阅读说明：本技术 锂锆质铝硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和显示器件 (Lithium-zirconium aluminosilicate glass, tempered glass, preparation methods of lithium-zirconium aluminosilicate glass and tempered glass, and display device ) 是由 平文亮 周翔磊 肖子凡 王琰 刘红刚 陈志鸿 何进 于 2019-10-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种锂锆质铝硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和显示器件。按质量百分比计,锂锆质铝硅酸盐玻璃包括如下组分：SiO<Sub>2</Sub>50％～72％,Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>10％～27％,B<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>0.1％～10.0％,Li<Sub>2</Sub>O 2％～10％,Na<Sub>2</Sub>O 4％～15％,ZrO<Sub>2</Sub>0.1％～5.0％及K<Sub>2</Sub>O 0～4％,其中,Li<Sub>2</Sub>O、Na<Sub>2</Sub>O和K<Sub>2</Sub>O的总质量百分比大于或等于9％,ZrO<Sub>2</Sub>和Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>的总质量百分比大于10％,且Li<Sub>2</Sub>O的质量与Li<Sub>2</Sub>O、Na<Sub>2</Sub>O和K<Sub>2</Sub>O三者总质量的比为(0.22～0.48)∶1。上述锂锆质铝硅酸盐玻璃经强化后的抗弯强度大于700MPa,承受的落球能量超过0.4J。(The invention relates to lithium-zirconium aluminosilicate glass, tempered glass, preparation methods of lithium-zirconium aluminosilicate glass and tempered glass, and a display device. The lithium zirconium aluminosilicate glass comprises the following components in percentage by mass: SiO 2 2 50％～72％，Al 2 O 3 10％～27％，B 2 O 3 0.1％～10.0％，Li 2 O 2％～10％，Na 2 O 4％～15％，ZrO 2 0.1% -5.0% and K 2 0 to 4% of O, wherein Li 2 O、Na 2 O and K 2 O is 9% or more in total, ZrO 2 And Al 2 O 3 Is greater than 10% by mass, and Li 2 Mass of O and Li 2 O、Na 2 O and K 2 The total mass ratio of the O to the N is (0.22-0.48) to 1. The above lithium zirconiumThe bending strength of the strengthened aluminosilicate glass is more than 700MPa, and the falling ball energy born by the aluminosilicate glass exceeds 0.4J.)

锂锆质铝硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和显示器件

技术领域

本发明涉及玻璃领域，特别是涉及一种锂锆质铝硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和显示器件。

背景技术

薄板玻璃为用来保护显示器件的显示面板且不影响其显示效果的部件。其中显示器件有很多，例如便携式电话、掌上电脑(PDA)、数码相机、平板显示器(FPD)等显示器件。近年来，随着便携式电话和PDA等显示器件向更加薄型、高功能化的趋势发展，对玻璃的机械强度提出了更高的要求。因此，一般地，会对薄板玻璃进一步进行化学强化，得到钢化玻璃。这种钢化玻璃能够通过离子交换处理来进行化学强化，使玻璃表面的钠离子、锂离子与离子交换盐中的钾离子或钠离子交换，在玻璃表面形成压缩应力层。

传统玻璃盖板市场主要以(硼)铝硅玻璃和锂(硼)铝硅玻璃为主，例如康宁的Gorilla玻璃、NEG的T2X-1、旭硝子的龙迹玻璃和国内旭虹的熊猫玻璃及南玻的KK3玻璃等，但传统的玻璃的强度仍较低，用于移动设备保护玻璃时不能起到很好的保护作用。

发明内容

基于此，有必要提供一种强度较高的锂锆质铝硅酸盐玻璃。

此外，还提供一种强化玻璃及强化玻璃的制备方法和显示器件。

一种锂锆质铝硅酸盐玻璃，按质量百分比计，包括如下组分：

其中，所述Li₂O、所述Na₂O和所述K₂O的总质量百分比大于或等于9％，所述ZrO₂和所述Al₂O₃的总质量百分比大于10％，且所述Li₂O的质量与所述Li₂O、所述Na₂O和所述K₂O三者总质量的比为(0.22～0.48)∶1。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃包括：SiO₂55％～67％，Al₂O₃ 13％～25％，B₂O₃ 0.5％～4％，Li₂O 3％～7％，Na₂O 6％～12％，ZrO₂1％～4％及K₂O 0～3％，其中，所述Li₂O、所述Na₂O和所述K₂O的总质量百分比大于或等于9％，所述ZrO₂和所述Al₂O₃的总质量百分比大于16％，且所述Li₂O的质量与所述Li₂O、所述Na₂O和所述K₂O三者总质量的比为(0.27～0.41)∶1。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃包括：SiO₂58％～64％，Al₂O₃ 16％～22％，B₂O₃ 1％～2％，Li₂O 4％～6％，Na₂O 8％～10％，ZrO₂ 3％～4％和K₂O 0～2％，其中，所述Li₂O、所述Na₂O和所述K₂O的总质量百分比大于或等于12％，所述ZrO₂和所述Al₂O₃的总质量百分比大于19.5％，且所述Li₂O的质量与所述Li₂O、所述Na₂O和所述K₂O三者总质量的比为(0.29～0.38)∶1。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过6％的MgO；及/或，

按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过4％的CaO；及/或，

按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过4％的SrO；及/或，

按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过4％的ZnO；及/或，

按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过2％的TiO₂。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过4％的MgO；及/或，

按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过2％的CaO；及/或，

按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过2％的SrO；及/或，

按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过2％的ZnO；及/或，

按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过1％的TiO₂。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过1％的SnO₂；及/或，

按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过0.5％的CeO₂。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过0.5％的SnO₂。

在其中一个实施例中，所述锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括：质量百分比不超过4％的MgO，质量百分比不超过2％的ZnO，质量百分比不超过1％的TiO₂，质量百分比不超过0.5％的SnO₂及质量百分比不超过0.5％的CeO₂。

一种强化玻璃，所述强化玻璃由上述锂锆质铝硅酸盐玻璃通过化学强化得到。

一种强化玻璃的制备方法，包括如下步骤：将上述锂锆质铝硅酸盐玻璃先在温度为390℃～420℃、质量比为2∶8～8∶2的NaNO₃和KNO₃的混合熔融液中进行钢化处理2h～6h，再在温度为380℃～400℃、质量比为0.1∶99.9～15∶85的NaNO₃和KNO₃的混合熔融液中进行钢化处理2h～4h，得到强化玻璃。

一种显示器件，包括上述锂锆质铝硅酸盐玻璃或上述强化玻璃或由上述强化玻璃的制备方法制备得到的强化玻璃。

上述锂锆质铝硅酸盐玻璃通过控制玻璃的各组分及其组成，并调节Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比为大于或等于9％，Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O的质量之和的比为0.22～0.48，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于10％，从而得到锂锆质铝硅酸盐玻璃。该锂锆质铝硅酸盐玻璃通过化学强化后得到的强化玻璃的强度大大提高，且化学强化后的抗弯强度大于700MPa，承受的落球能量超过0.4J，用于移动设备的保护玻璃时能够较好地保护移动设备。

附图说明

图1为一实施方式的锂锆质铝硅酸盐玻璃的制备方法的工艺流程图；

图2为一实施方式的强化玻璃的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体实施方式对本发明进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

一实施方式的锂锆质铝硅酸盐玻璃，按质量百分比计，包括如下组分：

其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于9％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于10％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O三者总质量的比为(0.22～0.48)∶1。

在其中一个实施例中，锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括MgO、CaO、SrO、ZnO及TiO₂中的至少一种。具体地，MgO的质量百分比不超过6％。CaO的质量百分比不超过4％。SrO的质量百分比不超过4％。ZnO的质量百分比不超过4％。TiO₂的质量百分比不超过2％。

进一步地，MgO的质量百分比不超过4％。CaO的质量百分比不超过2％。SrO的质量百分比不超过2％。ZnO的质量百分比不超过2％。TiO₂的质量百分比不超过1％。

更进一步地，锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括：MgO、ZnO及TiO₂中的至少一种，其中，MgO的质量百分比不超过2％，ZnO的质量百分比不超过2％，TiO₂的质量百分比不超过1％。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过1％的SnO₂。进一步地，SnO₂的质量百分比不超过0.5％。

在另一个实施例中，按质量百分比计，锂锆质铝硅酸盐玻璃还包括不超过0.5％的CeO₂。

进一步优选地，锂锆质铝硅酸盐玻璃包括：SiO₂ 50％～72％，Al₂O₃ 10％～27％，B₂O₃ 0.1％～10.0％，Li₂O 2％～10％，Na₂O 4％～15％，ZrO₂ 0.1％～5.0％，K₂O 0～4％，质量百分比不超过4％的MgO，质量百分比不超过2％的ZnO，质量百分比不超过1％的TiO₂，质量百分比不超过1％的SnO₂及质量百分比不超过0.5％的CeO₂。其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于9％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于10％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O三者总质量的比为(0.22～0.48)∶1。

需要说明的是，在本实施方式中，锂锆质铝硅酸盐玻璃中不含有P₂O₅及Fe₂O₃。在锂锆质铝硅酸盐玻璃中不加入P₂O₅，可以避免因添加P₂O₅和B₂O₃产生P-B分相乳浊现象，造成雾度(即不透明程度)的增加，降低玻璃的化学稳定性。

SiO₂(二氧化硅)是重要的玻璃形成氧化物，是形成玻璃骨架所必需的成分。SiO₂能提高玻璃的强度、化学稳定性等，可以使玻璃获得更高的应变点和较低的热膨胀系数。在本实施方式中，SiO₂的质量百分比优选为50％～72％。进一步优选为55％～67％。最优选为58％～64％。若SiO₂的质量百分比不足50％，玻璃主体网络结构较差，机械性能不佳，且耐候性变差。若SiO₂的质量百分比超过72％，玻璃在生产过程中熔制温度过高，能耗增加，且容易造成频繁的气泡、结石等缺陷，同时硅氧骨架结构比例偏高，网络间隙较小，不利于化学强化离子交换，影响化学增强的效率。因此，在本实施方式中，SiO₂的质量百分比设置为50％～72％。

Al₂O₃(三氧化二铝)能参与网络形成，起网络生成体的作用，并且能降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度及硬度，同时Al₂O₃也是提高拉伸玻璃弹性模量的必要成分。但是Al₂O₃的加入会增加玻璃粘度。如果Al₂O₃的质量百分比过多，就难以得到料性长的玻璃，使玻璃成型较为困难。此外，玻璃中的Al³⁺倾向于形成铝氧四面体网络[AlO₄]，这比硅氧四面体[SiO₄]网络要大得多，留下较大的空隙作为离子扩散的通道，因此玻璃中高的Al₂O₃含量能促进碱金属离子的迁移和置换速率。Al₂O₃含量越高，骨架网络的间隙越大，越有利于离子交换，然而热膨胀系数却不会因为其含量过高而进一步降低，相反，玻璃高温黏度明显增大，生产过程中熔制温度过高，能耗增加，同样不利于控制气泡、结石等缺陷。然而，Al₂O₃含量偏低时，网络空间的空隙变小，不利于离子迁移，严重影响化学增强的效率。因此，在本实施方式中，Al₂O₃的质量百分比优选为10％～27％。Al₂O₃的质量百分比进一步优选为13％～25％。Al₂O₃的质量百分比最优选为16％～22％。

B₂O₃(氧化硼)是硼铝硅酸盐玻璃的重要组分之一，属于形成体氧化物，能降低铝硅酸盐玻璃的热膨胀系数，提高铝硅酸盐玻璃的热稳定性、化学稳定性。B₂O₃的含量太高，在高温下由于其降低粘度的作用导致硼挥发严重，同时B₂O₃的含量过高会缩窄成型温度，给硼铝硅酸盐玻璃拉管成型中对壁厚、管径精度控制带来困难；另外当B₂O₃引入量过高时，由于硼氧三角体[BO₃]增多，硼铝硅酸盐玻璃的膨胀系数等反而增大，发生反常现象，B₂O₃含量过高时，玻璃的离子交换能力显著降低。因此，在本实施方式中，B₂O₃的质量百分比优选为含量为0.1％～10.0％。B₂O₃的质量百分比进一步优选为0.5％～4.0％。B₂O₃的质量百分比最优选为1％～2％。

Li₂O(氧化锂)是理想的助熔剂，是进行离子交换的主要成分，由于Li⁺的极化特性，在高温下能有效减低高温黏度，且其Li⁺的半径较小，可以填充在玻璃体空气中，平衡游离氧，适当的Li₂O可以显著增强玻璃体的机械强度、表面硬度和抗化学侵蚀性等。由于本实施方式在强化工艺中使用NaNO₃与KNO₃的混合熔盐，通过玻璃中Li⁺与熔盐中Na⁺进行离子交换，可以在较短的时间内提升压应力层深度，使玻璃具有更加优异的抗力学冲击性能。Li₂O的质量百分比优选为2％～10％。Li₂O的质量百分比进一步优选为3％～7％。Li₂O的质量百分比最优选为4％～6％。若其质量百分比低于2％，则玻璃基本难以获得更高的应力层深度；若高于10％，增加了玻璃制造成本，玻璃膨胀系数显著增大，且玻璃析晶倾向过高，玻璃生成结石缺陷的概率明显增加。

Na₂O(氧化钠)是硼铝硅酸盐玻璃网络外体氧化物，能提供游离氧使Si-O键断开，从而降低铝硅酸盐玻璃的粘度和熔制温度。Na₂O的含量过高，会增大线热膨胀系数，降低化学稳定性，且Na₂O挥发量增大，导致铝硅酸盐玻璃成分不均一。Na₂O的含量过低，不利于玻璃的熔制和成型，且不利于Na离子与K离子的化学交换从而在玻璃表面形成压应力层，起到增强玻璃机械强度的目的，在本实施方式中Na₂O成分在钢化时承担与熔融液中的K离子交换来形成玻璃表面的压应力的作用，直接影响玻璃的强度性能。因此，在本实施方式中，Na₂O的质量百分比优选为4％～15％。Na₂O的质量百分比进一步优选为6％～12％。Na₂O的质量百分比最优选为8％～10％。

K₂O(氧化钾)和Na₂O同属于碱金属氧化物，在玻璃结构中的作用类似，以少量K₂O取代Na₂O能发挥“混合碱效应”，使玻璃的一系列性能变好，是用于提高熔融性质和用于在化学强化中提高离子交换率以获得所需表面压缩应力和应力层深的组分。若K₂O的含量过高，则耐候性会降低。本实施方式中，发明人通过对玻璃中碱金属含量的分析，将K₂O的质量百分比设置为0～4％。K₂O的质量百分比进一步优选为0～3％。K₂O的质量百分比最优选为0～2％。

ZrO₂在硅酸盐玻璃中主要是以立方体[ZrO₈]配位形式存在，由于离子半径较大，在玻璃结构中属网络外体，且其在玻璃中溶度较小，会显著增加玻璃黏度，因此其添加量不宜超过5％，ZrO₂可提高玻璃的耐酸碱性能和折射率。在本实施方式中，ZrO₂的质量百分比优选为0.1％～5.0％。ZrO₂的质量百分比进一步优选为1％～4％。ZrO₂的质量百分比最优选为3％～4％。

MgO(氧化镁)是一种网络外体氧化物，MgO有助于降低玻璃熔点，高温时能降低玻璃的黏度，促进玻璃的熔化和澄清，改善均匀性，增加抗水解性。MgO也能使玻璃趋于稳定，提高玻璃的耐久性，防止玻璃产生结晶，抑制玻璃中碱金属离子的移动，也同样具有提高玻璃弹性模量的功能。MgO在低温下可以增强玻璃网络空间的稳定性，一定程度上可以降低玻璃的热膨胀系数，但其对离子交换存在阻碍的作用，因此在本实施方式中，MgO不是必需的成分，可以省略。在本实施方式中，MgO的质量百分比优选为0～6％。MgO的质量百分比进一步优选为0～4％。MgO的质量百分比最优选为0～2％。若MgO的质量百分比高于6％，Mg²⁺严重阻碍玻璃的离子交换能力，导致压应力层深度明显减小。

CaO(氧化钙)使硅氧四面体[SiO₄]所形成的网络松弛、断裂，改善玻璃在高温下的熔融性质或使玻璃不易失透，但含量过多会影响铝硅酸盐玻璃的耐候性，且严重阻碍离子交换的进行，在本实施方式中，CaO是不必要成分，可以省略。CaO的质量百分比优选为0～4％。CaO的质量百分比进一步优选为0～2％。

SrO(氧化锶)和氧化钙及氧化镁类似，均能降低玻璃高温粘度，有利于熔化，但是因为其离子半径较大，所以在玻璃结构体中不会阻碍Li-Na-K离子的交换过程，因此采用少量氧化锶取代部分的氧化钙和氧化镁。在本实施方式中，SrO的质量百分比优选为0～4％。SrO的质量百分比进一步优选为0～2％。在本实施方式中，SrO也可以省略。

ZnO(氧化锌)属于二价金属氧化物行列，同样具有碱土金属氧化物的作用，在硅酸盐玻璃体系中，加入部分的ZnO物料，可有效降低玻璃的熔化温度，降低玻璃的转变温度Tg，同时还可以提高玻璃基体的耐碱性；在铝硅酸盐玻璃体中，Zn常处于[ZnO₆]和[ZnO₄]两种配位体中，[ZnO₄]随碱含量的增高而增大，增加玻璃的析晶倾向，本发明中采用部分氧化锌取代氧化钙和氧化镁，有利于维持玻璃化学稳定性的同时还能促进离子交换的快速进行。ZnO的质量百分比优选为0～4％。ZnO的质量百分比进一步优选为0～2％。在本实施方式中，ZnO也可以省略。

TiO₂的作用与ZrO₂类似，而且其属于过渡元素，具有一定着色能力，显黄色，可提高玻璃的化学稳定性和提高玻璃色温。因此，在本实施方式中TiO₂的质量百分比优选为0～2％。TiO₂的质量百分比进一步优选为0～1％。在本实施方式中，TiO₂不是必须成分，也可以省略。

SnO₂和CeO₂在玻璃体中经常会以多种价态存在，可以增加玻璃的抗紫外性能，防止因着色离子变价而发生颜色变化，而且其单独或混合添加，还可增加玻璃体高温的排泡能力，是常用的澄清剂。在本实施方式中，SnO₂的质量百分比优选为0～1％。SnO₂的质量百分比均进一步优选为0～0.5％。CeO₂的质量百分比均优选为0～0.5％。在本实施方式中，SnO₂和CeO₂均不是必须成分，也可以省略。

将Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比设置为大于或等于9％的作用是：碱金属作为典型的玻璃网络修饰体，其可以显著降低玻璃的熔化温度，此外在本发明中碱金属离子是玻璃能否经化学强化实现离子交换从而在玻璃表面获得足够的压应力层的关键，综合考量，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比需大于或等于9％。

将Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O三者总质量的比设置为(0.22～0.48)∶1的作用是：本发明中碱金属是玻璃能否实现高性能化学强化的关键，其在化学强化过程中的作用也是各不相同的，玻璃本体中需要一定比例的Li元素，才能在第一步化学钢化过程中和钢化盐中的Na离子及部分K离子发生交换，因离子体积差异，在玻璃表面形成一层应力梯度的压应力层，且具有相对较深的应力层深度，才能增加玻璃强度和韧性的性能，经过长期试验，Li₂O占总碱金属含量的22％以上，且不宜超过48％。Li₂O占总碱金属的比例除了影响钢化性能外，Li₂O因相对分子质量较小，相同质量百分比的Li₂O相对Na₂O和K₂O来说具有更多的摩尔数，会急剧降低玻璃的熔制温度，不利于生产控制，且过多的Li₂O会导致玻璃析晶，因此Li₂O在碱金属中的占比不宜超过48％。

将ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比设置为大于10％的作用是：ZrO₂和Al₂O₃在本发明中是实现化学钢化过程中碱金属离子交换快慢和难易程度的关键组分，其作为网络中间体，部分参与玻璃网络构架，大分子的ZrO₂填充在网络间隙中，为碱金属离子交换形成了宽松的结构通道，有利于玻璃深度方向上的离子交换，从而形成高应力深度和高表面应力，同时ZrO₂和Al₂O₃组分可以增加玻璃的化学稳定性，因此其总质量百分比需大于10％。

在其中一些实施例中，优选地，按质量百分比计，锂锆质铝硅酸盐玻璃包括：SiO₂55％～67％，Al₂O₃ 13％～25％，B₂O₃ 0.5％～4％，Li₂O 3％～7％，Na₂O 6％～12％，ZrO₂1％～4％及K₂O 0～3％。其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于9％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于16％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O三者总质量的比为(0.27～0.41)∶1。

在该实施例中，锂锆质铝硅酸盐玻璃还可以包括：MgO、CaO、SrO、ZnO及TiO₂中的至少一种。具体地，MgO的质量百分比不超过6％。CaO的质量百分比不超过4％。SrO的质量百分比不超过4％。ZnO的质量百分比不超过4％。TiO₂的质量百分比不超过2％。

进一步地，MgO的质量百分比不超过4％，CaO的质量百分比不超过2％，SrO的质量百分比不超过2％，ZnO的质量百分比不超过2％，TiO₂的质量百分比不超过1％。

在该实施例中，锂锆质铝硅酸盐玻璃还可以包括：SnO₂及CeO₂中的至少一种。其中，SnO₂的质量百分比不超过l％。进一步地，SnO₂的质量百分比不超过0.5％。CeO₂的质量百分比不超过0.5％。

进一步优选地，在该实施例中，锂锆质铝硅酸盐玻璃包括：SiO₂ 55％～67％，Al₂O₃13％～25％，B₂O₃ 0.5％～4％，Li₂O 3％～7％，Na₂O 6％～12％，ZrO₂ 1％～4％，K₂O 0～3％，质量百分比不超过4％的MgO，质量百分比不超过2％的ZnO，质量百分比不超过1％的TiO₂，质量百分比不超过1％的SnO₂及质量百分比不超过0.5％的CeO₂。其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于9％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于16％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O三者总质量的比为(0.27～0.41)∶1。

需要说明的是，在该实施例中，MgO、CaO、SrO、ZnO、TiO₂、SnO₂和CeO₂也可以省略。

在另一些实施例中，进一步优选地，按质量百分比计，锂锆质铝硅酸盐玻璃包括：SiO₂ 58％～64％，Al₂O₃ 16％～22％，B₂O₃ 1％～2％，Li₂O 4％～6％，Na₂O 8％～10％，ZrO₂3％～4％和K₂O 0～2％。其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于12％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于19.5％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O的三者总质量的比为(0.29～0.38)∶1。

在该实施例中，按质量百分比计，锂锆质铝硅酸盐玻璃还可以包括：MgO、CaO、SrO、ZnO及TiO₂中的至少一种。具体地，MgO的质量百分比不超过6％。CaO的质量百分比不超过4％。SrO的质量百分比不超过4％。ZnO的质量百分比不超过4％。TiO₂的质量百分比不超过2％。

进一步地，MgO的质量百分比不超过4％，CaO的质量百分比不超过2％，SrO的质量百分比不超过2％，ZnO的质量百分比不超过2％，TiO₂的质量百分比不超过1％。

进一步地，在该实施例中，锂锆质铝硅酸盐玻璃还可以包括SnO₂及CeO₂中的至少一种。其中，SnO₂的质量百分比不超过0.5％。CeO₂的质量百分比不超过0.5％。

进一步优选地，在该实施例中，锂锆质铝硅酸盐玻璃包括：SiO₂ 58％～64％，Al₂O₃16％～22％，B₂O₃ 1％～2％，Li₂O 4％～6％，Na₂O 8％～10％，ZrO₂ 3％～4％，K₂O 0～2％，质量百分比不超过4％的MgO，质量百分比不超过2％的ZnO，质量百分比不超过1％的TiO₂，质量百分比不超过1％的SnO₂及质量百分比不超过0.5％的CeO₂。其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于12％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于19.5％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O的三者总质量的比为(0.29～0.38)∶1。

需要说明的是，在该实施例中，MgO、ZnO、TiO₂、SnO₂和CeO₂也可以省略。

传统的一种技术中公开了一种玻璃组合物，含有非零量的P₂O₅和K₂O，且小于1摩尔％，Li₂O与B₂O₃、P₂O₅、SiO₂和Al₂O₃的总量之比小于0.074。而本发明的实施方式中的锂锆质铝硅酸盐玻璃中不含P₂O₅，可以避免因添加P₂O₅和B₂O₃从而产生P-B分相乳浊现象，造成雾度(即不透明程度)的增加，且玻璃中含P₂O₅会降低玻璃的化学稳定性，尤其是水气和酸性液体对玻璃的侵蚀。另外，本发明的实施例中的Li₂O与B₂O₃、P₂O₅、SiO₂和Al₂O₃的摩尔总量之比一般高于0.074，Li₂O的量也通常大于Na₂O的量，充分发挥出玻璃体中的Li离子和钢化盐中的Na离子、K离子交换的优势，使得本实施方式中锂锆质铝硅酸盐玻璃的表面应力值大于800MPa，深度高于130μm，大大增加了玻璃的抗弯强度和承受冲击的能量极限。

另有一种技术公开了一种薄锂铝硅玻璃，钢化后玻璃的中心张力小于50Mpa，玻璃的表面压应力为600～1200Mpa，玻璃的抗弯强度可达500MPa，因此其玻璃的应力层深度应小于50μm。而本实施方式中的锂锆质铝硅酸盐玻璃经强化后，应力层深度需大于100μm以上，远大于上述技术中钢化玻璃的应力层深度。

另有一种传统技术中的B₂O₃和ZrO₂的含量均较低，而本实施方式中的B₂O₃和ZrO₂的含量都超过0.1％，参与到形成玻璃体结构的骨架中，有利于玻璃基板在后期的加工，增加玻璃的断裂韧性，钢化后形成超过800MPa的表面应力值和100μm深度仍有超过55MPa的压应力值，增强玻璃的机械强度和抗跌落性能。

因此，传统玻璃盖板能进行快速的化学钢化，在玻璃表面形成大于600MPa的压应力层，应力层深度普遍高于35μm以上，锂铝硅玻璃通过特殊的钢化工艺，其应力层深度可以到达100μm以上，以便增加玻璃的机械强度、抗冲击性能、耐摩擦性能以及抗砂石地面落摔性能等目的。但传统的玻璃的强度仍较低。

而上述锂锆质铝硅酸盐玻璃至少具有以下优点：

(1)上述锂锆质铝硅酸盐玻璃在20℃～300℃具有84.5×10^-7～94.9×10^-7的热膨胀系数；熔化温度T₂在1543℃～1638℃；玻璃转变点温度T_g在497℃～586℃；经特殊的化学钢化工艺后，具有＞800MPa表面压应力CS0，距离玻璃表面10μm深度仍有超过230MPa的压应力CS10，距离表面30μm深度超过140MPa的压应力CS30，离子交换产生的最大应力层深度Dol0＞136μm。

(2)上述锂锆质铝硅酸盐玻璃经强化后的抗弯强度大于700MPa，承受的落球能量超过0.4J，能够作为手机、平板电脑或其他移动智能设备用的保护玻璃。

请参阅图1，一实施方式的锂锆质铝硅酸盐玻璃的制备方法，为上述锂锆质铝硅酸盐玻璃的一种制备方法，具体包括如下步骤：

步骤S110：按质量百分比计，称取如下原料：SiO₂ 50％～72％，Al₂O₃ 10％～27％，B₂O₃ 0.1％～10.0％，Li₂O 2％～10％，Na₂O 4％～15％，ZrO₂ 0.1％～5.0％及K₂O 0～4％，其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于9％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于10％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O三者总质量的比为(0.22～0.48)∶1。

步骤S120：将上述原料混合，并进行熔制，得到玻璃浆料。

在其中一个实施例中，步骤S120中熔制的温度为1650℃。熔制的时间为8h。

步骤S130：将玻璃浆料进行均化处理。

在其中一个实施例中，步骤S130中均化处理的温度为1500℃。均化处理的时间为1h。

步骤S140：将玻璃浆料成型，再经退火处理，得到锂锆质铝硅酸盐玻璃。

具体地，将玻璃浆料成型的步骤中，采用浇注成型的方式。在其中一个实施例中，将经过均化处理的玻璃浆料浇注在经过450℃预热后的铁质模具上，使玻璃浆料固化成型。

需要说明的是，上述锂锆质铝硅酸盐玻璃的制备方法中可以在传统平板玻璃制造工艺过程获得玻璃，且制造方法不限于浮法成形工艺、溢流下拉法、引上法、平拉法、压延法等。

一实施方式的强化玻璃由上述实施方式的锂锆质铝硅酸盐玻璃通过化学强化得到。具体地，按质量百分比计，锂锆质铝硅酸盐玻璃包括：SiO₂ 50％～72％，Al₂O₃ 10％～27％，B₂O₃ 0.1％～10.0％，Li₂O 2％～10％，Na₂O 4％～15％，ZrO₂ 0.1％～5.0％及K₂O 0～4％，其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于9％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于10％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O三者总质量的比为(0.22～0.48)∶1。

请参阅图2，一实施方式的强化玻璃的制备方法，为强化玻璃的一种制备方法，具体包括如下步骤：

步骤S210：将锂锆质铝硅酸盐玻璃在温度为390℃～420℃、质量比为2∶8～8∶2的NaNO₃和KNO₃的混合熔融液中进行钢化处理2h～6h。

具体地，该锂锆质铝硅酸盐玻璃为上述实施方式的锂锆质铝硅酸盐玻璃。具体地，按质量百分比计，锂锆质铝硅酸盐玻璃包括：SiO₂ 50％～72％，Al₂O₃ 10％～27％，B₂O₃0.1％～10.0％，Li₂O 2％～10％，Na₂O 4％～15％，ZrO₂ 0.1％～5.0％及K₂O 0～4％，其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于9％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于10％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O三者的总质量的比为(0.22～0.48)∶1。

进一步地，步骤S210中混合熔融液的质量比为6∶4～4∶6。

步骤S220：然后将锂锆质铝硅酸盐玻璃在温度为380℃～400℃、质量比为0.1∶99.9～15∶85的NaNO₃和KNO₃的混合熔融液中进行钢化处理2h～4h，得到强化玻璃。

将锂锆质铝硅酸盐玻璃采用两步混盐方式进行强化。采用两步混盐方式强化的作用是：通过两步化学钢化的方法，有选择性地进行离子种类的交换，第一步主要为玻璃中的Li离子和钢化盐中的Na离子、K离子交换，Na-Li交换会产生较小压应力值、高应力深度的压应力层，其中伴随着部分Li-K和Na-K交换，形成较大应力去弥补高深度方向上应力值偏低的问题；第二步，采用低温高K离子含量的钢化盐去进行钢化，玻璃中的Na离子和钢化盐中的K离子进行快速交换，在玻璃表面形成致密的较低应力深度、高压应力值的应力层，最终形成复合应力层，其主要特征是在玻璃表面具有超过700MPa的高应力层，深度方向上具有超过100μm甚至更高的应力层深度。

其中，将步骤S210中硝酸钠和硝酸钾的质量比设置为2∶8～8∶2的作用是：主要是实现Na离子与玻璃中的Li离子进行化学交换，形成足够深度的应力层，但由于Na和Li离子半径相差不大，且玻璃结构中有足够的空间满足Na-Li离子的转换，因此形成的应力层深度深，但是应力值低；通过在钢化盐中添加大离子半径的K，从而在应力方向上实现Li-K和Na-K交换，增加部分压应力值，因此第一步的硝酸钠和硝酸钾的质量比在2∶8～8∶2之间。步骤S220中将硝酸钠和硝酸钾的质量比设置为0.1∶99.9～15∶85的作用是：主要是实现玻璃中的Na离子和钢化盐中的K离子进行置换，从而在玻璃表面实现高压缩应力值的应力层，与第一步的钢化形成复合压应力层，从而增加玻璃的强度和韧性。

两步化学钢化过程中，步骤S210中的混合熔融液的温度通常比步骤S220中的混合熔融液的温度高10℃～20℃。因为对于钢化工艺中两要素：温度和时间来说，相同的钢化盐处理的时间越长，温度越高，形成的应力层深度越深，然而应力值会显著降低。根据本发明中两步钢化方法的目的不同，第一步是为了形成足够深度的应力层(大于100μm)，其次是应力值是越高越好，因此第一步中选择较高的温度，通常为390℃～420℃，时间在2小时～6小时之间。第二步是为了形成一定深度的高应力的应力层(大于700MPa)，因此在第二步中需要较低温度，较短时间，通常为380℃～400℃之间，时间为2小时～4小时，不选择长时间的原因主要在于钢化周期过长，效率和产量低，成本高不适宜量产。

锂锆质铝硅酸盐玻璃经过上述方法强化后的强化玻璃的抗弯强度大于700MPa，承受的落球能量超过0.4J，可以有效避免或减少手机等智能设备因不小心跌落地面而屏幕或其他盖板玻璃破裂的情况，从而能够作为手机、平板电脑或其他移动智能设备用保护玻璃。

一实施方式的显示器件，包括上述锂锆质铝硅酸盐玻璃、上述强化玻璃或由上述强化玻璃的制备方法制备得到的强化玻璃。该显示器件包括智能移动设备、数码相机等。上述锂锆质铝硅酸盐玻璃或强化玻璃的强度较高，能够作为保护玻璃，避免智能移动设备等因不小心跌落而损坏的情况。

以下为具体实施例部分：

实施例1～实施例21的锂锆质铝硅酸盐玻璃的制备过程具体如下：

将实施例1～实施例21按照下表1～表3中设计组分配料(质量百分比)，经充分混合均匀后，用铂金坩埚在1650℃熔制8h，同时用铂金搅拌桨搅拌，待抽出搅拌桨后，降温至1500℃，保温1h均化，浇铸到铁质模具上形成80mm×160mm左右大小的玻璃块，模具浇铸前预热到450℃，玻璃块硬化后立即转移至退火炉中退火(退火温度为590℃)，保温2h，然后6小时降温140℃，随后自然冷却，得到锂锆质铝硅酸盐玻璃。

实施例1～实施例7的锂锆质铝硅酸盐玻璃的强化过程具体如下：

将上述实施例1～实施例7得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃加工成50mm×50mm×0.7mm的双面抛光的玻璃片，经过395℃的N_aNO₃：KNO₃＝1∶1(质量比)混合熔融液中钢化4小时后，再转移至380℃的N_aNO₃：KNO₃＝8∶92(质量比)的混合熔融液中钢化2小时，得到强化玻璃。

实施例8～实施例14的锂锆质铝硅酸盐玻璃的强化过程具体如下：

将上述实施例8～实施例14得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃加工成50mm×50mm×0.7mm的双面抛光的玻璃片，经过420℃的NaNO₃：KNO₃＝8∶2(质量比)混合熔融液中钢化2小时后，再转移至400℃的NaNO₃：KNO₃＝15∶85(质量比)的混合熔融液中钢化2小时，得到强化玻璃。

实施例15～实施例21的锂锆质铝硅酸盐玻璃的强化过程具体如下：

将上述实施例15～实施例21得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃加工成50mm×50mm×0.7mm的双面抛光的玻璃片，经过405℃的NaNO₃：KNO₃＝2∶8(质量比)混合熔融液中钢化6小时后，再转移至390℃的NaNO₃：KNO₃＝0.1∶99.9(质量比)的混合熔融液中钢化4小时，得到强化玻璃。

对比例1～对比例13的锂锆质铝硅酸盐玻璃的制备过程与实施例1～实施例21的锂锆质铝硅酸盐玻璃的制备过程相似，区别在于，原料配比如表4～表5。

对比例1～对比例10的锂锆质铝硅酸盐玻璃的强化过程与实施例1～实施例7的锂锆质铝硅酸盐玻璃的强化过程相同，在此不再赘述。

对比例11的锂锆质铝硅酸盐玻璃的强化过程具体如下：

将上述对比例11得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃加工成50mm×50mm×0.7mm的双面抛光的玻璃片，经过395℃的NaNO₃：KNO₃＝1∶1(质量比)混合熔融液中钢化6小时，得到强化玻璃。

对比例12的锂锆质铝硅酸盐玻璃的强化过程具体如下：

将上述对比例12得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃加工成50mm×50mm×0.7mm的双面抛光的玻璃片，经过380℃的NaNO₃：KNO₃＝8∶92(质量比)的混合熔融液中钢化6小时，得到强化玻璃。

对比例13的锂锆质铝硅酸盐玻璃的强化过程具体如下：

将上述对比例13得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃加工成50mm×50mm×0.7mm的双面抛光的玻璃片，经过395℃的NaNO₃：KNO₃＝8∶92(质量比)混合熔融液中钢化4小时后，再转移至380℃的NaNO₃：KNO₃＝1∶1(质量比)的混合熔融液中钢化2小时，得到强化玻璃。

测试部分：

将上述实施例1～实施例21和对比例1～对比例13得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃均加工成φ5mm×50mm的玻璃试样，用耐驰热膨胀仪NETZSCH-DIL 402 PC在4℃/min的升温速度下测得热膨胀曲线，通过自带软件，测得玻璃试样的应变点温度T_g和膨胀软化点温度T_s以及20℃～300℃范围内的热膨胀系数CTE，并记录于表1～表5中。

将实施例1～实施例21和对比例1～对比例13得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃选取250g通过ORTON的RSV-1600型号玻璃高温黏度计测试高温黏度，将黏度为102dPa.S的温度定义为玻璃熔化温度T₂，黏度为103dPa.S、104dPa.S和105dPa.S的温度分别定义为T₃、T₄及T₅，并将其数值对应记录于表1～表5中。

将强化玻璃经日本折原的应力测试仪FSM6000UV和SLP1000测得其表面应力值CS0，10μm深度的压应力值CS10，30μm深度的压应力值CS30和100μm深度的压应力值CS100；并测得应力值的最大应力层深度Dol0和600MPa时的应力层深度Do1600，对应记录于表1～表5中。

将实施例1～实施例21和对比例1～对比例10的锂锆质铝硅酸盐玻璃经沈阳科晶的STX-1203线切割机切割成70mm×140mm×0.7mm的玻璃片，经深圳海德的HD-640-5L双面研磨抛光机减薄抛光，再经CNC磨边，清洗后，经过395℃的NaNO₃：KNO₃＝1∶1(质量比)混合熔融液中钢化4小时后，再转移至380℃的NaNO₃：KNO₃＝8∶92(质量比)的混合熔融液中钢化2小时，得到强化玻璃基板。通过普赛特的PT-307A万能试验机测试四点弯曲强度和PT-706落球测试仪测量玻璃基板的中心点落球承受能量，采用64g实心钢球，中心点砸三次不破，则记录下高度H mm，计算落球能量C＝64×H/10000，单位J，记录于表1～表5中。

将对比例11～对比例13得到的锆质铝硅酸盐玻璃经沈阳科晶的STX-1203线切割机切割成70mm×140mm×0.7mm的玻璃片，经深圳海德的HD-640-5L双面研磨抛光机减薄抛光，再经CNC磨边，清洗后，分别按照上述对比例11～对比例13的强化处理方法进行强化处理，得到强化玻璃基板。通过普赛特的PT-307A万能试验机测试四点弯曲强度和PT-706落球测试仪测量玻璃基板的中心点落球承受能量，采用64g实心钢球，中心点砸三次不破，则记录下高度H mm，计算落球能量C＝64×H/10000，单位J，记录于表5中。

表1中实施例1～实施例7的锂锆质铝硅酸盐玻璃中，按质量百分比计，包括：SiO₂50％～72％，Al₂O₃ 10％～27％，B₂O₃ 0.1％～10.0％，Li₂O 2％～10％，Na₂O 4％～15％，ZrO₂ 0.1％～5.0％，K₂O 0～4％，MgO 0～6％，CaO 0～4％，SrO 0～4％，ZnO 0～4％，TiO₂0～2％，SnO₂ 0～1％和CeO₂ 0～0.5％。其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于9％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于10％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O三者的总质量的比为(0.22～0.48)∶1。

针对上述实施例1～实施例7得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃，我们发现具有上述组分特征的锂锆质铝硅酸盐玻璃在20℃～300℃具有84.5×10^-7～94.9×10^-7的热膨胀系数；熔化温度T₂在1543℃～1638℃；玻璃转变点温度T_g在497℃～586℃；实施例1～实施例7的锂锆质铝硅酸盐玻璃经过395℃的NaNO₃：KNO₃＝1∶1(质量比)混合熔融液中钢化4小时后，再转移至380℃的NaNO₃：KNO₃＝8∶92(质量比)的混合熔融液中钢化2小时后，得到的强化玻璃具有＞800MPa表面压应力CS0，距离玻璃表面10μm深度仍有超过230MPa的压应力CS10，距离表面30μm深度超过140MPa的压应力CS30，离子交换产生的复合压应力降至0MPa(仪器检测极限)的应力深度Dol0＞136μm。强化玻璃的抗弯强度大于740MPa，承受落球能量大于0.32J。

表1实施例1～实施例7的锂锆质铝硅酸盐玻璃的组成和性能数据

备注：CS0：表面应力值；CS10：10μm深度的压应力值；CS30：30μm深度的压应力值；CS100：100μm深度的压应力值CS100；Do10：最大应力层深度；Do1600：600MPa时的应力层深度。

表2中列出了锂锆质铝硅酸盐玻璃的优选配比。实施例8～实施例14的锂锆质铝硅酸盐玻璃中，按质量百分比计，包括：SiO₂ 55％～67％，Al₂O₃ 13％～25％，B₂O₃ 0.5％～4％，Li₂O 3％～7％，Na₂O 6％～12％，ZrO₂ 1％～4％及K₂O 0～3％，MgO 0～4％，CaO 0～2％，SrO 0～2％，ZnO 0～2％，TiO₂ 0～1％，SnO₂ 0～0.5％和CeO₂ 0～0.5％。其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于9％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于16％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O三者总质量的比为(0.27～0.41)∶1。

针对上述实施例8～实施例14得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃，我们发现具有上述组分特征的锂锆质铝硅酸盐玻璃在20℃～300℃具有84.3×10^-7～91.4×10^-7的热膨胀系数；熔化温度T₂在1581℃～1613℃；玻璃转变点温度T_g在503℃～558℃；实施例8～实施例14的锂锆质铝硅酸盐玻璃经过420℃的NaNO₃：KNO₃＝8∶2(质量比)混合熔融液中钢化2小时后，再转移至400℃的NaNO₃：KNO₃＝15∶85(质量比)的混合熔融液中钢化2小时，得到的强化玻璃具有＞900MPa表面压应力CS0，距离玻璃表面10μm深度仍有超过275MPa的压应力CS10，距离表面30μm深度超过145MPa的压应力CS30，离子交换产生的复合压应力降至0MPa(仪器检测极限)的应力深度Do10＞145μm。强化玻璃的抗弯强度大于810MPa，承受落球能量大于0.48J。

表2实施例8～实施例14的锂锆质铝硅酸盐玻璃的组成和性能数据

表3中列出了锂锆质铝硅酸盐玻璃的进一步优选配比。实施例15～实施例21的锂锆质铝硅酸盐玻璃中，按质量百分比计包括：SiO₂ 58％～64％，Al₂O₃ 16％～22％，B₂O₃ 1％～2％，Li₂O 4％～6％，Na₂O 8％～10％，ZrO₂ 3％～4％，K₂O 0～2％，MgO 0～2％，ZnO 0～2％，SnO₂ 0～0.5％和CeO₂ 0～0.5％。其中，Li₂O、Na₂O和K₂O的总质量百分比大于或等于12％，ZrO₂和Al₂O₃的总质量百分比大于19.5％，且Li₂O的质量与Li₂O、Na₂O和K₂O三者总质量的比为(0.29～0.38)∶1。

针对上述实施例15～实施例21得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃，我们发现具有上述组分特征的锂锆质铝硅酸盐玻璃在20℃～300℃具有82.9×10^-7～89.8×10^-7的热膨胀系数；熔化温度T₂在1586℃～1612℃；玻璃转变点温度T_g在505℃～546℃；实施例15～实施例21的锂锆质铝硅酸盐玻璃经过405℃的NaNO₃：KNO₃＝2：8(质量比)混合熔融液中钢化6小时后，再转移至390℃的NaNO₃：KNO₃＝0.1∶99.9(质量比)的混合熔融液中钢化4小时，得到的强化玻璃具有＞915MPa表面压应力CS0，距离玻璃表面10μm深度仍有超过300MPa的压应力CS10，距离表面30μm深度超过160MPa的压应力CS30，离子交换产生的复合压应力降至0MPa(仪器检测极限)的应力深度Dol0＞150μm。强化玻璃的抗弯强度大于820MPa，承受落球能量大于0.48J。

表3实施例15～实施例21的锂锆质铝硅酸盐玻璃的组成和性能数据

对比例1～对比例7的锂锆质铝硅酸盐玻璃的组成和性能数据如下表4所示。从表4中可以看出，对比例1中碱金属总含量低于9％，其T₂熔化温度高达1652℃，这在实际玻璃窑炉中，尤其是浮法窑，是无法量产的熔化温度，一般T₂熔化温度控制在1640℃以下，如此高的熔化温度一方面增加了天然气，电能等能耗，另一方面降低炉窑和耐火砖及其相关设备的寿命，增加成本，其在成型段也是非常难以工艺管控的。

对比例2中含有0％的Li₂O，其在第一步钢化中只能实现少部分的Na-K交换，无法形成Li-Na交换形成高应力层深度，因此其Dol0(μm)为34.8μm，CS30(MPa)为24MPa及CS100(MPa)为0MPa，因此其抗弯强度为608MPa，落球承受能量为0.24J，远低于含Li的铝硅酸盐玻璃。

对比例3中没有Na₂O，Li₂O/(Li₂O+Na₂O+K₂O)为0.9，因此Li₂O的摩尔数大大增加，摩尔含量接近20％，导致玻璃熔化温度急剧降低，浮法成型难以控制，且由于Li₂O含量的增加，导致玻璃出现了析晶现象，发生乳浊导致透过率降低，抗弯强度和落球承受能量降低。

对比例4中Li₂O的含量为2.90％，Na₂O的含量为10.10％，Li₂O/(Li₂O+Na₂O+K₂O)为0.2，小于0.22，导致玻璃经两步钢化法化学钢化后，其Dol0为98μm，远低于本发明中的实施例，其最终的抗弯强度和落球承受能量均有所降低，落球承受能量至0.24J。

对比例5中Li₂O的含量为6.60％，K₂O的含量为1.40％，Li₂O/(Li₂O+Na₂O+K₂O)为0.55，大于0.48，其玻璃钢化后CS0(MPa)为668MPa，小于700MPa，其会降低玻璃的抗弯和落球强度，且玻璃体中有少量析晶，导致其抗弯强度有所降低，落球承受能量降低至0.200J。

对比例6中Al₂O₃的含量为9.00％，小于10％；Al₂O₃+ZrO₂的含量为9.50％，小于10％；B₂O₃的含量为4.00％；Al₂O₃+ZrO₂含量降低，尤其是Al₂O₃，会严重影响玻璃结构，Al₂O₃作为玻璃中间体参与结构，因其含量过低导致玻璃体的钢化性能下降，尤其是第二步Na-K交换，其玻璃表面的应力层和应力层深度降低，从而使其强度，尤其是抗弯强度和落球强度均降低。

对比例7中没有ZrO₂，Al₂O₃的含量为10.10％，相对于实施例7来说，没有ZrO₂填充在玻璃结构间隙中，无法形成足够稳定的玻璃结构空间，当其受到外力冲击时，没有大场强离子Zr⁴⁺在结构体间隙中，抵消部分外在应力，容易产生应力集中，使得玻璃制品破裂，降低玻璃的抗弯强度和落球承受能量。

表4对比例1～对比例7的锂锆质铝硅酸盐玻璃的组成和性能数据

对比例8～对比例13的锂锆质铝硅酸盐玻璃的组成和性能数据如下表5所示。从表5中可以看出，对比例8中含有1％的P₂O₅，Al₂O₃的含量为26％，相对于实施例1来说，钢化后压应力值均有所降低，应力层深度有少量提高，玻璃中心张应力值升高，致使玻璃的抗弯强度和承受落球冲击的能量均有一定程度的降低趋势。

对比例9中不含有B₂O₃，SiO₂的含量为54.50％，相对于实施例2来说，钢化后应力值和应力深度均有少量的提高，但是由于没有硼氧化物参与到玻璃网络结构中，主要是硼氧三角体和硼氧四面体，因此当玻璃受到外部冲击力时，没有缓冲的结构来抵消这部分应力，容易形成应力集中，导致各项强度性能有所降低，对比例9可以明显看出，钢化性能增加了，但是玻璃抗弯强度和承受冲击的能量均有所降低。

对比例10中含有0.10％的Fe₂O₃，SiO₂的含量为57.90％，相对于实施例3来说，热学性能及玻璃熔化难易程度差不多，两步法钢化后的应力值和应力深度也基本一致，抗弯和落球承受能量略有下降，但是颜色明显发黄，不利于在显示盖板等行业的应用，需尽量避免。

对比例11的强化步骤中，仅进行了第一步强化，相对于实施例4来说，钢化过程中由于无法进行Na-K离子交换和大量Li-K离子交换，因此其表面仅Li-Na和少量的Li-K交换，其玻璃表面的应力值仅有386MPa，未进行第二步交换，其总应力深度Dol0(μm)也较实施例4低20μm～30μm，致使其玻璃的抗弯强度和落球承受能量仅为524MPa和低于0.2J。

对比例12的强化步骤中，仅进行了第二步强化，相对于实施例5来说，钢化过程中由于无法进行Li-Na离子交换，仅进行Li-K和Na-K交换，玻璃表面具有较高的压应力值，但是应力深度仅5.4μm左右，其CS10、CS30、CS100皆为0，且Dol0(μm)仅为5.4μm，远低于二次强化的100多微米的平均水平，导致其抗弯强度和落球承受能量仅为489MPa和低于0.2J。

对比例13的强化步骤中，硝酸钠和硝酸钾的配比不在本文的要求范围之内，致使其钢化过程中第一步钢化的Li-Na交换及部分Na-K和Li-K交换处于非最佳值，且第二步钢化过程中的主要Na-K离子交换也处于较低的水平，其各项钢化数据指标远低于实施例6，直接导致其抗弯强度和落球承受能量大大降低。

表5对比例8～对比例13的锂锆质铝硅酸盐玻璃的组成和性能数据

从上述实验结果中可以看出，实施例1～实施例21制备得到的锂锆质铝硅酸盐玻璃经过两步强化处理得到的强化玻璃具有＞800MPa表面压应力CS0，距离玻璃表面10μm深度仍有超过230MPa的压应力CS10，距离表面30μm深度超过140MPa的压应力CS30，离子交换产生的复合压应力降至0MPa(仪器检测极限)的应力深度Do10＞136μm，抗弯强度大于700MPa，承受的落球能量超过0.4J。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。