[發明專利]一種具有深層高壓應力的強化微晶玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 202010516331.6
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111847885B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 王鍵;林美靈;張熊熊;黃小杰;洪立昕
• 申請（專利權）人: 科立視材料科技有限公司
• 主分類號: C03C10/12
• 分類號: C03C10/12;C03B5/16;C03B19/02;C03B25/02;C03B32/02;C03C21/00
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務所(普通合伙) 35219
• 代理人: 方圓;林祥翔

本發明涉及了一種具有深層高壓應力的強化微晶玻璃及其制備方法，包括兩個對應的壓縮應力層；所述壓縮應力層由上下表面向內延伸，依次包括表面壓縮應力區和深層壓縮應力區；所述表面壓縮應力區和深層壓縮應力區的總厚度為50～100um；所述表面壓縮應力區的厚度為20um，所述表面壓縮應力區的應力CS≥800MPa；所述深層壓縮應力區中，內應力分布斜率的絕對值＜2，CS?30≥115MPa，CS?50≥80MPa，其CT值介于50?90MPa，維氏硬度大于6.50GPa，4PB測試值大于700N/mm²，單桿靜壓強度損失率小于10％，(500kgf/15s下的預制缺陷)，斷裂閥值大于5kgf，極大改善了強化微晶玻璃的相關性能。其制備包括兩次離子交換步驟。

技術領域

本發明涉及微晶玻璃領域，特別涉及一種具有深層高壓應力的強化微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

目前，用于智能手機的玻璃蓋板保護屏，為提高抗跌落性能，已從常規的一步化強升級到鋰鋁硅系二次強化。鋰鋁硅系二次強化玻璃含有鋰元素,可進行Na-Li(第一步)及K-Na(第二步)離子交換，具有高表面壓縮應力(CS)和較深的應力層(DOL),可一定程度上提升玻璃的抗沖擊性能，特別是在抗平整物體沖擊方面有很好的表現。但是，在抗尖銳物體沖擊性能上，如在粗糙地面上(水泥、砂石等)則很容易破碎。化學強化雖可通過在玻璃的表面處或一定深度的壓縮應力層處為裂紋穿透提供一些阻力，但這些阻力較為有限，一旦穿透壓縮應力層進入玻璃，就不再有效。因此，為更好的提高玻璃的抗尖銳物體沖擊性能，不僅需高表面壓縮應力和較深的應力層，還需深層位置處具有較高的壓縮應力值。

鋰鋁硅玻璃的強化效果受本體玻璃性質及化強工藝的影響，本體玻璃性質決定著CT(中心張應力)極限值，CT實際值又與CS和DOL有關，當CS與DOL增大時，CT也同時增大，當玻璃實際CT值接近或大于CT極限值時，玻璃會發生破裂。二次強化后的鋰鋁硅玻璃CT值較大，在提升深層壓應力值的化強實驗中容易發生玻璃的破裂。目前，用于提高深層壓應力的方法為低溫長時間離子交換，此方法耗時較久，提高生產成本。另一方法，通過提升化強溫度增加擴散速率從而減少交換時間，但由于應力松弛現象的存在，可適用的溫度不能太高。因此，通過升高化強溫度增大離子進入深度的作用有限，深層壓應力較難提升，從而制約了鋰鋁硅系化學強化玻璃的抗跌落性能。

發明內容

為此，為解決以上問題，發明人通過在鋰鋁硅系玻璃中引入微晶顆粒，微晶顆粒由于具有結晶相，較玻璃具有較高的網絡結構強度，其可增加玻璃韌性，提升最大CT容納度；同時，微晶顆粒在高溫下較為穩定，可減少應力松弛量。發明人利用微晶顆粒結構的特殊性，通過一定的配方設計及熱處理工藝，在鋰鋁硅系玻璃中引入一定含量的微晶相，并在限定的化學強化工藝條件下進行離子交換，改善微晶玻璃制品內部深層處的壓縮應力值，獲得內部深層處具有高壓縮應力值的微晶玻璃制品。

為達到上述目的，在本發明的第一個方面，本發明提供了一種具有深層高壓應力的強化微晶玻璃，所述強化微晶玻璃制品包括兩個對應的壓縮應力層；所述壓縮應力層由上下表面向內延伸，依次包括表面壓縮應力區和深層壓縮應力區；所述表面壓縮應力區和深層壓縮應力區的總厚度為50～100um；所述表面壓縮應力區的厚度為0～20um，所述表面壓縮應力區的應力CS≥800MPa；所述深層壓縮應力區中，內應力分布斜率的絕對值＜2，CS-30≥115MPa，CS-50≥80MPa。

優選的，所述微晶玻璃的厚度t，0.55mm≤t＜0.8mm；所述壓縮應力層的厚度＞0.2t。

優選的，所述壓縮應力層的厚度≥0.22t。

優選的，所述表面壓縮應力區應力CS≥850MPa。

優選的，所述深層壓縮應力區內，CS-30≥120MPa，

優選的，所述深層壓縮應力區內，CS-50≥85MPa。