[发明专利]微晶玻璃及其制备方法

说明书

本发明提供一种微晶玻璃及其制备方法，包括如下摩尔质量分数的各组分：SiO₂ 50.0～65.0％，Al₂O₃ 10.0～24.0％，Li₂O 2.0～15.0％，Na₂O 5.0～15.0％，MgO 2.0～12.0％，TiO₂ 3.0～11.0％，P₅O₂ 1.0～8.0％；微晶玻璃的制备方法为：将上述原料按比例混合后熔化，获得未析晶的前体玻璃，再将前体玻璃进行热处理从而获得微晶玻璃。本发明的玻璃基体中能生长出磷酸镁、磷酸镁锂、无定型磷酸盐及其组合物，和长径比大于5的针棒状金红石，两种形貌的晶体或聚合物形成互相堆叠或互锁结构，从而大大提高了玻璃的硬度和韧性。

技术领域

本发明属于玻璃材料的技术领域，具体涉及一种能生长出棒状金红石的微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

目前，智能手机、平板电脑和可穿戴设备已经成为人们日常生活的必需品，显示面板的轻薄化、大尺寸化成为发展的必然趋势，使得盖板玻璃必须向厚度薄、质量轻、强度高的方向发展。5G时代是一次新的通信技术革命，具有低能耗、网络全覆盖等特点，基本实现人们对时时处处有网络的需求。5G智能手机将5G通信技术和人工智能完美的结合，5G通信技术大大提升了智能手机的通信能力，5G通信技术的成熟也意味着手机的一次伟大的革新，从智能型发展到智慧型。同时5G通信技术对手机的网络传输能力提出了更高的要求，金属材料对电磁信号有明显的吸收对5G高频信号传输不利，因此5G智能手机的背板必须放弃传统的金属材料。相比之下，玻璃的介电损失很小，对电磁信号的传输影响不大，对5G通信具有很好的适用性。

铝硅酸盐玻璃具有轻质、高强、化学性质稳定等优点，优异的性能使其在电子通信领域颇受青睐。铝硅酸盐玻璃的结构影响着其力学性能，两者联系非常紧密，研究两者之间的关系，对于大尺寸玻璃的制备具有指导性的意义。盖板材料不仅对强度要求较高，还需要具备较好的耐摔性。玻璃自身脆性较大，抗裂韧性低于0.8Mpa/m^1/2，随着玻璃板材的轻薄化很容易发生碎裂。提高玻璃本体抗裂韧性最有效的方法之一是使其微晶化，即在玻璃基体中生长出均匀分布的晶体颗粒，晶体颗粒通常为球形颗粒或具有一定长径比的椭圆形颗粒。但是该增韧方法还存在以下问题：首先，微晶玻璃中晶体生长方向难以控制，难以生长出长径比大的针状晶体；其次，有时在微晶玻璃中生长出单一针状晶体对基体玻璃的增韧效果并不明显。因此，如何在微晶玻璃中生长出团状晶体和长径比大于5的晶体且显著提高微晶玻璃的抗裂韧性是目前盖板用高强度微晶玻璃面临的难题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种微晶玻璃，该微晶玻璃中生长有磷酸镁、磷酸镁锂、无定型磷酸盐及其组合物或聚合物和长径比大于5的针棒状金红石形成的堆叠或互锁结构，从而大大提高了玻璃的硬度和韧性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种微晶玻璃，其特征在于，包括如下摩尔质量分数的各组分：

SiO₂ 50.0～65.0％，

Al₂O₃ 10.0～24.0％，

Li₂O 2.0～15.0％，

Na₂O 5.0～15.0％，

MgO 2.0～12.0％，

TiO₂ 3.0～11.0％，

P₅O₂ 1.0～8.0％。

进一步地，微晶玻璃中生长有磷酸盐晶体和针棒状金红石晶体。