[发明专利]一种含有微纳米晶体的玻璃陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种含有微纳米晶体的玻璃陶瓷，其特征在于，所述微纳米晶体是通过后加工形成于玻璃基板中的，所述微纳米晶体的平均晶体尺寸小于或等于100nm，晶相包括β-石英固溶体、霞石及霞石固溶体中的至少一种，所述玻璃陶瓷的维氏硬度高于600kgf/mm²，所述后加工是指通过离子交换向所述玻璃基板中引入晶核元素，并通过外来能量使晶核元素成核并晶化生长成所述微纳米晶体，所述玻璃基板通过离子交换后能够形成大于80μm的表面压缩应力深度；所述玻璃基板中包含：2mol％～18mol％Na₂O，4mol％～12mol％Li₂O，且Na₂O与Li₂O的总含量为6mol％～19mol％；

所述晶核元素包含Ag、Cu、镧系元素中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的含有微纳米晶体的玻璃陶瓷，其特征在于，所述晶核元素为Ag。

3.根据权利要求1所述的含有微纳米晶体的玻璃陶瓷，其特征在于，所述微纳米晶体的平均晶体尺寸小于或等于50nm，晶体质量占比大于或等于30％，此时1mm厚的所述玻璃陶瓷的可见光平均透过率大于或等于90％。

4.根据权利要求3所述的含有微纳米晶体的玻璃陶瓷，其特征在于，所述微纳米晶体的平均晶体尺寸为5～20nm。

5.根据权利要求1所述的含有微纳米晶体的玻璃陶瓷，其特征在于，所述玻璃陶瓷在离子交换后能够形成大于600MPa 的表面压缩应力，该表面压缩应力的深度范围是80～280μm。

6.根据权利要求5所述的含有微纳米晶体的玻璃陶瓷，其特征在于，表面压缩应力的深度范围是100～180μm。

7.根据权利要求1所述的含有微纳米晶体的玻璃陶瓷，其特征在于，所述微纳米晶体同时包含了纳米尺寸晶体和微米尺寸晶体，所述微米尺寸晶体的晶相为β-锂辉石、β-锂辉石固溶体、霞石及霞石固溶体中的至少一种，其中所述微米尺寸晶体质量占比小于或等于10％，此时1mm厚的所述玻璃陶瓷的可见光平均透过率在80％～90％。

8.根据权利要求1所述的含有微纳米晶体的玻璃陶瓷，其特征在于，所述微纳米晶体分布在所述玻璃陶瓷中形成微纳米晶体层，所述玻璃陶瓷任一面的微纳米晶体层厚度大于所述玻璃陶瓷厚度的20％。

9.根据权利要求1所述的含有微纳米晶体的玻璃陶瓷，其特征在于，所述玻璃陶瓷的维氏硬度高于620kgf/mm²。

10.一种制备如权利要求1-9任一项所述的含有微纳米晶体的玻璃陶瓷的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，通过离子交换工艺在玻璃基板中引入晶核元素；

步骤S2，通过外界能量使晶核促进微纳米晶体生长从而制备出玻璃陶瓷。

11.根据权利要求10所述的制备含有微纳米晶体的玻璃陶瓷的方法，其特征在于，步骤S1中所述玻璃基板中包含：2mol％～18mol％Na₂O，4mol％～12mol％Li₂O，且Na₂O与Li₂O的总含量为6mol％～19mol％。

12.根据权利要求10所述的制备含有微纳米晶体的玻璃陶瓷的方法，其特征在于，步骤S1中将玻璃基板置于盐浴中进行离子交换，所述盐浴包含Ag、Cu、镧系元素中的至少一种。