本发明涉及微晶玻璃制备,尤其涉及一种曲面微晶玻璃及其制备方法、曲面钢化微晶玻璃、应用。
背景技术:
1、玻璃可制备成透明产品,在高温熔融状态下很容易于做成3d面型形状,但是其脆性大;陶瓷虽然强度高、硬度大,耐磨性能好,但透光性差,很难制备透明制品。而微晶玻璃是两者的组合,具有优异的力学性能和光学性能等,而且可以通过改变基础成分和调整热处理工艺,可以在一定程度上控制微晶玻璃中晶体的种类、晶粒大小、数量等参数,从而使得微晶玻璃、力学性能、光学性能大范围可调,这些特性决定了微晶玻璃在无机非材料学领域占有重要地位,具有极高的应用前景。
2、由于微晶玻璃具有相当含量的晶体结构,相比于玻璃其高温软化效果大大下降,具有部分陶瓷的脆性,因而并不能进行3d热弯工艺。目前,以抛磨工艺制备3d曲面微晶玻璃存在工艺复杂、成品率低、成型成本高的问题。
3、因此,现有技术还有待于进一步的改进和提升。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足,本发明提供一种曲面微晶玻璃及其制备方法、曲面钢化微晶玻璃,旨在简化曲面微晶玻璃的制备工艺、提升曲面微晶玻璃的性能稳定性。
2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
3、第一方面,一种曲面微晶玻璃的制备方法,其中,包括:
4、提供基础玻璃;
5、对所述基础玻璃进行半晶化处理,得到微晶玻璃;
6、对所述微晶玻璃进行3d热弯成型处理,得到所述曲面微晶玻璃;
7、所述微晶玻璃的结晶度记为n,n≤50%,晶粒平均尺寸l1为5~25nm;
8、所述曲面微晶玻璃的结晶度记为m,m≤80%,晶粒平均尺寸l2为20~80nm;
9、所述曲面微晶玻璃满足所述m与所述n之间的差值满足10%≤m-n≤30%;
10、所述曲面微晶玻璃晶粒平均尺寸l1和l2之间的差值满足5nm≤l2-l1≤30nm。
11、以下作为本发明的优选技术方案,但不作为对本发明提供的技术方案的限制,通过以下优选的技术方案,可以更好地达到和实现本发明的目的和有益效果。
12、作为优选的技术方案,所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其中,所述曲面微晶玻璃的主晶相含有硅酸锂、透锂长石、β-锂辉石、、β-石英固溶体、三斜霞石、钠霞石、硅酸钠中的一种或多种。
13、作为优选的技术方案,所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其中,所述半晶化处理的核化温度为450~630℃,时间为30~480min;所述半晶化处理的晶化工作温度为650~750℃;时间为15~240min。
14、作为优选的技术方案,所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其中,所述对所述微晶玻璃进行3d热弯成型处理,得到所述曲面微晶玻璃,包括:
15、将所述微晶玻璃置于成型模具,进行预热处理,预热温度为20~350℃,停留1~10min后继续升温到550~750℃;
16、将预热后的所述微晶玻璃置于至少两个温度不同的模具中,进行3d热弯成型;其中,所述每个模具腔内的压力为0.5~1.0mpa;热弯成型的温度为750~950℃;前一个模具腔内的温度低于后一个模具腔内的温度;
17、将3d热弯成型后得到的产品,进行退火、冷却处理,得到所述曲面微晶玻璃。
18、作为优选的技术方案,所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其中,退火温度为350~750℃。
19、作为优选的技术方案,所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其中,所述曲面微晶玻璃的厚度为0.30-2.0mm。
20、作为优选的技术方案,所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其中,所述微晶玻璃,以重量百分比计,包含:
21、sio2:35.00~75.00%;a l2o3:4.00~28.00%;na2o:5.00~25.00%;zro2:1.00~3.50%;t io2:0~1.00%;p2o5:1.00~3.00%;cao:0~3.00%;li2o:1.00~13.00%;k2o:0~3.00%;sno2:0.20~2.00%和b2o3:0~4.00%;
22、所述zro2、t io2和p2o5之和≤6.00%;所述na2o/a l2o3≥0.85;0.60≤(na2o+al2o3)/sio2≤1.20。
23、第二方面,一种曲面钢化微晶玻璃,其中,所述曲面钢化微晶玻璃由上述所述的制备方法制备得到的曲面微晶玻璃进行化学强化处理后得到。
24、作为优选的技术方案,所述的曲面钢化微晶玻璃,其中,所述化学强化处理,包括:
25、将所述曲面微晶玻璃置于熔融盐中进行离子交换,得到曲面钢化微晶玻璃;其中,所述熔融盐的温度为380~560℃,离子交换时间为1~36h。
26、作为优选的技术方案,所述的曲面钢化微晶玻璃,其中,所述熔融盐中含有钠离子、钾离子和锂离子中的一种或多种。
27、作为优选的技术方案,所述的曲面钢化微晶玻璃,其中,所述钠离子由硝酸钠、硫酸钠和碳酸钠中的任一种或二种以上提供;所述钾离子由硝酸钾、硫酸钾、碳酸钾中的任一种或二种以上提供;所述锂离子由硝酸锂、硫酸锂、碳酸锂中的一种或二种以上提供。
28、作为优选的技术方案,所述的曲面钢化微晶玻璃,其中,所述曲面钢化微晶玻璃在0.30-1.00mm,对于400nm~1000nm波长的光的透过率tr≥89.00%;雾度haze≤0.15;颜色指数lab值的|b|≤1.2。
29、作为优选的技术方案,所述的曲面钢化微晶玻璃,其中,所述曲面钢化微晶玻璃的表面压应力大于等于400mpa,离子交换深度大于等于35μm。
30、作为优选的技术方案,所述的曲面钢化微晶玻璃,其中,所述曲面钢化微晶玻璃厚度为0.50-1.0mm时,取至少10片同一厚度曲面钢化微晶玻璃,在120目砂纸地面采用固定定向跌落方式平均可承受跌落高度h≥150cm;平均可承受冲击能量e≥0.3焦耳。
31、第三方面,一种曲面微晶玻璃,其中,所述曲面微晶玻璃采用上述所述的制备方法制备得到。
32、第四方面,一种玻璃器件,其中,所述玻璃器件由第三方面所述的曲面微晶玻璃或上述所述的曲面钢化微晶玻璃制备得到。
33、第五方面,一种电子设备,包括玻璃材质部件,其中,所述玻璃材质部件由第三方面所述的曲面微晶玻璃或上述所述的曲面钢化微晶玻璃制备得到。
34、有益效果:与现有技术相比,本发明所提供的曲面微晶玻璃制备方法,通过控制半晶化处理和3d热弯成型工艺中的结晶度、平均晶粒尺寸,简化了曲面微晶玻璃的制备过程,降低了工艺复杂性。通过控制微晶玻璃的结晶度和晶粒尺寸,本发明提升了曲面微晶玻璃的力学性能和光学性能的稳定性。
1.一种曲面微晶玻璃的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述曲面微晶玻璃的主晶相含有硅酸锂、透锂长石、β-锂辉石、β-石英固溶体、三斜霞石、钠霞石、硅酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述半晶化处理的核化温度为450~630℃,时间为30~480min;所述半晶化处理的晶化工作温度为600~750℃;时间为15~240min。
4.根据权利要求1所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其特征在于,对所述微晶玻璃进行3d热弯成型处理,得到所述曲面微晶玻璃,包括:
5.根据权利要求4所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其特征在于,退火温度为350~750℃。
6.根据权利要求1所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述曲面微晶玻璃的厚度为0.30-2.0mm。
7.根据权利要求1所述的曲面微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述微晶玻璃,以重量百分比计,包含:
8.一种曲面微晶玻璃,其特征在于,所述曲面微晶玻璃采用权利要求1-7任一所述的制备方法制备得到。
9.一种曲面钢化微晶玻璃,其特征在于,所述曲面钢化微晶玻璃由权利要求8所述的曲面微晶玻璃进行化学强化处理后得到。
10.根据权利要求9所述的曲面钢化微晶玻璃,其特征在于,所述化学强化处理,包括:
11.根据权利要求10所述的曲面钢化微晶玻璃,其特征在于,所述熔融盐中含有钠离子、钾离子和锂离子中的一种或多种。
12.根据权利要求11所述的曲面钢化微晶玻璃,其特征在于,所述钠离子选自硝酸钠、硫酸钠和碳酸钠中的任一种或多种;所述钾离子选自硝酸钾、硫酸钾、碳酸钾中的任一种或多种;所述锂离子选自硝酸锂、硫酸锂、碳酸锂中的一种或多种。
13.根据权利要求9所述的曲面钢化微晶玻璃,其特征在于,所述曲面钢化微晶玻璃在0.30-1.00mm,对于400nm~1000nm波长的光的透过率tr≥89.00%;雾度haze≤0.15;颜色指数lab值的|b|≤1.2。
14.根据权利要求9所述的曲面钢化微晶玻璃,其特征在于,所述曲面钢化微晶玻璃的表面压应力大于等于400mpa,离子交换深度大于等于35μm。
15.根据权利要求9所述的曲面钢化微晶玻璃,其特征在于,所述曲面钢化微晶玻璃厚度为0.50-1.0mm时,取至少10片同一厚度曲面钢化微晶玻璃,在120目砂纸地面采用固定定向跌落方式平均可承受跌落高度h≥150cm,平均可承受冲击能量e≥0.3焦耳。
16.一种玻璃器件,其特征在于,所述玻璃器件由权利要求8所述的曲面微晶玻璃或权利要求9-15任一所述的曲面钢化微晶玻璃制备得到。
17.一种电子设备,包括玻璃材质部件,其特征在于,所述玻璃材质部件由权利要求8所述的曲面微晶玻璃或权利要求9-15任一所述的曲面钢化微晶玻璃制备得到。