[发明专利]具有高硬度和模量的可离子交换的不透明锌尖晶石-尖晶石玻璃陶瓷

说明书

提供了不透明的锌尖晶石‑尖晶石玻璃陶瓷。玻璃陶瓷包含：包含(Mg_xZn_1‑x)Al₂O₄的第一晶相，式中，x小于1；以及包含四方晶形ZrO₂、MgTa₂O₆、多铝红柱石和堇青石中的至少一种的第二晶相。玻璃陶瓷的杨氏模量大于或等于90GPa以及硬度大于或等于7.5GPa。玻璃陶瓷可以经过离子交换。还提供了玻璃陶瓷的生产方法。

本申请要求2018年11月30日提交的美国临时申请系列第62/773,682号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景技术

技术领域

本说明书大体上涉及不透明玻璃陶瓷组合物。更具体来说，本说明书涉及可以形成用于电子装置的外壳的不透明锌尖晶石-尖晶石玻璃陶瓷。

技术背景

便携式电子装置(例如，智能手机、平板和可穿戴装置(例如，手表和健身追踪器))持续变得越来越小和越来越复杂。由此，常规用于此类便携式电子装置的至少一个外表面上的材料也持续变得越来越复杂。例如，随着便携式电子装置变得越来越小和越来越薄从而符合消费者需求，用于这些便携式电子装置的外壳也变得越来越小和越来越薄，导致对于用于形成这些组件的材料更高的性能要求。

因此，为了用于便携式电子装置，存在对于展现出更高性能(例如，抗破坏性)的材料需求。

发明内容

根据方面(1)，提供了一种玻璃陶瓷。玻璃陶瓷包含：第一晶相，其包含(Mg_xZn_1-x)Al₂O₄，式中，x小于1；以及第二晶相，其包含以下至少一种：四方晶形ZrO₂、MgTa₂O₆、多铝红柱石和堇青石；其中，玻璃陶瓷在可见光范围内是不透明的，具有大于或等于90GPa的杨氏模量，以及具有大于或等于7.5GPa的硬度。

根据方面(2)，提供了方面(1)的玻璃陶瓷，其还包含Li₂O和Na₂O中的至少一种。

根据方面(3)，提供了方面(1)的玻璃陶瓷，其还包含Li₂O和Na₂O。

根据方面(4)，提供了方面(1)至(3)中任一项的玻璃陶瓷，其中，x大于0。

根据方面(5)，提供了方面(1)至(4)中任一项的玻璃陶瓷，其还包含大于或等于35重量％至小于或等于60重量％SiO₂。

根据方面(6)，提供了方面(1)至(5)中任一项的玻璃陶瓷，其还包含：35摩尔％至55摩尔％SiO₂；大于或等于18摩尔％Al₂O₃；大于或等于5摩尔％MgO；以及大于或等于2摩尔％P₂O₅。

根据方面(7)，提供了方面(1)至(6)中任一项的玻璃陶瓷，其还包含：0摩尔％至14摩尔％ZnO，0摩尔％至5摩尔％TiO₂，0摩尔％至5摩尔％Na₂O，0摩尔％至5摩尔％Li₂O，0摩尔％至2摩尔％BaO，0摩尔％至4摩尔％B₂O₃，0摩尔％至1摩尔％CaO，0摩尔％至3摩尔％Eu₂O₃，0摩尔％至6摩尔％Ta₂O₅，0摩尔％至5摩尔％La₂O₃，0摩尔％至0.1摩尔％As₂O₅，和0摩尔％至0.3摩尔％SnO₂。