CN114634308B - 一种碱铝硅玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种碱铝硅玻璃，按照摩尔百分比计，所述碱铝硅玻璃包括以下组分：12～15％的第一氧化物、73～80％的第二氧化物、4～6％的氧化硼、4～6％的第三氧化物；其中，所述第一氧化物包括氧化锂、氧化钠和氧化钾；所述第二氧化物包括二氧化硅和氧化铝；所述第三氧化物包括氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化锶、氧化铅、氧化锌和氧化铬中的至少一种。本发明旨在提供一种易熔、低膨胀和低表面张力的碱铝硅玻璃。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃技术领域，具体涉及一种碱铝硅玻璃。
背景技术
20世纪30年代碱铝硅玻璃发明至今已有近一百年历史，由于该玻璃系统中富含氧化铝，一般氧化铝质量含量大于5wt%，最高可达35%，氧化铝可以赋予玻璃较好的力学性能，因此碱铝硅玻璃发明之初主要用于燃烧管、光源、水位计、航空风挡等产品，但是氧化铝的熔点高达2050℃，表面张力因子高达620 mN/m，导致该类玻璃熔化成型十分困难，氧化铝质量含量一旦超过15%，熔化温度普遍超过1600℃，相比普通钠钙玻璃1450℃熔化温度高出150℃。另外该类玻璃的熔体表面张力通常为380 mN/m~410 mN/m，而普通钠钙玻璃的表面张力仅为330 mN/m，表面张力增大对于玻璃液排除气泡、消除条纹以及玻璃成型展薄均带来不利影响，因此氧化铝对于电子信息显示类玻璃的超薄成型产生极大的危害和影响，一般表面张力表现为内聚作用力，使熔体或液体表面积趋于缩小化，如果玻璃熔体进行超薄(厚度0.1mm-1.1mm)或极薄（小于0.10mm）成型时，必须施加外力克服表面张力向内作用，因此碱铝硅玻璃的超薄或极薄成型变得十分困难。
现有技术为了促进氧化铝的熔化，一般期望使用大量碱金属氧化物（例如氧化锂、氧化钠和氧化钾中的一种或三种任意组合）来获得助熔效果，当碱金属氧化物加入量较少时，助熔效果一般；碱金属氧化物加入量较大时，会造成玻璃三维网络结构遭到很大破坏，桥氧数量大幅减少，非桥氧数量增多，玻璃网络结构变得疏松，玻璃综合理化性能变差，比如膨胀系数变大，化学稳定性变差，因此大量使用碱金属氧化物来获得助熔效果实际上并不可取。
另外在大量使用碱金属氧化物时，表面张力并没有得到明显降低，表面张力依然维持在350 mN/m -370 mN/m的较高水平。另外大量使用碱金属氧化物也还会使玻璃线热膨胀系数α从通常（8.0-9.0）×10-6/℃增长到（9.0-11.0）×10-6/℃，意味玻璃熔体进行熔融冷却成型过程中将产生较大的体积变化ΔV，体积变化一般表现为体积收缩效应，体积变化ΔV一般为3αΔT（ΔT从供料成型温度到室温区间的温度变化，一般在1000℃~1300℃），在碱铝硅玻璃冷却成型过程中，熔体表面相对中心产生更为急剧温度变化，因此熔体表面收缩变化率高于熔体中心收缩变化率，导致成型后的玻璃制品表面形成微观裂纹，这些微观裂纹将导致玻璃制品的弯曲强度、抗拉强度、抗压强度等力学性能变差。
总而言之，碱铝硅玻璃发明至今没有得到广泛应用和快速发展，主要还是受到自身所含氧化铝和碱金属氧化物成分的限制，导致了熔化温度高，不好熔化；表面张力大，不好澄清和超薄成型；膨胀系数大导致收缩变形大，诱发表面生成微小裂纹，造成在弯曲作用下力学性能变差，如果制备柔性玻璃，会导致其弯折疲劳性能不佳。如何提供一种易熔、低膨胀、低表面张力、高化学稳定性的玻璃是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种碱铝硅玻璃，旨在提供一种易熔、低膨胀和低表面张力的碱铝硅玻璃。
为实现上述目的，本发明提出的一种碱铝硅玻璃，按照摩尔百分比计，所述碱铝硅玻璃包括以下组分：
12~15%%的第一氧化物、73~80%的第二氧化物、4~6%的氧化硼、4~6%的第三氧化物；
其中，所述第一氧化物包括氧化锂、氧化钠和氧化钾；
所述第二氧化物包括二氧化硅和氧化铝；
所述第三氧化物包括氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化锶、氧化铅、氧化锌和氧化铬中的至少一种。
可选地，所述第三氧化物包括氧化镁和氧化锌；
在所述碱铝硅玻璃中，所述氧化镁的摩尔百分比为2.4~3.6%，所述氧化锌的摩尔百分比为1.6~2.4%。
可选地，所述氧化硼、所述氧化镁和所述氧化锌的摩尔比为5：3：2。
可选地，在所述第一氧化物中，所述氧化锂、氧化钠和所述氧化钾的摩尔比为13：6：1。
可选地，在所述碱铝硅玻璃中，所述氧化锂的摩尔百分比为7.8~9.75%，所述氧化钠的摩尔百分比为3.6~4.50%，所述氧化钾的摩尔百分比为0.6~0.75%。
可选地，在所述碱铝硅玻璃中，所述氧化铝的摩尔百分比为9~13%，所述二氧化硅的摩尔百分比为60~71%。
可选地，在所述氧化硅、所述氧化锂和所述氧化硼中，硅原子、铝原子和硼原子的摩尔之和与氧原子的摩尔的比为1：（2.020~2.053）。
可选地，在所述碱铝硅玻璃中，所述第三氧化物与所述第一氧化物的摩尔比为1：（2.5~3.75）。
可选地，在所述碱铝硅玻璃中，所述第一氧化物与所述氧化铝的摩尔的比为（1.15~1.50）：1。
可选地，所述氧化硼和所述氧化锂的摩尔比为1：（1.63~2.44）。
本发明技术方案中，以二氧化硅和氧化铝为基底，作为构成碱铝硅玻璃的核心物质，二氧化硅是重要的碱铝硅玻璃形成体氧化物，在碱铝硅玻璃中以硅氧四面体结构单元[SiO4]形成不规则的连续网络，成为玻璃结构中的基本骨架，二氧化硅的作用是提高碱铝硅玻璃的力学、热学、电学、化学稳定性、热稳定性，能够降低碱铝硅玻璃的热膨胀系数和密度；同时，氧化铝作为碱铝硅玻璃的中间体氧化物，有利于增大碱铝硅玻璃网络孔隙，减小离子迁移阻力，进行化学强化时，能够有效促进CS和DOL同步增加；氧化钠是碱铝硅玻璃网络外体氧化物，能提供游离氧使碱铝硅玻璃结构中的O/Si比值增加，使碱铝硅玻璃网络结构发生断键，从而可以降低玻璃的黏度，使玻璃更加易于熔化，氧化钾和氧化锂也是玻璃网络外体氧化物，能够有效降低玻璃粘度，使得玻璃更加易于熔化；此外，碱铝硅玻璃的网络核心元素包括硅元素和铝元素，硅元素和铝元素所形成的网络基本结构单元分别为［SiO4］和［AlO4］，但是两者结构单元的体积相差较大，会导致碱铝硅玻璃中网络单元对一些碱金属离子（例如Li+、Na+和K+）迁移阻力降低，使得它们更加容易迁移，导致碱铝硅玻璃的化学稳定性降低，为了阻塞碱铝硅玻璃的网络孔隙，碱铝硅玻璃中还添加有氧化硼，氧化硼能够形成[BO4]四面体氧化物，在碱铝硅玻璃中优先与［SiO4］相连，这样[BO4]可以单独组成网络连接，弥补［AlO4］与［SiO4］连接空隙，从而增强碱铝硅玻璃的化学稳定性；同时，第三氧化物作为碱铝硅玻璃中的网络外体氧化物，能够降低碱铝硅玻璃的高温黏度、增加低温黏度，促进均匀性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
碱铝硅玻璃发明至今没有得到广泛应用和快速发展，主要还是受到自身所含氧化铝和碱金属氧化物成分的限制，导致了熔化温度高，不好熔化；表面张力大，不好澄清和超薄成型；膨胀系数大导致收缩变形大，诱发表面生成微小裂纹，造成在弯曲作用下力学性能变差，如果制备柔性玻璃，会导致其弯折疲劳性能不佳。如何提供一种易熔、低膨胀和地表面张力的玻璃是目前亟待解决的技术问题。
鉴于此，本发明提供一种碱铝硅玻璃，按照摩尔百分比计，碱铝硅玻璃包括以下组分12~15%的第一氧化物、73~80%的第二氧化物、4~6%的氧化硼、4~6%的第三氧化物；其中，第一氧化物包括氧化锂、氧化钠和氧化钾；第二氧化物包括二氧化硅和氧化铝；第三氧化物包括氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化锶、氧化铅、氧化锌和氧化铬中的至少一种。
本发明技术方案中，以二氧化硅和氧化铝为基底，作为构成碱铝硅玻璃的核心物质，二氧化硅是重要的碱铝硅玻璃形成体氧化物，在碱铝硅玻璃中以硅氧四面体结构单元[SiO4]形成不规则的连续网络，成为玻璃结构中的基本骨架，二氧化硅的作用是提高碱铝硅玻璃的力学、热学、电学、化学稳定性、热稳定性，能够降低碱铝硅玻璃的热膨胀系数和密度；同时，氧化铝作为碱铝硅玻璃的中间体氧化物，有利于增大碱铝硅玻璃网络孔隙，减小离子迁移阻力，若采用化学强化增强玻璃力学性能，能够有效促进表面压应力CS和离子交换深度DOL的同步增加；氧化钠是碱铝硅玻璃网络外体氧化物，能提供游离氧使碱铝硅玻璃结构中的O/Si比值增加，使碱铝硅玻璃网络结构发生断键，从而可以降低玻璃的黏度，使玻璃更加易于熔化，氧化钾和氧化锂也是玻璃网络外体氧化物，能够有效降低玻璃粘度，使得玻璃更加易于熔化；此外，碱铝硅玻璃的网络核心元素包括硅元素和铝元素，硅元素和铝元素所形成的网络基本结构单元分别为［SiO4］和［AlO4］，但是两者结构单元的体积相差较大，会导致碱铝硅玻璃中网络单元对一些碱金属离子（例如Li+、Na+和K+）迁移阻力降低，使得它们更加容易迁移，导致碱铝硅玻璃的化学稳定性降低，为了阻塞碱铝硅玻璃的网络孔隙，碱铝硅玻璃中还添加有氧化硼，氧化硼能够形成[BO4]四面体氧化物，在碱铝硅玻璃中优先与［SiO4］相连，这样[BO4]可以单独组成网络连接，弥补［AlO4］与［SiO4］连接空隙，从而增强碱铝硅玻璃的化学稳定性；同时，第三氧化物作为碱铝硅玻璃中的网络外体氧化物，能够降低碱铝硅玻璃的高温黏度、增加低温黏度，促进均匀性。
进一步地，第三氧化物包括氧化镁和氧化锌；在碱铝硅玻璃中，氧化镁的摩尔百分比为2.4~3.6%，氧化锌的摩尔百分比为1.6~2.4%。在本实施例中，氧化镁在碱铝硅玻璃中是网络外体氧化物，能有效提高碱铝硅玻璃的杨氏模量，并降低碱铝硅玻璃的高温黏度、增加低温黏度，促进均匀性；同时，氧化镁还可以使碱铝硅玻璃的硬化速度变慢，改善碱铝硅玻璃的成形性能，增加抗水解性并可以加速离子交换的过程；氧化锌在碱铝硅玻璃结构中主要以锌氧八面体[ZnO6]作为网络外体氧化物，当玻璃中的游离氧足够多时，可以形成锌氧四面体[ZnO4]进入玻璃网络结构中，使玻璃更加稳定，氧化锌还能降低碱铝硅玻璃的热膨胀系数，提高碱铝硅玻璃的化学稳定性和热稳定性及折射率，同时，氧化锌还能提高碱铝硅玻璃中离子交换能力。
需要说明的是，氧化硼、氧化镁和氧化锌的摩尔比为5：3：2，且氧化镁和氧化锌的摩尔之和与氧化硼的摩尔比为1:1。上述配比有益于碱铝硅玻璃熔体表面张力的大幅减少，采用上述配比，可以使制得的碱铝硅玻璃的表面张力降低8~20%；具体地，在本实施例中，基于氧化硼单键能分别为498kJ/mol（三配位）和372kJ/mol（四配位），氧化硅单键能为443kJ/mol（四配位），说明氧化硼单键能很大，另外，硼离子与氧离子之间的离子间距为0.13~0.14nm相对于硅与氧0.16-0.17nm更小，有很强的网络形成能力，容易形成网络聚集，可以将易于游离和迁移的碱金属离子（例如Li+、Na+和K+）吸引在周围，使之不易产生迁移作用。更具体地，氧化镁与氧化锌均属于二价金属氧化物，其离子半径分别为0.072nm和0.074nm，几乎相近，单键能分别为151kJ/mol和155kJ/mol，也很相近，具有同性作用，有利于形成混合碱效应。相比于氧化钠、氧化钾的单键能54kJ/mol和84kJ/mol要大很多，氧化镁与氧化锌具有优先与氧化硼形成网络结构单元，例如，形成-[BO3]-O-Mg-O-[BO3]-的网络单元或或者-[BO3]-O-Zn-O-[BO3]-的网络单元，集聚于碱铝硅玻璃表面，因此氧化镁及氧化锌与氧化硼有利于碱铝硅玻璃网络结构的稳定，另外RMg 2+与RZn 2+离子半径均小于RLi +、RNa +和RK +（其中，RLi +=0.076nm、RNa +=0.102nm和RK +=0.138nm），所以Mg2+与Zn2+可以阻挡一价碱金属离子（例如Li+、Na+和K+）向玻璃熔体表面迁移。因此，玻璃熔体表面层富集硼类网络结构单元，富集硼类网络结构单元的表面层厚度可达10nm，当氧化镁和氧化锌的摩尔总和与氧化硼摩尔比为1：1时，在符合此值的化学当量比条件下，氧化镁与氧化锌全部用于满足氧化硼从三配位转化成四配位使用，不会存在多余二价金属离子扩散到表面，因此表面层的Mg2+和Zn2+二价离子浓度差较小。另外采用氧化硼、氧化镁、氧化锌所形成的玻璃熔体表面层富集硼类网络结构单元，其体积相对较小，键长相对较短，所围拢的玻璃表面网络空间的缝隙相对较小，这样可以阻拦直径相对较大的Li+、Na+和K+，因此玻璃熔体表面的一价离子浓度差也很小，最终玻璃表面的一价离子与二价离子浓度差均很小，体现在表面张力参数也很小，碱铝硅玻璃的化学稳定性更加高。
在第一氧化物中，氧化锂、氧化钠和氧化钾的摩尔比为13：6：1。氧化硼和氧化锂的摩尔比为1：（1.63~2.44）。需要说明的是，上述配比目的在于利用氧化锂、氧化钠、氧化钾三者协同助熔作用，形成低共熔物，以摩尔百分比计，氧化锂、氧化钠和氧化钾的摩尔比为13：6：1时，可以形成最佳的低共熔点；另外氧化锂、氧化钠、氧化钾三者总量，可以使氧化铝全部从铝氧八面体[AlO6]转化形成铝氧四面体[AlO4]，进入碱铝硅玻璃网络空间，将熔点氧化铝2050℃向更低温度调整。此外，玻璃高温黏度主要体现为粘滞阻力或内摩擦力，当大量存在氧化铝前提下，黏度会因一价碱金属离子与氧气的反极化作用，形成了氧化锂降低黏度作用大于氧化钠，氧化钠作用大于氧化钾。因此在高铝含量的碱铝硅玻璃中大量使用氧化锂和氧化钠是有利于降低玻璃高温黏度，也就是说同等温度条件下，所表现的黏度值更低，或者说在同等温度条件下，黏度值更小。另外，在本发明组成中充足多余的碱金属氧化物，为形成铝氧四面体配位的部分，将对硅氧四面体起到断网作用，从四个桥氧Q4向三个桥氧Q3转化，碱铝硅玻璃网络连接紧密程度降低，有利于碱铝硅玻璃黏度下降，使得碱铝硅玻璃更易熔化。再者，氧化硼在碱铝硅玻璃中不能优先进入碱铝硅玻璃网络，它是处于铝硅网络空间之中，相对独立地存在，与铝硅网络连接紧密性不强，在剪切作用下容易产生滑移效应，因此会导致玻璃黏度下降，呈现出玻璃的易熔性。
在碱铝硅玻璃中，氧化锂的摩尔百分比为7.8~9.75%，氧化钠的摩尔百分比为3.6~4.5%，氧化钾的摩尔百分比为0.6~0.75%。需要说明的是，氧化钠是碱铝硅玻璃网络外体氧化物，钠离子居于玻璃结构网络的空隙中。氧化钠能提供游离氧使碱铝硅玻璃结构中的O/Si比值增加，使碱铝硅玻璃网络结构发生断键，从而可以降低玻璃的黏度，使玻璃更加易于熔化。此外，钠离子是必要的离子交换成分。当高含量的钠离子居于玻璃结构网络的空隙中，它能够被熔盐（如KNO3）中较大的离子交换，在不丧失其他特性的情况下，钠离子的含量应尽可能的高，以便提供足够数量的离子交换位。过高含量的碱金属氧化物会增大玻璃的膨胀系数、降低玻璃的化学稳定性和破坏网络紧密程度降低力学强度。氧化钾是碱铝硅玻璃网络外体氧化物，在碱铝硅玻璃中的作用是与氧化钠相似碱金属氧化物，当氧化钾加入碱铝硅玻璃中，能有效降低碱铝硅玻璃黏度并实现促熔效果。此外，钾离子处于玻璃网络结构的空穴中能够增大离子交换通道，促进离子强化效率，但是过高的钾离子不利于离子交换的进行。因此，在柔性玻璃化学组分中氧化钾含量不高，一般低于摩尔百分比1%为佳，更为具体地，氧化钾的摩尔百分比为0.6~0.75%。
二氧化硅作用提高玻璃力学、热学、电学、化学稳定性、热稳定性重要物质，能够降低玻璃的热膨胀系数和密度。但是过高的氧化硅势必造成熔融温度和黏度的增加，给玻璃熔制和澄清过程造成很大的负担。因此，应该控制氧化硅在柔性玻璃成分中摩尔百分比应低于75%，获得相对满意的熔化成型条件，具体地，在本实施例中，在碱铝硅玻璃中，二氧化硅的摩尔百分比为60~71%。
氧化铝是玻璃中间体氧化物，当氧化钾和氧化铝摩尔比小于1时，则会形成部分铝氧八面体[AlO6]，作为网络外体而处于硅氧结构网的空穴中。当碱铝硅玻璃中氧化钾和氧化铝的摩尔比大于1时，形成铝氧四面体[AlO4]并与硅氧四面体[SiO4]组成连续的结构网络，铝氧六面体[AlO6]摩尔体积或单体体积较硅氧[SiO4]四面体大，在碱铝硅玻璃结构中会产生更大的空隙，为碱离子迁移和扩散创造更大的通道，为高强度柔性玻璃制备提供有利玻璃结构，因此氧化铝有利于增大玻璃网络孔隙，减少离子迁移阻力，能够有效促进CS和DOL同步增加。对于氧化铝含量对玻璃化学强化影响，在相同化学强化条件下，随着氧化铝质量含量增多，得到玻璃的CS和DOL都呈现增加的结果。因此氧化铝是改善玻璃化学稳定性的必须成分，可以降低玻璃析晶倾向，同时也是提高玻璃硬度和力学强度、提高拉伸弹性模量的必须成分，优选大于摩尔百分含量大于8%以上。目前，基于玻璃工业制备熔化装备条件和成型装置承受能力，氧化铝摩尔百分含量宜控制在9-13%之间，可兼顾和协调玻璃熔化温度、澄清质量、成型范围、玻璃析晶、玻璃力学强度和化学稳定性等相关理化性能和工艺性能。一旦氧化铝的摩尔百分含量超过13wt%以上，配合料的熔化将面临困难。在碱金属含量较多情况下，氧化铝以四面体[AlO4]存在，大离子半径碱土金属氧化物（RO）替代玻璃二氧化硅（SiO2）会对离子交换 产生不良影响，故玻璃成分中氧化铝与碱金属氧化物合量均比较高，这是该玻璃体系必须控制的基本原则。具体地，在本实施例中，在碱铝硅玻璃中，氧化铝的摩尔百分含量优选9~13%。
在碱铝硅玻璃中，硅原子、铝原子和硼原子的摩尔之和与氧原子的摩尔量的比为1：（2.020~2.053）。
在碱铝硅玻璃中，第三氧化物摩尔之和与所述第一氧化物摩尔之和的比为1：（2.5~3.75）。上述配比能够进一步地加强碱铝硅玻璃网络紧密的紧密度，使得制备的碱铝硅玻璃的表面张力低、线热膨胀低。
此外，在碱铝硅玻璃中，第一氧化物与氧化铝的摩尔比为（1.15~1.50）：1。需要说明的是，上述化学配比有益于玻璃线热膨胀系数的大幅减少，可以使线热膨胀系数低于7.5×10-6/℃，氧化铝在碱金属氧化物含量不足时，即第一氧化物和氧化铝的摩尔比小于1，会导致有多余的氧化铝转化生成铝氧六面体[AlO6]，结构单元为六面体，体积较大，处于玻璃网络之外，不受玻璃网络牵制，将产生较大热震动，导致玻璃膨胀系数增大；只有过量的碱金属氧化物含量才能使氧化铝全部转化成铝氧四面体[AlO4]，结构单元为四面体，体积较小，处于玻璃网络之中，与硅氧化网络及硼氧网络相连，受玻璃网络牵制，不容易产生较大热震动，最终导致玻璃膨胀系数变小。
上述第一氧化物除了满足氧化铝进行配位，超出1:1部分将用于与氧化硼进行配位，一般小离子半径的氧化锂优选获得参与配位，由此使用氧化硼出现相应限制与约束，不宜超出1.5倍，氧化硼与氧化锂的摩尔比优选1：（1.63~2.44）。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，表1为本发明实施例和对比例的用量，表2是与表1对应的测试结果。
在表1中，A为（MgO+ZnO）/B2O3；B为（Li2O+Na2O+K2O）/Al2O3；C为（MgO+ZnO+Li2O+Na2O+K2O）/（B2O3+ Al2O3+SiO2）。
需要说明的是，玻璃熔体表面张力按照GB/T 39797-2021《玻璃熔体表面张力试验方法座滴法》测试；玻璃线热膨胀系数按照GB/T 16920-2015 《玻璃平均线热膨胀系数的测定》，取30℃-380℃温度范围的平均线热膨胀系数；熔化温度按照SJ/T 11040-1996 《电子玻璃高温粘度测试方法》测试；玻璃的化学稳定性评价分别包括耐酸性和耐碱性，耐酸性能按DIN 1211标准执行、耐碱性能按 ISO 695标准执行。
由表2可知，本发明实施例1至实施例7提供的碱铝硅玻璃的表面张力为297~309mN/m之间，对比例提供的碱铝硅玻璃的表面张力为325mN/m，因此本发明提供的碱铝硅玻璃的表面张力更加低；本发明实施例1至实施例7提供的碱铝硅玻璃的膨胀系数为（6.35~7.46）×10-6/℃之间，对比例提供的碱铝硅玻璃的膨胀系数为7.80×10-6/℃，因此本发明提供的碱铝硅玻璃的膨胀系数更加低；本发明实施例1至实施例7的碱铝硅玻璃的融化温度为1514~1542℃之间，对比例的玻璃的熔化温度为1667℃，因此本发明提供的碱铝硅玻璃的融化温度更加低；由表2可以继续得出，本发明实施例1至实施例7提供的碱铝硅玻璃的化学稳定性更加好；故，本发明提供的碱铝硅玻璃有易熔、低膨胀和低表面张力的特性，且化学稳定性更加优良好。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种碱铝硅玻璃，其特征在于，按照摩尔百分比计，所述碱铝硅玻璃包括以下组分：
12~15%的第一氧化物、73~80%的第二氧化物、4~6%的氧化硼、4~6%的第三氧化物；
其中，所述第一氧化物包括氧化锂、氧化钠和氧化钾；
所述第二氧化物包括二氧化硅和氧化铝；
所述第三氧化物包括氧化镁和氧化锌；
在所述碱铝硅玻璃中，所述氧化锂的摩尔百分比为7.8~9.75%，所述氧化钠的摩尔百分比为3.6~4.5%，所述氧化钾的摩尔百分比为0.6~0.75%；所述氧化锂、氧化钠和所述氧化钾的摩尔比为13：6：1；所述第三氧化物与所述第一氧化物的摩尔比为1：（2.5~3.75）；所述第一氧化物与所述氧化铝的摩尔的比为（1.15~1.50）：1。
2.如权利要求1所述的碱铝硅玻璃，其特征在于，
在所述碱铝硅玻璃中，所述氧化镁的摩尔百分比为2.4~3.6%，所述氧化锌的摩尔百分比为1.6~2.4%。
3.如权利要求2所述的碱铝硅玻璃，其特征在于，所述氧化硼、所述氧化镁和所述氧化锌的摩尔比为5：3：2。
4.如权利要求1所述的碱铝硅玻璃，其特征在于，在所述碱铝硅玻璃中，所述氧化铝的摩尔百分比为9~13%，所述二氧化硅的摩尔百分比为60~71%。
5.如权利要求1所述的碱铝硅玻璃，其特征在于，在所述氧化硅、所述氧化锂和所述氧化硼中，硅原子、铝原子和硼原子的摩尔之和与氧原子的摩尔的比为1：（2.020~2.053）。
6.如权利要求1所述的碱铝硅玻璃，其特征在于，所述氧化硼和所述氧化锂的摩尔比为1：（1.63~2.44）。
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