一种高硼硅玻璃2.0的生产工艺和高硼硅玻璃2.0的应用

摘要

本发明涉及玻璃制造技术领域，尤其是涉及一种高硼硅玻璃2.0的生产工艺和高硼硅玻璃2.0的应用。原片通过裁切、钻孔、打槽、磨边、洗涤、干燥、电炉加热、风栅萃冷特定的工艺制备得到的高硼硅玻璃2.0可替代钢化玻璃解决钢化玻璃自爆问题；同时也可以替代微晶玻璃，解决微晶玻璃成本高，不具备韧性的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃制造技术领域，尤其是涉及一种高硼硅玻璃2.0的生产工艺和高硼硅玻璃2.0的应用。

技术背景

高硼硅3.3平板玻璃广泛用于化工、航天、军事、家庭等领域，但是其耐热冲击性能一般，在用于一些温差大的设备中的时，容易出现开裂甚至自爆的现象。

钢化玻璃是经过化学或物理的方法形成制备得到的安全玻璃，但是钢化玻璃容易出现自爆现象，这种自爆现象的发生主要是因为玻璃中存在高温相α-NiS，在温相α-NiS向低温相β-NiS转化的时候会出现2-4％的体积膨胀，使得钢化玻璃床承受巨大的相变张应力，从而导致自爆，目前市面上用质地坚硬、耐高温性好的微晶玻璃来替代钢化玻璃的使用，但是微晶玻璃的成本较高，并且不具备韧性，也限制了其应用范围。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种高硼硅玻璃2.0的生产工艺，包括以下步骤：

(1)原片准备：取高硼硅玻璃原片，备用；

(2)裁切：将高硼硅玻璃原片按照安装设计要求进行裁切成所需形状，得到玻璃片b；

(3)钻孔、打槽：对玻璃片b进行钻孔、打槽，得到玻璃片c；

(4)磨边：对玻璃片c进行磨边处理，得到玻璃片d；

(5)洗涤、干燥：将玻璃片d放入清洗机中清洗、然后放入烘干机中烘干，得到玻璃片e；

(6)电炉加热：将玻璃片e放入电炉中进行加入加热，得到玻璃片f；

(7)风栅萃冷：将玻璃片f经辊道输送至风栅中冷却至200-230℃后，自然冷却至室温得到高硼硅玻璃2.0；

所述高硼硅玻璃2.0在1J的冲击作用下能够保持完整。

作为本发明一种优选的技术方案，所述高硼硅玻璃原片为高硼硅3.3平板玻璃；所述高硼硅3.3平板玻璃的厚度为2-16mm。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤(3)中钻孔的形状为圆形。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤(4)中使用金刚砂进行磨边；磨边时的磨削压力为15-35N。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤(5)中使用水清洗；步骤(5)中清洗时的水温为20-35℃。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤(5)中的烘干温度为150-250℃。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤(6)中电炉内温度为：700-800℃。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤(7)中风栅萃冷时的风压为14-20KPa。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤(6)中冷却时间为6-12s。

本发明的第二个方面提供了上述制备工艺制备得到的高硼硅玻璃2.0的应用，所述高硼硅玻璃2.0的应用领域包括电磁炉面板，灶台面，蒸烤箱内胆，微波炉内胆，小家电顶盖，锅盖，恒温类桌面和面板，餐具烤盘，触控面板，电子保护屏，建筑玻璃。

本发明的有益效果是：

本发明提高了高硼硅玻璃耐热冲击和抗机械冲击强度，使其应用范围大大提高。高硼硅玻璃2.0不自爆，用来替换钢化玻璃，使用更安全。高硼硅玻璃2.0耐热冲击可达到350℃，抗机械冲击0.6J以上，并且具有一定韧性，用来替换微晶玻璃，成本更低，也可做大面积面板，解决微晶面板没有韧性，易折断的问题。

附图说明

图1-4为测试A测试过程中的图片；图5为实施例1中的高硼硅玻璃2.0经过测试A测试后的图片；图6为实施例2中的高硼硅玻璃2.0经过测试A测试后的图片；图7为实施例3中的高硼硅玻璃2.0经过测试A测试后的图片；图8为实施例4中的高硼硅玻璃2.0经过测试A测试后的图片；图9-12为测试B测试过程中的图片；图13为实施例1中的高硼硅玻璃2.0经过测试B测试后的图片；图14为实施例2中的高硼硅玻璃2.0经过测试B测试后的图片；图15为实施例3中的高硼硅玻璃2.0经过测试B测试后的图片；图16-19为测试C测试过程中的图片；图20为实施例1中的高硼硅玻璃2.0经过测试C测试后的图片；图21为实施例2中的高硼硅玻璃2.0经过测试C测试后的图片；图22为实施例3中的高硼硅玻璃2.0经过测试C测试后的图片；图23-26为测试D测试过程中的图片；图27为实施例1中的高硼硅玻璃2.0经过测试D测试后的图片；图28为实施例2中的高硼硅玻璃2.0经过测试D测试后的图片；图29-32为测试E测试过程中的图片；图33为实施例1中的高硼硅玻璃2.0经过测试E测试后的图片；图34-39为0.5J的力测试后样品的图片；图40为在0.7J的力测试时的力的大小的图片；图41为0.5J的力测试后样品的图片；图42为在1J的力测试时的力的大小的图片；图43为1J的力测试后样品的图片。

具体实施方式

下面将结合本发明中的实施方式，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，并不能局限地认定本发明的具体实施只局限于上述内容，所附的权利要求不被说明该发明的实施例所限制。对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理的前提下，还可以做出若干替换和润色，都应属于本发明的保护内容。

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种高硼硅玻璃2.0的生产工艺，包括以下步骤：

(1)原片准备：取高硼硅玻璃原片，备用；

(2)裁切：将高硼硅玻璃原片按照安装设计要求进行裁切成所需形状，得到玻璃片b；

(3)钻孔、打槽：对玻璃片b进行钻孔、打槽，得到玻璃片c；

(4)磨边：对玻璃片c进行磨边处理，得到玻璃片d；

(5)洗涤、干燥：将玻璃片d放入清洗机中清洗、然后放入烘干机中烘干，得到玻璃片e；

(6)电炉加热：将玻璃片e放入电炉中进行加入加热，得到玻璃片f；

(7)风栅萃冷：将玻璃片f经辊道输送至风栅中冷却至200-230℃后，自然冷却至室温得到高硼硅玻璃2.0；

所述高硼硅玻璃2.0在1J的冲击作用下能够保持完整。

在一种实施方式中，所述高硼硅玻璃原片为高硼硅3.3平板玻璃。

在一种实施方式中，所述高硼硅3.3平板玻璃的厚度为2-16mm。

在一种实施方式中，所述高硼硅玻璃2.0的热冲击温差最高为温差430℃。

高硼硅3.3平板玻璃通过本发明的制备工艺制备得到高硼硅玻璃2.0具有优异的耐热冲击性。同时步骤(2)中的裁切可以根据需要进行选择，裁切成的形状可以为圆形、正方形、三角形等。经过申请人大量研究发现，当高硼硅3.3平板玻璃裁切成圆形时的耐热冲击性更好。

在一种实施方式中，步骤(3)中钻孔的形状为圆形。

在一种实施方式中，钻孔的位置为玻璃片b的中心。

申请人发现，当将高硼硅3.3平板玻璃裁切成圆形，并且在圆形的中心钻孔制得的高硼硅玻璃2.0的耐热冲击性更好，可能是因为在中心开设的圆形孔更改使得高硼硅玻璃2.0在后续加热过程中能够得到较好的应力释放，并且玻璃片的形状是圆形，应力得到更好的释放。

在一种实施方式中，步骤(4)中使用金刚砂进行磨边。

在一种实施方式中，磨边时的磨削压力为15-35N；优选为20-30N；进一步优选为30N。

磨边主要是为了使玻璃周边更加平滑，在后面的处理过程中，应力能够更好的分布，但是申请人发现当磨削压力过大或过小玻璃周边的粗糙度都会增加。

在一种实施方式中，步骤(5)中使用水清洗。

在一种实施方式中，步骤(5)中清洗时的水温为20-35℃；优选为30℃。

在一种实施方式中，步骤(5)中的烘干温度为150-250℃；优选为180-230℃；进一步优选为200℃。

在一种实施方式中，步骤(6)中电炉内温度为：700-800℃，优选为750℃；同时按1mm玻璃厚度加热时间为40s进行加热。

在一种实施方式中，步骤(7)中风栅萃冷时的风压为14-20KPa；冷却时间为6-12s，优选为8-9s。

具体的，步骤(7)的步骤为：将玻璃片f经辊道输送至风栅用风压为14-20KPa的冷空气进行冷却8-9s至所述玻璃表面为200-230℃后，自然冷却至室温得到高硼硅玻璃2.0。

申请人发现，圆形的玻璃片能够经过加热和萃冷工艺能够减少自爆现象发生并提高其耐冲击性能，可能是因为在8-9s冷却至200-230℃后的快冷过程中，中心钻孔后的圆形玻璃能够从中心位置从由高温相α-NiS转变为低温相β-NiS，能耗的提高了玻璃的耐冲击性，并降低了自爆现象的发生。

本发明的第二个方面提供了上述制备工艺制备得到的高硼硅玻璃2.0的应用，所述高硼硅玻璃2.0的应用领域包括电磁炉面板，灶台面，蒸烤箱内胆，微波炉内胆，小家电顶盖，锅盖，恒温类桌面和面板，餐具烤盘，触控面板，电子保护屏，建筑玻璃。

以下给出本发明的几个具体实施例，但本发明不受实施例的限制。

实施例

实施例1

一种高硼硅玻璃2.0的生产工艺，包括以下步骤：

(1)原片准备：取厚度为2mm的高硼硅3.3平板玻璃，备用；

(2)裁切：将高硼硅玻璃原片按照安装设计要求进行裁切成圆形，得到玻璃片b；

(3)钻孔、打槽：对玻璃片b进行钻孔、打槽，得到玻璃片c；

(4)磨边：对玻璃片c进行磨边处理，得到玻璃片d；

(5)洗涤、干燥：将玻璃片d放入清洗机中清洗，清洗的水温为30℃，清洗结束后，再将玻璃放入烘干机中进行烘干，烘干温度为200℃，得到玻璃片e；

(6)电炉加热：将玻璃片e放入电炉中进行加入加热，得到玻璃片f；

(7)风栅萃冷：将玻璃片f经辊道输送至风栅用风压为16KPa的冷空气进行冷却8s至所述玻璃表面为210℃后，自然冷却至室温得到高硼硅玻璃2.0；

步骤(3)中钻孔的形状为圆形；孔的位置为玻璃片b的中心；步骤(4)中使用金刚砂进行磨边；磨边时的磨削压力为30N；步骤(6)中电炉内温度为750℃，加热时间为80s。

实施例2

一种高硼硅玻璃2.0的生产工艺，包括以下步骤：

(1)原片准备：取厚度为2mm的高硼硅3.3平板玻璃，备用；

(2)裁切：将高硼硅玻璃原片按照安装设计要求进行裁切成圆形，得到玻璃片b；

(3)磨边：对玻璃片b进行磨边处理，得到玻璃片c；

(4)洗涤、干燥：将玻璃片c放入清洗机中清洗，清洗的水温为30℃，清洗结束后，再将玻璃放入烘干机中进行烘干，烘干温度为200℃，得到玻璃片d；

(5)电炉加热：将玻璃片d放入电炉中进行加入加热，得到玻璃片e；

(6)风栅萃冷：将玻璃片e经辊道输送至风栅用风压为16KPa的冷空气进行冷却8s至所述玻璃表面为210℃后，自然冷却至室温得到高硼硅玻璃2.0；

步骤(3)中使用金刚砂进行磨边；磨边时的磨削压力为30N；步骤(5)中电炉内温度为750℃，加热时间为80s。

实施例3

一种高硼硅玻璃2.0的生产工艺，包括以下步骤：

(1)原片准备：取厚度为2mm的高硼硅3.3平板玻璃，备用；

(2)裁切：将高硼硅玻璃原片按照安装设计要求进行裁切成长方形，得到玻璃片b；

(3)钻孔、打槽：对玻璃片b进行钻孔、打槽，得到玻璃片c；

(4)磨边：对玻璃片c进行磨边处理，得到玻璃片d；

(5)洗涤、干燥：将玻璃片d放入清洗机中清洗，清洗的水温为30℃，清洗结束后，再将玻璃放入烘干机中进行烘干，烘干温度为200℃，得到玻璃片e；

(6)电炉加热：将玻璃片e放入电炉中进行加入加热，得到玻璃片f；

(7)风栅萃冷：将玻璃片f经辊道输送至风栅用风压为16KPa的冷空气进行冷却8s至所述玻璃表面为210℃后，自然冷却至室温得到高硼硅玻璃2.0；

步骤(3)中钻孔的形状为圆形；孔的位置为玻璃片b的中心；步骤(4)中使用金刚砂进行磨边；磨边时的磨削压力为30N；步骤(6)中电炉内温度为750℃，加热时间为80s。

实施例4

一种高硼硅玻璃2.0的生产工艺，包括以下步骤：

(1)原片准备：取厚度为2mm的高硼硅3.3平板玻璃，备用；

(2)裁切：将高硼硅玻璃原片按照安装设计要求进行裁切成圆形，得到玻璃片b；

(3)钻孔、打槽：对玻璃片b进行钻孔、打槽，得到玻璃片c；

(4)磨边：对玻璃片c进行磨边处理，得到玻璃片d；

(5)洗涤、干燥：将玻璃片d放入清洗机中清洗，清洗的水温为30℃，清洗结束后，再将玻璃放入烘干机中进行烘干，烘干温度为200℃，得到玻璃片e；

(6)将玻璃片e自然冷却至室温得到高硼硅玻璃2.0；

步骤(3)中钻孔的形状为圆形；孔的位置为玻璃片b的中心；步骤(4)中使用金刚砂进行磨边；磨边时的磨削压力为30N。

性能测试

1.热冲击测试

测试A

测试样品：为通过实施例1-4制备工艺制备得到的高硼硅玻璃2.0；

测试方法：如图1-4所示，将测试样品放入电炉中升温至360℃，并保持保温20分钟，打开电炉后将产品迅速放入10℃的恒温水箱中(温差350℃)，观察产品有无炸裂现象。

测试结果：如图5-8所示，实施例1-3中的高硼硅玻璃2.0无炸裂现象；实施例4中的高硼硅玻璃2.0破裂，其中，图5为实施例1中的高硼硅玻璃2.0经过测试A测试后的图片；图6为实施例2中的高硼硅玻璃2.0经过测试A测试后的图片；图7为实施例3中的高硼硅玻璃2.0经过测试A测试后的图片；图8为实施例4中的高硼硅玻璃2.0经过测试A测试后的图片。

测试B

测试样品：为通过实施例1-3制备工艺制备得到的高硼硅玻璃2.0；

测试方法：如图9-12所示，将测试样品放入电炉中升温至380℃，并保持保温20分钟，打开电炉后将产品迅速放入10℃的恒温水箱中(温差380℃)，观察产品有无炸裂现象；

测试结果：如图13-15所示，实施例1-3中的高硼硅玻璃2.0无炸裂现象，其中，图13为实施例1中的高硼硅玻璃2.0经过测试B测试后的图片；图14为实施例2中的高硼硅玻璃2.0经过测试B测试后的图片；图15为实施例3中的高硼硅玻璃2.0经过测试B测试后的图片。

测试C

测试样品：为通过实施例1-3制备工艺制备得到的高硼硅玻璃2.0；

测试方法：如图16-19所示，将测试样品放入电炉中升温至400℃，并保持保温20分钟，打开电炉后将产品迅速放入10℃的恒温水箱中(温差390℃)，观察产品有无炸裂现象；

测试结果：如图20-22所示，实施例1-2中的高硼硅玻璃2.0无炸裂现象，实施例3中的高硼硅玻璃2.0破裂；其中，图20为实施例1中的高硼硅玻璃2.0经过测试C测试后的图片；图21为实施例2中的高硼硅玻璃2.0经过测试C测试后的图片；图22为实施例3中的高硼硅玻璃2.0经过测试C测试后的图片。

测试D

测试样品：为通过实施例1-2制备工艺制备得到的高硼硅玻璃2.0；

测试方法：如图23-26所示，将测试样品放入电炉中升温至420℃，并保持保温20分钟，打开电炉后将产品迅速放入10℃的恒温水箱中(温差410℃)，观察产品有无炸裂现象；

测试结果：如图27-28所示，实施例1中的高硼硅玻璃2.0无炸裂现象，实施例2中的高硼硅玻璃2.0破裂；其中，图27为实施例1中的高硼硅玻璃2.0经过测试D测试后的图片；图28为实施例2中的高硼硅玻璃2.0经过测试D测试后的图片。

测试E

测试样品：通过实施例1制备工艺制备得到的高硼硅玻璃2.0；

测试方法：如图29-32所示，将测试样品放入电炉中升温至440℃，并保持保温20分钟，打开电炉后将产品迅速放入10℃的恒温水箱中(温差430℃)，观察产品有无炸裂现象；

测试结果：如图33所示，实施例1中的高硼硅玻璃2.0破裂，其中，图33为实施例1中的高硼硅玻璃2.0经过测试E测试后的图片。

2.冲击测试

测试样品：通过实施例3制备工艺制备得到的高硼硅玻璃2.0；

测试方法：分别用0.5J、0.7J、1J的力按照下面在测试样品上的5个点进行冲击测试，

如图34-39所示，在0.5J的力下测试样品保持完整，样品未破裂；其中，图34-39为0.5J的力测试后样品的图片。

如图40-41所示，在0.7J的力下测试样品保持完整，样品未破裂；其中，图40为在0.7J的力测试时的力的大小的图片；图41为0.5J的力测试后样品的图片。

如图42-43所示，在1J的力下测试样品保持完整，样品未破裂，其中，图42为在1J的力测试时的力的大小的图片；图43为1J的力测试后样品的图片。