[发明专利]一种化学强化用玻璃及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种化学强化用玻璃及其制备方法和应用，所述化学强化用玻璃以氧化物的质量百分数计含有62％‑73％的SiO₂、4％‑13％的Al₂O₃、0.5‑7.8％的CaO、4％‑11％的MgO、10％‑16％的Na₂O、0.5％‑3％的K₂O，且MgO/(MgO+CaO)为0.4‑0.99、K₂O/(K₂O+Na₂O)为0.03‑0.33。本发明通过对于化学强化用玻璃的成分以及含量的选择，配合特定成分比例关系的选择，使得化学强化用玻璃具有较低的锡离子渗入量，各组分之间协同作用，提高化学强化时的CS值，提高化学强化玻璃稳定性，提高化学强化后玻璃的强度，并且使得化学强化玻璃具有较小的翘曲值。

技术领域

本发明属于玻璃强化技术领域，涉及一种化学强化用玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，在手机、平板电脑等移动显示器及大型液晶电视等平板显示器中，都使用具有高强度、耐刮伤、抗冲击性能强的显示保护玻璃。这种保护玻璃必须经过化学强化后才能达到使用要求。

化学强化是在不高于玻璃转换点(Tg)的温度，将玻璃浸入含有比玻璃中碱金属离子半径大的碱金属离子熔盐(如硝酸钾)中，玻璃与熔盐间发生离子交换，如熔盐中K⁺置换玻璃中的Na⁺，离子半径大的K⁺(0.133nm)置换了离子半径小的Na⁺(0.099nm)所腾出来的位置，因交换离子间的体积差，使得表面产生“挤塞”现象，形成表面压应力，当外力作用于此表面时，首先必须先抵消这部分的压应力，如此就提高了玻璃的机械强度，达到玻璃强化的目的。

盖板玻璃主要有钠钙低铝硅酸盐玻璃(也叫普通钠钙)、钠钙中铝硅酸盐玻璃和高铝硅酸盐玻璃。前两者主要通过浮法工艺制造，高铝硅酸盐玻璃既可以通过浮法工艺制造，也可以使用溢流法制造。

对于化学强化玻璃的特征，通常将表面压应力(CS)、应力层深度(DoL)和体心张应力(CT)作为指标来使用。通常情况下，钠钙低铝硅酸盐玻璃的CS在500MPa-600MPa、DoL在5μm-8μm，钠钙中铝硅酸盐玻璃的CS在600MPa-750MPa、DoL在9μm-20μm，高铝硅酸盐玻璃的CS在800MPa-1000MPa、DoL在30μm-130μm。

盖板玻璃的生产工艺有溢流法和浮法两种，由于溢流法的投资金额巨大且核心技术主要掌握在美国公司，故市场上90％的盖板玻璃原片生产采用浮法生产工艺。浮法生产工艺中的玻璃板成型是将高温熔融玻璃流淌在熔融锡液的上面，在经历摊平、抛光、拉薄和冷却后离开锡液进入退火窑。整个过程都在锡液表面完成，且一面与锡液接触(称之为锡面)，另一面与保护气接触(称之为空气面)，导致发生了不可避免的锡离子扩散到玻璃下表面。最后玻璃成品呈现出锡面和空气面的化学组成不同，且都不同于玻璃体的成分。锡面和空气面化学组成的不同是浮法玻璃先天性问题，这也是造成浮法玻璃在化学强化过程中产生翘曲的根本原因。各个浮法玻璃厂想尽各种办法降低锡面的锡离子渗入量，但是只能减少，不能避免。所以浮法盖板玻璃化学强化后翘曲问题也是不可避免的，同时翘曲也是各个盖板深加工厂最头疼的问题。

对于钠钙低铝硅酸盐玻璃和钠钙中铝硅酸盐玻璃，其锡离子渗入量和化学强化后的翘曲问题是非常严重的问题，是生产企业急需解决的问题。

因此，在本领域中，期望开发不仅能使得锡离子渗入量少，而且可以降低化学强化后翘曲值的化学强化用玻璃。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种一种化学强化用玻璃及其制备方法和应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：