[發明專利]一種復合強化玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 201510069472.7
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104692636B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 胡偉;王鈺
• 申請（專利權）人: 深圳市力灃實業有限公司;彩虹集團公司
• 主分類號: C03B27/03
• 分類號: C03B27/03;C03C21/00
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 陳健

技術領域

本發明屬于玻璃制造技術領域，尤其涉及一種復合強化玻璃及其制備方法。

背景技術

化學強化玻璃由于其高透明度、高強度和耐磨性，目前在移動電話、媒體播放器和其他終端上有著廣泛的應用?；瘜W強化玻璃的高強度是通過離子交換實現，原理為：玻璃中的較小離子能夠在高溫下與鹽浴液中的較大離子進行置換，置換后較大離子在玻璃表面緊密堆積而產生較強的壓縮應力，進而表現出較高的強度。

然而在離子交換過程中，鹽浴液隨著被交換出的較小離子的增多而導致較大離子被稀釋，繼續使用相同的鹽浴液將會降低玻璃的壓縮應力。為解決此類技術問題，目前有種做法是通過兩種不同鹽浴液來實現離子交換：先將玻璃放在第一鹽浴液中進行離子交換，在第一鹽浴液中的較大離子被稀釋到一定程度后，將玻璃取出進行冷卻、干燥，然后再次預熱后再投入第二鹽浴液中進行鹽浴，其中第二鹽浴液中的較大離子的濃度要大于被稀釋后的第一鹽浴液中的較大離子的濃度。

這種鹽浴處理形成的壓縮應力層應力分布圖如圖1A所示，其中，AOB所包含的區域表示第一次鹽浴形成的壓縮應力區域，AOC所包含的區域表示第二次鹽浴后新增加的壓縮應力區域與第一次鹽浴形成的壓縮應力總合，可以看出，壓縮應力層在深度方向上并沒有太大改變，壓縮應力仍然是連續的單層。圖1B為采用掃描電鏡與能譜分析得到被交換的較大離子的濃度隨玻璃深度變化的曲線圖，可以看出較大離子的濃度僅在靠近玻璃表面的位置較高，而玻璃內部的較大離子的濃度會急劇下降。

總之，到目前為止所有的玻璃強化手段，無論是物理鋼化，還是化學強化，無論是一次強化，還是多次強化，無一例外都是在玻璃表面疊加單層壓縮應力層，所有的手段都是在如何在單層壓縮應力層上面做大壓縮應力值，或做大壓縮應力層厚度，需要說明的是，單層壓縮應力層指的是該壓縮應力層的應力分布或被交換離子的濃度都是沿著玻璃表面向內的方向遞減的，導致壓縮應力層在深度方向上并沒有太大改變。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種復合強化玻璃，旨在提升玻璃內部的復合壓縮應力值，從而實現玻璃整體強度的增強。

本發明是這樣實現的，一種復合強化玻璃，所述復合強化玻璃包括玻璃本體，所述玻璃本體的上下兩表面均具有一復合壓縮應力強化層；所述復合壓縮應力強化層包括至少兩個獨立的子強化層，所述至少兩個獨立的子強化層沿所述玻璃本體表面向內部延伸的方向排列。

進一步地，所述的每一個子強化層的壓縮應力都是通過離子交換產生的，被交換至玻璃內部的離子濃度從玻璃本體表面向內部延伸的方向上呈逐漸變小的趨勢；所述復合壓縮應力層的被交換至玻璃內部的離子濃度,從玻璃本體表面向內部延伸的方向上具有至少兩個峰值。

進一步地，所述復合壓縮應力強化層的壓縮應力值在從玻璃本體表面向內部延伸的方向上具有至少兩個峰值,所述每一個子強化層的壓縮應力平均值在從玻璃本體表面向內部延伸的方向上呈逐漸變小的趨勢。

進一步地，每個子強化層通過同價位的離子交換來實現，每個子強化層均通過同價位的離子交換來實現，且離子交換深度不低于3μm，壓縮應力值不低于50Mpa，最靠近所述玻璃本體表面的子強化層的離子交換深度不超過所述復合壓縮應力強化層的總離子交換深度的80％。

進一步地，每一個子強化層的被交換的離子濃度在從玻璃本體表面向內部延伸的方向呈由大到小分布。

進一步地，所述復合強化玻璃整體為平面片狀或彎曲片狀。

進一步地，所述復合強化玻璃的厚度為0.03-10mm。

本發明還提供了一種如上所述的復合強化玻璃的制備方法，所述制備方法包括下述步驟：

步驟A，提供玻璃，將所述玻璃進行預熱，然后使預熱過的玻璃在鹽浴液中進行同價位離子交換處理，以便在玻璃表面形成子強化層；其中，所述預熱的溫度低于所述鹽浴液的溫度；

步驟B，將經過鹽浴的玻璃取出，然后在高于鹽浴溫度并低于被離子交換玻璃的玻璃態轉化溫度的溫度范圍內、在沒有離子交換源的環境中進行熱處理，以使所述子強化層向玻璃內部移動至少3μm；

步驟C，將熱處理過的玻璃再次進行鹽浴，以便在玻璃表面通過同價位離子交換的形式形成新的子強化層，而已經移動至玻璃內部的子強化層還將繼續沿著濃度差值的方向，向玻璃內部和周邊持續交換并擴散；

步驟D，重復步驟B-C，直至在玻璃上形成個數滿足要求的子強化層。

進一步地，所述鹽浴液的溫度為350-600℃。

進一步地，所述同價位離子交換通過同族的“堿金屬”離子交換實現。