CN108558216B - 一种微晶玻璃和化学强化微晶玻璃及其应用 - Google Patents

一种微晶玻璃和化学强化微晶玻璃及其应用 Download PDF

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Abstract

一种微晶玻璃和化学增强微晶玻璃及其应用，属于微晶玻璃的技术领域，所述微晶玻璃的组分以氧化物的质量百分比计，包括SiO2 45～75％，Al2O3 10～25％，Na2O 8～20％，K2O 1～4％，MgO 0～20％，ZrO2 0～20％，Li2O 0～5％，TiO2 0～8％，ZnO 0～10％，Eu2O3 0～3％，P2O5 0～5％，Sb2O3 0～3％，Fe2O3 0～5％。本发明适用于5G移动通信终端得便携式电子设备与光学设备等保护构件，通过玻璃组成设计得到具有较高的可见光透射率，且具有较高的强度和硬度的前盖微晶玻璃材料，和具有高强度、低磁损耗的后盖微晶玻璃材料。

Description

一种微晶玻璃和化学强化微晶玻璃及其应用
技术领域
本发明属于微晶玻璃的技术领域，涉及应用于5G通信移动终端或者其他对抗磁性、透光率、强度等方面有要求的玻璃应用场合。
背景技术
在通信移动终端便携式电子设备上，通常采用玻璃材料作为前盖，以起到相应的防护作用。但随着移动终端显示屏幕尺寸的日益增大，玻璃前盖变得越来越容易摔碎。现有的高铝玻璃的力学性能已经无法满足移动终端发展的需求。
此外，移动终端后盖通常采用金属材料作为后盖。随着通信技术的发展，5G通讯即将成为行业的主流。5G通讯技术将传输信号提升至更高的频率，如果采用金属后盖会严重影响信号的传输。而且，无线充电技术的发展也对移动终端后盖提出了更高的要求。目前，高铝玻璃材料也开始作为后盖材料使用，但是其力学性能远远无法满足应用的要求。因为后盖的厚度比前盖更薄，势必要求力学性能进一步提升。
微晶玻璃作为一种独特的功能玻璃材料，可以通过相应的热处理工艺，在母体玻璃内部生长出合适的晶体，其玻璃相和晶相共存的结构使其具有比高铝玻璃更优越的性能。
日本专利文献特开2014-114200公开了一种用于信息记录介质的微晶玻璃基板。该微晶玻璃基板的可见光透射性以及色彩平衡较差。另外，在实施化学强化时，无法取得足够的压缩应力值，不能形成较深的应力层，无法应用于移动终端。
CN106242299A公开了一种微晶玻璃以及以该微晶玻璃为基材的基板。虽解决了色彩平衡较差的问题，且能经过离子交换工艺得到足够的压缩应力值，但是依然不能形成较深的应力层，从而造成在摔落过程中容易破损，无法作为手机前盖或后盖使用。
CN107963815A公开了一种微晶玻璃，该材料具有相对较高的热导率和强度，但对于涉及到的用于5G移动通信终端的后盖，对无线充电技术要求高，没有考虑到低磁损耗的问题，其力学性能、透过率、磁学性能无法满足5G移动通信和无线充电技术对后盖材料的要求。
因此，在已有的可比较发明中，通常存在以下几个问题：力学性能较低，抗冲击性能差，无法满足移动终端的发展需求；可见光透射率低，硬度低，不耐划伤，不适用于所述前盖保护构件；磁损耗大和磁学性能差，不适用于所述后盖保护构件和5G通信技术；基础玻璃的粘度较高，难于成形，生产率较低，成本高，很难用于移动终端前盖或后盖。
发明内容
本发明针对5G移动通信终端使用的防护构件的应用要求，发明了一种新的微晶玻璃。通过玻璃成分设计得到具有较高的可见光透过率，且具有较高的强度和硬度的前盖微晶玻璃材料，和具有高强度、低磁损耗的后盖微晶玻璃材料。通过本发明的技术方案，采用传统、常规的玻璃制备工艺，即可得到厚度0.05-2mm的超薄微晶玻璃。
本发明为实现其目的采用的技术方案是：
一种微晶玻璃，所述微晶玻璃的组分以氧化物的质量百分比计，包括SiO245～75％，Al2O310～25％，Na2O 8～20％，K2O 1～4％，MgO 0～20％，ZrO20～20％，Li2O 0～5％，TiO20～8％，ZnO 0～10％，Eu2O30～3％，P2O50～5％，Sb2O30～3％，Fe2O30～5％。
还包括Y2O30～3％，和/或CeO20～3％，和/或Rb2O 0～3％，和/或Ga2O30～3％，和/或MnO 0～2％，和/或NiO 0～3％。
控制(MgO+ZnO)/Al2O3的质量比为0.3～0.88，ZnO/MgO的质量比为0～1。通过上述控制，使本发明制备的微晶玻璃中析出了大量细小的尖晶石(AB2O4)结构的晶相，A为二价阳离子，如Mg2+；B为三价阳离子，如Al3+，Fe3+，Eu3+等，为最终微晶玻璃的光学性能、磁学性能和力学性能提供基础保障。
控制TiO2/Na2O的质量比为0.2～0.5。该质量比的控制是为了保证微晶玻璃的着色问题。
控制ZrO2/TiO2的质量比为0～3。该质量比的控制，使得TiO2作为玻璃的调整体，可形成[TiO4]四面体，对离子交换是有利的。
控制Li2O/Na2O的质量比为0.2～1。
一种化学增强微晶玻璃，化学增强微晶玻璃的组分以氧化物的质量百分比计，包括SiO245～75％，Al2O310～25％，Na2O 4～17％，K2O 1～6％，Li2O0～5％，MgO 0～20％，ZnO0～10％，TiO20～8％，ZrO20-20％，Eu2O30～3％，P2O50～5％，Sb2O30～3％，Fe2O30～5％，Cs2O0～2％。还可包括Y2O30～3％，和/或CeO20～3％，和/或Rb2O 0～3％，和/或Ga2O30～3％。本发明微晶玻璃采用离子交换工艺进行化学强化，进一步提高微晶玻璃的强度和抗冲击性能，以满足5G移动通讯对移动终端前后盖材料的性能要求。
如上述所述的一种微晶玻璃或化学增强微晶玻璃于通信设备中的应用。
所述微晶玻璃或化学增强微晶玻璃应用于5G通信移动终端。
本发明的有益效果是：
本发明的微晶玻璃具有较高的可见光透射率、高强度、高硬度、低磁损耗等优势，该微晶玻璃适合用作5G通信移动终端前盖和后盖。并具有熔化温度低、成形性能良好等特点，可以采用浮法、压延、格法、下拉法等工艺进行玻璃生产。
本发明的微晶玻璃，对于6GHZ以上的高频通信电磁波具有较低的损耗，损耗系数小于20dB/cm以下。本发明的微晶玻璃，本发明的微晶玻璃，具有顺磁特征，磁化率高于1×10-9m3/mol，磁矩通常大于1×10-24J/T以上。
本发明的微晶玻璃显微硬度为5.5GPa以上，四点弯曲强度150MPa以上，断裂韧性高于0.5MPa·mm0.5；经离子交换增强后，显微硬度为7GPa以上，四点弯曲强度550MPa以上，表面压缩应力值800MPa以上，应力深度值可达60μm以上，断裂韧性高于0.8MPa·mm0.5。
本发明各组分的作用分析如下：
SiO2作为硅酸盐玻璃最重要的网络形成体，是形成微晶玻璃网络结构必备成分，如果其含量低于45wt％，则所制备的玻璃容易分相，且化学稳定性差。另一方面，如果SiO2含量过高，超过75wt％，则会导致熔化温度过高，熔化困难，进而对后期浮法、压延、格法、下拉等成形工艺产生影响。
Al2O3也是非常重要的网络形成体，但其配位结构同玻璃网络中游离氧浓度密切相关。当与MgO、ZnO、Eu2O3共同引入的情况下，Al2O3可以促进预期晶相的析出，提高微晶玻璃力学性能和磁学性能。Al2O3含量在10wt％以上，且同时控制Al2O3/R2O≤1，可提高微晶玻璃的强度和化学稳定性。但Al2O3含量太高，会导致熔化温度过高，熔化困难，进而对后期浮法、压延、格法、下拉等成形工艺产生影响，因此其引入量需要控制在25wt％以下。
Na2O作为非常重要的网络外体，其引入可降低玻璃网络结构聚合度，降低玻璃熔化温度，改善玻璃熔化性能。在与TiO2共同引入时，可有效调控Ti离子的配位情况。在玻璃成分中同时引入Li2O时，在微晶玻璃的化学增强工艺中，同熔盐中钾离子进行交换，可以获得合适的表层压应力值和扩散深度。因此，其引入量需控制8wt％以上，且TiO2/Na2O的质量比须介于0.2～0.5之间，Li2O/Na2O的质量比须介于0.2～1。但是过多的Na2O会导致玻璃化学稳定性变差，且在析晶过程中影响预期主晶相的形成，故此需控制其引入量为20wt％以下。
K2O作为玻璃网络外体，其引入可以降低玻璃熔化温度，改善熔化质量，改善玻璃光学性能。此外，在Li2O和Na2O共同引入的情况下，通过K2O的引入有利于提高离子交换深度，提高化学增强后微晶玻璃力学性能和光学性能。因此K2O的引入量必须控制在1wt％以上，4wt％以下。
Li2O作为玻璃网络外体，其引入可以大幅降低玻璃熔化温度，改善熔化质量，改善玻璃成形。在Na2O和K2O共同引入的情况下，有利于形成较深的离子交换深度。但是其含量太高，会影响玻璃的化学稳定性，并对成形工艺产生系列的影响。因此其引入量需控制在0wt％以上，5wt％以下。当Li2O引入量大于2wt％以上，可以使离子交换深度提高至60μm以上，而如果不引入，则离子交换深度将低于60μm。
MgO是玻璃网络中间体，在本发明含量的控制下可以改善玻璃熔化，在ZnO、Al2O3、Eu2O3共同引入时，MgO含量可以控制微晶玻璃析晶工艺，调节微晶玻璃微观结构。但含量过高，则会起到负面作用，导致玻璃熔体出现不可控析晶。因此其引入量控制在0wt％以上，20wt％以下。
ZnO是微晶玻璃析出晶相的成分之一。ZnO的引入，可以改善玻璃的熔化，提高玻璃的光学性能。但含量过高，对玻璃熔化和成形会产生不利的影响，容易使熔体和玻璃发生分相。因此其引入量控制在0wt％以上，10wt％以下。
TiO2作为晶核剂，是可选成分之一。一方面TiO2的引入有效促进了核化过程中晶核的析出，另一方面TiO2的引入很容易使熔体发生相变，导致熔体出现不可控析晶，影响玻璃的成形。因此TiO2合适引入量控制在0wt％以上，8wt％以下。
ZrO2作为晶核剂，是可选成分之一。ZrO2的引入不仅能有效促进晶核，而且可以起到细化晶粒的作用，促进微晶玻璃中纳米级晶体的析出。此外，ZrO2有利于提高玻璃化学稳定性、提高可见光透过率。因此ZrO2含量优选2wt％以上。在P2O5共同引入的情况下，可以提高ZrO2在玻璃熔体中的溶解度，并改善玻璃成形性能，提高晶化后微晶玻璃强度。但ZrO2引入量过高，将造成熔化困难，且玻璃熔体易于析晶，对成形工艺产生影响，因此其引入上限为15wt％。
Eu2O3作为网络外体，其引入可以明显改善玻璃熔制效果，有利于成形。更为重要的，在Li2O、Na2O、MgO、ZnO存在下，通过引入Eu2O3与上述3种成分协同作用，在功能上相互支撑，还具有提高微晶玻璃顺磁性、降低磁损耗、改善微晶玻璃力学性能的作用，有利于用作移动终端前盖和后盖，其引入量需要控制在0wt％以上，3wt％以下。当Li2O、Na2O、MgO、ZnO、Eu2O3同时存在时，对于6GHZ以上的高频通信电磁波具有较低的损耗，损耗系数小于等于11dB/cm，磁化率高于2×10-8m3/mol；当缺少其中某一个或某几个成分时，对于6GHZ以上的高频通信电磁波具有较低的损耗，损耗系数高于11dB/cm，小于20dB/cm，磁化率无法达到2×10-8m3/mol，但是磁化率高于1×10-9m3/mol。
P2O5作为网络形成体，是微晶玻璃重要的组成，其引入有利于改善玻璃熔制。并在ZrO2共同引入的情况下，可以提高ZrO2在玻璃熔体中的溶解度，提高ZrO2引入量。但是P2O5引入量太大的时候，容易出现分相现象，并导致玻璃出现失透，因此其引入量需要控制在0wt％以上，5wt％以下。
Sb2O3作为玻璃重要的澄清剂，其引入有利于降低玻璃熔体中气体缺陷的形成，有利于降低熔体气泡数量，提高澄清效果，对制备符合移动终端使用的微晶玻璃至关重要，其引入量需要控制在0wt％以上，3wt％以下。
Fe2O3是微晶玻璃后盖重要的组成，在Eu2O3、Al2O3、MgO、ZnO共同引入不仅可以使玻璃后盖获得预期的颜色，还可进一步改善玻璃磁学性能，降低微晶玻璃磁损耗。但是Fe2O3引入量太高，容易造成熔化困难，因此其引入量需要控制在0wt％以上，5wt％以下。
为进一步降低玻璃熔化温度，提高熔化质量，改善玻璃成形性能，进而获得均匀的、无缺陷的母体玻璃，并在晶化过程中形成合适的晶相，以获得相应磁学性能，可在组成中优选引入Y2O3、CeO2、Rb2O、Ga2O3，其合适引入量分别为0wt％以上，3wt％以下。
如需优化微晶玻璃后盖的颜色，可采用如下着色剂但不限于：MnO 0-2wt％；NiO0-3wt％。
具体实施方式
本发明的微晶玻璃是由晶相和玻璃相复合而成，兼顾了二者的性能，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
本发明各项数据检测所用设备如下：
1、对于1mm厚度的透过率测试，利用U-4000分光光度计测定240～800nm的分光透射率。
2、化学增强熔盐为KNO3、NaNO3、CsNO3的混合盐，强化后微晶玻璃的表面的压缩应力值与压缩应力层的深度利用玻璃表面应力仪FSM-6000LE进行测定。作为测定条件以样品的折射率为1.536、光学弹性常数为28.7[(nm/cm)/MPa]进行计算。
3、微晶玻璃的显微硬度和断裂韧性，采用设备HXD-3000，用以相对面夹角为136°的金刚石四角锥压头在试验面上压入金字塔形状的凹陷时的负荷除以通过凹陷的长度计算得出。
4、四点弯曲强度，采用微机控制电子万能试验机TY8000-5000N，以ASTM C 158-2002为标准进行测试。
5、损耗系数采用采用加装功率放大器的Agilent E8267D矢量信号发生器作为发射源发射连续波信号，通过Agilent N9030A频谱分析仪接收信号进行测定。
6、磁化率和磁矩，采用LakeShore7407型振动样品磁强计对样品的磁学性能测试。
一、具体实施例
实施例1
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO250％，Al2O315.5％，Na2O 14％，K2O 2％，MgO 13.2％，ZrO22％，P2O54.3％。本实施例微晶玻璃可作为5G通信移动终端前盖高透高强基础微晶玻璃，1mm厚度样品波长550nm的透光率为92％显微硬度5.7GPa，四点弯曲强度180Mpa，断裂韧性KIC达0.6MPa·mm0.5。
实施例2
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO248.2％，Al2O320.6％，Na2O 13.5％，K2O 1％，MgO 7.5％，ZrO22％，Li2O3.7％，P2O51.5％，Sb2O31％，RbO21％。本实施例微晶玻璃可作为5G通信移动终端前盖高透高强基础微晶玻璃，1mm厚度样品波长550nm的透光率为91.5％，显微硬度5.9GPa，四点弯曲强度160Mpa，断裂韧性KIC达0.8MPa·mm0.5。
实施例3
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO270％，Al2O310％，Na2O 8％，K2O 2％，MgO 2％，TiO24％，ZnO 1％，Eu2O31％，P2O51％，Fe2O31％。本实施例微晶玻璃可作为5G通信移动终端后盖高强低磁损耗基础微晶玻璃，显微硬度5.6GPa，四点弯曲强度163Mpa，断裂韧性KIC达0.6MPa·mm0.5；对于7GHz的高频通信电磁波损耗系数为18dB/cm，磁化率为3.5×10-9m3/mol，磁矩为5.6×10-24J/T。
实施例4
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO245％，Al2O312％，Na2O 10％，K2O 1.5％，MgO 2.5％，ZrO210％，Li2O 3％，TiO25％，ZnO 2％，Eu2O33％，P2O51％，Fe2O34％，Y2O31％。本实施例微晶玻璃可作为5G通信移动终端后盖高强低磁损耗基础微晶玻璃，显微硬度6.5GPa，四点弯曲强度235Mpa，断裂韧性KIC达0.9MPa·mm0.5；对于7GHz的高频通信电磁波损耗系数为10dB/cm，磁化率为2.1×10-8m3/mol，磁矩为2.1×10-23J/T。
实施例5
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO245.1％，Al2O310％，Na2O 8％，K2O 3％，MgO 4％，ZrO212％，TiO21％，Li2O 2.4％，ZnO 1.5％，Eu2O32％，P2O55％，Fe2O35％，CeO21％。本实施例微晶玻璃可作为5G通信移动终端后盖高强低磁损耗基础微晶玻璃，显微硬度7.3GPa，四点弯曲强度253Mpa，断裂韧性KIC达1.1MPa·mm0.5；对于7GHz的高频通信电磁波损耗系数为10dB/cm，磁化率为2.1×10-8m3/mol，磁矩为2.9×10-23J/T。
实施例6
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO247.8％，Al2O318％，Na2O 12％，K2O 1％，MgO 10％，ZrO21.5％，TiO22％，Li2O 4.8％，Eu2O30.4％，P2O50.5％，Fe2O31％，Ga2O31％。本实施例微晶玻璃可作为5G通信移动终端后盖高强低磁损耗基础微晶玻璃，显微硬度6.5GPa，四点弯曲强度170Mpa，断裂韧性KIC达0.8MPa·mm0.5；对于7GHz的高频通信电磁波损耗系数为15dB/cm，磁化率为4.3×10-9m3/mol，磁矩为5.7×10-24J/T。
实施例7
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO245％，Al2O310％，Na2O 8％，K2O 3.5％，MgO 3％，ZrO217％，TiO21％，Eu2O32.5％，P2O53％，Sb2O31％，Fe2O33％，CeO21％，MnO 1％，NiO1％。本实施例微晶玻璃可作为5G通信移动终端后盖高强低磁损耗基础微晶玻璃，显微硬度9.3GPa，四点弯曲强度330Mpa，断裂韧性KIC达1.5MPa·mm0.5；对于7GHz的高频通信电磁波损耗系数为12dB/cm，磁化率为2.4×10-9m3/mol，磁矩为3.9×10-24J/T。
实施例8
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO245％，Al2O310％，Na2O 8％，K2O 2％，MgO 6％，ZrO23％，Li2O 3.5％，TiO23.5％，ZnO 2.5％，Eu2O32％，P2O54％，Sb2O30.5％，Fe2O32％，Y2O31％，CeO21.5％，Rb2O 1.5％，Ga2O31％，MnO2％，NiO 1％。本实施例微晶玻璃可作为5G通信移动终端后盖高强低磁损耗基础微晶玻璃，显微硬度6.8GPa，四点弯曲强度224Mpa，断裂韧性KIC达1.0MPa·mm0.5；对于7GHz的高频通信电磁波损耗系数为10dB/cm，磁化率为5.6×10-8m3/mol，磁矩为6.3×10-23J/T以上。
实施例9
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO255％，Al2O315％，Na2O 13％，K2O 3％，Li2O 3％，MgO 7％，P2O53％，Sb2O31％。本实施例微晶玻璃为5G通信移动终端前盖高透高强基础微晶玻璃，其1mm样品在550nm处的透射率为90％，显微硬度6.7GPa，四点弯曲强度219Mpa，断裂韧性KIC达0.9MPa·mm0.5。
实施例10
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO250％，Al2O312％，Na2O 13％，K2O 2％，Li2O 3％，MgO 7％，TiO26％，Eu2O31％，P2O53％，Fe2O32％，Sb2O31％。本实施例微晶玻璃为5G通信移动终端后盖高强低磁损耗基础微晶玻璃，显微硬度7.6GPa，四点弯曲强度216Mpa，断裂韧性KIC达0.9MPa·mm0.5；对于7GHz的高频通信电磁波损耗系数为14dB/cm，磁化率为3.8×10-9m3/mol，磁矩为5.4×10-24J/T。
实施例11
一种微晶玻璃，基础微晶玻璃浸泡在450℃的KNO3+NaNO3+CsNO3的混合熔盐中长时间保温实现化学增强，以氧化物的质量百分比计，强化后微晶玻璃的组分为SiO258.2％，Al2O320％，Na2O 7％，K2O 3％，Li2O1.4％，MgO 5.4％，Y2O31％，P2O53％，Cs2O 1％。本实施例微晶玻璃强化后可作为5G通信移动终端前盖高透高强微晶玻璃，1mm厚度样品波长550nm的透光率为91.7％，显微硬度8.3GPa，四点弯曲强度600Mpa，压缩应力层的压缩应力值可达850MPa，压缩应力层可达70μm，断裂韧性KIC达1.3MPa·mm0.5。
实施例12
一种微晶玻璃，所述微晶玻璃经过了铯离子的离子交换，实现了化学增强，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO263％，Al2O310％，Na2O 7％，K2O 4％，Li2O1.4％，MgO 5％，ZrO21.4％，ZnO 3.8％，TiO22.4％，Eu2O31％，P2O51％，Fe2O30.5％，Cs2O1.5％。本实施例微晶玻璃强化后可作为5G通信移动终端后盖高强低磁损耗微晶玻璃，显微硬度7.4GPa，四点弯曲强度560MPa，压缩应力层的压缩应力值可达820MPa，压缩应力层可达65μm，断裂韧性KIC达1.1MPa·mm0.5；对于7GHz的高频通信电磁波损耗系数为11dB/cm，磁化率为2.4×10-8m3/mol，磁矩为3.4×10-23J/T。
实施例13
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO265％，Al2O310％，Na2O 4％，K2O 5.5％，MgO 3％，ZrO21.8％，Li2O 1.6％，TiO22.6％，Eu2O30.5％，P2O51.0％，Fe2O30.5％，Y2O30.5％，CeO20.5％，Rb2O 0.5％，Ga2O31％，Cs2O 2％。本实施例为离子强化后的微晶玻璃，可作为5G通信移动终端后盖高强低磁损耗微晶玻璃，显微硬度8.5GPa，四点弯曲强度647Mpa，压缩应力层的压缩应力值可达872MPa，压缩应力层可达75μm，断裂韧性KIC达1.2MPa·mm0.5；对于7GHz的高频通信电磁波损耗系数为15dB/cm，磁化率为4.5×10-9m3/mol，磁矩为6.9×10-24J/T。
实施例14
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，组分为SiO252％，Al2O314.5％，Na2O6％，K2O 6％，MgO 10％，ZrO22％，Li2O 4％，Eu2O30.5％，P2O53％，Cs2O 2％。本实施例的强化微晶玻璃可作为5G通信移动终端前盖高透高强微晶玻璃，1mm厚度样品波长550nm的透光率为91％，显微硬度8.5GPa，四点弯曲强度650Mpa，压缩应力层的压缩应力值可达900MPa，压缩应力层可达85μm，断裂韧性KIC达1.3MPa·mm0.5。
实施例15
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO249％，Al2O315％，Na2O 7％，K2O 6％，MgO 5％，ZrO22％，Li2O 2.7％，TiO23.3％，ZnO 2.0％，Eu2O31.5％，P2O50.5％，Fe2O30.5％，Y2O30.5％，CeO20.5％，Rb2O 0.5％，Ga2O31％，MnO20.5％，NiO 0.5％，Cs2O 2％。本实施例的强化微晶玻璃可作为5G通信移动终端后盖高强低磁微晶玻璃，显微硬度8.5GPa，四点弯曲强度680Mpa，压缩应力层的压缩应力值可达950MPa，压缩应力层可达100μm，断裂韧性KIC达1.4MPa·mm0.5；对于7GHz的高频通信电磁波损耗系数为8dB/cm，磁化率为3.8×10-8m3/mol，磁矩为4.8×10-23J/T。
实施例16
一种微晶玻璃，以氧化物的质量百分比计，所述微晶玻璃的组分为SiO255％，Al2O310％，Na2O 10％，K2O1％，MgO 2％，ZrO21％，Li2O 2％，TiO22％，ZnO 1％，Eu2O31％，P2O51％，Sb2O31％，Fe2O33％，Y2O32％，Rb2O 3％，Ga2O32％，MnO 1％，NiO 1％，Cs2O 1％。本实施例的强化微晶玻璃可作为为5G通信移动终端后盖高强低磁微晶玻璃，显微硬度8.2GPa，四点弯曲强度665Mpa，压缩应力层的压缩应力值可达900MPa，压缩应力层可达95μm，断裂韧性KIC达1.4MPa·mm0.5；对于7GHz的高频通信电磁波损耗系数为7dB/cm，磁化率为4.6×10- 8m3/mol，磁矩为5.9×10-23J/T。
对比例1
日本专利文献特开2014-114200公开了一种用于信息记录介质的微晶玻璃基板，以其最优选的方式进行，所得的微晶玻璃压缩应力层的压缩应力值可达513MPa，压缩应力层可达28.5μm。
对比例2
CN106242299A公开的一种微晶玻璃以及以该微晶玻璃为基材的基板，以其最优选的方式进行，所得的微晶玻璃压缩应力层的压缩应力值可达806MPa，压缩应力层可达8.3μm。
对比例3
CN107963815A公开的一种可作为后盖材料的一种微晶玻璃，以其最优选的方式进行，所得的微晶玻璃压缩应力层的压缩应力值可达514MPa，压缩应力层可达5.2μm。
二、分析实验
以实施例15为试验组，以不含有氧化锂的为对照组1，以不含有氧化钠的为对照组2，以不含有氧化锌的为对照组3，以不含有氧化镁的为对照组4，以不含有氧化铕的为对照组5。
各组成分如下：
试验组：试验组：SiO249％，Al2O315％，Na2O 7％，K2O 6％，MgO 5％，ZrO22％，Li2O2.7％，TiO23.3％，ZnO 2.0％，Eu2O31.5％，P2O50.5％，Fe2O30.5％，Y2O30.5％，CeO20.5％，Rb2O 0.5％，Ga2O31％，MnO20.5％，NiO 0.5％，Cs2O 2％。
对照组1：所述微晶玻璃的组分为SiO251.7％，Al2O315％，Na2O 7％，K2O 6％，MgO5％，ZrO22％，TiO23.3％，ZnO 2％，Eu2O31.5％，P2O50.5％，Fe2O30.5％，Y2O30.5％，CeO20.5％，Rb2O 0.5％，Ga2O31％，MnO20.5％，NiO 0.5％，Cs2O 2％。
对照组2：所述微晶玻璃的组分为SiO256％，Al2O315％，K2O 6％，MgO 5％，ZrO22％，Li2O 2.7％，TiO23.3％，ZnO 2.0％，Eu2O31.5％，P2O50.5％，Fe2O30.5％，Y2O30.5％，CeO20.5％，Rb2O 0.5％，Ga2O31％，MnO20.5％，NiO 0.5％，Cs2O 2％。
对照组3：所述微晶玻璃的组分为SiO251％，Al2O315％，Na2O 7％，K2O 6％，MgO5％，ZrO22％，Li2O 2.7％，TiO23.3％，Eu2O31.5％，P2O50.5％，Fe2O30.5％，Y2O30.5％，CeO20.5％，Rb2O 0.5％，Ga2O31％，MnO20.5％，NiO 0.5％，Cs2O 2％。
对照组4：所述微晶玻璃的组分为SiO254％，Al2O315％，Na2O 7％，K2O 6％，ZrO22％，Li2O 2.7％，TiO23.3％，ZnO 2.0％，Eu2O31.5％，P2O50.5％，Fe2O30.5％，Y2O30.5％，CeO20.5％，Rb2O 0.5％，Ga2O31％，MnO20.5％，NiO 0.5％，Cs2O 2％
对照组5：所述微晶玻璃的组分为SiO250.5％，Al2O315％，Na2O 7％，K2O 6％，MgO5％，ZrO22％，Li2O 2.7％，TiO23.3％，ZnO 2.0％，P2O50.5％，Fe2O30.5％，Y2O30.5％，CeO20.5％，Rb2O 0.5％，Ga2O31％，MnO20.5％，NiO 0.5％，Cs2O 2％
检测力学性能和磁学性能如下表1。
表1
Figure BDA0001675075490000161
由表1可知，在Li2O、Na2O、ZnO、MgO共同存在下，通过引入Eu2O3与上述5种成分协同作用，在功能上相互支撑，可以提高强化后微晶玻璃的四点弯曲强度、硬度值、表层压应力值、离子扩散深度，并可提高顺磁性，实现改善玻璃磁学性能的作用。

Claims (7)

1.一种微晶玻璃，其特征在于，所述微晶玻璃的组分以氧化物的质量百分比计，包括SiO2 45～75％，Al2O3 10～25％，Na2O 8～20％，K2O 1～4％，MgO 2～20％，ZrO2 0～20％，Li2O 2.4～5％，TiO2 0～8％，ZnO 1.5～10％，Eu2O3 0.4～3％，P2O5 0～5％，Sb2O3 0～3％，Fe2O3 0～5％，
其中，(MgO+ZnO)/Al2O3质量比为0.3～0.88，ZnO/MgO的质量比为0～1；Li2O/Na2O质量比为0.2～1；
所述微晶玻璃包含尖晶石结构的晶相；
所述微晶玻璃的显微硬度为5.5GPa以上，四点弯曲强度为150MPa以上，对于6GHz以上电磁波的损耗系数小于等于11dB/cm，具有顺磁特征，磁化率高于2×10-8 m3 /mol，磁矩大于1×10-24J/T。
2.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃，其特征在于，还包括Y2O3 0～3％，和/或CeO2 0～3％，和/或Rb2O 0～3％，和/或Ga2O3 0～3％，和/或MnO 0～2％，和/或NiO 0～3％。
3.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃，其特征在于，控制TiO2/Na2O的质量比为0.2～0.5。
4.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃，其特征在于，控制ZrO2/TiO2的质量比为0～3。
5.一种化学增强微晶玻璃，其特征在于，化学增强微晶玻璃的组分以氧化物的质量百分比计，包括SiO2 45～75％，Al2O3 10～25％，Na2O 8～20％，K2O 1～4％，MgO 2～20％，ZrO2 0～20％，Li2O 2.4～5％，TiO2 0～8％，ZnO 1.5～10％，Eu2O3 0.4～3％，P2O5 0～5％，Sb2O3 0～3％，Fe2O3 0～5％，Cs2O 0～2％；
其中，(MgO+ZnO)/Al2O3质量比为0.3～0.88，ZnO/MgO的质量比为0～1；Li2O/Na2O质量比为0.2～1；
所述化学增强微晶玻璃包含尖晶石结构的晶相；
所述化学增强微晶玻璃的显微硬度为7GPa以上，四点弯曲强度为550MPa以上，表面压缩应力值800MPa以上，应力深度值60μm以上，对于6GHZ以上电磁波的损耗系数小于等于11dB/cm，具有顺磁特征，磁化率高于2×10-8 m3 /mol，磁矩大于1×10-24J/T。
6.将如权利要求1所述的微晶玻璃或权利要求5所述的化学增强微晶玻璃用于通信设备中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，将所述微晶玻璃或化学增强微晶玻璃应用于5G通信移动终端。
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