一种微晶玻璃、微晶玻璃前驱体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及微晶玻璃领域，尤其涉及一种微晶玻璃、微晶玻璃前驱体及其制备方法，其微晶玻璃包括SiO2，Al2O3和Li2O，晶相包含有硅酸锂晶相、锂长石固溶体和/或透锂长石晶相，微晶玻璃是透明无色的；对于1mm厚度的微晶玻璃，在450nm～1000nm波长范围内，微晶玻璃具有至少86％的透过率。本发明专利技术通过引入TiO2，优化料方组成和晶化工艺引入锂长石固溶体晶相，大幅度改善了透锂长石晶相和硅酸锂晶相之间膨胀系数差异大导致的翘曲和玻璃片碎裂的现象。且该微晶玻璃具有低的介电损耗和高的热导率，同时也满足了5G通讯对微晶玻璃的要求。也满足了5G通讯对微晶玻璃的要求。也满足了5G通讯对微晶玻璃的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种微晶玻璃、微晶玻璃前驱体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及微晶玻璃领域，具体为一种微晶玻璃、微晶玻璃前驱体及其制备方法。

技术介绍

[0002]微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。与普通玻璃相比，微晶玻璃具有高的抗裂纹扩展和跌落等机械性能、高的化学稳定性和卓越的热学性能。
[0003]基于以上优点，将微晶玻璃应用于了对强度要求较高的移动显示设备盖板玻璃领域。但以往的微晶玻璃或者是半透明，或者不能进行化学强化，本征强度不能满足盖板玻璃对强度性能的要求。且晶化过程中，由于晶相与晶相、晶相与玻璃相之间的膨胀系数等性能差异，导致玻璃应力分布不均，产生翘曲或炸裂等现象。在后续的高温化学强化过程中，由于膨胀系数的差异，亦会产生翘曲或炸裂等现象。另一方面，随着5G通讯的发展，对盖板玻璃有了更高的要求，低介电损耗和高热导率，以减弱高频电磁场在传输过程中速度减慢、信号强度衰减的现象。康宁CN110510881B专利虽然提出了应用于显示器相关领域的透明、强度尚可的微晶玻璃，但其未提出解决由于微晶玻璃各相膨胀系数的差异导致的晶化和强化过程中出现的翘曲和炸裂现象的办法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在微晶玻璃出现翘曲和炸裂现象的问题，本专利技术提供一种微晶玻璃、微晶玻璃前驱体及其制备方法，制备出具有高的断裂韧性和透过率以及低雾度的离子交换的微晶玻璃，以及制备的微晶化热处理工艺，在微晶玻璃引入TiO2，优化料方组成和晶化工艺引入锂长石固溶体晶相，大幅度改善了透锂长石晶相和硅酸锂晶相之间膨胀系数差异大导致的翘曲和玻璃片碎裂的现象。且该玻璃具有低的介电损耗和高的热导率，同时也满足了5G通讯对微晶玻璃的要求。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种微晶玻璃，组成按质量百分比计，含有：SiO2：65％～78％；Al2O3：3％～10％；Li2O：6％～12％；P2O5：1％～8％；ZrO2：0.5％～6％；MgO：0～6％；B2O3：0～5％；K2O：0～3％；Na2O：0～1％；ZnO：0～3％；TiO2：0.5％～8％；其中(SiO2+Li2O)与Al2O3质量百分比的比值为6～15，Al2O3与Li2O质量百分比的比值为0.7～1.3，晶相包含有硅酸锂晶相、锂长石固溶体和/或透锂长石晶相，微晶玻璃是透明无色的；对于1mm厚度的微晶玻璃，在450nm～1000nm波长范围内，微晶玻璃具有至少86％的透过率。
[0007]优选的，硅酸锂晶相占微晶玻璃30wt％～70wt％。
[0008]优选的，硅酸锂晶相为焦硅酸锂、偏硅酸锂晶相或者二者的组合。
[0009]优选的，以质量百分比计，P2O5+ZrO2＜12wt％。
[0010]优选的，以质量百分比计，MgO+ZnO＞0.5％。
[0011]优选的，当微晶玻璃的厚度为1mm时，对于400nm～450nm的蓝光，微晶玻璃具有
27％以上的阻隔率。
[0012]优选的，当微晶玻璃的厚度为1mm时，微晶玻璃具有不大于0.3％的雾度。
[0013]优选的，微晶玻璃在CIE L*a*b*比色系统中具有下述透射或反射颜色坐标：L*≥90，a*为
‑
0.2～0.2，b*为
‑
0.2～0.6。
[0014]优选的，在室温和频率为2467MHZ下，微晶玻璃的介电损耗角正切小于或等于0.002。
[0015]优选的，在25℃下，微晶玻璃的热导率大于或等于2W/m
·
K。
[0016]优选的，微晶玻璃的结晶度为50％以上。
[0017]优选的，微晶玻璃的结晶度为60％以上。
[0018]优选的，微晶玻璃的结晶度为70％以上。
[0019]优选的，微晶玻璃的结晶度为80％以上。
[0020]优选的，微晶玻璃的结晶度为90％以上。
[0021]优选的，微晶玻璃中还包含晶粒，晶粒具有60nm或更小的最长维度。
[0022]优选的，微晶玻璃具有1MPa
·
m
1/2
或更大的断裂韧性。
[0023]优选的，微晶玻璃具有1.2MPa
·
m
1/2
或更大的断裂韧性。
[0024]优选的，微晶玻璃具有650kgf/mm2或更大的维氏硬度。
[0025]优选的，微晶玻璃具有750kgf/mm2或更大的维氏硬度。
[0026]优选的，微晶玻璃具有800kgf/mm2或更大的维氏硬度。
[0027]优选的，微晶玻璃具有90GPa或更大的弹性模量。
[0028]优选的，微晶玻璃具有100GPa或更大的弹性模量。
[0029]优选的，将微晶玻璃置于20℃、10wt％HF溶液中20min，其失重量不大于12mg/cm2。
[0030]优选的，将微晶玻璃置于95℃、5wt％HCl溶液中24h，其失重量不大于0.06mg/cm2。
[0031]优选的，将微晶玻璃置于95℃、5wt％NaOH溶液中6h，其失重量不大于0.14mg/cm2。
[0032]优选的，微晶玻璃具有不小于200MPa的表面压应力。
[0033]优选的，微晶玻璃具有不小于300MPa的表面压应力。
[0034]优选的，强化时间不大于16h，微晶玻璃具有至少60微米的压缩应力层深度。
[0035]优选的，强化时间不大于16h，微晶玻璃具有至少80微米的压缩应力层深度。
[0036]优选的，强化时间不大于16h，微晶玻璃具有至少100微米的压缩应力层深度。
[0037]优选的，强化时间不大于16h，微晶玻璃具有至少120微米的压缩应力层深度。
[0038]优选的，强化时间不大于16h，微晶玻璃具有至少140微米的压缩应力层深度。
[0039]优选的，强化时间不大于12h。
[0040]优选的，强化时间不大于8h。
[0041]优选的，微晶玻璃具有至少80MPa的中心张应力。
[0042]优选的，还包含中心张应力，微晶玻璃具有至少90MPa的中心张应力。
[0043]优选的，组成按质量百分比计，含有：SiO2：68％～75％；Al2O3：4％～7％；Li2O：7％～11％；P2O5：1％～8％；ZrO2：0.5％～6％；MgO：0～6％；B2O3：0～5％；K2O：0～3％；Na2O：0～1％；ZnO：0～3％；TiO2：0.5％～8％；其中(SiO2+Li2O)与Al2O3质量百分比的比值为6～15，Al2O3与Li2O质量百分比的比值为0.7～1.3。
[0044]一种电子装置，包括覆盖件，所述覆盖件包括微晶玻璃。
[0045]一种微晶玻璃，组成按摩尔百分比计，含有：组成按质量百分比计，含有：SiO2：65％～78％；A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微晶玻璃，其特征在于，组成按质量百分比计，含有：SiO2：65％～78％；Al2O3：3％～10％；Li2O：6％～12％；P2O5：1％～8％；ZrO2：0.5％～6％；MgO：0～6％；B2O3：0～5％；K2O：0～3％；Na2O：0～1％；ZnO：0～3％；TiO2：0.5％～8％；其中(SiO2+Li2O)与Al2O3质量百分比的比值为6～15，Al2O3与Li2O质量百分比的比值为0.7～1.3，晶相包含有硅酸锂晶相、锂长石固溶体和/或透锂长石晶相，微晶玻璃是透明无色的；对于1mm厚度的微晶玻璃，在450nm～1000nm波长范围内，微晶玻璃具有至少86％的透过率。2.根据权利要求1所述的微晶玻璃，特征在于，硅酸锂晶相占微晶玻璃30wt％～70wt％。3.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，硅酸锂晶相为焦硅酸锂、偏硅酸锂晶相或者二者的组合。4.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，以质量百分比计，P2O5+ZrO2＜12wt％。5.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，以质量百分比计，MgO+ZnO＞0.5％。6.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，当微晶玻璃的厚度为1mm时，对于400nm～450nm的蓝光，微晶玻璃具有27％以上的阻隔率。7.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，当微晶玻璃的厚度为1mm时，微晶玻璃具有不大于0.3％的雾度。8.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃在CIE L*a*b*比色系统中具有下述透射或反射颜色坐标：L*≥90，a*为
‑
0.2～0.2，b*为
‑
0.2～0.6。9.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，在室温和频率为2467MHZ下，微晶玻璃的介电损耗角正切小于或等于0.002。10.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，在25℃下，微晶玻璃的热导率大于或等于2W/m
·
K。11.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃的结晶度为50％以上。12.根据权利要求11所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃的结晶度为60％以上。13.根据权利要求12所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃的结晶度为70％以上。14.根据权利要求13所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃的结晶度为80％以上。15.根据权利要求14所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃的结晶度为90％以上。16.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃中还包含晶粒，晶粒具有60nm或更小的最长维度。17.根据权利1所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃具有1MPa
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m
1/2
或更大的断裂韧性。18.根据权利17所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃具有1.2MPa
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或更大的断裂韧性。19.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃具有650kgf/mm2或更大的维氏硬度。20.根据权利要求19所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃具有750kgf/mm2或更大的维氏硬度。21.根据权利要求20所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃具有800kgf/mm2或更大的维氏硬度。
22.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃具有90GPa或更大的弹性模量。23.根据权利要求22所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃具有100GPa或更大的弹性模量。24.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，将微晶玻璃置于20℃、10wt％HF溶液中20min，其失重量不大于12mg/cm2。25.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，将微晶玻璃置于95℃、5wt％HCl溶液中24h，其失重量不大于0.06mg/cm2。26.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，将微晶玻璃置于95℃、5wt％NaOH溶液中6h，其失重量不大于0.14mg/cm2。27.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃具有不小于200MPa的表面压应力。28.根据权利要求27所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃具有不小于300MPa的表面压应力。29.根据权利要求28所述的微晶玻璃，其特征在于，强化时间不大于16h，微晶玻璃具有至少60微米的压缩应力层深度。30.根据权利要求29所述的微晶玻璃，其特征在于，强化时间不大于16h，微晶玻璃具有至少80微米的压缩应力层深度。31.根据权利要求30所述的微晶玻璃，其特征在于，强化时间不大于16h，微晶玻璃具有至少100微米的压缩应力层深度。32.根据权利要求31所述的微晶玻璃，其特征在于，强化时间不大于16h，微晶玻璃具有至少120微米的压缩应力层深度。33.根据权利要求32所述的微晶玻璃，其特征在于，强化时间不大于16h，微晶玻璃具有至少140微米的压缩应力层深度。34.根据权利要求33所述的微晶玻璃，其特征在于，强化时间不大于12h。35.根据权利要求34所述的微晶玻璃，其特征在于，强化时间不大于8h。36.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃具有至少80MPa的中心张应力。37.根据权利要求36所述的微晶玻璃，其特征在于，微晶玻璃具有至少90MPa的中心张应力。38.根据权利要求所述1的微晶玻璃，其特征在于，组成按质量百分比计，含有：SiO2：68％～75％；Al2O3：4％～7％；Li2O：7％～11％；P2O5：1％～8％；ZrO2：0.5％～6％；MgO：0～6％；B2O3：0～5％；K2O：0～3％；Na2O：0～1％；ZnO：0～3％；TiO2：0.5％～8％；其中(SiO2+Li2O)与Al2O3质量百分比的比值为6～15，Al2O3与Li2O质量百分比的比值为0.7～1.3。39.一种电子装置，它包括覆盖件，其中，所述覆盖件包括权利要求1～38任一项所述的微晶玻璃。40.一种微晶玻璃，其特征在于，组成按摩尔百分比计，含有：组成按质量百分比计，含有：SiO2：65％～78％；Al2O3：3％～10％；Li2O：6％～12％；P2O5：1％～8％；ZrO2：0.5％～6％；MgO：0～6％；B2O3：0～5％；K2O：0～3％；Na2O：0～1％；ZnO：0～3％；TiO2：0.5％～8％；其
中(SiO2+Li2O)与Al2O3质量百分比的比值为6～15，Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志安，侯文青，彭引平，刘仲军，薛新建，杨露，
申请(专利权)人：彩虹集团有限公司，
类型：发明
国别省市：