微晶玻璃、化学强化微晶玻璃、其制备方法及电子设备与流程

1.本申请涉及电子产品的玻璃物料制品附件技术领域，特别涉及微晶玻璃、化学强化微晶玻璃、其制备方法及电子设备。


背景技术：

2.随着电子信息产业的迅速发展，手机、手环、平板电脑等电子产品日益成为日常生活的必需品。这些电子产品都具有包括了玻璃盖板的显示屏。传统玻璃脆性较大，并且表面容易产生微裂纹，使其实际的机械强度比理论的机械强度低2-3个数量级。即，玻璃的平均硬度、抗折强度、断裂韧性等性能均较低。因此，采用传统玻璃作为玻璃盖板的显示屏的抗划伤性能与抗跌落性能较差。
3.通过对传统玻璃进行热处理等手段，使得玻璃内均匀地析出大量微小晶体，形成致密的晶体相和玻璃相的多相复合体，从而得到微晶玻璃。借助晶体相材料本身的机械性能，可以提升玻璃的平均硬度、抗折强度、断裂韧性等机械性能，从而调整玻璃的抗划伤和抗跌落等性能。
4.由于微晶玻璃内的晶体相会对光产生光散射作用，一般微晶玻璃的平均可见光透过率较差，甚至是完全不透光，而电子设备采用的玻璃盖板要求平均可见光透过率必须在90％以上。因此，如何提升微晶玻璃的平均可见光透过率，这是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.基于上述技术问题，本发明的发明目的在于提供微晶玻璃、化学强化微晶玻璃、其制备方法及电子设备。
6.第一方面，本申请提供一种微晶玻璃，微晶玻璃为含有na4al4(sio4)4晶体的钠铝硅酸盐玻璃，na4al4(sio4)4晶体的粒径小于等于80nm。
7.采用本实现方式，首先，微晶玻璃含有粒径小于等于80nm的na4al4(sio4)4晶体，这使得该微晶玻璃在在可见光波段的透过率较好。其次，与常规的钠铝硅酸盐玻璃相比所述微晶玻璃含有na4al4(sio4)4晶体，借助na4al4(sio4)4晶体本身的机械性能，相应的微晶玻璃的机械性能有所提升。
8.结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，以氧化物基准的摩尔百分比表示，所述微晶玻璃的原料包括：sio
2 50％～65％、al2o
3 10％～20％、na2o 10％～25％、sno
2 0.1％～1％、zro
2 0.5％～4％和li2o 0.5％～5％。
9.采用本实现方式，通过控制微晶玻璃中各个原料之间的相互关系，尤其是al2o3、na2o、sio2之间的相互关系，有利于微晶玻璃的可见光透过率和机械性能的进一步提升。
10.结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，以氧化物基准的摩尔百分比表示所述微晶玻璃的原料包括：sio
2 52％～63％、al2o
3 10％～16％、na2o 12％～20％、sno
2 0.1％～0.5％、zro
2 1％～4％和li2o 1％～5％。
11.采用本实现方式，通过控制微晶玻璃中各个原料的加入量，有利于微晶玻璃的可见光透过率和机械性能进一步提升。
12.结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述原料还包括：p2o5、b2o3、mgo、zno、tio2和k2o中一种或几种的组合。
13.采用本实现方式，通过在微晶玻璃的原料加入p2o5、b2o3、mgo、zno、k2o和tio2中的一种或几种的组合，有利于微晶玻璃的可见光透过率和机械性能进一步提升。
14.结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，以氧化物基准的摩尔百分比表示，所述p2o5的摩尔百分比是0～8％，所述b2o3的摩尔百分比是0～8％，所述mgo的摩尔百分比是0～8％，所述zno的摩尔百分比是0～8％，所述tio2的摩尔百分比是0～2％，所述k2o的摩尔百分比是0～5％。
15.采用本实现方式，通过调整微晶玻璃的原料中p2o5、b2o3、mgo、zno、k2o和tio2的加入量，有利于微晶玻璃的可见光透过率和机械性能进一步提升。
16.结合第一方面，在第一方面第五种可能的实现方式中，以氧化物基准的摩尔百分比表示，所述p2o5的摩尔百分比是1％～6％，所述b2o3的摩尔百分比是1％～6％，所述mgo的摩尔百分比是1％～5％，所述zno的摩尔百分比是1～5％，所述tio2的摩尔百分比是0.5％～2％，所述k2o的摩尔百分比是1～5％。
17.采用本实现方式，通过调整微晶玻璃的原料中p2o5、b2o3、mgo、zno、k2o和tio2的加入量，有利于微晶玻璃的可见光透过率和机械性能进一步提升。
18.结合第一方面，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述na4al4(sio4)4晶体的粒径是10nm～60nm。
19.采用本实现方式，微晶玻璃中na4al4(sio4)4晶体的粒径是10nm～60nm，可以兼顾微晶玻璃的可见光透过率和机械性能。
20.结合第一方面，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述微晶玻璃的平均可见光透过率达到90％以上。
21.采用本实现方式，有利于提升微晶玻璃的可见光透过率。
22.结合第一方面，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述微晶玻璃的雾度小于或等于0.2％。
23.采用本实现方式，有利于提升微晶玻璃的可见光透过率。
24.结合第一方面，在第一方面第九种可能的实现方式中，所述微晶玻璃的雾度小于或等于0.15％。
25.采用本实现方式，有利于提升微晶玻璃的可见光透过率。
26.第二方面，本申请提供一种化学强化微晶玻璃，化学强化微晶玻璃通过对第一方面的任一种微晶玻璃进行离子交换而得到。化学强化微晶玻璃包括：第一方面的任一种微晶玻璃和分布在微晶玻璃表面的na3k(alsio4)4。
27.采用本实现方式，相比于第一方面的微晶玻璃，本实现方式中的化学强化玻璃的机械性能再次得到提升。
28.结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述化学强化微晶玻璃的表面压应力达到550mpa以上。
29.采用本实现方式，有利于进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
30.结合第二方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述化学强化微晶玻璃相对两侧分别自表面向内部依次为压应力层和与所述压应力层相对应的张应力层，所述张应力层的张应力线密度是22000mpa/mm～50000mpa/mm。
31.采用本实现方式，通过将化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制在22000mpa/mm～50000mpa/mm范围内，以使化学强化微晶玻璃的张应力接近张应力安全阈值，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而使化学强化微晶玻璃的在具备高水平表面压应力，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
32.结合第二方面，在第二方面第三种可能的实现方式中，所述化学强化微晶玻璃相对两侧分别自表面向内部依次为压应力层和与所述压应力层相对应的张应力层，所述张应力层的张应力线密度是30000mpa/mm～40000mpa/mm。
33.采用本实现方式，通过将化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制在30000mpa/mm～40000mpa/mm范围内，以使化学强化微晶玻璃的张应力接近张应力安全阈值，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而使化学强化微晶玻璃的在具备高水平表面压应力，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
34.结合第二方面，在第二方面第四种可能的实现方式中，所述张应力线密度采用如下公式计算：
35.ct-ld＝[2
×
(ct-s-1.28ct-sd)+ct-cv]
×
(t
×
1000/2-dol-0)/t；
[0036]
其中，所述ct-ld为张应力线密度，所述ct-cv为所述张应力层的张应力最大值，单位为mpa，所述dol-0为压应力层深度，单位为μm，所述t为所述化学强化微晶玻璃的厚度，单位为mm，所述ct-s为所述张应力层1/2厚度处的张应力与所述化学强化微晶玻璃1/2厚度处的张应力的算术平均值；ct-sd为所述张应力层1/2厚度处的张应力与所述化学强化微晶玻璃1/2厚度处的张应力的标准差。
[0037]
采用本实现方式，通过上述公式计算化学强化微晶玻璃的张应力线密度，有利于使化学强化微晶玻璃的在具备高水平表面压应力的同时，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0038]
结合第二方面，在第二方面第五种可能的实现方式中，所述化学强化微晶玻璃的四杆弯曲强度达到740mpa以上。
[0039]
采用本实现方式，有利于进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0040]
结合第二方面，在第二方面第六种可能的实现方式中，所述化学强化微晶玻璃的维氏硬度达到610mpa以上。
[0041]
采用本实现方式，有利于进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0042]
结合第二方面，在第二方面第七种可能的实现方式中，所述化学强化微晶玻璃的断裂韧性达到1.25mpa
·
m
1/2
以上。
[0043]
采用本实现方式，有利于进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0044]
结合第二方面，在第二方面第八种可能的实现方式中，所述化学强化微晶玻璃的杨氏模量达到80gpa以上。
[0045]
采用本实现方式，有利于进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0046]
结合第二方面，在第二方面第九种可能的实现方式中，所述化学强化微晶玻璃的平均可见光透过率达到90％以上。
[0047]
采用本实现方式，有利于进一步提升化学强化微晶玻璃的平均可见光透过率。
[0048]
结合第二方面，在第二方面第十种可能的实现方式中，所述化学强化微晶玻璃的雾度小于或等于0.2％。
[0049]
采用本实现方式，有利于进一步提升化学强化微晶玻璃的平均可见光透过率。
[0050]
结合第二方面，在第二方面第十一种可能的实现方式中，所述化学强化微晶玻璃的雾度小于或等于0.15％。
[0051]
采用本实现方式，有利于进一步提升化学强化微晶玻璃的平均可见光透过率。
[0052]
第三方面，本申请提供一种微晶玻璃的制备方法，包括：
[0053]
将原料熔化、成型得到前体玻璃；
[0054]
对所述前体玻璃进行热处理得到微晶玻璃，其中，所述微晶玻璃含有na4al4(sio4)4晶体，所述na4al4(sio4)4晶体的粒径小于或等于80nm。
[0055]
采用本实现方式，可以制得含有na4al4(sio4)4晶体的微晶玻璃，该微晶玻璃具有较好的可见光透过率和机械性能。
[0056]
结合第三方面，在第三方面第一种可能的实现方式中，以氧化物基准的摩尔百分比表示，所述原料包括：sio
2 50～65％、al2o
3 10～30％、na2o 10％～25％、sno
2 0.1％～1％、zro
2 0.5％～4％和li2o 0.5％～5％。
[0057]
采用本实现方式，通过控制原料之间的相互关系，尤其是al2o3、na2o、sio2之间的相互关系来控制na4al4(sio4)4晶体的析晶，得到的微晶玻璃可见光透过率和机械性能均有所提升。
[0058]
采用本实现方式，制得的微晶玻璃可见光透过率和机械性能均有所提升。
[0059]
结合第三方面，在第三方面第二种可能的实现方式中，所述微晶玻璃的原料包括：sio
2 52％～63％、al2o
3 10％～16％、na2o 12％～20％、sno
2 0.1％～0.5％、zro
2 1％～4％和li2o 1％～5％。
[0060]
采用本实现方式，通过控制原料之间的加入量来控制na4al4(sio4)4晶体的析晶，使得制制备出的微晶玻璃的可见光透过率和机械性能进一步提升。
[0061]
结合第三方面，在第三方面第三种可能的实现方式中，所述原料还包括：p2o5、b2o3、mgo、zno、tio2和k2o中一种或几种的组合。
[0062]
采用本实现方式，通过控制各个原料之间的相互关系使得制制备出的微晶玻璃的可见光透过率和机械性能进一步提升。
[0063]
结合第三方面，在第三方面第四种可能的实现方式中，以氧化物基准的摩尔百分比表示，所述p2o5的摩尔百分比是0～8％，所述b2o3的摩尔百分比是0～8％，所述mgo的摩尔百分比是0～8％，所述zno的摩尔百分比是0～8％，所述tio2的摩尔百分比是0～2％，所述k2o的摩尔百分比是0～5％。
[0064]
采用本实现方式，通过调整各个原料的加入量使得制制备出的微晶玻璃的可见光透过率和机械性能进一步提升。
[0065]
结合第三方面，在第三方面第五种可能的实现方式中，以氧化物基准的摩尔百分比表示，所述p2o5的摩尔百分比是1％～6％，所述b2o3的摩尔百分比是1％～6％，所述mgo的摩尔百分比是1％～5％，所述zno的摩尔百分比是1％～5％，所述tio2的摩尔百分比是0.5％～2％，所述k2o的摩尔百分比是1％～5％。
[0066]
采用本实现方式，通过控制各个原料的加入量使得制制备出的微晶玻璃的可见光透过率和机械性能进一步提升。
[0067]
结合第三方面，在第三方面第六种可能的实现方式中，所述热处理包括：核化处理和晶化处理；
[0068]
所述核化处理的升温速率是0.5℃～5℃/min，所述核化处理的温度是600℃～800℃，所述核化处理的时间是60min～300min；
[0069]
所述晶化处理的升温速率是5℃～10℃/min，所述晶化处理的温度是700℃～900℃，所述晶化处理的时间是30min～300min。
[0070]
采用本实现方式，通过控制核化处理和晶化处理的相关实验参数使得制制备出的微晶玻璃的可见光透过率和机械性能进一步提升。
[0071]
第四方面，本申请提供一种化学强化微晶玻璃的制备方法，包括：
[0072]
本申请第一方面提供的微晶玻璃进行离子交换，得到本申请第二方面提供的化学强化微晶玻璃。
[0073]
采用本实现方式，得到的化学强化微晶玻璃具有较佳的可见光透过率和机械性能。
[0074]
结合第四方面，在第四方面第一种可能的实现方式中，对所述微晶玻璃进行离子交换为：
[0075]
将所述微晶玻璃在nano3和/或kno3的盐浴中进行离子交换，得到所述化学强化微晶玻璃。
[0076]
采用本实现方式，通过在nano3和/或kno3的盐浴中进行离子交换得到的化学强化微晶玻璃的机械性能再次得到提升。
[0077]
结合第四方面，在第四方面第二种可能的实现方式中，所述离子交换为一步离子交换或两步离子交换。
[0078]
采用本实现方式，通过一步离子交换或两步离子交换处理微晶玻璃得到的化学强化微晶玻璃的机械性能再次得到提升。
[0079]
结合第四方面，在第四方面第三种可能的实现方式中，所述一步离子交换为：
[0080]
将所述微晶玻璃置于盐浴中进行一步离子交换，控制经所述一步离子交换后得到的化学强化微晶玻璃的张应力线密度是22000mpa/mm～50000mpa/mm。
[0081]
采用本实现方式，通过将化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制在22000mpa/mm～50000mpa/mm范围内，得到的化学强化微晶玻璃的张应力接近张应力安全阈值，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而使化学强化微晶玻璃的在具备高水平表面压应力，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0082]
结合第四方面，在第四方面第四种可能的实现方式中，所述一步离子交换为：
[0083]
将所述微晶玻璃置于盐浴中进行一步离子交换，控制经所述一步离子交换后得到的化学强化微晶玻璃的张应力线密度是30000mpa/mm～40000mpa/mm。
[0084]
采用本实现方式，通过将化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制在30000mpa/mm～40000mpa/mm范围内，得到的化学强化微晶玻璃的张应力接近张应力安全阈值，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而使化学强化微晶玻璃的在具备高水平表面压应力，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0085]
结合第四方面，在第四方面第五种可能的实现方式中，所述盐浴中所述nano3的质量分数是0～30％，所述kno3的质量分数是70％～100％。
[0086]
采用本实现方式，通过控制盐浴中nano3和kno3的加入量，来控制得到的化学强化微晶玻璃的张应力线密度，使得制备出的化学强化微晶玻璃的张应力接近张应力安全阈值，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而使化学强化微晶玻璃的在具备高水平表面压应力，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0087]
结合第四方面，在第四方面第六种可能的实现方式中，所述离子交换的温度是350℃～550℃，所述离子交换的时间是2h～20h。
[0088]
采用本实现方式，通过控制离子交换的温度和时间，来控制得到的化学强化微晶玻璃的张应力线密度，使得制备出的化学强化微晶玻璃的张应力接近张应力安全阈值，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而使化学强化微晶玻璃的在具备高水平表面压应力，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0089]
结合第四方面，在第四方面第七种可能的实现方式中，所述两步离子交换包括：
[0090]
将所述微晶玻璃置于第一盐浴中进行第一步离子交换，控制经所述第一步离子交换后微晶玻璃的张应力线密度为50000mpa/mm以上；
[0091]
将经所述第一步离子交换后微晶玻璃玻璃置于第二盐浴中进行第二步离子交换，控制经所述第二步离子交换后得到的化学强化微晶玻璃的张应力线密度是22000mpa/mm～50000mpa/mm。
[0092]
采用本实现方式，通过将化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制在22000mpa/mm～50000mpa/mm范围内，得到的化学强化微晶玻璃的张应力接近张应力安全阈值，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而使化学强化微晶玻璃的在具备高水平表面压应力，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0093]
结合第四方面，在第四方面第八种可能的实现方式中，所述两步离子交换包括：
[0094]
将所述微晶玻璃置于第一盐浴中进行第一步离子交换，控制经所述第一步离子交换后微晶玻璃的张应力线密度为50000mpa/mm以上；
[0095]
将经所述第一步离子交换后微晶玻璃玻璃置于第二盐浴中进行第二步离子交换，控制经所述第二步离子交换后得到的化学强化微晶玻璃的张应力线密度是30000mpa/mm～40000mpa/mm。
[0096]
采用本实现方式，通过将化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制在30000mpa/mm～40000mpa/mm范围内，得到的化学强化微晶玻璃的张应力接近张应力安全阈值，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而使化学强化微晶玻璃的在具备高水平表面压应力，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0097]
结合第四方面，在第四方面第九种可能的实现方式中，所述第一盐浴中所述nano3的质量分数是30％～100％，所述kno3的质量分数是0％～70％；
[0098]
所述第二盐浴中所述nano3的质量分数是0～20％，所述kno3的质量分数是80％～100％。
[0099]
采用本实现方式，通过控制盐浴中nano3和kno3的加入量，来控制得到的化学强化微晶玻璃的张应力线密度，使得制备出的化学强化微晶玻璃的张应力接近张应力安全阈值，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而使化学强化微晶玻璃的在
具备高水平表面压应力，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0100]
结合第四方面，在第四方面第十种可能的实现方式中，所述第一步离子交换的温度是350℃～550℃，所述第二步离子交换的温度是350℃～550℃，所述第一步离子交换的时间与所述第二步离子交换的时间和是2h～20h。
[0101]
采用本实现方式，通过控制离子交换的温度和时间，来控制得到的化学强化微晶玻璃的张应力线密度，使得制备出的化学强化微晶玻璃的张应力接近张应力安全阈值，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而使化学强化微晶玻璃的在具备高水平表面压应力，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0102]
第五方面，本申请提供一种电子设备，包括显示面板和玻璃盖板，玻璃盖板包括化学强化微晶玻璃，化学强化微晶玻璃为本申请第二方面提供的化学强化微晶玻璃。
[0103]
采用本实现方式，电子设备的玻璃盖板具有较好的平均可见光透过率和机械性能。
[0104]
第六方面，本申请提供微晶玻璃，所述微晶微晶玻璃由本申请第三方面提供的制备方法制备而成。
[0105]
采用本实现方式，微晶玻璃具有较好的平均可见光透过率和机械性能。
[0106]
第七方面，本申请提供化学强化微晶玻璃，所述微晶微晶玻璃由本申请第四方面提供的制备方法制备而成。
[0107]
采用本实现方式，化学强化微晶玻璃具有较好的平均可见光透过率和机械性能。
附图说明
[0108]
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0109]
图1为本发明实施例提供的化学强化微晶玻璃的内部应力分布图；
[0110]
图2为本申请的化学强化微晶玻璃应用在手机中的一个示例的正视结构示意图；
[0111]
图3为本申请的化学强化微晶玻璃应用在手机中的一个示例的侧视结构示意图。
具体实施方式
[0112]
在本申请中提供一种微晶玻璃，所述微晶玻璃包括晶体相和玻璃相，其中晶体相的主晶相为na4al4(sio4)4，所述na4al4(sio4)4晶体的粒径小于或等于80nm。
[0113]
本申请的微晶玻璃以钠铝硅酸盐玻璃体系为基础，钠铝硅酸盐玻璃体系一般包括al2o3、sio2，以及碱金属元素(例如na、li等)。其中，sio2作为微晶玻璃中玻璃相网络结构的骨架成分，al2o3作为微晶玻璃中玻璃相网络结构的中间体，碱金属元素作为主要的网络修饰体。本申请的微晶玻璃在钠铝硅酸盐玻璃体系的基础上，引入na4al4(sio4)4晶体。na4al4(sio4)4晶体分布在玻璃相网络结构内部，na4al4(sio4)4晶体的粒径小于或等于80nm。
[0114]
本申请的微晶玻璃具有以下的有益效果。第一方面，与一般微晶玻璃平均可见光透过率较差的特性相比，本申请的微晶玻璃具有较高的平均可见光透过率和较小的雾度。这得益于本申请的微晶玻璃内晶体相na4al4(sio4)4晶体的粒径小于或等于80nm。具体的，本申请的微晶玻璃包含晶体相和玻璃相，晶体相分布在玻璃相内部。当可见光射入微晶玻
璃内部时，会在晶体相和玻璃相的分界面(分界面为引起散射作用的截面)发生散射和/或折射。其中，分界面上散射作用对微晶玻璃的平均可见光透过率影响较大。通常散射作用越大，微晶玻璃的平均可见光透过率越小。散射作用的大小主要取决晶体粒径的大小，一般来说，晶体粒径越小，引起散射作用的截面的面积就越小，相应地，截面对可见光的散射作用就越小，相应微晶玻璃的平均可见光透过率越大。同时，晶体粒径越小，引起散射作用的截面的面积就越小，相应地，截面对可见光的散射作用就越小，相应微晶玻璃的雾度越小。本申请的微晶玻璃含有na4al4(sio4)4晶体的粒径小于或等于80nm，相应地na4al4(sio4)4晶体引起光散射作用的截面积较小，相应地na4al4(sio4)4晶体对光的散射作用较小，这就使得该微晶玻璃在可见光波段具有较高的透过率和较小的雾度。
[0115]
第二方面，含有粒径小于或等于80nm的na4al4(sio4)4晶体的微晶玻璃与常规的钠铝硅酸盐玻璃相比，具有更好的平均硬度、抗折强度、断裂韧性等机械性能。一般的钠铝硅酸盐玻璃由玻璃相的原子组成，玻璃相的原子呈无规则排列，这就导致钠铝硅酸盐玻璃平均硬度、抗折强度、断裂韧性等机械性能较差。而本申请的微晶玻璃中除了含有玻璃相的原子外，还含有晶体相的na4al4(sio4)4。na4al4(sio4)4属六方晶系的架状结构硅酸盐矿物，相应地，na4al4(sio4)4的硬度较高。借助na4al4(sio4)4本身的机械性能，可以提升微晶玻璃的平均硬度、抗折强度、断裂韧性等机械性能，从而调整微晶玻璃的抗划伤和抗跌落等性能。并且，本申请的微晶玻璃中的na4al4(sio4)4可以偏转玻璃相微裂纹的扩展路径，进一步提升微晶玻璃的抗跌落性能。从后续各个实施例的微晶玻璃的性能检测参数也可以看出，与常规的钠铝硅酸盐玻璃相比，本申请中的微晶玻璃的维氏硬度更高，断裂韧性更好。
[0116]
在一种实现方式中，以氧化物基准的摩尔百分比表示，微晶玻璃的原料(在本申请中也称之为玻璃体系)包括：
[0117]
sio
2 50％～65％；
[0118]
al2o
3 10％～20％；
[0119]
na2o 10％～25％；
[0120]
sno
2 0.1％～1％；
[0121]
zro
2 0.5％～4％；
[0122]
li2o 0.5％～5％。
[0123]
在上述的玻璃体系中sio2作为微晶玻璃中玻璃相网络结构的骨架成分。sio2的含量的多少直接影响着玻璃相的网络结构的性能，对微晶玻璃的整体性能具有巨大影响。在玻璃体系中sio2含量越高，玻璃相的网络结构越为致密，相应地微晶玻璃机械强度越高，热膨胀系数越小，耐热、介电性能和化学稳定性越好。但是，sio2的含量过高会使玻璃相的熔融粘度较大，玻璃相成型较困难。同时，sio2也是na4al4(sio4)4晶体析晶过程的参与者，sio2、al2o3和na2o之间比例，对微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体的含量存在一定的影响，玻璃体系内sio2、al2o3和na2o之间的比例越接近于2:1:1，相应微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体的含量越大，相应的，微晶玻璃的机械性能越好。基于此，本申请的玻璃体系中，sio2的摩尔百分比优选是50％～65％，较佳地，sio2的摩尔百分比是52％～63％。
[0124]
al2o3作为微晶玻璃中玻璃相网络结构的中间体。当向玻璃体系中加入大量的al2o3时，al
3+
会与非桥氧结合形成[alo4]-四面体结构，参与玻璃相网络结构的形成，从而达到加强网络结构的目的。但是，al2o3的加入也会提升玻璃液的粘度，使得玻璃料性变短，成
型难度变大。另外，al2o3对玻璃在后续进行离子交换具有较大的影响，由于[alo4]-四面体结构体积比[sio4]-四面体大，在后续离子交换的过程中更易于交换离子的移动，因此al2o3的加入一般可以提升离子交换效果，但是根据体系中的al2o3与碱金属离子之间的相对含量的不同，al2o3有不同的存在状态。例如，当na2o/al2o3>1(mol％)时，al
3+
均位于[alo4]-四面体中。当na2o/al2o3<1(mol％)时，场强较大的阳离子(比如li
+
、b
3+
、be
2+
等)对al
3+
的配位状态有一定的影响，会干扰[alo4]-四面体的配位，导致al
3+
可能为五配位或六配位。因此，当al2o3的含量过高，尤其是高于碱金属含量时，al
3+
作为网络外体存在，配位数升高，反而对离子交换效果有不利影响。同时，al2o3也是na4al4(sio4)4析晶过程的参与者，sio2、al2o3和na2o之间的微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体的含量存在一定的影响，玻璃体系内sio2、al2o3和na2o之间的比例越接近于2:1:1，相应微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体的含量越大，相应的，微晶玻璃的机械性能越好。基于此，在本申请的玻璃体系中，al2o3的摩尔百分比优选是10％～20％，较佳地，al2o3的摩尔百分比是10％～16％。
[0125]
碱金属氧化物na2o作为主要的网络修饰体。玻璃体系中na2o含量的多少不但对玻璃的网络结构有较大的影响，而且对离子交换的进程也有较大的影响。如前所述，当na2o/al2o3<1(mol％)时，场强较大的阳离子(比如li
+
、b
3+
、be
2+
等)会干扰[alo4]-四面体的配位，导致al
3+
可能为五配位或六配位，影响后续离子交换效果。同时，na2o也是na4al4(sio4)4晶体析晶过程的参与者，sio2、al2o3和na2o之间的微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体的含量存在一定的影响，sio2、al2o3和na2o之间的比例越接近于2:1:1，相应地微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体含量越大，相应的，微晶玻璃的机械性能越好。基于此，在本申请的玻璃体系中，na2o的摩尔百分比优选是10％～25％，较佳地，na2o的摩尔百分比是12％～20％。
[0126]
在本申请的玻璃体系中可以加入li2o。li
+
具有较小的离子直径，在玻璃体系中加入li
+
有利于后续进行离子交换，提升强化微晶玻璃的压应力深度。此外，在玻璃体系中加入一定量的li2o，由于，l
i+
具有较大的场强，有利于na4al4(sio4)4晶体的析出。但是如果玻璃体系中li
+
含量过高的话，会影响会对na4al4(sio4)4晶体的析出。基于此，在本申请的玻璃体系中，li2o合适的摩尔百分比是0.5～5％，较佳地，li2o的摩尔百分比是1％～5％。
[0127]
sno2作为玻璃澄清剂，sno2可以降低微晶玻璃内部气泡的含量，进而可以降低气泡可见光的散射作用，提升微晶玻璃的平均可见光透过率。但是，当sno2添加量超过1％时，玻璃体系的氧化性较高，此时继续增加sno2的也不会继续降低微晶玻璃内部气泡的含量。基于此，在本申请的玻璃体系中，sno2的摩尔百分比优选是0.1％～1％，较佳地，sno2的摩尔百分比是0.1％～0.5％。
[0128]
zro2作为晶核剂，在玻璃体系中zro2含量的多少对微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体含量产生影响。在一定范围内，加大zro2的加入量，可以增加微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体含量。但是，zro2是一种难熔物，在玻璃体系中zro2含量过高，不利于微晶玻璃的制备。基于此，在本申请的玻璃体系中，zro2的摩尔百分比优选是0.5％～4％，较佳地，zro2的摩尔百分比是1％～4％。
[0129]
在一可行性实施例的玻璃体系中，可以在zro2作为晶核剂的基础上加入p2o5。p2o5与zro2配合使用有利于na4al4(sio4)4晶体的析出(在后续微晶玻璃制备方法的实施例中会对p2o5与zro2配合使用对na4al4(sio4)4析晶过程的影响作以详细的说明)。在玻璃体系中p2o5的含量相对于体系中zro2的含量有一个合适的区间，基于zro2的摩尔百分比优选是
0.5％～4％，在本申请的玻璃体系中，p2o5的摩尔百分比是0～8％，较佳地，p2o5的摩尔百分比是1％～6％。
[0130]
在一可行性实施例的玻璃体系中，可以在zro2作为晶核剂的基础上加入b2o3。b2o3与zro2配合使用有利于na4al4(sio4)4晶体的析出。(在后续微晶玻璃制备方法的实施例中会对b2o3与zro2配合对na4al4(sio4)4析晶过程的影响作以详细的说明)。在玻璃体系中，b2o3的含量相对于体系中zro2的含量有一个合适的区间，基于zro2的摩尔百分比优选是0.5％～4％，在本申请的玻璃体系中，b2o3的摩尔百分比是0～8％，较佳地，b2o3的摩尔百分比是1％～6％。
[0131]
在一可行性实施例的玻璃体系中可以同时加入b2o3和p2o5，产生的作用与单独使用b2o3或p2o5的作用相同，在此便不赘述。
[0132]
在一可行性实施例的玻璃体系中，可以采用tio2和zro2作为混合晶核剂。ti
4+
电荷多，相应地ti
4+
场强大，且ti
4+
配位数较高，在玻璃体系中加入tio2有利于na4al4(sio4)4晶体的析出。但是tio2必须与zro2混合使用。如果tio2单独作为晶核剂，ti
4+
的价电子在不同能级间跃迁会引起对可见光选择性的吸收，使得微晶玻璃的平均可见光透过率降低。采用tio2和zro2作为混合晶核剂的微晶玻璃与单独使用tio2作为晶核剂的微晶玻璃相比较，具有较高的平均可见光透过率。基于此，在本申请的玻璃体系中tio2的摩尔百分比优选是0～2％，较佳地，tio2的摩尔百分比是0.5％～2％。
[0133]
在一可行性实施例的玻璃体系中，可以加入zno作为增强剂。在玻璃体系中适当的加入zno，zno以[zno4]-四面体形式存在，扮演网络形成体的角色，会使断裂的网络结构重新连接起来。因此，加入zno会提升玻璃的密度、硬度等机械性能。但是，zno的加入对微晶玻璃压应力深度会有不利的影响。基于此，在本申请的玻璃体系中，zno合适的摩尔百分比是0～8％，较佳地，zno的摩尔百分比是1％～5％。
[0134]
在一可行性实施例的玻璃体系中可以加入mgo作为增强剂。在玻璃体系中适当的加入mgo，mgo以[mgo4]-四面体形式存在，扮演网络形成体的角色，会使断裂的网络结构重新连接起来。因此，加入mgo会提升玻璃的密度、硬度等机械性能。但是，mgo的加入对微晶玻璃压应力深度会有不利的影响。基于此，在本申请的玻璃体系中，mgo合适的摩尔百分比是0～8％，较佳地，mgo的摩尔百分比是1％～5％。
[0135]
在一可行性实施例的玻璃体系中可以同时加入mgo和zno作为增强剂，产生的作用与单独使用mgo或zno的作用相同，在此便不赘述。
[0136]
为了提升微晶玻璃的抗酸碱性能，在本申请的玻璃体系中可以加入k2o。k2o的加入在玻璃体系中可以形成“双碱效应”。“双碱效应”可以提升微晶玻璃的抗酸碱性能。但是如果玻璃体系中k
+
含量过高的话，会影响强化过程中离子交换速度。基于此，在本申请的玻璃体系中，k2o合适的摩尔百分比是0～5％，较佳地，k2o的摩尔百分比是1％～5％。
[0137]
在一种实现方式中，微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体的粒径是10nm～60nm。
[0138]
在微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体的粒径越小，相应地微晶玻璃的平均可见光透过率越好。但是，微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体粒径的大小，会对微晶玻璃的机械性能产生影响。一般来说，微晶玻璃内na4al4(sio4)4晶体的粒径越小，相应微晶玻璃的机械性能越差。基于此，本申请中na4al4(sio4)4晶体一个合适的粒径是10nm～60nm。较佳地，na4al4(sio4)4晶体的粒径是15nm～30nm。
[0139]
前述的微晶玻璃，当微晶玻璃的厚度小于等于1mm时，微晶玻璃在可见光波段的光线透过率大于90％，雾度小于或等于0.2％，在一些优选实施例中，雾度可以小于或等于0.15％，以满足应用在电子设备的显示屏等领域的需求。
[0140]
在本申请中还提供制备前述的微晶玻璃的方法。该方法包括以下s100至s300的步骤：
[0141]
s100，将原料熔化得到玻璃液；
[0142]
s200，将玻璃液制备成前体玻璃；
[0143]
s300，对前体玻璃进行热处理得到微晶玻璃，微晶玻璃含有na4al4(sio4)4晶体，其中，na4al4(sio4)4晶体的粒径小于或等于80nm。
[0144]
准确称量原料，将原料充分混合之后，将其高温加热，进行熔化。原料的熔化是一个非常复杂的过程，它包括一系列物理的、化学的，及物理化学的现象和反应，这些现象和反应的结果使各种原料由机械混合物变成了复杂的熔融物，即玻璃液。原料的熔化大致可以分为硅酸盐形成、熔化形成玻璃液、玻璃液澄清、玻璃液均化和玻璃液冷却5个阶段。本申请的微晶玻璃在制备时采用的熔化温度是1610摄氏度～1650摄氏度。
[0145]
前述的原料包括sio2、al2o3、na2o、sno2、zro2和li2o等，可以按照前述的配比来配制sio2、al2o3、na2o、sno2、zro2和li2o这几种原料的加入量。其中，sio2、al2o3、na2o、zro2和li2o的作用在前述实施例中已经详细介绍在此便不再赘述。
[0146]
在微晶玻璃的原料中加入sno2，可以加速微晶玻璃生产过程中气泡的排出，降低制备出微晶玻璃内部气泡的含量，进而可以降低气泡可见光的散射作用，提升微晶玻璃对可见光的透过率。具体的，在原料中加入sno2会发生如下的化学反应：2sno
2”2sno+o2
‘
。sno2在原料熔化过程中产生的氧气可以进入气泡内，此时气泡内气体的主要成分是氧气，气泡内气体成分较为单一，单一的气体有利于扩散，可使原料中的气泡更快地逸出。并且在一定的范围内，随着sno2添加量的增加，气泡的平均逸出速率也随之增加。但是，当sno2添加量的过高时，原料的氧化性增高，sno2的分解反应受到抑制。此时继续增加sno2的也不会对气泡的平均逸出速率产生影响。另外，sno2分解释放氧气的过程是一个持续的过程，如果sno2的添加量过高，sno2释放氧气持续的时间较长，在后续玻璃成型的过程中，如果氧气持续释放，对玻璃成型过程产生一定的影响。基于此，在本申请的原料中，sno2的摩尔百分比优选是0.1％～1％，较佳地，sno2的摩尔百分比是0.1％～0.5％。
[0147]
前述的原料还可以包括：p2o5、b2o3、mgo、zno、tio2和k2o中一种或几种的组合。其中，mgo、zno和k2o的作用在前述实施例中已经详细介绍在此便不再赘述。
[0148]
zro2作为晶核剂，在原料中zro2的加入量，直接影响着na4al4(sio4)4的析晶时间。在原料中，加大zro2的用量，可以达到促进析晶的效果。但是，zro2是一种难熔物，在玻璃体系中zro2含量过高，不利于前体玻璃的生成。基于此，在本申请的原料中，zro2的摩尔百分比优选是0.5％～4％，较佳地，zro2的摩尔百分比是1％～4％。
[0149]
为了提升na4al4(sio4)4晶体的析出速率，在一可行性实施例的原料中，可以在zro2作为晶核剂的基础上加入p2o5。p2o5可以起到降低zro2的熔化温度的作用。另外，p2o5还可以作为分层剂，在原料的内部分相，分相可以降低na4al4(sio4)4析晶所需的能量，有利于na4al4(sio4)4晶体的析出。在原料中p2o5的含量相对于体系中zro2的含量有一个合适的区间，基于zro2的摩尔百分比优选是0.5％～4％，在本申请的原料中p2o5的摩尔百分比是0～
8％，较佳地，p2o5的摩尔百分比是1％～6％。
[0150]
为了提升na4al4(sio4)4晶体的析出速率，在一可行性实施例的原料中，可以在zro2作为晶核剂的基础上加入b2o3。b2o3可以起到降低zro2的熔化温度的作用。另外，b2o3还可以作为分层剂，在原料的内部分相，分相可以降低na4al4(sio4)4析晶所需的能量，有利于na4al4(sio4)4晶体的析出。在原料中，b2o3的含量相对于体系中zro2的含量有一个合适的区间，基于zro2的摩尔百分比优选是0.5％～4％，在本申请的原料中b2o3的摩尔百分比是0～8％，较佳地，b2o3的摩尔百分比是1％～6％。
[0151]
为了提升na4al4(sio4)4晶体的析出速率，可以在本申请的原料中采用tio2和zro2作为混合晶核剂。一方面tio2它在高温下易溶于硅酸盐熔体。另外ti
4+
电荷多，相应地ti
4+
场强大，且ti
4+
配位数较高，在原料中加入tio2有利于na4al4(sio4)4晶体的析出。但是tio2必须与zro2混合使用。如果tio2单独作为晶核剂，ti
4+
的价电子在不同能级间跃迁会引起对可见光选择性的吸收，使得微晶玻璃的光透过率降低。基于此，在本申请的原料中tio2的摩尔百分比优选是0～2％，较佳地，tio2的摩尔百分比是0.5％～2％。
[0152]
前体玻璃的制备过程是将熔融的玻璃液转变为具有几何形状制品的过程。前体玻璃可以是前体玻璃板或前体玻璃砖。本申请在前体玻璃的制备过程可以通过压延法、浮法或溢流法等工艺将玻璃液制成前体玻璃板，或通过浇注法工艺将玻璃液制成前体玻璃砖。具体地，本申请中采用的压延法工艺、浮法、溢流法或浇注法均采用现有技术即可。
[0153]
热处理是使玻璃产生晶体相和玻璃相的关键工序。在原料确定后，微晶玻璃的结构与性能主要取决于热处理工艺。本申请在制备的微晶玻璃时，采用的热处理工艺包括核化处理和晶化处理。核化处理的升温速率是0.5℃～5℃/min，核化处理的温度是600℃～800℃，核化处理的时间是60min～300min；晶化处理的升温速率是5℃～10℃/min，晶化处理的温度是700℃～900℃，晶化处理的时间是30min～300min。
[0154]
随着核化温度(即核化处理的温度)的升高，微晶玻璃的表观硬度(可以用维氏硬度只来衡量)和断裂韧性等机械性能呈先增大后减小的趋势，基于此，本申请中合适的核化温度为650℃～750℃。随着晶化温度(即晶化处理的温度)的升高，微晶玻璃的表观硬度和断裂韧性等机械性能呈先增大后减小的趋势，基于此，本申请中合适的晶化温度是700℃～900℃。
[0155]
为了使析出晶体的粒径均匀，本申请中核化处理的升温速率0.5℃～5℃/min和晶化处理的升温速率是0.5℃～5℃/min。
[0156]
在核化处理的升温速率是0.5℃～5℃/min，核化处理的温度是600℃～800℃、晶化处理的升温速率是5℃～10℃/min，晶化处理的温度是700℃～900℃的条件下，核化处理的时间是60min～300min，晶化处理的时间是30min～300min，可以控制na4(alsio4)4晶体的粒径在80nm以下。
[0157]
本申请通过控制微晶玻璃中各个原料之间的配比，尤其是sio2、al2o3和na2o各物质的含量，来控制提升微晶玻璃的性能。另外，通过控制sio2、al2o3和na2o之间的配比关系，来控制na4al4(sio4)4晶体的析出，得到含有na4al4(sio4)4晶体的微晶玻璃，并通过控制微晶玻璃制备过程中热处理的条件，将na4al4(sio4)4晶体粒径控制在80nm以下，使得微晶玻璃的平均可见光透过率达到90％以上，雾度小于或等于0.2％。
[0158]
在本申请中还提供一种化学强化微晶玻璃，化学强化微晶玻璃包括前述的任一种
微晶玻璃和分布在微晶玻璃表面的na3k(alsio4)4。本申请提供的化学强化微晶玻璃表面0μm～50μm的深度范围内，na3k(alsio4)4的含量逐渐降低。
[0159]
将前述的微晶玻璃进行离子交换之后得到化学强化微晶玻璃。离子交换之后，微晶玻璃表面的碱金属离子被直径更大的碱金属离子所替换得到化学强化微晶玻璃。这使得离子交换前后，在化学强化微晶玻璃表面形成一个体积差，体积差在化学强化微晶玻璃表面形成一定深度的压应力层，压应力层可以消除或抑制化学强化微晶玻璃表面微裂纹的产生和扩展，从而达到提升化学强化微晶玻璃的机械性能的目的。
[0160]
值得注意的是，本申请中微晶玻璃表面小直径碱金属可以为na
+
和li
+
，其中，na
+
不但包括玻璃相中的na
+
，还包括na4al4(sio4)4晶体中的na
+
。在离子交换的过程中，盐浴中k
+
与玻璃相中的na
+
交换。离子交换前后在化学强化微晶玻璃表面存在一个体积差，体积差在化学强化微晶玻璃表面形成一定深度的压应力层。此外，盐浴中k
+
还与na4al4(sio4)4晶体中的na
+
交换得到na3k(alsio4)4，进一步加大化学强化微晶玻璃表面的体积差，进而再次强化微晶玻璃表面的压应力层，使得化学强化微晶玻璃的机械性能再次增强。
[0161]
为了获得性能更优的化学强化微晶玻璃，可将本申请提供的化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制在22000mpa/mm～50000mpa/mm范围内。
[0162]
请参见图1，本发明实施例提供的化学强化微晶玻璃，该化学强化微晶玻璃相对两侧分别自表面向内部依次形成压应力层11和与压应力层11相对应的张应力层12，两个张应力层12合并成为一个整体张应力区域，并夹设于两个压应力层11之间，压应力层11由离子交换形成。
[0163]
本申请的化学强化微晶玻璃的张应力层12的张应力线密度控制在22000mpa/mm～50000mpa/mm范围内，具体地，张应力线密度可采用如下公式计算得到：ct-ld＝[2
×
ct-av+ct-cv)
×
(t
×
1000/2-dol-0)]/t，其中，ct-ld为张应力线密度，ct-cv为张应力层13的张应力最大值，ct-av＝ct-s-1.28ct-sd，ct-s为张应力层13的1/2厚度处与玻璃的1/2厚度处之间的区域的张应力的算术平均值，ct-sd为张应力层的1/2厚度处与玻璃的1/2厚度处之间的区域的张应力的标准差，dol-0为压应力层深度单位为微米，t为玻璃厚度，单位为毫米。
[0164]
本发明实施方式中，通过将化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制是22000mpa/mm～50000mpa/mm，以使化学强化微晶玻璃的张应力接近张应力安全阈值，尽可能使张应力达到玻璃能够承受的安全稳定的上限，从而使化学强化微晶玻璃的在具备高水平表面压应力，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。较佳地，化学强化微晶玻璃的张应力线密度是30000mpa/mm～40000mpa/mm，可以进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0165]
本申请中化学强化微晶玻璃的表面压应力可以到达550mpa以上，杨氏模量可以达到80gpa以上，维氏硬度达到610mpa以上，四杆弯曲强度达到740mpa以上，断裂韧性达到1.25mpa
·
m
1/2
以上。
[0166]
此外，本申请中当化学强化微晶玻璃的厚度小于等于1mm时，化学强化微晶玻璃在可见光透过率大于或等于90％，化学强化微晶玻璃的雾度小于或等于0.2％，在一些优选实施例中，化学强化微晶玻璃的雾度可以小于或等于0.15％。本申请提供的化学强化微晶玻璃可以满足应用在电子设备的显示屏等领域的需求。
[0167]
本申请还提供一种微晶玻璃，该微晶玻璃由前述制备方法得到。
[0168]
在本申请中还提供制备前述的化学强化微晶玻璃的方法。该方法包括以下的步
骤：
[0169]
s400，将微晶玻璃进行离子交换，得到化学强化微晶玻璃。
[0170]
离子交换可以采用本领域常规的离子交换工艺，也可以采用其他特定的工艺。
[0171]
可选地，离子交换可以采用本领域常规的低温型离子交换法。
[0172]
可选地，离子交换可以一步法离子交换或者两步法离子交换。
[0173]
例如，一步法离子交换的工艺：在一可行性实施例中，将微晶玻璃置于盐浴中进行一步离子交换。
[0174]
离子交换的时间和温度对化学强化微晶玻璃的表面压应力存在影响。随着离子交换温度的不断升高，表面压应力呈现先升高后降低的趋势；基于此，本申请中合适的离子交换温度为350℃～550℃。另外，随着离子交换时间的延长，表面压应力呈现先升高后降低的趋势；基于此，本申请中合适的离子交换时间为2h～20h。
[0175]
本申请的盐浴中nano3的质量分数为0～30％，kno3的质量分数为70％～100％。
[0176]
在一可行性实施例中，可以在kno3的盐浴进行离子交换，离子交换过程以钠-钾离子交换为主，辅助以锂-钾离子交换。
[0177]
在一可行性实施例中，可以在nano3的盐浴进行离子交换，离子交换过程以钠-钾离子交换为主，辅助以锂-钾离子交换。
[0178]
在一可行性实施例中，在nano3和kno3的混合盐浴进行离子交换，主要的离子交换涉及钠-锂离子交换和钠-钾离子交换。
[0179]
进一步的，为了获得性能更优的化学强化微晶玻璃，可将本申请提供的化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制在22000mpa/mm～50000mpa/mm范围内，以使得化学强化微晶玻璃的张应力尽可能达到上限，又能确保化学强化微晶玻璃的安全稳定性，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。较佳地，可以进一步将化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制在30000mpa/mm～40000mpa/mm范围内，以进一步提升制备出的化学强化微晶玻璃的机械性能。其中，张应力线密度采用本申请提供的公式计算得到。
[0180]
例如，两步法离子交换的工艺：在一可行性实施例中，可以将微晶玻璃在nano3和kno3的混合盐浴中进行两步离子交换，得到化学强化微晶玻璃。两步离子交换一般以先以钠-锂离子交换为主进行第一步离子交换，再以钾-钠离子交换为主进行第二两步离子交换。基于此，本申请中，第一步离子交换的混合盐浴中nano3的质量分数为30％～100％，所述kno3的质量分数是0～70％；第二步离子交换的混合盐浴中nano3的质量分数是0～20％，kno3的质量分数为80％～100％。
[0181]
本发明实施方式中，第一步离子交换的温度可以为350℃～550℃，进一步地；第二步离子交换的温度可以为350℃～550℃，第一步离子交换与第二步离子交换的时间和为2h～20h。
[0182]
本申请化学强化微晶玻璃的压应力层可由两次离子交换工艺形成，其中，第一步离子交换以钠-锂离子交换为主可形成深层低压应力区，第二步离子交换以钾-钠离子交换为主可使玻璃表面获得表面高压应力区，最终在玻璃表面形成复合压应力。玻璃微裂纹的产生和扩展会受到压应力层和玻璃本身网络结构强度两种阻力，当裂纹扩展至张应力层时，玻璃将会破裂，而表面高压应力区可防止玻璃表面微裂纹的产生，削弱微裂纹往玻璃内部扩展的能量；深层低压应力区可延长表面微裂纹扩展至张应力区域的空间距离，更大的
发挥玻璃网络架构的强度。进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0183]
进一步的，为了获得性能更优的化学强化微晶玻璃，可将本申请提供的化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制在22000mpa/mm～50000mpa/mm范围内，以使得化学强化微晶玻璃的张应力尽可能达到上限，又能确保化学强化微晶玻璃的安全稳定性，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0184]
具体的试验步骤为：将微晶玻璃置于第一盐浴中进行第一步离子交换，控制经第一步离子交换后微晶玻璃的张应力线密度为50000mpa/mm以上；将经第一步离子交换后微晶玻璃玻璃置于第二盐浴中进行第二步离子交换，控制经第二步离子交换后得到的化学强化微晶玻璃的张应力线密度是22000mpa/mm～50000mpa/mm。
[0185]
较佳地，可以进一步将化学强化微晶玻璃的张应力线密度控制在30000mpa/mm～40000mpa/mm内，以进一步提升制备出的化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0186]
本发明实施例提供的化学强化微晶玻璃的制备方法，通过管控玻璃各阶段的张应力线密度的范围，使张应力尽可能达到上限，又能确保化学强化微晶玻璃的安全稳定性，从而进一步提升化学强化微晶玻璃的机械性能。
[0187]
采用前述方法得到的化学强化微晶玻璃的平均可见光透过率达到90％以上，雾度小于或等于0.2％。另外，化学强化微晶玻璃的机械性能再次得到提升，本申请制备出的化学强化微晶玻璃的表面压应力达到550mpa以上，杨氏模量可以达到80gpa以上，维氏硬度达到610mpa以上，四杆弯曲强度达到740mpa以上，断裂韧性达到1.25mpa
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[0188]
本申请还提供一种化学强化微晶玻璃，该化学强化微晶玻璃由前述制备方法得到。
[0189]
为便于更好地理解本申请的技术方案和技术效果，以下将通过9个实施例来进一步说明。在不同的实施例中，微晶玻璃的原料、制备工艺条件以及化学强化微晶玻璃的制备工艺条件不同，具体如表1-2所示，其中各个原料的含量均采用摩尔百分比(mol％)来表示。
[0190]
在表1和表2中：对比例a(a为1或2或3或4或5或6或7或8或9)为采用相应的实施例中的原料所制得的钠铝硅酸盐玻璃，钠铝硅酸盐玻璃未经热处理，其中不含有na4al4(sio4)4晶体。
[0191]
实施例a为采用相应的实施例中的原料所制得的微晶玻璃，微晶玻璃经过了相应的热处理，含有na4al4(sio4)4晶体。
[0192]
对比例a(a为1或2或3或4或5或6或7或8或9)为相应的对比例a中的钠铝硅酸盐玻璃在经过离子交换后所得到的化学强化玻璃。
[0193]
实施例a为相应的实施例a中的微晶玻璃在经过离子交换后所得到的化学强化微晶玻璃。
[0194]
检测对比例a中钠铝硅酸盐玻璃的维氏硬度和断裂韧性。检测实施例a中微晶玻璃的na4al4(sio4)4晶体的粒径、维氏硬度、断裂韧性、雾度和平均可见光透过率。检测对比例a中化学强化玻璃的表面压应力、杨氏模量、四杆弯曲强度、维氏硬度和断裂韧性。检测实施例a中化学强化微晶玻璃的na3kal4(sio4)4晶体的粒径、表面压应力、杨氏模量四杆弯曲强度、维氏硬度、断裂韧性、雾度和平均可见光透过率。检测结果具体如表1-2所示。
[0195]
表1
[0196][0197]
表2
[0198]
[0199]
(sio4)4晶体的粒径小于或等于80nm，雾度小于或等于0.2％，微晶玻璃的平均可见光透过率达到90％以上。如前所述，同时，该玻璃盖板102具有较好的光线透过率，故而不会影响在其下方的显示面板101的使用。同时，由于该玻璃盖板102具有较好的机械性能，因此，玻璃盖板102抗划伤与抗跌落等性能获得提升，故而不容易损坏。
[0207]
上述的电子设备100还可以包括其他必要的组件，例如处理器、外部存储器接口、内部存储器、通用串行总线(universal serial bus，usb)接口、充电管理模块、电源管理模块、电池、天线、移动通信模块、无线通信模块、音频模块、扬声器、受话器、麦克风、耳机接口、传感器模块、按键、马达、指示器、摄像头等。
[0208]
应理解，本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，上述的实施例并不构成对本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。