[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

说明书

本发明公开了一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃及制备方法及应用，以原料组分的摩尔百分比为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％的改性添加剂混合均匀，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。根据上述组分制备的铝硅酸盐玻璃强度高，弹性模量、断裂韧性高，具有更好的抗碎裂能力，从而拓宽了铝硅酸盐玻璃应用范围。

技术领域

本发明涉及铝硅酸盐玻璃制备技术领域，具体为一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃及其制备方法及应用。

众所周知，玻璃的本征强度很高，不同文献上记载虽有差异，基本在10～14GPa，但玻璃的实际强度仅140MPa，比理论强度要低几个数量级，而实际强度中，抗拉强度只有抗压强度的1/8～1/10，特别是抗冲击强度更低，使玻璃容易碎裂，从而造成人员伤亡和财产损失。

随着社会经济及科学技术的发展，在促进电子产品细分越来越完整的同时，也使得电子产品行业的竞争越来越激烈。而在性能提升基本饱和的当下，屏幕的“耐摔性”成为厂商易忽视，但消费者却又十分重视的因素。当前，屏幕的“轻薄化”、“大尺寸化”成为一众厂商追求的卖点，但是，屏幕越大、体型越轻薄，对于盖板玻璃的性能要求自然越来越高。因此，一种具有优良力学性能，尤其在硬度、弹性模量和韧性等方面具有突出表现且适合化学强化的铝硅酸盐玻璃是有较大市场价值的，本发明旨通过提高玻璃弹性模量、断裂韧性有效解决玻璃碎裂问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高强高模、抗断裂的铝硅酸盐玻璃及其制备方法及应用，有效的提高了玻璃弹性模量、断裂韧性，有效解决了玻璃碎裂的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

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，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；

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。

优选的，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。