一種硅酸鹽玻璃組合物、及其制作的超薄玻璃、及制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅酸鹽玻璃組合物、及其制作的超薄玻璃、及制備方法及應(yīng)用，屬 于玻璃技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 高強(qiáng)度超硬玻璃主要應(yīng)用于電子顯示器件、建筑行業(yè)、交通工具等行業(yè)，特別是超 薄型玻璃基板因具可撓性、重量輕，透明、絕緣特性好等優(yōu)點(diǎn)而在電子信息行業(yè)有廣泛需 求。目前已有的高強(qiáng)度超硬玻璃種類很多，本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提高玻璃 的硬度及機(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)一步增強(qiáng)玻璃的鋼化效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為提供一種硅酸鹽玻璃組合物、及其制作的超薄玻璃、及制備方法及應(yīng)用。
[0004] 本發(fā)明所提供的一種硅酸鹽玻璃組合物，以氧化物質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃組合物 組成如下： Si02:50 ~58%，Al 203:15. 0 ~19. 0%，CaO :0· 2 ~1. 5%，MgO :4. 0 ~8. 0%，Na 20 :13. 0 ~ 18·0%，Κ20 :0~4.0%，Li20 :0 ~1.5%，Rb20: 0~0.15%，ZrO2 :0 ~4.0%，Ti02:0 ~1.0%， CeO2 :0~1. 0%，WO3 :0. 01~1. 5%，并且玻璃中堿金屬氧化物的總含量在15. 5彡Li2O + Na2O + K2O + Rb2O彡18,進(jìn)一步的，所述組合物以質(zhì)量百分比計(jì)組成如下：Si02:51~57%， Al 2O3:15. 5 ~18.0%，CaO :0.3 ~1.2%，MgO :4.0 ~7.0%，Na2O :13.5 ~17.0%，K2O: 0.5 ~ 3. 5%，Li2O :0 ~1. 2%，Rb2O : 0 ~0· 15%，Zr02:0. 3 ~3. 5%，TiO 2:0 ~0· 8%，CeO 2:0 ~ 1.0%，W03:0. 01~1.2%，并且玻璃中堿金屬氧化物的總含量在16. 0彡Li2O + Na2O + K2O+ Rb2O ^ 17. 5 〇
[0005] 本發(fā)明提供的一種超薄玻璃，所述的超薄玻璃厚度為0. 1-1. 3mm，所述的超薄玻璃 采用權(quán)上述的硅酸鹽玻璃組合物制成，進(jìn)一步的，所述的超薄玻璃經(jīng)化學(xué)鋼化強(qiáng)化后，強(qiáng)度 超過(guò) 870MPa。
[0006] 本發(fā)明所提供的超薄玻璃的方法，包括以下步驟 a.在1600-1850°C熔煉一種硅酸鹽玻璃組合物，所述組合物以質(zhì)量百分比計(jì)包括： 50 ~58% Si02,15. 0 ~19. 0% Α1203,0· 2 ~L 5% Ca0,4. 0 ~8. 0% MgO, 13. 0 ~18. 0% Na20,0 ~4. 0% K20,0 ~L 5% Li20,0 ~0· 15% Rb20，0 ~4. 0% Zr02,0 ~L 0% Ti02， 0~1.0% Ce02，0~1.5% W03，并且玻璃中堿金屬氧化物的總含量在15.5彡Li20 + Na20 + K20 + Rb20 ^ 18 b.將玻璃組合物成型為0. 1-1. 3mm的玻璃板； c.將玻璃板在400-470°C的堿金屬硝酸鹽熔鹽中處理以進(jìn)行化學(xué)鋼化，處理時(shí)間優(yōu)選 為5-11小時(shí)。
[0007] 本發(fā)明的的超薄玻璃的用途，用作保護(hù)蓋板玻璃。
[0008] 本發(fā)明的超薄玻璃可以用于移動(dòng)設(shè)備、觸屏設(shè)備、光學(xué)組件、電子視窗的帶觸控功 能和顯示功能的多種電子信息顯示消費(fèi)產(chǎn)品，包括電容式觸摸屏手機(jī)或智能手機(jī)或平板電 腦或等離子電視或數(shù)碼相機(jī)或GPS或各類查詢終端或各類自助終端或ATM機(jī)或點(diǎn)播機(jī)或大 屏幕觸摸式電子白板或手寫屏顯示產(chǎn)品可以用于移動(dòng)設(shè)備、觸屏設(shè)備、光學(xué)組件、電子視窗 的帶觸控功能和顯示功能的多種電子信息顯示消費(fèi)產(chǎn)品，包括電容式觸摸屏手機(jī)、智能手 機(jī)、平板電腦、等離子電視、數(shù)碼相機(jī)、GPS、各類查詢終端、各類自助終端、ATM機(jī)、點(diǎn)播機(jī)、大 屏幕觸摸式電子白板、手寫屏顯示產(chǎn)品等需要高強(qiáng)度玻璃的物品的保護(hù)蓋板材料等需要高 強(qiáng)度玻璃的物品的保護(hù)蓋板材料。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度玻璃組合物，以氧化物質(zhì)量百分比計(jì)，該玻璃組合物組成 如下： 50 ~58% Si02,15. 0 ~19. 0% Al2O3,0· 2 ~I. 5% CaO, 4. 0 ~8. 0% MgO, 13. 0 ~18. 0% Na20,0 ~4. 0% K20,0 ~I. 5% Li20,0 ~0· 15% Rb2O，0 ~4. 0% Zr02,0 ~I. 0% Ti02,0 ~ I. 0% CeO2，0~I. 5% WO3，并且玻璃中堿金屬氧化物的總含量在15. 5彡Li2O + Na2O + K2O + Rb2O 彡 18 〇
[0010] 本發(fā)明的玻璃組合物中所有組分含量之和為100%。
[0011] 本發(fā)明中，若無(wú)特別指出，成分含量均指質(zhì)量百分含量，基于組合物的總量計(jì)。
[0012] 本發(fā)明中，若無(wú)特別指出，則各種操作均在室溫常壓下實(shí)施。
[0013] 本發(fā)明組分中，二氧化硅（SiO2)是引入量最多的成分，它以硅氧四面體的結(jié)構(gòu)單 元形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，成為玻璃的骨架。它能提高玻璃的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn) 定性等，但它又是較難熔化的物質(zhì)，含量過(guò)高會(huì)造成玻璃粘度上升，失透、成性困難、難以均 質(zhì)化等，因此Si02含量有其最適宜的值，本發(fā)明中，510 2的含量是50~58%之間。優(yōu)選范 圍是51~57%之間。
[0014] 本發(fā)明組分中，三氧化二鋁（Al2O3)是玻璃組分的主要成分。在一定的含量范圍 內(nèi)Al 2O3和SiO2-起形成玻璃網(wǎng)絡(luò)的主體，極大提高玻璃機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，在玻璃中 起穩(wěn)定劑作用，氧化鋁含量增加，玻璃的強(qiáng)度也增加，但會(huì)使玻璃熔化困難，Al 2O3濃度大于 19. 0%，玻璃的粘度增大，不利于玻璃的均化和澄清，而Al2O3含量太低時(shí)玻璃的強(qiáng)度小，在 本發(fā)明中，Al 2O3的含量選在15. 0~19. 0%之間，優(yōu)選在15. 5~18. 0%之間。
[0015] 本發(fā)明組分中，加入WO3可以極大提高玻璃的機(jī)械強(qiáng)度，還能夠有效增加玻璃的 化學(xué)鋼化效果。但W03的含量過(guò)高，將使玻璃熔化困難。在本發(fā)明中，W03的含量范圍選在 0. 01~1. 5%，優(yōu)選范圍在0. 01~1. 2%。
[0016] 本發(fā)明組分中，堿金屬氧化物（Li20、Na20、K20、Rb20)是網(wǎng)絡(luò)外氧化物，引入后能 使硅氧四面體[Si04]所形成的網(wǎng)絡(luò)松弛、斷裂，從而解決了 Si02難熔化的問(wèn)題，可以作為 助熔劑，使得玻璃熔融溫度下降，在玻璃中起到降低玻璃熔化溫度的作用，加入氧化鉀能降 低玻璃的析晶傾向，增加玻璃的透明度和光澤。提高玻璃的硬度，堿金屬離子是化學(xué)鋼化處 理過(guò)程中的主要交換離子，加入較多的Na20,可以使玻璃中有較多的游離Na+離子，有利于 玻璃的化學(xué)鋼化，同時(shí)Na20能夠降低玻璃的熔化溫度；Li20起到助熔作用，也是離子交換 的主要離子，但Li20含量高時(shí)，對(duì)池爐耐火材料的腐蝕較嚴(yán)重；加入Rb20,它的離子較大， 能加速玻璃化學(xué)鋼化速度，也能夠增加玻璃的化學(xué)強(qiáng)化效果，本發(fā)明中，堿金屬氧化物的含 量范圍選擇為 13. O ~18. 0% Na20,0 ~4. 0% K20,0 ~I. 5% Li20,0 ~0· 15% Rb20,堿金 屬氧化物的總含量在15. 5 < Li2O + Na2O + K2O + Rb2O < 18,堿金屬氧化物的優(yōu)選范圍為 13. 5 ~17. 0% Na20,0· 5 ~3. 5% K20,0 ~I. 2% Li20,0 ~0· 15% Rb2O,玻璃中堿金屬氧化物 的總含量在 16. 0 彡 Li2O + Na2O + K2O+ Rb2O 彡 17. 5。
[0017] 本發(fā)明組分中，堿土金屬氧化物（MgOXaO)是網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，降低玻璃的熔化難 度，使玻璃的熔融、澄清、均化、成型更容易。MgO具有降低高溫粘度、增加低溫粘度的作用， 能夠增加玻璃的韌性，抑制玻璃脆度增大的作用，含量不足，抑制的效果不顯，含量太高，玻 璃的失透性增加；CaO也具有降低高溫粘度、增加低溫粘度的作用，CaO含量多了，會(huì)使玻璃 的脆性增加。在本發(fā)明中，CaO的含量范圍選在0. 2~1. 5%，MgO的含量范圍選在4. 0~ 8. 0%，優(yōu)選范圍為 0· 3 ~I. 2% Ca0,4. 0 ~7. 0% MgO。
[0018] 本發(fā)明組分中，ZrO2的作用主