CN107848870A - 展现出改进的破裂性能的玻璃制品 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施方式属于强化玻璃制品，其包括第一表面和与第一表面相对的第二表面，它们限定了小于约1.1mm的厚度(t)，从第一表面延伸到大于或等于约0.1t的压缩深度(DOC)的压缩应力层，从而当玻璃制品破裂时，其破碎成长宽比小于或等于约5的多块碎片。在一些实施方式中，在用90目SiC颗粒以25psi的压力磨蚀5秒之后，玻璃制品展现出大于或等于约20kgf的等双轴挠曲强度。还揭示了结合本文所述的玻璃制品的装置及其制造方法。

Description

展现出改进的破裂性能的玻璃制品
相关申请交叉参考
本申请根据35 U.S.C.§119，要求2016年05月31日提交的美国临时申请系列第62/343,320号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
背景技术
本公开涉及展现出改进的破裂性能的玻璃制品，更具体地，涉及展现出改进的破裂式样和切割行为的玻璃制品。
消费者电子器件，包括手持式装置(例如，智能手机、平板、电子书阅读器和笔记本电脑)通常结合了化学强化玻璃制品用作覆盖玻璃。由于覆盖玻璃与诸如触摸面板、显示器或者其他结构之类的基材直接粘结，当强化玻璃制品破裂时，由于表面压缩应力和玻璃表面下方的拉伸应力的组合所产生的储能，此类制品可能从自由表面发射出小的碎片或颗粒。如本文所用，术语破裂包括开裂和/或形成裂纹。这些小的碎片对于装置使用者是潜在考虑因素，特别是当破裂以延迟方式发生靠近使用者脸部(即眼睛和耳朵)时，以及当使用者继续使用和触摸破裂的表面时(并且因此易受到小的切划或磨损)，特别是当裂纹距离较长并且存在具有锋利角和边缘的碎片时。
因此，需要展现出经改性的破碎行为的玻璃制品，从而当此类制品破裂时，它们展现出强化的切割行为，例如，产生短裂纹长度和较少发射颗粒的切割效应。此外，还需要玻璃制品当破裂时，发射较少的碎片并且碎片具有较小的动能和动量。
发明内容
本公开的第一个方面属于强化玻璃制品，其包括：第一表面和与第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)，以及从第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层。在一些实施方式中，在玻璃制品破裂之后，玻璃制品包括多个碎片，其中，至少90％的所述多个碎片的长宽比小于或等于约5，以及玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多个碎片，这是通过易碎性测试测得的。
在一些实施方式中，在用90目SiC颗粒以25psi的压力磨蚀5秒之后，强化玻璃制品展现出大于或等于约20kgf的等双轴挠曲强度。在一些实施方式中，在玻璃制品破裂之后，强化玻璃制品可以包括如下破裂情况：使得大于或等于50％的破裂仅部分延伸通过厚度。
本公开的第三个方面属于一种装置，其包括如本文所述的强化玻璃基材、限制层和支撑体，其中，所述装置包括：平板、透明显示器、手机、视频播放器、信息终端装置、电子阅读器、手提电脑或者非透明显示器。
本公开的第四个方面属于消费者电子产品，其包括：具有前表面的外壳；至少部分提供在外壳内部的电子组件，所述电子组件至少包括：控制器、存储器和显示器；以及布置在外壳的前表面处并且位于显示器上方的覆盖玻璃，所述覆盖玻璃包括如本文所述的强化玻璃制品。
在以下的详细描述中提出了本文的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，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述的各种实施方式而被认识。
应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。
附图说明
图1A是根据一个或多个实施方式的玻璃制品的侧视图；
图1B是图1A的玻璃制品在破裂之后的侧视图；
图2是贯穿已知的基于热回火玻璃制品的厚度的横截面图；
图3是贯穿已知的基于化学强化玻璃制品的厚度的横截面图；
图4是贯穿根据一个或多个实施方式的基于强化玻璃制品的厚度的横截面图；
图5是环上环设备的横截面示意图；
图6是用于进行本文所述的砂纸上倒落球(IBoS)测试的设备的一个实施方式的横截面示意图；
图7是横截面示意图，其表示在用于移动电子器件或手持式电子器件的玻璃基制品中常见的破坏引入加上弯曲所导致的失效的主要机制；
图8是在本文所述设备中进行IboS测试的方法的流程图；以及
图9A是包括限制层的图1A的玻璃制品的侧视图；
图9B是包括第二限制层的图9A的玻璃制品的侧视图；
图10是结合了本文所述的玻璃制品的一个或多个实施方式的电子器件的前平面示意图；
图11显示实施例1的AROR测试结果图；
图12显示实施例2的跌落测试结果图；
图13显示实施例4中的K2O浓度与离子交换深度的关系图；
图14显示实施例4G的应力分布图；
图15A-15D是实施例5的破裂图像；
图16A-16D的图像显示在破裂之后实施例6在不同观察角的可读性；
图17显示实施例7中的计算得到的储存的拉伸能与离子交换时间的关系图；以及
图18显示实施例7中的计算得到的中心张力与离子交换时间的关系图；以及
图19显示实施例6的应力分布，绘制压缩应力和拉伸应力与深度的关系图。
具体实施方式
下面详细参考各个实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。至于附图，大致来说，应理解图示说明是为了描述具体实施方式，这些图示说明不构成对本公开内容或所附权利要求的限制。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。
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，除非另外指出，否则术语如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”是方便词语，不构成对术语的限制。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，以及所述范围之间的任意范围。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)”。还应理解的是，在说明书和附图中揭示的各种特征可以任意和所有的组合方式使用。
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的程度。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。
如本文所用，术语“玻璃制品”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。玻璃制品包括玻璃与非玻璃材料的层叠体，无定形与晶体材料的层叠体，以及玻璃-陶瓷(包括无定形相和晶相)。除非另外说明，否则所有组成表示为摩尔百分数(摩尔％)。
如本文所述，玻璃制品的实施方式可以包括强化玻璃或者玻璃陶瓷材料，其相比于已知玻璃制品(特别是已知的覆盖玻璃制品)展现出改进的机械性能和可靠性。本文所述的玻璃制品的实施方式可展现出已知的覆盖玻璃制品所无法展现出的破碎行为。在本公开内容中，基于玻璃的基材通常是未经强化的，以及基于玻璃的制品通常指的是(例如通过离子交换)经过强化的基于玻璃的基材。
本公开的第一个方面属于强化玻璃制品，其展现出能够破裂成致密破裂式样的能力，其具有切割效应(dicing effect)，其与用于淋浴板或车窗面板的完全热回火玻璃是类似的。在一些实施方式中，碎片旨在是对于人体损害性较小的。尽管经过化学强化且厚度明显小于现有已知热回火工艺所能实现的情况，但是此类制品展现出该行为。在一些实施方式中，碎片甚至比已知热回火玻璃观察到的情况更小或者更细小。例如，玻璃制品的一些实施方式展现出“切割”效应，其中，当玻璃制品破裂时，“切割的”碎片具有小的长宽比，并且破裂产品的表面与刚形成的表面(as-formed surface)形成较大角度(即，较少的刀片状或刀状角度)，从而碎片更像立方体而不像裂片，如下文关于图1A更详细所述。在一些情况下，切割碎片受限于在玻璃制品的主平面的任意方向小于或等于2毫米(mm)的最大或最长尺度。在一些情况下，当破裂时或者在玻璃制品破裂后，玻璃制品包括多块碎片，其平均长宽比小于或等于约10或者小于或等于约5(例如，小于或等于约4.5、小于或等于约4、小于或等于约3.5、小于或等于约3、小于或等于约2.5、小于或等于约2)。在一些实施方式中，所述多块碎片的平均长宽比约为1-2。在一些情况下，大于或等于约90％或者大于或等于约80％的所述多块碎片展现出本文所述的平均长宽比。如本文所用，术语“长宽比”指的是碎片的最长或最大尺度与碎片的最短或最小尺度之比。术语“尺度”可以包括长度、厚度、对角线或厚度。在破裂之后展现出此类碎片的玻璃制品可以在本文中表征为展现出“切割(dicing)”行为。
参见图1A和1B，在一个或多个实施方式中，本文所述的玻璃制品10可以具有如下片构造：具有相对主表面12、14以及相对次表面16、18。至少一个主表面12形成玻璃制品的“刚形成的”表面。当破裂时，形成新的表面，其是由玻璃制品的破裂产生的(即，“破裂产生的”表面)，在图1B中由附图标记19所示。(在玻璃制品破裂之后)破裂产生的表面与刚形成的表面之间的角度α约为85-95度或者约为88-92度。在一个或多个实施方式中，在玻璃制品破裂之后，玻璃制品中的所述多块碎片的大于或等于约90％在刚形成的表面与所有破裂产生的表面之间展现出该角度。
在一个或多个实施方式中，至少50％(例如，大于或等于约60％、大于或等于约70％、大于或等于约80％、或者大于或等于约90％)的所述多块碎片具有小于或等于5t、小于或等于3t、或者小于或等于3t的最大尺度。在一些情况下，至少50％(例如，大于或等于约60％、大于或等于约70％、大于或等于约80％、或者大于或等于约90％)的所述多块碎片包括小于2倍最小尺度的最大尺度。在一些实施方式中，最大尺度小于或等于约1.8倍的最小尺度，最大尺度小于或等于约1.6倍的最小尺度，最大尺度小于或等于约1.5倍的最小尺度，最大尺度小于或等于约1.4倍的最小尺度，最大尺度小于或等于约1.2倍的最小尺度，或者最大尺度约等于最小尺度。
在一个或多个实施方式中，至少50％(例如，大于或等于约60％、大于或等于约70％、大于或等于约80％、或者大于或等于约90％)的所述多块碎片包括小于或等于约10mm3的体积。在一些实施方式中，该体积可以小于或等于约8mm3、小于或等于约5mm3、或者小于或等于约4mm3。在一些实施方式中，该体积可以约为0.1-1.5mm3。
如本文所用，表述“强化制品”包括经过化学强化的制品或者经过化学强化和热强化的制品，但是排除仅经过热强化的制品。如图4所示，强化玻璃制品展现出的应力分布可以用表面压缩应力(CS)、中心张力(CT)和压缩深度(DOC)方面进行表征。
一个或多个实施方式的强化玻璃制品所展现出的应力分布可以与已知的热回火玻璃制品和已知的化学强化玻璃制品所展现出的应力分布区分开来。通常来说，已经将热回火玻璃用于防止由于此类瑕疵可能被引入玻璃中所引起的断裂，因为热回火玻璃通常展现出大的CS层(例如，约为玻璃总厚度的21％)，这可以防止瑕疵发生传播，从而可以防止断裂。通过热回火产生的应力分布的一个例子如图2所示。在图2中，经热处理的玻璃制品100包括第一表面101、厚度t1、和表面CS 110。玻璃制品100展现出的CS从第一表面101到DOC130发生下降，如本文所定义，在该深度，应力从压缩应力变化为拉伸应力，并达到CT 120。
热回火目前受限于厚的玻璃制品(即，厚度t1大于或等于约3毫米的玻璃制品)，因为为了实现热强化和所需的残留应力，必须在此类制品的芯和表面之间形成足够的热梯度。在许多应用中，例如显示器(例如，消费者电子产品，包括移动电话、平板、计算机、导航系统等)，建筑(例如，窗、淋浴板、工作台面等)，运输工具(例如，车辆、火车、航天器、海轮等)，电器、封装或者需要优异的抗破裂性但是薄且轻量化制品的任意应用，此类厚的制品是不合乎希望或者不实际的。
虽然化学强化不像热回火那样受到玻璃制品的厚度的限制，但是已知的化学强化玻璃制品无法展现出热回火玻璃制品的应力分布。通过化学强化(例如，离子交换过程)产生的应力分布的一个例子如图3所示。在图3中，经化学强化的玻璃制品200包括第一表面201、厚度t2、和表面CS 210。玻璃制品200展现出的CS从第一表面201到DOC 230发生下降，如本文所定义，在该深度，应力从压缩应力变化为拉伸应力，并达到CT 220。如图3所示，此类分布展现出平坦的CT区域或者CT区域具有恒定或近乎恒定的拉伸应力，并且通常来说，其CT值低于图2所示的CTE值。
本公开的一个或多个实施方式的玻璃制品展现出小于或等于约3mm(例如，小于或等于约2mm、小于或等于约1.5mm、或者小于或等于约1.1mm)的厚度t，以及从第一表面延伸到大于或等于约0.1t的DOC的压缩应力层。如本文所用，DOC指的是玻璃制品内的应力从压缩变化为拉伸应力的深度。在DOC处，应力从正(压缩)应力转变为负(拉伸)应力(例如，图2中的130)，因而展现出零应力值。
根据本领域常用习惯，压缩表示为负应力(<0)以及拉伸表示为正应力(>0)。但是，在本说明书全文中，CS表示为正值或者绝对值，即，本文所陈述的CS＝|CS|。
具体来说，本文所述的玻璃制品是薄的并且展现出的应力分布通常仅可通过对厚玻璃制品(例如，厚度约为2mm或者3mm或者更大)进行回火实现。在一些情况下，玻璃制品展现出的表面CS大于经回火的玻璃制品。在一个或多个实施方式中，玻璃制品展现出较大的压缩层深度(其中，CS的减小和增加相比于已知的化学强化玻璃制品更为逐步)，从而玻璃制品展现出明显改善的耐破裂性，甚至在玻璃制品或者包含其的装置跌落到硬的粗糙表面上的时候仍然如此。一个或多个实施方式的玻璃制品展现出的CT值大于一些已知的化学强化玻璃基材。
通过表面应力计(FSM)，采用例如日本折原实业有限公司(Orihara IndustrialCo.,Ltd.(Japan))制造的商业仪器如FSM-6000，来测量CS。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的改进版本来测量SOC，题为“Standard Test Method for Measurement of GlassStress-Optical Coefficient(测量玻璃应力-光学系数的标准测试方法)”，其全文通过引用结合入本文。改进包括使用玻璃碟作为试样，厚度为5-10mm、直径为12.7mm，其中，碟是各向同性且均匀的，并且芯钻孔，两面抛光和平行。改进还包括计算待施加的最大作用力F最大值。作用力应该足以产生至少20MPa的压缩应力。F最大值计算如下：
F最大值＝7.854*D*h
其中：
F最大值＝作用力，单位牛顿
D＝碟直径
h＝光路的厚度
对于每次作用力施加，应力计算如下：
σMPa＝8F/(π*D*h)
其中：
F＝作用力，单位牛顿
D＝碟直径
h＝光路的厚度
采用散射光偏光器(由位于爱沙尼亚塔林的玻璃应力有限公司(GlasstressLtd.,located in Tallinn,Estonia)提供的“SCALP”，型号SCALP-04)和本领域已知技术来测量CT值。SCALP还可用于测量DOC，如下文进一步详述。
在一些实施方式中，玻璃制品还可展现出不同于DOC的钾离子渗透深度(“钾DOL”)。DOC与钾DOL之间的差异程度取决于玻璃基材组成以及在所得到的玻璃制品中产生应力的离子交换处理。当通过将钾离子交换进入玻璃制品，在玻璃制品中产生应力时，使用FSM(如上文关于CS所述)来测量钾DOL。当通过将钠离子交换进入玻璃制品产生应力时，使用SCALP(如上文关于CT所述)来测量DOC，以及所得到的玻璃制品不会具有钾DOL，因为没有钾离子渗透。当通过将钾离子和钠离子这两者交换进入玻璃中，在玻璃制品中产生应力时，钠的交换深度表示DOC，以及钾离子的交换深度表示压缩应力大小的变化(但是，这并非应力从压缩变化为拉伸)；在此类实施方式中，通过SCALP测量DOC，以及通过FSM测量钾DOL。当在玻璃制品中同时存在钾DOL和DOC时，钾DOL通常小于DOC。
可以使用折射近场(RNF)方法或者SCALP来测量本文所述的玻璃制品中的应力分布(而不考虑应力是通过钠离子交换和/或钾离子交换产生的)。当采用RNF方法时，采用通过SCALP提供的CT值。具体来说，通过RNF测得的应力分布是作用力平衡的，并且用SCALP测量提供的CT值进行校准。RNF方法如题为“Systems and methods for measuring aprofile characteristic of a glass sample(用于测量玻璃样品的分布特性的系统和方法)”的美国专利第8,854,623号所述，其全文通过引用结合入本文。具体来说，RNF方法包括将玻璃基制品靠近参照块放置，产生偏振切换光束(其以1-50Hz的速率在正交偏振之间切换)，测量偏振切换光束中的功率量，以及产生偏振切换参比信号，其中，每个正交偏振中测得的功率量是在相互50％之内。该方法还包括使偏振切换光束穿过玻璃样品和参照块，进入玻璃样品不同深度，然后采用延迟光学系统来延迟穿过的偏振切换光束到达信号光检测器，所述信号光检测器产生偏振切换的检测器信号。该方法还包括：用参比信号除检测器信号以形成标准化检测器信号，以及从标准化检测器信号来确定玻璃样品的分布特性。
在玻璃制品中的应力仅由钾离子交换产生并且钾DOL等于DOC的一个或多个实施方式中，还可以通过Rostislav V.Roussev等人在2012年5月3日提交的题为“Systems AndMethods for Measuring the Stress Profile of Ion-Exchanged Glass(用于测量离子交换玻璃的应力分布的系统和方法)”的美国专利申请第13/463,322号(下文称作“RoussevI”)所揭示的方法来获得应力分布，其要求2011年5月25日提交的具有相同标题的美国临时专利申请第61/489,800号的优先权。Roussev I揭示了采用FSM来提取化学强化玻璃的详细和精确的应力分布(应力与深度的关系)的方法。具体来说，经由棱镜耦合技术收集TM和TE偏振的结合光学模式的谱图，并用它们整体来获得详细且精确的TM和TE折射率曲线nTM(z)和nTE(z)。上述申请的全部内容都参考结合入本文中。通过如下方式获得详细折射率分布：使用逆Wentzel-Kramers-Brillouin(IWKB)方法得到模式谱图，将测得的模式谱图与描述了折射率分布形状的预先确定的函数形式的数值计算谱图进行拟合，以及从最佳拟合获得函数形式的参数。通过使用已知的应力-光学系数(SOC)值，由恢复的TM和TE折射率分布的差异来计算详细应力分布S(z)：
S(z)＝[nTM(z)-nTE(z)]/SOC (2).
由于小的SOC值，在任意深度z处的双折射nTM(z)-nTE(z)是折射率nTM(z)和nTE(z)中任一个的小部分(通常约为1％)。获得没有由于测量模式谱图中的噪音导致明显扭曲的应力曲线要求模式有效折射率的确定具有约为0.00001RIU的精确度。Roussev I所揭示的方法还包括用于原始数据的技术，从而尽管在模式谱中收集的TE和TM模谱或图像具有噪音和/或差对比度，仍然确保了测得的模式折射率的高精度。此类技术包括噪音平均化、过滤和曲线拟合，以得到对应于具有子像素分辨率的模式的极值的位置。
如上文所述，本文所述的玻璃制品可以通过离子交换进行化学强化，并且展现出的应力分布不同于已知的强化玻璃所展现出的那些。在该过程中，用具有相同价态或氧化态的较大的离子代替或交换玻璃的表面处或者靠近玻璃表面处的离子。在玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃的那些实施方式中，玻璃的表面层中的离子以及较大离子是一价的碱金属阳离子，例如Li+(当存在于玻璃制品中的时候)、Na+、K+、Rb+和Cs+。或者，表面层中的一价阳离子可以用碱金属阳离子以外的一价阳离子，例如Ag+等代替。
离子交换工艺通常是通过将玻璃制品浸泡在熔盐浴中(或者两个或更多个熔盐浴)来进行的，所述熔盐浴包含要与玻璃制品中的较小离子交换的较大离子。应注意的是，也可以采用水性盐浴。此外，浴组成可以包括不止一种类型的较大离子(例如，Na+和K+)或者包括单种较大离子。本领域技术人员会理解的是，离子交换工艺的参数包括但不限于浴组成和温度、浸入时间、玻璃制品在盐浴(或多个盐浴)中的浸入次数、多盐浴的使用、其它的步骤(例如退火和洗涤等)，它们通常是由以下的因素决定的：玻璃制品的组成(包括制品的结构和存在的任意晶相)，以及由强化操作获得的玻璃制品所需的DOC和CS。例如，玻璃制品的离子交换可以通过以下方式实现：将玻璃制品浸泡在至少一种包含盐的熔盐浴中，所述盐是例如但不限于较大碱金属离子的硝酸盐、硫酸盐和氯化物。典型的硝酸盐包括KNO3、NaNO3、LiNO3、NaSO4，及其组合。熔盐浴的温度通常约为380℃至最高至约450℃，而浸入时间约为15分钟至最高至100小时，这取决于玻璃厚度、浴温和玻璃扩散系数。但是，也可以采用与上述不同的温度和浸入时间。
在一个或多个实施方式中，可以将玻璃制品浸入温度约为370-480℃的100％NaNO3的熔盐浴中。在一些实施方式中，可以将玻璃基材浸入包含约5-90％KNO3和约10-95NaNO3的混合熔盐浴中。在一些实施方式中，可以将玻璃基材浸入包含Na2SO4和NaNO3且具有更宽温度范围(例如，最高至约500℃)的混合熔盐浴中。在一个或多个实施方式中，在浸入第一浴之后，玻璃制品可以浸入第二浴中。浸入第二浴中可以包括浸入包含100％KNO3的熔盐浴中持续15分钟至8小时。
可以基于玻璃基材的玻璃组成和厚度对离子交换条件进行改性。例如，可以将具有如下实施例1的标称组成和具有0.4mm厚度的玻璃基材浸入温度约为460℃的80-100％KNO3(余下是NaNO3)的熔盐浴中，持续时间约为10-20小时。可以将厚度约为0.55mm的相同基材浸入温度约为460℃的70-100％KNO3(余下是NaNO3)的熔盐浴中，持续时间约为20-40小时。可以将厚度约为0.8mm的相同基材浸入约为460℃的60-100％KNO3(余下是NaNO3)的熔盐浴中，持续时间约为40-80小时。
在一个或多个实施方式中，可以将基于玻璃的基材浸入混合熔盐浴中，其包含NaNO3和KNO3(例如，49％/51％、50％/50％、51％/49％)，温度小于约420℃(例如，约400℃或约380℃)，持续小于约5小时或者甚至小于或等于约4小时。
可以对离子交换条件进行调节，以提供“尖峰”或者以增加所得到的玻璃基制品的表面处或者靠近表面处的应力分布的斜率。由于本文所述的玻璃基制品所用的玻璃组合物的独特性质，可以通过单浴或多浴实现该尖峰，浴具有单种组成或者混合组成。
如图4所示，一个或多个实施方式的玻璃制品300包括第一表面302和与第一表面相对的第二表面304，它们限定了厚度t。在一个或多个实施方式中，厚度t可以小于约3mm、小于或等于约2mm、小于或等于约1.5mm、小于或等于约1.1mm、或者小于或等于约1mm(例如约0.01mm至约1.5mm、约0.1mm至约1.5mm、约0.2mm至约1.5mm、约0.3mm至约1.5mm、约0.4mm至约1.5mm、约0.01mm至约1.1mm、约0.1mm至约1.1mm、约0.2mm至约1.1mm、约0.3mm至约1.1mm、约0.4mm至约1.1mm、约0.01mm至约1.4mm、约0.01mm至约1.2mm、约0.01mm至约1.1.1mm、约0.01mm至约1mm、约0.01mm至约0.9mm、约0.01mm至约0.8mm、约0.01mm至约0.7mm、约0.01mm至约0.6mm、约0.01mm至约0.5mm、约0.1mm至约0.5mm、或者约0.3mm至约0.5mm)。
图4是化学强化玻璃制品300沿其厚度330(沿着x轴显示)的应力分布的横截面图。应力的大小显示在y轴上，线301表示零应力。
应力分布312包括：CS层315(具有表面CS值310)，其从第一主表面302和第二主表面304中的一个或两个延伸到DOC 330；以及CT层325(具有CT 320)，其从DOC 330延伸到制品的中心部分。
如本文所用，DOC指的是玻璃制品内的应力从压缩变化为拉伸的深度。在DOC处，应力从正(压缩)应力转变为负(拉伸)应力(例如，图5中的330)，因而展现出零应力值。
CS层具有从主表面302、304延伸到DOC 330的相关深度或长度317。CT层325也具有相关长度或深度327(CT区域或层)。
表面CS 310可以大于或等于约150MPa或者大于或等于约200MPa(例如，大于或等于约250MPa、大于或等于约300MPa、大于或等于约400MPa、大于或等于约450MPa、大于或等于约500MPa、或者大于或等于约550MPa)。表面CS 310可以最高至约900MPa、最高至约1000MPa、最高至约1100MPa、或者最高至约1200MPa。在一个或多个实施方式中，表面CS 310可以是如下范围：约为150MPa至约1200MPa、约为200MPa至约1200MPa、约为250MPa至约1200MPa、约为300MPa至约1200MPa、约为350MPa至约1200MPa、约为400MPa至约1200MPa、约为450MPa至约1200MPa、约为500MPa至约1200MPa、约为200MPa至约1100MPa、约为200MPa至约1000MPa、约为200MPa至约900MPa、约为200MPa至约800MPa、约为200MPa至约700MPa、约为200MPa至约600MPa、约为200MPa至约500MPa、约为300MPa至约900MPa、或者约为400MPa至600MPa。
CT 320可以大于或等于约25MPa、大于或等于约50MPa、大于或等于约75MPa、或者大于或等于约85MPa、或者大于或等于约100MPa(例如，大于或等于约150MPa、大于或等于约200MPa、大于或等于约250MPa、或者大于或等于约300MPa)。在一些实施方式中，CT 320可以是约为50-400MPa(例如，约为75MPa至约400MPa、约为100MPa至约400MPa、约为150MPa至约400MPa、约为50MPa至约350MPa、约为50MPa至约300MPa、约为50MPa至约250MPa、约为50MPa至约200MPa、约为100MPa至约400MPa、约为100MPa至约300MPa、约为150MPa至约250MPa)。如本文所用，CT是玻璃制品中的中心张力的最大值。
应注意的是，表面CS 310和CT 320中的任意一个或多个可取决于玻璃制品的厚度。例如，厚度约为0.8mm的玻璃制品的最大CT可以大于或等于约100MPa。在一个或多个实施方式中，厚度约为0.4mm的玻璃制品的最大CT可以大于或等于约130MPa。在一些实施方式中，可以通过玻璃制品的厚度t来表述CT。例如，在一个或多个实施方式中，CT可以约为(100MPa)/√(t/1mm)或更大，其中，t是厚度，mm。在一些实施方式中，CT可以约为(105MPa)/√(t/1mm)或更大、(110MPa)/√(t/1mm)或更大、(115MPa)/√(t/1mm)或更大、(120MPa)/√(t/1mm)或更大，或者(125MPa)/√(t/1mm)或更大。
CT 320可以置于约0.3t至约0.7t、约0.4t至约0.6t或者约0.45t至约0.55t的范围内。应注意的是，表面CS 310和CT 320中的任意一个或多个可取决于基于玻璃的制品的厚度。例如，厚度约为0.8mm的基于玻璃的制品的CT可以小于或等于约75MPa。当基于玻璃的制品的厚度下降时，CT可以增加。换言之，CT随着厚度的降低(或者随着基于玻璃的制品变得较薄)而增加。
玻璃制品的杨氏模量会影响本文所述的强化玻璃制品的CT。具体来说，对于给定厚度，随着玻璃制品的杨氏模量下降，玻璃制品可以被强化从而具有较低CT，并且仍然展现出本文所述的破裂行为。例如，当将具有较低杨氏模量的1mm玻璃制品与另一个具有较高杨氏模量的1mm厚的玻璃制品进行对比时，较低杨氏模量的玻璃制品可以被强化至较低的程度(即，强化至相对较低的CT值)并且仍然展现出与较高杨氏模量玻璃(相比于CT玻璃制品，其会具有较高CT)相同的破裂行为。
在一些实施方式中，CT 320与表面CS之比是如下范围：约为0.05-1(例如，约为0.05-0.5、约为0.05-0.3、约为0.05-0.2、约为0.05-0.1、约为0.5-0.8、约为0.0.5-1、约为0.2-0.5、约为0.3-0.5)。在已知的化学强化玻璃制品中，CT 320与表面CS之比小于或等于0.1。在一些实施方式中，表面CS可以是CT的1.5倍(或者2倍或者2.5倍)或者更大。在一些实施方式中，表面CS可以最高至约为CT的20倍。
在一个或多个实施方式中，应力分布312包括最大CS，其通常是表面CS 310，并且可以位于第一表面302和第二表面304中的一个或两个处。在一个或多个实施方式中，CS层或区域315沿着一部分的厚度延伸到DOC 317和CT 320。在一个或多个实施方式中，DOC 317可以大于或等于约0.1t。例如，DOC 317可以大于或等于约0.12t，大于或等于约0.14t，大于或等于约0.15t，大于或等于约0.16t，大于或等于约0.17t，大于或等于约0.18t，大于或等于约0.19t，大于或等于约0.20t，大于或等于约0.21t，或者最高至约0.25t。在一些实施方式中，DOC 317小于最大化学深度342。最大化学深度342可以大于或等于约0.4t、大于或等于约0.5t、大于或等于约55t、或者大于或等于约0.6t。
在一个或多个实施方式中，玻璃基制品包括约为6-20微米的钾DOL。在一些实施方式中，钾DOL可以表述为玻璃基制品的厚度t的函数。在一个或多个实施方式中，钾DOL可以约为0.005t至约为0.05t。在一些实施方式中，钾DOL可以是如下范围：约为0.005t至约0.05t、约为0.005t至约0.045t、约为0.005t至约0.04t、约为0.005t至约0.035t、约为0.005t至约0.03t、约为0.005t至约0.025t、约为0.005t至约0.02t、约为0.005t至约0.015t、约为0.005t至约0.01t、约为0.006t至约0.05t、约为0.008t至约0.05t、约为0.01t至约0.05t、约为0.015t至约0.05t、约为0.02t至约0.05t、约为0.025t至约0.05t、约为0.03t至约0.05t、或者约为0.01t至约0.02t。
在一个或多个实施方式中，在钾DOL深度处的压缩应力值可以是约为50-300MPa。在一些实施方式中，钾DOL深度处的压缩应力值可以是如下范围：约为50MPa至约280MPa、约为50MPa至约260MPa、约为50MPa至约250MPa、约为50MPa至约240MPa、约为50MPa至约220MPa、约为50MPa至约200MPa、约为60MPa至约300MPa、约为70MPa至约300MPa、约为75MPa至约300MPa、约为80MPa至约300MPa、约为90MPa至约300MPa、约为100MPa至约300MPa、约为1100MPa至约300MPa、约为120MPa至约300MPa、约为130MPa至约300MPa、或者约为150MPa至约300MPa。
在一个或多个实施方式中，玻璃制品展现出约为450-600MPa的表面CS、约为200-300MPa的CT和约为0.4-0.5mm的厚度的组合。在一些实施方式中，玻璃制品的DOC约为0.18t至约为0.21t。
在一个或多个实施方式中，玻璃制品展现出约为350-450MPa的表面CS、约为150-250MPa的CT和约为0.4-0.5mm的厚度的组合。在一些实施方式中，玻璃制品的DOC约为0.18t至约为0.21t。
在一个或多个实施方式中，玻璃制品展现出的最大化学深度大于或等于约0.4t、大于或等于约0.5t、大于或等于约55t、或者大于或等于约0.6t。如本文所用，术语“化学深度”指的是金属氧化物或者碱金属氧化物的离子(例如，金属离子或者碱金属离子)扩散进入玻璃制品的深度，以及该离子的浓度到达最小值的深度，这是通过电子探针微分析(EPMA)确定的。作为离子交换的结果，离子扩散进入化学强化玻璃制品。最大化学深度指的是通过离子交换过程任意离子被交换进入化学强化玻璃制品的最大扩散深度。例如，当熔盐浴具有超过一种扩散离子物质时(即，同时具有NaNO3和KNO3的熔盐浴)，不同的离子物质可以扩散进入化学强化玻璃制品的不同深度。最大化学深度是离子交换进入化学强化玻璃制品的所有离子物质的最大扩散深度。
在一个或多个实施方式中，应力分布312可以描述为具有抛物线状的形状。在一些实施方式中，沿着玻璃基制品展现出拉伸应力的区域或深度的应力分布展现出抛物线状的形状。在一个或多个具体实施方式中，应力分布312不含平坦应力(即，压缩或拉伸)部分，或者不含展现出基本恒定应力(即，压缩或拉伸)的部分。在一些实施方式中，CT区域展现出的应力分布基本不含平坦应力或者不含基本恒定应力。在一个或多个实施方式中，应力分布312在约为0t至最高至约0.2t和大于0.8t(或者从约为0t至约为0.3t和大于0.7t)之间的所有点包括如下正切，其小于约-0.1MPa/微米或者大于约0.1MPa/微米。在一些实施方式中，正切可以小于约-0.2MPa/微米或者大于约0.2MPa/微米。在一些更具体的实施方式中，正切可以小于约-0.3MPa/微米或者大于约0.3MPa/微米。在甚至更具体的实施方式中，正切可以小于约-0.5MPa/微米或者大于约0.5MPa/微米。换言之，一个或多个实施方式的应力分布沿着这些厚度范围(即，0t至最高至约2t和大于0.8t，或者约为0t至约为0.3t和大于或等于0.7t)排除了具有正切(tangent)的点，如本文所述。不受限于理论，已知的误差函数或准线性应力分布的点沿着这些厚度范围(即，约为0t至最高至约2t和大于0.8t，或者约为0t至约为0.3t和大于或等于0.7t)的点具有如下范围的正切：约-0.1MPa/微米至约0.1MPa/微米、约-0.2MPa/微米至约0.2MPa/微米、约-0.3MPa/微米至约0.3MPa/微米、或者约-0.5MPa/微米至约0.5MPa/微米(表明沿着此类厚度范围的平坦或者零斜率应力分布，如图3所示的220)。本公开一个或多个实施方式的玻璃基制品的沿着这些厚度范围不展现出具有平坦或零斜率应力分布的这种应力分布，如图4所示。
在一个或多个实施方式中，玻璃基制品在约为0.1t至0.3t和约为0.7t至0.9t的厚度范围内展现出包括最大正切和最小正切的应力分布。在一些情况下，最大正切与最小正切之差小于或等于约3.5MPa/微米、小于或等于约3MPa/微米、小于或等于约2.5MPa/微米、或者小于或等于约2MPa/微米。
在一个或多个实施方式中，玻璃基制品包括应力分布312，其基本不含以深度方向或者沿着玻璃基制品的至少一部分厚度t延伸的任何线性区段。换言之，应力分布312沿着厚度t明显连续增加或减小。在一些实施方式中，应力分布在长度大于或等于约10微米、大于或等于约50微米、或者大于或等于约100微米、或者大于或等于约200微米的深度方向基本不含任何线性区段。如本文所用，术语“线性”指的是沿着线性区段的斜率大小小于约5MPa/微米、或者小于约2MPa/微米。在一些实施方式中，在深度方向上基本不含任何线性区段的应力分布的一个或多个部分存在于玻璃基制品内距离第一表面或第二表面中的一个或两个大于或等于约5微米(例如，大于或等于10微米或者大于或等于15微米)的深度内。例如，沿着距离第一表面约0微米至小于约5微米的深度，应力分布可以包括线性区段，但是从距离第一表面大于或等于约5微米的深度开始，应力分布基本不含线性区段。
在一些实施方式中，应力分布可以在从约0t至最高至约0.1t的深度包含线性区段，并且可以在从约0.1t至约0.4t的深度基本不含线性区段。在一些实施方式中，从约为0t至约为0.1t的厚度范围，应力分布可以具有约为20MPa/微米至约为200MPa/微米的斜率。如本文将要描述的那样，可以通过单次离子交换过程(浴包含两种或更多种碱性盐，或者浴是混合碱性盐浴)或者通过多次(例如，2次或更多次)离子交换过程，来形成此类实施方式。
在一个或多个实施方式中，可以用应力分布沿着CT区域的形状(图4中的327)来描述玻璃基制品。例如，在一些实施方式中，沿着CT区域(其中，应力处于拉伸)的应力分布可以通过等式近似。在一些实施方式中，可以通过等式(1)来近似沿着CT区域的应力分布：
应力(x)＝最大T–(((CTn·(n+1))/0.5n)·|(x/t)-0.5|n) (1)
在等式(1)中，应力(x)是x位置处的应力值。此处，应力是正的(拉伸)。在等式(1)中，最大T是最大拉伸值，以及CTn是n处的拉伸值，其小于或等于最大T。最大T和CTn都是正值，单位是MPa。x值是沿着厚度(t)的位置，单位是微米，范围是0至t；x＝0是一个表面(图4中，302)，x＝0.5t是玻璃基制品的中心，应力(x)＝最大CT，以及x＝t是相对表面(图4中，304)。等式(1)中所用的最大T等价于CT，其可以小于约71.5/√(t)。在一些实施方式中，等式(1)所用的最大T可以是约为50-80MPa(例如，约为60MPa至约80MPa、约为70MPa至约80MPa、约为50MPa至约75MPa、约为50MPa至约70MPa、或者约为50MPa至约65MPa)，以及n是1.5-5(例如，2-4、2-3或1.8-2.2)或者约为1.5-2的拟合参数。在一个或多个实施方式中，n＝2可以提供抛物线应力分布，偏离n＝2的指数提供的应力分布近似抛物线应力分布。图5显示根据本公开的一个或多个实施方式，基于拟合参数n的变化的各种应力分布。
在一个或多个实施方式中，CTn可以小于最大T，其中，在玻璃基制品的一个或两个主表面上存在压缩应力尖峰。在一个或多个实施方式中，当玻璃基制品的一个或两个主表面上不存在压缩应力尖峰时，CTn等于最大T。
在一些实施方式中，可以通过热处理改性应力分布。在此类实施方式中，可以在任意离子交换过程之前、在离子交换过程之间、或者在所有的离子交换过程之后进行热处理。在一些实施方式中，热处理可导致表面处或者靠近表面处的应力分布的斜率减小。在一些实施方式中，当在表面处需要更为陡峭或者更大斜率时，可以在热处理之后进行离子交换过程，以提供“尖峰”或者以增加表面处或者靠近表面处的应力分布的斜率。
在一个或多个实施方式中，应力分布312(和/或估算的应力分布340)是由于沿着一部分的厚度变化的金属氧化物的非零浓度产生的。浓度变化在本文中可以被称作梯度。在一些实施方式中，金属氧化物的浓度是非零的并且沿着从约为0t到约为0.3t的厚度范围变化。在一些实施方式中，金属氧化物的浓度是非零的并且沿着从约0t到约0.35t、从约0t到约0.4t、从约0t到约0.45t或者从约0t到约0.48t的厚度范围变化。可以将金属氧化物描述为在玻璃基制品中产生应力。浓度的变化可能沿着上述厚度范围是连续的。浓度变化可以包括沿着约为100微米的厚度区段的金属氧化物浓度变化约0.2摩尔％。可以通过本领域已知方法(包括微探针)来测量该变化，如实施例1所示。浓度非零并且沿着一部分的厚度变化的金属氧化物可以被描述为在玻璃基制品中产生应力。
浓度的变化可能沿着上述厚度范围是连续的。在一些实施方式中，沿着约为10-30微米的厚度区段，浓度变化可以是连续的。在一些实施方式中，金属氧化物的浓度从第一表面到位于第一表面和第二表面之间的一个点是降低的，并且从该点到第二表面是增加的。
金属氧化物的浓度可以包括不止一种金属氧化物(例如，Na2O和K2O的组合)。在一些实施方式中，当采用两种金属氧化物以及当离子半径相互不同时，在浅深度处，具有较大半径的离子的浓度大于具有较小半径的离子的浓度，而在较深深度处，具有较小半径的离子的浓度大于具有较大半径的离子的浓度。例如，当在离子交换过程中使用含有Na和K的单个浴时，在较浅深度处，玻璃基制品中的K+离子的浓度大于Na+离子的浓度，而在较深深度处，Na+离子的浓度大于K+离子的浓度。这部分是由于离子的尺寸导致的。在此类玻璃基制品中，由于表面处或者靠近表面处的更大量的较大离子(即，K+离子)，表面处的区域或者靠近表面处的区域包括较大的CS。在表面处或者靠近表面处具有更陡峭斜率的应力分布(即，表面处的应力分布中的尖峰)可以展现出该较大CS。
如上文所述，通过对基于玻璃的基材进行化学强化，产生一种或多种金属氧化物的浓度梯度或变化，其中，基于玻璃的基材中的多种第一金属离子与多种第二金属离子发生交换。第一离子可以是锂、钠、钾和铷的离子。第二金属离子可以是钠、钾、铷和铯的一种的离子，前提是第二碱金属离子的离子半径大于第一碱金属离子的离子半径。第二金属离子在基于玻璃的基材中作为其氧化物存在(例如，Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O，或其组合)。
在一个或多个实施方式中，金属氧化物浓度梯度延伸通过玻璃基制品的大部分厚度t或者整个厚度t，包括CT层327。在一个或多个实施方式中，金属氧化物的浓度在CT层327中大于或等于约0.5摩尔％。在一些实施方式中，金属氧化物的浓度可以沿着玻璃基制品的整个厚度大于或等于约0.5摩尔％(例如，大于或等于约1摩尔％)，并且在第一表面302和/或第二表面304处最大，以及基本恒定地降低至第一表面302与第二表面304之间的一点。在该点，金属氧化物的浓度是沿着整个厚度t最小的；但是，浓度在该点也是非零的。换言之，该特定金属氧化物的非零浓度沿着大部分的厚度t(如本文所述)或者沿着整个厚度t延伸。在一些实施方式中，特定金属氧化物中的最低浓度在CT层327中。玻璃基制品中的特定金属氧化物的总浓度可以约为1-20摩尔％。
在一个或多个实施方式中，玻璃基制品包括第一金属氧化物浓度和第二金属氧化物浓度，使得沿着约0t至约0.5t的第一厚度范围的第一金属氧化物浓度约为0-15摩尔％，以及约0微米至约25微米(或者约0-12微米)的第二厚度范围的第二金属氧化物浓度约为0-10摩尔％；但是，第一金属氧化物和第二金属氧化物中的一个或两个的浓度沿着玻璃基制品的大部分厚度或者整个厚度是非零的。玻璃基制品可包括任选的第三金属氧化物浓度。第一金属氧化物可以包括Na2O，而第二金属氧化物可以包括K2O。
可以通过在改性以包含该金属氧化物浓度梯度之前的玻璃基制品中的该金属氧化物的基线量，来确定金属氧化物的浓度。
在一些实施方式中，可以通过热处理改性应力分布。在此类实施方式中，可以在任意离子交换过程之前、在离子交换过程之间、或者在所有的离子交换过程之后进行热处理。在一些实施方式中，热处理可导致表面处或者靠近表面处的应力分布的斜率减小。在一些实施方式中，当在表面处需要更为陡峭或者更大斜率时，可以在热处理之后进行离子交换过程，以提供“尖峰”或者以增加表面处或者靠近表面处的应力分布的斜率。
在一个或多个实施方式中，应力分布312是由于沿着一部分的厚度变化的金属氧化物的非零浓度产生的。浓度变化在本文中可以被称作梯度。在一些实施方式中，金属氧化物的浓度是非零的并且沿着从约为0t到约为0.3t的厚度范围变化。在一些实施方式中，金属氧化物的浓度是非零的并且沿着从约0t到约0.35t、从约0t到约0.4t、从约0t到约0.45t或者从约0t到约0.48t的厚度范围变化。可以将金属氧化物描述为在玻璃基制品中产生应力。浓度的变化可能沿着上述厚度范围是连续的。浓度变化可以包括沿着约为100微米的厚度区段的金属氧化物浓度变化约0.2摩尔％。可以通过本领域已知方法(包括微探针)来测量该变化，如实施例1所示。浓度非零并且沿着一部分的厚度变化的金属氧化物可以被描述为在玻璃基制品中产生应力。
浓度的变化可能沿着上述厚度范围是连续的。在一些实施方式中，沿着约为10-30微米的厚度区段，浓度变化可以是连续的。在一些实施方式中，金属氧化物的浓度从第一表面到位于第一表面和第二表面之间的一个点是降低的，并且从该点到第二表面是增加的。
金属氧化物的浓度可以包括不止一种金属氧化物(例如，Na2O和K2O的组合)。在一些实施方式中，当采用两种金属氧化物以及当离子半径相互不同时，在浅深度处，具有较大半径的离子的浓度大于具有较小半径的离子的浓度，而在较深深度处，具有较小半径的离子的浓度大于具有较大半径的离子的浓度。例如，当在离子交换过程中使用含有Na和K的单个浴时，在较浅深度处，玻璃基制品中的K+离子的浓度大于Na+离子的浓度，而在较深深度处，Na+离子的浓度大于K+离子的浓度。这部分是由于离子的尺寸导致的。在此类玻璃基制品中，由于表面处或者靠近表面处的更大量的较大离子(即，K+离子)，表面处的区域或者靠近表面处的区域包括较大的CS。在表面处或者靠近表面处具有更陡峭斜率的应力分布(即，表面处的应力分布中的尖峰)可以展现出该较大CS。
如上文所述，通过对基于玻璃的基材进行化学强化，产生一种或多种金属氧化物的浓度梯度或变化，其中，基于玻璃的基材中的多种第一金属离子与多种第二金属离子发生交换。第一离子可以是锂、钠、钾和铷的离子。第二金属离子可以是钠、钾、铷和铯的一种的离子，前提是第二碱金属离子的离子半径大于第一碱金属离子的离子半径。第二金属离子在基于玻璃的基材中作为其氧化物存在(例如，Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O，或其组合)。
在一个或多个实施方式中，金属氧化物浓度梯度延伸通过玻璃基制品的大部分厚度t或者整个厚度t，包括CT层327。在一个或多个实施方式中，金属氧化物的浓度在CT层327中大于或等于约0.5摩尔％。在一些实施方式中，金属氧化物的浓度可以沿着玻璃基制品的整个厚度大于或等于约0.5摩尔％(例如，大于或等于约1摩尔％)，并且在第一表面302和/或第二表面304处最大，以及基本恒定地降低至第一表面302与第二表面304之间的一点。在该点，金属氧化物的浓度是沿着整个厚度t最小的；但是，浓度在该点也是非零的。换言之，该特定金属氧化物的非零浓度沿着大部分的厚度t(如本文所述)或者沿着整个厚度t延伸。在一些实施方式中，特定金属氧化物中的最低浓度在CT层327中。玻璃基制品中的特定金属氧化物的总浓度可以约为1-20摩尔％。
在一个或多个实施方式中，玻璃基制品包括第一金属氧化物浓度和第二金属氧化物浓度，使得沿着约0t至约0.5t的第一厚度范围的第一金属氧化物浓度约为0-15摩尔％，以及约0微米至约25微米(或者约0-12微米)的第二厚度范围的第二金属氧化物浓度约为0-10摩尔％；但是，第一金属氧化物和第二金属氧化物中的一个或两个的浓度沿着玻璃基制品的大部分厚度或者整个厚度是非零的。玻璃基制品可包括任选的第三金属氧化物浓度。第一金属氧化物可以包括Na2O，而第二金属氧化物可以包括K2O。
可以通过在改性以包含金属氧化物浓度梯度之前的玻璃制品中的该金属氧化物的基线量，来确定金属氧化物的浓度。
本文所述的玻璃制品可以展现出大于或等于15J/m2(例如，约15-50J/m2)储存的拉伸能。例如，在一些实施方式中，储存的拉伸能可以约为20-150J/m2。在一些情况下，储存的拉伸能可以是如下范围：约为25J/m2至约150J/m2、约为30J/m2至约150J/m2、约为35J/m2至约150J/m2、约为40J/m2至约150J/m2、约为45J/m2至约150J/m2、约为50J/m2至约150J/m2、约为55J/m2至约150J/m2、约为60J/m2至约150J/m2、约为65J/m2至约150J/m2、约为25J/m2至约140J/m2、约为25J/m2至约130J/m2、约为25J/m2至约120J/m2、约为25J/m2至约110J/m2、约为30J/m2至约140J/m2、约为35J/m2至约130J/m2、约为40J/m2至约120J/m2或者约为40J/m2至约100J/m2。一个或多个实施方式的经过热和化学强化的玻璃基制品可以展现出大于或等于约40J/m2的储存的拉伸能、大于或等于约45J/m2的储存的拉伸能、大于或等于约50J/m2的储存的拉伸能、大于或等于约60J/m2的储存的拉伸能、或者大于或等于约70J/m2的储存的拉伸能。
采用如下等式(2)计算储存的拉伸能：
储存的拉伸能(J/m2)＝[1-ν]/E∫σ^2dt(2)
其中，σ是泊松比，E是杨氏模量，并且仅对拉伸区域计算积分。等式(2)参见SureshT.Gulati的《Frangibility of Tempered Soda-Lime Glass Sheet,GLASS PROCESSINGDAYS》(回火钠钙玻璃片的易碎性，玻璃加工日)，第五届建筑和汽车玻璃国际会议，1997年9月13日至15日，作为方程式4所述。
相比于已知的强化玻璃制品，一些实施方式的玻璃制品展现出优异的机械性能，通过装置掉落测试或者组件水平测试所证实。在一个或多个实施方式中，当经受磨损环上环(AROR)测试时，玻璃制品展现出改善的表面强度。将材料的强度定义为发生破裂时的应力。AROR测试是用于对平坦玻璃试样进行测试的表面强度测量，以及题为“Standard TestMethod for Monotonic Equibiaxial Flexural Strength of Advanced Ceramics atAmbient Temperature(在环境温度下，先进陶瓷的单调等双轴挠曲强度的标准测试方法)”的ASTM C1499-09(2013)作为本文所述的环上环磨损ROR测试方法的基础。ASTM C1499-09的全部内容都参考结合入本文中。在一个实施方式中，在进行环上环测试之前，玻璃试样用90目碳化硅(SiC)颗粒进行磨损，采用题为“Standard Test Methods for Strength ofGlass by Flexure(Determination of Modulus of Rupture)(通过挠曲的玻璃强度的标准测试方法(确定挠曲模量))”的ASTM C158-02(2012)附录A2(题为“abrasion Procedures(磨损过程)”)中所述的方法和设备将所述颗粒传递玻璃样品。ASTM C158-09特别是附录A2的全部内容都参考结合入本文中。
在环上环测试之前，采用ASTM C158-02附图A2.1所示设备，将玻璃制品的表面如ASTM C158-02附录2所述进行磨损，以标准化和/或控制样品的表面缺陷状态。通常采用304kPa(44psi)的空气压力，将研磨材料喷砂到玻璃制品的表面110上，负载或压力为大于或等于15psi。在一些实施方式中，研磨材料可以喷砂到表面110上，负载为20psi、25psi或者甚至45psi。在建立了空气流之后，将5cm3的研磨材料倒入漏斗中，并且在引入研磨材料之后，对样品喷砂5秒。
对于环上环测试，将如图5所示的具有至少一个磨损表面112的玻璃制品放在不同尺寸的两个同心环之间以确定等双轴挠曲强度或失效负荷(即，当经受两个同心环之间的挠曲时，材料能够维持的最大应力)，同样如图5示意性所示。在磨损环上环配置10中，通过直径为D2的支撑环120来支撑磨损玻璃制品110。通过(未示出的)测力仪，经由直径为D1的负荷环130向玻璃制品的表面施加作用力F。
负荷环与支撑环的直径比D1/D2可以约为0.2-0.5。在一些实施方式中，D1/D2约为0.5。负荷环与支撑环130、120应该同心对齐位于支撑环直径D2的0.5％之内。在任意负荷下，用于测试的测力仪应该精确至选定范围的±1％之内。在一些实施方式中，在23±2℃的温度和40±10％的相对湿度进行测试。
对于固定装置设计，负荷环430的突出表面的半径r是h/2≤r≤3h/2，其中，h是玻璃制品110的厚度。负荷环与支撑环130、120通常由硬度HRc>40的硬化钢材制造。ROR固定装置是市售购得的。
ROR测试的目标失效机制是观察源自负荷环130内的表面130a的玻璃制品110的破裂。对于数据分析，忽略了存在于该区域外(即，负荷环130与支撑环120之间)的失效。但是，由于玻璃制品110的薄度和高强度，有时观察到超过1/2试样厚度h的大偏折。因此，常常观察到源自负荷环130下方的高百分比的失效。无法在不了解每个试样的环内和环下(统称为应变计分析)应力发展和失效来源的情况下准确计算应力。因此，AROR测试聚焦于测量响应时的失效的峰值负荷。
玻璃制品的强度取决于表面瑕疵的存在情况。但是，无法准确地预测给定尺寸瑕疵的存在可能性，因为玻璃的强度自然是统计上而言的。因此，通常使用概率分布作为获得的数据的统计学代表。
在一些实施方式中，本文所述的强化玻璃制品展现出大于或等于20kgf且最高至约45kgf的等双轴挠曲强度或者失效负荷，这是通过AROR测试，采用25psi或甚至45psi的负荷来磨损表面确定的。在其他实施方式中，表面强度至少25kgf，以及在其他实施方式中，至少30kgf。
在一些实施方式中，强化玻璃制品可展现出改进的跌落性能。如本文所用，跌落性能是通过将玻璃制品组装到移动电话装置中进行评估的。在一些情况下，可以将多个玻璃制品组装到同样的移动电话装置，并进行同样的测试。然后将组装了玻璃制品的移动电话装置掉落到砂纸上(其可以包括Al2O3颗粒或者其它磨蚀剂)，进行连续跌落，开始高度为50cm。当每个样品在从一个高度掉落之后得以幸存时，使具有样品的移动电话装置从增加的高度再次掉落，直到玻璃制品破裂，在该样品的失效高度的该点记作最大失效高度。
在一些实施方式中，当厚度约为1mm时，玻璃制品展现出大于或等于约100cm的最大失效高度。在一些实施方式中，在约为1mm的厚度，玻璃制品展现出大于或等于约120cm、大于或等于约140cm、大于或等于约150cm、大于或等于约160cm、大于或等于约180cm或者大于或等于约200cm的最大失效高度。一个或多个实施方式的玻璃制品在失效高度发生失效之后展现出切割破裂式样。切割破裂式样包括展现出本文所述的长宽比。
在一个或多个实施方式中，本文的玻璃制品展现出的破裂行为使得当玻璃制品与基材(即，显示器单元)直接粘结时，在玻璃制品破裂之后，大于或等于50％的裂纹是表面下裂纹(其中，裂纹仅部分延伸通过厚度并且在表面下被俘获)。例如，在一些情况下，裂纹可以部分延伸通过玻璃制品的厚度t，例如，从0.05t到0.95t。玻璃制品中仅部分延伸通过厚度t的裂纹的百分比可以大于或等于50％、大于或等于60％、大于或等于70％、大于或等于80％、或者大于或等于90％。
在一些实施方式中，本文所述的基于强化玻璃的制品可以用砂纸上倒球(IBoS)测试的性能进行描述。IBoS测试是动态组件水平测试，其模拟了在用于移动电子器件或手持式电子器件的玻璃基制品中常见的破坏引入加上弯曲所导致的失效的主要机制，如图6示意性所示。在现场，在玻璃基制品的顶表面上发生破坏引入(图7中的a)。破裂开始于玻璃基制品的顶表面，并且破坏渗透玻璃基制品(图7中的b)或者破裂从顶表面上的弯曲开始扩展或者从玻璃基制品的内部部分开始扩展(图7中的c)。IBoS测试设计成同时向玻璃的表面引入破坏以及在动态负荷下施加弯曲。在一些情况下，相比于不包含压缩应力的相同玻璃基制品，当其包括压缩应力时，玻璃基制品展现出改进的跌落性能。
IBoS测试设备如图6示意性所示。设备500包括测试支架510和球530。球530是刚性球或者固体球，例如，不锈钢球等。在一个实施方式中，球530是4.2克的不锈钢球，其直径为10mm。球530从预定高度h直接掉落到玻璃基制品样品518上。测试支架510包括固体底座512，其包含硬的刚性材料，例如花岗石等。将表面上布置有研磨材料的片材514放在固体底座512的上表面上，从而具有研磨材料的表面朝上。在一些实施方式中，片材514是具有30目表面(以及在其他实施方式中，180目表面)的砂纸。通过样品固定器515将玻璃基制品样品518原位固定在片材515上，使得在玻璃基制品样品518与片材514之间存在空气间隙516。片材514与玻璃基制品样品518之间的空气间隙516允许玻璃基制品样品518在受到球530的冲击之后发生弯曲并弯曲到片材514的研磨表面上。在一个实施方式中，在所有的角夹住玻璃基制品样品218，以保持仅在球冲击点含有弯曲以及确保可重复性。在一些实施方式中，样品固定器514和测试支架510适于容纳高至约2mm的样品厚度。空气间隙516约为50-100μm。对于材料刚度的不同(杨氏模量，E模量)(但是也包括样品的杨氏模量和厚度)，空气间隙516进行调节。可以使用粘合条带520覆盖玻璃基制品样品的上表面，以收集玻璃基制品样品518在球530冲击之后的破裂事件中的碎片。
可以使用各种材料作为研磨表面。在一个特定实施方式中，研磨表面是砂纸，例如碳化硅或者氧化铝砂纸、工程砂纸或者本领域技术人员已知的具有相当硬度和/或锐度的任意研磨材料。在一些实施方式中，可以使用30目的砂纸，因为其表面形貌比混凝土或沥青更一致，并且粒度和锐度产生所需的试样表面破坏水平。
在一个方面，图8显示使用上文所述的设备500进行IBoS测试的方法600。在步骤610中，玻璃基制品样品(图6中的218)放在上文所述的测试支架510中并固定在样品固定器515中，从而使得在玻璃基制品样品518和具有研磨表面的片材514之间形成空气间隙516。方法600假定具有研磨表面的片材514已经放入测试支架510中。但是，在一些实施方式中，方法可包括将片材514放入测试支架510中，从而使得具有研磨材料的表面朝上。在一些实施方式中(步骤610a)，在将玻璃基制品样品518固定在样品固定器510中之前，向玻璃基制品样品518的上表面施加粘合条带520。
在步骤520中，将具有预定质量和尺寸的固体球530从预定高度h掉落到玻璃基制品样品518的上表面上，使得球530在上表面的近似中心处(例如，中心的1mm内、或者3mm内、或者5mm内、或者10mm内)冲击上表面(或者粘附于上表面的粘合条带520)。在步骤520的冲击之后，确定对于玻璃基制品样品518的破坏程度(步骤630)。如上文所述，本文的术语“破裂”指的是当物体掉落或者冲击基材时，裂纹扩展穿过基材的整个厚度和/或整个表面。
在方法600中，在每次跌落之后可以替换具有研磨表面的片材518，以避免在其他类型(例如，混凝土或沥青)跌落测试表面的重复使用中已经观察到的“老化”效应。
通常在方法600中使用各种预定跌落高度h和增量。例如，测试开始时可以采用最小跌落高度(例如，约10-20cm)。然后，对于连续跌落，可以以固定增量或者变化增量来增加高度。一旦玻璃基制品样品518破碎或破裂，则停止方法600所述的测试(步骤631)。或者，如果跌落高度h达到最大跌落高度(例如，约100cm)而没有发生破裂，则也可停止方法300的跌落测试，或者可以在最大高度重复步骤520，直到产生破裂。
在一些实施方式中，在每个预定高度h，每个玻璃基制品样品518仅进行一次方法600的IBoS测试。但是，在其他实施方式中，在每个高度，每个样品可进行多次测试。
如果玻璃基制品样品518发生破裂(图7中的步骤631)，则停止根据方法600的IBoS测试(步骤640)。如果没有观察到预定跌落高度的落球所导致的破裂(步骤632)，则以预定增量增加跌落高度(步骤634)，例如5、10或20cm，以及重复步骤620和630，直至观察到样品破裂(631)或者达到最大测试高度(636)而没有发生样品破裂。当到达步骤631或者636时，终止根据方法600的测试。
当经受上文所述的砂纸上的倒球(IBoS)测试时，当球从100cm的高度掉落到玻璃表面上时，本文所述的玻璃基制品的实施方式具有至少约60％的存活率。例如，当5个同样(或近乎同样)的样品(即，具有近似相同组成，且当经过强化具有近似相同的压缩应力和压缩深度或压缩应力层，如本文所述)中的3个在从预定高度(此处为100cm)跌落后通过IBoS跌落测试而没有发生破裂，则将强化玻璃制品描述为从给定高度跌落具有60％的存活率。在其他实施方式中，经过强化的玻璃基制品的100cm IBoS测试的存活率至少约70％，在其他实施方式中，至少约80％，以及在其他实施方式中，至少约90％。在其他实施方式中，在IBoS测试中，从100cm高度跌落的基于强化玻璃的制品存活率至少约60％，在其他实施方式中，至少约70％，在其他实施方式中，至少约80％，以及在其他实施方式中，至少约90％。在一个或多个实施方式中，在IBoS测试中，从150cm高度跌落的基于强化玻璃的制品存活率至少约60％，在其他实施方式中，至少约70％，在其他实施方式中，至少约80％，以及在其他实施方式中，至少约90％。
为了确定当采用上文所述的IBoS测试方法和设备从预定高度跌落时基于玻璃的制品的可存活率，可以测试基于玻璃的制品的至少5个同样(或近似相同)样品(即，近似相同组成，以及如果经过强化的话，近似相同的压缩应力以及压缩深度或层深度)，但是也可以使得更多数量(例如，10个、20个、30个等)的样品经受测试，以提升测试结果的置信水平。每个样品从预定高度(例如，100cm或150cm)跌落单次，或者从逐渐变高的高度跌落而不发生破裂直至达到预定高度，并视觉(即，裸眼)检查破裂证据(形成裂纹以及扩展穿过样品的整个厚度和/或整个表面)。如果在从预定高度跌落之后没有观察到破裂，则将样品视为“通过”跌落测试，如果当样品从小于或等于预定高度的高度跌落观察到破裂，则将样品视为“失效”(或者没有“通过”)。将可存活率确定为通过跌落测试的样品数量的百分比。例如，如果一组10个样品中的7个样品在从预定高度跌落时没有发生破裂，则玻璃的可存活率会是70％。
在一个或多个实施方式中，玻璃制品展现出较低的延迟破裂速率(即，当破裂时，玻璃制品快速破裂或者甚至立即破裂)。在一些实施方式中，该破裂速率可归属于深DOC和高水平的CT。具体来说，在攻击玻璃制品诱发破裂或发生失效之后不久，玻璃制品会自发破裂的可能性较低。在一个或多个实施方式中，当玻璃制品破裂时，其在受到冲击之后2秒内或者1秒内或者更短时间内破裂成多块碎片，这是通过“易碎性测试”测得的，如Z.Tang等人“Automated Apparatus for Measuring the Frangibility and Fragmentation ofStrengthened Glass(用于测量强化玻璃的易碎性和破裂情况的自动化设备)”，Experimental Mechanics(实验力学)，(2014)54:903-912所述。易碎性测试采用50mm唱针跌落高度和唱针具有碳化钨尖端(购自费雪儿科学工业公司(Fisher ScientificIndustries)，商标为制造商编号为#13-378，具有60度锥球形尖端)，重量为40g。在一些实施方式中，在冲击导致玻璃制品破裂之后，立即发生或者在其零秒内或者0.1秒内发生初级破裂(或者对于裸眼可见的产生2个碎片的第一次破裂)。在一个或多个实施方式中，(通过易碎性测试测得的)在本文所述的时间段内发生该初级破裂的可能性大于或等于约90％。在一些实施方式中，在小于或等于5秒内(例如，小于或等于4秒、小于或等于3秒、小于或等于2秒或者小于或等于1秒内)发生次级破裂。如本文所用，“次级破裂”指的是在初级破裂之后发生的破裂。在一个或多个实施方式中，(通过易碎性测试测得的)在本文所述的时间段内发生该次级破裂的可能性大于或等于约90％。
在一个或多个实施方式中，在破裂之后，相比于目前手持式电子器件所使用的已知玻璃制品所展现的情况，玻璃制品发射较少且较小的碎片，其对于用户是潜在考虑。如本文所用，术语“发射”或“发射出”指的是在玻璃制品破裂之后，碎片从玻璃制品中它们的初始位置或方位发生移动。在一些实施方式中，在玻璃制品破裂以及形成多块碎片之后，小于或等于约10％(例如，小于或等于约8％、小于或等于约6％、或者小于或等于约5％)的所述多块碎片被发射出来。在一些实施方式中，在玻璃制品破裂并且形成多块碎片之后，所述多块碎片大于或等于约50％的发射出来的部分的最大尺度小于0.5mm。在一些实施方式中，发射的碎片的数量或量可以用与玻璃制品破裂之前和之后相关的重量表征。例如，玻璃制品在破裂之前的重量(包括破裂之后所述多块碎片被发射出来的部分与碎片未被发射出来的部分的总重量)与碎片未被发射出来的部分的重量之差可以小于冲击之前的重量的约1％或更小。在一些情况下，玻璃制品在破裂之前的重量(包括破裂之后所述多块碎片被发射出来的部分与碎片未被发射出来的部分的总重量)与碎片未被发射出来的部分的重量之差可以小于约0.0005g(例如，0.0004g或更小、0.0003g或更小、0.0002g或更小、或者0.0001g或更小)。以确定未被发射出来部分的重量。
在一个或多个实施方式中，玻璃制品在其表面和体积上展现出更为均匀式样的高度切割。在一些实施方式中，具有不均匀厚度的玻璃制品(即，成型为具有三维或2.5维形状)展现出这种高度切割和均匀性。不受限于理论，这实现了将玻璃制品的最薄部分强化至足够的程度，而没有使得玻璃制品的一些部分展现出易碎性而其他部分不是易碎的，如现有工业规范所定义。
在一个或多个实施方式中，由于致密破裂式样，(与基材，即显示器单元直接粘结的)玻璃制品在破裂之后展现出雾度。其可读性取决于观察角和玻璃基制品的厚度。在相对于玻璃制品的主表面呈90度或者法向入射的观察角，破裂的玻璃制品展现出低雾度，从而下方图像或文字对于裸眼是可见的。在相对于玻璃制品的主表面呈小于或等于70度(或者偏离法向入射大于或等于30度)的观察角，破裂的玻璃制品展现出的雾度阻碍了下方图像或文字被裸眼看见。应理解的是，当玻璃制品的碎片仍然保持在一起时，或者当小于10％的碎片被从玻璃制品发射出来时，存在此类雾度。不受限于理论，相信在破裂之后的玻璃制品可以提供私密屏幕功能性，这是由于其90度的低雾度和较小观察角的高雾度所导致的。
在一些实施方式中，玻璃制品的至少一个主表面在玻璃制品破裂之后具有低表面粗糙度。该属性对于即使在玻璃制品破裂之后仍然可能被用户使用或触摸的情况下是合乎希望的，从而最小化或消除了对于用户的切划和擦伤。
在一个或多个实施方式中，本文所述的玻璃制品可以与限制层相结合。限制层是当破裂时能够容纳玻璃制品的碎片的材料。例如，限制层可以包含聚合物材料。在一个或多个实施方式中，限制层可以包括粘合剂材料(例如，压敏粘合剂材料)。在一个或多个实施方式中，限制层可以具有约为0.5-1.2MPa的杨氏模量。在一个或多个实施方式中，限制层可以包括经填充的环氧化物、未经填充的环氧化物、经填充的氨基甲酸酯或者未经填充的氨基甲酸酯。
经填充的环氧化物的例子包括：UV诱发的接合(catiltic)环氧化物，其是如下物质的聚合产物：70.69重量％Nanopox C620胶态二氧化硅溶胶(环脂族环氧化物树脂中40％的二氧化硅纳米颗粒)，23.56重量％Nanopox C680(3-乙基-3-羟甲基-氧杂环丁烷中50重量％二氧化硅纳米颗粒)，3重量％Coatosil MP-200环氧官能硅烷(粘合促进剂)，2.5重量％Cyracril UVI-6976(阳离子光引发剂，包含碳酸亚丙酯中的三芳基锍六氟锑酸盐)，0.25重量％Tinuvine 292胺稳定剂(双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸盐/酯和1-(甲基)-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸盐/酯)，
未经填充的环氧材料的例子包括：48重量％Synasia S06E环脂族环氧树脂，48重量％Synasia S-101(3-乙基-3-氧杂环丁烷甲醇)，1重量％UVI-6976(阳离子光引发剂)，和3重量％Silquest A-186(环氧官能化硅烷)。
在一些实施方式中，可以在限制层中使用低模量氨基甲酸酯丙烯酸酯。在一些实施方式中，该材料可以包括二氧化硅填充。低模量氨基甲酸酯丙烯酸酯的一个例子包括：31.5重量％Doublemer 554(脂族氨基甲酸酯二丙烯酸酯树脂)，1.5重量％Genomer 4188/M22(单官能氨基甲酸酯丙烯酸酯)，20重量％NK Ester A-SA(β-丙烯酰基氧基乙基氢琥珀酸酯)，10重量％Sartomer SR3392(苯氧基乙基丙烯酸酯)，4重量％Irgacure 2022(光引发剂，酰基氧化膦/α羟基酮)，3重量％粘合促进剂(例如，Silquest A-189，γ-巯基丙基三甲氧基硅烷)。为了形成经填充的氨基甲酸酯，可以添加4重量％二氧化硅粉末(例如，Hi Sil233)。
在一个或多个实施方式中，玻璃制品可以与限制层相结合，限制层与其粘附或者没有粘附。在一些实施方式中，玻璃制品可以布置在限制层上并与其粘附。玻璃制品可以与限制层临时粘附或者永久粘附。如图9A所示，限制层20布置在玻璃制品的至少一个主表面(例如，图1A的12、14)上。在图9A中，限制层20没有布置在次表面16、18的任何部分上；但是，限制层20可以从主表面开始至少部分沿着一个或两个次表面(16、18)或者沿着一个或两个次表面(16、18)的整个长度延伸。在此类实施方式中，可以由相同的材料形成限制层。在一个或多个替代实施方式中，形成在主表面上的限制层可以与形成在次表面的任意部分上的限制层是不同的。图9B显示限制层20布置在主表面14上以及第二限制层22布置在两个次表面16、18上的实施方式。在一个或多个实施方式中，限制层20在组成上不同于第二限制层22。
在一个或多个实施方式中，玻璃制品可以包括如本文所述包含尖峰的应力分布，从而表面CS在约为400-1200MPa的范围内，以及包括在一个主表面14上的限制材料20和两个次表面16、18上的第二限制材料22(如图9B所示)。在一个或多个实施方式中，玻璃制品可以包括没有尖峰的应力分布，从而表面CS在约为150-500MPa的范围内，以及仅在主表面14上包括限制材料20(如图9A所示)。本文所述的玻璃制品可以被结合到各种产品和制品中，例如，消费者电子产品或装置中(例如，用于手持式电子器件和能够进行触摸的显示屏的覆盖玻璃)。玻璃制品还可用于限制器(或者作为显示器制品)(例如广告牌、销售点系统、计算机和导航系统等)，建筑制品(墙壁、固定装置、面板、窗户等)，运输制品(例如，汽车应用、火车、飞机、海运工具等)，电器(例如，洗衣机、烘干机、洗碗机和冰箱等)，封装(例如药品封装或容器)或任何需要一定抗破裂性的制品。
如图10所示，电子器件1000可以包括根据本文所述一个或多个实施方式的玻璃基制品100。器件1000包括：具有前表面1040、背表面1060和侧表面1080的外壳1020；(未示出的)电子组件，其至少部分位于外壳内或者完全位于外壳内，并且至少包括控制器、存储器；以及位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻的显示器1120。显示玻璃基制品100作为覆盖布置在外壳的表面处或者前表面上，从而使其覆盖了显示器1120。在一些实施方式中，玻璃基制品可以用作背面覆盖。
在一些实施方式中，电子器件可以包括平板、透明显示器、手机、视频播放器、信息终端装置、电子阅读器、手提电脑或者非透明显示器。
在一个或多个实施方式中，本文所述的玻璃制品可以用于封装。例如，封装可以包括装纳液体、固体或气体材料的瓶、小瓶或者容器的形式的玻璃制品。在一个或多个实施方式中，玻璃制品是包含诸如药物材料之类的化学品的小瓶。在一个或多个实施方式中，封装包括包含开口、外表面和内表面的外壳，其限定了围绕空间。外壳可以由本文所述的玻璃制品形成。玻璃制品包括限制层。在一些实施方式中，限制空间填充了化学材料或者药物材料。在一个或多个实施方式中，外壳的开口可以关闭或者可以用盖子密封。换言之，可以在开口中布置盖子以关闭或封闭限制空间。
玻璃制品可以包括无定形基材、晶体基材或其组合(例如，玻璃-陶瓷基材)。玻璃制品可包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。在一个或多个实施方式中，玻璃制品基材(在进行本文所述的化学强化之前)可以包括具有如下组成的玻璃，以摩尔百分比(摩尔％)计，其包含：约40-80的SiO2，约10-30的Al2O3，约0-10的B2O3，约0-20的R2O，以及约0-15的RO。在一些情况下，组合物可包括以下任意一种或两种：约0-5摩尔％的ZrO2和约0-15摩尔％的P2O5。可以存在约0-2摩尔％的TiO2。
在一些实施方式中，以摩尔％计，玻璃组合物可包含如下量的SiO2：约为45至约80、约为45至约75、约为45至约70、约为45至约65、约为45至约60、约为45至约65、约为45至约65、约为50至约70、约为55至约70、约为60至约70、约为70至约75、或者约为50至约65。
在一些实施方式中，以摩尔％计，玻璃组合物可包含如下量的Al2O3：约为5至约28、约为5至约26、约为5至约25、约为5至约24、约为5至约22、约为5至约20、约为6至约30、约为8至约30、约为10至约30、约为12至约30、约为14至约30、约为16至约30、约为18至约30、或者约为18至约28。
在一些实施方式中，以摩尔％计，玻璃组合物可包含如下量的B2O3：约为0至约8、约为0至约6、约为0至约4、约为0.1至约8、约为0.1至约6、约为0.1至约4、约为1至约10、约为2至约10、约为4至约10、约为2至约8、约为0.1至约5、或者约为1至约3。在一些情况下，玻璃组合物可以基本不含B2O3。如本文所用术语，相对于组合物组分的术语“基本不含”指的是在初始配料中，没有主动或者故意将该组分添加到组合物，但是可能作为杂质以小于约0.001摩尔％的量存在。
在一些实施方式中，玻璃组合物可包含一种或多种碱土金属氧化物，例如MgO、CaO和ZnO。在一些实施方式中，所述一种或多种碱土金属氧化物的总量可以是非零量最高至约15摩尔％。在一个或多个具体实施方式中，任意碱土金属氧化物的总量可以是非零量最高至约14摩尔％，最高至约12摩尔％，最高至约10摩尔％，最高至约8摩尔％，最高至约6摩尔％，最高至约4摩尔％，最高至约2摩尔％，或者最高至约1.5摩尔％。在一些实施方式中，以摩尔％计，所述一种或多种碱土金属氧化物的总量可以约为0.1-10，约为0.1-8，约为0.1-6，约为0.1-5，约为1-10，约为2-10，或者约为2.5-8。MgO的量可以约为0-5摩尔％(例如约2-4摩尔％)。ZnO的量可以约为0-2摩尔％。CaO的量可以约为0-2摩尔％。在一个或多个实施方式中，玻璃组合物可以包含MgO，并且可以基本不含CaO和ZnO。在一个变化形式中，玻璃组合物可以包含CaO或ZnO中的任意一种，并且可以基本不含MgO、CaO和ZnO中的其他那些。在一个或多个具体实施方式中，玻璃组合物可以仅包含碱土金属氧化物MgO、CaO和ZnO中的两种，并且可以基本不含碱土金属氧化物中的第三种。
以摩尔％计，玻璃组合物中的碱金属氧化物R2O的总量可以是如下范围：约为5至约20、约为5至约18、约为5至约16、约为5至约15、约为5至约14、约为5至约12、约为5至约10、约为5至约8、约为5至约20、约为6至约20、约为7至约20、约为8至约20、约为9至约20、约为10至约20、约为6至约13、或者约为8至约12。
在一个或多个实施方式中，玻璃组合物包含如下量的Na2O：约为0摩尔％至约18摩尔％、约为0摩尔％至约16摩尔％或者约为0摩尔％至约14摩尔％、约为0摩尔％至约10摩尔％、约为0摩尔％至约5摩尔％、约为0摩尔％至约2摩尔％、约为0.1摩尔％至约6摩尔％、约为0.1摩尔％至约5摩尔％、约为1摩尔％至约5摩尔％、约为2摩尔％至约5摩尔％、或者约为10摩尔％至约20摩尔％。
在一些实施方式中，将Li2O和Na2O的量控制到具体量或比例，以平衡可成形性和可离子交换性。例如，随着Li2O的量增加，液相线粘度可能降低，从而阻止了对于一些成形方法的使用；但是，此类玻璃组合物经离子交换至更深的DOC水平，如本文所述。Na2O的量可以对液相线粘度进行改善，但是会抑制在更深的DOC水平进行离子交换。
在一个或多个实施方式中，玻璃组合物可包含K2O，K2O的量小于约5摩尔％、小于约4摩尔％、小于约2摩尔％、或者小于约1摩尔％。在一个或多个替代实施方式中，玻璃组合物可以基本不含K2O，如本文所定义。
在一个或多个实施方式中，玻璃组合物可以包含Li2O，Li2O的量约为0-18摩尔％、约为0-15摩尔％、或者约为0-10摩尔％、约为0-8摩尔％、约为0-6摩尔％、约为0-4摩尔％、或者约为0-2摩尔％。在一些实施方式中，玻璃组合物可以包含Li2O，Li2O的量约为2-10摩尔％、约为4-10摩尔％、约为6-10摩尔％、或者约为5-8摩尔％。在一个或多个替代实施方式中，玻璃组合物可以基本不含Li2O，如本文所定义。
在一个或多个实施方式中，玻璃组合物可以包含Fe2O3。在此类实施方式中，Fe2O3存在的量可以小于约1摩尔％、小于约0.9摩尔％、小于约0.8摩尔％、小于约0.7摩尔％、小于约0.6摩尔％、小于约0.5摩尔％、小于约0.4摩尔％、小于约0.3摩尔％、小于约0.2摩尔％、小于约0.1摩尔％，以及其间的所有范围和子范围。在一个或多个替代实施方式中，玻璃组合物可以基本不含Fe2O3，如本文所定义。
在一个或多个实施方式中，玻璃组合物可以包含ZrO2。在此类实施方式中，ZrO2存在的量可以小于约1摩尔％、小于约0.9摩尔％、小于约0.8摩尔％、小于约0.7摩尔％、小于约0.6摩尔％、小于约0.5摩尔％、小于约0.4摩尔％、小于约0.3摩尔％、小于约0.2摩尔％、小于约0.1摩尔％，以及其间的所有范围和子范围。在一个或多个替代实施方式中，玻璃组合物可以基本不含ZrO2，如本文所定义。
在一个或多个实施方式中，玻璃组合物可以包含P2O5，P2O5约为0摩尔％至约10摩尔％、约为0摩尔％至约8摩尔％、约为0摩尔％至约6摩尔％、约为0摩尔％至约4摩尔％、约为0.1摩尔％至约10摩尔％、约为0.1摩尔％至约8摩尔％、约为4摩尔％至约8摩尔％或者约为2摩尔％至约8摩尔％。在一些情况下，玻璃组合物可以基本不含P2O5。
在一个或多个实施方式中，玻璃组合物可以包含TiO2。在一个或多个实施方式中，TiO2存在的量小于约6摩尔％、小于约4摩尔％、小于约2摩尔％、或者小于约1摩尔％。在一个或多个替代实施方式中，玻璃组合物可以基本不含TiO2，如本文所定义。在一些实施方式中，TiO2存在的量约为0.1-6摩尔％，或者约为0.1-4摩尔％。在一些实施方式中，玻璃可以基本不含TiO2。
在一些实施方式中，玻璃组合物可以包括各种组成关系。例如，玻璃组合物可包括约为0.5-1的Li2O的量(单位，摩尔％)与R2O总量(单位，摩尔％)之比。在一些实施方式中，玻璃组合物可包括约为-5至约0的R2O总量(单位，摩尔％)与Al2O3的量(单位，摩尔％)之差。在一些情况下，玻璃组合物可包括约为0至约3的RxO总量(单位，摩尔％)与Al2O3的量之差。一个或多个实施方式的玻璃组合物可展现出约为0-2的MgO的量(单位，摩尔％)与RO总量(单位，摩尔％)之比。
在一些实施方式中，用于玻璃基材的组成可配料有0-2摩尔％的选自下组的至少一种澄清剂，包括：Na2SO4、NaCl、NaF、NaBr、K2SO4、KCl、KF、KBr和SnO2。根据一个或多个实施方式，玻璃组合物还可包含约0-2、约0-1、约0.1-2、约0.1-1或者约1-2的SnO2。本文所揭示的玻璃组合物可以基本不含As2O3和/或Sb2O3。
在一个或多个实施方式中，具体来说，组合物可以包含：62摩尔％至75摩尔％SiO2；10.5摩尔％至约17摩尔％Al2O3；5摩尔％至约13摩尔％Li2O；0摩尔％至约4摩尔％ZnO；0摩尔％至约8摩尔％MgO；2摩尔％至约5摩尔％TiO2；0摩尔％至约4摩尔％B2O3；0摩尔％至约5摩尔％Na2O；0摩尔％至约4摩尔％K2O；0摩尔％至约2摩尔％ZrO2；0摩尔％至约7摩尔％P2O5；0摩尔％至约0.3摩尔％Fe2O3；0摩尔％至约2摩尔％MnOx；以及0.05摩尔％至约0.2摩尔％SnO2。
在一个或多个实施方式中，组合物可以包含：67摩尔％至约74摩尔％SiO2；11摩尔％至约15摩尔％Al2O3；5.5摩尔％至约9摩尔％Li2O；0.5摩尔％至约2摩尔％ZnO；2摩尔％至约4.5摩尔％MgO；3摩尔％至约4.5摩尔％TiO2；0摩尔％至约2.2摩尔％B2O3；0摩尔％至约1摩尔％Na2O；0摩尔％至约1摩尔％K2O；0摩尔％至约1摩尔％ZrO2；0摩尔％至约4摩尔％P2O5；0摩尔％至约0.1摩尔％Fe2O3；0摩尔％至约1.5摩尔％MnOx；以及0.08摩尔％至约0.16摩尔％SnO2。
在一个或多个实施方式中，组合物可以包含：70摩尔％至75摩尔％SiO2；10摩尔％至约15摩尔％Al2O3；5摩尔％至约13摩尔％Li2O；0摩尔％至约4摩尔％ZnO；0.1摩尔％至约8摩尔％MgO；0摩尔％至约5摩尔％TiO2；0.1摩尔％至约4摩尔％B2O3；0.1摩尔％至约5摩尔％Na2O；0摩尔％至约4摩尔％K2O；0摩尔％至约2摩尔％ZrO2；0摩尔％至约7摩尔％P2O5；0摩尔％至约0.3摩尔％Fe2O3；0摩尔％至约2摩尔％MnOx；以及0.05摩尔％至约0.2摩尔％SnO2。
在一个或多个实施方式中，组合物可以包含：52摩尔％至约63摩尔％SiO2；11摩尔％至约15摩尔％Al2O3；5.5摩尔％至约9摩尔％Li2O；0.5摩尔％至约2摩尔％ZnO；2摩尔％至约4.5摩尔％MgO；3摩尔％至约4.5摩尔％TiO2；0摩尔％至约2.2摩尔％B2O3；0摩尔％至约1摩尔％Na2O；0摩尔％至约1摩尔％K2O；0摩尔％至约1摩尔％ZrO2；0摩尔％至约4摩尔％P2O5；0摩尔％至约0.1摩尔％Fe2O3；0摩尔％至约1.5摩尔％MnOx；以及0.08摩尔％至约0.16摩尔％SnO2。
在一些实施方式中，组合物可以基本不含B2O3、TiO2、K2O和ZrO2中的任意一种或多种。
在一个或多个实施方式中，组合物可以包含至少0.5摩尔％的P2O5、Na2O和任选的Li2O，其中，Li2O(摩尔％)/Na2O(摩尔％)<1。此外，这些组合物可以基本不含B2O3和K2O。在一些实施方式中，组合物可以包含ZnO、MgO和SnO2。
在一些实施方式中，组合物可以包含：约为58摩尔％至约65摩尔％SiO2；约为11摩尔％至约19摩尔％Al2O3；约为0.5摩尔％至约3摩尔％P2O5；约为6摩尔％至约18摩尔％Na2O；0摩尔％至约6摩尔％MgO；以及0摩尔％至约6摩尔％ZnO。在某些实施方式中，组合物可以包含：约63-65摩尔％的SiO2；约11-17摩尔％的Al2O3；约1-3摩尔％的P2O5；约9-20摩尔％的Na2O；0摩尔％至约6摩尔％的MgO；以及0摩尔％至约6摩尔％的ZnO。
在一些实施方式中，组合物可以包含如下组成关系：R2O(摩尔％)/Al2O3(摩尔％)<2，其中R2O＝Li2O+Na2O。在一些实施方式中，65摩尔％<SiO2(摩尔％)+P2O5(摩尔％)<67摩尔％。在某些实施方式中，R2O(摩尔％)+R′O(摩尔％)-Al2O3(摩尔％)+P2O5(摩尔％)>-3摩尔％，其中，R2O＝Li2O+Na2O，以及R′O是组合物中存在的二价金属氧化物的总量。
如本文所述，在化学强化之前的玻璃制品的其他示例性组合物如表1所示。
表1：化学强化之前的示例性组合物
如本文所述，在化学强化之前的基于玻璃的制品的其他示例性组合物如表1A所示。表1B列出了由表1A所列的例子确定的选定的物理性质。表1B中所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、35kP、200kP、液相线和锆分解温度；锆分解和液相线粘度；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，本文所述的玻璃基制品和玻璃基材的高温CTE小于或等于30ppm/℃和/或杨氏模量至少为70GPa，以及在一些实施方式中，杨氏模量最高至80GPa。
表1A：化学强化之前的示例性组合物
表1B：表1B所列玻璃的所选择的物理性质
当玻璃制品包括玻璃-陶瓷时，晶相可以包括β-锂辉石、金红石、锌尖晶石或者其他已知晶相，及其组合。
玻璃制品可以是基本平坦的，但是其他实施方式可采用弯曲或任意其他形状或造型的基材。在一些情况下，玻璃制品可以具有3D或者2.5D形状。玻璃制品可以是基本上光学透澈、透明和没有光散射的。玻璃制品可具有约为1.45-1.55的折射率。如本文所用，折射率值是相对于550nm波长而言。
作为补充或替代，出于美观和/或功能原因，玻璃制品的厚度可沿一个或多个尺寸是恒定的，或者可沿其一个或多个尺寸发生变化。例如，玻璃制品的边缘可以相比于玻璃制品的更为中心的区域更厚。根据制品的应用或用途，玻璃制品的长度、宽度和厚度尺寸也可以发生变化。
玻璃制品可通过其形成的方式进行表征。例如，玻璃制品可表征为可浮法成形(即，通过浮法工艺形成)、可下拉成形，具体地，可熔合成形或者可狭缝拉制(即，通过下拉工艺例如熔合拉制工艺或者狭缝拉制工艺形成)。
可浮法成形的玻璃制品可表征为通过使得熔融玻璃在熔融金属(通常是锡)床上浮动，所制得的光滑表面和均匀厚度。在一个示例性过程中，将熔融玻璃进料到熔融锡床表面上，形成浮动玻璃带。随着玻璃带沿着锡浴流动，温度逐渐降低直至玻璃带固化成固体玻璃制品，可以将其从锡上举起到辊上。一旦离开浴，可以对玻璃制品进行进一步冷却和退火以降低内应力。当玻璃制品是玻璃-陶瓷时，由浮法工艺形成的玻璃制品可经受陶瓷化工艺，通过该工艺产生一个或多个晶相。
下拉工艺生产具有均匀厚度的玻璃制品，其具有较原始的表面。因为玻璃制品的平均挠曲强度受到表面瑕疵的量和尺寸的控制，因此接触程度最小的原始表面具有较高的初始强度。当随后对该高强度玻璃制品进行进一步强化(例如化学强化)时，所得到的强度可以高于表面已经进行过磨光和抛光的玻璃制品的强度。下拉玻璃制品可以被拉制成约小于2mm的厚度。此外，下拉玻璃制品具有非常平坦、光滑的表面，其可以不经高成本的研磨和抛光就用于最终应用。当玻璃制品是玻璃-陶瓷时，由下拉工艺形成的玻璃制品可经受陶瓷化工艺，通过该工艺产生一个或多个晶相。
熔合拉制法使用例如拉制罐，该拉制罐具有用来接收熔融玻璃原材料的通道。通道具有堰，其沿着通道的长度在通道两侧的顶部开放。当用熔融材料填充通道时，熔融玻璃从堰溢流。在重力的作用下，熔融玻璃从拉制罐的外表面作为两个流动玻璃膜流下。这些拉制罐的外表面向下和向内延伸，使得它们在拉制罐下方的边缘处结合。两个流动玻璃膜在该边缘处结合以熔合并形成单个流动玻璃制品。熔合拉制法的优点在于：由于从通道溢流的两个玻璃膜熔合在一起，因此所得到的玻璃制品的任一外表面都没有与设备的任意部件相接触。因此，熔合拉制玻璃制品的表面性质不受到此类接触的影响。当玻璃制品是玻璃-陶瓷时，由熔合工艺形成的玻璃制品可经受陶瓷化工艺，通过该工艺产生一个或多个晶相。
狭缝拉制法与熔合拉制法不同。在狭缝拉制法中，向拉制罐提供熔融原材料玻璃。拉制容器的底部具有开放狭缝，其具有沿着狭缝的长度延伸的喷嘴。熔融玻璃流过狭缝/喷嘴，以连续的玻璃制品下拉并进入退火区。当玻璃制品是玻璃-陶瓷时，由狭缝拉制工艺形成的玻璃制品可经受陶瓷化工艺，通过该工艺产生一个或多个晶相。
在一些实施方式中，玻璃制品可以采用薄辊工艺形成，如题为“Precision GlassRoll Forming Process and Apparatus(精密玻璃辊成形工艺和设备)”的美国专利第8,713,972号、题为“Precision Roll Forming of Textured Sheet Glass(纹理化片材玻璃的精密辊成形)”的美国专利第9,003,835号、题为“Methods And Apparatus For FormingA Glass Ribbon(用于形成玻璃带的方法和设备)”的美国专利公开第20150027169号和题为“Apparatus and Method for Forming Thin Glass Articles(用于形成薄玻璃制品的设备和方法)”的美国专利公开第20050099618号所述，其全文通过引用结合入本文。更具体来说，可以通过如下方式形成玻璃制品：供给熔融玻璃的垂直物流，用一对维持在大于或等于约500℃或者大于或等于约600℃的表面温度的成形辊对来形成熔融玻璃或玻璃陶瓷的供给物流从而形成具有成形厚度的成形玻璃带，用一对维持在小于或等于约400℃的表面温度的尺寸调节辊来调节成形玻璃带的尺寸从而产生具有所需厚度和所需厚度均匀性的经尺寸调节的玻璃带，该所需厚度小于所述成形厚度。用于形成玻璃带的设备可包括：用于供给熔融玻璃的供给物流的玻璃进料装置；表面温度维持在大于或等于约500℃的一对成形辊，成形辊相互相邻紧密间隔开，限定了成形辊之间的玻璃成形间隙，玻璃成形间隙位于玻璃进料装置的垂直下方用于接收熔融玻璃的供给物流并使得成形辊之间的熔融玻璃的供给物流薄化，以形成具有成形厚度的成形玻璃带；以及表面温度维持在小于或等于约400℃的一对尺寸调节辊，尺寸调节辊相互相邻紧密间隔开，限定了尺寸调节辊之间的玻璃尺寸调节间隙，玻璃尺寸调节间隙位于成形辊的垂直下方用于接收经成形的玻璃带并使得经成形的玻璃带薄化，以产生具有所需厚度和厚度均匀性的经尺寸调节的玻璃带。
在一些情况下，可以在玻璃的粘度不允许采用熔合拉制或狭缝拉制方法时采用薄辊工艺。例如，当玻璃展现出小于100kP的液相线粘度时，可以采用薄辊来形成玻璃制品。
玻璃制品可经过酸性抛光或者任意其他方式的处理，以去除或减少表面瑕疵的影响。
本公开的另一个方面属于形成抗破裂的玻璃制品的方法。该方法包括：提供具有第一表面和第二表面的玻璃基材，所述第一表面和第二表面限定了小于或等于约1毫米的厚度，以及在玻璃基材中产生应力分布，如本文所述从而提供抗破裂的玻璃制品。在一个或多个实施方式中，产生应力分布包括：将多种碱性离子离子交换进入玻璃基材中以形成碱金属氧化物梯度，其包括沿着厚度延伸的碱金属氧化物的非零浓度。在一个例子中，产生应力分布包括将玻璃基材浸入熔盐浴中，所述熔盐浴包含Na+、K+、Rb+、Cs+的硝酸盐或其组合，其温度大于或等于约350℃(例如，约为350-500℃)。在一个例子中，熔浴可以包含NaNO3，并且温度可以约为485℃。在另一个例子中，浴可以包含NaNO3，并且温度可以约为430℃。玻璃基材可以在浴中浸入大于或等于约2小时，最高至约48小时(例如，约为12-48小时，约为12-32小时，约为16-32小时，约为16-24小时，或者约为24-32小时)。
在一些实施方式中，该方法可包含在不止一个浴中采用连续浸入步骤以不止一个步骤的方式对玻璃基材进行化学强化或者离子交换。例如，可以依次使用两个或更多个浴。所述一个或多个浴的组成可包括单种金属(例如，Ag+、Na+、K+、Rb+或Cs+)，或者在同一浴中包括金属的组合。当使用不止一个浴时，浴相互可具有相同或不同组成和/或温度。每个此类浴中的浸入时间可以相同或者可以发生变化，以提供所需的应力曲线。
在一个或多个实施方式中，可以采用第二浴或者后续浴来产生较大的表面CS。在一些情况下，该方法包括：将玻璃材料浸入第二浴或后续浴中，以产生较大的表面CS，而不显著影响层的化学深度和/或DOC。在此类实施方式中，第二浴或后续浴可以包括单种金属(例如，KNO3或NaNO3)或者金属的混合物(KNO3和NaNO3)。第二浴或后续浴的温度可以进行调节以产生较大的表面CS。在一些实施方式中，可以对玻璃材料在第二浴或后续浴中的浸入时间进行调节，以产生较大的表面CS，而不显著影响层的化学深度和/或DOC。例如，第二浴或后续浴中的浸入时间可以小于10小时(例如，小于或等于约8小时，小于或等于约5小时，小于或等于约4小时，小于或等于约2小时，小于或等于约1小时，小于或等于约30分钟，小于或等于约15分钟，或者小于或等于约10分钟)。
在一个或多个替代实施方式中，该方法可以包括一个或多个热处理步骤，其可以与本文所述的离子交换工艺结合使用。热处理包括对玻璃制品进行热处理，以获得所需的应力分布。在一些实施方式中，热处理包括将玻璃材料退火、回火或加热至约为300-600℃的温度。热处理可以持续1分钟至最高至约18小时。在一些实施方式中，可以在一个或多个离子交换过程之后使用热处理，或者可以在离子交换过程之间使用热处理。
实施例
通过以下实施例进一步阐述各个实施方式。
实施例1
根据实施例1A-1B和比较例1C-1G的玻璃制品通过如下方式制造：提供具有标称玻璃组成为58摩尔％SiO2、16.5摩尔％Al2O3、17摩尔％Na2O、3摩尔％MgO、和6.5摩尔％P2O5的玻璃基材。玻璃基材的厚度为0.4mm，以及长度和宽度尺度为50mm。玻璃基材通过离子交换过程进行化学强化，其包括浸入温度约为420℃的80％KNO3和20％NaNO3的熔盐浴中，持续时间如表2所示。然后，所得到的玻璃制品进行上文所述的AROR测试，每个样品的主表面采用90目SiC颗粒以5psi、15psi或25psi进行磨蚀，同样如表2所示。表2显示玻璃制品的平均等双轴挠曲强度或失效负荷。
表2：实施例1的化学强化条件和AROR结果
在15psi和25psi磨蚀之后的实施例的平均等双轴挠曲强度或失效负荷绘制在图11中。如图11所示，在25psi磨蚀之后，实施例1A和1B展现出最大平均等双轴挠曲强度。因此，实施例1A和1B的AROR性能证实了这些玻璃制品展现出高度切割破裂式样，这表明了改进的保留强度，特别是对于由于较高磨蚀压力所导致的较深磨蚀深度而言。
实施例2
通过提供玻璃基材和对玻璃基材进行化学强化，来制造根据实施例2A-2C和比较例2D-2F的玻璃制品。用于实施例2A-2C和比较例2D-2F的玻璃基材具有如下标称玻璃组成：69.2摩尔％SiO2、12.6摩尔％Al2O3、1.8摩尔％B2O3、7.7摩尔％Li2O、0.4摩尔％Na2O、2.9摩尔％MgO、1.7摩尔％ZnO、3.5摩尔％TiO2和0.1摩尔％SnO2。用于比较例2D的基材具有与实施例1相同组成。
玻璃基材的厚度为1mm，且长度和宽度尺度允许用已知手持式装置外壳进行组装。通过表3所示的离子交换工艺对玻璃基材进行化学强化。通过SCALP测量实施例2A-2D的CT和DOC值，同样如表3所示。
表3：实施例2的离子交换条件和跌落测试结果
比较例2D进行离子交换，以展现出DOC超过75微米的误差函数应力分布(通过Roussev I测量，应用IWKB分析)。然后，得到的玻璃制品改装成一致的手持式装置外壳，并在30目砂纸上进行上文所述的跌落测试。图12显示实施例的最大失效高度。如图12所示，实施例2A-2C展现出明显更大的最大失效高度(即，分别是212cm、220cm和220cm)并且展现出切割行为。具有相同组成的实施例2F没有展现出相同的切割行为，并且相比于实施例2A-2C展现出较低的最大失效高度。
实施例3
通过提供玻璃基材和对玻璃基材进行强化，来制造根据实施例3A-3K和比较例3L-3X的玻璃制品。用于实施例3A-3D的基材具有与实施例1相同的组成，以及用于实施例3L-3X的基材具有如下标称玻璃组成：69摩尔％SiO2、10.3摩尔％Al2O3、15.2摩尔％Na2O、5.4摩尔％MgO、和0.2摩尔％SnO2。
玻璃基材的厚度为0.4mm，以及长度和宽度尺度为50mm乘以50mm。玻璃基材通过离子交换进行化学强化。实施例3A-3L在温度为460℃的80％KNO3和20％NaNO3的熔盐浴中离子交换12小时。比较例3L-3X进行离子交换，使得得到的每个玻璃制品展现出912MPa的表面CS和37um的DOC，如FSM所测得。
然后，得到的玻璃制品通过如下方式破裂：从(如表4和5所示的)跌落高度用碳化物圆锥球划线器(conospherical scribe)进行单次撞击每个制品的一个主表面，并从如下方面来评估破碎或破裂式样：产生了多少碎片，玻璃制品是立即破裂或者完全没有破裂，以及玻璃制品的易碎性。
表4：实施例3A-3K的失效特性和破裂机制
*DNB＝没有破碎
表5：比较例3L-3X的失效特性和破裂机制
*DNB＝没有破碎
如表4-5所示，清楚地看出，相比于被化学强化至在破裂之后发生高度切割/碎片条件的玻璃制品(即，实施例3A-3K)，被化学强化至接近易碎性极限状态的玻璃制品(即，比较例3L-3X)发生延迟失效的可能性要高得多。具体来说，超过80％的比较例3L-3X以延迟方式失效，而表4中的样品要么立即失效要么没有发生破碎。除此之外，相比于实施例3A-4K(失效具有高度切割并且展现出具有低长宽比的碎片)，比较例3L-3X展现出较少、较大、更多的分裂碎片。
实施例4
通过提供具有与实施例1相同标称组成的玻璃基材和对玻璃基材进行强化，来制造根据实施例4A-4B和比较例4C-4F的玻璃制品。玻璃基材具有0.4mm的厚度并且通过离子交换过程进行化学强化，其中，玻璃基材浸入温度为430℃的80％KNO3和20％NaNO3的熔盐浴中，持续时间如表6所示。
表6：实施例5的离子交换持续时间
采用辉光放电发射光谱(GDOES)来测量玻璃制品中的K2O浓度。在图13中，被玻璃基材中较小的Na+替换的较大的K+离子的摩尔％(表述为K2O)表示在纵轴上，绘制其与离子交换深度的关系。实施例4A和4B展现出比其他分布更高的储存拉伸能(和中心张力)，以及使得DOC和表面压缩的大小最大化。
图14显示通过Roussev I应用IWKB分析测得的实施例4G的应力分布，所述实施例4G是通过如下方式形成的：提供与实施例4A和4B相同的基材，但是浸入温度为460℃的70％KNO3和30％NaNO3的熔盐浴中，持续12小时。
实施例5
通过提供具有与实施例2A-2C相同标称组成的玻璃基材和对玻璃基材进行强化，来制造根据实施例5A-5D的玻璃制品(实施例B和C是比较例)。通过表7所示的离子交换工艺对玻璃基材进行化学强化。
表7：实施例5的离子交换条件
采用3M公司提供的商标名为468MP的压敏粘合剂将实施例5A和比较例5B粘附到透明基材，以相同方式和一致厚度施加。实施例5A和比较例5B破裂，对得到的破裂的玻璃制品进行评估。图15A和15B分别显示实施例5A和比较例5B的破裂图像。如图15A所示，实施例5A展现出较高的切割行为并得到长宽比小于约2的碎片。如图15B所示，比较例5B得到具有较高长宽比的碎片。
比较例5C和5D没有用粘合剂限制并经过破裂。对得到的破裂玻璃制品进行评估。图15C和15D分别显示实施例5C和实施例5D的破裂图像。如图15C所示，比较例5C展现出较大碎片。如图15D所示，实施例5D产生表明了切割的碎片。相信亚碎片(未示出)没有延伸穿过玻璃制品的厚度。
实施例6
通过提供具有与实施例3A-3k相同标称组成的玻璃基材并以相同方式进行强化，来制造根据实施例6的玻璃制品。在破裂之后，以不同观察角来评估实施例6的雾度或可读性。在破裂之后，实施例6展现出高度切割，但是仍然在相对于玻璃制品的表面平面或主表面90°的观察角展现出良好的可读性。随着观察角减小，可读性下降，如图16A-16D的图像所示。图16A证实了在相对于玻璃制品的表面平面或主表面90度的观察角，实施例6后面的文字仍然是可见和可读的。图16B显示在67.5度的观察角，文字是略微可见和可读的。根据图16C-16D，在相对于玻璃制品的表面平面或主表面45度和22.5度的观察角，文字是不清楚或不可读的。因此，当用于显示器时，实施例6可起到隐私屏幕的功能，从而使得仅仅观察者可以清楚地阅读或看到显示器，而除了观察者之外的其他人会无法清楚地阅读显示器。
实施例7
通过如下方式制造根据实施例7A-7C的玻璃制品：提供具有2.5维形状但是分别具有不同厚度的玻璃基材(即，实施例7A的厚度为1mm，实施例7B的厚度为0.8mm，以及实施例7C的厚度为0.5mm)。2.5维形状包括平坦主表面和相对的弯曲主表面。玻璃基材的组成与实施例2A-2C相同。计算每个基材储存的拉伸能与采用温度为430℃的熔浴的离子交换时间的关系。采用通过SCALP测得的CT区域(图4中的327)上的应力总量来计算储存的拉伸能。计算得到的存储的拉伸能绘制成图17中的离子交换时间的函数。出于显示目的，绘制10J/m2的储存拉伸能值的虚线，表示易碎性的近似阈值。高亮区域表示展现出本文所述行为的厚度范围为0.5-1.0mm的单个部件的离子交换条件。具体来说，当部件破裂时以及如果部件破裂的话，该范围实现了最佳的机械性能和部件面积上的相似切割程度。
如果使用已知的易碎性限值来确定各种厚度的离子交换参数，则在时间A(储存的拉伸能达到低于10J/m2的离子交换时间)，厚度为1mm的玻璃基材会是非易碎性的，以及厚度为0.5mm的玻璃基材会具有低CS。在时间C，厚度为0.5mm的玻璃基材是非易碎性的，以及厚度在1mm和0.8mm区域之间的玻璃基材会被认为是易碎性的。因此，当使用现有的易碎性定义时，图17显示，对于较厚部件或者非均匀厚度部件的区域，在给定浴中的指定温度，会选择明显较长的离子交换时间(这是相比于较薄部件或者故意非均匀厚度部件的较薄区域而言)。为了提供具有明显改进的跌落性能和可靠性以及较均匀的碎片或切割程度的完全精整的2.5D部件，可能希望对部件进行较短时间段的离子交换，从而安置较高程度的储存拉伸能(相比于会选择以限制碎片或切割程度的情况而言)。
图18表示图17所示的样品，不同之处在于11所表示的安置的拉伸能现在表示为中心张力(CT)，这被用作离子交换试样的拉伸区域中的拉伸能的更为常见的描述。
实施例8
实施例8包括通过提供具有与实施例1相同标称组成的玻璃基材并对玻璃基材进行强化制造的玻璃制品。玻璃制品具有0.4mm厚度并且通过二步骤离子交换工艺进行化学强化，其中，首先将玻璃基材浸入温度为460℃的80％KNO3和20％NaNO3的第一熔盐浴中持续12小时，从第一熔盐浴取出并浸入温度为390℃的100％KNO3的第二熔盐浴中持续12分钟。所得到的玻璃制品具有624.5MPa的压缩应力、约83.3微米的DOC(这相当于0.208t)和约152.6MPa的最大CT，这是通过Roussev I应用IWKB分析测得的。图19显示压缩应力(显示为负值)和拉伸应力(显示为正值)与深度(单位是微米)的关系。
本公开的方面(1)属于强化玻璃制品，其包括：第一表面和与第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)；从第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层；其中，在玻璃制品根据易碎性测试破裂之后，玻璃制品包括多块碎片，其中，至少90％的所述多块碎片具有小于或等于约5的长宽比。
本公开的方面(2)属于方面(1)的强化玻璃制品，其中，玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片，这是通过易碎性测试测得的。
本公开的方面(3)属于方面(1)或方面(2)的强化玻璃制品，其中，至少80％的所述多块碎片具有小于或等于3t的最大尺度。
本公开的方面(4)属于方面(1)至方面(3)中任一项的强化玻璃制品，其中，至少50％的所述多块碎片包括小于或等于2的长宽比。
本公开的方面(5)属于方面(1)至方面(4)中任一项的强化玻璃制品，其中，至少50％的所述多块碎片包括小于或等于约10mm3的体积。
本公开的方面(6)属于方面(1)至方面(5)中任一项的强化玻璃制品，其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分，其中，所述发射的碎片部分占所述多块碎片的10％或更少。
本公开的方面(7)属于方面(1)至方面(6)中任一项的强化玻璃制品，其中，玻璃制品在破裂前包括第一重量，以及其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分和未发射的碎片部分，未发射的碎片部分具有第二重量，所述第一重量与所述第二重量之差是1％的第一重量。
本公开的方面(8)属于方面(1)至方面(7)中任一项的强化玻璃制品，其中，玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片的可能性大于或等于99％，这是通过易碎性测试测得的。
本公开的方面(9)属于方面(1)至方面(8)中任一项的强化玻璃制品，其中，玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
本公开的方面(10)属于方面(1)至方面(9)中任一项的强化玻璃制品，其中，玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
本公开的方面(11)属于方面(10)的强化玻璃制品，其中，中心张力大于或等于100MPa/√(t/1mm)(单位为MPa)，其中，t的单位是mm。
本公开的方面(12)属于方面(10)至方面(11)中任一项的强化玻璃制品，其中，中心张力大于或等于50MPa。
本公开的方面(13)属于方面(10)至方面(12)中任一项的强化玻璃制品，其中，表面压缩应力大于或等于150MPa。
本公开的方面(14)属于方面(10)至方面(13)中任一项的强化玻璃制品，其中，表面压缩应力大于或等于400MPa。
本公开的方面(15)属于方面(10)至方面(14)中任一项的强化玻璃制品，其中，DOC包括大于或等于约0.2t。
本公开的方面(16)属于方面(1)至方面(15)中任一项的强化玻璃制品，其中，玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
本公开的方面(17)属于方面(1)至方面(16)中任一项的强化玻璃制品，其中，玻璃制品布置在限制层上。
本公开的方面(18)属于强化玻璃制品，其包括：第一表面和与第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)；从第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层；其中，在用90目SiC颗粒以25psi的压力磨蚀5秒之后，玻璃制品展现出大于或等于约10kgf的失效负荷。
本公开的方面(19)属于方面(18)的强化玻璃制品，其中，玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
本公开的方面(20)属于方面(18)或方面(19)中任一项的强化玻璃制品，权利要求18或19的强化玻璃制品，其中，玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
本公开的方面(21)属于方面(20)的强化玻璃制品，其中，中心张力(CT)大于或等于50MPa。
本公开的方面(22)属于方面(20)或方面(21)的强化玻璃制品，其中，表面压缩应力大于或等于150MPa。
本公开的方面(23)属于方面(20)至方面(22)中任一项的强化玻璃制品，其中，表面压缩应力大于或等于400MPa。
本公开的方面(24)属于方面(20)至方面(23)中任一项的强化玻璃制品，其中，DOC包括大于或等于约0.2t。
本公开的方面(25)属于方面(18)至方面(24)中任一项的强化玻璃制品，其中，玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
本公开的方面(26)属于方面(20)至方面(25)中任一项的强化玻璃制品，其中，玻璃制品与基材粘附。
本公开的方面(27)属于一种装置，其包括：强化玻璃基材；限制层；和支撑体，其中，强化玻璃基材包括：第一表面和与第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)；从第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层；以及大于或等于50MPa的中心张力(CT)，其中，装置包括平板、透明显示器、手机、视频播放器、信息终端装置、电子阅读器、手提电脑或者非透明显示器。
方面(29)属于方面(27)的装置，其中，在玻璃制品根据易碎性测试破裂之后，玻璃制品包括多块长宽比小于或等于约5的碎片。
方面(29)属于方面(27)或方面(28)的装置，其中，玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片，这是通过易碎性测试测得的。
方面(30)属于方面(28)或方面(29)的装置，其中，至少80％的所述多块碎片具有小于或等于5t的最大尺度。
方面(31)属于方面(28)至方面(30)中任一项的装置，其中，至少50％的所述多块碎片分别包括小于或等于2的长宽比。
方面(32)属于方面(28)至方面(31)中任一项的装置，其中，至少50％的所述多块碎片包括小于或等于约10mm3的体积。
方面(33)属于方面(28)至方面(32)中任一项的装置，其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分，其中，所述发射的碎片部分占所述多块碎片的10％或更少。
方面(34)属于方面(28)至方面(33)中任一项的装置，其中，玻璃制品在破裂前包括第一重量，以及其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分和未发射的碎片部分，未发射的碎片部分具有第二重量，所述第一重量与所述第二重量之差是1％的第一重量。
方面(35)属于方面(28)至方面(34)中任一项的装置，其中，玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片的可能性大于或等于99％，这是通过易碎性测试测得的。
方面(36)属于方面(28)至方面(35)中任一项的装置，其中，玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
方面(37)属于方面(27)至方面(36)中任一项的装置，其中，玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
方面(38)属于方面(37)的装置，其中，表面压缩应力大于或等于150MPa。
方面(39)属于方面(27)至方面(38)中任一项的装置，权利要求27-38中任一项的装置，其中，DOC包括大于或等于约0.2t。
方面(40)属于方面(27)至方面(39)中任一项的装置，其中，玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
方面(41)属于方面(27)至方面(40)中任一项的装置，其中，玻璃制品布置在限制层上。
方面(42)属于强化玻璃制品，其包括：第一表面和与第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)；从第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层；其中，在玻璃制品层叠到限制层并根据易碎性测试破裂之后，玻璃制品包括破裂，其中，至少5％的破裂仅部分延伸通过厚度。
方面(43)属于方面(42)的强化玻璃制品，其中，玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片，这是通过易碎性测试测得的。
方面(44)属于方面(42)或方面(43)的强化玻璃制品，其中，玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
方面(45)属于方面(42)至方面(44)中任一项的强化玻璃制品，其中，玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
方面(46)属于方面(45)的强化玻璃制品，其中，中心张力大于或等于50MPa。
方面(47)属于方面(45)或方面(46)的强化玻璃制品，其中，表面压缩应力大于或等于150MPa。
方面(48)属于方面(42)至方面(47)中任一项的强化玻璃制品，其中，DOC包括大于或等于约0.2t。
方面(49)属于方面(42)至方面(48)中任一项的强化玻璃制品，其中，玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
方面(50)属于方面(42)至方面(49)中任一项的强化玻璃制品，其中，玻璃制品布置在限制层上。
方面(51)属于消费者电子产品，其包括：具有前表面的外壳；至少部分提供在外壳内部的电子组件，电子组件至少包括控制器、存储器和显示器；以及布置在外壳的前表面处且在显示器上方的覆盖玻璃，覆盖玻璃包括强化玻璃制品，其中，强化玻璃制品包括：第一表面和与第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)；从第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层；以及大于或等于50MPa的中心张力(CT)。
方面(52)属于方面(51)的消费者电子装置，其中，在玻璃制品根据易碎性测试破裂之后，玻璃制品包括多块长宽比小于或等于约5的碎片，以及
方面(53)属于方面(52)的消费者电子装置，其中，玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片，这是通过易碎性测试测得的。
方面(54)属于方面(52)或方面(53)的消费者电子装置，其中，至少80％的所述多块碎片具有小于或等于2t的最大尺度。
方面(55)属于方面(52)至方面(54)中任一项的消费者电子装置，其中，至少50％的所述多块碎片分别包括小于或等于2的长宽比。
方面(56)属于方面(52)至方面(55)中任一项的消费者电子装置，其中，至少50％的所述多块碎片包括大于或等于约10mm3的体积。
方面(57)属于方面(52)至方面(56)中任一项的消费者电子装置，其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分，其中，所述发射的碎片部分占所述多块碎片的10％或更少。
方面(58)属于方面(52)至方面(57)中任一项的消费者电子装置，其中，玻璃制品在破裂前包括第一重量，以及其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分和未发射的碎片部分，未发射的碎片部分具有第二重量，所述第一重量与所述第二重量之差是1％的第一重量。
方面(59)属于方面(53)至方面(58)中任一项的消费者电子装置，其中，玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片的可能性大于或等于99％，这是通过易碎性测试测得的。
方面(60)属于方面(51)至方面(59)中任一项的消费者电子装置，其中，玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
方面(61)属于方面(51)至方面(60)中任一项的消费者电子装置，其中，玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
方面(62)属于方面(61)的消费者电子装置，其中，表面压缩应力大于或等于150MPa。
方面(63)属于方面(51)至方面(62)中任一项的消费者电子装置，其中，DOC包括大于或等于约0.2t。
方面(64)属于方面(51)至方面(63)中任一项的消费者电子装置，其中，玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷硅酸盐或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
方面(65)属于方面(51)至方面(64)中任一项的消费者电子装置，其中，玻璃制品布置在限制层上。
方面(66)属于方面(51)至方面(65)中任一项的消费者电子装置，其中，消费者电子装置包括平板、透明显示器、手机、视频播放器、信息终端装置、电子阅读器、手提电脑或者非透明显示器。
方面(67)属于一种封装产品，其包括：外壳，其包括开口、外表面和内表面，所述内表面限定了限制空间；其中，所述外壳包括强化玻璃制品，其中，所述强化玻璃制品包括：第一表面和与第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)；从第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层；以及大于或等于50MPa的中心张力(CT)。
方面(68)属于方面(67)的封装产品，其中，在玻璃制品根据易碎性测试破裂之后，玻璃制品包括多块长宽比小于或等于约5的碎片，以及其中，玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块锁频，这是通过易碎性测试测得的。
方面(69)属于方面(68)的封装产品，其中，至少80％的所述多块碎片具有小于或等于2t的最大尺度。
方面(70)属于方面(68)或方面(69)中的消费者电子装置，其中，至少50％的所述多块碎片分别包括小于或等于2的长宽比。
方面(71)属于方面(68)至方面(70)中任一项的封装产品，其中，至少50％的所述多块碎片包括小于或等于约10mm3的体积。
方面(72)属于方面(68)至方面(71)中任一项的封装产品，其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分，其中，所述发射的碎片部分占所述多块碎片的10％或更少。
方面(73)属于方面(68)至方面(72)中任一项的封装产品，其中，玻璃制品在破裂前包括第一重量，以及其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分和未发射的碎片部分，未发射的碎片部分具有第二重量，所述第一重量与所述第二重量之差是1％的第一重量。
方面(74)属于方面(68)至方面(73)中任一项的封装产品，其中，玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片的可能性大于或等于99％，这是通过易碎性测试测得的。
方面(75)属于方面(67)至方面(74)中任一项的封装产品，其中，玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
方面(76)属于方面(67)至方面(75)中任一项的封装产品，其中，玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
方面(77)属于方面(76)的封装产品，其中，表面压缩应力大于或等于150MPa。
方面(78)属于方面(67)至方面(77)中任一项的封装产品，其中，DOC包括大于或等于约0.2t。
方面(79)属于方面(67)至方面(78)中任一项的封装产品，其中，玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷硅酸盐或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
方面(80)属于方面(67)至方面(72)中任一项的封装产品，其中，玻璃制品布置在限制层上。
方面(82)属于方面(67)至方面(80)中任一项的封装产品，其还包含药物材料。
方面(83)属于方面(67)至方面(81)中任一项的封装产品，其还包含布置在开口中的盖子。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以在不偏离本发明的范围或精神的情况下对本发明进行各种修改和变动。

Claims (82)

1.一种强化玻璃制品，其包括：
第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，它们其限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)；
从所述第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层；
其中，在所述玻璃制品根据易碎性测试破裂之后，所述玻璃制品包括多块碎片，其中，至少90％的所述多块碎片的长宽比小于或等于约5。
2.如权利要求1所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片，这是通过易碎性测试测得的。
3.如权利要求1或2所述的强化玻璃制品，其特征在于，至少80％的所述多块碎片具有小于或等于3t的最大尺度。
4.如前述任一项权利要求所述的强化玻璃制品，其特征在于，至少50％的所述多块碎片包括小于或等于2的长宽比。
5.如前述任一项权利要求所述的强化玻璃制品，其特征在于，至少50％的所述多块碎片包括小于或等于约10mm3的体积。
6.如前述任一项权利要求所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述多块碎片包括发射的碎片部分，其中，所述发射的碎片部分占所述多块碎片的10％或更少。
7.如前述任一项权利要求所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品在破裂前包括第一重量，以及其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分和未发射的碎片部分，所述未发射的碎片部分具有第二重量，以及所述第一重量与所述第二重量之差是1％的第一重量。
8.如前述任一项权利要求所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片的可能性大于或等于99％，这是通过易碎性测试测得的。
9.如前述任一项权利要求所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
10.如前述任一项权利要求所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
11.如权利要求10所述的强化玻璃制品，其特征在于，中心张力大于或等于100MPa/√(t/1mm)(单位为MPa)，其中，t的单位是mm。
12.如权利要求10所述的强化玻璃制品，其特征在于，中心张力大于或等于50MPa。
13.如权利要求10-12中任一项所述的强化玻璃制品，其特征在于，表面压缩应力大于或等于150MPa。
14.如权利要求10-13中任一项所述的强化玻璃制品，其特征在于，表面压缩应力大于或等于400MPa。
15.如权利要求10-14中任一项所述的强化玻璃制品，其特征在于，DOC包括大于或等于约0.2t。
16.如前述任一项权利要求所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
17.如前述任一项权利要求所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品布置在限制层上。
18.一种强化玻璃制品，其包括：
第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)；
从所述第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层；
其中，在用90目SiC颗粒以25psi的压力磨蚀5秒之后，所述玻璃制品展现出大于或等于约10kgf的失效负荷。
19.如权利要求18所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
20.如权利要求18或19所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
21.如权利要求20所述的强化玻璃制品，其特征在于，中心张力(CT)大于或等于50MPa。
22.如权利要求20或21所述的强化玻璃制品，其特征在于，表面压缩应力大于或等于150MPa。
23.如权利要求20-22中任一项所述的强化玻璃制品，其特征在于，表面压缩应力大于或等于400MPa。
24.如权利要求18-23中任一项所述的强化玻璃制品，其特征在于，DOC包括大于或等于约0.2t。
25.如权利要求18-24中任一项所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
26.如权利要求18-25中任一项所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃片粘附到基材。
27.一种装置，其包括：
强化玻璃基材；
限制层；以及
支撑体，
其中，所述强化玻璃基材包括：第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)，从所述第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层，以及大于或等于50MPa的中心张力(CT)，
其中，所述装置包括平板、透明显示器、手机、视频播放器、信息终端装置、电子阅读器、手提电脑或者非透明显示器。
28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，在所述玻璃制品根据易碎性测试破裂之后，所述玻璃制品包括多块长宽比小于或等于约5的碎片。
29.如权利要求28所述的装置，其特征在于，所述玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片，这是通过易碎性测试测得的。
30.如权利要求28或29所述的装置，其特征在于，至少80％的所述多块碎片具有小于或等于5t的最大尺度。
31.如权利要求28-30中任一项所述的装置，其特征在于，至少50％的所述多块碎片分别包括小于或等于2的长宽比。
32.如权利要求28-41中任一项所述的装置，其特征在于，至少50％的所述多块碎片包括小于或等于约10mm3的体积。
33.如权利要求28-32中任一项所述的装置，其特征在于，所述多块碎片包括发射的碎片部分，其中，所述发射的碎片部分占所述多块碎片的10％或更少。
34.如权利要求28-33中任一项所述的装置，其特征在于，所述玻璃制品在破裂前包括第一重量，以及其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分和未发射的碎片部分，所述未发射的碎片部分具有第二重量，以及所述第一重量与所述第二重量之差是1％的第一重量。
35.如权利要求28-34中任一项所述的装置，其特征在于，所述玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片的可能性大于或等于99％，这是通过易碎性测试测得的。
36.如权利要求27-35中任一项所述的装置，其特征在于，所述玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
37.如权利要求27-36中任一项所述的装置，其特征在于，所述玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
38.如权利要求37所述的装置，其特征在于，表面压缩应力大于或等于150MPa。
39.如权利要求27-38中任一项所述的装置，其特征在于，DOC包括大于或等于约0.2t。
40.如权利要求27-39中任一项所述的装置，其特征在于，所述玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
41.如权利要求27-40中任一项所述的装置，其特征在于，所述玻璃制品布置在限制层上。
42.一种强化玻璃制品，其包括：
第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)；
从所述第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层；
其中，在所述玻璃制品层叠到限制层并根据易碎性测试破裂之后，所述玻璃制品包括破裂，以及其中，至少5％的破裂仅部分延伸通过所述厚度。
43.如权利要求42所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片，这是通过易碎性测试测得的。
44.如权利要求42或43所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
45.如权利要求42-44中任一项所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
46.如权利要求45所述的强化玻璃制品，其特征在于，中心张力大于或等于50MPa。
47.如权利要求45或46所述的强化玻璃制品，其特征在于，表面压缩应力大于或等于150MPa。
48.如权利要求42-47中任一项所述的强化玻璃制品，其特征在于，DOC包括大于或等于约0.2t。
49.如权利要求42-48中任一项所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
50.如权利要求42-49中任一项所述的强化玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品布置在限制层上。
51.一种消费者电子产品，其包括：
具有前表面的外壳；
至少部分提供在所述外壳内部的电子组件，所述电子组件至少包括控制器、存储器和显示器；以及
布置在所述外壳的前表面处并且在所述显示器上方的覆盖玻璃，所述覆盖玻璃包括强化玻璃制品，
其中，所述强化玻璃制品包括：
第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)；
从所述第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层；以及
大于或等于约50MPa的中心张力(CT)。
52.如权利要求51所述的消费者电子装置，其特征在于，在所述玻璃制品根据易碎性测试破裂之后，所述玻璃制品包括多块长宽比小于或等于约5的碎片，以及
53.如权利要求52所述的消费者电子装置，其特征在于，所述玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片，这是通过易碎性测试测得的。
54.如权利要求52或53所述的消费者电子产品，其特征在于，至少80％的所述多块碎片具有小于或等于2t的最大尺度。
55.如权利要求52-54中任一项所述的消费者电子产品，其特征在于，至少50％的所述多块碎片分别包括小于或等于2的长宽比。
56.如权利要求52-55中任一项所述的消费者电子产品，其特征在于，至少50％的所述多块碎片包括小于或等于约10mm3的体积。
57.如权利要求52-56中任一项所述的消费者电子产品，其特征在于，所述多块碎片包括发射的碎片部分，其中，所述发射的碎片部分占所述多块碎片的10％或更少。
58.如权利要求52-57中任一项所述的消费者电子产品，其特征在于，所述玻璃制品在破裂前包括第一重量，以及其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分和未发射的碎片部分，所述未发射的碎片部分具有第二重量，以及所述第一重量与所述第二重量之差是1％的第一重量。
59.如权利要求53-58中任一项所述的消费者电子产品，其特征在于，所述玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片的可能性大于或等于99％，这是通过易碎性测试测得的。
60.如权利要求51-59中任一项所述的消费者电子产品，其特征在于，所述玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
61.如权利要求51-60中任一项所述的消费者电子产品，其特征在于，所述玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
62.如权利要求61所述的消费者电子产品，其特征在于，表面压缩应力大于或等于150MPa。
63.如权利要求51-62中任一项所述的消费者电子产品，其特征在于，DOC包括大于或等于约0.2t。
64.如权利要求51-63中任一项所述的消费者电子产品，其特征在于，所述玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
65.如权利要求51-64中任一项所述的消费者电子产品，其特征在于，所述玻璃制品布置在限制层上。
66.如权利要求51-65中任一项所述的消费者电子产品，其特征在于，所述消费者电子产品包括平板、透明显示器、手机、视频播放器、信息终端装置、电子阅读器、手提电脑或者非透明显示器。
67.一种封装产品，其包括：
外壳，其包括开口、外表面和限定了限制空间的内表面；
其中，所述外壳包括强化玻璃制品，
其中，所述强化玻璃制品包括：
第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，它们限定了小于或等于约1.1mm的厚度(t)；
从所述第一表面延伸到大于约0.11t的压缩深度(DOC)的压缩应力层；以及
大于或等于50MPa的中心张力(CT)。
68.如权利要求67所述的封装产品，其特征在于，在所述玻璃制品根据易碎性测试破裂之后，所述玻璃制品包括多块长宽比小于或等于约5的碎片，以及
其中，所述玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片，这是通过易碎性测试测得的。
69.如权利要求68所述的封装产品，其特征在于，至少80％的所述多块碎片具有小于或等于2t的最大尺度。
70.如权利要求68或69所述的封装产品，其特征在于，至少50％的所述多块碎片分别包括小于或等于2的长宽比。
71.如权利要求68-70中任一项所述的封装产品，其特征在于，至少50％的所述多块碎片包括小于或等于约10mm3的体积。
72.如权利要求68-71中任一项所述的封装产品，其特征在于，所述多块碎片包括发射的碎片部分，其中，所述发射的碎片部分占所述多块碎片的10％或更少。
73.如权利要求68-72中任一项所述的封装产品，其特征在于，所述玻璃制品在破裂前包括第一重量，以及其中，所述多块碎片包括发射的碎片部分和未发射的碎片部分，所述未发射的碎片部分具有第二重量，以及所述第一重量与所述第二重量之差是1％的第一重量。
74.如权利要求68-73中任一项所述的封装产品，其特征在于，所述玻璃制品在小于或等于1秒内破裂成所述多块碎片的可能性大于或等于99％，这是通过易碎性测试测得的。
75.如权利要求67-74中任一项所述的封装产品，其特征在于，所述玻璃制品包括大于或等于20J/m2的储存的拉伸能。
76.如权利要求67-75中任一项所述的封装产品，其特征在于，所述玻璃制品包括表面压缩应力和中心张力，其中，中心张力与表面压缩应力之比约为0.1至约1。
77.如权利要求76所述的封装产品，其特征在于，表面压缩应力大于或等于150MPa。
78.如权利要求67-77中任一项所述的封装产品，其特征在于，DOC包括大于或等于约0.2t。
79.如权利要求67-78中任一项所述的封装产品，其特征在于，所述玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。
80.如权利要求67-79中任一项所述的封装产品，其特征在于，所述玻璃制品布置在限制层上。
81.如权利要求67-80中任一项所述的封装产品，其还包括药物材料。
82.如权利要求67-81中任一项所述的封装产品，其还包括布置在开口中的盖子。
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