铝硅酸盐玻璃、强化玻璃和应用制造技术

本申请涉及玻璃技术领域，特别是一种铝硅酸盐玻璃、强化玻璃及应用。以占原料总质量的质量百分含量计，铝硅酸盐玻璃的原料包括：55.4％～65.4％的SiO2、10.2％～18.2％的Al2O3、10.7％～16.7％的Na2O、2.2％～6.6％的K2O、2.9％～6.0％的MgO、0.1％～3.0％的ZrO2及0.01％～2.0％的SnO2；且原料的含量还满足如下关系：ZrO2与SnO2的质量比为1.0～20.0；SiO2与Al2O3的质量百分含量之和不超过77.5％。本申请通过向原料中加入一定量的SnO2并调控原料中其他组分的配比，使制得的铝硅酸盐玻璃的网络结构中含有[SnO4]四面体，由于锡原子场强较大，形成的化学键较稳定，因此能够提升制品的本征强度。此外，制得的铝硅酸盐玻璃具有较好的化学强化性能，能够通过后续的强化处理得到机械强度较好的产品。得到机械强度较好的产品。

【技术实现步骤摘要】
铝硅酸盐玻璃、强化玻璃和应用


[0001]本申请涉及玻璃
，特别是一种铝硅酸盐玻璃、强化玻璃和应用。

技术介绍

[0002]随着近年来智能科技产业的高速发展和数码产品的普及，搭载触摸屏的智能手机、平板电脑等已经成为生活中不可缺少的部分，设置于触摸屏最外层的盖板保护材质是保护触摸屏的“护甲”。传统的触摸屏盖板材质主要为高铝玻璃，具有防冲击、耐刮花、耐油污、防指纹、增强透光率等功能。传统技术通过提高玻璃中的氧化铝含量或者添加氧化锂等手段，并结合一次或多次化学强化处理开发出了耐冲击、耐刮擦、抗跌落以及耐汗液侵蚀的高铝硅酸盐玻璃和锂铝硅酸盐玻璃。但是手机等电子产品经常因为意外而跌落地面，传统的手机屏幕保护玻璃在接触地面的瞬间，会因为地面的石子、砂砾或混凝土等尖锐物体的冲击，导致保护玻璃破碎和失效，甚至对电子产品造成严重的破坏。
[0003]此外，对于汽车玻璃而言，在汽车高速行驶过程中，地面的石子或沙砾被轮胎带动，高速射向车窗玻璃，也可能导致玻璃破裂和失效，会进一步危及车内人员的安全。其他如建筑玻璃、机械防护窗表面受到异物的冲击时，也会发生玻璃的破碎和失效。
[0004]因此，如何提升玻璃的耐穿刺性能以及强度成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，本申请提供了一种铝硅酸盐玻璃、强化玻璃和应用，上述铝硅酸盐玻璃具有较好的化学强化性能和强度，并且经过强化处理后得到的强化玻璃具有较好的耐穿刺性能和机械强度。
[0006]第一方面，本申请提供了一种铝硅酸盐玻璃，以占原料总质量的质量百分含量计，铝硅酸盐玻璃的原料包括：
[0007][0008]且原料的含量还满足如下关系：
[0009]ZrO2与SnO2的质量比为1.0～20.0；
[0010]SiO2与Al2O3的质量百分含量之和不超过77.5％。
[0011]通过向原料中加入一定量的SnO2并调控原料中其他组分的配比，使制得的铝硅酸盐玻璃的网络结构中含有[SnO4]四面体，由于锡原子场强较大，形成的化学键较稳定，因此能够提升制品的本征强度。此外，制得的铝硅酸盐玻璃具有较好的化学强化性能，能够通过后续的强化处理得到机械强度较好的产品。
[0012]进一步地，通过控制SnO2的加入量，保证了制品的透明度，防止因SnO2含量过高导致的析晶或分相乳浊的问题。通过调控原料中ZrO2和SnO2的比例，使得上述两种组分产生交互作用，增强制品的本征强度。通过调控原料中SiO2和Al2O3的总含量，保证了铝硅酸盐玻璃的熔融加工性能，因此能够应用于大规模的工业生产。
[0013]在其中一些实施例中，以占原料总质量的质量百分含量计，Al2O3的质量百分含量为14.3％～18.2％。
[0014]在其中一些实施例中，以占原料总质量的质量百分含量计，SnO2的质量百分含量为0.01％～1.2％。
[0015]在其中一些实施例中，ZrO2与SnO2的质量比为2.0～20.0。
[0016]在其中一些实施例中，SiO2与Al2O3的质量百分含量之和为71.0％～76.8％。
[0017]在其中一些实施例中，以占原料总质量的质量百分含量计，Na2O的质量百分含量为12.2％～16.7％。
[0018]在其中一些实施例中，以占原料总质量的质量百分含量计，K2O的质量百分含量为3.0％～5.6％。
[0019]在其中一些实施例中，以占原料总质量的质量百分含量计，MgO的质量百分含量为2.9％～5.3％。
[0020]在其中一些实施例中，铝硅酸盐玻璃的原料还包括：Li2O、B2O3、ZnO、CaO和SrO中的至少一种。可选地，以占原料总质量的质量百分含量计，Li2O的质量百分含量为0～1.0％；可选地，以占原料总质量的质量百分含量计，B2O3的质量百分含量为0～2.0％；可选地，以占原料总质量的质量百分含量计，ZnO的质量百分含量为0～2.0％；可选地，以占原料总质量的质量百分含量计，CaO的质量百分含量为0～2.0％；可选地，以占原料总质量的质量百分含量计，SrO的质量百分含量为0～2.0％。
[0021]第二方面，本申请提供了一种强化玻璃，通过对第一方面的铝硅酸盐玻璃强化得到。可选地，通过离子交换对第一方面的铝硅酸盐玻璃进行化学强化，得到强化玻璃。进一步可选地，所述离子交换使用的交换熔融液是硝酸钾熔融液。
[0022]通过对铝硅酸盐玻璃进行强化处理，能够在铝硅酸盐玻璃的表面形成一层致密的压应力层，得到表面应力值大于815MPa、应力深度超过38μm以及耐锐物穿刺能力超过850N的强化玻璃，进而有效保护被保护物免受外部环境的破坏。
[0023]第三方面，本申请提供了一种第二方面的强化玻璃在制备保护玻璃中的应用。
具体实施方式
[0024]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体
[0025]细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式
来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0026]在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请中所使用的“至少一种”指所列项目中的任一种、任两种或任两种以上。本申请所使用的“某数以上”应当理解为某数及大于某数的范围。
[0027]本申请中所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
[0028]在使用本文中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，意图在于覆盖不排他的包含，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由
……
组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
[0029]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申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。
[0030]传统的汽车玻璃、机械设备防护窗、建筑玻璃以及部分低端的工控显示屏、电视显示屏、平板电脑显示屏和手机显示屏仍采用的是钠钙玻璃。传统技术通过物理强化或化学强化手段来提升钠钙玻璃的强度，但是仍达不到实际应用场景下对抗跌落、耐冲击和抗锐物穿刺等性能的要求。此外，目前手机屏幕的保护玻璃大多采用铝硅酸盐玻璃或者锂铝硅系玻璃，这些玻璃中的氧化铝含量高达20wt％，可能会导致所需的熔化温度过高、玻璃粘度和表面张力过大，进而存在玻璃澄清困难、气泡难以排除以及无法规模化生产的问题。传统的铝硅酸盐玻璃和锂铝硅系玻本文档来自技高网...

【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，以占原料总质量的质量百分含量计，所述铝硅酸盐玻璃的原料包括：且所述原料的含量还满足如下关系：所述ZrO2与所述SnO2的质量比为1.0～20.0；所述SiO2与所述Al2O3的质量百分含量之和不超过77.6％。2.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，以占原料总质量的质量百分含量计，所述Al2O3的质量百分含量为14.3％～18.2％。3.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，以占原料总质量的质量百分含量计，所述SnO2的质量百分含量为0.01％～1.2％。4.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述ZrO2与所述SnO2的质量比为2.0～20.0。5.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述SiO2与所述Al2O3的质量百分含量之和为71.0％～76.8％。6.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，以占原料总质量的质量百分含量计，所述Na2O的质量百分含量为12.2％～16.7％。7.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，以占原料总质量的质量百分含量计，所述K2O的质量百分含量为3.0％～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：平文亮，刘红刚，王明忠，肖子凡，黄军，戴斌，
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：