[发明专利]一种低铝高强度化学钢化玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃加工领域，特别是涉及铝含量较低的钠钙硅高强度化学钢化玻璃及其制备方法。

背景技术

化学钢化(或者离子交换)是提高玻璃表面压应力与弯曲强度的有效方法之一。低温型离子交换是在玻璃应变温度以下，通过半径较大的碱金属离子置换玻璃中半径较小的碱金属离子，在玻璃表面形成挤压效应，使表面形成压应力。一般情况下，化学钢化玻璃的表面应力、抗弯强度、抗冲击强度、抗热震性等技术指标均优于普通玻璃，在建筑、交通、家居等领域具有重要的应用价值，尤其适合对减少玻璃用量、降低玻璃自重等方面有较高要求的应用领域。

玻璃化学组成、钢化用硝酸钾盐的纯度以及钢化工艺对玻璃化学钢化效果与钢化成本影响很大。对于玻璃化学组成，玻璃中铝含量对钢化效果影响最大；较高的铝含量有利于提高化学钢化玻璃的表面应力、应力层深度以及弯曲强度等性能指标。通常情况下，普通浮法钠钙硅玻璃中铝含量较低，化学钢化难度较大，钢化效果较高铝玻璃还有待进一步提升。提高硝酸钾盐的纯度能够有效地改善玻璃化学钢化后的表面应力、应力层深度与弯曲强度等性能；但高纯度硝酸钾盐的使用增加了化学钢化的成本。此外，化学钢化工艺对玻璃化学钢化效果与化学钢化成本影响显著。对于低铝钠钙硅玻璃，为得到较好的化学钢化效果，通常需要较长的钢化时间，提高了化学钢化成本，难以制备综合性能较好的化学钢化玻璃。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能优异的低铝高强度化学钢化玻璃及其制备方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的方案为：

一种低铝玻璃，其化学组成按重量百分比为：SiO₂:65～75％，Al₂O₃:0.2～3.5％，Na₂O:10.0～17.0％，MgO:2.0～6.5％，K₂O:0～1.5％，CaO+BaO+SrO:3.0～15.0％，TiO₂:0～0.1％，ZrO₂:0～0.1％，SO₃:0～0.5％，P₂O₅:0～0.1％,Cl:0～0.12％，Fe₂O₃：0～0.2％。

上述方案中，所述的低铝玻璃的厚度在0.1mm以上。

上述方案中，所述的Al₂O₃的含量在0.2～3.0之间。

一种低铝高强度化学钢化玻璃的制备方法，包括以下步骤：

1)将经切割、磨边、清洗与干燥好的低铝玻璃放入预热炉中缓慢升温至400℃～500℃，并保温20～60分钟；

2)将预热后的玻璃放入400～500℃的KNO₃盐槽中，离子交换2～8小时；

3)将离子交换后的玻璃提升至退火炉中缓慢降温至60℃以下；

4)取出玻璃并清洗、干燥、检测、包装，即得所述低铝高强度化学钢化玻璃。

上述方案中，所述步骤1)中的低铝玻璃为权利要求1至3任一项所述的低铝玻璃。

上述方案中，所述预热炉温度不高于盐槽温度，预热炉温度与KNO₃盐槽温度差异在20℃以内。

上述方案中，所述退火炉温度不高于盐槽温度，退火炉温度与KNO₃盐槽温度差异在30℃以内。

上述方案中，所述KNO₃盐槽中含有K₂CO₃、SiO₂与Al₂O₃添加剂中的一种或两种以上的混合。

上述方案中，所述K₂CO₃为KNO₃重量的0.1～3.0％，所述SiO₂为KNO₃重量的0～0.5％，所述Al₂O₃为KNO₃重量的0～0.5％。

根据上述制备方法得到的低铝高强度化学钢化玻璃，所述玻璃的表面压应力值≥450MPa，应力层深度≥12.0μm，抗弯强度值≥200MPa，抗热震温差≥120℃。

本发明相比现有技术具有如下特点：