【技术实现步骤摘要】
玻璃陶瓷、玻璃陶瓷制品及其制造方法
[0001]本专利技术涉及一种玻璃陶瓷，尤其是涉及一种具有优异的机械性能的玻璃陶瓷、玻璃陶瓷制品及其制造方法。
技术介绍
[0002]手机、手表、PAD、便携式媒体播放器、个人电脑和照相机等便携式电子设备，会使用覆盖玻璃来保护其内部结构。此外，在汽车用光学设备上，也会使用覆盖玻璃来保护其内部的透镜。所述覆盖玻璃可能在受到硬表面冲击之后受损，这就要求覆盖玻璃具有优异的机械性能，以降低使用过程中受到的负面影响，延长其使用寿命。以往作为用于保护便携式电子设备和汽车用光学设备等的覆盖玻璃常使用化学强化玻璃，然而以往的化学强化玻璃，非常容易产生垂直于玻璃表面的龟裂，因此便携式电子设备掉落时，常会发生破损事故。
[0003]玻璃陶瓷是一种通过对玻璃进行热处理而在玻璃内部析出结晶的材料，具有比常规的玻璃更优异的机械性能，在玻璃中形成微晶，其抗弯、耐磨以及抗摔等性能相对于常规的玻璃都有明显的优势。现有技术研究发现，通过化学强化工艺处理后的玻璃陶瓷能够获得更为优异的机械性能，但目前市面上存在的玻璃陶瓷存在着不易化学强化，或者化学强化后其性能难以达到应用于显示设备或电子设备的要求。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有优异机械性能，且适于化学强化的玻璃陶瓷。
[0005]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：
[0006](1)玻璃陶瓷制品，含有一硅酸锂和石英及石英固溶体晶相，一硅酸锂和石英及石英固溶体晶相的合计含量具有比其他...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.玻璃陶瓷制品，其特征在于，含有一硅酸锂和石英及石英固溶体晶相，一硅酸锂和石英及石英固溶体晶相的合计含量具有比其他晶相更高的重量百分数，所述玻璃陶瓷制品的组分按重量百分比表示，含有：SiO2+Al2O3：60～80％；P2O5：2～10％；ZrO2：0.5～10％；Ln2O3：大于0但小于或等于10％；Li2O+Na2O+K2O：21.5～30％，其中(Li2O+Na2O+K2O)/Ln2O3为2.5～25，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。2.如权利要求1所述的玻璃陶瓷制品，其特征在于，其组分按重量百分比表示，还含有：MgO：0～2％；和/或ZnO：0～2％；和/或SrO：0～5％；和/或BaO：0～5％；和/或CaO：0～5％；和/或TiO2：0～5％；和/或B2O3：0～5％；和/或澄清剂：0～2％，所述澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。3.玻璃陶瓷制品，其特征在于，含有一硅酸锂和石英及石英固溶体晶相，一硅酸锂和石英及石英固溶体晶相的合计含量具有比其他晶相更高的重量百分数，所述玻璃陶瓷制品的组分按重量百分比表示，由SiO2+Al2O3：60～80％；P2O5：2～10％；ZrO2：0.5～10％；Ln2O3：大于0但小于或等于10％；Li2O+Na2O+K2O：21.5～30％；MgO：0～2％；ZnO：0～2％；SrO：0～5％；BaO：0～5％；CaO：0～5％；TiO2：0～5％；B2O3：0～5％；澄清剂：0～2％组成，其中(Li2O+Na2O+K2O)/Ln2O3为2.5～25，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种，澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。4.如权利要求1～3任一所述的玻璃陶瓷制品，其特征在于，其组分按重量百分比表示，其中：(Li2O+Na2O+K2O)/Ln2O3为3～20，优选(Li2O+Na2O+K2O)/Ln2O3为4～15；和/或ZrO2/P2O5为0.1～3，优选ZrO2/P2O5为0.2～2，更优选ZrO2/P2O5为0.5～1.5；和/或(MgO+ZnO)/Ln2O3为0.5以下，优选(MgO+ZnO)/Ln2O3为0.3以下，更优选(MgO+ZnO)/Ln2O3为0.1以下。5.如权利要求1～3任一所述的玻璃陶瓷制品，其特征在于，其组分按重量百分比表示，其中：SiO2+Al2O3：68～80％，优选SiO2+Al2O3：70～78％；和/或P2O5：3.5～9％，优选P2O5：4～8％；和/或ZrO2：1～6％，优选ZrO2：1～5％；和/或Ln2O3：0.5～8％，优选Ln2O3：1～7％；和/或Li2O+Na2O+K2O：22～28％；和/或MgO：0～1％；和/或ZnO：0～1％；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TiO2：0～3％，优选TiO2：0～1％；和/或B2O3：0～3％，优选B2O3：0～1％；和/或澄清剂：0～1％，优选澄清剂：0～0.5％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种，澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。6.如权利要求1～3任一所述的玻璃陶瓷制品，其特征在于，其组分按重量百分比表示，其中：Li2O：15～25％，优选Li2O：16～23％。7.如权利要求1～3任一所述的玻璃陶瓷制品，其特征在于，一硅酸锂晶相占玻璃陶瓷制品的重量百分比为20～60％，优选一硅酸锂晶相占玻璃陶瓷制品的重量百分比为25～55％，更优选一硅酸锂晶相占玻璃陶瓷制品的重量百分比为30～50％，和/或石英及石英固溶体晶相占玻璃陶瓷制品的重量百分比为45％以下，优选石英及石英固溶体晶相占玻璃陶瓷制品的重量百分比为5～40％。8.如权利要求1～3任一所述的玻璃陶瓷制品，其特征在于，所述玻璃陶瓷制品的四点弯曲强度为600MPa以上，优选为650MPa以上，更优选为700MPa以上；和/或离子交换层深度为20μm以上，优选为30μm以上，更优选40μm以上；和/或落球试验高度为1200mm以上，优选为1300mm以上，更优选为1400mm以上；和/或断裂韧性为1MPa
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1/2
以上，优选为1.1MPa
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以上，更优选为1.2MPa
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1/2
以上；和/或维氏硬度为680kgf/mm2以上，优选为700kgf/mm2以上，更优选为720kgf/mm2以上；和/或结晶度为50％以上，优选为60％以上，更优选为70％以上；和/或晶粒尺寸为60nm以下，优选为50nm以下，更优选为30nm以下。9.如权利要求1～3任一所述的玻璃陶瓷制品，其特征在于，1mm以下厚度的玻璃陶瓷制品的雾度为0.2％以下，优选为0.17％以下，更优选为0.15％以下；和/或400～800nm波长的平均透过率87％以上，优选为89％以上，更优选为90％以上；和/或550nm波长的透过率为88％以上，优选为90％以上，更优选为91％以上。10.如权利要求9所述的玻璃陶瓷制品，其特征在于，所述玻璃陶瓷制品的厚度为0.2～1mm，优选为0.3～0.9mm，更优选为0.5～0.8mm，进一步优选为0.55mm或0.6mm或0.68mm或0.7mm或0.75mm。11.如权利要求1或2任一所述的玻璃陶瓷制品，其特征在于，所述玻璃陶瓷制品含有着色剂。12.玻璃陶瓷，其特征在于，含有一硅酸锂和石英及石英固溶体晶相，一硅酸锂和石英及石英固溶体晶相的合计含量具有比其他晶相更高的重量百分数，所述玻璃陶瓷的组分按重量百分比表示，含有：SiO2+Al2O3：60～80％；P2O5：2～10％；ZrO2：0.5～10％；Ln2O3：大于0但小于或等于10％；Li2O+Na2O+K2O：21.5～30％，其中(Li2O+Na2O+K2O)/Ln2O3为2.5～25，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。13.如权利要求12所述的玻璃陶瓷，其特征在于，其组分按重量百分比表示，还含有：MgO：0～2％；和/或ZnO：0～2％；和/或SrO：0～5％；和/或BaO：0～5％；和/或CaO：0～5％；和/或TiO2：0～5％；和/或B2O3：0～5％；和/或澄清剂：0～2％，所述澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。14.玻璃陶瓷，其特征在于，含有一硅酸锂和石英及石英固溶体晶相，一硅酸锂和石英及石英固溶体晶相的合计含量具有比其他晶相更高的重量百分数，所述玻璃陶瓷的组分按重量百分比表示，由SiO2+Al2O3：60～80％；P2O5：2～10％；ZrO2：0.5～10％；Ln2O3：大于0但小于或等于10％；Li2O+Na2O+K2O：21.5～30％；MgO：0～2％；ZnO：0～2％；SrO：0～5％；BaO：0～5％；CaO：0～5％；TiO2：0～5％；B2O3：0～5％；澄清剂：0～2％组成，其中(Li2O+Na2O+K2O)/Ln2O3为2.5～25，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种，澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。15.如权利要求12～14任一所述的玻璃陶瓷，其特征在于，其组分按重量百分比表示，其中：(Li2O+Na2O+K2O)/Ln2O3为3～20，优选(Li2O+Na2O+K2O)/Ln2O3为4～15；和/或ZrO2/P2O5为0.1～3，优选ZrO2/P2O5为0.2～2，更优选ZrO2/P2O5为0.5～1.5；和/或(MgO+ZnO)/Ln2O3为0.5以下，优选(MgO+ZnO)/Ln2O3为0.3以下，更优选(MgO+ZnO)/Ln2O3为0.1以下。16.如权利要求12～14任一所述的玻璃陶瓷，其特征在于，其组分按重量百分比表示，其中：SiO2+Al2O3：68～80％，优选SiO2+Al2O3：70～78％；和/或P2O5：3.5～9％，优选P2O5：4～8％；和/或ZrO2：1～6％，优选ZrO2：1～5％；和/或Ln2O3：0.5～8％，优选Ln2O3：1～7％；和/或Li2O+Na2O+K2O：22～28％；和/或MgO：0～1％；和/或ZnO：0～1％；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TiO2：0～3％，优选TiO2：0～1％；和/或B2O3：0～3％，优选B2O3：0～1％；和/或澄清剂：0～1％，优选澄清剂：0～0.5％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种，澄清剂为
Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。17.如权利要求12～14任一所述的玻璃陶瓷，其特征在于，其组分按重量百分比表示，其中：Li2O：15～25％，优选Li2O：16～23％。18.如权利要求12～14任一所述的玻璃陶瓷，其特征在于，一硅酸锂晶相占玻璃陶瓷的重量百分比为20～60％，优选一硅酸锂晶相占玻璃陶瓷的重量百分比为25～55％，更优选一硅酸锂晶相占玻璃陶瓷的重量百分比为30～50％，和/或石英及石英固溶体晶相占玻璃陶瓷的重量百分比为45％以下，优选石英及石英固溶体晶相占玻璃陶瓷的重量百分比为5～40％。19.如权利要求12～14任一所述的玻璃陶瓷，其特征在于，所述玻璃陶瓷的本体落球试验高度为1100mm以上，优选为1200mm以上，更优选为1300mm以上；和/或维氏硬度为650kgf/mm2以上，优选为660kgf/mm2以上，更优选为670kgf/mm2以上；和/或结晶度为50％以上，优选为60％以上，更优选为70％以上；和/或晶粒尺寸为60nm以下，优选为50nm以下，更优选为30nm以下；和/或热膨胀系数为90
×
10
‑7/K～100
×
10
‑7/K；和/或折射率为1.5500～1.5700。20.如权利要求12～14任一所述的玻璃陶瓷，其特征在于，1mm以下厚度的玻璃陶瓷的雾度为0.2％以下，优选为0.17％以下，更优选为0.15％以下；和/或400～800nm波长的平均透过率87％以上，优选为89％以上，更优选为90％以上；和/或550nm波长的透过率为88％以上，优选为90％以上，更优选为91％以上。21.如权利要求20所述的玻璃陶瓷，其特征在于，所述玻璃陶瓷的厚度为0.2～1mm，优选为0.3～0.9mm，更优选为0.5～0.8mm，进一步优选为0.55mm或0.6mm或0.68mm或0.7mm或0.75mm。22.如权利要求12或13任一所述的玻璃陶瓷，其特征在于，所述玻璃陶瓷含有着色剂。23.基质玻璃，其特征在于，其组分按重量百分比表示，含有：SiO2+Al2O3：60～80％；P2O5：2～10％；ZrO2：0.5～10％；Ln2O3：大于0但小于或等于10％；Li2O+Na2O+K2O：21.5～30％，其中(Li2O+Na2O+K2O)/Ln2O3为2.5～25，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。24.如权利要求23所述的基质玻璃，其特征在于，其组分按重量百分比表示，还含有：MgO：0～2％；和/或ZnO：0～2％；和/或SrO：0～5％；和/或BaO：0～5％；和/或CaO：0～5％；和/或TiO2：0～5％；和/或B2O3：0～5％；和/或澄清剂：0～2％，所述澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。25.如权利要求23或24任一所述的基质玻璃，其特征在于，其组分按重量百分比表示，其中：(Li2O+Na2O+K2O)/Ln2O3为3～20，优选(Li2O+Na2O+K2O)/Ln2O3为4～15；和/或ZrO2/P2O5为0.1～3，优选ZrO2/P2O5为0.2～2，更优选ZrO2/P2O5为0.5～1.5；和/或(MgO+ZnO)/Ln2O3为0.5以下，优选(MgO+ZnO)/Ln2O3为0.3以下，更优选(MgO+ZnO)/Ln2O3为0.1以下。26.如权利要求23或24任一所述的基质玻璃，其特征在于，其组分按重量百分比表示，含有：SiO2+Al2O3：68～80％，优选SiO2+Al2O3：70～78％；和/或P2O5：3.5～9％，优选P2O5：4～8％；和/或ZrO2：1～6％，优选ZrO2：1～5％；和/或Ln2O3：0.5～8％，优选Ln2O3：1～7％；和/或Li2O+Na2O+K2O：22～28％；和/或MgO：0～1％；和/或ZnO：0～1％；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TiO2：0～3％，优选TiO2：0～1％；和/或B2O3：0～3％，优选B2O3：0～1％；和/或澄清剂：0～
1％，优选澄清剂：0～0.5％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种，澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。27.如权利要求23或24任一所述的基质玻璃，其特征在于，其组分按重量百分比表示，含有：Li2O：15～25％，优选Li2O...
【专利技术属性】
技术研发人员：原保平，于天来，蒋焘，聂小兵，胡邦红，司合帅，黄开文，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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