[发明专利]玻璃

说明书

本发明涉及玻璃，更具体地涉及新玻璃、新玻璃组合物和由新玻璃组合物构成的基材。新玻璃组合物是钠钙硅玻璃，但与已知的钠钙硅玻璃，特别是通常用于通过浮法工艺生产平板玻璃的那些钠钙硅玻璃相比具有相对高的应变点。因此，本发明的新玻璃适用于在高温下需要良好尺寸稳定性的应用，例如防火窗玻璃和用于在高温下加工的基材。这些基材适用于涂层的沉积和显示面板、盘例如磁记录盘，半导体器件包括光伏电池，特别是太阳能电池的制造等应用。

虽然普通钠钙硅玻璃(即常用于建筑物和车辆的窗户和其他窗玻璃的钠钙硅玻璃组合物)对于许多上述应用具有在室温下的合适性能，但是这些应用可能需要在高温下加工玻璃，即在高于应变点，或退火点，或甚至玻璃的软化点的温度下。在这样升高的温度下加工玻璃会导致在玻璃中产生永久的内部应力，可能导致玻璃的变形或断裂。在加工过程中，玻璃甚至可变得畸变或变形。因此，已经尝试提供更适合于高温加工的玻璃，即由于具有相对高的应变点而具有改善的高温稳定性的玻璃。

通常使用的钠钙浮法玻璃的应变点(其定义为玻璃的粘度为10^14.5泊的温度，表示为T log 14.5泊)在约510℃至540℃的范围内，取决于精确的组成。然而，许多具有较高应变点的玻璃是已知的。具有高应变点的一组玻璃是所谓的无碱玻璃。遗憾的是，这些玻璃由于缺乏作为助熔剂的碱而难以生产。这些玻璃中的许多也不适合通过浮法工艺成型。替代的成型方法的使用通常增加成本，并且可导致较差的表面平坦度或平滑度。无碱玻璃的另一个问题是它们倾向于具有非常低的热膨胀系数，这使得它们不适于某些应用。

与普通或“正常”的钠钙硅浮法玻璃相比，具有相对高应变点的另一组玻璃含有增加的钾碱和降低的苏打。遗憾的是，高钾碱玻璃本身难以在浮法车间中常用的开放式蓄热炉中生产，因为在这种炉中可能难以澄清高钾碱玻璃。

已经进行了许多尝试以提供比具有普通浮法玻璃更高应变点的钠钙硅玻璃组合物。US 5,599,754公开了一种用于基材的玻璃组合物，其可用于平板显示面板，特别是用于等离子体显示面板。所要求保护的组合物含有6至9％的SrO，这是昂贵的，且在这些相对高水平下使用时显著增加了原料的成本。

US 6,905,991是含有相对低水平的苏打(2-8％Na₂O)和相对高水平的钾碱(0-8％，但是所有实施例包含至少3.5％的K₂O)的钠钙硅玻璃组合物的实例。所得玻璃可用于生产防火窗玻璃板或用于显示面板的基材。

WO 98/49111公开了一种用于等离子体显示面板的玻璃组合物，该玻璃具有比以前用于等离子体显示面板的玻璃更低的密度。玻璃中的总碱土金属氧化物中所含的BaO和SrO的总量在1-8％的范围内。这些氧化物仍是昂贵的。

US 6,087,284涉及适用于显示技术的铝硅酸盐玻璃。该专利试图找到具有高转变温度、低密度且中途曝光(solarisation)稳定的玻璃。优选玻璃含有最多痕量的MgO或完全不含。因此它代表了与普通或通常浮法玻璃的组成的显著偏差。

US 7,273,668涉及一种适用于化学强化的具有高耐热性的玻璃组合物。该组合物可用于制备用于磁记录介质的玻璃基材，例如硬盘驱动器。遗憾的是，这种玻璃容易失透，这可能使制造困难，并降低产量。

KR 2009 0111680A公开了用于显示面板的玻璃组合物，其寻求改善电极图案的反应性和故障率。

JP 2010 143790A公开了一种太阳能电池的玻璃基材的制造方法，其中可以有效地回收废玻璃。废玻璃用作玻璃原料的一部分，然后将其在玻璃熔炉中熔化并成型为玻璃基材。

US 8,828,897涉及具有高热稳定性和低加工温度的铝硅酸盐玻璃。该玻璃可用作光伏应用和其它太阳能技术应用的基材玻璃、顶衬玻璃和/或覆盖玻璃。

US 8,895,463涉及一种用于太阳能电池例如Cu-In-Ga-Se(“CIGS”)太阳能电池的玻璃基材。该发明的玻璃组成显著偏离普通钠钙硅玻璃，低苏打和高钾碱。

US 2013/0306145 A1还涉及用于CIGS太阳能电池的玻璃基材，并且玻璃组成仍是低苏打和高钾碱。