[发明专利]一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃及其制备方法及应用

权利要求书

1.一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，以摩尔百分比计，组分原料包括：55％-70％的SiO₂、7％-15％的Al₂O₃、0％-5％的B₂O₃、6％-15％的Na₂O、0-10％的K₂O、0-10％的MgO、0.5～2％的P₂O₅、0.1％～1％的SnO和0.3％-1.5％的高配位金属氧化物添加剂。

2.根据权利要求1所述的一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述Al₂O₃和B₂O₃与R₂O和RO的摩尔百分比满足以下关系：

1(R₂O+RO)/(Al₂O₃+B₂O₃)3；

其中，R为金属元素；R₂O+RO代表原料组分中碱金属和碱土金属氧化物的摩尔添加量总和。

3.根据权利要求1所述的一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述Na₂O的摩尔百分比为6％-14％，K₂O的摩尔百分比为0-5％，MgO的摩尔百分比为4％-8％。

4.根据权利要求1所述的一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述高配位金属氧化物添加剂为La₂O₃，Y₂O₃，ZrO₂、TiO₂或CeO₂中的一种；所述高配位金属氧化物添加剂的摩尔百分比为0.5％-1％。

5.根据权利要求1所述的一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃的断裂韧性为0.825MPa·m^1/2至1.024MPa·m^1/2。

6.根据权利要求1所述的一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃，其特征在于，所述高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃的弹性模量为67GPa至82GPa。

7.根据权利要求1所述的一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，具体的制备过程如下：

将SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、Na₂O、K₂O、MgO、P₂O₅、SnO₂和高配位金属氧化物添加剂混合均匀，再进行熔化、均化、成型、澄清以及退火处理后，得到高强高模、抗断裂的玻璃。

8.根据权利要求7所述的一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，所述熔化、均化、澄清处理包括四个阶段：第一阶段加热至1000～1350℃，加热过程中的升温速率为7℃/min，待温度恒定后保温1h；第二阶段的加热温度为1350-1450℃、温度恒定后保温时间为1.5-2.5h；第三阶段的加热温度为1450-1550℃、温度恒定后保温时间为2-3h；第四阶段的加热温度为1550-1680℃、温度恒定后保温时间为3-6h。

9.根据权利要求7所述的一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，所述退火包括三个阶段：第一阶段的加热温度为600-650℃、保温时间为1.5-3h，第二阶段的加热温度为300-450℃、退火速率为6℃/h；第三阶段的加热温度为100-450℃、退火速率为15℃/h。

10.如权利要求1所述的高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃在移动显示器件/车载和航空航天固定器件防护中的应用。