CN103648996A - 具有高压缩应力的可离子交换玻璃 - Google Patents

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Abstract

一种具有高压缩应力层的铝硅酸盐玻璃制品。所述玻璃制品包括至少约50摩尔%SiO2和至少约11摩尔%Na2O，且具有处于至少约900MPa压缩应力下的层，以及从该玻璃制品的表面延伸进入该玻璃的层深度为至少约30微米。还提供一种制备这种玻璃制品的方法。所述玻璃优选包含至少50摩尔％SiO2、7摩尔%-26摩尔%Al2O3；0摩尔%-9摩尔%B2O3；11摩尔%-25摩尔%Na2O；0摩尔%-2.5摩尔%K2O；0摩尔%-8.5摩尔%MgO；以及0摩尔%-1.5摩尔%CaO。

Description

具有高压缩应力的可离子交换玻璃
相关申请交叉参考
本申请根据35U.S.C.§119要求2011年7月1日提交的美国临时申请登记No.61/503，734的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
背景
本发明涉及一种玻璃制品。更具体的，本发明涉及一种铝硅酸盐玻璃制品，该制品具有处于压缩应力下的外层。
当用于如显示器或电子装置如电视、电话和娱乐装置的护罩玻璃的应用中使，有时通过热学或化学手段强化玻璃。这种强化通常涉及在玻璃的表面创建处于压缩下的层。该层防止由物体对玻璃的冲击引起的裂纹扩散至玻璃的本体，进而导致断裂和/或破裂。
这种化学强化的手段之一是离子交换。在离子交换中，玻璃经历应力松弛。可通过降低实施离子交换的温度来减轻这种应力松弛。但是，降低温度会降低发生离子交换的速率和深度，以至于这种温度降低是不实际的。在离子交换前退火玻璃趋于增加压缩应力，但也会降低离子交换速率。
概述
提供了一种具有高压缩应力层的铝硅酸盐玻璃制品。所述玻璃制品包括至少约50摩尔%SiO2和至少约11摩尔%Na2O，且包括处于至少约900MPa压缩应力下的层，以及从该玻璃制品的表面延伸进入该玻璃的层深度为至少约30微米。还提供一种制备这种玻璃制品的方法。
因此，本发明的一方面是提供一种玻璃制品，该玻璃制品包括表面、处于压缩应力下且从该表面延伸到层深度的层。所述玻璃制品包括至少约50摩尔%SiO2和至少约11摩尔%Na2O。所述压缩应力至少为约900MPa，层深度至少为约30微米。
本发明的第二方面是提供一种铝硅酸盐玻璃，其包括SiO2，Na2O，Al2O3，以及B2O3，K2O，MgO和ZnO中的至少一种，其中-340+27.1·Al2O3–28.7·B2O3+15.6·Na2O–61.4·K2O+8.1·(MgO+ZnO)≥0摩尔%。
本发明的第三方面是提供一种玻璃制品，其包括表面、处于压缩应力下且从该表面延伸到层深度的层，其中所述压缩应力至少为约900MPa，层深度至少为约30微米，且其中所述层通过在温度最高至约410℃的浴中离子交换该玻璃制品最多至约16小时来形成。
本发明第四方面提供一种铝硅酸盐玻璃。所述铝硅酸盐玻璃包含：至少约50摩尔%SiO2；约7摩尔%－约26摩尔%Al2O3；0摩尔%－约9摩尔%B2O3；约11摩尔%－约25摩尔%Na2O；0摩尔%－约2.5摩尔%K2O；0摩尔%－约8.5摩尔%MgO；以及0摩尔%－约1.5摩尔%CaO，其中-340+27.1·Al2O3–28.7·B2O3+15.6·Na2O–61.4·K2O+8.1·(MgO+ZnO)≥0摩尔%。
本发明的第五方面是提供一种制备玻璃制品的方法，该玻璃制品包括处于压缩应力下的层，该层从所述玻璃制品的表面延伸到层深度。该方法包括：提供一种铝硅酸盐玻璃制品，其包括至少约50摩尔%SiO2和至少约11摩尔%Na2O；在温度最高至约410℃的浴中离子交换该铝硅酸盐玻璃制品最多至约16小时来形成所述层，其中所述层处于至少为约900Mpa的压缩应力下且所述层深度至少为约30微米。
从以下详细描述、附图和所附权利要求书能明显地看出本发明的上述及其他方面、优点和显著特征。
附图简述
图1是玻璃制品的截面示意图；
图2是1种市售玻璃和2种本文所述的玻璃的失效负载的图表；以及
图3是制备铝硅酸盐玻璃制品的方法的流程图。
详细描述
在以下描述中，相同的附图标记表示附图所示的若干视图中类似或相应的部分。还应理解，除非另外说明，否则，术语如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等是方便用语，不应视为限制性用语。此外，每当将一个组描述为包含一组要素中的至少一个要素和它们的组合时，应将其理解为所述组可以单个要素或相互组合的形式包含任何数量的这些所列要素，或者主要由它们组成，或者由它们组成。类似地，每当将一个组描述为由一组要素中的至少一个要素或它们的组合组成时，应将其理解为所述组可以单个要素或相互组合的形式由任何数量的这些所列要素组成。除非另外说明，列举的数值范围同时包括所述范围的上限和下限，以及所述上限和下限之间的任意范围。除非另外说明，否则，本文所用的不定冠词“一个”或“一种”及其相应的定冠词“该”表示“至少一（个/种）”，或者“一（个/种）或多（个/种）”。
从总体上参见附图，并具体参见图1，应理解图示是为了描述本发明的具体实施方式，这些图示不构成对本发明的内容或权利要求书的限制。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，所示的附图的某些特征和某些视图可能按比例放大显示或以示意性方式显示。
在一种实施方式中，提供了一种铝硅酸盐玻璃制品（本文中也称为一种“玻璃制品”或“玻璃”）。该玻璃制品包括处于压缩应力下的层（本文中也称为“压缩层”），该层从所述玻璃制品的表面延伸到该玻璃制品中的层深度。所述压缩应力（CS）至少为900MPa，且层深度至少为30微米。
图1显示了一种玻璃制品的截面示意图。玻璃制品100包括厚度t、第一表面110和第二表面112。在一些实施方式中，玻璃制品的厚度t最多为约1毫米。虽然图1所述的实施方式中，玻璃制品100是平坦的平面片或板，但玻璃制品可具有其它的构造如三维形状或非平面构造。玻璃制品100包括第一压缩层120，该第一压缩层120从第一表面110延伸到在该玻璃制品100本体中的层深度d1。在图1所示的实施方式中，玻璃制品100还包括第二压缩层122，该第二压缩层122从第二表面112延伸到第二层深度d2。玻璃制品还包括从d1延伸到d2的中央区域130。中央区域130处于拉伸应力或中央张力（CT）下，其平衡或抵消层120和122的压缩应力。第一和第二压缩层120、122的30微米厚度d1，d2保护该玻璃制品100，以免通过对玻璃制品100的第一和第二表面112的尖锐冲击造成的裂纹扩展，同时至少约900MPa的压缩应力最小化了裂纹穿透第一和第二压缩层120、122的30微米厚度d1，d2的可能性。
本文所述的该玻璃的更高的压缩应力导致了更高的强度和耐损坏性。图2比较了本文所述的2种组成的玻璃的1毫米厚的样品所测的失效负载与市售玻璃(康宁（Corning）2317玻璃)的1毫米厚的样品所测的失效负载。该市售玻璃（图2中的a）的压缩应力为798MPa且层深度为50微米，而本文所述的2种玻璃（图2中的b和c）的压缩应力分别为1012MPa和1423MPa，且厚度分别为47微米和55微米。对于抛光玻璃（图2中的组1），更高的压缩应力（b和c）具有比市售玻璃（a）更高的失效负载。在5psi下用SiC摩擦之后（组2），压缩应力最高的玻璃（c）显示了2倍以上(a factor of2greater)的失效负载，表明本发明的改善的耐损坏性和数值。
可通过离子交换该玻璃制品来形成该玻璃制品的所述压缩层（或多层）。在一种具体实施方式中，通过将该玻璃制品浸没在主要包括硝酸钾（KNO3）的熔盐浴中来实施离子交换。所述离子交换浴还可包括最多为约0.6摩尔%以及在一些实施方式中，最多为约0.2摩尔%的硝酸钠(NaNO3)。如本文所使用，术语“主要包括”指在该熔盐浴中还可存在其它组分。这种组分包括，但不限于：能减少该熔盐对该浴容器或该玻璃制品侵蚀的化合物。这种额外的组分可包括，但不限于：玻璃的选定组分如硅酸、凝胶形式的氧化铝、凝胶形式的二氧化硅等。
本文所述的该铝硅酸盐玻璃制品浸没的所述熔盐浴的温度小于或等于约420℃，在其他实施方式中，小于或等于415℃，且在其他实施方式中，小于或等于410℃。例如，可通过下述来测定该温度：将合适的热电偶嵌入或包含进入电绝缘的鞘中，并将该热电偶浸没在该熔盐浴中，深度大致相当于在离子交换过程中所述玻璃制品浸没的深度。在一些实施方式中，该玻璃制品在KNO3离子交换浴中浸没的时期最多为约8小时。在其它实施方式中，该玻璃制品在KNO3离子交换浴中浸没的时期最多为约16小时。
退火玻璃的过程会在导致该压缩层的压缩应力增加的同时，致使该玻璃制品的离子交换速率增加。但是，因为离子交换时间增加，常常不能实际利用这种退火过程。此外，在更低温度下的离子交换降低了该离子交换玻璃的应力松弛，由此增加该玻璃制品中压缩应力。但是，在更低温度下的离子交换降低了离子交换速率，因此使得在更低温度下实施离子交换不实际，因为将该玻璃离子交换到所需的层深度需要长的时间。
在一些实施方式中，本文所述的铝硅酸盐玻璃在离子交换前进行了退火。除非另有说明，“退火”指将玻璃在该玻璃的应变点和玻璃化转变温度Tg之间的一温度保持最多为约2小时的一段时间，然后以最多为约1℃/分钟的速率冷却至室温（即约25℃）。或者，该铝硅酸盐玻璃可从高温快速冷却（即，速率至少为约4℃/秒钟）至低于该玻璃应变点的温度或直接至室温。当玻璃通过下拉法如狭缝或熔合拉制法来形成时，可发生这种快速冷却。通常，将铝硅酸盐玻璃制品加热到高于该玻璃的退火点的第一温度，以增加该玻璃的体积，以及随后淬冷到低于该玻璃的应变点的第二温度。在一种实施方式中，该玻璃制品是熔融的，将该熔体加热至高于该退火点的温度，且通过使用如狭缝拉制法或熔合拉制法下拉该玻璃来淬冷，以形成一种片。在其他实施方式中，将一种固体玻璃制品加热至高于该玻璃退火点的温度，且随后淬冷至低于该玻璃的应变点的温度。
本文所述的铝硅酸盐玻璃制品包括至少约50摩尔%SiO2和至少约11摩尔%Na2O。在一些实施方式中，该玻璃制品包括：约7摩尔%-约26摩尔%Al2O3；0摩尔%-约9摩尔%B2O3；约11摩尔%-约25摩尔%Na2O；0摩尔%-约2.5摩尔%K2O；0摩尔%-约8.5摩尔%MgO；以及0摩尔%-约1.5摩尔%CaO。在一些实施方式中，本文所述的铝硅酸盐玻璃制品包括SiO2，Na2O，Al2O3，以及B2O3，K2O，MgO和ZnO中的至少一种，其中Na2O+Al2O3+MgO+ZnO>25摩尔%。在本文中，将氧化物SiO2，Na2O，Al2O3，B2O3，K2O，MgO，和CaO称为“主要氧化物”。因为玻璃组成表达为氧化物，因此在该玻璃制品中所有存在的氧化物的总和必须是100摩尔%。除了上述主要氧化物之外，所述玻璃制品还可包括其它氧化物以取得所需的效果，如改进的缺陷水平，降低的液相线温度，颜色，不透明度等。但是，在这种情况下，该主要氧化物应占该玻璃的所有氧化物组成的至少95摩尔%，即SiO2+Al2O3+B2O3+Na2O+K2O+MgO+ZnO≥95摩尔%。
当玻璃组分落在上述组成范围内时，不是所有这样的玻璃在上文所述条件下离子交换或强化时，具有压缩应力为至少约900MPa且层深度为至少约30微米的压缩层。只有满足下述条件的那些组成才能取得这样的压缩应力和层深度
-340+27.1·Al2O3–28.7·B2O3+15.6·Na2O–61.4·K2O+8.1·(MgO+ZnO)≥0摩尔%，(1)
公式（1）在本文中称为CS标准。并不是落在上述组成范围内所有氧化物的组合可以满足该CS标准。不满足公式（1）的所述CS标准的那些通常具有不可接受的低离子交换速率和/或低压缩应力。具有落入上文所述范围组成、且满足所述CS标准的玻璃实施例见表1。
每一种主要氧化物组分都对该玻璃制品的离子交换性质有独特的作用。CS标准（公式（1））中的系数代表通过添加1摩尔%选定氧化物来稀释整个玻璃的大致影响。例如，添加1摩尔Al2O3到99摩尔在上文所述范围中的其它氧化物，会导致退火的玻璃的层深度为至少30微米且压缩应力增加约27MPa。但是，观察到的压缩应力的实际改进取决于该玻璃的精确组分和它们相互之间的复杂关系。因此，实践中获得的CS增量可比公式（1）预计的更大或更小。
在上文所述的组成范围中的各种氧化物中，Al2O3对CS标准影响最大。那些可以做到如此的碱金属阳离子将Al3+稳定在用氧负离子配位的四面体中，3个氧负离子全部与硅共用。因为硅向每个氧提供一个电子，与硅共用各周边氧的、四面体配位的铝的化学计量和有效的电荷是[AlO4/2]-1。一种大的＋1价阳离子如任一种碱金属阳离子，提供必须的正电荷，以补偿该四面体配位的铝本来带负电的配位构造。碱金属离子越大，它与[AlO4/2]-1“阴离子”的静电相互作用就越弱，且电荷平衡相互作用更加有效。
和铝类似，镁和锌也可通过氧四面体配位，形成通过2碱金属(alkali)电荷平衡的[MgO4/2]-2和[ZnO4/2]-2“负离子”。和铝类似，碱金属阳离子越大，Mg-O或Zn-O的键就越强，且碱金属－氧的相互作用越弱。因此，Al2O3显著增加压缩应力，而MgO和ZnO也能增加压缩应力但更少。阳离子－阴离子键变得更强，因此将更大的钾离子放入更小的钠位点得到压缩应力大于用钾离子置换由更弱的阳离子－氧键组成的钠位点时所得的压缩应力。
该CS标准（公式（1））也表明增加该玻璃制品中Na2O的浓度也增加CS。在离子交换中，用K2O置换Na2O。如果Na2O增量的增加会导致K2O增量的增加，那么压缩应力将因此增加。但是，Na2O还降低该玻璃制品的粘度。虽然在离子交换温度下该玻璃的粘度高，但没有高到不能发生明显的粘性松弛。因此，增加该玻璃中Na2O的数量可增加在离子交换温度下的松弛。这些组分浓度的增加会导致压缩应力增加，直到Na2O可作用于电荷平衡Na+[AlO4/2]-或[Na+]2[MgO4/2]2-的程度。
在同时存在Na+和K+的情况下，通常当它们都可完全作用于电荷平衡Al3+，Mg2+，和Zn2+时可获得最高的压缩应力。考虑到这点，在一些实施方式中，在本文所述的该玻璃制品中的大多数碱金属氧化物都用作铝、镁和锌的电荷平衡阳离子；即
Na2O+K2O–Al2O3–MgO–ZnO=0。   (2)
但是，Al2O3，MgO，或ZnO的浓度大于Na2O与K2O的浓度之和时，一般的不会负面影响压缩应力，虽然在最高的MgO和ZnO水平时会负面影响离子交换速率。此外，Na，K，Al，Mg，和Zn的相对比例可相对于彼此变化，以改善压缩应力，层深度或同时改善两者。具有相对高铝含量的玻璃是极端粘性的，但熔融速率和该玻璃制品中的缺陷水平会受到不利影响。具有高浓度MgO的玻璃趋于具有高液相线温度，这会干扰熔融、澄清或成形过程。
Na，K，Al，Mg，和Zn氧化物的相对比例可改变以取得各种离子交换效果，与此类似，可将B2O3和CaO与上述元素的各种氧化物一起使用，以改善制造特征。在探索这些氧化物怎样影响离子交换特征时，我们发现当满足下述时可同时获得出色的离子交换性质和制造特征
-5摩尔%≤Na2O+K2O–Al2O3–MgO-ZnO≤4摩尔%。   (3)
虽然也称为补偿标准的公式（3）不是本文所述的该玻璃的必要条件，但当设计用于具体熔融或成形过程的玻璃时，可以是需要考虑的因素。补偿标准影响离子交换之后取得的压缩应力。当补偿标准小于或等于0时，一般的可获得最高的压缩应力。表1中的实施例1-183，282，和283是满足补偿标准的组成的示例。
在补偿标准（公式（3））大于0的情况下，该玻璃趋于具有更低的熔融和成形温度，并相应的更易于制造。如果玻璃熔融和成形系统允许，可将Al2O3，MgO，或ZnO添加到这种组合物中，并因此改善该玻璃制品的离子交换特征。但是，添加Al2O3一般的会导致粘度增加，而添加MgO和/或ZnO有时会增加该玻璃的液相线温度。
B2O3，K2O，和CaO的浓度可相对于Na2O，Al2O3，MgO，和ZnO的浓度来调节，以获得离子交换和加工特征的适当的平衡。以摩尔－用于－摩尔（mole-for-mole）为基础，B2O3对所述玻璃制品的压缩应力和离子交换速率降低的量几乎与Al2O3对所述玻璃制品的压缩应力和离子交换速率增加的量相同。但是，B2O3降低粘度的量强于Al2O3增加粘度的量。因此，虽然CS标准（公式（1））预计基于摩尔－用于－摩尔添加Al2O3和B2O3时对压缩应力影响不大，但大多数玻璃的粘度都会大量降低，因此提高在某些过程的加工方便性。在一些实施方式中，B2O3和Al2O3可以以不同的比例添加，以微调离子交换和加工特征。表1中的实施例186-262表明怎样利用Al2O3和B2O3浓度的组合来使得CS标准的值大于或等于0。
如CS标准（公式（1））中用于K2O系数所示，当用于取代其它玻璃组分时，K2O对压缩应力有非常大的负面影响。另一方面，K2O对任一种主要氧化物组分的离子交换速率都有最大正面的影响。因此，如果压缩应力相当高但离子交换速率是不可接受的低，添加K2O是改善离子交换速率的最有效手段。但是，当取代Na2O时，K2O可致使粘度增加，因为K+比Na+更大，因此能更有效的作为电荷平衡阳离子和用作Al-O键强度的放大器。虽然可添加B2O3来补偿因添加K2O产生的粘度增加，但B2O3也会降低压缩应力，并与只添加K2O时的影响叠加。表1的实施例263-282表明了怎样将K2O与其它氧化物组合使用，以满足玻璃的CS标准且该通量标准>0。
一般的，应避免CaO，因为它对离子交换速率的影响大致与K2O的相等且趋势相反。但是，在一些情况下，存在CaO和K2O是所需的，特别是在具有高浓度MgO的玻璃中，从而降低液相线温度、减少在熔融或成形过程中形成镁硅酸盐矿物镁橄榄石(Mg2SiO4)析晶相的风险。
除了上文所述的氧化物以外，本文所述的铝硅酸盐玻璃包括化学澄清剂，例如包括，但不限于卤化物(包含F，Cl，Br和/或I的盐)和氧化物As2O3，Sb2O3，CeO2和SnO2。这些澄清剂一般的以小于或等于0.5摩尔%的水平配料，且对离子交换速率和最终获得的压缩应力的影响甚微。
可以以低浓度添加对本文所述的铝硅酸盐玻璃的离子交换特征具有轻微或无影响的其它氧化物。这种氧化物的非限制性例子包括ZrO2(在熔融炉中通过氧化锆耐火材料引入的常见污染物)，TiO2(天然二氧化硅来源的常见不确定组分)，Fe2O3(在除了最纯的化学试剂以外所有试剂都存在的不确定氧化物)，可用来引入颜色的其它过渡金属氧化物(V2O3，Cr2O3，Co3O4，Fe2O3等)等。在一些实施方式中，这些氧化物以小于或等于0.1摩尔%的水平存在。
更大的碱土金属(Sr和Ba)的影响可与钙的影响相比拟。此外，与本文所述的铝硅酸盐玻璃中的其它氧化物相比，这些碱土金属是昂贵的试剂。因此，在一些实施方式中，这些更大的碱土金属氧化物以保持在低于0.5摩尔%的水平存在。
铷和铯的氧化物太大以至于不能以明显的速率进行离子交换，且它们都很昂贵并在升高的浓度时导致高的液相线温度。在一些实施方式中，这些氧化物以保持在低于0.5摩尔%的水平存在。
在一些实施方式中，本文所述的铝硅酸盐玻璃制品基本上不含氧化锂(Li2O)。如本文所使用，术语“基本上不含氧化锂”指没有故意的投配Li2O或将Li2O添加到该铝硅酸盐玻璃或离子交换浴中。在一些实施方式中，该铝硅酸盐玻璃中Li2O的浓度保持在低于0.5摩尔%，以及在其他实施方式中，低于0.1摩尔%。通常需要避免氧化锂，因为它会导致硝酸钾盐浴“中毒”，并因此使该玻璃制品的压缩应力低于如果该相同玻璃在不含锂的盐浴中离子交换时应获得的压缩应力。Li2O还增加了该离子交换过程的成本，因为必须更加频繁的丢弃所述盐，以抵消通过玻璃引入的锂。
在另一方面中，还提供了一种制备玻璃制品的方法，所述玻璃制品包括从该玻璃制品的表面延伸进入该玻璃制品的层深度为至少约30微米的压缩层，其中所述压缩层处于至少约900MPa压缩应力下。图3显示了描述该方法的流程图。方法200包括提供一种铝硅酸盐玻璃制品（如上文所述的那些）的第一步骤210。所述铝硅酸盐玻璃制品包括至少约50摩尔%SiO2和至少约11摩尔%Na2O。在一些实施方式中，步骤210包括通过如狭缝拉制法或熔合拉制法等下拉该铝硅酸盐玻璃。
在步骤220中，在温度最高为410℃的离子交换浴中，对该铝硅酸盐玻璃离子交换最长约8小时的时段，从而实现该压缩层的压缩应力为至少900MPa且层深度为至少30微米。在一些实施方式中，所述离子交换浴包括硝酸钾（KNO3）。所述离子交换浴还可包括最多为约0.6摩尔%以及在一些实施方式中，最多为约0.2摩尔%的硝酸钠(NaNO3)。该离子交换浴还可包括能用于减少该熔盐对该浴容器或该玻璃制品侵蚀的化合物。这种额外的组分可包括，但不限于：玻璃的选定组分如硅酸、凝胶形式的氧化铝、凝胶形式的二氧化硅等。
在一些实施方式中，方法200还包括在对该玻璃进行离子交换（步骤220）之前，在该玻璃的应变点和玻璃化转变温度Tg之间的一温度下退火该铝硅酸盐玻璃（步骤215）。在一些实施方式中，所述铝硅酸盐玻璃在该温度下退火最多2小时，然后以最多（小于或等于）1℃/秒的速率冷却。
在其他实施方式中，在下拉该玻璃之后及离子交换该玻璃之前，以至少（大于或等于）_℃/秒（步骤217）的速率快速冷却该铝硅酸盐玻璃。
在一些实施方式中，对铝硅酸盐玻璃进行退火（步骤215）或快速冷却（步骤217）之后及离子交换之前，可研磨和/或抛光（步骤219）该玻璃。在一些实施方式中，将该玻璃研磨和/或抛光小于或约等于1毫米的厚度。
表1铝硅酸盐玻璃的示例性组成，用摩尔%标示。
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Figure BDA0000452113020000191
Figure BDA0000452113020000211
虽然为了说明给出了典型的实施方式，但是前面的描述不应被认为是对本说明书或所附权利要求书的范围的限制。因此，在不偏离本说明书或者所附权利要求书的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可想到各种改进、修改和替换形式。

Claims (41)

1.一种玻璃制品，所述玻璃制品具有表面、处于压缩应力下且从该表面延伸到层深度的层，其中所述压缩应力至少为900Mpa且层深度至少为30微米，以及所述玻璃制品包括至少50摩尔%SiO2和至少11摩尔%Na2O。
2.如权利要求1所述的玻璃制品，其中，所述玻璃制品还包括Al2O3，以及B2O3，K2O，MgO和ZnO中的至少一种，以及其中-340+27.1·Al2O3–28.7·B2O3+15.6·Na2O–61.4·K2O+8.1·(MgO+ZnO)≥0摩尔%。
3.如权利要求1或2所述的玻璃制品，其中，所述玻璃制品包括：7摩尔%-26摩尔%Al2O3；0摩尔%-9摩尔%B2O3；11摩尔%-25摩尔%Na2O；0摩尔%-2.5摩尔%K2O；0摩尔%-8.5摩尔%MgO；以及0摩尔%-1.5摩尔%CaO。
4.如权利要求2所述的玻璃制品，其中，-5摩尔%≤Na2O+K2O-MgO-ZnO≤4摩尔%。
5.如权利要求4所述的玻璃制品，其中，0摩尔%≤Na2O+K2O-MgO–ZnO。
6.如权利要求2-5任一项所述的玻璃制品，其中，SiO2+Al2O3+B2O3+Na2O+K2O+MgO+ZnO≥95摩尔%。
7.如权利要求2-6任一项所述的玻璃制品，其中，Na2O+Al2O3+MgO+ZnO>25摩尔%。
8.如前述权利要求任一项所述的玻璃制品，其中，所述玻璃制品是离子交换的。
9.如前述权利要求任一项所述的玻璃制品，其中，所述玻璃制品的厚度最多为1毫米。
10.如前述权利要求任一项所述的玻璃制品，其中，所述玻璃制品基本上不含LiO2。
11.如前述权利要求任一项所述的玻璃制品，其中，所述玻璃制品还包括至少1种澄清剂。
12.如权利要求11所述的玻璃制品，其中，所述至少一种澄清剂选自下组：F，Cl，Br，I，As2O3，Sb2O3，CeO2，SnO2及其组合。
13.如前述权利要求任一项所述的玻璃制品，其中，所述玻璃制品还包括ZrO2，TiO2，V2O3，Cr2O3，Co3O4，和Fe2O3中的至少一种。
14.一种铝硅酸盐玻璃，其包括SiO2，Na2O，Al2O3，以及B2O3，K2O，MgO和ZnO中的至少一种，其中-340+27.1·Al2O3–28.7·B2O3+15.6·Na2O–61.4·K2O+8.1·(MgO+ZnO)≥0摩尔%。
15.如权利要求14所述的铝硅酸盐玻璃，其中，所述铝硅酸盐玻璃包括表面、处于压缩应力下且从该表面延伸到层深度的层，其中所述压缩应力至少为900MPa，层深度至少为30微米。
16.如权利要求14或15所述的铝硅酸盐玻璃，其中，所述铝硅酸盐玻璃是离子交换的。
17.如权利要求14-16中任一项所述的铝硅酸盐玻璃，其中，所述铝硅酸盐玻璃包括：7摩尔%-26摩尔%Al2O3；0摩尔%-9摩尔%B2O3；11摩尔%-25摩尔%Na2O；0摩尔%-2.5摩尔%K2O；0摩尔%-8.5摩尔%MgO；以及0摩尔%-1.5摩尔%CaO。
18.如权利要求14-17任一项所述的铝硅酸盐玻璃，其中，-5摩尔%≤Na2O+K2O-MgO-ZnO≤4摩尔%。
19.如权利要求18所述的铝硅酸盐玻璃，其中，Na2O+K2O-MgO–ZnO≥0摩尔%。
20.如权利要求14-19任一项所述的铝硅酸盐玻璃，其中，SiO2+Al2O3+B2O3+Na2O+K2O+MgO+ZnO≥95摩尔%。
21.如权利要求14-20任一项所述的铝硅酸盐玻璃，其中，Na2O+Al2O3+MgO+ZnO>25摩尔%。
22.如权利要求14-21任一项所述的铝硅酸盐玻璃，其中，所述铝硅酸盐玻璃的厚度最多至1毫米。
23.如权利要求14-22任一项所述的玻璃，其中，所述玻璃基本上不含LiO2。
24.如权利要求14-23任一项所述的铝硅酸盐玻璃，其中，所述铝硅酸盐玻璃还包括至少1种澄清剂。
25.如权利要求24所述的铝硅酸盐玻璃，其中，所述至少一种澄清剂选自下组：F，Cl，Br，I，As2O3，Sb2O3，CeO2，SnO2及其组合。
26.如权利要求14-25任一项所述的铝硅酸盐玻璃，其中，所述铝硅酸盐玻璃还包括ZrO2，TiO2，V2O3，Cr2O3，Co3O4，和Fe2O3中的至少一种。
27.一种玻璃制品，所述玻璃制品包括表面、处于压缩应力下且从该表面延伸到层深度的层，其中所述压缩应力至少为900Mpa且层深度至少为30微米，其中所述层通过在温度最高至约410℃的浴中离子交换该玻璃制品最多至约16小时来形成。
28.如权利要求27所述的玻璃制品，其中，所述玻璃制品包括至少50摩尔%SiO2和至少11摩尔%Na2O。
29.如权利要求27或权利要求28所述的玻璃制品，其中，所述玻璃制品还包括Al2O3，以及B2O3，K2O，MgO和ZnO中的至少一种，以及其中-340+27.1·Al2O3–28.7·B2O3+15.6·Na2O–61.4·K2O+8.1·(MgO+ZnO)≥0摩尔%。
30.如权利要求27-29中任一项所述的玻璃制品，其中，所述玻璃制品包括:7摩尔%-26摩尔%Al2O3；0摩尔%-9摩尔%B2O3；11摩尔%-25摩尔%Na2O；0摩尔%-2.5摩尔%K2O；0摩尔%-8.5摩尔%MgO；以及0摩尔%-1.5摩尔%CaO。
31.一种铝硅酸盐玻璃，其包括：至少50摩尔%SiO2；7摩尔%－26摩尔%Al2O3；0摩尔%－9摩尔%B2O3；11摩尔%－25摩尔%Na2O；0摩尔%－2.5摩尔%K2O；0摩尔%－8.5摩尔%MgO；以及0摩尔%－1.5摩尔%CaO，其中-340+27.1·Al2O3–28.7·B2O3+15.6·Na2O–61.4·K2O+8.1·(MgO+ZnO)≥0摩尔%。
32.一种制备玻璃制品的方法，该玻璃制品包括处于压缩应力下的层，该层从所述玻璃制品的表面延伸到层深度，该方法包括：
a.提供一种铝硅酸盐玻璃制品，所述铝硅酸盐玻璃包括至少约50摩尔%SiO2和至少约11摩尔%Na2O；以及
b.在温度最高至约410℃的浴中，离子交换该铝硅酸盐玻璃制品最多至约16小时来形成所述层，其中所述层处于至少为约900Mpa的压缩应力下且所述层深度至少为约30微米。
33.如权利要求32所述的方法，其中，所述铝硅酸盐玻璃还包括Al2O3，以及B2O3，K2O，MgO和ZnO中的至少一种，以及其中-340+27.1·Al2O3–28.7·B2O3+15.6·Na2O–61.4·K2O+8.1·(MgO+ZnO)≥0摩尔%。
34.如权利要求33所述的方法，其中，所述铝硅酸盐玻璃包括：7摩尔%-26摩尔%Al2O3；0摩尔%-9摩尔%B2O3；11摩尔%-25摩尔%Na2O；0摩尔%-2.5摩尔%K2O；0摩尔%-8.5摩尔%MgO；以及0摩尔%-1.5摩尔%CaO。
35.如权利要求32所述的方法，其中，所述浴包括硝酸钾。
36.如权利要求35所述的方法，其中，所述浴还包括二氧化硅和氧化铝中的至少1种。
37.如权利要求32所述的方法，其中，所述铝硅酸盐玻璃包括应变点和玻璃化转变温度Tg，且其中所述方法还包括在对该玻璃进行离子交换之前，在所述应变点和所述玻璃化转变温度Tg之间的温度下退火所述铝硅酸盐玻璃制品。
38.如权利要求37所述的方法，其中，所述铝硅酸盐玻璃在该温度下退火最长至2小时。
39.如权利要求37所述的方法，其中，所述铝硅酸盐玻璃制品以最多至1℃/秒的速率从该温度冷却。
40.如权利要求32所述的方法，其中，提供所述铝硅酸盐玻璃制品包括下拉所述铝硅酸盐玻璃制品。
41.如权利要求40所述的方法，其中，提供所述铝硅酸盐玻璃制品包括在下拉之后以至少4℃/秒的速率冷却所述铝硅酸盐玻璃。
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