[发明专利]一种高强度玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高强度微晶玻璃的制备方法、微晶玻璃及其玻璃组合物，其中玻璃组合物包括如下摩尔百分比的组分，SiO₂：70%~80%；Al₂O₃：2%~5%；Na₂O：0.1%~5%；ZrO₂：1%~5%；P₂O₅：0.5%~2.5%；Li₂O：15%~25%。本发明通过料方设计和热处理工艺制度控制，提高微晶玻璃的析晶量，显著提升微晶玻璃的本体强度，即使不通过化学强化，也可获得高强度的微晶玻璃，广泛应用于智能终端，减少工艺，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及玻璃制造领域，尤其涉及一种高强度玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

微晶玻璃，又名玻璃陶瓷，作为玻璃的细分产品之一，由于其在抗跌落和抗冲击性的优异表现，近年在高端电子显示产品的应用得以拓展，逐步取代高铝一强及二强玻璃，成为高端机型盖板玻璃的首选材料。微晶玻璃是由晶相和残余玻璃相组成的质地致密、无孔、均匀的熔结体，在某些基体玻璃加入一定量的成核剂（有时也不加），再经加热（称热敏）或（和）光照（称光敏）处理，使玻璃体内均匀地析出大量细小的晶体，而制成的透明或不透明材料。用于显示终端的微晶玻璃结合了玻璃高透过率、低雾度及陶瓷高强度、高韧性优势，大幅提高了电子产品的耐用性。

微晶玻璃的强度与微晶相的含量有关，当微晶相含量低时，玻璃相占比大，玻璃相成为连续的基体，晶相被孤立地均匀分布于玻璃相中，微晶玻璃的强度接近玻璃。而随着微晶相含量增多，玻璃相占比逐渐减少，微晶玻璃的机械性能向陶瓷靠拢。当玻璃相含量极低时，玻璃相分散于晶体与晶体的网络结构之间，此时微晶玻璃的本体强度达到最大。因此透明微晶玻璃应用于终端盖板玻璃是在保证透过率、雾度等基本光学性能的前提下，尽可能的提高微晶玻璃的强度，尤其是抗跌落能力和抗冲击能力。提高微晶玻璃强度的一种方法是提高微晶玻璃中晶体含量，进而提高微晶玻璃的本体强度。然而，晶体含量高，会引起微晶玻璃透过率的下降及雾度的增加，只有确保晶粒尺寸小、数量多才能满足光学性能要求。如何确保析晶量高时提高玻璃的透过率、降低玻璃的雾度，相应的料方设计和热处理工艺制度控制成为提升微晶玻璃性能的关键。

发明内容

为了在保证透过率、雾度等基本光学性能的前提下，提高微晶玻璃的强度，本发明提供了一种高强度微晶玻璃的制备方法、玻璃及其玻璃组合物，通过料方设计和热处理工艺制度控制，提高微晶玻璃的析晶量，显著提升微晶玻璃的本体强度，即使不通过化学强化，也可获得高强度的微晶玻璃，应用于智能终端，减少工艺，降低生产成本。

为达到上述目的，本发明提供了一种玻璃组合物，以摩尔百分比计，包括如下组分：SiO₂：70%~80%；Al₂O₃：2%~5%；Na₂O：0.1%~5%；ZrO₂：1%~5%；P₂O₅：0.5%~2.5%；Li₂O：15%~25%。

优选地，上述玻璃组合物满足如下条件：

[SiO₂]＞8×[Al₂O₃]+2×([Li₂O]-[Al₂O₃])

[Al₂O₃]＜[Li₂O]/4

[Na₂O]+[SiO₂]-6[Al₂O₃]-2[Li₂O]＜30%

[ZrO₂]/[P₂O₅]≥2

为达到上述目的，本发明还提供了一种微晶玻璃的制备方法，包括如下步骤：