[发明专利]一种玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃领域，具体地，涉及一种玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

曲面显示器所用OLED、LCD的基板(substrate)和保护盖板(cover)均需要非平面的，从而增加了制造上的难度。高分子材料具有较好的塑性，很容易制成曲面和柔性显示器，但其硬度、耐划伤、耐压、耐风化、透光、热稳定性、化学稳定性均不及玻璃，因此玻璃仍然是曲面和柔性显示器的重要选材；但是玻璃存在脆性过大、不易弯曲等缺点，不利于曲面和柔性显示装置的使用。

在平面显示领域，最近几年触摸屏产品市场发展迅速，目前的主流产品是电容式触摸屏，其主要部件是表面起保护作用的玻璃基板。随着显示技术及触控技术的发展，市场对于玻璃基板的要求日益提高。由于触摸屏应用越来越广泛，大中小尺寸的设备几乎都具有触摸屏，所以触摸屏的主要性能是要具备较低的脆性和较大的断裂韧性，而此性能是由玻璃的强度体现出来的，所以提高玻璃自身的强度是关键。玻璃强度除了受钢化影响之外，本身的料方组成起到关键的决定作用。市面上主流的保护盖板玻璃采用普通钠钙硅酸盐体系或高碱高铝硅酸盐体系进行化学钢化达到增强的目的，较新型的盖板玻璃采用无色蓝宝石切片作为保护盖板。然而上述体系均存在较大缺陷。因此，无论是曲面显示装置还是平面显示装置，在料方层面降低脆性、提高韧性和强度是重要课题之一。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种玻璃用组合物，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，该组合物含有55-68wt％的SiO₂、10-25wt％的Al₂O₃、1-8wt％的B₂O₃、0.01-5wt％的MgO、10-19wt％的Na₂O和0.12-2wt％的TiO₂。

优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，B₂O₃的含量为2-6wt％。

优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，TiO₂的含量为0.5-1.5wt％。

优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，SiO₂的含量为60-65wt％。

优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Al₂O₃的含量为12-23wt％。

优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，MgO的含量为0.5-3wt％。

优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Na₂O的含量为12-18wt％。

优选地，以氧化物计，该组合物不含K₂O。

第二方面，本发明提供了一种制备铝硅酸盐玻璃的方法，该方法包括将本发明所述的玻璃用组合物依次进行熔融处理、成型处理、退火处理和机械加工处理。

优选地，该方法还包括对机械加工处理得到的产物进行化学强化处理。

优选地，所述化学强化处理的方法包括：在410-450℃的熔融KNO₃中处理3-6h。

优选地，该方法还包括：在化学强化处理之前，对机械加工处理得到的产物进行二次熔融拉薄处理。

优选地，控制所述机械加工处理或者二次熔融拉薄处理的条件以制备厚度小于0.1mm的玻璃。

第三方面，本发明提供了上述方法制备得到的铝硅酸盐玻璃。

优选地，所述铝硅酸盐玻璃的弹性模量高于80GPa，密度低于2.5g/cm³，50-350℃范围内的热膨胀系数小于95×10^-7/℃，应变点温度高于610℃。

优选地，所述化学强化处理后得到的玻璃的断裂韧性K_IC大于650MPa·m^1/2，进一步优选大于670MPa·m^1/2。

优选地，所述化学强化处理后得到的玻璃表面形成的压缩应力为810-880MPa，进一步优选为810-850MPa，压缩应力层深度在40μm以上，进一步优选在45μm以上。