[发明专利]微晶玻璃及其钢化方法和应用

说明书

本发明涉及一种微晶玻璃及其钢化方法和应用。该钢化方法包括以下步骤：分别熔融玻璃原料和金属盐，制备微晶玻璃前驱体和钢化熔盐；将该微晶玻璃前驱体浸入所述钢化熔盐中，在600℃～950℃的条件下进行钢化处理，制备玻璃中间体；对该玻璃中间体进行冷却处理；所述微晶玻璃前驱体的组成包括氧化钠和/或氧化钾；所述金属盐包括锂盐。利用离子交换使微晶玻璃前驱体表层组分发生改变，形成热膨胀系数差；而通过晶化热处理，可得到表层晶相与内层晶相不一致或表层晶相比例与内层晶相比例不一致的玻璃中间体，在冷却收缩的过程中，两层之间形成应力层，提升微晶玻璃的抗力冲击强度。可应用于显示面板的玻璃面板或电子产品的保护外壳。

技术领域

本发明涉及玻璃技术领域，特别是涉及一种微晶玻璃及其钢化方法和应用。

背景技术

微晶玻璃是偶然发现的一种玻璃混合材料，其结构及性能较普通玻璃材料具有一些特殊改变，主要表现为普通玻璃的结构是无序的排列，而微晶玻璃的结构为部分有序排列。即，微晶玻璃是由晶体与非晶体组成的复合材料。

相比于普通玻璃，微晶玻璃具有以下优点：机械强度高，绝缘性能优良，介电损耗少，介电常数稳定，热膨胀系数可在很大范围内调节，耐化学腐蚀性良好，耐磨性好，热稳定性好以及使用温度高。微晶玻璃可广泛应用于厚度较大的结构材料中，比如，建筑材料。但是，对于显示面板或一些电子设备的保护玻璃，其厚度通常在1mm左右，而微晶玻璃在1mm厚度左右的条件下，仍然表现出普通玻璃的脆性，抗冲击性能往往达不到产品的要求，在受到力的冲击作用时容易破碎。

对玻璃进行钢化处理可提高玻璃的抗冲击性能。现有的玻璃钢化技术包括物理钢化和化学钢化，其中，物理钢化指：把玻璃加热到适宜温度后迅速冷却，使玻璃表面急剧收缩，产生压应力，而玻璃中层冷却较慢，来不及收缩，故形成张应力，使玻璃获得较高的强度。而化学钢化指：通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度，通常采用离子交换法进行化学钢化，将含有碱金属离子的硅酸盐玻璃，浸入到熔融状态的金属盐中，使玻璃表层中半径较小的离子与钢化熔盐中半径较大的离子进行交换，比如玻璃中的锂离子与溶液中的钾或钠离子交换，玻璃中的钠离子与溶液中的钾离子交换，利用碱离子体积上的差别在玻璃表层形成嵌挤压应力，当冷却到常温后，玻璃便处于内层受拉、外层受压的状态，使玻璃获得较高的强度。

但是，现有的玻璃钢化技术仅适用于普通玻璃，并不适用于微晶玻璃。这主要是由于：(1)微晶玻璃的结构中含有部分的晶体，晶体的存在会阻止钢化盐中的离子向玻璃基体内渗透，阻碍离子交换处理的进行，离子交换程度较小，最终难以提升玻璃的抗冲击强度。(2)物理钢化中的淬冷，温度骤降，不利于晶体的有序生长。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种适用于微晶玻璃的钢化方法，提升微晶玻璃的抗冲击性能。

技术方案如下：

一种微晶玻璃的钢化方法，包括以下步骤：

分别熔融玻璃原料和金属盐，制备微晶玻璃前驱体和钢化熔盐；

将所述微晶玻璃前驱体浸入所述钢化熔盐中，在600℃～950℃的条件下进行钢化处理，制备玻璃中间体；

对所述玻璃中间体进行冷却处理；

所述微晶玻璃前驱体的组成包括氧化钠和/或氧化钾；

所述金属盐包括锂盐。

在其中一个实施例中，所述玻璃中间体包括表层和内层，所述玻璃中间体的表层的热膨胀系数小于所述玻璃中间体的内层的热膨胀系数。

在其中一个实施例中，所述氧化钠占所述微晶玻璃前驱体的质量百分比为2％～6％；或，

所述氧化钾占所述微晶玻璃前驱体的质量百分比为2％～6％；或，

所述氧化钠和氧化钾的混合物占所述微晶玻璃前驱体的质量百分比为2％～6％。