；其中，在所述第一预热阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为100℃～200℃的区域并保温2min～15min；在所述第二预热阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为300℃～400℃的区域并保温2min～15min；在所述第三预热阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为500℃～600℃的区域并保温2min～15min；在所述第四预热阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为600℃～700℃的区域并保温2min～15min。所述预热工序的作用是将所述3D曲面玻璃快速加热至成核所需的温度，采用四段阶梯式加热可大幅提高加热的效率，而且可保证每个阶梯之间相差的温度不大，同时，每一个阶段都会做一定时间保温，以防止加热过快产生的热冲击使玻璃破碎，从而可提高微晶化处理的效率与良率。作为本专利技术3D曲面微晶玻璃的制备工艺的一个选方案，所述平面玻璃中包含晶核剂，所述晶核剂包括TiO2和/或ZrO2。作为本专利技术3D曲面微晶玻璃的制备工艺的一个优选方案，所述微晶化处理包括在所述预热工序之后的成核工序；其中，在所述成核工序中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为600℃～800℃的区域并保温0.5h～8h，优选的，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为680℃～750℃的区域并保温0.5h～4h。作为本专利技术3D曲面微晶玻璃的制备工艺的一个优选方案，所述微晶化处理包括在所述成核工序之后的晶化工序；其中，在所述晶化工序中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为700℃～1000℃的区域并保温0.5h～8h。优选的，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为820℃～960℃的区域并保温0.5h～8h，更优选的，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为820℃～960℃的区域并保温2h～4h。作为本专利技术3D曲面微晶玻璃的制备工艺的一个优选方案，所述微晶化处理包括在所述晶化工序之后的退火工序；所述退火工序包括先后进行的第一退火阶段、第二退火阶段和第三退火阶段；其中，在所述第一退火阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为700℃～800℃的区域并保温2min～15min；在所述第二退火阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为550℃～750℃的区域并保温15min～60min；在所述第三退火阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为500℃～600℃的区域并保温2min～15min。将所述第一退火阶段的温度设计为700℃～800℃并保温2min～15min，以保证在所述3D曲面玻璃的软化点温度之下，目的是为减小所述3D曲面玻璃的变形量，先使所述3D曲面玻璃适应降温趋势，减少破碎率。将所述第二退火阶段的温度设计为550℃～750℃并保温15min～60min，以保证在所述3D曲面玻璃的玻璃化转变温度之上，目的是为消除所述3D曲面玻璃经热处理后产生的内应力，防止所述3D曲面玻璃自破碎。将所述第三退火阶段的温度设计为500℃～600℃并保温2～15min，使所述3D曲面玻璃快速达到所述晶化炉的循环冷却水套冷、循环冷风冷却工艺要求的温度上限。作为本专利技术3D曲面微晶玻璃的制备工艺的一个优选方案，所述微晶化处理包括在所述退火工序之后的冷却工序，所述冷却工序包含至少3个冷却阶段，每一所述冷却阶段的保温时间大于等于2min。作为本专利技术3D曲面微晶玻璃的制备工艺的一个优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，包括：步骤S1、将平面玻璃进行热弯成型处理以得到3D曲面玻璃；步骤S2、将所述3D曲面玻璃放置在内部具有轮廓与所述3D曲面玻璃一致的空腔的载具内，并将所述载具放入一晶化炉内，对所述3D曲面玻璃进行微晶化处理以得到3D曲面微晶玻璃；所述步骤S2在所述步骤S1之后实施。

【技术特征摘要】
1.一种3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，包括：步骤S1、将平面玻璃进行热弯成型处理以得到3D曲面玻璃；步骤S2、将所述3D曲面玻璃放置在内部具有轮廓与所述3D曲面玻璃一致的空腔的载具内，并将所述载具放入一晶化炉内，对所述3D曲面玻璃进行微晶化处理以得到3D曲面微晶玻璃；所述步骤S2在所述步骤S1之后实施。2.根据权利要求1所述的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，所述微晶化处理包括预热工序，所述预热工序包含多个预热阶段，每一所述预热阶段的保温时间大于等于2min。3.根据权利要求2所述的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，所述的多个预热阶段包括先后进行的第一预热阶段、第二预热阶段、第三预热阶段和第四预热阶段；其中，在所述第一预热阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为100℃～200℃的区域并保温2min～15min；在所述第二预热阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为300℃～400℃的区域并保温2min～15min；在所述第三预热阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为500℃～600℃的区域并保温2min～15min；在所述第四预热阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为600℃～700℃的区域并保温2min～15min。4.根据权利要求1所述的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，所述平面玻璃中包含晶核剂，所述晶核剂包括TiO2和/或ZrO2。5.根据权利要求2所述的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，微晶化处理包括在所述预热工序之后的成核工序；其中，在所述成核工序中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为600℃～800℃的区域并保温0.5h～8h。6.根据权利要求5所述的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，在所述成核工序中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为680℃～750℃的区域并保温0.5h～4h。7.根据权利要求5所述的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，所述微晶化处理包括在所述成核工序之后的晶化工序；其中，在所述晶化工序中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为700℃～1000℃的区域并保温0.5h～8h。8.根据权利要求7所述的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，在所述晶化工序中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为820℃～960℃的区域并保温0.5h～8h。9.根据权利要求7所述的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，在所述晶化工序中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为820℃～960℃的区域并保温2h～4h。10.根据权利要求7所述的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，所述微晶化处理包括在所述晶化工序之后的退火工序；所述退火工序包括先后进行的第一退火阶段、第二退火阶段和第三退火阶段；其中，在所述第一退火阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为700℃～800℃的区域并保温2min～15min；在所述第二退火阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为550℃～750℃的区域并保温15min～60min；在所述第三退火阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为500℃～600℃的区域并保温2min～15min。11.根据权利要求10所述的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，所述微晶化处理包括在所述退火工序之后的冷却工序，所述冷却工序包含至少3个冷却阶段，每一所述冷却阶段的保温时间大于等于2min。12.根据权利要求11所述的3D曲面微晶玻璃的制备工艺，其特征在于，所述的至少3个冷却阶段包括先后进行的第一冷却阶段、第二冷却阶段、第三冷却阶段、第四冷却阶段、第五冷却阶段和第六冷却阶段；其中，在所述第一冷却阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为500℃～600℃的区域并保温2min～15min；在所述第二冷却阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为400℃～550℃的区域并保温2min～15min；在所述第三冷却阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为300℃～450℃的区域并保温2min～15min；在所述第四冷却阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为200℃～350℃的区域并保温2min～15min；在所述第五冷却阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为100℃～250℃的区域并保温2min～15min；在所述第六冷却阶段中，将所述3D曲面玻璃传送至所述晶化炉内的温度为50℃～150℃的区域并保温2min～15min。13...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，谈宝权，覃文城，陈芳华，
申请(专利权)人：深圳市东丽华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44