[发明专利]一种可高效化学强化的无碱土金属氧化物的高碱铝硅酸盐玻璃

说明书

本发明涉及一种可高效化学强化的无碱土金属氧化物的高碱铝硅酸盐玻璃，其化学组成关系为(mol)：O/(Si+Al)为2.14‑2.21且(Li₂O+Na₂O+K₂O)/Al₂O₃为1.90‑2.33，化学组成范围为(mol％)：66‑70SiO₂,8‑10Al₂O₃,14‑17Na₂O,2‑4K₂O,0‑2Li₂O,0‑5ZnO，0‑4ZrO₂。本发明玻璃可采用一步法或二步法低温化学强化工艺进行力学性能增强，熔盐温度不大于400℃，离子交换时间不大于5小时，表面压应力CS最大可达1096MPa，离子交换深度DOL不小于25μm，化学强化后维氏硬度625～696kgf/mm²，采用二步法化学强化后，玻璃的力学性能更佳。

技术领域

本发明涉及一种具有高效化学强化的高碱铝硅酸盐玻璃，经一步法或二步法低温化学强化处理后，具有优良的抗划伤和抗冲击力学性能。

背景技术

随着信息技术与科技现代化的迅速发展，触控显示产品应用范围越来越广。目前，主流的平板显示产品为TFT-LED和柔性OLED，触控屏覆盖在平板显示产品之上，为了解决平板显示产品的抗划伤和抗冲击作用，触控屏保护玻璃成为不可或缺的透明组件。触控屏保护玻璃厚度通常小于1mm，具有高透光性、高抗冲击性、高耐划伤性、高弯折韧性、优良耐久性和良好加工性的玻璃品种，是触控显示产品最外层保护的理想材料。2007年iPhone手机搭载了康宁公司研发的触控屏保护玻璃，带动了显示行业的迅猛发展，开创了一个全新的触控屏保护玻璃市场。至今，触控显示产品的应用愈来愈广，不再局限于中小尺寸的显示产品，大尺寸、轻薄化使触控屏显示产品呈现出更加广阔市场空间；然而，大尺寸、轻薄化的显示产品要求触控屏保护玻璃具备优良的力学性能，如更高的表面硬度，以及更强的抗冲击性能。因此，触控屏保护玻璃的性能也在随着组分的优化以及工艺调整而不断完善。以康宁为代表的最新一代产品大猩猩5代(简称GG5)为例，在保证玻璃表面高抗划伤能力的前提下，大幅提升了其耐冲击性能。

化学强化是有效提升触控屏保护玻璃力学性能的有效手段，尤其适合超薄玻璃和异形玻璃，化学强化会使玻璃表面应力分布均匀，不会产生显著的光学畸变，抗划伤、抗冲击力学性能明显提升。传统的一步法化学强化工艺虽然能够提升玻璃表面的压应力，但离子交换深度相对较浅，一般仅能达到10-30μm，玻璃的抗冲击性能相对较差；二步法化学强化采用混合熔盐对玻璃分两次进行离子交换处理，尽管会削弱表面压应力值，但是优化了玻璃表面应力沿厚度方向的分布，减小了玻璃内部张应力，并且二步法化学强化的离子深度可以较大，一般大于60μm，可有效地提升了玻璃抗冲击强度。

对于化学强化来说，无论是一步法，还是二步法化学强化工艺，就如何实现玻璃表面快速离子交换，提高化学强化效率是该工艺技术的关键。传统化学强化工艺处理时间普遍大于6小时，化学强化温度大都高于400℃，例如，在CN101337770A中记载了在430-490℃温度范围，强化处理3-8小时；在CN103328396B中记载了在400-550℃温度范围，强化处理4-8小时，该工艺虽然能够满足玻璃化学强化的要求，但化学强化温度较高、离子交换效率较低，不利于节能与环保理念的发展。另外，随着强化温度提高翘曲变形显著，影响和妨碍与触控传感件贴合。

发明内容