锂铝硅玻璃的化学钢化方法技术

本发明专利技术公开了一种锂铝硅玻璃的化学钢化方法，具体是将锂铝硅玻璃依次在一强盐浴和二强盐浴中进行浸泡处理，其中：一强盐浴为硝酸钾、硝酸钠、磷酸三钠和氧化铝的混合盐浴，其中按重量百分数计，0%≤硝酸钾≤85%，15%≤硝酸钠≤100%，0%≤磷酸三钠≤5%，0%≤氧化铝≤1%；二强盐浴为硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂与磷酸三钠、焦锑酸钾、氢氧化钾的混合盐浴，其中按重量百分数计，73%≤硝酸钾≤100%，0%≤硝酸钠≤20%，0%≤硝酸锂≤2%，0%≤磷酸三钠≤3%，0%≤焦锑酸钾≤1%，0%≤氢氧化钾≤1%。浸泡完成后在室温中退火；完成玻璃的化学钢化处理。该方法可以使化学钢化锂铝硅酸盐玻璃得到稳定的尺寸、更高的钢化应力。更高的钢化应力。更高的钢化应力。

【技术实现步骤摘要】
锂铝硅玻璃的化学钢化方法


[0001]本专利技术涉及玻璃钢化
，具体涉及一种锂铝硅玻璃的化学钢化方法。

技术介绍

[0002]化学钢化玻璃又称钢化玻璃，是指在一定配比的盐浴或者混合盐浴浸泡的方法，在玻璃表面形成压应力层，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。
[0003]在钢化过程，玻璃会给盐浴带入杂质，影响钢化过程的离子交换，从而影响产品尺寸、钢化应力。现有锂铝硅玻璃钢化采用硝酸钾、硝酸钠混合盐浴，或在过程中添加磷酸三钠；存在以下问题：1.钢化应力衰减快，且存在不稳定现象；2.钢化尺寸存在不稳定现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种锂铝硅玻璃的化学钢化方法，利用混合盐浴稳定钢化盐浴中的离子交换，从而得到钢化稳定的尺寸、更佳的钢化应力、更长的盐浴寿命。
[0005]本专利技术的技术方案是，一种锂铝硅玻璃的化学钢化方法，具体步骤为：锂铝硅玻璃依次在一强盐浴和二强盐浴中进行浸泡钢化，最后进行室温冷却，得到化学钢化玻璃；其中：一强盐浴为硝酸钾、硝酸钠、磷酸三钠和氧化铝的混合盐浴，按重量百分数计，0%≤硝酸钾≤85%，15%≤硝酸钠≤100%，0%≤磷酸三钠≤5%，0%≤氧化铝≤1%；二强盐浴为硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂与磷酸三钠、焦锑酸钾、氢氧化钾的混合盐浴，按重量百分数计，73%≤硝酸钾≤100%，0%≤硝酸钠≤20%，0%≤硝酸锂≤2%，0%≤磷酸三钠≤3%，0%≤焦锑酸钾≤1%，0%≤氢氧化钾≤1%。
[0006]优选方案中，一强盐浴中，48%≤硝酸钾≤58%，40%≤硝酸钠≤50%，1%≤磷酸三钠≤3%，0.2%≤氧化铝≤1%；二强盐浴中，85%≤硝酸钾≤95%，1%≤硝酸钠≤10%，0.5%≤硝酸锂≤1.5%，0.5%≤磷酸三钠≤2%，0.1%≤焦锑酸钾≤1%，0.1%≤氢氧化钾≤1%。
[0007]进一步优选地，一强盐浴硝酸钾、硝酸钠、磷酸三钠、氧化铝占比50 ：48 ：1.5 ：0.5 ；二强盐浴硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂、磷酸三钠、焦锑酸钾、氢氧化钾占比为： 95 ：3 ：0.5 ：0.5 ：0.5 ：0.5。
[0008]进一步地，一强盐浴温度为370-500℃，浸泡时间≥1.5h。
[0009]更进一步地，一强盐浴温度为 395℃，浸泡时间为3h。
[0010]进一步地，二强盐浴温度为370-500℃，浸泡时间≥0.5h。
[0011]更进一步地，二强盐浴温度为390℃，浸泡时间为2h。
[0012]进一步地，所述锂铝硅玻璃包括按摩尔份计的以下组分：60-70份SiO2、10-20份Al2O3、5-15份Na2O、0.2-10份K2O、1-11份Li2O；其中12份≤Na2O+K2O≤20份。
[0013]更进一步地，所述锂铝硅酸盐玻璃还包括1-2份MgO和1-4份ZrO2。
[0014]优选地，所述玻璃的厚度为0.1-5mm。
[0015]本专利技术具有以下有益效果：1、锂铝硅酸盐玻璃在化学钢化过程中，除了常规的K/Na离子交换，还有Na/Li离子交换，Na/Li离子交换速率远大于K/Na离子交换。化学钢化过程中的大粒径离子替代了玻璃中原有小粒径离子，表现为玻璃化学钢化后尺寸变大。但由于Na/Li离子交换速率很快，导致化学钢化后产品尺寸波动大。针对此问题，盐浴中添加硝酸锂对Na/Li离子交换速率进行控制，从而达到稳定尺寸的目的。
[0016]2、Na/Li离子交换速率快，盐浴中Li离子数量极速升高，影响Na/Li离子交换；进一步使Na富集，从而影响K/Na离子交换，影响产品钢化后的应力，使得产品抗冲击性能下降。针对此问题，在盐浴中添加钾盐，使得K离子浓度提升，使得盐浴中的两类离子交换恢复至初始状态。
[0017]3、锂铝硅酸盐玻璃化学钢化盐浴添加多种碱金属盐及其他物质，盐浴纯净度存在隐患，因此添加氧化铝作为澄清物质，以保持盐浴的澄清度。同时因氧化铝为锂铝硅酸盐玻璃的主要成分，对于盐浴离子交换过程有催化作用，对玻璃产品的微观损伤有修复作用，从而可提升钢化玻璃的性能。
[0018]4、锂铝硅酸盐玻璃的化学钢化过程为两类离子交换过程，且两类离子交换的速率有很大差异。玻璃钢化性能，则完全取决于两类离子交换的结果。为了获得性能稳定且较佳效果的化学钢化玻璃，一般采用两步钢化法。即：第一步采用Na离子富集的盐浴，充分进行Na-Li离子交换，第二步采用K离子富集的盐浴，充分进行K-Na离子交换。
[0019]5、本专利技术中通过焦锑酸钾和氢氧化钾的添加，可以增加盐浴钾离子浓度；增加盐浴澄清度；还能中和盐浴中部分成分(如磷酸三钠)水解产生的酸性。通过氧化铝的添加，可以增加盐浴澄清度；还能作为盐浴与玻璃之间的离子交换催化物质，使得交换更充分；修复玻璃微观缺陷。
附图说明
[0020]图1为实施例1方案处理后玻璃长尺寸对比。
[0021]图2为实施例1方案处理后玻璃宽尺寸对比。
[0022]图3为实施例1方案处理后玻璃K-CS（K/Na离子交换的应力）对比。
[0023]图4为实施例1方案处理后玻璃CS（30）（Na/Li离子交换的应力）对比。
[0024]图5为实施例2方案处理后玻璃长尺寸对比。
[0025]图6为实施例2方案处理后玻璃宽尺寸对比。
[0026]图7为实施例2方案处理后玻璃K-CS对比。
[0027]图8为实施例2方案处理后玻璃CS（30）对比。
[0028]图9为实施例3方案处理后玻璃长尺寸对比。
[0029]图10为实施例3方案处理后玻璃宽尺寸对比。
[0030]图11为实施例3方案处理后玻璃K-CS对比。
[0031]图12为实施例3方案处理后玻璃CS（30）对比。
[0032]图13为实施例4方案处理后玻璃长尺寸对比。
[0033]图14为实施例4方案处理后玻璃宽尺寸对比。
[0034]图15为实施例4方案处理后玻璃K-CS对比。
[0035]图16为实施例4方案处理后玻璃CS（30）对比。
具体实施方式
[0036]下面结合实施例及附图，进一步阐明本专利技术，但不应理解为对本专利技术的限定。
[0037]实施例1：待处理玻璃为0.7mm厚度的锂铝硅玻璃，长宽尺寸为140mm*70mm。其具体成分按摩尔比为：62份SiO2、10份Al2O3、9份Na2O、5份K2O、2份MgO、11份Li2O和1份ZrO2。
[0038]盐浴1：一强盐浴：硝酸钾、硝酸钠、磷酸三钠、氧化铝的混合盐浴，硝酸钾质量比例50%，硝酸钠质量比例48%，磷酸三钠质量比例1.5%，氧化铝质量比例0.5%；二强盐浴：硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂、磷酸三钠、焦锑酸钾、氢氧化钾的混合盐浴，硝酸钾质量比例95%，硝酸钠质量比例3%，硝酸锂质量比例0.5%，磷酸三钠质量比例0.5%，焦锑酸钾质量比例0.5%，氢氧化钾质量比例0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂铝硅玻璃的化学钢化方法，其特征在于，具体步骤为：锂铝硅玻璃依次在一强盐浴和二强盐浴中进行浸泡钢化，最后进行室温冷却，得到化学钢化玻璃；其中：一强盐浴为硝酸钾、硝酸钠、磷酸三钠和氧化铝的混合盐浴，其中按重量百分数计，0%≤硝酸钾≤85%，15%≤硝酸钠≤100%，0%≤磷酸三钠≤5%，0%≤氧化铝≤1%；二强盐浴为硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂与磷酸三钠、焦锑酸钾、氢氧化钾的混合盐浴，其中按重量百分数计，73%≤硝酸钾≤100%，0%≤硝酸钠≤20%，0%≤硝酸锂≤2%，0%≤磷酸三钠≤3%，0%≤焦锑酸钾≤1%，0%≤氢氧化钾≤1%。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：一强盐浴中，48%≤硝酸钾≤58%，40%≤硝酸钠≤50%，1%≤磷酸三钠≤3%，0.2%≤氧化铝≤1%；二强盐浴中，85%≤硝酸钾≤95%，1%≤硝酸钠≤10%，0.5%≤硝酸锂≤1.5%，0.5%≤磷酸三钠≤2%，0.1%≤焦锑酸钾≤1%，0.1%≤氢氧化钾≤1%。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：一强盐浴硝酸钾、硝酸钠、磷酸三钠、氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨渭巍，王洪，宋占财，崔秀珍，王明忠，陈志鸿，何进，
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：