本发明涉及一种盖板玻璃，特别是涉及一种高铝硅盖板玻璃及其制备方法。
背景技术：
随着移动电子设备如：手机、Pad等的快速发展，消费群体对“轻薄化”的需要越来越强烈，而作为保护用盖板玻璃则成为轻薄化最具可行的切入点。因此对于盖板玻璃既需要轻薄化，更需要高强度。
目前盖板玻璃的化学强化主要是通过玻璃原片在熔融态的硝酸钾盐液中进行离子交换实现的，盐液中的钾离子会与玻璃原片表面钠离子发生离子交换，由于钾离子半径大于钠离子半径，因此在玻璃原片表面形成一层压应力，通过调整盐液温度与浸泡时间，控制压应力大小及深度，从而使玻璃原片得到最佳的增强效果。现有的盖板玻璃进行化学强化时对熔盐的消耗量较大，且熔盐使用周期受限，在化学强化过程中，当表面应力小于600MPa时，需要整体换盐；此外当盖板玻璃原片厚度小于7mm时，化学强化后的盖板玻璃抗冲击强度非常低。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于，提供一种新型的高铝硅盖板玻璃及其制备方法，所要解决的技术问题是提升化学强化玻璃的抗冲击强度及延长盐液使用周期，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种高铝硅盖板玻璃的制备方法，包含以下步骤：
1)将盖板玻璃原片放入熔融的硝酸钾中进行第一次化学强化，得到第一次化学强化盖板玻璃；其中所述的盖板玻璃原片的组成(以质量百分比计)为:SiO2：57-65％，Al2O3：10-18％，Na2O：10-16％，K2O：4-8％，MgO：4-7％，ZrO：0.1-2％；所述第一次化学强化盖板玻璃与所述的盖板玻璃原片相比，其表面钠离子的重量减少量大于等于35％，其表面的钾离子重量增加量大于等于30％；其中，所述的钠离子的重量减少量大于所述的钾离子重量增加量；
2)将所述第一次化学强化盖板玻璃放入熔融的硝酸钾中进行第二次化学强化，得到第二次化学强化盖板玻璃；所述第二次化学强化盖板玻璃与所述第一次化学强化盖板玻璃相比，其表面钠离子的重量减少量大于等于10％，其表面的钾离子重量增加量大于等于15％；其中，所述的钠离子的重量减少量小于所述的钾离子重量增加量。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的高铝硅盖板玻璃的制备方法，其中所述的第一次化学强化的温度为380-500℃，时间为60-480min；所述第二次化学强化的温度为380-450℃，时间为5-60min。
优选的，前述的高铝硅盖板玻璃的制备方法，其中所述的第一次化学强化的温度为400-450℃，时间为180-360min；所述第二次化学强化的温度为390-420℃，时间为10-40min。
优选的，前述的高铝硅盖板玻璃的制备方法，其中所述的第一次化学强化盖板玻璃与所述的盖板玻璃原片相比，其表面钠离子的重量减少量为40％，其表面的钾离子重量增加量为35％；所述的第二次化学强化盖板玻璃与所述的第一次化学强化盖板玻璃相比，其表面钠离子的重量减少量为15％，其表面的钾离子重量增加量为20％。
优选的，前述的高铝硅盖板玻璃的制备方法，其中所述的第二次化学强化的盐液消耗量为5-15ppm，所述的盐液消耗量为第二次化学强化前后硝酸钾熔盐中钠离子的浓度变化量。
优选的，前述的高铝硅盖板玻璃的制备方法，其中所述的盖板玻璃原片的厚度小于1.1mm。
优选的，前述的高铝硅盖板玻璃的制备方法，其中所述的盖板玻璃原片的组成(以质量百分比计)为:SiO2：60.8％，Al2O3：13.5％，Na2O：12.6％，K2O：5.6％，MgO：6.5％，ZrO：1.0％。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种高铝硅盖板玻璃，其由盖板玻璃原片经过二次化学强化得到，所述的盖板玻璃原片的组成(以质量百分比计)为:SiO2：57-65％，Al2O3：10-18％，Na2O：10-16％，K2O：4-8％，MgO：4-7％，ZrO：0.1-2％，以上各组分之和为100％；
经过第一次化学强化盖板玻璃与所述的盖板玻璃原片相比，其表面钠离子的重量减少量大于等于35％，其表面的钾离子重量增加量大于等于30％，其中所述的钠离子的重量减少量大于所述的钾离子重量增加量；
经过第二次化学强化盖板玻璃与所述的经过第一次化学强化盖板玻璃相比，其表面钠离子的重量减少量大于等于10％，其表面的钾离子重量增加量大于等于15％，其中所述的钠离子的重量减少量小于所述的钾离子重量增加量。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的所述的高铝硅盖板玻璃，其中所述的盖板玻璃原片的厚度小于1.1mm。
优选的，前述的所述的高铝硅盖板玻璃，其中所述的盖板玻璃原片的厚度为0.4-0.7mm。
优选的，前述的所述的高铝硅盖板玻璃，其中所述的第一次化学强化盖板玻璃的应力层深度大于等于25μm。
优选的，前述的所述的高铝硅盖板玻璃，其中所述的第二次化学强化盖板玻璃的应力层深度小于等于20μm，不包含第一次强化深度。
优选的，前述的所述的高铝硅盖板玻璃，其中所述的第二次化学强化盖板玻璃的表面应力大于等于800MPa。
优选的，前述的所述的高铝硅盖板玻璃，其中所述的第二次化学强化盖板玻璃的表面应力大于850MPa。
优选的，前述的所述的高铝硅盖板玻璃，其中所述的盖板玻璃原片的组成(以质量百分比计)为:SiO2：60.8％，Al2O3：13.5％，Na2O：12.6％，K2O：5.6％，MgO：6.5％，ZrO：1.0％。
优选的，前述的所述的高铝硅盖板玻璃，其中所述的第一次化学强化盖板玻璃与所述的盖板玻璃原片相比，其表面钠离子的重量减少量为40％，其表面的钾离子重量增加量为35％；所述的第二次化学强化盖板玻璃与所述的第一次化学强化盖板玻璃相比，其表面钠离子的重量减少量为15％，其表面的钾离子重量增加量为20％。
优选的，前述的所述的高铝硅盖板玻璃，其中所述的第一次化学强化盖板玻璃进行第二次化学强化的盐液消耗量为5-15ppm，所述的盐液消耗量为第二次化学强化前后熔盐中钠离子的浓度变化量。
优选的，前述的所述的高铝硅盖板玻璃，其中所述的第二次化学强化盖板玻璃(145×73×0.55mm)的4PB值大于750MPa，抗冲击强度的破碎高度大于35cm。
借由上述技术方案，本发明高铝硅盖板玻璃及其制备方法至少具有下列优点：
传统的化学强化玻璃只进行单次化学强化，当表面应力＜600MPa时，需整体换盐，盐液周期受限，本发明中第一次化学强化所使用的熔盐可以在低于此标准下重复使用，延长了盐液的使用周期，即第一次化学强化所使用的熔盐,当表面应力＞300MPa时仍可重复使用；通过第一次化学强化提高了盖板玻璃的应力层深度。经过第二次化学强化的盖板玻璃的表面应力显著提高，其大于等于800MPa，本发明的盖板玻璃在进行第二次化学强化时盐液消耗量非常低，为5-15ppm，盐液消耗量明显降低，本发明中第二次化学强化只需要低的盐液消耗量就可以达到高的表面应力。由于第二次化学强化使盖板玻璃达到高的表面应力，所以第一次化学强化对表面应力要求较低，从而对熔盐的浓度的要求较低，因此，本发明的高铝硅盖板玻璃增加了熔盐的使用周期。本发明的高铝硅盖板玻璃4PB值大于750MPa，翘曲值与常规强化相当；本发明的高铝硅盖板玻璃的抗冲击强度大，其抗冲击强度的破碎高度大于35cm。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的高铝硅盖板玻璃及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征或特点可由任何合适形式组合。
本发明的一个实施例提出的一种高铝硅盖板玻璃的制备方法，包含以下步骤：
1)将盖板玻璃原片放入熔融的硝酸钾中进行第一次化学强化，得到第一次化学强化盖板玻璃；其中所述的盖板玻璃原片的组成(以质量百分比计)为:SiO2：57-65％，Al2O3：10-18％，Na2O：10-16％，K2O：4-8％，MgO：4-7％，ZrO：0.1-2％；所述第一次化学强化盖板玻璃与所述的盖板玻璃原片相比，其表面钠离子的重量减少量大于等于35％，其表面的钾离子重量增加量大于等于30％；其中，所述的钠离子的重量减少量大于所述的钾离子重量增加量；
本发明中第一次化学强化所使用的熔盐可以重复使用，延长了盐液的使用周期，当第一次化学强化所使用的熔盐CS＞300Mpa仍可以重复使用，增加了熔盐的实用周期。
2)将所述第一次化学强化盖板玻璃放入熔融的硝酸钾中进行第二次化学强化，得到第二次化学强化盖板玻璃，即为高铝硅盖板玻璃；所述第二次化学强化盖板玻璃与所述第一次化学强化盖板玻璃相比，其表面钠离子的重量减少量大于等于10％，其表面的钾离子重量增加量大于等于15％；其中，所述的钠离子的重量减少量小于所述的钾离子重量增加量。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃的制备方法中的第一次化学强化的温度为380-500℃，时间为60-480min；所述第二次化学强化的温度为380-450℃，时间为5-60min。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃的制备方法中的第一次化学强化的温度为400-450℃，时间为180-360min；所述第二次化学强化的温度为390-420℃，时间为10-40min。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃的制备方法中的第一次化学强化盖板玻璃与所述的盖板玻璃原片相比，其表面钠离子的重量减少量为40％，其表面的钾离子重量增加量为35％；所述的第二次化学强化盖板玻璃与所述的第一次化学强化盖板玻璃相比，其表面钠离子的重量减少量为15％，其表面的钾离子重量增加量为20％。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃的制备方法中的第二次化学强化的盐液消耗量为5-15ppm，所述的盐液消耗量为第二次化学强化前后硝酸钾熔盐中钠离子的浓度变化量。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃的制备方法中的盖板玻璃原片的厚度小于1.1mm。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃的制备方法中的盖板玻璃原片的组成(以质量百分比计)为:SiO2：60.8％，Al2O3：13.5％，Na2O：12.6％，K2O：5.6％，MgO：6.5％，ZrO：1.0％。
本发明的另一个实施例提出的一种高铝硅盖板玻璃，其由盖板玻璃原片经过二次化学强化得到，所述的盖板玻璃原片的组成(以质量百分比计)为:SiO2：57-65％，Al2O3：10-18％，Na2O：10-16％，K2O：4-8％，MgO：4-7％，ZrO：0.1-2％，以上各组分之和为100％；
经过第一次化学强化盖板玻璃与所述的盖板玻璃原片相比，其表面钠离子的重量减少量大于等于35％，其表面的钾离子重量增加量大于等于30％，其中所述的钠离子的重量减少量大于所述的钾离子重量增加量；
经过第二次化学强化盖板玻璃与所述的经过第一次化学强化盖板玻璃相比，其表面钠离子的重量减少量大于等于10％，其表面的钾离子重量增加量大于等于15％，其中所述的钠离子的重量减少量小于所述的钾离子重量增加量。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃中的盖板玻璃原片的厚度小于1.1mm。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃中的盖板玻璃原片的厚度为0.4-0.7mm；厚度0.4-0.7mm的盖板玻璃原片制备的二次化学强化的高铝硅盖板玻璃适用于多种轻薄化的玻璃设备。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃中的第一次化学强化盖板玻璃的应力层深度大于等于25μm；经过第一次的高铝硅盖板玻璃的应力层深度满足轻薄化玻璃的应力层深度要求。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃中的第二次化学强化盖板玻璃的应力层深度小于等于20μm。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃中的第二次化学强化盖板玻璃的表面应力大于等于800MPa。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃中的第二次化学强化盖板玻璃的表面应力为850MPa。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃中的盖板玻璃原片的组成(以质量百分比计)为:SiO2：60.8％，Al2O3：13.5％，Na2O：12.6％，K2O：5.6％，MgO：6.5％，ZrO：1.0％。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃中的第一次化学强化盖板玻璃与所述的盖板玻璃原片相比，其表面钠离子的重量减少量为40％，其表面的钾离子重量增加量为35％；所述的第二次化学强化盖板玻璃与所述的第一次化学强化盖板玻璃相比，其表面钠离子的重量减少量为15％，其表面的钾离子重量增加量为20％。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃中的第一次化学强化盖板玻璃进行第二次化学强化的盐液消耗量为5-15ppm，所述的盐液消耗量为第二次化学强化前后熔盐中钠离子的浓度变化量。
较佳的，本发明实施例高铝硅盖板玻璃中的第二次化学强化盖板玻璃的4PB值大于750MPa，抗冲击强度的破碎高度大于35cm。
第二次化学强化盖板玻璃的压应力明显提高，且对盐液消耗与传统化学强化相比明显降低，进行第二次化学强化的盐液消耗量为5-15ppm，盐液消耗量用第二次化学强化前后熔盐中钠离子的浓度变化量来衡量，即第二次化学强化后熔盐中的钠离子的浓度与第二次化学强化前熔盐中钠离子的浓度相比增加了5-15ppm。
对实施例1-5和对比例1-3不同组分、不同厚度的盖板玻璃原片，在熔融的硝酸钾中进行第一次化学强化，得到第一次化学强化盖板玻璃，其应力层深度(DOL)为30μm，与盖板玻璃原片相比表面钠离子的重量减少了40％，表面钾离子重量增加了35％；将第一次化学强化盖板玻璃在熔融硝酸钾中进行第二次化学强化，得到二次化学强化盖板玻璃，即为高铝硅盖板玻璃，其DOL为10μm，不包含第一次强化的DOL深度，与第一次化学强化盖板玻璃相比，其表面钠离子的重量减少量为15％，表面的钾离子重量增加量为20％。其中，实施例1-5和对比例1-3的盖板玻璃原片重量组分和厚度如表1所示，对实施例1-5和对比例1-3的第一次化学强化和第二次化学强化的温度和时间均如表5所示。
表1实施例1-5和对比例1-3的盖板玻璃原片重量组分和厚度
对实施例1-5和对比例1-3的高铝硅盖板玻璃进行性能测试，样品规格为145×73mm,分别测试其抗冲击强度，第一次化学强度的CS(表面应力)，第二次化学强度的CS，4PB(四点弯曲测试)，翘曲和第二次化学强度的盐液消耗量，具体的，其性能测试结果如表2所示。其中，抗冲击强度是指落球冲击测试，通常采用130g钢球，在一定基高下，钢球自由落体冲击玻璃表面，如果玻璃未破碎，再以固定高度递增钢球高度，依次自由落球，至玻璃破碎，其破碎高度即为玻璃抗冲击强度的表述。
表2实施例1-5和对比例1-3高铝硅盖板玻璃的测试结果
由表1和表2可知，实施例1-5组分的盖板玻璃原片经过二次化学强化后得到的高铝硅盖板玻璃的破碎高度明显大于对比例的破碎高度，说明本发明的高铝硅盖板玻璃的抗冲击强度高于对比例的高铝硅盖板玻璃的抗冲击强度；实施例的高铝硅盖板玻璃的第二次化学强化的CS为912-956/MPa，其第二次化学强化的CS显著高于对比例的第二次化学强化，其4PB值为813-901MPa，翘曲为0.08-0.25mm。
实施例6-8和对比例4-6的盖板玻璃原片的重量组分为SiO2：60.8％，Al2O3：13.5％，Na2O：12.6％，K2O：5.6％，MgO：6.5％，ZrO：1.0％。将实施例6-8和对比例4-6的盖板玻璃原片放入熔融的硝酸钾中进行第一次化学强化，得到第一次化学强化盖板玻璃，与盖板玻璃原片相比其表面钠离子重量减少量和表面钾离子重量增加量如表3所示；将第一次化学强化盖板玻璃放入熔融的硝酸钾中进行二次化学强化，得到第二次化学强化盖板玻璃，与第一次化学强化盖板玻璃相比，其表面钠离子相比重量减少量和表面钾离子重量增加量如表3所示。第一次化学强化盖板玻璃和第二次化学强化盖板玻璃的DOL均如表3所示。实施例6-8和对比例5-6的第一次化学强化和第二次化学强化的温度和时间均如表5所示。
表3高铝硅盖板玻璃的二次化学强化参数
对实施例6-8和对比例3-6的高铝硅盖板玻璃进行性能测试，样品规格为145×73×0.5mm,分别测试其抗冲击强度，第一次化学强度的CS，第二次化学强度的CS，第二次化学强度的盐液消耗量，4PB(四点弯曲测试)和翘曲，具体的，其性能测试结果如表4所示。
表4实施例6-8和对比例4-6高铝硅盖板玻璃的测试结果
由表3和表4可知，实施例6-8组分的盖板玻璃原片经过二次化学强化后得到的二次化学强化的高铝硅盖板玻璃的破碎高度明显大于对比例的破碎高度，说明本发明的二次化学强化的高铝硅盖板玻璃的抗冲击强度高于对比例的二次化学强化的高铝硅盖板玻璃的抗冲击强度；实施例的二次化学强化的高铝硅盖板玻璃的第二次化学强化的CS为847-878/MPa，其第二次化学强化的CS显著高于对比例的第二次化学强化，其4PB值为811-921MPa，翘曲为0.12-0.15mm。与对比例相比，本发明的二次化学强化的高铝硅盖板玻璃盐液消耗量非常低，第二次化学强化对熔盐的要求较低，增加了熔盐的使用周期。
表5第一次化学强化和第二次化学强化的时间和温度
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。