能进行后续切割的化学钢化玻璃专利检索-杨氏模量弹性模量单位和数量专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

能进行后续切割的化学钢化玻璃

阅读：729发布：2021-02-26

IPRDB可以提供能进行后续切割的化学钢化玻璃专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于玻璃的杨氏模量为70-100MPa，玻璃的努氏硬度(0.1/20，100克力，20秒)为500-800Kg/mm2，及玻璃的CTE为5.0-11.0×10-6/℃。，下面是能进行后续切割的化学钢化玻璃专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于玻璃的杨氏模量为70-100MPa，2

玻璃的努氏硬度(0.1/20，100克力，20秒)为 500-800Kg/mm，及玻璃的CTE 为-6

5.0-11.0×10 /℃。

2.如权利要求1所述的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于杨氏模量为

70-90MPa。

3.如权利要求1的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于杨氏模量为70-85MPa。

4.如权利要求1的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于玻璃的努氏硬度为2

550-750Kg/mm。

5.如权利要求1的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于玻璃的努氏硬度为2

550-700Kg/mm。

6.如权利要求1的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于玻璃CTE为-6

5.0-10.0×10 /℃。

7.如权利要求1的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于玻璃CTE为-6

6.0-9.5×10 /℃。

8.如前述任一权利要求的能进行后续切割的化学钢化玻璃，所述的钢化玻璃是如下玻璃之一：

1)所述玻璃是钠铝硅酸盐玻璃，包括如下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)：SiO2 55-70％；Na2O 2-17％；K2O 2-10％；Na2O+K2O 5-25％；Al2O32-20％；B2O3 0-15％；

MgO 0-10％；ZnO 0-5％；ZrO2 0-5％；CaO 0-5％；

2)所述玻璃是锂铝硅酸盐玻璃，包括如下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)：SiO2 55-70％；Na2O 0-10％；Li2O 1-15％；K2O 0-10％；Li2O+Na2O2-20％；Al2O3 2-25％；

B2O3 0-15％；P2O5 0-5％；；ZnO 0-5％；ZrO2 0-5％；

3)所述玻璃是硼硅酸盐玻璃，包括如下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)：SiO2 55-85％；Na2O 0-20％；K2O 0-15％；B2O3 0.5-20％；Al2O30～10％；TiO2 0～8％；

ZnO 0～10％；或

4)所述玻璃是钠钙玻璃，包括以下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)：SiO2 60-80％；Na2O 1-20％；K2O 0-5％；CaO 0.5-20％；MgO 0-15％；Al2O30～10％。

9.如权利要求8的能进行后续切割的化学钢化玻璃，所述的钢化玻璃具有以下优选成分：

1)该玻璃是钠铝硅酸盐玻璃，包括如下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)：SiO2 58-65％；Na2O 10-15％；K2O 2-6％；Na2O+K2O 13-20％；Al2O312-18％；B2O3 0-5％；

MgO 0-6％；ZnO 0-2％；ZrO2 0-4％；CaO 0-5％；

2)该玻璃是锂铝硅酸盐玻璃，包括如下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)：SiO2 60-70％；Na2O 0-10％；Li2O 3-10％；K2O 0-2％；Li2O+Na2O4-16％；Al2O3 10-20％；

B2O3 0-6％；P2O5 0-3％；ZnO 0-2％；ZrO2 0-5％；

3)该玻璃是硼硅酸盐玻璃，包括如下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)：SiO2 60-83％；Na2O 0-10％；K2O 0-10％；B2O3 2-16％；Al2O3 0～8％；TiO2 0～6％；

ZnO 0～8％；或

4)该玻璃是钠钙玻璃，包括以下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)：SiO2 60-80％；Na2O 8-16％；K2O 0-4％；CaO 4-15％；MgO 2-6％；Al2O3 0～5％。

10.如权利要求8或9的能进行后续切割的化学钢化玻璃，还可包括0-1wt％的CeO2。

11.如前述任一权利要求的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于表面压应力小于1200MPa。

12.如权利要求11的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于表面压应力小于

900MPa。

13.如权利要求12的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于表面压应力小于

800MPa。

14.如权利要求13的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于表面压应力小于

600MPa。

15.如前述任一权利要求的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于中心张应力小于60MPa。

16.如权利要求15的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于中心张应力小于

40MPa。

17.如权利要求16的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于中心张应力小于

20MPa。

18.如权利要求17的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于中心张应力小于

15MPa。

19.如前述任一权利要求的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于离子交换层深度小于50μm。

20.如前权利要求19的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于离子交换层深度小于30μm。

21.如权利要求20的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于离子交换层深度小于

20μm。

22.如权利要求21的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于离子交换层深度小于

15μm。

23.如前述任一权利要求的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于离子交换层深度和玻璃的厚度比值低于0.08。

24.如权利要求23的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于离子交换层深度和玻璃的厚度比值低于0.05。

25.如权利要求24的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于离子交换层深度和玻璃的厚度比值低于0.03。

26.如权利要求25的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于离子交换层深度和玻璃的厚度比值低于0.02。

27.如前述任一权利要求的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于(离子交换层深度×表面压应力÷玻璃厚度)的值小于30。

28.如权利要求27的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于(离子交换层深度×表面压应力÷玻璃厚度)的值小于20。

29.如权利要求28的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于(离子交换层深度×表面压应力÷玻璃厚度)的值小于10。

30.如权利要求29的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于(离子交换层深度×表面压应力÷玻璃厚度)的值小于5。

31.如前述任一权利要求的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于它能够在化学钢化后进行激光切割。

32.如权利要求31所述的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于所述的激光切割为CO2激光器、YAG:Nd激光器、绿色激光器切割。

33.如权利要求32的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于CO2激光束的功率是

50-1000瓦。

34.如权利要求32的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于激光束的移动速度是

20-1500毫米/秒。

35.如前述任一权利要求的能进行后续切割的化学钢化玻璃，特征在于玻璃片的厚度为0.3-2.0毫米。

36.一种能进行后续切割的化学钢化玻璃制品，特征在于玻璃制品的杨氏模量为2

70-100MPa，玻璃制品的努氏硬度(0.1/20，100克力，20秒)为500-800Kg/mm，及玻璃制品-6的CTE为5.0-11.0×10 /℃。

37.如权利要求36所述的钢化玻璃制品，特征在于所述玻璃制品是平板玻璃或是玻璃管。

说明书全文

能进行后续切割的化学钢化玻璃

技术领域

[0001] 本发明涉及能在化学钢化之后进行切割的薄玻璃。具体地说，本发明涉及具有高强度，高断裂韧性，高耐磨性的硅酸盐玻璃，其具有被化学钢化的性能，并在钢化之后能进行激光切割。更具体地，本发明涉及能用于电子产品屏幕以及其他涉及高强度薄玻璃的领域，并在化学钢化后，能很好地进行后续激光切割的玻璃。同时，本发明还涉及对所述硅酸盐玻璃的化学钢化方法。

背景技术

[0002] 许多技术领域都要求高强度的玻璃。最典型的提高玻璃强度的方法是对玻璃进行表面处理，如酸蚀。另一种方法则是在玻璃内引入永久的应力，即公知的物理钢化(或者热钢化)和化学钢化。

[0003] 物理钢化通过迅速冷却玻璃表面引入永久应力。化学钢化则是通过离子交换产生表面压应力。两种方法均为业界熟知并广为应用。如安全玻璃、汽车玻璃、白色家电、硬盘、显示器等电子应用的基板玻璃。

[0004] 对于触摸屏，通常要求有既薄又经过强化的盖板玻璃以保证既轻薄又具有抗划伤能力。

[0005] 由于厚度限制，薄玻璃无法在厚度方向产生足够高的温度梯度和冷却速率，因此很难被物理钢化。通常厚度小于2mm的薄玻璃不能被物理钢化。因此，厚度小于2mm的薄玻璃通常选用化学钢化。

[0006] 化学钢化玻璃为公知的技术，例如在专利US 4,156,755和DE 4206268A1中都有描述。

[0007] 对化学钢化后的玻璃进行如磨边、切割等机械加工，会有很高的不良率或者根本无法加工。这是因为加工过程中玻璃制品内较高的内部应力会导致无法预测的破裂。但是在特殊的加工流程中，切割钢化玻璃可以带来显著的经济效益。

[0008] 在特殊的情况下，切割钢化后的薄玻璃是很有优势的，因为这样可以钢化大片的平板玻璃然后切割，从而提高产量。

[0009] 最常用的玻璃切割方法有，如机械刀轮切割，水刀或激光切割。激光切割具有不产生碎屑，不易起皮和较高的边界质量等优点。激光切割后的边界质量高可以省去对边界的后续加工，表面质量好可以提高玻璃的抗划伤性能力从而可以省去后续的表面处理。因此很有必要能获得这种能进行后续机械或者激光切割的高强度玻璃。

[0010] 传统的玻璃切割方法利用机械力划开玻璃表面，引入外力使得玻璃分离，完成切割。使用这种方法，玻璃边缘上会残留有微裂纹，起皮，玻璃表面会被破坏，并且有玻璃碎屑残留。

[0011] 相对于传统的机械切割，如金属和金刚石刀轮切割，激光切割以其优良的切割质量被广泛应用于玻璃切割领域。

[0012] 对于激光切割，玻璃是被激光引入的张力分开的。以CO2激光切割为例，CO2激光理论上可以被多种玻璃完全吸收。CO2激光切割有三种原理。第一种方法，直接利用激光熔融玻璃，使玻璃分开。这时玻璃承受的温度远大于玻璃的转变点Tg。第二种方法，利用激光脉冲轻微的加热玻璃的部分点状区域到稍微大于Tg的温度，去除掉这些区域内的玻璃使玻璃断裂。第三种方法，玻璃被加热到稍低于Tg的某一温度，然后迅速冷却。一个由张力引起的裂缝将使得玻璃分开。

[0013] 对比传统的刀轮切割，第三种激光切割方法通过减少边缘缺陷能够提高玻璃的机械强度。除此之外，激光切割不受切割形状限制，没有机械磨损，不与被加工的物品接触使得激光切割几乎不产生玻璃碎屑，很适合在洁净室里使用。

发明内容

[0014] 本发明涉及一种能够切割的化学钢化玻璃。进一步的，所述玻璃是硅酸盐玻璃，其包含铝硅酸盐玻璃，硼硅酸盐玻璃等。进一步所述切割方法是用机械力或激光切割。 [0015] 本发明提供了一种玻璃制品，它能够在化学钢化后进行激光切割。进一步的，所述玻璃制品可以是平板玻璃，进一步的，所述玻璃制品可以是玻璃管。

[0016] 玻璃片的厚度为0.3-2.0毫米范围之间。

[0017] 本发明也提供了一种钢化方法，使用这种方法钢化的玻璃是可以切割的。 [0018] 进一步的，这种玻璃是硅酸盐玻璃。

[0019] 钢化后玻璃的表面应力小于1200MPa。进一步的，钢化后玻璃的表面应力小于900MPa。进一步的，钢化后玻璃的表面应力小于800MPa。进一步的，钢化后玻璃的中心应力小于600MPa。

[0020] 钢化后玻璃的中心应力小于60MPa。进一步的，钢化后玻璃的中心应力小于40MPa。进一步的，钢化后玻璃的中心应力小于20MPa。进一步的，钢化后玻璃的中心应力小于15MPa。

[0021] 钢化后玻璃的离子交换层深度为小于50μm。进一步的，钢化后玻璃的离子交换层深度为小于30μm。进一步的，钢化后玻璃的离子交换层深度为小于20μm。进一步的，钢化后玻璃的离子交换层深度为小于15μm。

[0022] 钢化后玻璃的离子交换层深度和玻璃的厚度比值低于0.08。进一步的，钢化后玻璃的离子交换层深度和玻璃的厚度比值低于0.05。进一步的，钢化后玻璃的离子交换层深度和玻璃的厚度比值低于0.03。进一步的，钢化后玻璃的离子交换层深度和玻璃的厚度比值低于0.02。

[0023] 钢化后玻璃的(离子交换层深度×表面压应力÷玻璃厚度)的值应该小于30。进一步的，钢化后玻璃的(离子交换层深度×表面压应力÷玻璃厚度)的值应该小于20。
进一步的，钢化后玻璃的(离子交换层深度×表面压应力÷玻璃厚度)的值应该小于10。
进一步的，钢化后玻璃的(离子交换层深度×表面压应力÷玻璃厚度)的值应该小于5。 [0024] 本发明还提供了一种化学钢化玻璃的切割方法。进一步的，这种方法使用CO2激光进行切割。进一步的，CO2激光束的功率是50-1000瓦。进一步的，CO2激光束的功率在
60-800瓦范围之内。进一步的，CO2激光束的功率在80-500瓦范围之内。进一步的，CO2激光束的功率在80-300瓦范围之内。进一步的，激光束的移动速度是20-1500毫米/秒。进一步的，激光束的移动速度是40-1200毫米/秒之间。进一步的，激光束的移动速度是60-800毫米/秒之间。进一步的，激光束的移动速度是80-500毫米/秒之间。

[0025] 其他的激光切割方法如YAG:Nd激光器，绿色激光器等，都可用于本发明化学强化玻璃的切割。

附图说明

[0026] 图1，表面压应力、张应力、应力层深度以及玻璃厚度的关系(表面压应力固定在800MPa)。

[0027] 图2，照片显示激光切割的化学钢化玻璃的边缘。

[0028] 图3，照片显示普通刀轮切割的化学钢化玻璃的边缘。

[0029] 发明的具体实施方式

[0030] 化学钢化过程中，盐浴中半径较大的碱金属离子通过离子交换渗入到玻璃的网络结构中，交换出玻璃中半径较小的碱金属离子，从而在玻璃表面生成一层数十微米深的压应力层。玻璃强度在此过程中被强化。用于如智能电话、平板电脑等触摸屏产品中的保护性的盖板玻璃，通常需要化学钢化以提高其强度和抗划伤能力。

[0031] 化学钢化玻璃因其玻璃种类的不同，化学钢化盐浴成分和交换时间、温度等的不同，其压应力的范围是200-1500MPa，离子交换层深度范围是10-150微米。为了平衡表面的压应力，张应力在玻璃的中部积聚。张应力的大小与玻璃的厚度、表面压应力和离子交换层深度有关。化学钢化玻璃的张应力的范围从几个MPa大到100MPa。

[0032] 传统的玻璃切割方法很难在钢化玻璃表面产生划痕，或者划痕的深度不足以划开玻璃。只要离子交换层深度大于一定限度，即使在表面产生了划痕，由于离子交换层没被划透，外部施加的张应力不能集中在划痕边缘上，这使得整块玻璃不能沿划痕断裂，而发生无规则的破裂。

[0033] 激光切割通过加热玻璃表面能够很容易贯穿压应力层。在先加热后冷却的过程中，玻璃表面压应力驰豫，形成的张应力产生裂缝并向下扩展到中心应力层。这个裂缝持续的扩展并贯穿整个玻璃中心张应力层。如果下面压应力层的压应力不是特别的大，激光切割释放的能量可以足以分开另一面的压应力层。

[0034] 上面所述的玻璃制品可以是平板玻璃。平板玻璃厚度范围为0.1-10 mm，优选范围为0.1-5mm，更优范围为0.3-3mm，最优范围为0.3-2mm。

[0035] 所述的钢化玻璃的尺寸可以大于50cm2，也可以大于100cm2，也可以大于1000cm2，2 2
也可以大于2000cm。所述的钢化玻璃的尺寸还可以小于50cm。

[0036] 令人惊讶的是，通过调整所切割的具有一定厚度的钢化玻璃的表面应力、交换层深度和中心张应力，可以获得很高的玻璃切割良品率，同时还能保持玻璃很高的断裂强度。 [0037] 必须严格控制离子交换过程以获得相应的切割性能。温度、时间和盐浴成分是最重要的参数。化学钢化前进行的表面处理如酸蚀等能够进一步提高强度。 [0038] 影响玻璃切割性能的重要参数包括杨氏模量和硬度。另外，对于激光切割热膨胀系数CTE也很重要。

[0039] 杨氏模量反映玻璃的刚度，其优选范围为70-100MPa，更优范围为70-90MPa，最优范围为70-85MPa。

[0040] 玻璃的努氏硬度(0.1/20，100克力，20秒)的优选范围为500-800Kg/mm2，更优范2 2
围为550-750Kg/mm，最优范围为550-700Kg/mm。

[0041] CTE是玻璃在先加热后冷却过程中产生张应力的最重要参数。CTE大的玻璃在切割过程中将产生较大的张应力，使得玻璃更容易被切开。但是，如果CTE过大将会导致在切割和化学钢化过程中玻璃容易因热冲击而产生不可控制的破裂。为了满足这些要求，-6 -6玻璃CTE的优选范围为5.0-11.0×10 /℃，更优范围为5.0-10.0×10 /℃，最优范围为-6
5.0-9.0×10 /℃。

[0042] 玻璃制品化学钢化后的机械性能由玻璃的表面压应力(CS)、中心张应力(CT)和离子交换层深度(DoL)定义。较高的表面应力可以产生较高的断裂强度，较高的中心引力则增加玻璃破裂的风险，而离子交换层深度则反映玻璃的抗划伤能力。

[0043] 化学钢化可以增加玻璃的断裂强度，也增加玻璃的表面硬度和抗划伤能力，因此用传统的玻璃加工方法和设备很难切割钢化玻璃。

[0044] 通过获得有特定离子交换层深度、表面应力和中心张应力的化学钢化玻璃，使得玻璃能够被切割。中心张应力越低越有利于钢化玻璃的切割。中心张应力应该低于60MPa，低于40MPa更好，更好是低于20MPa，最好低于15MPa。化学钢化玻璃的表面压应力应该低于1200MPa，低于900MPa更好，优选是低于800MPa，最好是低于600MPa。离子交换层深度范围为0-50微米，优选范围为0-30微米，更优范围为0-20微米，最优范围为0-15微米。因为中心张力由离子交换层深度，表面压应力和玻璃厚度共同决定；另外，化学钢化玻璃还必须满足离子交换层深度和玻璃的厚度比值低于0.08，低于0.05更好，优选是低于0.03，最好是低于0.02。

[0045] 此外，能够激光切割的化学钢化玻璃必须满足厚度、表面压应力和离子交换层深度等的一系列条件：

[0046] (离子交换层深度×表面压应力÷玻璃厚度)的值应该小于30，小于20更好，优选的是小于10，最好小于5。

[0047] 例如图一所示，在表面压应力固定在800MPa时，不同厚度的玻璃的中心张应力随离子交换层深度的变化如图所示。如果要求中心张应力层等于40MPa，则离子交换层的深度应是：0.3mm的玻璃约15μm，0.5mm的玻璃约25μm，0.7mm的玻璃约35μm，1.0mm的玻璃约50μm。

[0048] 对进行过化学钢化的玻璃进行CO2激光切割。CO2激光束的功率在50-1000瓦范围之内，优化的CO2激光束的功率在60-800瓦范围之内，更优的CO2激光束的功率在80-500瓦范围之内，最优的CO2激光束的功率在80-300瓦范围之内。并且，激光束的移动速度是20-1500毫米/秒之间，优化的激光束的移动速度是40-1200毫米/秒之间，更优的激光束的移动速度是60-800毫米/秒之间，最优的激光束的移动速度是80-500毫米/秒之间。 [0049] 钠铝硅酸盐玻璃中含有Na+离子，是典型的能够进行化学钢化的玻璃。这种玻璃的热膨胀系数在4-15ppm之间。之间的离子交换在KNO3盐浴中进行。玻璃通常在温度为390-460℃的盐浴炉中处理1-8小时。这样处理的玻璃的离子交换层深度在10-120微米之间。较短的处理时间和较低的处理温度比较有利于激光切割。在一个具体实施例中，盐浴的温度范围为380～440℃，更好的为380～420℃，优选的为380～400℃。处理时间为1～4小时，更好的是1～3小时，优选的是1～2小时。

[0050] 锂铝硅酸盐玻璃是含有Li2O的铝硅酸盐玻璃。因为含有Li2O意味着此种玻璃可以用NaNO3盐浴处理，并且因为在盐浴中的扩散速度很快，进而具有很快的离子交换速度。NaNO3处理的玻璃的表面压应力通常低于KNO3处理的玻璃，但其离子交换层深度可轻易地达到100微米。如此深的离子交换层深度，使得此种钢化玻璃无法切割。但是通过控制化学钢化条件可以实现玻璃的切割。用NaNO3进行钢化的时间和温度分别为：1-60分钟，1-30分钟更好，最好是1-15分钟，温度为360-390℃，在360-380℃更好，最好为
360-370℃。另外，如果用KNO3处理这种玻璃，因为扩散速度较低，离子交换层深度很小，即5-20微米，这样处理的玻璃能够被激光切割。

[0051] 硼硅酸盐玻璃是含有一定量B2O3作为网络结构的硅酸盐玻璃。这种玻璃往往拥有较低的热膨胀系数。因为B2O3的存在，玻璃的网络结构相比普通硅酸盐玻璃更加致密。致密的结构导致碱金属离子交换进入玻璃结构中的速度相对较慢，离子交换层深度不深。因此，化学钢化后，这种玻璃可以被激光切割。化学钢化的优化温度范围为390-500℃，更优选范围为400-490℃，最优范围为420-480℃，而钢化时间优化范围为1-30小时，更优选范围为1-20小时，最优选范围为1-15小时。

[0052] 更进一步，离子交换层深度应低于15、20、30、50微米，而断裂强度应比未钢化的玻璃提高至少100％。

[0053] 更进一步，玻璃的成分中可以添加其他元素以增加对激光的吸收，上述激光波长可以在紫外UV，可见光VIS和红外IR波段。通常但不必须加入稀土元素，如铈。 [0054] 相关玻璃的成分范围如下：

[0055] 钠铝硅酸盐玻璃，包括如下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)：

[0056] SiO2 55-70％；

[0057] Na2O 2-17％，

[0058] K2O 2-10％；

[0059] Na2O+K2O 5-25％；

[0060] Al2O3 2-20％；

[0061] B2O3 0-15％；

[0062] MgO 0-10％；

[0063] ZnO 0-5％；

[0064] ZrO2 0-5％；

[0065] CaO 0-5％；

[0066] 优选的成分含量为(wt％)：

[0067] SiO2 58-65％；

[0068] Na2O 10-15％，

[0069] K2O 2-6％；

[0070] Na2O+K2O 13-20％；

[0071] Al2O3 12-18％；

[0072] B2O3 0-5％；

[0073] MgO 0-6％；

[0074] ZnO 0-2％；

[0075] ZrO2 0-4％；

[0076] CaO 0-5％；

[0077] 可以加入一般量的如下精炼剂，但没有限制。例如：氧化砷、氧化锑、氧化锡、氯化物、硫化物等。

[0078] 锂铝硅酸盐玻璃，包括如下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)：

[0079] SiO2 55-70％；

[0080] Na2O 0-10％；

[0081] Li2O 1-15％；

[0082] K2O 0-10％；

[0083] Li2O+Na2O 2-20％；

[0084] Al2O3 2-25％；

[0085] B2O3 0-15％；

[0086] P2O5 0-5％；

[0087] ZnO 0-5％；

[0088] ZrO2 0-5％；

[0089] 优选的成分范围为：

[0090] SiO2 60-70％；

[0091] Na2O 0-10％；

[0092] Li2O 3-10％；

[0093] K2O 0-2％；

[0094] Li2O+Na2O 4-16％；

[0095] Al2O3 10-20％；

[0096] B2O3 0-6％；

[0097] P2O5 0-3％；

[0098] ZnO 0-2％；

[0099] ZrO2 0-5％；

[0100] 可以加入一般量的如下精炼剂，但没有限制。例如：氧化砷，氧化锑，氧化锡，氯化物，硫化物等。

[0101] 硼硅酸盐玻璃，包括如下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)：

[0102] SiO2 55-85％；

[0103] Na2O 0-20％；

[0104] K2O 0-15％；

[0105] B2O3 0.5-20％；

[0106] Al2O3 0～10％；

[0107] TiO2 0～8％；

[0108] ZnO 0～10％。

[0109] 优选的成分范围为：

[0110] SiO2 60-83％；

[0111] Na2O 0-10％；

[0112] K2O 0-10％；

[0113] B2O3 2-16％；

[0114] Al2O3 0～8％；

[0115] TiO2 0～6％；

[0116] ZnO 0～8％。

[0117] 可以加入一般量的如下精炼剂，但没有限制。例如氧化砷，氧化锑，氧化锡，氯化物，硫化物。

[0118] 钠钙玻璃，包括如下组分，以玻璃组合物总重计，各成分的百分含量为(wt％)： [0119] SiO2 60-80％；

[0120] Na2O 1-20％；

[0121] K2O 0-5％；

[0122] CaO 0.5-20％；

[0123] MgO 0-15％；

[0124] Al2O3 0～10％。

[0125] 优选的成分范围为：

[0126] SiO2 60-80％；

[0127] Na2O 8-16％；

[0128] K2O 0-4％；

[0129] CaO 4-15％；

[0130] MgO 2-6％；

[0131] Al2O3 0～5％。

[0132] 可以加入一般量的如下精炼剂，但没有限制。例如氧化砷，氧化锑，氧化锡，氯化物，硫化物。

[0133] 以上玻璃组分，均还可包括CeO2 0-1％。

[0134] 在以下的实施例中，所有的组分量以重量百分数计算，除非另外说明。 [0135] 要想达到良好的切割效果，实验中需要控制玻璃钢化后的表面压应力大小，中心张应力，以及应力层深度等参数。

[0136] 对于采用KNO3钢化的玻璃，其应力大小和深度可采用FSM6000 进行测量。 [0137] 对于锂铝硅玻璃，特别是在NaNO3钢化的情况下，FSM6000无法测量其表面压应力以及应力层深度，可采用偏光显微镜，利用应力双折射原理进行测量。

[0138] 实施例一

[0139] 玻璃的主要成分为SiO2 63％，Al2O3 16％，Na2O 13％，K2O 3.55％，MgO 3.95％，其余为SnO2。

[0140] 首先，按照表1中实施例给出的成分将相应的原料进行配料，在1600-1640℃下将原料通过铂金坩埚熔化并保温5～15小时，然后在1640-1660℃下澄清，随后降温到1600℃左右。将铂金坩埚从高温炉中取出，将玻璃熔体倾倒于冷的不锈钢模子中，制得尺寸大致为50×50×40mm的块体玻璃。随后将玻璃随着该不锈钢模子放入600℃左右的退火炉中退火2～8小时。

[0141] 将退火完毕的玻璃进行抛光，然后切割，磨边，再精细刨光成所需的样品尺寸，即40×40×0.7mm。抛光后的表面粗糙度在1纳米以下。

[0142] 热膨胀系数和转化点通过如下方法测定。即，通过膨胀计进行测量。样品加工成直径为5mm的圆柱体。记录20到300℃的长度变化量，从而计算线膨胀系数。在玻璃转化点附近，玻璃的线膨胀系数发生明显的突变，通过外推从而获得玻璃的转变点。 [0143] 通过阿基米德原理测定玻璃的密度。将玻璃样品放入盛有水的容器中并精确测量容器中水的体积变化，从而来获得样品的体积。利用可精确测量的样品重量除以体积，便得到了密度的数据。

[0144] 将抛光的样品进行化学钢化。钢化通过实验室级小型盐浴炉进行 (直径250×250mm，深度400mm)。样品放置于专门的防腐蚀不锈钢样品架上。在KNO3盐浴中经过
390℃，2小时的离子交换处理后，经测量，表面应力820Mpa，中心应力20Mpa，及应力层深度
20μm。

[0145] 采用CO2激光器进行切割，激光器功率为150W，激光束移动速度为100mm/秒，玻璃可以被顺利地切割开。边缘质量良好。

[0146] 实施例二

[0147] 采用同实施例一同样的方法制备玻璃样品。

[0148] 玻璃样品厚度0.7mm。化学钢化在440℃的纯KNO3盐浴中进行6个小时。表面应力700Mpa，中心应力45Mpa，及应力层深度40μm。

[0149] 采用CO2激光器进行切割，经调整激光束功率以及移动速度，玻璃无法被顺利切割开。其原因为应力层深度以及中心张应力过大。

[0150] 实施例五

[0151] 采用同实施例一同样的方法制备玻璃样品。

[0152] 玻璃样品厚度1.0mm。化学钢化在390℃的纯KNO3盐浴中进行8个小时。表面应力1000Mpa，中心应力10Mpa，及应力层深度10μm。

[0153] 采用CO2激光器进行切割，激光器功率为100W，激光束移动速度为180mm/秒，玻璃可以被顺利地切割开。边缘质量良好。玻璃边缘质量可见图二所示。

[0154] 同时，采用常规的带刀轮的玻璃切割台也可将此玻璃切割，如图三所示。但边缘产生大量的微小缺口，无法进行规模化生产。

[0155] 实施例七

[0156] 采用同实施例一同样的方法制备玻璃样品。

[0157] 玻璃样品厚度0.5mm。化学钢化在380℃的纯NaNO3盐浴中进行10分钟。表面应力650Mpa，中心应力10Mpa，及应力层深度14μm。

[0158] 采用CO2激光器进行切割，激光器功率为100W，激光束移动速度为200mm/秒，玻璃可以被顺利地切割开。边缘质量良好。

[0159] 实施例十

[0160] 采用同实施例一同样的方法制备玻璃样品。

[0161] 样品厚度0.3mm。化学钢化在420℃的纯KNO3盐浴中进行3个小时。表面应力500Mpa，中心应力14Mpa，及应力层深度8μm。

[0162] 采用CO2激光器进行切割，激光器功率为100W，激光束移动速度为200mm/秒，玻璃可以被顺利地切割开。边缘质量良好。

[0163] 实施例十一

[0164] 采用同实施例一同样的方法制备玻璃样品。

[0165] 样品厚度1.0mm。化学钢化在460℃的纯KNO3盐浴中进行8个小时。表面应力300Mpa，中心应力5Mpa，及应力层深度16μm。

[0166] 采用CO2激光器进行切割，激光器功率为120W，激光束移动速度为150mm/秒，玻璃可以被顺利地切割开。边缘质量良好。

[0167] 应用领域包括显示，消费电子和光学器件的窗口玻璃。

[0168] 切割的方法可以是任意的切割方法，但最好是激光切割，如CO2，Nd-YAG激光或者飞秒激光。也可用水刀和机械刀轮切割。

[0169]

[0170]

标题	发布/更新时间	阅读量
杨氏模量测量仪-专利编号CN105466769A	2020-05-11	394
杨氏模量测量仪-专利编号CN103257077A	2020-05-11	191
杨氏模量测试仪-专利编号CN103018109A	2020-05-11	926
无活动夹头杨氏模量仪-专利编号CN1948941A	2020-05-12	76
卧式杨氏模量测量仪-专利编号CN1696644A	2020-05-12	861
壁挂式杨氏模量测量仪-专利编号CN1493864A	2020-05-13	225
壁挂式杨氏模量测量仪-专利编号CN1186613C	2020-05-13	872
倒挂式杨氏模量测量仪-专利编号CN1391096A	2020-05-13	1028
杨氏模量仪-专利编号CN105486590A	2020-05-11	92
细下夹头杨氏模量仪-专利编号CN103063524A	2020-05-12	1022

能进行后续切割的化学钢化玻璃

能进行后续切割的化学钢化玻璃

技术领域

背景技术

发明内容

附图说明

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式