一种超薄铝硅酸盐玻璃以及强化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及玻璃产品及生产工艺领域，尤其是显示产品的屏幕保护玻璃，具体涉 及一种超薄铝硅酸盐玻璃以及强化方法。
【背景技术】
[0002] 随着电子技术的发展，触摸屏是目前操作简单、便捷、自然的一种人机交互方式， 广泛的用于手机、PAD、或者电信、银行、电力等行业中的信息终端，目前，电容式触屏成为主 流触屏技术，电容式触屏是一块复合玻璃屏，最外层采用盖板玻璃起到防护作用，铝硅酸盐 玻璃具有较强的化学稳定性和抗压强度，是触屏盖板玻璃理想的材料。
[0003] 铝硅酸盐平板玻璃作为触屏、显示屏基板玻璃时，在后续加工中需要经过多次热 处理，所以在功能上要求其具有良好的热学性能，并拥有高的应变点和软化点，同时在膨胀 系数上能与浆料相匹配。因此，铝硅酸盐平板玻璃应用在触屏领域中，要从平板玻璃的组成 探究其对玻璃内部结构、玻璃耐久性和机械性能的影响规律，然后再通过物理和化学方法 对玻璃进行强化处理，最终获得一种超薄铝硅酸盐玻璃，玻璃成分更适合物理或者化学强 化处理，使玻璃能够达到高机械强度，可以有效地防止显示产品保护屏幕表面的抗冲击和 划伤损害，延长了电子显示产品的使用寿命。
[0004] 现在常用的铝硅酸盐玻璃，因为Al2〇3和Si02的比例问题，会造成玻璃熔制温度过 高，粘度大灯问题，因此，现在需要一种超薄铝硅酸盐玻璃，解决因为Al 2〇3和Si02含量比例 带来的熔制温度过高和粘度大的问题，并且保证了玻璃的物理化学性能。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种超薄铝硅酸盐玻璃以 及强化方法，本发明通过对传统铝硅酸盐玻璃的改良，避免了因为降低碱金属或者碱土金 属氧化物含量而带来的粘度、料性等熔体性质的剧烈变化，本发明公开的超薄铝硅酸盐玻 璃各组分含量合理，在保证了玻璃结构和性能稳定的同时，使得玻璃具有良好的粘度、热学 性能、机械性能和化学稳定性能。
[0006] 为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
[0007] -种超薄铝硅酸盐玻璃，包括以下组分，各组分按照摩尔百分含量计，
[0009] 其中，Al/Si为0 · 016-0 · 236，B/Na为0 · 282-0 · 961，（Na2〇-Al2〇3)/B2〇3为0 · 40-2 · 61;
[0010] 按照铝硅酸盐玻璃制备技术制备超薄铝硅酸盐玻璃，在制备过程中，其中熔制温 度为1360-1480°C，成型温度为1150-1350°C，退火温度为600-640°C，获得的超薄铝硅酸盐 玻璃的厚度为0.8-2.5mm。
[0011] 在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述超薄铝硅酸盐玻璃在熔制温度 下，其粘度为l〇_l〇3Pa · S。
[0012] 在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述超薄铝硅酸盐玻璃在成型温度 下，其粘度为lou-ioupa-s。
[0013] 在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，当所述超薄铝硅酸盐玻璃的厚度为 0.8-2mm时，对所述超薄错娃酸盐玻璃进行强化步骤包括：
[0014] 首先，对所述超薄铝硅酸盐玻璃在温度480°C下预热；
[0015] 然后，在所述超薄铝硅酸盐玻璃表面涂覆强化处理剂，所述强化处理剂为锂盐和/ 钠盐的熔盐，所述锂盐的含量为80-100%，所述钠盐的含量为0-20% ;
[0016] 然后，将涂覆有强化处理剂的所述超薄铝硅酸盐玻璃在620°C下进行离子交换，离 子交换lOmin后，在所述超薄铝硅酸盐玻璃表面形成晶化层，所述晶化层的厚度为0.01-0.03mm;
[0017] 最后，清除强化处理剂后获得强化玻璃。
[0018] 在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述锂盐包括氯化锂，氯化锂与硝酸 锂混合物，氯化锂与硝酸锂、硫酸锂混合物，所述钠盐包括以下中的一种或几种:氯化钠、硝 酸钠、硫酸钠。
[0019] 在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述强化处理剂的表面张力为180 X 10-3-350X 10-3N/M。
[0020] 在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，当所述超薄铝硅酸盐玻璃的厚度为 2-2.5mm时，对所述超薄铝硅酸盐玻璃进行强化的方法包括：
[0021] 将所述超薄铝硅酸盐玻璃放入真空反应腔中，所述真空反应腔的温度为280°C，气 压为1200Pa，通入前驱气体，直至反应腔中的前驱气体气压达到2500Pa，然后再通入水蒸 气，直至反应腔中水蒸气气压达到2500Pa，前驱气体在真空环境中与水蒸气反应，然后将反 应腔中的混合气体排出，使反应腔中的气压恢复到1200Pa，完成一个周期；
[0022] 重复所述周期4次，完成所述超薄铝硅酸盐玻璃强化；
[0023]所述前驱气体为三甲基铝、三乙基铝或三甲基镓，向所述反应腔内栗入所述前驱 气体的脉冲频率为110Hz，向所述反应腔内栗入所述水蒸气的脉冲频率为80Hz。
[0024] 本发明的有益效果是：
[0025] 其一、本发明通过对传统铝硅酸盐玻璃的改良，避免了因为降低碱金属或者碱土 金属氧化物含量而带来的粘度、料性等熔体性质的剧烈变化，本发明公开的超薄铝硅酸盐 玻璃各组分含量合理，在保证了玻璃结构和性能稳定的同时，使得玻璃具有良好的粘度、热 学性能、机械性能和化学稳定性能。
[0026] 其二、本发明通过对铝硅酸盐玻璃的改良，简化了玻璃组成，避免传统的玻璃微量 成分在制备过程中损失而对玻璃的性质产生影响。
[0027]其三、本发明的铝硅酸盐玻璃具有优良的强化处理性能，通过本发明的强化方法 处理后，玻璃的抗压强度高、抗弯强度高、耐冲击强度好、耐磨损和抗划伤。
[0028]其四、本发明的玻璃配方中，提高了Al203/Si02的比例，目的是增强了玻璃产品的 化学强化处理性能、提高玻璃机械性能和表面应力，但是在玻璃材料配方中提高Al2〇3的含 量，会造成玻璃熔制温度过高，增加玻璃生产工艺的难度，因此，在本发明中用B 2〇3替代一部 分碱金属氧化物(Na20)，因为B2〇3具有高温助熔效果，缓解玻璃因为Al 2〇3含量高造成的熔制 温度过高和粘度过大问题，本发明的玻璃配方保证了玻璃产品的物理化学性能。
[0029] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。本发明的具 体实施方式由以下实施例详细给出。
【具体实施方式】
[0030] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0031] 实施例1
[0032] 实施例1中公开了一种超薄铝硅酸盐玻璃的配方，该配方包括以下组分，各组分按 照摩尔百分含量计，
[0034] 其中，Al/Si为0 · 016，B/Na为0 · 282，（Na2〇-Al2〇3)/B2〇3为2 · 61;
[0035] 按照现在的铝硅酸盐玻璃制备技术制备超薄铝硅酸盐玻璃，在制备过程中，其中 熔制温度为1480°C，成型温度为1350°C，退火温度为640°C，获得的超薄铝硅酸盐玻璃的厚 度为0.8mm。
[0036] 在本实施例中，用Al2〇3代替了传统玻璃配方中的一部分Si02，提高了Al 2〇3/Si02的 比例，目的是增强了玻璃产品的化学强化处理性能、提高玻璃机械性能和表面应力，但是在 玻璃材料配方中提高Al 2〇3的含量，会造成玻璃熔制温度过高，增加玻璃生产工艺的难度，因 此，在本实施例中用B2〇3替代一部分碱金属氧化物(Na 20)，因为B2〇3具有高温助熔效果，缓解 玻璃因为Al2〇3含量高造成的熔制温度过高和粘度过大问题，保证了玻璃产品的物理化学性 能。
[0037] 并且对上述玻璃样品进行粘度测试，上述超薄铝硅酸盐玻璃在熔制温度下，其粘 度为lOPa · S，上述超薄铝硅酸盐玻璃在成型温度下，其粘度为lOUpa · S。
[0038] 在本实施例中，将上述超薄铝硅酸盐玻璃的厚度制备成0.8mm，然后对上述超薄铝 硅酸盐玻璃进行强化，强化步骤包括：
[0039]首先，对上述超薄铝硅酸盐玻璃在温度480°C下预热。
[0040] 然后，在上述超薄铝硅酸盐玻璃表面涂覆强化处理剂，上述强化处理剂为锂盐和/ 钠盐的熔盐，上述锂盐的含量为80%，上述钠盐的含量为20%。
[0041 ]然后，将涂覆有强化处理剂的上述超薄铝硅酸盐玻璃在620°C下进行离子交换，离 子交换lOmin后，在上述超薄错娃酸盐玻璃表面形成晶化层，上述晶化层的厚度为0.01mm。 [0042]最后，清除强化处理剂后获得强化玻璃。
[0043] 具体的，上述锂盐包括氯化锂，氯化锂与硝酸锂混合物，氯化锂与硝酸锂、硫酸锂 混合物，上述钠盐包括:氯化钠、硝酸钠、硫酸钠。
[0044] 并且，上述强化处理剂的表面张力为180Χ10-3-350Χ10-3Ν/Μ。
[0045] 实施例2
[0046] 实施例2中公开了一种超薄铝硅酸盐玻璃的配方，该配方包括以下组分，各组分按 照摩尔百分含量计，
[0048] 其中，Al/Si为0 · 164，B/Na为2 · 496，（Na2〇-Al2〇3)/B2〇3为 1 · 19;
[0049] 按照现在的铝硅酸盐玻璃制备技术制备超薄铝硅酸盐玻璃，在制备过程中，其中 熔制温度为1360°C，成型温度为1150°C，退火温度为600°C，获得的超薄铝硅酸盐玻璃的厚 度为0.8mm。
[0050] 在本实施例中，用Al2〇3代替了传统玻璃配方中的一部分Si02，提高了Al 2〇3/Si02的 比例，目的是增强了玻璃产品的化学强化处理性能、提高玻璃机械性能和表面应力，但是在 玻璃材料配方中提高Al 2〇3的含量，会造成玻璃熔制温度过高，增加玻璃生产工艺的难度，因 此，在本实施例中用B2〇3替代一部分碱金属氧化物(Na20)，因为B2〇3具有高温助熔效果，缓解 玻璃因为Al2〇3含量高造成的熔制温度过高和粘度过大问题，保证了玻璃产品的物理化学性 能。
[0051] 并且对上述玻璃样品进行粘度测试，上述超薄铝硅酸盐玻璃在熔制温度下，其粘 度为103Pa · S，上述超薄铝硅酸盐玻璃在成型温度下，其粘度为102'4Pa · S。
[0052] 在本实施例中，将上述超薄铝硅酸盐玻璃的厚度制备成0.8mm，然后对上述超薄铝 硅酸盐玻璃进行强化，强化步骤包括：
[0053]首先，对上述超薄铝硅酸盐玻璃在温度480°C下预热。
[0054] 然后，在上述超薄铝硅酸盐玻璃表面涂覆强化处理剂，上述强化处理剂为锂盐和/ 钠盐的熔盐，上述锂盐的含量为80%，上述钠盐的含量为20%。
[0055] 然后，将涂