锂硅酸盐玻璃的强化工艺以及锂硅酸盐强化玻璃的制作方法

1.本发明涉及强化玻璃领域，具体而言，涉及一种锂硅酸盐玻璃的强化工艺以及锂硅酸盐强化玻璃。


背景技术：

2.目前移动电子设备，如手机、pad等多采用，随着移动电子设备的快速发展，消费群体对“轻薄化”的需要越来越强烈，而作为保护用盖板玻璃则成为轻薄化最具可行的切入点。因此对于盖板玻璃既需要轻薄化，更需要高强度。新起的锂硅酸盐玻璃内含有li

，具有比na

和k

更小的半径。将锂硅酸盐玻璃放入钾盐或钠与钾的混盐中进行强化时，玻璃内的li

与盐中的na

和k

发生交换，na

和k

进入到玻璃网络结构中，由于“挤塞”作用，在玻璃表面形成正压力层。当玻璃受到外力作用时，这个压力层可将部分拉应力抵消，避免玻璃的碎裂，从而达到提高玻璃强度的目的。
3.锂硅酸盐玻璃目前常采用的强化工艺为多次强化，第一次强化后玻璃表面应力低于600mpa，需要进行再次强化。
4.鉴于此提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种锂硅酸盐玻璃的强化工艺以及锂硅酸盐强化玻璃，本发明实施例仅通过一次强化工艺强化锂硅酸盐玻璃原片，在锂硅酸盐玻璃原片表面形成具有高深度的应力层，提升了锂硅酸盐玻璃原片的砂纸跌落性能。
6.本发明是这样实现的：
7.第一方面，本发明实施例提供一种锂硅酸盐玻璃的强化工艺，包括：对锂硅酸盐玻璃基片仅进行一次强化处理，其中，强化处理的条件包括：强化熔盐中钠盐质量占熔盐质量的1
‑
5％，钾盐质量占熔盐质量的95
‑
99％；强化温度为390
‑
430℃；强化时间为3
‑
5h。
8.进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述钾盐为硝酸钾，所述钠盐为硝酸钠。
9.进一步地，在本发明较佳的实施例中，强化处理的条件包括：强化熔盐中钠盐质量占熔盐质量的3
‑
5％，钾盐质量占熔盐质量的95
‑
97％；强化温度为410
‑
420℃；强化时间为3.5
‑
4.5h。
10.进一步地，在本发明较佳的实施例中，以质量百分比计，所述锂硅酸盐玻璃基片的成分如下：sio2含量为55.5
‑
70％，li2o含量为3.5
‑
6.5％，al2o3含量为16.0
‑
25.5％，na2o含量为3.2
‑
8.7％，k2o含量为0
‑
3％，mgo含量为0
‑
3.5％，zro2含量为0
‑
2.8％。；
11.优选地，所述锂硅酸盐玻璃基片的成分如下：sio2含量为58.5
‑
68.5％，li2o含量为4.5
‑
6.2％，al2o3含量为17.6
‑
24.5％，na2o含量为4.5
‑
7.5％，k2o含量为0
‑
2％，mgo含量为0.5
‑
3％，zro2含量为1.5
‑
2.5％。
12.进一步优选，所述锂硅酸盐玻璃基片的成分如下：sio2含量为60
‑
65.0％，li2o含量为5
‑
5.8％，al2o3含量为18.2
‑
23.5％，na2o含量为5
‑
7％，k2o含量为0.5
‑
1％，mgo含量为
1.5
‑
2％，zro2含量为2
‑
2.5％。
13.第二方面，本发明实施例提供一种锂硅酸盐强化玻璃，其通过前述锂硅酸盐玻璃的强化工艺制备得到。
14.进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述锂硅酸盐强化玻璃的表面应力高于700mpa。
15.进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述锂硅酸盐强化玻璃的表面应力层深度高于100μm。
16.进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述锂硅酸盐强化玻璃的钠钾应力层深度高于5.5μm。
17.进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述锂硅酸盐强化玻璃的抵抗冲击能量高于0.3j。
18.进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述锂硅酸盐强化玻璃的砂纸跌落高度高于1米。
19.本发明的有益效果是：本发明通过采用特定的强化条件对锂硅酸盐玻璃原片进行强化处理，使得可以仅对锂硅酸盐玻璃原片一次强化处理也依然能够保证强化后的锂硅酸盐玻璃具有优异的表面应力、表面应力层深度、抵抗冲击能量、钠钾应力层深度以及砂纸跌落高度。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
21.下面对本发明实施例提供一种锂硅酸盐玻璃的强化工艺以及锂硅酸盐强化玻璃具体说明。
22.本发明实施例提供一种锂硅酸盐玻璃的强化工艺，包括：对锂硅酸盐玻璃基片仅进行一次强化处理，具体地，将玻璃原片放入熔盐中进行一次强化，其中，强化处理的条件包括：强化熔盐中钠盐质量占熔盐质量的1
‑
5％，钾盐质量占熔盐质量的95
‑
99％；强化温度为390
‑
430℃；强化时间为3
‑
5h。
23.本发明实施例采用上述强化条件可以使得锂硅酸盐玻璃基片即使只进行一次强化处理也能够使得强化后的锂硅酸盐玻璃具有优异的表面应力、表面应力层深度、抵抗冲击能量、钠钾应力层深度以及砂纸跌落高度，使得强化后的锂硅酸盐玻璃满足要求，而不需要进行多次强化或者增加强化条件的难度，进一步降低了强化难度，更利于工业化生产。例如，上述强化条件下锂硅酸盐玻璃基片中的锂离子与熔盐中的钠离子、钾离子进行交换，在锂硅酸盐玻璃基片表面形成具有高深度的应力层，保证了强化后的锂硅酸盐玻璃的砂纸跌落性能。
24.进一步地，强化处理的条件包括：强化熔盐中钠盐质量占熔盐质量的3
‑
5％，钾盐质量占熔盐质量的95
‑
97％；强化温度为410
‑
420℃；强化时间为3.5
‑
4.5h。采用上述更优选地强化处理条件更有利于提升强化后的锂硅酸盐玻璃的性能。
25.进一步地，所述钾盐为硝酸钾，所述钠盐为硝酸钠。
26.进一步地，以质量百分比计，所述锂硅酸盐玻璃基片的成分如下：sio2含量为55.5
‑
70％，li2o含量为3.5
‑
6.5％，al2o3含量为16.0
‑
25.5％，na2o含量为3.2
‑
8.7％，k2o含量为0
‑
3％，mgo含量为0
‑
3.5％，zro2含量为0
‑
2.8％。；
27.优选地，所述锂硅酸盐玻璃基片的成分如下：sio2含量为58.5
‑
68.5％，li2o含量为4.5
‑
6.2％，al2o3含量为17.6
‑
24.5％，na2o含量为4.5
‑
7.5％，k2o含量为0
‑
2％，mgo含量为0.5
‑
3％，zro2含量为1.5
‑
2.5％。
28.进一步优选，所述锂硅酸盐玻璃基片的成分如下：sio2含量为60
‑
65.0％，li2o含量为5
‑
5.8％，al2o3含量为18.2
‑
23.5％，na2o含量为5
‑
7％，k2o含量为0.5
‑
1％，mgo含量为1.5
‑
2％，zro2含量为2
‑
2.5％。
29.本发明实施例可以采用现有技术中所有的锂硅酸盐玻璃基片即锂硅酸盐玻璃原料，但是本发明实施例的锂硅酸盐玻璃基片采用上述成分的锂硅酸盐玻璃基片能够更有利于提升该锂硅酸盐玻璃基片的性能，使得强化后的锂硅酸盐玻璃有更优异的性能。
30.第二方面，本发明实施例提供一种锂硅酸盐强化玻璃，其通过前述锂硅酸盐玻璃的强化工艺制备得到。具体地，锂硅酸盐强化玻璃的表面应力高于700mpa，表面应力层深度高于100μm，钠钾应力层深度高于5.5μm，抵抗冲击能量高于0.3j，砂纸跌落高度高于1米。
31.以下结合具体实施例对本发明提供的一种锂硅酸盐玻璃的强化工艺以及锂硅酸盐强化玻璃进行具体说明。
32.需要说明的是：
33.(1)本发明实施例记载的物质名称中的第一、第二和第三等并不表示物质的顺序或者重要程度，仅仅是为了进行物质的区分而进行的命名。
34.(2)在每次强化后都有后处理，例如除盐和退火等，每次强化前也有前处理，例如对锂硅酸盐玻璃进行预热等，这些都是本领域公知的常规操作，且并不是本发明实施例的发明点，因此，本发明实施例不再进行详述。
35.(3)强化后的玻璃表面受压应力，内部受拉应力，整体处于平衡状态，当对其进行切割等操作时，外力过大会打破这种平衡，导致玻璃破碎，所以需将玻璃按要求的尺寸、形状先加工，再强化。
36.实施例1
37.本实施例提供一种锂硅酸盐玻璃的强化工艺，包括：
38.s1、锂硅酸盐玻璃原片的制备；
39.步骤一：分别按照表1中的组分比例进行配比，首先制得0.8mm厚的原始玻璃板。
40.步骤二：在玻璃的一面上附油墨。
41.步骤三：将大片玻璃开料制成145.0mm
×
73.0mm
×
0.8mm的小片。
42.步骤四：将小片玻璃进行cnc，将未附油墨的一面做成2.5d面。
43.步骤五：进行480s的扫光处理。
44.步骤六：退油墨，洗墨粉，检片。
45.玻璃制备完成后，按表1记载的强化条件进行强化。
46.s2、强化；
47.将锂硅酸盐玻璃原片插入钢化架内，再放入预热炉中进行预热，预热从室温(25℃
左右)开始升温，30min内升至380℃，保温30min完成预热。然后将样品放入含有硝酸钾和硝酸钠的熔盐中进行强化，其中，硝酸钾和硝酸钠在熔盐中含量以及强化条件均参见表1，强化结束后将样品转移至空气中自然降温。
48.实施例2
‑
实施例8以及对比例1
‑549.实施例2
‑
实施例8以及对比例1
‑
5参照上述实施例1的强化方法进行强化，区别在于采用的锂硅酸盐玻璃原片的成分、熔盐中硝酸钾和硝酸钠的比例和强化条件有所不同，其余的预热、退火、冷却以及玻璃的制备过程以及条件等均匀实施例1相同，而锂硅酸盐玻璃的成分、强化参数见表1。
50.检测：
51.对实施例1
‑
8和对比例1
‑
5的锂硅酸盐强化玻璃进行cs、dol、dol_k、落球和砂纸跌落检测，其中，落摔测试条件为：180目砂纸，180g总重，60cm基高，5cm递增，每高度1次，直至破碎。中心落球性能测试条件为：130g钢球，15cm基高，5cm梯度，3次/高度，直至破碎。检测结果参见表2。
52.表1实施例1
‑
8和对比例1
‑
5的锂硅酸盐玻璃原片的成分、熔盐中硝酸钾和硝酸钠的比例和强化条件
[0053][0054][0055]
表2实施例1
‑
8和对比例1
‑
5的性能检测结果
[0056][0057][0058]
根据表1和表2可知，对比例1、2、3、4相对本发明实施例1，强化的时间、温度、盐比例分别不同，表面cs与dol都远低于实施例1，落球与砂纸跌落性能较差。对比例5相对本发明实施例1，氧化锂含量较低，dol较浅，导致各性能差。
[0059]
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。