一種具有超高分叉閾值的微晶玻璃制造技術

本發(fā)明專利技術公開一種具有超高分叉閾值的微晶玻璃，微晶玻璃中具有平均晶體尺寸在70nm以下的晶體，晶體占比為50wt％～90wt％，微晶玻璃的厚度在0.4mm～1.5mm范圍內，微晶玻璃在強化中可獲得的張應力線密度最大值在70000Mpa/mm以上，分叉閾值在50000Mpa/mm以上，抗跌落試驗后破碎的顆粒在二維圖紙上的垂直投影平均大小在10mm以上，厚度為1mm的微晶玻璃在可見光譜上的透過率在80％～92％范圍內。本發(fā)明專利技術微晶玻璃具有高網(wǎng)絡結構強度和高晶體比例，可大幅提高玻璃結構強度同時提高其分叉閾值，既提高了微晶玻璃抗跌落強度的極限，又在此基礎上保證微晶玻璃的張應力安全性。

A kind of glass ceramics with ultra-high bifurcation threshold

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種具有超高分叉閾值的微晶玻璃
本專利技術涉及玻璃生產制造
，尤其涉及一種具有超高分叉閾值的微晶玻璃。
技術介紹
隨著智能時代的到來，各類產品的智能化將迅速普及，大到房子、汽車、家具，小到音響、遙控器、飲水器等。而屏幕控制是大部分智能化設備的基礎部分，為適應產品的各種使用環(huán)境，作為屏幕的保護材料必將需要進一步提高其耐酸堿、耐溫度沖擊、耐機械沖擊等特性，又必須滿足各種形狀的要求及一定的透明度要求。目前屏幕保護的材質大部分為玻璃，其具有高透過率、穩(wěn)定性好、耐酸堿性等優(yōu)點。但，市面上現(xiàn)有的微晶玻璃絕大部分都為鈉鈣硅體系，不能進行化學離子交換增強，因此斷裂韌性嚴重不足，整體表現(xiàn)硬且脆，不能用于便攜電子產品、航空飛行器、高速列車等產品的保護視窗；現(xiàn)在蓋板玻璃行業(yè)常用的普通高鋁硅及鋰鋁硅玻璃雖然可以進行化學離子交換增強增韌，但是局限于玻璃網(wǎng)絡本征結構強度不足，其分叉閾值具有極限，不能支撐高張應力線密度，這種化學鋼化玻璃雖然可以容納很高的壓應力，但壓應力帶來的高張應力超過分叉閾值后，玻璃在破碎時會在內部張應力作用下自行分裂，形成眾多碎片，有自爆的風險。當大幅超過分叉閾值時，玻璃會分叉形成小于1mm的碎片，在破碎時會四處飛濺，造成安全隱患。且顯示屏幕若破碎形成小于1mm的碎片，則很難繼續(xù)使用。因此，現(xiàn)有技術存在不足，需要改進。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有高分叉閾值的微晶玻璃及其制備方法，其中微晶玻璃具有很高的網(wǎng)絡結構強度，并具有很高的晶體比例，此復合結構可大幅提高微晶玻璃的結構強度的同時提高其分叉閾值，使微晶玻璃既能容納高的壓應力來進一步提高顯示蓋板領域抗跌落強度的極限，又能在此基礎之上保證玻璃的張應力安全性。本專利技術的技術方案如下：提供一種具有超高分叉閾值的微晶玻璃，所述微晶玻璃中具有平均晶體尺寸小于或等于70nm的晶體，所述晶體占所述微晶玻璃總重量的50wt％～90wt％，當所述微晶玻璃的厚度在0.4mm～1.5mm范圍內時，所述微晶玻璃在強化中可獲得的張應力線密度最大值在70000Mpa/mm以上，所述微晶玻璃的分叉閾值在50000Mpa/mm以上，抗跌落試驗后所述微晶玻璃破碎的顆粒在二維圖紙上的垂直投影平均大小在10mm以上。優(yōu)選地，所述微晶玻璃在強化中可獲得的張應力線密度最大值在50000Mpa/mm以上。優(yōu)選地，所述微晶玻璃的分叉閾值在60000Mpa/mm以上。優(yōu)選地，所述晶體包括β-石英固溶體，以及二硅酸鋰、β-鋰輝石、透鋰長石、金紅石、莫來石、尖晶石和鋅尖晶石中的一種或多種。優(yōu)選地，所述β-石英固溶體的數(shù)量占所述晶體總量的50％以上。優(yōu)選地，所述晶體中的平均晶體尺寸在10nm～30nm之間。優(yōu)選地，所述微晶玻璃的維氏硬度在650kgf/mm2～780kgf/mm2范圍內。厚度為1mm的所述微晶玻璃在400nm～750nm的可見光譜上的透過率在80％～92％范圍內。優(yōu)選地，以摩爾百分比計，所述微晶玻璃包含以下組份：SiO2：60％～75％；Al2O3：13％～20％；Li2O的含量占SiO2+Al2O3總量的10％～20％之間。優(yōu)選地，所述微晶玻璃的組分還包括MgO，所述MgO的摩爾占比在2％～7.5％的范圍內，MgO/(SiO2+Al2O3+MgO)的比值在3～10之間。優(yōu)選地，所述微晶玻璃的組分還包括Na2O和/或K2O，所述Na2O的摩爾占比在1％～5％的范圍內，所述K2O的摩爾占比在0％～2％的范圍內。優(yōu)選地，所述微晶玻璃的組分還包括B2O3，所述B2O3的摩爾占比在0.5％～4％的范圍內。優(yōu)選地，所述微晶玻璃的組分還包括P2O5、ZnO、SnO2、ZrO2、TiO2中的一種或多種氧化物，其中，P2O5+ZnO+SnO2+ZrO2+TiO2的總摩爾占比在0.5％～7％。優(yōu)選地，所述微晶玻璃能夠在鉀、鈉至少一種鹽浴中進行單次或多次化學離子交換，鉀-鈉交換產生的壓應力層深度在6μm以上，強化后的所述微晶玻璃的表面壓應力在650MPa以上，張應力線密度在50000Mpa/mm以上。優(yōu)選地，強化后的所述微晶玻璃A/B的比值大于或等于1.6MPa/μm，其中A為由玻璃表面往下50微米處的應力值，單位為MPa，B＝壓應力深度-50微米，單位為微米；強化后的所述微晶玻璃的壓應力深度為強化后的所述微晶玻璃厚度的17％～20％。采用上述方案，本專利技術微晶玻璃具有很高的網(wǎng)絡結構強度，并具有很高的晶體比例，此復合結構可大幅提高微晶玻璃的結構強度，同時能提高微晶玻璃的分叉閾值；微晶玻璃的結構既能容納高的壓應力來進一步提高其抗跌落強度的極限，又能在此基礎之上保證張應力安全性。附圖說明圖1為本專利技術張應力釋放實驗中玻璃發(fā)生分叉的示意圖。具體實施方式為了對本專利技術的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)詳細說明本專利技術的具體實施方式。顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術提供一種具有超高分叉閾值的微晶玻璃，微晶玻璃中具有平均晶體尺寸小于或等于70nm的晶體，進一步優(yōu)選為10nm～30nm，這個尺寸的晶體可以保證微晶玻璃的透明性。晶體占微晶玻璃總重量的50wt％～90wt％，超高的晶體比例，能夠有效提高微晶玻璃的結構強度。具體地，本專利技術實施例中，晶體包括β-石英固溶體，以及二硅酸鋰、β-鋰輝石、透鋰長石、金紅石、莫來石、尖晶石和鋅尖晶石中的一種或多種，且β-石英固溶體為主晶相，其數(shù)量占晶體總量的50％以上，需要說明的是，β-石英固溶體與殘余的非晶玻璃體的化學組成相近，折射率差異小，成分連續(xù)，微晶玻璃在可見光區(qū)的透過率高。微晶玻璃中，當平均晶體尺寸在100微米以下時，微晶玻璃可具有85％以上的透過率，具體地，本實施例中，微晶玻璃在400nm～750nm的可見光譜上呈現(xiàn)80％～92％的透過率，這使得微晶玻璃在具有上述高強度的同時具有優(yōu)異的透光性，可代替普通玻璃作為適宜電子顯示設備的蓋板保護材料。本專利技術微晶玻璃具有超高的晶體比例，由于內部晶體的存在，微晶玻璃比普通玻璃具有更高的機械強度，尤其是在硬度和抗沖擊性上表現(xiàn)優(yōu)異。相對于普通玻璃，在普通玻璃基礎之上通過改變基礎成分和調整熱處理工藝，可以在一定程度上控制玻璃產生晶體，并控制晶體的種類、晶粒大小、數(shù)量等參數(shù)。從而使得微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)、透明性大范圍可調、這些特性決定了微晶玻璃在無機非金屬材料領域占有重要地位，極具開發(fā)和應用前景。本專利技術的微晶玻璃能夠在堿金屬鹽浴中進行化學離子交換，從而對微晶玻璃進一步強化。具體地，本專利技術將微晶玻璃在鉀鹽、鈉鹽的純鹽浴或者混合鹽浴中進行鉀-鈉離子交換，大幅提升微晶玻璃的強度；同時，由于上述晶體為低溫析晶，其結構接近于玻璃體，且晶粒多數(shù)處于10nm～30nm之間，故微晶玻璃中的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
1.一種具有超高分叉閾值的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃中具有平均晶體尺寸小于或等于70nm的晶體，所述晶體占所述微晶玻璃總重量的50wt％～90wt％，當所述微晶玻璃的厚度在0.4mm～1.5mm范圍內時，所述微晶玻璃在強化中可獲得的張應力線密度最大值在70000Mpa/mm以上，所述微晶玻璃的分叉閾值在50000Mpa/mm以上，抗跌落試驗后所述微晶玻璃破碎的顆粒在二維圖紙上的垂直投影平均大小在10mm以上。/n

【技術特征摘要】
1.一種具有超高分叉閾值的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃中具有平均晶體尺寸小于或等于70nm的晶體，所述晶體占所述微晶玻璃總重量的50wt％～90wt％，當所述微晶玻璃的厚度在0.4mm～1.5mm范圍內時，所述微晶玻璃在強化中可獲得的張應力線密度最大值在70000Mpa/mm以上，所述微晶玻璃的分叉閾值在50000Mpa/mm以上，抗跌落試驗后所述微晶玻璃破碎的顆粒在二維圖紙上的垂直投影平均大小在10mm以上。


2.根據(jù)權利要求1所述的具有超高分叉閾值的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃在強化中可獲得的張應力線密度最大值在50000Mpa/mm以上。


3.根據(jù)權利要求1所述的具有超高分叉閾值的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃的分叉閾值在60000Mpa/mm以上。


4.根據(jù)權利要求1所述的具有超高分叉閾值的微晶玻璃，其特征在于，所述晶體包括β-石英固溶體，以及二硅酸鋰、β-鋰輝石、透鋰長石、金紅石、莫來石、尖晶石和鋅尖晶石中的一種或多種。


5.根據(jù)權利要求4所述的具有超高分叉閾值的微晶玻璃，其特征在于，所述β-石英固溶體的數(shù)量占所述晶體總量的50％以上。


6.根據(jù)權利要求4所述的具有超高分叉閾值的微晶玻璃，其特征在于，所述晶體中的平均晶體尺寸在10nm～30nm之間。


7.如權利要求1所述的具有超高分叉閾值的微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃的維氏硬度在650kgf/mm2～780kgf/mm2范圍內；
厚度為1mm的所述微晶玻璃在400nm～750nm的可見光譜上的透過率在80％～92％范圍內。


8.根據(jù)權利要求1至7任一項所述的具有超高分叉閾值的微晶玻璃，其特征在于，以摩爾百分比計，所述微晶玻璃包含以下組份：
SiO2：60％...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：胡偉，談寶權，覃文城，張延起，
申請(專利權)人：深圳市東麗華科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44