用于5.5G智能通讯设备的微晶玻璃盖板材料及其制备方法与流程

本发明属于特种玻璃领域，具体涉及用于5.5g智能通讯设备的微晶玻璃盖板材料及其制备方法。

背景技术：

1、5.5g即5g-advanced是一种超越5g标准的创新技术，其在时延、带宽、速率、可靠性等关键指标上的表现介于5g和6g之间，是未来支撑互联网产业3d化、云化，万物互联智能化，通信感知一体化，智能制造柔性化等产业数字化升级的关键信息化技术。

2、在国内5.5g铺展的设想中，华为希望把6ghz频段里面200-400mhz的频宽交给5.5g，再用毫米波提供800mhz的频宽，以此达到比现网配置的100mhz的10倍速度的提升。然而，向毫米高频电磁波段的拓展会导致电磁波的衰减增大，信号传播延迟的问题更加突出。针对上述问题，各大科技巨头首先对芯片进行了产业升级，高通于2023年2月发布了全球最先进的5.5g基带芯片x75，它可以支持十载波聚合，支持毫米波技术，时延真正达到了毫秒级，由此实现了10gbps下行、1gbps上行的数据传输速率，被称为全球最快的芯片。

3、除却芯片方面对电磁波接收的改善，智能通讯设备的面板及背板材料也可对其效果进行改良，低介电常数、低介电损耗的视窗材料可以减轻电磁波衰减，提高信噪比。在视窗材料中，玻璃盖板由于其高透光性、强防刮性等特性，已经成为了盖板的主流，玻璃盖板基板按生产配方的不同可分为钠钙玻璃和高铝玻璃。

技术实现思路

1、本发明提供了用于5.5g智能通讯设备的微晶玻璃盖板材料及其制备方法，其硬度高、介电常数低的特点可以为智能通讯设备提供更好的保护，以及弥补一部分5.5g高频电磁波段的应用带来的电磁波衰减和信号传播延迟的问题。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、本发明一方面提供了用于5.5g智能通讯设备的微晶玻璃盖板材料，按重量份计，包含以下原料：60-80份玻璃基体和10-15份成核剂。

4、所述玻璃基体包含sio2、al2o3、mgo、li2o、zno、k2o和na2o。

5、所述成核剂包含ca、bi和ti元素。

6、微晶玻璃也被称为玻璃陶瓷，它是通过在玻璃生产过程中加入金属氧化物晶粒作为晶种，对晶化加以控制，进而形成致密的微晶相(晶粒尺寸为0.1-0.5μm)与玻璃相结合的多晶固体材料。微晶相的出现保障了材料的本征强化机制，玻璃相的剩余则使得该类材料仍具备玻璃的可加工属性，微晶玻璃兼备了玻璃和陶瓷的双重特性，其强度、硬度、透光度、膨胀系数、色调、可加工性和成本等都介于玻璃和陶瓷之间，而且通过玻璃原材料、微晶种类、尺寸、数量等的控制，可以调节其光学、电学、磁学、热学等多种性能。

7、所述成核剂的制备步骤如下：

8、s1、往氢氧化钙中逐滴加入质量浓度为65％-68％的硝酸，直至固体消失，随后加入硝酸铋和冰醋酸搅拌50-70min，得到液体a；

9、s2、将s1步骤中的液体a在40-60℃下进行加热，逐滴加入钛酸四丁酯，滴加完毕后加入乙二醇乙醚，搅拌1.5-2.5h后加入去离子水，继续搅拌30-50min得到凝胶；

10、s3、将s2步骤中的凝胶进行热处理即得到成核剂。

11、所述s1步骤中氢氧化钙与硝酸铋的质量比为1：(0.3-0.7)。

12、所述s2步骤中钛酸四丁酯与液体a的质量比为(0.1-0.2)：1

13、所述s3步骤中的热处理分为三个梯度进行，具体如下：第一梯度在140-160℃下保温8-16h；第二梯度在300-400℃下保温1-2h；第三梯度在700-900℃下保温1-3h。

14、所述玻璃基体中sio2、al2o3、mgo、li2o、zno、na2o和k2o的质量比为(10-70)：(5-40)：(1-15)：(0.1-4)：(0.05-2)：(1-8)：1。

15、所述玻璃基体中sio2、al2o3、mgo、li2o、zno、na2o和k2o的质量比为(52-62)：(28-38)：(3-12)：(1.1-3)：(0.1-1.6)：(1.4-6)：1。

16、本发明通过优化玻璃基体中各组分无机物的含量，保障玻璃相具有较好的硬度和抗划痕能力，并且便于后续与成核剂构建特定的多晶相体系，确保微晶玻璃的成型。

17、所述原料还包括0.1-0.9重量份的添加剂。

18、所述添加剂为la2o3、sm2o3、nd2o3和moo3中的一种或几种。

19、优选地，所述添加剂为moo3。

20、本发明另一方面提供了一种高强度的耐腐蚀抗菌玻璃纤维的制备方法，包含以下步骤：

21、将玻璃基体、成核剂和添加剂混合，在1400-1600℃下加热6-10h得到熔体，将熔体进行浇铸处理即得到微晶玻璃盖板材料。

22、本发明提供的成核剂作为微晶玻璃晶化过程中的晶种，颗粒比金属无机盐熔融粉碎产物细小，使得微晶玻璃中微晶相的平均晶粒尺寸减小、低介电常数晶界相增多，进而降低了微晶玻璃的介电常数，使得电磁波衰减和信号传播延迟现象得到了改善。

23、由于直接进行熔融煅烧会导致出现残留的溶剂和副产物快速消失所引起的气孔，影响后续与玻璃基体的再结晶，本发明的成核剂采用化学法制得，通过将最后一步的热处理分梯度进行，在第一梯度去除水分和溶剂，然后在第二梯度进行氧化并除去副产物，最后在第三梯度利用熔融使得氧化物晶体之间晶格相互影响，最终得到细小的成核剂。

24、由于盖板玻璃熔体在晶化过程中容易在热和机械刺激下发生晶粒粗化现象，导致成型的玻璃硬度较差，对此，本发明提供的成核剂可凭借钛原子偏离的不稳定性带来的弛豫特征诱发晶界的弛豫效果，避免晶粒粗化现象的发生。

25、但是，研究人员发现成核剂在和玻璃基体进行熔融、再结晶的过程中出现了晶粒的异常生长，导致微晶玻璃成品中晶粒的排列不够紧密，使得其硬度受到影响。本发明通过加入moo3，由于在熔融过程中moo3会先与成核剂中的钙生成camoo4中间产物，再通过中间产物进一步生成排列紧密的类萤石立方晶体，保障了微晶玻璃的硬度；此外，moo3的加入也降低了微晶玻璃的介电常数。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、1、本发明提供了一款硬度高、介电常数低的微晶玻璃盖板材料，可以为智能通讯设备提供更好的保护，以及弥补一部分5.5g高频电磁波段的应用带来的电磁波衰减和信号传播延迟的问题。

28、2、本发明提供了一款颗粒细小的晶体粉末状成核剂作为微晶玻璃晶化过程中的晶种，通过调整微晶玻璃中微晶相的平均晶粒尺寸和低介电常数晶界相的数量降低微晶玻璃的介电常数，使得电磁波衰减和信号传播延迟现象得到了改善。

29、3、本发明提供的成核剂的制备方法可以为成核剂带来弛豫特征，使得晶界的弛豫效果被诱发，避免了晶粒粗化现象的发生，保障了微晶玻璃的硬度。

30、4、本发明通过在原料中加入moo3解决了成核剂的加入带来的微晶玻璃成品中晶粒排列不够紧密的问题。