[发明专利]一种铝硅酸盐玻璃、化学强化玻璃和应用

说明书

一种铝硅酸盐玻璃、化学强化玻璃和应用。该铝硅酸盐玻璃经化学强化处理后，能够得到机械强度好且化学稳定性高的玻璃基板，从而能够满足盖板玻璃对玻璃材料的需求。该铝硅酸盐玻璃中不含B元素和P元素，而至少包括氧化硅、氧化铝、碱金属氧化物和氧化镓，其中，该碱金属氧化物选自氧化锂和氧化钠中的至少一种。该玻璃用于盖板玻璃的生产制造。

技术领域

本申请涉及显示屏技术领域，尤其涉及一种铝硅酸盐玻璃、化学强化玻璃和应用。

背景技术

近年来，随着移动设备的发展，盖板玻璃的出货率越来越高，尤其是随着现代显示和触摸屏技术科技的发展，先进的平板显示智能产品层出不穷，如手机、液晶电视、液晶显示器、提款机、平面广告媒体机等，很多功能和交易都是通过手指或笔触摸显示屏幕来完成，这就对触摸屏盖板玻璃提出了更高的要求；要求触摸屏盖板玻璃具有高的机械强度、高杨氏模量、低密度、低成本和气泡品质优异等。

盖板玻璃的生产厂商也不断在通过改善玻璃组成来提高盖板玻璃的性能，其中一些生产厂商通过向铝硅酸盐玻璃中添加硼元素或者磷元素以满足对盖板玻璃的性能需求，然而，由于硼元素和磷元素较为活泼，在将其应用于盖板玻璃时，化学稳定性差，且仍然存在机械强度低等问题，难以满足盖板玻璃对玻璃材料的需求。

发明内容

本申请提供了一种铝硅酸盐玻璃，该铝硅酸盐玻璃经化学强化处理后，能够得到机械强度好且化学稳定性高的玻璃基板，从而能够满足盖板玻璃对玻璃材料的需求。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种铝硅酸盐玻璃，该铝硅酸盐玻璃中不含B元素和P元素，且至少包括氧化硅、氧化铝、碱金属氧化物和氧化镓，其中，该碱金属氧化物选自氧化锂和氧化钠中的至少一种。其中，将氧化硅和氧化铝共同构成铝硅酸盐玻璃网络结构的主体，可以让玻璃基板更稳定，不容易受到外界的侵蚀，保证玻璃的硬度和机械强度，碱金属氧化物有助于降低玻璃熔解温度、黏度、玻璃熔解所需的能量，而且降低黏度也有助于排除气泡，缩短玻璃熔解与澄清时间，进一步地，当将该铝硅酸盐玻璃制备盖板玻璃时，玻璃表层的碱金属氧化物可以在高温下与原子半径较大的碱金属离子(例如钾离子)交换，适合化学强化，通过引入氧化镓，而使该铝硅酸盐玻璃中不含硼元素和磷元素，能够在中间子离子(例如Al³⁺或Ga³⁺)的数目少于修饰子离子(例如Li⁺)时，中间子在玻璃中之角色为玻璃形成子，也就是会形成四配位的[AlO₄]或[GaO₄]。因此原来电荷平衡非桥接氧化键的锂离子，变成用来电荷平衡[AlO₄]或[GaO₄]。玻璃中的非桥接氧化键就转化成桥接氧化键，而[GaO₄]的引入，增加了铝硅酸盐玻璃的网络结构，与三配位的硼元素和磷元素相比，网络体积较大，具有更好的刚性结构，化学稳定性高，且玻璃的性质如机械强度和玻璃转换温度都会增高，综上，本申请提供的铝硅酸盐玻璃适合化学强化，且经化学强化处理后，能够得到机械强度好且化学稳定性高的玻璃基板，从而能够满足盖板玻璃对玻璃材料的需求。

第一方面的第一种可能的实现方式中，该氧化镓的质量百分含量大于0小于等于5％。将氧化镓的质量百分含量控制在以上范围内，能够获得具有优良的耐化学性、低密度、适宜的膨胀系数、高的杨氏模量的盖板玻璃。

第一方面的第二种可能的实现方式中，该氧化硅的质量百分含量为45～75％，该氧化铝的质量百分含量为13～25％。氧化硅有利于玻璃的机械性能和化学稳定性但不利于熔解，氧化铝有助于玻璃应变点、抗弯强度的增高，但是不利于成型，将氧化硅和氧化铝的质量百分含量控制在上述范围内，有利于提高玻璃的稳定性、耐候性、熔化性和成型性。