[发明专利]一种锂铝硅酸透明微晶玻璃及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂铝硅透明微晶玻璃及其制备方法。通过玻璃成分设计及成型后降温速率控制进行晶化，使获得的锂铝硅酸透明微晶玻璃具有合适的晶粒大小，从而得到具有较高的可见光透过率且优异的机械性能和光学性能的微晶玻璃和微晶玻璃制品。

技术领域

本发明涉及无机材料领域，具体地，涉及一种锂铝硅酸透明微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

在即将到来的5G时代，电子产品对其屏幕和背板的透明度、力学性能以及抗信号干扰能力提出了更高的要求。非金属材料尤其是玻璃材料受到广泛关注。微晶玻璃是一种通过对玻璃进行热处理而在玻璃内部析出结晶的材料，具有比常规的玻璃更优异的机械性能，在玻璃中形成微晶，其抗弯、耐磨以及抗摔等性能相对于常规的玻璃都有明显的优势。

随着我们对电子产品的需求量和使用频率都有着非常大的提高，越来越多的电子产品的屏幕和背板等需要更高的透明度和更优秀的力学性能。而且对于我们来说尤其对于中国来说，5G时代已经来到了我们的身边，所以越来越多的与网络连接的电子产品急切需要去除会给信号带来干扰的配件材料，而非金属材料能很好的作为替代材料，因此玻璃就成为了很好的选用材料，而微晶玻璃又具有优异机械性能，2020年10月苹果公司发布的iPhone12手机首次使用了微晶玻璃。2021年7月华为公司发布的P50 Pro也使用了微晶玻璃。

但目前生产手机用微晶玻璃的工艺基本都是成型冷却后重新进行热处理来使得玻璃中长出合适的晶体，这种工艺流程比较复杂，而且热耗、电耗等比较大，因此，开发一种即能够生产出质量高、工艺流程简单、节能的生产工艺是目前微晶玻璃制造迫切需要的。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种锂铝硅透明微晶玻璃及其制备方法。通过玻璃成分设计及成型后降温速率控制进行晶化，得到具有较高的可见光透过率且优异的机械性能和光学性能的微晶玻璃和微晶玻璃制品。所采取的技术方案为：

一种锂铝硅透明微晶玻璃，按质量分数计，其组成包括：SiO₂+Al₂O₃：65-85％、Li₂O+Na₂O+K₂O：7-15％、ZrO₂:4-7％、P₂O₅：2-5％和Y₂O₃:0.1-1.4％。

进一步的，该锂铝硅透明微晶玻璃还包括：0～5wt％B₂O₃，0-5wt％TiO₂，0～2wt％MgO，0～2wt％ZnO，0～5wt％SrO，0～5wt％BaO，0～5wt％CaO，0～2wt％澄清剂。所述澄清剂为Sb₂O₃、SnO₂、SnO、CeO₂中的一种或多种。

优选地，Li₂O为7～14wt％。Li₂O可促进玻璃熔化，降低玻璃的熔炼温度，并在晶化过程中促进晶体的形成，是化学强化过程中主要与钠、钾等离子进行置换的组分，可增大微晶玻璃制品化学强化后的表面应力。在本发明微晶玻璃中,Li₂O有助于形成透锂长石和二硅酸锂晶相。实际上，为了实现将透锂长石和二硅酸锂作为主要晶相，理想地，在微晶组成中具有至少7重量％Li₂O。此外，当Li₂O含量过高也即当其大于等于14重量％时，组合物变得非常具有流动性。本发明微晶玻璃包含7～14重量％Li₂O。

优选地，Al₂O₃、Na₂O和P₂O₅可以分别由氢氧化铝、硫酸钠、和偏磷酸盐经熔制引入以降低生产成本。

一种制备锂铝硅酸透明微晶玻璃的方法，包括以下步骤：