2.1.3 微晶玻璃盖板技术

微晶玻璃兼具玻璃和晶体的诸多优点，具有优异的机械、热学和光电性能，有望成为5G时代盖板玻璃新的发展方向。

微晶玻璃是充分利用玻璃的热力学和动力学特性而获得的新材料，在特性上是一种介于玻璃和陶瓷之间的材料，其维氏硬度在750kgf/mm2以上，可化学强化（CS）值在500MPa以上，深度（DOL）高于110μm，特性上更耐刮、更强韧。特别是高品质铝硅酸盐玻璃，化学强化后拥有出色的耐刮擦性能和机械强度，适合作为触控屏技术的保护面板。如Na₂O-Al₂O₃-SiO₂系玻璃，先通过热处理使其析出Na₂O·Al₂O₃·2SiO₂钠霞石晶体，然后通过K+与Na+交换，使表面的钠霞石晶体转变为K₂O·Al₂O₃·2SiO₂六方钾霞石，体积增大10%使表面产生很大的压应力，机械强度提高到1500MPa，在已知的微晶玻璃中强度是最高的。

透明微晶玻璃种类见表2-5。具体某一体系的微晶玻璃配方主要采用体系中可能出现的主晶相为设计目标，不同主晶相的微晶玻璃具备不同的性能及应用范围。在几种透明微晶玻璃中，以Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系统微晶玻璃研究最多，应用领域也相当广泛[29]。从几种透明微晶玻璃的主晶相可以看出，Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系统的主晶相β-石英固溶体的热膨胀系数最小，而且β-石英晶体本身是一种透明的材料，与基础玻璃的折射率相当匹配。在几种晶体中，β-石英固溶体的热膨胀系数最低（±5×10-7/℃），其余几种主晶相的热膨胀系数都在10-6以上。同时，尖晶石、莫来石和钙黄长石常因含有部分别的离子而显现一定的颜色，如在形成尖晶石晶相中存在铁离子或钴离子时呈现红色红宝石，少量时显橙黄色或橙红色不利于制备透明无色的微晶玻璃。

表2-5 透明微晶玻璃种类

微晶玻璃的特点如下。

（1）根据不同的应用，调整组成和热处理制度，可以使膨胀系数在-10×10-6～10×10-6℃范围内变动。

（2）硬度大，它比许多陶瓷材料和金属材料都硬，机械强度高，抗折强度一般能达到98MPa以上，经过增强后可达400MPa或更高。

（3）具有优良的化学稳定性。微晶玻璃的化学稳定性比玻璃好，尤其是在耐碱腐蚀方面更为突出。

（4）可耐较高的热冲击。它的耐热冲击性能可以与石英玻璃相比，加热到400℃以上急冷也不会炸裂。

（5）具有较高的软化温度。

（6）电绝缘性能好，其电阻率可达109Ω·M以上，并具有较低的介电损耗。

（7）具有较大的介电常数，强介电性微晶玻璃的相对介电常数可达1200左右（普通玻璃不超过40）。

陶瓷是高端机型的发展方向，全陶瓷机身（外壳+中框均采用陶瓷）手机的面市引起终端市场对于微晶玻璃盖板的使用热潮。陶瓷材质虽然会对5G信号接收略有影响，但并不会有过多的影响。随着技术的成熟，这方面的问题也会随之解决。当前的陶瓷盖板仅应用于手机背板材料，而作为手机盖板材料各方面性能还未达到标准，尤其是透光率和后期强化性能还有待进一步研究。陶瓷盖板虽然在很多性能如硬度、外观、手感等方面有着突出的优势，但是在加工难度、产能等方面都存在劣势，且高昂的成本、复杂的工艺及散热等问题依然困扰着这种盖板材料的发展。