CN108698923B - 减少表面缺陷的方法 - Google Patents

减少表面缺陷的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108698923B
CN108698923B CN201780010886.XA CN201780010886A CN108698923B CN 108698923 B CN108698923 B CN 108698923B CN 201780010886 A CN201780010886 A CN 201780010886A CN 108698923 B CN108698923 B CN 108698923B
Authority
CN
China
Prior art keywords
defect
equal
salt bath
mol
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780010886.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108698923A (zh
Inventor
J·阿明
金宇辉
K·L·史密斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Priority to CN202110534859.0A priority Critical patent/CN113045198B/zh
Publication of CN108698923A publication Critical patent/CN108698923A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108698923B publication Critical patent/CN108698923B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/005—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to introduce in the glass such metals or metallic ions as Ag, Cu
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/18—Compositions for glass with special properties for ion-sensitive glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties

Landscapes

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

Abstract

本公开提供了一种减少强化基材中含缺陷区域以生产无缺陷基材的方法。所述方法包括使经过强化的含缺陷基材与加热了的含有至少一种一价盐的盐浴接触；并且从该盐浴中取出该强化基材。在与盐浴接触之前，强化基材是具有至少一个含缺陷区域和一个或更多个无缺陷区域的含缺陷基材。从盐浴中取出后，至少一个含缺陷区域已被减少或基本上被除去，从而制得无缺陷基材。

Description

减少表面缺陷的方法
相关申请的交叉引用
本申请依据35U.S.C.§119要求2016年8月10日提交的序列号为62/373025的美国临时申请的优先权，本申请以其内容为基础，并通过参考将其全文纳入本文。
技术领域
本公开总体上涉及减少表面缺陷的方法。更具体而言，本公开涉及减少离子交换基材或以其它方式强化的基材中的表面缺陷的方法。
背景
钢化或强化玻璃因具有物理和化学耐久性而常被用于消费类电子装置中，例如智能电话和平板电脑。然而，强化处理可使玻璃处于很大的应力之下，这可能会使表面不良情况或其它缺陷蔓延。表面缺陷可能会改变玻璃的外观和强度。如果玻璃制品因表面缺陷而无法满足电子装置中所要求的美观或功能性要求，该玻璃可能无法使用，并且可能不得不将其作为废品丢弃。因此，需要减少或除去基材中的表面缺陷。
发明简述
本文所述的实施方式提供通过使含缺陷基材与加热了的包含至少一种一价盐的盐浴接触来减少离子交换基材或以其它方式强化的基材中的表面缺陷的方法，从而解决了上述需求。
在一些实施方式中，提供了一种除去强化基材中的含缺陷区域的方法，所述方法将包含至少一种一价盐的盐浴加热至高于或等于95℃的温度，使强化基材与加热了的盐浴接触，并且从加热了的盐浴中取出强化基材。强化基材在与加热了的盐接触之前具有至少一个含缺陷区域和一个或更多个无缺陷区域，其中，无缺陷区域具有金属一价阳离子平均浓度，且含缺陷区域的金属一价阳离子平均浓度与无缺陷区域的金属一价阳离子平均浓度相差至少10摩尔％。从加热了的盐浴中取出基材之后，含缺陷区域的金属一价阳离子平均浓度与无缺陷区域的金属一价阳离子平均浓度相差小于10摩尔％，含缺陷区域被有效除去。如本文所用，术语“相差”是指至少一个含缺陷区域与一个或更多个无缺陷区域的浓度差的绝对值。
在一些实施方式中，提供了一种生产无缺陷离子交换基材的方法，所述方法将包含至少一种一价盐的盐浴加热至高于或等于95℃且低于或等于430℃的温度，使离子交换基材与加热了的盐浴接触，并且从加热了的盐浴中取出离子交换基材。离子交换基材在与加热了的盐浴接触之前是算数平均粗糙度(Ra)大于或等于约0.002μm的含缺陷离子交换基材，所述Ra在尺寸为0.18mm×0.13mm的区域中测得。从加热了的盐浴中取出后，离子交换基材是Ra小于0.002μm的无缺陷离子交换基材。
附图的简要说明
图1A示意性地图示了根据本文所公开和描述的实施方式的一种含缺陷离子交换基材；
图1B示意性地图示了根据本文所公开和描述的实施方式的一种无缺陷离子交换基材；
图2A示意性地图示了根据本文所公开和描述的实施方式的一种表面具有盐晶体的离子交换基材；
图2B示意性地图示了根据本文所公开和描述的实施方式在盐晶体与离子交换基材之间发生的离子交换反应；
图2C示意性地图示了根据本文所公开和描述的实施方式除去盐晶体以使离子交换基材中的表面缺陷显露；
图3是根据本文所公开和描述的实施方式的一种含缺陷离子交换基材的表面轮廓图，其使用Zygo 3D成像和表面计量法测得；
图4是根据本文所公开和描述的实施方式的一种无缺陷离子交换基材的表面轮廓图，其使用Zygo 3D成像和表面计量法测得；
图5A是根据本文所公开和描述的实施方式的一种含缺陷离子交换基材的表面轮廓图，其使用Zygo 3D成像和表面计量法测得；
图5B是根据本文所公开和描述的实施方式的无缺陷离子交换基材的表面轮廓图，该无缺陷离子交换基材之前为含缺陷离子交换基材，该表面轮廓图使用Zygo 3D成像和表面计量法测得；
图6是根据本文所公开和描述的实施方式的含有KNO3、NaNO3和少量磷酸锂钠的熔融盐浴的高温X射线衍射分析。
发明详述
本文所述的实施方式针对用于减少离子交换玻璃基材或以其他方式强化的玻璃基材中的表面缺陷的方法。本公开的一些实施方式提供了通过使含缺陷基材与加热了的包含至少一种一价盐的盐浴接触来减少离子交换基材或以其它方式强化的基材中的表面缺陷的方法。
通常，通过增大玻璃基材或玻璃陶瓷基材的压缩应力(CS)值以及压缩深度(DOC)来增加钢化玻璃基材和玻璃陶瓷基材的耐久度。为了提供更大的CS并增大DOC，可使用离子交换处理作为玻璃基材或玻璃陶瓷基材的强化方法。如本文所用，DOC是指本文所述的经过化学强化的碱金属铝硅酸盐玻璃制品中的应力从压缩转变为拉伸时的深度。DOC可利用FSM或散射光偏光器(SCALP)来测量，这取决于离子交换处理。在玻璃制品中的应力是通过将钾离子交换入玻璃制品中而产生的情况下，使用FSM来测量DOC。在应力是通过将钠离子交换入玻璃制品中而产生的情况下，使用SCALP来测量DOC。在玻璃制品中的应力是通过将钾离子和钠离子交换入玻璃中而产生的情况下，使用SCALP来测量DOC，这是因为，认为钠的交换深度表明DOC，而钾离子的交换深度表明压缩应力大小上的改变(而非应力从压缩向拉伸的变换)，钾离子在这些玻璃制品中的交换深度利用FSM测量，并被称为钾层深度(DOL)。
在离子交换处理中，使含有至少一种较小的碱金属离子的玻璃基材或玻璃陶瓷基材与含有至少一种较大的碱金属离子的盐接触。较小的碱金属离子从玻璃表面扩散入盐中，同时，来自盐的较大的碱金属离子取代玻璃表面中的这些较小离子。玻璃中发生的这种较大离子对较小离子的取代在玻璃表面产生压缩应力层，从而增加了玻璃对于破裂的耐性。随着离子交换处理的进行，盐中较小的碱金属离子(即，从玻璃扩散入盐中的离子)的盐浓度增大，同时，盐中较大的碱金属离子(即，从盐迁移入玻璃中的离子)的浓度减小。
在强化处理(例如离子交换处理)过程中，理想情况下，在整个玻璃表面上生成均匀的压缩应力层。然而，所引发的应力有时会分布得不均匀，应力在某一局部区域中高度集中，这可能会在玻璃表面中产生缺陷。随着离子交换的进行，由于离子体积的变化，可能会形成表面缺陷，例如凹陷或突起，这是因为取代较大离子的较小离子会在基材表面中留下空隙或凹陷。此外，在进行离子交换处理之后，盐浴中存在的一些盐可能会在玻璃表面上结晶。基材一旦冷却，可能就难以从其表面除去这些晶体，这会在玻璃中生成凹陷和突起。商业上经常不需要带圆坑、圆点的玻璃，且这些玻璃可能无法用于一些工业用途中。
在一些实施方式中，提供了一种通过使强化基材与加热了的盐浴接触并从该浴中取出强化基材来减少强化基材中含缺陷区域的方法。在与加热了的盐接触之前，强化基材具有至少一个含缺陷区域和一个或更多个无缺陷区域。从浴中取出后，至少一个含缺陷区域已被除去，或者大大减少。
在一些实施方式中，提供了一种通过使离子交换基材与加热了的盐浴接触并从该浴中取出离子交换基材来生产无缺陷离子交换基材的方法。离子交换基材在与加热了的盐浴接触之前是Ra大于或等于约0.002μm的含缺陷离子交换基材。从盐浴中取出后，离子交换基材是Ra小于0.002μm的无缺陷离子交换基材。
除非上下文另外清楚地说明，否则，本文所用的单数形式“一个”“一种”以及“该/所述”包括复数指代。因此，例如，提到的“一种/个”组件包括具有两种/个或更多种/个这类组件的方面，除非文本中有另外的明确表示。
如本文所用，除非另有特别说明，否则术语“基材”和“制品”是等价术语，表示具有任意形状或形态(包括但不限于板状、瓶状以及三维玻璃制品)的玻璃材料或玻璃陶瓷材料。
如本文所用，除非另有特别说明，否则认为术语“阳离子”和“离子”是等价术语。也将术语“阳离子”和“离子”称为一种或更多种阳离子。
如本文所用，除非另有特别说明，否则术语“离子交换浴”“盐浴”以及“加热了的盐浴”是等价术语，表示用于对玻璃基材或玻璃陶瓷基材进行离子交换处理的溶液或介质，其中，玻璃基材或玻璃陶瓷基材的表面中的离子被存在于盐浴中的离子取代或交换，所述盐浴可以是熔融盐浴或水性盐浴。
如本文所用，术语“选择性地”和“选择性”用于表示倾向于生成一种产物或者促进一种反应机理，以使特定产物或反应机理相比于其它潜在产物或反应更容易发生。
将会参考附图对一些特定实施方式进行描述。以下对实施方式的说明本质上是示例性的，不旨在限制其应用或用途。此外，只要适用，相同的附图标记在各个附图中表示相应或相关的部件。
图1A示意性地图示了含缺陷离子交换基材108。在一些实施方式中，含缺陷离子交换基材108可具有大于或等于0.002μm的Ra。如本文所用，Ra定义为局部表面高度与平均表面高度之差的算术平均值，可通过以下等式来描述。
Figure BDA0001761079360000051
其中，yi是相对于平均表面高度的局部表面高度。
在一些实施方式中，含缺陷离子交换基材108的Ra可大于或等于0.005μm，或者大于或等于0.01μm，或者大于或等于0.05μm。这些数值在尺寸为0.18mm×0.13mm的区域中测得。在一些实施方式中，含缺陷离子交换基材108可包含玻璃、玻璃陶瓷或其它合适的组合物。尽管图1A图示了一种离子交换基材，应当理解的是，可使用其它强化基材。
在图1A中，含缺陷离子交换基材108具有缺陷440。尽管图1A中所图示的缺陷440为凹陷，应当理解的是，缺陷440可以是突起。在一些实施方式中，含缺陷离子交换基材108可含有一个或更多个缺陷440，例如多个凹陷和/或突起。在一些实施方式中，生成于基材一个表面中的凹陷可在该基材相反表面上产生突起。这尤其会发生于薄基材中，例如厚度小于或等于150μm的基材，例如厚度小于或等于100μm，或者小于或等于75μm，或者小于或等于50μm。
在一些实施方式中，缺陷440可以是高度或深度大于或等于至少1.2nm且宽度或长度大于或等于至少0.005mm的凹陷或突起。缺陷440的高度或深度可为1nm至200nm，或者1nm至100nm，或1nm至10nm。在一些实施方式中，缺陷440的高度或深度可为约10nm至约50nm，或约100nm至约50nm，或100nm至200nm。缺陷440的宽度或长度可为0.1μm至5μm，或0.1μm至50μm，或0.1μm至0.5mm。在一些实施方式中，缺陷440的宽度或长度可为0.1至0.5mm，或0.05至0.1mm，或0.05至0.5mm，或0.001至0.5mm。在一些实施方式中，缺陷440可以是裸眼可见的。在另一些实施方式中，缺陷440可能仅在置于绿灯下时可见，或者使用显微镜或其它放大镜时才可见。
无意受限于任何具体理论，缺陷440可由含缺陷离子交换基材108的特定区域中的阳离子浓度比例失调导致。含缺陷离子交换基材108中存在有各种离子，包括较大的金属一价阳离子120和较小的金属一价阳离子130。在一些实施方式中，较大的金属一价阳离子120和/或较小的金属一价阳离子130可以是碱金属，例如钠、锂、钾、铷、铯或钫。在一些实施方式中，较大的金属一价阳离子120和/或较小的金属一价阳离子130可以是银(Ag(I))、金(Au(I))或铜(Cu(I))。
在一些实施方式中，含缺陷离子交换基材108还可包含中等尺寸的金属一价阳离子140，如图1A所示。中等尺寸的金属一价阳离子140如同较大的金属一价阳离子120和较小的金属一价阳离子130那样，可包含碱金属、其它一价金属或它们的组合。含缺陷离子交换基材108可包含两种或更多种、或三种或更多种、或在一些实施方式中甚至四种或更多种金属一价阳离子。
在一些实施方式中，含缺陷离子交换基材108的特定区域中的至少一种阳离子的浓度比例失调会构成含缺陷区域，而特定区域中阳离子的均匀分布会构成无缺陷区域。含缺陷离子交换基材108可包含至少一个含缺陷区域和一个或更多个无缺陷区域。含缺陷区域可以是缺陷440，或者可包含多个缺陷440，而无缺陷区域不包含缺陷440。
在一些实施方式中，至少一个含缺陷区域可主要(至少51％)包含一种金属一价阳离子，例如图1A中所图示中等尺寸的金属一价阳离子140。在一些实施方式中，至少一个含缺陷区域可包含均匀浓度的一种金属一价阳离子。相反，无缺陷区域可包含非均质组合物，所述非均质组合物不主要(至少51％)包含一种金属一价阳离子，而是具有三种或更多种金属一价阳离子的均匀分布共混物。在含有两种金属一价阳离子的实施方式中，含缺陷区域可包含至少60摩尔％的一种金属一价阳离子，而无缺陷区域可包含小于60摩尔％的任一种金属一价阳离子。
在一些实施方式中，可以金属平均浓度来表征一个或更多个无缺陷区域，且至少一个含缺陷区域的金属平均浓度可与无缺陷区域的金属平均浓度相差大于或等于10摩尔％。如本文所用，“金属平均浓度”是指给定区域中所存在的每一种单独类型的金属一价阳离子相比于该给定区域中所有单独金属一价阳离子总和的平均浓度。
在一个非限制性的例子中，一个或更多个无缺陷区域可例如包含两个区域，其中，第一无缺陷区域含有34摩尔％的锂阳离子、31摩尔％的钾阳离子和35摩尔％的钠阳离子，且第二无缺陷区域含有35摩尔％的锂阳离子、32摩尔％的钾阳离子和33摩尔％的钠阳离子。本例中的一个或更多个无缺陷区域的金属一价阳离子平均浓度将会是34.5摩尔％的锂、31.5摩尔％的钾和34摩尔％的钠。至少一个含缺陷区域的金属一价阳离子平均浓度可与无缺陷区域的金属一价阳离子平均浓度相差至少10摩尔％。例如，含缺陷区域中的锂浓度可与无缺陷区域中的锂浓度相差至少10摩尔％(具有小于或等于24.5摩尔％或大于或等于44.5摩尔％的锂)，并且/或者，含缺陷区域中的钾含量可与无缺陷区域中的钾含量相差至少10摩尔％(具有小于或等于21.5摩尔％或大于或等于41.5摩尔％的钾)，并且/或者，含缺陷区域中的钠含量可与无缺陷区域中的钠含量相差至少10摩尔％(具有小于或等于24摩尔％或大于或等于44摩尔％的钠)。尽管本文所示且描述的实施方式中使用了锂、钾和钠离子和盐，应当理解的是，本公开的实施方式不限于这些种类。
在一些实施方式中，至少一个含缺陷区域的金属一价阳离子平均浓度在组成上可与一个或更多个无缺陷区域的浓度相差至少15摩尔％，或至少20摩尔％，或至少25摩尔％，或至少30摩尔％。在一些实施方式中，浓度可相差至少45摩尔％，或至少60摩尔％，或至少75摩尔％。
在一些实施方式中，诸如碱土金属(Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra)这样的非离子交换阳离子可有助于缺陷440的形成。无意受限于任何具体理论，存在于盐浴和/或含缺陷离子交换基材108中的非离子交换阳离子可阻断或以其他方式防止一价金属阳离子的交换。在一些实施方式中，由非离子交换阳离子导致的阻断会导致含缺陷区域中的一种金属一价阳离子的剩余浓度产生缺陷440，如上文所述。
在一些实施方式中，含缺陷区域可包含大于或等于60摩尔％的第一金属一价阳离子，且无缺陷区域可包含小于60摩尔％的任意金属一价阳离子(包括碱金属：锂、钠、钾、铯、铷和钫)。如上文所述，含缺陷区域中的浓度可以是均匀的，或者可主要包含(至少51％)第一金属一价阳离子，例如中等尺寸的金属一价阳离子140。
在一些实施方式中，含缺陷离子交换基材108可以是玻璃基材或制品或者玻璃陶瓷基材或制品。在一些实施方式中，含缺陷离子交换基材108可包含碱金属铝硅酸盐玻璃或碱金属铝硼硅酸盐玻璃。例如在一些实施方式中，含缺陷离子交换基材108可由包含以下组成的玻璃组合物形成：大于或等于50摩尔％且小于或等于80摩尔％的SiO2；大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的B2O3；大于或等于5摩尔％且小于或等于30摩尔％的Al2O3；大于或等于2摩尔％且小于或等于25摩尔％的Li2O；大于或等于0摩尔％且小于或等于15摩尔％的Na2O；大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的MgO；大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的ZnO；大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的SnO2；以及大于或等于0摩尔％且小于或等于10摩尔％的P2O5。
或者，含缺陷离子交换基材108可包含：大于或等于60摩尔％且小于或等于75摩尔％的SiO2；大于或等于0摩尔％且小于或等于3摩尔％的B2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于25摩尔％的Al2O3；大于或等于2摩尔％且小于或等于15摩尔％的Li2O；大于或等于0摩尔％且小于或等于12摩尔％的Na2O；大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的MgO；大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的ZnO；大于或等于0摩尔％且小于或等于1摩尔％的SnO2；以及大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的P2O5。应当理解的是，在一些实施方式中，含缺陷离子交换基材108可不包含B2O3、P2O5、MgO、ZnO、SnO2或它们的组合。
在一些实施方式中，含缺陷离子交换基材108可包含：大于或等于55摩尔％且小于或等于70摩尔％的SiO2；大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的B2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于20摩尔％的Al2O3；大于或等于2摩尔％且小于或等于10摩尔％的Li2O；大于或等于1摩尔％且小于或等于15摩尔％的Na2O；大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的MgO；大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的ZnO；大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的SnO2；以及大于或等于0.5摩尔％且小于或等于10摩尔％的P2O5。
应当理解的是，上述玻璃组合物是可用于离子交换处理的玻璃组合物的一种实施方式，且其它与本文所述方法一同使用的玻璃组合物也在考虑和可能的范围内。
现在参考图1B，图1B显示了无缺陷离子交换基材105。在一些实施方式中，无缺陷离子交换基材105可具有小于0.002μm的Ra。在一些实施方式中，无缺陷离子交换基材105的Ra可小于或等于0.0015μm，或小于或等于0.001μm，或小于或等于0.0005μm。在一些实施方式中，无缺陷离子交换基材105可基本上由无缺陷区域组成。无缺陷离子交换基材105可包含两种或更多种金属一价阳离子。在一些实施方式中，无缺陷离子交换基材105中的金属一价阳离子浓度可以是非均匀的，且可与上文所描述的实施方式一致。无缺陷离子交换基材105可包含与上文所描述的含缺陷离子交换基材108相同或相似的组成。
在一些实施方式中，可通过使含缺陷离子交换基材108与加热了的包含至少一种一价盐的盐接触来生产无缺陷离子交换基材105。无意受限于任何具体理论，加热了的盐浴可将较大或中等的金属一价阳离子重新引入含缺陷区域中，例如较大的金属一价阳离子120和较小的金属一价阳离子130，形成无缺陷离子交换基材105中的非均质阳离子组成，以使缺陷440平滑。可使缺陷440平滑，是指可减小缺陷440的长度或宽度和/或高度或深度。在一些实施方式中，可使缺陷440平滑，并可将其完全除去。无意受限于任何具体理论，可通过使由金属一价阳离子尺寸差异而导致的应力离开原位来减少或除去缺陷440。
可通过浸泡、喷雾、浸涂或其它类似的手段使含缺陷离子交换基材108与盐浴接触。在另一些实施方式中，可将含缺陷离子交换基材108完全浸没在盐浴中。可使含缺陷离子交换基材108与盐浴进行多次接触，包括但不限于将含缺陷离子交换基材108浸入盐浴中。可需要进行多次接触来完全消除缺陷440。
在一些实施方式中，可使含缺陷离子交换基材108的至少一部分与加热了的盐浴接触1分钟至60小时的时间。可使含缺陷离子交换基材108的至少一部分与加热了的盐浴接触1分钟至48小时、或10分钟至40小时、10分钟至24小时、或30分钟至24小时、或1小时至24小时的时间。在一些实施方式中，可使含缺陷离子交换基材108的至少一部分与加热了的盐浴接触10分钟至1小时、或10分钟至30分钟、或30分钟至2小时、或30分钟至3小时的时间。在一些实施方式中，选定的时间可以是足以对距离含缺陷离子交换基材108表面至少1μm深度进行交换的时间。在一些实施方式中，选定的时间可以是足以对距离含缺陷离子交换交换108表面至少0.05μm、或至少0.75μm、或至少1.5μm、或至少2μm、或至少2.5μm深度进行交换的时间。
在一些实施方式中，盐浴可包含至少一种一价盐。在一些实施方式中，一价盐可包含一价金属，例如碱金属。例如在一些实施方式中，盐浴可包含KNO3和NaNO3中的至少一种。盐浴可包含100％的KNO3、100％的NaNO3，或KNO3和NaNO3的组合。在这些实施方式中，可基于无缺陷离子交换基材105的组成来平衡盐浴中KNO3和NaNO3的浓度，以提供增大CS和DOC的离子交换。无意受限于任何具体理论，KNO3(相比于NaNO3)包含更大的碱金属离子(即，K+)，其可更容易地交换玻璃基材中的中等大小碱金属离子(例如Na+)。类似地，NaNO3(当与KNO3相比较时)包含中等大小的碱金属离子(即，Na+)，其可更容易地交换玻璃基材中更小的碱金属离子(例如Li+)。在一些实施方式中，盐浴可包含：大于或等于5摩尔％且小于或等于95摩尔％的KNO3；和大于或等于5摩尔％且小于或等于95摩尔％的NaNO3。例如，盐浴可包含：大于或等于45摩尔％至小于或等于55摩尔％的KNO3；和大于或等于45摩尔％至小于或等于55摩尔％的NaNO3。在一些实施方式中，盐浴可包含：大于或等于25摩尔％至小于或等于75摩尔％的KNO3；和大于或等于25摩尔％至小于或等于75摩尔％的NaNO3。在一些实施方式中，盐浴可包含49摩尔％的KNO3和51摩尔％的NaNO3，或51摩尔％的KNO3和49摩尔％的NaNO3。
可通过加热盐浴来促进离子交换处理。在一些实施方式中，可将盐浴加热至高于或等于95℃的温度以制得加热了的盐浴。在另一些实施方式中，加热了的盐浴可以是水性盐浴，表示该盐浴可包含水。在一些实施方式中，可将水性盐浴加热至高于或等于95℃且低于或等于350℃的温度。在一些实施方式中，加热了的盐浴可以是熔融盐浴。在一些实施方式中，可将熔融盐浴加热至360℃至420℃的温度。在一些实施方式中，如果盐浴温度升得太高，可能难以充分控制离子交换处理，且DOC会增大得过快而得不到良好的CS。因此，在一些实施方式中，可将盐浴加热至低于或等于430℃的温度，例如高于或等于95℃至低于或等于430℃、或高于或等于360℃至低于或等于430℃的温度。在一些实施方式中，可将盐浴加热至高于或等于360℃至低于或等于390℃、或高于或等于95℃至低于或等于400℃、或高于或等于150℃至低于或等于385℃、或高于或等于100℃至低于或等于400℃的温度。
在一些实施方式中，可定期使用新的或新鲜的加热了的盐，以防止在含缺陷离子交换基材108的表面上形成盐晶体247。在一些实施方式中，盐浴可不含磷酸盐或钙，以防止在含缺陷离子交换基材108的表面上形成盐晶体247。在一些实施方式中，盐浴可含有小于10摩尔％的基于磷酸盐或钙的盐，包括但不限于磷酸钾(K3PO4)、磷酸钠(Na3PO4)、磷酸锂(Li3PO4)、混合的碱金属磷酸盐(Li2NaPO4)、氯化钙(CaCl2)或它们的组合。在一些实施方式中，盐浴可含有小于15摩尔％或小于8摩尔％、或小于5摩尔％、或小于3摩尔％的基于磷酸盐或钙的盐。
图2A示意性地图示了形成于无缺陷离子交换基材105表面上的盐晶体247。如上文所述，在离子交换处理过程中以及离子交换处理刚结束时，盐晶体247可形成于加热了的盐浴中，且可依附或以其它方式粘附于无缺陷离子交换基材105。盐晶体247可包含钙离子、磷酸根离子或它们的组合。盐晶体247可以是包含在离子交换处理过程中使用和生成的离子的任何潜在污染物。盐晶体247可包含较大的金属一价阳离子、中等尺寸的金属一价阳离子或较小的金属一价阳离子。盐晶体247可因加热了的盐浴中所存在的离子之间的相互吸引而形成，如箭头249所示。盐晶体247可包含均质盐246，例如磷酸三钠(TSP，Na3PO4)或磷酸三钾(K3PO4)。在一些实施方式中，均质盐246可包含钙离子，例如氯化钙(CaCl2)。均质盐246可包含较小的金属一价阳离子、较大的金属一价阳离子或中等尺寸的金属一价阳离子。均质盐246可形成于加热了的盐浴中，并且可粘附于可离子交换基材的表面。
作为一个非限制性例子，在一些实施方式中，可将磷酸三钠添加至盐浴中，以沉淀出锂阳离子。在沉淀出锂阳离子之后，盐浴中所存在的过量磷酸三钠可形成盐晶体247，其可粘附于可离子交换基材的表面。磷酸三钠晶体可与可离子交换基材发生相互作用，导致可优先与磷酸根阴离子反应的钾阳离子从可离子交换基材中扩散出来，同时，钠阳离子扩散入可离子交换基材中。可离子交换基材中钠阳离子浓度的增大可通过钠阳离子与钾阳离子的体积差异而在经过离子交换的基材中形成凹陷。
图2B图示了表面粘附有盐晶体247的无缺陷离子交换基材105。无意受限于任何具体理论，盐晶体247可粘附于无缺陷离子交换基材105的表面，且存在于盐晶体247中阳离子可开始交换存在于无缺陷离子交换基材105中的离子。这种离子交换可将应力集中于无缺陷离子交换基材105的特定局部区域中，这可导致形成缺陷440，如上文所述且如图2C所示。
在一些实施方式中，盐晶体247可包含非均质盐242。非均质盐242可由两种或更多种较小的金属一价阳离子130、较大的金属一价阳离子120或中等尺寸的金属一价阳离子140的组合形成。在盐晶体247中所存在的阴离子是磷酸根的实施方式中，均质盐246可包含例如磷酸三锂Li3PO4、磷酸三钠Na3PO4或磷酸三钾K3PO4，且非均质盐242可包含磷酸锂钠Li2NaPO4、磷酸钾钠K2NaPO4或它们的组合。
如图2B所示，由于盐晶体247与无缺陷离子交换基材105之间的离子交换，较大的金属一价阳离子120、中等尺寸的金属一价阳离子140以及较小的金属一价阳离子130的浓度可被改变，从而基材105中原本非均质且平衡的组成如今(在特定区域中)主要具有(至少51％)一种金属一价阳离子的浓度，例如中等尺寸的金属一价阳离子140，如图2B所示。
无意受限于任何具体理论，在一些实施方式中，盐晶体247可初始含有均质盐246，所述均质盐246只包含一种金属一价阳离子，例如中等尺寸的金属一价阳离子140。一粘合至无缺陷离子交换基材105的表面，存在于盐晶体247中的中等尺寸金属一价阳离子140和较小的金属一价阳离子130就可交换无缺陷离子交换基材105中所存在的较大的金属一价阳离子120，以形成非均质盐242。盐晶体247中所存在的阴离子相比于中等尺寸的金属一价阳离子140和较小的金属一价阳离子130，可选择性地与较大的金属一价阳离子120键合。
在图2C中，由于盐晶体247被除去，缺陷440可在基材表面中显露，导致含缺陷离子交换基材108。在一些实施方式中，可从加热了的盐浴中取出表面存在盐晶体247的无缺陷离子交换基材105并冷却。随后，可用水(例如去离子水)清洗盐晶体247，以从含缺陷离子交换基材108的表面除去盐晶体247。在一些实施方式中，盐晶体247可能难以除去。
实施例
以下实施例进一步例示了上文所公开的一种或更多种实施方式。这些实施例本质上是示例性的，不旨在限制本公开的范围。
实施例1
对3千克(kg)含有49重量％的NaNO3和51重量％的KNO3的盐浴进行加热以形成熔融盐浴，随后将其保温在约380℃的温度下。使玻璃基材(实施例玻璃1，其组成列于下表1中)与上述熔融盐浴接触3.75小时。随着离子交换处理的进行，锂离子从玻璃基材扩散入熔融盐浴中。为了防止锂浴中毒(这可能会降低基材的CS和DOC)，向浴中添加0.5重量％的磷酸三钠。在磷酸锂从浴中沉淀出的同时，过量浓度的磷酸根离子开始形成磷酸锂钠(Li2NaPO4)和磷酸钾钠(K2NaPO4)。将实施例玻璃1从熔融盐浴中取出，在短于7分钟的时间内冷却至100℃的温度。用去离子水清洗玻璃，清洗后立即可发现实施例玻璃1表面中的表面缺陷。图3是利用Zygo表征测得的表面轮廓图。
表1：实施例玻璃1的组成
Figure BDA0001761079360000131
Figure BDA0001761079360000141
表3图示了存在于玻璃基材实施例玻璃1上的表面缺陷的表征图，实施例玻璃1的组成列于上文表1中。图3是Zygo测量(一种三维(3D)成像和表面计量工具)的结果图，其图示了玻璃板的表面轮廓。
如图3所示，实施例玻璃1显示出多处凹陷(虚线下方的测量结果)。凹陷的范围是：深度(沿Y轴的高度，单位为微米)从0.0001μm至大于0.006μm；长度/宽度(沿X轴的距离，单位为毫米)在0.001mm至大于0.01mm的范围内。大部分凹陷具有数微米的长度和数纳米的深度。这些缺陷主要含有钠离子浓度，且缺少锂离子和钾离子。
图4图示了相同的实施例玻璃1基材经过根据本文所述实施方式的处理之后的Zygo图像。经过上述处理之后，将实施例玻璃1置于380℃的包含100％的KNO3的熔融盐浴中30分钟。随后取出实施例玻璃1，使其冷却，并且用去离子水进行清洁。从浴中取出后，未在实施例玻璃1中观察到表面缺陷。基材显示出非均质离子组成，且具有平衡的钠、锂和钾离子浓度。无缺陷的实施例玻璃1基材的Zygo图像示于图4中。注意到实施例玻璃1基材不含深度或高度大于约0.0005μm且长度/宽度大于约0.0050mm的缺陷。
实施例2
对3千克(kg)含有49重量％的NaNO3和51重量％的KNO3的盐浴进行加热以形成熔融盐浴，随后将其保温在约380℃的温度下。使玻璃基材(实施例玻璃2，其组成列于下表2中)与上述熔融盐浴接触3.75小时。随着离子交换处理的进行，锂离子从玻璃基材扩散入熔融盐浴中。为了防止锂浴中毒，向浴中添加0.5重量％的磷酸三钠。在磷酸锂从浴中沉淀出的同时，过量浓度的磷酸根离子形成了磷酸锂钠(Li2NaPO4)和磷酸钾钠(K2NaPO4)。将实施例玻璃2从熔融盐浴中取出，在短于7分钟的时间内冷却至100℃的温度。用去离子水清洗该玻璃，清洗后立即可以看见表面缺陷。
图5A是含缺陷且经过离子交换的实施例玻璃2的Zygo表面粗糙度。如图5A所示，实施例玻璃2中存在多处缺陷，其中的一处特别大的凹陷具有约10nm的深度和数微米的宽度。图5B图示了相同的实施例玻璃2在被置于380℃的包含100％的KNO3的熔融盐浴中30分钟之后的Zygo表面粗糙度。利用熔融盐浴进行离子交换处理之后，取出实施例玻璃2，使其冷却，并用去离子水进行清洗。如图5B所示，该方法除去且减少了大部分表面缺陷。实施例玻璃2不再含有在超过0.2mm的宽度上约10nm的凹陷，存在的最大缺陷为约0.6nm深且长度小于0.05mm。在图5A中，裸眼可观察到较大的表面缺陷，而在图5B中，未观察到较小的表面缺陷。
表2：实施例玻璃2的组成
实施例玻璃2 摩尔％氧化物
SiO<sub>2</sub> 70.91
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 12.78
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 1.95
Li<sub>2</sub>O 7.95
Na<sub>2</sub>O 2.43
MgO 2.98
ZnO 0.89
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 0
SnO<sub>2</sub> 0.10
图6图示了加热了的含有熔融KNO3、NaNO3和少量Li2NaPO4的盐浴的原位高温X射线衍射(XRD)图案，显示了温度和强度的关系。如图6所示，在较高的浴温度(例如约380℃)下，熔融盐浴中仅存的晶体是磷酸锂钠(Li2NaPO4盐)，其保持晶体形态。在较低温度下，来自于其它盐(例如KNO3、NaNO3和Li3PO4)的晶体更为多见。随着盐浴被加热至380℃的温度并随后冷却至室温，在高于300℃的情况下，只有磷酸锂钠还保持以晶体形态存在。在低于300℃的情况下，当浴从380℃冷却以及当盐浴被从室温加热时，盐浴中所存在的晶体盐都生成了其它晶相。
对本领域的技术人员而言应当显而易见的是，可以在不偏离要求专利权的主题的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式，只要这些修改和变化形式落在所附权利要求及其等同内容的范围之内。一些非限制性的实施方式包括：
实施方式1一种除去强化基材中的含缺陷区域的方法，所述方法包括：
将包含至少一种一价盐的盐浴加热至高于或等于95℃的温度；
使强化基材的至少一部分与所述盐浴接触，其中，在所述强化基材与所述盐浴接触之前，所述强化基材具有一个或更多个无缺陷区域和至少一个含缺陷区域，其中，所述无缺陷区域具有总金属一价阳离子平均浓度，所述含缺陷区域具有与所述一个或更多个无缺陷区域的所述平均浓度相差大于或等于10摩尔％的总金属一价阳离子平均浓度；
从所述盐浴中取出所述强化基材的所述至少一部分，且取出后，所述至少一个含缺陷区域具有与所述一个或更多个无缺陷区域的所述总金属一价阳离子平均浓度相差小于10摩尔％的总金属一价阳离子平均浓度。
实施方式2如实施方式1所述的方法，其中，在所述强化基材与所述盐浴接触之前，所述至少一个含缺陷区域的所述平均浓度包含大于或等于60摩尔％的第一金属一价阳离子；从所述盐浴中取出所述强化基材的所述至少一部分之后，所述至少一个含缺陷区域的所述平均浓度包含小于60摩尔％的所述第一金属一价阳离子。
实施方式3如实施方式2所述的方法，其中，所述第一金属一价阳离子包含碱金属。
实施方式4如前述实施方式中任一种所述的方法，其中，在所述强化基材与所述盐浴接触之前，所述至少一个含缺陷区域具有与所述一个或更多个无缺陷区域的所述金属一价阳离子平均浓度相差大于或等于20％的第一金属一价阳离子浓度。
实施方式5如前述实施方式中任一种所述的方法，其中，从所述盐浴中取出所述强化基材的所述至少一部分之后，所述至少一个含缺陷区域具有与所述一个或更多个无缺陷区域的总金属一价阳离子的所述金属一价阳离子平均浓度相差小于5％的第二金属一价阳离子浓度。
实施方式6如前述实施方式中任一种所述的方法，其中，所述强化基材在与所述盐浴接触之前具有大于或等于0.002μm的算数平均粗糙度(Ra)，且从所述盐浴中取出后具有小于0.002μm的Ra，所述Ra在尺寸为0.18mm×0.13mm的区域中测得。
实施方式7一种生产无缺陷离子交换基材的方法，所述方法包括：
将包含至少一种一价盐的盐浴加热至高于或等于95℃且小于或等于430℃的温度；
使含缺陷离子交换基材的至少一部分与所述盐浴接触，其中，所述含缺陷离子交换基材具有大于或等于约0.002μm的算术平均粗糙度(Ra)，所述Ra在尺寸为0.18mm×0.13mm的区域中测得；以及
从所述盐浴中取出所述离子交换基材的所述至少一部分，以生产Ra小于0.002μm的无缺陷离子交换基材。
实施方式8如实施方式7所述的方法，其中，所述含缺陷离子交换基材包含至少一处高度或深度大于或等于至少1.2nm且宽度或长度大于或等于5μm的缺陷。
实施方式9如实施方式7或实施方式8所述的方法，其中，所述无缺陷离子交换基材不包含高度或深度大于或等于至少8nm且宽度或长度大于或等于0.01mm的缺陷。
实施方式10如实施方式1～9中任一种所述的方法，其中，所述盐浴不包含饱和盐。
实施方式11如实施方式1～10中任一种所述的方法，其中，所述盐浴不包含磷酸盐或钙。
实施方式12如实施方式1～11中任一种所述的方法，其中，所述含缺陷离子交换基材的所述至少一部分与所述盐接触10分钟至40小时。
实施方式13如实施方式1～12中任一种所述的方法，其中，所述盐浴是熔融盐浴，并且在高于或等于360℃且低于或等于430℃的温度下加热所述盐浴。
实施方式14如实施方式1～13中任一种所述的方法，其中，所述盐浴是水性盐浴，并且在高于或等于95℃且低于或等于350℃的温度下加热所述盐浴。
实施方式15如实施方式1～14中任一种所述的方法，其中，所述盐浴包含Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Ag(I)、Au(I)、Cu(I)和它们的组合中的至少一种。
实施方式16如实施方式1～15中任一种所述的方法，其中，所述盐浴包含KNO3和NaNO3中的至少一种。
实施方式17如实施方式1～16中任一种所述的方法，其中，所述盐浴包含约45摩尔％至约55摩尔％的NaNO3和约45摩尔％至约55摩尔％的KNO3。
实施方式18如实施方式1～17中任一种所述的方法，其中，所述含缺陷离子交换基材包含玻璃、玻璃陶瓷或它们的组合。
实施方式19如实施方式1～18中任一种所述的方法，其中，所述含缺陷离子交换基材包含：
大于或等于50摩尔％且小于或等于80摩尔％的SiO2；
大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的B2O3；
大于或等于5摩尔％且小于或等于30摩尔％的Al2O3；
大于或等于2摩尔％且小于或等于25摩尔％的Li2O；
大于或等于0摩尔％且小于或等于15摩尔％的Na2O；
大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的MgO；
大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的ZnO；
大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的SnO2；以及
大于或等于0摩尔％且小于或等于10摩尔％的P2O5。

Claims (18)

1.一种除去强化基材中的含缺陷区域的方法，所述方法包括：
将包含至少一种一价盐的盐浴加热至高于或等于95℃的温度；
使强化基材的至少一部分与所述盐浴接触，其中，在所述强化基材与所述盐浴接触之前，所述强化基材具有一个或更多个无缺陷区域和至少一个含缺陷区域，其中，所述无缺陷区域具有总金属一价阳离子平均浓度，所述含缺陷区域具有与所述一个或更多个无缺陷区域的所述平均浓度相差大于或等于10摩尔％的总金属一价阳离子平均浓度，其中，所述平均浓度是指给定区域中所存在的每一种单独类型的金属一价阳离子相比于该给定区域中所有单独金属一价阳离子总和的平均浓度；
从所述盐浴中取出所述强化基材的所述至少一部分，且取出后，所述至少一个含缺陷区域具有与所述一个或更多个无缺陷区域的所述总金属一价阳离子平均浓度相差小于10摩尔％的总金属一价阳离子平均浓度，
其中，所述强化基材在与所述盐浴接触之前具有大于或等于0.002μm的算数平均粗糙度(Ra)，且从所述盐浴中取出后具有小于0.002μm的Ra，所述Ra在尺寸为0.18mm×0.13mm的区域中测得。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述强化基材与所述盐浴接触之前，所述至少一个含缺陷区域的所述平均浓度包含大于或等于60摩尔％的第一金属一价阳离子；从所述盐浴中取出所述强化基材的所述至少一部分之后，所述至少一个含缺陷区域的所述平均浓度包含小于60摩尔％的所述第一金属一价阳离子。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一金属一价阳离子包含碱金属。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述强化基材与所述盐浴接触之前，所述至少一个含缺陷区域具有与所述一个或更多个无缺陷区域的所述金属一价阳离子平均浓度相差大于或等于20％的第一金属一价阳离子浓度。
5.如述权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述盐浴中取出所述强化基材的所述至少一部分之后，所述至少一个含缺陷区域具有与所述一个或更多个无缺陷区域的总金属一价阳离子的所述金属一价阳离子平均浓度相差小于5％的第二金属一价阳离子浓度。
6.一种生产无缺陷离子交换基材的方法，所述方法包括：
将包含至少一种一价盐的盐浴加热至高于或等于95℃且小于或等于430℃的温度；
使含缺陷离子交换基材的至少一部分与所述盐浴接触，其中，所述含缺陷离子交换基材具有大于或等于0.002μm的算术平均粗糙度(Ra)，所述Ra在尺寸为0.18mm×0.13mm的区域中测得；以及
从所述盐浴中取出所述离子交换基材的所述至少一部分，以生产Ra小于0.002μm的无缺陷离子交换基材。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述含缺陷离子交换基材包含至少一处高度或深度大于或等于至少1.2nm且宽度或长度大于或等于5μm的缺陷。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述无缺陷离子交换基材不包含高度或深度大于或等于至少8nm且宽度或长度大于或等于0.01mm的缺陷。
9.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述盐浴不包含饱和盐。
10.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述盐浴不包含磷酸盐或钙。
11.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述含缺陷离子交换基材的所述至少一部分与所述盐接触10分钟至40小时。
12.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述盐浴是熔融盐浴，并且在高于或等于360℃且低于或等于430℃的温度下加热所述盐浴。
13.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述盐浴是水性盐浴，并且在高于或等于95℃且低于或等于350℃的温度下加热所述盐浴。
14.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述盐浴包含Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Ag(I)、Au(I)、Cu(I)和它们的组合中的至少一种。
15.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述盐浴包含KNO3和NaNO3中的至少一种。
16.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述盐浴包含45摩尔％至55摩尔％的NaNO3和45摩尔％至55摩尔％的KNO3。
17.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述含缺陷离子交换基材包含玻璃、玻璃陶瓷或它们的组合。
18.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述含缺陷离子交换基材包含：
大于或等于50摩尔％且小于或等于80摩尔％的SiO2；
大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的B2O3；
大于或等于5摩尔％且小于或等于30摩尔％的Al2O3；
大于或等于2摩尔％且小于或等于25摩尔％的Li2O；
大于或等于0摩尔％且小于或等于15摩尔％的Na2O；
大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的MgO；
大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的ZnO；
大于或等于0摩尔％且小于或等于5摩尔％的SnO2；以及
大于或等于0摩尔％且小于或等于10摩尔％的P2O5。
CN201780010886.XA 2016-08-10 2017-08-09 减少表面缺陷的方法 Active CN108698923B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110534859.0A CN113045198B (zh) 2016-08-10 2017-08-09 减少表面缺陷的方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662373025P 2016-08-10 2016-08-10
US62/373,025 2016-08-10
PCT/US2017/046179 WO2018031706A1 (en) 2016-08-10 2017-08-09 Methods for reducing surface defects

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110534859.0A Division CN113045198B (zh) 2016-08-10 2017-08-09 减少表面缺陷的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108698923A CN108698923A (zh) 2018-10-23
CN108698923B true CN108698923B (zh) 2021-05-07

Family

ID=59677382

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780010886.XA Active CN108698923B (zh) 2016-08-10 2017-08-09 减少表面缺陷的方法
CN202110534859.0A Active CN113045198B (zh) 2016-08-10 2017-08-09 减少表面缺陷的方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110534859.0A Active CN113045198B (zh) 2016-08-10 2017-08-09 减少表面缺陷的方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10351472B2 (zh)
EP (1) EP3402764B1 (zh)
JP (1) JP6999563B2 (zh)
KR (2) KR102252254B1 (zh)
CN (2) CN108698923B (zh)
WO (1) WO2018031706A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114409274B (zh) 2015-11-20 2024-08-16 康宁股份有限公司 再生富锂盐浴的方法
JP7024565B2 (ja) * 2018-04-04 2022-02-24 Ａｇｃ株式会社 化学強化ガラスの製造方法
WO2020060971A1 (en) * 2018-09-20 2020-03-26 Corning Incorporated Reverse ion exchange process for lithium containing glass
WO2020092122A1 (en) * 2018-10-31 2020-05-07 Corning Incorporated Methods and systems for chemically strengthening lithium-containing glass
US20220348496A1 (en) * 2019-09-13 2022-11-03 Corning Incorporated Salt Bath Compositions and Methods for Regenerating Salt Bath Compositions

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1094431A (en) 1964-08-10 1967-12-13 Pittsburgh Plate Glass Co Strengthened glass articles
EP2307328A1 (en) 2008-07-11 2011-04-13 Corning Incorporated Glass with compressive surface for consumer applications
US20120052271A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Sinue Gomez Two-step method for strengthening glass
US10280112B2 (en) * 2011-08-19 2019-05-07 Corning Incorporated Ion exchanged glass with high resistance to sharp contact failure and articles made therefrom
US9139469B2 (en) * 2012-07-17 2015-09-22 Corning Incorporated Ion exchangeable Li-containing glass compositions for 3-D forming
KR20150058226A (ko) 2012-09-18 2015-05-28 아사히 가라스 가부시키가이샤 유리 화학 강화용 용융염의 재생 방법 및 강화 유리의 제조 방법
US9586860B2 (en) * 2012-11-20 2017-03-07 Corning Incorporated Method of making three dimensional glass ceramic article
JP6455441B2 (ja) 2013-11-29 2019-01-23 Ａｇｃ株式会社 ガラス化学強化用溶融塩の再生方法
JP6149733B2 (ja) 2014-01-07 2017-06-21 旭硝子株式会社 ガラス強化用溶融塩の再生方法及び強化ガラスの製造方法
US9517968B2 (en) * 2014-02-24 2016-12-13 Corning Incorporated Strengthened glass with deep depth of compression
US10150698B2 (en) * 2014-10-31 2018-12-11 Corning Incorporated Strengthened glass with ultra deep depth of compression
JP6765748B2 (ja) * 2015-06-04 2020-10-07 株式会社オハラ 結晶化ガラス及び結晶化ガラス基板
CN114409274B (zh) 2015-11-20 2024-08-16 康宁股份有限公司 再生富锂盐浴的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019524605A (ja) 2019-09-05
EP3402764B1 (en) 2021-03-17
KR20210056450A (ko) 2021-05-18
US20180044231A1 (en) 2018-02-15
WO2018031706A1 (en) 2018-02-15
KR102252254B1 (ko) 2021-05-17
CN113045198A (zh) 2021-06-29
EP3402764A1 (en) 2018-11-21
KR20180115716A (ko) 2018-10-23
CN108698923A (zh) 2018-10-23
US10351472B2 (en) 2019-07-16
US20190330105A1 (en) 2019-10-31
KR102420557B1 (ko) 2022-07-13
CN113045198B (zh) 2023-04-07
US11261129B2 (en) 2022-03-01
JP6999563B2 (ja) 2022-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108698923B (zh) 减少表面缺陷的方法
US20200181011A1 (en) Methods for regenerating lithium-enriched salt baths
CN113891865B (zh) 具有透锂长石和硅酸锂盐结构的有色玻璃陶瓷
JP7413263B2 (ja) 光学的なオレンジの皮を有さない化学強化されたガラスおよびその製造方法
CN111094204A (zh) 具有耐刮擦性的玻璃基织构化制品及其制造方法
JP2022172478A (ja) ガラスセラミック組成物及びこれを組み込んだラミネートガラス
TW201602019A (zh) 玻璃物件及形成該玻璃物件之方法
TW201609575A (zh) 成形玻璃物件及其形成方法
EP3818023A1 (en) Glass-based articles with improved stress profiles
CN113165966A (zh) 对含锂玻璃进行化学强化的方法和系统
CN111902378B (zh) 最大化地减少化学强化玻璃中的凹痕缺陷的方法
CN107207335B (zh) 玻璃基材的制造方法
CN109803938B (zh) 化学强化玻璃的制造方法
US11802072B2 (en) Gold containing silicate glass
CN112203993B (zh) 含锂玻璃的反向离子交换工艺
KR20120109383A (ko) 디스플레이 장치용 화학 강화 유리 기판의 제조 방법
KR20140005167A (ko) 디스플레이 장치용 화학 강화 유리 기판의 제조 방법
WO2024057820A1 (ja) 強化ガラスの製造方法及びイオン交換液
TW202313503A (zh) 含金矽酸鹽玻璃
US20240025796A1 (en) Gold containing silicate glass

Legal Events

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