CN105358497B - 无碱的硼磷硅酸盐玻璃 - Google Patents

无碱的硼磷硅酸盐玻璃 Download PDF

Info

Publication number
CN105358497B
CN105358497B CN201480037375.3A CN201480037375A CN105358497B CN 105358497 B CN105358497 B CN 105358497B CN 201480037375 A CN201480037375 A CN 201480037375A CN 105358497 B CN105358497 B CN 105358497B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mol
glass
clad
less
alkali
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480037375.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105358497A (zh
Inventor
A·J·埃利森
J·C·莫罗
N·文卡特拉曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of CN105358497A publication Critical patent/CN105358497A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105358497B publication Critical patent/CN105358497B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/02—Forming molten glass coated with coloured layers; Forming molten glass of different compositions or layers; Forming molten glass comprising reinforcements or inserts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/064—Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/20—Displays, e.g. liquid crystal displays, plasma displays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/20—Displays, e.g. liquid crystal displays, plasma displays
    • B32B2457/208—Touch screens
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

提供无碱硼磷铝硅酸盐玻璃。该玻璃包含网络形成剂Al2O3和P2O5中的至少一种以及SiO2,B2O3。在一些实施方式中,玻璃的杨氏模量可小于约78GPa和/或在约20℃‑约300℃的温度范围中平均的玻璃的热膨胀系数可小于约38x10‑7/℃。玻璃可用作用于电子装置的盖板玻璃或用作用于玻璃层压件的外部包覆层。

Description

无碱的硼磷硅酸盐玻璃
本申请根据35U.S.C.§119要求2013年5月9日提交的美国临时申请系列第61/821,426号的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。
背景
本发明涉及不包含碱金属或它们的氧化物的玻璃。具体来说，本发明涉及无碱玻璃，其可通过下拉法例如狭缝拉制和熔合拉制技术来成形。甚至更具体地，本发明涉及可成形为玻璃层压件的包覆层的无碱玻璃。
概述
提供无碱硼磷铝硅酸盐玻璃。玻璃包含网络形成剂Al2O3和P2O5中的至少一种以及SiO2,B2O3。在一些实施方式中,玻璃的杨氏模量可小于约78GPa和/或在约20℃-约300℃的温度范围中平均的玻璃的热膨胀系数可小于约38x10-7/℃。玻璃可用作用于电子装置的盖板玻璃或用作用于玻璃层压件的外部包覆层。
因此，本发明一个方面是提供一种玻璃，所述玻璃包含：约50摩尔％-约75摩尔％SiO2；大于0摩尔％-约20摩尔％Al2O3；大于0摩尔％-约35摩尔％B2O3；大于0摩尔％-约20摩尔％P2O5；最高达约5摩尔％MgO；最高达约10摩尔％CaO；最高达约5摩尔％SrO；最高达约0.5摩尔％Fe2O3；和最高达约0.1摩尔％ZrO2,其中该玻璃基本上不含碱金属改性剂。
本发明的第二方面是提供一种玻璃，该玻璃包含SiO2,B2O3,Al2O3,和P2O5。玻璃基本上不含碱金属改性剂，且具有下述性质中的至少一种：杨氏模量小于约78GPa和在约20℃-约300℃的温度范围中平均的热膨胀系数小于约38x10-7/℃。
本发明的第三方面是提供玻璃层压件，其包含芯体玻璃和层压到芯体玻璃的外部表面上的包覆玻璃。包覆玻璃层包含SiO2,B2O3,Al2O3,和P2O5,且基本上不含碱金属改性剂。包覆玻璃具有小于约38x10-7/℃的在约20℃-约300℃的温度范围中平均的第一热膨胀系数,芯体玻璃具有大于第一热膨胀系数的在约20℃-约300℃的温度范围中平均的第二热膨胀系数。
本发明的第四方面是提供一种制造玻璃的方法。所述方法包括：提供玻璃熔体,该玻璃熔体包含Al2O3和P2O5中的至少一种以及SiO2、B2O3,其中该玻璃熔体基本上不含碱金属改性剂；和下拉该玻璃熔体来形成玻璃。
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它方面、优点和显著特征。
附图简要说明
图1是玻璃层压件的横截面视图示意图；
具体描述
在下面的描述中，在图中所示的多个视图中，类似的附图标记表示类似或相应的部分。还应理解，除非另外指出，术语如“顶部”，“底部”，“向外”，“向内”等是常用词语，不构成对术语的限制。此外，应理解，描述一组对象为包含一组元素和它们的组合中的至少一个时，该组可包含所列元素中的一种或者它们的组合，或者由所列元素中的一种或者它们的组合组成，或者主要由所列元素中的一种或者它们的组合组成。类似的，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要素的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)。还应理解，本说明书和附图所批露的各种特征可以任意和全部组合来使用。
如本文所使用，术语“玻璃制品”和“多种玻璃制品(glass articles)”以它们最广泛的意义来使用，包括全部或部分由玻璃制成的任何物体。除非另有说明，所有的组成通过摩尔百分比(摩尔％)表示，热膨胀系数(CTE)通过10-7/℃表示。
应注意，本文可用术语“基本上”和“约”表示可由任何定量比较、数值、测量或其它表示方法造成的内在不确定性。在本文中还使用这些术语表示数量的表示值可以与所述的参比值有一定的偏离程度，但是不会导致审议的主题的基本功能改变。
参见所有附图，并具体参见图1，应理解这些图的目的是描述本发明的具体实施方式，这些图不构成对本发明的说明书或所附权利要求书的限制。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。
本文所述的是玻璃和由该玻璃制成的玻璃制品，该玻璃包含网络形成剂SiO2,Al2O3,B2O3,和P2O5，且不含碱金属和碱金属氧化物，并具有较低(即,当在约20℃-约300℃的温度范围下测量时小于约40x10-7/℃)热膨胀系数(CTE)。此外,还使得碱土氧化物的量最小化，以进一步降低玻璃的CTE。在一些实施方式中,这些玻璃还具有较低数值的杨氏模量和剪切模量，从而改善玻璃的固有或天然的耐损坏性。
在一些实施方式中,本文所述的玻璃可通过本技术领域所公知的下拉法例如狭缝拉制和熔合拉制法来成形。熔合拉制法是工业化技术，其已用于大规模制造薄的玻璃板。和其它平坦玻璃制造技术例如浮拉法或狭缝拉制法相比，熔合拉制法得到具有优异平坦度和表面质量的薄玻璃板。结果，所述熔合拉制方法成为了制造用于液晶显示器的薄玻璃基材和用于个人电子装置(例如笔记本、娱乐设备、平板电脑、手提电脑等)盖板玻璃的主要制造技术。
熔合拉制法涉及使熔融的玻璃溢流过称作“等压槽(isopipe)”的槽，其通常由锆石或另一种耐火材料制成。熔融的玻璃从等压槽顶部的两侧溢流，在等压槽的底部汇合以形成单一板材，其中只有成品板的内部和等压槽直接接触。因为在拉制过程中，成品玻璃板的暴露表面都没有和等压槽直接接触，玻璃的两个外部表面都具有纯净的质量，且无需后续的精磨(finishing)。
为了能进行熔合拉制,玻璃必须具有足够高的液相线粘度(即,液相线温度下熔融的玻璃的粘度)。在一些实施方式中,本文所述的玻璃的液相线粘度是至少约150千泊(千泊(kpoise))。在一些实施方式中,这些玻璃的液相线粘度是至少约300千泊。
传统的熔合拉制使用单一等压槽来进行，得到均匀的玻璃产品。更复杂的层压熔合法利用两个等压槽来形成层压的板，其包含在任一侧面(或两个侧面)上被外部包覆层环绕的芯体玻璃组合物。层压熔合的主要优势之一是当包覆玻璃的热膨胀系数小于芯体玻璃的热膨胀系数时,CTE差异导致在外部包覆层中形成压缩应力。该压缩应力在无需进行离子交换处理的情况下，增加最终玻璃产品的强度。不像离子交换,这种强化不使用玻璃中的碱金属离子就可实现。
因此,在一些实施方式中,本文所述的无碱玻璃可用来形成玻璃层压件,如图1示意性地显示。玻璃层压件100包含芯体玻璃110，其被由本文所述的无碱玻璃形成的包覆玻璃120或“包覆层”环绕。芯体玻璃110的CTE大于包覆层120中的无碱玻璃的CTE。在一些实施方式中,芯体玻璃可为碱性铝硅酸盐玻璃。在非限制性例子中，芯体玻璃是碱性铝硅酸盐玻璃，其具有下述组成：66.9摩尔％SiO2,10.1摩尔％Al2O3,0.58摩尔％B2O3,7.45摩尔％Na2O,8.39摩尔％K2O,5.78摩尔％MgO,0.58摩尔％CaO,0.2摩尔％SnO2,0.01摩尔％ZrO2,和0.01摩尔％Fe2O3,且应变点是572℃,退火点是629℃,软化点是888℃,且CTE＝95.5x10-7/℃。
当用作层压的产品中的包覆玻璃时,本文所述的无碱玻璃组合物可为包覆层提供高压缩应力。无碱的、可熔合成形的玻璃的CTE通常是30x10-7/℃或更小。当这种玻璃与例如CTE为90x10-7/℃的碱性铝硅酸盐玻璃(例如,大猩猩
Figure BDA0000894012580000043
玻璃,由康宁有限公司(Corning Incorporated)制造)配合使用时,预期的包覆玻璃中的压缩应力可使用下述的弹性应力公式来计算，其中下标1和2分别指芯体玻璃和包覆玻璃:
以及
Figure BDA0000894012580000042
其中E是杨氏模量,ν是泊松比(Poisson’s ratio),t是玻璃厚度,σ是应力,且e2-e1是包覆玻璃和芯体玻璃之间的热膨胀之差。对包覆玻璃和芯体玻璃使用相同的弹性模量和泊松比以进一步简化上述公式。
为了计算包覆玻璃和芯体玻璃之间的热膨胀之差,假设应力设定为低于包覆玻璃和芯体玻璃中较软的玻璃的应变点。可使用这些假设和上述公式，来估算包覆玻璃中的应力。对于典型的显示器(如将CTE为30x10-7/℃的玻璃用作包覆玻璃，且碱性铝硅酸盐芯体玻璃的CTE为90x10-7/℃)而言,总厚度是0.5-1.0mm且包覆玻璃厚度是10-100μm,估算的包覆玻璃的压缩应力是约200MPa-约315MPa。如下文的表2所示，几种无碱的玻璃样品的热膨胀系数是约15-约13x10-7/℃。对于这些玻璃,包覆玻璃层的压缩应力是240MPa-约400MPa。
本文所述的无碱玻璃具有特别低的热膨胀系数。在一些实施方式中,在约20℃-约300℃的温度范围中平均的CTE小于38×10-7/℃。在其它实施方式中，在约20℃-约300℃的温度范围中平均的玻璃的CTE小于约20x10-7/℃。当与具有较高CTE的芯体玻璃配合使用时,本文所述的玻璃在最终层压的玻璃产品的包覆层中提供高水平的压缩应力。这增加玻璃层压件产品的强度。在层压件的包覆层中使用本文所述的玻璃可获得至少约100MPa和在一些实施方式中至少约400MPa的室温压缩应力。
无碱玻璃的杨氏模量和剪切模量的数值显著小于其它市售熔合拉制的玻璃的杨氏模量和剪切模量的数值。在一些实施方式中,杨氏模量小于约78吉帕斯卡(gigapascals)(GPa),在其它实施方式中,小于约70GPa,在另外的其它实施方式中,小于约60GPa。较低的弹性模量为这些玻璃提供高水平的固有耐损坏性。
在一些实施方式中,这些无碱玻璃的应变点低于800℃。
在一些实施方式中,本文所述的玻璃主要由下述组分组成或包含下述组分：约50摩尔％-约75摩尔％SiO2(即,50摩尔％≤SiO2≤75摩尔％)；大于0摩尔％至约20摩尔％Al2O3(即,0摩尔％<Al2O3≤20摩尔％)；大于0摩尔％至约35摩尔％B2O3(即,0摩尔％<B2O3≤35摩尔％)；大于0摩尔％至约20摩尔％P2O5(即,0摩尔％<P2O5≤20摩尔％)；最高达约5摩尔％MgO(即,0摩尔％≤MgO≤5摩尔％)；最高达约10摩尔％CaO(即,0摩尔％≤CaO≤10摩尔％)；最高达约5摩尔％SrO(即,0摩尔％≤SrO≤5摩尔％)；最高达约0.5摩尔％Fe2O3(即,0摩尔％≤Fe2O3≤0.5摩尔％)；最高达约0.1摩尔％ZrO2(即,0摩尔％≤ZrO2≤0.1摩尔％)；以及,任选的,至少一种澄清剂例如SnO2,CeO2,As2O3,Sb2O5,Cl-,F-等。在一些实施方式中,至少一种澄清剂可包含最高达约0.7摩尔％SnO2(即,0摩尔％≤SnO2≤0.5摩尔％)；最高达约0.5摩尔％As2O3(即,0摩尔％≤As2O3≤0.5摩尔％)；和最高达约0.5摩尔％Sb2O3(即,0摩尔％≤Sb2O3≤0.5摩尔％)。
在具体实施方式中,该玻璃主要由下述组分组成或包含下述组分：约55摩尔％-约72摩尔％SiO2(即,55摩尔％≤SiO2≤75摩尔％)；大于0摩尔％至约16摩尔％Al2O3(即,0摩尔％<Al2O3≤16摩尔％)；约8摩尔％-约35摩尔％B2O3(即,8摩尔％≤B2O3≤35摩尔％)；约3摩尔％-约20摩尔％P2O5(即,3摩尔％≤P2O5≤20摩尔％)；最高达约5摩尔％MgO(即,0摩尔％≤MgO≤5摩尔％)；最高达约0.2摩尔％CaO(即,0摩尔％≤CaO≤0.2摩尔％)；最高达约0.2摩尔％SrO(即,0摩尔％≤SrO≤0.2摩尔％)；最高达约0.1摩尔％ZrO2(即,0摩尔％≤ZrO2≤0.1摩尔％)。玻璃还可包含至少一种澄清剂例如SnO2,CeO2,As2O3,Sb2O5,Cl-,F-等。在一些实施方式中,至少一种澄清剂可包含最高达约0.2摩尔％SnO2(即,0摩尔％≤SnO2≤0.2摩尔％)。
在一些实施方式中,在本文所述的玻璃中，MgO、CaO和SrO的总量小于或等于约5摩尔％,在其它实施方式中,小于或等于约0.2摩尔％,以及在具体实施方式中,玻璃基本上不含碱土改性剂。
这些玻璃的组成和非限制性例子如表1a-d所示。表1a-d所示的实施例1-20的性质如表2所示。这些玻璃的氧化物组分的每一种都起着一种作用。氧化硅(SiO2)是主要的形成玻璃的氧化物,并形成用于熔融的玻璃的网络骨架。纯SiO2具有低CTE，且不含碱金属。然而,因为纯SiO2的极其高的熔融温度,其与熔合拉制法不兼容。粘度曲线也过高，因此不能与层压件结构中的任何芯体玻璃相匹配。在一些实施方式中,在本文所述的玻璃中，SiO2的量是约50摩尔％-约75摩尔％。在其它实施方式中,SiO2浓度是约55摩尔％-约72摩尔％。
除了氧化硅以外,本文所述的玻璃中包含3种网络形成剂——Al2O3,B2O3,和P2O5来获得稳定的玻璃形成、低CTE、低杨氏模量、低剪切模量和促进熔融和形成。通过以适当浓度混合所有这4种网络形成剂,能获得稳定的体相玻璃形成，同时使得对网络改性剂例如碱金属或碱土金属氧化物(其用于增大CTE和模量)的需求最小化。类似于SiO2,Al2O3对玻璃网络的刚性做出贡献。氧化铝可以四配位或五配位的形式存在于玻璃中。在一些实施方式中,本文所述的玻璃包含约2摩尔％-约20摩尔％Al2O3,以及在具体实施方式中,约2摩尔％-约16摩尔％Al2O3。
氧化硼(B2O3)也是一种形成玻璃的氧化物，其用来降低粘度并由此改善熔融和形成玻璃的能力。B2O3可以3配位或4配位形式存在于玻璃网络中。三配位的B2O3是用于降低杨氏模量和剪切模量的最有效的氧化物,由此改善玻璃的固有耐损坏性。因此,本文所述的玻璃包含B2O3。在一些实施方式中,玻璃包含最高达约35摩尔％B2O3,且在其它实施方式中,包含约8摩尔％-约35摩尔％B2O3。
五氧化二磷(P2O5)是这些玻璃中结合的第四种网络形成剂。P2O5在玻璃网络中采用准四面体结构；即,它与4个氧原子配位，但其中只有3个氧原子与网络的其余部分连接。第四个氧是端接氧，其与磷阳离子形成双键。在玻璃网络中，硼与磷缔合可导致以四面体构造的这些网络形成剂相互稳定化，如使用SiO2的情况那样。类似于B2O3,在玻璃网络中结合P2O5对于降低杨氏模量和剪切模量是非常有效的。在一些实施方式中,本文所述的玻璃包含大于0摩尔％至约20摩尔％P2O5,以及在其它实施方式中,约3摩尔％-约20摩尔％P2O5。
类似于B2O3,碱土氧化物(MgO、CaO和SrO)也改善玻璃的熔融性能。然而,它们也作用于提高CTE以及杨氏模量和剪切模量。在一些实施方式中,本文所述的玻璃包含最高达约5摩尔％MgO,最高达约10摩尔％CaO,和最高达约5摩尔％SrO,且在其它实施方式中,包含最高达约5摩尔％MgO,最高达约0.2摩尔％CaO,和最高达约0.2摩尔％SrO。在一些实施方式中,MgO、CaO和SrO的总量小于或等于约0.2摩尔％。在其它实施方式中,碱土氧化物只以痕量污染物水平(即,≤100ppm)存在。又在其它实施方式中,玻璃基本上不含碱土氧化物。
玻璃还可包含较低浓度的至少一种澄清剂例如SnO2,CeO2,As2O3,Sb2O5,Cl-,F-等，从而有助于在熔融过程中消除气体包含物。在一些实施方式中,玻璃可包含最高达约0.7摩尔％SnO2,最高达约0.5摩尔％As2O3,和/或最高达约0.5摩尔％Sb2O3。在其它实施方式中,至少一种澄清剂可包含最高达约0.2摩尔％SnO2。
还可在熔融器中通过热的玻璃与基于氧化锆的耐火材料的接触来引入少量的ZrO2，因此监控玻璃中氧化锆的浓度对于判断储槽随时间的损蚀可能至关重要。在一些实施方式中,玻璃可包含最高达约0.1摩尔％ZrO2。玻璃还可包含较低浓度的Fe2O3,因为该材料是批料材料中的常见杂质。在一些实施方式中,玻璃可包含最高达约0.5摩尔％Fe2O3。
表1a.玻璃的示例性组成。
Figure BDA0000894012580000081
表1a.续
Figure BDA0000894012580000082
表1b.玻璃的示例性组成。
Figure BDA0000894012580000083
Figure BDA0000894012580000091
表1b.续
Figure BDA0000894012580000092
表1c.玻璃的示例性组成。
Figure BDA0000894012580000093
表1c.续
Figure BDA0000894012580000094
表1d.玻璃的示例性组成。
Figure BDA0000894012580000101
表1d.续
Figure BDA0000894012580000102
表1d.续
Figure BDA0000894012580000103
表1d.续
Figure BDA0000894012580000104
Figure BDA0000894012580000111
表2.表1a-d中所示玻璃的性质。
Figure BDA0000894012580000112
表2.续
Figure BDA0000894012580000113
表2.续
Figure BDA0000894012580000114
Figure BDA0000894012580000121
表2.续
Figure BDA0000894012580000122
表2.续
Figure BDA0000894012580000123
表2.续
Figure BDA0000894012580000124
Figure BDA0000894012580000131
表2.续
Figure BDA0000894012580000132
表2.续
Figure BDA0000894012580000133
还提供制备本文所述的玻璃的方法。所述方法包含提供玻璃熔体，该玻璃熔体包含Al2O3和P2O5中的至少一种以及SiO2、B2O3,其中该玻璃熔体基本上不含碱金属改性剂,和下拉该玻璃熔体来形成玻璃。在一些实施方式中,下拉该玻璃的步骤包含狭缝拉制玻璃熔体,且在其它实施方式中,包含对玻璃熔体进行熔合拉制。
在一些实施方式中,所述方法还包含提供芯体玻璃熔体，并熔合拉制该芯体玻璃熔体来形成芯体玻璃，该芯体玻璃的热膨胀系数小于包覆玻璃的热膨胀系数。然后，熔合拉制包覆玻璃熔体来形成包覆玻璃层，由此包覆玻璃层环绕芯体玻璃。包覆玻璃层处于至少约400MPa的压缩应力下。
因为基本上不含碱金属,本文所述的玻璃适用于薄膜晶体管(TFT)显示器应用。这些应用需要无碱的界面，这是因此碱性离子的存在会毒害薄膜晶体管。因此，离子交换的、含碱的玻璃不适用于这种应用。使用本文所述的无碱玻璃作为包覆层的玻璃层压件提供强化的玻璃产品以及无碱的界面。在一些实施方式中,无碱的玻璃还具有高退火点和应变点以减少热压实，这对于TFT显示器基材而言是理想的。本文所述的玻璃还可用于滤色片晶体管基材、盖板玻璃,或各种电子装置中的触摸界面。
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 (4)

1.一种制造玻璃的方法，该方法包括：
a.提供玻璃熔体，该玻璃熔体包含50摩尔%-75摩尔%的SiO2、大于0摩尔%至35摩尔%的B2O3、大于0摩尔%至20摩尔%的Al2O3、10.03摩尔%-20摩尔%的P2O5、和大于0摩尔%至0.5摩尔%Fe2O3，其中该玻璃熔体不含碱金属改性剂和碱土改性剂；和
b.下拉所述玻璃熔体来成形玻璃，其中所述玻璃具有下述性质中的至少一种：杨氏模量小于78GPa和在20℃-300℃的温度范围中平均的热膨胀系数小于38x10-7/℃，
其中，所述玻璃的应变点低于800℃，
其中该玻璃熔体是包覆玻璃熔体，且其特征在于，该方法还包括以下步骤：
a.提供芯体玻璃熔体；
b.熔合拉制该芯体玻璃熔体来形成芯体玻璃；和
c.熔合拉制该包覆玻璃熔体来形成环绕该芯体玻璃的包覆层玻璃，其中该芯体玻璃的热膨胀系数大于该包覆玻璃的热膨胀系数，且其中该包覆层处于至少100MPa的压缩应力下。
2.一种通过权利要求1的方法制造的玻璃，所述包覆层玻璃包含：50摩尔%-75摩尔%SiO2；大于0摩尔%至20摩尔%Al2O3；大于0摩尔%至35摩尔%B2O3；10.03摩尔%至20摩尔%P2O5；大于0摩尔%至0.5摩尔%Fe2O3；和最高达0.1摩尔%ZrO2，其中该玻璃不含碱金属改性剂和碱土改性剂，所述玻璃的应变点低于800℃。
3.如权利要求2所述的玻璃，其特征在于，所述包覆层玻璃包含：55摩尔%-72摩尔%SiO2；大于0摩尔%至16摩尔%Al2O3；8摩尔%-35摩尔%B2O3；10.03摩尔%-20摩尔%P2O5；最高达0.2摩尔%SnO2；和最高达0.1摩尔%ZrO2。
4.如权利要求2所述的玻璃，其特征在于，所述包覆层玻璃还包含至少一种澄清剂，该至少一种澄清剂包含SnO2、CeO2、As2O3、Sb2O5、Cl-和F-中的至少一种。
CN201480037375.3A 2013-05-09 2014-05-07 无碱的硼磷硅酸盐玻璃 Active CN105358497B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361821426P 2013-05-09 2013-05-09
US61/821,426 2013-05-09
PCT/US2014/037043 WO2014182753A1 (en) 2013-05-09 2014-05-07 Alkali-free phosphoborosilicate glass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105358497A CN105358497A (zh) 2016-02-24
CN105358497B true CN105358497B (zh) 2021-04-20

Family

ID=50897940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480037375.3A Active CN105358497B (zh) 2013-05-09 2014-05-07 无碱的硼磷硅酸盐玻璃

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9527767B2 (zh)
EP (1) EP2994434B1 (zh)
JP (1) JP6784592B2 (zh)
KR (1) KR102243019B1 (zh)
CN (1) CN105358497B (zh)
TW (2) TWI723298B (zh)
WO (1) WO2014182753A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9346699B2 (en) 2008-10-06 2016-05-24 Corning Incorporated Method of making a glass laminate having controlled strength
EP3831785A1 (en) 2013-08-15 2021-06-09 Corning Incorporated Alkali-doped and alkali-free boroaluminosilicate glass
JP6584013B2 (ja) 2013-08-15 2019-10-02 コーニング インコーポレイテッド Ｃｔｅが中程度から高いガラスおよびそれを備えたガラス物品
EP3122690A1 (en) * 2014-03-27 2017-02-01 Corning Incorporated Glass article
CN107207310A (zh) * 2014-12-08 2017-09-26 康宁股份有限公司 具有低压缩的层叠玻璃制品及其形成方法
EP3950616A1 (en) * 2015-06-02 2022-02-09 Corning Incorporated Laminated glass article with tinted layer
US11034134B2 (en) 2015-11-05 2021-06-15 Corning Incorporated Laminated glass article with determined modulus contrast and method for forming the same
TWI714698B (zh) * 2016-01-12 2021-01-01 日商日本電氣硝子股份有限公司 玻璃
CN106630618A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种防辐射的低熔点高弹性玻璃基板
NL2020896B1 (en) 2018-05-08 2019-11-14 Corning Inc Water-containing glass-based articles with high indentation cracking threshold
WO2019191350A1 (en) 2018-03-28 2019-10-03 Corning Incorporated Boron phosphate glass-ceramics with low dielectric loss
CN108483900A (zh) * 2018-06-05 2018-09-04 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种适用于浮法成型的低磷无碱玻璃配合料
CN108467197A (zh) * 2018-06-05 2018-08-31 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种适用于浮法成型的无碱玻璃配合料
CN109052936B (zh) * 2018-09-04 2021-11-05 中国南玻集团股份有限公司 硅酸盐玻璃及其制备方法、玻璃基板和显示器
TW202026257A (zh) 2018-11-16 2020-07-16 美商康寧公司 用於透過蒸氣處理而強化之玻璃成分及方法
TW202026261A (zh) * 2018-11-16 2020-07-16 美商康寧公司 可水蒸氣強化無鹼玻璃組成物
WO2020121966A1 (ja) * 2018-12-10 2020-06-18 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス
CN114127024B (zh) 2019-05-16 2023-10-24 康宁股份有限公司 具有蒸汽处理雾度抗性的玻璃组合物及其方法
GB202012825D0 (en) 2020-05-12 2020-09-30 Corning Inc Fusion formable and steam strengthenable glass compositions with platinum compatibility
TW202248010A (zh) 2021-03-30 2022-12-16 美商康寧公司 具有多孔層之抗反射紅外線傳輸積層玻璃製品
CN116854454B (zh) * 2023-07-11 2024-01-26 上海大学 一种微波介质陶瓷组合物、微波介质陶瓷材料及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6311543A (ja) * 1986-06-30 1988-01-19 Hoya Corp 低膨張ガラス
JP2003335548A (ja) * 2002-05-16 2003-11-25 Nippon Electric Glass Co Ltd 無アルカリガラス及びこれを用いたディスプレイ用ガラス基板
CN1460091A (zh) * 2001-02-01 2003-12-03 日本电气硝子株式会社 不含碱金属的玻璃以及用于显示器的玻璃板
CN101400616A (zh) * 2006-02-10 2009-04-01 康宁股份有限公司 用于保护玻璃的玻璃组合物及其制造方法和使用方法
WO2012147615A1 (ja) * 2011-04-25 2012-11-01 日本電気硝子株式会社 液晶レンズ用ガラス基板

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4350532A (en) 1980-09-08 1982-09-21 Minnesota Mining And Manufacturing Company Glass composition and articles
JPS6036349A (ja) 1983-08-05 1985-02-25 Ngk Spark Plug Co Ltd ガラス組成物
KR860008953A (ko) * 1985-05-23 1986-12-19 알프레드 엘. 마이클센 함수소 글라스 미세포말 및 가스- 세라믹과 그 제조 방법
SU1377250A1 (ru) 1985-12-23 1988-02-28 Предприятие П/Я В-2268 Стекло
AU8313891A (en) * 1990-07-11 1992-02-04 E.I. Du Pont De Nemours And Company Boron aluminum phosphates and boron aluminum phosphosilicates for electronic packaging
JPH06311543A (ja) 1993-04-20 1994-11-04 Oki Electric Ind Co Ltd 出力バッファ型自己ルーティングスイッチ
JP2002003240A (ja) 2000-06-19 2002-01-09 Nippon Electric Glass Co Ltd 液晶ディスプレイ用ガラス基板
DE10311802B4 (de) 2003-03-12 2006-03-02 Schott Ag Boroaluminosilikatglas und dessen Verwendung
KR101035826B1 (ko) 2003-12-30 2011-05-20 코닝 인코포레이티드 고 변형점 유리
JP4977474B2 (ja) * 2003-12-31 2012-07-18 コーニング インコーポレイテッド アルミニウムケイリン酸塩ガラス
US7201965B2 (en) * 2004-12-13 2007-04-10 Corning Incorporated Glass laminate substrate having enhanced impact and static loading resistance
DE102005034785B3 (de) * 2005-07-21 2007-01-25 Schott Ag Glaszusammensetzung ausschließlich bestehend aus Oxiden,welche bei Reaktion mit Fluor schon bei niedrigen Temperaturen flüchtige Fluoride ausbilden, sowie deren Verwendung
DE102008056323B8 (de) * 2007-11-21 2019-01-03 Schott Ag Verwendung von alkalifreien Aluminoborosilikatgläsern für Leuchtmittel mit außen- oder innenliegender Kontaktierung
JP5757451B2 (ja) * 2009-03-18 2015-07-29 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラス
US8486850B2 (en) 2010-09-13 2013-07-16 Schott Corporation Aluminophosphate glass composition
US9346703B2 (en) 2010-11-30 2016-05-24 Corning Incorporated Ion exchangable glass with deep compressive layer and high damage threshold
US8785336B2 (en) * 2011-03-14 2014-07-22 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Alkali-free glass
TWI572480B (zh) * 2011-07-25 2017-03-01 康寧公司 經層壓及離子交換之強化玻璃疊層

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6311543A (ja) * 1986-06-30 1988-01-19 Hoya Corp 低膨張ガラス
CN1460091A (zh) * 2001-02-01 2003-12-03 日本电气硝子株式会社 不含碱金属的玻璃以及用于显示器的玻璃板
JP2003335548A (ja) * 2002-05-16 2003-11-25 Nippon Electric Glass Co Ltd 無アルカリガラス及びこれを用いたディスプレイ用ガラス基板
CN101400616A (zh) * 2006-02-10 2009-04-01 康宁股份有限公司 用于保护玻璃的玻璃组合物及其制造方法和使用方法
WO2012147615A1 (ja) * 2011-04-25 2012-11-01 日本電気硝子株式会社 液晶レンズ用ガラス基板

Also Published As

Publication number Publication date
US9527767B2 (en) 2016-12-27
KR20160006715A (ko) 2016-01-19
TWI646065B (zh) 2019-01-01
KR102243019B1 (ko) 2021-04-22
TW201444781A (zh) 2014-12-01
JP6784592B2 (ja) 2020-11-11
JP2016517841A (ja) 2016-06-20
EP2994434B1 (en) 2021-07-21
EP2994434A1 (en) 2016-03-16
TW201920033A (zh) 2019-06-01
US20140335331A1 (en) 2014-11-13
CN105358497A (zh) 2016-02-24
WO2014182753A1 (en) 2014-11-13
TWI723298B (zh) 2021-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105358497B (zh) 无碱的硼磷硅酸盐玻璃
USRE49307E1 (en) Alkali-doped and alkali-free boroaluminosilicate glass
CN106414358B (zh) 耐划痕的硼铝硅酸盐玻璃
JP6776128B2 (ja) アルカリ添加および無アルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス
US11577988B2 (en) Borosilicate glasses with low alkali content

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant