结晶玻璃、强化结晶玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种结晶玻璃、强化结晶玻璃及其制备方法。所述结晶玻璃以氧化物的质量百分含量计，含有以下各成分：SiO

【技术实现步骤摘要】
结晶玻璃、强化结晶玻璃及其制备方法


[0001]本专利技术涉及玻璃制品
，具体涉及一种结晶玻璃、强化结晶玻璃及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，在消费类电子产品中，智能手机、平板电脑、个人电脑(PC)等便携式电子设备均使用盖板玻璃用于保护屏幕；另外，车载用的光学设备中也使用玻璃用于保护透镜；此外，玻璃还用作电子设备外的壳体。为了满足各方面对于玻璃使用，需要进一步提高玻璃的强度和透射率。
[0003]结晶玻璃应运而生。例如：专利文献1：日本特开2011
‑
207626、专利文献2：日本特开2017
‑
001937、专利文献3：日本特开2014
‑
114200均对结晶玻璃进行了记载。结晶玻璃也被称为玻璃陶瓷，是通过对玻璃进行热处理而使结晶在玻璃内部析出的材料。结晶玻璃是具有结晶相和玻璃相的材料，与非晶质固体相区别。通常，结晶玻璃的结晶相使用在X射线衍射分析的X射线衍射图形中出现的峰值角度进行判别。衡量化学强化玻璃性能的主要指标有玻璃表面压缩应力(CS，Compressive Stress)和压缩应力层深度(DOL，Depth of Compressive Stress Layer)。为了提高玻璃的强度，需对玻璃进行强化处理，强化处理又分物理钢化和化学强化，化学强化法又称离子交换化学强化法，其原理为将玻璃浸入熔融的碱金属盐浴中，盐浴中直径较大碱金属离子K
+
或Na
+
与玻璃中直径较小的碱金属离子Na
+
或Li
+
发生离子交换，离子交换产生的“夹塞效应”在玻璃表面形成较大的压缩应力，从而增强了玻璃的强度。化学强化对比物理钢化能够产生数倍的强度。对于厚度小于2mm的薄玻璃、强度和平面度要求高的玻璃普遍只能采用化学强化法。化学强化玻璃的强度来自于离子交换产生的CS和DOL，传统的单次离子交换强化玻璃虽然能够提供一定的抗冲击强度，但对离子交换过程中产生的内部中心张应力(CT，Central Tension)控制不好的话，玻璃具有自爆的风险，从而成为“非安全”玻璃。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种结晶玻璃和强化结晶玻璃，具体采用以下技术方案：
[0005]本专利技术的第一方面提供了一种结晶玻璃，以氧化物的质量百分含量计，含有以下成分：SiO
2 70.0～80.0％、P2O
5 3.0～10.0％、Al2O
3 0～15.0％、Rn2O 0～20.0％、MgO 0～10.0％、CaO 2.0～4.0％、ZnO 0～5.0％、ZrO
2 0～10.0％，其中，Rn选自Li、Na、K中的任意一种或多种。
[0006]进一步的，所述结晶玻璃，以氧化物的质量百分含量计，含有以下成分：SiO
2 70.0～80.0％、P2O
5 3.0～10.0％、Al2O
3 0.1～15.0％、Rn2O 0.1～20.0％、MgO0.1～10.0％、CaO 2.1～4.0％、ZnO 0.1～5.0％以及ZrO
2 0.1～10.0％，其中，Rn选自Li、Na、K中的任意一种或多种。
[0007]更进一步的，所述结晶玻璃中，Rn2O由以下成分组成：Li2O 0％～10.0％、K2O0.1％～15.0％和/或Na2O 5.0％～15.0％；
[0008]进一步可选的，所述结晶玻璃，以氧化物的质量百分含量计，还任选地含有以下成分：TiO
2 1.0～2.0％、Sb2O
3 0～2.0％、SnO
2 0～1.0％、CeO
2 0～1.0％、SrO1.0～2.0％、BaO 1.0～2.0％、Ta2O
5 1.0～2.0％、Gd2O
3 1.0～2.0％、Bi2O
3 1.0～2.0％、Nb2O51.0～2.0％、La2O
3 1.0～2.0％、WO
3 1.0～2.0％、Y2O
3 1.0～2.0％、TeO
2 1.0～2.0％。
[0009]进一步的，所述结晶玻璃的主晶象选自包括方英石、二硅酸锂(Li2O5Si2)以及透锂长石类(LiAlSi4O
10
)。
[0010]更进一步的，所述主晶相的比重≤3.00；所述结晶玻璃比重为2.30～2.95；
[0011]本专利技术的第二方面提供了一种强化结晶玻璃，其包括上述任一种作为基板的结晶玻璃以及压缩应力层；
[0012]进一步的，所述压缩应力层包括其基板表面的压缩应力层以及其基板端面的压缩应力层；
[0013]更进一步的，所述压缩应力层含Na
+
和/或K
+
离子；更进一步优选的，所述压缩应力层含NaNO3和/或KNO3；
[0014]进一步的，所述压缩应力层包括在所述基材表面及其端面的压缩应力层；
[0015]进一步可选的，所述压缩应力层深度为0～200μm；
[0016]进一步可选的，所述结晶玻璃的表面压缩应力(CS)为200.0～1400.0MPa。
[0017]进一步可选的，所述结晶玻璃的中心压缩应力(CT)为1.0～100.0MPa。
[0018]进一步可选的，所述结晶玻璃基板的厚度≥0.1mm；进一步优选的，所述结晶玻璃基板的厚度≥0.15mm；进一步优选的，所述结晶玻璃基板的厚度≥0.20mm；进一步优选的，所述结晶玻璃基板的厚度≥0.40mm；
[0019]进一步可选的，所述结晶玻璃基板的厚度≤10.0mm；进一步优选的，所述结晶玻璃基板的厚度≤6.0mm；进一步优选的，所述结晶玻璃基板的厚度≤2.0mm；进一步优选的，所述结晶玻璃基板的厚度≤1.0mm。
[0020]有益效果
[0021]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0022]本专利技术通过调整结晶玻璃中各组分的含量和组成，尤其是能够改变结晶玻璃结晶化的程度以及析出粒子的大小，使得所述结晶玻璃的离子达到纳米级别，能够使得结晶玻璃的结晶率提高，在形成压缩应力层时，再通过制备方法以及参数的控制，其表面和侧面均能进行离子交换，使得离子交换的程度较现有技术更深，达到0～200μm，例如实施例8获得了200.0μm，从而获得了以下有益效果：首先，提高结晶玻璃的硬度，获得耐冲击更强的结晶玻璃；另外，还能在提高硬度的同时保证一定的可塑性，其磨损程度(Aa)相对较高，利于加工，从而可以广泛用在车载用镜头、短焦投影仪用镜头、可穿戴设备、装饰品(车载、建筑物、智能钥匙等)、触摸面板、介质滤波器；
[0023]其次，本专利技术所述的结晶玻璃透光率更加，透光率≥92％，而容易实现薄膜、轻量化，也可以用作滤光片、照相机等光学用途部件(例如镜头、基板等)；再次，本专利技术所述的结晶玻璃，具有较高的介电常数高且介电损失率低，故其具有较高的灵敏度，从而使其更适应于用作智能手机、平板电脑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结晶玻璃，其特征在于，以氧化物的质量百分含量计，含有以下成分：SiO
2 70.0~80.0%、P2O
5 3.0~10.0%、Al2O
3 0~15.0%、Rn2O 0~20.0%、MgO 0~10.0%、CaO 2.0~4.0%、ZnO 0~5.0%、ZrO
2 0~10.0%，其中，Rn选自Li、Na、K中的任意一种或多种。2.根据权利要求1所述的结晶玻璃，其特征在于，以氧化物的质量百分含量计，含有以下成分：SiO
2 70.0~80.0%、P2O
5 3.0~10.0%、Al2O
3 0.1~15.0%、Rn2O 0.1~20.0%、MgO 0.1~10.0%、CaO 2.1~4.0%、ZnO 0.1~5.0%以及ZrO
2 0.1~10.0%，其中，Rn选自Li、Na、K中的任意一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的结晶玻璃，其特征在于，所述结晶玻璃中，Rn2O由以下成分组成：Li2O 0%~10.0%、K2O 0.1%~15.0%和/或Na2O 5.0%~15.0%。4.根据权利要求1或2所述的结晶玻璃，其特征在于，所述结晶玻璃，以氧化物的质量百分含量计，还任选地含有以下成分：TiO
2 1.0~2.0%、Sb2O
3 0~2.0%、SnO
2 0~1.0%、CeO
2 0~1.0%、SrO 1.0~2.0%、BaO 1.0~2.0%、Ta2O
5 1.0~2.0%、Gd2O
3 1.0~2.0%、Bi2O
3 1.0~2.0%、 Nb2O
5 1.0~2.0%、La2O
3 1.0~2.0%、WO
3 1.0~2.0%、Y2O
3 1.0~2.0%、TeO
2 1.0~2.0%。5.根据权利要求1或2所述的结晶玻璃，其特征在于，所述结晶玻璃的主晶象选自包括方英石、二硅酸锂Li2O5Si2以及透锂长石类LiAlSi4O
10
。6.根据权利要求5所述的结晶玻璃，其特征在于，所述结晶玻璃的比重≤3.00；所述结晶玻璃比重为2.30~2.95。7.一种权利要求1~6所述结晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：按比例将上述氧化物混合均匀，熔化成型制成原玻璃；S2：将上述原玻璃通过结晶化成为结晶玻璃。8.根据权利要求7所述结晶玻璃的制备方法，其特征在于，S2中，先将原玻璃进行热处理，再使结晶在玻璃内部析出。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，S2中，所述热处理一步完成，包括：在恒温下完成成核工序和晶体生长工序，即先升温至规定温度，然后恒温加热，再进行降温。10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，S2中，所述热处理分二步完成，包括：（1）在第一温度下恒温进行成核工序；...

【专利技术属性】
技术研发人员：森田荣光，山下丰，刘超，刘戎，文晓媛，
申请(专利权)人：江苏超汇玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：