3D微晶玻璃及其制备方法和电子设备技术

本申请实施例提供一种化学强化微晶玻璃，该化学强化微晶玻璃相对两侧分别形成有强化层，该强化层自化学强化微晶玻璃表面向内部依次包括钾强化层和钠强化层，所述钾强化层的深度为0.01μm

【技术实现步骤摘要】
3D微晶玻璃及其制备方法和电子设备
[0001]本申请是分案申请，原申请的申请号是202110139590.6，原申请日是2021年01月30日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。


[0002]本申请实施例涉及微晶玻璃
，特别是涉及3D微晶玻璃及其制备方法和电子设备。

技术介绍

[0003]与传统铝硅玻璃相比，微晶玻璃具备更高的杨氏模量能够抵抗冲击变形，具备更高的断裂韧性能够抑制裂纹扩展；同时微晶玻璃能够进一步进行化学强化提升其强度，从而使得其在手机玻璃盖板领域的应用备受业界关注。然而现有通常采用传统铝硅玻璃的强化工艺对微晶玻璃进行强化，强化后的微晶玻璃难以在保持优异抗冲击性能和抗跌落性能的同时保持良好的耐候性。另外，微晶玻璃在应用于3D盖板领域时，受现有热弯工艺的限制会存在光学性能变差、热弯效率低、尺寸不稳定等问题。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请实施例提供一种化学强化微晶玻璃，其在具有优异的抗冲击性能和抗跌落性能的同时，具有良好的耐候性。
[0005]具体地，本申请实施例第一方面提供一种化学强化微晶玻璃，所述化学强化微晶玻璃相对两侧分别形成有强化层，所述强化层自所述化学强化微晶玻璃表面向内部依次包括钾强化层和钠强化层，所述钾强化层的深度为0.01μm
‑
5μm，所述钠强化层的深度≥0.1t，所述t为所述化学强化微晶玻璃的厚度。该化学强化微晶玻璃具有适合的钾强化层和钠强化层深度，兼具优异的抗跌落性能、抗冲击性能和耐候性(抗高温高湿环境性能)，可应用于电子设备，提升电子设备的可靠性和在湿热环境中的使用寿命，最终提升电子设备的市场竞争力。
[0006]本申请实施方式中，所述强化层的深度大于或等于80μm。较大的强化层深度，可以使化学强化微晶玻璃具有更高的抗跌落性能，提升电子设备的可靠性。
[0007]本申请实施方式中，所述化学强化微晶玻璃在所述强化层深度为50μm处的压应力CS50≥50MPa。较高CS50值可以保证微晶玻璃具有较高的强度。
[0008]本申请实施方式中，所述化学强化微晶玻璃的平均张应力为35MPa
‑
85MPa。适合的平均张应力可以保证玻璃具有较高强度的同时，防止玻璃失效破片后碎片过小。
[0009]本申请实施方式中，所述化学强化微晶玻璃自表面向内部的0.01t
‑
0.1t厚度范围内，钠元素浓度单调递减。该分布特征有利于提高玻璃的力学性能。
[0010]本申请实施方式中，所述化学强化微晶玻璃在温度为85℃、湿度为85％的条件下保持大于或等于120小时，表面不析出白色含钠的化合物。优异的耐候性能可以提高玻璃在高温高湿条件下使用的适应性。
[0011]本申请实施方式中，所述化学强化微晶玻璃由待强化的微晶玻璃经化学强化得到，以摩尔百分比计，所述待强化的微晶玻璃包括如下组分：
[0012]Li2O：10％
‑
25％，
[0013]SiO2：58％
‑
72％，
[0014]Na2O和K2O：3％
‑
7％，
[0015]Al2O3：2％
‑
8％，
[0016]P2O5+ZrO2+TiO2：2％
‑
13％，
[0017]MgO+CaO+ZnO：0
‑
3％，
[0018]B2O3：0
‑
5％。
[0019]本申请实施方式中，所述待强化的微晶玻璃包括玻璃相和晶体相，所述晶体相包含透锂长石、硅酸锂、二硅酸锂中的至少一种。
[0020]本申请实施方式中，所述待强化的微晶玻璃中，所述晶体相的总质量含量≥50％。
[0021]本申请实施方式中，所述化学强化微晶玻璃包括2D化学强化微晶玻璃、2.5D化学强化微晶玻璃或3D化学强化微晶玻璃。
[0022]本申请实施方式中，所述化学强化微晶玻璃的厚度≥0.03mm。具体的厚度可以根据实际应用需求进行选择。
[0023]本申请实施方式中，所述化学强化微晶玻璃在400nm
‑
700nm光波长范围的平均透过率≥85％；Lab颜色色度指标b值≥
‑
2.0；雾度≤0.25％。化学强化微晶玻璃具有优异的光学性能能够更好地满足电子设备盖板的应用需求。
[0024]本申请实施方式中，所述3D微晶玻璃长宽尺寸公差在
±
0.1mm以内的过程能力指数CPK≥0.8。
[0025]本申请实施方式中，所述化学强化微晶玻璃的维氏硬度≥650kgf/mm2；所述化学强化微晶玻璃的抗冲击强度≥0.07J。较高的维氏硬度，可有效抑制裂纹的扩展，提升抗冲击、抗跌落性能。较高的抗冲击强度可以提高产品的可靠性。
[0026]本申请实施例第二方面提供一种上述化学强化微晶玻璃的制备方法，包括：
[0027]将待强化的微晶玻璃置于第一盐浴中进行第一步离子交换，所述第一盐浴的强化盐包括质量分数≥30％的钠盐；
[0028]将经所述第一步离子交换后的待强化的微晶玻璃置于第二盐浴中进行第二步离子交换，得到所述化学强化微晶玻璃，所述第二盐浴的强化盐包括质量分数大于或等于85％的钾盐，以及质量分数为0.005％～1％的锂盐。
[0029]本申请实施方式中，所述第一步离子交换的温度为380℃
‑
490℃，时间为3h
‑
24h；所述第二步离子交换的温度为370℃
‑
450℃，时间为2min
‑
240min。
[0030]本申请实施方式中，所述待强化的微晶玻璃包括待强化的3D微晶玻璃，所述待强化的3D微晶玻璃采用如下方式制备得到：
[0031]将微晶玻璃原材收容于成型模具内，依次经过预热工序、成型工序、晶化工序和退火冷却工序，得到所述待强化的3D微晶玻璃；所述微晶玻璃原材的结晶度为5％
‑
75％；所述晶化工序的温度大于或等于所述成型工序的温度。
[0032]本申请实施方式中，所述预热工序的温度在0℃～780℃范围内；所述成型工序的温度在600℃～800℃范围内，成型压力在0MPa
‑
0.9MPa范围内；所述晶化工序的温度在700
℃～900℃范围内；所述退火冷却工序的温度在0℃～800℃范围内。
[0033]微晶玻璃的晶相和非晶相两者都存在着和外界离子交换的可能性。这种离子交换特点，尤其是晶相组分参与离子交换导致晶相结构被破坏，形成稳定性较差的非晶成分，将会导致离子交换后的玻璃耐候性能降低。本申请实施例提供的化学强化微晶玻璃的制备方法，通过采用两步离子交换，并在第二步离子交换的盐浴中加入适量的锂盐，获得了兼具优异的抗跌落性能、抗冲击性能和耐候性的强化微晶玻璃，其中，盐浴中锂盐的存在可以在第二步离子交换过程中向玻璃中引入适量锂离子，锂相对钠具有更大的积聚作用，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D微晶玻璃，其特征在于，所述3D微晶玻璃在400nm
‑
700nm光波长范围的平均透过率≥85％；Lab颜色色度指标b值≥
‑
2.0；雾度≤0.25％。2.如权利要求1所述的3D微晶玻璃，其特征在于，所述3D微晶玻璃的维氏硬度≥650kgf/mm2；所述3D微晶玻璃的长宽尺寸公差在
±
0.1mm以内的过程能力指数CPK≥0.8。3.如权利要求1或2所述的3D微晶玻璃，其特征在于，所述3D微晶玻璃包括待强化的3D微晶玻璃或化学强化3D微晶玻璃。4.如权利要求3所述的3D微晶玻璃，其特征在于，所述化学强化3D微晶玻璃由所述待强化的3D微晶玻璃经化学强化得到。5.如权利要求3或4所述的3D微晶玻璃，其特征在于，以摩尔百分比计，所述待强化的3D微晶玻璃包括如下组分：Li2O：10％
‑
25％，SiO2：58％
‑
72％，Na2O和K2O：3％
‑
7％，Al2O3：2％
‑
8％，P2O5+ZrO2+TiO2：2％
‑
13％，MgO+CaO+ZnO：0
‑
3％，B2O3：0
‑
5％。6.如权利要求3
‑
5任一项所述的3D微晶玻璃，其特征在于，所述待强化的3D微晶玻璃包括玻璃相和晶体相，所述晶体相在所述待强化的3D微晶玻璃中的总质量含量≥50％。7.如权利要求6所述的3D微晶玻璃，其特征在于，所述待强化的3D微晶玻璃中的晶体相包含透锂长石、硅酸锂、二硅酸锂中的至少一种。8.如权利要求3
‑
7任一项所述的3D微晶玻璃，其特征在于，所述化学强化3D微晶玻璃相对两侧分别形成有强化层，所述强化层自所述化学强化3D微晶玻璃表面向内部依次包括钾强化层和钠强化层，所述钾强化层的深度为0.01μm
‑
5μm，所述钠强化层的深度≥0.1t，所述t为所述化学强化3D微晶玻璃的厚度。9.如权利要求8所述的3D微晶玻璃，其特征在于，所述强化层的深度大于或等于80μm。10.如权利要求8或9所述的3D微晶玻璃，其特征在于，所述化学强化3D微晶玻璃在所述强化层深度为50μm处的压应力CS50≥50MPa。11.如权利要求8
‑
10任一项所述的3D微晶玻璃，其特征在于，所述化学强化3D微晶玻璃的平均张应力为35MPa
‑
85MPa。12.如权利要求8
‑
11任一项所述的3D微晶玻璃，其特征在于，所述化学强化3D微晶玻璃自表面向内部的0.01t
‑
0.1t厚度范围内，钠元素浓度单调递减。13.如权利要求8
‑
12任一项所述的3D微晶玻璃，其特征在于，所述化学强化3D微晶玻璃在温度为85℃、湿度为85％的条件下保持大于或等于12...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈石峰，黄义宏，许文彬，曾洲，林耿，陈杰杰，朱广祥，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：