本發(fā)明涉及玻璃制造領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)堿玻璃基板及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著光電行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)各種顯示器件的需求正在不斷增長(zhǎng)，比如有源矩陣液晶顯示(amlcd)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled)以及應(yīng)用低溫多晶硅技術(shù)的有源矩陣液晶顯示(ltpstft-lcd)器件，這些顯示器件都基于使用薄膜半導(dǎo)體材料生產(chǎn)薄膜晶體管(tft)技術(shù)。主流的硅基tft可分為非晶硅(a-si)tft、多晶硅(p-si)tft和單晶硅(scs)tft，其中非晶硅(a-si)tft為現(xiàn)在主流tft-lcd應(yīng)用的技術(shù)，非晶硅(a-si)tft技術(shù)，在生產(chǎn)制程中的處理溫度可以在300～450℃溫度下完成。ltps多晶硅(p-si)tft在制程過(guò)程中需要在較高溫度下多次處理，基板必須在多次高溫處理過(guò)程中不能發(fā)生變形，這就對(duì)基板玻璃性能指標(biāo)提出更高的要求，優(yōu)選的應(yīng)變點(diǎn)高于650℃，更優(yōu)選的是高于670℃、700℃、720℃，以使基板在面板制程中具有盡量小的熱收縮。同時(shí)玻璃基板的膨脹系數(shù)需要與硅的膨脹系數(shù)相近，盡可能減小應(yīng)力和破壞，因此基板玻璃優(yōu)選的線性熱膨脹系數(shù)在2.8×10-6～4×10-6/℃之間。為了便于生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，作為顯示器基板用的玻璃應(yīng)該具有較低的熔化溫度和成型溫度。
用于平面顯示的玻璃基板，需要通過(guò)濺射、化學(xué)氣相沉積(cvd)等技術(shù)在底層基板玻璃表面形成透明導(dǎo)電膜、絕緣膜、半導(dǎo)體(多晶硅、無(wú)定形硅等)膜及金屬膜，然后通過(guò)光蝕刻(photo-etching)技術(shù)形成各種電路和圖形，如果玻璃含有堿金屬氧化物(na2o，k2o，li2o)，在熱處理過(guò)程中堿金屬離子擴(kuò)散進(jìn)入沉積半導(dǎo)體材料，損害半導(dǎo)體膜特性，因此，玻璃應(yīng)不含堿金屬氧化物，首選的是以sio2、al2o3、堿土金屬氧化物ro(ro＝mg、ca、sr、ba)等為主成分的堿土鋁硅酸鹽玻璃。
大多數(shù)硅酸鹽玻璃的應(yīng)變點(diǎn)隨著玻璃形成體含量的增加和改性劑含量的減少而增高。但同時(shí)會(huì)造成高溫熔化和澄清困難，造成耐火材料侵蝕加劇，增加能耗和生產(chǎn)成本。因此，通過(guò)組分改良，使得低溫粘度增大的同時(shí)還要保證高溫粘度不會(huì)出現(xiàn)大的提升，甚至降低才是提高應(yīng)變點(diǎn)的最佳突破口。
在高鋁無(wú)堿硅酸鹽玻璃體系中，添加氧化硼b2o3可以帶來(lái)良好的助熔效果，同時(shí)有利于提升玻璃耐化性。但是在低溫粘度區(qū)，b2o3卻使得玻璃應(yīng)變點(diǎn)顯著降低，如何同時(shí)提高玻璃基板的耐化性和應(yīng)變點(diǎn)溫度成為長(zhǎng)期困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員的一道難題。
在玻璃基板的加工過(guò)程中，玻璃基板是水平放置的，玻璃在自重作用下，有一定程度的下垂，下垂的程度與玻璃的密度成正比、與玻璃的彈性模量成反比。隨著基板制造向著大尺寸、薄型化方向的發(fā)展，制造中玻璃板的下垂必須引起重視。因此應(yīng)設(shè)計(jì)組成，使基板玻璃具有盡可能低的密度和盡可能高的彈性模量。
隨著智能手機(jī)與平板電腦的普及，開(kāi)啟了智能移動(dòng)的時(shí)代。以往的手機(jī)局限在通訊功能，但目前包括智能手機(jī)與平板電腦的智能設(shè)備的性能已與筆記本接近，使得讓人們憑借無(wú)線通信的方便性無(wú)時(shí)無(wú)刻不在執(zhí)行及享受較高層次的商務(wù)及娛樂(lè)活動(dòng)。在這樣的趨勢(shì)下，對(duì)顯示器性能要求也不斷提高，尤其是對(duì)移動(dòng)智能設(shè)備的畫(huà)面質(zhì)量、在戶外的可視性能要求也正在提升，同時(shí)為了減輕手持式設(shè)備的使用負(fù)擔(dān)，重量變輕、厚度變薄成為不可避免的大趨勢(shì)。在這種發(fā)展潮流引導(dǎo)下，顯示面板正在向輕薄化、超高清顯示的方向發(fā)展，一方面，要求玻璃基板應(yīng)具有較小的密度；另一方面，面板制程工藝向更高處理溫度發(fā)展；同時(shí)單片玻璃經(jīng)過(guò)工藝處理，厚度達(dá)到0.25mm、0.2mm、0.1mm、0.05mm甚至更薄。使玻璃變薄的方式目前主要是化學(xué)減薄，具體的說(shuō)，使用氫氟酸或氫氟酸緩沖液對(duì)玻璃基板進(jìn)行腐蝕，其薄化原理如下：
主要化學(xué)反應(yīng)：4hf+sio2＝sif4+2h2o
次要化學(xué)反應(yīng)：ro+2h+＝r2++h2o(r代表堿土金屬等)
化學(xué)減薄工藝及玻璃基板減薄后的表面質(zhì)量與基礎(chǔ)玻璃組成有一定關(guān)系，現(xiàn)有tft-lcd基板玻璃在化學(xué)減薄過(guò)程中頻繁出現(xiàn)“凹坑”、“凹凸點(diǎn)”等不良欠點(diǎn)，增加了生產(chǎn)成本。具有高的化學(xué)穩(wěn)定性的玻璃在減薄后具有更好的表面質(zhì)量，因此研發(fā)高化學(xué)穩(wěn)定性的tft-lcd基板玻璃，可以減少二次拋光等生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品品質(zhì)和良品率，對(duì)于大型工業(yè)化生產(chǎn)有較大益處。但是過(guò)慢的氫氟酸或氫氟酸緩沖液腐蝕速率會(huì)降低薄化廠生產(chǎn)效率。
隨著輕薄化趨勢(shì)的發(fā)展，在g5代、g6代、g7代、g8代等更高世代玻璃基板生產(chǎn)中，水平放置的玻璃基板由于自重產(chǎn)生的下垂、翹曲成了重要研究課題。對(duì)玻璃基板生產(chǎn)者而言，玻璃板材成型后要經(jīng)過(guò)退火、切割、加工、檢驗(yàn)、清洗等多種環(huán)節(jié)，大尺寸玻璃基板的下垂將影響在加工點(diǎn)之間運(yùn)送玻璃的箱體中裝入、取出和分隔的能力。對(duì)面板制造商來(lái)講，類(lèi)似的問(wèn)題同樣存在。較大的垂度或翹曲會(huì)導(dǎo)致碎片率提高以及cf制程工藝報(bào)警，嚴(yán)重影響產(chǎn)品良率。如果在兩端支撐基板兩邊時(shí)，玻璃基板的最大下垂量(s)可以表示如下：
式中，k為常數(shù)，ρ為密度，e為彈性模量，1為支撐間隔，t為玻璃基板厚度。其中，(ρ/e)為比模數(shù)的倒數(shù)。比模數(shù)是指材料彈性模量與密度的比值，亦稱(chēng)為“比彈性模量”或“比剛度”，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)材料的重要要求之一。比模數(shù)較高說(shuō)明相同剛度下材料重量更輕，或相同質(zhì)量下剛度更大。由上式可見(jiàn)，當(dāng)1、t一定時(shí)，ρ變小e加大后可以降低下垂量，因此應(yīng)該使基板玻璃具盡量低的密度和盡量高的彈性模量，即具有盡量大的比模數(shù)。減薄后的玻璃由于厚度的急劇減小而出現(xiàn)機(jī)械強(qiáng)度降低，更容易變形。降低密度、增大比模數(shù)及強(qiáng)度，降低玻璃脆性成為玻璃生產(chǎn)者需要重點(diǎn)考慮的因素。
為了得到無(wú)泡的無(wú)堿玻璃基板，利用澄清氣體，從玻璃熔液中驅(qū)逐玻璃反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氣體，另外在均質(zhì)化熔化時(shí)，需要再次利用產(chǎn)生的澄清氣體，增大泡層徑，使其上浮，由此取出殘余的微小泡。
可是，用作平板顯示器用玻璃基板的玻璃熔液的粘度高，需用較高的溫度熔化。在此種的玻璃基板中，通常在1300～1500℃引起玻璃化反應(yīng)，在1500℃以上的高溫下脫泡、均質(zhì)化。因此，在澄清劑中，廣泛使用能夠在寬的溫度范圍(1300～1700℃范圍)產(chǎn)生澄清氣體的as2o3。
但是，as2o3的毒性非常強(qiáng)，在玻璃的制造工序或廢玻璃的處理時(shí)，有可能污染環(huán)境和帶來(lái)健康的問(wèn)題，其使用正在受到限制。
曾嘗試用銻澄清來(lái)替代砷澄清。然而，銻本身存在引起環(huán)境和健康方面的問(wèn)題。雖然sb2o3的毒性不像as2o3那樣高，但是sb2o3仍然是有毒的。而且與砷相比，銻產(chǎn)生澄清氣體的溫度較低，除去此種玻璃氣泡的有效性較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的無(wú)堿玻璃基板密度大、彈性模量不夠高、比模數(shù)低、難以同時(shí)提高耐化性和應(yīng)變點(diǎn)溫度、生產(chǎn)及加工過(guò)程能耗大、成本高以及需要使用有毒的澄清劑的問(wèn)題，提供一種無(wú)堿玻璃基板及其制備方法以及由該方法制備的無(wú)堿玻璃基板。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種無(wú)堿玻璃基板，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量小于5.5mg/cm2，
以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：70-74mol％的sio2、11-14mol％的al2o3、0-2.5mol％的zno、10-17mol％的ro和0.01-2mol％的re2o3，
其中，所述ro為mgo、cao、sro和bao中的至少一種；
所述re2o3為y2o3、la2o3、gd2o3、ce2o3、yb2o3和lu2o3中的至少一種。
優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量為2-5.5mg/cm2，進(jìn)一步優(yōu)選為4.5-5.5mg/cm2，
以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：70.4-73mol％的sio2、11.3-13mol％的al2o3、0-2.2mol％的zno、12.6-16.7mol％的ro和0.01-0.7mol％的re2o3。
優(yōu)選地，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的含量按摩爾百分比計(jì)算滿足c值的范圍為0-1.26，進(jìn)一步優(yōu)選為0.58-1.23，更進(jìn)一步優(yōu)選為0.63-1.21，更進(jìn)一步優(yōu)選為0.71-1.18，更進(jìn)一步優(yōu)選為0.86-1.12，其中，c值由下式計(jì)算得出：
c＝0.5×sio2+p1×al2o3+p2×(cao+sro)+p3×(mgo+bao+zno)+p4×re2o3，
其中，0.8≤p1≤1.3，7≤p2≤10，1.5≤p3≤3，-35≤p4≤-20，
sio2、al2o3、mgo、cao、sro、bao、zno、re2o3各自代表該組分占無(wú)堿玻璃基板組成中的摩爾百分比。
優(yōu)選地，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的含量按摩爾百分比計(jì)算滿足：sio2+al2o3＞82mol％。
優(yōu)選地，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的含量按摩爾百分比計(jì)算滿足：cao/(cao+sro)≥0.4，進(jìn)一步優(yōu)選滿足cao/(cao+sro)≥0.5，更進(jìn)一步優(yōu)選滿足cao/(cao+sro)≥0.6。
優(yōu)選地，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的含量按摩爾百分比計(jì)算滿足：(mgo+bao)/∑ro≥0.45，進(jìn)一步優(yōu)選滿足(mgo+bao)/∑ro≥0.51，更進(jìn)一步優(yōu)選滿足(mgo+bao)/∑ro≥0.58，其中，∑ro表示mgo、cao、sro和bao的摩爾百分比之和。
優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中的組分還包括澄清劑，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述澄清劑的含量不超過(guò)1mol％。
優(yōu)選地，所述澄清劑為硫酸鹽、硝酸鹽、氧化錫和氧化亞錫中的至少一種。
本發(fā)明第二方面提供了制備上述無(wú)堿玻璃基板的方法，該方法包括：將由本發(fā)明提供的無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分混合，然后依次進(jìn)行熔融、脫泡、均質(zhì)化、成型、冷卻、切割、拋光、洗滌和烘干。
本發(fā)明第三方面提供了由上述方法制備的無(wú)堿玻璃基板。
由本發(fā)明提供的無(wú)堿玻璃基板或采用本發(fā)明提供的方法制備的無(wú)堿玻璃基板具有密度小、機(jī)械強(qiáng)度高、比模數(shù)高、熱穩(wěn)定性好、熔化溫度低、兼具高耐化性和高應(yīng)變點(diǎn)溫度等優(yōu)良特性。
此外，由本發(fā)明提供的無(wú)堿玻璃基板或采用本發(fā)明提供的方法制備的無(wú)堿玻璃基板的組成中的組分不含任何有毒物質(zhì)，生產(chǎn)過(guò)程環(huán)境友好，即使澄清劑不使用as2o3和/或sb2o3，制備的無(wú)堿玻璃基板的氣態(tài)夾雜物含量也較低，使產(chǎn)線良率得到一定改善，同時(shí)可以降低燃料、電力等生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)性好。
具體實(shí)施方式
在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對(duì)于數(shù)值范圍來(lái)說(shuō)，各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開(kāi)。
本發(fā)明一方面提供一種無(wú)堿玻璃基板，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量小于5.5mg/cm2，
以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：70-74mol％的sio2、11-14mol％的al2o3、0-2.5mol％的zno、10-17mol％的ro和0.01-2mol％的re2o3，
其中，所述ro為mgo、cao、sro和bao中的至少一種；
所述re2o3為y2o3、la2o3、gd2o3、ce2o3、yb2o3和lu2o3中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量指的是在20℃，單位面積的無(wú)堿玻璃基板在濃度為10重量％的hf溶液中浸泡20min損失的重量?，F(xiàn)有的化學(xué)減薄工藝及無(wú)堿玻璃基板減薄后的表面質(zhì)量與玻璃的侵蝕量有一定關(guān)系，當(dāng)侵蝕量過(guò)高時(shí)，會(huì)造成無(wú)堿玻璃基板在化學(xué)減薄過(guò)程中頻繁出現(xiàn)“凹坑”、“凹凸點(diǎn)”等不良欠點(diǎn)，增加生產(chǎn)成本。當(dāng)所述侵蝕量小于5.5mg/cm2時(shí)，例如所述侵蝕量可以為1mg/cm2、2mg/cm2、2.5mg/cm2、3mg/cm2、3.5mg/cm2、3.86mg/cm2、3.99mg/cm2、4mg/cm2、4.23mg/cm2、4.27mg/cm2、4.38mg/cm2、4.45mg/cm2、4.46mg/cm2、4.47mg/cm2、4.5mg/cm2、4.63mg/cm2、4.65mg/cm2、4.74mg/cm2、4.82mg/cm2、4.91mg/cm2、5mg/cm2、5.16mg/cm2和5.4mg/cm2，以及任意兩個(gè)相鄰侵蝕量之間的任意侵蝕量時(shí)，所述無(wú)堿玻璃基板具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，在減薄后具有更好的表面質(zhì)量，可以減少二次拋光等生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品品質(zhì)和良品率，對(duì)于大型工業(yè)化生產(chǎn)有較大益處。
優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量小于5.4mg/cm2；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量小于5.3mg/cm2；更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量小于5.2mg/cm2。
根據(jù)本發(fā)明，顯示面板經(jīng)過(guò)工藝處理使基板玻璃及封裝玻璃變薄的方式目前主要是化學(xué)減薄，即利用氫氟酸或氫氟酸緩沖液對(duì)玻璃基板進(jìn)行腐蝕，過(guò)慢的氫氟酸或氫氟酸緩沖液腐蝕速率會(huì)降低薄化廠生產(chǎn)效率。優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量大于2mg/cm2；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量大于2.5mg/cm2；更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量大于3mg/cm2；更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量大于3.5mg/cm2；更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量大于4mg/cm2；更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量大于4.3mg/cm2；更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量大于4.4mg/cm2；更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量大于4.5mg/cm2；更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量大于4.6mg/cm2；更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量大于4.7mg/cm2；更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量大于4.8mg/cm2。
根據(jù)本發(fā)明，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：70-74mol％的sio2，例如70mol％的sio2、70.4mol％的sio2、70.5mol％的sio2、70.9mol％的sio2、71mol％的sio2、71.2mol％的sio2、71.4mol％的sio2、71.6mol％的sio2、71.8mol％的sio2、72mol％的sio2、72.1mol％的sio2、72.3mol％的sio2、72.5mol％的sio2、72.8mol％的sio2、72.9mol％的sio2、73mol％的sio2、74mol％的sio2，以及任意兩個(gè)相鄰摩爾百分含量之間的任意摩爾百分含量的sio2。這是因?yàn)閟io2是玻璃形成體，若sio2的含量過(guò)低，不利于耐化性和耐腐蝕性的增強(qiáng)，會(huì)造成膨脹系數(shù)過(guò)高，導(dǎo)致玻璃容易失透；若sio2的含量升高，雖然有助于玻璃輕量化，熱膨脹系數(shù)減小，應(yīng)變點(diǎn)增高，耐化性增高，但是sio2的含量過(guò)高會(huì)造成無(wú)堿玻璃基板的高溫粘度升高，即熔化溫度升高，這樣不利于熔化，一般的窯爐難以滿足常規(guī)的高容量熔化技術(shù)將物料批量熔化。
優(yōu)選情況下，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：70.4-73mol％的sio2，這樣有利于進(jìn)一步兼顧所述無(wú)堿玻璃基板的耐化性和高溫粘度。
根據(jù)本發(fā)明，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：11-14mol％的al2o3，例如11mol％的al2o3、11.35mol％的al2o3、11.45mol％的al2o3、11.5mol％的al2o3、11.6mol％的al2o3、11.7mol％的al2o3、11.9mol％的al2o3、12mol％的al2o3、12.1mol％的al2o3、12.2mol％的al2o3、12.4mol％的al2o3、12.5mol％的al2o3、12.8mol％的al2o3、13mol％的al2o3、13.1mol％的al2o3、13.5mol％的al2o3、14mol％的al2o3，以及任意兩個(gè)相鄰摩爾百分含量之間的任意摩爾百分含量的al2o3。當(dāng)al2o3的含量過(guò)低時(shí)，玻璃耐熱性難以提升，也容易受到外界水氣及化學(xué)試劑的侵蝕；當(dāng)al2o3的含量升高時(shí)，雖然有助于玻璃應(yīng)變點(diǎn)、機(jī)械強(qiáng)度的增高，但al2o3的含量過(guò)高玻璃容易出現(xiàn)析晶現(xiàn)象，同時(shí)會(huì)使得玻璃難以熔化。
優(yōu)選情況下，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：11.3-13mol％的al2o3，這樣有利于進(jìn)一步優(yōu)化所述無(wú)堿玻璃基板的耐熱性、耐化性和機(jī)械強(qiáng)度，并改善析晶性能。
進(jìn)一步優(yōu)選地，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的含量按摩爾百分比計(jì)算滿足：sio2+al2o3＞82mol％。這樣可以在最大限度地提高所述無(wú)堿玻璃基板的耐化學(xué)性、耐腐蝕性、耐熱性、可加工性和機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)，降低所述無(wú)堿玻璃基板出現(xiàn)析晶現(xiàn)象的概率。
根據(jù)本發(fā)明，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：0-2.5mol％的zno，例如不含zno、0.1mol％的zno、0.2mol％的zno、0.26mol％的zno、0.3mol％的zno、0.4mol％的zno、0.5mol％的zno、0.6mol％的zno、0.7mol％的zno、0.8mol％的zno、0.9mol％的zno、1mol％的zno、1.1mol％的zno、1.2mol％的zno、1.3mol％的zno、1.4mol％的zno、1.5mol％的zno、1.6mol％的zno、1.7mol％的zno、1.8mol％的zno、1.9mol％的zno、2mol％的zno、2.1mol％的zno、2.2mol％的zno、2.3mol％的zno、2.4mol％的zno和2.5mol％的zno，以及任意兩個(gè)相鄰摩爾百分含量之間的任意摩爾百分含量的zno。在無(wú)堿玻璃體系中，添加適量zno有助于降低析晶溫度，進(jìn)而抑制析晶，并且可以降低玻璃高溫粘度，有利于消除氣泡，同時(shí)在軟化點(diǎn)以下有提升玻璃的強(qiáng)度、硬度、耐化性、降低玻璃熱膨脹系數(shù)的作用。在理論上，zno在無(wú)堿玻璃中，作為網(wǎng)絡(luò)外體引入玻璃后，高溫下一般以[zno4]的形式存在，較[zno6]玻璃結(jié)構(gòu)更加疏松，與不含zno的玻璃處于相同的高溫狀態(tài)下比較，含zno的玻璃粘度更小，原子運(yùn)動(dòng)速度更大，無(wú)法形成晶核，需要進(jìn)一步降低溫度，才有利于晶核的形成，因而，降低了玻璃的析晶上限溫度。而zno含量過(guò)多會(huì)使玻璃的應(yīng)變點(diǎn)大幅度降低，不利于玻璃基板熱穩(wěn)定性的提升。
優(yōu)選情況下，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：0-2.2mol％的zno，這樣有利于進(jìn)一步降低所述無(wú)堿玻璃基板的析晶溫度，同時(shí)保障所述無(wú)堿玻璃基板的熱應(yīng)力均勻分布。
根據(jù)本發(fā)明，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：10-17mol％的ro，例如10mol％的ro、10.45mol％的ro、11mol％的ro、12mol％的ro、12.41mol％的ro、12.6mol％的ro、13mol％的ro、13.6mol％的ro、13.66mol％的ro、14mol％的ro、14.2mol％的ro、14.4mol％的ro、14.45mol％的ro、14.6mol％的ro、15mol％的ro、15.1mol％的ro、15.37mol％的ro、15.58mol％的ro、15.6mol％的ro、16mol％的ro、16.34mol％的ro、16.7mol％的ro和17mol％的ro，以及任意兩個(gè)相鄰摩爾百分含量之間的任意摩爾百分含量的ro，其中，所述ro為mgo、cao、sro和bao中的至少一種。mgo、cao、sro、bao均屬于堿土金屬氧化物，它們的加入可有效降低玻璃的高溫粘度從而提高玻璃的熔融性及成形性，并可提高玻璃的應(yīng)變點(diǎn)。此外，mgo、bao具有提高無(wú)堿玻璃基板的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性的特點(diǎn)。但是堿土金屬氧化物的含量過(guò)多會(huì)使無(wú)堿玻璃基板的密度增加，裂紋、失透、分相的發(fā)生率提高。
優(yōu)選情況下，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：12.6-16.7mol％的ro，其中，所述ro為mgo、cao、sro和bao中的至少一種，這樣有利于進(jìn)一步提高玻璃的熔融性及成形性，同時(shí)更有效地控制無(wú)堿玻璃基板裂紋、失透、分相的發(fā)生率。
根據(jù)本發(fā)明，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的含量按摩爾百分比計(jì)算滿足：cao/(cao+sro)≥0.4，例如cao/(cao+sro)的值可以為0.4、0.5、0.6、0.64、0.67、0.7、0.8、0.85、0.87、0.9、0.91、0.92、0.98和1，以及任意兩個(gè)相鄰數(shù)值之間的任意數(shù)值，優(yōu)選滿足cao/(cao+sro)≥0.5，進(jìn)一步優(yōu)選滿足cao/(cao+sro)≥0.6，其中，cao、sro各自代表該組分占所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量的摩爾百分比。不同離子半徑的ca2+和sr2+之間相互堆積緊密，相互牽制，使得離子遷移困難，從而提高擴(kuò)散活化能，而ca2+的半徑比sr2+小，具有更高的電場(chǎng)強(qiáng)度，對(duì)其他元素的熱運(yùn)動(dòng)阻礙更大，因而適當(dāng)提高堿土金屬氧化物中cao的含量有利于增強(qiáng)其對(duì)周?chē)x子的遷移壓制作用，進(jìn)而降低無(wú)堿玻璃基板的熱膨脹系數(shù)，提高無(wú)堿玻璃基板的化學(xué)穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的含量按摩爾百分比計(jì)算滿足：(mgo+bao)/∑ro≥0.45，例如(mgo+bao)/∑ro的值可以為0.45、0.46、0.51、0.52、0.53、0.56、0.58、0.6、0.61、0.62、0.66、0.67、0.68、0.69、0.71和0.8以及任意兩個(gè)相鄰數(shù)值之間的任意數(shù)值，優(yōu)選滿足(mgo+bao)/∑ro＞0.51，進(jìn)一步優(yōu)選滿足(mgo+bao)/∑ro＞0.58，其中，mgo、bao各自代表該組分占無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量的摩爾百分比，∑ro表示所述無(wú)堿玻璃基板的組成中堿土金屬氧化物的摩爾百分含量之和，具體地，∑ro表示mgo、cao、sro和bao各自占所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量的摩爾百分比之和。多元混合堿土金屬氧化物的添加，可以使無(wú)堿玻璃基板的膨脹軟化溫度得到顯著提升，并且當(dāng)堿土金屬離子半徑相差越大時(shí)，混合效應(yīng)越明顯，因此適當(dāng)提高堿土金屬氧化物中mgo、bao的含量有利于提升玻璃的膨脹軟化溫度，提高玻璃的熱穩(wěn)定性，在玻璃拉制過(guò)程中，擴(kuò)大工作溫度范圍，使玻璃制備過(guò)程中的操作性更好。
根據(jù)本發(fā)明，稀土氧化物re2o3在提高玻璃的某些性能方面具有獨(dú)特的能力，例如玻璃的抗彎強(qiáng)度、彈性模量、應(yīng)變點(diǎn)等性能隨稀土氧化物的加入而大幅上升，促使玻璃脆性降低，斷裂韌性大幅增加，并且能夠降低玻璃的高溫粘度，為玻璃大型工業(yè)制造帶來(lái)巨大便利。堿土金屬、zno等網(wǎng)絡(luò)外體引入玻璃組成后，過(guò)剩的氧原子使得玻璃結(jié)構(gòu)中的橋氧鍵斷裂生成非橋氧，這些非橋氧的存在顯著降低了玻璃的抗彎強(qiáng)度。re2o3的加入促使玻璃的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，所生成的si-o-re化學(xué)鍵將玻璃中孤立島狀網(wǎng)絡(luò)單元重新連接，可以改善玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而可以大幅提高玻璃的抗彎強(qiáng)度、彈性模量、應(yīng)變點(diǎn)、化學(xué)穩(wěn)定性等性能。但是進(jìn)一步增加re2o3時(shí)，由于可供調(diào)整的非橋氧數(shù)量減少，過(guò)量的re2o3對(duì)玻璃的上述性能影響不大。因此，綜合考慮，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：0.01-2mol％的re2o3，例如0.01mol％的re2o3、0.02mol％的re2o3、0.03mol％的re2o3、0.05mol％的re2o3、0.07mol％的re2o3、0.1mol％的re2o3、0.2mol％的re2o3、0.3mol％的re2o3、0.34mol％的re2o3、0.35mol％的re2o3、0.4mol％的re2o3、0.5mol％的re2o3、0.6mol％的re2o3、0.7mol％的re2o3、0.8mol％的re2o3、0.9mol％的re2o3、1mol％的re2o3、1.2mol％的re2o3、1.3mol％的re2o3、1.5mol％的re2o3、1.8mol％的re2o3、1.9mol％的re2o3和2mol％的re2o3，以及任意兩個(gè)摩爾百分含量之間的任意摩爾百分含量的re2o3，優(yōu)選為0.01-0.7mol％的re2o3，其中，所述re2o3優(yōu)選為y2o3、la2o3、gd2o3、ce2o3、yb2o3和lu2o3中的至少一種。從吸收光譜等其他性能綜合考慮，進(jìn)一步優(yōu)選地，y2o3+la2o3＞0mol％，其中，y2o3、la2o3各自代表該組分占無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量的摩爾百分比。
根據(jù)本發(fā)明，化學(xué)減薄工藝中，使用氫氟酸或氫氟酸緩沖液對(duì)玻璃基板進(jìn)行腐蝕，其薄化原理如下：
主要化學(xué)反應(yīng)：4hf+sio2＝sif4+2h2o
次要化學(xué)反應(yīng)：ro+2h+＝r2++h2o(ro代表二價(jià)金屬氧化物等)
化學(xué)減薄工藝及玻璃基板減薄后的表面質(zhì)量與無(wú)堿玻璃基板的組成配方有一定關(guān)系，具有高的化學(xué)穩(wěn)定性的玻璃在減薄后具有更好的表面質(zhì)量，因此研發(fā)高化學(xué)穩(wěn)定性的無(wú)堿玻璃基板，可以減少二次拋光等生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品品質(zhì)和良品率，對(duì)于大型工業(yè)化生產(chǎn)有較大益處。優(yōu)選情況下，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的含量按摩爾百分比計(jì)算滿足c值的范圍為0-1.26，例如c值可以為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.58、0.6、0.63、0.7、0.71、0.8、0.84、0.86、0.9、0.92、0.93、0.99、1、1.01、1.03、1.08、1.09、1.1、1.12、1.2、1.21、1.22、1.25和1.26，以及任意兩個(gè)c值之間的任意c值，優(yōu)選為0.58-1.23，進(jìn)一步優(yōu)選為0.63-1.21，更進(jìn)一步優(yōu)選為0.71-1.18，更進(jìn)一步優(yōu)選為0.86-1.12，其中，c值由下式計(jì)算得出：
c＝0.5×sio2+p1×al2o3+p2×(cao+sro)+p3×(mgo+bao+zno)+p4×re2o3，
其中，sio2、al2o3、mgo、cao、sro、bao、zno、re2o3各自代表該組分占無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量的摩爾百分比，0.8≤p1≤1.3，7≤p2≤10，1.5≤p3≤3，-35≤p4≤-20。當(dāng)所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的含量按摩爾百分比計(jì)算得到的c值滿足上述范圍時(shí)，可以使所述無(wú)堿玻璃基板具有優(yōu)異的耐化性、高溫粘度、耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、應(yīng)變點(diǎn)溫度、熱膨脹系數(shù)、抗彎強(qiáng)度和彈性模量等性能，同時(shí)可以抑制無(wú)堿玻璃基板裂紋、失透、析晶和分相等現(xiàn)象的出現(xiàn)，即使無(wú)堿玻璃基板獲得更加優(yōu)異的綜合性能。
根據(jù)本發(fā)明，為了得到無(wú)泡的無(wú)堿玻璃基板，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中的組分還可以包括澄清劑。所述澄清劑的主要作用是協(xié)助排除殘余氣泡，同時(shí)需避免無(wú)堿玻璃基板熔制過(guò)程中因著色而引起透過(guò)率下降。所述澄清劑可以在無(wú)堿玻璃基板熔制過(guò)程中高溫分解(氣化)產(chǎn)生氣體或降低玻璃液粘度，促使玻璃液中氣泡消除。所述澄清劑的含量沒(méi)有特別的限定，只要足夠?qū)⒉Ａб褐械臍馀萑肯纯?，?yōu)選地，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述澄清劑的含量不超過(guò)1mol％。
根據(jù)本發(fā)明，所述澄清劑的種類(lèi)沒(méi)有特別的限定，只要不含砷、綠色、環(huán)保、安全、高效即可，可以為本領(lǐng)域常規(guī)的各種選擇，為了最大限度降低最終制備的無(wú)堿玻璃基板的氣態(tài)夾雜物含量，所述澄清劑優(yōu)選為硫酸鹽、硝酸鹽、氧化錫和氧化亞錫中的至少一種。本發(fā)明中，即使澄清劑不使用as2o3和/或sb2o3也具有較高的透過(guò)率和較低的氣態(tài)夾雜物含量，因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的無(wú)堿玻璃基板不含as2o3和/或sb2o3。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)所述無(wú)堿玻璃在10重量％的hf溶液中的侵蝕量和所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分含量之間的關(guān)系滿足上述條件時(shí)，如果加入b2o3會(huì)形成層狀結(jié)構(gòu)的硼氧三角體[bo3]，進(jìn)入所述無(wú)堿玻璃基板中硅氧網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使所述硅氧網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到破壞，化學(xué)穩(wěn)定性降低。因此，優(yōu)選情況下，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中不含b2o3，這樣可以有效保證所述無(wú)堿玻璃基板的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量為4.6-5.5mg/cm2，以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成包括：71-72mol％的sio2、12-13mol％的al2o3、0-1mol％的zno、15-16mol％的ro和0.01-0.3mol％的re2o3，0.1-0.3mol％的澄清劑，其中，所述ro為mgo、cao、sro和bao中的至少一種；所述re2o3為y2o3、la2o3、gd2o3、ce2o3、yb2o3和lu2o3中的至少一種，并且以無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量為基準(zhǔn)，所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的含量按摩爾百分比計(jì)算滿足：82mol％≤sio2+al2o3≤84mol％、0.8≤cao/(cao+sro)≤1.0、0.58≤(mgo+bao)/∑ro≤0.8、c值的范圍為1.03-1.12，其中，c值由下式計(jì)算得出：
c＝0.5×sio2+p1×al2o3+p2×(cao+sro)+p3×(mgo+bao+zno)+p4×re2o3，其中，sio2、al2o3、mgo、cao、sro、bao、zno、re2o3各自代表該組分占無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量的摩爾百分比，0.8≤p1≤1.3，7≤p2≤10，1.5≤p3≤3，-35≤p4≤-20，∑ro表示mgo、cao、sro和bao各自占所述無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量的摩爾百分比之和。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)所述澄清劑為硫酸鹽時(shí)，所述硫酸鹽可以是硫酸鍶、硫酸鋇和硫酸鈣中的至少一種，優(yōu)選為硫酸鋇，這種澄清劑在高溫分解時(shí)產(chǎn)生o2和so2，對(duì)玻璃液中的氣泡的長(zhǎng)大或溶解起著重要的表面活性劑作用、界面湍動(dòng)作用、高溫排氣作用和均化作用。當(dāng)所述澄清劑為硝酸鹽時(shí)，所述硝酸鹽可以選自硝酸鍶和/或硝酸鋇，優(yōu)選地，所述硫酸鹽與氧化劑硝酸鹽配合使用，以防硫酸鹽發(fā)生低溫分解。當(dāng)所述澄清劑為氧化錫或氧化亞錫時(shí)，可以通過(guò)錫元素的變價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)攜氧和釋氧，玻璃配合料在低溫熔解時(shí)，低價(jià)錫離子(氧化亞錫)吸收氧氣轉(zhuǎn)變成高價(jià)錫離子(氧化錫)，達(dá)到高溫澄清溫度時(shí)，高價(jià)錫離子所吸收的氧氣開(kāi)始釋放，通過(guò)其釋放的氧氣來(lái)吸收合并玻璃液中其他氣體，最終排出到玻璃液中，在玻璃配合料熔化過(guò)程中，氣體與玻璃液之間發(fā)生溶解和反應(yīng)。玻璃液中溶解氣體的飽和度越大，玻璃液中氣泡內(nèi)分壓越低，則氣體增長(zhǎng)的速度也越快，進(jìn)而使氣泡增大而上升排出。反之，如果氣泡內(nèi)氣體的分壓大于玻璃液中溶解的氣體的分壓，則氣泡內(nèi)的氣體將被溶解而使氣泡變小，甚至完全溶解而消失，從而達(dá)到使玻璃液澄清的效果。
本發(fā)明第二方面提供了制備上述無(wú)堿玻璃基板的方法，該方法包括：將由本發(fā)明提供的無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分混合，然后依次進(jìn)行熔融、脫泡、均質(zhì)化、成型、冷卻、切割、拋光、洗滌和烘干。
優(yōu)選情況下，制備上述無(wú)堿玻璃基板的方法包括：將由本發(fā)明提供的無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分在攪拌的條件下混合均勻，將混合料倒入鉑金坩堝中，然后在1550-1600℃的電阻爐中加熱3-5小時(shí)至熔融，并使用鉑金棒攪拌以脫泡、均質(zhì)化。將熔制好的玻璃液澆注入不銹鋼鑄鐵模具內(nèi)，成形為規(guī)定的塊狀玻璃制品，然后將玻璃制品在退火爐中退火1-3小時(shí)，之后關(guān)閉電源隨爐冷卻至20-30℃。將玻璃制品進(jìn)行切割、研磨、拋光，然后用去離子水洗滌干凈并烘干。
本發(fā)明第三方面提供了由上述方法制備的無(wú)堿玻璃基板。
優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板的厚度不超過(guò)1mm，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)堿玻璃基板的厚度不超過(guò)0.7mm。
以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
以下實(shí)施例和對(duì)比例中，
無(wú)堿玻璃基板的密度按照astmc-693中規(guī)定的方法測(cè)得，單位為g/cm3。
無(wú)堿玻璃基板在50-350℃的熱膨脹系數(shù)通過(guò)臥式膨脹儀，按照astme-228中規(guī)定的方法測(cè)得，單位為10-7/℃。
無(wú)堿玻璃基板的楊氏模量按照astmc-623中規(guī)定的方法測(cè)得，單位為gpa。
無(wú)堿玻璃基板的退火點(diǎn)和應(yīng)變點(diǎn)通過(guò)三點(diǎn)測(cè)試儀，按照astmc-336中規(guī)定的方法測(cè)得，單位為℃。
無(wú)堿玻璃基板的玻璃高溫粘溫曲線通過(guò)旋轉(zhuǎn)高溫粘度計(jì)，按照astmc-965中規(guī)定的方法測(cè)得，其中，200p粘度時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度記為tm，單位為℃；35000p粘度對(duì)應(yīng)的成型溫度記為t35000，單位為℃。
無(wú)堿玻璃基板在10重量％的hf溶液中的侵蝕量指的是在20℃，單位面積的無(wú)堿玻璃基板在濃度為10重量％的hf溶液中浸泡20min損失的重量，記為chr，單位為mg/cm2。
無(wú)堿玻璃基板中d＞0.1mm氣泡數(shù)指每公斤無(wú)堿玻璃基板中泡徑＞0.1mm的氣泡數(shù)目。
實(shí)施例1-15和對(duì)比例1-5
將無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分在攪拌的條件下混合均勻，將混合料倒入鉑金坩堝中，然后在1580℃的電阻爐中加熱4小時(shí)至熔融，并使用鉑金棒攪拌以脫泡、均質(zhì)化。將熔制好的玻璃液澆注入不銹鋼鑄鐵模具內(nèi)，成形為規(guī)定的塊狀玻璃制品，然后將玻璃制品在退火爐中退火2小時(shí)，之后關(guān)閉電源隨爐冷卻至25℃。將玻璃制品進(jìn)行切割、研磨、拋光，然后用去離子水洗滌干凈并烘干，制得厚度為0.5mm的無(wú)堿玻璃基板。
制備實(shí)施例1-15和對(duì)比例1-5中的無(wú)堿玻璃基板所用的物料、用量以及對(duì)制得的無(wú)堿玻璃基板的各種性能的測(cè)試結(jié)果如表1所示。
實(shí)施例1-15和對(duì)比例1-5制得的無(wú)堿玻璃基板的c值由下式計(jì)算得出：
c＝0.5×sio2+p1×al2o3+p2×(cao+sro)+p3×(mgo+bao+zno)+p4×re2o3，
其中，p1＝1，p2＝8，p3＝2，p4＝-30，sio2、al2o3、mgo、cao、sro、bao、zno、re2o3各自代表該組分占無(wú)堿玻璃基板的組成中各組分的總摩爾量的摩爾百分比。
通過(guò)表1的結(jié)果可以看出，由本發(fā)明提供的無(wú)堿玻璃基板或者采用本發(fā)明提供的方法制備的無(wú)堿玻璃基板可以同時(shí)達(dá)到以下的技術(shù)指標(biāo)：在濃度為10重量％的hf溶液的侵蝕量在3.8-5.5mg/cm2之間；密度小于2.63g/cm3；50～350℃的熱膨脹系數(shù)小于39×10-7/℃；粘度為35000p時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度低于1370℃；粘度為200p時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度低于1670℃；應(yīng)變點(diǎn)在750℃以上；楊氏模量大于75gpa；每公斤無(wú)堿玻璃基板中泡徑大于0.1mm的氣泡肉眼不可見(jiàn)，即由本發(fā)明提供的無(wú)堿玻璃基板或者采用本發(fā)明提供的方法制備的無(wú)堿玻璃基板兼具密度小、機(jī)械強(qiáng)度高、比模數(shù)高、熱穩(wěn)定性好、熔化溫度低、耐化性強(qiáng)和應(yīng)變點(diǎn)溫度高等特點(diǎn)，綜合性能優(yōu)異。此外，由本發(fā)明提供的無(wú)堿玻璃基板或采用本發(fā)明提供的方法制備的無(wú)堿玻璃基板的組成中的組分不含任何有毒物質(zhì)，生產(chǎn)過(guò)程環(huán)境友好，即使澄清劑不使用as2o3和/或sb2o3也具有較低的氣態(tài)夾雜物等優(yōu)點(diǎn)，使產(chǎn)線良率得到一定改善，同時(shí)可以降低燃料、電力等生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)性好。
對(duì)比例1中的無(wú)堿玻璃基板的c值超出本申請(qǐng)限定的范圍，并且對(duì)比例1中含有較少的sio2和al2o3的合量、ro的含量過(guò)高，制得的無(wú)堿玻璃基板在濃度為10重量％的hf溶液的侵蝕量較高、熱膨脹系數(shù)較高、耐化性較差、機(jī)械強(qiáng)度較差、密度較高；對(duì)比例2中的無(wú)堿玻璃基板的c值以及特定組分之間的配合比值均超出本申請(qǐng)限定的范圍，并且含有較少的sio2和al2o3的合量、ro的含量過(guò)高，制得的無(wú)堿玻璃基板在濃度為10重量％的hf溶液的侵蝕量較高、熱膨脹系數(shù)較高、耐化性較差、機(jī)械強(qiáng)度較差、密度較高；對(duì)比例3中的無(wú)堿玻璃基板的c值不滿足本申請(qǐng)限定的范圍，re2o3的含量過(guò)高，即使其含有較高的sio2和al2o3的合量，可以保障在50～350℃的熱膨脹系數(shù)較低，但是其在濃度為10重量％的hf溶液的侵蝕量較高、耐化性較差、密度較高，并且使用的無(wú)毒澄清劑srcl2不能有效澄清無(wú)堿玻璃，導(dǎo)致每公斤無(wú)堿玻璃基板中泡徑大于0.1mm的氣泡數(shù)量過(guò)多；雖然對(duì)比例4中的無(wú)堿玻璃基板的c值以及特定組分之間的配合比值均滿足本申請(qǐng)限定的范圍，并且含有較高的sio2和al2o3的合量和適當(dāng)?shù)膔o含量，具有較低的熱膨脹系數(shù)、較高的機(jī)械強(qiáng)度、較低的密度，但是對(duì)比例4中的無(wú)堿玻璃基板在濃度為10重量％的hf溶液的侵蝕量較高，耐化性較差，且熱穩(wěn)定性關(guān)鍵指標(biāo)應(yīng)變點(diǎn)溫度過(guò)低，同時(shí)使用的無(wú)毒澄清劑caf2不能有效澄清無(wú)堿玻璃，導(dǎo)致每公斤無(wú)堿玻璃基板中泡徑大于0.1mm的氣泡數(shù)量過(guò)多；對(duì)比例5中的無(wú)堿玻璃基板的c值以及特定組分之間的配合比值均滿足本申請(qǐng)限定的范圍，但是含有較低的sio2和al2o3的合量，添加了b2o3，無(wú)法有效提高無(wú)堿玻璃基板的應(yīng)變點(diǎn)溫度，難以有效控制其在濃度為10重量％的hf溶液的侵蝕量，不能保證無(wú)堿玻璃基板兼具優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性，同時(shí)使用的澄清劑sb2o3毒性較大，且不能有效澄清無(wú)堿玻璃，導(dǎo)致每公斤無(wú)堿玻璃基板中泡徑大于0.1mm的氣泡數(shù)量較多。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，包括各個(gè)技術(shù)特征以任何其它的合適方式進(jìn)行組合，這些簡(jiǎn)單變型和組合同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。