CN107810110A - 具有高表面强度的玻璃 - Google Patents

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Abstract

公开了碱性硅铝酸盐玻璃制品的实施方式,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品可以进行化学强化实现最大表面压缩应力,所述最大表面压缩应力超过了类似的玻璃中曾达到的压缩应力。在一个或多个实施方式中,这些玻璃制品的假想温度可以等于玻璃制品的1011泊(P)粘度温度。在一些实施方式中,本文描述的强化碱性硅铝酸盐玻璃制品可以表现出的最大压缩应力为至少约400MPa、800MPa、930MPa或1050MPa。在一些实施方式中,本文描述的强化碱性硅铝酸盐玻璃制品可以表现出压缩应力层,其延伸到至少约40μm的层深度(在厚度为1mm的样品中)。在其他实施方式中,这些强化的碱性硅铝酸盐玻璃制品在玻璃制品的中心区域中表现出抛物线或近抛物线拉伸应力分布。

Description

具有高表面强度的玻璃
相关申请的交叉参考
本申请根据35U.S.C.§119要求2015年12月11日提交的系列号为62/266,417的美国临时申请以及2015年6月26日提交的系列号为62/184,933的美国临时申请的优先权的权益,本申请以二者的内容为基础,并通过参考将其全文纳入本文。
背景技术
本公开涉及化学强化的玻璃制品。更具体地,本公开涉及包含具有高压缩应力的表面层的化学强化的玻璃制品。
玻璃制品作为移动或便携式电子通讯和娱乐装置(例如手机、智能手机、平板电脑、视频播放器、信息终端(IT)装置、手提电脑等)的盖板或视窗广泛用于电子装置以及其他应用。随着玻璃制品的应用变得越来越广泛,开发耐久性改善的强化玻璃制品变得更加重要,尤其是当强化玻璃制品承受拉伸应力和/或由于与硬质和/或尖锐表面接触而引起相对较深的瑕疵时。
发明内容
本公开提供了碱性硅铝酸盐玻璃制品,其可以通过离子交换工艺得到化学强化以在其表面部件上赋予压缩应力,所述表面部分表现出最大表面压缩应力,所述最大表面压缩应力超过了类似的玻璃中曾经达到的压缩应力。例如,在一个或多个实施方式中,本文描述的玻璃可以进行离子交换以达到至少约400MPa、至少约800MPa、至少约930MPa或至少约1050MPa的表面压缩应力。在一个或多个实施方式中,表面压缩应力层从表面延伸到各个层深度(DOL)。例如,DOL可以为约25μm或更小。在其他实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品可以进行离子交换以实现更深或更厚的压缩层(例如至少约40μm)。这些DOL值可以在厚度为约1mm的玻璃制品中表现。在其他的实施方式中,这些玻璃可以进行离子交换以使形成的玻璃制品包含从DOL延伸到玻璃制品中某一深度的中心区域,所述中心区域包含具有抛物线或接近抛物线分布的拉伸应力。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃可以表现出从DOL延伸到玻璃制品中的拉伸区域。一个或多个实施方式的拉伸区域可以表现出最大拉伸应力小于约20MPa。一个或多个实施方式的拉伸区域可以表现出最大拉伸应力大于约40MPa(例如约45MPa或更大、约50MPa或更大、约60MPa或更大、约70MPa或更大、约75MPa或更大、约80MPa或更大或者约85MPa或更大)。
在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品可以包含的假想温度等于玻璃制品的1011泊(P)粘度温度。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含小于约35千泊(kPoise)的锆石分解温度。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含至少200千泊的液相线粘度。
本公开的第二个方面涉及包含某种组合物的碱性硅铝酸盐玻璃制品。在一个或多个实施方式中,可对该制品进行化学强化以实现本文所述的属性。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含约58摩尔%至约65摩尔%SiO2、约11摩尔%至约19摩尔%Al2O3、约6摩尔%至约18摩尔%Na2O、0摩尔%至约6摩尔%MgO和0摩尔%至约6摩尔%ZnO。
在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃表现出Li2O(摩尔%)的量与Na2O(摩尔%)的量的组分比(即Li2O/Na2O)为小于1.0。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品不含B2O3。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)比小于2,其中R2O=Li2O+Na2O。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的SiO2和P2O5总量大于65摩尔%并且小于67摩尔%(65摩尔%<SiO2(摩尔%)+P2O5(摩尔%)<67摩尔%)。在一些情况中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的关系R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)大于约-3摩尔%,其中,R2O=碱性硅铝酸盐玻璃制品中存在的Li2O和Na2O的总量,并且R′O为存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的二价金属氧化物的总量。在一些情况中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的P2O5的量在约0.5摩尔%至约2.8摩尔%的范围内。在一些其他情况中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Li2O的量最高达约10摩尔%Li2O。
在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品的厚度可以在约0.05mm至约1.5mm的范围内。例如,厚度可以为约0.1mm至约1.5、约0.3mm至约1.2mm、约0.4mm至约1.2mm或约0.5mm至约1.2mm。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品的厚度可以为至少约1mm并且在表面处可以表现出至少约930MPa的最大压缩应力。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品的厚度可以为至少约1mm并且在表面处可以表现出至少约1050MPa的最大压缩应力。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品在约1mm的厚度下可以表现出小于约37mm或小于约35mm的弯曲半径。
在一个或多个实施方式中,本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品可以包括中心区域,该中心区域从DOL延伸到等于厚度的5倍的深度,并且这一中心区域可以不含K2O。
本公开的第三个方面涉及一种碱性硅铝酸盐玻璃制品,其具有厚度t;从碱性硅铝酸盐玻璃的表面延伸到DOL的压缩应力层以及从DOL延伸出来的中心区域,其中,中心区域处于拉伸应力下,其中,DOL≤0.25t,并且其中,拉伸应力为至少约35MPa。碱性硅铝酸盐玻璃制品不含B2O3,并且在一些实施方式中,不含K2O,并且包含至少0.5摩尔%P2O5、Na2O和Li2O,其中,Li2O(摩尔%)/Na2O(摩尔%)<1。在一些实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O,其中,Li2O(摩尔%)与Na2O(摩尔%)的量之比(Li2O/Na2O)小于1.0。
本公开的第四个方面涉及透明层压件。所述透明层压件包含连接到第二制品的本文所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品。所述第二制品可以包含透明基材。本公开的第五个方面涉及一种消费者电子装置,其包含可以如本文所述进行化学强化的本文所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品的一个或多个实施方式。在一个或多个实施方式中,消费者电子装置包含:壳体;至少部分在壳体内部的电子部件,所述电子部件包含至少一个控制器、存储器和显示器,所述显示器在壳体的前表面处或毗邻前表面;以及盖板制品,其位于壳体的前表面处或上方并且在显示器上方,其中,盖板制品包含本文所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品的一个或多个实施方式。
本公开的第六个方面涉及制造包含压缩应力层的强化碱性硅铝酸盐玻璃制品的方法。在一个或多个实施方式中,所述方法包括通过对硅铝酸盐玻璃制品进行离子交换,在碱性硅铝酸盐玻璃制品中产生压缩应力。在一个或多个实施方式中,压缩应力层从碱性硅铝酸盐玻璃制品的表面延伸到DOL。压缩应力层可以包含的最大压缩应力为约400MPa或更大、约800MPa或更大或者约1050MPa或更大。在一个或多个实施方式中,DOL可以为至少约40μm。在一个或多个实施方式中,对碱性硅铝酸盐玻璃进行离子交换包括将碱性硅铝酸盐玻璃浸没于熔融盐浴中。熔融盐浴可包含NaNO3、KNO3或者NaNO3和KNO3二者。在一个或多个实施方式中,所述方法可以包括将经过离子交换的碱性硅铝酸盐玻璃连接到基材以形成层压结构。在一个或多个实施方式中,所述方法可以包括将经过离子交换的碱性硅铝酸盐玻璃连接到电子装置壳体。
从以下具体实施方式、附图和所附权利要求书中将明显地看出这些及其他方面、优点和显著特征。
附图简要说明
图1是根据一个或多个实施方式的强化碱性硅铝酸盐玻璃制品的截面示意图;
图2是包含本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品的一个或多个实施方式的层压件的截面示意图;以及
图3是包含本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品的一个或多个实施方式的消费者电子产品的正面俯视示意图;以及
图4是图3的消费者电子产品的透视示意图。
具体实施方式
在以下描述中,在附图所示的若干视图中,相同的附图标记表示相同或相应的部分。还应理解,除非另外说明,否则,术语例如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等是为了方便起见的用语,不应视为限制性用语。此外,每当将一个组描述为包含一组元素和它们的组合中的至少一种时,应将其理解为所述组可以单个元素或相互组合的形式包含任何数量的这些所列元素,或者主要由任何数量的这些所列元素组成,或者由任何数量的这些所列元素组成。类似地,每当将一个组描述为由一组元素中的至少一个元素或它们的组合组成时,应将其理解为所述组可以单个元素或相互组合的形式由任何数量的这些所列元素组成。除非另有说明,否则,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,本文所用的修饰语“一个”、“一种”及其相应的修饰语“该(所述)”意为“至少一(个/种)”或者“一(个/种)或多(个/种)”。还应理解的是,在说明书和附图中公开的各种特征可以任意的和所有的组合方式使用。
如在本文中所使用的,术语“玻璃制品”以其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。除非另外说明,否则,本文所述的所有玻璃组合物以摩尔百分比(摩尔%)表示,并且玻璃的构成基于氧化物提供。用于离子交换的所有熔融盐浴——以及任何其他离子交换介质——的组合物用重量百分比(重量%)表示。热膨胀系数(CTE)以百万分之一(ppm)/℃为单位表示,并且除非另有说明,其表示在约20℃至约300℃的温度范围内的测量值。高温(或液体)热膨胀系数(高温CTE)以百万分之一(ppm)每摄氏度(ppm/℃)为单位来表示,并且表示在瞬时热膨胀系数(CTE)相对于温度曲线的高温平坦区中的测量值。高温CTE通过转变区测量与加热或冷却玻璃相关的体积变化。
除非另有说明,所有温度以摄氏度(℃)表示。本文所用术语“软化点”指的是玻璃的粘度约为107.6泊(P)的温度,术语“退火点”指的是玻璃的粘度约为1013.2泊的温度,术语“200泊温度(T200P)”指的是玻璃的粘度约为200泊的温度,术语“1011泊温度”指的是玻璃的粘度约为1011泊的温度,术语“35kP温度(T35kP)”指的是玻璃的粘度约为35千泊(kP)的温度,以及术语“160kP温度(T160kP)”指的是玻璃的粘度约为160kP的温度。
如本文所使用,术语“锆石分解温度”或“T分解”指锆石——其通常用作玻璃加工和制造中的耐火材料——分解形成氧化锆和二氧化硅时的温度,并且术语“锆石分解粘度”是指玻璃在T分解时的粘度。术语“液相线粘度”指的是,熔融玻璃在液相线温度时的粘度,其中,液相线温度指的是随着熔融玻璃从熔融温度冷却下来首次出现晶体时的温度,或者指的是随着温度从室温开始升高,最后一点晶体熔化掉的温度。术语“35kP温度”或“T35kP”指玻璃或玻璃熔体的粘度为35,000泊(P)或35千泊(kP)时的温度。
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、测量或其他表示方法造成的固有不确定程度。在本文中还使用这些术语表示定量表达可以与所述的参比值有一定的偏离程度,但是不会导致所针对的对象的基本功能改变。因此,“基本上不含K2O”的玻璃是指不向该玻璃中主动添加或配入K2O,但其可作为污染物以极少的量存在的玻璃。
如在本文中所使用的,“最大压缩应力”是指在压缩应力层中测得的最高压缩应力值。在一些实施方式中,最大压缩应力位于玻璃的表面处。在其他实施方式中,最大压缩应力可以在表面下方的某一深度处产生,从而给出了外观为“埋藏峰”的压缩分布。通过表面应力计(FSM),采用例如日本折原实业有限公司[Orihara Industrial Co.,Ltd.(Japan)]制造的FSM-6000之类的商业仪器,来测量压缩应力。表面应力测量依赖于应力光学系数(SOC)的精确测量,其与玻璃的双折射相关。进而根据ASTM标准C770-98(2013)中所述的方案C的改良版本,题为“Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient“[《测量玻璃应力-光学系数的标准测试方法》]来测量SOC,其全文通过引用结合入本文。改进包括使用厚度为5至10mm并且直径为12.7mm的玻璃碟作为试样,其中,所述碟是各向同性且均匀的,并且芯被钻孔,同时两面均被抛光且平行。改良还包括计算待施加的最大力F最大。所述力应足以产生至少20MPa的压缩应力。F最大计算如下:
F最大=7.854*D*h
其中:
F最大=力,单位牛顿
D=碟的直径
h=光路的厚度
对于每次施加的力,应力计算如下:
σMPa=8F/(π*D*h)
其中:
F=力,单位牛顿
D=碟的直径
h=光路的厚度
如本文所用,DOL表示本文描述的经化学强化的碱性硅铝酸盐玻璃制品中的应力从压缩变为拉伸应力处的深度。取决于离子交换处理方式,DOL可以通过FSM或SCALP测量。如果玻璃制品中的应力是通过将钾离子交换到玻璃制品中产生的,则使用FSM测量DOL。如果玻璃制品中的应力是通过将钠离子交换到玻璃制品中产生的,则使用SCALP测量DOL。如果玻璃制品中的应力是通过将钾离子和钠离子二者交换到玻璃制品中产生的,则通过SCALP测量DOL,因为认为钠的交换深度表示的是DOL,而钾离子的交换深度表示压缩应力的变化幅度(但不表示应力从压缩变为拉伸);在这种玻璃制品中的钾离子的交换深度通过FSM测量。
从总体上参见附图,并具体参见图1,应理解举例说明是为了描述本公开的具体的实施方式的目的,这些举例说明不是用来限制本发明的说明书或所附权利要求书的。为了清楚和简明起见,附图不一定按比例绘制,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图方式显示。
本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃可以通过离子交换工艺得到化学强化以赋予表面压缩应力,所述表面压缩应力超过了类似的玻璃中曾达到的压缩应力。例如,当将本文描述的1mm厚的玻璃试样在410℃下在熔融硝酸钾离子交换浴中进行离子交换45分钟时,获得的最大表面压缩应力超过约1050MPa,或者,在一些实施方式中,超过约1075MPa,或者,在其他实施方式中,至少1100MPa。这些玻璃的均衡的假想温度等于玻璃的1011P温度。
在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品具有均匀的微结构(即,玻璃不是相分离的)。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品是无定形的。如在本文中所使用的,当使用“无定形的”描述玻璃制品时,意为基本上不含晶粒或晶相(即含有小于1体积%晶粒或晶相)。
本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品由可熔合成形的玻璃组合物形成。在一个或多个实施方式中,玻璃组合物的液相线粘度可以大于约200千泊(kP),并且在一些实施方式中,液相线粘度可以为至少约600kP。在一些实施方式中,这些玻璃制品和组合物与锆石等压槽(isopipe)是兼容的:在等压槽处玻璃分解使锆石等压槽产生氧化锆缺陷的粘度小于35kP。在本文描述的组合物范围中选定的玻璃组合物其锆石分解粘度可以大于35kP。在这种情况中,氧化铝等压槽可以用于熔合形成这些玻璃制品。
在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品可以包含一种玻璃组合物,所述玻璃组合物包含至少0.5摩尔%P2O5、Na2O和任选的Li2O,其中,Li2O(摩尔%)/Na2O(摩尔%)<1。另外,这些玻璃不含B2O3和K2O。本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃还可以包含ZnO、MgO和SnO2
在一些实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含以下物质或者基本上由以下物质组成:至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O。
在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含以下物质或基本上由以下物质组成:约58摩尔%至约65摩尔%SiO2、约11摩尔%至约20摩尔%Al2O3、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、约6摩尔%至约18摩尔%Na2O、0摩尔%至约6摩尔%MgO和0摩尔%至约6摩尔%ZnO。在某些实施方式中,所述玻璃包含以下物质或基本上由以下物质组成:约63摩尔%至约65摩尔%SiO2、11摩尔%至约19摩尔%Al2O3、约1摩尔%至约3摩尔%P2O5、约9摩尔%至约20摩尔%Na2O、0摩尔%至约6摩尔%MgO和0摩尔%至约6摩尔%ZnO。
在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)比小于约2(例如小于约1.8、小于约1.6、小于约1.5或小于约1.4),其中R2O=Li2O+Na2O。
在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含关系:SiO2和P2O5总量大于65摩尔%并且小于67摩尔%(即,65摩尔%<SiO2(摩尔%)+P2O5(摩尔%)<67摩尔%)。例如,SiO2和P2O5的总量为约65.1摩尔%至约67摩尔%、约65.2摩尔%至约67摩尔%、约65.3摩尔%至约67摩尔%、约65.4摩尔%至约67摩尔%、约65.5摩尔%至约67摩尔%、约65.6摩尔%至约67摩尔%、约65.7摩尔%至约67摩尔%、约65.8摩尔%至约67摩尔%、约65.9摩尔%至约67摩尔%、约66摩尔%至约67摩尔%、约65摩尔%至约66.9摩尔%、约65摩尔%至约66.8摩尔%、约65摩尔%至约66.7摩尔%、约65摩尔%至约66.6摩尔%、约65摩尔%至约66.5摩尔%、约65摩尔%至约66.4摩尔%、约65摩尔%至约66.3摩尔%、约65摩尔%至约66.2摩尔%、约65摩尔%至约66.1摩尔%或者约65摩尔%至约66摩尔%.
在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的关系R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)大于约-3摩尔%(即,R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)>-3摩尔%)。在一个或多个实施方式中,R2O为Li2O和Na2O的总量(即,R2O=Li2O+Na2O)。在一个或多个实施方式中,R′O为存在于碱性硅铝酸盐玻璃中的二价金属氧化物的总量。在一个或多个实施方式中,关系R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)大于约-2.5摩尔%、大于约-2摩尔%、大于约-1.5摩尔%、大于约-1摩尔%、大于约-0.5摩尔%、大于约0摩尔%、大于约0.5摩尔%、大于约1摩尔%、大于约1.5摩尔%、大于约2摩尔%、大于约2.5摩尔%、大于约3摩尔%、大于约3.5摩尔%、大于约4摩尔%、大于约4.5摩尔%、大于约5摩尔%、大于约5.5摩尔%、或者大于约6摩尔%、大于约6.5摩尔%、大于约7摩尔%、大于约7.5摩尔%、大于约8摩尔%、大于约8.5摩尔%、大于约9摩尔%、或者大于约9.5摩尔%。
表1列出了本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃的示例性组成。表2列出了对表1中列出的实例所确定的选定的物理性质。表2中列出的物理性质包括:密度;低温和高温CTE;应变点、退火点和软化点;1011泊温度、35kP温度、200kP温度、液相线温度和锆石分解温度;锆石分解粘度和液相线粘度;泊松比;杨氏模量;折射率;以及应力光学系数。在一些实施方式中,本文所述的玻璃的高温CTE小于或等于30ppm/℃并且/或者杨氏模量为至少70GPa,在一些实施方式中,杨氏模量高至80GPa。
表1.碱性硅铝酸盐玻璃组合物的实施例。
表2.表1中列出玻璃的选定物理性质。
基础(未经强化的)和本文描述的强化(即通过离子交换化学强化)碱性硅铝酸盐玻璃制品的每种氧化物组分对玻璃的可制造性和物理性质起作用和/或具有影响。例如,二氧化硅(SiO2)是主要的玻璃成形氧化物,并为熔融玻璃形成网络骨架。纯SiO2具有低CTE且不含碱金属。但是,因为纯SiO2极高的熔融温度,其与熔合拉制法是不兼容的。其粘度曲线也过高而无法与层压结构中的任何芯体玻璃相匹配。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的SiO2的量为约58摩尔%至约65摩尔%、约59摩尔%至约65摩尔%、约60摩尔%至约65摩尔%、约61摩尔%至约65摩尔%、约62摩尔%至约65摩尔%、约63摩尔%至约65摩尔%、约58摩尔%至约64摩尔%、约58摩尔%至约63摩尔%、约58摩尔%至约62摩尔%、约58摩尔%至约61摩尔%、约58摩尔%至约60摩尔%、约63摩尔%至约65摩尔%、约63.2摩尔%至约65摩尔%或约63.3摩尔%至约65摩尔%。
除了二氧化硅以外,本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃还包含网络形成剂Al2O3以实现稳定的玻璃成形、低CTE、低杨氏模量、低剪切模量并且促进熔融和成形。与SiO2类似,Al2O3有助于增加玻璃网络的刚性。氧化铝可以四配位或五配位存在于玻璃中,这增加了玻璃网络的堆积密度并因此增加了化学强化所形成的压缩应力。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Al2O3的量为约11摩尔%至约20摩尔%、约12摩尔%至约20摩尔%、约13摩尔%至约20摩尔%、约14摩尔%至约20摩尔%、约15摩尔%至约20摩尔%、约11摩尔%至约19摩尔%、约11摩尔%至约18.5摩尔%、约11摩尔%至约18摩尔%、约11摩尔%至约17.5摩尔%、约11摩尔%至约17摩尔%、约11摩尔%至约16.5摩尔%、约11摩尔%至约16摩尔%、约14摩尔%至约17摩尔%、约15摩尔%至约17摩尔%或约15摩尔%至约16摩尔%。
五氧化二磷(P2O5)是包含在本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品中的网络形成剂。P2O5在玻璃网络中采用准四面体结构,即,其与四个氧原子配位,但是仅其中的三个氧原子连接到网络的剩余部分。第四个氧原子为末端氧,其与磷阳离子成双键。玻璃网络中包含P2O5对降低杨氏模量和剪切模量高度有效。玻璃网络中包含P2O5还降低了高温CTE,增加了离子交换相互扩散率并改进了与锆石耐火材料的玻璃兼容性。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的P2O5的量为约0.5摩尔%至约5摩尔%、约0.6摩尔%至约5摩尔%、约0.8摩尔%至约5摩尔%、约1摩尔%至约5摩尔%、约1.2摩尔%至约5摩尔%、约1.4摩尔%至约5摩尔%、约1.5摩尔%至约5摩尔%、约1.6摩尔%至约5摩尔%、约1.8摩尔%至约5摩尔%、约2摩尔%至约5摩尔%、约0.5摩尔%至约3摩尔%、约0.6摩尔%至约3摩尔%、约0.8摩尔%至约3摩尔%、约1摩尔%至约3摩尔%、约1.2摩尔%至约3摩尔%、约1.4摩尔%至约3摩尔%、约1.5摩尔%至约3摩尔%、约1.6摩尔%至约3摩尔%、约1.8摩尔%至约3摩尔%、约2摩尔%至约3摩尔%、约0.5摩尔%至约2.8摩尔%、约0.5摩尔%至约2.6摩尔%、约0.5摩尔%至约2.5摩尔%、约0.5摩尔%至约2.4摩尔%、约0.5摩尔%至约2.2摩尔%、约0.5摩尔%至约2摩尔%、约2.5摩尔%至约5摩尔%、约2.5摩尔%至约4摩尔%或约2.5摩尔%至约3摩尔%。
本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品不包含有氧化硼(B2O3)或者不含B2O3,因为当通过离子交换强化玻璃时,B2O3的存在对压缩应力具有负面影响。如本文中所使用的,术语“不含B2O3”意为本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品包含小于约0.1摩尔%B2O3、小于约0.05摩尔%B2O3或小于约0.01摩尔%。
利用碱金属氧化物Na2O通过离子交换来实现本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品的化学强化。本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品包含Na2O,Na2O提供了Na+阳离子以交换在含有例如KNO3的盐浴中存在的钾阳离子。在一些实施方式中,本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品包含约4摩尔%至约20摩尔%Na2O。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Na2O的量为约4.5摩尔%至约20摩尔%、约5摩尔%至约20摩尔%、约5.5摩尔%至约20摩尔%、约6摩尔%至约20摩尔%、约6.5摩尔%至约20摩尔%、约7摩尔%至约20摩尔%、约7.5摩尔%至约20摩尔%、约8摩尔%至约20摩尔%、约8.5摩尔%至约20摩尔%、约9摩尔%至约20摩尔%、约9.5摩尔%至约20摩尔%、约10摩尔%至约20摩尔%、约4摩尔%至约19.5摩尔%、约4摩尔%至约19摩尔%、约4摩尔%至约18.5摩尔%、约4摩尔%至约18摩尔%、约4摩尔%至约17.5摩尔%、约4摩尔%至约17摩尔%、约4摩尔%至约16.5摩尔%、约4摩尔%至约16摩尔%、约4摩尔%至约15.5摩尔%、约4摩尔%至约15摩尔%、约4摩尔%至约14.5摩尔%、约4摩尔%至约14摩尔%、约6摩尔%至约18摩尔%、约7摩尔%至约18摩尔%、约8摩尔%至约18摩尔%、约9摩尔%至约18摩尔%、约6摩尔%至约12摩尔%、约6摩尔%至约11摩尔%或约6摩尔%至约10摩尔%。
在一些实施方式中,本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品还包含最高达约13摩尔%Li2O或最高达约10摩尔%Li2O。在一些实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Li2O的量为约0摩尔%至约9.5摩尔%、约0摩尔%至约9摩尔%、约0摩尔%至约8.5摩尔%、约0摩尔%至约8摩尔%、约0摩尔%至约7.5摩尔%、约0摩尔%至约7摩尔%、约0.1摩尔%至约10摩尔%、约0.1摩尔%至约9.5摩尔%、约0.1摩尔%至约9摩尔%、约0.1摩尔%至约8.5摩尔%、约0.1摩尔%至约8摩尔%、约0.1摩尔%至约7.5摩尔%、约0.1摩尔%至约7摩尔%或约4摩尔%至约8摩尔%。当替代Na2O时,Li2O降低了锆石分解温度并软化了玻璃,这使得向玻璃中添加额外的Al2O3。在某些实施方式中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品不含Li2O(即含有0摩尔%Li2O)或者基本上不含Li2O。在本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品中,存在的Na2O的量超过了Li2O的量,其中Li2O(摩尔%)/Na2O(摩尔%)<1。在一些实施方式中,Li2O(摩尔%)/Na2O(摩尔%)<0.75。在一些实施方式中,R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)<2,并且在一些实施方式中,0.9≤R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)≤1.6,其中,R2O=Li2O+Na2O
在玻璃中氧化钾的存在对通过离子交换在玻璃中达到高水平的表面压缩应力的能力具有负面影响。因此本文描述的初始形成的碱性硅铝酸盐玻璃制品不包含K2O或不含K2O。在一个或多个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃制品包含小于约0.2摩尔%K2O。然而,当在含钾熔融盐(例如含有KNO3)浴中进行离子交换时,碱性硅铝酸盐玻璃可以包含一些量的K2O(即,小于约1摩尔%),实际量取决于离子交换条件(例如离子交换浴中的钾盐浓度、浴温度、离子交换时间和K+离子替代Li+和Na+离子的程度)。形成的压缩层将含有钾——在玻璃表面附近的离子交换层在玻璃表面处可以含有10摩尔%或更多的K2O,而在深度大于压缩层深度处的玻璃本体基本上仍然不含钾。
在一些实施方式中,本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品可以包含0摩尔%至高达约6摩尔%ZnO(例如约0摩尔%至约5摩尔%、约0摩尔%至约4摩尔%、约0摩尔%至约3.5摩尔%、约0摩尔%至约3摩尔%、约0摩尔%至约2.5摩尔%、约0.1摩尔%至约6摩尔%、约0.1摩尔%至约5摩尔%、约0.1摩尔%至约4摩尔%、约0.1摩尔%至约3.5摩尔%、约0.1摩尔%至约3摩尔%、约0.1摩尔%至约2.5摩尔%、约0.1摩尔%至约2摩尔%、约1摩尔%至约5摩尔%、约2摩尔%至约5摩尔%、约1摩尔%至约3摩尔%、约1.5摩尔%至约3摩尔%、约2摩尔%至约3摩尔%或约1摩尔%至约2摩尔%)。二价氧化物ZnO通过降低200泊粘度时的温度(200P温度)改进了玻璃的熔融性质。当与类似的添加物质P2O5和/或Na2O对比时,ZnO对改进应变点也是有益的。
碱土金属氧化物(例如MgO和CaO)也可以替代ZnO实现对200P温度和应变点相似的效果。但是当与MgO和CaO对比时,在存在P2O5的情况下,ZnO较不易于促进相分离。在一些实施方式中,本文描述的玻璃包含0摩尔%至高达6摩尔%MgO,或者在其他实施方式中,这些玻璃包含0.02摩尔%至约6摩尔%MgO。虽然其他碱土金属氧化物,包括SrO和BaO,也可以替代ZnO,但是它们对降低200泊粘度下的熔融温度不如ZnO、MgO或CaO那么有效,并且在增加应变点方面也不如ZnO、MgO或CaO那么有效。
在一些实施方式中,本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品能够利用本领域已知的下拉法来形成,例如狭缝拉制和熔合拉制法。用于形成碱性硅铝酸盐玻璃制品的玻璃组合物可以含有小浓度的Li2O,并且这些玻璃组合物与熔合拉制法兼容且可不出问题地进行制造。锂可作为锂辉石或碳酸锂混入熔体中。
熔合拉制法是一种已用于大规模制造薄玻璃片的工业技术。相比于其他平坦玻璃制造技术,例如浮法或狭缝拉制法,由熔合拉制法制得的薄玻璃片具有优异的平坦度和表面品质。因此,熔合拉制法成为了制造用于液晶显示器以及个人电子装置(例如笔记本电脑、娱乐装置、桌面、便携式电脑等)的盖板玻璃的薄玻璃基材的主流制造技术。
熔合拉制法涉及使熔融玻璃从称为“等压槽”的槽中溢流出来,所述等压槽通常由锆石或另一种耐火材料制成。熔融玻璃从两侧溢流出等压槽顶部,在等压槽的底部汇合以形成单一片材,其中,使等压槽只与最终片材的内部直接接触。由于在拉制工艺期间,最终玻璃片材的两个外露表面都不与等压槽材料相接触,因此玻璃的两个外表面都具有完好的品质而无需后续的精整。
为了能够进行熔合拉制,玻璃组合物必须具有足够高的液相线粘度(即熔融玻璃在液相线温度下的粘度)。在一些实施方式中,用于形成本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品的组合物的液相线粘度为至少约200千泊(kP),并且在其他实施方式中为至少约600kP。
在形成了碱性硅铝酸盐玻璃制品之后,可以对制品进行化学强化。离子交换广泛地用于化学强化玻璃。在一个具体的实例中,在所述阳离子来源(例如熔融盐或“离子交换”浴)中的碱金属阳离子与玻璃中的更小的碱金属阳离子交换以得到在玻璃制品的表面附近的处于压缩应力下的层。压缩层从表面延伸到玻璃制品内的DOL。在本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品中,例如,在离子交换期间,通过使玻璃浸没于包含钾盐——例如但不限于硝酸钾(KNO3)——的熔融盐浴中,使来自阳离子源的钾离子与玻璃中的钠离子交换。可以用于离子交换工艺的其他钾盐包括但不限于:氯化钾(KCl)、硫酸钾(K2SO4)、其组合等。本文描述的离子交换浴可以含有除钾和相应的盐之外的碱金属离子。例如,离子交换浴还可以包含钠盐,如硝酸钠(NaNO3)、硫酸钠、氯化钠等。在一个或多个实施方式中,可以使用两种不同盐的混合物。例如,可以将玻璃制品浸没于KNO3与NaNO3的盐浴中。在一些实施方式中,可以使用多于一个浴,使玻璃先浸没于一个浴,随后相继浸没于另一个浴。各个浴可以具有相同或不同的组成、温度和/或可以使用不同的浸没时间。
离子交换浴的温度可以在约320℃至约450℃的范围内。在浴中的浸没时间可以在约15分钟至约16个小时之间变化。
虽然图1所示的实施方式描绘了作为平坦片材或板材的强化的碱性硅铝酸盐玻璃制品100,但是碱性硅铝酸盐玻璃制品可以具有其他构造,例如三维形状或非平面构造。经过强化的碱性硅铝酸盐玻璃制品100具有限定厚度t的第一表面110和第二表面112。在一个或多个实施方式中,(例如在图1所示的实施方式中),经过强化的碱性硅铝酸盐玻璃制品为一片材,所述片材包含限定厚度t的第一表面110和相反的第二表面112。经过强化的碱性硅铝酸盐玻璃制品100具有第一压缩层120,其从第一表面110延伸到层深度d1进入玻璃制品100的本体中。在图1所示的实施方式中,经过强化的碱性硅铝酸盐玻璃制品100还具有第二压缩层122,该第二压缩层122从第二表面112延伸至第二层深度d2。玻璃制品还具有中心区域330,该中心区域330从d1延伸至d2。中心区域130处于拉伸应力或中心张力(CT)下,这平衡或抵消了层120和122的压缩应力。第一和第二压缩层120、122的深度d1、d2保护经过强化的碱性硅铝酸盐玻璃制品100免受通过对经过强化的碱性硅铝酸盐玻璃制品100的第一和第二表面110、112的尖锐冲击造成的瑕疵扩展,同时压缩应力使得瑕疵渗透通过第一和第二压缩层120、122的深度d1、d2的可能性最小。DOL d1和DOL d2可以彼此相等或彼此不相等。在一些实施方式中,中心区域的至少一部分(例如,所述部分从DOL延伸到等于制品厚度的5倍的深度)可以不含K2O(如本文所限定的)。
DOL可以被描述为厚度t的分数(所述厚度t在本文的别处被描述为在约0.05mm至约1.5mm的范围内)。例如,在一个或多个实施方式中,DOL可以等于或大于约0.1t、等于或大于约0.11t、等于或大于约0.12t、等于或大于约0.13t、等于或大于约0.14t、等于或大于约0.15t、等于或大于约0.16t、等于或大于约0.17t、等于或大于约0.18t、等于或大于约0.19t、等于或大于约0.2t、等于或大于约0.21t。在一些实施方式中,DOL可以为约0.08t至约0.25t、约0.09t至约0.25t、约0.18t至约0.25t、约0.11t至约0.25t、约0.12t至约0.25t、约0.13t至约0.25t、约0.14t至约0.25t、约0.15t至约0.25t、约0.08t至约0.24t、约0.08t至约0.23t、约0.08t至约0.22t、约0.08t至约0.21t、约0.08t至约0.2t、约0.08t至约0.19t、约0.08t至约0.18t、约0.08t至约0.17t、约0.08t至约0.16t或约0.08t至约0.15t。在一些情况中,DOL可以为约20μm或更小。在一个或多个实施方式中,DOL可以为约40μm或更大(例如,约40μm至约300μm、约50μm至约300μm、约60μm至约300μm、约70μm至约300μm、约80μm至约300μm、约90μm至约300μm、约100μm至约300μm、约110μm至约300μm、约120μm至约300μm、约140μm至约300μm、约150μm至约300μm、约40μm至约290μm、约40μm至约280μm、约40μm至约260μm、约40μm至约250μm、约40μm至约240μm、约40μm至约230μm、约40μm至约220μm、约40μm至约210μm、约40μm至约200μm、约40μm至约180μm、约40μm至约160μm、约40μm至约150μm、约40μm至约140μm、约40μm至约130μm、约40μm至约120μm、约40μm至约110μm或约40μm至约100μm。
在一个或多个实施方式中,经过强化的碱性硅铝酸盐玻璃制品的最大压缩应力(可以发现其在表面处或玻璃制品中的某一深度处)可以为约400MPa或更大、约500MPa或更大、约600MPa或更大、约700MPa或更大、约800MPa或更大、约900MPa或更大、约930MPa或更大、约1000MPa或更大或者约1050MPa或更大。
在一个或多个实施方式中,经过强化的碱性硅铝酸盐玻璃制品的最大拉伸应力或中心张力(CT)可以为约20MPa或更大、约30MPa或更大、约40MPa或更大、约45MPa或更大、约50MPa或更大、约60MPa或更大、约70MPa或更大、约75MPa或更大、约80MPa或更大或者约85MPa或更大。在一些实施方式中,最大拉伸应力或中心张力(CT)可以在约40MPa至约100MPa的范围内。
在一些实施方式中,本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品通过浸没在熔融盐浴中进行离子交换,所述熔融盐浴包含约100重量%KNO3或基本上由100重量%KNO3组成(可以向浴中添加少量的添加剂,如硅酸等)。为了使表面压缩应力最大,可以使玻璃先经受热处理,再进行离子交换。对于厚度为约1mm的制品,将制品在410℃下离子交换45分钟。在1011泊(P)温度下对玻璃制品进行热处理并迅速淬灭以将假想温度设定到约1011P粘度温度,随后进行离子交换。这样做以将假想温度设定成熔合拉制片材的热历程。表3列出了在上述条件下进行离子交换后,对表1所列的样品测得的压缩应力、压缩层深度和弯曲半径。当进行热处理结合后续的离子交换时,本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品具有压缩层,所述压缩层的最大压缩应力CS为至少约1050MPa,并且压缩层深度DOL为小于约25μm,或者在一些实施方式中,小于约20μm。在一些实施方式中,压缩层深度为至少约9μm。
表3.在将假想温度TF设定到等于1011P粘度温度并且在410℃下在100重量%KNO3熔融盐浴中进行离子交换45分钟后,对具有表1所列的组成的1mm厚的样品所测得的压缩应力、压缩层深度和弯曲半径。
1将经过离子交换的玻璃样品的净表面应力降至0MPa所需要的弯曲半径(mm)。
在其他实施方式中,可以使本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品进行离子交换以实现更深的压缩层深度。例如,使每个厚度为1mm的选定的样品(其组成列于表1)在410℃下,在包含约100%KNO3或者基本上由约100%KNO3组成的熔融盐浴中离子交换8小时,以得到至少约30μm的层深度,或者在一些实施方式中,至少约40μm的层深度,在其他实施方式中,至少约50μm的深度,同时最大压缩应力为至少约930MPa。这些样品在这些条件下进行离子交换后所测得的压缩应力和压缩层深度列于表4。
表4.在将假想温度TF设定到等于1011P粘度温度并且在410℃下在100重量%KNO3熔融盐浴中进行离子交换8小时后,对具有表1所列的组成的1mm厚的样品所测得的压缩应力和压缩层深度。
在其他实施方式中,可以使本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品进行离子交换以在玻璃的中心拉伸区域中获得深的压缩层深度和应力分布,所述应力分布为抛物线或者非常接近抛物线。例如,使每个厚度为1mm的选定的样品(其组成列于表1)在430℃下,在包含约100%NaNO3或者基本上由约100%NaNO3组成的熔融盐浴中离子交换2、4或16个小时,以得到至少约200μm的压缩层深度DOL,或者在一些实施方式中,最高达样品总厚度t的约25%的压缩层深度(即DOL≤0.25t),以及在一些实施方式中,最高达样品总厚度t的约20%的压缩层深度(即DOL≤0.2t),同时最大拉伸应力为至少约30MPa,或者在一些实施方式中为至少约35MPa,或者在一些实施方式中为至少约56MPa,或者在其他实施方式中为至少约66MPa。这些样品在这些条件下进行离子交换后所测得的中心张力和压缩层深度列于表5。
表5.每个厚度为1mm的选定的样品(其组成列于表1)在430℃下,在包含约100重量%NaNO3的熔融盐浴中离子交换2、4或16个小时后所测得的中心张力和压缩层深度。
离子交换压缩应力还可通过在1013.18泊温度(退火点温度)下退火30分钟然后再进行离子交换得到改进。通过使结构松弛到较低的假想温度状态,玻璃的堆积密度得到了增加,因此允许通过离子交换获得更高的表面压缩应力(牺牲扩散性)。
在熔合状态(假想温度(Tf)=1011泊温度)和退火状态(假想温度=1013.8泊温度)下,本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品比其他碱性硅铝酸盐玻璃制品表现出显著更高的表面压缩应力。表5列出了本文描述的离子交换玻璃的两个实施例(实施例34和40)以及对比例的压缩应力CS、压缩层深度和在1mm厚玻璃上消除表面压缩应力所需的弯曲半径,所述对比例的标称组成为69摩尔%SiO2、10摩尔%Al2O3、15摩尔%Na2O、0.01摩尔%、5.5摩尔%MgO和0.2摩尔%SnO2。对比例描述于Matthew John Dejneka等人于2012年6月26日提交的,名称为《具有高压缩应力的可离子交换玻璃》(Ion Exchangeable Glass with HighCompressive Stress)的第13/533,298号美国专利申请。所有样品在离子交换之前先在退火点温度(粘度等于1013.18P时的温度)下进行热处理30分钟。将样品在410℃下于熔融KNO3盐浴中离子交换45分钟。
从表5可见,对比例进行离子交换获得的压缩应力为1118,而本公开描述的玻璃在相同条件下进行离子交换得到的压缩应力为1203MPa和1192MPa。对于表面压缩应力更高的玻璃,给定瑕疵尺寸的强度将更高,并且表面瑕疵在更紧的弯曲半径下仍然处于压缩状态,因此防止了小瑕疵的疲劳(亚临界裂纹增长)。
由于处于压缩状态下的小的表面瑕疵不能扩展成失效,因此具有较高表面压缩应力的玻璃一般更能抵抗弯曲事件导致的失效,但是具有超高模量的玻璃可能发生例外。弯曲诱导的应力需克服表面压缩应力以使表面瑕疵处于拉伸状态。当弯曲玻璃板材时,表面处的弯曲诱导拉伸应力通过以下方程式得到:
其中,σ为玻璃外表面上的拉伸应力,E为玻璃的杨氏模量,υ为泊松比,h为玻璃的厚度以及R为玻璃外表面的弯曲半径。可以将上述方程重新排列以确定将离子交换表面应力降低到零所需的弯曲半径:
需要较小的弯曲半径以克服离子交换表面应力的玻璃更能抵抗因表面瑕疵扩展引起的弯曲诱导失效。计算上述对比例玻璃的R值(E=71.3,泊松比=0.205,IOX表面应力=1014MPa),我们确定了弯曲半径为36.7mm将使表面应力降低至0MPa。相比之下,TF=1011P温度的上文描述的玻璃的表1所列实施例将需要小于36mm的弯曲半径来将净表面应力降低至0MPa。
表5.玻璃样品的离子交换结果
对比例 实施例34 实施例40
CS(MPa) 1118 1203 1192
DOL(μm) 12 11 10
弯曲半径(mm) 33.3 32.6 33.1
表6列出了本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品的示例性组成。表7列出了对表6所列的实施例确定的选定物理性质。表7列出的物理性质包括:密度、CTE、应变点、退火点和软化点、液相线温度、液相线粘度、杨氏模量、折射率和应力光学系数。
表6.碱性硅铝酸盐玻璃制品的实施例
表7.表6所列的玻璃的选定的物理性质。
将实施例58-65形成玻璃制品(具有片材形状和特定厚度),然后通过在特定温度的熔融盐浴中浸没特定时间段进行化学强化。表8示出了每个玻璃制品的厚度、化学强化条件和测得的所形成的强化玻璃制品的最大CT以及DOC值。
表8:选定的强化碱性硅铝酸盐玻璃制品的化学强化条件和所得属性。
在另一个方面中,还提供了包含本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃的层压件。图2示出了层压件的截面示意图。层压件200包含碱性硅铝酸盐玻璃制品200(其可以作为片材来提供)和第二制品220(其也可以作为片材来提供)。如图2所示,碱性硅铝酸盐玻璃制品的片材可以连接到透明基材220。
在一个或多个实施方式中,第二制品220的折射率与碱性硅铝酸盐玻璃片材210的折射率之差除以碱性硅铝酸盐玻璃制品片材210的折射率在5%内。通过使第二制品220的折射率与碱性硅铝酸盐玻璃片材210的折射率紧密匹配,层压件200是透明的并且表现出极小的雾度(例如在与表面成90°的视角处为小于约20%,或者在一些实施方式中小于10%)。第二制品220可以包含用于片材210的碱性硅铝酸盐玻璃的第二片材,并且厚度和/或组成可以不同于片材210的厚度和/或组成。在一些实施方式中,第二制品220包含钠钙玻璃或硼硅酸盐玻璃的片材。或者,塑料材料例如聚碳酸酯等可以用作第二制品220,只要符合前文提及的光学质量标准。
在一个实施方式中,碱性硅铝酸盐玻璃片材210通过结合层215连接到第二制品220。结合层215也是透明的并且可以包含那些结合剂或材料,例如本领域已知的适于所述目的并具有所需光学性质的粘合剂、环氧树脂、树脂、熔接材料等。在一个实施方式中,为了提供具有极小雾度和/或失真的高光学质量,结合层215的折射率与碱性硅铝酸盐玻璃片210和第二制品220的折射率之差除以碱性硅铝酸盐玻璃片材210和第二制品220的折射率在5%内。或者,碱性硅铝酸盐玻璃片210和第二制品220可以通过熔合直接与彼此结合。在一个这样的实施方式中,可以同时熔合拉制碱性硅铝酸盐玻璃片材210和第二制品220,以使得两个熔合拉制片材的表面彼此接触并因此结合在一起形成层压件。
在一些实施方式中,本文描述的碱性硅铝酸盐玻璃制品和层压件形成了消费者电子产品的一部分,所述消费者电子产品例如手机或智能手机、手提电脑、平板电脑等。图3和4示出了消费者电子产品(例如智能手机)的示意图。消费者电子产品1000通常包含壳体1020,所述壳体1020具有前表面1040、后表面1060和侧面1080;并且包含电子部件(未示出),所述电子部件至少部分地在壳体1020内部。电子部件包括至少一个电源、控制器、存储器和显示器1120。在一些实施方式中,显示器1120提供在壳体的前表面312处或附近。盖板玻璃100、100a包含本文描述的强化碱性硅铝酸盐玻璃制品的实施方式,其提供在壳体1020的前表面1040处或上方以使得盖板玻璃100、100a位于显示器1120上方并且防止显示器1120因冲击或破坏而被损坏。盖板玻璃100的厚度为约0.4mm至约2.5mm,并且当被化学强化时,在盖板玻璃100的表面处的最大压缩应力为至少400MPa。在一些实施方式中,盖板玻璃的厚度为至少1mm并且在表面处的最大压缩应力为至少1050MPa以及层深度最高达约25μm。在其他实施方式中,盖板玻璃的厚度为至少1mm并且在表面处的最大压缩应力为至少约930MPa以及层深度为至少约40μm。
本公开的方面(1)涉及一种碱性硅铝酸盐玻璃制品,其包含:从碱性硅铝酸盐玻璃的表面延伸到层深度(DOL)的压缩应力层,所述压缩应力层在表面处的最大压缩应力为至少400MPa,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O,其中,Li2O(摩尔%)与Na2O(摩尔%)的量之比(Li2O/Na2O)小于1.0,并且其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品不含B2O3
本公开的方面(2)涉及根据方面(1)所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的假想温度Tf等于所述碱性硅铝酸盐玻璃制品的粘度为1011泊时的温度。
本公开的方面(3)涉及根据方面(1)或方面(2)所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的锆石分解温度小于约35千泊。
本公开的方面(4)涉及根据方面(1)至(3)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的液相线粘度为至少200千泊。
本公开的方面(5)涉及根据方面(1)至(4)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)比小于2,其中R2O=Li2O+Na2O。
本公开的方面(6)涉及根据方面(1)至(5)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的SiO2与P2O5总量大于65摩尔%并且小于67摩尔%(65摩尔%<SiO2(摩尔%)+P2O5(摩尔%)<67摩尔%)。
本公开的方面(7)涉及根据方面(1)至(6)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的关系R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)大于约-3摩尔%,其中R2O=存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的Li2O与Na2O的总量,并且R′O为存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的二价金属氧化物的总量。
本公开的方面(8)涉及根据方面(1)至(7)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含约58摩尔%至约65摩尔%SiO2、约11摩尔%至约20摩尔%Al2O3、约6摩尔%至约18摩尔%Na2O、0摩尔%至约6摩尔%MgO和0摩尔%至约6摩尔%ZnO。
本公开的方面(9)涉及根据方面(1)至(8)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的P2O5的量在约0.5摩尔%至约2.8摩尔%的范围内。
本公开的方面(10)涉及根据方面(1)至(9)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Li2O的量最高达约10摩尔%Li2O。
本公开的方面(11)涉及根据方面(1)至(10)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述制品包含的厚度在约0.05mm至约1.5mm的范围内。
本公开的方面(12)涉及根据方面(1)至(11)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述玻璃制品包含的厚度为至少1mm,并且其中,表面处的最大压缩应力为至少约1050MPa。
本公开的方面(13)涉及根据方面(1)至(12)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述玻璃制品包含的厚度为至少1mm,并且其中,表面处的最大压缩应力为至少约930MPa。
本公开的方面(14)涉及根据方面(1)至(13)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述玻璃是经过化学强化的。
本公开的方面(15)涉及根据方面(1)至(14)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述制品包含厚度和中心区域,所述中心区域从DOL延伸至等于所述厚度的0.5倍的深度,并且其中,所述中心区域不含K2O。
本公开的方面(16)涉及根据方面(1)至(15)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述玻璃在约1mm厚度处的弯曲半径小于约37mm。
本公开的方面(17)涉及根据方面(16)所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述弯曲半径小于约35mm。
本公开的方面(18)涉及根据方面(1)至(17)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃具有一拉伸区域,所述拉伸区域从层深度延伸到玻璃制品中,其中,所述拉伸区域的最大拉伸应力小于约20MPa或大于约40MPa。
本公开的方面(19)涉及一种层压件,所述层压件包含根据方面(1)至(18)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品以及第二制品。
本公开的方面(20)涉及一种消费者电子装置,其包含壳体;至少部分是在壳体内部的电子部件,所述电子部件包含至少一个控制器、存储器和显示器,所述显示器在壳体的前表面处或毗邻前表面;以及盖板制品,其位于壳体的前表面处或上方并且在显示器上方,其中,盖板制品包含根据方面(1)至(19)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品。
本公开的方面(21)涉及一种碱性硅铝酸盐玻璃制品,其包含:厚度t;从碱性硅铝酸盐玻璃的表面延伸到层深度(DOL)的压缩应力层以及包含最大拉伸应力的中心区域,其中,中心区域从DOL中延伸出来,并且其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃不含B2O3并且包含至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O,其中,Li2O(摩尔%)与Na2O(摩尔%)的量之比(Li2O/Na2O)小于1.0,其中,DOL小于或等于0.25*t,并且其中最大拉伸应力为约35MPa或更大。
本公开的方面(22)涉及根据方面(21)所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述玻璃制品在中心区域中还包含拉伸应力分布,其中,所述拉伸应力分布基本上是抛物线。
本公开的方面(23)涉及根据方面(21)至(22)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的假想温度Tf等于碱性硅铝酸盐玻璃制品的粘度为1011泊时的温度。
本公开的方面(24)涉及根据方面(21)至(23)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的锆石分解温度小于约35千泊。
本公开的方面(25)涉及根据方面(21)至(24)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的液相线粘度为至少200千泊。
本公开的方面(26)涉及根据方面(21)至(25)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)之比小于2,其中R2O=Li2O+Na2O。
本公开的方面(27)涉及根据方面(21)至(26)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的SiO2与P2O5的总量大于65摩尔%并且小于67摩尔%(65摩尔%<SiO2(摩尔%)+P2O5(摩尔%)<67摩尔%)。
本公开的方面(28)涉及根据方面(21)至(27)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的关系R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)大于约-3摩尔%,其中R2O=存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的Li2O与Na2O的总量,并且R′O为存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的二价金属氧化物的总量。
本公开的方面(29)涉及根据方面(21)至(28)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含约58摩尔%至约65摩尔%SiO2、约11摩尔%至约20摩尔%Al2O3、约6摩尔%至约18摩尔%Na2O、0摩尔%至约6摩尔%MgO和0摩尔%至约6摩尔%ZnO。
本公开的方面(30)涉及根据方面(21)至(29)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的P2O5的量在约0.5摩尔%至约2.8摩尔%的范围内。
本公开的方面(31)涉及根据方面(21)至(30)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Li2O的量最高达约10摩尔%Li2O。
本公开的方面(32)涉及根据方面(21)至(31)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品不含K2O。
本公开的方面(33)涉及一种装置,所述装置包含壳体,所述壳体具有前表面、后表面和侧表面;至少部分在壳体内部的电子部件;在壳体的前表面处或毗邻前表面的显示器;以及设置在显示器上方的强化碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述强化碱性硅铝酸盐玻璃制品包含从碱性硅铝酸盐玻璃制品的表面延伸到层深度(DOL)的压缩应力层,压缩层在表面处的最大压缩应力为至少400MPa,其中,所述碱性硅铝酸盐制品包含至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O,其中,Li2O(摩尔%)与Na2O(摩尔%)的量之比(Li2O/Na2O)小于1.0,并且其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品不含B2O3
方面(34)涉及如方面(33)所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的假想温度Tf等于碱性硅铝酸盐玻璃制品的粘度为1011泊时的温度。
方面(35)涉及如方面(33)至(34)中任一方面所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的锆石分解温度小于约35千泊。
方面(36)涉及如方面(33)至(35)中任一方面所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的液相线粘度为至少200千泊。
方面(37)涉及如方面(33)至(36)中任一方面所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)之比小于2,其中R2O=Li2O+Na2O。
方面(38)涉及如方面(33)至(37)中任一方面所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的SiO2与P2O5的总量大于65摩尔%并且小于67摩尔%(65摩尔%<SiO2(摩尔%)+P2O5(摩尔%)<67摩尔%)。
方面(39)涉及如方面(33)至(38)中任一方面所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的关系R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)大于约-3摩尔%,其中R2O=存在于所述碱性硅铝酸盐玻璃制品中的Li2O与Na2O的总量,并且R′O为存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的二价金属氧化物的总量。
方面(40)涉及如方面(33)至(39)中任一方面所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含约58摩尔%至约65摩尔%SiO2、约11摩尔%至约20摩尔%Al2O3、约6摩尔%至约18摩尔%Na2O、0摩尔%至约6摩尔%MgO和0摩尔%至约6摩尔%ZnO。
方面(41)涉及如方面(33)至(40)中任一方面所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的P2O5的量在约0.5摩尔%至约2.8摩尔%的范围内。
方面(42)涉及如方面(33)至(41)中任一方面所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Li2O的量最高达约10摩尔%Li2O。
方面(43)涉及如方面(33)至(42)中任一方面所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃的厚度在约0.05mm至约1.5mm的范围内。
方面(44)涉及如方面(33)至(43)中任一方面所述的装置,其中,所述玻璃制品还包含至少1mm的厚度,其中,在表面处的最大压缩应力为至少约1050MPa。
方面(45)涉及如方面(33)至(44)中任一方面所述的装置,其中,所述玻璃制品还包含至少1mm的厚度,其中,在表面处的最大压缩应力为至少约930MPa。
方面(46)涉及如方面(33)至(45)中任一方面所述的装置,其中,层深度为至少40μm。
方面(47)涉及如方面(33)至(46)中任一方面所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃是经过化学强化的。
方面(48)涉及如方面(33)至(47)中任一方面所述的装置,其中,所述玻璃制品还包含厚度和中心区域,所述中心区域从DOL延伸至等于所述厚度的0.5倍的深度,并且其中,所述中心区域不含K2O。
方面(49)涉及如方面(33)至(48)中任一方面所述的装置,其中,所述装置包含选自如下的移动电子通讯和娱乐装置:手机、智能手机、平板电脑、视频播放器、信息终端(IT)装置、音乐播放器和手提电脑。
方面(50)涉及一种碱性硅铝酸盐玻璃制品,其包含:至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品不含B2O3和K2O,并且其中,Li2O(摩尔%)与Na2O(摩尔%)的量之比(Li2O/Na2O)小于1.0。
方面(51)涉及如方面(50)所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的P2O5的量在约0.5摩尔%至约2.8摩尔%的范围内。
方面(52)涉及如方面(50)至(51)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Li2O的量最高达约10摩尔%Li2O。
方面(53)涉及如方面(50)至(52)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的假想温度Tf等于所述碱性硅铝酸盐玻璃的粘度为1011泊时的温度。
方面(54)涉及如方面(50)至(53)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的锆石分解温度小于约35千泊。
方面(55)涉及如方面(50)至(54)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的液相线粘度为至少200千泊。
方面(56)涉及如方面(50)至(55)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)之比小于2,其中R2O=Li2O+Na2O。
方面(57)涉及如方面(50)至(56)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的SiO2与P2O5的总量大于65摩尔%并且小于67摩尔%(65摩尔%<SiO2(摩尔%)+P2O5(摩尔%)<67摩尔%)。
方面(58)涉及如方面(50)至(57)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的关系R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)大于约-3摩尔%,其中R2O=存在于所述碱性硅铝酸盐玻璃制品中的Li2O与Na2O的总量,并且R′O为存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的二价金属氧化物的总量。
方面(59)涉及如方面(50)至(58)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含约58摩尔%至约65摩尔%SiO2、约11摩尔%至约20摩尔%Al2O3、约6摩尔%至约18摩尔%Na2O、0摩尔%至约6摩尔%MgO和0摩尔%至约6摩尔%ZnO。
方面(60)涉及一种层压件,所述层压件包含如方面(50)至(59)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品以及第二制品。
方面(61)涉及一种装置,所述装置包含壳体,所述壳体具有前表面、后表面和侧表面;至少部分在壳体内部的电子部件;在壳体的前表面处或毗邻前表面的显示器;以及如方面(50)至(60)中任一方面所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品。
方面(62)涉及一种制造强化碱性硅铝酸盐玻璃的方法,所述碱性硅铝酸盐玻璃具有压缩应力层,所述方法包括:通过对硅铝酸盐玻璃制品进行离子交换,在碱性硅铝酸盐玻璃制品中产生压缩应力,其中,所述碱性硅铝酸盐不含B2O3和K2O并且包含至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O,其中,Li2O(摩尔%)与Na2O(摩尔%)的量之比(Li2O/Na2O)小于1.0,其中,压缩应力层从碱性硅铝酸盐玻璃的表面延伸到层深度,并且其中,压缩层在表面处包含的最大压缩应力为至少约400MPa。
方面(63)涉及根据方面(62)所述的方法,其中,最大压缩应力为至少800MPa。
方面(64)涉及根据方面(62)至(63)中任一方面所述的方法,其中,层深度包含至少约40μm。
方面(65)涉及根据方面(62)至(64)中任一方面所述的方法,其中,最大压缩应力为至少1050MPa。
方面(66)涉及根据方面(62)至(65)中任一方面所述的方法,其中,对碱性硅铝酸盐玻璃进行离子交换包含将碱性硅铝酸盐玻璃浸没于熔融盐浴中。
方面(67)涉及根据方面(66)所述的方法,其中,熔融盐浴包含NaNO3
方面(68)涉及根据方面(66)所述的方法,其中,熔融盐浴包含KNO3
方面(69)涉及根据方面(66)所述的方法,其中,熔融盐浴包含NaNO3和KNO3
方面(70)涉及根据方面(62)至(69)中任一方面所述的方法,其中,碱性硅铝酸盐玻璃制品的厚度在约0.05mm至约1.5mm的范围内。
方面(71)涉及根据方面(62)至(70)中任一方面所述的方法,其还包括将经过离子交换的碱性硅铝酸盐玻璃连接到基材以形成层压结构。
方面(72)涉及根据方面(62)至(70)中任一方面所述的方法,其还包括将经过离子交换的碱性硅铝酸盐玻璃连接到电子装置壳体。
尽管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公开或所附权利要求书的范围的限制。因此,本领域的技术人员可想到各种改进、修改和替换形式而不会偏离本公开或者所附权利要求书的精神和范围。

Claims (72)

1.一种碱性硅铝酸盐玻璃制品,其包含:从所述碱性硅铝酸盐玻璃的表面延伸到层深度(DOL)的压缩应力层,所述压缩应力层在表面处的最大压缩应力为至少400MPa,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O,其中,Li2O(摩尔%)与Na2O(摩尔%)的量之比(Li2O/Na2O)小于1.0,并且其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品不含B2O3
2.如权利要求1所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的假想温度Tf等于所述碱性硅铝酸盐玻璃制品的粘度为1011泊时的温度。
3.如权利要求1或权利要求2所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的锆石分解温度小于约35千泊。
4.如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的液相线粘度为至少200千泊。
5.如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)比小于2,其中R2O=Li2O+Na2O。
6.如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的SiO2与P2O5的总量大于65摩尔%并且小于67摩尔%(65摩尔%<SiO2(摩尔%)+P2O5(摩尔%)<67摩尔%)。
7.如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的关系R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)大于约-3摩尔%,其中R2O=存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的Li2O与Na2O的总量,并且R′O为存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的二价金属氧化物的总量。
8.如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含约58摩尔%至约65摩尔%SiO2、约11摩尔%至约20摩尔%Al2O3、约6摩尔%至约18摩尔%Na2O、0摩尔%至约6摩尔%MgO和0摩尔%至约6摩尔%ZnO。
9.如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的P2O5的量在约0.5摩尔%至约2.8摩尔%的范围内。
10.如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Li2O的量最高达约10摩尔%。
11.如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,还包含在约0.05mm至约1.5mm范围内的厚度。
12.如权利要求1-10中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,还包含至少1mm的厚度,其中,表面处的最大压缩应力为至少约1050MPa。
13.如权利要求1-10中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,还包含至少1mm的厚度,其中,表面处的最大压缩应力为至少约930MPa。
14.如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述玻璃是经过化学强化的。
15.如权利要求1-10中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,还包含厚度和中心区域,所述中心区域从DOL延伸至等于所述厚度的0.5倍的深度,并且其中,所述中心区域不含K2O。
16.如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述玻璃在约1mm厚度处的弯曲半径小于约37mm。
17.如权利要求16所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述弯曲半径小于约35mm。
18.如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃具有一拉伸区域,所述拉伸区域从层深度延伸到玻璃制品中,其中,所述拉伸区域的最大拉伸应力小于约20MPa或大于约40MPa。
19.一种层压件,所述层压件包含如前述权利要求中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品以及第二制品。
20.一种消费者电子装置,其包含:壳体;至少部分在壳体内部的电子部件,所述电子部件包含至少一个控制器、存储器和显示器,所述显示器在壳体的前表面处或毗邻前表面;以及盖板制品,所述盖板制品位于壳体的前表面处或上方并且在显示器上方,其中,盖板制品包含如权利要求1-18中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品。
21.一种碱性硅铝酸盐玻璃制品,其包含:厚度t;从碱性硅铝酸盐玻璃的表面延伸到层深度(DOL)的压缩应力层以及包含最大拉伸应力的中心区域,
其中,中心区域从DOL中延伸出来,并且
其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃不含B2O3并且包含至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O,其中,Li2O(摩尔%)与Na2O(摩尔%)的量之比(Li2O/Na2O)小于1.0,
其中,DOL小于或等于0.25*t,并且
其中最大拉伸应力为约35MPa或更大。
22.如权利要求21所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其在中心区域中还包含拉伸应力分布,其中,所述拉伸应力分布基本上是抛物线。
23.如权利要求21或权利要求22所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的假想温度Tf等于碱性硅铝酸盐玻璃制品的粘度为1011泊时的温度。
24.如权利要求21-23中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的锆石分解温度小于约35千泊。
25.如权利要求21-24中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的液相线粘度为至少200千泊。
26.如权利要求21-25中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)之比小于2,其中R2O=Li2O+Na2O。
27.如权利要求21-26中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的SiO2与P2O5的总量大于65摩尔%并且小于67摩尔%(65摩尔%<SiO2(摩尔%)+P2O5(摩尔%)<67摩尔%)。
28.如权利要求21-27中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的关系R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)大于约-3摩尔%,其中R2O=存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的Li2O与Na2O的总量,并且R′O为存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的二价金属氧化物的总量。
29.如权利要求21-28中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含约58摩尔%至约65摩尔%SiO2、约11摩尔%至约20摩尔%Al2O3、约6摩尔%至约18摩尔%Na2O、0摩尔%至约6摩尔%MgO和0摩尔%至约6摩尔%ZnO。
30.如权利要求21-29中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的P2O5的量在约0.5摩尔%至约2.8摩尔%的范围内。
31.如权利要求21-30中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Li2O的量最高达约10摩尔%Li2O。
32.如权利要求21-31中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品不含K2O。
33.一种装置,所述装置包含:
壳体,所述壳体具有前表面、后表面和侧表面;
电子部件,所述电子部件至少部分在壳体内部;
显示器,所述显示器在壳体的前表面处或毗邻前表面;和
设置在显示器上方的强化碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述强化碱性硅铝酸盐玻璃制品包含从碱性硅铝酸盐玻璃制品的表面延伸到层深度(DOL)的压缩应力层,压缩层在表面处的最大压缩应力为至少400MPa,其中,所述碱性硅铝酸盐制品包含至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O,其中,Li2O(摩尔%)与Na2O(摩尔%)的量之比(Li2O/Na2O)小于1.0,并且其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品不含B2O3
34.如权利要求33所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的假想温度Tf等于碱性硅铝酸盐玻璃制品的粘度为1011泊时的温度。
35.如权利要求33或34所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的锆石分解温度小于约35千泊。
36.如权利要求33-35中任一项所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的液相线粘度为至少200千泊。
37.如权利要求33-36中任一项所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)之比小于2,其中R2O=Li2O+Na2O。
38.如权利要求33-37中任一项所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的SiO2与P2O5的总量大于65摩尔%并且小于67摩尔%(65摩尔%<SiO2(摩尔%)+P2O5(摩尔%)<67摩尔%)。
39.如权利要求33-38中任一项所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的关系R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)大于约-3摩尔%,其中R2O=存在于所述碱性硅铝酸盐玻璃制品中的Li2O与Na2O的总量,并且R′O为存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的二价金属氧化物的总量。
40.如权利要求33-39中任一项所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含约58摩尔%至约65摩尔%SiO2、约11摩尔%至约20摩尔%Al2O3、约6摩尔%至约18摩尔%Na2O、0摩尔%至约6摩尔%MgO和0摩尔%至约6摩尔%ZnO。
41.如权利要求33-40中任一项所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的P2O5的量在约0.5摩尔%至约2.8摩尔%的范围内。
42.如权利要求33-41中任一项所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Li2O的量最高达约10摩尔%Li2O。
43.如权利要求33-42中任一项所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃的厚度在约0.05mm至约1.5mm的范围内。
44.如权利要求33-42中任一项所述的装置,还包含至少1mm的厚度,其中,在表面处的最大压缩应力为至少约1050MPa。
45.如权利要求33-44中任一项所述的装置,还包含至少1mm的厚度,其中,在表面处的最大压缩应力为至少约930MPa。
46.如权利要求33-45中任一项所述的装置,其中,层深度为至少40μm。
47.如权利要求33-46中任一项所述的装置,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃是经过化学强化的。
48.如权利要求33-47中任一项所述的装置,还包含厚度和中心区域,所述中心区域从DOL延伸至等于所述厚度的0.5倍的深度,并且其中,所述中心区域不含K2O。
49.如权利要求33-48中任一项所述的装置,其中,所述装置包含选自如下的移动电子通讯和娱乐装置:手机、智能手机、平板电脑、视频播放器、信息终端(IT)装置、音乐播放器和手提电脑。
50.一种碱性硅铝酸盐玻璃制品,其包含:至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品不含B2O3和K2O,并且其中,Li2O(摩尔%)与Na2O(摩尔%)的量之比(Li2O/Na2O)小于1.0。
51.如权利要求50所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的P2O5的量在约0.5摩尔%至约2.8摩尔%的范围内。
52.如权利要求50或权利要求51所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的Li2O的量最高达约10摩尔%Li2O。
53.如权利要求50-52中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的假想温度Tf等于所述碱性硅铝酸盐玻璃的粘度为1011泊时的温度。
54.如权利要求50-53中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的锆石分解温度小于约35千泊。
55.如权利要求50-54中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的液相线粘度为至少200千泊。
56.如权利要求50-55中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的R2O(摩尔%)/Al2O3(摩尔%)之比小于2,其中R2O=Li2O+Na2O。
57.如权利要求50-56中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的SiO2与P2O5的总量大于65摩尔%并且小于67摩尔%(65摩尔%<SiO2(摩尔%)+P2O5(摩尔%)<67摩尔%)。
58.如权利要求50-57中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含的关系R2O(摩尔%)+R′O(摩尔%)-Al2O3(摩尔%)+P2O5(摩尔%)大于约-3摩尔%,其中R2O=存在于所述碱性硅铝酸盐玻璃制品中的Li2O与Na2O的总量,并且R′O为存在于碱性硅铝酸盐玻璃制品中的二价金属氧化物的总量。
59.如权利要求50-58中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品包含约58摩尔%至约65摩尔%SiO2、约11摩尔%至约20摩尔%Al2O3、约6摩尔%至约18摩尔%Na2O、0摩尔%至约6摩尔%MgO和0摩尔%至约6摩尔%ZnO。
60.一种层压件,所述层压件包含如权利要求50-59中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品以及第二制品。
61.一种装置,所述装置包含:
壳体,所述壳体具有前表面、后表面和侧表面;
电子部件,所述电子部件至少部分在壳体内部;
显示器,所述显示器在壳体的前表面处或毗邻前表面;以及
如权利要求50-60中任一项所述的碱性硅铝酸盐玻璃制品,其被设置在显示器上方。
62.一种制造强化碱性硅铝酸盐玻璃的方法,所述碱性硅铝酸盐玻璃具有压缩应力层,所述方法包括:
通过对碱性硅铝酸盐玻璃制品进行离子交换,在碱性硅铝酸盐玻璃制品中产生压缩应力层,
其中,所述碱性硅铝酸盐玻璃制品不含B2O3和K2O并且包含至少约58摩尔%SiO2、约0.5摩尔%至约3摩尔%P2O5、至少约11摩尔%Al2O3、Na2O和Li2O,其中,Li2O(摩尔%)与Na2O(摩尔%)的量之比(Li2O/Na2O)小于1.0,
其中,压缩应力层从碱性硅铝酸盐玻璃的表面延伸到层深度,并且
其中,压缩层在表面处包含的最大压缩应力为至少约400MPa。
63.如权利要求62所述的方法,其中,最大压缩应力为至少800MPa。
64.如权利要求62或权利要求63所述的方法,其中,层深度包含至少约40μm。
65.如权利要求62-64中任一项所述的方法,其中,最大压缩应力为至少1050MPa。
66.如权利要求62-65中任一项所述的方法,其中,对碱性硅铝酸盐玻璃进行离子交换包含将碱性硅铝酸盐玻璃浸没于熔融盐浴中。
67.如权利要求66所述的方法,其中,熔融盐浴包含NaNO3
68.如权利要求66所述的方法,其中,熔融盐浴包含KNO3
69.如权利要求66所述的方法,其中,熔融盐浴包含NaNO3和KNO3
70.如权利要求62-69中任一项所述的方法,其中,碱性硅铝酸盐玻璃制品的厚度在约0.05mm至约1.5mm的范围内。
71.如权利要求62-70中任一项所述的方法,其还包括将经过离子交换的碱性硅铝酸盐玻璃连接到基材以形成层压结构。
72.如权利要求62-70中任一项所述的方法,其还包括将经过离子交换的碱性硅铝酸盐玻璃连接到电子装置壳体。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108585481A (zh) * 2018-07-13 2018-09-28 科立视材料科技有限公司 一种可快速进行离子交换的含锂铝硅酸盐玻璃
CN109020192A (zh) * 2018-10-17 2018-12-18 科立视材料科技有限公司 一种具有高应变点、可快速离子交换和耐弱酸性的锌磷铝硅酸盐玻璃
CN112996759A (zh) * 2018-09-11 2021-06-18 康宁股份有限公司 具有改进的抗破裂性的基于玻璃的制品
CN113891866A (zh) * 2019-05-30 2022-01-04 康宁股份有限公司 纹理化玻璃制品及其制造方法
CN115916718A (zh) * 2020-06-19 2023-04-04 株式会社小原 强化结晶化玻璃

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015057552A2 (en) * 2013-10-14 2015-04-23 Corning Incorporated Ion exchange process and chemically strengthened glass substrates resulting therefrom
EP3502074A1 (en) * 2015-06-26 2019-06-26 Corning Incorporated Glass with high surface strength
JP2019512444A (ja) 2016-03-04 2019-05-16 コーニング インコーポレイテッド 表面圧縮応力が高いイオン交換可能なガラス
US10794679B2 (en) 2016-06-29 2020-10-06 Corning Incorporated Method and system for measuring geometric parameters of through holes
US11111173B2 (en) 2016-11-07 2021-09-07 Corning Incorporated Lithium containing glasses
EP3535219B1 (en) * 2016-11-07 2022-05-04 Corning Incorporated Lithium containing glasses
WO2018129282A1 (en) * 2017-01-09 2018-07-12 Corning Incorporated Ion-exchangeable glass with low coefficient of thermal expansion
JP6897270B2 (ja) * 2017-04-20 2021-06-30 Agc株式会社 化学強化ガラス
TWI796331B (zh) * 2017-04-26 2023-03-21 美商康寧公司 用於透明複合膜之硬塗層組成物及方法以及包含該膜之可撓性顯示裝置
US11078112B2 (en) 2017-05-25 2021-08-03 Corning Incorporated Silica-containing substrates with vias having an axially variable sidewall taper and methods for forming the same
US11523527B2 (en) * 2017-10-03 2022-12-06 Corning Incorporated Glass-based articles having crack resistant stress profiles
WO2019089602A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-09 Corning Incorporated Peraluminous lithium aluminosilicates with high liquidus viscosity
US10906834B2 (en) 2017-11-29 2021-02-02 Corning Incorporated Ion-exchangeable mixed alkali aluminosilicate glasses
US10633279B2 (en) 2017-11-29 2020-04-28 Corning Incorporated Glasses with low excess modifier content
NL2020914B1 (en) * 2018-05-11 2019-11-18 Corning Inc Glasses having high fracture toughness
WO2019191480A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 Corning Incorporated Glasses having high fracture toughness
US11152294B2 (en) 2018-04-09 2021-10-19 Corning Incorporated Hermetic metallized via with improved reliability
CN112851142A (zh) * 2018-06-08 2021-05-28 康宁股份有限公司 玻璃中的抗碎裂应力分布
JP7308947B2 (ja) * 2018-08-03 2023-07-14 コーニング インコーポレイテッド 高い圧縮応力を可能にするガラス組成物
WO2020060955A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-26 Corning Incorporated Patterned glass articles and methods of making the same
WO2020069260A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 Corning Incorporated Glass-based articles with improved stress profiles
WO2020069259A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 Corning Incorporated Enhanced ion exchange methods
WO2020138062A1 (ja) * 2018-12-25 2020-07-02 日本電気硝子株式会社 強化ガラス板及びその製造方法
JP7492969B2 (ja) 2019-02-21 2024-05-30 コーニング インコーポレイテッド 銅金属化貫通孔を有するガラスまたはガラスセラミック物品およびその製造方法
US11584681B2 (en) 2019-11-26 2023-02-21 Corning Incorporated Ion exchangeable alkali aluminosilicate glass compositions having improved mechanical durability
CN110937823B (zh) * 2019-12-03 2022-08-09 东莞市晶博光电股份有限公司 一种可以减少翘曲和尺寸膨胀的玻璃强化工艺
CN116693208A (zh) 2022-02-28 2023-09-05 康宁股份有限公司 经涂覆的纹理化玻璃制品及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110294648A1 (en) * 2010-05-27 2011-12-01 Christy Lynn Chapman Ion exchangeable glasses
US20130004758A1 (en) * 2011-07-01 2013-01-03 Matthew John Dejneka Ion exchangeable glass with high compressive stress
US20140023865A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Corning Incorporated Ion exchangeable li-containing glass compositions for 3-d forming
WO2014120641A2 (en) * 2013-01-31 2014-08-07 Corning Incorporated Transition metal-containing, ion exchangeable colored glasses

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3357876A (en) 1965-01-19 1967-12-12 Pittsburgh Plate Glass Co Method of strengthening a glass article by ion exchange
US3485647A (en) 1964-12-18 1969-12-23 Corning Glass Works Glass article and method of production
US3495963A (en) 1965-04-13 1970-02-17 Ppg Industries Inc Simultaneous staining and strengthening of glass
US3433611A (en) 1965-09-09 1969-03-18 Ppg Industries Inc Strengthening glass by multiple alkali ion exchange
DE2006078C2 (de) 1970-02-11 1976-11-04 Jenaer Glaswerk Schott & Gen., 6500 Mainz Verfahren zur Herstellung von Glasgegenständen mit erhöhter Planität, verbesserter Biegezugfestigkeit und spezifischem Bruchverhalten unter Anwendung eines Ionenaustausches
US4055703A (en) 1975-08-15 1977-10-25 Ppg Industries, Inc. Ion exchange strengthened glass containing P2 O5
US4726981A (en) 1985-06-10 1988-02-23 Corning Glass Works Strengthened glass articles and method for making
GB2335423A (en) 1998-03-20 1999-09-22 Pilkington Plc Chemically toughenable glass
JP2000007372A (ja) * 1998-06-19 2000-01-11 Asahi Techno Glass Corp 化学強化用ガラス及び磁気記録媒体用ガラス基板
CA2391745C (en) * 2002-06-25 2012-08-14 Albert Mark David Touch screen display using ultra-thin glass laminate
US8652979B2 (en) 2006-10-10 2014-02-18 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Tempered glass substrate
JP5875133B2 (ja) 2006-10-10 2016-03-02 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板
JP5589252B2 (ja) * 2006-10-10 2014-09-17 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板
TWI394731B (zh) 2007-03-02 2013-05-01 Nippon Electric Glass Co 強化板玻璃及其製造方法
JP5743125B2 (ja) 2007-09-27 2015-07-01 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化ガラス基板
JP5614607B2 (ja) * 2008-08-04 2014-10-29 日本電気硝子株式会社 強化ガラスおよびその製造方法
JP4559523B2 (ja) 2009-02-24 2010-10-06 株式会社オハラ 情報記録媒体用ガラス基板およびその製造方法
JP5645099B2 (ja) * 2009-09-09 2014-12-24 日本電気硝子株式会社 強化ガラス
US9540278B2 (en) 2010-05-27 2017-01-10 Corning Incorporated Ion exchangeable glasses
US8778820B2 (en) 2010-05-27 2014-07-15 Corning Incorporated Glasses having low softening temperatures and high toughness
JP2012036074A (ja) 2010-07-12 2012-02-23 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス板
US9346703B2 (en) * 2010-11-30 2016-05-24 Corning Incorporated Ion exchangable glass with deep compressive layer and high damage threshold
JP2012148909A (ja) 2011-01-18 2012-08-09 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス及び強化ガラス板
US8835007B2 (en) 2011-01-19 2014-09-16 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Tempered glass and tempered glass sheet
CN102690059B (zh) 2011-03-23 2016-08-03 肖特玻璃科技(苏州)有限公司 用于化学钢化的铝硅酸盐玻璃和玻璃陶瓷
US9783452B2 (en) 2011-07-01 2017-10-10 Corning Incorporated Ion-exchanged glass of high surface compression and shallow depth of layer with high resistance to radial crack formation from vickers indentation
US10280112B2 (en) * 2011-08-19 2019-05-07 Corning Incorporated Ion exchanged glass with high resistance to sharp contact failure and articles made therefrom
JP2013043795A (ja) 2011-08-23 2013-03-04 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス及びその製造方法
CN110002745B (zh) 2011-11-16 2022-10-11 康宁股份有限公司 具有高裂纹引发阈值的可离子交换玻璃
CN104254501B (zh) 2012-04-27 2016-09-28 旭硝子株式会社 化学强化玻璃的制造方法
US20150004390A1 (en) 2012-06-08 2015-01-01 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Tempered glass, tempered glass plate, and glass for tempering
JP5954690B2 (ja) 2012-06-18 2016-07-20 日本電気硝子株式会社 非接触給電用支持部材
JP2014205604A (ja) 2012-06-25 2014-10-30 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板及びその製造方法
TWI699341B (zh) * 2013-01-31 2020-07-21 美商康寧公司 虛擬化(fictivated)玻璃及其製造方法
US9512035B2 (en) 2013-06-17 2016-12-06 Corning Incorporated Antimicrobial glass articles with improved strength and methods of making and using same
US10941071B2 (en) 2013-08-02 2021-03-09 Corning Incorporated Hybrid soda-lime silicate and aluminosilicate glass articles
CN105683108A (zh) 2013-08-27 2016-06-15 康宁股份有限公司 具有高热膨胀系数的耐损坏的玻璃
CN111268912B (zh) * 2013-08-30 2022-08-30 康宁股份有限公司 可离子交换玻璃、玻璃-陶瓷及其制造方法
CN105916824A (zh) 2013-11-19 2016-08-31 康宁股份有限公司 可离子交换的具有高耐损坏性的玻璃
US9708216B2 (en) 2013-11-26 2017-07-18 Corning Incorporated Phosphorous containing glass having antimicrobial efficacy
US9359243B2 (en) 2014-05-13 2016-06-07 Corning Incorporated Transparent glass-ceramic articles, glass-ceramic precursor glasses and methods for forming the same
EP3502074A1 (en) 2015-06-26 2019-06-26 Corning Incorporated Glass with high surface strength
US11104602B2 (en) * 2015-06-26 2021-08-31 Corning Incorporated Glass with high surface strength
US10579106B2 (en) * 2015-07-21 2020-03-03 Corning Incorporated Glass articles exhibiting improved fracture performance
US10906834B2 (en) * 2017-11-29 2021-02-02 Corning Incorporated Ion-exchangeable mixed alkali aluminosilicate glasses

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110294648A1 (en) * 2010-05-27 2011-12-01 Christy Lynn Chapman Ion exchangeable glasses
US20130004758A1 (en) * 2011-07-01 2013-01-03 Matthew John Dejneka Ion exchangeable glass with high compressive stress
US20140023865A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Corning Incorporated Ion exchangeable li-containing glass compositions for 3-d forming
WO2014120641A2 (en) * 2013-01-31 2014-08-07 Corning Incorporated Transition metal-containing, ion exchangeable colored glasses

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108585481A (zh) * 2018-07-13 2018-09-28 科立视材料科技有限公司 一种可快速进行离子交换的含锂铝硅酸盐玻璃
WO2020011167A1 (zh) * 2018-07-13 2020-01-16 科立视材料科技有限公司 一种可快速进行离子交换的含锂铝硅酸盐玻璃
CN112996759A (zh) * 2018-09-11 2021-06-18 康宁股份有限公司 具有改进的抗破裂性的基于玻璃的制品
US11639310B2 (en) 2018-09-11 2023-05-02 Corning Incorporated Glass-based articles with improved fracture resistance
CN109020192A (zh) * 2018-10-17 2018-12-18 科立视材料科技有限公司 一种具有高应变点、可快速离子交换和耐弱酸性的锌磷铝硅酸盐玻璃
CN113891866A (zh) * 2019-05-30 2022-01-04 康宁股份有限公司 纹理化玻璃制品及其制造方法
US11731902B2 (en) 2019-05-30 2023-08-22 Corning Incorporated Textured glass articles and methods of making the same
CN113891866B (zh) * 2019-05-30 2024-03-08 康宁股份有限公司 纹理化玻璃制品及其制造方法
CN115916718A (zh) * 2020-06-19 2023-04-04 株式会社小原 强化结晶化玻璃

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