一种微晶玻璃、曲面微晶玻璃及其应用的制作方法

本发明涉及玻璃，具体涉及一种微晶玻璃、曲面微晶玻璃及其应用。

背景技术：

1、智能时代的到来，手机成为日常生活中必不可少的通讯工具。由于手机用户逐年增长，为了满足手机用户的需求，增加用户的使用体验感，手机更新换代的速度也在不断的增加。手机盖板玻璃从最初的2d玻璃到2.5d玻璃再到如今的3d玻璃，其不仅从外观上增加了手机终端产品新颖性，同时还能提升了用户的触摸体验感。

2、目前手机市场使用的前盖板玻璃主要有两种：一种是普通玻璃，另一种是微晶玻璃。普通玻璃的机械强度较微晶玻璃具有很大的差距，主要体现在抗跌落的能力较差。在众多的微晶玻璃中，以尖晶石为主晶相的尖晶石微晶玻璃因具有较高的杨氏模量和剪切模量，已逐渐受到行业内人员的关注。

3、普通玻璃在进行3d热弯处理制备曲面玻璃时，一般不存在光学性能的变化。然而微晶玻璃在进行3d热弯时，可能会伴随晶体的生长，即晶相含量和晶粒尺寸会发生变化。而微晶玻璃的晶相含量和晶粒尺寸又会影响到制得的曲面玻璃的光学性能，而且晶体的生长，往往还伴随着玻璃宏观尺寸的变化。比如cn114230183a中就发现：现有的尖晶石纳米晶陶瓷玻璃在加工为具有复杂形状的防护盖板时，陶瓷玻璃容易发生不可控制的析晶(二次析晶)，析出的晶体并非尖晶石晶相，且尺寸很大，另外，陶瓷玻璃中原有的尖晶石晶相在高温下会发生再生长，而再生长后晶相的尺寸均一度难以控制，破坏了玻璃保持高透过率的条件，导致热压后的陶瓷玻璃透过率降低。

4、因此，如何避免微晶玻璃在3d热弯成型过程中所面临的光学性能劣化和尺寸变化大的问题，制备出符合要求的曲面透明尖晶石微晶玻璃，是本发明亟需解决的技术难题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种微晶玻璃、曲面微晶玻璃及其应用。本发明所提供的微晶玻璃以尖晶石为主晶相，同时又具有不同于现有透明尖晶石微晶玻璃的特定组成和结构，发明人发现，通过对该微晶玻璃进行3d热弯处理，能够获得光学性能保持优异、尺寸变化符合要求的曲面微晶玻璃，解决了现有技术中微晶玻璃在3d热弯成型过程中易出现的光学性能劣化、尺寸变化大以及无法热弯成型的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种微晶玻璃，所述微晶玻璃中包含主晶相(zn，mg)al2o4，所述微晶玻璃中晶相的晶粒平均尺寸小于10.00nm，所述微晶玻璃的结晶度为20.00～50.00wt％；

4、以氧化物的摩尔百分比计算，所述微晶玻璃包括如下组分：

5、sio2：38.00～45.00％；

6、al2o3：24.00～28.00％；

7、mgo+zno：13.00～20.00％；

8、zro2：3.00～5.00％；

9、li2o+na2o：2.00～11.00％；

10、b2o3：3.00～9.00％；

11、同时，所述微晶玻璃中各氧化物的含量还满足下述关系式：

12、x＝(na2o+2.35×b2o3+1.52×li2o)/(0.96×al2o3)，且0.61≤x≤1.30，在关系式中，氧化物代表所述氧化物组分的摩尔百分比。

13、优选地，所述微晶玻璃中，

14、sio2的摩尔百分比为38.50％～44.00％；和/或

15、al2o3的摩尔百分比为24.00％～27.50％；和/或

16、zno的摩尔百分比为8.00％～12.00％；和/或

17、mgo的摩尔百分比为5.00％～8.00％；和/或

18、zro2的摩尔百分比为3.00％～4.00％；和/或

19、na2o的摩尔百分比为3.00％～10.00％；和/或

20、b2o3的摩尔百分比为3.50～9.00％。

21、优选地，所述微晶玻璃的结晶度为30.00～50.00wt％，更优选为30.00～45.00wt％。

22、优选地，所述微晶玻璃中，晶粒平均尺寸为1.0～9.0nm，优选为3.0～9.0nm，更优选为5.0～8.0nm。

23、优选地，所述微晶玻璃的弛垂温度低于850℃，优选不超过840℃，更优选为700～840℃。

24、优选地，所述微晶玻璃中，zno和mgo的摩尔比满足：1.60≤zno/mgo≤2.00。

25、优选地，所述微晶玻璃中，sio2和al2o3的摩尔比满足：1.50≤sio2/al2o3≤1.90。

26、优选地，以氧化物的摩尔百分比计算，所述微晶玻璃中，还包括0～3.00％的bao和/或0～2.00％的y2o3。

27、优选地，所述微晶玻璃中基本不含tio2。

28、优选地，所述微晶玻璃中还包含次晶相，次晶相包括四方zro2、zn2sio4、mg2sio4中的一种或多种。

29、优选地，在0.7mm厚度下，对于550nm波长的光而言，所述微晶玻璃的透过率大于等于85.00％，优选透过率大于等于89.00％。

30、优选地，在0.7mm厚度下，所述微晶玻璃的光学b值为0.20～1.50，优选为0.50～1.20。

31、第二方面，本发明还提供了一种曲面微晶玻璃，所述曲面微晶玻璃由上述微晶玻璃通过3d热弯处理成型后得到；在0.7mm厚度下，对于550nm波长的光而言，所述曲面微晶玻璃的透过率大于等于85.00％，优选透过率大于等于88.00％。

32、优选地，所述曲面微晶玻璃中包含主晶相(zn，mg)al2o4，所述曲面微晶玻璃的结晶度为20.00～50.00wt％；和/或，所述曲面微晶玻璃中还包含次晶相，次晶相包括四方zro2、zn2sio4、mg2sio4中的一种或多种。

33、第三方面，本发明还提供了一种曲面微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：

34、步骤ⅰ：选择基材玻璃，以氧化物的摩尔百分比计算，所述基材玻璃包括如下组分：sio2：38.00～45.00％；al2o3：24.00～28.00％；mgo+zno：13.00～20.00％；zro2：3.00～5.00％；li2o+na2o：2.00～11.00％；b2o3：3.00～9.00％；且满足下式：x＝(na2o+2.35×b2o3+1.52×li2o)/(0.96×al2o3)，且0.61≤x≤1.30；

35、步骤ⅱ：将所述基材玻璃进行热处理后，得到上述微晶玻璃；

36、步骤ⅲ：将所述微晶玻璃通过3d热弯处理成型后，得到上述曲面微晶玻璃。

37、优选地，所述基材玻璃中，zno和mgo的摩尔比满足：1.60≤zno/mgo≤2.00；和/或

38、所述基材玻璃中，sio2和al2o3的摩尔比满足：1.50≤sio2/al2o3≤1.90。

39、优选地，以氧化物的摩尔百分比计算，所述基材玻璃中，还包括0～3.00％的bao和/或0～2.00％的y2o3；和/或

40、所述基材玻璃中基本不含tio2。

41、优选地，所述热处理具体包括：

42、先将基材玻璃升温至核化温度，并保温0.1～72h，优选保温0.1～24h，更优选保温10～1440min，核化温度为tg+δt1，5℃≤δt1≤50℃；

43、再升温至晶化温度，并保温0.1～72h，优选保温0.1～24h，更优选保温10～1440min，晶化温度为tg+δt2，60℃≤δt2≤200℃；

44、其中，tg为玻璃化转变温度。

45、本发明制备的曲面微晶玻璃具备优异的光学性能，在0.7mm厚度下，对于550nm波长的光而言，所述曲面微晶玻璃的透过率大于等于85.00％，优选透过率大于等于88.00％。这表明本发明提供的技术方案解决了微晶玻璃在热弯成型过程中的易失透的问题。

46、第四方面，本发明还提供了一种基材玻璃，所述基材玻璃进行热处理结晶后可得到的上述的微晶玻璃；

47、以氧化物的摩尔百分比计算，所述基材玻璃包括如下组分：sio2：38.00～45.00％；al2o3：24.00～28.00％；mgo+zno：13.00～20.00％；zro2：3.00～5.00％；li2o+na2o：2.00～11.00％；b2o3：3.00～9.00％；且所述基材玻璃中各氧化物的含量还满足下述关系式：x＝(na2o+2.35×b2o3+1.52×li2o)/(0.96×al2o3)，且0.61≤x≤1.30。

48、优选地，所述基材玻璃中，zno和mgo的摩尔比满足：1.60≤zno/mgo≤2.00；和/或

49、所述基材玻璃中，sio2和al2o3的摩尔比满足：1.50≤sio2/al2o3≤1.90。

50、优选地，以氧化物的摩尔百分比计算，所述基材玻璃中，还包括0～3.00％的bao和/或0～2.00％的y2o3；和/或

51、所述基材玻璃中基本不含tio2。

52、第五方面，本发明还提供了一种化学强化玻璃，所述化学强化玻璃由上述的微晶玻璃或上述的曲面微晶玻璃或上述制备方法制得的曲面微晶玻璃或上述的基材玻璃进行化学强化处理后得到。所述化学强化玻璃包含压缩应力层和张应力层。

53、第六方面，本发明还提供了一种玻璃器件，其由上述的微晶玻璃或上述的曲面微晶玻璃或上述制备方法制得的曲面微晶玻璃或上述的基材玻璃或上述的化学强化玻璃制得。

54、第七方面，本发明还提供了一种电子设备，其包括上述的微晶玻璃或上述的曲面微晶玻璃或上述制备方法制得的曲面微晶玻璃或上述的基材玻璃或上述的化学强化玻璃。

55、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

56、本发明通过对微晶玻璃的组成和结构进行深入研究，研制出一种不同于现有透明尖晶石微晶玻璃的微晶玻璃方案。本发明所提供的具有特定组成和显微结构的微晶玻璃，能够通过3d热弯工艺成型为合格的曲面微晶玻璃，即获得的曲面微晶玻璃光学性能保持优异、尺寸变化符合要求。本发明的透明尖晶石微晶玻璃能够实现在3d热弯过程中成型和透过率变化可控。同时，本发明所提供的微晶玻璃主晶相为锌镁尖晶石固溶体(zn，mg)al2o4，结晶度为20.00～50.00wt％，(zn，mg)al2o4晶相具有高的杨氏模量和剪切模量，结合微晶玻璃高的晶体含量，保证了微晶玻璃以及该微晶玻璃制得的曲面微晶玻璃具有较高的本征强度。