[发明专利]微晶玻璃及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及玻璃领域，具体公开了微晶玻璃及其制备方法和应用。以微晶玻璃的总重量为基准，微晶玻璃包含：52‑65重量％的SiO₂，12‑27重量％的Al₂O₃，5‑19重量％的Na₂O，0‑3.5重量％的K₂O，2‑7重量％的MgO，3‑10重量％的Li₂O，0.5‑5重量％的ZrO₂，0‑4.5重量％的TiO₂；所述微晶玻璃包含具有球形晶相的微晶部分和玻璃相部分，析晶度为10‑25重量％，所述球形晶相包含二硅酸锂、β‑石英、β‑石英固溶体、Mg₂TiO₄和偏硅酸锂中的至少一种。所述微晶玻璃具有高透光率、高强度、优异的抗冲击能力和优异的抗跌落性能，特别适用作显示器件保护玻璃。

技术领域

本发明涉及玻璃领域，具体涉及微晶玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

随着通信技术的发展，移动终端设备的薄型化、大屏化、便携化迅速成为市场主流，同时随着5G及无线充电技术的日渐普及，移动通讯设备(如手机、智能手表等)的后盖玻璃化成为必然趋势，这对保护显示器件的前后盖板玻璃材料提出了更高的要求。如何在玻璃轻薄化、大屏化的同时，还能提高玻璃的机械强度，从而保证移动通讯设备在与外来物体磕碰、撞击或是使用过程中从高处(100cm以上)跌落至粗糙表面(如水泥地面、砂石、柏油马路等)时不会导致屏幕破裂，成为各大原片厂和盖板厂研发的重点。

目前市场上采用的显示器件保护玻璃，通常是中高铝玻璃或是锂铝硅系玻璃，其通过一次强化或是二次化学强化后，表面压应力(CS)可达600-700Mpa，应力层深度(DOL)可达60-80μm，具有较好的机械性能，但玻璃作为脆性材料，在其中存在很多Griffith裂纹，玻璃的破碎正是裂纹扩展的结果，尽管化学强化后的表面压应力层可以对裂纹起到一定的封堵作用，但裂纹扩展阻力是有限的(超过压应力层深度就无效)。因此其通过组装应用于移动终端设备后，其整机抗尖锐物体冲击能力和抗跌落性能还不够，特别是从较高处跌落至粗糙表面时，当跌落高度超过100cm时，屏幕破损率大幅上升。

微晶玻璃是通过对具有特定组成基础玻璃晶化过程的控制，得到的含有大量微晶相及玻璃相的具有优异力学性能的功能材料，而微晶玻璃中的晶粒可以造成裂纹尖端的弯曲和钝化，增加断裂能，并且减缓甚至阻止了裂纹穿过晶相和可能的界面，而在玻璃中形成受阻碍的断裂路径，从而提高抗裂纹扩展能力和耐划伤性。但是单纯微晶玻璃抗冲击性能和抗跌落性能仍然不够强，需通过化学强化的方法将微晶玻璃进一步增强，从而提升抗冲击性能和抗跌落性能。另外微晶玻璃中大部分种类的晶体易导致玻璃透光率下降，雾度增大，甚至失透，限制了其作为移动终端设备保护材料的应用。

CN107207332A公开了一种微晶玻璃的强化方法，通过二价离子交换来实现化学强化，虽然采用该化学强化方法进行强化能够在一定程度上提高表面压缩应力水平，但是得到的微晶玻璃的表面压缩应力最高不超过230Mpa，压缩应力层深度最大不超过10μm。

CN105859143A公开了一种微晶玻璃，该微晶玻璃析出Li₂SiO₅、β-锂辉石等晶相，得到的微晶玻璃的抗折强度有一定的提高，但其透光率最高仅达到70％，无法满足移动终端的应用要求。

因此，亟需开发一种高透光率、高强度、抗冲击能力和抗跌落性能优异的微晶玻璃，以满足智能移动终端前后盖板材料的性能要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术显示器件保护玻璃存在的抗尖锐物体冲击能力、抗跌落性能不够，透光率下降，雾度增大等问题，提供微晶玻璃及其制备方法和应用。