一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃及其制备方法，所述玻璃的组分按质量百分比计包括，SiO

An ion exchange glass with scratch resistance and external impact resistance and its preparation method

The invention relates to an ion exchange glass with scratch resistance and external impact resistance and a preparation method thereof. The components of the glass include, by mass percentage, SiO

【技术实现步骤摘要】
一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃及其制备方法
本专利技术涉及玻璃制造
，具体为一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃及其制备方法。
技术介绍
随着现代显示科技的发展，液晶显示器、提款机保护屏、触摸屏、手机和信息查询机等平板显示产品大量涌现被广泛应用于我们的日常生活中，但是这些显示产品的抗划伤和抗击外界冲击能力都较差。有些电子显示产品经常会遇到如尖锐物品的刻划等各种恶劣使用环境和一些人为的破坏。另外，触摸屏经常会有手指、电子笔、签字笔甚至钥匙在显示屏上进行书写、刻划及冲击等危险操作，这将导致电子显示产品的屏幕出现破损和表面划伤，影响显示产品的显示效果，甚至危及到它们的使用寿命。因此这些显示产品的屏幕表面急需一种硬度和机械强度好的玻璃材料。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃及其制备方法，操作简单，成本低，所得的玻璃机械强度高、耐磨损、耐冲击、化学稳定性好，具有更强的抗冲击强度和抗表面刮擦能力，对电子产品的保护能力比普通的钠钙玻璃更好。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，所述离子交换玻璃的组分按质量百分比计包括，SiO254％～70％，Al2O310％～23％，Li2O0～5％，Na2O5％～17％，K2O0～8％，MgO1％～10％，CaO0～4％，ZrO21％～5％，SnO20.3％～1％，CeO20.2％～1.5％。优选的，所述的SiO2的质量百分比为56％～68％。优选的，所述的Al2O3的质量百分比为12％～20％。优选的，所述的Na2O的质量百分比为8％～14％。优选的，所述的K2O的质量百分比为2％～6％。优选的，所述的CaO和MgO的质量百分比之和为5％～11％。优选的，所述的ZrO2、CeO2和SnO2的质量百分比之和为2％～7％。一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃的制备方法，包括以下步骤，步骤1，按质量百分比计，依照玻璃的组分配制原料，将原料熔化和澄清后成型为玻璃；玻璃的组分按质量百分比计为，SiO254％～70％，Al2O310％～23％，Li2O0～5％，Na2O5％～17％，K2O0～8％，MgO1％～10％，CaO0～4％，ZrO21％～5％，SnO20.3％～1％，CeO20.2％～1.5％；步骤2，将玻璃进行化学强化处理，得到抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，所述化学强化处理包括单强或复合强化，其中，单强在硝酸钾的熔融液中进行，温度为380～420℃，时间为300～360min；复合强化在硝酸钾和硝酸钠的熔融液中进行，第一步的温度为380～420℃，强化时间为100～130min，硝酸钠的质量百分比为20％～40％，硝酸钾的质量百分比为60％～80％；第二步的温度为380～420℃，强化时间为30～60min，硝酸钠的质量百分比为5％～15％，硝酸钾的质量百分比为85％～95％。进一步，所述的玻璃厚度为1～5mm。一种由上述任意一项所述的制备方法得到的抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术所述的离子交换玻璃，通过将SiO2的具体含量设计为质量百分比为54％～70％，这样不仅可以提高之后形成的玻璃的机械强度、化学稳定性和热稳定性，而且还能避免玻璃熔化和澄清困难；质量百分比为10％～23％的Al2O3可以降低之后形成的玻璃的析晶倾向，提高玻璃硬度和机械强度；Li2O是非常好的助熔剂，质量百分比为0～5％的Li2O中的Li+能很好地完成与熔盐中Na+的交换，而不会破坏玻璃网络结构，使得之后形成的玻璃的机械性能有所下降，生产成本较高；质量百分比为5％～17％的Na2O和质量百分比为0～8％的K2O的引入有利于降低之后形成的玻璃粘度，降低熔融温度，玻璃网络中较小的Na+离子可与离子交换盐浴中较大的K+离子进行交换，得到所需的离子交换玻璃；质量百分比为0～4％的CaO和质量百分比为1％～10％的MgO引入后在降低玻璃料熔融温度的同时，能改善玻璃的机械强度；质量百分比为1％～5％的ZrO2不仅能够提高之后形成的玻璃化学稳定性，增加玻璃表面硬度，抵抗玻璃形成裂纹以及裂纹的扩展，使得玻璃更耐划伤和跌落，而且不会提高玻璃的熔化温度；质量百分比为0.3％～1％的SnO2和质量百分比为0.2％～1.5％的CeO2在玻璃的制备过程中主要起澄清作用；此外，ZrO2、SnO2和CeO2同时加入能够提高玻璃的耐化学稳定性，因此这些组分在经过化学强化后得到的离子交换玻璃较普通的钠钙强化玻璃，具有较深的离子交换深度和更大的表面压应力、抗弯曲强度和硬度，因而具有更强的抗冲击强度和抗表面刮擦能力，对电子产品的保护能力比普通的钠钙玻璃更好。本专利技术所述离子交换玻璃的制备方法，通过将质量百分比为54％～70％的SiO2，质量百分比为10％～23％的Al2O3，质量百分比为0～5％的Li2O，质量百分比为5％～17％的Na2O，质量百分比为0～8％的K2O，质量百分比为1％～10％的MgO，质量百分比为0～4％的CaO，质量百分比为1％～5％的ZrO2，质量百分比为0.3％～1％的SnO2和0.2％～1.5％的CeO2熔化和澄清后成型为玻璃，再将玻璃进行单强或复合强化，可得到抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，该玻璃较普通的钠钙强化玻璃，具有较深的离子交换深度和更大的表面压应力、抗弯曲强度和硬度，因而具有更强的抗冲击强度和抗表面刮擦能力，对电子产品的保护能力比普通的钠钙玻璃更好。本专利技术的抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，可后续加工为屏幕保护玻璃，具有机械强度高、耐磨损、耐冲击、化学稳定性好优点，对电子产品的保护能力比普通的钠钙玻璃更好，能够有效防止显示产品表面的冲击和划伤损害，同时还可以延长产品的使用寿命，增强使用效果。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃为铝硅酸盐玻璃，按质量百分比wt％计包括，SiO254％～70％，Al2O310％～23％，Li2O0～5％，Na2O5％～17％，K2O0～8％，MgO1％～10％，CaO0～4％，ZrO21％～5％，SnO20.3％～1％，CeO20.2％～1.5％。以下讨论上述铝硅酸盐玻璃中各组分的具体的含量及作用，也就是限定各个成分的含量范围的理由，单位均为质量百分比。SiO2：54％～70％。SiO2是重要的玻璃形成体氧化物，其硅氧四面体的结构形成不规则的连续网络，构成了玻璃的骨架。若SiO2含量较低，形成玻璃后的耐化学性会降低，并且有结晶趋势，SiO2的含量高可以提高玻璃的机械强度、化学稳定性和热稳定性，但含量过高，会造成玻璃熔化和澄清困难，也会导致玻璃粘度增大，需要控制其含量在合适的范围内。因此SiO2的含量是54％～70％，当SiO2的含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，其特征在于，所述离子交换玻璃的组分按质量百分比计包括，SiO

【技术特征摘要】
1.一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，其特征在于，所述离子交换玻璃的组分按质量百分比计包括，SiO254％～70％，Al2O310％～23％，Li2O0～5％，Na2O5％～17％，K2O0～8％，MgO1％～10％，CaO0～4％，ZrO21％～5％，SnO20.3％～1％，CeO20.2％～1.5％。


2.根据权利要求1所述的一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，其特征在于，所述的SiO2的质量百分比为56％～68％。


3.根据权利要求1所述的一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，其特征在于，所述的Al2O3的质量百分比为12％～20％。


4.根据权利要求1所述的一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，其特征在于，所述的Na2O的质量百分比为8％～14％。


5.根据权利要求1所述的一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，其特征在于，所述的K2O的质量百分比为2％～6％。


6.根据权利要求1所述的一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，其特征在于，所述的CaO和MgO的质量百分比之和为5％～11％。


7.根据权利要求1所述的一种抗划伤和抗外界冲击力的离子交换玻璃，其特征在于，所述的ZrO2、CeO2和SnO2的质量百分比之和为2％～7％。

【专利技术属性】
技术研发人员：牛桃霞，彭引平，
申请(专利权)人：彩虹集团邵阳特种玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43