铝硅酸盐玻璃、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种铝硅酸盐玻璃及制备方法。其中，对于铝硅酸盐玻璃，以下述氧化物基准的质量百分含量表示，包括如下组分：56.0％～68.0％的二氧化硅，10.0％～22.0％的三氧化二铝，9.0％～15.0％的氧化钠，2.0％～8.0％的氧化镁，0％～9.0％的氧化钾及0％～1.5％的二氧化锆；其中，所述二氧化硅与所述三氧化二铝的总质量百分含量大于等于70％且小于等于85％，所述氧化钠与所述氧化钾的总质量百分含量大于等于9％且小于等于23％；所述铝硅酸盐玻璃中含有不超过0.08％的三氧化硫，不超过0.018％的三氧化二铁。上述铝硅酸盐玻璃中通过减少了硫和铁含量，从而得到中性色的玻璃。

【技术实现步骤摘要】
铝硅酸盐玻璃、其制备方法及应用
本专利技术涉及一种铝硅酸盐玻璃、其制备方法、由该铝硅酸盐玻璃强化得到的强化玻璃、玻璃板及应用。
技术介绍
近年来，在诸如移动电话和平板电脑、穿戴等触摸类设备上越来越多地使用防护玻璃来保护显示器和增加美观。这种便携式显示设备要求重量减轻、厚度变薄。因此，同样也要求用于保护显示器的玻璃覆片很薄。然而，若玻璃覆片的厚度制造得很薄，则其强度会降低，并且若在使用或携带过程中显示器设备掉落，则玻璃覆片本身有时也可能会破碎。因此，便会存在玻璃覆片无法达到保护显示器设备的最初目标的问题。为了解决上述问题，可以想到提高玻璃覆片的强度，作为此类方法，众人皆知的是在玻璃表面上形成压缩应力层的方法。作为在玻璃表面上形成压缩应力层的方法，典型的方法是：用一种化学强化法，即在低于玻璃转变点温度以下，通过离子交换，用较大离子半径的碱金属离子(通常是K+离子)代替玻璃板表面上的具有较小离子半径的碱金属离子(通常是锂离子、钠离子)。为提高化学强化离子交换速率的办法，主要是采用高碱金属含量的铝硅酸盐玻璃。另外，人们对显示装置的审美观要求越来越高，这要求用于其表面的玻璃面板本体一般呈现无色，且高透，不影响其触摸灵敏性。各种玻璃原料在工业化大生产过程中(如加工、运输)，都或多或少的会与铁器容器接触，因而也会带入玻璃中少量铁。工业化大生产过程中，熔制又是处于化石燃料的还原性燃烧气氛中，而采用浮法成型工艺也是处于还原性气氛，这样极易造成玻璃中残余的硫的价态发生变化，即使玻璃中正价态的硫易还原成负二价的硫，而负二价的硫会与玻璃中的铁反应，生成多硫化铁(FeSx)，而使玻璃呈现琥珀色或硫磺色或棕色。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能呈现中性色的铝硅酸盐玻璃、其制备方法、由该铝硅酸盐玻璃强化得到的强化玻璃、玻璃板及应用。一种铝硅酸盐玻璃，以下述氧化物基准的质量百分含量表示，包括如下组分：56.0％～68.0％的二氧化硅，10.0％～22.0％的三氧化二铝，9.0％～15.0％的氧化钠，2.0％～8.0％的氧化镁，0％～9.0％的氧化钾及0％～1.5％的二氧化锆；其中，所述二氧化硅与所述三氧化二铝的总质量百分含量大于等于70％且小于等于85％，所述氧化钠与所述氧化钾的总质量百分含量大于等于9％且小于等于23％；所述铝硅酸盐玻璃中含有不超过0.08％的三氧化硫，不超过0.018％的三氧化二铁。在其中一个实施例中，所述铝硅酸盐玻璃中不含钙；或所述铝硅酸盐玻璃中含有不超过0.1％的氧化钙。在其中一个实施例中，所述铝硅酸盐玻璃中含有不超过0.08％的三氧化硫。在其中一个实施例中，所述铝硅酸盐玻璃中含有不超过0.018％的三氧化二铁。在其中一个实施例中，所述铝硅酸盐玻璃中不含Se、Co、Nd、Cr或Ce；或所述铝硅酸盐玻璃中含有Se、Co、Nd、Cr及Ce的氧化物中的至少一种，且Se、Co、Nd、Cr及Ce的氧化物中的任意一种的质量百分含量不超过0.001％。在其中一个实施例中，所述铝硅酸盐玻璃中不含硼。一种铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，按各氧化物基准的质量百分含量称取对应的原料混合并加热熔融得到玻璃液后成型，其中氧化物包括：56.0％～68.0％的二氧化硅，10.0％～22.0％的三氧化二铝，9.0％～15.0％的氧化钠，2.0％～8.0％的氧化镁，0％～9.0％的氧化钾及0％～1.5％的二氧化锆；其中，所述二氧化硅与所述三氧化二铝的总质量百分含量大于等于70％且小于等于85％，所述氧化钠与所述氧化钾的总质量百分含量大于等于9％且小于等于23％，其中，所述铝硅酸盐玻璃中的三氧化二铝、氧化钠、氧化镁、氧化钾及二氧化锆中的至少一种在制备时至少部分通过硝酸盐的形式引入，或在加入硝酸铵与其他原料一起进行加热熔融得到玻璃液。一种强化玻璃，所述强化玻璃由上述的铝硅酸盐玻璃强化得到。一种玻璃板，所述玻璃板由上述的铝硅酸盐玻璃或由上述的强化玻璃制成。上述的玻璃板在显示装置、触控装置及移动设备中的应用。上述铝硅酸盐玻璃，换算成1.1mm的等价厚度下的CIELab颜色色度指标为T值≥91.60％，L*值≥96.70％，a*值为0±0.05％，b*值为0.05～0.17，铝硅酸盐玻璃色度值呈现中性色调；且碱金属氧化物的含量的总质量百分含量大于等于9％且小于等于23％，便于进行化学强化处理；在制备时通过硝酸盐的形式引入各组分或加入硝酸铵，硝酸盐或硝酸铵用于稳定玻璃中硫元素价态，可以在制备过程中熔融时将Fe2+氧化成Fe3+，玻璃中Fe3+的着色要比Fe2+弱得多，从而得到中性色的玻璃。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。一实施方式的铝硅酸盐玻璃，以下述氧化物基准的质量百分含量表示，包括如下组分：56.0％～68.0％的二氧化硅，10.0％～22.0％的三氧化二铝，9.0％～15.0％的氧化钠，2.0％～8.0％的氧化镁，0％～9.0％的氧化钾及0％～1.5％的二氧化锆。其中，二氧化硅与三氧化二铝的总质量百分含量大于等于70％且小于等于85％，氧化钠与氧化钾的总质量百分含量大于等于9％且小于等于23％；铝硅酸盐玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIELab颜色色度指标为L*值≥96.70％，a*值为-0.05～0.05，b*值为0.05～0.17，透光率≥91.60％，铝硅酸盐玻璃色度值呈现中性色调。二氧化硅(SiO2)是重要的玻璃形成氧化物，而且，能提高玻璃的机械强度、化学稳定性、热稳定性等。但SiO2是较难熔化的物质，因此SiO2含量有其最佳值。若含量低于56.0％(质量百分含量，以下的含量如无特殊说明，均为质量百分含量)，成形和耐化学性会降低，有结晶化趋势；含量超过68.0％，玻璃熔化和澄清温度会更高，并且粘度上升，难以使玻璃均质化，不适宜于浮法工艺制造，所以本专利技术的SiO2含量范围为56.0～68.0％。三氧化二铝(Al2O3)能参与网络起网络生成体作用，以及能降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度，也是提高拉伸玻璃弹性模量的必要成分，但是能增加玻璃粘度，如果Al2O3过多，就难以得到料性长的玻璃，使浮法玻璃操作困难。此外，玻璃中的Al3+倾向于形成铝氧四面体网络[AlO4]，这比硅氧四面体[SiO4]网络要大得多，留下较大的空隙作为离子扩散的通道，因此玻璃中高的Al2O3含量能促进的离子交换，有助于离子交换过程在较低的温度及较短的时间下进行，如370～430℃，0.5h～8h。然而，Al2O3含量大于22.0％，增大了玻璃的结晶化趋势和粘度，因而必须避免。本专利技术中Al2O3的含量为10～22％，优选12～20％，更优选15～19％。若SiO2和Al2O3的总质量百分含量超过85％，则在高温下的玻璃的粘度会增加，使玻璃熔融难以进行。通常SiO2和Al2O3的总质量百分含量最多为85％。若SiO2+Al2O3的总含量少于70％，则耐碎性会降低。通常SiO2+Al2O3的总含量至少为70％。氧化镁(MgO)是一种网络外体氧化物，当MgO的含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝硅酸盐玻璃，其特征在于，以下述氧化物基准的质量百分含量表示，包括如下组分：56.0％～68.0％的二氧化硅，10.0％～22.0％的三氧化二铝，9.0％～15.0％的氧化钠，2.0％～8.0％的氧化镁，0％～9.0％的氧化钾及0％～1.5％的二氧化锆；其中，所述二氧化硅与所述三氧化二铝的总质量百分含量大于等于70％且小于等于85％，所述氧化钠与所述氧化钾的总质量百分含量大于等于9％且小于等于23％；所述铝硅酸盐玻璃中含有不超过0.08％的三氧化硫，不超过0.018％的三氧化二铁。

【技术特征摘要】
1.一种铝硅酸盐玻璃，其特征在于，以下述氧化物基准的质量百分含量表示，包括如下组分：56.0％～68.0％的二氧化硅，10.0％～22.0％的三氧化二铝，9.0％～15.0％的氧化钠，2.0％～8.0％的氧化镁，0％～9.0％的氧化钾及0％～1.5％的二氧化锆；其中，所述二氧化硅与所述三氧化二铝的总质量百分含量大于等于70％且小于等于85％，所述氧化钠与所述氧化钾的总质量百分含量大于等于9％且小于等于23％；所述铝硅酸盐玻璃中含有不超过0.08％的三氧化硫，不超过0.018％的三氧化二铁。2.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硅酸盐玻璃色度值呈现中性色调，所述铝硅酸盐玻璃换算成1.1mm的等价厚度下的CIELab颜色色度指标为L*值≥96.70％，a*值为-0.05～0.05，b*值为0.05～0.17，透光率≥91.60％。3.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硅酸盐玻璃在制备时，铝硅酸盐玻璃中的至少一种原料在制备时至少部分通过硝酸盐引入，或者铝硅酸盐玻璃中原料与硝酸铵一起进行加热熔融得到玻璃液。4.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硅酸盐玻璃在制备时，向原料中加入碳粉和澄清剂后进行加热熔融得到玻璃液。5.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硅酸盐玻璃中不含钙；或所述铝硅酸盐玻璃中含有不超过0.1％的氧化钙。6.根据权利要求1所述的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述铝硅酸盐玻璃中不含Se、Co、Nd、Cr或Ce；或所述铝硅酸盐玻璃中含有Se、Co...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵得翔，
申请(专利权)人：中国南玻集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44