铝硅酸盐玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铝硅酸盐硅铝酸盐玻璃及其制备方法，以质量分数计，所述铝硅酸盐玻璃的组分包括：55～75％SiO2、15～25％Al2O3、0％～5％Li2O、0～5％Na2O、0～3％K2O、0.5～4％MgO、0.01～3％CaO、1.5～5％B2O3、0～3％P2O5、0.01～4.5％ZrO2和0～3％ZnO，其中SiO2+Al2O3＞80％。采用本发明专利技术中组分质量百分比的铝硅酸盐玻璃，经化学强化后，具备较高的抗划伤性能和抗划伤阈值，且易澄清，利于工业化量产。利于工业化量产。利于工业化量产。

【技术实现步骤摘要】
铝硅酸盐玻璃及其制备方法


[0001]本专利技术涉及玻璃生产制造
，特别是涉及一种铝硅酸盐玻璃及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人们使用电子产品时长的增加，手机等电子荧幕玻璃发生摩擦及划伤的几率越来越高，现有的玻璃由于其结构原因，仍不够克服电子荧幕表面的划伤问题。玻璃抗划伤能力与其本身结构密切相关，玻璃中结构体比例越高，玻璃结构强度越高，其抗划伤能力越强。但是高玻璃结构体比例会增大玻璃的熔化澄清难度，不利于工业生产，因此为降低量产难度，现在普遍使用抗划伤性能较差的高铝玻璃。
[0003]有方法采用高硼含量，提高玻璃的抗划伤性能。在制备玻璃过程中，氧化硼形成的空间末端网络可以在一定范围内滑动。因此，当玻璃存在应力时，可以获得一定的形变用来缓冲，降低玻璃的弹性模量，从而减少裂纹的产生。但当硼含量过高时，玻璃在熔制过程中，较难澄清，影响玻璃生产的良率与成型。而且高硼含量还会降低玻璃在化学强化过程中的离子交换能力，降低玻璃的硬度及在粗糙地面的抗跌落性能。因此，如何得到一种易澄清的、具有抗划伤性能的铝硅酸盐玻璃一直是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供能够一种易澄清的、具有优异抗划伤性能的铝硅酸盐玻璃及其制备方法。
[0005]本专利技术的一个方面，提供了一种铝硅酸盐玻璃，以质量分数计，所述铝硅酸盐玻璃的组分包括：55～75％SiO2、15～25％Al2O3、0％～5％Li2O、0～5％Na2O、0～3％K2O、0.5～4％MgO、0.01～3％CaO、1.5～5％B2O3、0～3％P2O5、0.01～4.5％ZrO2和0～3％ZnO，其中SiO2+Al2O3＞80％。
[0006]进一步地，以质量分数计，所述铝硅酸盐玻璃的组分包括：56～70％SiO2、18～25％Al2O3、1.5％～4.5％Li2O、1～4％Na2O、0～2.5％K2O、0.8～3％MgO、0.01～2％CaO、2～5％B2O3、0～2.5％P2O5、0.01～2.5％ZrO2和0～2％ZnO，其中SiO2+Al2O3＞80％。
[0007]进一步地，以质量分数计，0.5<(Na2O+K2O+Li2O)/(MgO+CaO)<6.5，及11<(Al2O3+SiO2)/(B2O3+P2O5)<25.5。
[0008]进一步地，以质量百分数计，2≤к≤8，其中，
[0009]к＝(aB2O3+bMgO+cZrO2+dP2O5+eZnO)/(μNa2O+γK2O+δLi2O+εCaO)
×
In(βAl2O3/αSiO2)
×
(2/(1/aB2O3+1))，
[0010]公式中各常数的数值如下：
[0011]αβδμγεb a d c e 0.723 6.2325 0.3561 1.6532 0.8 0.5326 0.43 2.3 1.23 0.8 0.1232。
[0012]进一步地，所述组分还包括氯化镁。
[0013]本专利技术的另一方面，提供一种铝硅酸盐玻璃的制备方法，包括如下步骤：
[0014]按照所述组分称取原料，加热至1400～1800℃，熔融澄清6～10小时，制备熔融液；将所述熔融液成型，在600～750℃下退火，制备前体玻璃；将所述前体玻璃进行化学强化，制备铝硅酸盐玻璃。
[0015]进一步地，于所述化学强化的步骤之前，还包括研磨、抛光和热弯加工处理中的一个或多个步骤。
[0016]进一步地，所述化学强化的步骤包括两步离子交换。
[0017]进一步地，所述两步离子交换包括如下步骤：
[0018]将所述前体玻璃置于包含质量分数为40～80％硝酸钠和20～60％硝酸钾的混合熔盐中，在400～420℃保温4～6小时，进行第一次离子交换；
[0019]将第一次离子交换后的前体玻璃置于包含质量分数为96～100％硝酸钾和0～4％硝酸钠的混合熔盐中，在380～400℃保温1～2小时，进行第二次离子交换。
[0020]本专利技术的又一方面，提供一种盖板玻璃，包含所述的铝硅酸盐玻璃。
[0021]采用本专利技术中组分质量百分比的铝硅酸盐玻璃，经化学强化后，具备较高的抗划伤性能和抗划伤阈值，且易澄清，易于工业化量产。
附图说明
[0022]图1为铝硅酸盐玻璃抗划伤性能测试划痕图；
[0023]图2为对比例1的前体玻璃澄清效果图；
[0024]图3为对比例2的前体玻璃澄清效果图。
具体实施方式
[0025]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0027]下面对本专利技术实施例提供一种铝硅酸盐玻璃及其制备方法具体说明。
[0028]本专利技术提供了一种铝硅酸盐玻璃，以质量分数计，所述铝硅酸盐玻璃的组分包括：55～75％SiO2、15～25％Al2O3、0％～5％Li2O、0～5％Na2O、0～3％K2O、0.5～4％MgO、0.01～3％CaO、1.5～5％B2O3、0～3％P2O5、0.01～4.5％ZrO2和0～3％ZnO，其中SiO2+Al2O3＞80％。采用本专利技术中组分质量百分比的铝硅酸盐玻璃，经化学强化后，具备较高的抗划伤性能和抗划伤阈值，且易澄清，易于工业化量产。
[0029]二氧化硅(SiO2)是形成硅氧四面体并连接构成玻璃骨架的主要成分。SiO2可以提高玻璃的强度、化学稳定性，同时还可以提高玻璃的抗划伤性能，降低玻璃的热膨胀系数。所述铝硅酸盐玻璃的组分中，SiO2的质量分数为55％～75％，SiO2的质量分数包括但不限
于：55％、58％、60％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％，优选为56％～70％。当SiO2<55％时，玻璃主体网络结构较差，化学稳定性差，热膨胀系数增高，机械强度和应变点降低，抗划伤性能较差；当SiO2>75％时，硅氧骨架结构比例偏高，网络间隙较小，不利于化学强化离子交换，影响化学强化的效率。同时，玻璃在生产过程中熔制温度过高，能耗增加，且容易造成频繁的气泡、结石等缺陷。
[0030]氧化铝(Al2O3)易于形成四面体配位，[AlO4]四面体配位可以帮助与[SiO4]四面体一起构建更紧密的网络，是玻璃网状结构的重要组分。[AlO4]四面体还可以在化学强化期本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝硅酸盐玻璃，其特征在于，以质量分数计，所述铝硅酸盐玻璃的组分包括：55～75％SiO2、15～25％Al2O3、0％～5％Li2O、0～5％Na2O、0～3％K2O、0.5～4％MgO、0.01～3％CaO、1.5～5％B2O3、0～3％P2O5、0.01～4.5％ZrO2和0～3％ZnO，其中SiO2+Al2O3＞80％。2.如权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，以质量分数计，所述铝硅酸盐玻璃的组分包括：56～70％SiO2、18～25％Al2O3、1.5％～4.5％Li2O、1～4％Na2O、0～2.5％K2O、0.8～3％MgO、0.01～2％CaO、2～5％B2O3、0～2.5％P2O5、0.01～2.5％ZrO2和0～2％ZnO，其中SiO2+Al2O3＞80％。3.如权利要求1～2任一项所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，以质量分数计，0.5<(Na2O+K2O+Li2O)/(MgO+CaO)<6.5，及11<(Al2O3+SiO2)/(B2O3+P2O5)<25.5。4.如权利要求1～2任一项所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，以质量百分数计，2≤к≤8，其中，к＝(aB2O3+bMgO+cZrO2+dP2O5+eZnO)/(μNa2O+γK2O+δLi2O+εCaO)
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘志林，王明忠，陈秋蓉，平文亮，肖子凡，刘红刚，
申请(专利权)人：咸宁南玻光电玻璃有限公司中国南玻集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：