МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТЕКЛО, ИЗДЕЛИЕ ИЗ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СТЕКЛА И СПОСОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2022 года по МПК C03C10/04 C03C10/14 C03C3/85 

Область техники

Настоящее изобретение относится к микрокристаллическому стеклу, изделию из микрокристаллического стекла и способу их изготовления, в частности, к микрокристаллическому стеклу и изделию из микрокристаллического стекла с превосходными механическими свойствами, подходящему для электронного устройства или устройства отображения, и к способу их изготовления.

Уровень техники

Микрокристаллическое стекло представляет собой материал, в котором при тепловой обработке в стекле выделяются кристаллы. За счет диспергированных внутри кристаллов микрокристаллическое стекло может обладать физическими свойствами, которые невозможно получить в стекле. Примеры включают показатели механической прочности, например, модуль Юнга и трещиностойкость, характеристики разъедания для кислотных или щелочных химических жидкостей, термические свойства, такие как коэффициент теплового расширения и повышение и понижение температуры стеклования. Микрокристаллическое стекло имеет более высокие механические свойства, и вследствие образования микрокристаллов в стекле имеет очевидные преимущества в отношении прочности на изгиб и износостойкости по сравнению с обычным стеклом.

Исходя из вышеуказанных преимуществ, микрокристаллическое стекло или изделия, полученные после его обработки, в настоящее время используют в устройствах отображения или электронных устройствах с высокими требованиями к устойчивости при падении, сжатии и устойчивости к царапинам. Однако в настоящее время микрокристаллическое стекло, имеющееся на рынке, не может быть легко подвергнуто химической закалке или после химической закалки имеет механические свойства, которые нежелательны в случае применения в качестве покровной пластины. Таким образом, целью ученых и технических специалистов являлась разработка разновидности микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла, подходящего для устройств отображения или электронных устройств с высокими требованиями к устойчивости при падении, сжатии и устойчивости к царапинам.

Сущность изобретения

Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в обеспечении изделия из микрокристаллического стекла с превосходными механическими свойствами.

Техническое решение согласно настоящему изобретению, применяемое для решения технической задачи, представляет собой следующее. (1) Изделие из микрокристаллического стекла, где его основная кристаллическая фаза содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца, где прочность при четырехточечном изгибе изделия из микрокристаллического стекла составляет более 600 МПа, и изделие из микрокристаллического стекла содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; Na₂O: 0-5%.

(2) Изделие из микрокристаллического стекла, содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; Na₂O: 0-5%.

(3) Изделие из микрокристаллического стекла, содержащее SiO₂, Al₂O₃ и Li₂O в качестве необходимых компонентов, где прочность при четырехточечном изгибе изделия из микрокристаллического стекла составляет более 600 МПа.

(4) Изделие из микрокристаллического стекла, где его основная кристаллическая фаза содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца, при этом кристалличность составляет более 50%, и изделие из микрокристаллического стекла содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%.

(5) Изделие из микрокристаллического стекла, где светопропускание для толщины 0,55 мм при длине волны 550 нм составляет более 80%, и изделие из микрокристаллического стекла содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%.

(6) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (3)-(5), содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; Na₂O: 0-5%.

(7) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(6), содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SrO: 0-5%; и/или ВаО: 0-5%; и/или TiO₂: 0-5%; и/или Y₂O₃: 0-5%; и/или B₂O₃: 0-3%; и/или осветляющее средство: 0-2%.

(8) Изделие из микрокристаллического стекла, содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; SrO: 0-5%; ВаО: 0-5%; TiO₂: 0-5%; Y₂O₃: 0-5%; Na₂O: 0-5%; B₂O₃: 0-3%; осветляющее средство: 0-2%.

(9) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(8), где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 6 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 6-15; 2) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 5-20; 3) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-80; 4) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 40-90; 5) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,6-1,2; 6) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,3-4,0.

(10) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(9), содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 70-80%; и/или Al₂O₃: 4-12%; и/или Li₂O: 7-15%; и/или ZrO₂: 0,5-6%; и/или P₂O₅: 0,5-5%; и/или K₂O: 0-5%; и/или MgO: 0-5%; и/или ZnO: 0-5%; и/или SrO: 0-1%; и/или ВаО: 0-1%; и/или TiO₂: 0-1%; и/или Y₂O₃: 0-1%; и/или Na₂O: 0-3%; и/или B₂O₃: 0,1-2%; и/или осветляющее средство: 0-1%.

(11) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(10), где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 6 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8-13; 2) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 6-14; 3) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-70; 4) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 45-85; 5) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,7-1,1; 6) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,5-3,5.

(12) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(11), содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 70-76%; и/или Al₂O₃: 4-10%; и/или Li₂O: 8-12,5%; и/или ZrO₂: 1-5%; и/или P₂O₅: 1-2%; и/или K₂O: 0-3%; и/или MgO: 0,3-2%; и/или ZnO: 0-3%; и/или Na₂O: 0-1%; и/или Sb₂O₃: 0-1%; и/или SnO₂: 0-1%; и/или SnO: 0-1%.

(13) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(12), где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 6 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8-12,5; 2) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8-14; 3) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 42-60; 4) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 46-80; 5) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,8-1,0; 6) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,8-3,3.

(14) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(13), содержащее следующие компоненты в процентах по весу: Li₂O: от 8% до менее чем 10%; и/или не содержит SrO; и/или не содержит ВаО; и/или не содержит TiO₂; и/или не содержит Y₂O₃; и/или не содержит GeO₂; и/или не содержит СаО; и/или не содержит Cs₂0; и/или не содержит PbO; и/или не содержит В₂О_э; и/или не содержит As₂O₃; и/или не содержит La₂O₃; и/или не содержит Tb₂O₃.

(15) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(14), где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 4 условий: 1) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,5-14; 2) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 45-60; 3) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 48-80; 4) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8,5-12.

(16) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(15), где его основная кристаллическая фаза содержит дисиликат лития и кристаллическую фазу кварца и/или петалит.

(17) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(16), где его кристалличность составляет более 50%, предпочтительно более 65%, более предпочтительно более 70%, еще более предпочтительно более 75%.

(18) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(17), где поверхностное напряжение составляет более 200 МПа, предпочтительно более 250 МПа, более предпочтительно более 300 МПа.

(19) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(18), где глубина ионообменного слоя составляет более 30 мкм, предпочтительно более 50 мкм, более предпочтительно более 60 мкм, еще более предпочтительно более 80 мкм.

(20) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(19), где высота при определении вязкости методом падающего шарика составляет более 700 мм, предпочтительно более 800 мм, более предпочтительно более 1000 мм, еще более предпочтительно более 1200 мм.

(21) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(20), где трещиностойкость составляет более 1 предпочтительно более 1,3 более предпочтительно более 1,5

(22) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(21), где прочность при четырехточечном изгибе составляет более 600 МПа, предпочтительно более 650 МПа, более предпочтительно более 700 МПа.

(23) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(22), где мутность для толщины 0,55 мм составляет менее 0,6%, предпочтительно менее 0,5%, более предпочтительно менее 0,4%.

(24) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(23), где размер микрокристаллов составляет менее 100 нм, предпочтительно менее 80 нм, более предпочтительно менее 60 нм, еще более предпочтительно менее 50 нм, еще более предпочтительно менее 40 нм.

(25) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(24), где температурный коэффициент показателя преломления составляет менее -0,5×10^-6/°С, предпочтительно менее -0,8×10^-6/°С, более предпочтительно менее -1,1×10^-6/°С.

(26) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(25), где среднее светопропускание для толщины 1 мм при длине волны 400-800 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%.

(27) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(26), где светопропускание для толщины 0,55 мм при длине волны 550 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%, еще более предпочтительно более 91%.

(28) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(27), дополнительно содержащее краситель, обеспечивающий получение изделия из микрокристаллического стекла в различных цветах.

(29) Изделие из микрокристаллического стекла по пункту (28), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0-4%; и/или Ni₂O₃: 0-4%; и/или СоО: 0-2%; и/или Со₂О_э: 0-2%; и/или Fe₂O₃: 0-7%; и/или MnO₂: 0-4%; и/или Er₂O₃: 0-8%; и/или Nd₂O₃: 0-8%; и/или Cu₂O: 0-4%; и/или Pr₂O₃: 0-8%; и/или CeO₂: 0-4%.

(30) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (28) или (29), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0,1-4%; и/или Ni₂O₃: 0,1-4%; и/или СоО: 0,O₅-2%; и/или Co₂O₃: 0,O₅-2%; и/или Fe₂O₃: 0,2-7%; и/или MnO₂: 0,1-4%; и/или Er₂O₃: 0,4-8%; и/или Nd₂O₃: 0,4-8%; и/или Cu₂O: 0,5-4%; и/или Рг₂О_э: 0,4-8%; и/или CeO₂: 0,5-4%.

(31) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (28) или (29), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0,1-3%; и/или Ni₂O₃: 0,1-3%; и/или СоО: 0,O₅-1,8%; и/или Co₂O₃: 0,O₅-1,8%; и/или Fe₂O₃: 0,2-5%; и/или MnO₂: 0,1-3%; и/или Er₂O₃: 0,4-6%; и/или Nd₂O₃: 0,4-6%; и/или Cu₂O: 0,5-3%; и/или Рг₂О_э: 0,4-6%; и/или CeO₂: 0,5-3%.

(32) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (28) или (29), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0,1-3%; и/или Ni₂O₃: 0,1-3%.

(33) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (28) или (29), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: СоО: 0,O₅-1,8%; и/или Со₂О_э: 0,O₅-1,8%.

(34) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (28) или (29), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Cu₂O: 0,5-3%; и/или CeO₂: 0,5-3%.

(35) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (28) или (29), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Fe₂O₃: 0,2-5%, СоО: 0,O₅-0,3%; или Fe₂O₃: 0,2-5%, Со₂О_э: 0,O₅-0,3%; или Fe₂O₃: 0,2-5%, СоО: 0,O₅-0,3% и NiO: 0,1-1%; или Fe₂O₃: 0,2-5%, Co₂O₃: 0,O₅-0,3%, и NiO: 0,1-1%.

(36) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (28) или (29), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Pr₂O₃: 0,4-6%; или Fe₂O₃: 0,2-5%; или MnO₂: 0,1-3%; или Er₂O₃: 0,4-6%; или Nd₂O₃: 0,4-6%.

(37) Изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (28) или (29), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Er₂O₃: 0,4-6%, Nd₂O₃: 0,4-4%, и MnO₂: 0,1-2%.

Настоящее изобретение также обеспечивает микрокристаллическое стекло с превосходным механическим свойством.

Техническое решение согласно настоящему изобретению, применяемое для решения технической задачи, представляет собой следующее. (38) Микрокристаллическое стекло, где его основная кристаллическая фаза содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца. Мутность микрокристаллического стекла толщиной 0,55 мм составляет менее 0,6%. Микрокристаллическое стекло содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%.

(39) Микрокристаллическое стекло, содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%.

(40) Микрокристаллическое стекло, содержащее SiO₂, Al₂O₃ и Li₂O в качестве необходимых компонентов, при этом мутность микрокристаллического стекла толщиной 0,55 мм составляет менее 0,6%.

(41) Микрокристаллическое стекло, где его основная кристаллическая фаза содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца, и кристалличность составляет более 50%, при этом микрокристаллическое стекло содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%.

(42) Микрокристаллическое стекло, где светопропускание для толщины 0,55 мм при длине волны 550 нм составляет более 80%; при этом микрокристаллическое стекло содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%.

(43) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (40)-(42), содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%.

(44) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(43), дополнительно содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SrO: 0-5%; и/или ВаО: 0-5%; и/или TiO₂: 0-5%; и/или Y₂O₃: 0-5%; и/или Na₂O: 0-3%; и/или B₂O₃: 0-3%; и/или осветляющее средство: 0-2%.

(45) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(44), где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 6 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 6-15; 2) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 5-20; 3) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-80; 4) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 40-90; 5) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,6-1,2; 6) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,3-4,0.

(46) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(45), содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 70-80%; и/или Al₂O₃: 4-12%; и/или Li₂O: 7-15%; и/или ZrO₂: 0,5-6%; и/или P₂O₅: 0,5-5%; и/или K₂O: 0-5%; и/или MgO: 0-5%; и/или ZnO: 0-5%; и/или SrO: 0-1%; и/или ВаО: 0-1%; и/или TiO₂: 0-1%; и/или Y₂O₃: 0-1%; и/или Na₂O: 0-1%; и/или В₂О_э: 0,1-2%; и/или осветляющее средство: 0-1%.

(47) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(46), где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 6 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8-13; 2) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 6-14; 3) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-70; 4) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 45-85; 5) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,7-1,1; 6) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,5-3,5.

(48) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(47), содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 70-76%; и/или Al₂O₃: 4-10%; и/или Li₂O: 8-12,5%; и/или ZrO₂: 1-5%; и/или P₂O₅: 1-2%; и/или K₂O: 0-3%; и/или MgO: 0,3-2%; и/или ZnO: 0-3%; и/или Sb₂O₃: 0-1%; и/или SnO₂: 0-1%; и/или SnO: 0-1%.

(49) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(48), где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 6 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8-12,5; 2) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8-14; 3) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 42-60; 4) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 46-80; 5) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,8-1,0; 6) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,8-3,3.

(50) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(49), которое содержит следующие компоненты в процентах по весу: Li₂O: от 9% до менее чем 10%; при этом не содержит SrO; и/или не содержит ВаО; и/или не содержит TiO₂; и/или не содержит Y₂O₃; и/или не содержит GeO₂; и/или не содержит СаО; и/или не содержит Cs₂0; и/или не содержит PbO; и/или не содержит As₂O₃; и/или не содержит La₂O₃; и/или не содержит Tb₂O₃; и/или не содержит Na₂O; и/или не содержит B₂O₃.

(51) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(50), где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 4 условий: 1) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,5-14; 2) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 45-60; 3) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 48-80; и 4) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8,5-12.

(52) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(51), где его основная кристаллическая фаза содержит дисиликат лития и кристаллическую фазу кварца и/или петалит.

(53) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(52), где его кристалличность составляет более 50%, предпочтительно более 65%, более предпочтительно более 70%, еще более предпочтительно более 75%.

(54) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(53), гдемутность для толщины 0,55 мм составляет менее 0,6%, предпочтительно менее 0,5%, более предпочтительно менее 0,4%.

(55) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(54), где размер микрокристаллов составляет менее 100 нм, предпочтительно менее 80 нм, более предпочтительно менее 60 нм, еще более предпочтительно менее 50 нм, еще более предпочтительно менее 40 нм.

(56)Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(55), где температурный коэффициент показателя преломления составляет менее -0,5×10^-6/°С, предпочтительно менее -0,8×10^-6/°С, более предпочтительно менее -1,1×10^-6/°С.

(57) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(56), где среднее светопропускание для толщины 1 мм при длине волны 400-800 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%.

(58) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(57), где светопропускание для толщины 0,55 мм при длине волны 550 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%, еще более предпочтительно более 91%.

(59) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(58), где показатель преломления (nd) составляет 1,520-1,550, предпочтительно 1,530-1,545.

(60) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(59), дополнительно содержащее краситель, обеспечивающий получение микрокристаллического стекла в различных цветах.

(61) Микрокристаллическое стекло по пункту (60), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0-4%; и/или Ni₂O₃: 0-4%; и/или СоО: 0-2%; и/или Со₂О_э: 0-2%; и/или Fe₂O₃: 0-7%; и/или MnO₂: 0-4%; и/или Er₂O₃: 0-8%; и/или Nd₂O₃: 0-8%; и/или Cu₂O: 0-4%; и/или Pr₂O₃: 0-8%; и/или CeO₂: 0-4%.

(62) Микрокристаллическое стекло по пункту (60) или пункту (61), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0,1-4%; и/или Ni₂O₃: 0,1-4%; и/или СоО: 0,O₅-2%; и/или Со₂О_э: 0,O₅-2%; и/или Fe₂O₃: 0,2-7%; и/или MnO₂: 0,1-4%; и/или Er₂O₃: 0,4-8%; и/или Nd₂O₃: 0,4-8%; и/или Cu₂O: 0,5-4%; и/или Pr₂O₃: 0,4-8%; и/или CeO₂: 0,5-4%.

(63) Микрокристаллическое стекло по пункту (60) или пункту (61), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0,1-3%; и/или Ni₂O₃: 0,1-3%; и/или СоО: 0,O₅-1,8%; и/или Co₂O₃: 0,O₅-1,8%; и/или Fe₂O₃: 0,2-5%; и/или MnO₂: 0,1-3%; и/или Er₂O₃: 0,4-6%; и/или Nd₂O₃: 0,4-6%; и/или Cu₂O: 0,5-3%; и/или Pr₂O₃: 0,4-6%; и/или CeO₂: 0,5-3%.

(64) Микрокристаллическое стекло по пункту (60) или пункту (61), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0,1-3%; и/или Ni₂O₃: 0,1-3%.

(65) Микрокристаллическое стекло по пункту (60) или пункту (61), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: СоО: 0,O₅-1,8%; и/или Co₂O₃: 0,O₅-1,8%.

(66) Микрокристаллическое стекло по пункту (60) или пункту (61), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Cu₂O: 0,5-3%; и/или CeO₂: 0,5-3%.

(67) Микрокристаллическое стекло по пункту (60) или пункту (61), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Fe₂O₃: 0,2-5%, СоО: 0,O₅-0,3%; или Fe₂O₃: 0,2-5%, Co₂O₃: 0,O₅-0,3%; или Fe₂O₃: 0,2-5%, СоО: 0,O₅-0,3% и NiO: 0,1-1%; или Fe₂O₃: 0,2-5%, Co₂O₃: 0,O₅-0,3%, и NiO: 0,1-1%.

(68) Микрокристаллическое стекло по пункту (60) или пункту (61), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Pr₂O₃: 0,4-6%; или Fe₂O₃: 0,2-5%; или MnO₂: 0,1-3%; или Er₂O₃: 0,4-6%; или Nd₂O₃: 0,4-6%.

(69) Микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (60) или (61), где его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Er₂O₃: 0,4-6%, Nd₂O₃: 0,4-4%, и MnO₂: 0,1-2%.

Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает композицию стекла.

Техническое решение согласно настоящему изобретению, применяемое для решения технической задачи, заключается в следующем. (70) Композиция стекла с коэффициентом теплового расширения (α_20-120°c) 45×10^-7/K-70×10^-7/K содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; SrO: 0-5%; ВаО: 0-5%; TiO₂: 0-5%; Y₂O₃: 0-5%; B₂O₃: 0-3%; Na₂O: 0-3%; осветляющее средство: 0-2%.

(71) Композиция стекла, содержащая следующие компоненты в процентах по весу: SiQ₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%.

(72) Композиция стекла, содержащая SiO₂, Al₂O₃ и Li₂O в качестве необходимых компонентов, где ее показатель преломления (nd) составляет 1,500-1,530, и коэффициент теплового расширения (α_20-123°c) составляет 45×10^-7K-70×10^-7K.

(73) Композиция стекла по пункту (72), содержащая следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%.

(74) Композиция стекла по любому из пунктов (71)-(73), дополнительно содержащая следующие компоненты в процентах по весу: SrO: 0-5%; ВаО: 0-5%; TiO₂: 0-5%; Y₂O₃: 0-5%; В₂О_э: 0-3%; Na₂O: 0-3%; осветляющее средство: 0-2%.

(75) Композиция стекла, содержащая следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; SrO: 0-5%; ВаО: 0-5%; TiO₂: 0-5%; Y₂O₃: 0-5%; B₂O₃: 0-3%; Na₂O: 0-3%; осветляющее средство: 0-2%.

(76) Композиция стекла по любому из пунктов (70)-(75), содержащая следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 70-80%, предпочтительно 70-76%; и/или Al₂O₃: 4-12%, предпочтительно 4-10%; и/или Li₂O: 7-15%, предпочтительно 8-12,5%; и/или ZrO₂: 0,5-6%, предпочтительно 1-5%; и/или P₂O₅: 0,5-5%, предпочтительно 1-2%; и/или K₂O: 0-5%, предпочтительно 0-3%; и/или MgO: 0-5%, предпочтительно 0,5-2%; и/или ZnO: 0-5%, предпочтительно 0-3%; и/или SrO: 0-1%; и/или ВаО: 0-1%; и/или TiO₂: 0-1%; и/или Y₂O₃: 0-1%; и/или Na₂O: 0-1%; и/или осветляющее средство: 0-1%.

(77) Композиция стекла по любому из пунктов (70)-(76), где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 6 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 6-15, предпочтительно 8-13, более предпочтительно 8-12,5, еще более предпочтительно 8,5-12; 2) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 5-20, предпочтительно 6-14, более предпочтительно 8-14, еще более предпочтительно 8,5-14; 3) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-80, предпочтительно 40-70, более предпочтительно 42-60, еще более предпочтительно 45-60; 4) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 40-90, предпочтительно 45-85, более предпочтительно 46-80, еще более предпочтительно 48-80; 5) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,6-1,2, предпочтительно 0,7-1,1, более предпочтительно 0,8-1,0; 6) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,3-4,0, предпочтительно 2,5-3,5, более предпочтительно 2,8-3,3.

(78) Композиция стекла по любому из пунктов (70)-(77), которая содержит следующие компоненты в процентах по весу: Li₂O: от 8% до менее чем 10%; при этом не содержит SrO; и/или не содержит ВаО; и/или не содержит TiO₂; и/или не содержит Y2O3; и/или не содержит GeO₂; и/или не содержит СаО; и/или не содержит Cs₂O; и/или не содержит PbO; и/или не содержит As₂O₃; и/или не содержит Ьа₂Оз; и/или не содержит Tb₂O₃; и/или не содержит Na₂O; и/или не содержит B₂O₃.

(79) Композиция стекла по любому из пунктов (70)-(78), где коэффициент теплового расширения (α_20-120°с) составляет 45×10^-7/K-70×10-⁷/К, предпочтительно 50×10^-7/К-70×10^-7/К.

(80) Композиция стекла по любому из пунктов (70)-(79), где показатель преломления (nd) составляет 1,500-1,530, предпочтительно 1,510-1,525.

(81) Композиция стекла по любому из пунктов (70)-(80), дополнительно содержащая краситель, обеспечивающий получение композиции стекла в различных цветах.

(82) Композиция стекла по пункту (81), где ее краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0-4%; и/или Ni₂O₃: 0-4%; и/или СоО: 0-2%; и/или Со₂О_э: 0-2%; и/или Fe₂O₃: 0-7%; и/или MnO₂: 0-4%; и/или Er₂O₃: 0-8%; и/или Nd₂O₃: 0-8%; и/или Cu₂O: 0-4%; и/или Рг₂О_э: 0-8%; и/или CeO₂: 0-4%.

(83) Композиция стекла по пункту (81) или пункту (82), где ее краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0,1-4%; и/или Ni₂O₃: 0,1-4%; и/или СоО: 0,O₅-2%; и/или Co₂O₃: 0,O₅-2%; и/или Fe₂O₃: 0,2-7%; и/или MnO₂: 0,1-4%; и/или Er₂O₃: 0,4-8%; и/или Nd₂O₃: 0,4-8%; и/или Cu₂O: 0,5-4%; и/или Pr₂O₃: 0,4-8%; и/или CeO₂: 0,5-4%.

(84) Композиция стекла по пункту (81) или пункту (82), где ее краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0,1-3%; и/или Ni₂O₃: 0,1-3%; и/или СоО: 0,O₅-1,8%; и/или Co₂O₃: 0,O₅-1,8%; и/или Fe₂O₃: 0,2-5%; и/или MnO₂: 0,1-3%; и/или Er₂O₃: 0,4-6%; и/или Nd₂O₃: 0,4-6%; и/или Cu₂O: 0,5-3%; и/или Рг₂О_э: 0,4-6%; и/или CeO₂: 0,5-3%.

(85) Композиция стекла по пункту (81) или пункту (82), где ее краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0,1-3%; и/или Ni₂O₃: 0,1-3%.

(86) Композиция стекла по пункту (81) или пункту (82), где ее краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: СоО: 0,O₅-1,8%; и/или Co₂O₃: 0,O₅-1,8%.

(87) Композиция стекла по пункту (81) или пункту (82), где ее краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Cu₂O: 0,5-3%; и/или CeO₂: 0,5-3%.

(88) Композиция стекла по пункту (81) или пункту (82), где ее краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Fe₂O₃: 0,2-5% и СоО: 0,O₅-0,3%; или Fe₂O₃: 0,2-5% и Co₂O₃: 0,O₅-0,3%; или Fe₂O₃: 0,2-5%, СоО: 0,O₅-0,3% и NiO: 0,1-1%; или Fe₂O₃: 0,2-5%, Co₂O₃: 0,O₅-0,3%, и NiO: 0,1-1%.

(89) Композиция стекла по пункту (81) или пункту (82), где ее краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Pr₂O₃: 0,4-6%; или Fe₂O₃: 0,2-5%; или MnO₂: 0,1-3%; или Er₂O₃: 0,4-6%; или Nd₂O₃: 0,4-6%.

(90) Композиция стекла по любому из пунктов (81) или (82), где краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: Er₂O₃: 0,4-6%, Nd₂O₃: 0,4-4%, MnO₂: 0,1-2%.

Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает стеклянную покровную пластину.

(91) Стеклянная покровная пластина, предусматривающая изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(37), и/или микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(69), и/или композицию стекла по любому из пунктов (70)-(90).

Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает стеклянный элемент.

(92) Стеклянный элемент, предусматривающий изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(37), и/или микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(69), и/или композицию стекла по любому из пунктов (70)-(90).

Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает устройство отображения.

(93) Устройство отображения, предусматривающее изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(37), и/или микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(69), и/или композицию стекла по любому из пунктов (70)-(90), и/или стеклянную покровную пластину по пункту (91).

Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает электронное устройство.

(94) Электронное устройство, предусматривающее изделие из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (1)-(37), и/или микрокристаллическое стекло по любому из пунктов (38)-(69), и/или композицию стекла по любому из пунктов (70)-(90), и/или стеклянную покровную пластину по пункту (91), и/или стеклянный элемент по пункту (92).

Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла.

Техническое решение согласно настоящему изобретению, применяемое для решения технической задачи, представляет собой следующее. (95) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла, включающий следующие стадии: образование композиции стекла, содержащей следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; SrO: 0-5%; ВаО: 0-5%; TiO₂: 0-5%; Y₂O₃: 0-5%; В₂О_э: 0-3%; Na₂O: 0-3%; осветляющее средство: 0-2%, образование микрокристаллического стекла из композиции стекла посредством технологии кристаллизации, где основная кристаллическая фаза микрокристаллического стекла содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца, и затем образование из микрокристаллического стекла изделия из микрокристаллического стекла посредством технологии химической закалки, где прочность при четырехточечном изгибе изделия из микрокристаллического стекла составляет более 600 МПа.

(96) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по пункту (95), где композиция стекла содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 70-80%, предпочтительно 70-76%; и/или Al₂O₃: 4-12%, предпочтительно 4-10%; и/или Li₂O: 7-15%, предпочтительно 8-12,5%; и/или ZrO₂: 0,5-6%, предпочтительно 1-5%; и/или P₂O₅: 0,5-5%, предпочтительно 1-2%; и/или K₂O: 0-5%, предпочтительно 0-3%; и/или MgO: 0-5%, предпочтительно 0,5-2%; и/или ZnO: 0-5%, предпочтительно 0-3%; и/или SrO: 0-1%; и/или ВаО: 0-1%; и/или TiO₂: 0-1%; и/или Y₂O₃: 0-1%; и/или Na₂O: 0-1%; и/или осветляющее средство: 0-1%.

(97) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95) или (96), где содержание каждого компонента композиции стекла удовлетворяет одному или более из следующих 6 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 6-15, предпочтительно 8-13, более предпочтительно 8-12,5, еще более предпочтительно 8,5-12; 2) (Al₂O₃+Li2O)P₂O₅ составляет 5-20, предпочтительно 6-14, более предпочтительно 8-14, еще более предпочтительно 8,5-14; 3) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-80, предпочтительно 40-70, более предпочтительно 42-60, еще более предпочтительно 45-60; 4) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 40-90, предпочтительно 45-85, более предпочтительно 46-80, еще более предпочтительно 48-80; 5) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,6-1,2, предпочтительно 0,7-1,1, более предпочтительно 0,8-1,0; 6) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,3-4,0, предпочтительно 2,5-3,5, более предпочтительно 2,8-3,3.

(98) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(97), где технология кристаллизации предусматривает следующие стадии: нагревание до заранее определенной температуры кристаллизационной обработки, выдерживание в течение некоторого периода времени после достижения температуры термической обработки, а затем охлаждение; при этом температура кристаллизационной обработки составляет предпочтительно 490-800°С, более предпочтительно 550-750°С; и время выдерживания при температуре кристаллизационной обработки составляет предпочтительно 0-8 ч, более предпочтительно 1-6 ч.

(99) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(97), где технология кристаллизации предусматривает следующие стадии: осуществление технологии образования зародышей при первой температуре, и затем осуществление технологии выращивания кристаллов при второй температуре, которая выше температуры технологии образования зародышей.

(100) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по пункту (99), где технология кристаллизации предусматривает следующие стадии: первая температура составляет 490-650°С, и вторая температура составляет 600-850°С, время выдерживания при первой температуре составляет 0-24 ч, предпочтительно 2-15 ч, и время выдерживания при второй температуре составляет 0-10 ч, предпочтительно 0,5-6 ч.

(101) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(100), где технология химической закалки предусматривает следующие стадии: погружение микрокристаллического стекла в солевую ванну из расплавленной соли Na при температуре 430-470°С на приблизительно 6-20 ч, при этом предпочтительная температура находится в диапазоне от 435°С до 460°С, и предпочтительное время находится в диапазоне 8-13 ч; и/или погружение микрокристаллического стекла в солевую ванну из расплавленной соли К при температуре 400-450°С на 1-8 ч, при этом предпочтительное время находится в диапазоне 2-4 ч.

(102) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(100) посредством химической закалки в течение 8 ч в солевой ванне из расплавленной соли Na при 450°С, при этом глубина ионообменного слоя изделия из микрокристаллического стекла составляет более 80 мкм, предпочтительно более 85 мкм.

(1O₃) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(102), где основная кристаллическая фаза изделия из микрокристаллического стекла содержит дисиликат лития и кристаллическую фазу кварца и/или петалит.

(104) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(1O₃), где кристалличность изделия из микрокристаллического стекла составляет более 50%, предпочтительно более 65%, более предпочтительно более 70%, еще более предпочтительно более 75%.

(105) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(1O₃), где поверхностное напряжение изделия из микрокристаллического стекла составляет более 200 МПа, предпочтительно более 250 МПа, более предпочтительно более 300 МПа.

(106) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(1O₅), где глубина ионообменного слоя изделия из микрокристаллического стекла составляет более 30 мкм, предпочтительно более 50 мкм, более предпочтительно более 60 мкм, еще более предпочтительно более 80 мкм.

(107) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(106), где высота при определении вязкости методом падающего шарика изделия из микрокристаллического стекла составляет более 700 мм, предпочтительно более 800 мм, более предпочтительно более 1000 мм, еще более предпочтительно более 1200 мм.

(108) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(107), где трещиностойкость изделия из микрокристаллического стекла составляет более 1 , предпочтительно более 1,3 , более предпочтительно более 1,5 .

(109) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(108), где прочность при четырехточечном изгибе изделия из микрокристаллического стекла составляет более 600 МПа, предпочтительно более 650 МПа, более предпочтительно более 700 МПа.

(110) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(109), где мутность изделия из микрокристаллического стекла толщиной 0,55 мм составляет менее 0,6%, предпочтительно менее 0,5%, более предпочтительно менее 0,4%.

(111) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(110), где размер микрокристаллов изделия из

микрокристаллического стекла составляет менее 100 нм, предпочтительно менее 80 нм, более предпочтительно менее 60 нм, еще более предпочтительно менее 50 нм, еще более предпочтительно менее 40 нм.

(112) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(111), где температурный коэффициент показателя преломления изделия из микрокристаллического стекла составляет менее -0,5×10^-6/°С, предпочтительно менее -0,8×10^-6/°С, более предпочтительно менее -1,1×10^-6/°С.

(113) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(112), где среднее светопропускание изделия из микрокристаллического стекла толщиной 1 мм при длине волны 400-800 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%.

(114) Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по любому из пунктов (95)-(113), где светопропускание изделия из микрокристаллического стекла толщиной 0,55 мм при длине волны 550 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%, еще более предпочтительно более 91%.

Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает способ изготовления микрокристаллического стекла.

Техническое решение согласно настоящему изобретению, применяемое для решения технической задачи, представляет собой следующее. (115) Способ изготовления микрокристаллического стекла, включающий следующие стадии: образование композиции стекла, содержащей следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 1-15%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,1-10%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; SrO: 0-5%; ВаО: 0-5%; TiO₂: 0-5%; Y₂O₃: 0-5%; В₂О_э: 0-3%; Na₂O: 0-3%; осветляющее средство: 0-2%, образование микрокристаллического стекла из композиции стекла посредством технологии кристаллизации, где основная кристаллическая фаза микрокристаллического стекла содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца, и мутность микрокристаллического стекла толщиной 0,55 мм составляет менее 0,6%.

(116) Способ изготовления микрокристаллического стекла по пункту (115), где композиция стекла содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 70-80%, предпочтительно 70-76%; и/или Al₂O₃: 4-12%, предпочтительно 4-10%; и/или Li₂O: 7-15%, предпочтительно 8-12,5%; и/или ZrO₂: 0,5-6%, предпочтительно 1-5%; и/или P₂Os: 0,5-5%, предпочтительно 1-2%; и/или K₂O: 0-5%, предпочтительно 0-3%; и/или MgO: 0-5%, предпочтительно 0,5-2%; и/или ZnO: 0-5%, предпочтительно 0-3%; и/или SrO: 0-1%; и/или ВаО: 0-1%; и/или TiO₂: 0-1%; и/или Y₂O₃: 0-1%; и/или Na₂O: 0-1%; и/или осветляющее средство: 0-1%.

(117) Способ изготовления микрокристаллического стекла по любому из пунктов (115)-(116), где содержание каждого компонента композиции стекла удовлетворяет одному или более из следующих 6 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 6-15, предпочтительно 8-13, более предпочтительно 8-12,5, еще более предпочтительно 8,5-12; 2) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 5-20, предпочтительно 6-14, более предпочтительно 8-14, еще более предпочтительно 8,5-14; 3) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-80, предпочтительно 40-70, более предпочтительно 42-60, еще более предпочтительно 45-60; 4) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 40-90, предпочтительно 45-85, более предпочтительно 46-80, еще более предпочтительно 48-80; 5) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,6-1,2, предпочтительно 0,7-1,1, более предпочтительно 0,8-1,0; 6) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,3-4,0, предпочтительно 2,5-3,5, более предпочтительно 2,8-3,3.

(118) Способ изготовления микрокристаллического стекла по любому из пунктов (115)-(117), где технология кристаллизации предусматривает следующие стадии: нагревание до заранее определенной температуры кристаллизационной обработки, выдерживание в течение некоторого периода времени после достижения температуры термической обработки, а затем охлаждение; при этом температура кристаллизационной обработки составляет предпочтительно 490-800°С, более предпочтительно 550-750°С; и время выдерживания при температуре кристаллизационной обработки составляет предпочтительно 0-8 ч, более предпочтительно 1-6 ч.

(119) Способ изготовления микрокристаллического стекла по любому из пунктов (115)-(117), где технология кристаллизации предусматривает следующие стадии: осуществление технологии образования зародышей при первой температуре, и затем осуществление технологии выращивания кристаллов при второй температуре, которая выше температуры технологии образования зародышей.

(120) Способ изготовления микрокристаллического стекла по пункту (119), где технология кристаллизации предусматривает следующие стадии: первая температура составляет 490-650°С, и вторая температура составляет 600-850°С, время выдерживания при первой температуре составляет 0-24 ч, предпочтительно 2-15 ч, и время выдерживания при второй температуре составляет 0-10 ч, предпочтительно 0,5-6 ч.

(121) Способ изготовления микрокристаллического стекла по любому из пунктов (115)-(120), где основная кристаллическая фаза микрокристаллического стекла содержит дисиликат лития и кристаллическую фазу кварца и/или петалит.

(122) Способ изготовления микрокристаллического стекла по любому из пунктов (115)-(121), где кристалличность микрокристаллического стекла составляет более 50%, предпочтительно более 65%, более предпочтительно более 70%, еще более предпочтительно более 75%.

(123) Способ изготовления микрокристаллического стекла по любому из пунктов (115)-(122), где мутность микрокристаллического стекла толщиной 0,55 мм составляет менее 0,6%, предпочтительно менее 0,5%, более предпочтительно менее 0,4%.

(124) Способ изготовления микрокристаллического стекла по любому из пунктов (115)-(123), где размер микрокристаллов микрокристаллического стекла составляет менее 100 нм, предпочтительно менее 80 нм, более предпочтительно менее 60 нм, еще более предпочтительно менее 50 нм, еще более предпочтительно менее 40 нм.

(125) Способ изготовления микрокристаллического стекла по любому из пунктов (115)-(124), где температурный коэффициент показателя преломления изделия из микрокристаллического стекла составляет менее -0,5×10^-6/°С, предпочтительно менее -0,8×10^-6/°С, более предпочтительно менее -1,1×10^-6/°С.

(126) Способ изготовления микрокристаллического стекла по любому из пунктов (115)-(125), где среднее светопропускание микрокристаллического стекла толщиной 1 мм при длине волны 400-800 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%.

(127) Способ изготовления микрокристаллического стекла по любому из пунктов (115)-(126), где светопропускание микрокристаллического стекла толщиной 0,55 мм при длине волны 550 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%, еще более предпочтительно более 91%.

Настоящее изобретение имеет следующие положительные эффекты: посредством соответствующей комбинации элементов микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла, предусмотренные настоящим изобретением, имеют превосходные механические характеристики, при этом они подходят для электронного устройства или устройства отображения.

Подробное описание

Микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла, предусмотренные настоящим изобретением, представляют собой материалы с кристаллической фазой и стеклофазой, обе из которых отличаются от аморфного твердого вещества. Кристаллические фазы микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла можно различать с помощью TEMEDX и с помощью пиковых углов, возникающих на дифракционной рентгенограмме рентгенографического дифракционного анализа, и основная кристаллическая фаза измеряется рентгеновской дифракцией.

Авторы настоящего изобретения посредством повторяющихся тестов и испытаний получили микрокристаллическое стекло или изделие из микрокристаллического стекла с низкой стоимостью, предусмотренные настоящим изобретением, путем определения конкретных значений содержания и соотношений содержания конкретных компонентов, составляющих микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла, а также путем выделения конкретных кристаллических фаз.

Диапазон состава каждого компонента композиции стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла будет описан ниже. В настоящем изобретении, если не определено иное, содержание каждого компонента представлено в вес. % относительно общего количества веществ стекла, превращенных в композицию оксидов. В данном документе выражение «превращенные в композицию оксидов» относится к общему количеству веществ, представляющих собой оксиды, составляющему 100%, при условии, что оксиды, сложные соли и гидроксиды, используемые в качестве исходных материалов для компонентов композиции стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, предусмотренных настоящим изобретением, при плавлении разлагаются и превращаются в оксиды. Кроме того, в настоящем описании композиция стекла перед кристаллизацией называется просто стеклом, композиция стекла после кристаллизации называется микрокристаллическим стеклом, а изделие из микрокристаллического стекла относится к химически закаленному микрокристаллическому стеклу.

Если в конкретных случаях не определено иное, диапазон численных значений, указанный в данном документе, включает максимальные и минимальные значения; «более» и «менее» включают значения конечных точек; все целые числа и доли в этом диапазоне не ограничены конкретными указанными значениями, если диапазон ограничен. Термин «приблизительно» при использовании в данном документе относится к таким формулам, параметрам, другим количествам и признакам, которые не являются точными и не обязательно должны быть точными, и при необходимости могут быть приблизительными и/или большими или меньшими, что отражает допустимые отклонения, коэффициент пересчета и погрешности измерений и т.д. Как указано в данном документе, термин «и/или» является взаимовключенным, например, «А и/или В» относится только к А или только к В, или как к А, так и В одновременно.

Стекло, микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла, предусмотренные настоящим изобретением, можно в целом охарактеризовать как литийсодержащие алюмосиликатное стекло, микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла, содержащие SiO₂, Al₂O₃ и Li₂O и, кроме того, дополнительно содержащие ZrO₂, P₂O₅ и другие компоненты. В некоторых вариантах осуществления в зависимости от композиции стекла, первая основная кристаллическая фаза микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла представляет собой силикат лития; в некоторых вариантах осуществления первая основная кристаллическая фаза представляет собой петалит; в некоторых вариантах осуществления первая основная кристаллическая фаза представляет собой кристаллическую фазу кварца (включая два варианта: кварц или кварц и твердый раствор кварца). В некоторых вариантах осуществления основная кристаллическая фаза содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца.

В некоторых вариантах осуществления основная кристаллическая фаза содержит силикат лития и петалит. В некоторых вариантах осуществления первая кристаллическая фаза представляет собой силикат лития, и вторая основная кристаллическая фаза представляет собой кристаллическую фазу кварца; в некоторых вариантах осуществления первая кристаллическая фаза представляет собой кристаллическую фазу кварца, и вторая основная кристаллическая фаза представляет собой силикат лития; в некоторых вариантах осуществления первая кристаллическая фаза представляет собой силикат лития, и вторая основная кристаллическая фаза представляет собой петалит; в некоторых вариантах осуществления первая кристаллическая фаза представляет собой петалит, и вторая основная кристаллическая фаза представляет собой силикат лития. В некоторых вариантах осуществления основная кристаллическая фаза содержит силикат лития, петалит и кристаллическую фазу кварца; в некоторых вариантах осуществления первая кристаллическая фаза представляет собой силикат лития, вторая основная кристаллическая фаза представляет собой петалит, и третья основная кристаллическая фаза представляет собой кристаллическую фазу кварца; в некоторых вариантах осуществления первая кристаллическая фаза представляет собой силикат лития, вторая основная кристаллическая фаза представляет собой кристаллическую фазу кварца, и третья основная кристаллическая фаза представляет собой петалит; в некоторых вариантах осуществления первая основная кристаллическая фаза представляет собой петалит, вторая основная кристаллическая фаза представляет собой силикат лития, и третья основная кристаллическая фаза представляет собой кристаллическую фазу кварца; в некоторых вариантах осуществления первая кристаллическая фаза представляет собой кристаллическую фазу кварца, вторая основная кристаллическая фаза представляет собой силикат лития, и третья основная кристаллическая фаза представляет собой петалит. В некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза кварца представляет собой а-гексагональную кристаллическую фазу кварца; в некоторых вариантах осуществления силикат лития представляет собой дисиликат лития; или β-сподумен, фосфат лития и т.д. также могут присутствовать в качестве вторичной кристаллической фазы. Следует отметить, что кристаллическая фаза кварца, как указано в данном документе, включает кристаллы, содержащие только кварц, или кварц и твердый раствор кварца.

В некоторых вариантах осуществления стеклофаза, которая остается в микрокристаллическом стекле и изделии из микрокристаллического стекла, составляет 8-45% по весу; в некоторых вариантах осуществления 10-40%; в некоторых вариантах осуществления 12-40%; в некоторых вариантах осуществления 15-40%; в некоторых вариантах осуществления 15-35%; в некоторых вариантах осуществления 15-32%; в некоторых вариантах осуществления 20-45%; в некоторых вариантах осуществления 20-40%; в некоторых вариантах осуществления 32-45%; в некоторых вариантах осуществления 32-40%; в некоторых вариантах осуществления 35-45%.

Трещиностойкость микрокристаллического стекла повышается, если основная кристаллическая фаза микрокристаллического стекла представляет собой одно из кристаллической фазы кварца, силиката лития и петалита или их комбинацию. Если основная кристаллическая фаза микрокристаллического стекла представляет собой кристаллическую фазу кварца и дисиликат лития, то температурный коэффициент показателя преломления микрокристаллического стекла понижается, но трещиностойкость повышается; при этом высота при определении вязкости методом падающего шарика и прочность при четырехточечном изгибе изделия из микрокристаллического стекла повышаются.

В настоящем изобретении основная кристаллическая фаза составляет 50-92% по весу микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла; в некоторых вариантах осуществления 60-90%; в некоторых вариантах осуществления 65-85%; в некоторых вариантах осуществления 70-80%; в некоторых вариантах осуществления 80-92%. Основная кристаллическая фаза, как указано в данном документе, относится к кристаллической фазе с более высоким весовым процентом, чем у других кристаллических фаз в микрокристаллическом стекле или изделии из микрокристаллического стекла.

В некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза кварца микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 70% по весу; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза кварца микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 65% по весу; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза кварца микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 60%; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза кварца микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 55% по весу; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза кварца микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 50% по весу; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза кварца микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 45% по весу.

В некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза силиката лития микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 55% по весу; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза силиката лития микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 50% по весу; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза силиката лития микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 45% по весу; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза силиката лития микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 40% по весу.

В некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза петалита микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 40% по весу, в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза петалита микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 35% по весу; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза петалита микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 30% по весу; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза петалита микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 25% по весу; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза петалита микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 20% по весу; в некоторых вариантах осуществления кристаллическая фаза петалита микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла составляет менее 15% по весу.

SiO₂, основной компонент композиции стекла, предусмотренной настоящим изобретением, можно использовать для стабилизации сетчатых структур стекла и микрокристаллического стекла, и он является одним из компонентов, которые после кристаллизации образуют силикат лития, кристаллическую фазу кварца и петалит. Если содержание SiO₂ составляет менее 65%, то число кристаллов, образованных в микрокристаллическом стекле, снижается, и кристаллы легко становятся более крупными, что будет влиять на мутность микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла, а также высоту при определении методом падающего шарика вязкости изделия из микрокристаллического стекла. Таким образом, минимальное содержание SiO₂ составляет 65%, предпочтительно 70%; если содержание SiO₂ составляет более 85%, то температура плавления стекла является высокой, плавление происходит с затруднением, и образование осуществляется нелегко, что будет влиять на консистенцию стекла. Таким образом, максимальное содержание SiO₂ составляет предпочтительно 85%, предпочтительно 80%, еще более предпочтительно 76%.

В некоторых вариантах осуществления SiO₂ может содержаться в количестве приблизительно 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83% или 84%.

Al₂O₃ представляет собой компонент для формирования сетчатой структуры стекла. Он является важным компонентом, способным стабилизировать образование стекла, улучшать химическую стабильность, улучшать механические свойства стекла и увеличивать глубину ионообменного слоя и поверхностное напряжение изделия из микрокристаллического стекла. Однако, если его содержание составляет менее 1%, его эффективность незначительна. Таким образом, минимальное содержание Al₂O₃ составляет 1%, предпочтительно 4%. С другой стороны, если содержание Al₂O₃ составляет более 15%, то плавкость стекла и устойчивость к расстекловыванию снижаются, и кристаллы становятся крупнее при кристаллизации, что снижает прочность микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла. Таким образом, максимальное содержание Al₂O₃ составляет 15%, предпочтительно 12%, более предпочтительно 10%. В некоторых вариантах осуществления Al₂O₃ может содержаться в количестве приблизительно 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14% или 15%.

Li₂O является необходимым компонентом для образования кристаллической фазы после кристаллизации, который способствует образованию литийсодержащей кристаллической фазы, такой как силикат лития и петалит, и также является необходимым компонентом для химического упрочнения. Однако, если его содержание составляет менее 5%, его эффективность незначительна. Таким образом, минимальное содержание Li₂O составляет 5%, предпочтительно 1%, более предпочтительно 8% и еще более предпочтительно 9% в некоторых вариантах осуществления; однако, если присутствует избыток Li₂O, то химическая стабильность стекла легко снижается, и светопропускание микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла уменьшается. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления максимальное содержание Li₂O составляет предпочтительно 15%, более предпочтительно 12,5%, еще более предпочтительно менее 10%. В некоторых вариантах осуществления Li₂O может содержаться в количестве 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 9.8%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14% или 15%.

Авторы настоящего изобретения с помощью проведения большого количества экспериментальных исследований обнаружили, что на коэффициент теплового расширения стекла, мутность и размер микрокристаллов микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла можно влиять путем введения некоторого количества SiO₂, Li₂O и Al₂O₃. В частности, если (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ находится в диапазоне 6-15, то стекло может иметь низкий коэффициент теплового расширения, после кристаллизации могут быть получены небольшие кристаллы, и могут быть улучшены механические свойства микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла. В некоторых вариантах осуществления (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ предпочтительно составляет 8-13, более предпочтительно 8-12,5, и может быть обеспечена низкая мутность, так что микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла имеют превосходное светопропускание; еще более предпочтительно, если (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8,5-12, эффект является особенно выраженным. В некоторых вариантах осуществления значение (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ может составлять 6, 6,5, 7, 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5, 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5 или 15.

P₂O₅ является необязательным компонентом, способствующим улучшению низкотемпературного плавления стекла, проведению разделения фаз в стекле для формирования зародыша кристалла, и он обеспечивает стабильность при термическом расширении в ходе кристаллизации; минимальное содержание P₂O₅ предпочтительно составляет 0,1, более предпочтительно 0,5%, еще более предпочтительно 1%; но избыток содержания P₂O₅ легко приводит к более низкой устойчивости к расстекловыванию стекла и разделению фаз в стекле, при этом механические свойства стекла ухудшаются. Таким образом, максимальное содержание Р₂О₅ составляет 10%, предпочтительно 5%, более предпочтительно 2%. В некоторых вариантах осуществления Р₂О₅ может содержаться в количестве приблизительно 0%, 0,1%, 0,3%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% или 10%.

Глубину ионообменного слоя изделия из микрокристаллического стекла можно оптимизировать путем регулирования значения (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ в диапазоне 40-80, и, в частности, более глубокий ионообменный слой изделия из микрокристаллического стекла можно получать путем регулирования значения (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ в диапазоне 40-70, более предпочтительно 42-60, еще более предпочтительно 45-60; в некоторых вариантах осуществления, если значение (SiO₂+Li₂O)/P2O5 находится в диапазоне 40-70, более предпочтительно 42-60, еще более предпочтительно 45-60, то данный процесс кристаллизации подходит для образования кристаллической фазы кварца и дисиликата лития. Кроме того, микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла могут иметь превосходный температурный коэффициент показателя преломления, который может составлять менее -0,5×10^-6/°С, предпочтительно менее -0,8×10^-6/°С, еще более предпочтительно менее -1,1×10^-6/°С. Уменьшение разницы изменения коэффициента преломления, обусловленной разницей температур между стеклофазой и всеми кристаллическими фазами в микрокристаллическом стекле и изделии из микрокристаллического стекла, обеспечивает предотвращение снижения светопропускания микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла из-за изменения температуры. В некоторых вариантах осуществления значение (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ может составлять 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 или 70.

Авторы настоящего изобретения с помощью проведения большого количества экспериментальных исследований обнаружили, что введение в стекло Al₂O₃, Li₂O и Р₂О₅ в определенных соотношениях имеет значительное влияние на поверхностные напряжения и прочность при четырехточечном изгибе микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла. В частности, поверхностное напряжение микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла может улучшаться, если (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ находится в диапазоне 5-20, предпочтительно 6-14. В некоторых вариантах осуществления (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ более предпочтительно составляет 8-14, еще более предпочтительно 8,5-14, так что могут легко образовываться кристаллическая фаза кварца и дисиликат лития, и прочность при четырехточечном изгибе микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла очевидно улучшается, при этом в некоторых вариантах осуществления прочность при четырехточечном изгибе микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла составляет более 600 МПа, предпочтительно более 650 МПа, более предпочтительно более 700 МПа. В некоторых вариантах осуществления значение (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ может составлять 5, 5,5, 6, 6,5, 7, 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5, 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5, 15, 15,5, 16, 16,5, 17, 17,5, 18, 18,5, 19, 19,5 или 20.

ZrO₂ имеет влияние на кристаллизацию и выделение с образованием зародыша кристалла, и при этом представляет собой необязательный компонент, который способствует улучшению химической стабильности стекла. С помощью исследований обнаружили, что ZrO₂ может значительно снижать расстекловывание стекла и температуру ликвидуса в процессе образования для улучшения стабильности стекла Li₂O-Al₂O₃-SiO₂-P₂O₅. В настоящем изобретении минимальное содержание ZrO₂ составляет предпочтительно 0,1%, более предпочтительно 0,5%, еще более предпочтительно 1%; однако, если содержится избыток ZrO₂, устойчивость к расстекловыванию стекла будет легко снижаться, и при этом будет возрастать сложность регулирования в процессе кристаллизации стекла. Таким образом, максимальное содержание ZrO₂ составляет 10%, предпочтительно 6%, более предпочтительно 5%. В некоторых вариантах осуществления ZrO₂ может содержаться в количестве приблизительно 0%, 0,1%, 0,3%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% или 10%.

В ходе проведения большого количества экспериментальных исследований авторы настоящего изобретения обнаружили, что изделие из микрокристаллического стекла можно подвергать тесту с падающим шариком при высоте более чем 700 мм путем регулирования соотношения общего содержания SiO₂, Al₂O₃, Li₂O и ZrO₂ и введенного количества P₂O₅((SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅) в диапазоне 40-90, предпочтительно 45-85; в частности, в некоторых вариантах осуществления, если (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ находится в диапазоне 46-80, то дисиликат лития и кристаллическая фаза кварца образуются легче, и легче обеспечивается превосходная трещиностойкость изделия из микрокристаллического стекла, которая может составлять более 1 , предпочтительно более 1,3 , более предпочтительно более 1,5 ; и при этом допустимая нагрузка при определении вязкости методом падающего шарика также оптимизируется. (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ еще более предпочтительно составляет 48-80, высота при определении вязкости методом падающего шарика составляет более 700 мм, предпочтительно более 800 мм, более предпочтительно более 1000 мм, еще более предпочтительно более 1200 мм. В некоторых вариантах осуществления (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ может составлять 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89 или 90.

K₂O представляет собой необязательный компонент, который способствует улучшению низкотемпературной плавкости и образованию стекла. Однако избыток K₂O может легко привести к снижению химической стойкости стекла и повышению среднего коэффициента линейного расширения. Таким образом, содержание K₂O составляет 0-10%, предпочтительно 0-5%, более предпочтительно 0-3%. В некоторых вариантах осуществления K₂O может содержаться в количестве приблизительно 0%, более чем 0%, 0,1%, 0,3%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% или 10%.

Согласно настоящему изобретению, если соотношение Li₂O и общего содержания K₂O и ZrO₂ (K₂O+ZrO₂), а именно Li₂O/(K₂O+ZrO₂), находится в диапазоне 2,3-4,0, то свойства кристаллизации микрокристаллического стекла можно оптимизировать, и микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла имеют надлежащую степень кристалличности, таким образом, микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла обладают превосходными свойствами; если Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет предпочтительно 2,5-3,5, более предпочтительно 2,8-3,3, то высота при определении вязкости методом падающего шарика микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла увеличивается. В некоторых вариантах осуществления высота при определении вязкости методом падающего шарика предпочтительно составляет более 800 мм, более предпочтительно более 1000 мм, еще более предпочтительно более 1200 мм. В некоторых вариантах осуществления значение Li₂O/(K₂O+ZrO₂) может составлять 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9 или 4,0.

ZnO может улучшать свойства плавления стекла и химическую стабильность стекла и повышать качество кристаллов при кристаллизации. Снижение расстеклования можно ограничить путем регулирования максимального содержания ZnO на уровне менее 10%. Таким образом, максимальное содержание ZnO составляет 10%, предпочтительно 5%, более предпочтительно 3%. В некоторых вариантах осуществления ZnO может содержаться в количестве приблизительно 0%, более чем 0%, 0,1%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% или 10%.

MgO обеспечивает снижение вязкости стекла, ограничение расстекловывания стекла при образовании и повышение качества кристаллов при кристаллизации, а также улучшает низкотемпературное плавление; MgO согласно настоящему изобретению является необязательным компонентом с содержанием предпочтительно более 0,3%; однако, если содержание MgO слишком высокое, это может вызвать снижение устойчивости к расстекловыванию, и могут быть получены кристаллы с нежелательными характеристиками, что в результате приведет к ухудшению свойств микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла. Таким образом, максимальное содержание MgO составляет 10%, предпочтительно 5%, более предпочтительно 2%. В некоторых вариантах осуществления MgO может содержаться в количестве приблизительно 0%, более чем 0%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% или 10%.

Авторы настоящего изобретения посредством проведения большого количества экспериментальных исследований обнаружили, что если соотношение общего содержания K₂O и MgO (K₂O+MgO) и вводимого количества ZrO₂, а именно (K₂O+MgO)/ZrO₂, находится в диапазоне 0,6-1,2, может обеспечиваться синергический эффект с Li₂O, таким образом, микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла имеют приблизительно точную степень кристалличности и превосходные свойства; и при этом в ходе исследований обнаружили, что посредством регулирования (K₂O+MgO)/ZrO₂ на уровне предпочтительно 0,7-1,1 можно повышать качество кристаллов и можно улучшать светопропускание и механическая прочность; в некоторых вариантах осуществления предпочтительно, если (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет предпочтительно 0,8-1,0, при этом прочность при четырехточечном изгибе микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла повышается и составляет предпочтительно более 650 МПа, более предпочтительно более 700 МПа. В некоторых вариантах осуществления (K₂O+MgO)/ZrO₂ может составлять 0,6, 0,65, 0,7, 0,75, 0,8, 0,85, 0,9, 0,95, 1,0, 1,50, 1,1, 1,15 или 1,2.

SrO является необязательным компонентом, способным улучшать свойства низкотемпературного плавления стекла и ограничение расстеклования при формировании. Согласно настоящему изобретению в микрокристаллическом стекле и изделии из микрокристаллического стекла можно обеспечивать превосходные размеры микрокристаллов, если содержание SrO предпочтительно регулируется на уровне менее 5%, предпочтительно менее 1%, а в некоторых вариантах осуществления его предпочтительно не вводят. В некоторых вариантах осуществления SrO может содержаться в количестве приблизительно 0%, более чем 0%, 0,3%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4% или 5%.

ВаО является необязательным компонентом, способным улучшать стеклообразующие свойства, и если его содержание составляет более 5%, то устойчивость к расстекловыванию стекла снижается. Таким образом, содержание ВаО согласно настоящему изобретению предпочтительно регулируют на уровне менее 5%, более предпочтительно менее 1%, а в некоторых вариантах осуществления его предпочтительно не вводят. В некоторых вариантах осуществления ВаО может содержаться в количестве приблизительно 0%, более чем 0%, 0,3%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4% или 5%.

TiO₂ является необязательным компонентом, способным уменьшать температуру плавления стекла и улучшение химической стабильности. Согласно настоящему изобретению процесс кристаллизации стекла можно легко регулировать, если данный компонент вводят в количестве менее 5%, предпочтительно менее 1%, а в некоторых вариантах осуществления его предпочтительно не вводят. В некоторых вариантах осуществления TiO₂ может содержаться в количестве приблизительно 0%, более чем 0%, 0,3%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4% или 5%.

Y₂O₃ является необязательным компонентом, способным повышать твердость и химическую стабильность стекла, но его избыточное содержание будет легко вызывать расстекловывание стекла. Его содержание составляет менее 5%, предпочтительно менее 1%, а в некоторых вариантах осуществления его предпочтительно не вводят. В некоторых вариантах осуществления Y₂O₃ может содержаться в количестве приблизительно 0%, более чем 0%, 0,3%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4% или 5%.

Na₂O является дополнительным компонентом, способным улучшать плавкость стекла. Если его содержание высокое, то выделение кристаллической фазы увеличивается или выделение кристаллической фазы изменяется в процессе кристаллизации. Таким образом, без ухудшения свойств микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла, предусмотренных настоящим изобретением, изделие из микрокристаллического стекла может предпочтительно содержать менее 5% Na₂O, более предпочтительно менее 3% Na₂O, еще более предпочтительно менее 1% Na₂O; стекло и микрокристаллическое стекло могут предпочтительно содержать менее 3% Na₂O, более предпочтительно менее 1% Na₂O, и в некоторых вариантах осуществления они предпочтительно не содержат Na₂O. В некоторых вариантах осуществления Na₂O может содержаться в количестве приблизительно 0%, более чем 0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9%, 4,0%, 4,1%, 4,2%, 4,3%, 4,4%, 4,5%, 4,6%, 4,7%, 4,8%, 4,9% или 5,0%.

В₂Оз способствует обеспечению низкой температуры плавления стекла. Если его содержание высокое, то химическая стабильность стекла снижается. Таким образом, содержание В₂Оз составляет менее 3%, а в некоторых вариантах осуществления предпочтительно 0,1-2%; в некоторых вариантах осуществления его предпочтительно не вводят. В некоторых вариантах осуществления В₂О_э может содержаться в количестве приблизительно 0%, более чем 0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9% или 3,0%.

Если одно или более из Sb₂O₃, SnO₂ и SnO добавляют в качестве осветляющей добавки, то максимальное содержание Sb₂O₃ составляет 2%, предпочтительно 1%, более предпочтительно 0,5%. Максимальное содержание SnO₂ и SnO соответственно составляет 2%, предпочтительно 1%, более предпочтительно 0,5%. В некоторых вариантах осуществления содержание одной или более из вышеуказанных трех осветляющих добавок составляет приблизительно 0%, более чем 0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9% или 2,0%.

В некоторых вариантах осуществления соединения As₂O₃, С1 и Вr можно использовать в качестве осветляющих добавок, содержание которых соответственно составляет менее 2%, предпочтительно менее 1%, более предпочтительно менее 0,5%.

Чтобы обеспечить надлежащий размер микрокристаллов и разнообразные кристаллические фазы согласно настоящему изобретению, в некоторых вариантах осуществления предпочтительно не вводят La₂O₃, Cs₂0, Tb₂O₃, GeO₂ и CaO и т.д.; PbO и As₂O₃ являются токсичными веществами и, таким образом, не соответствуют требованиям по защите окружающей среды, даже если их добавляют в небольших количествах. Следовательно, PbO и As₂O₃ не предусмотрены в некоторых вариантах осуществления согласно настоящему изобретению.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в исходные материалы добавляют краситель для обеспечения различных цветов стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, так что можно получать микрокристаллическое стекло или изделие из микрокристаллического стекла различных цветов; при этом краситель содержит: NiO: 0-4%; и/или Ni₂O₃: 0-4%; и/или СоО: 0-2%; и/или Со₂О_э: 0-2%; и/или Fe₂O₃: 0-7%; и/или MnO₂: 0-4%; и/или Er₂O₃: 0-8%; и/или Nd₂O₃: 0-8%; и/или Cu₂O: 0-4%; и/или Pr₂O₃: 0-8%; и/или CeO₂: 0-4%. Содержание красителя в процентах по весу и его функции подробно описаны ниже.

Для обеспечения коричневого или зеленого цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, получаемых согласно настоящему изобретению, в качестве красителя используют NiO, Ni₂O₃ или Pr₂O₅. NiO и Ni₂O₃ используются в качестве красителей для обеспечения коричневого или зеленого цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла. Два компонента можно использовать по отдельности или в смеси, и их содержание, как правило, составляет не более 4%, предпочтительно не более 3%. Если их содержание составляет более 4%, то красители не могут хорошо растворяться в стекле, микрокристаллическом стекле или изделии из микрокристаллического стекла, при этом следует обеспечить их минимальное содержание более 0,1% соответственно. Если их содержание составляет менее 0,1%, то цвет стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла неочевиден. В некоторых вариантах осуществления NiO или Ni₂O₃ может содержаться в количестве приблизительно 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9% или 4,0%. В случае смеси общее содержание NiO и Ni₂O₃ обычно составляет не более 4%, и их минимальное общее содержание составляет более 0,1%. В некоторых вариантах осуществления NiO и Ni₂O₃ может содержаться в количестве приблизительно 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9% или 4,0%. Если Pr₂O₅ используется отдельно в качестве красителя для обеспечения зеленого цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, то его содержание в общем составляет не более 8%, предпочтительно не более 6%. Его минимальное содержание составляет более 0,4%, а если содержание составляет менее 0,4%, то обеспечиваемый им цвет неочевиден. В некоторых вариантах осуществления Pr₂O₅ может содержаться в количестве приблизительно 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0%, 1,2%, 1,4%, 1,6%, 1,8%, 2,0%, 2,2%, 2,4%, 2,6%, 2,8%, 3,0%, 3,2%, 3,4%, 3,6%, 3,8%, 4,0%, 4,2%, 4,4%, 4,6%, 4,8%, 5,0%, 5,2%, 5,4%, 5,6%, 5,8%, 6,0%, 6,2%, 6,4%, 6,6%, 6,8%, 7,0%, 7,2%, 7,4%, 7,6%, 7,8% или 8,0%.

СоО или Co₂O₃ используются отдельно в качестве красителя для обеспечения голубого цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, получаемых согласно настоящему изобретению. Два компонента, представляющих собой красители, можно использовать по отдельности или в смеси, и их содержание, как правило, составляет не более 2% соответственно, предпочтительно не более 1,8%. Если содержание каждого из них составляет более 2%, то краситель не может хорошо растворяться в стекле, микрокристаллическом стекле или изделии из микрокристаллического стекла. Минимальное содержание каждого составляет более 0,O₅%. Если их содержание составляет менее 0,O₅%, то цвет стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла неочевиден. В некоторых вариантах осуществления СоО или Co₂O₃ может содержаться в количестве приблизительно 0,O₅%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9% или 2,0%. В случае смеси общее содержание СоО и Co₂O₃ составляет не более 2%, а минимальное общее содержание составляет более 0,O₅%. В некоторых вариантах осуществления СоО или Со₂О_э может содержаться в количестве приблизительно 0,O₅%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9% и 2,0%.

Cu₂O или CeO₂ используются в качестве красителя для обеспечения желтого цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, получаемых согласно настоящему изобретению. Два компонента, представляющих собой красители, можно использовать по отдельности или в смеси, и их минимальное содержание составляет более 0,5 соответственно. Если содержание каждого составляет менее 0,5%, то цвет стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла неочевиден. Cu₂O используется отдельно в количестве не более 4%, предпочтительно не более 3%. Если его содержание составляет более 4%, то стекло легко расстекловывается. В некоторых вариантах осуществления Cu₂O может содержаться в количестве приблизительно 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9% или 4,0%. Содержание CeO₂ в отдельности обычно составляет не более 4%, предпочтительно не более 3%. Если содержание составляет более 4%, то получают плохую прозрачность стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, получаемых согласно настоящему изобретению. В некоторых вариантах осуществления CeO₂ может содержаться в количестве приблизительно 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9% или 4,0%. При этом небольшое количество CeO₂, добавленное в стекло, имеет противовспенивающее действие, и CeO₂ также можно использовать в качестве осветляющей добавки в стекле. Если два красителя используют в смеси, их общее количество обычно составляет не более 4%, а их минимальное содержание составляет более 0,5%. В некоторых вариантах осуществления CeO₂ и Cu₂O может содержаться в количестве приблизительно 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9% или 4,0%.

Для черного или дымчато-серого цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, получаемых согласно настоящему изобретению, в качестве красителя отдельно используется Fe₂O₃; или в качестве красителя смешивают Fe₂O3 и СоО; или в качестве красителя смешивают Fe₂O₃ и Со₂О_э; или в качестве красителя смешивают Fe₂O₃, СоО и NiO; или в качестве красителя смешивают Fe₂O₃, Co₂O₃ и NiO. В случае красителя для обеспечения черного и дымчато-серого цвета стекол, микрокристаллических стекол или изделий из микрокристаллического стекла, главным образом для окрашивания используют Fe₂O₃ с содержанием не более 7%, предпочтительно не более 5%, и при этом его минимальное содержание составляет более 0,2%. В некоторых вариантах осуществления Fe₂O₃ может содержаться в количестве приблизительно 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9%, 4,0%, 4,5%, 5,0%, 5,5%, 6,0%, 6,5% или 7,0%. СоО и Co₂O₃ могут поглощать видимый свет для усиления насыщенности черного цвета стекла, микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла. При смешивании с Fe₂O₃ их содержание составляет не более 0,3% соответственно, и общее минимальное содержание составляет более 0,2%. В некоторых вариантах осуществления СоО и Co₂O₃ могут содержаться в количестве приблизительно 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5% или 0,6%. NiO может поглощать видимый свет для усиления насыщенности черного цвета стекла, микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла. При смешивании его содержание обычно составляет не более 1%, и при этом минимальное общее содержание составляет более 0,2%. В некоторых вариантах осуществления NiO может содержаться в количестве приблизительно 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9% или 1,0%.

Для обеспечения пурпурного цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, получаемых согласно настоящему изобретению, в качестве красителя используется MnO₂, содержание которого обычно составляет не более 4%, предпочтительно менее 3%; при этом его минимальное содержание составляет более 0,1%, если содержание составляет менее 0,1%, то цвет стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла неочевиден. В некоторых вариантах осуществления MnO₂ может содержаться в количестве приблизительно 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9% или 4,0%.

Для обеспечения розового цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, получаемых согласно настоящему изобретению, в качестве красителя используется Er₂O₃, содержание которого обычно составляет не более 8%, предпочтительно менее 6%. Вследствие того, что Er₂O₃, содержащий редкоземельный элемент, имеет низкую эффективность окрашивания, при его содержании более 8% не обеспечивается дополнительное насыщение цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, однако при этом их стоимость повышается. Его минимальное содержание составляет более 0,4%, а если содержание составляет менее 0,4%, то цвет стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла неочевиден,. В некоторых вариантах осуществления Er₂O₃ может содержаться в количестве приблизительно 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0%, 1,2%, 1,4%, 1,6%, 1,8%, 2,0%, 2,2%, 2,4%, 2,6%, 2,8%, 3,0%, 3,2%, 3,4%, 3,6%, 3,8%, 4,0%, 4,2%, 4,4%, 4,6%, 4,8%, 5,0%, 5,2%, 5,4%, 5,6%, 5,8%, 6,0%, 6,2%, 6,4%, 6,6%, 6,8%, 7,0%, 7,2%, 7,4%, 7,6%, 7,8% или 8,0%.

Для обеспечения амарантового цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, получаемых согласно настоящему изобретению, в качестве красителя используется Nd₂O₃, содержание которого составляет не более 8%, предпочтительно менее 6%. Вследствие того, что эффективность окрашивания Nd₂O₃, содержащего редкоземельный элемент, низкая, при его содержании более 8% не обеспечивается дополнительное насыщение цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, однако при этом их стоимость повышается. Его минимальное содержание составляет более 0,4%, а если содержание составляет менее 0,4%, то цвет стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла неочевиден,. В некоторых вариантах осуществления Nd₂O₃ может содержаться в количестве приблизительно 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0%, 1,2%, 1,4%, 1,6%, 1,8%, 2,0%, 2,2%, 2,4%, 2,6%, 2,8%, 3,0%, 3,2%, 3,4%, 3,6%, 3,8%, 4,0%, 4,2%, 4,4%, 4,6%, 4,8%, 5,0%, 5,2%, 5,4%, 5,6%, 5,8%, 6,0%, 6,2%, 6,4%, 6,6%, 6,8%, 7,0%, 7,2%, 7,4%, 7,6%, 7,8% или 8,0%.

Для обеспечения красного цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, получаемых согласно настоящему изобретению, в качестве красителя смешивают Er₂O₃, Nd₂O₃ и MnO₂, при этом ионы Er в стекле поглощают свет при 400-500 нм, ионы Mn преимущественно поглощают свет при 500 нм, а ионы Nd преимущественно обеспечивают сильное поглощение света при 580 нм. Данные три вещества можно смешивать для получения красного цвета стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла. Поскольку Er₂O₃ и Nd₂O₃ являются редкоземельными элементами, их сила окрашивания слабая. Используемое количество Er₂O₃ находится в пределах 6%, и используемое количество Nd₂O₃ находится в пределах 4%. Окрашивающая способность ионов Мп высокая. Используемое количество находится в пределах 2%. Общее минимальное количество используемых смешанных красителей составляет более 0,9%.

Выражения «не вводится», «не содержит» и «0%», указанные в данном документе, относятся к тем соединениям, молекулам или элементам, которые специально не добавляют в стекло, микрокристаллическое стекло или изделие из микрокристаллического стекла, предусмотренные настоящим изобретением, в качестве сырьевых материалов. Исходные материалы и/или оборудование для получения стекла, микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла будут иметь некоторые примеси или компоненты, которые специально не добавляют, и их небольшое количество или следовое количество будет присутствовать в готовом составе стекла, микрокристаллическом стекле или изделии из микрокристаллического стекла, что также находится в пределах объема защиты настоящего изобретения согласно данному документу.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения основные кристаллические фазы в микрокристаллическом стекле и изделии из микрокристаллического стекла преимущественно содержат силикат лития и кристаллическую фазу кварца. Силикат лития включает дисиликат лития (Li₂Si₂O₅) и метасиликат лития (Li₂SiO₃). В некоторых вариантах осуществления в качестве основных кристаллических фаз предпочтительно используются дисиликат лития и кристаллическая фаза кварца и/или петалит. В некоторых вариантах осуществления в качестве основных кристаллических фаз предпочтительно используются дисиликат лития и кристаллическая фаза кварца. В некоторых вариантах осуществления для обеспечения превосходных свойств согласно настоящему изобретению в качестве основных кристаллических фаз используются дисиликат лития и кристаллическая фаза α-кварца.

Могут обеспечиваться превосходные механические свойства микрокристаллического стекла, предусмотренного настоящим изобретением, и при этом может быть получена дополнительная механическая прочность за счет ионообмена. Посредством приемлемого сочетания компонентов, предусмотренных настоящим изобретением, можно получать надлежащий размер кристаллов микрокристаллического стекла и изделия из микрокристаллического стекла, обеспечиваемых согласно настоящему изобретению. При этом микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла согласно настоящему изобретению имеют хорошую кристалличность, так что микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла, предусмотренные настоящим изобретением, имеют превосходные механические свойства. Кристалличность, как указано в данном документе, относится к целостности кристаллов, при этом точки сосредоточения массы в полученных кристаллах расположены скорее равномерно, дифракционные лучи четкие, углы острые и симметричные, и ширина дифракционного пика на половине его высоты близка к ширине, измеренной прибором; кристаллы с плохой кристалличностью имеют дефекты, такие как нарушение правильности кристаллической структуры и т.д., которые обуславливают широкую и размытую форму пика дифракционной линии. Чем хуже кристалличность, тем более слабая дифракционная способность, тем более широкий дифракционный пик до его исчезновения на фоне.

Размер микрокристаллов и мутность микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла, предусмотренных настоящим изобретением, будут влиять на их прозрачность, а именно светопропускание. Чем меньше кристаллы, тем выше прозрачность; чем меньше мутность, тем выше прозрачность. В некоторых вариантах осуществления мутность для толщины 0,55 мм составляет менее 0,6%, предпочтительно менее 0,5%, более предпочтительно менее 0,4%. В некоторых вариантах осуществления размер микрокристаллов составляет менее 100 нм, предпочтительно менее 80 нм, более предпочтительно менее 60 нм, еще более предпочтительно менее 50 нм, еще более предпочтительно менее 40 нм. С другой стороны, посредством исследований обнаружили, что чем меньше разница между показателями преломления кристаллической фазы и стеклофазы в микрокристаллическом стекле, тем выше прозрачность микрокристаллического стекла или изделия из микрокристаллического стекла.

В некоторых вариантах осуществления микрокристаллическое стекло или изделие из микрокристаллического стекла имеет большую прозрачность в видимом диапазоне света (то есть микрокристаллическое стекло или изделие из микрокристаллического стекла является прозрачным). В некоторых вариантах осуществления среднее светопропускание стекла толщиной 1 мм при длине волны 400-800 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления светопропускание для толщины 0,55 мм при длине волны 500 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%, еще более предпочтительно более 91%.

В некоторых вариантах осуществления компонент, обладающий противомикробным действием, можно добавлять в стекло, микрокристаллическое стекло или изделие из микрокристаллического стекла.

Композиция стекла, микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла, предусмотренные настоящим изобретением, можно получать и изготавливать с помощью следующих способов:

для образования композиции стекла обеспечивают равномерное смешивание исходных материалов в определенных соотношениях компонентов; помещают однородную смесь в платиновый или кварцевый тигель; обеспечивают плавление в электрической печи или газовой печи в течение 5-24 ч в диапазоне температуры от 1250°С до 1650°С в зависимости от сложности плавления композиции стекла; после равномерного перемешивания обеспечивают охлаждение до надлежащей температуры и литье в форму и, наконец, обеспечивают медленное охлаждение.

Композиция стекла, предусмотренная настоящим изобретением, может быть образована хорошо известным способом. В некоторых вариантах осуществления показатель преломления (nd) композиции стекла, предусмотренной настоящим изобретением, составляет 1,500-1,530, предпочтительно 1,510-1,525.

Обеспечивается кристаллизация композиции стекла, предусмотренной настоящим изобретением, посредством технологии кристаллизации после ее образования или после ее образования и обработки, и затем кристаллы равномерно распределяются в стекле. Кристаллизационную обработку можно проводить в течение одной стадии или двух стадий, однако две стадии являются предпочтительными. Технологию образования зародышей проводят при первой температуре, а технологию выращивания кристаллов проводят при второй температуре, которая выше, чем температура технологии образования зародышей. Кристаллизационная обработка, проводимая при первой температуре, называется первой кристаллизационной обработкой, кристаллизационная обработка, проводимая при второй температуре, называется второй кристаллизационной обработкой.

Для получения микрокристаллического стекла с желаемыми физическими свойствами предпочтительная технология кристаллизации является следующей.

Технологии образования зародышей и выращивания кристаллов можно осуществлять непрерывно посредством кристаллизационной обработки на одной стадии. А именно, микрокристаллическое стекло выдерживают при температуре тепловой обработки в течение некоторого периода времени после повышения до конкретной температуры кристаллизационной обработки, а затем охлаждают. Температура кристаллизационной обработки составляет предпочтительно 490-800°С, более предпочтительно 550-750°С для выделения желаемой кристаллической фазы. Время выдерживания при температуре кристаллизационной обработки составляет предпочтительно 0-8 ч, более предпочтительно 1-6 ч.

Если кристаллизационную обработку проводят посредством более чем двух стадий, первая температура составляет предпочтительно 490-650°С, а вторая температура составляет предпочтительно 600-850°С. Время выдерживания при первой температуре составляет предпочтительно 0-24 ч, более предпочтительно 2-15 ч. Время выдерживания при второй температуре составляет предпочтительно 0-10 ч, более предпочтительно 0,5-6 ч.

Вышеуказанное время выдерживания 0 ч относится к тому, что охлаждение или нагревание начинается менее чем через 1 мин после достижения определенного значения температуры.

В некоторых вариантах осуществления показатель преломления (nd) микрокристаллического стекла, предусмотренного настоящим изобретением, полученного технологией кристаллизации, составляет 1,520-1,550, предпочтительно 1,530-1,545.

В некоторых вариантах осуществления из композиции стекла или микрокристаллического стекла посредством различных технологий может быть изготовлено формованное изделие. Формованное изделие включает без ограничения листы. Технология включает без ограничения процесс вытягивания через щель, флоат-процесс, процесс прокатки и другие хорошо известные в уровне техники технологии формирования листов. Или композицию стекла или микрокристаллическое стекло можно формовать с помощью хорошо известного из уровня техники флоат-процесса или процесса прокатки.

Из композиции стекла или микрокристаллического стекла, предусмотренных настоящим изобретением, с помощью способа обработки, такого как шлифовка или полировка, может быть изготовлено листовое стекло, однако способ изготовления формованного изделия из стекла не ограничен этими способами.

Формованное изделие из стекла или микрокристаллического стекла, предусмотренных настоящим изобретением, можно получать в различных формах посредством способа горячей гибки или прессования, без ограничения этими способами.

Композиция стекла, микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла, предусмотренные настоящим изобретением, могут иметь любую целесообразную и пригодную толщину.

Высокую прочность микрокристаллического стекла по настоящему изобретению можно обеспечивать за счет формирования слоя напряжения сжатия, в дополнение к выделению кристаллов для улучшения механических свойств, с получением при этом изделия из микрокристаллического стекла.

В некоторых вариантах осуществления композицию стекла или микрокристаллическое стекло можно перерабатывать в листы и/или формовать (например, перфорировать, изгибать в нагретом состоянии), полировать и/или необязательно подвергать оптическому сканированию после формования, а затем подвергать химической закалке посредством технологии химической закалки.

Химическая закалка, предусмотренная настоящим изобретением, представляет ионообменный способ. Стекло или микрокристаллическое стекло, предусмотренные настоящим изобретением, можно подвергать ионному обмену путем хорошо известного из уровня техники способа. При ионном обмене вблизи поверхности стекла или микрокристаллического стекла небольшие ионы металлов в стекле или микрокристаллическом стекле замещаются или «обмениваются» на большие ионы металлов с таким же валентным состоянием. В стекле или микрокристаллическом стекле небольшие ионы заменяются на большие ионы и увеличивается напряжение сжатия с образованием таким образом слоя напряжения сжатия.

В некоторых вариантах осуществления ионы металлов представляют собой ионы одновалентных щелочных металлов (например, Na⁺, K⁺, Rb⁺ и Cs⁺); ионный обмен осуществляется путем погружения стекла или микрокристаллического стекла в солевую ванну из по меньшей мере одной расплавленной соли, содержащей большие ионы металлов, и большие ионы металлов используются для замены небольших ионов металлов в стекле. Или для замены одновалентных ионов можно использовать другие ионы одновалентных щелочных металлов, такие как Ag⁺, Tl⁺ и Cu⁺. Один или более ионообменных процессов для химической закалки стекла или микрокристаллического стекла могут включать без ограничения погружение в одну солевую ванну или погружение в множество солевых ванн с одинаковыми или различными компонентами, и при этом между погружениями обеспечивается стадия промывания и/или стадия прокаливания.

В некоторых вариантах осуществления ионный обмен можно проводить путем погружения стекла или микрокристаллического стекла в солевую ванну из расплавленной соли Na (например, NaNO₃) при температуре 430-470°С на приблизительно 6-20 ч, при этом предпочтительная температура находится в диапазоне от 435°С до 460°С, и предпочтительное время находится в диапазоне от 8 до 13 ч. В таком варианте осуществления ионы Na заменяют часть ионов Li в стекле или микрокристаллическом стекле с образованием таким образом слоя поверхностного напряжения, и обеспечиваются хорошие механические свойства. В некоторых вариантах осуществления ионный обмен можно проводить путем погружения стекла или микрокристаллического стекла в солевую ванну из расплавленной соли К (например, KNO₃) при температуре приблизительно 400°С-450°С на 1-8 ч, при этом предпочтительное время находится в диапазоне от 2 до 4 ч.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления с применением солевой ванны из расплавленной соли Na (например, NaNO₃) при 450°С в течение приблизительно 8 ч глубина ионообменного слоя достигает более чем 80 мкм, предпочтительно более чем 85 мкм.

В некоторых вариантах осуществления представлен способ ионной имплантации, предусматривающий введение ионов в поверхностный слой стекла или микрокристаллического стекла, и способ горячей закалки, предусматривающий нагревание стекла или микрокристаллического стекла, а затем быстрое охлаждение.

Для определения различных показателей свойств композиции стекла, микрокристаллического стекла и/или изделия из микрокристаллического стекла, предусмотренных настоящим изобретением, проводили тесты с помощью следующих способов.

[Коэффициент теплового расширения]

Коэффициент теплового расширения (α_20-120°c) определяли согласно способу проведения испытаний из GB/T7962.16-2010.

[Коэффициент преломления]

Коэффициент преломления (nd) определяли согласно способу из GB/T7962.1-2010. [Мутность]

Использовали устройство для определения мутности EEL57D для тестирования образца стекла толщиной 0,55 мм согласно GB2410-80.

[Размер микрокристаллов]

Измерения проводили с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). Проводили обработку поверхности микрокристаллического стекла в кислоте, представляющей собой HF, проводили распыление металла на поверхность микрокристаллического стекла и проводили сканирование поверхности с помощью SEM для определения размера ее микрокристаллов.

[Светопропускание]

Обрабатывали образец до толщины 1 мм, параллельно полировали соответствующие поверхности и использовали спектрофотометр Hitachi U-41000 для определения среднего светопропускания при 400-800 нм.

Обрабатывали образец до толщины 0,55 мм, параллельно полировали соответствующие поверхности и использовали спектрофотометр Hitachi U-41000 для определения светопропускания при 550 нм.

[Температурный коэффициент показателя преломления]

Температурный коэффициент показателя преломления при 20-40°С определяли согласно способу, указанному в GB/T 7962.4-2010.

[Кристалличность]

Сравнивали пик дифракционной рентгенограммы с профилями в базе данных. Определяли кристалличность путем расчета доли интенсивности дифракции кристаллической фазы относительно общей спектральной интенсивности, и осуществляли внутреннюю калибровку с использованием чистого кристалла кварца.

[Поверхностное напряжение] и [глубина ионообменного слоя]

Поверхностное напряжение определяли с помощью измерителя поверхностного напряжения для стекла FSM-6000LEUV.

Глубину ионообменного слоя определяли с помощью измерителя поверхностного напряжения для стекла SLP-2000.

При условиях определения расчет проводили на основе коэффициента преломления образца 1,54 и оптической константы упругости 25,3 [(нм/см)/МПа].

[Высота при определении вязкости методом падающего шарика]

После того, как образец размером 150×57×0,55 мм, две поверхности которого отполированы, помещали на лист из резины, обеспечивали падение 132 г стального шарика с установленной высоты, при этом образец не разрушался, а мог выдерживать максимальную высоту в способе определения вязкости методом падающего шарика. В частности, тест проводили, начиная с высоты в способе определения вязкости методом падающего шарика, составляющей 650 мм. Высоту постепенно изменяли на 700 мм, 750 мм, 800 мм, 850 мм или 900 мм или выше без разрушения. Для варианта осуществления, предусматривающего «высоту при определении вязкости методом падающего шарика», в качестве объекта для тестирования использовали изделие из микрокристаллического стекла. Данные тестирования, указанные как 900 мм в вариантах осуществления, означают, что изделие из микрокристаллического стекла выдерживает удар без разрушения, даже если стальной шарик падает с высоты 900 мм.

[Трещиностойкость]

Для осуществления способа с непосредственным измерением увеличения вдавливания и размера трещины, получали образец с размерами 2 мм×4 мм×20 мм путем закругления кромок, шлифовки и полировки. После его получения использовали пенетрометр для измерения твердости по Викерсу с приложением силы 49 Н, и затем выдерживали в течение 30 с и определяли предел прочности с помощью способа трехточечного изгиба после получения вмятин.

[Прочность при четырехточечном изгибе]

Стекло с размерами 150×57×0,55 мм тестировали с помощью управляемой с помощью микропроцессора электронной универсальной машины для испытаний СМТ6502 согласно ASTM С 158-2002.

Композиция стекла, предусмотренная настоящим изобретением, имеет следующие свойства.

1) В некоторых вариантах осуществления коэффициент теплового расширения (α_20-120°с) составляет 45×10^-7/K-70×10^-7/K, предпочтительно 50×10^-7/K-70×10^-7/K.

2) В некоторых вариантах осуществления показатель преломления (nd) составляет 1,500-1,530, предпочтительно 1,510-1,525.

Микрокристаллическое стекло, предусмотренное настоящим изобретением, имеет следующие свойства.

1) В некоторых вариантах осуществления мутность при толщине 0,55 мм составляет менее 0,6%, предпочтительно менее 0,5%, более предпочтительно менее 0,4%.

2) В некоторых вариантах осуществления размер микрокристаллов составляет менее 100 нм, предпочтительно менее 80 нм, более предпочтительно менее 60 нм, еще более предпочтительно менее 50 нм, еще более предпочтительно менее 40 нм.

3) В некоторых вариантах осуществления температурный коэффициент показателя преломления микрокристаллического стекла, предусмотренного настоящим изобретением, составляет менее -0,5×10^-6/°С, предпочтительно менее -0,8×10^-6/°С, более предпочтительно менее -1,1×10^-6/°С.

4) В некоторых вариантах осуществления кристалличность составляет более 50%, предпочтительно более 65%, более предпочтительно более 70%, еще более предпочтительно более 75%.

5) В некоторых вариантах осуществления показатель преломления (nd) составляет 1,520-1,550, предпочтительно 1,530-1,545.

6) В некоторых вариантах осуществления среднее светопропускание стекла толщиной 1 мм при длине волны 400-800 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%.

7) В некоторых вариантах осуществления светопропускание для толщины 0,55 мм при длине волны 550 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%, еще более предпочтительно более 91%.

Изделие из микрокристаллического стекла, предусмотренное настоящим изобретением, за исключением свойств вышеуказанного микрокристаллического стекла, имеет следующие свойства.

1) В некоторых вариантах осуществления поверхностное напряжение составляет более 200 МПа, предпочтительно более 250 МПа, более предпочтительно более 300 МПа.

2) В некоторых вариантах осуществления прочность при четырехточечном изгибе составляет более 600 МПа, предпочтительно более 650 МПа, более предпочтительно более 700 МПа.

3) В некоторых вариантах осуществления глубина ионообменного слоя составляет более 30 мкм, предпочтительно более 50 мкм, более предпочтительно более 60 мкм, еще более предпочтительно более 80 мкм.

4) В некоторых вариантах осуществления высота при определении вязкости методом падающего шарика составляет более 700 мм, предпочтительно более 800 мм, более предпочтительно более 1000 мм, еще более предпочтительно более 1200 мм;

5) В некоторых вариантах осуществления трещиностойкость составляет более 1 , предпочтительно более 1,3 , более предпочтительно более 1,5 .

6) В некоторых вариантах осуществления среднее светопропускание стекла толщиной 1 мм при длине волны 400-800 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%.

7) В некоторых вариантах осуществления светопропускание для толщины 0,55 мм при длине волны 550 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%, еще более предпочтительно более 91%.

Микрокристаллическое стекло и изделие из микрокристаллического стекла, предусмотренные настоящим изобретением, из-за их превосходных свойств можно широко использовать при изготовлении стеклянной покровной пластины или стеклянного элемента; и при этом микрокристаллическое стекло, изделие из микрокристаллического стекла и полученная стеклянная покровная пластина или стеклянный элемент, предусмотренные настоящим изобретением, можно использовать для электронных устройств или устройств отображения, таких как мобильный телефон, часы, компьютер и сенсорный дисплей.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

С целью дополнительного объяснения и иллюстрации технического решения по настоящему изобретению будут представлены следующие неограничивающие варианты осуществления. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения было приложено много усилий для обеспечения точности численных значений (например, количества, температуры), однако необходимо учитывать некоторые погрешности и отклонения. Состав композиции представлен в вес. % в пересчете на оксиды и стандартизован до 100%.

В таблицах 1-3 ниже показаны варианты осуществления композиции стекла.

В таблицах 4-6 ниже показаны варианты осуществления микрокристаллического стекла.

В таблицах 7-9 ниже показаны варианты осуществления изделия из микрокристаллического стекла

В таблицах 10-12 ниже показаны варианты осуществления цветного изделия из микрокристаллического стекла

В настоящем изобретении раскрыто микрокристаллическое стекло, изделия из микрокристаллического стекла, подходящие для устройств отображения или электронных устройств с высокими требованиями к устойчивости при падении, сжатии и устойчивости к царапинам. Основная кристаллическая фаза микрокристаллического стекла содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца. При этом прочность при четырехточечном изгибе изделия из микрокристаллического стекла составляет более 600 МПа. Мутность микрокристаллического стекла толщиной 0,55 мм составляет менее 0,6%. Микрокристаллическое стекло содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂ 65-85; Al₂O₃ 6-11; Li₂O 5-15; ZrO₂ 0,1-10; P₂O₅ 0,3-3; K₂O 0-10; MgO 0-10; ZnO 0-10, при этом (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8,5-12 и (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-20. Изделие из микрокристаллического стекла дополнительно содержит следующие компоненты в процентах по весу: SrO: 0-5; и/или BaO: 0-5; и/или TiO₂: 0-5; и/или Y₂O₃: 0-5; и/или B₂O₃: 0-3; и/или осветляющее средство: 0-2. Размер микрокристаллов составляет менее 100 нм. Технический результат изобретения - обеспечение изделия из микрокристаллического стекла с превосходными механическими свойствами. 5 н. и 32 з.п. ф-лы, 12 табл.

1. Изделие из микрокристаллического стекла, где его основная кристаллическая фаза содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца, при этом прочность при четырехточечном изгибе изделия из микрокристаллического стекла составляет более 600 МПа, и изделие из микрокристаллического стекла содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 6-11%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,3-3%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; Na₂O: 0-5%, при этом (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8,5-12 и (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-20.

2. Изделие из микрокристаллического стекла по п.1, дополнительно содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SrO: 0-5%; и/или BaO: 0-5%; и/или TiO₂: 0-5%; и/или Y₂O₃: 0-5%; и/или B₂O₃: 0-3%; и/или осветляющее средство: 0-2%.

3. Изделие из микрокристаллического стекла по п.1, где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 4 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-80; 2) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 40-90; 3) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,6-1,2; 4) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,3-4,0.

4. Изделие из микрокристаллического стекла по п.1, содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 70-80%; и/или Al₂O₃: 6-11%; и/или Li₂O: 7-15%; и/или ZrO₂: 0,5-6%; и/или P₂O₅: 0,5-5%; и/или K₂O: 0-5%; и/или MgO: 0-5%; и/или ZnO: 0-5%; и/или SrO: 0-1%; и/или BaO: 0-1%; и/или TiO₂: 0-1%; и/или Y₂O₃: 0-1%; и/или Na₂O: 0-3%; и/или B₂O₃: 0,1-2%; и/или осветляющее средство: 0-1%.

5. Изделие из микрокристаллического стекла по п.1, где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 5 условий: 1) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-14; 2) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-70; 3) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 45-85; 4) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,7-1,1; 5) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,5-3,5.

6. Изделие из микрокристаллического стекла по п.1, содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 70-76%; и/или Al₂O₃: 6-10%; и/или Li₂O: 8-12,5%; и/или ZrO₂: 1-5%; и/или P₂O₅: 1-2%; и/или K₂O: 0-3%; и/или MgO: 0,3-2%; и/или ZnO: 0-3%; и/или Na₂O: 0-1%; и/или Sb₂O₃: 0-1%; и/или SnO₂: 0-1%; и/или SnO: 0-1%.

7. Изделие из микрокристаллического стекла по п.1, где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 5 условий: 1) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-14; 2) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 42-60; 3) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 46-80; 4) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,8-1,0; 5) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,8-3,3.

8. Изделие из микрокристаллического стекла по п.1, которое содержит следующие компоненты в процентах по весу: Li₂O: от 8% до менее чем 10%; и/или не содержит SrO; и/или не содержит BaO; и/или не содержит TiO₂; и/или не содержит Y₂O₃; и/или не содержит GeO₂; и/или не содержит CaO; и/или не содержит Cs₂O; и/или не содержит PbO; и/или не содержит B₂O₃; и/или не содержит As₂O₃; и/или не содержит La₂O₃; и/или не содержит Tb₂O₃.

9. Изделие из микрокристаллического стекла по п.1, где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 3 условий: 1) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-14; 2) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 45-60; 3) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 48-80.

10. Изделие из микрокристаллического стекла по п. 1, где его основная кристаллическая фаза содержит дисиликат лития и кристаллическую фазу кварца и/или петалит.

11. Изделие из микрокристаллического стекла по п.1, где его кристалличность составляет более 50%, предпочтительно более 65%, более предпочтительно более 70%, еще более предпочтительно более 75%.

12. Изделие из микрокристаллического стекла по п. 1, где поверхностное напряжение составляет более 200 МПа, предпочтительно более 250 МПа, более предпочтительно более 300 МПа; и/или глубина ионообменного слоя составляет более 30 мкм, предпочтительно более 50 мкм, более предпочтительно более 60 мкм, еще более предпочтительно более 80 мкм; и/или высота при определении вязкости методом падающего шарика составляет более 700 мм, предпочтительно более 800 мм, более предпочтительно более 1000 мм, еще более предпочтительно более 1200 мм; и/или трещиностойкость составляет более 1МПа·м^1/2, предпочтительно более 1,3 МПа·м^1/2, более предпочтительно более 1,5 МПа·м^1/2; и/или прочность при четырехточечном изгибе составляет более 650 МПа, более предпочтительно более 700 МПа; и/или мутность для толщины 0,55 мм составляет менее 0,6%, предпочтительно менее 0,5%, более предпочтительно менее 0,4%; и/или размер микрокристаллов составляет менее 100 нм, предпочтительно менее 80 нм, более предпочтительно менее 60 нм, еще более предпочтительно менее 50 нм; и/или температурный коэффициент показателя преломления составляет менее -0,5⋅10^-6/°C, предпочтительно менее -0,8⋅10^-6/°C, более предпочтительно менее -1,1⋅10^-6/°C; и/или среднее светопропускание для толщины 1 мм при длине волны 400-800 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%; и/или светопропускание для толщины 0,55 мм при длине волны 550 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%, еще более предпочтительно более 91%.

13. Изделие из микрокристаллического стекла по п.1, дополнительно содержащее краситель, обеспечивающий получение изделия из микрокристаллического стекла в различных цветах, при этом его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0-4%; и/или Ni₂O₃: 0-4%; и/или CoO: 0-2%; и/или Co₂O₃: 0-2%; и/или Fe₂O₃: 0-7%; и/или MnO₂: 0-4%; и/или Er₂O₃: 0-8%; и/или Nd₂O₃: 0-8%; и/или Cu₂O: 0-4%; и/или Pr₂O₃: 0-8%; и/или CeO₂: 0-4%.

14. Микрокристаллическое стекло для изделия из микрокристаллического стекла по п. 1, где его основная кристаллическая фаза содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца, при этом мутность микрокристаллического стекла толщиной 0,55 мм составляет менее 0,6%, и микрокристаллическое стекло содержит следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 6-11%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,3-3%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; Na₂O: 0-5%, при этом (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8,5-12 и (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-20.

15. Микрокристаллическое стекло по п.14, дополнительно содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SrO: 0-5%; и/или BaO: 0-5%; и/или TiO₂: 0-5%; и/или Y₂O₃: 0-5%; и/или Na₂O: 0-3%; и/или B₂O₃: 0-3%; и/или осветляющее средство: 0-2%.

16. Микрокристаллическое стекло по п.14, где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 4 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-80; 2) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 40-90; 3) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,6-1,2; 4) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,3-4,0.

17. Микрокристаллическое стекло по п.14, содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 70-80%; и/или Al₂O₃: 6-11%; и/или Li₂O: 7-15%; и/или ZrO₂: 0,5-6%; и/или P₂O₅: 0,5-5%; и/или K₂O: 0-5%; и/или MgO: 0-5%; и/или ZnO: 0-5%; и/или SrO: 0-1%; и/или BaO: 0-1%; и/или TiO₂: 0-1%; и/или Y₂O₃: 0-1%; и/или Na₂O: 0-1%; и/или B₂O₃: 0,1-2%; и/или осветляющее средство: 0-1%.

18. Микрокристаллическое стекло по п.14, где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 5 условий: 1) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-14; 2) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-70; 3) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 45-85; 4) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,7-1,1; 5) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,5-3,5.

19. Микрокристаллическое стекло по п.14, содержащее следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 70-76%; и/или Al₂O₃: 6-10%; и/или Li₂O: 8-12,5%; и/или ZrO₂: 1-5%; и/или P₂O₅: 1-2%; и/или K₂O: 0-3%; и/или MgO: 0,3-2%; и/или ZnO: 0-3%; и/или Sb₂O₃: 0-1%; и/или SnO₂: 0-1%; и/или SnO: 0-1%.

20. Микрокристаллическое стекло по п.14, где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 5 условий: 1) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-14; 2) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 42-60; 3) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 46-80; 4) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,8-1,0; 5) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,8-3,3.

21. Микрокристаллическое стекло по п.14, которое содержит следующие компоненты в процентах по весу: Li₂O: от 9% до менее чем 10%; при этом не содержит SrO; и/или не содержит BaO; и/или не содержит TiO₂; и/или не содержит Y₂O₃; и/или не содержит GeO₂; и/или не содержит CaO; и/или не содержит Cs₂O; и/или не содержит PbO; и/или не содержит As₂O₃; и/или не содержит La₂O₃; и/или не содержит Tb₂O₃; и/или не содержит Na₂O; и/или не содержит B₂O₃.

22. Микрокристаллическое стекло по п.14, где содержание каждого компонента удовлетворяет одному или более из следующих 3 условий: 1) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-14; 2) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 45-60; 3) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 48-80.

23. Микрокристаллическое стекло по п.14, где его основная кристаллическая фаза содержит дисиликат лития и кристаллическую фазу кварца и/или петалит.

24. Микрокристаллическое стекло по п.14, где его кристалличность составляет более 50%, предпочтительно более 65%, более предпочтительно более 70%, еще более предпочтительно более 75%.

25. Микрокристаллическое стекло по п.14, где мутность для толщины 0,55 мм составляет менее 0,5%, предпочтительно менее 0,4%; и/или размер микрокристаллов составляет менее 100 нм, предпочтительно менее 80 нм, более предпочтительно менее 60 нм, еще более предпочтительно менее 50 нм; и/или температурный коэффициент показателя преломления микрокристаллического стекла составляет менее -0,5⋅10^-6/°C, предпочтительно менее -0,8⋅10^-6/°C, более предпочтительно менее -1,1⋅10^-6/°C; и/или среднее светопропускание для толщины 1 мм при длине волны 400-800 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%; и/или светопропускание для толщины 0,55 мм при длине волны 550 нм составляет более 80%, предпочтительно более 85%, более предпочтительно более 88%, еще более предпочтительно более 91%.

26. Микрокристаллическое стекло по п. 14, дополнительно содержащее краситель, обеспечивающий получение микрокристаллического стекла в различных цветах, при этом его краситель содержит следующие компоненты в процентах по весу: NiO: 0-4%; и/или Ni₂O₃: 0-4%; и/или CoO: 0-2%; и/или Co₂O₃: 0-2%; и/или Fe₂O₃: 0-7%; и/или MnO₂: 0-4%; и/или Er₂O₃: 0-8%; и/или Nd₂O₃: 0-8%; и/или Cu₂O: 0-4%; и/или Pr₂O₃: 0-8%; и/или CeO₂: 0-4%.

27. Стеклянная покровная пластина, предусматривающая изделие из микрокристаллического стекла по п.1 и/или микрокристаллическое стекло по п.14.

28. Электронное устройство, предусматривающее изделие из микрокристаллического стекла по п.1 и/или микрокристаллическое стекло по п.14.

29. Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по п. 1, включающий следующие стадии: образование композиции стекла, содержащей следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 6-11%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,3-3%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; SrO: 0-5%; BaO: 0-5%; TiO₂: 0-5%; Y₂O₃: 0-5%; B₂O₃: 0-3%; Na₂O: 0-5%, при этом (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8,5-12 и (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-20; осветляющее средство: 0-2%, образование микрокристаллического стекла из композиции стекла посредством технологии кристаллизации, где основная кристаллическая фаза микрокристаллического стекла содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца, и затем образование из микрокристаллического стекла изделия из микрокристаллического стекла посредством технологии химической закалки, где прочность при четырехточечном изгибе изделия из микрокристаллического стекла составляет более 600 МПа.

30. Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по п.29, где содержание каждого компонента композиции стекла удовлетворяет одному или более из следующих 6 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8,5-12; 2) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-20, предпочтительно 8,89-14; 3) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-80, предпочтительно 40-70, более предпочтительно 42-60, еще более предпочтительно 45-60; 4) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 40-90, предпочтительно 45-85, более предпочтительно 46-80, еще более предпочтительно 48-80; 5) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,6-1,2, предпочтительно 0,7-1,1, более предпочтительно 0,8-1,0; 6) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,3-4,0, предпочтительно 2,5-3,5, более предпочтительно 2,8-3,3.

31. Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по п.29, где технология кристаллизации предусматривает следующие стадии: нагревание до заранее определенной температуры кристаллизационной обработки, выдерживание в течение некоторого периода времени после достижения температуры термической обработки, а затем охлаждение; при этом температура кристаллизационной обработки составляет предпочтительно 490-800°C, более предпочтительно 550-750°C; и время выдерживания при температуре кристаллизационной обработки составляет предпочтительно 0-8 ч, более предпочтительно 1-6 ч.

32. Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по п.29, где технология кристаллизации предусматривает следующие стадии: осуществление технологии образования зародышей при первой температуре, и затем осуществление технологии выращивания кристаллов при второй температуре, которая выше температуры технологии образования зародышей, при этом первая температура составляет 490-650°C, и вторая температура составляет 600-850°C, время выдерживания при первой температуре составляет 0-24 ч, предпочтительно 2-15 ч, и время выдерживания при второй температуре составляет 0-10 ч, предпочтительно 0,5-6 ч.

33. Способ изготовления изделия из микрокристаллического стекла по п.29, где технология химической закалки предусматривает погружение микрокристаллического стекла в солевую ванну из расплавленной соли Na при температуре 430-470°C на приблизительно 6-20 ч, при этом предпочтительная температура составляет 435-460°C, и предпочтительное время составляет 8-13 ч; и/или погружение микрокристаллического стекла в солевую ванну из расплавленной соли K при температуре 400-450°C на 1-8 ч, при этом предпочтительное время составляет 2-4 ч.

34. Способ изготовления микрокристаллического стекла по п. 14, включающий следующие стадии: образование композиции стекла, содержащей следующие компоненты в процентах по весу: SiO₂: 65-85%; Al₂O₃: 6-11%; Li₂O: 5-15%; ZrO₂: 0,1-10%; P₂O₅: 0,3-3%; K₂O: 0-10%; MgO: 0-10%; ZnO: 0-10%; SrO: 0-5%; BaO: 0-5%; TiO₂: 0-5%; Y₂O₃: 0-5%; B₂O₃: 0-3%; Na₂O: 0-5%, при этом (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8,5-12 и (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-20; осветляющее средство: 0-2%, образование микрокристаллического стекла из композиции стекла посредством технологии кристаллизации, где основная кристаллическая фаза микрокристаллического стекла содержит силикат лития и кристаллическую фазу кварца, и мутность микрокристаллического стекла толщиной 0,55 мм составляет менее 0,6%.

35. Способ изготовления микрокристаллического стекла по п.34, где содержание каждого компонента композиции стекла удовлетворяет одному или более из следующих 6 условий: 1) (SiO₂+Li₂O)/Al₂O₃ составляет 8,5-12; 2) (Al₂O₃+Li₂O)/P₂O₅ составляет 8,89-20, предпочтительно 8,89-14; 3) (SiO₂+Li₂O)/P₂O₅ составляет 40-80, предпочтительно 40-70, более предпочтительно 42-60, еще более предпочтительно 45-60; 4) (SiO₂+Al₂O₃+Li₂O+ZrO₂)/P₂O₅ составляет 40-90, предпочтительно 45-85, более предпочтительно 46-80, еще более предпочтительно 48-80; 5) (K₂O+MgO)/ZrO₂ составляет 0,6-1,2, предпочтительно 0,7-1,1, более предпочтительно 0,8-1,0; 6) Li₂O/(K₂O+ZrO₂) составляет 2,3-4,0, предпочтительно 2,5-3,5, более предпочтительно 2,8-3,3.

36. Способ изготовления микрокристаллического стекла по п.34, где технология кристаллизации предусматривает следующие стадии: нагревание до заранее определенной температуры кристаллизационной обработки, выдерживание в течение некоторого периода времени после достижения температуры термической обработки, а затем охлаждение; при этом температура кристаллизационной обработки составляет предпочтительно 490-800°C, более предпочтительно 550-750°C; и время выдерживания при температуре кристаллизационной обработки составляет предпочтительно 0-8 ч, более предпочтительно 1-6 ч.

37. Способ изготовления микрокристаллического стекла по п.34, где технология кристаллизации предусматривает следующие стадии: осуществление технологии образования зародышей при первой температуре, и затем осуществление технологии выращивания кристаллов при второй температуре, которая выше температуры технологии образования зародышей, при этом первая температура составляет 490-650°C, и вторая температура составляет 600-850°C, время выдерживания при первой температуре составляет 0-24 ч, предпочтительно 2-15 ч, и время выдерживания при второй температуре составляет 0-10 ч, предпочтительно 0,5-6 ч.