[發明專利]摻雜β-鋰霞石晶須的玻璃陶瓷及其制備方法、化學強化玻璃陶瓷

有效

• 申請號: 202010514109.2
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111646704B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 胡偉;黃昊;覃文城;張延起;陳芳華
• 申請（專利權）人: 重慶鑫景特種玻璃有限公司
• 主分類號: C03C14/00
• 分類號: C03C14/00;C03C10/12;C03B32/02;C03C21/00
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 彭濤;劉曰瑩

1.一種摻雜β-鋰霞石晶須的玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷是通過將素玻璃進行熱處理結晶而形成的，其中形成的主晶相包含β-鋰霞石晶相，其特征在于，所述β-鋰霞石晶相包含針狀的β-鋰霞石晶須，所述β-鋰霞石晶須的長徑比為5~15，所述β-鋰霞石晶須的長度范圍為70nm~200nm；所述β-鋰霞石晶須均勻分散在玻璃相中；所述玻璃陶瓷包括：

SiO₂：60mol％~80mol％；

Al₂O₃：6mol％~13mol％；

Li₂O：3mol％~15mol％；

B₂O₃：0.5mol％~2mol％；

Na₂O：1mol％~4mol％；

ZnO：1mol％~2mol％；

P₂O₅：0.5mol％~2mol％。

2.根據權利要求1所述的摻雜β-鋰霞石晶須的玻璃陶瓷，其特征在于，所述β-鋰霞石晶須的長徑比為5~10。

3.根據權利要求1所述的摻雜β-鋰霞石晶須的玻璃陶瓷，其特征在于，所述β-鋰霞石晶須的長度范圍為80nm~150nm。

4.根據權利要求1至3任一項所述的摻雜β-鋰霞石晶須的玻璃陶瓷，其特征在于，以基于氧化物的摩爾%計，含有：

Li₂O+Na₂O+ZnO為10~21； Li₂O/(Si₂O+Al₂O₃)為0.1~0.22； (P₂O₅+B₂O₃)/Al₂O₃為0.1~0.6。

5.根據權利要求1至3任一項所述的摻雜β-鋰霞石晶須的玻璃陶瓷，其特征在于，所述玻璃陶瓷的可見光平均透過率大于或等于88%，霧度小于或等于0.2%，斷裂韌性大于或等于1.5 MPa·m^1/2，維氏硬度大于或等于750 HV。

6.根據權利要求1所述的摻雜β-鋰霞石晶須的玻璃陶瓷，其特征在于，所述玻璃陶瓷還包括：

ZrO₂：0.1mol％~3mol％； K₂O：1mol％~6mol％； CeO：0.01mol％~1mol％： SnO₂：0.01mol％~1mol％； NaCl：0.01mol％~0.2mol％。

7.一種制備權利要求1至6任一項所述的摻雜β-鋰霞石晶須的玻璃陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將玻璃陶瓷的原材料熔化、成型，獲取具有一定外形長度的素玻璃；

S2：將所述素玻璃置于500℃~700℃的溫度條件下加熱1h~6h，獲得第一熱處理玻璃；

S3：將第一熱處理玻璃置于640℃~800℃的溫度條件下加熱0.5h~4h，獲得第二熱處理玻璃，進而獲得摻雜β-鋰霞石晶須的玻璃陶瓷；

步驟S3中的熱處理溫度大于步驟S2中的熱處理溫度；

步驟S3過程中玻璃粘度范圍為7×10e8~1.0×10e10 dPa·s。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中的熱處理時間大于步驟S3中的熱處理時間。

9.一種化學強化玻璃陶瓷，其特征在于，所述化學強化玻璃陶瓷由權利要求1至6任一項所述的玻璃陶瓷進行至少一次離子交換強化得到，所述化學強化玻璃陶瓷的表面壓應力深度大于或等于60μm，表面壓應力小于或等于750MPa，楊氏模量在80~97GPa范圍內。