本發(fā)明涉及強(qiáng)化玻璃面板加工技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種通過化學(xué)離子交換法去除強(qiáng)化玻璃表面壓應(yīng)力的工藝。

背景技術(shù)：

玻璃鏡片因其透光性好、觸摸及手感性優(yōu)良等特點(diǎn)，現(xiàn)已逐步取代了亞克力材質(zhì)的鏡片被廣泛使用。鋼化玻璃(Tempered glass/Reinforced glass)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃。在制備過程中，為提高鋼化玻璃的強(qiáng)度，通常使用化學(xué)或物理的方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力層，使得玻璃承受外力時(shí)首先抵消表層應(yīng)力，從而提高了玻璃的整體承載能力，增強(qiáng)玻璃自身抗風(fēng)壓性、寒暑性、沖擊性等物理性能。同等厚度的鋼化玻璃抗沖擊強(qiáng)度是普通玻璃的3～5倍，抗彎強(qiáng)度是普通玻璃的3～5倍。因此，玻璃的強(qiáng)化加工工藝被廣泛普及，但由于鋼化玻璃本身的物理性質(zhì)所限，其在加工過程中很容易受到損傷，容易產(chǎn)生劃傷。

玻璃的應(yīng)力是指玻璃由于外因(受力、濕度、溫度場(chǎng)變化等)而變形時(shí)，在玻璃內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并試圖使玻璃從變形后的位置恢復(fù)到變形前的位置。玻璃表面壓應(yīng)力是指玻璃在成型時(shí)，由于內(nèi)外冷卻速度的不同，在玻璃表面殘留的內(nèi)應(yīng)力。一般來說，已鋼化處理好的鋼化玻璃，不能再作任何切割、磨削等二次加工或受到破損，否則極容易因破壞表面的均勻壓應(yīng)力平衡而使得玻璃外形產(chǎn)生變化，或者碎成類似蜂窩狀的鈍角小顆粒。

而目前對(duì)于強(qiáng)化玻璃的劃傷處理，是直接經(jīng)過平磨除去劃傷，此工藝的缺點(diǎn)在于，因強(qiáng)化玻璃的表面壓應(yīng)力影響，經(jīng)強(qiáng)化玻璃磨機(jī)后，玻璃會(huì)變得彎曲，外形嚴(yán)重受到影響，效果不佳。尤其對(duì)于特殊設(shè)計(jì)的強(qiáng)化玻璃，例如只對(duì)玻璃局部進(jìn)行噴砂的強(qiáng)化玻璃，在去除劃傷前，需將砂面保護(hù)起來，再放入磨機(jī)進(jìn)行磨削，由于磨機(jī)上下磨削量不一致及砂面與光面應(yīng)力差異的問題，最終會(huì)使產(chǎn)品發(fā)生翹曲，致使帶有噴砂效果的強(qiáng)化玻璃無法進(jìn)行劃傷修復(fù)或者劃傷修復(fù)后，其翹曲度達(dá)不到客戶要求，或者只能通過手動(dòng)修復(fù)，其效率低，耗費(fèi)大量人力。

因此，如何減輕強(qiáng)化玻璃表面應(yīng)力而進(jìn)行劃傷的后續(xù)處理，是業(yè)內(nèi)一致致力解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種通過化學(xué)離子交換消除強(qiáng)化玻璃表面壓應(yīng)力的方法，以解決強(qiáng)化玻璃表面因?yàn)榇嬖趹?yīng)力或存在應(yīng)力差異而無法進(jìn)行劃傷的后續(xù)處理的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種通過化學(xué)離子交換消除強(qiáng)化玻璃表面壓應(yīng)力的方法：

將強(qiáng)化后的玻璃預(yù)熱到100℃-480℃，放入至380℃-450℃的硝酸鉀和硝酸鈉的混合溶液中，通過離子交換法，將玻璃中離子半徑大的K⁺與溶液中離子半徑小的Na+進(jìn)行置換。

優(yōu)選的，將強(qiáng)化玻璃預(yù)熱至溫度在100℃-480℃，其預(yù)熱時(shí)間在60min～120min之間。

優(yōu)選的，先將硝酸鈉和硝酸鉀混合固體加熱溶化，其中鈉離子濃度在135000ppm～243000ppm以內(nèi)，其溫度在380℃～450℃之間，強(qiáng)化玻璃的浸入時(shí)間在60min～180min之間。

優(yōu)選的，溶液中的Na⁺濃度為135000ppm～243000ppm。

優(yōu)選的，溶液中鉀離子的濃度范圍為38000ppm～190000ppm。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明主要對(duì)有噴砂效果的強(qiáng)化玻璃先進(jìn)行表面壓應(yīng)力去除，再進(jìn)行后續(xù)工藝處理，可以避免產(chǎn)品因其應(yīng)力差異而造成產(chǎn)品彎曲，提高產(chǎn)品的利用率，獲得高平整度、高質(zhì)量的強(qiáng)化玻璃光滑表面。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的離子交換原理示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的強(qiáng)化玻璃表面壓應(yīng)力解析圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的處理后的強(qiáng)化玻璃表面壓應(yīng)力解析圖；

其中，1、玻璃基板，2、表面應(yīng)力層，3、表面Na⁺層。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

參見圖1，本發(fā)明通過化學(xué)離子交換去除玻璃表面壓應(yīng)力(CS)，步驟如下：將已強(qiáng)化的玻璃先經(jīng)預(yù)熱，再轉(zhuǎn)入到配有NaNO₃的混合溶液中進(jìn)行高溫離子交換，使玻璃中K⁺與溶液中的Na⁺進(jìn)行置換，讓溶液中更小的離子半徑Na⁺取代玻璃中離子半徑更大的K⁺，以達(dá)到去除玻璃表面壓應(yīng)力的目的，反應(yīng)原理式如下：

K⁺_玻+Na⁺_液→Na⁺_玻+K⁺_液

具體實(shí)施方式如下：

第一步：溶鹽階段，硝酸鉀(粉狀)與硝酸鈉(粉狀)按重量比2:5的比例混合后加入到退應(yīng)力爐中，然后開啟電源，將溫度調(diào)試到退應(yīng)力的410℃，待其完全溶化后，獲得硝酸鉀和硝酸鈉的混合溶液，恒溫12H；

鈉離子的濃度范圍：135000ppm～243000ppm；鉀離子的濃度范圍：38000ppm～190000ppm；

第二步：預(yù)熱階段，將強(qiáng)化玻璃放入到預(yù)熱爐中進(jìn)行預(yù)熱；

預(yù)熱溫度：將溫度設(shè)定在360℃～420℃，溫度控制在設(shè)定溫度±2℃以內(nèi)；

預(yù)熱時(shí)間：時(shí)間設(shè)定在60min～120min；

第三步：退應(yīng)力階段，將產(chǎn)品從預(yù)熱爐中轉(zhuǎn)入到退應(yīng)力爐；產(chǎn)品放入至380℃-450℃的硝酸鉀和硝酸鈉的混合溶液中；

第四步：出爐緩冷。

上述過程中具體需要注意預(yù)熱溫度、預(yù)熱時(shí)間、鈉離子濃度的掌控，若預(yù)熱溫度與退應(yīng)力溫度相差過大，產(chǎn)品在轉(zhuǎn)入到退應(yīng)力爐中，會(huì)使得產(chǎn)品的廢品率增加，所以需要預(yù)熱溫度能與退應(yīng)力溫度保持一致；預(yù)熱時(shí)間控制在60～120min內(nèi)，使產(chǎn)品溫度達(dá)到410℃左右，若時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)使產(chǎn)品變形；鈉離子濃度必須在要求范圍內(nèi)，若鈉離子濃度過高，退完應(yīng)力后，產(chǎn)品非常脆，崩邊會(huì)增加；若鈉離子濃度過低，會(huì)使得表面應(yīng)力不能完全消除，達(dá)不到退應(yīng)力的效果。

上述過程中，前期由于玻璃中的Na⁺和溶液中的Na⁺的濃度相差比較大，溶液中鈉離子濃度為243000ppm以內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于玻璃中的Na⁺濃度，則溶液中Na⁺離子的擴(kuò)散能力強(qiáng)，溶液中的Na⁺會(huì)以比較快的速度擴(kuò)散到玻璃中去；由于玻璃中的K⁺濃度要高于溶液中K⁺濃度，所以同樣的，玻璃中的K⁺也會(huì)以比較快的速度擴(kuò)散到溶液中；隨著溶液中的Na⁺濃度逐步降低，當(dāng)NA⁺濃度低于140000ppm，Na⁺與K⁺擴(kuò)散速度會(huì)受到影響，離子交換速度會(huì)變得緩慢，其表面應(yīng)力會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力殘留，沒有完全消除掉。因此NA⁺濃度必須控制在135000ppm～243000ppm的有效使用區(qū)間內(nèi)，若濃度達(dá)不到要求時(shí)，此時(shí)需要往槽中追加NaNO₃，以提高Na⁺濃度，增強(qiáng)其擴(kuò)散能力。

參見圖2和圖3，分別為處理前后的強(qiáng)化玻璃表面壓應(yīng)力解析圖。圖2中，在玻璃基板1的兩側(cè)表面上覆蓋著K⁺組成的表面應(yīng)力層，通過本申請(qǐng)方法處理后的圖3中，在K⁺組成的表面應(yīng)力層之外，又覆蓋了一層Na⁺組成的表面層，消除應(yīng)力。

其他實(shí)施例的具體參數(shù)如下：

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。