本發明涉及一種蓋板玻璃，特別是涉及一種高鋁硅蓋板玻璃及其制備方法。
背景技術：
隨著移動電子設備如：手機、Pad等的快速發展，消費群體對“輕薄化”的需要越來越強烈，而作為保護用蓋板玻璃則成為輕薄化最具可行的切入點。因此對于蓋板玻璃既需要輕薄化，更需要高強度。
目前蓋板玻璃的化學強化主要是通過玻璃原片在熔融態的硝酸鉀鹽液中進行離子交換實現的，鹽液中的鉀離子會與玻璃原片表面鈉離子發生離子交換，由于鉀離子半徑大于鈉離子半徑，因此在玻璃原片表面形成一層壓應力，通過調整鹽液溫度與浸泡時間，控制壓應力大小及深度，從而使玻璃原片得到最佳的增強效果。現有的蓋板玻璃進行化學強化時對熔鹽的消耗量較大，且熔鹽使用周期受限，在化學強化過程中，當表面應力小于600MPa時，需要整體換鹽；此外當蓋板玻璃原片厚度小于7mm時，化學強化后的蓋板玻璃抗沖擊強度非常低。
技術實現要素：
本發明的主要目的在于，提供一種新型的高鋁硅蓋板玻璃及其制備方法，所要解決的技術問題是提升化學強化玻璃的抗沖擊強度及延長鹽液使用周期，從而更加適于實用。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種高鋁硅蓋板玻璃的制備方法，包含以下步驟：
1)將蓋板玻璃原片放入熔融的硝酸鉀中進行第一次化學強化，得到第一次化學強化蓋板玻璃；其中所述的蓋板玻璃原片的組成(以質量百分比計)為:SiO2：57-65％，Al2O3：10-18％，Na2O：10-16％，K2O：4-8％，MgO：4-7％，ZrO：0.1-2％；所述第一次化學強化蓋板玻璃與所述的蓋板玻璃原片相比，其表面鈉離子的重量減少量大于等于35％，其表面的鉀離子重量增加量大于等于30％；其中，所述的鈉離子的重量減少量大于所述的鉀離子重量增加量；
2)將所述第一次化學強化蓋板玻璃放入熔融的硝酸鉀中進行第二次化學強化，得到第二次化學強化蓋板玻璃；所述第二次化學強化蓋板玻璃與所述第一次化學強化蓋板玻璃相比，其表面鈉離子的重量減少量大于等于10％，其表面的鉀離子重量增加量大于等于15％；其中，所述的鈉離子的重量減少量小于所述的鉀離子重量增加量。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
優選的，前述的高鋁硅蓋板玻璃的制備方法，其中所述的第一次化學強化的溫度為380-500℃，時間為60-480min；所述第二次化學強化的溫度為380-450℃，時間為5-60min。
優選的，前述的高鋁硅蓋板玻璃的制備方法，其中所述的第一次化學強化的溫度為400-450℃，時間為180-360min；所述第二次化學強化的溫度為390-420℃，時間為10-40min。
優選的，前述的高鋁硅蓋板玻璃的制備方法，其中所述的第一次化學強化蓋板玻璃與所述的蓋板玻璃原片相比，其表面鈉離子的重量減少量為40％，其表面的鉀離子重量增加量為35％；所述的第二次化學強化蓋板玻璃與所述的第一次化學強化蓋板玻璃相比，其表面鈉離子的重量減少量為15％，其表面的鉀離子重量增加量為20％。
優選的，前述的高鋁硅蓋板玻璃的制備方法，其中所述的第二次化學強化的鹽液消耗量為5-15ppm，所述的鹽液消耗量為第二次化學強化前后硝酸鉀熔鹽中鈉離子的濃度變化量。
優選的，前述的高鋁硅蓋板玻璃的制備方法，其中所述的蓋板玻璃原片的厚度小于1.1mm。
優選的，前述的高鋁硅蓋板玻璃的制備方法，其中所述的蓋板玻璃原片的組成(以質量百分比計)為:SiO2：60.8％，Al2O3：13.5％，Na2O：12.6％，K2O：5.6％，MgO：6.5％，ZrO：1.0％。
本發明的目的及解決其技術問題還采用以下的技術方案來實現。依據本發明提出的一種高鋁硅蓋板玻璃，其由蓋板玻璃原片經過二次化學強化得到，所述的蓋板玻璃原片的組成(以質量百分比計)為:SiO2：57-65％，Al2O3：10-18％，Na2O：10-16％，K2O：4-8％，MgO：4-7％，ZrO：0.1-2％，以上各組分之和為100％；
經過第一次化學強化蓋板玻璃與所述的蓋板玻璃原片相比，其表面鈉離子的重量減少量大于等于35％，其表面的鉀離子重量增加量大于等于30％，其中所述的鈉離子的重量減少量大于所述的鉀離子重量增加量；
經過第二次化學強化蓋板玻璃與所述的經過第一次化學強化蓋板玻璃相比，其表面鈉離子的重量減少量大于等于10％，其表面的鉀離子重量增加量大于等于15％，其中所述的鈉離子的重量減少量小于所述的鉀離子重量增加量。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
優選的，前述的所述的高鋁硅蓋板玻璃，其中所述的蓋板玻璃原片的厚度小于1.1mm。
優選的，前述的所述的高鋁硅蓋板玻璃，其中所述的蓋板玻璃原片的厚度為0.4-0.7mm。
優選的，前述的所述的高鋁硅蓋板玻璃，其中所述的第一次化學強化蓋板玻璃的應力層深度大于等于25μm。
優選的，前述的所述的高鋁硅蓋板玻璃，其中所述的第二次化學強化蓋板玻璃的應力層深度小于等于20μm，不包含第一次強化深度。
優選的，前述的所述的高鋁硅蓋板玻璃，其中所述的第二次化學強化蓋板玻璃的表面應力大于等于800MPa。
優選的，前述的所述的高鋁硅蓋板玻璃，其中所述的第二次化學強化蓋板玻璃的表面應力大于850MPa。
優選的，前述的所述的高鋁硅蓋板玻璃，其中所述的蓋板玻璃原片的組成(以質量百分比計)為:SiO2：60.8％，Al2O3：13.5％，Na2O：12.6％，K2O：5.6％，MgO：6.5％，ZrO：1.0％。
優選的，前述的所述的高鋁硅蓋板玻璃，其中所述的第一次化學強化蓋板玻璃與所述的蓋板玻璃原片相比，其表面鈉離子的重量減少量為40％，其表面的鉀離子重量增加量為35％；所述的第二次化學強化蓋板玻璃與所述的第一次化學強化蓋板玻璃相比，其表面鈉離子的重量減少量為15％，其表面的鉀離子重量增加量為20％。
優選的，前述的所述的高鋁硅蓋板玻璃，其中所述的第一次化學強化蓋板玻璃進行第二次化學強化的鹽液消耗量為5-15ppm，所述的鹽液消耗量為第二次化學強化前后熔鹽中鈉離子的濃度變化量。
優選的，前述的所述的高鋁硅蓋板玻璃，其中所述的第二次化學強化蓋板玻璃(145×73×0.55mm)的4PB值大于750MPa，抗沖擊強度的破碎高度大于35cm。
借由上述技術方案，本發明高鋁硅蓋板玻璃及其制備方法至少具有下列優點：
傳統的化學強化玻璃只進行單次化學強化，當表面應力＜600MPa時，需整體換鹽，鹽液周期受限，本發明中第一次化學強化所使用的熔鹽可以在低于此標準下重復使用，延長了鹽液的使用周期，即第一次化學強化所使用的熔鹽,當表面應力＞300MPa時仍可重復使用；通過第一次化學強化提高了蓋板玻璃的應力層深度。經過第二次化學強化的蓋板玻璃的表面應力顯著提高，其大于等于800MPa，本發明的蓋板玻璃在進行第二次化學強化時鹽液消耗量非常低，為5-15ppm，鹽液消耗量明顯降低，本發明中第二次化學強化只需要低的鹽液消耗量就可以達到高的表面應力。由于第二次化學強化使蓋板玻璃達到高的表面應力，所以第一次化學強化對表面應力要求較低，從而對熔鹽的濃度的要求較低，因此，本發明的高鋁硅蓋板玻璃增加了熔鹽的使用周期。本發明的高鋁硅蓋板玻璃4PB值大于750MPa，翹曲值與常規強化相當；本發明的高鋁硅蓋板玻璃的抗沖擊強度大，其抗沖擊強度的破碎高度大于35cm。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例詳細說明如后。
具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效,以下結合較佳實施例，對依據本發明提出的高鋁硅蓋板玻璃及其制備方法其具體實施方式、特征及其功效，詳細說明如后。在下述說明中，不同的“一實施例”或“實施例”指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特征或特點可由任何合適形式組合。
本發明的一個實施例提出的一種高鋁硅蓋板玻璃的制備方法，包含以下步驟：
1)將蓋板玻璃原片放入熔融的硝酸鉀中進行第一次化學強化，得到第一次化學強化蓋板玻璃；其中所述的蓋板玻璃原片的組成(以質量百分比計)為:SiO2：57-65％，Al2O3：10-18％，Na2O：10-16％，K2O：4-8％，MgO：4-7％，ZrO：0.1-2％；所述第一次化學強化蓋板玻璃與所述的蓋板玻璃原片相比，其表面鈉離子的重量減少量大于等于35％，其表面的鉀離子重量增加量大于等于30％；其中，所述的鈉離子的重量減少量大于所述的鉀離子重量增加量；
本發明中第一次化學強化所使用的熔鹽可以重復使用，延長了鹽液的使用周期，當第一次化學強化所使用的熔鹽CS＞300Mpa仍可以重復使用，增加了熔鹽的實用周期。
2)將所述第一次化學強化蓋板玻璃放入熔融的硝酸鉀中進行第二次化學強化，得到第二次化學強化蓋板玻璃，即為高鋁硅蓋板玻璃；所述第二次化學強化蓋板玻璃與所述第一次化學強化蓋板玻璃相比，其表面鈉離子的重量減少量大于等于10％，其表面的鉀離子重量增加量大于等于15％；其中，所述的鈉離子的重量減少量小于所述的鉀離子重量增加量。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃的制備方法中的第一次化學強化的溫度為380-500℃，時間為60-480min；所述第二次化學強化的溫度為380-450℃，時間為5-60min。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃的制備方法中的第一次化學強化的溫度為400-450℃，時間為180-360min；所述第二次化學強化的溫度為390-420℃，時間為10-40min。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃的制備方法中的第一次化學強化蓋板玻璃與所述的蓋板玻璃原片相比，其表面鈉離子的重量減少量為40％，其表面的鉀離子重量增加量為35％；所述的第二次化學強化蓋板玻璃與所述的第一次化學強化蓋板玻璃相比，其表面鈉離子的重量減少量為15％，其表面的鉀離子重量增加量為20％。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃的制備方法中的第二次化學強化的鹽液消耗量為5-15ppm，所述的鹽液消耗量為第二次化學強化前后硝酸鉀熔鹽中鈉離子的濃度變化量。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃的制備方法中的蓋板玻璃原片的厚度小于1.1mm。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃的制備方法中的蓋板玻璃原片的組成(以質量百分比計)為:SiO2：60.8％，Al2O3：13.5％，Na2O：12.6％，K2O：5.6％，MgO：6.5％，ZrO：1.0％。
本發明的另一個實施例提出的一種高鋁硅蓋板玻璃，其由蓋板玻璃原片經過二次化學強化得到，所述的蓋板玻璃原片的組成(以質量百分比計)為:SiO2：57-65％，Al2O3：10-18％，Na2O：10-16％，K2O：4-8％，MgO：4-7％，ZrO：0.1-2％，以上各組分之和為100％；
經過第一次化學強化蓋板玻璃與所述的蓋板玻璃原片相比，其表面鈉離子的重量減少量大于等于35％，其表面的鉀離子重量增加量大于等于30％，其中所述的鈉離子的重量減少量大于所述的鉀離子重量增加量；
經過第二次化學強化蓋板玻璃與所述的經過第一次化學強化蓋板玻璃相比，其表面鈉離子的重量減少量大于等于10％，其表面的鉀離子重量增加量大于等于15％，其中所述的鈉離子的重量減少量小于所述的鉀離子重量增加量。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃中的蓋板玻璃原片的厚度小于1.1mm。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃中的蓋板玻璃原片的厚度為0.4-0.7mm；厚度0.4-0.7mm的蓋板玻璃原片制備的二次化學強化的高鋁硅蓋板玻璃適用于多種輕薄化的玻璃設備。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃中的第一次化學強化蓋板玻璃的應力層深度大于等于25μm；經過第一次的高鋁硅蓋板玻璃的應力層深度滿足輕薄化玻璃的應力層深度要求。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃中的第二次化學強化蓋板玻璃的應力層深度小于等于20μm。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃中的第二次化學強化蓋板玻璃的表面應力大于等于800MPa。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃中的第二次化學強化蓋板玻璃的表面應力為850MPa。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃中的蓋板玻璃原片的組成(以質量百分比計)為:SiO2：60.8％，Al2O3：13.5％，Na2O：12.6％，K2O：5.6％，MgO：6.5％，ZrO：1.0％。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃中的第一次化學強化蓋板玻璃與所述的蓋板玻璃原片相比，其表面鈉離子的重量減少量為40％，其表面的鉀離子重量增加量為35％；所述的第二次化學強化蓋板玻璃與所述的第一次化學強化蓋板玻璃相比，其表面鈉離子的重量減少量為15％，其表面的鉀離子重量增加量為20％。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃中的第一次化學強化蓋板玻璃進行第二次化學強化的鹽液消耗量為5-15ppm，所述的鹽液消耗量為第二次化學強化前后熔鹽中鈉離子的濃度變化量。
較佳的，本發明實施例高鋁硅蓋板玻璃中的第二次化學強化蓋板玻璃的4PB值大于750MPa，抗沖擊強度的破碎高度大于35cm。
第二次化學強化蓋板玻璃的壓應力明顯提高，且對鹽液消耗與傳統化學強化相比明顯降低，進行第二次化學強化的鹽液消耗量為5-15ppm，鹽液消耗量用第二次化學強化前后熔鹽中鈉離子的濃度變化量來衡量，即第二次化學強化后熔鹽中的鈉離子的濃度與第二次化學強化前熔鹽中鈉離子的濃度相比增加了5-15ppm。
對實施例1-5和對比例1-3不同組分、不同厚度的蓋板玻璃原片，在熔融的硝酸鉀中進行第一次化學強化，得到第一次化學強化蓋板玻璃，其應力層深度(DOL)為30μm，與蓋板玻璃原片相比表面鈉離子的重量減少了40％，表面鉀離子重量增加了35％；將第一次化學強化蓋板玻璃在熔融硝酸鉀中進行第二次化學強化，得到二次化學強化蓋板玻璃，即為高鋁硅蓋板玻璃，其DOL為10μm，不包含第一次強化的DOL深度，與第一次化學強化蓋板玻璃相比，其表面鈉離子的重量減少量為15％，表面的鉀離子重量增加量為20％。其中，實施例1-5和對比例1-3的蓋板玻璃原片重量組分和厚度如表1所示，對實施例1-5和對比例1-3的第一次化學強化和第二次化學強化的溫度和時間均如表5所示。
表1實施例1-5和對比例1-3的蓋板玻璃原片重量組分和厚度
對實施例1-5和對比例1-3的高鋁硅蓋板玻璃進行性能測試，樣品規格為145×73mm,分別測試其抗沖擊強度，第一次化學強度的CS(表面應力)，第二次化學強度的CS，4PB(四點彎曲測試)，翹曲和第二次化學強度的鹽液消耗量，具體的，其性能測試結果如表2所示。其中，抗沖擊強度是指落球沖擊測試，通常采用130g鋼球，在一定基高下，鋼球自由落體沖擊玻璃表面，如果玻璃未破碎，再以固定高度遞增鋼球高度，依次自由落球，至玻璃破碎，其破碎高度即為玻璃抗沖擊強度的表述。
表2實施例1-5和對比例1-3高鋁硅蓋板玻璃的測試結果
由表1和表2可知，實施例1-5組分的蓋板玻璃原片經過二次化學強化后得到的高鋁硅蓋板玻璃的破碎高度明顯大于對比例的破碎高度，說明本發明的高鋁硅蓋板玻璃的抗沖擊強度高于對比例的高鋁硅蓋板玻璃的抗沖擊強度；實施例的高鋁硅蓋板玻璃的第二次化學強化的CS為912-956/MPa，其第二次化學強化的CS顯著高于對比例的第二次化學強化，其4PB值為813-901MPa，翹曲為0.08-0.25mm。
實施例6-8和對比例4-6的蓋板玻璃原片的重量組分為SiO2：60.8％，Al2O3：13.5％，Na2O：12.6％，K2O：5.6％，MgO：6.5％，ZrO：1.0％。將實施例6-8和對比例4-6的蓋板玻璃原片放入熔融的硝酸鉀中進行第一次化學強化，得到第一次化學強化蓋板玻璃，與蓋板玻璃原片相比其表面鈉離子重量減少量和表面鉀離子重量增加量如表3所示；將第一次化學強化蓋板玻璃放入熔融的硝酸鉀中進行二次化學強化，得到第二次化學強化蓋板玻璃，與第一次化學強化蓋板玻璃相比，其表面鈉離子相比重量減少量和表面鉀離子重量增加量如表3所示。第一次化學強化蓋板玻璃和第二次化學強化蓋板玻璃的DOL均如表3所示。實施例6-8和對比例5-6的第一次化學強化和第二次化學強化的溫度和時間均如表5所示。
表3高鋁硅蓋板玻璃的二次化學強化參數
對實施例6-8和對比例3-6的高鋁硅蓋板玻璃進行性能測試，樣品規格為145×73×0.5mm,分別測試其抗沖擊強度，第一次化學強度的CS，第二次化學強度的CS，第二次化學強度的鹽液消耗量，4PB(四點彎曲測試)和翹曲，具體的，其性能測試結果如表4所示。
表4實施例6-8和對比例4-6高鋁硅蓋板玻璃的測試結果
由表3和表4可知，實施例6-8組分的蓋板玻璃原片經過二次化學強化后得到的二次化學強化的高鋁硅蓋板玻璃的破碎高度明顯大于對比例的破碎高度，說明本發明的二次化學強化的高鋁硅蓋板玻璃的抗沖擊強度高于對比例的二次化學強化的高鋁硅蓋板玻璃的抗沖擊強度；實施例的二次化學強化的高鋁硅蓋板玻璃的第二次化學強化的CS為847-878/MPa，其第二次化學強化的CS顯著高于對比例的第二次化學強化，其4PB值為811-921MPa，翹曲為0.12-0.15mm。與對比例相比，本發明的二次化學強化的高鋁硅蓋板玻璃鹽液消耗量非常低，第二次化學強化對熔鹽的要求較低，增加了熔鹽的使用周期。
表5第一次化學強化和第二次化學強化的時間和溫度
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。