权利要求

1.一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的镀膜材料，其特征在于：所述镀膜材料包括：氧化钇Y2O3 35-50%、三氧化二铝Al2O3 20-35%、二氧化锆ZrO2 15-30%、五氧化三钛Ti3O5 10-25%。

2.如权利要求1所述的一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的方法镀膜材料的镀膜方法，其特征在于：所述镀膜方法包括以下步骤：

S1:将氧化钇、三氧化二铝、二氧化锆和五氧化三钛按比例混合，经球磨、静压和高温烧结制备增强型粘结层复合膜料;

S2:对柔性超薄玻璃基材进行离子源轰击预处理，清洁并活化表面;

S3:在真空镀膜机中依次沉积增强型粘结层，厚度为30-50nm;

S4:沉积缓冲层，采用四氮化三硅材料，厚度为100-150nm;

S5:沉积保护层，采用掺氟类金刚石碳膜，厚度为30-50nm;

S6:对镀膜后的基材进行动态调控激光退火，通过实时监测膜层温度变化，自适应调整激光功率与扫描速率，消除应力并优化微观结构;

S7:采用原位光谱分析技术验证膜层致密度与界面结合状态;

S8:通过抗弯强度、断裂韧性和耐磨性测试完成性能验证。

3.如权利要求1所述的一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的方法镀膜材料的镀膜方法，其特征在于：所述步骤S1中，将氧化钇、三氧化二铝、二氧化锆和五氧化三钛按质量百分比为35%-50%、20%-35%、15%-30%和10%-25%的比例混合，其中氧化钇作为主要增强相，三氧化二铝用于平衡硬度和膨胀系数，二氧化锆调节应力，五氧化三钛提升界面结合力;混合材料在球磨机中研磨至粒度小于50纳米且均匀度高于98%，随后在300-330千克每平方厘米的静压力下压制成块状，破碎为1-3毫米颗粒后，置于1350-1400摄氏度的高温烧结炉中烧结16-20小时。

4.如权利要求1所述的一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的方法镀膜材料的镀膜方法，其特征在于：所述步骤S2中，将柔性超薄玻璃基材置于真空镀膜机中，抽真空至7.5×10-4至8.5×10-4帕的极高真空环境，采用离子源轰击技术对玻璃表面进行2.5-3分钟的清洁与活化处理。

5.如权利要求1所述的一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的方法镀膜材料的镀膜方法，其特征在于：所述步骤S3中，在预处理后的基材表面沉积第一层增强型粘结层复合膜料，厚度控制在30-50纳米范围内;沉积过程保持真空度稳定在7.5×10-4至8.5×10-4帕，通过稀土氧化物与无机金属氧化物的共价键结合机制，实现膜层与柔性玻璃表面的高附着力，同时平衡膜层硬度与韧性。

6.如权利要求1所述的一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的方法镀膜材料的镀膜方法，其特征在于：所述步骤S4中，采用四氮化三硅材料作为第二层缓冲层，通过真空电镀工艺沉积100-150纳米厚度的膜层;该层通过四氮化三硅的高温稳定性和适中热膨胀系数，有效缓解膜层与基材间的热应力差异，进一步增强整体结构的抗弯强度和抗冲击性能。

7.如权利要求1所述的一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的方法镀膜材料的镀膜方法，其特征在于：所述步骤S5中，在缓冲层表面沉积第三层掺氟类金刚石碳膜，厚度为30-50纳米;此层利用掺氟类金刚石碳膜的高疏水性和耐磨特性，赋予镀膜表面优异的耐刮擦性能，同时保持玻璃基材的高透光率，确保其适用于光学显示领域。

8.如权利要求1所述的一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的方法镀膜材料的镀膜方法，其特征在于：所述步骤S6中，对镀膜后的基材进行激光退火处理，采用集成温度传感器实时监测膜层温度分布，并基于反馈数据动态调整激光功率和扫描速率;退火过程中，激光束以每秒5-10毫米的扫描速度对膜层进行快速加热与冷却。

9.如权利要求1所述的一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的方法镀膜材料的镀膜方法，其特征在于：所述步骤S7中，利用原位光谱分析技术对镀膜后的界面结合状态和膜层致密度进行非破坏性检测;通过紫外-可见光光谱和拉曼光谱实时采集数据，验证膜层与基材间的化学键合强度及膜层内部无微裂纹缺陷，确保工艺质量符合设计要求。

10.如权利要求1所述的一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的方法镀膜材料的镀膜方法，其特征在于：所述步骤S8中，通过三点弯曲试验测定抗弯强度，标准落球冲击试验评估抗冲击性，往复摩擦试验检测耐磨次数，并结合显微硬度计和断裂韧性测试仪量化膜层机械性能。

说明书

技术领域

[0001]本发明属于柔性玻璃强化技术领域，具体为一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的镀膜材料及其镀膜方法。

背景技术

[0002]柔性超薄玻璃广泛应用于柔性显示、光伏组件、电子设备盖板等领域，柔性超薄玻璃因其表面存在微裂纹而导致强度不足，柔性超薄玻璃固有的脆性和低强度易导致破碎的风险;柔性超薄玻璃是一种具有极高柔韧性和极薄厚度的特殊玻璃材料，其厚度通常在0.1毫米到1毫米之间，甚至可以达到更薄的水平。这种玻璃采用特殊的制造工艺，如溢流下拉法或化学强化方法，使其在保持玻璃固有透明度和硬度的同时，具备优异的弯曲和折叠能力，而不会发生断裂。柔性超薄玻璃在可穿戴设备、柔性显示屏、智能窗户以及其他对重量和厚度有严格要求的领域有着广泛的应用前景。它可以与柔性电子元件结合，制造出可弯曲、可卷曲甚至可折叠的电子设备，极大地拓展了电子产品设计的可能性。

[0003]但是目前传统离子交换式化学强化工艺对柔性超薄玻璃易造成翘曲变形，且厚度受限;物理镀膜(如单层SiO2、TiO2)存在附着力差或应力匹配不佳，易剥落等缺陷;有机涂层工艺存在耐高温性能差，无法满足高温工艺需求等缺陷。

[0004]因此，亟需开发一种新型镀膜材料及镀膜方法用于提高柔性超薄玻璃的抗弯强度。

发明内容

[0005]本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的镀膜材料及其镀膜方法。

[0006]本发明采用的技术方案如下：

[0007]在一优选的实施方式中，。

[0008]在一优选的实施方式中，。

[0009]在一优选的实施方式中，。

[0010]在一优选的实施方式中，。

[0011]在一优选的实施方式中，。

[0012]在一优选的实施方式中，。

[0013]在一优选的实施方式中，。

[0014]在一优选的实施方式中，。

[0015]在一优选的实施方式中，。

[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

[0017]1、本发明中，通过多种稀土氧化物材料与无机金属氧化物按照一定的配比配制增强型粘结层功能复合膜料，实现膜料硬度与韧性的平衡，通过稀土氧化物材料、无机金属氧化物与柔性玻璃表面非晶硅的共价键结合提升膜料附着力;优化各材料配比，降低柔性玻璃与膜层热膨胀系数的差异，有效降低了应力的产生，增强膜层的牢固度。

[0018]2、本发明中，采用多层膜系叠加电镀工艺，进一步优化与提高膜层致密性。镀膜后柔性玻璃的抗弯强度、断裂韧性、抗冲击力、耐摩擦次数、抗折叠性能等均得到显著提升。利用激光束对膜层进行快速加热和冷却，改善膜层的微观结构、消除应力、提高抗弯强度与断裂韧性，增强膜层的致密度。

附图说明

[0019]图1为本发明的膜料配制工艺流程图;

[0020]图2为本发明中层膜系镀膜结构图。

具体实施方式

[0021]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0022]实施例：

[0023]参照图1-2，一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的镀膜材料，所述镀膜材料包括：氧化钇Y2O3 35-50%、三氧化二铝Al2O3 20-35%、二氧化锆ZrO2 15-30%、五氧化三钛Ti3O510-25%。

[0024]一种提高柔性超薄玻璃抗弯强度的镀膜材料多层膜系结构镀膜(在镀膜机中，自玻璃基材向外依次电镀)包括：

[0025]①镀膜第一层：增强型粘结层功能复合膜料，主要材料包括三氧化二钇Y2O335-50%、三氧化二铝Al2O3 20-35%、二氧化锆ZrO2 15-30%、五氧化三钛Ti3O510-25%，膜层厚度30-50nm，可以增强膜基结合力，通过复合材料层实现硬度与韧性的平衡，底层稀土氧化物材料、无机金属氧化物与柔性玻璃表面非晶硅的共价键结合提升附着力。

[0026]②镀膜第二层：缓冲层功能膜料，主要材料为四氮化三硅Si3N4，膜层厚度为100-150nm，缓解因不同材质热膨胀系数差异导致的内应力,同时也增强了膜层抗弯强度。

[0027]③镀膜第三层：保护层膜料，主要材料为掺氟类金刚石碳膜(F-DLC)，厚度30-50nm，提高膜层的疏水性和耐磨性。

[0028]所述镀膜方法包括以下步骤：

[0029]S1:将氧化钇、三氧化二铝、二氧化锆和五氧化三钛按比例混合，经球磨、静压和高温烧结制备增强型粘结层复合膜料;

[0030]S2:对柔性超薄玻璃基材进行离子源轰击预处理，清洁并活化表面;

[0031]S3:在真空镀膜机中依次沉积增强型粘结层，厚度为30-50nm;

[0032]S4:沉积缓冲层，采用四氮化三硅材料，厚度为100-150nm;

[0033]S5:沉积保护层，采用掺氟类金刚石碳膜，厚度为30-50nm;

[0034]S6:对镀膜后的基材进行动态调控激光退火，通过实时监测膜层温度变化，自适应调整激光功率与扫描速率，消除应力并优化微观结构;

[0035]S7:采用原位光谱分析技术验证膜层致密度与界面结合状态;

[0036]S8:通过抗弯强度、断裂韧性和耐磨性测试完成性能验证。。

[0037]所述步骤S1中，将氧化钇、三氧化二铝、二氧化锆和五氧化三钛按质量百分比为35%-50%、20%-35%、15%-30%和10%-25%的比例混合，其中氧化钇作为主要增强相，三氧化二铝用于平衡硬度和膨胀系数，二氧化锆调节应力，五氧化三钛提升界面结合力。混合材料在球磨机中研磨至粒度小于50纳米且均匀度高于98%，随后在300-330千克每平方厘米的静压力下压制成块状，破碎为1-3毫米颗粒后，置于1350-1400摄氏度的高温烧结炉中烧结16-20小时，使各组分充分反应并形成致密复合膜料。

[0038]所述步骤S2中，将柔性超薄玻璃基材置于真空镀膜机中，抽真空至7.5×10-4至8.5×10-4帕的极高真空环境，采用离子源轰击技术对玻璃表面进行2.5-3分钟的清洁与活化处理。此步骤通过离子轰击去除表面污染物并形成微粗糙结构，显著提升后续膜层与基材的物理结合强度。

[0039]所述步骤S3中，在预处理后的基材表面沉积第一层增强型粘结层复合膜料，厚度控制在30-50纳米范围内。沉积过程保持真空度稳定在7.5×10-4至8.5×10-4帕，通过稀土氧化物与无机金属氧化物的共价键结合机制，实现膜层与柔性玻璃表面的高附着力，同时平衡膜层硬度与韧性。

[0040]所述步骤S4中，采用四氮化三硅材料作为第二层缓冲层，通过真空电镀工艺沉积100-150纳米厚度的膜层。该层通过四氮化三硅的高温稳定性和适中热膨胀系数，有效缓解膜层与基材间的热应力差异，进一步增强整体结构的抗弯强度和抗冲击性能。

[0041]所述步骤S5中，在缓冲层表面沉积第三层掺氟类金刚石碳膜，厚度为30-50纳米。此层利用掺氟类金刚石碳膜的高疏水性和耐磨特性，赋予镀膜表面优异的耐刮擦性能，同时保持玻璃基材的高透光率，确保其适用于光学显示领域。

[0042]所述步骤S6中，对镀膜后的基材进行激光退火处理，采用集成温度传感器实时监测膜层温度分布，并基于反馈数据动态调整激光功率和扫描速率。退火过程中，激光束以每秒5-10毫米的扫描速度对膜层进行快速加热与冷却，精准消除残余应力并优化晶界结构，最终使膜层致密度提升至98%以上。

[0043]所述步骤S7中，利用原位光谱分析技术对镀膜后的界面结合状态和膜层致密度进行非破坏性检测。通过紫外-可见光光谱和拉曼光谱实时采集数据，验证膜层与基材间的化学键合强度及膜层内部无微裂纹缺陷，确保工艺质量符合设计要求。

[0044]所述步骤S8中，通过三点弯曲试验测定抗弯强度，标准落球冲击试验评估抗冲击性，往复摩擦试验检测耐磨次数，并结合显微硬度计和断裂韧性测试仪量化膜层机械性能。测试结果表明，镀膜后柔性玻璃的抗弯强度提升至685-720兆帕，断裂韧性达1.24-1.32千焦每平方米，耐摩擦次数超过15万次，综合性能满足高端柔性电子器件的应用需求。

[0045]实施例1：

[0046]1、增强型粘结层功能复合膜料的配制：按照如下配比(wt%)三氧化二钇Y2O345%、三氧化二铝Al2O3 25%、二氧化锆ZrO2 20%、五氧化三钛Ti3O5 10%配制复合膜料，上述原材料按照一定的配比配制增强型粘结层功能复合膜料，在球磨机中进行研磨混合，均匀度达到98%以上，粒度达到50nm以下，然后送至静压机中在300Kg/cm2高压下加压成块，然后破碎成1-3mm的颗粒，在1400℃高温烧结炉内烧结16小时，使各组分材料间充分反应与铰链，生成一种增强型功能镀膜材料，即制成增强型粘结层功能复合膜料。

[0047]2、然后开始依次完成多层膜系的电镀：

[0048]①首先把清洗干净的柔性玻璃放入真空镀膜机固定支架上，设定真空度8.5×10-4Pa，离子源轰击2.5分钟，然后真空电镀第一层增强型粘结层功能复合膜料，镀膜厚度50nm。

[0049]②然后开始电镀第二层缓冲层功能膜料，镀膜厚度为120nm。

[0050]③最后电镀第三层保护层掺氟类金刚石碳膜(F-DLC)膜料，镀膜厚度为30nm。

[0051]3、最后是激光退火：多层镀膜完成后，送入激光退火炉中进行快速激光退火，消除应力，即完成对柔性玻璃增加强度的镀膜作业。

[0052]实施例2：

[0053]1、增强型粘结层复合功能膜料的配制：按照如下配比(wt%)三氧化二钇Y2O340%、三氧化二铝Al2O3 26%、二氧化锆ZrO2 22%、五氧化三钛Ti3O5 12%配制复合膜料，上述原材料按照一定的配比配制增强型粘结层功能复合膜料，在球磨机中进行研磨混合，均匀度达到98%以上，粒度达到50nm以下，然后送至静压机中在320Kg/cm2高压下加压成块，然后破碎成1-3mm的颗粒，在1380℃高温烧结炉内烧结18小时，使各组分材料间充分反应与铰链，生成一种增强型功能镀膜材料，即制增强型粘结层功能复合膜料。

[0054]2、然后开始依次完成多层膜系的电镀：

[0055]①首先把清洗干净的柔性玻璃放入真空镀膜机固定支架上，设定真空度8×10-4Pa，离子源轰击3分钟，然后真空电镀第一层增强型粘结层功能复合膜料，镀膜厚度45nm。

[0056]②然后开始电镀第二层缓冲层功能膜料，镀膜厚度为150nm。

[0057]③最后电镀第三层保护层掺氟类金刚石碳膜(F-DLC)膜料，镀膜厚度为40nm。

[0058]3、最后是激光退火：多层镀膜完成后，送入激光退火炉中进行快速激光退火，消除应力，即完成对柔性玻璃增加强度的镀膜作业。

[0059]实施例3：

[0060]1、增强型粘结层功能复合膜料的配制：按照如下配比(wt%)三氧化二钇Y2O338%、三氧化二铝Al2O3 24%、二氧化锆ZrO2 22%、五氧化三钛Ti3O5 16%配制复合膜料，上述原材料按照一定的配比配制增强型粘结层功能复合膜料，在球磨机中进行研磨混合，均匀度达到98%以上，粒度达到50nm以下，然后送至静压机中在330Kg/cm2高压下加压成块，然后破碎成1-3mm的颗粒，在1360℃高温烧结炉内烧结20小时，使各组分材料间充分反应与铰链，生成一种增强型功能镀膜材料，即制增强型粘结层功能复合膜料。

[0061]2、然后开始依次完成多层膜系的电镀：

[0062]①首先把清洗干净的柔性玻璃放入真空镀膜机固定支架上，设定真空度7.5×10-4Pa，离子源轰击3分钟，然后真空电镀第一层增强型粘结层功能复合膜料，镀膜厚度40nm。

[0063]②然后开始电镀第二层缓冲层功能膜料，镀膜厚度为135nm。

[0064]③最后电镀第三层保护层掺氟类金刚石碳膜(F-DLC)膜料，镀膜厚度为35nm。

[0065]最后是激光退火：多层镀膜完成后，送入激光退火炉中进行快速激光退火，消除应力，即完成对柔性玻璃增加强度的镀膜作业。

[0066]具体结构见下表：

[0067]实施实例性能数据对比表

[0068]

性能指标未镀膜柔性玻璃实施例1实施例2实施例3抗弯强度(MPa)512720706685显微硬度(GPa)6.08.28.17.8断裂韧性(KJ/m2)0.701.321.281.24透过率(550nm)92.8%91.5%90.8%91.2%抗冲击力(落球试验)3次以上4次以上4次以上4次以上耐摩擦次数(次)100000150000158000155000抗折叠次数(万次)20262325

[0069]由上述可以得知：本发明中，通过多种稀土氧化物材料与无机金属氧化物按照一定的配比配制增强型粘结层功能复合膜料，实现膜料硬度与韧性的平衡，通过稀土氧化物材料、无机金属氧化物与柔性玻璃表面非晶硅的共价键结合提升膜料附着力;优化各材料配比，降低柔性玻璃与膜层热膨胀系数的差异，有效降低了应力的产生，增强膜层的牢固度。

[0070]本发明中，采用多层膜系叠加电镀工艺，进一步优化与提高膜层致密性。镀膜后柔性玻璃的抗弯强度、断裂韧性、抗冲击力、耐摩擦次数、抗折叠性能等均得到显著提升。利用激光束对膜层进行快速加热和冷却，改善膜层的微观结构、消除应力、提高抗弯强度与断裂韧性，增强膜层的致密度。

[0071]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0072]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

说明书附图(2)