[發明專利]一種多晶核復合透明玻璃陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201911327940.0
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN110981206B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 胡偉;談寶權;黃昊;覃文城;張延起
• 申請（專利權）人: 重慶鑫景特種玻璃有限公司
• 主分類號: C03C10/12
• 分類號: C03C10/12;C03C10/04;C03B25/00;C03B32/02;C03C21/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

本發明公開一種多晶核復合透明玻璃陶瓷及其制備方法，所述的多晶核復合透明玻璃陶瓷的制備方法包括以下步驟：在玻璃熔制時加入多種晶核劑，加工后獲取具有一定外形尺寸的素玻璃；將S2中所得的素玻璃置于溫度為T1的條件下，加熱1h～6h進行退火處理，退火處理完成后置于溫度為T2的條件下，加熱1h～6h，做核化處理，核化處理完成后置于溫度為T3的條件下，加熱0～3h進行晶化處理，且所述T1T2。本發明制備出含有多種晶核，晶相為二硅酸鋰和透鋰長石的玻璃陶瓷，多晶核降低了晶體析出所需的核化和晶化能，能夠降低熱處理溫度和時間，并且調整晶體的比例，通過該制備方法制備出的玻璃陶瓷耐損壞性增強，斷裂韌度好，應用范圍廣。

技術領域

本發明涉及玻璃生產制造技術領域，尤其涉及一種多晶核復合透明玻璃陶瓷及其制備方法。

背景技術

玻璃陶瓷是經過高溫融化、成型、熱處理而制成的一類晶相與玻璃相結合的復合材料，一般是通過在玻璃原料中添加晶核劑，并在熱處理過程中進行控制成核和析晶，以獲得含有大量微晶體的整體析晶。相比玻璃，玻璃陶瓷因為具有均勻的、一般小于10μm的晶體，它比普通玻璃的強度高出一個數量級，因此而被廣泛用于用于智能手機、平板電腦等大面積觸屏電子產品中。

目前，市面上玻璃陶瓷產品是基于在玻璃熔制前加入一定量的單一種類的晶核劑，如加入TiO₂或ZrO₂或P₂O₅等，晶核劑在熔制過程中先溶解在玻璃中，熱處理過程中通過分相或直接析出晶核，并晶化，從而制備出高強度玻璃陶瓷。

已知的玻璃陶瓷材料，由于制備過程中只加入了單一種類的晶核劑，晶相單一，導致玻璃陶瓷的結構強度有限；同時由于陶瓷玻璃所具有的晶核數量較少，析出晶體的比例有限，常常呈現固有的脆性，抗拉強度較低，導致玻璃陶瓷材料耐損壞性和斷裂韌度較差，且晶核數量少易導致晶體較大(大于100nm)，影響玻璃陶瓷的可見光透過率，從而限制了玻璃陶瓷的應用范圍，降低其實用性，例如，現有的玻璃陶瓷可見光透過率低于85％，均不能用于電子產品的顯示蓋板。因此，急需對玻璃陶瓷材料的脆性、抗拉強度進行改進，以提高玻璃陶瓷的耐損壞性和斷裂韌度及抗拉強度；另一方面，需要降低晶體的尺寸，提高可見光的透過率，從而提高玻璃陶瓷的實用性。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種多晶核復合透明玻璃陶瓷及其制備方法，所述玻璃陶瓷含有多種晶核，且晶核數量多，晶體尺寸小，玻璃陶瓷的耐損壞性、斷裂韌度強；同時所述玻璃陶瓷的可見光的透過率大于85％，可應用與電子產品蓋板等領域，實用性強；所述玻璃陶瓷晶相為二硅酸鋰和透鋰長石，不同晶相相互交織，增強其抗破壞強度，使得所述玻璃陶瓷的抗破壞強度為單一晶相玻璃陶瓷的抗破壞強度的一倍以上。

本發明的技術方案如下：一種多晶核復合透明玻璃陶瓷，所述晶核包括ZrO₂、TiO₂、P₂O₅、稀土元素、金、銀、氟化物中的至少兩種；晶相包括二硅酸鋰和透鋰長石；所述玻璃陶瓷任一面的表面壓應力范圍為400MPa～600MPa，所述玻璃陶瓷的應力層深度范圍為10μm～100μm，所述玻璃陶瓷的張應力線密度大于30000MPa/mm。

進一步地，所述晶核中的所述氟化物為NaF和/或CaF₂；所述晶核中的所述稀土元素為La系元素和/或Tm系元素。

進一步地，所述晶核包括ZrO₂、TiO₂、P₂O₅、稀土元素、金、銀、氟化物中的至少三種。

進一步地，所述玻璃陶瓷任一面的表面壓應力范圍為500MPa～600MPa，所述玻璃陶瓷的應力層深度范圍為20um～90μm。