[发明专利]玻璃用组合物、硅铝酸盐玻璃及硅铝酸盐玻璃的制备方法

说明书

本发明公开了一种玻璃用组合物、硅铝酸盐玻璃及硅铝酸盐玻璃的制备方法，该玻璃用组合物以氧化物为基准，按质量百分比计，包括如下组分：SiO₂：55～70wt％，Al₂O₃：9～20wt％，P₂O₅：0～8wt％，Li₂O：0.1～6wt％，Na₂O：5～15wt％，K₂O：0.01～6wt％，MgO：0.1～7wt％，CaO：0.01～5wt％，Y₂O₃：0.01～5wt％；其中，35wt％<SiO₂‑(Al₂O₃+P₂O₅)<50wt％，8wt％<1.12Li₂O+1.05Na₂O–0.92K₂O<16.5wt％，1.5<(1.12Li₂O+1.05Na₂O+0.92K₂O)/(0.78MgO+0.85CaO+1.03Y₂O₃)<6，1wt％<0.78MgO+1.03Y₂O₃‑0.85CaO<4wt％。本发明的玻璃板适合3D热弯，化学强化后表面压缩应力大，应力层深度深，具有优异的耐刮性能，适合应用于保护显示器件，尤其适用于显示器件的保护盖板，如触摸屏盖板。

技术领域

本发明涉及玻璃领域，尤其涉及一种玻璃用组合物、硅铝酸盐玻璃及硅铝酸盐玻璃的制备方法。

背景技术

玻璃一直是显示技术中不可或缺的材料，通常用作显示器件的保护件。通过化学强化可以改变玻璃表面的组成，进而可以提高玻璃表面的强度。在使用过程中，触摸屏盖板玻璃易发生接触和摩擦，由此产生的划痕直接造成触摸屏表面粗糙，光洁度下降，影响使用效果，且有可能导致触摸屏破裂。

玻璃强度本质上是由玻璃的体系和成份决定的。因而，为了寻求具有更高强度、更高硬度、低脆性、抗刮擦和抗变形性玻璃，首先要从玻璃体系和成份入手。通过调整玻璃成份和组成，可以改进玻璃的弹性模量、硬度和脆性，进而能够获得具有高抗冲击性、高耐刮擦性和高抗变形性的玻璃。传统的钠钙硅玻璃不能满足高强度、高抗变形性和耐刮擦性等方面的要求。而高铝高碱硅酸盐玻璃具有高强度、高硬度和耐刮擦性能，适合作为电子产品的盖板玻璃使用。

目前，随着人们对电子产品外观追求的多样化，3D形状的电子产品需求日益增加，因此，作为电子产品保护件的3D盖板玻璃市场空间巨大。3D形状的盖板玻璃可以用于电子产品的前侧以及后侧，且3D形状的盖板玻璃具有可再加工功能，例如可以在玻璃上进行CNC加工、图案的设计等。

制备3D形状的盖板玻璃的方法包括3D精密模压或热弯曲等。其中，在热弯曲工艺中，热弯模具在成型中起到重要的作用。3D玻璃热弯曲工艺最重要的就是要保证模具和玻璃的热膨胀系数一致。高质量的石墨模具膨胀系数为50×10^-7-80×10^-7/℃，模具和玻璃在加热的时候会膨胀，如果玻璃的热膨胀系数大而模具的热膨胀系数小，那么在进行热弯曲工艺时，玻璃会爆裂。反之，如果玻璃的热膨胀系数小而模具的热膨胀系数大，那么在进行热弯曲工艺时，玻璃会成为波浪形。

目前，市场主流的电子产品保护用的盖板玻璃一般都属于高铝硅酸盐玻璃，高铝有利于离子交换后应力强度和应力层深度的提升，但是玻璃组分中Al₂O₃是难熔氧化物，其熔点高于SiO₂。高铝硅酸盐玻璃的玻璃软化点>860℃，在3D盖板玻璃生产时，高铝玻璃在3D热弯工艺中的快速升温及快速降温过程中容易产生热应力、二次条纹、裂片。

发明内容