化學(xué)強化用玻璃、化學(xué)強化玻璃及其制備方法和顯示裝置用保護玻璃和顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種化學(xué)強化用玻璃、化學(xué)強化玻璃及其制備方法和顯示裝置用保護玻璃和顯示裝置，解決了玻璃有黃綠色和經(jīng)處理后有翹曲的問題。本發(fā)明的玻璃組成為：SiO258％?68％，Al2O34.5％?15％，Na2O8％?16％，K2O4％?12％，MgO5％?12％，ZrO20.01％?2％，ZnO0.1％?4％，F(xiàn)e2O30.005％?1％，第九組分0％?1％，第十組分0.005％?0.2％；第九組分為CaO、SrO及BaO中的至少一種，第十組分為Co3O4、CeO2、La2O3、SeO2及Nd2O3中的至少三種。本發(fā)明的化學(xué)強化用玻璃無黃綠色，化學(xué)強化效果較好，經(jīng)化學(xué)強化處理后無翹曲現(xiàn)象。
【專利說明】
化學(xué)強化用玻璃、化學(xué)強化玻璃及其制備方法和顯示裝置用 保護玻璃和顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及玻璃生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種化學(xué)強化用玻璃、化學(xué)強化玻璃及 其制備方法和顯示裝置用保護玻璃和顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，觸摸屏應(yīng)用范圍已變得越來越廣泛，從工業(yè)用途的工廠設(shè)備的 操作系統(tǒng)、公共信息查詢的電子查詢設(shè)施、商業(yè)用途額提款機，到消費性電子的移動電話、 PDA、數(shù)碼相機等都可看到觸摸屏幕。
[0003] 具有觸摸屏幕和手寫功能的顯示產(chǎn)品常優(yōu)選玻璃材料作為保護玻璃(也稱為保護 蓋板、蓋板玻璃、覆蓋玻璃或覆蓋板等），上述保護玻璃作為觸摸屏最外層的保護構(gòu)件，性能 要求較高，需要具有高透過率、抗劃傷、抗沖擊、高初性、低密度、輕便性等特點;上述保護玻 璃能有效提高電子產(chǎn)品的顯示效果，但是在使用過程中，電子設(shè)備常受到?jīng)_擊破損和表面 劃傷的威脅，因此，為了提高保護玻璃的表面硬度而更好的保護電子產(chǎn)品，常通過化學(xué)強化 處理手段改變保護玻璃表面的組成W提高該玻璃的耐沖擊性和耐磨性。上述保護玻璃經(jīng)過 化學(xué)強化后可有效保護電子產(chǎn)品的顯示屏幕表面不被損壞，提高上述保護玻璃的防劃傷和 抗沖擊能力，延長電子產(chǎn)品的使用壽命。
[0004] 常用的化學(xué)強化處理方法是用鐘離子與玻璃表層的鋼離子發(fā)生交換而在玻璃表 面形成離子交換層W達到提高玻璃表面強度的目的。然而，在玻璃生產(chǎn)過程中，玻璃組分中 常帶有氧化鐵等著色組分，尤其氧化鐵的加入會使玻璃中常出現(xiàn)黃綠色，玻璃在經(jīng)化學(xué)強 化后也易產(chǎn)生翅曲現(xiàn)象;上述問題嚴(yán)重影響了化學(xué)強化玻璃的表觀質(zhì)量和使用性能，例如 影響了化學(xué)強化玻璃表面的平坦性，表觀顏色及力學(xué)性能等，致使化學(xué)強化玻璃在用于電 子產(chǎn)品顯示屏幕的保護玻璃時不能有效起到保護該顯示屏幕的作用，上述問題影響了保護 玻璃的應(yīng)用，抑制了電子產(chǎn)品的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種化學(xué)強化用玻璃、化學(xué)強化玻璃及其制備方 法和顯示裝置用保護玻璃和顯示裝置，主要目的是解決化學(xué)強化用玻璃易出現(xiàn)黃綠色和經(jīng) 化學(xué)強化處理后易出現(xiàn)翅曲的問題。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明主要提供了如下技術(shù)方案：
[0007] -方面，本發(fā)明提供了一種化學(xué)強化用玻璃，所述玻璃由如下質(zhì)量百分含量的組 分組成：
[000引 Si02 58%-68%，
[0009] A!203 4.5%-15%，
[0010] Na2〇 8%-16%，
[0011] Κ2〇 4%-12%,
[0012] MgO 5%-12%，
[0013] Zr〇2 0.01%-2%，
[0014] ZnO 0.1%-4%，
[0015] Fe2〇3 0.005%-l%，
[0016] 第九組分0%-l%，
[0017] 第十組分 0.005%-0.2%;
[0018] 其中，所述第九組分為化0、Sr0及BaO中的至少一種，所述第十組分為C〇3〇4、Ce化、 La2〇3、Se化及刷2〇3中的至少Ξ種。
[0019] 作為優(yōu)選，所述Si化的質(zhì)量百分含量為59%-67% ;
[0020] 所述A!203的質(zhì)量百分含量為4.6%-12% ;
[0021] 所述Na2〇的質(zhì)量百分含量為9%-15%;
[0022] 所述Κ2〇的質(zhì)量百分含量為4%-9%;
[0023] 所述MgO的質(zhì)量百分含量為6%-10.5%;
[0024] 所述Zr〇2的質(zhì)量百分含量為0.5%-1.6% ;
[0025] 所述化0的質(zhì)量百分含量為0.5 % -3.5 % ;
[0026] 所述Fe2〇3的質(zhì)量百分含量為0.075%-1% ;
[0027] 所述第九組分的質(zhì)量百分含量為0.05%-0.5%;
[00巧]所述第十組分的質(zhì)量百分含量為0.005 %-0.1%。
[0029] 作為優(yōu)選，所述Si化的質(zhì)量百分含量為61 %-67%;
[0030] 所述Al2〇3的質(zhì)量百分含量為6%-10.5%;
[0031] 所述Na2〇的質(zhì)量百分含量為9.5%-12.5%;
[0032] 所述Κ2〇的質(zhì)量百分含量為4.05%-7%;
[0033] 所述MgO的質(zhì)量百分含量為7%-10%;
[0034] 所述Zr〇2的質(zhì)量百分含量為0.35 %-1.2%;
[0035] 所述化0的質(zhì)量百分含量為1.5%-3%;
[0036] 所述Fe2化的質(zhì)量百分含量為0.1 %-1 % ;
[0037] 所述第九組分的質(zhì)量百分含量為0.055%-0.2%;
[003引所述第十組分的質(zhì)量百分含量為0.075 %-0.1%。
[0039] 作為優(yōu)選，所述化學(xué)強化用玻璃的密度為2.45g/cm3-2.55g/cm3;所述化學(xué)強化用 玻璃在溫度為50°c-35(rc條件下的熱膨脹系數(shù)為83 X 10-7-87 X 10^/°C ;所述化學(xué)強化用 玻璃的楊氏模量為84.5GPa-88GPa;所述化學(xué)強化用玻璃的維氏硬度為729-753;所述化學(xué) 強化用玻璃的折射率為1.561-1.592;所述化學(xué)強化用玻璃的抗彎強度為823MPa-905MPa。
[0040] 另一方面，本發(fā)明實施例提供了上述化學(xué)強化用玻璃的制備方法，所述化學(xué)強化 用玻璃是采用浮法成型制備的板狀玻璃。
[0041 ]另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種化學(xué)強化玻璃，所述化學(xué)強化玻璃是將上述 化學(xué)強化用玻璃進行化學(xué)強化處理后得到。
[0042]作為優(yōu)選，所述化學(xué)強化玻璃的表面壓應(yīng)力為820MPa-885MPa;所述化學(xué)強化玻璃 的壓應(yīng)力層深度為45μπι-50μπι;所述化學(xué)強化玻璃的維氏硬度為824-861;所述化學(xué)強化玻 璃的抗彎強度為902MPa-996MPa。
[0043] 另一方面，本發(fā)明實施例提供了上述化學(xué)強化玻璃的制備方法，包括對上述化學(xué) 強化用玻璃進行離子交換處理的化學(xué)強化步驟。
[0044] 另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種顯示裝置用保護玻璃，所述保護玻璃的材料 為上述化學(xué)強化玻璃。
[0045] 又一方面，本發(fā)明實施例提供了一種顯示裝置，所述顯示裝置包括保護玻璃，所述 保護玻璃為上述顯示裝置用保護玻璃。
[0046] 作為優(yōu)選，所述顯示裝置為移動電話、數(shù)碼相機、平板電腦或薄型電視機。
[0047] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0048] 本發(fā)明針對化學(xué)強化用玻璃易出現(xiàn)黃綠色和上述玻璃經(jīng)化學(xué)強化后易出現(xiàn)翅曲 的技術(shù)問題，通過合理設(shè)計化學(xué)強化用玻璃中各組分間的含量配比，各組分間發(fā)揮協(xié)同作 用，互相配合，成功消除了化學(xué)強化用玻璃中的黃綠色，有效避免了上述玻璃經(jīng)化學(xué)強化處 理后易翅曲的現(xiàn)象，最終得到化學(xué)強化效果好且無黃綠色的化學(xué)強化用玻璃和表觀性能與 力學(xué)性能均優(yōu)秀的化學(xué)強化玻璃；因此，也較好的推動了化學(xué)強化玻璃與電子產(chǎn)品的研究 及應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0049] 為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，W下結(jié)合 較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明申請的【具體實施方式】、技術(shù)方案、特征及其功效，詳細說明如后。 下述說明中的多個實施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點可由任何合適形式組合。
[(K)加]實施例1
[0化1] 按下述各組分的質(zhì)量百分含量換算并稱取對應(yīng)原料：Si〇2 58%，Ab化12.5%， 化2〇 9%，K20 9%，Mg0 8%，Zr〇2 0.41%，Zn0 3%，C〇3〇4 0.015%，Ce〇2 0.015%，La2〇3 0.015%，Se〇2 0.015%，Nd2〇3 0.015%，F(xiàn)e2〇3 0.015%;
[0052]將稱好的玻璃原料混合均勻形成玻璃混合料，將上述玻璃混合料倒入相蝸中，將 盛有玻璃混合料的相蝸放置于高溫爐內(nèi)進行烙融，設(shè)置烙融溫度為145(TC，玻璃混合料烙 融后得到玻璃液，將上述玻璃液在1450°C保溫均化4小時，為了使玻璃成分均勻，保溫期間 使用銷金棒攬拌上述玻璃液，通過攬拌使得玻璃液中的氣泡逸出且使玻璃液中各組分均勻 分布，將上述玻璃液誘注入提前預(yù)熱好的不誘鋼鑄鐵模具內(nèi)并經(jīng)過固化成型得到玻璃塊， 將上述玻璃塊放置于退火爐中退火，退火結(jié)束后關(guān)閉電源，將上述玻璃塊隨爐冷卻至室溫 得到化學(xué)強化用玻璃;為了方便測試該玻璃的性能，采用全自動內(nèi)圓切片機將常溫的上述 玻璃塊切成若干個厚度為0.7mm的玻璃片，采用行星式雙面研磨拋光機對上述玻璃片進行 研磨拋光后得到測試樣品，即1號玻璃。
[0化3]實施例2
[0化4] 按下述各組分的質(zhì)量百分含量換算并稱取對應(yīng)原料:Si〇2 59%，Al2化11%，化2〇 15%，K20 5%，Mg0 7%，Ca0 0.2%，Zr〇2 0.6%，Zn0 2%，C〇3〇4 0.055%，Ce〇2 0.05%， La2〇3 0.02%，Se〇2 0.02%，Nd2〇3 0.05%，F(xiàn)e2〇3 0.005%;
[0055]本實施例2按照上述配方準(zhǔn)備原料，W實施例1的方法制備得到本實施例2的測試 樣品，即2號玻璃;其中，烙融溫度為1500°C，保溫均化時間為6小時。
[0056] 實施例3
[0化7] 按下述各組分的質(zhì)量百分含量換算并稱取對應(yīng)原料:Si〇2 60%，Al2化10.36%， Na2〇 10%，Κ2〇 8%，MgO 10%，Ca0 0.05%，Sr0 0.05%，Zr〇2 l%，ZnO 0.5%，C〇3〇4 0.005%，Ce〇2 0.005%，Nd2〇3 0.005%，F(xiàn)e2〇3 0.025%;
[0058]本實施例3按照上述配方準(zhǔn)備原料，W實施例1的方法制備得到本實施例3的測試 樣品，即3號玻璃;其中，烙融溫度為1550°C，保溫均化時間為8小時。
[0化9] 實施例4
[0060] 按下述各組分的質(zhì)量百分含量換算并稱取對應(yīng)原料:Si〇2 62%，Al2化8%，化2〇 12%，Κ2〇 4%，MgO 10%，Zr〇2 0.35%，ZnO 3.5%，C〇3〇4 0.025%，La2〇3 0.025%，刷2〇3 0.025%，F(xiàn)e2〇3 0.075%;
[0061 ]本實施例4按照上述配方準(zhǔn)備原料，W實施例1的方法制備得到本實施例4的測試 樣品，即4號玻璃;其中，烙融溫度為1580°C，保溫均化時間為10小時。
[0062] 實施例5
[0063] 按下述各組分的質(zhì)量百分含量換算并稱取對應(yīng)原料：Si〇2 65%，Ab化8.5%， Na2〇 11.5%，K20 4.05%，Mg0 10.35%，Zr〇2 0.35%，Zn0 0.1%，C〇3〇4 0.035%，Ce〇2 0.035%，La2〇3 0.01%，Se〇2 0.015%，F(xiàn)e2〇3 0.055%;
[0064] 本實施例5按照上述配方準(zhǔn)備原料，W實施例4的方法制備得到本實施例5的5號玻 璃。
[00化]實施例6
[0066] 按下述各組分的質(zhì)量百分含量換算并稱取對應(yīng)原料:Si〇2 66%，Al2化7%，化2〇 9.5%，K20 6%，Mg0 7.5%，Ca0 0.05%，Sr0 0.05%，Ba0 0.05%，Zr〇2 1.15%，Zn0 2.5%，C〇3〇4 0.025%，Ce〇2 0.055%，Se〇2 0.055%，Nd2〇3 0.055%，F(xiàn)e2〇3 0.01%;
[0067] 本實施例6按照上述配方準(zhǔn)備原料，W實施例1的方法制備得到本實施例6的6號玻 璃。
[006引實施例7
[0069] 按下述各組分的質(zhì)量百分含量換算并稱取對應(yīng)原料:Si〇2 68%，Al2化6%，化2〇 10%，Κ2〇 6.5%，Mg0 6%，Sr0 0.055%，Zr〇2 1.55%，Zn0 1.85%，C〇3〇4 0.005%，Ce〇2 0.005%，La2〇3 0.005%，，Se〇2 0.005%，Nd2〇3 0.005%，F(xiàn)e2〇3 0.02%;
[0070] 本實施例7按照上述配方準(zhǔn)備原料，W實施例4的方法制備得到本實施例7的7號玻 璃。
[0071] 本發(fā)明實施例按照玻璃領(lǐng)域常用的測定技術(shù)分別對實施例1-7制備的1-7號玻璃 進行性能測試；其中，密度P采用阿基米德法進行測定，50°C-35(rC條件下的熱膨脹系數(shù) 050/350采用膨脹計進行測定，W平均膨脹系數(shù)表示，楊氏模量(亦稱彈性模量)采用共振法進 行測定，應(yīng)變點(粘度為l〇i4'5dpa · S時的溫度)采用應(yīng)變點測定儀進行測定，烙化溫度采用 化ton RSV-1600圓筒式旋轉(zhuǎn)高溫粘度計測定粘度，并由化lcher(也稱為VFT公式)計算，維 氏硬度采用維氏硬度計測定，四點彎曲（抗彎曲強度)采用萬能實驗機測定，折射率Μ采用 阿貝折射儀進行測定，具體測定結(jié)果見表1。
[0072] 實施例8
[0073] 將實施例1-7制備得到的1-7號玻璃浸入溫度為430°C的硝酸鐘溶液中保溫處理3 小時后，取出上述巧巾玻璃，相應(yīng)得到巧巾化學(xué)強化玻璃，分別對應(yīng)為8-14號玻璃，采用表面 應(yīng)力儀分別對上述8-14號玻璃測定各自的表面壓應(yīng)力和壓縮應(yīng)力層深度，測量結(jié)果見表2。
[0074] 表 1
[0075]
[0079] 表1中的測試結(jié)果：本發(fā)明實施例制備的化學(xué)強化用玻璃的密度為2.45g/cm3- 2.54g/cm3，在溫度為50°C-35(rC條件下的熱膨脹系數(shù)為83.3 X 10-7-86.9 X 10-71/°C，楊氏 模量為84.5GPa-87.9GPa，維氏硬度為729-753，折射率為1.561-1.592，抗彎強度為823MPa- 905MPa;尤其，實施例4-6制備出的化學(xué)強化用玻璃的硬度、強度、應(yīng)變點及抗刮性能和耐磨 性能等綜合性能更優(yōu);說明本發(fā)明實施例制備的化學(xué)強化用玻璃的力學(xué)性能優(yōu)秀。
[0080] 采用色度儀分別對實施例1-7制備的1-7號玻璃的顏色進行檢測，重點檢測玻璃中 是否含有黃綠色，通過詳細檢測后1-7號玻璃中均未發(fā)現(xiàn)黃綠色;本發(fā)明制備的化學(xué)強化用 玻璃為透明無色，尤其不含有該技術(shù)領(lǐng)域常出現(xiàn)的黃綠色，說明本發(fā)明制備的化學(xué)強化用 玻璃表觀性能良好。
[0081] 表2中的測試結(jié)果:將本發(fā)明實施例制備的化學(xué)強化用玻璃經(jīng)過化學(xué)強化處理后 得到的化學(xué)強化玻璃的抗彎強度為902M化-996Mpa，維氏硬度為824-861，表面壓應(yīng)力為 831MPa-882.3MPa，壓應(yīng)力層深度為46.4皿-49.6皿。傳統(tǒng)的化學(xué)強化玻璃的壓應(yīng)力層深度 約為扣m-25ym，表面壓應(yīng)力為900Mpa，W上數(shù)據(jù)表明本發(fā)明的化學(xué)強化玻璃的壓應(yīng)力層深 度比傳統(tǒng)化學(xué)強化玻璃的應(yīng)力層深，表面壓應(yīng)力比傳統(tǒng)的略小，進一步說明本發(fā)明的化學(xué) 強化玻璃的表面硬度和應(yīng)力層深度均較優(yōu)異，可更好的抵抗外力；說明本發(fā)明的化學(xué)強化 玻璃的力學(xué)性能較優(yōu)。
[0082] 采用色度儀分別檢測經(jīng)過強化處理后的8-14號玻璃，發(fā)現(xiàn)均無黃綠色，說明本發(fā) 明制備得到的化學(xué)強化用玻璃中無黃綠色，經(jīng)過化學(xué)強化后，得到化學(xué)強化玻璃中亦無黃 綠的;說明本發(fā)明制備的化學(xué)強化玻璃表觀性能良好。
[0083] 采用塞尺測量實施例8中經(jīng)過化學(xué)強化后的8-14號玻璃的翅曲度，測量結(jié)果顯示 8-14號玻璃的翅曲度均較小，可W滿足使用要求;進一步表明本發(fā)明制備的化學(xué)強化玻璃 的表觀性能良好。
[0084] 對比實施例1-7制備的化學(xué)強化用玻璃1-7號和化學(xué)強化玻璃8-14號的維氏硬度， 即化學(xué)強化用玻璃在化學(xué)強化處理前的維氏硬度為729-753,化學(xué)強化用玻璃在化學(xué)強化 處理后的維氏硬度為824-861;化學(xué)處理前的抗彎曲強度為823M化-905MPa，化學(xué)處理后的 抗彎曲強度為902MPa-996MPa;對比上述化學(xué)強化用玻璃在處理前和處理后的性能測試結(jié) 果可知，本發(fā)明制備的化學(xué)強化用玻璃經(jīng)過化學(xué)強化處理后硬度和抗彎曲強度均有較大提 高，處理后的玻璃的壓應(yīng)力層深度較深，壓應(yīng)力較小，說明本發(fā)明提供的化學(xué)強化用玻璃的 化學(xué)強化效果好。
[0085] 本發(fā)明實施例中，Si〇2是構(gòu)成玻璃骨架的主要成分，可提高玻璃機械強度、化學(xué)穩(wěn) 定性、透明度和粘度;Si〇2含量過高，玻璃的烙化溫度相應(yīng)較高，將會導(dǎo)致玻璃烙化困難，難 W得到料性長的玻璃;Si〇2含量過低，不易形成玻璃，應(yīng)變點下降，膨脹系數(shù)增加，耐酸性下 降，耐堿性下降；本發(fā)明人考慮到玻璃的烙化溫度、析晶上限溫度、玻璃膨脹系數(shù)、機械強 度、玻璃料性等綜合因素，將本發(fā)明實施例中Si化的質(zhì)量百分含量設(shè)計為58%-68%，通過 上述玻璃各組分的協(xié)同作用而獲得較高的機械強度、穩(wěn)定的化學(xué)性能和適宜的應(yīng)變點；本 發(fā)明實施例對于Si化的質(zhì)量百分含量優(yōu)選為59%-67%，再優(yōu)選為61%-67%。
[0086] 本發(fā)明實施例中，Ah化可改善玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，降低玻璃析晶傾向，提高拉伸彈 性模量;A12化在玻璃中的含量過高，玻璃難W烙制、料性短;A12化在玻璃中的含量過低，玻 璃容易析晶，機械強度較低不利于成型；本發(fā)明人將Al2〇3的質(zhì)量百分含量設(shè)計為4.5%- 15%，采用該比例可提高玻璃的應(yīng)變點、強度及化學(xué)強化特性等;本發(fā)明實施例中Al2〇3的質(zhì) 量百分含量進一步優(yōu)選為6 % -12 %，再優(yōu)選為6 % -10.5 %。
[0087] 本發(fā)明實施例中，Κ2〇與化2〇都是離子交換的成分，適量的增加其含量可有效地降 低玻璃的高溫粘度，從而提高烙融性與成形性，并可改善失透。Κ2〇與化2〇的含量過高會增加 玻璃的熱膨脹并降低玻璃的化學(xué)耐久性，并且會出現(xiàn)失透性劣化的傾向，在化學(xué)強化處理 方法中，玻璃中的化+被溶液中的r置換，因此玻璃中化+含量適當(dāng)增加可明顯提高鋼化效 果;本發(fā)明實施例中Κ2〇的質(zhì)量百分含量為4%-12%，胞2〇的質(zhì)量百分含量為8%-16wt% ;進 一步優(yōu)選拉0的質(zhì)量百分含量為4%-9%，再優(yōu)選為4.05%-7% ;Na2〇的質(zhì)量百分含量優(yōu)選為 9%-15wt%，再優(yōu)選為 9.5%-12.5%。
[0088] 本發(fā)明實施例中，MgO可助烙，并且可抑制玻璃中產(chǎn)生裂紋，但同時也會降低玻璃 表面離子交換速度;綜合考慮，本發(fā)明實施例中的MgO的質(zhì)量百分含量為5%-12%，進一步 優(yōu)選為6%-10.5%，再優(yōu)選為7%-10%。
[0089] 本發(fā)明實施例中，Ca0、Sr0及BaO均可W提高玻璃烙融性，但同時會降低玻璃表面 的離子交換速度；綜合考慮，本發(fā)明提供的化學(xué)強化用的玻璃中的第九組分為Ca0、Sr0及 BaO中的至少一種，第九組分在上述玻璃中的質(zhì)量百分比為0%-1%含量，即Ca0、Sr0及BaO 的質(zhì)量百分比的總和低于1 %。
[0090] 本發(fā)明實施例中，Zr〇2可降低高溫下的粘性或增大表面壓縮應(yīng)力，本發(fā)明實施例 中Zr〇2的質(zhì)量百分含量為0.01 %-2%，優(yōu)選為0.5 %-1.6%，再優(yōu)選為0.35 %-1.2%。
[0091] 本發(fā)明實施例中，ZnO由于[Zn04]結(jié)構(gòu)比較疏松，有利于堿金屬離子的擴散，并且 會削弱R+-0鍵能，使其擴散速度變大，促使玻璃增強;本發(fā)明實施例中ZnO的質(zhì)量百分含量 為 0.1%-4%，優(yōu)選為 0.5%-3.5%，再優(yōu)選為 1.5%-3%。
[0092] 本發(fā)明實施例中，F(xiàn)e2化可提高澄清效果，并具有在池爐中快速傳遞熱量的作用，因 此，在玻璃生產(chǎn)中不可避免的會引入化2〇3組分或原料中會帶入氧化鐵雜質(zhì)，又因 Fe2〇3本身 具有一定顏色，F(xiàn)e2化含量過高，最終制成的玻璃會著色，要求Fe2〇3含量過低，則必須使用高 純玻璃原材料，增加原料成本;因此，在可控范圍內(nèi)，在其它組分的協(xié)同作用下，本發(fā)明實施 例提供的化學(xué)強化用的玻璃中化2〇3的質(zhì)量百分含量只需低于1%即可達到避免玻璃著色和 降低對玻璃原材料的要求，例如可降低對氧化鐵原材料純度的要求，也間接降低了生產(chǎn)成 本。
[0093] 本發(fā)明實施例提供的化學(xué)強化用玻璃組分中的第十組分為C〇3〇4、Ce化、La2〇3、Se化 及Nd2〇3中的至少Ξ種；例如，實施例1、實施例2和實施例7中的第十組分均由Co 3〇4、Ce化、 La2〇3、Se〇2及炯2〇3組成，實施例3中的第十組分由C〇3〇4、Ce〇2及炯2〇3組成，實施例4中的第十 組分由C〇3〇4、La2〇3及炯2〇3組成，實施例5中的第十組份由C〇3〇4、Ce〇2、La2〇3及Se〇2組成，實施 例6中的第十組份由C〇3〇4、Ce〇2、Se〇2及炯2〇3組成；第十組分的質(zhì)量百分含量為0.005%- 0.2 %，根據(jù)對黃綠色的消色效果，進一步優(yōu)選為0.05 % -0.1 %，更優(yōu)選為0.075 % -0.1 %。
[0094] 在本技術(shù)領(lǐng)域，玻璃中常見有黃綠色，其成因是由于原材料中夾雜一些著色劑組 分，比如氧化鐵，本發(fā)明中雖降低了氧化鐵的含量，但因在浮法生產(chǎn)中需含有部分氧化鐵W 加快池爐中熱量傳遞和便于熱量均勻分布，因此，玻璃中氧化鐵為不可避免的組分，在本發(fā) 明的化學(xué)強化用玻璃中，本發(fā)明人考慮到玻璃的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)成本及生產(chǎn)出的玻璃的綜 合性能，將氧化鐵的含量設(shè)計在〇.〇〇5%-1%的合理范圍內(nèi)，但也不可避免的產(chǎn)生了黃綠 色，本發(fā)明人針對上述問題，向玻璃組分中引入了上述第十組分，即C〇3〇4、Ce〇2、La2〇3、Se〇2 及Nd2〇3中的至少Ξ種;利用上述第十組分中各物質(zhì)自帶的顏色，通過合理設(shè)計第十組分和 其它原料組分的質(zhì)量比例，利用第十組分的顏色和其它組分的帶入顏色（主要是氧化鐵產(chǎn) 生的顏色)相加相消原理進行玻璃消色，達到玻璃中無黃綠色的目的。
[0095] 在本技術(shù)領(lǐng)域，玻璃經(jīng)過化學(xué)強化后常出現(xiàn)翅曲現(xiàn)象，其原因是由于玻璃在生產(chǎn) 過程中因其工藝需要會在玻璃表面不可避免的帶入氧化錫，因此，在玻璃的兩個表面形成 了玻璃的空氣面和覆有氧化錫的錫面，玻璃在進行化學(xué)強化時，玻璃錫面上的離子交換速 率和玻璃空氣面上的離子交換速率不同或不均勻，上述玻璃兩面離子交換速率的不均勻容 易導(dǎo)致化學(xué)強化后的玻璃板面出現(xiàn)翅曲現(xiàn)象。本發(fā)明人針對上述翅曲問題，主要通過合理 的設(shè)計玻璃的整體配方，在考慮到玻璃具有較好的綜合性能的前提下，合理設(shè)計各組分間 的配比W平衡玻璃錫面的離子交換速率和玻璃空氣面的離子交換速率，從而有效避免玻璃 經(jīng)強化處理后出現(xiàn)翅曲現(xiàn)象。在本發(fā)明提供的化學(xué)強化用玻璃的配方，除了各組分間合理 的配比關(guān)系可有效平衡上述離子交換速率不均勻的問題外，本發(fā)明的配方中引入的第十組 分也對解決上述問題起了主要作用，例如第十組分的氧化物均為稀±離子，其半徑在 173.5-187.9ppm之間，且配位數(shù)高(通常配位數(shù)為8)，運使得稀±離子作為網(wǎng)絡(luò)外體可進入 玻璃結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)空隙內(nèi)而成為玻璃結(jié)構(gòu)的一部分，由稀±離子與堿±金屬離子的作用機 理可知，上述稀±離子均為高場強且高電荷的離子，而玻璃錫面中的氧化錫是由于生產(chǎn)工 藝帶入的，上述氧化錫只存在玻璃表面，不參與玻璃結(jié)構(gòu);在玻璃進行化學(xué)強化處理的離子 交換過程時，因上述稀±離子為高場強且高電荷離子，可有效消弱氧化錫對玻璃表面離子 交換速率的影響，即減小玻璃錫面的離子交換速率和玻璃空氣面的離子交換速率的差異， 平衡玻璃錫面上的離子交換速率和玻璃空氣面上的離子交換速率，有效避免玻璃在化學(xué)強 化后出現(xiàn)翅曲現(xiàn)象。
[0096] 由W上可知，玻璃原料中各組分均具有特定的物理化學(xué)特性，其含量過多或過少 均會影響玻璃制品的最終性能，例如玻璃的硬度、機械強度、膨脹系數(shù)、密度、烙化溫度、應(yīng) 變點折射率及抗彎強度等；因此，必須根據(jù)各組分在制備所需玻璃時所起的正面作用和負 面作用，合理的配制出適宜的組分及其含量，W滿足本發(fā)明提供的化學(xué)強化用玻璃制品既 具有優(yōu)異的化學(xué)、物理特性，又易操作且可將各組分的負面作用控制在最小范圍內(nèi)。
[0097] 本發(fā)明實施例通過合理設(shè)計化學(xué)強化用玻璃中各組分間的含量配比，各組分間發(fā) 揮協(xié)同作用，互相配合，得到的化學(xué)強化用玻璃硬度高，無黃綠色，化學(xué)強化效果好;經(jīng)化學(xué) 強化處理后得到的化學(xué)強化玻璃無黃綠色，無翅曲，表面硬度大，抗彎曲強度高。
[0098] 本發(fā)明提供的化學(xué)強化用玻璃和化學(xué)強化玻璃均具有優(yōu)秀的表觀性能和力學(xué)性 能，因此，也較好的推動了化學(xué)強化玻璃的研究及應(yīng)用。本發(fā)明提供的化學(xué)強化玻璃可應(yīng)用 于制備電子產(chǎn)品的顯示屏幕的保護玻璃，上述保護玻璃也可稱為保護蓋板、蓋板玻璃、覆蓋 玻璃、覆蓋板。
[0099] 本發(fā)明實施例提供了一種顯示裝置用保護玻璃，上述保護玻璃的材料為本發(fā)明實 施例制備的化學(xué)強化玻璃。采用本發(fā)明提供的化學(xué)強化玻璃制備的保護玻璃具有硬度高、 表面平坦、防劃傷、耐沖擊和耐磨等優(yōu)點，可有效提高電子產(chǎn)品的顯示效果，并且可保護電 子設(shè)備在受到外力后不易破壞，顯示屏幕不易被劃傷，延長了電子產(chǎn)品的使用壽命，推動了 電子產(chǎn)品的發(fā)展。
[0100] 本發(fā)明實施例提供了一種顯示裝置，上述顯示裝置具有保護玻璃，上述保護玻璃 為本發(fā)明實施例提供的上述保護玻璃。優(yōu)選的，上述顯示裝置為移動電話、數(shù)碼相機、平板 電腦、薄型電視機等。
[0101] W上公開的僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明掲露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)W上述權(quán)利要求的保護范圍為 準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種化學(xué)強化用玻璃，其特征在于，所述玻璃由如下質(zhì)量百分含量的組分組成： SiO2 58%-68%, Al2O3 4.5%-15%, Na2O 8 %-16 % , K2O 4%-12% , MgO 5%-12%, ZrO2 0.01%-2%, ZnO 0.1%-4%, Fe2O3 0.005 %-1 %， 第九組分〇%_1%， 第十組分0.005%-0.2%; 其中，所述第九組分為CaO、SrO及BaO中的至少一種，所述第十組分為Co3〇4、CeO2、La 2O3、 SeO2及Nd2O3中的至少三種。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)強化用玻璃，其特征在于， 所述SiO2的質(zhì)量百分含量為59%-67% ; 所述AI2O3的質(zhì)量百分含量為4.6%-12% ; 所述Na2〇的質(zhì)量百分含量為9%-15% ; 所述K2O的質(zhì)量百分含量為4%-9% ; 所述MgO的質(zhì)量百分含量為6%-10.5%; 所述Zr〇2的質(zhì)量百分含量為0.5%-1.6% ; 所述ZnO的質(zhì)量百分含量為0.5%-3.5% ; 所述Fe2O3的質(zhì)量百分含量為0.075%-1 % ; 所述第九組分的質(zhì)量百分含量為0.05%-0.5% ; 所述第十組分的質(zhì)量百分含量為〇. 005 %-0.1 %。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)強化用玻璃，其特征在于， 所述Si〇2的質(zhì)量百分含量為61%-67% ; 所述AI2O3的質(zhì)量百分含量為6%_10.5% ; 所述Na2O的質(zhì)量百分含量為9.5%-12.5% ; 所述K2O的質(zhì)量百分含量為4.05%-7% ; 所述MgO的質(zhì)量百分含量為7 %-10 % ; 所述ZrO2的質(zhì)量百分含量為0.35%-1.2% ; 所述ZnO的質(zhì)量百分含量為1.5 %-3 %; 所述Fe2〇3的質(zhì)量百分含量為0.1%_1% ; 所述第九組分的質(zhì)量百分含量為〇. 055 %-0.2 % ; 所述第十組分的質(zhì)量百分含量為〇. 075 %-0.1 %。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的化學(xué)強化用玻璃，其特征在于，所述化學(xué)強化用玻璃 的密度為2.45g/cm3-2.55g/cm 3;所述化學(xué)強化用玻璃在溫度為50°C_350°C條件下的熱膨脹 系數(shù)為83 X 10-τ-87 X 10-7/°C ;所述化學(xué)強化用玻璃的楊氏模量為84.5GPa-88GPa;所述化 學(xué)強化用玻璃的維氏硬度為729-753;所述化學(xué)強化用玻璃的折射率為1.561-1.592;所述 化學(xué)強化用玻璃的抗彎強度為823MPa-905MPa。5. 權(quán)利要求1-4任一項所述的化學(xué)強化用玻璃的制備方法，其特征在于，所述化學(xué)強化 用玻璃是采用浮法成型制備的板狀玻璃。6. -種化學(xué)強化玻璃，其特征在于，所述化學(xué)強化玻璃是將權(quán)利要求1-4任一項所述的 化學(xué)強化用玻璃進行化學(xué)強化處理后得到。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)強化玻璃，其特征在于，所述化學(xué)強化玻璃的表面壓應(yīng)力 為820MPa-885MPa;所述化學(xué)強化玻璃的壓應(yīng)力層深度為45μπι-50μπι ;所述化學(xué)強化玻璃的 維氏硬度為824-861;所述化學(xué)強化玻璃的抗彎強度為902MPa-996MPa。8. 權(quán)利要求6或7所述的化學(xué)強化玻璃的制備方法，其特征在于，包括對化學(xué)強化用玻 璃進行離子交換處理的化學(xué)強化步驟。9. 一種顯示裝置用保護玻璃，其特征在于，所述保護玻璃的材料為權(quán)利要求6或7所述 的化學(xué)強化玻璃。10. -種顯示裝置，所述顯示裝置包括保護玻璃，其特征在于，所述保護玻璃為權(quán)利要 求9所述的顯示裝置用保護玻璃。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置為移動電話、數(shù)碼相 機、平板電腦或薄型電視機。
【文檔編號】C03C21/00GK105948488SQ201610287196
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】李俊鋒, 鄭權(quán), 王麗紅, 閆冬成, 張廣濤
【申請人】東旭科技集團有限公司, 東旭集團有限公司