素微晶玻璃、化学强化微晶玻璃及其制备方法与应用

本发明申请是申请号为202110774451.0、申请日为2021年07月08日、发明名称为《化学强化微晶玻璃及其制备方法与应用》的分案申请。

技术领域

本申请属于玻璃制品技术领域，具体涉及一种素微晶玻璃、化学强化微晶玻璃及其制备方法与应用。

背景技术

玻璃由于其本身具有透明性、耐高温等特点，因此，玻璃在日常生活中得到了广泛的应用。比如，玻璃在保护装置、装潢等领域得到了广泛的应用。但是玻璃也存在一定的不足，如存在抗冲击性不强，易碎等缺陷，从而限制了玻璃在一些领域的应用。

随着电子产品的普及，对玻璃材料的要求越来越高。如目前智能手机上的屏幕保护材料巨大多数为化学强化玻璃材料。而且随着电子产品的发展，电子产品的后盖材料也逐渐被玻璃等材料取代。

目前业界盖板玻璃材料从铝硅一强玻璃向锂铝硅二强玻璃发展。随着化学强化程度的提高，盖板抗粗糙地面的刺破能力得到有效提升。业界的二强玻璃从2016年到2021年的迭代方向朝着提升深层应力方向发展，获得砂纸跌落的逐代提升。

但是在实际应用中发现目前业界铝硅玻璃如盖板玻璃材料存在如下不足：

二强玻璃本体采用锂铝硅玻璃，锂铝硅玻璃的杨氏模量一般为～80GPa，其应力强度的进一步提升受限于基质的压应力存储能力；过大的压应力引入高的内部张应力，如张应力过高，会导致玻璃失效碎片过小(<3mm)或者盖板玻璃自爆。因此二强玻璃对强度的提升受限于本体强度，抗跌落性能的提升较为有限。

2020年起，盖板行业推出微晶玻璃，作为一个盖板玻璃新的发展方向。微晶玻璃内部的纳米晶能够抵抗裂纹刺穿，以及离子交换引入的压应力能够抵抗裂纹扩展，通过双重作用提高盖板玻璃的抗跌能力(机理见图1)。因此抗粗糙地面的跌落性能相对二强玻璃有着质的提高。

如在公开的一份微晶玻璃，其主晶相为透锂长石和二硅酸锂；其强化炉水需要主动引入Li

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术的所述不足，提供一种素微晶玻璃、化学强化微晶玻璃及其制备方法与应用，以解决现有铝硅玻璃和化学强化微晶玻璃存在压应力难以进一步提高、抗跌落性能等不理想的技术问题。

为了实现上述申请目的，本申请实施例的一方面，提供了一种素微晶玻璃。本申请实施例素微晶玻璃的主晶相为硅酸锂或β-石英固溶体中的任一种，所含总晶相质量分数为35～75％，其中次晶相总含量<5％。

本申请实施例素微晶玻璃通过对素微晶玻璃的主晶相种类和晶相含量进行控制，能够有效使得化学强化微晶玻璃所含的Na/Li交换层不受Li的不利影响，能够有效实现CS50范围的控制，从而进一步提高化学强化微晶玻璃的抗粗糙地面刺破能力。同时还能够提高化学强化微晶玻璃的抗冲击性能，并具有高的如透光性等光学性能。

可选地，素微晶玻璃包括主要组成和成核剂；

进一步地，主要组成包括SiO

进一步地，成核剂包括TiO

通过对素微晶玻璃组分控制并使得该些组分复配，赋予素微晶玻璃和由该素微晶玻璃制备的化学强化微晶玻璃具有上述的主晶相种类和晶相含量，从而提高化学强化微晶玻璃的抗粗糙地面刺破能力和提高化学强化微晶玻璃的如透光性等光学性能。

可选地，素微晶玻璃为2D形态素微晶玻璃、2.5D形态素微晶玻璃、3D形态素微晶玻璃中的任一种。该素微晶玻璃设置2D形态、2.5D形态、3D形态任一种，扩展了素微晶玻璃和其对应的化学强化微晶玻璃的应用范围，并提高相应产品的质量和性能的稳定性。

可选地，素微晶玻璃为3D形态素微晶玻璃，其长边折弯角度为15～89°。

可选地，素微晶玻璃为3D形态素微晶玻璃，是经如下热弯处理的步骤形成：

将所述素微晶玻璃于650～750℃下进行单段热弯处理30～120s；其中，所述单段热弯处理的压力为0.1～0.9MPa。

通过对素微晶玻璃进行热弯处理形成3D素微晶玻璃，其经过一次化学强化处理或进一步经二次化学强化处理后，能够形成3D形态化学强化微晶玻璃，并保证3D形态化学强化微晶玻璃具有高的压应力和具有优异的抗粗糙地面的刺破能力和透光性能。

可选地，素微晶玻璃采用熔融浇筑法或者压延法制备形成。

可选地，素微晶玻璃经过如下两步热处理：

第一步热处理：温度为500-600℃，处理时间为0.1-10h；

第二步热处理：温度为640-800℃，处理时间为0.1-10h。

通过对素微晶玻璃的制备方法或进一步采用该两步热处理，使得形成的获得素微晶玻璃所需的结晶度的主晶相及其含量，并能够调节主晶相及晶相含量，从而实现提高化学强化微晶玻璃的抗粗糙地面刺破能力和光学性能。

本申请实施例的另一方面，提供了一种化学强化微晶玻璃。本申请实施例化学强化微晶玻璃由上文本申请实施例素微晶玻璃经过化学强化处理形成。

本申请实施例化学强化微晶玻璃基于上文本申请实施例素微晶玻璃化学强化形成，因此，本申请实施例化学强化微晶玻璃的化学强化微晶玻璃的抗粗糙地面刺破能力得到显著提升，在粗糙地面的跌落高度高于现有的铝硅玻璃和微晶玻璃。同时还能够提高化学强化微晶玻璃的抗冲击性能，并具有高的如透光性等光学性能。

可选地，化学强化微晶玻璃具有Na/Li交换层，化学强化微晶玻璃的压应力层深度Doc为0.15t～0.22t。

可选地，化学强化微晶玻璃表层强化深度50μm处的压应力强度CS50为130+(20t-13)×15MPa～230+(20t-13)×15MPa；

其中，t为所述化学强化微晶玻璃的总厚度。

本申请实施例化学强化微晶玻璃是经上文本申请实施例素微晶玻璃化学强化，因此，化学强化微晶玻璃具有特定的压应力层深度、压应力强度，赋予化学强化微晶玻璃相对高的压应力，应力强度相对于当前的铝硅玻璃和微晶玻璃有较大提升，能够抵抗裂纹扩展。因此，本申请实施例化学强化微晶玻璃的抗粗糙地面的刺破能力得到显著提升，在粗糙地面的跌落高度高于现有的铝硅玻璃和微晶玻璃。

可选地，本申请实施例化学强化微晶玻璃还具有如下至少一特性：

采用10mm直径圆头金属压杆挤压所述化学强化微晶玻璃至破碎时，碎片最长边平均尺寸≥5mm；

厚度为0.6mm时，所述化学强化微晶玻璃的砂纸跌落高度≥1.5m；

在温度85℃/湿度85％环境保存72h，所述化学强化微晶玻璃的外表面不出现钠盐析出；

所述化学强化微晶玻璃在厚度≤0.8mm时，在400-940nm波长的光平均透过率≥89.5％，且550nm与400nm波长时的单点透过率差<1％，色坐标b绝对值≤0.4，雾度≤0.15％。

化学强化微晶玻璃除了具有优异的抗粗糙地面的刺破能力，具有高的抗跌落高度，热湿稳定性好，而且透光性等光学性好。

可选地，化学强化微晶玻璃的杨氏模量≥95GPa。化学强化微晶玻璃杨氏模量高，从而赋予化学强化微晶玻璃具有容纳更大的压应力存储空间，为化学强化微晶玻璃的压应力的提高提供了条件。

可选地，化学强化微晶玻璃的表层还具有K/Na交换层。通过K/Na交换层(钾层)的引入进一步提高化学强化微晶玻璃抗冲击性能，同时有助于维持化学强化微晶玻璃的抗粗糙地面跌落性能。

进一步地，K/Na交换层的厚度≤3μm。通过对K/Na交换层(钾层)厚度的控制，能够进一步提高化学强化微晶玻璃抗冲击性能和抗粗糙地面跌落性能。并在上述压应力层深度、压应力强度以及压应力层深度与压应力强度两者之间的关系的基础上，能够有效降低K/Na交换层的厚度要求。

可选地，化学强化微晶玻璃为2D形态化学强化微晶玻璃或/和2.5D形态化学强化微晶玻璃，所述2D形态化学强化微晶玻璃或/和2.5D形态化学强化微晶玻璃的色坐标b绝对值≤0.3，雾度≤0.14。化学强化微晶玻璃作为2D形态化学强化微晶玻璃或2.5D形态化学强化微晶玻璃时，其具有优异的抗粗糙地面刺破能力和透光性。

可选地，化学强化微晶玻璃为所述3D形态化学强化微晶玻璃，所述3D形态化学强化微晶玻璃的色坐标b绝对值≤0.4，雾度≤0.15。化学强化微晶玻璃作为3D形态化学强化微晶玻璃时，依然具有优异的抗粗糙地面刺破能力和透光性。

本申请实施例的再一方面，本申请实施例化学强化微晶玻璃的制备方法，包括如下步骤：

将上文本申请实施例素微晶玻璃于含钠盐浴中进行一次化学强化处理，形成Na/Li交换层。

本申请化学强化微晶玻璃的制备方法于含钠盐浴中对本申请实施例素微晶玻璃进行一次化学强化处理，使得在素微晶玻璃表层中形成Na/Li交换层，并能够通过一次化学强化处理的控制，能够使得化学强化形成的化学强化微晶玻璃具有上文本申请实施例化学强化微晶玻璃所具有相对高的压应力，应力强度得到了较大提升，能够抵抗裂纹扩展，具有优异的抗粗糙地面的刺破能力。另外，本申请化学强化微晶玻璃的制备方法化学强化条件易控，使得制备的化学强化微晶玻璃性能稳定，效率高，降低了制备成本。

可选地，含钠盐浴包括NaNO

可选地，一次化学强化处理的温度380-450℃，强化时间0.5-6h。

通过对含钠盐浴的种类和NaNO

可选地，在一次化学强化处理之后，还包括对形成有所述Na/Li交换层的化学强化微晶玻璃于含钾盐浴中进行二次化学强化处理，形成K/Na交换层。通过进一步对经一次化学强化处理形成的化学强化微晶玻璃进行二次化学强化处理，在形成的化学强化微晶玻璃表层形成K/Na交换层，从而进一步提高化学强化微晶玻璃抗冲击性能和抗粗糙地面跌落性能。

进一步地，含钾盐浴包括KNO

进一步地，二次化学强化处理的温度380-450℃，强化时间0.2-1h。

通过对含钾盐浴的种类和KNO

本申请实施例的又一方面，提供了电子设备。本申请实施例电子设备包括玻璃部件，玻璃部件为上文本申请实施例化学强化微晶玻璃或根据上文本申请实施例化学强化微晶玻璃的制备方法制备的化学强化微晶玻璃。由于本申请实施例化学强化微晶玻璃具有上述优异的抗粗糙地面刺破能力和光学性能或进一步具有优异的抗冲击性能，因此，赋予玻璃部件优异的抗跌和抗摔性，而且强度高，从而赋予本申请实施例电子设备优异的抗跌和抗摔性以及抗冲击性，电子设备质量和工作性能稳定性高。

进一步地，玻璃部件包括显示盖板、保护盖板、保护屏中的至少一种。该玻璃部件透光性好和保护力度强，而且抗跌和抗摔，同时具有高强度，其显示或保护性能好，且稳定。

附图说明

图1为微晶玻璃抵抗刺破机理示意图；

图2为现有铝硅一强玻璃、锂铝硅二强玻璃和本发申请实施例化学强化微晶玻璃进行应力曲线图；

图3为本申请实施例化学强化微晶玻璃的制备方法工艺流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

在本申请实施例中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

下文相关专用名称的解释：

素微晶玻璃：未被强化处理的微晶玻璃。

化学强化微晶玻璃：是经过高温离子交换工艺处理后的化学钢化微晶玻璃。在高温熔盐中大碱金属离子取代玻璃中的小碱金属离子从而产生交换离子体积差，在素玻璃的表层中产生由高到低的压应力，阻碍和延缓玻璃微裂纹的扩展，达到提高玻璃机械强度的目的。

压应力层深度(Doc)：化学强化微晶玻璃的压应力层深度。

化学强化玻璃表层50μm深度处的压应力值(CS50)：表示化学强化微晶玻璃表层中50μm深度处的压应力值。

Na/Li交换层：是指化学强化微晶玻璃的钠离子替代部分锂离子的含钠层。

K/Na交换层：是指化学强化微晶玻璃的钾离子替代部分钠离子的含钾层。

钠-锂离子交换：化学强化中，盐浴中的钠离子取代玻璃中的锂离子。

钾-钠离子交换：化学强化中，盐浴中的钾离子取代玻璃中的钠离子。

一方面，本申请实施例提供了一种化学强化微晶玻璃。本申请实施例化学强化微晶玻璃具有Na/Li交换层，且具有压应力层。经测得，本申请实施例化学强化微晶玻璃的应力曲线如图2所示，其压应力层深度和压应力强度至少具有如下1至3点特征：

1.化学强化微晶玻璃的压应力层深度Doc与化学强化微晶玻璃的总厚度满足如下式1-1所示关系：

Doc＝0.15t～0.22t(1-1)。

2.化学强化微晶玻璃表层压应力强度满足如下式1-2所示关系：

化学强化微晶玻璃表层强化深度50μm处的压应力强度CS50满足如下式1-2所示关系：

CS50＝130+(20t-13)×15MPa～230+(20t-13)×15MPa；(1-2)。

3.化学强化微晶玻璃表层压应力强度与压应力层深度Doc之间的关系满足如下式1-3所示关系：

CS50/(Doc-50)＝1.4～6，单位为MPa/μm；(1-3)。

其中，式1-1和式1-2中的t为化学强化微晶玻璃的总厚度，因此，t为大于0的正数，单位可以是mm。实施例中，t也即是本申请实施例化学强化微晶玻璃的总厚度为0.3～0.8mm。

与式1-2相关的表层强化深度50μm处是指化学强化微晶玻璃表面至内部方向，其内部深度50μm区域。在实验过程中发现，本申请实施例化学强化微晶玻璃的CS50过小时，会导致化学强化微晶玻璃的如抗粗糙地面的刺破能力等降低，可靠性受影响；CS50过高时，化学强化微晶玻璃的破裂碎片过小。

另外，由图2中所示的现有铝硅一强玻璃(主要成分含SiO

基于上文所述的由于本申请实施例化学强化微晶玻璃具有上述特定的压应力层深度、压应力强度以及压应力层深度与压应力强度两者之间的关系，因此，与现有铝硅一强玻璃、锂铝硅二强玻璃相比，本申请实施例化学强化微晶玻璃具有相对高的压应力，应力强度相对于当前的铝硅玻璃和微晶玻璃有较大提升，能够抵抗裂纹扩展。与当前生活场景常见强化玻璃(如当前手机在生活场景常见失效的粗糙地面刺破深度一般为40～70μm)相比，本申请实施例化学强化微晶玻璃的抗粗糙地面的刺破能力得到显著提升，在粗糙地面的跌落高度高于现有的铝硅玻璃和微晶玻璃。其中，图2中的铝硅一强玻璃曲线(K/Na交换)为业界通用表面应力测试设备FSM-6000LEUV测试，锂铝硅二强曲线(同时具备K/Na，Na/Li交换)为业界表面应力测试设备FSM-6000LEUV及散乱光光弹性应力仪SLP2000拟合测试合成；本申请化学强化微晶玻璃曲线采用SLP2000测试。

进一步测得，本申请实施例化学强化微晶玻璃还具有如下的相关机械性能和光学等性能：

实施例中，采用10mm直径圆头金属压杆挤压化学强化微晶玻璃至破碎时，碎片最长边平均尺寸≥5mm。因此，化学强化微晶玻璃内部张应力适当，抗粗糙地面的刺破能力强，避免了自爆的风险。

实施例中，厚度为0.6mm时，化学强化微晶玻璃的砂纸跌落高度≥1.5m。体现了化学强化微晶玻璃优异的抗跌落性能。该砂纸跌落高度数据是在180#砂纸/200g载重场景下进行测试，具体是将待测的本申请化学强化微晶玻璃平面朝下，并在另表面负载标准的200g负载物，0.5m起跌，每跌一次检查外观；没问题的话，提升0.1m，直接测试到玻璃破裂为止，记录失效高度。

实施例中，在温度85℃/湿度85％的环境保存72h，化学强化微晶玻璃的外表面不出现钠盐析出，体现了化学强化微晶玻璃优异的热湿稳定性。

实施例中，化学强化微晶玻璃的厚度为在厚度≤0.8mm时，在400-940nm波长的光平均透过率≥89.5％，且550nm与400nm波长时的单点透过率差<1％，色坐标b绝对值≤0.4，雾度≤0.15。体现了化学强化微晶玻璃优异的透光性等光学性能。

因此，基于化学强化微晶玻璃具有上述压应力层深度、压应力强度以及压应力层深度与压应力强度两者之间的关系，化学强化微晶玻璃除了具有高的压应力强度，具有优异的抗粗糙地面的刺破能力，具有高的抗跌落高度，如下文表1中所示；还具有优异的热湿稳定性好，而且透光性等光学性好。

实施例中，用于形成上述化学强化微晶玻璃的素微晶玻璃的主晶相为硅酸锂或β-石英固溶体中的任一种，所含总晶相质量分数为35～75％，其中次晶相总含量<5％。通过对素微晶玻璃的主晶相种类和晶相含量进行控制，能够有效使得化学强化微晶玻璃所含的Na/Li交换层不受Li的不利影响，能够有效实现CS50范围的控制，从而进一步提高化学强化微晶玻璃的抗粗糙地面刺破能力。同时还能够提高化学强化微晶玻璃的如透光性等光学性能。

一些实施例中，上述素微晶玻璃包括主要组成和成核剂；其中，主要组成包括SiO

实施例中，上述素微晶玻璃可以采用熔融浇筑法或者压延法制备形成。一些实施例中，上述素微晶玻璃经过如下两步热处理：

第一步热处理：温度为500-600℃，处理时间为0.1-10h；

第二步热处理：温度为640-800℃，处理时间为0.1-10h。

通过对素微晶玻璃的制备方法或进一步采用该两步热处理，使得形成的获得素微晶玻璃所需的结晶度的主晶相及其含量，并能够调节主晶相及晶相含量，从而实现提高化学强化微晶玻璃的抗粗糙地面刺破能力和光学性能。

由于素微晶玻璃具有的主晶相种类和晶相含量，经检测，素微晶玻璃还具有优异的杨氏模量等机械性能和透光性能等光学性能。

如实施例中，素微晶玻璃厚度为厚度≤0.8mm时，在400-940nm波长的光平均透过率≥89.5％，且550nm与400nm波长的单点透过率差<1％，色坐标b绝对值≤0.3，雾度≤0.14。通过对素微晶玻璃主晶相种类和晶相含量进行控制，使得素微晶玻璃具有良好的如透光性等光学性能，且光学性能稳定。

实施例中，素微晶玻璃的杨氏模量≥95GPa。基于素微晶玻璃具有的主晶相种类和晶相含量，赋予素微晶玻璃高的杨氏模量，以此赋予化学强化微晶玻璃高的杨氏模量，如化学强化微晶玻璃高的杨氏模量≥95GPa，从而赋予化学强化微晶玻璃具有容纳更大的压应力存储空间，为化学强化微晶玻璃的压应力的提高提供了条件。而且赋予素微晶玻璃和化学强化微晶玻璃高的抗冲击性能，如经检测，化学强化微晶玻璃相对于现有铝硅玻璃约提高25～30GPa，有效降低了化学强化微晶玻璃对K/Na交换层的要求和依赖。

实施例中，上述各实施例中化学强化微晶玻璃的表层还具有K/Na交换层。在化学强化微晶玻璃的表层进一步形成K/Na交换层也即是在化学强化微晶玻璃表层增加钾层，在化学强化微晶玻璃具有高抗粗糙地面的刺破能力的基础上，进一步优化提高化学强化微晶玻璃的抗粗糙地面跌落性能，并进一步提高化学强化微晶玻璃的抗冲击性能。

而且基于本申请实施例化学强化微晶玻璃具有高杨氏模量，如杨氏模量≥95GPa，该高的杨氏模量支撑较好的抗冲击强度，有效降低了K/Na交换层的依赖。如图2所示应力曲线，相对于现有铝硅一强玻璃曲线，本申请实施例化学强化微晶玻璃不需要较大的K/Na交换层。如实施例中，上述各实施例中化学强化微晶玻璃所含的K/Na交换层的厚度≤3μm。通过对K/Na交换层(钾层)厚度的控制，能够进一步提高化学强化微晶玻璃抗冲击性能和抗粗糙地面跌落性能。并在上述压应力层深度、压应力强度以及压应力层深度与压应力强度两者之间的关系的基础上，能够有效降低K/Na交换层的厚度要求。

基于上述各实施例化学强化微晶玻璃具有优异的抗粗糙地面的刺破能力，抗跌落性能和透光等光学性能，或进一步具有高的杨氏模量、抗冲击性能。本申请实施例化学强化微晶玻璃可以是2D形态化学强化微晶玻璃、2.5D形态化学强化微晶玻璃、3D形态化学强化微晶玻璃中的任一种。化学强化微晶玻璃具有的上述优异的抗粗糙地面刺破能力和光学性能，扩展了其应用范围，并提高相应产品的质量和性能的稳定性。

当上述各实施例化学强化微晶玻璃为2D形态化学强化微晶玻璃或2.5D形态化学强化微晶玻璃时，实施例中，该化学强化微晶玻璃的CS50与Doc满足：CS50/(Doc-50)为1.4～6。

另些实施例中，该化学强化微晶玻璃在厚度≤0.8mm时，在400-940nm时的光平均透过率≥89.5％，且550nm与400nm波长时的单点透过率差<1％，色坐标b绝对值≤0.3，雾度≤0.14。

因此，该化学强化微晶玻璃作为2D形态化学强化微晶玻璃或2.5D形态化学强化微晶玻璃时，其具有优异的抗粗糙地面刺破能力和透光性，与素微晶玻璃的光学性能相比，且其如透光性等光学性能保持稳定。

当上述各实施例化学强化微晶玻璃为3D形态化学强化微晶玻璃时，实施例中，该3D形态化学强化微晶玻璃长边折弯角度为15～89°。而且，其化学强化微晶玻璃的CS50、Doc以及CS50与Doc之间的关系满足上文式1-1至1-3所示特性，具有依然具有优异的抗粗糙地面刺破能力，当然同时依然具有优异的抗冲击性能。测得其光学特性为如上述400-940nm时的光平均透过率≥89.5％，且550nm与400nm波长时的单点透过率差<1％，色坐标b绝对值≤0.4，雾度≤0.15。虽然与其素微晶玻璃的光学性能相比，略有差异，但是差异不明显，因此，上述各实施例化学强化微晶玻璃为3D形态化学强化微晶玻璃时，其依然具有优异的如透光性等光学性能保持稳定。

另一方面，本申请实施例的提供了上文本申请实施例化学强化微晶玻璃的制备方法。本申请实施例化学强化微晶玻璃的制备方法工艺流程如图3所示，包括如下步骤：

S01：将待化学强化处理的素微晶玻璃于含钠盐浴中进行一次化学强化处理，形成Na/Li交换层。

在一次化学强化处理过程中，含钠盐浴中的钠离子在热力作用下向素微晶玻璃表层中扩散，并与素微晶玻璃表层中的锂离子交换，也即是进行钠-锂离子交换，使得在素微晶玻璃表层中形成Na/Li交换层，并能够通过一次化学强化处理的控制，能够使得化学强化形成的化学强化微晶玻璃具有上文本申请实施例化学强化微晶玻璃如上文式1-1至1-3所示的压应力层深度和压应力强度CS50范围以及两者之间的关系，从而赋予制备的化学强化微晶玻璃具有相对高的压应力，应力强度得到了较大提升，能够抵抗裂纹扩展，具有优异的抗粗糙地面的刺破能力。另外，本申请化学强化微晶玻璃的制备方法化学强化条件易控，使得制备的化学强化微晶玻璃性能稳定，效率高，降低了制备成本。

实施例中，含钠盐浴包括NaNO

另外，该待化学强化处理的素微晶玻璃为上文化学强化微晶玻璃的素微晶玻璃，如主晶相为硅酸锂或β-石英固溶体中的任一种，所含总晶相质量分数为35～75％，其中次晶相总含量<5wt％。具体实施例中素微晶玻璃包括主要组成和成核剂；主要组成包括SiO

实施例中，当制备的化学强化微晶玻璃为3D形态化学强化微晶玻璃时，在将待化学强化处理的素微晶玻璃于含钠盐浴中进行一次化学强化处理之前，还包括将素微晶玻璃进行如下热弯处理的步骤：

将素微晶玻璃于650～750℃下进行单段热弯处理30～120s，形成3D素微晶玻璃，其中，单段热弯处理的压力为0.1～0.9MPa。

通过对素微晶玻璃进行热弯处理形成3D素微晶玻璃，从而经上述一次化学强化处理或进一步经二次化学强化处理后，能够形成3D形态化学强化微晶玻璃，并保证3D形态化学强化微晶玻璃具有高的压应力和具有优异的抗粗糙地面的刺破能力和透光性能。

具体实施例中，3D素微晶玻璃的长边折弯角度为15～89°。另些具体实施例中，3D素微晶玻璃的色坐标b值变化差异绝对值≤0.1。通过对上述热弯处理条件的控制，制备的3D素微晶玻璃具有所需的长边折弯角度，而且光学性能稳定。

与现有微晶玻璃如背景技术部分中提到的主晶相为透锂长石和二硅酸锂的微晶玻璃相比，现有主晶相为透锂长石和二硅酸锂的微晶玻璃的热弯温度＞750℃，热弯过程晶相尺寸长大，导致3D成型后光学性能急剧恶化(色差b绝对值≥2，雾度≥0.25％)；无法满足热弯3D CG盖板应用。而本申请实施例的上述主晶相为硅酸锂或β-石英固溶体中的任一种素微晶玻璃采用上述的最高热弯温度650～750℃，热弯前后，玻璃色坐标b值变化差异绝对值≤0.1，色坐标b绝对值≤0.4，雾度≤0.14；满足3D热弯3DCG盖板应用。

实施例中，在上述一次化学强化处理之后，还包括如图3中的步骤S02：对形成有Na/Li交换层的化学强化微晶玻璃于含钾盐浴中进行二次化学强化处理，形成K/Na交换层。

在二次化学强化处理过程中，含钾盐浴中的钾离子在热力作用下向化学强化微晶玻璃表层中扩散，并与Na/Li交换层中的钠离子交换，也即是进行钾-钠离子交换，在化学强化微晶玻璃表层中形成K/Na交换层，从而进一步提高化学强化微晶玻璃抗冲击性能和抗粗糙地面跌落性能。

实施例中，含钾盐浴包括KNO

另外，将上述本申请实施例化学强化微晶玻璃及其制备方法制备的化学强化微晶玻璃与现有微晶玻璃如背景技术部分中提到的主晶相为透锂长石和二硅酸锂的微晶玻璃相比。由于现有主晶相为透锂长石和二硅酸锂的微晶玻璃的结晶度较高(该材料含多种主晶相，需要较高的结晶度维持优秀的光学性能)，离子交换需要更大的势能，因此需要更高的化学强化温度/更长的化学强化时间；而且该微晶玻璃对化学强化炉水中的Li浓度敏感，化学强化过程需要精确控制Li浓度，且受限于Li在化学强化过程中对Na/Li交换的抑制，因此，现有的该微晶玻璃化学强化形成的化学强化微晶玻璃的CS50<130+(20t-13)×15MPa。而本申请实施例化学强化微晶玻璃特别是含有主晶相硅酸锂或β-石英固溶体中的任一种的化学强化微晶玻璃，其结晶度相对低，如结晶度≤75wt％；化学强化处理过程对Li不敏感；通过化学强化处理获得的化学强化微晶玻璃的CS50、Doc以及CS50与Doc之间的关系满足上文式1-1至1-3所示特性，特别是CS50介于130+(20t-13)×15MPa～230+(20t-13)×15MPa，从而获得更优秀的抗粗糙地面刺破能力。

再一方面，基于上文化学强化微晶玻璃及其制备方法，本申请实施例提供了电子设备。本申请实施例电子设备包括玻璃部件，玻璃部件为上文本申请实施例化学强化微晶玻璃。这样，由于本申请实施例化学强化微晶玻璃具有上文所述优异的抗粗糙地面刺破能力和光学性能以及抗冲击性能，从而赋予该玻璃部件具有优异的抗跌和抗摔性，强度高，那么使得包括有该玻璃部件的本申请实施例电子设备也具有优异的抗跌和抗摔性以及抗冲击性，电子设备质量和工作性能稳定性高。

实施例中，电子设备所含的显示盖板、保护盖板、保护屏中的至少一种。该玻璃部件透光性好，显示效果，而且还能够起到良好的保护作用，同时还抗跌和抗摔以及高强度，其显示或保护性能好，使得电子设备稳定。该玻璃部件还可以是2D形态化学强化微晶玻璃、2.5D形态化学强化微晶玻璃、3D形态化学强化微晶玻璃中的任一种，扩展并增强了化学强化微晶玻璃的应用范围，并提高相应电子设备的质量和性能的稳定性。

实施例中，电子设备包括通信移动终端、电子手表、手环、电脑中的至少一种。具体实施例中，当电子设备为通信移动终端如手机时，其所含的玻璃部件可以作为手机的前后盖板。由于该些电子设备含有该玻璃部件，因此，该些电子设备具有优异的抗跌落性能或进一步具有优异的抗冲击性，强度高，从而使得电子设备性能稳定。

以下结合具体实施例对上述化学强化微晶玻璃及其制备方法进行详细阐述。

实施例1

本实施例提供一种3D形态β-石英固溶体化学强化微晶玻璃及其化学强化方法。化学强化微晶玻璃的相关性能及其化学强化方法的相关工艺参数分别如下表2中所述。

其中，化学强化微晶玻璃制备方法包括如下步骤：

S1：素微晶玻璃及其制备：

(1)采用熔融浇筑法制备玻璃基体，其成分组成为SiO

(2)将制备的玻璃基体通过两步热处理获得所需晶相；第一步热处理为600℃，处理时间0.1h，第二步热处理为750～900℃，处理时间0.1h，所获得的晶体主晶相为β-石英固溶体，采用XRD测试获得的结晶度为35wt％；

S2：3D素微晶玻璃及其制备：

将步骤S1中制备得到的β-石英固溶体微晶玻璃经切割/研磨/抛光成0.35mm厚度玻璃原片；再采用3D石墨模具热弯成3D造型，其中最高热弯温度为650℃，热弯压应力为0.9MPa，单站热弯时间30s；

S3：将步骤S2中热弯后的3D玻璃采用3D抛光毛刷抛光凹凸面后(抛光完后厚度0.3mm)进行化学强化处理，形成3D形态β-石英固溶体化学强化微晶玻璃；化学强化条件见表2所示。

实施例2

本实施例提供一种2.5D形态硅酸锂化学强化微晶玻璃及其化学强化方法。化学强化微晶玻璃的相关性能及其化学强化方法的相关工艺参数分别如下表2中所述。

其中，化学强化微晶玻璃制备方法包括如下步骤：

S1：素微晶玻璃及其制备：

(1)采用熔融浇筑法制备玻璃基体，其成分组成为SiO

(2)将制备的玻璃基体通过两步热处理获得所需晶相；第一步热处理为500℃，处理时间10h，第二步热处理为640℃，处理时间10h，所获的晶体主晶相为硅酸锂，采用XRD测试获得的结晶度为75wt％；

S2：2.5D素微晶玻璃及其制备：

将步骤S1中制备得到的硅酸锂素微晶玻璃经切割/研磨/计算机数字控制机床(Computernumerical control，CNC)加工/抛光成0.65mm2.5D形态载体；

S3：将步骤S2中2.5D素微晶玻璃进行抛光毛刷抛光凹凸面后进行化学强化处理，形成2.5D形态硅酸锂化学强化微晶玻璃，成品厚度0.6mm，化学强化条件见表2所示。

实施例3

本实施例提供一种3D形态硅酸锂化学强化微晶玻璃及其化学强化方法。化学强化微晶玻璃的相关性能及其化学强化方法的相关工艺参数分别如下表2中所述。

其中，化学强化微晶玻璃制备方法包括如下步骤：

S1：素微晶玻璃及其制备：

(1)采用熔融浇筑法制备玻璃基体，其成分组成为SiO

(2)将制备的玻璃基体通过两步热处理获得所需晶相；第一步热处理为550℃，处理时间6h，第二步热处理为800℃，处理时间2h，所获得的晶体主晶相为硅酸锂，采用XRD测试获得的结晶度为65wt％；

S2：3D素微晶玻璃及其制备：

将步骤S1中制备得到的硅酸锂素微晶玻璃经切割/研磨/抛光成0.7mm厚度玻璃原片；再采用3D石墨模具热弯成3D造型，其中最高热弯温度为750℃，热弯压应力为0.1MPa，单站热弯时间120s；

S3：将步骤S2中素微晶玻璃采用3D抛光毛刷抛光凹凸面后进行化学强化处理，形成3D形态硅酸锂化学强化微晶玻璃，成品厚度0.6 5mm，化学强化条件见表2所示。

实施例4

本实施例提供一种2.5D形态硅酸锂化学强化微晶玻璃及其化学强化方法。化学强化微晶玻璃的相关性能及其化学强化方法的相关工艺参数分别如下表2中所述。

其中，化学强化微晶玻璃制备方法包括如下步骤：

S1：素微晶玻璃及其制备：

(1)采用熔融浇筑法制备玻璃基体，其成分组成为SiO

(2)将制备的玻璃基体通过两步热处理获得所需晶相；第一步热处理为550℃，处理时间6h，第二步热处理为800℃，处理时间2h。所获得的晶体主晶相为硅酸锂，采用XRD测试获得的结晶度为65wt％；

S2：2.5D素微晶玻璃及其制备：

将步骤S1中制备得到的硅酸锂素微晶玻璃经切割/研磨/抛光成1mm厚度2.5D形态玻璃原片；

S3：将步骤S2中2.5D素微晶玻璃进行化学强化处理，化学强化条件见表1所示。

化学强化微晶玻璃相关性能测试：

将上述实施例1至实施例4分别进行如下表2中的相关性能测试，测试结果如下表1所示：

表1

由表1可知，各实施例中化学强化微晶玻璃的压应力层深度Doc与化学强化微晶玻璃的厚度符合0.15t～0.22t；各化学强化微晶玻璃表层强化深度50μm处的压应力强度CS50与化学强化微晶玻璃的厚度符合130+(20t-13)×15MPa～230+(20t-13)×15MPa；CS50与Doc满足：CS50/(Doc-50)为1～7.5的关系，而且具有高的抗粗糙地面的刺破能力，透光性等光学性优异，且热湿稳定性好。

进一步以业界现有0.6mm厚度的铝硅一强玻璃(K/Na交换)和0.6mm厚度的锂铝硅二强玻璃(同时具备K/Na，Na/Li交换)为对比例，与上述实施例3中相同素微晶玻璃和相同化学强化处理获得的化学强化微晶玻璃分别进行CS50(MPa)和于180#砂纸面跌高度测试。其中，铝硅一强玻璃、锂铝硅二强玻璃和本申请实施例化学强化微晶玻璃的形态及厚度相同。测试结果如表2中所示：

表2

由表2可知，本申请实施例化学强化微晶玻璃的CS50和砂纸面跌高度显著高于现有铝硅一强玻璃和锂铝硅二强玻璃的CS50和砂纸面跌高度，因此，本申请实施例化学强化微晶玻璃的抗粗糙地面刺破能力得到了显著提高。因此，将本申请实施例提供的化学强化微晶玻璃用于电子产品中，如作为手机的前后盖板，具体可以是2D盖板、2.5D盖板、3D盖板等，从而提高手机等电子产品的抗跌落性能，赋予相应电子产品优异的抗摔，而且还能够提高手机等电子产品抗冲击性，从而使得电子产品性能稳定。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。