[发明专利]一种3D微晶玻璃及其热弯工艺和应用

说明书

本发明提供了一种3D微晶玻璃，其特征在于，所述3D微晶玻璃的结晶度为10‑95wt％；所述3D微晶玻璃的晶体的平均粒径为5‑55nm；所述3D微晶玻璃的厚度为0.3‑4mm。本发明的3D微晶玻璃的制备方法加工难度小、加工成本低，3D热弯时间远远小于常规热弯时间；节约时间成本，同时节约了热处理的能源。

技术领域

本发明涉及玻璃制备技术领域，具体涉及一种3D微晶玻璃及其制法和应用。

背景技术

微晶玻璃作为新一代高强度玻璃，比传统锂铝硅玻璃具有更高性能。由于微晶玻璃内部具有大量纳米级晶体，因此具有更稳定的结构，经过化学强化后可以得到更高强度的盖板产品。

手机盖板的3D热弯过程通过所需要的设备和原材料包括：3D热弯机，3D热弯模具(一般是石墨模具)和玻璃原材等。3D热弯手机盖板玻璃的加工工艺一般是通过下列步骤进行：首先通过浮法、压延和溢流等方法使玻璃板成型、再通过切割、减薄的步骤、之后进行CNC处理、抛光、3D热弯，3D抛光和化学强化等处理。3D热弯使用热弯机进行，热弯机包括预热，成型和冷却工站，预热工站包括预热模具和玻璃片，其作用是促进玻璃内外温度均匀化，冷却工站是通过冷却水快速给模具降温，使玻璃温度逐步从成型温度降低到出模温度。3D热弯模具为石墨模具，分为上下两部分，玻璃片放入模具后经过预热、成型和冷却工站完成整个3D热弯工艺流程。为保证3D热弯工艺的产出效率，每个工站的时间长短都有要求。在具体操作时，是将加工清洗后的玻璃片置于3D模具中，再将模具放入3D热弯机中按照预设的工艺进行3D热弯。

3D热弯工艺所利用的原理是：玻璃或玻璃陶瓷在被加热到软化点温度附近后，可以在外力的作用下改变形状，改变形状后再经过快速降温冷却，使得热压后得到的形状得以保持。3D热弯工艺流程中的预热步骤可以避免玻璃在成型时的高温下受热破裂，成型温度在软化点以上，玻璃快速软化，同时给模具上下表面通过压杆加压使玻璃板弯曲成型，并在冷却前保持压力维持玻璃板的形状，随后模具经过冷却水快速降温。另外，3D热弯工艺全程都由氮气保护，以避免模具氧化。

玻璃板在成型、切割和减薄后通过CNC减少边缘的裂纹等缺陷，通过抛光使玻璃板上下表面呈现抛光效果。CNC和抛光后的玻璃板进行3D热弯，可以减少玻璃板在热弯过程中的破碎率。

发明内容

现有的3D热弯微晶玻璃由完全结晶的微晶玻璃热弯成型，其加工工序流程为玻璃板成型、玻璃板核化和晶化，晶化玻璃板减薄、晶化玻璃板切割、CNC、抛光，当其完全结晶后才进行3D热弯、3D抛光和化学强化等操作。现有的完全结晶的微晶玻璃，其机械强度和硬度更高，导致现有的完全结晶的微晶玻璃热弯前的机械加工良率低，生产成本高。

现有的完全结晶的微晶玻璃软化成型温度普遍在700℃以上，因此3D热弯成型温度必须高于700℃。在热弯过程中，完全结晶的微晶玻璃因受热其晶相种类、晶体粒径、折射率、Lab(色度)值、雾度、透过率等会发生巨大变化。应用在显示场景中，微晶玻璃色度、透过率将直接影响显示屏分辨率、色域、饱和度等显示效果；应用于摄像头物镜，微晶玻璃的折射率、雾度、透过率，尤其是紫外、近紫外的透过率对照相和摄像的光学系统具有重要的影响，其中紫外、近紫外的透过率较低时，会直接影响成像质量。

另外，现有的完全晶化的微晶玻璃的3D热弯仅仅为达到热弯成型的目的，存在重复晶化，造成能源和时间的浪费。

基于现有的技术，现有微晶玻璃的3D热弯存在着极高的技术难度，不可能利用3D热弯加工成3D形态。所以，现有的完全结晶的微晶玻璃的3D热弯存在着极高的技术难度，利用其3D热弯加工成3D形态难以实现工业化生产所要求的良率。

为了解决上述技术问题，本发明旨在提供一种3D微晶玻璃所述3D微晶玻璃的结晶度为10-95wt％；所述3D微晶玻璃的晶体的平均粒径为5-55nm。

优选的，其中，所述3D微晶玻璃的结晶度为14-35wt％，优选的，3D微晶玻璃的结晶度为36-64wt％；更优选的，所述3D微晶玻璃的结晶度为65-95wt％；