[发明专利]纯化的陶瓷材料及其制造方法

说明书

本文揭示的陶瓷材料包含陶瓷相和玻璃相，以及降低的碱性含量或降低的铁含量中的至少一种。本文还揭示了具有较低蠕变率的陶瓷材料，以及包含此类材料的玻璃成形体和采用此类成形体来制造玻璃制品的方法。还揭示了用于构建玻璃制造容器的耐火砖块。本文还揭示了对陶瓷材料进行处理以降低碱性含量或铁含量中的至少一种的方法。

相关申请的交叉参考

本申请根据35 U.S.C.§119，要求2016年05月20日提交的美国临时申请系列第62/339224号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本公开一般地涉及耐火材料及其制造方法，更具体地，涉及经过处理的陶瓷材料，其包含陶瓷相和玻璃相，以及包含其的玻璃成形体。

背景技术

高性能显示器装置(例如，液晶显示器(LCD)和等离子体显示器)常被用于各种电子器件，例如，手机、笔记本电脑、电子平板、电视机和计算机监视器。目前市场上的显示器装置会例如采用一块或多块高精度玻璃片作为电路组件的基材、导光板、滤色器，或者覆盖玻璃，这里仅仅是举一些应用的例子。制造此类高质量玻璃基材的领先技术是康宁有限公司(Corning Incorporated)开发的熔合拉制工艺，参见例如美国专利第3,338,696号和第3,682,609号所述，其全文通过引用结合入本文。

熔合拉制工艺通常采用成形体(例如，溢流槽)，其包括凹槽和具有楔形横截面的下部分，具有两个主成形表面向下倾斜在根部接合。在运行过程中，凹槽填充了熔融玻璃，实现流过凹槽侧面并沿着两个成形表面作为两个玻璃带向下流动，它们最终在根部汇聚，它们在那里熔合到一起以形成单体式的玻璃带。因此，玻璃带可以具有未暴露于成形体的表面的两个原始外表面。然后可以向下拉制带材并冷却，以形成具有所需厚度和原始表面质量的玻璃片。

可以由耐火材料(例如陶瓷)来构建用于玻璃制造工艺中的成形体。还可由耐火材料(例如耐火砖块)构建其他玻璃制造容器(例如，炉和熔化器)。此类成形体和容器的寿命循环会取决于构建了它们的耐火材料的磨损。例如，由于与熔融批料材料的接触，容器壁会逐渐磨损。因此，用于构建玻璃制造的容器的耐火材料应该展现出：高的耐腐蚀性、低的导热率、高的电阻率、和/或高的机械强度，以经受住苛刻温度和与熔融材料加工相关的其他条件。

熔融过程期间的耐火材料的磨损不仅在产生泄漏路径方面具有安全风险(这会包括设备的操作安全性)，并且还会污染批料材料。例如，如果一片耐火材料脱落进入熔体中，这可能导致最终产品中不可接受的杂质或内含物缺陷。或者，如果耐火材料与熔融玻璃发生不合乎希望的反应，则可能在所得到的玻璃片中形成气泡、内含物或者其他缺陷，使其不再适用。因此，采用能够在延长的时间段内耐受加工苛刻条件的耐火材料会是重要的。

相比于它们的横截面，成形体倾向于在长度上更长，由此，由于与熔融批料材料相关的负荷和高温，成形体可能随时间推移发生弯垂。凹槽侧面(或者堰)可能发生类似的变形，例如，由于熔融玻璃流动，堰可能随时间的推移分散开来(spread apart)。随着成形体发生弯垂和/或变形，会变得越来越难以控制玻璃带的质量和/或厚度。由于耐火材料的蠕变，更高温度的运行可能加速成形体的变形。对于用于制造较大玻璃片(例如，第8代(2200x2500mm)或第10代(2850x 3050mm))的较大(例如，较长和/或较重)的成形体，蠕变可能是特别成问题的，导致随时间推移发生失效的可能性增加。

消费者对于高性能显示器的不断增加的尺寸和图像质量要求驱动了对于生产高质量、高精度的大的玻璃片的制造工艺改进的需求。因此，提供可以在延长的时间段上耐受住高温和/或腐蚀性条件而不损害安全性和/或产品质量的耐火材料会是有利的。提供具有降低的成本和/或复杂度的方法来生产此类耐火材料也会是有利的。此外，提供具有降低的蠕变率的耐火材料用于制造尺度适合构造大型设备(其具有随时间推移降低的弯垂)的成形体或者其他玻璃加工容器会是有利的。

发明内容