玻璃退火方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種玻璃退火方法及其應(yīng)用，尤其涉及一種浮法生產(chǎn)的玻璃退火方法 及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 化學(xué)強(qiáng)化玻璃是將適合化學(xué)強(qiáng)化的玻璃，例如化2〇-Al2〇3-Si〇2體系的玻璃，將其 浸入到含鐘離子溶液中進(jìn)行化-K離子的交換，例如kn〇3溶液中，從而得到表面高壓應(yīng)力的 強(qiáng)化玻璃。玻璃經(jīng)強(qiáng)化后，玻璃的硬度、抗劃傷性、抗沖擊性將得到明顯的提高。
[0003] 現(xiàn)有此類工藝過程雖然可W對玻璃進(jìn)行強(qiáng)化提高其鋼化性能，但通常在生產(chǎn)過程 中，因組分中高含量的難烙A12化導(dǎo)致的玻璃不均勻性和因浮法玻璃在退火過程中導(dǎo)致的 應(yīng)力不均勻性使本身的強(qiáng)度明顯低于理論強(qiáng)度，因此實(shí)際強(qiáng)化后所得玻璃的鋼化性能明顯 低于預(yù)期設(shè)計(jì)時的玻璃鋼化性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本申請人經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn)，目前此類工藝過程中存在一個問題，因玻璃在大 規(guī)模生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不均勻性W及玻璃在快速冷卻時產(chǎn)生的應(yīng)力分布不均勻性導(dǎo)致玻 璃強(qiáng)化效果的差異一直存在，表現(xiàn)在玻璃強(qiáng)化后鋼化性能的離散性較大。由于鋼化性能的 離散性會使部分玻璃強(qiáng)化后低于預(yù)期鋼化性能，從而使玻璃的品質(zhì)降低。
[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種玻璃退火方法及其應(yīng)用，所述玻璃退火方法制造出的 玻璃應(yīng)力分布較為均勻，表面應(yīng)力值按照表面應(yīng)力方法測定，經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算后其離散系數(shù)可 控制在0. 05W內(nèi)。
[0006]為解決W上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的第一方面的技術(shù)方案是一種玻璃退火方法， 包括W下步驟：
[0007] 將玻璃升溫至Trc，T1為玻璃制備時的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg或者TgW下10~ 3(TC;玻璃在TrC時保溫1-20小時后進(jìn)行恒速降溫至T2°C，T1與T2的溫度差值為降溫區(qū) 間，所述降溫區(qū)間是60-12(TC;在所述降溫區(qū)間內(nèi)玻璃保持自身溫度的降溫速率為-6(TC/ h~-2〇CA。
[0008] 優(yōu)選的，玻璃在恒速降溫之后，采用自然降溫或強(qiáng)制降溫任一方式。
[0009] 優(yōu)選的，在所述降溫區(qū)間內(nèi)玻璃保持自身溫度的降溫速率為-3(TCA~-7. 5°C/ h。
[0010] 優(yōu)選的，在所述降溫區(qū)間內(nèi)玻璃保持自身溫度的降溫速率為-15°CA~-7. 5°C/ h。
[0011] 優(yōu)選的，所述玻璃為Na2〇-Al2〇3-Si化體系的玻璃，玻璃在Trc時保溫10-15小時 后進(jìn)行恒速降溫至T2°C。
[0012] 本申請還提供第二方面的技術(shù)方案即前述任一所述的玻璃退火方法在提高玻璃 鋼化性能上的應(yīng)用，利用前述任一玻璃退火方法所制得的玻璃進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化。
[0013] 優(yōu)選的，所述化學(xué)強(qiáng)化為將玻璃浸入到含鐘離子溶液中進(jìn)行化-Κ離子的交換。
[0014] 優(yōu)選的，所述玻璃為Na2〇-Al2〇3-Si化體系的玻璃，玻璃在TrC時保溫10-15小時 后進(jìn)行恒速降溫至T2°C。
[0015] 優(yōu)選的，所述含鐘離子溶液為kn〇3溶液。
[0016] 本申請與現(xiàn)有技術(shù)相比，其詳細(xì)說明如下：
[0017] 本申請所述玻璃退火方法主要采用W下步驟：
[0018] 將玻璃升溫至Trc，T1為玻璃制備時的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg或者TgW下10~ 3(TC;玻璃在Trc時保溫1-20小時后進(jìn)行恒速降溫至T2°C，T1與T2的溫度差值為降溫區(qū) 間，所述降溫區(qū)間是60-12(TC;在所述降溫區(qū)間內(nèi)玻璃保持自身溫度的降溫速率為-6(TC/ h~-2〇CA。
[0019] 本申請人通過大量的研究發(fā)現(xiàn)，通過采用上述將所得玻璃進(jìn)行上述二次退火方式 或?qū)⑸鲜龇绞綉?yīng)用于玻璃的退火過程中，采用上述特定的保溫區(qū)間、特定的恒速降溫速率 W及降溫區(qū)間，從而可W獲得應(yīng)力分布均勻性得W改善的玻璃或者直接得到應(yīng)力分布較 為均勻的玻璃。本申請所得玻璃同時可W有效的在其強(qiáng)化后，其鋼化性能的離散性明顯得 到改善，從而玻璃的鋼化性能能夠更接近于預(yù)期的設(shè)定值。通過對采用普通退火方式W及 在普通退火方式基礎(chǔ)上采用本申請所述方式進(jìn)行二次退火的玻璃進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)采用本申 請方式的玻璃的鋼化性能提高10%W上，強(qiáng)化后玻璃鋼化性能分布離散性則降低50%W 上。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本申請實(shí)施方式玻璃退火方法；
[0021] 圖2是實(shí)施例2中玻璃在不同條件下強(qiáng)化后的表面應(yīng)力值變化圖；
[0022] 圖3是實(shí)施例2中玻璃在不同條件下強(qiáng)化后的應(yīng)力層深度變化圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本申請玻璃退火方法，包括W下步驟，
[0024] 將玻璃升溫至TrC，T1為玻璃制備時的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg或者TgW下10~ 3(TC;玻璃在Trc時保溫時間為ΔΗ= 1-20小時后進(jìn)行恒速降溫至T2。T1與T2的溫度 差值ΔΤ為降溫區(qū)間，所述降溫區(qū)間是60-12(TC;在所述降溫區(qū)間內(nèi)玻璃保持自身溫度的 降溫速率Δd為-6(TCA~-2°C/h，參照圖1。
[0025] 為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對 本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026] 實(shí)施例1--不同玻璃品種退火
[0027] 采用前述退火方式對不同的玻璃品種進(jìn)行二次退火，并與采用現(xiàn)有退火方式直接 得到的不同玻璃品種分別進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，化學(xué)強(qiáng)化時所采用的強(qiáng)化溫度、強(qiáng)化時間均相同， 分別為43(TC和化；采用本申請退火方法對玻璃進(jìn)行二次退火時，分別對不同的玻璃品種 采用不同的恒速降溫速率，相同的升溫溫度W及溫度維持時間，降溫區(qū)間為60-12(TC。
[0028] 所得玻璃檢測W下技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)力和應(yīng)力層深度采用FSM-6000表面應(yīng)力儀進(jìn)行 測試，每種樣品數(shù)量在20個左右，然后根據(jù)測試結(jié)果計(jì)算離散系數(shù)，離散系數(shù)計(jì)算為樣本 標(biāo)準(zhǔn)偏差/樣本平均值，所得結(jié)果見下表。
[0029] 表1-不同玻璃品種退火測定數(shù)據(jù)
[0030]
[0031]
[0032] 實(shí)施例2--同一玻璃品種，不同強(qiáng)化溫度
[0033] 義用前述退火方式對同一玻璃品種Na2〇-Al2〇3-Si化體系中任一玻璃品種如前述 MJB5A產(chǎn)品進(jìn)行二次退火，并與采用現(xiàn)有退火方式直接得到的玻璃分別進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，化學(xué) 強(qiáng)化時采用不同的強(qiáng)化溫度，相同的強(qiáng)化時間化；采用本申請退火方法對玻璃進(jìn)行二次退 火時，分別對玻璃品種采用不同的恒速降溫速率，相同的升溫溫度W及溫度維持時間，降溫 區(qū)間為60-120°C。
[0034] 所得玻璃檢測W下技術(shù)指標(biāo)，所得結(jié)果見下表。
[0035] 表2-不同強(qiáng)化溫度測定結(jié)果
[0036]
[0037]
[0038] 實(shí)施例3-同一玻璃品種，不同升溫溫度
[0039] 采用前述退火方式對同一玻璃品種Na2〇-Al2〇3-Si化體系中任一種玻璃品種，如前 述MJB5A產(chǎn)品，進(jìn)行二次退火，并與采用現(xiàn)有退火方式直接得到的玻璃分別進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化， 化學(xué)強(qiáng)化時采用相同的強(qiáng)化溫度41(TC，強(qiáng)化時間化；采用本申請退火方法對玻璃進(jìn)行二 次退火時，分別對玻璃品種采用不同的恒速降溫速率，不同的升溫溫度（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg為575°C)、相同的溫度維持時間，降溫區(qū)間為60-12(TC。
[0040] 所得玻璃檢測W下技術(shù)指標(biāo)，所得結(jié)果見下表。
[0041] 表3-不同升溫溫度測定結(jié)果
[0042]
[0043]
[0044] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：
[0045] 在實(shí)施例1中，不同品種的玻璃經(jīng)過退火后玻璃的應(yīng)力值均有所增加，而玻璃的 離散系數(shù)則開始降低，在不同的退火速率下，應(yīng)力值增加的程度和離散性的變化不同，送啟 發(fā)我們在滿足要求的情況下可W提高退火速率來降低成本。
[0046] 實(shí)施例2中，不同的強(qiáng)化溫度所得到的鋼化應(yīng)力值是不同的，一般來講，在相同的 鋼化時間內(nèi)，鋼化溫度越高，玻璃的應(yīng)力層深度約深，而應(yīng)力值則降低。玻璃鋼化后的應(yīng)力 值的離散性同玻璃的鋼化溫度關(guān)系不明顯，一般適合化學(xué)鋼化的玻璃的鋼化溫度都有一個 比較寬的區(qū)間，配合鋼化時間都能夠得到滿足鋼化性能的鋼化玻璃。
[0047] 實(shí)施例3中，不同退火的保溫溫度對鋼化性能的影響，一般來講，當(dāng)退火溫度降低 時，玻璃內(nèi)部結(jié)構(gòu)重組的時間將加長，在相同的保溫時間下，溫度較高時，玻璃內(nèi)部達(dá)到平 衡的程度將提高。但在此有一個前提，因?yàn)椴ＡО逶谕嘶疬^程中受自身重力的影響將產(chǎn)生 變形，因此在退火過程中應(yīng)選擇相對較低的溫度或在高溫時間保溫較短時間來防止玻璃變 形。樣本的保溫時間為6小時，玻璃均可W達(dá)到提高鋼化性能的目的。
[0048] W上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對 本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)W權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可W做出若干改進(jìn)和潤飾，送些改 進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種玻璃退火方法，其特征在于，包括以下步驟： 將玻璃升溫至Tl°c，T1為玻璃制備時的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg或者Tg以下10~30°C; 玻璃在T1°C時保溫1-20小時后進(jìn)行恒速降溫至T2°C，T1與T2的溫度差值為降溫區(qū)間， 所述降溫區(qū)間是60-120°C;在所述降溫區(qū)間內(nèi)玻璃保持自身溫度的降溫速率為-60°C/ h~-2。。/h。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃退火方法，其特征在于：玻璃在恒速降溫之后，采用自然 降溫或強(qiáng)制降溫任一方式。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃退火方法，其特征在于：在所述降溫區(qū)間內(nèi)玻璃保持自 身溫度的降溫速率為-30°C/h~-7. 5°C/h。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃退火方法，其特征在于：在所述降溫區(qū)間內(nèi)玻璃保持自 身溫度的降溫速率為-15°C/h~-7. 5°C/h。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃退火方法，其特征在于：所述玻璃為Na20-Al203-Si02體 系的玻璃，玻璃在T1°C時保溫10-15小時后進(jìn)行恒速降溫至T2°C。6. 權(quán)利要求1-4任一所述的玻璃退火方法在提高玻璃鋼化性能上的應(yīng)用，其特征在 于：利用前述任一玻璃退火方法所制得的玻璃進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于：所述化學(xué)強(qiáng)化為將玻璃浸入到含鉀離子 溶液中進(jìn)行Na-K離子的交換。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于：所述玻璃為Na20-Al203-Si02體系的玻璃， 玻璃在T1°C時保溫10-15小時后進(jìn)行恒速降溫至T2°C。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于：所述含鉀離子溶液為ΚΝ03溶液。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種玻璃退火方法及其應(yīng)用，尤其涉及一種浮法生產(chǎn)的玻璃退火方法及其應(yīng)用。所述玻璃退火方法包括將玻璃升溫至T1℃，T1為玻璃制備時的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg或者Tg以下10～30℃；玻璃在T1℃時保溫1-20小時后進(jìn)行恒速降溫至T2℃，T1與T2的溫度差值為降溫區(qū)間，所述降溫區(qū)間是60-120℃；在所述降溫區(qū)間內(nèi)玻璃保持自身溫度的降溫速率為-60℃/h～-2℃/h。本申請所述玻璃退火方法制造出的玻璃應(yīng)力分布較為均勻，表面應(yīng)力值按照表面應(yīng)力方法測定，經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算后其離散系數(shù)可控制在0.05以內(nèi)。
【IPC分類】C03B25/00
【公開號】CN105366924
【申請?zhí)枴緾N201410440644
【發(fā)明人】王東俊, 陳雪梅, 李小春, 龔財(cái)云, 蔣燾
【申請人】成都光明光電股份有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年9月1日