[发明专利]一种透明的强化玻璃陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开一种透明的强化玻璃陶瓷及其制备方法，强化玻璃陶瓷的张应力线密度为40000MPa/mm～80000MPa/mm，应力层深度大于100μm，CS_50值为100MPa～300MPa，表面压应力大于或等于500Mpa，玻璃陶瓷中晶体的平均晶体尺寸范围为5nm～60nm，主晶相为β石英固溶体及氧化锆晶体中的至少一种，晶体占强化玻璃陶瓷的质量百分比范围为20％～60％，可见光平均透过率大于或等于90％，雾度小于或等于0.2％。本发明玻璃陶瓷具有紧固的网络结构，拥有较高的机械强度、较低的介电损耗，较高的可见光透过率。采用化学离子交换，可得到高水平的深层应力，使玻璃陶瓷具有高水平的抗跌落能力。

技术领域

本发明涉及玻璃生产制造技术领域，尤其涉及一种透明的强化玻璃陶瓷及其制备方法。

背景技术

目前智能手机上的屏幕保护材料大多为化学强化玻璃材料，近年来由于5G通讯的需求，智能手机金属后盖材料逐渐被陶瓷、玻璃等材料取代，由于陶瓷盖板工艺良品率低，成本高，目前各大厂商后盖材料均为玻璃。如此，智能手机外表面已绝大部分被玻璃材料覆盖，则对于玻璃保护盖板的强度提出更高的要求。目前保护玻璃盖板主流产品为锂铝硅化学强化玻璃，其可进行钾-钠离子钠-锂离子二元离子交换，以盐浴大碱金属离子交换玻璃中的小碱金属离子，形成体积差，最终形成复合压应力，是目前具有最高机械强度的强化玻璃。

随着人们对手机抗摔能力要求越来越高，单纯的锂铝硅化学强化玻璃已经不能满足需要。

玻璃陶瓷属于玻璃材料技术前沿的新材料，具有更高的物理机械性能，是通过调整料方及热处理工艺，在玻璃内部整体形成多纳米或微米晶体。但是目前市场上玻璃陶瓷虽然机械性能较佳，但多为高失透材料，可见光透过率差，不能满足电子显示产品的高透过率，及雾度等的要求。

玻璃陶瓷本身结构稳定，化学离子强化过程，存在交换速度慢、强化深度浅等问题，强化后的玻璃陶瓷性能提高有限。这就需要对料方整体进行设计、有效控制晶体类型、尺寸和晶体比例。并且要得到化学强化后高强度安全性玻璃陶瓷，还需要控制玻璃陶瓷内部张应力在合理范围。

另外，电子产品在跌落过程中，玻璃表面受到外力局部碰撞、挤压会形成大小不一的粗糙凹坑。强化后玻璃表面深度为50μm内的CS值决定了凹坑形成的深度以及凹坑进一步扩展导致开裂的可能性。这也需要我们进一步控制CS_50(强化后玻璃表面深度为50μm内的压应力值)值的大小来增强玻璃/玻璃陶瓷的抗跌落性能。

因此，现有技术存在不足，需要改进。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种透明的强化玻璃陶瓷及其制备方法。

本发明的技术方案如下：提供一种透明的强化玻璃陶瓷，前体玻璃经过陶瓷化形成玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷再经过化学离子交换强化制备出所述强化玻璃陶瓷，所述强化玻璃陶瓷的张应力线密度在40000MPa/mm～80000MPa/mm范围内，所述强化玻璃陶瓷CS_50值为100MPa～300MPa，表面压应力大于或等于500Mpa，所述强化玻璃陶瓷应力层深度大于100μm，所述玻璃陶瓷具有平均晶体尺寸范围为5nm～60nm的晶体，所述晶体的主晶相为β-石英固溶体及氧化锆晶体中的至少一种，所述晶体占所述玻璃陶瓷的质量百分比范围为20％～60％，所述玻璃陶瓷为无色的，且在厚度为1mm时可见光平均透过率大于或等于90％，雾度小于或等于0.2％。

进一步地，所述强化玻璃陶瓷的张应力线密度在50000MPa/mm～70000MPa/mm范围内，所述强化玻璃陶瓷CS-50值为100MPa～200MPa，表面压应力大于或等于650Mpa，所述强化玻璃陶瓷应力层深度大于120μm，所述晶体的平均晶体尺寸范围为10nm～40nm，所述晶体占所述玻璃陶瓷的质量百分比范围为20wt％～50wt％，此时1mm厚的所述玻璃陶瓷的可见光平均透过率大于或等于90.5％，雾度小于或等于0.15％。