一种高轻度高铝高碱铝硅酸盐超薄玻璃的组成 (2)

发明名称:

一种高强度高铝高碱铝硅酸盐超薄玻璃的组成

摘要:

本发明公开了一种高强度高铝高碱铝硅酸盐超薄玻璃的组成及重量百分比：SiO2 59.0～62.0%、Al2O3 16.0～18.0%、Fe2O3 0.01～0.03%、CaO 0.15～0.6%、MgO 3.0～4.0%、K2O 3.0～4.5%、Na2O 13.0～15.0%、Sb2O3 0.3～0.5%、ZrO 0.5～1.0%。它是一种适合于化学强化的高强度高铝高碱玻璃，厚度：0.3～1.3mm，钢化后的表面强度是普通钠钙硅玻璃的6倍，具有优良的力学性能，尤其在硬度、韧性和抗划伤等方面表现突出。因此本发明将是具有触摸屏幕和手写功能的手机、电脑等电子产品的优选保护盖板材料，能有效提高其显示效果和延长使用寿命。

触摸屏构造图

触摸屏盖板高铝玻璃保护罩部分

触摸屏传感器

触摸传感器部分

ITO玻璃

TFT基板玻璃

液晶

液晶显示部分

TFT基板玻璃

触摸屏盖板高铝玻璃保护罩部分

权利要求书

1、一种高硬度的超薄玻璃，其特征是：玻璃组成及重量百分比为：SiO2 59.0～62.0%、Al2O3 16.0～18.0%、Fe2O3 0.01～0.03%、CaO 0.15～0.6%、MgO 3.0～4.0%、K2O 3.0～4.5%、Na2O 13.0～15.0%、Sb2O3 0.3～0.5%、ZrO 0.5～1.0%。

2、如权利要求1所述的玻璃组合物，为提高玻璃硬度和机械强度，铝的含量至少在16%以上。

3、如权利要求1所述的玻璃组合物，玻璃组成中含极少量的氧化铁，为了提高玻璃的透过率，以及提高玻璃液在熔化、澄清以及成型、退火时的透热性。

4、如权利要求1所述的玻璃组合物，玻璃组分中降低 K2O的含量，大幅度增加Na2O 的含量，化学钢化时有利于钾离子置换玻璃中的钠离子，使玻璃表面产生巨大的压应力，实现玻璃力学性能的强化。

5、如权利要求1所述的玻璃组合物，玻璃组分中降低CaO含量，增加MgO含量，因为MgO能使玻璃趋于稳定，提高玻璃的耐久性，防止玻璃产生结晶，抑制玻璃中碱金属离子的移动，也同样具有提高玻璃弹性模量的功能，优选质量分数3.0～4.0%。CaO在玻璃中使用的缺点在于，如果大量使用会造成失透。所以本发明中引入的氧化钙的量较少。

说明书

一种铝硅酸盐超薄玻璃的组成

技术领域

本发明属于一种高强度高铝高碱的铝硅酸盐超薄玻璃，厚度：0.3～1.3mm，具有很高的硬度、韧性和抗划伤性能，化学钢化后的表面强度是普通钠钙硅玻璃的6倍，适合于用作具有触摸屏或手写功能的手机、电脑等电子产品的优选保护盖板材料。

背景技术

玻璃的基本结构主要由玻璃网络形成体、网络外体氧化物和中间体氧化物组成。玻璃网络形成体，如SiO2、B2O3、P2O5等能单独形成玻璃;网络外体氧化物，如Na2O、K2O、CaO、MgO等不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃的性能发生改变；中间体氧化物，如Al2O3、TiO2等，其作用介于网络形成体和网络外体氧化物之间，根据整体组分特点参与组成网络，或者在网络之外，从而影响玻璃的性质。

玻璃组分直接影响到玻璃体的高温粘度，而高温粘度又直接影响到应变点、作业温度、反应产物的扩散以及随后的澄清、均化等过程，因此，玻璃组成是关系到所要生产的玻璃类型、玻璃性能、玻璃质量优劣的关键因素。

玻璃组分有硅酸盐玻璃组分、硼酸盐玻璃组分和磷酸盐玻璃组分等。本发明的高铝高碱玻璃属于硅酸盐系列，它主要以SiO2为网络形成体，网络外体氧化物有碱金属氧化物Na2O和K2O，二价金属氧化物CaO和MgO，还有网络中间体氧化物Al2O3等。

随着美国苹果公司推出iPhone手机和iPad平板电脑，极大地促进了触摸屏的市场化进程，由于触摸屏技术广泛应用于轻薄化电子显示产品，因此触摸屏表面保护玻璃的厚度要求小于1mm，要求厚度差小于30μm，平整度要求波纹度小于0.15μm/20mm，该玻璃材料属于一种高精度超薄产品。

超薄玻璃的厚度一般为0.1～1.1mm，主要被用于电子信息行业的玻璃基板材料，该领域生产工艺流程对于玻璃原片质量有着非常严格的要求。本发明是一种高强高铝高碱铝硅酸盐超薄玻璃，厚度：0.3～1.3mm,主要用于手机、电脑等电子设备

显示屏的防护玻璃基板，有较高的机械强度和硬度要求，另外玻璃的点状缺陷、厚薄差和微观波纹度、翘曲会对其产品性能产生重大影响，所以玻璃成分设计尤其关键。

玻璃成分对玻璃材料或产品的功能、性质和成本均产生重大的影响。玻璃成分与生产工艺密切关系，通常根据设计的成分来选择生产工艺，玻璃成分设计不当，造成熔化困难，熔制时发生结石、条纹、气泡等缺陷，实际生产中时有发生。还有，玻璃成分设计必须考虑工艺性能需要。通常使设计玻璃成分达到易于熔化，符合成形、加工和退火等操作要求。最后，在设计成分时必须考虑到原料的质量稳定性和大量供应问题。

本发明的高铝高碱铝硅酸盐超薄玻璃属于极难融化澄清和成型的玻璃，采用的生产工艺主要有浮法和溢流法，浮法工艺要采用真空排泡技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种铝硅酸盐超薄玻璃，主要是以SiO2为网络形成体，突出特点是氧化铝所占百分比高，从而使玻璃具有良好的化学稳定性，热稳定性、机械强度和硬度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：本发明用于超薄玻璃生产的铝硅酸盐玻璃的组成及重量百分比为：SiO2 59.0～62.0%、Al2O3 16.0～18.0%、Fe2O3 0.01～0.03%、CaO 0.15～0.6%、MgO 3.0～4.0%、K2O 3.0～4.5%、Na2O 13.0～15.0%、Sb2O3 0.3～0.5%、ZrO 0.5～1.0%。

上述组分中，SiO2是重要的玻璃形成氧化物，以硅氧四面体的结构组元形成不规则的连续网络，成为玻璃的骨架。它不但可以形成玻璃，而且能提高玻璃的机械强度、化学稳定性、热稳定性等，但它又是较难熔化的物质，因此SiO2含量有其最适宜的值。若含有率低于40%则无法充分的得到该效果。另一方面，若含有率超过70%，则玻璃容易发生失透，成形困难，并且粘性上升，难以使玻璃均质化。所以本发明的SiO2含量优选59～62%是合适的。

Al2O3是中间体氧化物，能参与网络起网络生成体作用，能降低玻璃的结晶倾向，能提高玻璃的粘度，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度和折射率。