【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及玻璃，具体涉及一种具有类蛾眼结构的微晶玻璃及制备方法。
技术介绍
1、玻璃作为很多光学器件及设备的外部保护屏障，可以有效避免水及其他有害物质直接接触，损坏仪器设备，并作为光传播的透明窗口，提供可视效果，但是由于玻璃及空气对于光的折射系数不同，在玻璃、空气界面形成处会发生菲涅尔反射现象，影响光在玻璃中的透过率。
2、研究发现规则有序的纳米亚波结构可以在两种不同的介质界面形成平滑的梯度折射率，从而有效抑制菲涅尔反射现象，达到减反增透的效果。基于生物学灵感启发，蛾眼结构(moth eyes structure)由于其具备宽频减反增透效果而被应用于玻璃表面改性从而解决由于菲涅尔反射现象导致的光在玻璃中透过率受影响的问题。研究表明，蛾眼是复眼结构，其表面覆盖了一层凸起结构，该凸起结构可使照射的光线向不同方向发生漫反射。根据光学理论分析，蛾眼表面具备的凸起结构可等效为表面折射率沿着材料表面向下逐渐变化，有效解决了由于光在空气与材料中的折射率不同引起的突变导致反射现象的产生。
3、关于玻璃表面仿生蛾眼/类蛾眼微纳结构的制备，现有方法主要有湿法刻蚀技术和纳米压印技术等，这些方法加工获得的类蛾眼结构玻璃的增透效果普遍不理想，难以确保获得具有高透过率的仿生蛾眼结构玻璃/类蛾眼结构玻璃，而且这些方法大都存在难控制或成本高等不足。比如，纳米压印技术需要通过光刻胶辅助，还需要将模板上的微纳结构转移到玻璃表面，制备工艺复杂，生产成本高，而且由于微纳结构与玻璃材料的材质不同，使用过程中微纳结构容易脱落，从而导致类蛾眼结构
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种具有类蛾眼结构的微晶玻璃及制备方法，以解决现有技术中类蛾眼结构玻璃制备工艺复杂、类蛾眼结构易失效、生产成本高、不利于规模化生产以及增透效果不足的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种具有类蛾眼结构的微晶玻璃，包括微晶玻璃基板和设置于所述微晶玻璃基板的主表面上的类蛾眼结构层，且该类蛾眼结构层与微晶玻璃基板为一整体；所述类蛾眼结构层包含多个纳米级凸起结构。
4、本专利技术提供的具有类蛾眼结构的微晶玻璃，所述类蛾眼结构层是通过使用蚀刻液对微晶玻璃基板的主表面进行表面蚀刻处理后得到的。
5、本专利技术提供的具有类蛾眼结构的微晶玻璃，所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃在两个主表面上具有类蛾眼结构层。
6、本专利技术提供的具有类蛾眼结构的微晶玻璃，所述微晶玻璃基板的主晶相包括透锂长石和硅酸锂；优选所述主晶相包括透锂长石、一硅酸锂和二硅酸锂或者主晶相包括透锂长石和二硅酸锂。
7、本专利技术提供的具有类蛾眼结构的微晶玻璃，所述微晶玻璃基板的结晶度为大于或等于30.00wt％，优选大于或等于35.00wt％，进一步优选大于等于40.00wt％，优选35.00wt％～95.00wt％，优选40.00wt％～95.00wt％，优选50.00wt％～95.00wt％，更优选60.00～95.00wt％。
8、本专利技术提供的具有类蛾眼结构的微晶玻璃，所述微晶玻璃基板的平均晶粒尺寸为10.00nm～30.00nm，优选为12.00nm～30.00nm，优选为13.60nm～25.40nm，更优选为15.20nm～25.40nm。
9、本专利技术提供的具有类蛾眼结构的微晶玻璃，所述蚀刻液以质量百分比计算包括如下组分：0.01％～16.00％的酸溶液，0％～18.00％的添加剂，余量为水；优选所述酸溶液包括氢氟酸，更优选所述氢氟酸的浓度大于等于40.00wt％；优选所述添加剂包括硫酸钡、硅砂、纤维素中的一种或多种；更优选所述硫酸钡的粒径小于2mm，纯度大于98％；更优选所述硅砂的粒径为0.01～2.5mm，纯度>99.9％；更优选所述纤维素的分子量为50000～150000，结晶相占比>60wt％；进一步优选所述添加剂包括0～6.00％的硫酸钡、0～6.00％的硅砂和0～6.00％的纤维素。
10、本专利技术提供的具有类蛾眼结构的微晶玻璃，纳米级凸起结构的底面为类椭圆形，具有长轴a和短轴b，所述纳米级凸起结构在竖直方向的高为h，且该纳米级凸起结构在空间坐标系(x1，y1，z1)中满足如下关系式：
11、
12、式(1)以长轴a和短轴b的中心点为原点，a＝b或a≠b；x1为沿长轴a方向的变量，y1为沿短轴b方向的变量，z1为沿高度h方向的变量，且0＜|x1|＜a/2，0＜|y1|＜b/2，0＜z1。
13、本专利技术提供的具有类蛾眼结构的微晶玻璃，纳米级凸起结构的底面的长轴a的范围为12.0nm～65.0nm，优选15.00nm～63.00nm，优选16.00nm～60.00nm；纳米级凸起结构的底面的短轴b的范围为10.0nm～63.0nm，优选11.00nm～61.0nm，优选13.00nm～60.00nm，更优选14.70nm～60.00nm；纳米级凸起结构在竖直方向的高h的范围为4.50nm～76.00nm，优选4.85nm～75.40nm，优选5.00nm～70.00nm，更有选6.00nm～70.00nm。
14、本专利技术提供的具有类蛾眼结构的微晶玻璃，在类蛾眼结构层中，相邻两个纳米级凸起结构的底面之间的间距l的范围为0nm～155.00nm；优选0nm～131.00nm，更优选0nm～114.00nm。
15、本专利技术提供的具有类蛾眼结构的微晶玻璃，在主表面上的类蛾眼结构层的表面上测得，所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃在0.64mm厚度时，在波长为550.00nm光下的透过率为大于等于91.00％，优选大于等于93.00％，优选大于等于95.00％，优选大于等于95.50％，优选大于等于96.00％；更优选91.00％～99.00％，更优选为95.00％～99.00％。
16、本专利技术提供的具有类蛾眼结构的微晶玻璃，根据氧化物的质量百分比计算，所述微晶玻璃基板包括如下组分：
17、sio2:70.00％-80.00％；
18、al2o3:5.00％-10.00％；
19、li2o:5.00％-15.00％；
20、zro2:0％-5.00％；
21、p2o5:0％-5.00％；
22、b2o3:0％-5.00％；
23、na2o:0％-5.00％。
24、第二方面，本专利技术提供了一种如上述具有类蛾眼结构的微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：使用蚀刻液对微晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，包括微晶玻璃基板和设置于所述微晶玻璃基板的主表面上的类蛾眼结构层，且该类蛾眼结构层与微晶玻璃基板为一整体；所述类蛾眼结构层包含多个纳米级凸起结构；所述类蛾眼结构层是通过使用蚀刻液对微晶玻璃基板的主表面进行表面蚀刻处理后得到的；所述微晶玻璃基板的主晶相包括透锂长石和硅酸锂；优选所述主晶相包括透锂长石、一硅酸锂和二硅酸锂或者主晶相包括透锂长石和二硅酸锂。
2.根据权利要求1所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃在两个主表面上具有类蛾眼结构层。
3.根据权利要求1-2中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃基板的结晶度为大于或等于30.00wt％，优选大于或等于35.00wt％，进一步优选大于等于40.00wt％，优选35.00wt％～95.00wt％，优选40.00wt％～95.00wt％，优选50.00wt％～95.00wt％，更优选60.00～95.00wt％；和/或者所述微晶玻璃基板的平均晶粒尺寸为10.00nm～30.00nm，优选为12.00nm～30
4.根据权利要求1-3中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，所述蚀刻液以质量百分比计算包括如下组分：0.01％～16.00％的酸溶液，0％～18.00％的添加剂，余量为水；优选所述酸溶液包括氢氟酸，更优选所述氢氟酸的浓度大于等于40.00wt％；优选所述添加剂包括硫酸钡、硅砂、纤维素中的一种或多种；更优选所述硫酸钡的粒径小于2mm，纯度大于98％；更优选所述硅砂的粒径为0.01～2.5mm，纯度>99.9％；更优选所述纤维素的分子量为50000～150000，结晶相占比>60wt％；进一步优选所述添加剂包括0～6.00％的硫酸钡、0～6.00％的硅砂和0～6.00％的纤维素。
5.根据权利要求1-4中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，在主表面上的类蛾眼结构层的表面上测得，所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃在0.64mm厚度时，在波长为550.00nm光下的透过率为大于等于91.00％，优选大于等于93.00％，优选大于等于95.00％，优选大于等于95.50％，优选大于等于96.00％；更优选91.00％～99.00％，更优选为95.00％～99.00％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，根据氧化物的质量百分比计算，所述微晶玻璃基板包括如下组分：
7.根据权利要求1-6中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃基板的主晶相包括透锂长石、一硅酸锂和二硅酸锂；所述微晶玻璃基板的结晶度为60.00wt％～85.00wt％，优选为60.00wt％～80.00wt％，优选为60.00wt％～70.00wt％；所述微晶玻璃基板的平均晶粒尺寸为15.0nm～25.40nm，优选为15.20nm～25.40nm，优选为15.60nm～25.40nm，优选16.70nm～25.40nm；在主表面上的类蛾眼结构层的表面上测得，所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃在厚度为0.64mm时，在550.00nm波长光下的透过率为95.00％～99.00％。
8.根据权利要求1-6中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃基板的主晶相包括透锂长石和二硅酸锂，结晶度为60.00wt％～85.00wt％，优选为60.00wt％～80.00wt％，优选为60.00wt％～70.00wt％，所述微晶玻璃基板的平均晶粒尺寸为15.00nm～25.40nm，优选为15.20nm～25.40nm，更优选为15.60nm～25.40nm；在主表面上的类蛾眼结构层的表面上测得，所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃在厚度为0.64mm时，在550.00nm波长光下的透过率为95.00％～99.00％。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：使用蚀刻液对微晶玻璃基板的主表面进行表面蚀刻处理得到具有类蛾眼结构的微晶玻璃。
10.根据权利要求9所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃的制备方法，其特征在于，所述蚀刻液以质量百分比计算包括如下组分：0.01％～16.00％的酸溶液，0％～18.00％的添加剂，余量为水；优选所述酸溶液包括氢氟酸，更优选所述氢氟酸的浓度大于等于40.00wt％；优选所述添加剂包括硫酸钡、硅砂、纤维素中的一种或多种；更优选所述硫酸钡的粒径小于2mm，纯度大于98...
【技术特征摘要】
1.一种具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，包括微晶玻璃基板和设置于所述微晶玻璃基板的主表面上的类蛾眼结构层，且该类蛾眼结构层与微晶玻璃基板为一整体；所述类蛾眼结构层包含多个纳米级凸起结构；所述类蛾眼结构层是通过使用蚀刻液对微晶玻璃基板的主表面进行表面蚀刻处理后得到的；所述微晶玻璃基板的主晶相包括透锂长石和硅酸锂；优选所述主晶相包括透锂长石、一硅酸锂和二硅酸锂或者主晶相包括透锂长石和二硅酸锂。
2.根据权利要求1所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃在两个主表面上具有类蛾眼结构层。
3.根据权利要求1-2中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃基板的结晶度为大于或等于30.00wt％，优选大于或等于35.00wt％，进一步优选大于等于40.00wt％，优选35.00wt％～95.00wt％，优选40.00wt％～95.00wt％，优选50.00wt％～95.00wt％，更优选60.00～95.00wt％；和/或者所述微晶玻璃基板的平均晶粒尺寸为10.00nm～30.00nm，优选为12.00nm～30.00nm，优选为13.60nm～25.40nm，更优选为15.20nm～25.40nm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，所述蚀刻液以质量百分比计算包括如下组分：0.01％～16.00％的酸溶液，0％～18.00％的添加剂，余量为水；优选所述酸溶液包括氢氟酸，更优选所述氢氟酸的浓度大于等于40.00wt％；优选所述添加剂包括硫酸钡、硅砂、纤维素中的一种或多种；更优选所述硫酸钡的粒径小于2mm，纯度大于98％；更优选所述硅砂的粒径为0.01～2.5mm，纯度>99.9％；更优选所述纤维素的分子量为50000～150000，结晶相占比>60wt％；进一步优选所述添加剂包括0～6.00％的硫酸钡、0～6.00％的硅砂和0～6.00％的纤维素。
5.根据权利要求1-4中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，在主表面上的类蛾眼结构层的表面上测得，所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃在0.64mm厚度时，在波长为550.00nm光下的透过率为大于等于91.00％，优选大于等于93.00％，优选大于等于95.00％，优选大于等于95.50％，优选大于等于96.00％；更优选91.00％～99.00％，更优选为95.00％～99.00％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，根据氧化物的质量百分比计算，所述微晶玻璃基板包括如下组分：
7.根据权利要求1-6中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃基板的主晶相包括透锂长石、一硅酸锂和二硅酸锂；所述微晶玻璃基板的结晶度为60.00wt％～85.00wt％，优选为60.00wt％～80.00wt％，优选为60.00wt％～70.00wt％；所述微晶玻璃基板的平均晶粒尺寸为15.0nm～25.40nm，优选为15.20nm～25.40nm，优选为15.60nm～25.40nm，优选16.70nm～25.40nm；在主表面上的类蛾眼结构层的表面上测得，所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃在厚度为0.64mm时，在550.00nm波长光下的透过率为95.00％～99.00％。
8.根据权利要求1-6中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃基板的主晶相包括透锂长石和二硅酸锂，结晶度为60.00wt％～85.00wt％，优选为60.00wt％～80.00wt％，优选为60.00wt％～70.00wt％，所述微晶玻璃基板的平均晶粒尺寸为15.00nm～25.40nm，优选为15.20nm～25.40nm，更优选为15.60nm～25.40nm；在主表面上的类蛾眼结构层的表面上测得，所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃在厚度为0.64mm时，在550.00nm波长光下的透过率为95.00％～99.00％。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：使用蚀刻液对微晶玻璃基板的主表面进行表面蚀刻处理得到具有类蛾眼结构的微晶玻璃。
10.根据权利要求9所述具有类蛾眼结构的微晶玻璃的制备方法，其特征在于，所述蚀刻液以质量百分比计算包括如下组分：0.01...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳建宏，黄昊，刘志强，黄文涛，
申请(专利权)人：重庆鑫景特种玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。