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CN110862233A - 一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃及其制法和应用 - Google Patents

一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃及其制法和应用 Download PDF

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CN110862233A
CN110862233A CN201911269405.4A CN201911269405A CN110862233A CN 110862233 A CN110862233 A CN 110862233A CN 201911269405 A CN201911269405 A CN 201911269405A CN 110862233 A CN110862233 A CN 110862233A
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Abstract

本发明涉及一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃及其制法和应用，制备方法为：将混合料铸造成玻璃后进行晶化处理制得微晶玻璃，其中，混合料主要由Li2O、A2lO3、SiO2、CaO、SrO、ZnO、BaO、K2O、Na2O、ZrO2、Sb2O3和NaCl组成；制得的微晶玻璃主要由玻璃基体以及分散在其中呈树枝状分布的锂辉石晶体、呈颗粒状分布的尖晶石晶体和呈颗粒状分布的立方氧化锆晶体组成；可应用于制备高强度耐磨透明微晶玻璃釉，也可应用于制备手机面板。本发明的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，简单易行，极具推广价值；制得的微晶玻璃熔点较低，成型加工性能优异，应用前景广阔。

Description

一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃及其制法和应用
技术领域
本发明属于微晶玻璃技术领域，涉及一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃及其制法和应用。
背景技术
微晶玻璃的种类很多，由不同成分配比和不同工艺可生产出不同用途的玻璃制品，现有技术所公开的微晶玻璃，大多数是建筑装饰性材料、生物性材料、工艺制品或小型的加热制品等。现有技术中用于上述产品的微晶玻璃通常具有较高的强度和硬度，而普遍存在熔点较高无法加工成型制备耐磨玻璃釉和手机面板等的问题。
因此，研究一种可加工成型制备耐磨玻璃釉和手机面板的高硬度、高强度及高透明微晶玻璃及其制备方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中微晶玻璃由于熔点较高无法加工成型制备耐磨玻璃釉和手机面板的问题，提供一种熔点较低的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃及其制法和应用。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，将混合料铸造成玻璃后进行晶化处理制得微晶玻璃，其中，按重量百分数计，混合料主要由1.0～3.2％Li2O、0.5～3.5％Al2O3、50.0～65.0％SiO2、0.2～4.5％CaO、1.0～6.0％SrO、1.0～9.1％ZnO、2.0～8.0％BaO、0.0～2.5％K2O、3.0～9.7％Na2O、4.0～15.0％ZrO2、0.3～0.6％Sb2O3和0.3～0.6％NaCl组成。
Li2O、Al2O3和SiO2经过晶化处理会生成锂辉石晶体，赋予微晶玻璃高强度特性；MgO、ZnO、Al2O3和SiO2经过晶化处理会生成尖晶石晶体，ZrO2经过晶化处理会生成立方氧化锆晶体，赋予微晶玻璃高硬度特性；K2O和Na2O的引入使得微晶玻璃的熔点较低，成型性能较好；CaO的引入起到了调整料性长短的作用；SrO和BaO的引入使玻璃的透明度和折射率有所提高；Sb2O3和NaCl的引入使得微晶玻璃澄清。
特别需要注意的是，目前同时含Li2O、Al2O3和SiO2的微晶玻璃中ZrO2的重量百分数一般不超过3％，因为ZrO2含量过高，会导致熔制温度高、易产生气泡、易产生条纹、生产时易析晶，本发明通过合理设计各组分及其含量，使得在熔制过程中形成低共熔物，避免了大量引入ZrO2产生的不良影响，由于大量引入了ZrO2，因此微晶玻璃的硬度得到明显提高。
此外，现有技术中，单纯锂-铝-硅系统的微晶玻璃颜色呈浅黄至棕色，本发明通过合理设计各组分及其含量，使得晶化过程中会生成多种微晶晶体，且晶体颗粒的大小和均匀性适宜，使得微晶玻璃的白度和透明度大大提高。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，铸造过程为：将混合料在1600～1630℃的温度条件下熔制8～9h后浇筑成型或压制成型，铸造的温度和时间可适当调整，但是不宜过小，否则容易导致混合料熔化不均匀，微晶玻璃容易形成应力而破碎。
如上所述的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，晶化处理分为两个阶段，第一阶段的温度为670～690℃，时间为3～5h；第二阶段的温度为930～950℃，时间为2～3h。
如上所述的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，晶化处理后进行退火处理，退火处理的温度为670～690℃，时间为3～5h，退火处理的目的是消除产品结构应力。
本发明还提供采用如上任一项所述的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，主要由玻璃基体以及分散在其中呈树枝状分布的锂辉石晶体(形状是通过控制晶化处理的温度和时间调控的)、呈颗粒状分布的尖晶石晶体和呈颗粒状分布的立方氧化锆晶体组成。锂辉石晶体的特点是强度高，尖晶石晶体和立方氧化锆晶体的特点是硬度高，多种晶体的存在使得微晶玻璃兼具高强度和高硬度的特点，通过控制多种晶体的颗粒大小和均匀性，能够提高微晶玻璃的透明度。
作为优选的技术方案：
如上所述的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的熔点为1590～1630℃；密度为2.85～3.28g/cm3；在0～50℃的温度条件下的热膨胀系数为72.8×10-7～73.8×10-7/℃(即将微晶玻璃从0℃加热至50℃测定其热膨胀系数)；在30～700℃的温度条件下的热膨胀系数为73.6×10-7～74.3×10-7/℃(即将微晶玻璃从30℃加热至700℃测定其热膨胀系数)；厚度为0.7mm时的可见光透过率≥92.0％(可见光的波长为400～800纳米，现有技术包括日本小原和德国肖特微晶玻璃都达不到这个水平，较高的可见光透过率为后道的喷色、镀膜的鲜艳度和信号的传输提供了保证)；负载100g时平板玻璃维氏硬度HV为(823～898)±20kg/mm2；莫氏硬度为6.5～7.0；弹性模量为(9.2±0.1)×105kg/cm2。
本发明提供一种如上所述的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的应用，将高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备高强度耐磨透明微晶玻璃釉。
作为优选的技术方案：
如上所述的应用，工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→压制成薄片成型→粉碎→球磨筛分→检验→包装→入库，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1440～1480℃，球磨筛分后的目数为60～100；由高强度耐磨透明微晶玻璃釉制成的瓷砖成品的有釉耐磨为1500转，分类为4级，莫氏硬度为5.4～5.7。
本发明还提供另一种如上所述的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的应用，将高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备手机面板。
作为优选的技术方案：
如上所述的应用，工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→溢流法成型或浮法成型→退火处理→热处理→检验→包装→入库，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1420～1460℃，退火处理的温度为680℃，时间为1h；手机面板的莫氏硬度为6.5～7.2，厚度为0.6～0.7mm时被重量为150g且自750mm的高空自由坠落的钢球冲击后不碎。
现有瓷砖产品分类耐磨级别只能到2～3级，莫氏硬度只能到4左右，而本发明微晶玻璃具有高硬度、高强度和高透明度，用于制备玻璃釉时解决了瓷砖由于耐磨性差不能用于大型公共场所的问题，而且微晶玻璃高温流动性好，瓷砖上釉表面平整无气泡，晶化透明度高。
本发明的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃也是用于制作手机面板的最佳材料，目前市场最好的手机面板玻璃为美国康宁的GG6，其组成为高铝玻璃，其钢化后的维氏硬度为640～700kg/mm2，莫氏硬度为5.6～6.0，而本发明的微晶玻璃的性能是超过高铝玻璃的。
有益效果：
(1)本发明的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，简单易行，极具推广价值；
(2)本发明的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，熔点较低，成型加工性能优异；
(3)本发明的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，可用于制备玻璃釉与手机面板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，具体步骤如下：
(1)将混合料铸造成玻璃，其中，铸造过程为：将混合料在1615℃的温度条件下熔制8.5h后浇筑成型；混合料的组分和含量见表1；
(2)进行晶化处理后，进行退火处理，制得制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，其中，晶化处理分为两个阶段，第一阶段的温度为672℃，时间为4.9h；第二阶段的温度为941℃，时间为2.3h；退火处理的温度为682℃，时间为4.7h；
制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃由玻璃基体以及分散在其中呈树枝状分布的锂辉石晶体、呈颗粒状分布的尖晶石晶体和呈颗粒状分布的立方氧化锆晶体组成；且该高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的熔点为1627℃，密度为2.85g/cm3，在0～50℃的温度条件下的热膨胀系数为73.3×10-7/℃，在30～700℃的温度条件下的热膨胀系数为73.8×10-7/℃，厚度为0.7mm时的可见光透过率为(93.0±1.0)％，负载100g时平板玻璃维氏硬度HV为861kg/mm2，莫氏硬度为7.0，弹性模量为(9.3±0.1)×105kg/cm2；
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备高强度耐磨透明微晶玻璃釉，具体应用过程为：配料→混合→熔制→冷却→压制成薄片成型→粉碎→球磨筛分，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1446℃，球磨筛分后的目数为83；由高强度耐磨透明微晶玻璃釉制成的瓷砖成品的有釉耐磨为1500转，分类为4级，莫氏硬度为5.7。
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备手机面板，具体工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→溢流法成型或浮法成型→退火处理→热处理，其中，熔制采用电熔炉，冷却的温度为1457℃，退火处理的温度为680℃，时间为1h；手机面板的莫氏硬度为7.2，厚度为0.7mm时被重量为150g且自750mm的高空自由坠落的钢球冲击后不碎。
实施例2
一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，具体步骤如下：
(1)将混合料铸造成玻璃，其中，铸造过程为：将混合料在1600℃的温度条件下熔制9h后浇筑成型；混合料的组分和含量见表1；
(2)进行晶化处理后，进行退火处理，制得制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，其中，晶化处理分为两个阶段，第一阶段的温度为680℃，时间为3.9h；第二阶段的温度为947℃，时间为2.1h；退火处理的温度为685℃，时间为4.3h；
制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃由玻璃基体以及分散在其中呈树枝状分布的锂辉石晶体、呈颗粒状分布的尖晶石晶体和呈颗粒状分布的立方氧化锆晶体组成；且该高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的熔点为1591℃，密度为3.23g/cm3，在0～50℃的温度条件下的热膨胀系数为72.8×10-7/℃，在30～700℃的温度条件下的热膨胀系数为74.3×10-7/℃，厚度为0.7mm时的可见光透过率为(93.2±1.0)％，负载100g时平板玻璃维氏硬度HV为803kg/mm2，莫氏硬度为6.7，弹性模量为(9.2±0.1)×105kg/cm2；
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备高强度耐磨透明微晶玻璃釉，具体应用过程为：配料→混合→熔制→冷却→压制成薄片成型→粉碎→球磨筛分，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1480℃，球磨筛分后的目数为84；由高强度耐磨透明微晶玻璃釉制成的瓷砖成品的有釉耐磨为1500转，分类为4级，莫氏硬度为5.65。
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备手机面板，具体工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→溢流法成型或浮法成型→退火处理→热处理，其中，熔制采用全氧天然气池炉，冷却的温度为1429℃，退火处理的温度为680℃，时间为1h；手机面板的莫氏硬度为6.9，厚度为0.6mm时被重量为150g且自750mm的高空自由坠落的钢球冲击后不碎。
实施例3
一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，具体步骤如下：
(1)将混合料铸造成玻璃，其中，铸造过程为：将混合料在1610℃的温度条件下熔制8.8h后浇筑成型；混合料的组分和含量见表1；
(2)进行晶化处理后，进行退火处理，制得制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，其中，晶化处理分为两个阶段，第一阶段的温度为675℃，时间为4.8h；第二阶段的温度为950℃，时间为2h；退火处理的温度为681℃，时间为4.8h；
制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃由玻璃基体以及分散在其中呈树枝状分布的锂辉石晶体、呈颗粒状分布的尖晶石晶体和呈颗粒状分布的立方氧化锆晶体组成；且该高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的熔点为1615℃，密度为3.28g/cm3，在0～50℃的温度条件下的热膨胀系数为73.1×10-7/℃，在30～700℃的温度条件下的热膨胀系数为73.6×10-7/℃，厚度为0.7mm时的可见光透过率为(93.3±1.0)％，负载100g时平板玻璃维氏硬度HV为885kg/mm2，莫氏硬度为6.8，弹性模量为(9.2±0.1)×105kg/cm2；
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备高强度耐磨透明微晶玻璃釉，具体应用过程为：配料→混合→熔制→冷却→压制成薄片成型→粉碎→球磨筛分，其中，熔制采用电熔炉，冷却的温度为1456℃，球磨筛分后的目数为77；由高强度耐磨透明微晶玻璃釉制成的瓷砖成品的有釉耐磨为1500转，分类为4级，莫氏硬度为5.45。
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备手机面板，具体工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→溢流法成型或浮法成型→退火处理→热处理，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1439℃，退火处理的温度为680℃，时间为1h；手机面板的莫氏硬度为7.1，厚度为0.6mm时被重量为150g且自750mm的高空自由坠落的钢球冲击后不碎。
实施例4
一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，具体步骤如下：
(1)将混合料铸造成玻璃，其中，铸造过程为：将混合料在1606℃的温度条件下熔制8.9h后浇筑成型；混合料的组分和含量见表1；
(2)进行晶化处理后，进行退火处理，制得制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，其中，晶化处理分为两个阶段，第一阶段的温度为670℃，时间为5h；第二阶段的温度为930℃，时间为2.8h；退火处理的温度为670℃，时间为5h；
制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃由玻璃基体以及分散在其中呈树枝状分布的锂辉石晶体、呈颗粒状分布的尖晶石晶体和呈颗粒状分布的立方氧化锆晶体组成；且该高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的熔点为1630℃，密度为3.09g/cm3，在0～50℃的温度条件下的热膨胀系数为73.4×10-7/℃，在30～700℃的温度条件下的热膨胀系数为73.9×10-7/℃，厚度为0.7mm时的可见光透过率为(93.0±1.0)％，负载100g时平板玻璃维氏硬度HV为918kg/mm2，莫氏硬度为6.5，弹性模量为(9.2±0.1)×105kg/cm2；
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备高强度耐磨透明微晶玻璃釉，具体应用过程为：配料→混合→熔制→冷却→压制成薄片成型→粉碎→球磨筛分，其中，熔制采用电熔炉，冷却的温度为1455℃，球磨筛分后的目数为86；由高强度耐磨透明微晶玻璃釉制成的瓷砖成品的有釉耐磨为1500转，分类为4级，莫氏硬度为5.55。
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备手机面板，具体工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→溢流法成型或浮法成型→退火处理→热处理，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1456℃，退火处理的温度为680℃，时间为1h；手机面板的莫氏硬度为6.7，厚度为0.6mm时被重量为150g且自750mm的高空自由坠落的钢球冲击后不碎。
实施例5
一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，具体步骤如下：
(1)将混合料铸造成玻璃，其中，铸造过程为：将混合料在1617℃的温度条件下熔制8.3h后压制成型；混合料的组分和含量见表1；
(2)进行晶化处理后，进行退火处理，制得制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，其中，晶化处理分为两个阶段，第一阶段的温度为680℃，时间为4.3h；第二阶段的温度为936℃，时间为2.4h；退火处理的温度为677℃，时间为4.9h；
制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃由玻璃基体以及分散在其中呈树枝状分布的锂辉石晶体、呈颗粒状分布的尖晶石晶体和呈颗粒状分布的立方氧化锆晶体组成；且该高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的熔点为1611℃，密度为3.19g/cm3，在0～50℃的温度条件下的热膨胀系数为73.2×10-7/℃，在30～700℃的温度条件下的热膨胀系数为73.7×10-7/℃，厚度为0.7mm时的可见光透过率为(93.5±1.0)％，负载100g时平板玻璃维氏硬度HV为842kg/mm2，莫氏硬度为6.9，弹性模量为(9.2±0.1)×105kg/cm2；
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备高强度耐磨透明微晶玻璃釉，具体应用过程为：配料→混合→熔制→冷却→压制成薄片成型→粉碎→球磨筛分，其中，熔制采用全氧天然气池炉，冷却的温度为1474℃，球磨筛分后的目数为84；由高强度耐磨透明微晶玻璃釉制成的瓷砖成品的有釉耐磨为1500转，分类为4级，莫氏硬度为5.6。
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备手机面板，具体工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→溢流法成型或浮法成型→退火处理→热处理，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1447℃，退火处理的温度为680℃，时间为1h；手机面板的莫氏硬度为7.1，厚度为0.7mm时被重量为150g且自750mm的高空自由坠落的钢球冲击后不碎。
实施例6
一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，具体步骤如下：
(1)将混合料铸造成玻璃，其中，铸造过程为：将混合料在1621℃的温度条件下熔制8.2h后压制成型；混合料的组分和含量见表1；
(2)进行晶化处理后，进行退火处理，制得制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，其中，晶化处理分为两个阶段，第一阶段的温度为689℃，时间为3.7h；第二阶段的温度为934℃，时间为2.6h；退火处理的温度为686℃，时间为4.1h；
制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃由玻璃基体以及分散在其中呈树枝状分布的锂辉石晶体、呈颗粒状分布的尖晶石晶体和呈颗粒状分布的立方氧化锆晶体组成；且该高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的熔点为1590℃，密度为3.18g/cm3，在0～50℃的温度条件下的热膨胀系数为73.6×10-7/℃，在30～700℃的温度条件下的热膨胀系数为74.1×10-7/℃，厚度为0.7mm时的可见光透过率为(93.6±1.0)％，负载100g时平板玻璃维氏硬度HV为852kg/mm2，莫氏硬度为6.8，弹性模量为(9.3±0.1)×105kg/cm2；
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备高强度耐磨透明微晶玻璃釉，具体应用过程为：配料→混合→熔制→冷却→压制成薄片成型→粉碎→球磨筛分，其中，熔制采用全氧天然气池炉，冷却的温度为1440℃，球磨筛分后的目数为90；由高强度耐磨透明微晶玻璃釉制成的瓷砖成品的有釉耐磨为1500转，分类为4级，莫氏硬度为5.7。
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备手机面板，具体工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→溢流法成型或浮法成型→退火处理→热处理，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1440℃，退火处理的温度为680℃，时间为1h；手机面板的莫氏硬度为6.5，厚度为0.7mm时被重量为150g且自750mm的高空自由坠落的钢球冲击后不碎。
实施例7
一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，具体步骤如下：
(1)将混合料铸造成玻璃，其中，铸造过程为：将混合料在1630℃的温度条件下熔制8h后压制成型；混合料的组分和含量见表1；
(2)进行晶化处理后，进行退火处理，制得制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，其中，晶化处理分为两个阶段，第一阶段的温度为679℃，时间为4.5h；第二阶段的温度为930℃，时间为3h；退火处理的温度为690℃，时间为3h；
制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃由玻璃基体以及分散在其中呈树枝状分布的锂辉石晶体、呈颗粒状分布的尖晶石晶体和呈颗粒状分布的立方氧化锆晶体组成；且该高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的熔点为1614℃，密度为3.22g/cm3，在0～50℃的温度条件下的热膨胀系数为73.8×10-7/℃，在30～700℃的温度条件下的热膨胀系数为74.3×10-7/℃，厚度为0.7mm时的可见光透过率为(93.2±1.0)％，负载100g时平板玻璃维氏硬度HV为863kg/mm2，莫氏硬度为6.6，弹性模量为(9.2±0.1)×105kg/cm2；
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备高强度耐磨透明微晶玻璃釉，具体应用过程为：配料→混合→熔制→冷却→压制成薄片成型→粉碎→球磨筛分，其中，熔制采用电熔炉，冷却的温度为1460℃，球磨筛分后的目数为60；由高强度耐磨透明微晶玻璃釉制成的瓷砖成品的有釉耐磨为1500转，分类为4级，莫氏硬度为5.55。
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备手机面板，具体工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→溢流法成型或浮法成型→退火处理→热处理，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1460℃，退火处理的温度为680℃，时间为1h；手机面板的莫氏硬度为7.2，厚度为0.6mm时被重量为150g且自750mm的高空自由坠落的钢球冲击后不碎。
实施例8
一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，具体步骤如下：
(1)将混合料铸造成玻璃，其中，铸造过程为：将混合料在1626℃的温度条件下熔制8.2h后压制成型；混合料的组分和含量见表1；
(2)进行晶化处理后，进行退火处理，制得制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，其中，晶化处理分为两个阶段，第一阶段的温度为690℃，时间为3h；第二阶段的温度为935℃，时间为2.5h；退火处理的温度为688℃，时间为3.8h；
制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃由玻璃基体以及分散在其中呈树枝状分布的锂辉石晶体、呈颗粒状分布的尖晶石晶体和呈颗粒状分布的立方氧化锆晶体组成；且该高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的熔点为1616℃，密度为2.95g/cm3，在0～50℃的温度条件下的热膨胀系数为73.5×10-7/℃，在30～700℃的温度条件下的热膨胀系数为74×10-7/℃，厚度为0.7mm时的可见光透过率为(93.3±1.0)％，负载100g时平板玻璃维氏硬度HV为824kg/mm2，莫氏硬度为6.8，弹性模量为(9.2±0.1)×105kg/cm2；
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备高强度耐磨透明微晶玻璃釉，具体应用过程为：配料→混合→熔制→冷却→压制成薄片成型→粉碎→球磨筛分，其中，熔制采用全氧天然气池炉，冷却的温度为1462℃，球磨筛分后的目数为100；由高强度耐磨透明微晶玻璃釉制成的瓷砖成品的有釉耐磨为1500转，分类为4级，莫氏硬度为5.4。
将制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备手机面板，具体工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→溢流法成型或浮法成型→退火处理→热处理，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1420℃，退火处理的温度为680℃，时间为1h；手机面板的莫氏硬度为6.6，厚度为0.6mm时被重量为150g且自750mm的高空自由坠落的钢球冲击后不碎。
表1
参数 单位 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
Li<sub>2</sub>O ％ 2.3 2.5 2.5 1.2 3.1 1.4 1 3.2
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> ％ 0.9 3.5 0.5 1.8 1.2 1.6 3.5 2.4
SiO<sub>2</sub> ％ 50 57 65 60.1 64 58.3 50 63
CaO ％ 2.5 2.1 3.1 4.5 0.2 2.2 3.9 3.5
SrO ％ 1 2.4 1.4 6 4.4 3.2 5.9 1.7
ZnO ％ 8.3 6.1 3.5 6.7 1 5.6 9.1 5.5
BaO ％ 8 6 3.9 2 4.2 5.2 7.1 6
K<sub>2</sub>O ％ 1.4 1 1.3 1.7 0.6 2.2 2.5 0
Na<sub>2</sub>O ％ 8.9 3.3 9 5.4 5.1 4.7 3 9.7
ZrO<sub>2</sub> ％ 15 14.9 7.8 8.8 13.1 15 13 4
Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> ％ 0.6 0.6 0.5 0.4 0.6 0.3 0.5 0.5
NaCl ％ 0.6 0.4 0.5 0.4 0.6 0.3 0.5 0.5
Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> ％ 0.5 0.2 1 1 0 0 0 0
SnO<sub>2</sub> ％ 0 0 0 0 1.9 0 0 0

Claims (10)

1.一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，其特征是：将混合料铸造成玻璃后进行晶化处理制得微晶玻璃，其中，按重量百分数计，混合料主要由1.0～3.2％Li2O、0.5～3.5％Al2O3、50.0～65.0％SiO2、0.2～4.5％CaO、1.0～6.0％SrO、1.0～9.1％ZnO、2.0～8.0％BaO、0.0～2.5％K2O、3.0～9.7％Na2O、4.0～15.0％ZrO2、0.3～0.6％Sb2O3和0.3～0.6％NaCl组成。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，其特征在于，铸造过程为：将混合料在1600～1630℃的温度条件下熔制8～9h后浇筑成型或压制成型。
3.根据权利要求1所述的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，其特征在于，晶化处理分为两个阶段，第一阶段的温度为670～690℃，时间为3～5h；第二阶段的温度为930～950℃，时间为2～3h。
4.根据权利要求3所述的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法，其特征在于，晶化处理后进行退火处理，退火处理的温度为670～690℃，时间为3～5h。
5.采用如权利要求1～4任一项所述的一种高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的制备方法制得的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，其特征是：主要由玻璃基体以及分散在其中呈树枝状分布的锂辉石晶体、呈颗粒状分布的尖晶石晶体和呈颗粒状分布的立方氧化锆晶体组成。
6.根据权利要求5所述的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃，其特征在于，高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的熔点为1590～1610℃；密度为2.85～1.28g/cm3；在0～50℃的温度条件下的热膨胀系数为72.8×10-7～71.8×10-7/℃；在10～700℃的温度条件下的热膨胀系数为71.6×10-7～74.1×10-7/℃；厚度为0.7mm时的可见光透过率≥92.0％；负载100g时平板玻璃维氏硬度HV为(821～898)±20kg/mm2；莫氏硬度为6.5～7.0；弹性模量为(9.2±0.1)×105kg/cm2。
7.如权利要求5或6所述的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的应用，其特征是：将高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备高强度耐磨透明微晶玻璃釉。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→压制成薄片成型→粉碎→球磨筛分，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1440～1480℃，球磨筛分后的目数为60～100；由高强度耐磨透明微晶玻璃釉制成的瓷砖成品的有釉耐磨为1500转，分类为4级，莫氏硬度为5.4～5.7。
9.如权利要求5或6所述的高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃的应用，其特征是：将高硬度、高强度及高透明度微晶玻璃用于制备手机面板。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，工艺流程为：配料→混合→熔制→冷却→溢流法成型或浮法成型→退火处理→热处理，其中，熔制采用电熔炉或全氧天然气池炉，冷却的温度为1420～1460℃，退火处理的温度为680℃，时间为1h；手机面板的莫氏硬度为6.5～7.2，厚度为0.6～0.7mm时被重量为150g且自750mm的高空自由坠落的钢球冲击后不碎。
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