[發明專利]一種用于超薄鈉鈣玻璃化學鋼化的熔鹽及其鋼化工藝

在審

• 申請號: 201810546688.1
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108623140A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 鄔亞斌;賈迎輝;康煌;柯城
• 申請（專利權）人: 福耀玻璃工業集團股份有限公司
• 主分類號: C03B27/03
• 分類號: C03B27/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種用于超薄鈉鈣玻璃化學鋼化的熔鹽，該熔鹽包括主鹽KNO₃和一定比例混合的輔助鹽Al₂O₃、K₂CO₃、KOH和CsNO₃。本發明還提供了一種使用上述熔鹽對超薄鈉鈣玻璃進行化學鋼化的工藝，通過采用等離子清洗玻璃表面等工藝步驟，并控制反應溫度、時間等工藝參數，實現對超薄鈉鈣玻璃的化學鋼化增強。本發明能有效提升了超薄鈉鈣玻璃的力學強度，同時兼顧表面壓應力和應力層深度，可以在獲得介于620MPa～680MPa的表面應力值同時，使應力層深度穩定在15μm～16μm之間，使經過強化后的超薄鈉鈣玻璃能夠滿足汽車玻璃的強度要求。

技術領域：

本發明涉及玻璃化學鋼化技術領域，尤其涉及一種用于超薄鈉鈣玻璃化學鋼化的熔鹽及其鋼化工藝。

背景技術：

隨著全球低碳的經濟需求，汽車也開始朝著節能減排及提高舒適性方面發展，新能源汽車成為全世界汽車工業的“發展共識”，零排放零污染成為汽車行業的重要課題，在節能減排方面汽車玻璃也有所貢獻，輕量化的汽車玻璃可以為車輛減重，減少日常耗用的能量。因此開發與新能源汽車配套，具備比普通汽車玻璃有更輕和更好光學效果的超薄汽車玻璃成為了世界研究領域的熱點課題之一。

由于汽車玻璃超薄化的同時也降低了汽車玻璃的力學強度，尤其使用厚度在1.1mm以下的超薄汽車玻璃必須進行強化處理才能滿足應用在汽車上的強度要求。玻璃強化處理方法主要分為物理鋼化和化學鋼化，對于厚度在1.1mm以下的超薄汽車玻璃，物理鋼化難度大、效果差，并且容易使玻璃翹曲變形，只能采用化學鋼化技術來提升超薄汽車玻璃的力學強度。化學鋼化的基本原理是：是將玻璃浸入KNO₃之類的熔鹽中，以K⁺離子來置換玻璃中的Na⁺離子、由于K⁺離子半徑大于Na⁺離子半徑，因而在玻璃表面產生一層(約10-50μm左右)壓縮應力層。化學鋼化所產生的表面壓縮應力是由于注入交換離子所占有的空間同原來離子不同所引起，因此離子的交換速度直接影響鋼化效果。玻璃浸入熔鹽中的離子交換反應可按離子擴散問題來處理，其交換速度與離子種類、玻璃化學組成及溫度等因素有關。

對于玻璃化學組成，玻璃中鋁含量對鋼化效果影響最大：較高的鋁含量有利于提高化學鋼化玻璃的表面壓應力(CS)、壓應力層深度(DOL)以及彎曲強度等性能指標。然而制作汽車玻璃的原片玻璃基本是普通浮法鈉鈣玻璃，鈉鈣玻璃在廣泛條件下具有多種優秀的性質，包括：例如具有較好的透明度和清晰度、較高的耐久性，翹曲度好等。但鈉鈣玻璃的鋁含量低，化學鋼化難度較大，表面壓應力、壓應力層深度以及彎曲強度等性能指標提升程度差。

針對上述鈉鈣玻璃化學鋼化效果差的問題，專利號為CN104556649A的中國發明專利公開了一種用于低堿低鋁玻璃化學鋼化的熔鹽配方及其鋼化工藝，其特征在于它主要成分包括硝酸鉀、納米三氧化二鋁、納米二氧化硅、碳酸鉀，其中，納米三氧化二鋁的加入量為硝酸鉀質量的0～1.0％、碳酸鉀的加入量為硝酸鉀質量的0.2～3％，納米三氧化二鋁與納米二氧化硅的加入量不同時為0。采用上述配的熔鹽及使用該熔鹽的化學鋼化工藝雖然能提高了鈉鈣玻璃的表面壓應力和應力層深度，并縮短化學鋼化所需的時間。但是當表面壓應力值達到720MPa時，應力層深度就只有7.3μm，而當表面壓應力值只有450MPa時，應力層深度達到了21.5μm，對于同一片玻璃的強化結果是表面壓應力值越大，應力層深度越小，反之亦然，無法同時兼顧表面壓應力和應力層深度，因此該專利技術對鈉鈣玻璃的強化效果依然無法使其達到汽車玻璃的強度要求。

發明內容：

本發明為了解決上述問題，提供了一種超薄鈉鈣玻璃的化學鋼化工藝及熔鹽，利用本發明能夠有效提升超薄鈉鈣玻璃的力學強度，同時兼顧表面壓應力和應力層深度，使其能夠滿足汽車玻璃的強度要求。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：