一种透明微晶玻璃和陶瓷玻璃及制备方法与流程-凯发k8娱乐

本发明属于玻璃制备，具体涉及一种透明微晶玻璃和陶瓷玻璃及制备方法，尤其是一种具有高强度适用于电子设备或显示设备的一种透明微晶玻璃和陶瓷玻璃及制备方法。

背景技术：

1、陶瓷玻璃又称微晶玻璃，是经过高温融化、成型、热处理而制成的一类晶相与玻璃相结合的复合材料。陶瓷玻璃具有机械强度高、热膨胀性能可调、耐热冲击、耐化学腐蚀、低介电损耗等优越性能，因而被广泛用于智能手机、平板电脑等大面积触屏电子产品中。

2、目前，市面上玻璃陶瓷产品是基于在玻璃熔制前加入一定量的单一种类的晶核剂，如加入tio2或zro2或p2o5等，晶核剂在熔制过程中先溶解在玻璃中，热处理过程中通过分相或直接析出晶核并晶化，从而制备出高强度玻璃陶瓷。

3、已知的玻璃陶瓷材料，由于制备过程中只加入了单一种类的晶核剂，晶相单一，导致玻璃陶瓷的结构强度有限；同时由于陶瓷玻璃所具有的晶核数量较少，析出晶体的比例有限，常常呈现固有的脆性，抗拉强度较低，导致玻璃陶瓷材料耐损坏性和断裂韧度较差，且晶核数量少易导致晶体较大(大于100nm)，影响玻璃陶瓷的可见光透过率，从而限制了玻璃陶瓷的应用范围，降低其实用性，例如，现有的玻璃陶瓷可见光透过率低于85％，均不能用于电子产品的显示盖板。因此，急需对玻璃陶瓷材料的脆性、抗拉强度进行改进，以提高玻璃陶瓷的耐损坏性和断裂韧度及抗拉强度；另一方面，需要提高可见光的透过率，从而提高玻璃陶瓷的实用性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种透明微晶玻璃和陶瓷玻璃及制备方法，以解决现有技术中陶瓷玻璃的脆性高、抗拉强度低以及透光率低的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种透明微晶玻璃，以质量分数计，包括sio2：60～78wt％，al2o3：3～12wt％，li2o：2～16wt％，k2o：0.1～6wt％，p2o5：2.5～10wt％，zro2：3～8wt％，还含有以下至少一种氧化物sno2、mgo、b2o3和zno；微晶玻璃中二硅酸锂晶相的质量占比≥70％，微晶玻璃中晶粒尺寸为50～100nm。

4、本发明的进一步改进在于：

5、优选的，以质量分数计，其中sno2：0～0.5％，b2o3：0～5％，zno:0～5％，mgo:0～5％。

6、优选的，结晶度≥50％。

7、一种上述透明微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：

8、步骤1，按照设计组成比例混合原料，加热熔化后，搅拌均匀，浇铸在模具中，缓慢冷却形成玻璃组合物；

9、步骤2，将玻璃组合物晶化处理获得微晶玻璃。

10、优选的，所述晶化处理分为两个阶段的晶化处理，第一阶段晶化处理温度为490～650℃，处理时间为45min～24h，第二阶段晶化处理温度为600～850℃，处理时间为45min～10h。

11、一种陶瓷玻璃的制备方法，将上述的微晶玻璃进行化学钢化后获得陶瓷玻璃。

12、优选的，所述化学钢化为离子交换法。

13、一种通过上述制备方法制得的陶瓷玻璃，所述陶瓷玻璃的离子交换层深度≥30μm，陶瓷玻璃落球试验高度≥700mm。

14、优选的，当微晶玻璃的厚度为0.7mm时，波长为400～800nm光的平均透射率≥80％；

15、当微晶玻璃的厚度为1mm时，波长为400～800nm光的平均透射率≥80％；

16、当微晶玻璃的厚度为0.55mm时，波长为400～800nm光的平均透射率≥80％。

17、优选的，所述微晶玻璃的断裂韧性≥1mpa·m1/2，所述微晶玻璃点的弯曲强度≥600mpa；所述微晶玻璃的表面应力≥200mpa。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明公开了一种透明微晶玻璃，其含有以下重量百分比的组分：sio2：60～78wt％，li2o：5～16wt％，al2o3：3～12wt％。该成分在较高的硅锂比，促使形成二硅酸锂晶相。一般含二硅酸锂晶相的微晶玻璃很难做到透明，本发明通过优化配方组成、调整热处理工艺制度，使得含有主晶相为二硅酸锂微晶玻璃在获得高透明度的同时，具有高强度。高硅高锂二硅酸锂为棒状晶粒的互锁结构，二硅酸锂棒状晶体的形成,微晶玻璃在恰当的热处理制度下可以达到较高的断裂强度，从而提高其强度；且该晶相的玻璃具有小的晶粒尺寸，通过降低晶体的尺寸，使微晶玻璃具有高的透明度。本发明通过对微晶玻璃组分、晶化工艺的优化调整，解决了以往二硅酸锂作为主晶相的微晶玻璃雾度高透过率低和/或失透的问题。

20、本发明还公开了一种透明微晶玻璃的制备方法，将晶化处理的工艺手段与组成成分相配合，进而形成了大量的二硅酸锂晶相。

21、本发明还公开了一种含二硅酸锂晶相的陶瓷玻璃，该玻璃制品通过合理的组分设计，使得本发明微晶玻璃和陶瓷玻璃具有优异的机械性能，适用于电子设备或显示设备，制备过程中通过进行离子交换以获得额外的机械强度。本发明通过合理的组分设计，可使本发明微晶玻璃和陶瓷玻璃获得合适的晶粒大小；同时本发明中微晶玻璃和陶瓷玻璃具有良好的结晶度，使本发明微晶玻璃和陶瓷玻璃具有优异的机械性能。

1.一种透明微晶玻璃，其特征在于，以质量分数计，包括sio2：60～78wt％，al2o3：3～12wt％，li2o：2～16wt％，k2o：0.1～6wt％，p2o5：2.5～10wt％，zro2：3～8wt％，还含有以下至少一种氧化物sno2、mgo、b2o3和zno；微晶玻璃中二硅酸锂晶相的质量占比≥70％，微晶玻璃中晶粒尺寸为50～100nm。

2.根据权利要求1所述的一种透明微晶玻璃，其特征在于，以质量分数计，其中sno2：0～0.5％，b2o3：0～5％，zno:0～5％，mgo:0～5％。

3.根据权利要求1所述的一种透明微晶玻璃，其特征在于，结晶度≥50％。

4.一种权利要求1所述透明微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的透明微晶玻璃的制备方法，其特征在于，所述晶化处理分为两个阶段的晶化处理，第一阶段晶化处理温度为490～650℃，处理时间为45min～24h，第二阶段晶化处理温度为600～850℃，处理时间为45min～10h。

6.一种陶瓷玻璃的制备方法，其特征在于，将权利要求1所述的微晶玻璃进行化学钢化后获得陶瓷玻璃。

7.根据权利要求6所述的陶瓷玻璃的制备方法，其特征在于，所述化学钢化为离子交换法。

8.一种通过权利要求6所述制备方法制得的陶瓷玻璃，其特征在于，所述陶瓷玻璃的离子交换层深度≥30μm，陶瓷玻璃落球试验高度≥700mm。

9.根据权利要求8所述的陶瓷玻璃，其特征在于，当微晶玻璃的厚度为0.7mm时，波长为400～800nm光的平均透射率≥80％；

10.根据权利要求8所述的陶瓷玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃的断裂韧性≥1mpa·m1/2，所述微晶玻璃点的弯曲强度≥600mpa；所述微晶玻璃的表面应力≥200mpa。