[发明专利]微晶玻璃及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种微晶玻璃，所述微晶玻璃包括玻璃基体以及包覆于所述玻璃基体表面的复合微晶玻璃层；其中，所述复合微晶玻璃层包括六方晶型的β‑锂辉石、四方晶型的β‑锂辉石与其它玻璃。微晶玻璃的表面具有非常高的维氏硬度和压应力，从而明显提高玻璃的表面硬度和抗跌落性能，同时易于加工且成本较低。

技术领域

本发明涉及玻璃领域，特别是涉及一种微晶玻璃及其制备方法与应用。

背景技术

随着近年来智能科技产业的高速发展和数码产品的普及，搭载触摸屏的智能手机、平板电脑等已经成为人们生活中不可缺少的部分，触摸屏最外层的盖板保护材质则成为保护触摸屏的高强度“护甲”。传统触摸屏的盖板材质主要为高铝玻璃，主要应用于触摸屏最外层，具有防冲击、耐刮花、耐油污、防指纹、增强透光率等功能。目前高铝玻璃被广泛地应用于带触控功能和显示功能的多种电子消费产品中。

传统技术通过提升氧化铝含量、添加氧化锂等手段，研发了高铝硅酸盐玻璃和锂铝硅酸盐玻璃，并通过一次或多次的化学强化来提升玻璃的耐冲击、耐刮擦、抗跌落、耐汗液侵蚀等性能。但是由于玻璃材料固有的脆性和较低的耐裂纹扩展性，很大程度上限制了其在粗糙地面的抗跌落性能，尤其是多次抗跌落性能，通常低于1.4米；而且其维氏硬度往往在550Kgf/mm²～680Kgf/mm²之间，很难超过700Kgf/mm²，即耐划痕能力较弱。

还有传统技术制备了一种具有锂长石和硅酸锂结构的高强度玻璃-陶瓷，这是一种整体析晶的微晶玻璃，具有高机械强度和断裂耐受性。然而其含有超过10wt％的Li₂O成分，由于Li₂O储量有限，其成本常年居高不下，导致该微晶玻璃的成本非常高昂，高于同类锂铝硅玻璃10倍以上；并且因为是整体析晶，在玻璃后加工过程中类似于陶瓷，加工难度和成本远高于玻璃基材。

发明内容

基于此，本发明提供了一种微晶玻璃，其在玻璃基体表面形成一层含有β-锂辉石晶相的复合微晶玻璃层，所述微晶玻璃的表面具有非常高的维氏硬度和压应力，从而明显提高玻璃的表面硬度和抗跌落性能，同时易于加工且成本较低。

本发明通过如下技术方案实现。

一种微晶玻璃，所述微晶玻璃包括玻璃基体以及包覆于所述玻璃基体表面的复合微晶玻璃层；

其中，所述复合微晶玻璃层包括六方晶型的β-锂辉石、四方晶型的β-锂辉石与其它玻璃。

在其中一个实施例中，以质量百分数计，所述复合微晶玻璃层包括19.2％～88.5％的所述六方晶型的β-锂辉石、3％～75.8％的所述四方晶型的β-锂辉石与5％～14.8％的所述其它玻璃。

在其中一个实施例中，所述其它玻璃包括SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、Na₂O以及其它氧化物；所述其它氧化物选自K₂O、MgO、ZrO₂、B₂O₃、P₂O₅与ZnO中的至少三种；及/或

所述玻璃基体包括SiO₂、Al₂O₃、Li₂O、Na₂O以及其它氧化物；所述其它氧化物选自K₂O、MgO、ZrO₂、B₂O₃、P₂O₅与ZnO中的至少三种。

在其中一个实施例中，所述复合微晶玻璃层厚度为2μm～90μm。

本发明还提供一种如上所述的微晶玻璃的制备方法，包括如下步骤：