CN107207315A - 具有扩散性对比反差的可离子交换芯层和包覆层的层叠玻璃制品及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

层叠玻璃制品具有第一层和与第一层相邻的第二层,所述第一层具有第一离子交换扩散度D0,所述第二层具有第二离子交换扩散度D1。D0/D1约为1.2至10,或者D0/D1约为0.05至0.95。用于制造层叠玻璃制品的方法包括:形成第一层,所述第一层具有第一离子交换扩散度D0,以及形成与第一层相邻的第二层,所述第二层具有第二离子交换扩散度D1。可以通过离子交换工艺对层叠玻璃制品进行强化,从而形成的强化层叠玻璃制品具有约为8‑100μm层深度的压缩应力层。

Description

具有扩散性对比反差的可离子交换芯层和包覆层的层叠玻璃 制品及其制造方法
本申请要求2014年8月28日提交的美国临时申请第61/043011号的优先权,其全文通过引用结合于此。
背景技术
技术领域
本说明书一般地涉及层叠玻璃制品,更具体地,涉及在相邻层之间具有离子交换扩散性对比反差的层叠玻璃制品。
技术背景
便携式电子器件,例如智能手机,是蓬勃发展的行业。尽管使用了化学强化玻璃作为便携式装置的覆盖玻璃,但是覆盖玻璃的破损仍然是该行业遭遇的问题。但是,仅仅通过增加压缩应力层的深度和/或压缩应力来增加强化玻璃的抗破坏性可能导致不符合已知应用的易碎性要求的强化覆盖玻璃。
因此,仍然存在对于强化玻璃的需求,该强化玻璃具有增加的抵抗破损的抗破坏性同时符合工业的易碎性要求。
发明内容
根据一个实施方式,揭示了一种层叠玻璃制品,其包括第一层和与第一层相邻的第二层,所述第一层包括第一离子交换扩散度D0,所述第二层包括第二离子交换扩散度D1。D0/D1约为1.2至10。
根据另一个实施方式,揭示了一种层叠玻璃制品,其包括第一层和与第一层相邻的第二层,所述第一层包括第一离子交换扩散度D0,所述第二层包括第二离子交换扩散度D1。D0/D1约为0.05至0.95。
根据另一个实施方式,揭示了一种制造层叠玻璃制品的方法,该方法包括:形成具有第一离子交换扩散度D0的第一层,以及形成与第一层相邻、且具有第二离子交换扩散度D1的第二层。D0/D1约为1.5至10,或者D0/D1约为0.05至0.95。可以通过离子交换工艺对层叠玻璃制品进行强化,从而形成的强化层叠玻璃制品具有约为8-100μm层深度的压缩应力层。
在以下的详细描述中给出了本发明的附加特征和优点,通过所作的描述,其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言是显而易见的,或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所描述的实施方式而被认识。
应理解,前面的一般性描述和以下的详细描述都描述了各种实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步理解,附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各种实施方式,且与描述一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1A示意性显示根据本文所示和所述实施方式的具有2n+1层的层叠玻璃制品;
图1B示意性显示根据本文所示和所述实施方式的具有三层的层叠玻璃制品;
图2示意性显示用于形成根据本文所示和所述实施方式的层叠玻璃制品的设备;
图3示意性显示用于形成根据本文所示和所述实施方式的具有三层的层叠玻璃制品的设备;
图4示意性显示用于形成根据本文所示和所述实施方式的具有七层的层叠玻璃制品的设备;
图5示意性显示根据本文所示和所述实施方式的阈值中心张力的图;
图6显示根据本文所示和所述实施方式的三层层叠玻璃制品的应力曲线图,其中,芯层的离子交换扩散度高于包覆层;
图7显示根据本文所示和所述实施方式的三层层叠玻璃制品的应力曲线图,其中,芯层的离子交换扩散度高于包覆层;
图8显示根据本文所示和所述实施方式的三层层叠玻璃制品的应力曲线图,其中,芯层的离子交换扩散度低于包覆层;
图9显示根据本文所示和所述实施方式的三层层叠玻璃制品的应力曲线图,其中,芯层的离子交换扩散度低于包覆层;
图10显示根据本文所示和所述实施方式的具有不同层深度的三层层叠玻璃制品的应力曲线图;
图11显示根据本文所示和所述实施方式的具有五层的层叠玻璃制品的应力曲线图;以及
图12显示经受二步骤离子交换过程的层叠玻璃制品的应力曲线图。
具体实施方式
表面压缩应力和压缩应力层深度(下文称作层深度或DOL)常被用于对化学强化玻璃进行表征。当计算应力曲线时,如同测量DOL上的压缩应力,先前认为应力曲线的形状是线性的或者符合补余误差函数。但是,在压缩应力层的整个深度上控制应力曲线能够对具有足够强度和所需易碎性特性的覆盖玻璃进行加工。
之前,为了增加强化玻璃的抗破坏性,进行二步骤离子交换过程,但是二步骤离子交换过程通常涉及离子交换浴浓度和温度的复杂组合,以避免不合乎希望的表面张力。因此,通常难以执行二步骤离子交换,并且其是相当昂贵的。此外,尝试使用低于玻璃应变点的热处理来改善强化玻璃的抗破坏性,但是该额外热处理增加了形成玻璃的成本和复杂度。
本文所揭示的实施方式通过形成在芯层与包覆层之间具有对比反差的离子交换扩散度的层叠玻璃制品,解决了上述问题。
层叠玻璃制品通常包括熔合到一起形成单个整体的两层或更多层玻璃。在一些实施方式中,层叠玻璃制品包括玻璃片。玻璃片可以是基本平面(例如平坦)或者非平面的(例如曲面)。在其他实施方式中,层叠玻璃制品包括形成或成型包括三维(3D)形状的玻璃制品。例如,可以通过对玻璃片进行模制或成型,来形成成形玻璃制品,以提供所需的3D形状。根据一些实施方式的层叠玻璃制品的结构如图1A和1B所示,其示意性显示具有2n+1层的层叠玻璃制品,其中,n是包覆层的数量。在各个实施方式中,玻璃层可以包括玻璃材料、玻璃-陶瓷材料,或其组合。在图1A所示的实施方式中,层叠玻璃制品100包括芯层110和n层包覆层121a-122b。在图1A中,在芯层的一侧上的包覆层(例如121a和122a)具有在芯层110的相对侧上的对应包覆层121b和122b。在图1A中,包覆层121a-122b的每一层显示具有基本相同的厚度。但是,应理解的是,在其他实施方式中,包覆层121a-122b的每一层可具有不同厚度,可以对其进行改性以控制层叠玻璃制品100的应力曲线。
在一些实施方式中,包覆层121a与芯层110之间的界面,和/或包覆层121b与芯层110之间的界面(或者其他相邻玻璃层之间的界面)是不含任何粘结材料的(例如,粘合剂、涂层或者添加或构造成使得各玻璃层粘合的任意非玻璃材料)。因此,包覆层121a和121b熔合到或者直接施加到芯层110,或者与玻璃芯层110直接相邻。在一些实施方式中,层叠玻璃制品包括布置在芯层110与包覆层121a和121b之间的一层或多层中间层。例如,中间层包括中间玻璃层和/或扩散层,其形成在芯层110与包覆层121a和121b的界面处(例如,通过使得玻璃芯层和玻璃包覆层的一个或多个组分扩散进入扩散层中)。在一些实施方式中,层叠玻璃制品包括玻璃-玻璃层叠体(例如,原位熔合的多层玻璃-玻璃层叠体),其中,直接相邻的玻璃层之间的界面是玻璃-玻璃界面。
在一些实施方式中,对应的包覆层可具有相似厚度。在如图1A所示的实施方式中,在包覆层121a和122a以及包覆层121b和122b之间可以布置任意数量的包覆层。包覆层的数量仅仅受到所需的层叠玻璃制品100的厚度以及所需的应力曲线的限制。在一些实施方式中,相邻层(例如,直接相邻层)具有对比反差的离子交换扩散度。如本文所用,离子交换扩散度可以定义为离子交换过程中所涉及的离子的相互扩散系数或互相扩散系数。离子的互相扩散或相互扩散可以由菲克第二定律描述,其在一维情况下如下所示:
其中,x是玻璃厚度方向的坐标,c是离子(例如,K+)浓度,J是浓度通量,以及D是有效互相扩散度,如J.Crank的扩散数学(The Mathematics of Diffusion),第二版,牛津科学出版社(2001)所定义。如本文所用,相邻指的是层相互层叠,并且相互物理接触或者在其间形成了扩散层。例如,在一些实施方式中,芯层110的离子交换扩散度可以高于包覆层121a和121b中的至少一层。在其他实施方式中,芯层110的离子交换扩散度可以低于包覆层121a和121b中的至少一对。在一些实施方式中,芯层110可以不是可离子交换的。
在一些实施方式中,包覆层121a-122b的每一层的玻璃组成可以是相同的。在其他实施方式中,对应的包覆层对的玻璃组成(例如,121a和121b对以及122a和122b对)可以是相同的,但是不同包覆层对的玻璃组成可以是不同的。例如,在一些实施方式中,包覆层121a和121b可以具有相同玻璃组成,以及包覆层122a和122b可以具有相同玻璃组成,但是包覆层121a和121b的玻璃组成可以不同于包覆层122a和122b的玻璃组成。在其他实施方式中,包覆层121a-122b的每一层的玻璃组成可以是不同的。因此,在一些实施方式中,相邻包覆层可以具有对比反差的离子交换扩散度。
图1B示意性显示层叠玻璃制品100,其中,n=1。层叠玻璃制品100包括芯层110以及两层包覆层121a和121b。在图1B所示的实施方式中,包覆层121a和121b具有基本相同或者相同厚度。但是,应理解的是,取决于所需的层叠玻璃制品100的应力曲线,包覆层121a和121b可以具有不同厚度。在一些实施方式中,芯层110包括高于包覆层121a和121b中的一层或多层的离子交换扩散度。在其他实施方式中,芯层110包括低于包覆层121a和121b中的一层或多层的离子交换扩散度。在一些实施方式中,芯层可以不是可离子交换的。在一些实施方式中,包覆层121a和121b包括相同的离子交换扩散度。在其他实施方式中,包覆层121a和121b包括不同离子交换扩散度。
可以通过任何合适工艺形成层叠玻璃的实施方式,例如上文所揭示的层叠玻璃制品100。在一些实施方式中,可以采用例如美国专利第4,214,886号所揭示的溢流熔合工艺来形成层叠玻璃制品100,其全文通过引用结合入本文。
现参见图2和3,显示用于形成层叠玻璃的设备200的实施方式。设备200包括位于下部分配器222的中心上方的上部分配器212。上部分配器212具有沿其纵向形成的通道214,其受到侧壁215的限制,所述侧壁215具有纵向线性延伸的上部坝或堰表面216以及侧壁外表面217,所述侧壁外表面217终止于它们的下端218,其空间位置高于下部分配器222。通道214具有倾斜的底表面219,其从分配器的入口端(通过玻璃传递管220给料)到分配器的相对端处的堰表面216逐渐向上变细。一对端坝221延伸穿过通道214,并限制了由其发生溢流的纵向程度。
下部分配器221也提供由开口朝上的纵向延伸的溢流通道224,其受到侧壁225的限制,所述侧壁225具有纵向延伸的线性上部坝或堰表面226以及基本垂直的侧壁外表面227。通道224提供有倾斜的底表面229,其从提供有玻璃传递管230的入口端到分配器的相对端处的上堰表面226向上延伸。延伸穿过溢流通道224的端部的一对端坝231不仅限制了堰表面226上的纵向流,还在上部分配器212的侧壁外表面217的底边缘218与下部分配器222的上堰或坝表面226之间提供了最小间距,从而允许来自下部分配器的玻璃溢流。上部和下部分配器独立支撑,并且它们可以视需要相互相对于彼此进行调节。会注意到的是,上部分配器212的侧壁215的下边缘218基本平行于下部分配器的上堰表面226。
下部分配器222具有楔形片玻璃成型元件部分232,其提供有一对向下会聚成形表面224,该成形表面在它们的上端与外侧壁表面227的下端228交汇,并且在它们的下端会聚终止于根部部分或拉制线236。
在图2和3所示设备的操作中,通过玻璃传递管230的方式将熔融芯层玻璃110传递到通道224的入口端。维持芯层玻璃110的下有效头部,因此熔融材料流入通道224而没有发生浪涌或搅动。然后熔融玻璃向上涌出通道224的平行上坝或堰表面226,并向下流过每个侧壁225的外侧表面227,然后分别沿着相对布置的玻璃成形部分232的会聚成形表面234向下流动。同时,通过玻璃传递管220的方式将熔融包覆玻璃121传递到通道214的入口端,其中,熔融材料涌出通道214的平行上坝或堰表面216,分开,并分别向下流过侧壁215的外侧壁表面217,并流到芯层110的上表面上,在该位置,其沿着芯层110的外表面部分240向下流动。在楔形片成型元件部分232的底部,分开的层叠流重新汇聚形成单复合或层叠片100,其具有芯层110以及芯层110的每一侧上的包覆层121a和121b。
现参见图4,显示用于形成七层层叠玻璃制品100的成形设备400的实施方式,所述七层层叠玻璃制品100包括:芯层110,芯层的每一侧上的第一组包覆层121a和121b,第一组包覆层121a和121b的相对侧上的第二组包覆层410a和410b,以及叠在第二组包覆层410a和410b上外包覆层122a和122b。
在图4所示的实施方式中,最上方分配器450具有通道452,包覆玻璃从该通道452溢流并向下流过相对侧,从而在其下的分配器454上溢流的玻璃上形成包覆层。显示分配器454具有两个溢流通道456、458,它们被升高的中心壁460分开,从而使得包覆层410a进料到通道456并仅在分配器454的外侧壁上溢流,而包覆层410b进料到通道458并在分配器454的相对侧壁上溢流。布置在分配器454下方的另一个分配器462具有通道464,其将包覆层121a和121b向下进料到通道的相对侧壁上。最后,布置在分配器462下方的分配器466具有通道468,其将芯层玻璃110向下进料到分配器466的会聚侧壁上。因此,通道468将芯层玻璃分配到分配器466的向下相对侧上,通道466在芯层玻璃110的两个流的外表面上供给第一组包覆层121a、121b,分配器454的通道456在第一组包覆层121a的一个流的外表面上供给包覆层410a,而分配器454的通道458在第一组包覆层121b的另一个的外表面上供给另一包覆层410b,以及最后,分配器450的通道452分别在包覆层410a、410b的外表面上供给包覆层122a、122b,从分配器400的底部收回形成七层层叠玻璃制品100。图4仅仅是分配器如何相互一个布置在另一个上的各种组合的示意图,并且应理解的是,可以使用分配器的各种组合。
一旦形成了层叠玻璃制品100,则可以通过化学强化工艺(例如离子交换处理)将压缩应力引入层叠玻璃制品100。虽然可以使用任意合适的离子交换处理,但是在一些实施方式中,离子交换处理包括将层叠玻璃制品浸入熔盐浴中,所述熔盐浴含有较大离子(例如,K+和Na+),其与玻璃基质中的较小离子(例如,Na+和Li+)发生交换。例如,含碱金属的玻璃的离子交换可以通过以下方式实现:浸入至少一种包含较大碱金属离子的盐(例如,硝酸银、硫酸盐和氯化物)的熔盐浴中。例如,在一些实施方式中,熔盐浴是熔融KNO3、熔融NaNO3,或其混合物。在一些实施方式中,熔盐浴的温度约为380-450℃,以及浸泡时间约为2-16小时。在其他实施方式中,离子交换处理包括向层叠玻璃制品的一个或多个表面施涂离子交换介质。离子交换介质包括:溶液、糊料、凝胶或者包含待与玻璃基质中的较小离子发生交换的较大离子的其他合适介质。通过在层叠玻璃制品的表面处用较大离子替换玻璃基质中的较小离子,随着玻璃的冷却形成压缩应力,并且将较大离子推到一起。此类压缩表面产生强化玻璃,其相比于未强化玻璃更为抗破坏。
在一些实施方式中,熔盐浴包括基本纯的熔融盐。例如,熔盐浴包含基本纯的或者纯的KNO3,K+的有效摩尔分数至少约为95%、至少约为98%、至少约为99%、或者约为100%。在其他实施方式中,熔盐浴包括中毒盐(poisoned salt)。例如,熔盐浴包含中毒的KNO3,K+的有效摩尔分数小于约90%、小于约85%、或者约80%。K+的有效摩尔分数是通过用K+的摩尔百分比除以Na+和K+的摩尔百分比总和计算得到的。在一些实施方式中,离子交换过程包括两个离子交换过程。第一离子交换过程包括将层叠玻璃制品暴露于包含基本纯的盐的第一盐。第二离子交换过程包括将层叠玻璃制品暴露于包含中毒盐的第二盐。
可能希望增加玻璃中的压缩应力,例如改善玻璃的抗破坏性。在一些实施方式中,层叠玻璃制品中的最大压缩应力可以约为300-1000MPa,例如约为500-900MPa。在一些实施方式中,层叠玻璃制品中的最大压缩应力可以约为600-800MPa,例如约为650-750MPa。
除了压缩应力之外,压缩应力层的深度(也称作DOL)也对层叠玻璃制品的强度具有贡献。DOL表示压缩应力层延伸进入玻璃制品的厚度方向上的距离,这是从玻璃制品的外表面开始测量的。例如,通常来说,DOL越深,玻璃的抗破坏性越好。但是,当DOL过于深入玻璃时,功能性可能受损。因此,应该对DOL进行选择,以平衡所需的玻璃强度和玻璃功能性。例如,在一些实施方式中,DOL大于最外包覆层的厚度,从而离子扩散进入与最外包覆层相邻的层,从而允许使用离子交换扩散度差异来操控应力曲线。在一些实施方式中,DOL可以约为8-150μm,例如约为10-120μm。在其他实施方式中,DOL可以约为50-150μm,例如约为70-150μm。在其他实施方式中,DOL可以约为15-100μm,例如约为20-90μm。在其他实施方式中,DOL可以约为25-85μm,例如约为30-80μm。在其他实施方式中,DOL可以约为35-75μm,例如约为40-70μm。在一些实施方式中,DOL可以约为45-60μm。在一些实施方式中,DOL可以约为8-80μm,例如约为10-60μm,或者甚至约为25-50μm。
如上文所述,当确定层叠玻璃制品的抗破坏性时,通常考虑压缩应力和DOL。但是,在具有补余误差函数形状或线性形状的应力曲线的玻璃中增加压缩应力和DOL会导致玻璃易碎性超过可接受的限值。
易碎性行为(本文也称作“易碎性”)指的是玻璃的极端碎裂行为,如美国专利第8,075,999号所述,其全文通过引用结合入本文。易碎性行为是在层叠玻璃中建立过高内部或中心张力的结果,导致在破裂后层叠玻璃制品的暴力或充满能量的碎裂。在层叠或者化学强化(例如,离子交换强化)的玻璃制品中,当玻璃的中心的拉伸应力平衡层叠玻璃的表面或外部区域中的压缩应力提供了足够的能量导致多个碎片枝化从制品喷射出或“投掷出”小的玻璃片或颗粒时,会发生易碎性行为。此类射出的速度是玻璃制品中作为中心张力储存的过量能量的结果。
玻璃的易碎性与中心张力和压缩应力有关。具体来说,对于具有补余误差函数形状或线性形状的应力曲线的玻璃,可以从压缩应力估算玻璃制品内的中心张力。靠近表面(即,100μm内)测量压缩应力,得到最大压缩应力值和测得的DOL。压缩应力(CS)和中心张力(CT)之间的关系如下式:
CT≈(CS·DOL)/(t-2DOL) (1),
式中,t是玻璃制品的厚度。除非另有说明,否则本文的中心张力CT和压缩应力CS的单位是兆帕斯卡(MPa),而厚度t和层深度DOL的单位为毫米。可以为玻璃制品设计或提供的压缩层的深度DOL和压缩应力CS的最大值受到此类易碎性行为的限制。因此,易碎性行为是各种玻璃设计中考虑的一个因素。
因此,为了避免易碎性,可以将玻璃设计成中心张力处于或者低于玻璃制品的临界或阈值中心张力,以避免被其他物体撞击之后的易碎性,同时考虑压缩应力和DOL这两者。参见图5,将开始发生不可接受的易碎性行为的阈值中心张力绘制成厚度t的函数。阈值中心张力是基于实验观察行为。阈值中心张力(TCT)可描述为如下等式:
TCT(MPa)=-38.7(MPa/mm)·ln(t)(mm)+48.2(MPa) (2)。
因此,取决于玻璃的厚度,可以控制中心张力以及压缩应力和DOL。迄今为止,通常认为强化玻璃的应力曲线是固定的,因而,认为仅可以通过减小压缩应力和DOL中的至少一个来对中心张力进行改性。但是,通过形成在层叠玻璃制品的相邻层之间具有对比反差的离子交换扩散度的层叠玻璃制品,可以对中心张力进行改性而不用牺牲压缩应力或DOL。
再次参见图1,为了提供离子交换扩散度的对比反差,在一些实施方式中,芯层110和至少一层包覆层121a-122b可以由不同玻璃组合物制得,从而离子交换介质中的靶离子(例如,K+和Na+)扩散进入所述至少一层包覆层121a-122b比进入芯层110更快。在其他实施方式中,芯层110和所述至少一层包覆层121a-122b可以由不同玻璃组合物制得,从而离子交换溶液中的靶离子扩散进入芯层110比进入所述至少一层包覆层121a-122b更快。在芯层110和至少一层包覆层121-122b之间采用该对比反差离子交换扩散度,能够平衡层叠玻璃制品100的应力曲线,从而层叠玻璃制品100符合高表面压缩应力、DOL和中心张力的要求。
在一些实施方式中,芯层110的离子交换扩散度高度包覆层121a-122b,以及离子交换浴中的靶离子(例如K+)在包覆层121-122b中扩散缓慢并且当它们抵达芯层时明显加速。因此,单步骤离子交换工艺能够产生各种经加工的应力曲线,相比于常规玻璃(应力曲线为补余误差函数形状或者线性形状),其具有高的表面压缩应力和深的DOL。
现参见图6,显示具有芯层和两层包覆层的三层叠玻璃制品的应力曲线的图示。在本文所述的应力曲线中,压缩应力显示为y轴正轴,以及拉伸应力显示为y轴负轴。但是,拉伸应力的值是正值(例如,应力曲线所示的数值大小)。用于生产图6图形的层叠玻璃制品全都具有80μm的DOL,每层包覆层的包覆厚度为10μm,以及层叠玻璃制品的总厚度为0.7mm。对于图6所示的三层叠玻璃制品的实施方式,包覆层的离子交换扩散度(D1)保持恒定在120μm2/小时,芯层的离子交换扩散度(D0)发生变化以实现芯层与包覆层之间的各种对比反差离子交换扩散度,测定为D0/D1比。在图6中(以及图示显示应力曲线的其他附图中),每个样品的中心张力(单位,MPa)是应力停止下降并且开始变平坦的点。
如图6中的点线所示,样品1不具有对比反差离子交换扩散度(即,D0/D1=1)。通过浸入470℃的KNO3熔盐浴中持续660分钟的时间,对样品1进行离子交换。从图6可以看出,样品1的最大压缩应力约为740MPa,并且其位于层叠玻璃制品的表面处(即,0μm的深度)。在样品1中,从层叠玻璃制品的表面到DOL(80μm),压缩应力逐渐下降。样品1的中心张力约为94MPa。但是,如图5所示曲线显示的那样,对于0.7mm厚的玻璃制品的阈值中心张力(TCT)约为63MPa。因此,对于0.7mm厚的玻璃制品,样品1的中心张力超过TCT,这导致不可接受的易碎性。
通过增加芯层的离子交换扩散度从而产生芯层的离子交换扩散度与包覆层的离子交换扩散度之间的对比反差导致应力曲线向左偏移,以及即使当DOL和压缩应力保持恒定时,层叠玻璃制品的中心张力下降。图6中的样品2(表示为虚线)在其表面处具有与样品1相同的最大压缩用力,约740MPa。样品2还具有约80μm的DOL,这与样品1相同。但是,芯层的离子交换扩散度增加到240μm2/小时,得到D0/D1=2,这增加了特别是在包覆层中的压缩应力的降低速率。此外,通过将层叠玻璃制品浸入470℃的KNO3熔浴中持续360分钟来对样品2的玻璃进行离子交换,这相比于样品1明显减少了离子交换持续时间。芯层与包覆层之间的这种中等程度的离子交换扩散度的对比反差使得应力曲线发生偏移,从而样品2的玻璃的中心张力约为81MPa。该中心张力仍然高于如图5曲线所示的0.7mm厚层叠玻璃的63MPa的阈值中心张力,但是这表明通过增加D0/D1之比,可以减少层叠玻璃制品的中心张力而不牺牲压缩应力或DOL。
图6中的样品3(其显示为实线)进一步显示,在芯层与包覆层之间提供离子交换扩散度的对比反差,使得应力曲线向左偏移,并且可用于提供能够符合所需的压缩应力、DOL和易碎性限值的层叠玻璃制品。图6的样品3在其表面处具有约740MPa的最大压缩应力,以及80μm的DOL,这与样品1和样品2的压缩应力和DOL相同。但是,样品3的玻璃的芯层中的离子交换扩散度增加到600μm2/小时,得到D0/D1=5的比例。在470℃的温度下,通过将层叠玻璃制品浸入KNO3熔浴中持续170分钟,对样品3的层叠玻璃制品进行离子交换。从图6可以看出,压缩应力下降更为快速,特别是在包覆层中。这使得应力曲线向左偏移的程度使样品3的中心张力约为60MPa,这低于如图5所示的0.7mm厚层叠玻璃制品的63MPa的阈值中心张力,表明样品3的层叠玻璃制品的易碎性是可接受的。因此,样品3的层叠玻璃制品能够符合工业易碎性要求并且维持之前所认为的无法符合工艺易碎性标准的玻璃的压缩应力和DOL。
不希望受限于任何特定理论,相信通过提供芯层的离子交换扩散度高于包覆层的层叠玻璃制品,来自离子交换溶液的靶离子(例如,K+)会较为缓慢地扩散通过包覆层并且当它们抵达芯层时发生加速。因此,通过与离子交换溶液接触,包覆层更靠近包覆层表面的区域会具有高的靶离子停留时间,从而允许更多的靶离子替换玻璃基质中较小离子,并增加压缩应力。但是,相比于包覆层更靠近表面的区域,包覆层较为远离表面的区域会具有较低的靶离子停留时间。包覆层较为远离表面的区域还受到芯的较高离子交换扩散度的不利影响。当靶离子抵达芯时,它们发生加速;从而,从包覆层最靠近芯的区域拉拽靶离子,因而降低了靶离子在包覆层最靠近芯的区域的停留时间。因此,靶离子在包覆层的表面处的停留时间与其在包覆层与芯直接相邻的部分中的停留时间之间存在大的差异,这导致压缩应力的下降速率增加,如图6的样品3所示。但是,由于靶离子在芯中的高离子交换扩散度,图6中样品3的图形快速变平坦,允许样品3的玻璃制品具有低中心张力,相比于具有较低的D0/D1比例的玻璃制品样品而言。
现参见图7,提供了三层玻璃层叠体的两个额外样品。图7中的点线表示如上文关于图6所述的样品1的玻璃制品,其用作参比样品(其中,D0/D1=1)。类似于样品1-3,图7中分别表示为虚线和实线的样品4和样品5的玻璃的应力曲线分别在它们的表面处具有约740MPa的最大压缩应力、约80μm的DOL以及约0.7mm的层叠玻璃制品总厚度。此外,类似于样品1-3,在样品4和样品5中,包覆层的离子交换扩散度(D1)是120μm2/小时。但是,不同于样品1-3,样品4和样品5的包覆层分别是25μm厚。
在样品4中,芯层的离子交换扩散度是240μm2/小时,得到D0/D1=2。在470℃的温度下,通过浸入KNO3熔浴中持续420分钟,对样品4的玻璃制品进行离子交换。如图7所示,通过包覆层的压缩应力快速下降,在芯层中下降较为缓慢。这导致相比于样品1的应力曲线(其中,D0/D1=1),样品4的应力曲线的向左偏移。样品4的中心张力约为78MPa,这仍然高于如图5所示的厚度为0.7mm的玻璃制品的63MPa的阈值中心张力。
在样品5中,芯层的离子交换扩散度是600μm2/小时,得到D0/D1=5。在470℃的温度下,通过浸入KNO3熔浴中持续250分钟,对样品5的玻璃制品进行离子交换。如图7所示,通过包覆层的应力曲线快速下降,在芯层中下降较为缓慢。这导致相比于样品1的应力曲线(其中,D0/D1=1)以及相比于样品4,样品5的应力曲线的向左偏移。样品5的中心张力约为60MPa,这低于如图5所示的厚度为0.7mm的玻璃的63MPa的阈值中心张力。因此,样品5的玻璃制品符合工业易碎性要求同时维持了高的压缩应力和DOL。
因此,例如,图7显示对于允许应用的层叠玻璃制品,用相邻层增加对比反差离子交换扩散度的包覆层的厚度有助于中心张力下降,这允许层叠玻璃制品符合工业易碎性要求同时维持高的压缩应力和DOL。
图6和图7所示的上述实施方式显示芯层中的离子交换扩散度高于包覆层的对比反差离子交换扩散度。但是,在一些实施方式中,芯层的离子交换扩散度低于包覆层。在这些实施方式中,离子交换浴的靶离子(例如,K+)在包覆层中扩散较快,并且当它们抵达芯时明显减速。因此,仅单步骤离子交换能够产生各种经加工的应力曲线,相比于常规玻璃制品(应力曲线为补余误差函数形状或者线性形状),其具有高的表面压缩应力和深的层深度。
现参见图8,提供了具有芯层和两层包覆层的三层叠玻璃制品的应力曲线的图示。用于生产图8图形的层叠玻璃制品全都具有50μm的DOL,每层包覆层的包覆厚度为8μm,以及层叠玻璃的总厚度为0.7mm。对于图8所示的三层叠玻璃制品的实施方式,包覆层的离子交换扩散度(D1)保持恒定在120μm2/小时,芯层的离子交换扩散度(D0)发生变化以实现芯层与包覆层之间的对比反差离子交换扩散度。
如图8中的实线所示,样品6不具有对比反差离子交换扩散度(即,D0/D1=6)。通过浸入440℃的KNO3熔盐浴中持续180分钟的时间,对样品6进行离子交换。从图8可以看出,样品6的最大压缩应力约为740MPa,并且其位于层叠玻璃制品的表面处(即,0μm的深度)。在样品6中,从层叠玻璃制品的表面到压缩应力层深度(50μm),压缩应力下降。样品6的中心张力约为49MPa,这低于如图5所示的0.7mm厚的层叠玻璃制品的TCT。
在芯层的离子交换扩散度与包覆层的离子交换扩散度之间产生对比反差(其中,D0/D1<1),使得应力曲线向右偏移,并且层叠玻璃制品的压缩应力仍然非常深入DOL。图8中的样品7(表示为虚线)在其表面处具有与样品6相同的最大压缩用力,约740MPa。样品7还具有约50μm的DOL,这与样品6相同。但是,芯层的离子交换扩散度降低到60μm2/小时,从而D0/D1=0.5,这允许通过芯的压缩应力下降没有那么快。此外,在440℃的温度下,通过将层叠玻璃制品浸入KNO3熔浴中持续330分钟,对样品7的玻璃进行离子交换。芯层与包覆之间的这种中等程度的离子交换扩散度对比反差提供了图8中的应力曲线的向右偏移,得到压缩应力仍然非常深入DOL。
图8中的样品8(其表示为点线)进一步显示,在芯层与包覆层之间提供离子交换扩散度的对比反差,其中D0/D1<1,使得应力曲线向右偏移,并且可用于提供更深入DOL的高压缩应力。图8的样品8在其表面处具有约740MPa的最大压缩应力,以及50μm的DOL,这与样品6和样品7的压缩应力和DOL相同。但是,样品8的玻璃的芯层中的离子交换扩散度下降到24μm2/小时,得到D0/D1=0.2。在440℃的温度下,通过将层叠玻璃制品浸入KNO3熔浴中持续770分钟,对样品8的层叠玻璃制品进行离子交换。从图8可以看出,压缩应力下降更为缓慢,特别是在包覆层中。该(压缩应力下降的)速率降低,使得图8中的应力曲线向右偏移,允许压缩应力保持非常深入DOL。
不希望受限于任何特定理论,相信通过提供芯层的离子交换扩散度低于包覆层的层叠玻璃制品,来自离子交换溶液的靶离子(例如,K+)会较为快速地扩散通过包覆层并且当它们抵达芯层时发生减速。因此,通过整个包覆层的区域的靶离子的停留时间更为一致,并且降低了层叠玻璃制品的包覆部分中的压缩应力下降的速率。因此,在希望深入DOL的高压缩应力的应用中,D0/D1<1的层叠玻璃是有利的。
参见图9进一步阐述上述内容。在图9中,提供了三层层叠玻璃制品的2个额外样品(样品9和10)。图9中的实线表示如上文关于图8所述的样品6的玻璃,其用作参比样品(其中,D0/D1=1)。类似于样品6-8,图9中分别表示为虚线和点线的样品9和样品10的玻璃分别在它们的表面处具有约740MPa的最大压缩应力、约50μm的DOL以及约0.7mm的层叠玻璃制品总厚度。此外,类似于样品6-8,在样品9和样品10中,包覆层的离子交换扩散度(D1)是120μm2/小时。但是,不同于样品6-8,样品9和样品10的包覆层是25μm厚。
在样品9中,芯层的离子交换扩散度是120μm2/小时,得到D0/D1=0.5。在440℃的温度下,通过浸入KNO3熔浴中持续330分钟,对样品9的玻璃制品进行离子交换。如图9所示,相比于样品6,通过包覆层的应力曲线下降没有那么快,在芯层中下降较快。这导致相比于样品6的应力曲线(其中,D0/D1=1),样品9的应力曲线的向右偏移。因此,样品9的玻璃制品在约40μm的深度具有约350MPa的压缩应力,而样品6的玻璃制品在约40μm的深度具有约40MPa的压缩应力。
在样品10中,芯层的离子交换扩散度是24μm2/小时,得到D0/D1=0.2。在440℃的温度下,通过浸入KNO3熔浴中持续480分钟,对样品10的玻璃制品进行离子交换。如图9所示,通过包覆层的应力曲线下降没有那么快,在芯层中下降较为快速。这导致相比于样品6的应力曲线(其中,D0/D1=1)和样品9,样品10的应力曲线的向右偏移。因此,样品10的玻璃制品在约40μm的深度具有约510MPa的压缩应力,这远大于样品6和样品9这两者在约40μm的深度处的压缩应力。
因此,例如,图8和图9显示,对于希望高压缩应力深入压缩应力层的层叠玻璃制品,可以增加包覆层的厚度并提供D0/D1<1的对比反差离子交换扩散度。
在上述实施方式中,压缩应力和DOL已经保持恒定,以及通过调节D0/D1比例来改变中心张力或高压缩应力的深度。但是,应理解的是,可以改变这三个变量中的任意一个(压缩应力、DOL和中心张力),而另外两个保持恒定。例如,参见图10,压缩应力和中心张力可以保持恒定,以及通过改变D0/D1比例来改变DOL。
图10图示性显示具有芯层和两层包覆层的三层叠玻璃制品的应力曲线。在图10所示的每个玻璃制品样品中,包覆层分别是10μm厚,层叠玻璃制品是0.7mm厚,在层叠玻璃制品的表面处的最大压缩应力是776MPa,以及中心张力为63MPa(这是如图5所示的0.7mm厚的玻璃制品的阈值中心张力)。在图10所示的每个玻璃制品样品中,包覆层的离子交换扩散度是120μm2/小时,以及改变芯层的离子交换扩散度以提供不同D0/D1比例。
在样品11中(其表示为图10的点线),在芯层和包覆层之间没有对比反差离子交换扩散度,从而D0/D1=1。在440℃的温度下,通过将层叠玻璃制品浸入KNO3熔浴中持续260分钟,对该样品进行离子交换。如图10所示,应力曲线的斜率近似与样品1相同,以及样品11的DOL约为80μm。
在样品12中(其表示为图10中的虚线),芯层的离子交换扩散度是240μm2/小时,得到D0/D1=2。在440℃的温度下,通过将层叠玻璃制品浸入KNO3熔浴中持续210分钟,对该样品进行离子交换。如图10所示,应力曲线的斜率近似与样品2相同,以及样品12的DOL约为66μm。
在样品13中(其表示为图10中的实线),芯层的离子交换扩散度是600μm2/小时,得到D0/D1=5。在440℃的温度下,通过将层叠玻璃制品浸入KNO3熔浴中持续170分钟,对该样品进行离子交换。如图10所示,应力曲线的斜率近似与样品3相同,以及样品13的DOL约为57μm。
因此,图10显示可以通过改变芯层与包覆层之间的对比反差离子交换扩散度来改变DOL,同时将压缩应力和中心张力保持恒定。通过上文应理解的是,通过改变层叠玻璃制品的相邻层之间的对比反差离子交换扩散度,可以改变压缩应力、DOL和中心张力中的任意一个,同时保持其他变量恒定。
虽然上述实施方式涉及的是具有芯层和两层包覆层的层叠玻璃制品,但是应理解的是,可以使用具有任意包覆层数量的层叠玻璃制品。现参见图11,其图示性显示具有芯层和四层包覆层的层叠玻璃制品的应力曲线,图11所示的每个样品的包覆层厚度是20μm,层叠玻璃制品的厚度是0.7mm,层叠玻璃制品的表面处的最大压缩应力是776MPa,以及中心张力是63MPa(这是如图5所示的0.7mm厚的玻璃的阈值中心张力)。此外,在每个样品中,芯的离子交换扩散度(D0)是600μm2/小时,以及在每个样品中,第一包覆层(即与芯相邻的包覆层)的离子交换扩散度是120μm2/小时,对于每个样品,得到D0/D1=5。改变外侧包覆层的离子交换扩散度,从而实现不同的D2/D1比例。
在样品13中(其表示为图11的虚线),在第一包覆层与第二包覆层之间没有对比反差离子交换扩散度,从而D2/D1=1。在470℃的温度下,通过将层叠玻璃制品浸入KNO3熔浴中持续270分钟,对样品13的层叠玻璃制品进行离子交换。如图11所示,样品13的应力曲线的压缩应力较为一致地下降贯穿包覆层,然后随着靶离子接近具有较高离子交换扩散度的芯层,压缩应力较为不快速地下降。
在样品14中(其表示为图11中的点线),第二包覆层的离子交换扩散度是60μm2/小时,得到D2/D1=0.5。在470℃的温度下,通过将层叠玻璃制品浸入KNO3熔浴中持续300分钟,对样品14的层叠玻璃制品进行离子交换。如图11所示,相比样品13的压缩应力,样品14的应力曲线的压缩应力没有那么快地下降通过样品14的第二包覆层(即,从0μm深度到20μm深度)。但是,相比样品13的压缩应力,压缩应力较为快速地下降通过样品14的第一包覆层(即,从20μm的深度到40μm的深度)。压缩应力通过样品13和样品14的芯层的下降速率近似相同。
在样品15中(其表示为图11中的实线),第二包覆层的离子交换扩散度是240μm2/小时,得到D2/D1=2。在470℃的温度下,通过将层叠玻璃制品浸入KNO3熔浴中持续250分钟,对样品15的层叠玻璃制品进行离子交换。如图11所示,相比样品13的压缩应力,样品15的应力曲线的压缩应力更为快速地下降通过样品15的第二包覆层(即,从0μm深度到20μm深度)。但是,相比样品13的压缩应力,压缩应力没有那么快速地下降通过样品15的第一包覆层(即,从20μm的深度到40μm的深度)。压缩应力通过样品13和样品14的芯层的下降速率近似相同。
图11显示可以通过提供与相邻包覆层具有对比反差离子交换扩散度的包覆层,来对层叠玻璃制品的应力曲线进行改性。如图11所示,提供例如如样品14所示的离子交换扩散度低于相邻包覆层的第二包覆层,不仅压缩应力在该层中下降更为缓慢,而且压缩应力在相邻包覆层中下降更为快速。例如,相比于D2/D1=1的层叠玻璃制品,在样品14中,D2/D1=0.5导致第二包覆层(即从0μm深度到20μm的深度)中的压缩应力的缓慢下降,以及相比于D2/D1=1的层叠玻璃制品,在样品14中,第一包覆层(即从20μm深度到40μm的深度)中的压缩应力的更为快速下降。但是,提供例如如样品15所示的离子交换扩散度高于相邻包覆层的第二包覆层,导致压缩应力在该层中更为快速下降,而且还导致压缩应力在相邻包覆层中更为缓慢下降。例如,相比于D2/D1=1的层叠玻璃制品,在样品15中,D2/D1=2导致第二包覆层(即从0μm深度到20μm的深度)中的压缩应力的快速下降,以及相比于D2/D1=1的层叠玻璃制品,在样品15中,第一包覆层(即从20μm深度到40μm的深度)中的压缩应力的更为缓慢下降。因此,图11显示,在相邻包覆层中提供对比反差的离子交换扩散度影响了相邻层中的压缩应力下降,而无论相邻层的离子交换扩散度如何。例如,尽管样品13-15中的第一包覆层具有相同的离子交换扩散度,但是当与第一包覆层相邻提供具有对比反差离子交换扩散度的第二包覆层时,第一包覆层中的压缩应力下降的斜率受到第二包覆层的离子交换扩散度的影响。
虽然上文已经确定了层叠玻璃制品的示例性实施方式,但是应理解的是,以下原理可适用于层叠玻璃制品,而不用考虑这些层叠玻璃制品的具体性质。例如,在一些实施方式中,层叠玻璃制品的厚度可以约为0.075-4mm,例如约为0.3-2mm,例如约为0.4-1.75mm。在其他实施方式中,层叠玻璃制品的厚度可以约为0.5-1.5mm,例如约为0.6-1.25mm。在其他实施方式中,层叠玻璃制品的厚度可以约为0.7-1mm,例如约为0.8-0.9mm。
在一些实施方式中,包覆层的厚度可以约为3-100μm,例如约为5-50μm。在其他实施方式中,包覆层的厚度可以约为8-25μm,例如约为10-20μm。
在一些实施方式中,在层叠玻璃制品的两层相邻层之间存在对比反差离子交换扩散度,例如,芯层与相邻包覆层之间的对比反差离子交换扩散度,或者两层相邻包覆层之间的对比反差离子交换扩散度。一些实施方式包括在第一层与第二层之间具有对比反差离子交换扩散度的层叠玻璃制品,所述第一层具有离子交换扩散度D0,以及第二层具有离子交换扩散度D1,其中,D0/D1≠1。
在一些实施方式中,D0/D1可以大于1,例如约为1.2-10,或者甚至约为2-9.5。在其他实施方式中,D0/D1可以约为2-9,例如约为3-8.5。在其他实施方式中,D0/D1可以约为3.5-8,例如约为4-7.5。在其他实施方式中,D0/D1可以约为4.5-7,例如约为5-6.5。在其他实施方式中,D0/D1可以约为5.5至6。在其他实施方式中,D0/D1可以约为4-10,例如约为5-10,或者甚至约为6-10。
在一些实施方式中,D0/D1可以小于1,例如约为0.1-0.9,或者甚至约为0.2-0.8。在其他实施方式中,D0/D1可以约为0.3-0.8,例如约为0.4-0.7。在其他实施方式中,D0/D1可以约为0.5至0.6。在其他实施方式中,D0/D1可以约为0.15-0.6,例如约为0.2-0.5,或者甚至约为0.2-0.4。
在其他实施方式中,第一层的离子交换扩散度D0或者第二层的离子交换扩散度D1是零。
现参见图12,在一些实施方式中,可以使用第二离子交换工艺在DOL中引入埋入压缩峰。样品16是具有芯层和两层包覆层的层叠玻璃制品。样品16的层叠玻璃制品的总厚度为0.7mm、DOL为80μm以及每层包覆层的包覆厚度为8μm。包覆层的离子交换扩散度为120μm2/小时,以及芯层的离子交换扩散度为24μm2/小时。层叠玻璃制品首先浸入温度为390℃的纯KNO3熔浴中持续770分钟进行离子交换,实现如图12的点线所示的应力曲线。然后将层叠玻璃制品浸入中毒KNO3的第二熔浴中,其中,熔浴具有约80%的K+有效摩尔分数,其中,通过用K+的摩尔分数除以Na+和K+之和来计算K+有效摩尔分数。经受第二离子交换的层叠玻璃制品的应力曲线如图12的实线所示。第二步骤离子交换时间为20分钟,温度约为400℃。
在一些实施方式,层叠玻璃制品包括第一层和与第一层相邻的第二层,所述第一层包括第一离子交换扩散度D0,所述第二层包括第二离子交换扩散度D1,其中,D0/D1约为0.1-0.9。作为补充或替代,第一层是芯层以及第二层是包覆层;或者第一层是第一包覆层以及第二层是第二包覆层。作为补充或替代,层叠玻璃制品的中心张力小于采用下式(2)计算的阈值中心张力(TCT):
TCT(MPa)=-38.7(MPa/mm)·ln(t)(mm)+48.2(MPa) (2),
式中,t表示层叠玻璃制品的厚度。作为补充或替代,层叠玻璃制品包括如下压缩应力层,所述压缩应力层包括约为8-150μm或者约为50-150μm的层深度。作为补充或替代,压缩应力层包括约为300-1000MPa的最大压缩应力。作为补充或替代,D0/D1约为0.2-0.5,层叠玻璃制品包括如下压缩应力层,所述压缩应力层包括:约为8-80μm的层深度,在压缩应力层中约为500-900MPa的最大压缩应力,以及层叠玻璃制品的中心张力小于采用下式(2)计算的阈值中心张力(TCT):
TCT(MPa)=-38.7(MPa/mm)·ln(t)(mm)+48.2(MPa) (2),
式中,t表示层叠玻璃制品的厚度。
在一些实施方式,制造层叠玻璃制品的方法包括:形成第一层,所述第一层具有第一离子交换扩散度D0;以及形成与第一层相邻的第二层,所述第二层具有第二离子交换扩散度D1,其中,D0/D1约为0.1-0.9。作为补充或替代,第一层是芯层以及第二层是包覆层;或者第一层是第一包覆层以及第二层是第二包覆层。作为补充或替代,该方法还包括:通过离子交换工艺对层叠玻璃制品进行强化,从而形成的强化层叠玻璃制品具有约为8-100μm层深度的压缩应力层。作为补充或替代,对层叠玻璃制品进行强化包括将层叠玻璃制品浸入基本纯的KNO3熔浴中,持续约为2-16小时的时间,温度约为370-530℃。作为补充或替代,对层叠玻璃制品进行强化包括将层叠玻璃制品浸入K+有效摩尔分数小于约90%的第二KNO3熔浴中,持续约为0.2-1小时的时间,温度约为400℃。作为补充或替代,D0/D1约为0.2-0.5,层深度约为8-80μm,在压缩应力层中的最大压缩应力约为500-900MPa,以及层叠玻璃制品的中心张力小于采用下式(2)计算的阈值中心张力(TCT):
TCT(MPa)=-38.7(MPa/mm)·ln(t)(mm)+48.2(MPa) (2),
式中,t表示层叠玻璃制品的厚度。
本文所述的玻璃制品可用于各种应用,包括例如,消费者或商用电子器件中的覆盖玻璃或玻璃背板应用,包括例如,LCD、LED、OLED和量子点显示器、计算机监视器和自动取款机(ATM);触摸屏或触摸传感器应用;便携式电子器件,包括例如,移动电话、个人媒体播放器和平板电脑;集成电路应用,包括例如,半导体晶片;光伏应用;建筑玻璃应用;汽车或车辆玻璃应用;商用或家用电器应用;发光或信号(例如,静态或动态信号)应用;或者运输应用,包括例如,铁路和航空应用。
本领域的技术人员显而易见的是,可以在不偏离要求专利权的主题的精神和范围的情况下,对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因此,本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式,且这些修改和变化形式落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。

Claims (23)

1.一种层叠玻璃制品,所述层叠玻璃制品包括:
包括第一离子交换扩散度D0的第一层;以及
与所述第一层相邻且包括第二离子交换扩散度D1的第二层,
其中,D0/D1约为1.2至10。
2.如权利要求1所述的层叠玻璃制品,其特征在于,所述第一层是芯层,以及所述第二层是包覆层。
3.如权利要求1所述的层叠玻璃制品,其特征在于,所述第一层是第一包覆层,以及所述第二层是第二包覆层。
4.如权利要求1-3中任一项所述的层叠玻璃制品,其特征在于,所述层叠玻璃制品的中心张力小于采用下式(2)计算的阈值中心张力(TCT):
TCT(MPa)=-38.7(MPa/mm)·ln(t)(mm)+48.2(MPa) (2),
式中,t表示所述层叠玻璃制品的厚度。
5.如权利要求1-4中任一项所述的层叠玻璃制品,其特征在于,所述层叠玻璃制品包括层深度约为8-150μm的压缩应力层。
6.如权利要求5所述的层叠玻璃制品,其特征在于,所述层深度约为50-150μm。
7.如权利要求5或6所述的层叠玻璃制品,其特征在于,所述压缩层具有约为300-1000MPa的最大压缩应力。
8.如权利要求1-7中任一项所述的玻璃制品,其特征在于,所述层叠玻璃制品的厚度约为0.075-4mm。
9.如权利要求8所述的层叠玻璃制品,其特征在于,所述层叠玻璃制品的厚度约为0.3-2mm。
10.如权利要求1-9中任一项所述的层叠玻璃制品,其特征在于,所述第二层的厚度约为3-100μm。
11.如权利要求10所述的层叠玻璃制品,其特征在于,所述第二层的厚度约为5-50μm。
12.如权利要求1所述的层叠玻璃制品,其特征在于:
D0/D1约为5至10,
所述层叠玻璃制品包括层深度约为8-80μm的压缩应力层,
所述压缩应力层中的最大压缩应力约为600-900MPa,以及
所述层叠玻璃制品的中心张力小于采用下式(2)计算的阈值中心张力(TCT):
TCT(MPa)=-38.7(MPa/mm)·ln(t)(mm)+48.2(MPa) (2),
式中,t表示所述层叠玻璃制品的厚度。
13.一种用于制造层叠玻璃制品的方法,所述方法包括:
形成具有第一离子交换扩散度D0的第一层;以及
形成与所述第一层相邻且具有第二离子交换扩散度D1的第二层;
其中,D0/D1约为1.2至10。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述第一层是芯层,以及所述第二层是包覆层。
15.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述第一层是第一包覆层,以及所述第二层是第二包覆层。
16.如权利要求13-15中任一项所述的方法,所述方法还包括:通过离子交换过程对所述层叠玻璃制品进行强化,从而形成的强化层叠玻璃制品具有约为8-100μm层深度的压缩应力层。
17.如权利要求16所述的方法,其特征在于,对所述层叠玻璃制品进行强化包括:将所述层叠玻璃制品浸入基本纯的KNO3熔浴中,持续约为2-16小时的时间,所处的温度约为370-530℃。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于,对所述层叠玻璃制品进行强化包括将所述层叠玻璃制品浸入K+有效摩尔分数小于约90%的第二KNO3熔浴中,持续约为0.2-1小时的时间,所处的温度约为400℃。
19.如权利要求13-18中任一项所述的方法,其特征在于,所述层叠玻璃制品的厚度约为0.075-4mm。
20.如权利要求19所述的方法,其特征在于,所述层叠玻璃制品的厚度约为0.3-2mm。
21.如权利要求13-20中任一项所述的方法,其特征在于,所述第二层的厚度约为3-100μm。
22.如权利要求21所述的方法,其特征在于,所述第二层的厚度约为5-50μm。
23.如权利要求13所述的方法,其特征在于:
D0/D1约为5至10,
所述层深度约为8-80μm,
所述压缩应力层中的最大压缩应力约为500-900MPa,以及
所述层叠玻璃制品的中心张力小于采用下式(2)计算的阈值中心张力(TCT):
TCT(MPa)=-38.7(MPa/mm)·ln(t)(mm)+48.2(MPa) (2),
式中,t表示所述层叠玻璃制品的厚度。
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