[发明专利]一种高强度透明微晶玻璃

说明书

本发明属于微晶玻璃材料技术领域，具体涉及一种具有高强度透明微晶玻璃，以质量分数计，所述玻璃包含的组分包括：SiO₂65～73%；Al₂O₃3～10%；Na₂O 1.5～4%；Li₂O 10～14%；P₂O₅1.5～4%；Zr₂O1.5～5%；澄清剂0～1%；2≤(Al₂O₃+ZrO₂)/P₂O₅≤6；‑0.5＜(P₂O₅‑Na₂O‑K₂O)＜0.5，其晶相包含Li₂Si₂O₅或LiAlSi₄O₁₀。本发明微晶玻璃具有至少88%透过率，强化后表面维氏硬度至少750kgf/mm²。

技术领域

本发明属于微晶玻璃材料技术领域，具体来说，涉及一种具有高强度透明微晶玻璃，更具体来说，涉及一种含有Li₂Si₂O₅晶相的高强度透明微晶玻璃。

背景技术

铝硅酸盐玻璃经离子强化处理后，使玻璃表层形成一层高表面压应力(Compressive Stress,简称CS)和一定深度的离子强化层(Depth of Layer,简称DOL)，从而快速提高玻璃的表面硬度、抗冲击性能、耐划伤性能和耐损伤性能，从而被广泛应用于触控显示产品的盖板保护材料。随着5G通信时代的来临以及无线充电技术的逐渐成熟，金属材料制后盖势必淘汰，而非金属材料中玻璃和陶瓷材料将成为移动显示终端产品首选。目前高铝玻璃虽具有良好的透过率，但其强度仍不够高，使得在其作为移动电子设备的外观保护材料仍有所限制，而陶瓷材料具有高强度优势，但陶瓷材料的透过率仍然过低，且其加工难度较大，难以规模化生产，因而成本较高，限制其在移动电子设备中使用。

通过在特定铝硅酸盐玻璃成分中添加一定量的成核剂制备成基础玻璃，然后将基础玻璃经过核化和微晶化处理析出晶体，形成含有晶相和玻璃相的多晶材料，从而既有部分玻璃材料的特性、又有部分陶瓷材料特性的微晶玻璃，又称玻璃陶瓷。微晶玻璃结合玻璃的高透明和陶瓷的高强度优点而得到广泛应用。

以二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)为主晶相的微晶玻璃统称为二硅酸锂微晶玻璃，研究表明，Li₂Si₂O₅晶相折射率为1.55～1.58，其与玻璃折射率接近；Li₂Si₂O₅晶相能够阻止表面或内部微裂纹的进一步扩展或使微裂纹折向而不易扩散，从而大大改善微晶玻璃的强度和力学性能，因此Li₂Si₂O₅晶相的微晶玻璃由于具有高强度、半透明性和良好生物兼容性在齿科上得到广泛应用。专利CN104108883A提供一种高强度二硅酸锂玻璃陶瓷及其制备方法，但该组合物中含有氧化锆和镁铝硅酸盐晶相，难以获得具有高透过率的微晶玻璃。专利CN1052271762A提供一种用于制备二硅酸锂微晶玻璃的组合物，但该组合物中无Na₂O成分存在，无法通过离子强化形成表面高表面应力。专利CN107845078A提供含有二硅酸锂的微晶玻璃及基板，但其组成中Al₂O₃、Na₂O含量过高，虽可以通过离子强化实现表面高强度，但微晶化过程中无法获得均匀析出的微晶玻璃，从而使得玻璃透过率和强度降低。专利CN107001120A专利提供透锂长石和硅酸锂结构的高强度玻璃-陶瓷，但其组成中Na₂O含量过低，难以快速获得具有高表面强度的微晶玻璃，且专利中部分组成微晶化处理后不透明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微晶玻璃组合物，其具有高强度和高透过率。