CN109715579A - 预压制的玻璃制品 - Google Patents

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J·T·哈里斯
胡广立
Y·K·卡洛士
I·M·斯莱特
V·苏布拉马尼安
S·S·朱彼
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Abstract

描述了包括从玻璃制品的外表面延伸到层深度的较外区域的玻璃制品及其制造方法。较外区域受到玻璃制品的至少一个边缘限定，并且处于内在中性应力或者内在压缩应力。玻璃制品的芯区域处于拉伸应力。压缩元件向所述至少一个边缘施加外部压缩应力，并且增加了较外区域上的内在应力和降低了玻璃制品的芯区域中的拉伸应力。玻璃制品可以是强化玻璃制品，使得较外区域处于压缩应力，以及通过压缩元件施加的外部压缩应力的大小使得玻璃制品具有总内部应力(通过玻璃制品的厚度上的内部应力的积分所限定)，所述总内部应力是非零的，其中，t是玻璃制品的厚度以及σ是内部应力。玻璃制品可以是强化玻璃制品，使得较外区域处于压缩应力，以及通过压缩元件施加的外部压缩应力的大小使得玻璃制品具有总内部应力(通过玻璃制品的厚度上的内部应力的积分所限定)，所述总内部应力是非零的。

Description

预压制的玻璃制品
相关申请交叉参考
本申请要求2016年03月14日提交的美国临时申请系列第62/307,860号的优先权，将其全文通过引用结合于此。
技术领域
本公开的实施方式一般地涉及具有强化的机械可靠性的玻璃制品。
背景技术
手持式电子装置(例如智能手机和平板)包括覆盖基材，其通常是玻璃基材并且被称作覆盖玻璃。通常来说，覆盖玻璃包括具有应力分布的强化玻璃基材，其中，在表面上具有压缩应力(CS)以及在玻璃的中心具有张力(中心张力，或CT)。覆盖玻璃的失效和破裂可归结于挠性失效，这是由于当装置经受撞击所导致的动态负荷时玻璃的弯曲所引起的，以及可归结于锋利接触失效，这是由于当覆盖玻璃掉到粗糙表面(例如，沥青、花岗岩等)上时玻璃表面上的锋利压痕所导致的破坏所引起的。
玻璃制造商和手持式电子装置制造商已经进行研究改进来提供对于锋利接触失效的抗性和/或防止锋利接触失效。提出的一些改进包括覆盖玻璃上的涂层和斜面，这防止了当装置掉落时覆盖玻璃与地面的直接接触。但是，由于美观和功能性要求的限制，当装置掉落时，防止覆盖玻璃完全不接触地面是非常困难的。此外，还显示用于制造覆盖玻璃的强离子交换玻璃上的硬涂层会使其挠曲强度性能劣化。
用于其他应用(例如，车辆玻璃窗、建筑玻璃窗和电器玻璃)的玻璃还会经受会引入大瑕疵(深至约200um)的破坏。出于这个原因，在这些应用的每一种中，可以使用具有应力分布的强化玻璃基材，其中，在表面上具有压缩应力(CS)以及在玻璃的中心具有张力(中心张力，或CT)，并且此类强化玻璃可以降低破坏。但是，大且深的瑕疵会延伸进入中心张力区域，这会导致强化玻璃失效。因此，存在提供对于改善各种应用中的玻璃基材的可靠性的方式的需求。
发明内容
本公开的第1个实施方式涉及玻璃制品，其包括较外区域、芯区域和压缩元件。较外区域从外表面延伸到层深度，并且被至少一个边缘所限定。较外区域具有内在应力，所述内在应力是内在中性应力或者内在压缩应力。芯区域处于拉伸应力。压缩元件向所述至少一个边缘施加外部压缩应力。
在第2个实施方式中，第1个实施方式的玻璃制品具有主平面，以及压缩元件以基本与主平面共平面的方向施加外部压缩应力。
在第3个实施方式中，第1或第2个实施方式的玻璃制品是强化玻璃制品，使得较外区域处于压缩应力，以及通过压缩元件施加的外部压缩应力的大小使得压缩元件增加了较外区域上的内在应力和降低了玻璃制品的芯区域中的拉伸应力。
在第4个实施方式中，第3个实施方式的玻璃制品的总体内部应力小于0。
在第5个实施方式中，第1至第4个实施方式中任一个的玻璃制品通过压缩元件施加的外部压缩应力是约2MPa至约500MPa。
在第6个实施方式中，第1至第5个实施方式中任一个的玻璃制品的压缩元件绕着所述至少一个边缘连续地延伸。
在第7个实施方式中，第1至第6个实施方式中任一个的玻璃制品的压缩元件施加单轴外部压缩应力。
在第8个实施方式中，第1至第6个实施方式中任一个的玻璃制品的压缩元件施加双轴外部压缩应力。
在第9个实施方式中，第1至第6个和第8个实施方式中任一个的玻璃制品的压缩元件施加等双轴外部压缩应力。
在第10个实施方式中，第1至第9个实施方式中任一个的玻璃制品还包括布置在玻璃制品的所述至少一个边缘与压缩元件之间的粘合剂。
在第11个实施方式中，第1至第10个实施方式中任一个的玻璃制品选自下组：手持式装置显示屏、车辆玻璃窗、建筑玻璃、和电器玻璃。
在第12个实施方式中，第1至第11个实施方式中任一个的玻璃制品具有较外区域和芯区域，它们形成选自下组的强化玻璃基材：层叠玻璃基材、化学强化玻璃基材、热强化玻璃基材，及其组合。
在第13个实施方式中，第1至第12个实施方式中任一个的玻璃制品的压缩元件包括框架，其向玻璃制品施加外部压缩应力。
在第14个实施方式中，第1至第13个实施方式中任一个的玻璃制品的压缩元件还包括与玻璃制品的所述至少一个边缘接触的粘合剂。
在第15个实施方式中，第1至第14个实施方式中任一个的玻璃制品具有通过压缩元件施加的外部压缩应力，这增加了玻璃制品的抗应力侵蚀性(stress corrosionresistance)。
在第16个实施方式中，提供了一种消费者电子产品，其包括：具有前表面、背表面和侧表面的外壳；提供成至少部分位于外壳内的电子组件，电子组件至少包括控制器、存储器和显示器，显示器提供成位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻；以及布置在显示器上方的覆盖玻璃，其中，外壳或覆盖玻璃的至少一部分包括第1至第15个实施方式中任一个的玻璃制品。
第17个实施方式涉及一种玻璃制品，其具有被玻璃制品的至少一个边缘限定的主平面。玻璃制品包括较外区域、芯区域和压缩元件。较外区域从玻璃制品的外表面延伸到层深度。较外区域处于内在中性应力或者内在压缩应力。芯区域处于拉伸应力。压缩元件构造成以与主平面基本共平面的方向向玻璃制品的所述至少一个边缘施加外部压缩应力，从而使得玻璃制品具有如下所定义的总内部应力：
式中，t是玻璃制品的厚度以及σ是内部应力。
在第18个实施方式中，第17个实施方式的玻璃制品的总体内部应力小于0。
在第18、19个实施方式中，第17或第18个实施方式的玻璃制品通过压缩元件施加的外部压缩应力是约2MPa至约500MPa。
在第20个实施方式中，第17至第19个实施方式中任一个的玻璃制品的压缩元件绕着玻璃制品的所述至少一个边缘连续地延伸。
在第21个实施方式中，第17至第20个实施方式中任一个的玻璃制品选自下组：手持式装置显示屏、车辆玻璃窗、建筑玻璃、和电器玻璃。
在第22个实施方式中，第17至第21个实施方式中任一个的玻璃制品具有较外区域和芯区域，它们形成选自下组的强化玻璃基材：化学强化玻璃基材、热强化玻璃基材、化学且热强化玻璃基材。
在第23个实施方式中，第17至第22个实施方式中任一个的玻璃制品的压缩元件施加的压缩应力小于玻璃制品约80％的临界屈曲应力。
在第24个实施方式中，第17至第13个实施方式中任一个的玻璃制品具有通过压缩元件施加的外部压缩应力，这增加了玻璃制品的抗应力侵蚀性。
在第25个实施方式中，提供了一种消费者电子产品，其包括：具有前表面、背表面和侧表面的外壳；提供成至少部分位于外壳内的电子组件，电子组件至少包括控制器、存储器和显示器，显示器提供成位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻；以及布置在显示器上方的覆盖玻璃，其中，外壳或覆盖玻璃的至少一部分包括第17至第24个实施方式中任一个的玻璃制品。
第26个实施方式涉及玻璃制品的强化方法。方法包括：用压缩元件向玻璃制品的至少一个边缘施加外部压缩应力。玻璃制品包括处于内在中性应力或内在压缩应力的较外区域和处于拉伸应力的芯区域。玻璃制品具有被玻璃制品的至少一个边缘限定的主平面。
在第27个实施方式中，第26个实施方式的方法，其中，施加外部压缩应力包括增加通过压缩元件施加到玻璃制品的所述至少一个边缘的作用力。
在第28个实施方式中，第26或第27个实施方式的方法还包括：将压缩元件放置成与玻璃制品的所述至少一个边缘接触，以及用压缩元件向玻璃制品的所述至少一个边缘施加与主平面基本共平面的作用力。
在第29个实施方式中，第26或第27个实施方式的方法还包括将粘合剂布置在压缩元件与玻璃制品的所述至少一个边缘之间。
在第30个实施方式中，第26至第29个实施方式中任一个的方法产生选自下组的玻璃制品：手持式装置显示屏、车辆玻璃窗、建筑玻璃、和电器玻璃。
在第31个实施方式中，提供了第26至第30个实施方式中任一个的方法，其中，压缩元件包括绕着玻璃制品的周界的框架。
在第32个实施方式中，第26至第31个实施方式中任一个的方法具有通过压缩元件施加的外部压缩应力，这增加了玻璃制品的抗应力侵蚀性。
在第33个实施方式中，第26至第32个实施方式中任一个的压缩元件施加的压缩应力小于玻璃制品约80％的临界屈曲应力。
附图说明
图1显示根据本公开一个或多个示例性实施方式的预压制构造；
图2所示的图预测了临界屈曲应力(MPa)与玻璃厚度(mm)的关系图；
图3显示玻璃制品的模型示意图，用于预测对于裂纹计算的预测应力强度因子与外部施加的限制压力的关系；
图4显示的图预测了对于图3的模型玻璃制品，变化的裂纹深度情况下，应力强度因子与限制压力的关系图；
图5显示根据本公开一个或多个实施方式的玻璃制品的透视示意图；
图6显示根据本公开一个或多个实施方式的玻璃制品的横截面示意图；
图7显示根据本公开一个或多个实施方式的玻璃制品的横截面示意图；
图8显示根据本公开一个或多个实施方式的玻璃制品的透视示意图；
图9是根据本公开一个或多个实施方式的圆形玻璃制品的俯视图；
图10是根据本公开一个或多个实施方式的五边形玻璃制品的俯视图；
图11是根据本公开一个或多个实施方式的矩形玻璃制品的俯视图；
图12是根据本公开一个或多个实施方式的矩形玻璃制品的俯视图；
图13是根据本公开一个或多个实施方式的曲面玻璃制品的透视示意图；
图14是根据本公开一个或多个实施方式的曲面玻璃制品的横截面示意图；
图15A是结合了任意本文所揭示的玻璃制品的示例性电子器件的平面图；以及
图15B是图15A的示例性电子器件的透视图。
具体实施方式
在描述数个示例性实施方式之前，要理解的是，本公开不限于以下公开内容中所述的构造或工艺步骤的细节。本文提供的本公开内容能够以各种方式实践或进行其他实施方式。
本公开的实施方式提供了一种玻璃制品，其除了玻璃制品的强化机制之外，还以装置水平均匀地经过预压制。如本文根据一个或多个实施方式所用，“预压制”或“预压缩”指的是外部施加的压缩应力，其施加到玻璃制品的所述至少一个边缘，这改变了玻璃制品的至少一个区域中的内在应力。在一个实施方式中，此类玻璃制品具有从外表面延伸到层深度的较外区域，较外区域被至少一个边缘所限制，较外区域处于内在应力，所述内在应力是中性应力或内在压缩应力，以及玻璃制品具有处于拉伸应力的芯区域。预压制在制品的至少一个边缘上传递了施加的压缩应力，并且增加了较外区域的内在应力和降低了玻璃制品的芯区域中的拉伸应力。根据本文所提供的一个或多个实施方式，压缩元件向玻璃制品施加外部压缩应力，使得较外区域的内在压缩应力相比于不存在所施加的压缩应力情况下的较外区域中的内在压缩应力增加了至少5％，例如，增加了至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、或100％。在一个或多个实施方式中，压缩元件向玻璃制品施加外部压缩应力，使得玻璃制品的芯区域的内在拉伸应力相比于不存在所施加的压缩应力情况下的芯区域中的内在拉伸应力降低了至少5％，例如，降低了至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、或100％。
本公开的一些实施方式提供了生产用于手持式装置、车辆玻璃窗、建筑玻璃窗、或者用于电器的玻璃制品的预压制玻璃制品或基材的方法。根据一个或多个实施方式，玻璃制品的抗应力侵蚀性(疲劳性)和抗破坏性明显增加，同时额外制造成本或者玻璃组件成本的增加尽可能得少或者没有额外制造成本或者玻璃组件成本。根据一个或多个实施方式，“手持式装置”指的是具有显示屏的便携式电子器件。此类手持式装置的非限制性例子包括：移动电话、阅读装置、音乐装置、可视装置和导航装置。
如图1所示是根据一个或多个实施方式的玻璃制品的双轴负荷场景，考虑薄板在双轴压缩应力下的屈曲失效模式。基于用于简单支撑薄板的欧拉屈曲方程，由如下等式(1)得到临界屈曲应力((σ1)cr)：
式中，m和n是相应的屈曲半波数，t是板厚度，a和b是板尺寸，以及β是施加到板侧面的应力比(对于等双轴负荷，β＝1)，以及D由如下等式(2)所定义：
式中，E是弹性模量，以及ν是泊松比。假定板尺寸为a＝70mm和b＝140mm，具有E＝70GPa，和ν＝0.2。如图2所示是临界屈曲应力((σ1)cr，单位是MPa)与玻璃厚度(t，单位是mm)的关系。
临界屈曲应力约为完全抵消由于压缩应力所导致的应力再平衡所赋予的中心张力所需的应力。屈曲的欧拉等式倾向于高估临界负荷，因为假定是完美几何形貌和负荷。但是，这假定的是简单支撑的板。在手持式装置中的玻璃制品可能更近似是悬臂支撑板，并且有效板面积可能会降低，这两个因素都会显著增加临界屈曲应力。可提供额外的修正(fixturing)来进一步增加临界屈曲应力。
假设没有发生屈曲，给定裂纹的应力强度因子可以计算为预压制的函数。
图3显示玻璃制品的模型示意图，用于预测对于裂纹计算的预测应力强度因子与外部施加的限制应力(或者限制压力)的关系。图3显示用于计算的模型示意图是基于如下参数：0.8mm玻璃厚度(t)；杨氏模量(E)为70GPa；泊松比(v)为0.22；离子交换分布为900MPa表面压缩、45微米层深度(DOL)、和42.1MPa中心张力(CT)。这些计算所考虑的应力状态是离子交换残留应力和施加的压缩应力。
图4显示的图预测了对于图3的模型玻璃制品，变化的裂纹深度情况下，应力强度因子与施加的压缩应力(或者限制压力)的关系图。图4理论上显示对于给定裂纹深度，施加的压缩应力明显地降低了应力强度因子。当施加的压缩应力大于玻璃的中心张力(42.1MPa)时，由于有效地俘获了完全裂纹闭合和应力侵蚀(也称作疲劳生长)，使得应力强度因子变成零。当施加的压缩应力小于中心张力时，应力强度因子降低但是不为零，并且应力侵蚀持续发生。不希望受限于任何特定理论，使得应力强度因子降低到低于0.2MPa·m0.5可以显著地降低玻璃中的应力侵蚀率。对于起始深至100微米的裂纹，会使得应力强度因子降低到低于0.2MPa·m0.5的所施加的阈值压缩应力约为20MPa。对于浅裂纹，该阈值较小，从而也使得屈曲趋势降低。最终，允许施加的最大压缩应力会受到屈曲考量的影响，并且允许施加的压缩应力会降低应力侵蚀率。通常来说，强化玻璃制品需要是力平衡的，这可以用如下所示的等式(3)来进行数学表示：
式中，t是玻璃制品厚度以及σ是玻璃制品由于强化过程(例如，化学强化、热回火、或者与CTE失配的材料进行层叠)的内部应力。当在玻璃制品上施加压缩应力时，不满足等式(3)，如等式(4)所示：
σ限制是施加到玻璃制品的应力，σ限制t是施加到强化玻璃制品的每单位长度的作用力，σ总和是σ+σ限制。通过如上计算，如图2所示，预压制的玻璃制品可以具有从2N/mm到60N/mm的σ限制t(或者甚至更高)，而常规强化玻璃制品σ限制t会是0N/mm。
参考图5，本公开的一个或多个实施方式涉及玻璃制品200，其包括较外区域210和芯区域220。较外区域210从外表面212延伸到层深度214。较外区域210被至少一个边缘216所限制。较外区域210处于内在应力，其是中性应力或者内在压缩应力。如本文所用，“中性应力”指的是零应力。
显示芯区域220位于两个较外区域210之间。芯区域220处于拉伸应力。本领域技术人员会理解的是，可以存在一个较外区域210或者多个较外区域210围绕多个芯区域220。例如，一些实施方式具有与单个芯区域220相邻且接触的单个较外区域210。
一些实施方式具有位于较外区域之间的至少一个芯区域220。图6显示两个芯区域220a、220b相互接触的实施方式。第一较外区域210a与第一芯区域220a相邻并接触，以及第二较外区域210b与第二芯区域220b相邻并接触。第一芯区域220a和第二芯区域220b可以具有相同的拉伸应力程度或者可以具有不同的拉伸应力程度。第一较外区域210a和第二较外区域220b可以具有相同的压缩应力程度或者可以具有不同的压缩应力程度。
图7显示较内区域240被第一芯区域220a和第二芯区域220b围绕且与它们接触的另一个实施方式。第一芯区域220a位于第一较外区域210a与较内区域240之间并与它们接触。第二芯区域220b位于第二较外区域210b与较内区域240之间并与它们接触。较内区域240、第一较外区域210a、和第二较外区域210b可分别独立地具有相同的压缩应力程度或者不同的压缩应力程度，这是相对于第一较外区域210a、第二较外区域210b和较内区域240中的其他任一个而言。第一芯区域220a和第二芯区域220b可以具有相同的拉伸应力程度或者可以具有不同的拉伸应力程度。
回过来参考图5，玻璃制品200具有主平面202。玻璃制品200的主平面202定义为玻璃制品可能与用户发生接触或者可能被用户触摸的主表面。例如，手持式装置(例如，手机)的主平面会是用户进行触摸的表面。汽车玻璃的主平面的另一个例子会是会与挡风玻璃刮水器发生接触的表面，或者形成面朝汽车内部的内侧表面的表面。本领域技术人员会理解的是，制品200的主平面202可以具有一定的曲率，不需要是平坦表面。例如，汽车挡风玻璃是具有主平面的弯曲表面。
出于描述目的，图5显示主平面202沿着所示的笛卡尔坐标的x-y平面放置。压缩元件230向所述至少一个边缘216施加外部压缩应力，并且增加了较外区域210上的压缩应力和降低了玻璃制品200的芯区域220中的拉伸应力。图5所示的压缩元件230基本沿着x-z平面放置，并且施加的压缩应力232是沿着x轴处于与主平面202基本共平面的方向。如本说明书和所附权利要求书所用，用于该内容的术语“基本共平面”指的是压缩应力是在共平面±10°内，完美共平面应力定义为0°。
各种实施方式的玻璃制品200是强化玻璃制品，从而较外区域210处于压缩应力，以及通过压缩元件230施加的外部压缩应力232的大小使得玻璃制品200的总内部应力由如下等式5定义：
式中，t是玻璃制品200的厚度以及σ是内部应力。内部应力(σ)是穿过制品200的厚度(t)的测量位置的函数。例如，参考图5，从顶表面201到底表面203穿过制品厚度t测量总内部应力。
在一些实施方式中，玻璃制品200的总内部应力大于零。在一些实施方式中，玻璃制品200的总内部应力小于零。如本文根据一个或多个实施方式所用，“总内部应力”指的是与主平面正交的内部应力测量之和。可以采用任意合适的技术来确定玻璃制品的应力分布，包括但不限于：折射近场(RNF)方法或散射光偏振镜(SCALP)方法。在一个或多个实施方式中，玻璃制品的总内部应力小于或等于约-0.75MPa·mm，例如小于或等于-1MPa·mm、-2MPa·mm、-3MPa·mm、-4MPa·mm、-5MPa·mm、-6MPa·mm、-7MPa·mm、-8MPa·mm、-9MPa·mm、-10MPa·mm、-100MPa·mm、-1,000MPa·mm、-1,500MPa·mm，或者更小。在一个或多个实施方式中，玻璃制品的总内部应力大于或等于约0.75MPa·mm，例如大于或等于1MPa·mm、2MPa·mm、3MPa·mm、4MPa·mm、5MPa·mm、6MPa·mm、7MPa·mm、8MPa·mm、9MPa·mm、10MPa·mm、100MPa·mm、1,000MPa·mm、1,500MPa·mm，或者更大。
在一些实施方式中，作为玻璃制品厚度的函数的由于玻璃制品的强化所导致的残留应力约等于0，以及由于压缩元件所导致的外部施加的应力在玻璃制品的厚度上基本恒定。例如，制品的厚度乘以外部施加的应力是如下范围：约0.75MPa·mm至约1,750MPa·mm，例如，约2MPa·mm至约1,000MPa·mm，约10MPa·mm至约500MPa·mm，或者其间所含的任意子范围。
在一些实施方式中，玻璃制品的厚度是如下范围：约75μm至约3.5mm，例如，约0.1-3mm、约0.2-2.5mm、约0.3-1.5mm，或者其间所含的任意子范围。
在一个或多个实施方式中，外部压缩应力是如下范围：约2MPa至约500MPa，例如，约5-500MPa、约10-500MPa、约20-500MPa、约25-500MPa、约30-500MPa、约35-500MPa，或者其间所含的任意子范围。
压缩元件230的尺寸可以取决于例如施加的外部压缩应力发生变化。在图5所示的实施方式中，压缩元件230比玻璃制品200的一侧小。在图6和7中，压缩元件230从制品200的顶表面201延伸到底表面203，从而压缩元件的厚度与制品厚度相同。本领域技术人员会理解的是，附图的相对尺寸(高度、宽度和长度)不是成比例的，并且不应用来限制本公开的范围。
压缩元件230可以放置在玻璃制品200的一侧或多侧上。在图5所示的实施方式中，压缩元件位于玻璃制品的一侧上；但是，本领域技术人员会认识到压缩元件还可以放在玻璃制品由于透视图所示不可见的那侧上。例如，在图8中，压缩元件230绕着玻璃制品的至少一个边缘连续地延伸。图9显示圆形或椭圆形状玻璃制品的俯视图，其中，仅有一个边缘216。在这个实施方式中，压缩元件230绕着制品的边缘216连续地延伸。图10显示另一个实施方式，其是具有5个边缘216的大致五边形制品。显示压缩元件230绕着该实施方式的所有五个边缘216持续地延伸。
通过压缩元件施加的压缩负荷可以施加单轴外部压缩应力或者双轴外部压缩应力。在图5中，显示的是单轴压缩应力负荷，以及仅制品左侧上的压缩元件230是可见的。但是，会理解的是，施加的“单轴”压缩应力指的是以单轴或单个平面(例如，XYZ坐标轴中的X平面)施加到制品两侧的应力。图11显示制品200的俯视图，显示压缩元件230放在制品200的左侧和右侧上。该制品的压缩负荷是单轴的，因为施加的压缩应力是沿着单轴或单个平面施加的。来自两侧所施加的压缩应力可以是相等的，或者可以是不等的。
在一些实施方式中，压缩元件230向制品200施加双轴外部压缩应力。图12显示具有4个压缩元件230的玻璃制品200的俯视图。所示的实施方式具有双轴压缩应力，因为压缩元件230a沿着y轴施加外部压缩应力，而压缩元件230b沿着x轴施加外部压缩应力。通过压缩元件沿着x轴和y轴施加的压缩应力的程度可以是相互不同的。压缩元件230a施加应力232a，而压缩元件230b施加应力232b。如图12所示，压缩应力232a、232b向量的大小是不同的，表明应力程度是不同的。
在一些实施方式中，压缩元件230施加等双轴外部压缩应力。如这里所用，术语“等双轴外部压缩应力”指的是沿着两个轴(例如，x轴和y轴)施加的压缩应力是基本相同的。如本说明书和所附权利要求书中所用，以这种方式所使用的术语“基本相同”指的是沿着x轴的压缩应力和沿着y轴的压缩应力相互在±5％之内，例如，相互在±4％、±3％、±2％、或±1％之内。例如，(类似于图9所示的)圆形玻璃制品200，施加到边缘216的压缩负荷是双轴的。在具有非等双轴应力的一些实施方式中，玻璃制品的折射率或者其他光学性质可能发生变化。
如图13所示，在一个或多个实施方式中，玻璃制品包括放置在玻璃制品200的所述至少一个边缘216与压缩元件230之间的粘合剂250。所示的玻璃制品200包括顶部上的弯曲表面207和底部上的粘合剂250。图13所示的压缩元件230是任选组件。粘合剂250可用于将压缩元件230与玻璃制品粘附，或者除了将玻璃制品与(未示出的)另一表面粘附之外还起到压缩元件的作用。
玻璃制品可以是任意合适的玻璃制品或者是更大制品的玻璃组件。例如，玻璃制品可以是手持式装置的组件，包括但不限于显示屏的覆盖玻璃。
在一些实施方式中，玻璃制品是车辆玻璃窗，例如，汽车的前挡风玻璃或后挡风玻璃或者侧窗。在一个或多个实施方式中，玻璃制品是建筑玻璃(例如，用于建筑物的玻璃面板)或者电器玻璃(例如，用于烤箱门的玻璃组件)。
本公开的一些方面涉及玻璃制品的强化方法。可以用压缩元件向玻璃制品的至少一个边缘施加外部压缩应力。玻璃制品可以包括处于内在应力(其是内在中性应力或者内在压缩应力)的较外区域和处于拉伸应力的芯区域，以及玻璃制品具有被所述至少一个边缘限定的主平面。
再次参见图8所示的实施方式，在一些实施方式中，压缩元件230包括框架，所述框架向玻璃制品的周界施加外部压缩应力。框架状压缩元件230可以是任意合适形状，这取决于例如玻璃制品200的形状。图8显示矩形框架状压缩元件，而图9显示圆形或椭圆形框架状压缩元件。在图8所示的实施方式中的压缩元件230没有延伸到玻璃制品的顶表面或底表面。这仅仅是一种可能构造的代表，本领域技术人员会理解的是，压缩元件230的尺寸可以是不同的。框架状压缩元件可以通过任意合适技术向玻璃制品施加压力。例如，可以在绕着玻璃制品的边缘放置之前，加热压缩元件230从而使得元件的形状膨胀。在冷却之后，压缩元件230可以收缩从而向玻璃制品施加外部压缩应力。在替代实施方式中，框架状压缩元件230可以通过机械作用力向玻璃制品施加压力。例如，框架状压缩元件230可以包括制动器，其允许用户增加玻璃制品的至少一个边缘上的压缩作用力，或者框架可以包括螺纹紧固件，或者框架可以制造成使得框架向玻璃制品的至少一个边缘施加弹簧作用力。
在一些实施方式中，通过压缩元件施加的外部压缩应力设计成或者构造成减轻玻璃制品的屈曲。例如，外部压缩应力可以设计成考虑上文(等式1)所述的屈曲等式，以及其他设计特征可以减轻屈曲失效的风险。在一个或多个实施方式中，压缩元件230赋予的压缩应力小于约80％的玻璃制品的临界屈曲应力。在各种实施方式中，压缩元件230赋予的压缩应力小于约70％的玻璃制品的临界屈曲应力，例如小于约60％或者小于约50％的玻璃制品的临界屈曲应力。
在一些实施方式中，压缩元件放置成与玻璃制品的所述至少一个边缘接触，以及压缩元件以与主平面基本共平面的方向向玻璃制品的所述至少一个边缘施加作用力。在一些实施方式中，使用粘合剂将压缩元件与玻璃制品的所述至少一个边缘连接。
参见图14，一些实施方式包括应用压缩元件230在制品200的背表面209上施加应力。压缩负荷被施加到制品的背表面209而不是制品的边缘。如果制品的一侧不需要是透明的，则压缩元件230可以是不透明或者半透明的环氧化物，其可以在固化时发生收缩。收缩环氧化物会在固化时向制品施加压力。
在一些实施方式中，收缩环氧化物导致制品的弯曲。制品可以形成为预先弯曲的，从而在收缩之后，制品变平。在一些实施方式中，将第二限制组件放置成与制品相邻，从而甚至在收缩之后，仍然是基本平坦的。
本文所用的玻璃制品可以是无定形制品或者晶体制品。根据一个或多个实施方式的无定形制品可以包括选自下组的玻璃：钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃、和碱性铝硼硅酸盐玻璃。根据一个或多个实施方式的晶体制品可以包括玻璃陶瓷材料。在一个或多个实施方式中，当化学强化时，玻璃制品可以具有压缩应力(CS)层，化学强化玻璃中的CS从化学强化玻璃的表面延伸到压缩应力层深度(DOL)，其是至少10um至几十微米深度。在一个或多个实施方式中，玻璃制品可以包括热强化玻璃制品、化学强化玻璃制品、或者热强化与化学强化玻璃制品的组合。在一个或多个实施方式中，玻璃制品可以包括未强化玻璃，例如，购自康宁有限公司(Corning Incorporated)的Eagle
如本文所用，“热强化”指的是制品经过热处理以改善制品的强化，并且“热强化”包括经回火制品和热强化制品，例如，回火玻璃和热强化玻璃。通过加速冷却过程产生回火玻璃，这在玻璃中产生了较高的表面压缩和/或边缘压缩。影响表面压缩程度的因素包括空气猝冷温度、体积和选择以产生至少10000磅每平方英寸(psi)的表面压缩的其他变量。回火玻璃通常比退火玻璃或者未处理玻璃牢固4至5倍。通过比回火玻璃慢的冷却产生热强化玻璃，这导致表面处较低的压缩强度，并且热强化玻璃近似比退火玻璃或者未处理玻璃牢固2倍。
在化学强化玻璃制品中，在低于玻璃网络会发生松弛的温度下用较大离子替换较小离子，在玻璃中产生离子分布，这导致应力曲线。进入的离子的较大体积在表面上产生压缩应力(CS)，在玻璃中心产生张力(中心张力，或者CT)。压缩应力与中心张力的关系近似如等式(6)所示：
式中，厚度是强化玻璃制品的总厚度，以及压缩层深度(DOL)是离子交换深度。离子交换深度可描述为强化玻璃或玻璃陶瓷制品内的深度(即，从玻璃制品的表面到玻璃或玻璃陶瓷制品的内部区域的距离)，在该深度，通过进行离子交换过程促进了离子交换。除非另有说明，否则本文的中心张力(CT)和压缩应力(CS)的单位是兆帕斯卡(MPa)，而厚度和层深度(DOL)的单位是毫米或微米。
通过表面应力计(FSM)，采用日本折原实业有限公司(Orihara Industrial Co.,Ltd.(Japan))制造的商业仪器如FSM-6000，来测量压缩应力(包括表面CS)和层深度(DOL)。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C770-16中所述的方案C(玻璃碟的方法)来测量SOC，题为“Standard Test Methodfor Measurement of Glass Stress-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。
对于CS层延伸至玻璃制品内较深深度的强化玻璃制品，FSM技术可能存在对比度问题，这影响了观察到的DOL值。在较深的DOL值处，在横向电子(TE)和横向磁(TM)谱之间可能存在对比度不足，从而使得计算TE与TM谱之间的差异(和确定DOL)更为困难。此外，FSM技术无法确定应力曲线(即，CS随着玻璃基制品内的深度发生变化)。除此之外，FSM技术无法确定由于某些元素的离子交换(例如，钠交换锂)所产生的DOL。
已经开发了下文所述的技术来更准确地确定压缩深度(DOC)，其定义为玻璃基材内的应力从压缩变化为拉伸应力的深度，以及确定强化的玻璃基制品的应力分布。
在2012年5月3日由Rostislav V.Roussev等人提交的题为“Systems And Methodsfor Measuring the Stress Profile of Ion-Exchanged Glass(用于测量离子交换玻璃的应力曲线的系统和方法)”的美国专利第9,140,543号(下文称作“Roussev I”)(其要求2011年5月25日提交的具有相同名称的美国临时专利申请第61/489,800号的优先权)中，揭示了两种方法来提取回火玻璃或者化学强化玻璃的详细且精确的应力曲线(应力与深度关系)。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。
在一个实施方式中，通过使用逆Wentzel-Kramers-Brillouin(IWKB)方法，从模式谱图获得详细折射率曲线。
在另一个实施方式中，通过如下方式获得详细折射率曲线：将测得的模式谱图与描述了折射率曲线形状的预先确定的函数形式的数值计算谱图进行拟合，以及获得得自最佳拟合的函数形式的参数。通过使用如下等式(7)所定义的已知的应力-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
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0.00001折射率单位(RIU)的精确度。RoussevI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。
类似地，在2013年9月23日由Rostislav V.Roussev等提交的题为“Systems AndMethods for Measuring Birefringence in Glass and Glass-Ceramics(用于测量玻璃和玻璃陶瓷中的双折射的系统和方法)”的美国专利第8,957,374号(下文称作“RoussevII”)(其要求2012年9月28日提交的具有相同名称的美国临时专利申请系列第61/706,891号的优先权)中，揭示了对玻璃和玻璃陶瓷(包括不透明玻璃和玻璃陶瓷)的表面上的双折射进行光学测量的设备和方法。不同于对不同模式的光谱进行鉴别的Roussev I，RoussevII所揭示的方法依赖于对通过测量的棱镜耦合配置中的棱镜-样品界面所反射的TM和TE光的角度强度分布进行仔细分析。上述申请的全部内容都参考结合入本文中。
因此，反射的光强度与角度的正确分布相比于常规棱镜耦合应力测量要重要的多，在所述常规棱镜耦合应力测量中，仅探寻了离散模式的位置。为此，Roussev 1和Roussev II所揭示的方法包括了对强度谱进行标准化的技术，包括标准化至参照图像或信号，对于探测器的非线性的校准，多个图像的平均化以减少图像噪音和斑点，以及应用数字过滤来进一步平滑强度角度谱。此外，一个方法包括形成对比度信号，对其进行额外标准化以校正TM与TE信号之间的基本形状差异。前述方法依赖于实现近乎相同的两个信号并通过将含有最陡峭区域的信号部分进行对比来确定它们的相互位移与子像素分辨率。双折射与相互位移成比例，系数由设备设计所确定，包括棱镜几何形貌和折射率、透镜焦距和传感器上的像素间距。应力由测得的双折射率乘以已知的应力-光学系数所确定。
在另一个揭示的方法中，在应用前述信号调节技术的一些组合之后，确定TM和TE信号的偏差。用子像素分辨率获得TM和TE信号的最大偏差的位置，以及双折射与上述两个最大值的间距成比例，系数是之前通过设备参数确定的。
与正确强度提取的要求相关的是，设备包括数种强化，例如，在紧密靠近棱镜进入表面或者在棱镜进入表面上采用光散射表面(静态扩散器)以改善照明的角度均匀性，当光源相干或者部分相干时移动扩散器来减少斑点，以及棱镜的部分输入和输出面和棱镜的侧面上的吸光涂层，以减少倾向于扭曲强度信号的寄生背景。此外，设备可以包括红外光源来实现对不透明材料进行测量。
除此之外，Roussev II揭示了通过所述方法和设备强化所能够实现的测量的进行研究的样品的波长和衰减系数范围。范围限定为αsλ<250πσs，其中，αs是在测量波长λ处的光学衰减系数，以及σs是具有通常要求的实际应用精度的待测量的应力的预期值。该宽范围允许在大的光学衰减使得先前存在的测量方法不适用的波长处获得重要的实际测量。例如，Roussev II揭示了在衰减大于约30dB/mm的1,550nm波长处对不透明白色玻璃陶瓷的应力诱发的双折射进行成功测量。
如上文注意到的是，虽然FSM技术在较深的DOL值时存在一些问题，但是FSM仍然是有利的常规技术，理解的是，采用其可以在较深DOL值处具有高至±20％的误差范围。本文所用的DOL指的是采用FSM技术计算的压缩应力层深度值，而DOC指的是通过Roussev I&II所述的方法确定的压缩应力层的深度。
本公开所陈述的杨氏模量值指的是通过ASTM E2001-13中，题为“Standard Guidefor Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallicand Non-metallic Parts(共振超声波光谱法用于金属和非金属部件缺陷检测的标准指南)”提出的一般类型的共振超声波谱技术的测量值。本公开所陈述的泊松比值指的是通过ASTM E2001-13中，题为“Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy forDefect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts(共振超声波光谱法用于金属和非金属部件缺陷检测的标准指南)”提出的一般类型的共振超声波谱技术的测量值。
用于玻璃制品的材料可发生变化。在示例性实施方式中，玻璃制品可以包括玻璃或者玻璃陶瓷。玻璃可以是钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃和/或碱性铝硼硅酸盐玻璃。玻璃陶瓷可以包括Li2O-Al2O3-SiO2体系(即LAS体系)玻璃陶瓷、MgO-Al2O3-SiO2体系(即MAS体系)玻璃陶瓷和/或包含至少一个选自下组的主晶相的玻璃陶瓷：多铝红柱石、尖晶石、α-石英、β-石英固溶体、透锂长石、二硅酸锂、β-锂辉石、霞石和氧化铝。在一些实施方式中，用于玻璃制品的组成可配料有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。
可采用各种不同工艺来提供玻璃制品。例如，示例性玻璃制品成形方法包括浮法玻璃工艺和下拉法，例如熔合拉制和狭缝拉制。通过浮法玻璃工艺制备的玻璃制品可表征为具有光滑表面和均匀厚度，并且是通过使得熔融玻璃在熔融金属(通常是锡)床上浮动来制造的。在一个示例性工艺中，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。
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。
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。
狭缝拉制工艺与熔合拉制工艺不同。在狭缝拉制工艺中，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。熔融玻璃流过狭缝和喷嘴，以连续的制品下拉并进入退火区。
可用于制造本文所述玻璃制品的玻璃例子包括：碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物，但是也考虑其他玻璃组合物。此类玻璃组合物可表征为可离子交换的。如本文所用，“可离子交换”是指基材包含的组成能够实现尺寸更大或更小的同价态阳离子与位于基材表面处或附近的阳离子发生交换。一种示例性玻璃组成包含SiO2、B2O3和Na2O，其中，(SiO2+B2O3)≥66摩尔％，并且Na2O≥9摩尔％。在一些实施方式中，合适的玻璃组合物还包含K2O、MgO和CaO中的至少一种。在一个特定实施方式中，用于基材的玻璃组合物可包含：61-75摩尔％的SiO2；7-15摩尔％的Al2O3；0-12摩尔％的B2O3；9-21摩尔％的Na2O；0-4摩尔％的K2O；0-7摩尔％的MgO；以及0-3摩尔％的CaO。
适合玻璃制品的另一种示例性玻璃组成包含：60-70摩尔％的SiO2；6-14摩尔％的Al2O3；0-15摩尔％的B2O3；0-15摩尔％的Li2O；0-20摩尔％的Na2O；0-10摩尔％的K2O；0-8摩尔％的MgO；0-10摩尔％的CaO；0-5摩尔％的ZrO2；0-1摩尔％的SnO2；0-1摩尔％的CeO2；小于50ppm的As2O3；以及小于50ppm的Sb2O3；其中12摩尔％≤(Li2O+Na2O+K2O)≤20摩尔％，0摩尔％≤(MgO+CaO)≤10摩尔％。
适合玻璃制品的另一种示例性玻璃组合物包含：63.5-66.5摩尔％的SiO2；8-12摩尔％的Al2O3；0-3摩尔％的B2O3；0-5摩尔％的Li2O；8-18摩尔％的Na2O；0-5摩尔％的K2O；1-7摩尔％的MgO；0-2.5摩尔％的CaO；0-3摩尔％的ZrO2；0.05-0.25摩尔％的SnO2；0.05-0.5摩尔％的CeO2；小于50ppm的As2O3；以及小于50ppm的Sb2O3；其中14摩尔％≤(Li2O+Na2O+K2O)≤18摩尔％，且2摩尔％≤(MgO+CaO)≤7摩尔％。
在一个具体实施方式中，适合玻璃制品的碱性铝硅酸盐玻璃组合物包含氧化铝、至少一种碱金属以及在一些实施方式中大于50摩尔％的SiO2，在其他实施方式中至少为58摩尔％的SiO2，以及在其他实施方式中至少为60摩尔％的SiO2，其中，比例((Al2O3+B2O3)/∑改性剂)>1，其中，组分的比例以摩尔％计，以及改性剂是碱金属氧化物。在特定实施方式中，该玻璃组合物包含：58-72摩尔％的SiO2、9-17摩尔％的Al2O3、2-12摩尔％的B2O3、8-16摩尔％的Na2O以及0-4摩尔％的K2O，其中，比例((Al2O3+B2O3)/∑改性剂)>1。
在另一个实施方式中，玻璃制品可包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物，其包含：64-68摩尔％的SiO2；12-16摩尔％的Na2O；8-12摩尔％的Al2O3；0-3摩尔％的B2O3；2-5摩尔％的K2O；4-6摩尔％的MgO；以及0-5摩尔％的CaO，其中66摩尔％≤SiO2+B2O3+CaO≤69摩尔％；Na2O+K2O+B2O3+MgO+CaO+SrO>10摩尔％；5摩尔％≤MgO+CaO+SrO≤8摩尔％；(Na2O+B2O3)-Al2O3≤2摩尔％；2摩尔％≤Na2O-Al2O3≤6摩尔％；以及4摩尔％≤(Na2O+K2O)-Al2O3≤10摩尔％。
在一个替代实施方式中，玻璃制品可包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物，其包含：大于或等于2摩尔％的Al2O3和ZrO2中的至少一种，或者大于或等于4摩尔％的Al2O3和ZrO2中的至少一种。
一旦形成，可以对玻璃制品进行强化以形成经强化的玻璃制品。应注意的是，也可以对包含玻璃陶瓷材料的玻璃制品进行强化以形成经强化的玻璃制品。
本公开的另一个方面属于玻璃制品的强化方法，其包括采用压缩元件向玻璃制品的至少一个边缘施加外部压缩应力。玻璃制品包括处于内在中性应力或者内在压缩应力的较外区域和处于拉伸应力的芯区域，玻璃制品具有被所述至少一个边缘限定的主平面。在一个或多个实施方式中，施加外部压缩应力包括增加通过压缩元件施加到玻璃制品的所述至少一个边缘的作用力。在一个或多个实施方式中，方法包括将压缩元件放置成与玻璃制品的所述至少一个边缘接触，以及使用压缩元件以与主平面基本共平面的方向向玻璃制品的所述至少一个边缘施加作用力。根据一个或多个实施方式中，方法包括使用粘合剂将压缩元件与玻璃制品的所述至少一个边缘连接。
本文所揭示的玻璃制品可以被整合到另一制品中，例如具有显示屏的制品(或显示器制品)(例如，消费者电子件，包括移动电话、平板、电脑和导航系统等)，建筑制品，运输制品(例如，车辆、火车、飞行器、航海器等)，电器制品，或者任意需要部分透明性、耐划痕性、耐磨性或其组合的制品。结合了如本文所揭示的任意强化制品的示例性制品如图15A和15B所示。具体来说，图15A和15B显示消费者电子器件300，其包括：具有前表面304、后表面306和侧表面308的外壳302；(未示出的)电子组件，其至少部分位于或者完全位于外壳内并且至少包括控制器、存储器和位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻的显示器310；以及位于外壳的前表面或者在外壳的前表面上方的覆盖基材312，从而使其位于显示器上方。在一些实施方式中，覆盖基材312或者外壳302可以包括本文所揭示的任意玻璃制品。
虽然上述内容涉及各种实施方式，但是，可以在不偏离基本范围的情况下，对本公开的其他和进一步的实施方式进行设计，并且本公开的范围由所附权利要求书确定。

Claims (33)

1.一种玻璃制品，所述玻璃制品包括：
从玻璃制品的外表面延伸到层深度的较外区域，其中，所述较外区域被玻璃制品的至少一个边缘所限制，以及较外区域具有内在应力，所述内在应力是内在中性应力或者内在压缩应力；
处于拉伸应力的芯区域；以及
压缩元件，所述压缩元件向所述至少一个边缘施加外部压缩应力。
2.如权利要求1所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品具有主平面，以及所述压缩元件以基本与所述主平面共平面的方向施加外部压缩应力。
3.如权利要求1或2所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品是强化玻璃制品，使得较外区域具有内在压缩应力，以及通过压缩元件施加的外部压缩应力增加了较外区域的压缩应力和降低了玻璃制品的芯区域的拉伸应力。
4.如权利要求3所述的玻璃制品，其特征在于，玻璃制品的总内部应力小于零。
5.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其特征在于，通过压缩元件施加的外部压缩应力是约2MPa至约500MPa。
6.如前述任一项权利要求所述的玻璃制品，其特征在于，压缩元件绕着所述至少一个边缘连续地延伸。
7.如前述任一项权利要求所述的玻璃制品，其特征在于，压缩元件施加单轴外部压缩应力。
8.如权利要求1-6中任一项所述的玻璃制品，其特征在于，压缩元件施加双轴外部压缩应力。
9.如权利要求1-6或8中任一项所述的玻璃制品，其特征在于，压缩元件施加等双轴外部压缩应力。
10.如前述任一项权利要求所述的玻璃制品，所述玻璃制品还包括布置在玻璃制品的所述至少一个边缘与压缩元件之间的粘合剂。
11.如前述任一项权利要求所述的玻璃制品，其特征在于，玻璃制品选自下组：手持式装置显示屏、车辆玻璃窗、建筑玻璃、和电器玻璃。
12.如前述任一项权利要求所述的玻璃制品，其特征在于，较外区域和芯区域形成选自下组的强化玻璃：层叠玻璃基材、化学强化玻璃基材、热强化玻璃基材，及其组合。
13.如前述任一项权利要求所述的玻璃制品，其特征在于，压缩元件包括框架，所述框架向玻璃制品施加外部压缩应力。
14.如前述任一项权利要求所述的玻璃制品，其特征在于，压缩元件还包括与玻璃制品的所述至少一个边缘接触的粘合剂。
15.如前述任一项权利要求所述的玻璃制品，其特征在于，通过压缩元件施加的外部压缩应力增加了玻璃制品的抗应力侵蚀性。
16.一种消费者电子产品，其包括：
具有前表面、背表面和侧表面的外壳；
至少部分提供在所述外壳内的电子组件，所述电子组件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器提供在所述外壳的前表面处或者与所述外壳的前表面相邻；以及
布置在所述显示器上的覆盖玻璃，
其中，一部分的外壳或者覆盖玻璃中的至少一个包括如任意前述权利要求所述的玻璃制品。
17.一种玻璃制品，所述玻璃制品具有被至少一个边缘限制的主平面，所述玻璃制品包括：
从玻璃制品的外表面延伸到层深度的较外区域，其中，所述较外区域处于内在应力，所述内在应力是内在中性应力或者内在压缩应力；
处于拉伸应力的芯区域；以及
压缩元件，其构造成以与主平面基本共平面的方向向所述至少一个边缘施加外部压缩应力，从而使得玻璃制品具有如下所定义的总内部应力：
∫0 Tσdt≠0
式中，t是玻璃制品的厚度以及σ是内部应力。
18.如权利要求17所述的玻璃制品，其特征在于，玻璃制品的总内部应力小于零。
19.如权利要求17或18所述的玻璃制品，其特征在于，通过压缩元件施加的外部压缩应力是约2MPa至约500MPa。
20.如权利要求17-19中任一项所述的玻璃制品，其特征在于，压缩元件绕着所述至少一个边缘连续地延伸。
21.如权利要求17-20中任一项所述的玻璃制品，其特征在于，玻璃制品选自下组：手持式装置显示屏、车辆玻璃窗、建筑玻璃、和电器玻璃。
22.如权利要求17-21中任一项所述的玻璃制品，其特征在于，较外区域和芯区域形成选自下组的强化玻璃：化学强化玻璃基材、热强化玻璃基材，以及化学且热强化玻璃基材。
23.如权利要求17-22中任一项所述的玻璃制品，其特征在于，压缩元件赋予的压缩应力小于约80％的玻璃制品的临界屈曲应力。
24.如权利要求17-23中任一项所述的玻璃制品，其特征在于，通过压缩元件施加的外部压缩应力增加了玻璃制品的抗应力侵蚀性。
25.一种消费者电子产品，其包括：
具有前表面、背表面和侧表面的外壳；
至少部分提供在所述外壳内的电子组件，所述电子组件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器提供在所述外壳的前表面处或者与所述外壳的前表面相邻；以及
布置在所述显示器上的覆盖玻璃，
其中，一部分的外壳或者覆盖玻璃中的至少一个包括如权利要求17-24中任一项所述的玻璃制品。
26.一种对玻璃制品进行强化的方法，所述方法包括：
使用压缩元件向玻璃制品的至少一个边缘施加外部压缩应力，
其中，玻璃制品包括处于内在中性应力或者内在压缩应力的较外区域和处于拉伸应力的芯区域，以及被玻璃制品的所述至少一个边缘限定的主平面。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，施加外部压缩应力包括增加通过压缩元件施加到玻璃制品的所述至少一个边缘的作用力。
28.如权利要求26或27所述的方法，所述方法还包括：
将压缩元件布置成与玻璃制品的所述至少一个边缘接触，以及
以与主平面基本共平面的方式，用压缩元件向玻璃制品的所述至少一个边缘施加作用力。
29.如权利要求26或27所述的方法，所述方法还包括在压缩元件与玻璃制品的所述至少一个边缘之间布置粘合剂。
30.如权利要求26-29中任一项所述的方法，其特征在于，玻璃制品选自下组：手持式装置显示屏、车辆玻璃窗、建筑玻璃、和电器玻璃。
31.如权利要求26-30中任一项所述的方法，其特征在于，压缩元件包括绕着玻璃制品的周界的框架。
32.如权利要求26-31中任一项所述的方法，其特征在于，通过压缩元件施加的外部压缩应力增加了玻璃制品的抗应力侵蚀性。
33.如权利要求26-32中任一项所述的方法，其特征在于，压缩元件在玻璃制品的所述至少一个边缘上赋予的压缩应力小于约80％的玻璃制品的临界屈曲应力。
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