锂铝硅玻璃的新型强化工艺制造技术

本申请涉及一种锂铝硅玻璃的新型强化工艺，包括以下步骤：提供一锂铝硅玻璃；预热锂铝硅玻璃；将预热后的锂铝硅玻璃放置在第一碱性盐溶液内，并在温度为360～440℃下保温12～48小时，以置换出锂铝硅玻璃的表面的锂离子；取出锂铝硅玻璃，并滴盐10～30分钟；空冷冷却；在锂铝硅玻璃的表面喷洒柠檬酸溶液，并擦拭锂铝硅玻璃；清洁锂铝硅玻璃；再次预热锂铝硅玻璃；再次将预热后的锂铝硅玻璃放置在第二碱性盐溶液内，并在温度为390～430℃下保温12～48小时，以置换出锂铝硅玻璃的表面的钠离子及残留的锂离子。本申请采用分步置换锂铝硅玻璃表面的锂离子和钠离子，可以提高玻璃的弯曲强度及抗划伤能力和忍受划伤能力。抗划伤能力和忍受划伤能力。抗划伤能力和忍受划伤能力。

【技术实现步骤摘要】
锂铝硅玻璃的新型强化工艺


[0001]本申请涉及一种强化工艺，特别是涉及一种锂铝硅玻璃的新型强化工艺。

技术介绍

[0002]硅酸盐玻璃是一种非晶态的材料，具备热稳定性，高强度，高硬度，高透光度等优异性能，其制品在电子产品、建筑、汽车、轨道交通、航空、航天等领域有着广泛的应用。
[0003]由于产品对玻璃强度性能的需求日益提升，为了满足对玻璃高强度的要求，通常需要对玻璃进行强化处理，以提高玻璃的强度。现有技术的玻璃强化处理方法包括物理强化法和化学强化法。
[0004]物理强化法是将玻璃加热接近玻璃软化温度，对玻璃两侧吹以空气(或者其他介质)，使其均匀快速冷却，由于玻璃的表面冷却速度较快，内部冷却速度较慢，使玻璃内外产生温度差，进而使形成的玻璃的表面具有压应力、内部具有张应力，从而提高玻璃的强度。但是由于物理强化机理的原因，强化后的玻璃存在强度提升较少，应力不均，表面易变形和烧伤，且薄玻璃和曲面较大的玻璃无法强化的缺点。
[0005]化学强化法是将玻璃浸在含有比玻璃中碱金属离子半径大的碱离子熔盐中，通过离子交换，然后利用两种碱金属离子的半径差，造成玻璃的表面产生“挤塞”效应，使形成的玻璃的表面产生压应力层，来提高玻璃的强度。但是由于化学强化机理的原因，强化后的玻璃存在强度提升较少，抗划伤能力及划伤忍受能力较弱，且熔盐要求纯度高，利用率很低的缺点。

技术实现思路

[0006]为解决上述现有技术中所存在的问题，本申请实施例提供一种锂铝硅玻璃的新型强化工艺。具体的技术方案如下：
>[0007]第一方面，提供一种锂铝硅玻璃的新型强化工艺，其包括以下步骤：步骤(a)、提供一锂铝硅玻璃，锂铝硅玻璃中的各组分的质量百分比含量为：二氧化硅(SiO2)为55～65％，三氧化二铝(Al2O3)为10～20％，氧化锂(Li2O)为2～8％，氧化钠(Na2O)为7～13％，氧化铁(Fe2O3)为小于等于0.04％，其余氧化钾(K2O)、氧化硼(B2O3)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氧化锌(ZnO)、氧化铈(CeO2)和二氧化锆(ZrO2)之和小于等于5％；步骤(b)、预热锂铝硅玻璃；步骤(c)、将预热后的锂铝硅玻璃放置在第一碱性盐溶液内，并在温度为360～440℃下保温12～48小时，以置换出锂铝硅玻璃的表面的锂离子，其中第一碱性盐溶液中硝酸钠的质量比为90％
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99％，硝酸钾的质量比为0.5％
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8％，氧化铝的质量比为0.2％
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2.5％，五氧化二磷的质量比为0.1％
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1％；步骤(d)、取出锂铝硅玻璃，并滴盐10～30分钟；步骤(e)、完成滴盐后立即将锂铝硅玻璃放置在空气中，进行空冷冷却；步骤(f)、空冷冷却完成后，在锂铝硅玻璃的表面喷洒柠檬酸溶液，并擦拭锂铝硅玻璃；步骤(g)、清洁锂铝硅玻璃；步骤(h)、再次预热锂铝硅玻璃；步骤(i)、再次将步骤(h)中预热后的锂铝硅玻璃放置在第二碱性盐溶液内，并在温度为390～430℃下保温12～48小时，以置换出锂铝硅玻璃的表面的钠离子及残
留的锂离子，其中第二碱性盐溶液中硝酸钾的质量比为90％
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99％，硝酸钠的质量比为0.5％
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8％，氢氧化钾的质量比为0.2％
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5％，氧化铝的质量比为0.2％
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2.5％，五氧化二磷的质量比为0.1％
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1％；步骤(j)、重复步骤(d)至步骤(g)。
[0008]在第一方面的第一种可能实现方式中，步骤(a)中，锂铝硅玻璃的厚度为1.5～12mm。
[0009]在第一方面的第二种可能实现方式中，步骤(b)和步骤(j)中，其分别是通过化学炉预热箱预热锂铝硅玻璃，预热温度为250～320℃，预热时间为0.5～6小时。
[0010]在第一方面的第三种可能实现方式中，步骤(c)中，其是置换锂铝硅玻璃的表面0～300μm深度之间的锂离子(Na+)。
[0011]在第一方面的第四种可能实现方式中，步骤(c)中，第一碱性盐溶液还包括催化剂和吸附剂。
[0012]结合第一方面的第四种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，催化剂和吸附剂的质量比小于等于0.3％。
[0013]在第一方面的第六种可能实现方式中，步骤(f)中，柠檬酸溶液包括去离子水和柠檬酸，并且去离子水与柠檬酸的质量比为10:1。
[0014]在第一方面的第七种可能实现方式中，步骤(g)中，清洁锂铝硅玻璃的步骤还包括：选用去离子水冲洗锂铝硅玻璃的表面；用清洁剂溶液喷洒在锂铝硅玻璃的表面；以及用去离子水冲洗锂铝硅玻璃的表面。
[0015]结合第一方面的第七种可能实现方式，在第一方面的第八种可能实现方式中，去离子的温度30～50℃。
[0016]在第一方面的第一种可能实现方式中，步骤(i)中，其是置换锂铝硅玻璃的表面0～15μm深度之间的锂离子(Na+)及步骤(c)中残留的锂离子。
[0017]本申请与现有技术相比具有的优点有：
[0018]本申请的锂铝硅玻璃的新型强化工艺，其选用内部分子结构为铝氧四面体的锂铝硅原片玻璃，并采用第一碱性盐溶液中的钠离子置换出锂铝硅玻璃的表面的锂离子，再通过第二碱性盐溶液中的钾离子置换出锂铝硅玻璃的表面的钠离子及残留的锂离子，从而产生“挤压”效应，提高玻璃的抗划伤能力及忍受划伤能力及强度的提升。经本申请锂铝硅玻璃的新型强化工艺强化后的玻璃表面应力≥600MPa、离子深度≥300μm、显著提高了玻璃抗划伤能力及忍受划伤能力、玻璃弯曲强度增强至≥500MPa，拓展了锂铝硅玻璃的应用范围，延长了制品的使用寿命。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0020]图1是本申请一实施例的锂铝硅玻璃的新型强化工艺的步骤流程示意图；
[0021]图2是本申请一实施例的锂铝硅玻璃的表面结构在离子置换前及置换后的锂离子变化示意图；
[0022]图3是本申请一实施例的锂铝硅玻璃的表面结构在离子置换前及置换后的钠离子及残留的锂离子变化示意图；
[0023]图4是对照例1的普通钠钙硅玻璃的表面结构在离子置换前及置换后的变化示意图；
[0024]图5是对照例2的锂铝硅玻璃的表面结构在离子置换前及置换后的变化示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂铝硅玻璃的新型强化工艺，其特征在于，包括以下步骤：(a)提供一锂铝硅玻璃，所述锂铝硅玻璃中的各组分的质量百分比含量为：二氧化硅(SiO2)为55～65％，三氧化二铝(Al2O3)为10～20％，氧化锂(Li2O)为2～8％，氧化钠(Na2O)为7～13％，氧化铁(Fe2O3)为小于等于0.04％，其余氧化钾(K2O)、氧化硼(B2O3)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氧化锌(ZnO)、氧化铈(CeO2)和二氧化锆(ZrO2)之和小于等于5％；(b)预热所述锂铝硅玻璃；(c)将预热后的所述锂铝硅玻璃放置在第一碱性盐溶液内，并在温度为360～440℃下保温12～48小时，以置换出所述锂铝硅玻璃的表面的锂离子，其中所述第一碱性盐溶液中硝酸钠的质量比为90％
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99％，硝酸钾的质量比为0.5％
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8％，氧化铝的质量比为0.2％
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2.5％，五氧化二磷的质量比为0.1％
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1％；(d)取出所述锂铝硅玻璃，并滴盐10～30分钟；(e)完成滴盐后立即将所述锂铝硅玻璃放置在空气中，进行空冷冷却；(f)空冷冷却完成后，在所述锂铝硅玻璃的表面喷洒柠檬酸溶液，并擦拭所述锂铝硅玻璃；(g)清洁所述锂铝硅玻璃；(h)再次预热所述锂铝硅玻璃；(i)再次将步骤(h)中预热后的所述锂铝硅玻璃放置在第二碱性盐溶液内，并在温度为390～430℃下保温12～48小时，以置换出所述锂铝硅玻璃的表面的钠离子及残留的锂离子，其中所述第二碱性盐溶液中硝酸钾的质量比为90％
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99％，硝酸钠的质量比为0.5％
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8％，氢氧化钾的质量比为0.2％
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5％，氧化铝的质量比为0.2％
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴贲华，蒋晨巍，高国忠，赵乐，吴伟，张浩，周强生，
申请(专利权)人：江苏铁锚玻璃股份有限公司，
类型：发明
国别省市：