[发明专利]一种高应变点硅酸盐玻璃及其应用

说明书

技术领域

本发明属于玻璃技术领域，特别涉及一种高应变点硅酸盐玻璃及其应用。

背景技术

玻璃基板主要有热性能要求和化学稳定性要求，普通钠钙硅玻璃的材料基质决定了其退火点偏低，硬度偏小，在镀膜时经过热处理，使玻璃经受热胀冷缩的过程，对玻璃的热冲击较大，容易产生变形。由于日益环保节能且薄型化的新产品不断推出，而超薄型玻璃基板具可挠性、重量轻，透明、绝缘特性好等优点，超薄型玻璃基板得到更多的需求。随着对触摸屏保护玻璃要求越来越高，中高档触摸屏盖板玻璃需要更高的表面硬度，以达到耐刮蹭等功能。

随着CIGS薄膜电池转换效率不断提高，生产成本逐步降低，性价比得到了光伏电站承建商的认可，其中CIGS基板是一块2.0mm左右的高应变点玻璃，要求应变点大于560℃以适应镀膜环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高应变点硅酸盐玻璃，可以满足CIGS基板对玻璃的应变点以及硬度的要求。

本发明采用的技术方案如下：

一种高应变点硅酸盐玻璃，以氧化物质量百分比计，玻璃组成如下：56～70% SiO₂，4.0～12.0% Al₂O₃，4.0～12.0% CaO，2.0～7.0% MgO，0～5.0 %SrO，0～5.0% BaO，3.0～14.0% Na₂O，0～7.0% K₂O，1.5～6.0% ZrO₂，0～1.0% TiO₂， 0～1.0% CeO₂。

进一步，所述玻璃的组成如下：60～68% SiO₂，4.0～10.0% Al₂O₃，4.0～10.0% CaO，3.0～6.0% MgO，0～4.0% SrO，0～4.0% BaO，7.5～14.0% Na₂O，2.0～4.0% K₂O，1.5～4.0% ZrO₂，0～1.0% TiO₂，0.2～0.3% CeO₂。

所述玻璃的应变点不低于560℃，硬度不低于585MPa。

所述的高应变点硅酸盐玻璃作为铜铟镓锡薄膜电池玻璃基板应用，应用时厚度一般在2mm左右。

所述的硅酸盐玻璃化学钢化处理后可作为中高档的触摸屏盖板玻璃，所述化学钢化处理采用常规化学钢化法即可。

本发明提供了一种硅酸盐基板玻璃，通过增加铝、锆等一些氧化物的组成，使玻璃具有高的应变点、强度和化学稳定性。

本发明组分中，三氧化二铝（Al₂O₃）是极大提高玻璃机械强度的主要成分，在玻璃中起稳定剂作用，含量越高，玻璃的硬度越大。在一定的含量范围内Al₂O₃和SiO₂一起形成玻璃网络的主体，它能极大地提高玻璃的化学稳定性，提高玻璃的应变点，降低玻璃的析晶倾向。氧化铝含量增加而熔化温度随着增加，Al₂O₃浓度大于12.0%，玻璃的粘度较大，不利于玻璃的均化和澄清；含量太低时影响玻璃的强度和应变温度，最优选是Al₂O₃的含量在4～10%。

BaO具有很强的玻璃形成性能，在高温时降低玻璃粘度，促进玻璃的熔融和澄清，增加玻璃的化学稳定性，如果BaO含量增大，玻璃易于出现析晶，玻璃易失透，最优化的含量不超过4%。

氧化锶（SrO）在玻璃中作用介于CaO和BaO之间，是很好的助熔剂，可以部分替代BaO，以利于玻璃的澄清。SrO使熔解性提高，但不会使玻璃的密度和膨胀系数增加、不会使应变点降低，是改善玻璃失透性和玻璃的耐酸性的理想成分，玻璃中SrO含量较好的应不超过4%。

二氧化锆（ZrO₂）的离子半径大，在玻璃结构中属网络外体，在玻璃中溶解度小，增加玻璃的粘度和硬度的效果比Al₂O₃显著，还有防止碱土金属离子露出的效果，但ZrO₂属难熔物质，含量大于6%时，熔化温度增加，玻璃容易产生析晶，影响玻璃质量，且玻璃脆性也增大。ZrO₂优选质量百分比含量是4.0%以下。