微晶玻璃、微晶玻璃制品及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种微晶玻璃，所述微晶玻璃的组分以重量百分比表示，含有：SiO

【技术实现步骤摘要】
微晶玻璃、微晶玻璃制品及其制造方法
本专利技术涉及一种微晶玻璃、微晶玻璃制品及其制造方法，本专利技术特别是涉及一种具有优异机械性能，适用于电子设备或显示设备的微晶玻璃、微晶玻璃制品及其制造方法。
技术介绍
近年来，随着消费电子产品的不断兴起和发展，玻璃作为一种透明且性能良好的材料，大量应用于此类电子器件中。例如LED和LCD显示器以及电脑监测器等设备可具有“触摸”功能，这使得应用于其中的玻璃必须与各种物体(如用户的手指和/或手写笔装置)接触，这样，玻璃需要具有足够的牢固和具有优异的化学稳定性，以经受常规接触而不损坏。此外，此类玻璃还可应用到便携式电子产品中，如移动电话(手机)、平板电脑和个人媒体终端等，应用于其中的玻璃不仅需要能长时间承受来自应用中的常规“触摸”接触，还需要能承受在使用过程中可能发生的偶然弯折、划伤和冲击，这就对玻璃的相关性能提出了更高的要求。微晶玻璃是一种通过对玻璃进行热处理而在玻璃内部析出晶体的材料。微晶玻璃通过在内部分散的晶体，能够具备在玻璃中无法得到的物性值。例如，对于抗弯强度、断裂韧性等机械强度，对酸性或碱性药液的蚀刻特性，热膨胀系数等热性能，玻璃化转变温度的上升以及消失等。微晶玻璃具有更高的机械性能，并且由于在玻璃中形成微晶，其抗弯、耐磨性能等相对于一般的玻璃都有明显的优势。基于以上优点，目前有将微晶玻璃或其处理后的微晶玻璃制品应用于抗摔、抗压、耐划要求高的显示设备或电子设备中。因此开发一款具有优异机械性能，且适用于抗摔、抗压、耐划要求高的显示设备或电子设备的微晶玻璃及微晶玻璃制品，成了科技人员所追求的目标。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有优异的机械性能的微晶玻璃和微晶玻璃制品。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：(1)微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：46～68％；Al2O3：11～30％；Na2O：5～18％；ZnO：3～13％；TiO2：1～9％，其中(TiO2+ZnO)/Al2O3为0.2～1.5。(2)根据(1)所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，还含有：Li2O：0～6％；和/或MgO：0～5.5％；和/或K2O：0～5％；和/或SrO：0～5％；和/或BaO：0～5％；和/或CaO：0～5％；和/或Ln2O3：0～5％；和/或B2O3：0～5％；和/或P2O5：0～6％；和/或ZrO2：0～6％；和/或澄清剂：0～2％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。(3)微晶玻璃，其组分中含有SiO2、Al2O3、Na2O、ZnO和TiO2，其组分以重量百分比表示，其中(TiO2+ZnO)/Al2O3为0.2～1.5，所述微晶玻璃中含有尖晶石晶相，其中尖晶石晶相具有比微晶玻璃中存在的其他晶相更高的重量百分比。(4)微晶玻璃，其组分含有SiO2、Al2O3和ZnO，所述微晶玻璃中含有尖晶石晶相。(5)根据(3)或(4)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：46～68％；和/或Al2O3：11～30％；和/或Na2O：5～18％；和/或ZnO：3～13％；和/或TiO2：1～9％；和/或Li2O：0～6％；和/或MgO：0～5.5％；和/或K2O：0～5％；和/或SrO：0～5％；和/或BaO：0～5％；和/或CaO：0～5％；和/或和/或Ln2O3：0～5％；和/或B2O3：0～5％；和/或P2O5：0～6％；和/或ZrO2：0～6％；和/或澄清剂：0～2％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。(6)根据(1)～(5)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：(TiO2+ZnO)/Al2O3为0.3～0.9，优选(TiO2+ZnO)/Al2O3为0.4～0.7。(7)根据(1)～(6)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：Al2O3/SiO2为0.2～0.62，优选Al2O3/SiO2为0.25～0.55，更优选Al2O3/SiO2为0.3～0.5。(8)根据(1)～(7)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：SiO2/(Na2O+ZnO)为2.0～8.0，优选SiO2/(Na2O+ZnO)为2.5～6.0，更优选SiO2/(Na2O+ZnO)为2.5～5.5。(9)根据(1)～(8)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：Li2O/ZnO为1.0以下，优选Li2O/ZnO为0.8以下，更优选Li2O/ZnO为0.7以下。(10)根据(1)～(9)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：Al2O3/(MgO+ZnO)为2.5以上，优选Al2O3/(MgO+ZnO)为2.5～10.0，更优选Al2O3/(MgO+ZnO)为2.6～6.0，进一步优选Al2O3/(MgO+ZnO)为2.7～4.0。(11)根据(1)～(10)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：MgO/ZnO为0.5以下，优选MgO/ZnO为0.4以下，更优选MgO/ZnO为0.3以下。(12)根据(1)～(11)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：(MgO+ZnO+Na2O)/TiO2为1.0～10.0，优选(MgO+ZnO+Na2O)/TiO2为1.5～8.0，更优选(MgO+ZnO+Na2O)/TiO2为2.0～4.0。(13)根据(1)～(12)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：Na2O/(TiO2+Li2O)为0.5～9.0，优选Na2O/(TiO2+Li2O)为0.8～7.0，更优选Na2O/(TiO2+Li2O)为1.0～5.0。(14)根据(1)～(13)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：(P2O5+ZrO2)/ZnO为1.1以下，优选(P2O5+ZrO2)/ZnO为0.1～1.0，更优选(P2O5+ZrO2)/ZnO为0.1～0.7。(15)根据(1)～(14)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：50～66％；和/或Al2O3：15～28％；和/或Na2O：6～15％；和/或ZnO：4～12％；和/或TiO2：2～8％；和/或Li2O：0～5％；和/或MgO：0～3％；和/或K2O：0～3％；和/或SrO：0～3％；和/或BaO：0～3％；和/或CaO：0～3％；和/或Ln2O3：0～4％；和/或B2O3：0～3％；和/或P2O5：0～4％；和/或ZrO2：0～5％；和/或澄清剂：0～1％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。(16)根据(1)～(15)任一所述的微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：50～64％；和/或Al2O3：16～25％；和/或Na2O：6.5～12％；和/或ZnO：5～10％；和/或TiO2：2.5～6.5％；和/或Li2O：0～3％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，含有：SiO

【技术特征摘要】
1.微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：46～68％；Al2O3：11～30％；Na2O：5～18％；ZnO：3～13％；TiO2：1～9％，其中(TiO2+ZnO)/Al2O3为0.2～1.5。


2.根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，还含有：Li2O：0～6％；和/或MgO：0～5.5％；和/或K2O：0～5％；和/或SrO：0～5％；和/或BaO：0～5％；和/或CaO：0～5％；和/或Ln2O3：0～5％；和/或B2O3：0～5％；和/或P2O5：0～6％；和/或ZrO2：0～6％；和/或澄清剂：0～2％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。


3.微晶玻璃，其特征在于，其组分中含有SiO2、Al2O3、Na2O、ZnO和TiO2，其组分以重量百分比表示，其中(TiO2+ZnO)/Al2O3为0.2～1.5，所述微晶玻璃中含有尖晶石晶相，其中尖晶石晶相具有比微晶玻璃中存在的其他晶相更高的重量百分数。


4.根据权利要求3所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：46～68％；和/或Al2O3：11～30％；和/或Na2O：5～18％；和/或ZnO：3～13％；和/或TiO2：1～9％；和/或Li2O：0～6％；和/或MgO：0～5.5％；和/或K2O：0～5％；和/或SrO：0～5％；和/或BaO：0～5％；和/或CaO：0～5％；和/或和/或Ln2O3：0～5％；和/或B2O3：0～5％；和/或P2O5：0～6％；和/或ZrO2：0～6％；和/或澄清剂：0～2％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。


5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：(TiO2+ZnO)/Al2O3为0.3～0.9，优选(TiO2+ZnO)/Al2O3为0.4～0.7。


6.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：Al2O3/SiO2为0.2～0.62，优选Al2O3/SiO2为0.25～0.55，更优选Al2O3/SiO2为0.3～0.5。


7.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：SiO2/(Na2O+ZnO)为2.0～8.0，优选SiO2/(Na2O+ZnO)为2.5～6.0，更优选SiO2/(Na2O+ZnO)为2.5～5.5。


8.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：Li2O/ZnO为1.0以下，优选Li2O/ZnO为0.8以下，更优选Li2O/ZnO为0.7以下。


9.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：Al2O3/(MgO+ZnO)为2.5以上，优选Al2O3/(MgO+ZnO)为2.5～10.0，更优选Al2O3/(MgO+ZnO)为2.6～6.0，进一步优选Al2O3/(MgO+ZnO)为2.7～4.0。


10.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：MgO/ZnO为0.5以下，优选MgO/ZnO为0.4以下，更优选MgO/ZnO为0.3以下。


11.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：(MgO+ZnO+Na2O)/TiO2为1.0～10.0，优选(MgO+ZnO+Na2O)/TiO2为1.5～8.0，更优选(MgO+ZnO+Na2O)/TiO2为2.0～4.0。


12.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：Na2O/(TiO2+Li2O)为0.5～9.0，优选Na2O/(TiO2+Li2O)为0.8～7.0，更优选Na2O/(TiO2+Li2O)为1.0～5.0。


13.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：(P2O5+ZrO2)/ZnO为1.1以下，优选(P2O5+ZrO2)/ZnO为0.1～1.0，更优选(P2O5+ZrO2)/ZnO为0.1～0.7。


14.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：50～66％；和/或Al2O3：15～28％；和/或Na2O：6～15％；和/或ZnO：4～12％；和/或TiO2：2～8％；和/或Li2O：0～5％；和/或MgO：0～3％；和/或K2O：0～3％；和/或SrO：0～3％；和/或BaO：0～3％；和/或CaO：0～3％；和/或Ln2O3：0～4％；和/或B2O3：0～3％；和/或P2O5：0～4％；和/或ZrO2：0～5％；和/或澄清剂：0～1％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。


15.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：50～64％；和/或Al2O3：16～25％；和/或Na2O：6.5～12％；和/或ZnO：5～10％；和/或TiO2：2.5～6.5％；和/或Li2O：0～3％；和/或MgO：0～1.5％；和/或K2O：0.5～2.5％；和/或SrO：0～1％；和/或BaO：0～1％；和/或CaO：0～1％；和/或Ln2O3：0～3％；和/或B2O3：0～1％；和/或P2O5：0.2～3％；和/或ZrO2：0～3％；和/或澄清剂：0～0.5％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。


16.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，含有：AgO：0～2％，优选AgO：0～1％；和/或CuO：0～2％，优选CuO：0～1％；和/或Cu2O：0～2％，优选Cu2O：0～1％。


17.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，其组分中不含有B2O3；和/或不含有CaO；和/或不含有BaO；和/或不含有SrO；和/或不含有F；和/或不含有Ta2O5；和/或不含有La2O3；和/或不含有Gd2O3。


18.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃中含有尖晶石晶相；和/或磷酸锂晶相；和/或石英及石英固溶体晶相；和/或硅酸锆晶相；和/或硅酸锂晶相。


19.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃中的晶相总量占微晶玻璃的重量百分比范围为5～60％，优选为10～50％，更优选为15～40％。


20.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃中含有尖晶石晶相，且尖晶石晶相具有比其他晶相更高的重量百分数，优选尖晶石晶相占微晶玻璃的重量百分数为10～50％，更优选尖晶石晶相占微晶玻璃的重量百分数为15～40％。


21.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃中不含有石英及石英固溶体晶相；和/或不含有硅酸锂晶相。


22.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，0.55mm厚的微晶玻璃的雾度为0.3％以下，优选为0.15％以下，更优选为0.1％以下；和/或0.55mm厚的微晶玻璃，400～800nm波长的平均透过率为85％以上，优选为86％以上，更优选为88％以上；和/或0.55mm厚的微晶玻璃，550nm波长的透过率为85％以上，优选为87％以上，更优选为90％以上。


23.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃的结晶度为20％以上，优选为30％以上，更优选为40％以上；和/或晶粒尺寸为70nm以下，优选为50nm以下，更优选为40nm以下，进一步优选为30nm以下；和/或落球试验高度为500mm以上，优选为700mm以上，更优选为900mm以上。


24.根据权利要求1～4任一权利要求所述的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃还含有着色剂，可使微晶玻璃呈现不同颜色。


25.根据权利要求24所述的微晶玻璃，其特征在于，其着色剂以重量百分比表示，含有：NiO：0～4％，优选NiO：0.1～3％；和/或Ni2O3：0～4％，优选Ni2O3：0.1～3％；和/或CoO：0～2％，优选CoO：0.05～1.8％；和/或Co2O3：0～2％，优选Co2O3：0.05～1.8％；和/或Fe2O3：0～7％，优选Fe2O3：0.2～5％；和/或MnO2：0～4％，优选MnO2：0.1～3％；和/或Er2O3：0～8％，优选Er2O3：0.4～6％；和/或Nd2O3：0～8％，优选Nd2O3：0.4～6％；和/或Cu2O：0～4％，优选Cu2O：0.5～3％；和/或Pr2O5：0～8％，优选Pr2O5：0.4～6％；和/或CeO2：0～4％，优选CeO2：0.5～3％。


26.微晶玻璃制品，其特征在于，由权利要求1～25任一权利要求所述的微晶玻璃制成。


27.根据权利要求26所述的微晶玻璃制品，其特征在于，0.55mm厚的微晶玻璃制品的雾度为0.3％以下，优选为0.15％以下，更优选为0.1％以下；和/或0.55mm厚的微晶玻璃制品，400～800nm波长的平均透过率为85％以上，优选为86％以上，更优选为88％以上；和/或0.55mm厚的微晶玻璃制品，550nm波长的透过率为85％以上，优选为87％以上，更优选为90％以上。


28.根据权利要求26所述的微晶玻璃制品，其特征在于，所述微晶玻璃制品的结晶度为20％以上，优选为30％以上，更优选为40％以上；和/或晶粒尺寸为70nm以下，优选为50nm以下，更优选为40nm以下，进一步优选为30nm以下。


29.根据权利要求26所述的微晶玻璃制品，其特征在于，所述微晶玻璃制品的表面应力为800MPa以上，优选为1000MPa以上，更优选为1100MPa以上；和/或离子交换层深度为25μm以上，优选为28μm以上，更优选30μm以上。


30.根据权利要求26所述的微晶玻璃制品，其特征在于，所述微晶玻璃制品的落球试验高度为900mm以上，优选为1000mm以上，更优选为1100mm以上；和/或断裂韧性为1MPa·m1/2以上，优选为1.2MPa·m1/2以上，更优选为1.3MPa·m1/2以上；和/或维氏硬度为600kgf/mm2以上，优选为650kgf/mm2以上，更优选为680kgf/mm2以上；和/或四点弯曲强度为600MPa以上，优选为650MPa以上，更优选为700MPa以上。


31.玻璃盖板，其特征在于，采用权利要求1～25任一权利要求所述的微晶玻璃制成，和/或采用权利要求26～30任一权利要求所述的微晶玻璃制品制成。


32.玻璃元器件，其特征在于，采用权利要求1～25任一权利要求所述的微晶玻璃制成，和/或采用权利要求26～30任一权利要求所述的微晶玻璃制品制成。


33.显示设备，其特征在于，含有权利要求1～25任一权利要求所述的微晶玻璃，和/或含有权利要求26～30任一权利要求所述的微晶玻璃制品，和/或含有权利要求31所述的玻璃盖板，和/或含有权利要求32所述的玻璃元器件。


34.电子设备，其特征在于，含有权利要求1～25任一权利要求所述的微晶玻璃，和/或含有权利要求26～30任一权利要求所述的微晶玻璃制品，和/或含有权利要求31所述的玻璃盖板，和/或含有权利要求32所述的玻璃元器件。


35.微晶玻璃制品的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
形成基质玻璃，所述基质玻璃的组分以重量百分比表示，含有：SiO2：46～68％；Al2O3：11～30％；Na2O：5～18％；ZnO：3～13％；TiO2：1～9％，其中(TiO2+ZnO)/Al2O3为0.2～1.5。
对所述基质玻璃通过晶化工艺形成微晶玻璃，再对所述微晶玻璃通过化学强化工艺形成微晶玻璃制品。


36.根据权利要求35所述的微晶玻璃制品的制造方法，其特征在于，所述基质玻璃，其组分以重量百分比表示，还含有：Li2O：0～6％；和/或MgO：0～5.5％；和/或K2O：0～5％；和/或SrO：0～5％；和/或BaO：0～5％；和/或CaO：0～5％；和/或和/或Ln2O3：0～5％；和/或B2O3：0～5％；和/或P2O5：0～6％；和/或ZrO2：0～6％；和/或澄清剂：0～2％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。


37.根据权利要求35或36任一权利要求所述的微晶玻璃制品的制造方法，其特征在于，所述基质玻璃，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：50～66％，优选SiO2：50～64％；和/或Al2O3：15～28％，优选Al2O3：16～25％；和/或Na2O：6～15％，优选Na2O：6.5～12％；和/或ZnO：4～12％，优选ZnO：5～10％；和/或TiO2：2～8％，优选TiO2：2.5～6.5％；和/或Li2O：0～5％，优选Li2O：0～3％；和/或MgO：0～3％，优选MgO：0～1.5％；和/或K2O：0～3％，优选K2O：0.5～2.5％；和/或SrO：0～3％，优选SrO：0～1％；和/或BaO：0～3％，优选BaO：0～1％；和/或CaO：0～3％，优选CaO：0～1％；和/或Ln2O3：0～4％，优选Ln2O3：0～3％；和/或B2O3：0～3％，优选B2O3：0～1％；和/或P2O5：0～4％，优选P2O5：0.2～3％；和/或Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：原保平，于天来，蒋焘，刘振禹，聂小兵，
申请(专利权)人：成都光明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51