一种局部增强型玻璃制品及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种局部增强型玻璃制品及其加工方法，所述玻璃制品包括局部增强区和非增强区；其中，局部增强区的维氏硬度大于或等于620kgf/mm

A local reinforced glass product and its processing method

【技术实现步骤摘要】
一种局部增强型玻璃制品及其加工方法
本专利技术属于玻璃制品
，尤其涉及一种局部增强型玻璃制品及其加工方法。
技术介绍
玻璃制品，例如覆盖玻璃和玻璃底板等，可用于消费者和商用电子器件，例如LCD和LED显示器、电脑监测器以及自动取款机(ATM)等。部分此类玻璃制品可包括“触摸”功能，这使得玻璃制品必须与各种物体(包括用户的手指和/或手写笔装置)接触，这样，玻璃必须足够的牢固，以经受常规接触而不损坏。此外，此类玻璃制品还可结合到便携式电子器件中，如移动电话、个人媒体播放器和平板电脑。随着电子产品的快速发展，电子设备领域对玻璃制成的保护盖板、外壳、封罩等制品提出了更高的要求，其不仅要求高强度、耐刮擦，还希望变得更薄、更轻、更坚固、更抗破裂和更美观。制品的厚度范围一般在0.4-2mm，所用的玻璃基材是常规意义上的薄玻璃。而上述薄玻璃在生产过程中，需要切割成合适的尺寸，切割时不可避免地会导致玻璃边部区域产生大量微裂纹、崩点和崩边。并且玻璃本身的脆性高，断裂韧性小，产生的大量裂纹极易扩展，从而导致玻璃强度的极大降低。为了能够满足使用的要求，必须使玻璃在较薄厚度下仍具有高的强度。然而，提高玻璃强度的同时，必然会牺牲其透光性。因此，如何提高玻璃边部区域的强度是本领域技术人员需要解决的问题。为了解决上述问题学者们也做了大量的研究。传统方法是将玻璃的边部区域进行腐蚀处理，进而消除微裂纹，提升玻璃边部区域的强度。如专利技术专利CN107555804A一种触摸屏玻璃的制备方法，蚀刻玻璃的边缘，去除玻璃的边缘的毛刺，消除了应力集中，使玻璃边缘受力更均匀，从而大幅地增加了玻璃的强度。专利技术专利CN103108842A公开了强化玻璃制品边缘的方法，在玻璃制品的至少一个表面上施加有聚合物或聚合物树脂的保护涂层或膜。所述表面可熔化产生或经过抛光，以及/或者经过化学强化或热强化。用蚀刻剂蚀刻边缘以减小边缘上瑕疵的尺寸并减少其数量，从而强化边缘。CN106536439A公开了一种针对液晶显示器(LCD)或者有机发光二极管(OLED)显示器玻璃基材的边缘进行强化的方法，该方法包括将显示器面板的边缘暴露于酸溶液，持续的时间和所处的温度有效地从边缘表面去除不超过20微米的玻璃，从边缘清洗掉酸溶液并对经清洗的边缘施加聚合物保护涂层，以维持边缘表面的蚀刻后强度。上述方法虽然在一定程度上可以提升玻璃边缘的强度，但化学腐蚀过程经常会引起玻璃表面光学性能的降低，玻璃恢复的强度不能持久，衰减十分严重。另一种方式是在玻璃的边缘涂覆填充液，进而填补玻璃边缘的微裂纹和缝隙，达到提升玻璃边缘强度的目的。如专利技术专利CN107628757A公开了一种提高显示器平板玻璃边缘强度的方法，采用环保的填充液先对平板玻璃边缘的微裂纹和缝隙进行填充，然后再通过激光照射平板玻璃的四周边缘，进而消除该边缘产生的微裂纹、缝隙和崩边等，因而不会对环境造成污染，更加环保，而且该方法能够更好地保持平板玻璃边缘的强度。但这种方式的弊端是填充液容易被氧化腐蚀，并且其硬度低于玻璃，易被磨损，一旦填充液被腐蚀或磨损即失去强化作用，导致玻璃的破裂。玻璃陶瓷是20世纪70年代发展起来的新型陶瓷材料，它是在一定温度下热处理后变成有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料，也称作微晶玻璃，具有机械强度高、化学稳定性及热稳定性好、使用温度高及坚硬耐磨等许多宝贵性能。近几年玻璃陶瓷逐步应用到电子显示设备，特别是作为电子设备显示保护屏。虽然玻璃陶瓷机械性能强于常规化学强化玻璃，但在提高强度的同时也牺牲了其光学性能，破坏电子设备显示屏呈现的视觉效果，影响了消费者的视觉体验感。因此如何平衡两者也是最近的研究热点。例如专利技术专利CN1470470A公开了一种局部结晶的玻璃，所述结晶玻璃包含有稀土元素的沉淀卤化物结晶，所述方法包括：用激光照射包含一种或多种稀土元素和一种或多种卤化物的玻璃基底。但该专利涉及的玻璃用作制造全色显示器、红外传感器、短波固态激光器等，且获得局部结晶的方法不仅需要在玻璃基底中加入稀土元素和卤化物，而且需要应用昂贵的脉冲式和高聚焦的激光器。这不仅使得成本高昂，也使得工业生产化的效率较低，因为激光器的焦点必须精确穿过材料并且该焦点只能够处理非常小的体积。因此，如何提供一种具有局部增强的玻璃制品，提高薄片玻璃边缘强度、维持电子设备显示区域的视觉效果成为当前所属领域技术人员急需解决的技术难题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种局部增强型玻璃制品，解决的技术问题是提高薄片玻璃局部区域强度的同时，如何降低成本和降低对玻璃制品透光性的影响。本专利技术还提供所述局部增强型玻璃制品作为玻璃盖板在手持设备、笔记本电脑、桌面电脑和电视机等保护覆盖玻璃中的应用。本专利技术的另一目的是还提供一种所述局部增强型玻璃制品的加工方法，如何简化工艺和降低生产成本，易工业化生产。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种局部增强型玻璃制品，包括局部增强区和非增强区；其中，局部增强区的维氏硬度大于或等于620kgf/mm2，比非增强区高5～20％。进一步，所述局部增强区中包含离子交换区和未离子交换区，离子交换区中的平均晶体含量>未离子交换区中的平均晶体含量。作为进一步优化，所述局部增强区中平均晶体含量至少为10wt％。进一步，所述局部增强区中平均晶体含量为30～95wt％。作为进一步优化，所述局部增强区中晶体尺寸为20nm～200nm。作为进一步优化，所述局部增强区中晶体的主晶相为二硅酸锂，次晶相为硅酸锂。进一步，所述二硅酸锂占晶体质量的60％以上。作为进一步优化，所述离子交换区是X离子与所述局部强区中Li离子和/或Na离子进行交换形成；其中，所述X为Ag、Cu和镧系元素中的至少一种。作为进一步优化，所述局部增强区在可见光范围内光具有至少81％的透过率；所述非增强区的可见光范围内光具有90.5％～93.5％的透光率。作为进一步优化，所述玻璃制品的厚度为0.2mm～1.5mm。作为进一步优化，所述玻璃制品中非增强区的Li、Na或K的氧化物的mol％含量为5％～30％，Na2O小于或等于Al2O3和B2O3的总量。本专利技术的另一个目的在于提供一种玻璃盖板，采用上述具有局部增强结构的玻璃经化学强化处理而成。本专利技术的另一个目的在于提供上述玻璃盖板在用于手持电子设备、笔记本电脑、桌面电脑和电视机的部分保护覆盖玻璃方面的用途，或在形成显示器基材、触摸传感器或者整体式触摸覆盖玻璃的至少部分方面的用途。本专利技术的另一个目的在于提供一种局部增强型玻璃制品加工方法，采用切割成型的前体玻璃，包括以下步骤：S1：用离子交换绝缘材料掩蔽所述前体玻璃的非增强区的上下表面，然后将其浸入含有X离子的盐浴中，使盐浴中的X离子与前体玻璃未掩蔽的局部区域中的Li离子和/或Na离子进行交换；其中，所述X为Ag、Cu和镧系元素中的至少一种；S2：X离子交换完成后，去除掉所述前体玻璃的离子交换绝缘材料，得到预处理后的玻璃，然后对预处理后的玻璃进行热处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种局部增强型玻璃制品，其特征在于，包括局部增强区和非增强区；其中，局部增强区的维氏硬度大于或等于620kgf/mm

【技术特征摘要】
1.一种局部增强型玻璃制品，其特征在于，包括局部增强区和非增强区；其中，局部增强区的维氏硬度大于或等于620kgf/mm2，比非增强区高5~20％。


2.根据权利要求1所述局部增强型玻璃制品，其特征在于，所述局部增强区中包含离子交换区和未离子交换区，离子交换区中的平均晶体含量>未离子交换区中的平均晶体含量。


3.根据权利要求2所述局部增强型玻璃制品，其特征在于，所述局部增强区中平均晶体含量至少为10wt%。


4.根据权利要求3所述局部增强型玻璃制品，其特征在于，所述局部增强区中平均晶体含量为30~95wt%。


5.根据权利要求2所述局部增强型玻璃制品，其特征在于，所述局部增强区中晶体尺寸为20nm~200nm。


6.根据权利要求2所述局部增强型玻璃制品，其特征在于，所述局部增强区中晶体的主晶相为二硅酸锂，次晶相为硅酸锂。


7.根据权利要求6所述局部增强型玻璃制品，其特征在于，所述二硅酸锂占晶体质量的60%以上。


8.根据权利要求2所述局部增强型玻璃制品，其特征在于，所述离子交换区是X离子与所述局部增强区中Li离子和/或Na离子进行交换形成；其中，所述X为Ag、Cu和镧系元素中的至少一种。


9.根据权利要求1所述局部增强型玻璃制品，其特征在于，所述局部增强区在可见光范围内光具有至少81%的透过率；所述非增强区的可见光范围内光具有90.5%~93.5%的透光率。


10.根据权利要求1~9任一项所述局部增强型玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品的厚度为0.2mm~1.5mm。


11.根据权利要求1~9任一项所述局部增强型玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品中的Li、Na或K的氧化物的mol%含量为5%~30％，Na2O小于或等于Al2O3和B2O3的总量。


12.一种玻璃盖板，其特征在于，采用权利要求11所述具有局部增强结构的玻璃经化学强化处理而成。


13.一种如权利要求12所述玻璃盖板在用于手持电子设备、笔记本电脑、桌面电脑和电视机的部分保护覆盖玻璃方面的用途，或在形成显示器基材、触摸传感器或者整体式触摸覆盖玻璃的至少部分方面的用途。


14.一种局部增强型玻璃制品的加工方法，采用切割成型的前体玻璃，其特征在于，包括以下步骤：
S1：用离子交换绝缘材料掩蔽所述前体玻璃的非增强区的上下表面，然后将其浸入含有X离子的盐浴中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，谈宝权，黄昊，陈芳华，
申请(专利权)人：重庆两江新区夏美西科技合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：重庆;50