可热弯的微晶玻璃及其制备方法与流程

    专利查询2026-02-07  1


    本发明涉及微晶玻璃,尤其涉及一种可热弯的微晶玻璃及其制备方法。


    背景技术:

    1、随着柔性amoled、5g时代的来临,3d曲面造型及玻璃材质已经成为手机的标准配置。目前能做手机外壳的有塑料、陶瓷、玻璃和金属等。塑料外壳仅限于低端手机,已经基本被淘汰;陶瓷后盖产量低,同时价格更高,规模化生产和良品率是其最大的瓶颈。而传统的金属外壳,天然的有对手机信号屏蔽的缺陷。随着5g时代的到来,无线频段将越来越复杂,对信号的要求也越来越高。手机天线一般安装在手机背部,因此出于对信号的保护,要求手机尽量避免使用金属背壳,而玻璃则成了最佳选择。盖板玻璃的发展经过了从2d到2.5d再到3d过程,和传统玻璃盖板加工工艺不同,2.5d-3d玻璃盖板新增了热弯工艺。经过热弯的玻璃,其外观材质更加优越,在散热性,光泽度和耐磨方面更有优势。同时,弯曲的设计和手掌的弧度配合,更加符合人体工程学的要求。

    2、微晶玻璃又称玻璃陶瓷,是通过对玻璃进行核化、晶化而制得的一种含有晶相和玻璃相的复合材料。微晶玻璃的这种独特结构使微晶玻璃不同于玻璃,也有异于陶瓷,其性质由晶相与玻璃相的组成和数量决定。根据其透光性的好坏,微晶玻璃还可以分为透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃。透明微晶玻璃作为微晶玻璃的一种,由于具备优良性能,即透明、低膨胀,因此在温度变化的时候,体积变化很小,是一种具有优良热、力、光及化学性能的新型功能材料,在各方面得到了广泛的应用。

    3、现有技术中,公开号为cn115893851a的专利公开了一种微晶玻璃及其制备方法,以质量分数计,所述微晶玻璃的组分包括sio237%~46%、al2o327%~35%、na2o 12~20%、k2o 0~5%、tio21~3%、zro24%~8%及p2o54%~10%。采用该方案中组分质量百分比制备得到的微晶玻璃,具有较高的透过率和力学性能,可以满足盖板玻璃的适用要求。但是,在制备2.5d-3d盖板玻璃过程中,热弯是其中重要的一步,它是利用玻璃的软化点温度完成的。对于常规组分的微晶玻璃,软化点与析晶温度相差小,因此,对微晶玻璃进行热弯时,会不可避免的发生二次析晶,影响微晶玻璃的透光率、机械强度等,使微晶玻璃稳定性降低,不利于后续应用。

    4、有鉴于此,有必要设计一种可热弯的微晶玻璃及其制备方法,以解决上述问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种透光率高,且能避免在热弯过程中发生晶相转变或消失,以及避免在热弯处理后出现性能不稳定的情况,适用于2.5d-3d盖板玻璃的制备的可热弯的微晶玻璃及其制备方法。

    2、为实现上述发明目的,本发明提供了一种可热弯的微晶玻璃,基础玻璃包括一定比例的玻璃料a和玻璃料b,所述玻璃料a包括如下组分:65~75wt%sio2、4~8wt%al2o3、10~17wt%li2o、4~7wt%zro2、3~5wt%p2o5、0~0.5wt%b2o3,所述玻璃料b包括如下组分:40~55wt%sio2、14~20wt%al2o3、0~2wt%li2o、4~7wt%zro2、0~3wt%p2o5、2~6wt%k2o、12~20wt%na2o、4~8wt%cao、0~0.5wt%b2o3、0.2~2wt%bao。

    3、作为本发明的进一步改进,所述玻璃料a和所述玻璃料b的质量比为(30-70):(70-30)。

    4、本发明还提供了一种上述技术方案中任一项所述的可热弯的微晶玻璃的制备方法,包括如下步骤:

    5、s1、按照玻璃料a的组分称取原料,混匀后加入1500~1650℃的坩埚中,保温4~8h,得到玻璃液a,经浸润、烘干、过筛处理得到玻璃料a;

    6、s2、按照玻璃料b的组分称取原料,混匀后加入1550~1680℃的坩埚中,保温6~10h,得到玻璃液b,经浸润、烘干、过筛处理得到玻璃料b;

    7、s3、按质量比为(30-70):(70-30)的比例分别称取步骤s1制备得到的所述玻璃料a和步骤s2制备得到的所述玻璃料b,混合后经过筛得到混合料c,将所述混合料c加入坩埚中,在预定温度下保温一定时间后,经搅拌、退火处理得到基础玻璃;

    8、s4、将步骤s3制备得到的所述基础玻璃经晶化、打磨、抛光处理得到可热弯的微晶玻璃。

    9、作为本发明的进一步改进,步骤s3中,所述预定温度为1500-1600℃,保温时间为2-4h。

    10、作为本发明的进一步改进,步骤s3中,所述搅拌操作为以4~12转/分的转数搅拌4~6h;所述退火操作为:将搅拌后的玻璃液倒入400~420℃的模具中,待玻璃颜色变暗后,将玻璃置入510~540℃的退火炉中,保温3~5h后,经过12~24h匀速降温至室温。

    11、作为本发明的进一步改进,步骤s4中,所述晶化操作为:将基础玻璃放入晶化炉中,匀速升温至520-540℃,保温1~2h,再匀速升温至640~680℃,保温4~24h后,经过12~24h匀速降温至室温。

    12、作为本发明的进一步改进,所述玻璃料a和所述玻璃料b的粒径大于1mm。

    13、作为本发明的进一步改进,步骤s3中,所述过筛操作使用的筛子孔径为1cm。

    14、作为本发明的进一步改进,将步骤s4制备得到的所述可热弯的微晶玻璃置于2.5-3d模具中,经热弯处理即得到热弯微晶玻璃制品。

    15、作为本发明的进一步改进,所述热弯处理操作为:将装有可热弯的微晶玻璃的2.5-3d模具放入以氮气为保护气体的加热炉中,经过1~3h匀速升温至580~620℃,然后使用上模具进行压制定型5~10s;再在520-540℃温度下,保温10~30min后,经过4~6h匀速降温至室温。

    16、本发明的有益效果是:

    17、1.本发明通过使用不同比例的物料分别制备得到可析晶的玻璃料a和不可析晶的玻璃料b,再将玻璃料a和玻璃料b的比例控制在一定范围内制备得到基础玻璃,对基础玻璃进行晶化、打磨和抛光处理,得到可热弯的微晶玻璃。通过采用两步法进行基础玻璃的制备,并严格控制玻璃料a和玻璃料b的比例,能将微晶玻璃软化点和析晶峰温度的温差控制在70℃-110℃范围内,扩大热弯过程中的可调控温度范围,提高热弯微晶玻璃的透光率,与常规微晶玻璃相比,本发明的微晶玻璃能避免在热弯过程中发生晶相转变或消失,以及避免在热弯处理后出现性能不稳定的情况,适用于2.5d-3d盖板玻璃的制备。

    18、2.本发明的基础玻璃的两步法制备设计,能通过调整玻璃料a和玻璃料b的比例,从而获得满足不同热弯要求的微晶玻璃,快速响应2.5d-3d的制备需求,且能根据生产任务灵活调整产线的开启、关闭,生产工艺调控精度高,玻璃的利用率可达95%以上。

    19、3.通过本发明的制备方法制备得到的可热弯的微晶玻璃,晶相稳定,尺寸精度高,表面光滑,玻璃透光率高,可广泛用于航空航天技术、集成线路板、固体激光器、红外发生器、红外探测器件、耐高温炊具、高温观察窗,通信移动终端电子设备领域,且无需通过外加保护层来提高热弯玻璃良率;同时本发明的制备工艺简单,成本低廉,适于工业化生产。


    技术特征:

    1.一种可热弯的微晶玻璃,其特征在于:基础玻璃包括一定比例的玻璃料a和玻璃料b,所述玻璃料a包括如下组分:65~75wt%sio2、4~8wt%al2o3、10~17wt%li2o、4~7wt%zro2、3~5wt%p2o5、0~0.5wt%b2o3,所述玻璃料b包括如下组分:40~55wt%sio2、14~20wt%al2o3、0~2wt%li2o、4~7wt%zro2、0~3wt%p2o5、2~6wt%k2o、12~20wt%na2o、4~8wt%cao、0~0.5wt%b2o3、0.2~2wt%bao。

    2.根据权利要求1所述的可热弯的微晶玻璃,其特征在于:所述玻璃料a和所述玻璃料b的质量比为(30-70):(70-30)。

    3.一种权利要求1-2中任一项所述的可热弯的微晶玻璃的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

    4.根据权利要求3所述的可热弯的微晶玻璃的制备方法,其特征在于:步骤s3中,所述预定温度为1500-1600℃,保温时间为2-4h。

    5.根据权利要求4所述的可热弯的微晶玻璃的制备方法,其特征在于:步骤s3中,所述搅拌操作为以4~12转/分的转数搅拌4~6h;所述退火操作为:将搅拌后的玻璃液倒入400~420℃的模具中,待玻璃颜色变暗后,将玻璃置入510~540℃的退火炉中,保温3~5h后,经过12~24h匀速降温至室温。

    6.根据权利要求3所述的可热弯的微晶玻璃的制备方法,其特征在于:步骤s4中,所述晶化操作为:将基础玻璃放入晶化炉中,匀速升温至520-540℃,保温1~2h,再匀速升温至640~680℃,保温4~24h后,经过12~24h匀速降温至室温。

    7.根据权利要求3所述的可热弯的微晶玻璃的制备方法,其特征在于:所述玻璃料a和所述玻璃料b的粒径大于1mm。

    8.根据权利要求3所述的可热弯的微晶玻璃的制备方法,其特征在于:步骤s3中,所述过筛操作使用的筛子孔径为1cm。

    9.根据权利要求3所述的可热弯的微晶玻璃的制备方法,其特征在于:将步骤s4制备得到的所述可热弯的微晶玻璃置于2.5-3d模具中,经热弯处理即得到热弯微晶玻璃制品。

    10.根据权利要求9所述的可热弯的微晶玻璃的制备方法,其特征在于:所述热弯处理操作为:将装有可热弯的微晶玻璃的2.5-3d模具放入以氮气为保护气体的加热炉中,经过1~3h匀速升温至580~620℃,然后使用上模具进行压制定型5~10s;再在520-540℃温度下,保温10~30min后,经过4~6h匀速降温至室温。


    技术总结
    本发明公开了一种可热弯的微晶玻璃及其制备方法,首先采用不同比例的物料分别制备玻璃料A和玻璃料B,再将玻璃料A和玻璃料B的比例控制在一定范围内进行基础玻璃的制备,对基础玻璃进行晶化、打磨和抛光处理,得到可热弯的微晶玻璃。通过采用两步法进行基础玻璃的制备,并严格控制玻璃料A和玻璃料B的比例,能将微晶玻璃软化点和析晶峰温度的温差控制在70℃‑110℃范围内,扩大热弯过程中的可调控温度范围,提高热弯微晶玻璃的透光率,避免微晶玻璃在热弯过程中发生晶相转变或消失,以及避免在热弯处理后出现性能不稳定的情况,适用于2.5D‑3D盖板玻璃的制备。

    技术研发人员:毛庆刚,郭宏伟,赵庆忠,陆瑾,李长春,陆召扬,张赛赛,陈璇
    受保护的技术使用者:江苏秀强玻璃工艺股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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