一种高强度超薄玻璃及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度超薄玻璃及其制备方法，该高强度超薄玻璃包括玻璃基体，玻璃基体的表面附有至少一层具有应力的镀膜层，镀膜层的膨胀系数与玻璃基体的膨胀系数不同。本发明采用镀膜的方式，利用玻璃基体同镀膜层的膨胀系数不同，使得镀膜层在玻璃基体表面成膜时，镀膜层相对玻璃基体出现形变，从而在玻璃基体表面形成另外的均匀分布的应力，这个应力可以再次提升玻璃强度，并且降低玻璃在受到冲击时的形变量，为强化后玻璃的强度再次提升做出了有效的补充。
【专利说明】一种高强度超薄玻璃及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高强度超薄玻璃，可以被广泛的应用于各个领域，尤其是指适合于显示器表面的触摸屏玻璃和保护玻璃。
【背景技术】
[0002]玻璃材料越来越多地应用于电子领域，其优越的表面硬度以及结构强度是玻璃材料的典型特征，电子终端的设计越来越趋向于大尺寸和薄型化，为此高强度薄玻璃被大量应用。这种玻璃最大的特点就是初始强度不够，必须要采用离子交换化学强化法在盐浴环境中进行离子交换增韧来增加强度。但对于厚度低于0.7mm的超薄玻璃，尤其是当厚度低于0.5mm时，单纯通过离子交换来增加玻璃强度已经不能完全使得玻璃的强度达到设计和使用要求。比如:1)当玻璃的厚度低于0.7_时，即便玻璃经过离子交换增韧，其抗弯强度和抗冲击强度仍然不能达到要求；2)厚度低于0.7mm的触摸屏或显示屏保护玻璃，经过离子交换增韧后，即便玻璃的抗弯强度和抗冲击强度能够达到足够的强度，但在受到冲击后，由于存在较大的形变量，冲击力会直接转移到显示屏上，导致显示屏破裂。因此，有必要对现有的超薄玻璃强化技术做出革新。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种高强度超薄玻璃及其制备方法，以改善现有技术中超薄玻璃强度不高的问题。
[0004]本发明所采用的技术方案是提供一种高强度超薄玻璃，所述玻璃包括玻璃基体，所述玻璃基体的表面附有至少一层具有应力的镀膜层，所述镀膜层的膨胀系数与所述玻璃基体的膨胀系数不同。
[0005]本发明还提供一种高强度超薄玻璃的制备方法，包括以下步骤:在大气环境下，在玻璃基体表面涂装有镀层，通过热固化或紫外固化镀层，降低温度至常温，取得表面附有镀膜层的镀膜玻璃；所述镀层具有热应力；所述镀膜层的膨胀系数与所述玻璃基体的膨胀系数不同。
[0006]本发明还提供另外一种高强度超薄玻璃的制备方法，包括以下步骤:通过真空镀膜的方式在玻璃基体表面附着镀层，降低温度至常温，打开真空取得表面附有镀膜层的镀膜玻璃；所述镀层具有热应力；所述镀膜层的膨胀系数与所述玻璃基体的膨胀系数不同。
[0007]本发明的有益效果在于:采用镀膜的方式，利用玻璃基体同镀膜层的膨胀系数不同，使得镀膜层在玻璃基体表面成膜时，镀膜层相对玻璃基体出现形变，从而在玻璃基体表面形成另外的均匀分布的应力，这个应力可以再次提升玻璃强度，并且降低玻璃在受到冲击时的形变量，为强化后玻璃的强度再次提升做出了有效的补充。
【具体实施方式】
[0008]为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0009]本发明提供一种高强度超薄玻璃，所述玻璃包括玻璃基体，所述玻璃基体的表面附有至少一层具有应力的镀膜层，所述镀膜层的膨胀系数与所述玻璃基体的膨胀系数不同。
[0010]其中，玻璃基体可以为任意需要提高强度的玻璃，优选已进行化学离子交换强化后的玻璃，在已强化玻璃附有具有应力的镀膜层，进一步提升玻璃强度。玻璃基体优选厚度小于等于0.7mm的玻璃，更优选为厚度小于等于0.5mm的玻璃。玻璃基体上可附有一层或多层镀膜层，一层或多层镀膜层的综合膨胀系数与玻璃基体的膨胀系数不同。镀膜层在玻璃基体表面成膜时，相对玻璃基体出现形变，在表面形成另外的均匀分布的应力，提升了玻璃的强度。
[0011 ] 进一步地，镀膜层附于玻璃基体的冲击面(即外表面)，具有压应力。具有压应力的镀膜层在20°c条件下，一层或多层镀膜层的综合的线热膨胀系数低于9X10_6/°C。
[0012]进一步地，镀膜层附于玻璃基体的非冲击面(即内表面)，具有张应力。具有张应力的镀膜层在20°C条件下，一层或多层镀膜层的综合的线热膨胀系数大于6X10_6/°C。
[0013]所述玻璃强度高厚度超薄，适应于现代电子终端产品设计发展的趋势，尤其适用于需要抗弯强度和抗冲击强度较高的触摸屏或显示屏保护玻璃，具有广泛的应用。
[0014]本发明还提供一种高强度超薄玻璃的制备方法，包括以下步骤:在大气环境下，在玻璃基体表面涂装有镀层，通过热固化或紫外固化镀层，降低温度至常温，取得表面附有镀膜层的镀膜玻璃；所述镀层具有热应力；所述镀膜层的膨胀系数与所述玻璃基体的膨胀系数不同。
[0015]其中，涂装的方式为嗔涂、淋涂、棍涂、刮涂、旋涂或提拉。
[0016]本发明还提供另外一种高强度超薄玻璃的制备方法，包括以下步骤:通过真空镀膜的方式在玻璃基体表面附着镀层，降低温度至常温，打开真空取得表面附有镀膜层的镀膜玻璃；所述镀层具有热应力；所述镀膜层的膨胀系数与所述玻璃基体的膨胀系数不同。
[0017]以下结合具体参数进一步说明。
[0018]实施例1
[0019]取异丙醇铝50%、氧氯化锆30%、乙醇17%、硝酸3%经过48h，25°C恒温85_95°C，10h熟化、使用慢提拉的方式，先在镀膜液中浸溃3-6S，然后以8-9cm/min速度提拉镀膜后，自然凉干15min后，在干燥箱中80-100°C干燥30min、在玻璃基体冲击面均匀附着镀层，通入氨气催化20-120min，经过350_550°C，30_60min热固化，缓慢降低温度(以平均每分钟
0.5°C的速度)至常温，取得镀膜玻璃。经测量，该镀膜层的厚度为75nm，综合线热膨胀系数为 5.4X10-6/。。。
[0020]实施例2
[0021]取钛酸丁酯60%、乙醇35%、盐酸5%经过48h，25°C恒温85_95°C，10h熟化、使用慢提拉的方式，先在镀膜液中浸溃3-6s，然后以8-9cm/min速度提拉镀膜后，自然凉干15min后，在干燥箱中80-100°C干燥30min、在玻璃基体冲击面均匀附着镀层，通入氨气催化20-120min，经过350_550°C，30_60min热固化，缓慢降低温度(以平均每分钟0.5°C的速度)
至常温，取得氧化钛镀膜玻璃。经测量，该氧化硅镀膜层的厚度为80nm，综合线热膨胀系数为 2.8X1(T6/°C。
[0022]实施例3
[0023]取正硅酸乙酯50%、乙醇49%、盐酸1%经过48h，25 V恒温85_95 V，10h熟化、使用慢提拉的方式，先在镀膜液中浸溃3-6s，然后以8-9cm/min速度提拉镀膜后，自然凉干15min后，在干燥箱中80-100°C干燥30min、在玻璃基体冲击面均匀附着镀层，通入氨气催化20-120min。重复以上操作，可在基体上附着多层薄膜。再经过350_550°C，30_60min热固化，缓慢降低温度(以平均每分钟0.5°C的速度)至常温，取得多层氧化硅镀膜玻璃。经测量，该氧化硅镀膜层的厚度为150nm，综合线热膨胀系数为6.3X10_6/°C。
[0024]实施例4物理性能测试
[0025]试验方法:通过做弯曲测试和冲击测试对比普通超薄强化玻璃以及带有镀膜高强度超薄强化玻璃(实施例3中的样本玻璃)；
[0026]玻璃基板:NEG CX-01TW溢流下拉铝硅玻璃；
[0027]玻璃尺寸:100*60*0.7mm ;
[0028]玻璃离子交换条件:440°C，7小时；
[0029]镀膜玻璃规格:采用实施例3中的方法，在强化后玻璃表面进行镀膜。
[0030]玻璃表面应力和应力深度测量仪:FSM6000表面应力仪；
[0031]玻璃强度测量仪:Instron四点弯曲测量仪(上跨距:30mm,下跨距:60mm)；
[0032]冲击测试:落球试验架，130g不锈钢球从20cm开始自由落体，如果玻璃不碎，升高5cm冲击，直至玻璃破碎；
[0033]表1普通超薄强化玻璃应力及破碎高度测试
[0034]
【权利要求】
1.一种高强度超薄玻璃，其特征在于，所述玻璃包括玻璃基体，所述玻璃基体的表面附有至少一层具有应力的镀膜层，所述镀膜层的膨胀系数与所述玻璃基体的膨胀系数不同。
2.根据权利要求1所述的高强度超薄玻璃，其特征在于，所述玻璃基体为强化后的玻3?。
3.根据权利要求1所述的高强度超薄玻璃，其特征在于，所述玻璃的厚度小于等于0.7毫米。
4.根据权利要求1所述的高强度超薄玻璃，其特征在于，所述镀膜层附于玻璃基体的冲击面，且所述镀膜层所具有的应力为压应力。
5.根据权利要求4所述的镀膜层，其特征在于，所述镀膜层在20摄氏度的情况下其综合线热膨胀系数低于9 X 10_6/°C。
6.根据权利要求1所述的高强度超薄玻璃，其特征在于，所述镀膜层附于玻璃基体的非冲击面，且所述镀膜层所具有的应力为张应力。
7.根据权利要求6所述的镀膜层，其特征在于，所述镀膜层在20摄氏度的情况下其综合线热膨胀系数大于6 X 10_6/°C。
8.一种高强度超薄玻璃的制备方法，其特征在于 ，包括以下步骤:在大气环境下，在玻璃基体表面涂装有镀层，通过热固化或紫外固化镀层，降低温度至常温，取得表面附有镀膜层的镀膜玻璃；所述镀层具有热应力；所述镀膜层的膨胀系数与所述玻璃基体的膨胀系数不同。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述涂装的方式为喷涂、淋涂、辊涂、刮涂、旋涂或提拉。
10.一种高强度超薄玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:通过真空镀膜的方式在玻璃基体表面附着镀层，降低温度至常温，打开真空取得表面附有镀膜层的镀膜玻璃；所述镀层具有热应力；所述镀膜层的膨胀系数与所述玻璃基体的膨胀系数不同。
【文档编号】B32B33/00GK103722816SQ201310746974
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】胡伟, 陈鹏, 卢德球, 陈芳华 申请人:深圳市东丽华科技有限公司