一种超薄铝硅酸盐玻璃以及强化方法

文档序号:9741474阅读:533来源:国知局
一种超薄铝硅酸盐玻璃以及强化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及玻璃产品及生产工艺领域,尤其是显示产品的屏幕保护玻璃,具体涉 及一种超薄铝硅酸盐玻璃以及强化方法。
【背景技术】
[0002] 随着电子技术的发展,触摸屏是目前操作简单、便捷、自然的一种人机交互方式, 广泛的用于手机、PAD、或者电信、银行、电力等行业中的信息终端,目前,电容式触屏成为主 流触屏技术,电容式触屏是一块复合玻璃屏,最外层采用盖板玻璃起到防护作用,铝硅酸盐 玻璃具有较强的化学稳定性和抗压强度,是触屏盖板玻璃理想的材料。
[0003] 铝硅酸盐平板玻璃作为触屏、显示屏基板玻璃时,在后续加工中需要经过多次热 处理,所以在功能上要求其具有良好的热学性能,并拥有高的应变点和软化点,同时在膨胀 系数上能与浆料相匹配。因此,铝硅酸盐平板玻璃应用在触屏领域中,要从平板玻璃的组成 探究其对玻璃内部结构、玻璃耐久性和机械性能的影响规律,然后再通过物理和化学方法 对玻璃进行强化处理,最终获得一种超薄铝硅酸盐玻璃,玻璃成分更适合物理或者化学强 化处理,使玻璃能够达到高机械强度,可以有效地防止显示产品保护屏幕表面的抗冲击和 划伤损害,延长了电子显示产品的使用寿命。
[0004] 现在常用的铝硅酸盐玻璃,因为Al2〇3和Si02的比例问题,会造成玻璃熔制温度过 高,粘度大灯问题,因此,现在需要一种超薄铝硅酸盐玻璃,解决因为Al 2〇3和Si02含量比例 带来的熔制温度过高和粘度大的问题,并且保证了玻璃的物理化学性能。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题,提供一种超薄铝硅酸盐玻璃以 及强化方法,本发明通过对传统铝硅酸盐玻璃的改良,避免了因为降低碱金属或者碱土金 属氧化物含量而带来的粘度、料性等熔体性质的剧烈变化,本发明公开的超薄铝硅酸盐玻 璃各组分含量合理,在保证了玻璃结构和性能稳定的同时,使得玻璃具有良好的粘度、热学 性能、机械性能和化学稳定性能。
[0006] 为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
[0007] -种超薄铝硅酸盐玻璃,包括以下组分,各组分按照摩尔百分含量计,
[0009] 其中,Al/Si为0 · 016-0 · 236,B/Na为0 · 282-0 · 961,(Na2〇-Al2〇3)/B2〇3为0 · 40-2 · 61;
[0010] 按照铝硅酸盐玻璃制备技术制备超薄铝硅酸盐玻璃,在制备过程中,其中熔制温 度为1360-1480°C,成型温度为1150-1350°C,退火温度为600-640°C,获得的超薄铝硅酸盐 玻璃的厚度为0.8-2.5mm。
[0011] 在本发明的一个较佳实施例中,进一步包括,所述超薄铝硅酸盐玻璃在熔制温度 下,其粘度为l〇_l〇3Pa · S。
[0012] 在本发明的一个较佳实施例中,进一步包括,所述超薄铝硅酸盐玻璃在成型温度 下,其粘度为lou-ioupa-s。
[0013] 在本发明的一个较佳实施例中,进一步包括,当所述超薄铝硅酸盐玻璃的厚度为 0.8-2mm时,对所述超薄错娃酸盐玻璃进行强化步骤包括:
[0014] 首先,对所述超薄铝硅酸盐玻璃在温度480°C下预热;
[0015] 然后,在所述超薄铝硅酸盐玻璃表面涂覆强化处理剂,所述强化处理剂为锂盐和/ 钠盐的熔盐,所述锂盐的含量为80-100%,所述钠盐的含量为0-20% ;
[0016] 然后,将涂覆有强化处理剂的所述超薄铝硅酸盐玻璃在620°C下进行离子交换,离 子交换lOmin后,在所述超薄铝硅酸盐玻璃表面形成晶化层,所述晶化层的厚度为0.01-0.03mm;
[0017] 最后,清除强化处理剂后获得强化玻璃。
[0018] 在本发明的一个较佳实施例中,进一步包括,所述锂盐包括氯化锂,氯化锂与硝酸 锂混合物,氯化锂与硝酸锂、硫酸锂混合物,所述钠盐包括以下中的一种或几种:氯化钠、硝 酸钠、硫酸钠。
[0019] 在本发明的一个较佳实施例中,进一步包括,所述强化处理剂的表面张力为180 X 10-3-350X 10-3N/M。
[0020] 在本发明的一个较佳实施例中,进一步包括,当所述超薄铝硅酸盐玻璃的厚度为 2-2.5mm时,对所述超薄铝硅酸盐玻璃进行强化的方法包括:
[0021] 将所述超薄铝硅酸盐玻璃放入真空反应腔中,所述真空反应腔的温度为280°C,气 压为1200Pa,通入前驱气体,直至反应腔中的前驱气体气压达到2500Pa,然后再通入水蒸 气,直至反应腔中水蒸气气压达到2500Pa,前驱气体在真空环境中与水蒸气反应,然后将反 应腔中的混合气体排出,使反应腔中的气压恢复到1200Pa,完成一个周期;
[0022] 重复所述周期4次,完成所述超薄铝硅酸盐玻璃强化;
[0023]所述前驱气体为三甲基铝、三乙基铝或三甲基镓,向所述反应腔内栗入所述前驱 气体的脉冲频率为110Hz,向所述反应腔内栗入所述水蒸气的脉冲频率为80Hz。
[0024] 本发明的有益效果是:
[0025] 其一、本发明通过对传统铝硅酸盐玻璃的改良,避免了因为降低碱金属或者碱土 金属氧化物含量而带来的粘度、料性等熔体性质的剧烈变化,本发明公开的超薄铝硅酸盐 玻璃各组分含量合理,在保证了玻璃结构和性能稳定的同时,使得玻璃具有良好的粘度、热 学性能、机械性能和化学稳定性能。
[0026] 其二、本发明通过对铝硅酸盐玻璃的改良,简化了玻璃组成,避免传统的玻璃微量 成分在制备过程中损失而对玻璃的性质产生影响。
[0027]其三、本发明的铝硅酸盐玻璃具有优良的强化处理性能,通过本发明的强化方法 处理后,玻璃的抗压强度高、抗弯强度高、耐冲击强度好、耐磨损和抗划伤。
[0028]其四、本发明的玻璃配方中,提高了Al203/Si02的比例,目的是增强了玻璃产品的 化学强化处理性能、提高玻璃机械性能和表面应力,但是在玻璃材料配方中提高Al2〇3的含 量,会造成玻璃熔制温度过高,增加玻璃生产工艺的难度,因此,在本发明中用B 2〇3替代一部 分碱金属氧化物(Na20),因为B2〇3具有高温助熔效果,缓解玻璃因为Al 2〇3含量高造成的熔制 温度过高和粘度过大问题,本发明的玻璃配方保证了玻璃产品的物理化学性能。
[0029] 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。本发明的具 体实施方式由以下实施例详细给出。
【具体实施方式】
[0030] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范 围。
[0031] 实施例1
[0032] 实施例1中公开了一种超薄铝硅酸盐玻璃的配方,该配方包括以下组分,各组分按 照摩尔百分含量计,
[0034] 其中,Al/Si为0 · 016,B/Na为0 · 282,(Na2〇-Al2〇3)/B2〇3为2 · 61;
[0035] 按照现在的铝硅酸盐玻璃制备技术制备超薄铝硅酸盐玻璃,在制备过程中,其中 熔制温度为1480°C,成型温度为1350°C,退火温度为640°C,获得的超薄铝硅酸盐玻璃的厚 度为0.8mm。
[0036] 在本实施例中,用Al2〇3代替了传统玻璃配方中的一部分Si02,提高了Al 2〇3/Si02的 比例,目的是增强了玻璃产品的化学强化处理性能、提高玻璃机械性能和表面应力,但是在 玻璃材料配方中提高Al 2〇3的含量,会造成玻璃熔制温度过高,增加玻璃生产工艺的难度,因 此,在本实施例中用B2〇3替代一部分碱金属氧化物(Na 20),因为B2〇3具有高温助熔效果,缓解 玻璃因为Al2〇3含量高造成的熔制温度过高和粘度过大问题,保证了玻璃产品的物理化学性 能。
[0037] 并且对上述玻璃样品进行粘度测试,上述超薄铝硅酸盐玻璃在熔制温度下,其粘 度为lOPa · S,上述超薄铝硅酸盐玻璃在成型温度下,其粘度为lOUpa · S。
[0038] 在本实施例中,将上述超薄铝硅酸盐玻璃的厚度制备成0.8mm,然后对上述超薄铝 硅酸盐玻璃进行强化,强化步骤包括:
[0039]首先,对上述超薄铝硅酸盐玻璃在温度480°C下预热。
[0040] 然后,在上述超薄铝硅酸盐玻璃表面涂覆强化处理剂,上述强化处理剂为锂盐和/ 钠盐的熔盐,上述锂盐的含量为80%,上述钠盐的含量为20%。
[0041 ]然后,将涂覆有强化处理剂的上述超薄铝硅酸盐玻璃在620°C下进行离子交换,离 子交换lOmin后,在上述超薄错娃酸盐玻璃表面形成晶化层,上述晶化层的厚度为0.01mm。 [0042]最后,清除强化处理剂后获得强化玻璃。
[0043] 具体的,上述锂盐包括氯化锂,氯化锂与硝酸锂混合物,氯化锂与硝酸锂、硫酸锂 混合物,上述钠盐包括:氯化钠、硝酸钠、硫酸钠。
[0044] 并且,上述强化处理剂的表面张力为180Χ10-3-350Χ10-3Ν/Μ。
[0045] 实施例2
[0046] 实施例2中公开了一种超薄铝硅酸盐玻璃的配方,该配方包括以下组分,各组分按 照摩尔百分含量计,
[0048] 其中,Al/Si为0 · 164,B/Na为2 · 496,(Na2〇-Al2〇3)/B2〇3为 1 · 19;
[0049] 按照现在的铝硅酸盐玻璃制备技术制备超薄铝硅酸盐玻璃,在制备过程中,其中 熔制温度为1360°C,成型温度为1150°C,退火温度为600°C,获得的超薄铝硅酸盐玻璃的厚 度为0.8mm。
[0050] 在本实施例中,用Al2〇3代替了传统玻璃配方中的一部分Si02,提高了Al 2〇3/Si02的 比例,目的是增强了玻璃产品的化学强化处理性能、提高玻璃机械性能和表面应力,但是在 玻璃材料配方中提高Al 2〇3的含量,会造成玻璃熔制温度过高,增加玻璃生产工艺的难度,因 此,在本实施例中用B2〇3替代一部分碱金属氧化物(Na20),因为B2〇3具有高温助熔效果,缓解 玻璃因为Al2〇3含量高造成的熔制温度过高和粘度过大问题,保证了玻璃产品的物理化学性 能。
[0051] 并且对上述玻璃样品进行粘度测试,上述超薄铝硅酸盐玻璃在熔制温度下,其粘 度为103Pa · S,上述超薄铝硅酸盐玻璃在成型温度下,其粘度为102'4Pa · S。
[0052] 在本实施例中,将上述超薄铝硅酸盐玻璃的厚度制备成0.8mm,然后对上述超薄铝 硅酸盐玻璃进行强化,强化步骤包括:
[0053]首先,对上述超薄铝硅酸盐玻璃在温度480°C下预热。
[0054] 然后,在上述超薄铝硅酸盐玻璃表面涂覆强化处理剂,上述强化处理剂为锂盐和/ 钠盐的熔盐,上述锂盐的含量为80%,上述钠盐的含量为20%。
[0055] 然后,将涂
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