[發明專利]一種高強度玻璃組合物、微晶玻璃及其制備方法

在審

• 申請號: 202111445164.1
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN116199426A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 吳波
• 申請（專利權）人: 深圳市微思騰新材料科技有限公司
• 主分類號: C03C10/12
• 分類號: C03C10/12;C03C10/04;C03C3/097;C03B32/02
• 代理公司: 廣東恩典律師事務所 44549
• 代理人: 張紹波

本發明提供了一種高強度微晶玻璃的制備方法、微晶玻璃及其玻璃組合物，其中玻璃組合物包括如下摩爾百分比的組分，SiO₂：70%~80%；Al₂O₃：2%~5%；Na₂O：0.1%~5%；ZrO₂：1%~5%；P₂O₅：0.5%~2.5%；Li₂O：15%~25%。本發明通過料方設計和熱處理工藝制度控制，提高微晶玻璃的析晶量，顯著提升微晶玻璃的本體強度，即使不通過化學強化，也可獲得高強度的微晶玻璃，廣泛應用于智能終端，減少工藝，降低生產成本。

技術領域

本發明涉及玻璃制造領域，尤其涉及一種高強度玻璃組合物、微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

微晶玻璃，又名玻璃陶瓷，作為玻璃的細分產品之一，由于其在抗跌落和抗沖擊性的優異表現，近年在高端電子顯示產品的應用得以拓展，逐步取代高鋁一強及二強玻璃，成為高端機型蓋板玻璃的首選材料。微晶玻璃是由晶相和殘余玻璃相組成的質地致密、無孔、均勻的熔結體，在某些基體玻璃加入一定量的成核劑（有時也不加），再經加熱（稱熱敏）或（和）光照（稱光敏）處理，使玻璃體內均勻地析出大量細小的晶體，而制成的透明或不透明材料。用于顯示終端的微晶玻璃結合了玻璃高透過率、低霧度及陶瓷高強度、高韌性優勢，大幅提高了電子產品的耐用性。

微晶玻璃的強度與微晶相的含量有關，當微晶相含量低時，玻璃相占比大，玻璃相成為連續的基體，晶相被孤立地均勻分布于玻璃相中，微晶玻璃的強度接近玻璃。而隨著微晶相含量增多，玻璃相占比逐漸減少，微晶玻璃的機械性能向陶瓷靠攏。當玻璃相含量極低時，玻璃相分散于晶體與晶體的網絡結構之間，此時微晶玻璃的本體強度達到最大。因此透明微晶玻璃應用于終端蓋板玻璃是在保證透過率、霧度等基本光學性能的前提下，盡可能的提高微晶玻璃的強度，尤其是抗跌落能力和抗沖擊能力。提高微晶玻璃強度的一種方法是提高微晶玻璃中晶體含量，進而提高微晶玻璃的本體強度。然而，晶體含量高，會引起微晶玻璃透過率的下降及霧度的增加，只有確保晶粒尺寸小、數量多才能滿足光學性能要求。如何確保析晶量高時提高玻璃的透過率、降低玻璃的霧度，相應的料方設計和熱處理工藝制度控制成為提升微晶玻璃性能的關鍵。

發明內容

為了在保證透過率、霧度等基本光學性能的前提下，提高微晶玻璃的強度，本發明提供了一種高強度微晶玻璃的制備方法、玻璃及其玻璃組合物，通過料方設計和熱處理工藝制度控制，提高微晶玻璃的析晶量，顯著提升微晶玻璃的本體強度，即使不通過化學強化，也可獲得高強度的微晶玻璃，應用于智能終端，減少工藝，降低生產成本。

為達到上述目的，本發明提供了一種玻璃組合物，以摩爾百分比計，包括如下組分：SiO₂：70%~80%；Al₂O₃：2%~5%；Na₂O：0.1%~5%；ZrO₂：1%~5%；P₂O₅：0.5%~2.5%；Li₂O：15%~25%。

優選地，上述玻璃組合物滿足如下條件：

[SiO₂]＞8×[Al₂O₃]+2×([Li₂O]-[Al₂O₃])

[Al₂O₃]＜[Li₂O]/4

[Na₂O]+[SiO₂]-6[Al₂O₃]-2[Li₂O]＜30%

[ZrO₂]/[P₂O₅]≥2

為達到上述目的，本發明還提供了一種微晶玻璃的制備方法，包括如下步驟：