[发明专利]包括四方氧化锆结晶相的白色玻璃陶瓷基材与制品及其制造方法

权利要求书

1.一种制造玻璃陶瓷制品的方法，该方法包含：

(a)在环境具有590℃至820℃的第一温度的同时将前体玻璃在环境中维持1.75小时至4.25小时的第一时间段，基于氧化物计，该前体玻璃具有包含以下各项的组成：

55-75摩尔％SiO₂、

0.2-10摩尔％Al₂O₃、

0-5摩尔％B₂O₃、

15-30摩尔％Li₂O、

0-2摩尔％Na₂O、

0-2摩尔％K₂O、

0-5摩尔％MgO、

0-2摩尔％ZnO、

0.2-3.0摩尔％P₂O₅、

0.1-10摩尔％ZrO₂、

0-4摩尔％TiO₂及

0-1.0摩尔％SnO₂；

(b)在环境具有850℃至925℃的第二温度的同时将前体玻璃在环境中维持0.75小时至4.25小时的第二时间段，形成玻璃陶瓷基材，其中(i)二硅酸锂及(ii)β-锂辉石或β-石英中的任一种是按玻璃陶瓷基材的重量百分比计的两个主要结晶相，且其中四方ZrO₂是玻璃陶瓷基材的结晶相；及

(c)在包含离子Na、K及Ag中的一者或多者的盐的熔融盐浴中对玻璃陶瓷基材进行离子交换处理，形成玻璃陶瓷制品；其中以下条件中的至少一者为真：

(i)前体玻璃的组成特征在于Na₂O+K₂O≤0.5摩尔％，但钠离子存在于玻璃陶瓷制品的整个厚度中；

(ii)基于氧化物计，从玻璃陶瓷制品的主表面至厚度中的一部分的组成包含超过10摩尔％的Na₂O；

(iii)离子交换处理的浴包含大于98重量百分比的NaNO₃及0.01至1重量百分比的LiNO₃；且玻璃陶瓷制品中Na₂O的摩尔百分比随着从主表面至玻璃陶瓷制品的厚度中的深度而减少，Na₂O在任何深度的最大摩尔百分比为7摩尔％Na₂O，且钠离子存在于玻璃陶瓷制品中达到从主表面起厚度的至少15％的深度；及

(iv)离子交换处理包含第一离子交换处理，其中第一浴包含至少98重量百分比的NaNO₃；及第二离子交换步骤，其中第二浴包含钾或银的离子；且(i)玻璃陶瓷制品的厚度的第一部分包含K₂O或Ag₂O中的任一种的摩尔百分比，该摩尔百分比大于Na₂O的摩尔百分比，及(ii)玻璃陶瓷制品的厚度的第二部分包含Na₂O的摩尔百分比，该摩尔百分比大于K₂O或Ag₂O中的任一种的摩尔百分比。

2.如权利要求1所述的方法，其中：

前体玻璃特征在于Na₂O+K₂O≤0.5摩尔％，但钠离子存在于玻璃陶瓷制品的整个厚度中。

3.如权利要求1所述的方法，其中：

基于氧化物计，玻璃陶瓷制品的从主表面至厚度中的一部分的组成包含超过10摩尔％的Na₂O。

4.如权利要求1所述的方法，其中：

离子交换处理的浴包含大于98重量百分比的NaNO₃及0.01至1重量百分比的LiNO₃；且玻璃陶瓷制品中Na₂O的摩尔百分比随着从主表面至玻璃陶瓷制品的厚度中的深度而减少，Na₂O在任何深度的最大摩尔百分比为7摩尔％Na₂O，且钠离子存在于玻璃陶瓷制品中达到从主表面起厚度的至少15％的深度。