一种具有超高分叉阈值的微晶玻璃制造技术

本发明专利技术公开一种具有超高分叉阈值的微晶玻璃，微晶玻璃中具有平均晶体尺寸在70nm以下的晶体，晶体占比为50wt％～90wt％，微晶玻璃的厚度在0.4mm～1.5mm范围内，微晶玻璃在强化中可获得的张应力线密度最大值在85000MPa/mm以上，分叉阈值在50000MPa/mm以上，抗跌落试验后破碎的颗粒在二维图纸上的垂直投影平均大小在10mm以上，厚度为1mm的微晶玻璃在可见光谱上的透过率在80％～92％范围内。本发明专利技术微晶玻璃具有高网络结构强度和高晶体比例，可大幅提高玻璃结构强度同时提高其分叉阈值，既提高了微晶玻璃抗跌落强度的极限，又在此基础上保证微晶玻璃的张应力安全性。证微晶玻璃的张应力安全性。证微晶玻璃的张应力安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有超高分叉阈值的微晶玻璃
[0001]本专利技术是基于申请日为2019.12.3，申请号为201911222200.0，专利技术名称为：一种具有超高分叉阈值的微晶玻璃的分案申请。


[0002]本专利技术涉及玻璃生产制造
，尤其涉及一种具有超高分叉阈值的微晶玻璃。

技术介绍

[0003]随着智能时代的到来，各类产品的智能化将迅速普及，大到房子、汽车、家具，小到音响、遥控器、饮水器等。而屏幕控制是大部分智能化设备的基础部分，为适应产品的各种使用环境，作为屏幕的保护材料必将需要进一步提高其耐酸碱、耐温度冲击、耐机械冲击等特性，又必须满足各种形状的要求及一定的透明度要求。
[0004]目前屏幕保护的材质大部分为玻璃，其具有高透过率、稳定性好、耐酸碱性等优点。但，市面上现有的微晶玻璃绝大部分都为钠钙硅体系，不能进行化学离子交换增强，因此断裂韧性严重不足，整体表现硬且脆，不能用于便携电子产品、航空飞行器、高速列车等产品的保护视窗；现在盖板玻璃行业常用的普通高铝硅及锂铝硅玻璃虽然可以进行化学离子交换增强增韧，但是局限于玻璃网络本征结构强度不足，其分叉阈值具有极限，不能支撑高张应力线密度，这种化学钢化玻璃虽然可以容纳很高的压应力，但压应力带来的高张应力超过分叉阈值后，玻璃在破碎时会在内部张应力作用下自行分裂，形成众多碎片，有自爆的风险。当大幅超过分叉阈值时，玻璃会分叉形成小于1mm的碎片，在破碎时会四处飞溅，造成安全隐患。且显示屏幕若破碎形成小于1mm的碎片，则很难继续使用。
[0005]因此，现有技术存在不足，需要改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有高分叉阈值的微晶玻璃及其制备方法，其中微晶玻璃具有很高的网络结构强度，并具有很高的晶体比例，此复合结构可大幅提高微晶玻璃的结构强度的同时提高其分叉阈值，使微晶玻璃既能容纳高的压应力来进一步提高显示盖板领域抗跌落强度的极限，又能在此基础之上保证玻璃的张应力安全性。
[0007]本专利技术的技术方案如下：一种具有超高分叉阈值的微晶玻璃，所述微晶玻璃中具有平均晶体尺寸小于或等于70nm的晶体，所述晶体占所述微晶玻璃总重量的50wt％～90wt％；
[0008]当所述微晶玻璃的厚度在0.4mm～1.5mm范围内时，所述微晶玻璃在强化中可获得的张应力线密度最大值在85000MPa/mm以上，所述微晶玻璃的分叉阈值在50000MPa/mm以上；
[0009]抗跌落试验后所述微晶玻璃破碎的颗粒在二维图纸上的垂直投影平均大小在
10mm以上。
[0010]进一步，所述晶体中的平均晶体尺寸在27nm～50nm之间，所述晶体占所述微晶玻璃总重量的68wt％～90wt％。
[0011]进一步，所述晶体包括β
‑
石英固溶体，以及二硅酸锂、β
‑
锂辉石、透锂长石、金红石、莫来石、尖晶石和锌尖晶石中的一种或多种。
[0012]进一步，所述β
‑
石英固溶体的数量占所述晶体总量的50％以上。
[0013]进一步，所述微晶玻璃的维氏硬度在650kgf/mm2～780kgf/mm2范围内；
[0014]厚度为1mm的所述微晶玻璃在400nm～750nm的可见光谱上的透过率在80％～92％范围内。
[0015]进一步，所述具有超高分叉阈值的微晶玻璃，以摩尔百分比计，包含以下组份：
[0016]SiO2：60％～75％；
[0017]Al2O3：13％～20％；
[0018]Na2O：1％～5％；
[0019]B2O3：0.5％～4％；
[0020]K2O：0％～2％；
[0021]Li2O的含量占SiO2+Al2O3总量的10％～20％之间。
[0022]进一步，所述Li2O的摩尔占比为10％～12.5％。
[0023]进一步，所述微晶玻璃中SiO2的摩尔占比为65％～70％，优选为68％～70％；和/或
[0024]所述微晶玻璃中Li2O的摩尔占比为11％～12.5％；和/或
[0025]所述微晶玻璃中Na2O的摩尔占比为1％～4％，优选为1％～2％。
[0026]进一步，所述微晶玻璃的组分还包括MgO，所述MgO的摩尔占比为1％～2.5％；和/或
[0027]所述微晶玻璃的组分还包括P2O5、ZnO、SnO2、ZrO2、TiO2中的一种或多种氧化物，其中，P2O5+ZnO+SnO2+ZrO2+TiO2的总摩尔占比在0.5％～7％，优选总摩尔占比在1.3％～3.8％。
[0028]进一步，所述微晶玻璃能够在钾、钠至少一种盐浴中进行单次或多次化学离子交换，钾
‑
钠交换产生的压应力层深度在6μm以上，强化后的所述微晶玻璃的张应力线密度在50000MPa/mm以上，优选强化后的所述微晶玻璃的张应力线密度在60000Mpa/mm以上；和/或
[0029]强化后的所述微晶玻璃A/B的比值大于或等于1.6MPa/μm，优选A/B的比值大于或等于1.8MPa/μm，其中A为由玻璃表面往下50微米处的应力值，单位为MPa，B＝压应力深度
‑
50微米，单位为微米；和/或
[0030]强化后的所述微晶玻璃的压应力深度为强化后的所述微晶玻璃厚度的17％～20％。
[0031]采用上述方案，本专利技术微晶玻璃具有很高的网络结构强度，并具有很高的晶体比例，此复合结构可大幅提高微晶玻璃的结构强度，同时能提高微晶玻璃的分叉阈值；微晶玻璃的结构既能容纳高的压应力来进一步提高其抗跌落强度的极限，又能在此基础之上保证张应力安全性。
附图说明
[0032]图1为本专利技术张应力释放实验中玻璃发生分叉的示意图。
具体实施方式
[0033]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本专利技术的具体实施方式。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]本专利技术提供一种具有超高分叉阈值的微晶玻璃，微晶玻璃中具有平均晶体尺寸小于或等于70nm的晶体，进一步优选为10nm～30nm，这个尺寸的晶体可以保证微晶玻璃的透明性。晶体占微晶玻璃总重量的50wt％～90wt％，超高的晶体比例，能够有效提高微晶玻璃的结构强度。具体地，本专利技术实施例中，晶体包括β
‑
石英固溶体，以及二硅酸锂、β
‑
锂辉石、透锂长石、金红石、莫来石、尖晶石和锌尖晶石中的一种或多种，且β
‑
石英固溶体为主晶相，其数量占晶体总量的50％以上，需要说明的是，β
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石英固溶体与残余的非晶玻璃体的化学组成相近，折射率差异小，成分连续，微晶玻璃在可见光区的透过率高。微晶玻璃中，当平均晶体尺寸在100微米以下时，微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有超高分叉阈值的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃中具有平均晶体尺寸小于或等于70nm的晶体，所述晶体占所述微晶玻璃总重量的50wt%～90wt%；当所述微晶玻璃的厚度在0.4mm～1.5mm范围内时，所述微晶玻璃在强化中可获得的张应力线密度最大值在85000MPa/mm以上，所述微晶玻璃的分叉阈值在50000MPa/mm以上；抗跌落试验后所述微晶玻璃破碎的颗粒在二维图纸上的垂直投影平均大小在10mm以上。2.根据权利要求1所述的具有超高分叉阈值的微晶玻璃，其特征在于，所述晶体中的平均晶体尺寸在27nm～50nm之间，所述晶体占所述微晶玻璃总重量的68wt%～90wt%。3.根据权利要求1所述的具有超高分叉阈值的微晶玻璃，其特征在于，所述晶体包括β
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石英固溶体，以及二硅酸锂、β
‑
锂辉石、透锂长石、金红石、莫来石、尖晶石和锌尖晶石中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的具有超高分叉阈值的微晶玻璃，其特征在于，所述β
‑
石英固溶体的数量占所述晶体总量的50%以上。5.如权利要求1所述的具有超高分叉阈值的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃的维氏硬度在650kgf/mm2～780kgf/mm2范围内；厚度为1mm的所述微晶玻璃在400nm～750nm的可见光谱上的透过率在80%～92%范围内。6.根据权利要求1至5任一项所述的具有超高分叉阈值的微晶玻璃，其特征在于，以摩尔百分比计，所述微晶玻璃包含以下组份：SiO2：60%～75%；Al2O3：13%～20%；Na2O：1%～5%；B2O3：0.5%～4%；K2O：0%～2%；Li2O的含量占SiO...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，谈宝权，覃文城，张延起，
申请(专利权)人：重庆鑫景特种玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：