[发明专利]具有抗冲击应力特性的保护玻璃板

说明书

本发明涉及玻璃板领域，公开了一种具有抗冲击应力特性的保护玻璃板。按质量百分比计，其含有：SiO₂：59～63.5％，Al₂O₃：11.5～16.5％，Na₂O：11.5～15.5％，K₂O：0.8～6％，MgO：4～8.5％，B₂O₃：0～1.0％，ZrO₂：0％，当0.3T2.0mm，0.5h≤t≤8h时，CS满足关系式：9.597Ln(t)+710≤CS≤‑5.299t²+50.28t+765；当2.0mm≤T≤4.0mm，4h≤t≤150h时，CS满足关系式：0.003t²‑2.167t+858≤CS≤‑61.4Ln(t)+1060；其中，T为所述玻璃板的厚度，mm；t为化学强化时间，h；CS为化学强化作用产生的表面压缩应力，MPa。本发明的保护玻璃板具有优异的抗冲击性能，且碎裂后玻璃最大碎片尺寸可以控制在：长10～30mm，宽1～3mm的范围内，适合进行大规模工业生产。

技术领域

本发明涉及玻璃板领域，尤其涉及一种具有抗冲击应力特性的保护玻璃板。

背景技术

化学钢化玻璃又称离子交换增强玻璃，其原理就是根据离子的扩散机理来改变玻璃表面的组成，即玻璃表层的碱金属离子被熔盐中不同的碱金属离子所置换，使玻璃表面产生压应力层，从而达到提高玻璃强度的目的。玻璃成分、离子交换温度和时间是影响离子交换强度的主要因素。与其它增强方法比较，离子交换方法具有不变形、强度高、能够切割、无自爆现象、抗冲击性能及表面耐磨性增加等优点，且加工工艺简单、成品率高。因为这些优点，离子交换的化学强化玻璃在移动智能设备保护用盖板玻璃、触摸屏的保护用盖板玻璃、高速列车前窗或侧窗保护用安全玻璃等领域得到了广泛应用。

作为移动智能设备和触摸屏的保护用玻璃，近年来，趋于对大屏幕的需求，例如智能手机的屏幕从传统的4.5寸到主流的5寸，5.5寸，甚至6寸，6.5寸的超大屏幕。同时，智能手机的厚度也从传统的8.0、7.8mm到主流的7.2、7.0mm，甚至6.5、5.5mm的超薄手机。进一步，作为车载触摸屏玻璃或者高速列车前窗或侧窗保护用安全玻璃，在出现紧急事故的时候，要求玻璃受到冲击碎裂后，玻璃碎片必须为颗粒状粉末，从而保护乘客的人身安全。综上所述，对盖板玻璃的强度、厚度以及破碎后的形态提出了更为严格的要求。

发明内容

通过离子交换的方式提高玻璃强度对于玻璃表面的增强效果显著。但化学钢化玻璃产品破碎时，通常碎片较大。现有研究者大多只是单一地考虑提升玻璃抗冲击强度或如何保证玻璃再受到撞击后破裂的形态满足安全需求。另外，玻璃在化学强化后表面形成表面压缩应力(CS)，现有研究者大多只是单一考虑表面压缩应力(CS)与压应力深度的关系或者表面压缩应力(CS)与玻璃强度的关系。

实际生产中，应充分考虑化学钢化玻璃的特性，获得高强度、碎裂颗粒小的化学强化玻璃。

为了克服现有技术中的上述不足，发明人在使用本发明玻璃板的料方基础上，通过反复调整制备的工艺条件，得出玻璃板在化学强化后的表面压缩应力(CS)、化学强化时间(t)、玻璃板厚度(T)三者之间存在一定的线性函数关系。此外，发明人还将此函数与玻璃抗冲击性能、玻璃碎裂后形态相互结合，提供一种具有抗冲击应力特性的保护玻璃板，本发明的玻璃板具有优异的抗冲击性能，且碎裂后玻璃颗粒的大小具有一定可控性。本发明的技术方案由以下组成：

第一方面，本发明提供一种具有抗冲击应力特性的保护玻璃板，其特征在于，按质量百分比计，其含有：SiO₂：59～63.5％，Al₂O₃：11.5～16.5％，Na₂O：11.5～15.5％，K₂O：0.8～6％，MgO：4～8.5％，B₂O₃：0～1.0％，ZrO₂：0％，