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用于手机的仿羊脂玉微晶玻璃
类别:技术交流   日期:2020-9-11  来源:凯茂科技(深圳)有限企业  点击率:4608  打印 关闭

 

玉的种类很多,可按其产地、色泽、质地来分类,作为手机和机身的高级材质,应参照国家标准GB/T 16552—2003 珠宝玉石名称》和GB/T 16553—1996《珠宝玉石鉴定》,选择纯正稀罕、质量最高的和田出产的羊脂白玉来仿制,仿玉的微晶玻璃也应按这些标准的性能要求,制定仿玉的工艺。本文在已发表的仿玉微晶玻璃专利的基础上,对制定用于手机的仿玉微晶玻璃成分与工艺原则及研制中若干问题,进行探讨。

 

用于手机仿羊脂玉微晶玻璃性能要求:(1)颜色,羊脂玉属上等优质白玉,呈脂白色,允许稍有淡青色,白度39.5%44.5%,平均41.6%;糖色(玉鉴定中的专用名词,指色似红糖色)小于30%,糖色是由羊脂玉中Fe2O3等杂质所引起,要求FeO0.5%,在仿玉微晶玻璃中Fe2O3含量很少,往往在0.05%以下。(2)光泽,羊脂玉的光泽较为特殊,古人称其温润而泽,就是光泽带有很强的油脂性,给人以滋润的感觉,既不强也不弱,既没有强光的晶莹,也没有弱光的蜡质感,玉的质地愈纯,光泽越好,杂质多,光泽就弱。但此光泽与玻璃光泽还有区别,玻璃光泽愈强,反而使人感到是用玻璃仿制的。(3)透明性,羊脂玉是微透明、半透明朦胧状,透光而不透亮。透明度太差,给人以白瓷感觉,透明度太高则感觉像玻璃。现有各种标准中只有定性文字描述,缺乏具体文字,笔者估计可见光透率应在25%40%范围内。(4)质地 ,羊脂玉晶粒大小要求为3 mm以下,结构柔和细腻,致密纯净,仿玉微晶玻璃的晶粒大小可以达到0.021 mm,比羊脂玉更细。(5)硬度 ,羊脂玉莫氏硬度66.5,仿玉微晶玻璃可达6.5左右。

 

用于手机仿玉微晶玻璃的制造工艺:(1)成分和工艺优选的原则,根据手机用仿玉微晶玻璃的要求设计微晶玻璃成分和制造工艺制度。设计仿玉微晶玻璃成分要达到预期主晶相的组成、晶体粒度、晶相结构以及晶相含量。和田玉特征是羊脂白色,质地细腻,具有油脂光泽呈微透明。按此特征首先考虑析出的主晶相应该是羊脂白色,微晶玻璃要得到此种白色十分不易,基础玻璃的羊脂白色并不等于研制出的微晶也是同样颜色,因此在设计成分时必须选择晶化后析出晶体的色泽。质地是否细腻与微透明和析出晶粒大小有密切关系。在晶化和核化时必须控制析出晶粒大小,在1 mm以下,透明性则要求晶粒大小不超过可见光波长,一般在400 nm以下,而且此种微粒要有一定的比例,比例太大则透明度太高,反之则透明度降低。透明度与玻璃相有一定关系,但不是主要的,一般很少用玻璃相比例调节透明性。晶粒愈细,则强度愈高。晶粒大小对玻璃中Griffith裂纹的长度和扩展也有影响,晶体颗粒愈小,Griffith裂纹愈短,因为裂纹的扩展被颗粒界面所阻挡。

 

2)仿玉微晶玻璃成分与工艺,现有公开仿玉石型微晶的专利中,其成分(质量分数)为SiO2 45.0%75.0%,Al2O3 1.0%25.0%,RO(碱土金属物)020%,R2O(碱金属氧化物)3.0%15.0%,TiO2 04%,ZrO2 02.5%,F 08.0%,其余为助熔剂和澄清剂,原料混合后在1 3001 600 熔化18 h,再在1 2001 520 澄清05 h,熔好的玻璃液用压延法、平拉法或浮法制成平板,也可浇注成块或水淬成微球。将成形的玻璃板、块或微球加热到600800 ,核化28 h,然后升温到7001 150 ,晶化210 h,再在100800 退火120 h,慢冷出炉。根据不同的成分和核化、晶化温度,得到主晶相为枪晶石、黄长石、霞石、透辉石和β-石英中一种或一种以上,次晶相为硅灰石和锂辉石的一种或两种,该次晶相的最大晶粒尺寸等于或小于可见光。按上述成分和工艺得到仿玉微晶玻璃密度为2.62.7 g/cm3,莫氏硬度为7,可见光透过率25%90%,抗弯强度72120 MPa。按照此专利的技术已组建了生产线,进行规模化生产,由于是仿辽宁红山玉,达不到和田玉的羊脂白色及微透明性。在这些专利的基础上,笔者对手机用仿羊脂玉微晶玻璃进行了研制,采用Li2O- Al2O3-SiO2为主要成分,ZrO2TiO2为晶核剂,析出主晶相为β锂辉石[ LiAlSi2O6)]固溶体,呈乳白色与羊脂玉的颜色相近,晶化温度升高后则析出晶相为β石英固溶体[(LiRO·Al2O3·nSiO2],其中R指离子半径小的二价离子,玻璃呈透明状。玻璃化学成分为SiO2 60%66%,Al2O3 16%20%,Li2O 3%5%,MgO 0.6%3%,ZnO 0.5%2%,ZrO2 0.2%0.5%,TiO2 2.5%4.5%,另加入Sb2O3As2O3为澄清剂。玻璃熔化温度为1 6001 650 。成形后进行核化和晶化处理,晶化温度750~800 46 h,核化温度8501 000   46 h

 

制备的仿玉微晶玻璃硬度6.57,抗冲击强度从高1.8 m自由下落到地面不破裂,四点抗弯曲强度 260280 MPa

 

近年来也有采用纳米微晶陶瓷作为高档手机的机身和后盖的,纳米微晶陶瓷烧结时间很长,机身和后盖的薄片在烧结中易变形,仿羊脂玉微晶玻璃与其相比,仿羊脂玉微晶的基础玻璃可以采用小浮法或溢流下拉法连续成形,生产效率高。仿羊脂玉微晶玻璃除了优化晶相结构及晶粒尺寸提高强度外,还可以通过离子交换进行化学增强,进一步提高抗摔性,进行中试生产后,作为手机机身和后盖还是有应用前景的。

 



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