CN108137396B - 具有确定的应力分布的层压玻璃制品及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

一种玻璃层压件，其包括玻璃芯体层，所述玻璃芯体层具有芯体热膨胀系数(CTE)；和玻璃包层，所述玻璃包层毗邻芯体层并且具有包层CTE，所述包层CTE小于芯体CTE，使得芯体层处于拉伸而包层处于压缩。玻璃层压件的应力分布包含位于包层外表面与包层内表面之间的压缩峰。

Description

具有确定的应力分布的层压玻璃制品及其形成方法
本申请要求2015年10月14日提交的第62/241373号美国临时申请的优先权权益，其内容通过引用全文纳入本文。
背景
1.技术领域
本公开涉及玻璃制品，更具体而言，涉及包含多个玻璃层的层压玻璃制品及其形成方法。
2.背景技术
玻璃制品可用于各种产品，包括例如汽车窗用玻璃、建筑面板、器具和盖板玻璃(如用于触摸屏装置，例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑和监视器)。在使用期间，相对较大的瑕疵可能被引入到玻璃制品的表面中。例如，已经观察到，当智能手机落到粗糙表面(如沥青)上时，因为与粗糙表面的尖锐特征接触而引起的局部凹陷可造成盖板玻璃表面中的瑕疵深达约300μm。因此，期望提供一种玻璃制品，其对由深的瑕疵造成的破裂具有改进的抗性，从而能够改进机械可靠性和掉落性能。
发明内容
本文公开了具有确定的应力分布的玻璃制品及其形成方法。
本文公开了一种玻璃层压件，其包括玻璃芯体层，所述玻璃芯体层包含芯体热膨胀系数(CTE)；和玻璃包层，所述玻璃包层毗邻芯体层并且包含包层CTE，所述包层CTE小于芯体CTE，使得芯体层处于拉伸而包层处于压缩。玻璃层压件的应力分布包含位于包层外表面与包层内表面之间的压缩峰。
本文还公开了一种玻璃层压件，其包括玻璃芯体层，所述玻璃芯体层包含芯体热膨胀系数(CTE)；和玻璃包层，所述玻璃包层毗邻芯体层并且包含包层CTE，所述包层CTE小于芯体CTE，由此使得芯体层处于拉伸而包层处于压缩。包层的压缩应力随着深度的增加而从包层外表面处的表面压缩应力增加到峰值层深度(DOL)处的峰值压缩应力，随着深度从峰值DOL增加而下降到第一恒定DOL处的恒定压缩应力，并且随着深度从第一恒定DOL增加到第二恒定DOL而保持基本恒定。
本文还公开了一种方法，所述方法包括对玻璃层压件进行第一离子交换处理。玻璃层压件包括玻璃芯体层、毗邻玻璃芯体层的玻璃包层以及在玻璃包层与玻璃芯体层之间热膨胀系数(CTE)错配，以在玻璃层压件进行第一离子交换处理之前，在玻璃层压件的外表面处产生表面压缩应力。对玻璃层压件进行第一离子交换处理使表面压缩应力增加到中间压缩应力值。对玻璃层压件进行第二离子交换处理以将表面压缩应力下降到最终的压缩应力值。
在以下的具体实施方式中给出了其他特征和优点，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具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述的各个实施方式而被认识。
应理解，前面的一般性描述和以下的具体实施方式都仅仅是示例性的，并且旨在提供用于理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。包括的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。附图例示了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各个实施方式的原理和操作。
附图说明
图1是玻璃制品的一个示例性实施方式的截面图。
图2是可用于形成玻璃制品的溢流分配器的一个示例性实施方式的截面图。
图3是玻璃制品的一个示例性实施方式的应力分布的图示。
图4是比较了经过机械强化的玻璃制品、经过化学强化的玻璃制品以及通过机械强化与化学强化的组合来强化的玻璃制品的一个示例性实施方式的残留强度分布图示。
图5是玻璃制品的一个示例性实施方式的应力分布的图示。
具体实施方式
现在将对示于附图中的示例性实施方式进行详细说明。只要可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。另外，附图中的部件不一定按比例绘制，而重点在于说明示例性实施方式的原理。
如在本文中所使用的，术语“平均热膨胀系数”或“平均CTE”是指给定材料或层在0℃至300℃之间的平均线性热膨胀系数。如在本文中所使用的，除非另有说明，否则术语“热膨胀系数”或“CTE”是指平均热膨胀系数。
在各个实施方式中，玻璃制品至少包含第一层和第二层。例如，第一层包含芯体层，并且第二层包含一层或多层毗邻该芯体层的包层。第一层和/或第二层是包含玻璃材料、陶瓷材料、玻璃陶瓷材料或它们的组合的玻璃层。在一些实施方式中，第一层和/或第二层是透明玻璃层。芯体层具有芯体CTE，并且包层具有包层CTE。例如，芯体层由具有芯体CTE的第一玻璃组合物形成，并且包层由具有包层CTE的第二玻璃组合物形成。芯体CTE大于包层CTE，以使得在任何离子交换处理之前，芯体层处于拉伸而包层处于压缩。在一些实施方式中，玻璃层压件的应力分布包含位于包层内(例如在包层外表面与包层内表面之间)的压缩峰。此外，或者替换性地，玻璃层压件的应力分布包含位于包层内(例如在压缩峰与包层内表面之间)的恒定区域。在一些实施方式中，包层的压缩应力随着在玻璃制品内的深度的增加而从包层外表面处的表面压缩应力增加到峰值层深度(DOL)处的峰值压缩应力，随着在玻璃制品内的深度从峰值DOL增加而下降到第一恒定DOL处的恒定压缩应力，并且随着在玻璃制品内的深度从第一恒定DOL增加到第二恒定DOL而保持基本恒定。
图1是玻璃制品100的一个示例性实施方式的截面图。在一些实施方式中，玻璃制品100包括含有多层玻璃层的层压片。层压片可如图1所示的那样基本上是平面的，或者是非平面的。玻璃制品100包含设置在第一包层104与第二包层106之间的芯体层102。在一些实施方式中，第一包层104和第二包层106为如图1所示的外层。例如，将第一包层104的外表面108用作玻璃制品100的外表面并且/或者将第二包层106的外表面110用作玻璃制品的外表面。在其他实施方式中，第一包层和/或第二包层是设置在芯体层与外层之间的中间层。
芯体层102包含第一主表面和与该第一主表面相对的第二主表面。在一些实施方式中，第一包层104被熔合到芯体层102的第一主表面。另外，或者替代性地，第二包层106被熔合到芯体层102的第二主表面。在这些实施方式中，第一包层104与芯体层102之间的界面112和/或第二包层106与芯体层102之间的界面114不含任何粘结材料，例如粘合剂、涂层或被添加或构造以使相应的各包层与芯体层粘结的任何非玻璃材料。因此，第一包层104和/或第二包层106直接熔合至芯体层102或者直接毗邻芯体层102。在一些实施方式中，玻璃制品包含一层或多层中间层，所述一层或多层中间层被设置在芯体层与第一包层之间和/或芯体层与第二包层之间。例如，中间层包含形成于芯体层与包层界面处的中间玻璃层和/或扩散层。扩散层可包含混杂区域，所述混杂区域包含毗邻该扩散层的每一层的组分(例如在两个直接毗邻的玻璃层之间的混杂区域)。在一些实施方式中，玻璃制品100包含玻璃-玻璃层压件(例如原位熔合的多层玻璃-玻璃层压件)，其中，直接毗邻的各玻璃层之间的界面是玻璃-玻璃界面。
在一些实施方式中，芯体层102包含第一玻璃组合物，并且第一和/或第二包层104和106包含与第一玻璃组合物不同的第二玻璃组合物。在对本文所述的玻璃制品进行化学强化之前，第一玻璃组合物和第二玻璃组合物彼此不同。例如，在图1所示的实施方式中，芯体层102包含第一玻璃组合物，且第一包层104和第二包层106各自包含第二玻璃组合物。在其他的实施方式中，第一包层包含第二玻璃组合物，且第二包层包含不同于第一玻璃组合物和/或第二玻璃组合物的第三玻璃组合物。
玻璃制品可使用合适的工艺来成形，例如熔合拉制、向下拉制、狭缝拉制、向上拉制或浮法。在一些实施方式中，玻璃制品使用熔合拉制法来形成。图2是可用于形成玻璃制品(例如玻璃制品100)的溢流分配器200的一个示例性实施方式的截面图。可如第4,214,886号美国专利所述来构造溢流分配器200，所述专利通过引用全文纳入本文。例如，溢流分配器200包含下溢流分配器220和位于该下溢流分配器上方的上溢流分配器240。下溢流分配器220包含槽222。熔化第一玻璃组合物224并将其以粘性态加入槽222中。如下文进一步描述的，第一玻璃组合物224形成玻璃制品100的芯体层102。上溢流分配器240包含槽242。熔化第二玻璃组合物244并将其以粘性态加入槽242中。如下文进一步描述的，第二玻璃组合物244形成玻璃制品100的第一和第二包层104和106。
第一玻璃组合物224从槽222中溢流出，并且沿着下溢流分配器220的相对的外成形表面226和228向下流动。外成形表面226和228在拉制线230处汇合。沿着下溢流分配器220的相应的外成形表面226和228向下流动的第一玻璃组合物224的分开的流在拉制线230处汇合，它们在此处熔合在一起以形成玻璃制品100的芯体层102。
第二玻璃组合物244从槽242中溢流出，并且沿着上溢流分配器240的相对的外成形表面246和248向下流动。第二玻璃组合物244通过上溢流分配器240向外偏离，以使第二玻璃组合物在下溢流分配器220的周围流动，并与流过下溢流分配器的外成形表面226和228的第一玻璃组合物224接触。使第二玻璃组合物244的分开的流与第一玻璃组合物224的相应分开的流相熔合，所述第一玻璃组合物224的分开的流沿着下溢流分配器220的相应的外部成形表面226和228向下流动。一旦在拉制线230处与第一玻璃组合物224的流汇合，第二玻璃组合物244就形成玻璃制品100的第一和第二包层104和106。
在一些实施方式中，使粘性态的芯体层102的第一玻璃组合物224与粘性态的第一和第二包层104和106的第二玻璃组合物244接触，以形成层压片。在这样的实施方式的一些实施方式中，层压片是从如图2所示的下溢流分配器220的拉制线230处离开的玻璃带的一部分。玻璃带可通过合适的方式，包括例如重力和/或牵拉辊的方式，从下溢流分配器220中拉制出来。玻璃带随着其离开下溢流分配器220而冷却。将玻璃带切断以从中分离出层压片。因此，层压片是从玻璃带中切割下来的。可使用合适的技术来切断玻璃带，例如刻划、弯曲、热冲击和/或激光切割。在一些实施方式中，玻璃制品100包含如图1所示的层压片。在其他实施方式中，可(例如通过切割或模塑)进一步加工层压片以形成玻璃制品100。
虽然图1所示的玻璃制品100包含三层，但是本公开也包括其他实施方式。在其他实施方式中，玻璃制品可具有确定数量的层，例如两层、四层或更多层。例如，可使用两个溢流分配器来形成包含两个层的玻璃制品，将所述两个溢流分配器放置在一定位置，以使两个层在离开这两个溢流分配器的相应的拉制线的同时合并，或者可使用单个具有分开的槽的溢流分配器来形成包含两个层的玻璃制品，以使得两种玻璃组合物流过溢流分配器的相对的外成形表面，并且在该溢流分配器的拉制线处汇合。可使用额外的溢流分配器和/或使用具有分开的槽的溢流分配器来形成包含四层或更多层的玻璃制品。因此，具有确定层数的玻璃制品可通过对溢流分配器进行相应改造来形成。
虽然图1所示的玻璃制品100包含层压片，但是本公开也包括其他实施方式。在其他实施方式中，玻璃制品包括含有多个管状层的层压管(例如通过一个或多个环形孔形成)。例如，层压管的部分截面包含与图1所示的相似的层压结构。在其他实施方式中，玻璃制品包括成形的玻璃制品(例如通过对层压片进行成形或模塑来形成)。
在一些实施方式中，玻璃制品100包含至少约0.05mm、至少约0.1mm、至少约0.2mm或至少约0.3mm的厚度。另外，或者替换性地，玻璃制品100包含最高约2mm、最高约1.5mm、最高约1mm、最高约0.7mm或者最高约0.5mm的厚度。在一些实施方式中，芯体层102的厚度与玻璃制品100的厚度的比值为至少约为0.7、至少约为0.8、至少约为0.85、至少约为0.9或至少约为0.95。另外，或者替换性地，芯体层102的厚度与玻璃制品100的厚度的比值为最高约0.95、最高约0.93、最高约0.9、最高约0.87或者最高约0.85。在一些实施方式中，第二层(例如第一包层104和第二包层106中的每一者)的厚度为约0.01mm至约0.3mm。
在一些实施方式中，第一玻璃组合物和/或第二玻璃组合物包含适合利用本文所述的熔合拉制法形成玻璃制品100的液相线粘度。例如，第一层(例如芯体层102)的第一玻璃组合物包含至少约100kP、至少约200kP或至少约300kP的液相线粘度。另外，或者替换性地，第一玻璃组合物包含最高约3000kP、最高约2500kP、最高约1000kP或者最高约800kP的液相线粘度。另外，或者替换性地，第二层(例如第一和/或第二包层104和106)的第二玻璃组合物包含至少约50kP、至少约100kP或者至少约200kP的液相线粘度。另外，或者替换性地，第二玻璃组合物包含最高约3000kP、最高约2500kP、最高约1000kP或者最高约800kP的液相线粘度。第一玻璃组合物可有助于负载第二玻璃组合物到溢流分配器以形成第二层。因此，第二玻璃组合物可包含的液相线粘度低于通常认为适合利用熔合拉制法形成单层片的液相线粘度。
在一些实施方式中，通过机械强化和化学强化的组合来强化玻璃制品100。例如，对包含如本文所述的CTE错配(例如玻璃层压件)的玻璃制品100进行如本文所述的化学强化以进一步增加第二层的外表面附近的压缩应力和/或在第二层内形成压缩峰。
在一些实施方式中，对玻璃制品100进行机械强化。例如，第二层(如第一和/或第二包层104和106)的第二玻璃组合物包含与第一层(例如芯体层102)的第一玻璃组合物不同的CTE。这种在玻璃制品100的直接相邻的各层之间的CTE错配可引起玻璃制品的机械强化。例如，第一和第二包层104和106由CTE比芯体层102的玻璃组合物(例如第一玻璃组合物)更低的玻璃组合物形成。该CTE错配(即第一和第二包层104和106的CTE与芯体层102的CTE之差)导致在玻璃制品100冷却时，即在包层中形成压缩应力并且在芯体层中形成拉伸应力。在各个实施方式中，第一和第二包层可各自独立地具有比芯体层更高的CTE、更低的CTE或基本上相等的CTE。表面压缩应力趋于抑制现有的表面瑕疵演变成裂纹。较高的CTE错配导致在包层中具有较高的表面压缩。另外，较厚的包层导致较深的总压缩DOL。然而，这种较高的表面压缩应力和较深的总压缩DOL也导致了芯体层中的拉伸应力增加。因此，如本文所述，各个因素应彼此平衡。
在一些实施方式中，第一层(例如芯体层102)的CTE与第二层(例如第一和/或第二包层104和106)的CTE相差至少约5×10-7℃-1、至少约15×10-7℃-1、至少约25×10-7℃-1、或至少约30×10-7℃-1。另外，或者替换性地，第一层的CTE与第二层的CTE相差最高约100x10-7℃-1、最高约75x10-7℃-1、最高约50x10-7℃-1、最高约40x10-7℃-1、最高约30x10-7℃-1、最高约20x10-7℃-1或者最高约10x10-7℃-1。例如，在一些实施方式中，第一层的CTE与第二层的CTE相差约5x10-7℃-1至约30x10-7℃-1或约5x10-7℃-1至约20x10-7℃-1。在一些实施方式中，第二层的第二玻璃组合物包含最高约66x10-7℃-1、最高约55x10-7℃-1、最高约50x10-7℃-1、最高约40x10-7℃-1或最高约35x10-7℃-1的CTE。另外，或者替换性地，第二层的第二玻璃组合物包含至少约10x10-7℃-1、至少约15x10-7℃-1、至少约25x10-7℃-1或至少约30x10-7℃-1的CTE。另外，或者替换性地，第一层的第一玻璃组合物包含至少约40x10-7℃-1、至少约50x10-7℃-1、至少约55x10-7℃-1、至少约65x10-7℃-1、至少约70x10-7℃-1、至少约80x10-7℃-1或者至少约90x10-7℃-1的CTE。另外，或者替换性地，第一层的第一玻璃组合物包含最高约120x10-7℃-1、最高约110x10-7℃-1、最高约100x10-7℃-1、最高约90x10-7℃-1、最高约75x10-7℃-1或最高约70x10-7℃-1的CTE。
在一些实施方式中，对玻璃制品100进行化学强化。例如，对玻璃制品100进行第一离子交换处理以增加靠近玻璃制品外表面(例如第二层的外部部分)的玻璃制品区域中的压缩应力。在一些实施方式中，第一离子交换处理包括将第一离子交换介质施涂到玻璃制品100的一个或多个表面。所述第一离子交换介质包括含有待与玻璃基质(例如第二层的玻璃基质)中的较小离子交换的较大离子的溶液、糊料、凝胶或另外合适的介质。术语“较大离子”和“较小离子”是相对的术语，意为较大离子相比于较小离子相对较大，而较小离子相比于较大离子相对较小。因此，较大离子具有比较小离子更大的离子半径，而较小离子具有比较大离子更小的离子半径。在一些实施方式中，玻璃制品100的第二层包含碱金属硅铝酸盐玻璃。因此，玻璃的表面层中的较小离子和第一离子交换介质中的较大离子可以是一价碱金属阳离子(例如Li+、Na+、K+、Rb+和/或Cs+)。或者，玻璃制品100中的一价阳离子可以被除了碱金属阳离子以外的一价阳离子(例如Ag+等)代替。在一些实施方式中，玻璃制品100的第二层包含碱土金属硅铝酸盐玻璃。因此，玻璃的表面层中的较小离子和第一离子交换介质中的较大离子可以是二价碱土金属阳离子(例如Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+和/或Ba2+)。在一些实施方式中，第一离子交换介质包括熔融盐溶液，并且第一离子交换处理包括将层压玻璃制品浸没在熔融盐浴中，该熔融盐浴包含待与玻璃基质中的较小离子(例如Na+、Li+、Ca2+和/或Mg2+)交换的较大离子(例如K+、Na+、Ba2+、Sr2+和/或Ca2+)。在一些实施方式中，熔融盐浴包含较大离子的盐(例如硝酸盐、硫酸盐和/或氯化物)。例如，熔融盐浴包含熔融KNO3、熔融NaNO3或其组合。另外，或者替换性地，所述熔融盐浴的温度为约380℃至约450℃，并且浸没时间为约2个小时至约16个小时。
通过在玻璃制品100表面处用较大离子替换玻璃基质中的较小离子，第二层的压缩应力在玻璃制品的外表面附近得到了增加。例如，在第一离子交换处理期间，来自第一离子交换介质的较大离子扩散到玻璃制品100的第二层的外部部分中，并且来自玻璃基质的较小离子从玻璃制品的第二层的外部部分扩散出来。因此，第二层的外部部分包括玻璃制品的离子交换区域。离子交换区域中的较大离子的浓度增大造成玻璃基质拥挤并且使离子交换区域中的玻璃制品100的压缩应力增加。在一些实施方式中，使玻璃制品100进行第一离子交换处理将玻璃制品外表面处的表面压缩应力(例如从由CTE错配产生的初始表面压缩应力)增加到中间压缩应力值。例如，中间压缩应力值为至少约200Mpa、至少约300Mpa、至少约400Mpa、至少约500Mpa、至少约600Mpa、至少约700Mpa、至少约800Mpa、至少约900Mpa或者至少约1000Mpa。另外，或者替换性地，中间压缩应力值为最高约1300MPa、最高约1200MPa、最高约1100MPa、最高约1000MPa、最高约900MPa或者最高约800MPa。
在一些实施方式中，使玻璃制品100在第一离子交换处理后进行第二离子交换处理。第二离子交换处理可降低靠近玻璃制品外表面的玻璃制品区域(例如本文所述的第二层外部部分的外部子部分)中的压缩应力。在一些实施方式中，第二离子交换处理包括将第二离子交换介质施涂到玻璃制品100的一个或多个表面。所述第二离子交换介质包括含有待与玻璃基质中的较大离子交换的较小离子的溶液、糊料、凝胶或另外合适的介质。例如，第二离子交换介质中的较小离子与第一离子交换处理中涉及的玻璃基质中的较小离子相同(例如Na+、Li+、Ca2+和/或Mg2+)。另外，或者替换性地，玻璃基质中的较大离子与第一离子交换处理中涉及的第一离子交换介质中的较大离子相同(例如K+、Na+、Ba2+、Sr2+和/或Ca2+)。在其他实施方式中，第二离子交换处理中涉及的较小离子和较大离子与第一离子交换处理中涉及的较小离子和较大离子不同。在一些实施方式中，第二离子交换介质包括熔融盐溶液，并且第二离子交换处理包括将层压玻璃制品浸没在熔融盐浴中，该熔融盐浴包含待与玻璃基质中的较大离子(例如K+、Na+、Ba2+、Sr2+和/或Ca2+)交换的较小离子(例如Na+、Li+、Ca2 +和/或Mg2+)。在一些实施方式中，熔融盐浴包含较小离子的盐(例如硝酸盐、硫酸盐和/或氯化物)。例如，熔融盐浴包含熔融NaNO3、熔融LiNO3或其组合。另外，或者替换性地，所述熔融盐浴的温度为约380℃至约450℃，并且浸没时间为约2个小时至约16个小时。在一些实施方式中，第二离子交换处理的暴露时间(例如浸没时间或离子交换介质接触玻璃制品的时间)小于第一离子交换处理的暴露时间。例如，第一离子交换处理的暴露时间与第二离子交换处理的暴露时间的比值为至少约6、至少约7、至少约8、至少约9或至少约10。另外，或者替换性地，第一离子交换处理的暴露时间与第二离子交换处理的暴露时间的比值为最高约18、最高约17、最高约16、最高约15或最高约14。
通过在玻璃制品100表面处用较小离子替换玻璃基质中的较大离子，第二层的压缩应力在玻璃制品的外表面附近(例如离子交换区域的外部部分)得到了降低。因此，第二离子交换处理通过用来自第二离子交换介质的较小离子替换第一离子交换处理期间扩散到玻璃基质中的一些较大离子或玻璃基质内的其他较大离子，可部分逆转或解除在第一离子交换处理期间通过进行离子交换而产生的应力。例如，在第二离子交换处理期间，来自第二离子交换介质的较小离子扩散到玻璃制品100第二层的离子交换区域的外部部分中，并且来自玻璃基质的较大离子从玻璃制品第二层的离子交换区域的外部部分扩散出来。因此，第二层的离子交换区域的外部部分包括玻璃制品的离子交换子区域。离子交换子区域中的较大离子的浓度降低造成玻璃基质拥挤下降并且使离子交换子区域中的压缩应力减小。在一些实施方式中，使玻璃制品100进行第二离子交换处理使玻璃制品外表面处的表面压缩应力(例如从第一离子交换处理之后的中间压缩应力值)下降到最终的压缩应力值。例如，最终的压缩应力值为至少约100Mpa、至少约200MPa、至少约300Mpa、至少约400Mpa、至少约500Mpa、至少约600Mpa、至少约700Mpa、至少约800Mpa、至少约900Mpa或者至少约1000Mpa。另外，或者替换性地，最终的压缩应力值为最高约1300MPa、最高约1200MPa、最高约1100MPa、最高约1000MPa、最高约900MPa、最高约800MPa、最高约700MPa、最高约600MPa、最高约500MPa、最高约400MPa或者最高约300MPa。
图3为通过本文所述的机械强化和两步化学强化(例如第一离子交换处理和第二离子交换处理)的组合形成的示例性应力分布300的图示。应力分布包括玻璃制品100中的应力，其为玻璃制品内的深度的函数。玻璃制品100内的深度以相距玻璃制品外表面(例如外表面108或外表面110)的距离给出，其被绘制在x轴上，并且应力被绘制在y轴上。本文中，玻璃制品内的深度是指层深度(DOL)。压缩应力在负y轴上示出，并且拉伸应力在正y轴上示出。然而，本文所述的压缩应力值与拉伸应力值是指各应力的绝对值。因此，本文中压缩应力以与负值相反的正值给出。需认识到，图3仅示出了通过玻璃制品厚度的一部分(例如通过一层包层和芯体层的一部分)的玻璃制品100的应力分布的一部分。对于如图1所示的对称的玻璃制品，在相对外表面处的通过玻璃制品厚度的部分的应力分布是图3所示的应力分布的部分的镜像。
在一些实施方式中，玻璃制品100的应力分布包含位于第二层内的压缩峰302。例如，压缩峰302位于第二层的外表面(如第一和/或第二包层104和106和/或玻璃制品的外表面)与第二层的内表面(如界面112和/或界面114)之间。压缩峰302包括一个点或一系列点的中点，在所述一个点处或所述一系列点内，应力分布曲线的一阶导数(例如，应力分布曲线的斜率)随着深度增加而改变符号(例如从负到正)。例如，第二层的压缩应力随着深度增加而在压缩峰处增大到峰值压缩应力，然后随着深度增大而从压缩峰处的峰值压缩应力下降。在一些实施方式中，峰值压缩应力包括玻璃制品100的最大压缩应力。
在一些实施方式中，玻璃制品100的应力分布包含恒定区域304，其位于压缩峰与第二层的内表面之间。在一些实施方式中，恒定区域包括玻璃制品100的非离子交换区域。所述非离子交换区域包括玻璃制品的第二层的一个区域，其基本上不含或者不含从本文所述的第一离子交换介质、第二离子交换介质和/或玻璃制品的第一层扩散到玻璃制品的第二层中的离子。在一些实施方式中，应力分布的一阶导数在整个恒定区域中基本为零。另外，或者替换性地，使用简单线性回归确定的恒定区域内的应力分布的线性趋势线的斜率基本上为零。例如，在整个恒定区域内，应力分布的一阶导数和/或线性趋势线的斜率在约-7MPa/μm至约7MPa/μm之间、在约-5MPa/μm至约5MPa/μm、在约-3MPa/μm至约3MPa/μm或者在约-1MPa/μm至约1MPa/μm之间。在一些实施方式中，在恒定区域中的每个5μm厚区段或每个10μm厚区段内，使用简单的线性回归所确定的应力分布的一阶导数和/或应力分布的线性趋势线的斜率基本上为零。例如，将恒定区域分成多个区段，每个区段具有5μm或10μm的厚度，并且在所述多个区段中的每个区段内，使用简单的线性回归所确定的应力分布的一阶导数和/或应力分布的线性趋势线的斜率基本上为零。因此，应力分布在恒定区域的每个5μm厚区段或每个10μm厚区段内基本上是平坦的。恒定的压缩应力是恒定区域内的玻璃制品的平均压缩应力。在一些实施方式中，在整个恒定区域中，玻璃制品100的压缩应力与恒定的压缩应力相差在约20％内、约10％内、约5％内、约2％内或约1％内。
在一些实施方式中，恒定区域包括对应于玻璃制品第二层的非离子交换部分的应力分布的整个部分。另外，或者替换性地，恒定区域包括其中应力分布曲率的一阶导数或线性趋势线的斜率基本上为零的压缩峰与第二层的内表面之间的应力分布的整个部分。例如，恒定区域包括与应力分布的平坦部分的子部分相反的应力分布的整个平坦部分。
在一些实施方式中，第二层的压缩应力随着深度的增加而从包层外表面306处的表面压缩应力增加到峰值DOL 308处的峰值压缩应力，并且在从第一恒定DOL 310延伸到第二恒定DOL 312的恒定区域内，随着深度的增加而保持基本恒定。第二层的压缩应力随着深度从峰值DOL增加到第一恒定DOL而下降。
图3所示的示例性应力分布通过模拟具有图1所示及本文所述的一般构造的玻璃制品来生成。芯体层的厚度为860μm。每个包层的厚度为70μm。芯体层与每个包层之间的CTE错配为约35.5x10-7/℃。在任何离子交换处理之前的每个包层的压缩应力(例如通过使芯体层与包层之间CTE错配生成的压缩应力)为190MPa。因此，在任何离子交换处理之前，在每个包层的整个厚度中，玻璃制品的压缩应力基本上恒定在约190MPa。在任何离子交换处理之前，芯体层的拉伸应力(例如通过使芯体层与包层之间CTE错配生成的拉伸应力)为31MPa。因此，在任何离子交换处理之前，在芯体层的整个厚度中，玻璃制品的拉伸应力基本上恒定在约31MPa。
使玻璃制品进行如本文所述的第一离子交换处理和第二离子交换处理以在每个包层的离子交换区域中形成压缩峰。如图3所示，在离子交换处理后，玻璃制品的表面压缩应力为240MPa。在8μm的峰值DOL处的峰值压缩应力为730MPa。恒定压缩应力为190MPa，这与在任何离子交换处理之前的每个包层的压缩应力相同。因此，在包层的非离子交换区域中的压缩应力未受到或基本上未受到离子交换处理影响。恒定区域从29μm的第一恒定DOL延伸到70μm的第二恒定DOL。因此，在图3所示的实例中，第二恒定DOL等于包层的厚度，这表明恒定区域从第一恒定DOL延伸到直接毗邻芯体层的包层内表面。在其他实施方式中，第二恒定DOL小于包层的厚度，这表明恒定区域延伸小于第一恒定DOL与包层内表面之间的整个距离。
在图3所示的实例中，包层的压缩应力随着深度增加从包层外表面处的240MPa的表面压缩应力增加到8μm的峰值DOL处的730MPa的峰值压缩应力，随着深度增加从峰值DOL处的峰值压缩应力下降到29μm的第一恒定DOL处的190MPa的恒定压缩应力，并且随着深度从第一恒定DOL增加到70μm的第二恒定DOL而基本上恒定保持在恒定压缩应力。
虽然图3所示的示例性应力分布通过模拟产生，但是物理玻璃制品的应力分布可使用任意合适的技术确定，包括例如基于双折射的测量技术或折射近场(RNF)技术。应力测量的示例性标准包括例如ASTM C1422。
在一些实施方式中，在包层外表面处的表面压缩应力与恒定压缩应力相差在约50％内、约40％内、约30％内、约27％内、约25％内、约20％内、约15％内、约10％内或者在约5％内。因此，即使包层外表面处的压缩应力在第二离子交换处理期间有所下降，但是其仍可足够地高来抵抗瑕疵在表面处形成和/或扩展。例如，包层外表面处的表面压缩应力为至少约100MPa、至少约200MPa、至少约300MPa、至少约400MPa、至少约500MPa、至少约600MPa、至少约700MPa、至少约800MPa、至少约900Mpa或者至少约1000Mpa。另外，或者替换性地，包层外表面处的表面压缩应力为最高约1300MPa、最高约1200MPa、最高约1100MPa、最高约1000MPa、最高约900MPa、最高约800MPa、最高约700MPa、最高约600MPa、最高约500MPa、最高约400MPa或者最高约300MPa。
在一些实施方式中，恒定区域包含的厚度为包层厚度的至少约80％、至少约85％、至少约90％或至少约95％。另外，或者替换性地，恒定区域包含的厚度为包层厚度的最高约99.9％、最高约99％、最高约95％或者最高约90％。另外，或者替换性地，恒定区域包含至少为约8μm至约300μm的厚度。相对较厚的恒定区域可有助于提高玻璃制品对由深的瑕疵造成的断裂的抗性，同时在本文所述的第一层中保持相对较低的拉伸力。
在一些实施方式中，峰值压缩应力比恒定压缩应力大至少约100％、至少约125％、至少约150％、至少约175％、至少约200％、至少约225％、至少约250％、至少约275％或者至少约300％。另外，或者替换性地，峰值压缩应力比包层外表面处的表面压缩应力大至少约100％、至少约125％、至少约150％、至少约175％、至少约200％、至少约225％、至少约250％、至少约275％或者至少约300％。另外，或者替换性地，峰值压缩应力为至少约200MPa、至少约250MPa、至少约300MPa、至少约400MPa、至少约500MPa、至少约600MPa、至少约700MPa、至少约800MPa、至少约900MPa或者至少约1000MPa。另外，或者替换性地，峰值压缩应力比恒定压缩应力大最高约600％、最高约575％、最高约550％、最高约525％、最高约500％、最高约475％、最高约450％、最高约425％、最高约400％、最高约375％、最高约350％、最高约325％或者最高约300％。另外，或者替换性地，峰值压缩应力比包层外表面处的表面压缩应力大最高约600％、最高约575％、最高约550％、最高约525％、最高约500％、最高约475％、最高约450％、最高约425％、最高约400％、最高约375％、最高约350％、最高约325％或者最高约300％。另外，或者替换性地，峰值压缩应力为最高约1300MPa、最高约1200MPa、最高约1100MPa、最高约1000MPa、最高约900MPa、最高约800MPa、最高约700MPa、最高约600Mpa或者最高约500MPa。另外，或者替换性地，压缩峰与包层外表面间隔约0.1μm至约50μm的距离，并且/或者间隔包层厚度的约0.1％至约20％。
压缩峰的存在可有助于防止瑕疵在玻璃制品中扩展到比峰值DOL更深的深度。例如，在本文所述的玻璃制品表面处引发并且开始在玻璃制品中扩展得更深的瑕疵将经受升高的压缩应力。这一来自玻璃制品表面的升高的压缩应力可有助于在瑕疵到达峰值DOL之前阻止瑕疵扩展。因此，相比于通过单独的机械强化来强化并且在包层的整个总厚度中具有基本上恒定的压缩应力的玻璃制品，和/或相比于通过单独的化学强化来强化的玻璃制品，并且该玻璃制品具有从外表面更加深入到玻璃制品的迅速下降的压缩应力，压缩峰可改进对瑕疵扩展的抗性。另外，由于在任何化学强化之前，包层处于来自CTE错配的压缩应力下，因此相比于通过单独的两步化学离子交换来强化的玻璃制品，本玻璃制品可具有更高的表面压缩应力。例如，即使在第二离子交换处理期间，在离子交换子区域中的压缩应力有所下降，但是表面压缩应力仍可保持相对较高。因此，通过组合机械强化和两步离子交换，可获得压缩峰的益处而不会牺牲可有助于防止形成表面瑕疵的相对较高的表面压缩应力。
如果瑕疵确实扩展超过峰值DOL，则相对较深地延伸到玻璃制品中(例如穿过整个恒定区域)的压缩应力可有助于防止玻璃制品因为瑕疵导致的失效(例如通过防止瑕疵到达处于拉伸中的芯体层)。因此，相比于通过单独的化学强化来强化的玻璃制品，并且该玻璃制品具有更加深入到玻璃制品中的迅速下降的压缩应力，恒定区域的存在(例如通过机械强化提供)可提供改进的耐失效性。因此，相比于常规强化技术，通过如本文所述的机械强化与两步离子交换强化的组合产生的应力分布能够改进玻璃制品的性能。
玻璃制品100的应力分布可通过如本文所述的机械强化与两步离子交换强化的组合产生，该应力分布可赋予玻璃制品有益的残留强度特性。图4是比较了通过单独的机械强化来强化的玻璃制品、通过单独的两步离子交换强化来强化的玻璃制品以及通过机械强化与两步离子交换强化的组合来强化的玻璃制品的示例性残留强度分布的图示。玻璃制品的残留强度是在玻璃制品中形成了具有确定尺寸的瑕疵之后的玻璃制品的强度。该强度是玻璃制品的挠曲强度，其使用以下方法确定，例如环上环(ring-on-ring)测试方法(如ASTMC1499-09中所述)、磨损的环上环测试方法、环上球(ball-on-ring)测试方法、三点弯曲测试方法、四点弯曲测试方法或另外合适的方法或技术。残留强度分布用作为瑕疵尺寸函数的残留强度表示。瑕疵尺寸作为与玻璃制品外表面的距离，或者瑕疵延伸的深度给出，其被绘制在x轴上，并且残留强度被绘制在y轴上。使用基于来自不同强化方法得到的应力分布的断裂力学模拟产生图4所示的残留强度分布。机械残留强度分布402基于由单独的机械强化得到的应力分布。所述机械强化与参考图3所述的相同，但是不具有任何离子交换处理。化学残留强度分布404基于由单独的两步离子交换强化得到的应力分布。所述两步离子交换与参考图3所述的相同，但是是在与层压玻璃制品不同的由第二玻璃组合物形成的单层玻璃制品上进行。组合残留强度分布406基于由机械强化与两步离子交换强化组合得到并且如图3所示的应力分布。
如图4所示，机械残留强度分布402、化学残留强度分布404和组合残留强度分布406中的每一者在玻璃制品的外表面附近包括相对较高的残留强度(例如至少约200MPa)，这可有助于避免由于相对较浅的瑕疵(例如小于约10μm)造成的玻璃制品破裂。然而，更深入到玻璃制品中，组合残留强度分布406比机械残留强度分布402和化学残留强度分布404中的每一者具有更高的残留强度。例如，对于深达约90μm的瑕疵尺寸，组合残留强度分布406的残留强度高于机械残留强度分布402的残留强度，并且对于深达约130μm的瑕疵尺寸，组合残留强度分布406的残留强度高于化学残留强度分布404的残留强度。这种深入到玻璃制品中的较高的残留强度可有助于避免由于相对较深的瑕疵导致的玻璃制品的破裂。
由于电子装置(例如智能手机)掉落而引入到盖板玻璃中的瑕疵常可具有约70μm或更高的瑕疵尺寸。因此，与机械残留强度分布402和化学残留强度分布404相比，对于具有类似于组合残留强度分布406的残留强度分布的盖板玻璃，针对由这种瑕疵尺寸导致的破裂的抗性改进可转变为掉落性能改进。另外，与机械残留强度分布402和/或化学残留强度分布404相比，针对由大的瑕疵导致的破裂的抗性改进可通过组合残留强度分布406实现而基本上不用增加第一层(例如芯体层)的最大拉伸应力。例如，将相对深入到第二层中(例如在恒定区域内)的压缩应力保持在相对恒定的水平可有助于保持应力分布曲线的压缩部分下的面积，其与第一层中的最大拉伸应力成比例，在相对较低的同时还提供了防止由相对较深的瑕疵造成的破裂。因此，可将最大拉伸应力保持在低于易碎性极限。易碎性极限可例如如公开号为2010/0035038的美国专利申请中所述来确定，其通过引用全文纳入本文。另外，或者替换性地，第一恒定DOL与第二恒定DOL之间的距离(即恒定区域的厚度)足够地大以保持深入到玻璃制品中的压缩应力相对较高(例如来实现对由大的瑕疵所致的破裂的抗性改进)而不用将最大拉伸应力增加到不可接受的水平(例如高于易碎性极限)。
在一些实施方式中，可调整压缩峰或峰值DOL的位置以形成具有适应特定应用的确定的应力分布的玻璃制品。例如，可增加第一离子交换处理的时间和/或温度以使得第二层的离子交换区域延伸到玻璃制品中更深，并且可增加第二离子交换处理的时间和/或温度以使得第二层的离子交换子区域延伸到玻璃制品中更深。因此，可将压缩峰的位置位移到更深入到玻璃制品中，或者可使峰值DOL增加。或者，可减少第一离子交换处理的时间和/或温度以使得第二层的离子交换区域延伸到玻璃制品中更浅，并且可减少第二离子交换处理的时间和/或温度以使得第二层的离子交换子区域延伸到玻璃制品中更浅。因此，可较浅地将压缩峰的位置位移到玻璃制品中，或者可使峰值DOL减小。对于相同的中心张力，相比于使压缩峰位于玻璃制品内的较浅处，使压缩峰位于玻璃制品内的更深处可有助于改进玻璃制品的可靠性，所述可靠性用残留强度表示。然而，对于相同的中心张力，相比于使压缩峰位于玻璃制品内的更深处，使压缩峰位于玻璃制品内的较浅处可有助于改进玻璃制品的强度。因此，可使压缩峰位于合适的位置以平衡强度和可靠性。
在一些实施方式中，一种方法包括确定可能的瑕疵深度并且使玻璃层压件进行本文所述的第一离子交换处理和第二离子交换处理，以使得峰值DOL基本上等于或等于可能的瑕疵深度。所述可能的瑕疵深度可表示用于特定应用的玻璃制品所通常经受的瑕疵深度。例如，可能的瑕疵深度可通过在特定应用中使用后检查一个或多个玻璃制品而收集的经验性证据来确定。
在一些实施方式中，玻璃制品100通过界面离子交换来强化。界面离子交换包括在第一层(例如芯体层102)与第二层(例如第一包层104和/或第二包层106)之间进行离子交换，以使得玻璃制品的应力分布包括位于压缩峰与第一层之间(例如在压缩峰与第二层的内表面之间)的压缩尖峰。例如，压缩尖峰位于恒定区域与第一层之间。在一些实施方式中，具有压缩尖峰的第二层的部分包括界面离子交换区域，其中玻璃组合物分布和/或应力分布至少部分通过使较大离子扩散到玻璃基质中并且使较小离子从界面离子交换区域内的玻璃基质中出来而产生(例如通过在包层与芯体层之间，位于二者之间的本文所述的界面处的离子交换产生)。例如，界面离子交换区域可鉴定为具有应力分布，并且该应力分布具有表明其至少部分是通过离子交换产生的特定形状(例如误差函数)。另外，或者替换性地，界面离子交换区域可鉴定为在压缩区域与拉伸区域间的界面处的区域，其中相比于恒定区域内的基本上恒定的压缩应力，压缩应力以玻璃制品中的深度的函数增加。在一些实施方式中，在层压期间和/或两步离子交换期间加热玻璃制品100足以造成界面离子交换而不用任意额外的或随后的界面离子交换热处理。
图5为通过本文所述的机械强化、两步离子交换和界面离子交换的组合形成的示例性应力分布500的图示。图5所示的示例性应力分布基于具有如本文中参考图3所述的相同构造的玻璃制品，不同之处在于对包层的第一玻璃组合物和芯体层的第二玻璃组合物进行选择以能够进行界面离子交换。例如，第一玻璃组合物包含相对较高浓度的相对较大的移动性阳离子(例如K2+)，并且第二玻璃组合物包含相对较高浓度的相对较小的移动性阳离子(例如Na2+)，使得大离子在界面处扩散到包层中，并且小离子在界面处从包层中扩散出来，从而造成界面处的包层中的压缩应力升高。图5所示的示例性应力分布包括压缩峰502、压缩尖峰503和位于压缩峰与压缩尖峰之间的恒定区域504。压缩尖峰503包括直接毗邻包层内表面的区域，在该区域内压缩应力随着深度增加而增大。例如，第二层的压缩应力随着深度增加而增大到第二层内表面514处的尖峰压缩应力。
如图5所示，在两步离子交换及界面离子交换后，在包层506的外表面处的玻璃制品的表面压缩应力为240MPa。在8μm的峰值DOL 508处的峰值压缩应力为730MPa。恒定压缩应力为190MPa，这与在任何离子交换处理之前的每个包层的压缩应力相同。因此，在包层的非离子交换区域中的压缩应力未受到或基本上未受到离子交换处理影响。恒定区域从29μm的第一恒定DOL 510延伸到60μm的第二恒定DOL 512。因此，在图5所示的实例中，第二恒定DOL小于包层的厚度(例如在图5所示的实例中为70μm)，这表明恒定区域延伸小于第一恒定DOL与包层内表面之间的整个距离。压缩尖峰从第二恒定DOL延伸到包层的内表面514。在包层内表面处的尖峰压缩应力为400MPa。
在图5所示的实例中，包层的压缩应力随着深度增加从包层外表面处的240MPa的表面压缩应力增加到8μm的峰值DOL处的730MPa的峰值压缩应力，随着深度增加从峰值DOL处的峰值压缩应力下降到29μm的第一恒定DOL处的190MPa的恒定压缩应力，随着深度从第一恒定DOL增加到60μm的第二恒定DOL而基本上恒定保持在恒定压缩应力，并且随着深度从第二恒定DOL增加而增加到包层内表面处的400MPa的尖峰压缩应力。
第二恒定DOL与包层内表面之间的距离，或者界面离子交换区域的厚度可在如本文中参考峰值DOL所述的范围内。在各个实施方式中，第二恒定DOL与包层内表面之间的距离可与峰值DOL相同或不同。尖峰压缩应力可在如本文中参考峰值压缩应力所述的范围内。在各个实施方式中，尖峰压缩应力可与峰值压缩应力相同或不同。在一些实施方式中，尖峰压缩应力在恒定压缩应力与峰值压缩应力之间。另外，或者替换性地，尖峰压缩应力在表面压缩应力与峰值压缩应力之间。
压缩尖峰的压缩应力增加可进一步增加玻璃制品对由深的瑕疵造成的破裂的抗性而不用增加拉伸区域的最大张力，该最大张力足以造成玻璃制品表现出易碎性质。例如，扩展超过压缩峰的瑕疵将在压缩尖峰处遭受压缩应力增大的第二区域。因此，只有在克服了被恒定区域分开的两个压缩应力增加的区域后，瑕疵才会触及芯体层的拉伸应力。因为压缩尖峰占据了第二层的相对较薄的部分，因此其相对较少地增加了第一层中的拉伸应力。
在各个实施方式中，第二层(如第一包层104和/或第二包层106)包含CTE相对较低的可离子交换的玻璃组合物，并且第一层(例如芯体层102)包含CTE相对较高的可离子交换或不可离子交换的玻璃组合物。可以适用于第二层的示例性玻璃组合物包括描述于公开号为2014/0141217和2015/0030827的美国专利申请中的那些，所述专利申请分别通过引用全文纳入本文中。可以适用于第一层的示例性玻璃组合物包括描述于公开号为2014/0141217和2015/0037552的美国专利申请中的那些，所述专利申请分别通过引用全文纳入本文中。
本文所述的玻璃制品可用于各种应用，包括例如消费者或商业电子装置(包括例如LCD和LED显示器、电脑监视器、自动柜员机(ATM))中的盖板玻璃或玻璃背板应用；触摸屏或触摸传感器应用；便携式电子装置，包括例如手机、个人媒体播放器和平板电脑；集成电路应用，包括例如半导体晶片；光伏应用；建筑玻璃应用；汽车或车辆玻璃应用；或者商业或家用电器应用。在各个实施方式中，消费者电子装置(例如智能手机、平板电脑、个人电脑、超级本、电视机和摄像机)、建筑玻璃和/或汽车玻璃包括如本文所述的玻璃制品。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以对本发明进行各种修改和变动而不偏离本发明的范围或精神。因此，本发明不受所附权利要求书及其等同形式以外的任何内容所限。

Claims (30)

1.一种玻璃层压件，其包括：
玻璃芯体层，所述玻璃芯体层包含芯体热膨胀系数(CTE)；和
玻璃包层，所述玻璃包层毗邻芯体层并且包含包层CTE，所述包层CTE小于芯体CTE，使得芯体层处于拉伸而包层处于压缩；
其中，玻璃层压件的应力分布包括位于包层外表面与包层内表面之间的压缩峰；并且包括位于压缩峰与包层内表面之间的恒定区域。
2.如权利要求1所述的玻璃层压件，其中：
使用在恒定区域内的简单线性回归确定的应力分布的线性趋势线的斜率在-7MPa/μm至7MPa/μm之间。
3.如权利要求2所述的玻璃层压件，其中，使用在恒定区域的每个5μm厚区段内的简单线性回归确定的应力分布的线性趋势线的斜率在-7MPa/μm至7MPa/μm之间。
4.如权利要求2所述的玻璃层压件，其中：
恒定压缩应力是恒定区域内的包层的平均压缩应力；并且
包层外表面处的表面压缩应力与恒定压缩应力相差在50％内。
5.如权利要求2至4中任一项所述的玻璃层压件，其中，恒定区域包含至少8μm的厚度。
6.如权利要求2至4中任一项所述的玻璃层压件，其中，恒定区域包含的厚度是包层厚度的至少80％。
7.如权利要求2至4中任一项所述的玻璃层压件，其中：
恒定压缩应力是恒定区域内的包层的平均压缩应力；并且
压缩峰包含比恒定压缩应力大至少100％的峰值压缩应力。
8.如权利要求2至4中任一项所述的玻璃层压件，其中，玻璃层压件的应力分布包含位于恒定区域与包层内表面之间的压缩尖峰。
9.如权利要求1所述的玻璃层压件，其中，玻璃层压件的应力分布包含位于压缩峰与包层内表面之间的压缩尖峰。
10.如权利要求1所述的玻璃层压件，其中，压缩峰包含比包层外表面处的表面压缩应力大至少100％的峰值压缩应力。
11.如权利要求1所述的玻璃层压件，其中，压缩峰与包层外表面间隔0.1μm至50μm的距离。
12.如权利要求1所述的玻璃层压件，其中，压缩峰与包层外表面间隔的距离为包层厚度的0.1％至20％。
13.如权利要求1所述的玻璃层压件，其中，芯体CTE与包层CTE之差为至少5x10-7/℃。
14.如权利要求1所述的玻璃层压件，其中，包层包含毗邻所述芯体层的玻璃第一包层以及毗邻所述芯体层的玻璃第二包层，所述芯体层位于第一包层与第二包层之间。
15.一种玻璃层压件，其包括：
玻璃芯体层，所述玻璃芯体层包含芯体热膨胀系数(CTE)；和
玻璃包层，所述玻璃包层毗邻芯体层并且包含包层CTE，所述包层CTE小于芯体CTE，由此使得芯体层处于拉伸而包层处于压缩；
其中，包层的压缩应力随着深度的增加而从包层外表面处的表面压缩应力增加到峰值层深度(DOL)处的峰值压缩应力，随着深度从峰值DOL增加而下降到第一恒定DOL处的恒定压缩应力，并且随着深度从第一恒定DOL增加到第二恒定DOL而保持基本恒定。
16.如权利要求15所述的玻璃层压件，其中，包层的压缩应力随着深度从第二恒定DOL增加到包层的内表面而增加。
17.如权利要求15所述的玻璃层压件，其中，包层外表面处的表面压缩应力与恒定压缩应力相差在50％内。
18.如权利要求15所述的玻璃层压件，其中，第一恒定DOL与第二恒定DOL之间的距离为至少8μm。
19.如权利要求15所述的玻璃层压件，其中，第一恒定DOL与第二恒定DOL之间的距离为包层厚度的至少80％。
20.如权利要求15所述的玻璃层压件，其中，在第一恒定DOL与第二恒定DOL之间的所有深度处，包层的压缩应力与恒定压缩应力相差在20％内。
21.如权利要求15所述的玻璃层压件，其中，峰值压缩应力比恒定压缩应力大至少100％。
22.如权利要求15所述的玻璃层压件，其中，峰值压缩应力比表面压缩应力大至少100％。
23.如权利要求15所述的玻璃层压件，其中，峰值DOL为0.1μm至50μm。
24.如权利要求15所述的玻璃层压件，其中，峰值DOL为包层厚度的0.1％至20％。
25.如权利要求15所述的玻璃层压件，其中，芯体CTE与包层CTE之差为至少5x10-7/℃。
26.如权利要求15所述的玻璃层压件，其中，包层包含毗邻所述芯体层的玻璃第一包层以及毗邻所述芯体层的玻璃第二包层，所述芯体层位于第一包层与第二包层之间。
27.一种用于制备权利要求1或15的玻璃层压件的方法，所述方法包括：
使玻璃层压件进行第一离子交换处理，所述玻璃层压件包括玻璃芯体层、毗邻玻璃芯体层的玻璃包层以及在玻璃包层与玻璃芯体层之间的热膨胀系数(CTE)错配，以在玻璃层压件进行第一离子交换处理之前，在玻璃层压件的外表面处产生表面压缩应力，其中，对玻璃层压件进行第一离子交换处理使表面压缩应力增加到中间压缩应力值；以及
使玻璃层压件进行第二离子交换处理以将表面压缩应力下降到最终的压缩应力值，其中，玻璃包层包括压缩应力基本上未受到第一离子交换处理和第二离子交换处理的恒定区域。
28.如权利要求27所述的方法，还包括使玻璃芯体层中的相对较大离子与玻璃包层中的相对较小离子交换。
29.如权利要求27或权利要求28所述的方法，其中，使玻璃层压件进行第一离子交换处理包括用第一离子交换介质中的相对较大离子交换玻璃包层中的相对较小离子；以及
使玻璃层压件进行第二离子交换处理包括用第二离子交换介质中的相对较小离子交换玻璃包层中的相对较大离子。
30.一种消费者电子装置、一种建筑玻璃或一种汽车玻璃，其包含如权利要求1或权利要求15的层压玻璃制品。
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