本发明涉及一种化学强化用玻璃、由其制成的耐热冲击化学强化玻璃板以及相关的制造方法。该经化学强化的玻璃板可用于手机、电脑、车载导航等多种平板显示器的盖板玻璃,或者可应用于其它对玻璃耐热冲击性能有高要求的产品。
背景技术:
:玻璃制品在生产和使用过程中,通常会遭受环境温度的急剧变化(即,热冲击),导致玻璃应力分布不均从而炸裂。已经存在很多具有耐热冲击性的玻璃制品。尽管如此,基本上所有普通玻璃制品的耐热冲击温度限度(即,冷热交替温差)仍在200℃以下,即便是钢化玻璃,其抗热冲击能力也不尽如人意。而本申请发明人在研究玻璃的过程中出乎意料地发现,对具有特定范围的玻璃料方实施优化的化学强化工艺,能够获得耐热冲击性能大幅提升的玻璃(板)。技术实现要素:基于发明人的上述发现,本发明首先提供了一种化学强化用玻璃,其中,以氧化物基准摩尔%计,该玻璃含有、优选基本上由以下成份组成:该化学强化用玻璃优选含有,以氧化物基准摩尔%计,58-63%的SiO2。该化学强化用玻璃优选含有,以氧化物基准摩尔%计,8.4-11.5%的Al2O3。该化学强化用玻璃优选含有,以氧化物基准摩尔%计,12-15.7%的Na2O。该化学强化用玻璃优选含有,以氧化物基准摩尔%计,9-11%的MgO。该化学强化用玻璃优选含有,以氧化物基准摩尔%计,0-0.8%的ZnO。因此,在优选的方面,本发明提供了一种化学强化用玻璃,以氧化物基准摩尔%计,所述玻璃基本上由以下成份组成:根据本发明的化学强化用玻璃在经历化学强化前可以切割和/或打磨成所需的尺寸。在化学强化前,需要确保玻璃的边部崩边尺寸小于30μm。在另一方面中,本发明还提供了一种经化学强化的玻璃板,其中,所述玻璃板由上述的玻璃制成并且经过化学强化处理。优选地,所述玻璃板的厚度为小于2mm,优选为0.3mm-1mm。根据本发明的经化学强化的玻璃板优选具有至少380℃的耐热冲击温差。更加优选其表面压应力CS≥650MPa。在进一步优选的实施方案中,根据本发明的经化学强化的玻璃板的压应力层厚度≥30μm。在又一方面中,本发明提供了一种经化学强化的玻璃板的制造方法,包括以下步骤:a)提供玻璃板,该玻璃板由上述玻璃制成,并且该玻璃板的厚度为小于2mm,优选为0.3mm-1mm;b)切割步骤a)中所得玻璃板并挑选,确保玻璃边部崩边尺寸小于30μm;c)对步骤b)中所得玻璃板进行化学强化,由此得到了所述经化学强化的玻璃板。优选地,步骤c)的化学强化如下进行:用KNO3强化液和玻璃板发生离子交换。在有利的情况中,KNO3强化液中的Na+离子浓度低于10000ppm,例如低于5000ppm。更优选地,步骤c)中的化学强化在温度为390-450℃的条件下进行。化学强化进行的时间可以为3小时以上,合适地为3-6小时。具体实施方式本发明的目的在于提升显示设备保护用玻璃板的耐热冲击性能。一般认为,玻璃抗热冲击性能会受到玻璃料方(即玻璃的化学组成)、玻璃生产工艺以及玻璃后期处理三方面影响。其中,后期处理包括例如物理钢化、化学强化、抛光研磨等多种工艺方法。本文所用术语“化学强化”及类似术语是指用直径更大的碱离子交换玻璃组合物中的碱离子,本文指称的所有玻璃组合物的成份都是针对进行化学强化(离子交换)之前的玻璃(板)。作为化学强化的具体方法,通常已知的是用熔融盐中K+离子与玻璃表层的Na+离子进行离子交换。用于本发明中的玻璃例如可以为含碱铝硅酸盐玻璃或含碱铝硼硅酸盐玻璃等。优选地,根据本发明的化学强化用玻璃,以氧化物基准摩尔%计,含有以下成份:在优选的实施方案中,根据本发明的化学强化用玻璃,以氧化物基准摩尔%计,基本上由以下成份组成:在优选的实施方案中,该化学强化用玻璃含有,以氧化物基准摩尔%计,58-63%的SiO2。在优选的实施方案中,该化学强化用玻璃含有,以氧化物基准摩尔%计,8.4–11.5%的Al2O3。在优选的实施方案中,该化学强化用玻璃含有,以氧化物基准摩尔%计,12-15.7%的Na2O。在优选的实施方案中,该化学强化用玻璃含有,以氧化物基准摩尔%计,9-11%的MgO。在优选的实施方案中,该化学强化用玻璃含有,以氧化物基准摩尔%计,0-0.8%的ZnO。因此,在最优选的实施方案中,根据本发明的化学强化用玻璃,以氧化物基准摩尔%计,基本上由以下成份组成:根据本发明的化学强化用玻璃通常经历配料→熔化→成型→退火→切裁等工艺,然后得到玻璃原片,或称为玻璃板。一般对玻璃板的厚度没有特别限制。根据实际使用的需要,玻璃板的厚度通常在2mm以下。为了满足显示设备用轻量化的需求,优选的玻璃板厚度为0.3mm至1mm。在将玻璃原片或玻璃板可以切割成(例如由数控机床(CNC工序)加工)成所需的尺寸。此时,在有利的情况中,需要确保玻璃(板)的边部崩边尺寸小于30μm。这是过大(30μm以上)的边部崩边尺寸,会影响玻璃耐热冲击性能。然后,对上述的具有所需尺寸的化学强化用玻璃(板)进行化学强化。根据本发明,化学强化优选以如下方式来实施:将玻璃板浸渍在390-450℃的KNO3强化液中3小时以上、合适地3-6小时。在进一步优选的实施方案中,KNO3强化液中的Na+浓度应当低于10000ppm,更优选低于5000ppm。这是因为Na+离子浓度过高时会影响化学强化后玻璃性能。根据本发明的化学强化用玻璃,在经过化学强化后,其表面压应力CS有利地≥650MPa,例如表面压应力CS为650MPa–1000MPa。在进一步优选的实施方案中,该经过化学强化的玻璃板的压应力层厚度DOL≥25μm,更优选压应力层厚度DOL≥30μm,例如压应力层厚度DOL为30μm–50μm或30μm–40μm。而且,根据本发明的经化学强化的玻璃板,具有优异耐热冲击性能。已经发现,根据本发明的经化学强化的玻璃板经历至少380℃的温差也不会发生破碎。发明人已经发现,本发明的化学强化用玻璃与现有技术相比,除了在化学强化后可以获得抗热冲击性能由于其他玻璃的玻璃板之外,仍然具有一般钢化玻璃抗折、抗摔、硬度超强等特点。根据本发明的经化学强化的玻璃板,具有更强的抗热冲击性能,因此特别适用于手机、电脑、车载导航等一系列平板显示器盖板玻璃,还适用于其它对玻璃耐热冲击性能有高要求的产品。实施例下面结合实施例,对本发明作进一步地详细说明,但应当理解的是,本发明的实施方式不限于此。首先,分别制备化学强化用玻璃(板)。按照表1中实施例1至9的组分比例进行配比,得到不同组分含量的玻璃和相应的玻璃板。同时,还按照表1中的对比例1至对比例5的配方制备了用于比较的玻璃和相应的玻璃板。表1中的数据以氧化物基准摩尔%计。表1编号SiO2Al2O3Na2OK2OMgOZrO2B2O3ZnO实施例158.0011.0014.005.0010.000.501.500.00实施例262.008.0011.004.0011.001.002.001.00实施例366.007.0013.203.008.200.602.000.00实施例462.2010.0012.303.8011.000.100.000.60实施例564.209.4011.604.607.500.901.200.60实施例661.2010.5012.604.0010.400.500.600.20实施例759.2010.0013.704.5010.300.701.100.50实施例863.0011.5012.004.207.300.400.800.80实施例964.008.4015.704.006.500.800.300.30对比例155.8013.508.007.0012.300.902.500.00对比例261.8012.5013.702.005.202.600.002.20对比例368.005.0019.102.804.700.400.000.00对比例463.009.206.209.808.802.000.800.20对比例560.3011.508.508.109.001.301.300.00本发明中玻璃板的具体制备过程如下:按照上述各实施例以及对比例所示的组分比例对各成分进行配比,原料混合后装入密封袋,在密封袋内进行混匀,而后倒入铂金坩埚中熔化,将熔融玻璃液浇注在金属模具中,将玻璃连同金属模一起放入退火炉内进行精密退火冷却,最后制成厚度为0.70mm玻璃板。针对实施例1-9和对比例1-5分别取40片玻璃板,然后通过CNC加工将各玻璃板再制成50mm×50mm×0.70mm的玻璃板小样。用显微镜对玻璃板小样的边部进行检查,确保所选小样边部的崩边尺寸不大于30μm。将通过边部检查后的样品放入400℃的KNO3强化液(Na+浓度约为3000ppm)中化学强化4小时。性能测试首先用型号为FSM-6000L的表面压应力测试仪进行表面压应力CS和压应力层厚度DOL的测试。耐热冲击实验根据GB8822.3-88并进行调整来实施。将测试过钢化性能后的玻璃片放入马弗炉中,加热至约380℃-390℃并保温30min,接着快速放入冰水混合物(0℃)中,观察其破裂情况。对玻璃耐热冲击性能作出评价,结果如下表2:表2通过表2可以看出,由实施例1-9所示各组分制成的玻璃板,在经过化学强化后,其在抗至少380℃温差的热冲击能力明显强于经过强化的由对比例1-5所示各组分制成的玻璃板。上述实施例仅为本发明的优选实施例,并非对本发明保护范围的限制,但凡采用本发明的设计原理,以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化,均应属于本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3