玻璃陶瓷和玻璃陶瓷制品的制作方法

本发明涉及一种玻璃陶瓷，尤其是涉及一种光透过率和抗划性优异的玻璃陶瓷和玻璃陶瓷制品。

背景技术：

1、玻璃陶瓷是一种通过对玻璃进行热处理而在玻璃内部析出结晶的材料，具有比常规的玻璃更优异的机械性能，其抗弯、耐磨以及抗摔等性能相对于常规玻璃都有明显的优势。随着消费电子产品等的不断兴起和发展，玻璃陶瓷的应用越来越大，例如led和lcd显示器以及电脑监测器等设备，便携式电子产品(如移动电话、平板电脑和个人媒体终端)等。虽然玻璃陶瓷越来越抗摔，但相比于高铝玻璃，现有技术中的玻璃陶瓷抗划性能较差，光透过率等难以达到应用于盖板材料的要求。因此，开发一款具有优异抗划性能和光透过率的玻璃陶瓷，成为了科技人员所追求的目标。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种光透过率和抗划性优异的玻璃陶瓷和玻璃陶瓷制品。

2、本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

3、(1)玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，含有：sio2：43～50％；al2o3：27.5～35％；zno：8.5～12％；li2o：0.1～5％；tio2：2～6％。

4、(2)根据(1)所述的玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，还含有：mgo：0～5％；和/或na2o：0～7％；和/或zro2：0～5％；和/或k2o：0～3％；和/或b2o3：0～4％；和/或cao+bao+sro：0～5％；和/或ln2o3：0～8％；和/或澄清剂：0～2％，所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3中的一种或多种。

5、(3)玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，由sio2：43～50％；al2o3：27.5～35％；zno：8.5～12％；li2o：0.1～5％；tio2：2～6％；mgo：0～5％；na2o：0～7％；zro2：0～5％；k2o：0～3％；b2o3：0～4％；cao+bao+sro：0～5％；ln2o3：0～8％；澄清剂：0～2％组成，所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3中的一种或多种。

6、(4)玻璃陶瓷制品，其组分中含有sio2、al2o3、zno、li2o和tio2，所述玻璃陶瓷制品含有尖晶石晶相。

7、(5)玻璃陶瓷制品，含有尖晶石晶相，所述玻璃陶瓷制品的晶粒尺寸为70nm以下。

8、(6)玻璃陶瓷制品，含有尖晶石晶相，所述玻璃陶瓷制品的杨氏模量为80～105gpa。

9、(7)玻璃陶瓷制品，含有尖晶石晶相，2.0mm以下厚度的玻璃陶瓷制品，400～800nm波长的平均光透过率为85％以上。

10、(8)玻璃陶瓷制品，其组分中含有sio2、al2o3、zno，所述玻璃陶瓷制品的表面应力为40mpa以上。

11、(9)根据(4)～(8)任一所述的玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，含有：sio2：43～50％；al2o3：27.5～35％；zno：8.5～12％；li2o：0.1～5％；tio2：2～6％。

12、(10)根据(4)～(9)任一所述的玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，还含有：mgo：0～5％；和/或na2o：0～7％；和/或zro2：0～5％；和/或k2o：0～3％；和/或b2o3：0～4％；和/或cao+bao+sro：0～5％；和/或ln2o3：0～8％；和/或澄清剂：0～2％，所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3中的一种或多种。

13、(11)根据(1)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，其中：(zno+mgo+sio2)/al2o3为1.5～2.15，优选(zno+mgo+sio2)/al2o3为1.6～2.15，更优选(zno+mgo+sio2)/al2o3为1.8～2.1。

14、(12)根据(1)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，其中：al2o3/li2o为11.0～60.0，优选al2o3/li2o为12.0～40.0，更优选al2o3/li2o为13.0～20.0。

15、(13)根据(1)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，其中：(zno+mgo)/(li2o+na2o)为1.5～5.0，优选(zno+mgo)/(li2o+na2o)为1.7～4.5，更优选(zno+mgo)/(li2o+na2o)为1.8～4.0。

16、(14)根据(1)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，其中：(tio2+zro2)/(li2o+na2o)为0.5～5.0，优选(tio2+zro2)/(li2o+na2o)为0.7～3.0，更优选(tio2+zro2)/(li2o+na2o)为0.7～1.5。

17、(15)根据(1)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，其中：sio2/al2o3为1.3～1.8，优选sio2/al2o3为1.4～1.7，更优选sio2/al2o3为1.45～1.67。

18、(16)根据(1)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，其中：(al2o3+ln2o3)/li2o为14.5～100.0，优选(al2o3+ln2o3)/li2o为15.0～60.0，更优选(al2o3+ln2o3)/li2o为16.0～40.0，所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3中的一种或多种。

19、(17)根据(1)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，其中：sio2：44～49％，优选sio2：44～48％；和/或al2o3：28～34％，优选al2o3：28～33％；和/或li2o：1～5％，优选li2o：1～4％；和/或zno：9～12％，优选zno：9～11％；和/或tio2：2～5％，优选tio2：2～4％；和/或k2o：0～2％,优选k2o：0～1％；和/或ln2o3：0.1～6％，优选ln2o3：0.1～3％；和/或zro2：0.5～4％，优选zro2：1～3％；和/或na2o：1～6％，优选na2o：2～5％；和/或mgo：1～4％，优选mgo：1～3％；和/或b2o3：0～2％，优选b2o3：0～1％；和/或cao+bao+sro：0～4％，优选cao+bao+sro：0～2％；和/或澄清剂：0～1％，优选澄清剂：0～0.5％，所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3中的一种或多种。

20、(18)根据(1)、(2)、(4)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，其组分按重量百分比表示，含有：nb2o5+wo3+bi2o3+ta2o5+teo2：0～5％，优选nb2o5+wo3+bi2o3+ta2o5+teo2：0～2％，更优选nb2o5+wo3+bi2o3+ta2o5+teo2：0～1％，进一步优选不含有nb2o5，和/或不含有wo3，和/或不含有bi2o3，和/或不含有ta2o5，和/或不含有teo2。

21、(19)根据(1)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，所述玻璃陶瓷制品中不含有p2o5，和/或不含有b2o3，和/或不含有sno2，和/或不含有sno。

22、(20)根据(1)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，所述玻璃陶瓷制品含有尖晶石晶相，优选尖晶石晶相具有比其他晶相更高的重量百分比，更优选尖晶石晶相占玻璃陶瓷制品的重量百分比为20～50％，进一步优选尖晶石晶相占玻璃陶瓷制品的重量百分比为30～50％，更进一步优选尖晶石晶相占玻璃陶瓷制品的重量百分比为30～45％。

23、(21)根据(20)所述的玻璃陶瓷制品，所述尖晶石晶相为znal2o4。

24、(22)根据(1)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，所述玻璃陶瓷制品不含有锂辉石晶相，和/或不含有氧化锆晶相，和/或不含有石英晶相，和/或不含有石英固溶体晶相，和/或不含有zn2sio4晶相。

25、(23)根据(1)～(10)任一所述的玻璃陶瓷制品，所述玻璃陶瓷制品的晶粒尺寸为70nm以下，优选为60nm以下，更优选为小于50nm，进一步优选为48nm以下；和/或表面应力为40mpa以上，优选为80～200mpa，更优选为100～200mpa；和/或落球试验高度为800mm以上，优选为1000mm以上，更优选为1200mm以上；和/或耐摔性为800mm以上，优选为1000mm以上，更优选为1200mm以上；和/或抗挤压强度为200n以上，优选为250n以上，更优选为300n以上；和/或杨氏模量e为80～105gpa，优选为85～105gpa，更优选为90～105gpa；和/或划痕宽度小于30μm，优选为25μm以下，更优选为20μm以下；和/或维氏硬度为600kgf/mm2以上，优选为650～800kgf/mm2，更优选为680～800kgf/mm2；和/或2.0mm以下厚度的玻璃陶瓷制品，400～800nm波长的平均光透过率为85％以上，优选为87％以上，更优选为88％以上。

26、(24)玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，含有：sio2：43～50％；al2o3：27.5～35％；zno：8.5～12％；li2o：0.1～5％；tio2：2～6％。

27、(25)根据(24)所述的玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，还含有：mgo：0～5％；和/或na2o：0～7％；和/或zro2：0～5％；和/或k2o：0～3％；和/或b2o3：0～4％；和/或cao+bao+sro：0～5％；和/或ln2o3：0～8％；和/或澄清剂：0～2％，所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3中的一种或多种。

28、(26)玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，由sio2：43～50％；al2o3：27.5～35％；zno：8.5～12％；li2o：0.1～5％；tio2：2～6％；mgo：0～5％；na2o：0～7％；zro2：0～5％；k2o：0～3％；b2o3：0～4％；cao+bao+sro：0～5％；ln2o3：0～8％；澄清剂：0～2％组成，所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3中的一种或多种。

29、(27)玻璃陶瓷，其组分中含有sio2、al2o3、zno、li2o和tio2，所述玻璃陶瓷含有尖晶石晶相。

30、(28)玻璃陶瓷，含有尖晶石晶相，所述玻璃陶瓷的晶粒尺寸为70nm以下。

31、(29)玻璃陶瓷，含有尖晶石晶相，所述玻璃陶瓷的杨氏模量为80～105gpa。

32、(30)玻璃陶瓷，其组分中含有sio2、al2o3、zno，2.0mm以下厚度的玻璃陶瓷，400～800nm波长的平均光透过率为85％以上。

33、(31)玻璃陶瓷，其组分中含有sio2、al2o3、zno，所述玻璃陶瓷的维氏硬度为500kgf/mm2以上。

34、(32)根据(27)～(31)任一所述的玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，含有：sio2：43～50％；al2o3：27.5～35％；zno：8.5～12％；li2o：0.1～5％；tio2：2～6％。

35、(33)根据(27)～(32)任一所述的玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，还含有：mgo：0～5％；和/或na2o：0～7％；和/或zro2：0～5％；和/或k2o：0～3％；和/或b2o3：0～4％；和/或cao+bao+sro：0～5％；和/或ln2o3：0～8％；和/或澄清剂：0～2％，所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3中的一种或多种。

36、(34)根据(24)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，其中：(zno+mgo+sio2)/al2o3为1.5～2.15，优选(zno+mgo+sio2)/al2o3为1.6～2.15，更优选(zno+mgo+sio2)/al2o3为1.8～2.1。

37、(35)根据(24)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，其中：al2o3/li2o为11.0～60.0，优选al2o3/li2o为12.0～40.0，更优选al2o3/li2o为13.0～20.0。

38、(36)根据(24)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，其中：(zno+mgo)/(li2o+na2o)为1.5～5.0，优选(zno+mgo)/(li2o+na2o)为1.7～4.5，更优选(zno+mgo)/(li2o+na2o)为1.8～4.0。

39、(37)根据(24)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，其中：(tio2+zro2)/(li2o+na2o)为0.5～5.0，优选(tio2+zro2)/(li2o+na2o)为0.7～3.0，更优选(tio2+zro2)/(li2o+na2o)为0.7～1.5。

40、(38)根据(24)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，其中：sio2/al2o3为1.3～1.8，优选sio2/al2o3为1.4～1.7，更优选sio2/al2o3为1.45～1.67。

41、(39)根据(24)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，其中：(al2o3+ln2o3)/li2o为14.5～100.0，优选(al2o3+ln2o3)/li2o为15.0～60.0，更优选(al2o3+ln2o3)/li2o为16.0～40.0，所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3中的一种或多种。

42、(40)根据(24)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，其中：sio2：44～49％，优选sio2：44～48％；和/或al2o3：28～34％，优选al2o3：28～33％；和/或li2o：1～5％，优选li2o：1～4％；和/或zno：9～12％，优选zno：9～11％；和/或tio2：2～5％，优选tio2：2～4％；和/或k2o：0～2％,优选k2o：0～1％；和/或ln2o3：0.1～6％，优选ln2o3：0.1～3％；和/或zro2：0.5～4％，优选zro2：1～3％；和/或na2o：1～6％，优选na2o：2～5％；和/或mgo：1～4％，优选mgo：1～3％；和/或b2o3：0～2％，优选b2o3：0～1％；和/或cao+bao+sro：0～4％，优选cao+bao+sro：0～2％；和/或澄清剂：0～1％，优选澄清剂：0～0.5％，所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3中的一种或多种。

43、(41)根据(24)、(25)、(27)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，其组分按重量百分比表示，含有：nb2o5+wo3+bi2o3+ta2o5+teo2：0～5％，优选nb2o5+wo3+bi2o3+ta2o5+teo2：0～2％，更优选nb2o5+wo3+bi2o3+ta2o5+teo2：0～1％，进一步优选不含有nb2o5，和/或不含有wo3，和/或不含有bi2o3，和/或不含有ta2o5，和/或不含有teo2。

44、(42)根据(24)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷中不含有p2o5，和/或不含有b2o3，和/或不含有sno2，和/或不含有sno。

45、(43)根据(24)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷含有尖晶石晶相，优选尖晶石晶相具有比其他晶相更高的重量百分比，更优选尖晶石晶相占玻璃陶瓷的重量百分比为20～50％，进一步优选尖晶石晶相占玻璃陶瓷的重量百分比为30～50％，更进一步优选尖晶石晶相占玻璃陶瓷的重量百分比为30～45％。

46、(44)根据(43)所述的玻璃陶瓷，所述尖晶石晶相为znal2o4。

47、(45)根据(24)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷不含有锂辉石晶相，和/或不含有氧化锆晶相，和/或不含有石英晶相，和/或不含有石英固溶体晶相，和/或不含有zn2sio4晶相。

48、(46)根据(24)～(33)任一所述的玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷的晶粒尺寸为70nm以下，优选为60nm以下，更优选为小于50nm，进一步优选为48nm以下；和/或维氏硬度为500kgf/mm2以上，优选为600～750kgf/mm2，更优选为650～750kgf/mm2；和/或杨氏模量为80～105gpa，优选为85～105gpa，更优选为90～105gpa；和/或2.0mm以下厚度的玻璃陶瓷，400～800nm波长的平均光透过率为85％以上，优选为87％以上，更优选为88％以上。

49、(47)玻璃盖板，含有(1)～(23)任一所述的玻璃陶瓷制品，和/或(24)～(46)任一所述的玻璃陶瓷。

50、(48)电子设备，含有(1)～(23)任一所述的玻璃陶瓷制品，和/或(24)～(46)任一所述的玻璃陶瓷，和/或(47)所述的玻璃盖板。

51、(49)显示设备，含有(1)～(23)任一所述的玻璃陶瓷制品，和/或(24)～(46)任一所述的玻璃陶瓷，和/或(47)所述的玻璃盖板。

52、本发明的有益效果是：通过合理的组分设计，本发明获得的玻璃陶瓷和玻璃陶瓷制品具有优异的抗划性能和光透过率。