CN110304841B - 非对称化学强化 - Google Patents

Abstract

本发明题为“非对称化学强化。”本发明公开了非对称强化玻璃制品、用于制造其的方法以及所述制品在便携式电子设备中的使用。所述非对称强化玻璃制品包括在所述玻璃制品的较厚部分中具有较深压缩应力层的玻璃制品。在使用预算量的压缩应力和拉伸应力的情况下，针对玻璃制品的实用性优化非对称化学强化。在一些方面中，所述强化玻璃制品可以被设计成在掉落时减少损坏或损坏传播。

Description

非对称化学强化

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2018年3月20日提交且题目为“Asymmetric ChemicalStrengthening”的美国临时专利申请No.62/645,789的权益，并且本申请是2017年5月19日提交且题目为“Asymmetric Chemical Strengthening”的美国专利申请No.15/600,204的部分继续专利申请，其要求以下专利申请的权益：2016年5月19日提交且题目为“Asymmetric Chemical Strengthening”的美国临时专利申请No.62/339,062、2016年7月14日提交且题目为“Asymmetric Chemical Strengthening”的美国临时专利申请No.62/362,578、2016年7月29日提交且题目为“Asymmetric Chemical Strengthening”的美国临时专利申请No.62/368,787、以及2016年7月29日提交且题目为“Asymmetric ChemicalStrengthening”的美国临时专利申请No.62/368,792，所述专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。

技术领域

所描述的实施方案大体涉及玻璃制品的非对称化学强化。更具体地，本实施方案涉及校准用于便携式电子设备的覆盖玻璃的强度和安全性。

背景技术

用于小形状因数设备的覆盖窗口和显示器通常由玻璃制成。玻璃虽然透明且耐刮擦，但易碎并易受冲击而失效。在这些玻璃部分中设置合理强度水平对于降低玻璃部分失效以及因此降低设备故障的可能性而言是至关重要的。

化学强化已经用于增加玻璃部分的强度。典型的化学强化依赖于在玻璃部分的整个表面上的压缩应力的均匀和对称的增加。事实证明，此类强化过程可有效降低玻璃部分的某种水平的失效。然而，在形成用于小形状因数设备的较薄玻璃方面仍然存在巨大压力，其中对称化学强化不足以按可靠方式防止冲击失效。

这样，虽然常规化学强化是有效的，但仍然需要提供用于强化玻璃，特别是薄玻璃的改进和替代性方式。

发明内容

本文描述的各种实施方案包括非对称强化玻璃制品。与对称强化玻璃制品相比，非对称强化玻璃制品可以具有增强的可靠性和安全性。在实施方案中，非对称强化玻璃制品具有带第一应力模式的第一区域和带第二应力模式的第二区域。第一应力模式和第二应力模式彼此不同。第一应力模式和第二应力模式的差异可以导致非对称强化玻璃制品中的应力不平衡。

在本公开的方面中，玻璃制品通过离子交换过程来非对称地化学强化。在实施方案中，离子交换过程沿玻璃制品的一个或多个表面引入压缩应力层(即残余压缩应力层)。当压缩应力层沿玻璃制品的表面不同时，可能发生非对称化学强化。例如，玻璃制品的前表面处的压缩应力层的深度可以大于玻璃制品的后表面处的压缩层的深度。在这种情况下，玻璃制品的前表面可以比底表面更耐用和抗冲击。此外，尽管在前表面上包括附加的压缩应力可能倾向于引起玻璃制品内的拉伸应力的增加，但拉伸应力的这种增加可以通过后表面上的较浅压缩深度来补偿。

在附加的方面中，玻璃制品包括较厚部分和较薄部分，每个部分都被不同地强化。在实施方案中，玻璃制品包括比玻璃制品的中心部分更厚的周边部分。周边区域的较大厚度可以允许在该区域中存在更大程度的化学强化，而不会在玻璃制品中创建不期望水平的拉伸应力。

在实施方案中，压缩应力层在较厚的周边部分中的深度大于在较薄的中心部分中的深度。这种非对称化学强化的模式允许周边区域的表面比中心部分的表面更耐冲击。在另外的实施方案中，周边部分和/或中心部分的不同表面可以被非对称地强化。例如，深度和/或表面压缩应力可以在玻璃制品的一部分的前表面和后表面之间不同。

在附加的实施方案中，用于电子设备的玻璃制品包括具有第一厚度的第一部分、以及具有大于第一厚度的第二厚度的第二部分。电子设备的中心区域可以限定第一部分和第二部分。电子设备还可以包括与中心区邻接并至少部分地围绕中心区的周边区。周边部分可以具有大于第一厚度的第三厚度。第三厚度也可以大于第二厚度。

如先前所讨论的，玻璃制品可以被非对称地化学强化。例如，与较薄的第一部分的外表面相比，压缩应力层可以在较厚的第一部分的外表面处更深。另外，玻璃制品可以被非对称地化学强化，使得玻璃制品的给定部分中的压缩应力层在外表面处比在内表面处更深。

例如，较薄的中心区域可以被非对称地化学强化，以包括从中心外表面延伸到第一深度的第一压缩应力区域；以及从中心内表面延伸到第二深度的第二压缩应力区域。第二深度可以小于第一深度。作为附加的示例，较厚的周边区可以被非对称地化学强化以包括：第三压缩应力区域，其从周边外表面延伸到大于第一深度的第三深度；以及第四压缩应力区域，其从周边内表面延伸到小于第三深度的第四深度。中心区可以具有第一厚度，并且周边区可以具有第二厚度并至少部分地围绕中心区。

作为附加的示例，玻璃制品包括较薄的第一部分和较厚的第二部分，并且玻璃制品可以被非对称地化学强化，使得与较薄的第一部分的前表面相比，压缩应力层在较厚的第二部分的前表面和/或后表面处更深。玻璃制品也可以被非对称地化学强化，使得与后表面相比，第一部分和第二部分中的至少一个的压缩应力层在前表面处更深。在实施方案中，玻璃制品的中心区限定第一部分和第二部分。

作为示例，第一部分具有第一厚度并且包括第一前表面和第一后表面。第二部分具有大于第一厚度的第二厚度，与第一部分邻接，并且包括第二前表面和第二后表面。第二部分还可以包括邻接第一后表面和第二后表面的第一壁表面。

第一部分还包括：第一压缩应力区域，其沿第一前表面具有第一深度；以及第二压缩应力区域，其沿第一后表面具有小于第一深度的第二深度。第二部分包括第三压缩应力区域，其沿第二前表面具有第三深度；以及第四压缩应力区域，其沿第二后表面具有第四深度，该第三深度和该第四深度中的至少一个大于该第一深度。在实施方案中，第一后深度约等于第二后深度。

在实施方案中，周边区至少部分地围绕中心区，并且周边区包括第三前表面和第三后表面。周边区还可以包括邻接第三后表面和第一后表面的第二壁表面。此外，周边区还可以包括邻接第三后表面和第二后表面的第三壁表面。周边区还包括：第五压缩应力区域，其沿第三前表面具有第五深度；以及第六压缩应力区域，其沿第三后表面具有第六深度，该第五深度和该第六深度中的至少一个大于该第一深度。

本文描述的各种实施方案还包括用于电子设备的非对称强化覆盖玻璃，其中覆盖玻璃被设计成减少或限制由于冲击(例如，掉落)引起的损坏。在实施方案中，非对称强化覆盖玻璃包括

在附加的实施方案中，覆盖玻璃包括由非对称强化产生的三种不同应力模式，对应于覆盖玻璃的拐角区的第一应力模式、对应于覆盖玻璃的直边缘或直周边区的第二应力模式、以及对应于覆盖玻璃的其余区或中心区的第三应力模式。第一区被最大程度地强化，第二区的强化程度小于第一区，并且第三区的强化程度与第一区和第二区相比最小。为了保持与电子设备的有用覆盖玻璃相对应的压力预算，所有的压力预算通常都花在第一区和第二区上，从而允许几乎不会强化第三区。这种非对称强化的模式导致其中发生大多数冲击的拐角被最大程度强化且耐冲击，第二区具有足够的强化以用于冲击保护，并且第三区保持基本平坦。

实施方案还包括便携式电子设备，其包括根据本公开的玻璃制品，以及涉及制造相同便携式电子设备的方法。在一些方面中，玻璃制品可以经历监测和测试以识别符合用于电子设备的非对称强化玻璃制品。

在方法实施方案中，玻璃制品被非对称地强化以校准用于便携式电子设备的玻璃。玻璃制品可以被校准以具有目标几何形状或提供一个或多个平坦表面。

在一些方面中，本公开提供了一种用于制造玻璃制品的方法，其包括通过沿着玻璃制品的表面通过至少一个离子交换来形成压缩应力层。压缩应力层包括玻璃制品的不同部分中的不同深度的区域。玻璃制品可以包括较薄的中心部分和较厚的周边部分，并且压缩应力层可以沿中心部分和周边部分形成。

示例性压缩应力层包括：第一压缩应力区域，其沿该玻璃制品的中心外表面具有第一深度；以及第二压缩应力区域，其沿该玻璃制品的中心内表面具有第二深度。第二深度可以小于第一深度。压缩应力层还包括：第三压缩应力区域，其沿该玻璃制品的周边外表面具有大于该第一深度的第三深度，该周边部分的厚度大于该中心部分的厚度；以及第四压缩应力区域，其沿该制品的周边内表面具有小于该第三深度的第四深度。压缩应力层的形成在玻璃制品内产生拉伸应力区域以平衡压缩应力层。

通常，使用多个离子交换(可替代地，离子交换操作)来形成包括多个压缩应力区域的压缩应力层。作为示例，可以在单独的离子交换操作中形成每个压缩应力区域。作为另一个示例，可以在多个离子交换操作期间形成至少一个压缩应力区域。形成具有不同深度的区域的压缩应力层的操作通常包括将掩模施加到玻璃制品的至少一个操作。

一些非对称强化的方法包括将可离子交换的玻璃浸入浴中，该浴包括要针对玻璃制品中的较小离子进行交换的离子。示例性方法可以包括将浸渍钠的玻璃制品浸入钾离子浴中，同时优选在玻璃制品的预定表面处输送钾离子。在一些方面中，将浸渍钠的玻璃制品浸入钾离子浴中伴随着将微波辐射提供给玻璃制品的相同预定表面。在包括多个离子交换操作的方法中，不同浴可以具有不同浓度的要引入玻璃制品中的离子。

在附加的方法实施方案中，使用化学强化来识别和实现应力关系。在一些方面中，玻璃成形与非对称化学强化相结合以提供具有适当几何形状的玻璃制品。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将容易理解本公开，其中类似的参考标号指代类似的结构元件，并且其中：

图1显示了根据本文的实施方案的玻璃制品的图示。

图2是根据本文的实施方案的玻璃强化过程的流程图。

图3显示了根据本文的实施方案的玻璃强化系统。

图4A是根据本文的实施方案的已经被对称化学处理的玻璃覆盖物的截面图。

图4B是根据本文的实施方案的玻璃覆盖物的截面图，该玻璃覆盖物已经被对称化学处理，被示为包括其中已植入钾离子的化学处理部分。

图5A是玻璃的晶格结构的图示。

图5B是对应致密化玻璃的晶格结构的图示。

图6是玻璃覆盖物的局部截面图的图示，其示出了致密化玻璃的两个区。

图7A是根据本文的实施方案的玻璃覆盖物的局部截面图的图示，其示出了拉伸/压缩应力分布。

图7B是根据本文的实施方案的玻璃覆盖物的局部截面图的图示，其示出了减小的拉伸/压缩应力分布。

图7C是根据本文的实施方案的玻璃覆盖物的局部截面图的图示，其示出了非对称的拉伸/压缩应力分布。

图8是根据本文的实施方案的非对称玻璃强化的流程图。

图9是已经被非对称化学处理的玻璃覆盖物的截面图。

图10是具有施加到中心部分的氮化硅涂层，而边缘和拐角部分保持未涂覆的覆盖玻璃。

图11A是具有施加到顶表面和底表面的涂层的组合的玻璃覆盖物的截面图。

图11B是玻璃覆盖物的截面图，其示出了图11A中描述的涂层实施方案。

图12A和图12B示出了在覆盖玻璃的前表面和后表面上使用高离子浓度浆料。

图13示出了根据本文的实施方案的替代性玻璃强化系统。

图14A-14E示出了根据本文的实施方案的用于化学强化预弯玻璃的处理。

图15示出了根据本文的实施方案的用于包覆分层玻璃制品的玻璃增强系统。

图16是使用非对称玻璃处理的玻璃制品生产的流程图。

图17A和图17B示出了在潜在断裂点处进行化学强化以使断裂传播最小化。

图18是根据本文的实施方案的断裂模式应力曲线图。

图19是玻璃制品生产的流程图，其中玻璃制品具有不同化学强化的至少三个区。

图20是覆盖玻璃生产的流程图，其中玻璃制品在其拐角处具有最大量的化学强化，沿其周边侧边缘具有较少量的化学强化，并且在玻璃的其余部分中具有最少量的化学强化。

图21示出了根据本文的实施方案的覆盖玻璃的图示。

图22示出了图19中的拐角的截面图以示出非对称化学强化。

图23是根据本文的实施方案的通过玻璃成形技术补偿非对称化学强化的流程图。

图24示出了非对称强化的覆盖玻璃的应力分布。

图25示出了根据本文的实施方案的形成为预定几何形状的玻璃制品。

图26示出了根据本文的实施方案的在形成之后经受CNC和抛光的玻璃制品。

图27示出了根据本文的实施方案的在形成和CNC之后局部涂覆有扩散阻挡层(SiN)的玻璃制品。

图28A和28B示出了根据本文的实施方案的图12的玻璃制品的非对称化学强化。

图28C是根据图28A所示的玻璃制品的应力分布。

图29A和29B示出了根据本文的实施方案的使玻璃制品上的氮化硅层氧化成SiO₂。

图30A和图30B示出了根据本文的实施方案的对形成的玻璃制品进行非对称化学强化。

图30C是根据图30A所示的玻璃制品的应力分布。

图31是具有中心区和周边区的玻璃制品的顶视图。

图32A是玻璃制品的简化截面图，该玻璃制品的中心部分比周边部分更薄。

图32B和图32C示出了在图32A的玻璃制品的中心部分和周边部分中形成的压缩应力区域的示例。

图33A是另一种玻璃制品的简化截面图，该玻璃制品的中心部分比周边部分更薄。

图33B示出了在图33A的玻璃制品的中心部分和周边部分中形成的压缩应力区域的示例。

图34A和图34B示出了具有不同厚度部分和改变深度的非对称化学强化层的第二样品玻璃制品的视图。

附图中的交叉影线或阴影的用途通常被提供以阐明相邻元件之间的边界并还有利于附图的易读性。因此，存在或不存在无交叉影线或阴影均不表示或指示对特定材料、材料属性、元件比例、元件尺寸、类似图示元件的共同性或在附图中所示的任何元件的任何其他特性、性质、或属性的任何偏好或要求。

此外，应当理解，各个特征部和元件(以及其集合和分组)的比例和尺寸(相对的或绝对的)以及其间呈现的界限、间距和位置关系在附图中被提供，以仅用于促进对本文所述的各个实施方案的理解，并因此可不必要地被呈现或示出以进行缩放并且并非旨在指示对所示的实施方案的任何偏好或要求，以排除结合其所述的实施方案。

具体实施方式

现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解，以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的替代形式、修改形式和等同形式。

以下公开内容涉及玻璃制品、生产玻璃制品的方法、以及在电子设备中使用此类玻璃制品。玻璃制品可以是电子设备的玻璃部件。实施方案还涉及玻璃强度的非对称增加，尤其涉及非对称地强化玻璃制品以进一步校准电子设备中的玻璃制品的可靠性和安全性。在一些实施方案中，根据本文的实施方案，电子设备可以包括壳体、至少部分地定位在壳体内的显示器和玻璃制品(例如覆盖玻璃)。

在一个示例中，玻璃制品可以是电子设备的外表面。玻璃制品可以对应于帮助形成显示区域的一部分的玻璃制品，或者在一些情况下，涉及形成壳体的一部分。本文的实施方案特别适用于便携式电子设备和小形状因数电子设备，例如膝上型电脑、移动电话、媒体播放器、远程控制单元等。本文的典型玻璃制品是薄的，并且通常厚度小于5mm，并且在大多数情况下厚度在约0.3mm与3mm之间，并且在0.3mm与2.5mm之间。

下文参考图1-34B讨论这些实施方案和其他实施方案。然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的。

图1是根据一个实施方案的玻璃制品的透视图。玻璃制品100是长度和宽度与应用一致的薄玻璃片材。在如图1所示的一个应用中，玻璃制品是用于电子设备103的壳体的覆盖玻璃。在实施方案中，玻璃制品的各种表面可以参考其在电子设备中的取向。例如，玻璃制品可以具有面向电子设备外部的表面。该表面还可以形成电子设备的外表面。该表面可以称为外表面(exterior surface)或外表面(outer surface)。外表面可以包括玻璃制品的前表面。类似地，玻璃制品可以具有面向电子设备内部的表面。该表面可以称为内表面(interior surface)或内表面(inner surface)。内表面可包括玻璃制品的后表面(backsurface)或后表面(rear surface)。术语“内”、“外”、“前”和“后”用于识别玻璃制品相对于电子设备的表面；装置的方向不旨在被这些术语的使用限制。一些玻璃制品还可以包括在内表面与外表面之间的至少一个侧表面。玻璃制品的周边可以至少部分地由至少一个侧表面限定。

如图1所示，玻璃制品100可以具有前表面102、后表面(未示出)、顶表面104、底表面106和侧表面108以及边缘110。可替代地，顶表面104和底表面106可以简称为侧表面。如图所示，边缘110可以在玻璃制品周边处提供表面之间的过渡(例如，在表面106与表面108之间)。如下面更详细讨论的，玻璃制品100的边缘110可以具有预定的几何形状。各种表面和侧面可以由区和/或部分组成。例如，玻璃制品可以包括周边区和中心区。周边区(或周边部分)可以包括外表面的周边区域和内表面的周边区域。周边区还可以包括玻璃制品的侧表面。周边区可以形成围绕中心区的至少一部分(也是中心部分(central portion)或中心部分(center portion))的边界。

作为另一个示例，例如，玻璃制品的一个区可以是整个前表面，而后表面可以被认为是不同区。玻璃制品的另一个区可以是对应于玻璃的一个或多个拐角的区域。区不必是连续的，例如玻璃制品的所有四个拐角可以代表单个区。表面和区的强度要求在使用上可能不同，例如，暴露于外部环境的前表面102可能需要与远离环境封闭的后表面不同的强度。

下文将参考图2-30来论述这些以及其他实施方案。然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的。

化学强化

本文的实施方案可以利用玻璃强化过程，其中首先通过浸入第一离子溶液(例如钠)中来增强玻璃制品，并且然后通过浸入第二离子溶液(例如钾)中来强化玻璃制品。

图2是根据一个实施方案的玻璃强化过程200的流程图。玻璃强化过程200包括获得一件玻璃202，通过化学处理来增强玻璃制品204，以及通过进一步的化学处理来强化玻璃制品206。

图3示出了根据本文的实施方案的用于强化玻璃制品的一个实施方案300。将需要玻璃强化的玻璃制品302浸入包含钠溶液306的第一浴304中。然后将增强强度的玻璃制品从第一浴304中移除并将其浸入包含钾溶液310的第二浴308中。在该阶段，玻璃制品302是对称强化的，这意味着通过浸入钠溶液和然后浸入钾溶液中，玻璃制品的所有暴露表面都已经被等同地增强和强化。在一些实施方案中，可以对增强的玻璃制品进行淬火以消除来自经处理的玻璃制品的进一步离子交换。

玻璃制品增强的水平通常由以下控制：玻璃的类型(例如，玻璃制品可以是硅酸铝玻璃或钠钙玻璃等)；浴的钠浓度(钠或硝酸钠，通常为30％-100％mol)；玻璃制品在浴中花费的时间(通常为4-8小时)；和浴的温度(350-450℃)。

通过玻璃的类型、钾离子浓度、玻璃在溶液中花费的时间和溶液的温度来控制第二浴中的玻璃制品的强化。这里，硝酸钾或硝酸钾在30-100％mol的范围内，但玻璃制品将在约300-500℃的溶液温度下在浴中保持约6-20小时。

化学强化过程依赖于离子交换。在每个溶液浴中，加热其中的离子以促进与玻璃制品的离子交换。在典型的离子交换期间，在玻璃制品与离子浴之间发生扩散交换。例如，增强过程中的钠离子扩散到暴露玻璃的表面，从而允许通过替换硅酸盐或钠钙玻璃中发现的其他离子在玻璃表面中积聚钠离子。在将增强的玻璃制品浸入钾浴中时，在表面区域中的钠离子被钾离子替换，其程度大于被发现更朝向玻璃的内部或中间的钠离子。因此，引入玻璃中以替换钠离子的钾离子在玻璃制品表面附近形成压缩层(基本上较大的钾离子比交换的较小钠离子占据更多的空间)。已经从玻璃制品表面置换的钠离子成为钾浴离子溶液的一部分。取决于上面已经讨论的因素，可以在玻璃制品中形成深约10-100微米，并且更典型10-75微米的压缩层。表面压缩应力(CS)可以为约300MPa至约1100MPa。

图4A是玻璃制品400的截面图，该玻璃制品已经被化学处理，使得根据本文所述的实施方案产生对称化学强化层402。玻璃制品400包括化学增强层402和非化学增强内部部分404。虽然在全文中更详细地讨论，但化学强化玻璃制品的效果是内部部分404处于张力下，而化学强化层402处于压缩状态。化学强化层的厚度(Y)可以取决于特定用途的要求而变化。

图4B是化学强化过程的图解表示。应当注意，一定量的钠405从增强的玻璃制品扩散到离子浴，而钾(K)离子406扩散到玻璃制品的表面中，从而形成化学强化层402。然而，诸如钾的碱金属离子通常太大而不能扩散到玻璃的中心部分，由此使内部部分404仅处于张力下而不是处于压缩状态。通过控制处理的持续时间，可以控制处理的温度、和在处理中涉及的各种离子的浓度、强化压缩层402的厚度(Y)、以及压缩层中的离子的浓度。应当注意，通过在玻璃制品处理期间在两个浴中的每一个中保持基本恒定量的离子(例如，当钾离子扩散到玻璃中时，控制器会在离子浴中添加更多的钾离子-由此促使钾继续扩散到玻璃中)，可以控制化学强化过程中涉及的离子的浓度。化学强化的压缩水平(表面和深度处的离子浓度)与内部张力部分之间的关系形成化学处理的玻璃制品的应力模式。

可以向基本玻璃化学强化过程中添加附加的离子浴浸没。例如，可以使用包括硝酸钠或硝酸钠的第三浴来浸没强化玻璃，以便在第三浴中为了钠离子而将钾离子从压缩层交换出。这被称为反向交换或韧化过程。韧化过程用于进一步控制压缩层的深度和强度，并且特别是从顶表面区域附近移除一些压缩应力，同时允许下面的钾离子保留在压缩层的下部区域中。此外，韧化过程降低了玻璃制品的中心张力(见下文)。

尽管本文描述了钠增强和钾强化，但其他离子组合也在本公开的范围内，例如使用锂代替钠或使用铯代替钾，例如，钠-钾、钠-铯、锂-钾、锂-铯的处理组合。本文可以使用提供玻璃制品表面压缩和压缩深度的增加的任何离子组合。

化学强化应用于玻璃表面，并依赖于将玻璃表面暴露于化学强化过程。在浸没玻璃制品以使得制品的所有方面均等于暴露于离子浴的情况下，玻璃制品表面将被对称地强化，从而允许玻璃制品具有均匀厚度和组成的压缩层(Y)。如本文中的实施方案将显示的，其中玻璃制品表面未等同地暴露于化学强化，表面将被非对称地强化，使得玻璃制品具有不均匀的压缩层。如上所述，非对称强化的玻璃制品具有应力模式；然而，基于化学处理的非对称性来修改应力模式。

化学强化前预加热以增加玻璃密度

可以通过在化学强化过程之前执行的各种热技术来增强或促进化学强化。对于离子的量或体积，化学强化被玻璃的饱和极限限制。玻璃制品内的离子的大小、深度和浓度直接与该玻璃的特性强化相关，如本文所述，可以在整个玻璃中对该特性强化进行修改和校准以针对特定用途优化玻璃。

在饱和时，不能实现附加的压缩层或深度修改(经由扩散)。然而，在化学强化之前修改对玻璃制品的热输入可以允许增强玻璃表面密度，这将直接有助于强化压缩层的浓度和深度。

在化学强化之前向玻璃制品添加显著量的热能的情况下，可以增加制品的玻璃密度。这些实施方案中的玻璃密度导致玻璃晶格被加热到致密化点。

如图5A和图5B所示，更致密的玻璃(5B)500提供更有限的晶格结构(更受限且柔性更小)，并且与未经处理的玻璃(5A)502相比较不可能经历到更深水平的离子扩散。

在图5A和图5B中，玻璃具有起始玻璃晶格结构502，其在被加热到致密化温度时被致密化，并且与非致密化玻璃502的体积508相比提供了使离子移动通过的更小体积506。在一个实施方案中，晶格结构是网络结构，诸如基于硅酸盐的网络结构。例如，铝硅酸盐玻璃可以具有铝硅酸盐网络结构。对玻璃晶格的限制允许更少的离子向内扩散，同时化学强化浴中的离子浓度保持较高的(与用于非致密化玻璃的离子浴相比)。而且，虽然玻璃晶格已经被致密化，但本文的实施方案不会导致热输入到晶格塌陷点(未示出)，而是热量被施加到晶格限制点，一些离子能够扩散到玻璃中。扩散到玻璃中的离子紧密地填充在致密化玻璃的表面处，并由此提供浅深度的优异表面压缩层。

这样，在化学强化过程开始时的玻璃密度的增加限制了离子扩散到玻璃表面中，从而允许玻璃在玻璃表面处交换更大量的离子，但只允许交换到浅深度。在化学强化之前通过初始热输入处理的玻璃制品通常在表面处表现出较高的化学应力，但到达较浅深度。这些玻璃制品最适用于高压缩应力，但到达浅深度，例如，在化学强化玻璃上可能需要抛光或其他类似过程、或者玻璃可能暴露于更高的刮擦风险但不暴露于磨损(冲击)的制品。

一种这样的热技术是在化学强化之前对玻璃制品进行退火。退火包括使玻璃制品在退火环境中经受相对高的温度持续预定量的时间，以及然后使玻璃制品经受受控制冷却持续第二预定量的时间。一旦被退火和化学强化，与在化学强化之前未退火的类似玻璃制品相比，玻璃制品将具有修改的压缩应力。如上所述，在玻璃制品需要高表面压缩应力(但到达较浅深度)的情况下，退火是特别重要的。

退火过程要求将玻璃制品加热到玻璃的应变点温度与软化温度之间的温度，也被称为玻璃的退火温度(对于铝硅酸盐玻璃，退火温度在约540-550℃之间)。对玻璃制品进行退火所需的时间变化，但通常在1-4小时之间，并且冷却时间通常在1/2℃/min的数量级上高达约5小时。

通常，已经被退火的玻璃制品可以直接从受控冷却取出并浸入增强离子浴(钠)中，或者可替代地，制品可以被进一步空气冷却并然后浸入第一离子浴中。一旦被退火，玻璃将抵抗更深的离子扩散，但允许在表面进行某种扩散。到表面中的扩散允许高压缩应力(具有浅深度)。

用于在化学强化之前提高玻璃制品密度的第二种热技术是热等静压或HIP。HIP包括同时使玻璃制品在惰性气体中经受加热和加压持续预定量的时间。允许玻璃制品保持在HIP压力容器中直到玻璃制品更致密，其中玻璃中的内部空隙受到限制。至于退火，在化学强化之前通过HIP来实现的玻璃密度的增加允许在玻璃制品表面产生更高的压缩应力，但到达更浅的深度(与针对未经历HIP的玻璃制品所预期的相比)。

HIP参数各不相同，但示意性过程涉及将要化学强化的玻璃制品放入HIP压力容器中，在容器上抽真空，并对容器中的玻璃制品施加热量。在压力下，取决于玻璃的类型和厚度，可以将容器加热至600-1,450℃。通常将热和压力保持约10-20分钟，在此之后使经处理的玻璃冷却。在一些实施方案中，可以在容器中引入合适的惰性气体以促进玻璃制品的加热。HIP是用于修改或增强化学强化过程的另一种工具。

如图6所示，玻璃制品600的预加热可以被定位(并且不是在玻璃制品的整个表面上)，使得玻璃制品的目标或预定区602被致密化。在该实施方案中，局部加热(如箭头604所示)在化学强化之前进行并且达到玻璃的应变点温度与软化温度之间的点。激光或感应线圈加热可以用于预加热位置，并由此提供包括致密化玻璃表面608和非致密化玻璃表面610的玻璃制品。图6示出了玻璃覆盖物600的简单截面，其中侧面已经被局部预加热以形成致密化玻璃608，而玻璃制品的中心表现出未致密化玻璃610。

本文的实施方案包括通过加热技术来预处理以在整个表面上或在预定区或位置中形成致密化玻璃，从而留下不同玻璃密度的区的玻璃制品。当这样处理的玻璃制品被化学强化612时，制品将被非对称地强化并具有非对称的应力模式，其中致密化玻璃表现出比对应的非致密化玻璃更高的表面压缩应力，但到达更浅的深度。可以设想，预加热的定时和放置可以用于优化玻璃表面压缩应力和压缩应力的深度。

尽管在本文的所有实施方案中没有明确指出，但本文中的所有玻璃制品实施方案可以包括使用在化学强化之前已经被预加热以使玻璃致密化的玻璃制品。

优选边缘几何形状的化学强化

某些玻璃制品边缘几何形状也可以用于结合化学强化来强化玻璃制品以用于特定实用性。例如，本文的实施方案提供了用于强化玻璃覆盖物的预定几何形状。边缘操纵可以通过例如机加工、研磨、切割、蚀刻、模制或抛光来完成。

用于电子设备的玻璃覆盖物的示意性修圆边缘几何形状包括将边缘操纵到为覆盖玻璃厚度10％的边缘半径，例如，对于1.0mm厚的玻璃覆盖物，边缘半径为0.1mm。在其他实施方案中，对边缘的操纵可以包括为覆盖玻璃厚度的20％-50％的边缘半径，例如，对于1.0mm厚的玻璃覆盖物，边缘半径为0.2mm，对于1.0mm的边缘半径，边缘半径为0.3mm等。

通常，本文的一些实施方案示出了玻璃覆盖物的边缘的修圆增加了玻璃覆盖物的强度。例如，对玻璃覆盖物上的另外锋利边缘进行修圆可以改善边缘的强度，这由此强化玻璃覆盖物本身的强度。通常，边缘半径越大，强化可以在玻璃覆盖物的表面上方越均匀。

这样，在本文的一些实施方案中，有用的边缘几何形状可以与化学强化相结合以产生更可靠和耐用的玻璃覆盖物。例如，用于沿着玻璃覆盖物的周边增加压缩应力层深度的化学强化与具有30％的边缘半径的玻璃覆盖物的四个边缘结合。

尽管在本文的所有实施方案中未明确指出，但本文中的所有化学强化玻璃制品实施方案可以包括机加工成有用几何形状的1、2、3或4个边缘。对于覆盖玻璃设计，修圆可以是覆盖玻璃厚度的10-50％。

应力分布

根据本文的实施方案对玻璃制品进行化学处理有效地强化了玻璃的暴露或经处理的表面。通过这种强化，可以使玻璃制品更坚固和更坚韧，使得可以在便携式电子设备中使用更薄的玻璃。

图7A是玻璃制品(例如玻璃覆盖物)的局部截面图。该图示出了根据一个实施方案的初始拉伸/压缩应力分布。初始拉伸/压缩应力分布可以由用于对称地强化玻璃的表面区域的初始交换过程产生。-σ图例指示张力的分布区域，而+σ图例指示压缩的分布区域。垂直线(σ为零)指定压缩与张力之间的交叉。

在图7A中，示出了玻璃覆盖物的厚度(T)。示出了在覆盖玻璃的表面上的初始拉伸/压缩应力分布的压缩表面应力(CS)(即表面压缩应力)。覆盖玻璃的压缩应力具有从玻璃覆盖物的表面朝向中心区域延伸的压缩应力层深度(DoL)。初始拉伸/压缩应力分布的初始中心张力(CT)位于玻璃覆盖物的中心区域处。

如图7A所示，初始压缩应力具有在玻璃覆盖物702的表面700处存在峰值的分布。也就是说，初始压缩应力704在玻璃覆盖物表面处达到其峰值。当压缩应力层深度从玻璃覆盖物的表面朝向玻璃覆盖物的中心区域延伸时，初始压缩应力分布显示出减少的压缩应力。初始压缩应力继续向内减少，直到发生压缩与张力之间的交叉706。在图7A中，使用从右到左的斜线阴影来突出显示初始压缩应力的减少分布的区域。

玻璃覆盖物的表面处的峰值提供了玻璃制品在失效之前可吸收的弯曲应力的指示，而压缩层的深度提供了防止冲击的保护。

在压缩与张力之间的交叉之后，初始中心张力708的分布延伸到玻璃覆盖物的截面图所示的中心区域中。在图7A中，使用斜线阴影来突出显示延伸到中心区域中的初始中心张力(CT)的减少分布的区域。

通常，玻璃制品上的应力组合被预算以避免失效并保持安全性，即如果您在玻璃制品中施加过多的应力，则能量将最终致使制品破裂或断裂。因此，每个玻璃制品具有应力预算，即提供安全可靠的玻璃制品的压缩强度相对拉伸强度的量。

图7B是根据一个实施方案的玻璃覆盖物的局部截面图，其示出了减小的拉伸/压缩应力分布。减小的拉伸/压缩应力分布可以由双重交换过程产生。在图7B中示出了减小的拉伸/压缩应力分布的减小的压缩表面应力(CS’)。压缩应力层深度(D)现在对应于减小的压缩应力。此外，在中心区域中示出了减小的中心张力(CS’)。

鉴于图7B，应当理解，当压缩表面层深度从玻璃覆盖物的表面并朝向浸没分布峰值延伸时，减小的压缩表面应力(CS’)显示出增加的分布。此类增加的压缩应力分布在阻止裂缝方面可能是有利的。在浸没峰值的深度(DoL)内，当裂缝试图从表面传播，更深入到覆盖玻璃时，它遇到增加的压缩应力(直到DP)，这可能提供裂缝阻止作用。附加地，从浸没分布峰值进一步向内朝向中心区域延伸时，减小的压缩应力转向提供减少的分布，直到发生压缩与张力之间的交叉。

图7A和图7B示出了对称的应力分布，其中覆盖玻璃的两个侧面具有相等的压缩应力、压缩应力层深度和中心张力。

图7C示出了玻璃制品714的非对称应力分布，其中顶表面716示出了比底表面718更显著的压缩应力CS和压应力层深度(DoL)。应当注意，在这种情况下，顶表面716将比底表面更耐用和更抗冲击。还应当注意，存在应力预算，在表面上包含附加的压缩应力可以通过底表面上更浅的压缩深度来补偿。在没有补偿的情况下，张力720将向左延伸并最终导致高度不安全的玻璃覆盖物(拉伸强度将克服压缩强度)。

如下面将更详细讨论的，具有如图7C的经修改应力分布以用于校准实用性的玻璃覆盖物制品的设计和生产通过使用本文所述的非对称化学强化方法来完成。通过非对称地强化玻璃制品，可以生产校准的和高度有用的玻璃制品。在此类情况下，任何玻璃件的应力预算可以用于提供应力分布，因此提供具有用于其实用性的优化表面的玻璃制品。

非对称化学强化

本文的实施方案导致非对称强化玻璃制品的生产。非对称强化的玻璃制品(例如覆盖玻璃)可以被设计成比对应的对称强化玻璃制品更可靠、耐损坏且更安全。

图8示出了用于非对称地强化玻璃制品800的示意性流程图。基于玻璃制品的尺寸、厚度和固有组成，识别玻璃制品的期望实用性802。基于玻璃的实用性来确定针对所识别的玻璃可承受的应力大小的预算804，并且针对玻璃的最佳可靠性和安全性确定预算，即平衡玻璃中的应力以提供强度和安全性806。然后通过使用非对称化学强化来校准玻璃制品以表现出有用的应力模式，以便使应力预算和使用性最大化808。

例如，便携式电子设备上使用的一件薄覆盖玻璃在其表面上最佳地需要不同的特性。在玻璃制品的正面相对背面、玻璃制品的周边相对中心、玻璃制品中的特征周围、或玻璃制品中难以抛光的区域中可能需要化学强化的非对称性。然而，如以上所讨论，每个玻璃制品具有应力模式以避免失效，其中压缩应力和拉伸应力必须被大致平衡。这样，对于特定用途，非对称化学强化用于在玻璃制品的应力预算内优化特定玻璃制品的特性。

通常，非对称化学强化可以用于为特定区域提供更高(或更低)的表面压缩层或更深(或更浅)的应力层，同时通过在玻璃制品内不过度施加拉伸应力来保持玻璃的安全性。在玻璃表面需要附加强度的情况下，可以增加层的压缩，在玻璃需要防止磨损的情况下，可以改变压缩层的深度等。针对玻璃制品的一定区或部分使玻璃制品内的应力最大化的能力允许设计可靠且安全的玻璃部分。通常，玻璃制品的顶表面和底表面上的压缩应力(量和深度)相对于所得拉伸应力的关系给出了玻璃制品的应力模式。应力模式可以沿着玻璃制品的X、Y或Z轴。

在本文的实施方案中，提供玻璃制品的非对称化学强化以：增加用于特定用途的玻璃制品的可靠性；增加用于特定用途的玻璃制品的安全性；促进用于特定用途的玻璃制品的目标形状或形式(平坦或基本平坦)；与其他技术结合使用以促进玻璃制品的目标形状或形式；和其他类似的实用性。

图9示出了非对称化学强化取决于将离子差异地合并到玻璃制品的表面中。如上所述，沿任何表面区域902，玻璃制品900可以基于玻璃制品的密度和总离子饱和点将离子交换并结合到特定的深度和浓度，即玻璃中只有这些体积可以参与对于较大尺寸离子的交换，因此增加了物品的压缩(见901相对903)。沿表面并到达特定深度的离子浓度的变化修改了玻璃内应力关系，这种关系延伸跨越玻璃904的厚度以及在整个玻璃内部部分(内部拉伸/压缩应力如何在玻璃制品的中间变化)906上。这样并如先前所讨论的，应力模式可以跨越玻璃制品的厚度(垂直-顶表面到底表面)904以及跨越玻璃制品或在整个玻璃制品(水平-侧面到侧面)906上。

本文的实施方案利用这些应力关系来校准实用性，以提供用于便携式电子设备和小形状因数设备的经修改的玻璃制品。

经由掩蔽或涂覆的非对称强化

本文的实施方案包括在玻璃制品浸入含离子浴中之前将掩蔽或离子扩散阻挡层施加到玻璃制品的部分。例如，在化学强化过程中，玻璃表面的一部分可以经由在不需要扩散的区域上方密封的扩散不可渗透材料(诸如金属或陶瓷)从离子物理掩蔽。这种类型的物理掩蔽完全限制了离子扩散到该表面中并提供非对称强化，即与玻璃制品的其他暴露表面相比，掩蔽表面将不会接收离子交换。一旦经过化学处理，通常将物理阻挡层从玻璃制品移除。这里，你将会有经处理和未处理的表面。

在另一个实施方案中，如图10所示，使用由硝酸硅(例如，SiN、Si₃N₄)或其他类似材料构成的涂层或膜代替物理掩模。在图10中，将涂层1000施加到玻璃覆盖物1002的中心部分，而边缘和拐角1004保持未涂覆。这种涂层将限制或消除覆盖玻璃的中心区或部分处的离子扩散，同时允许在未涂覆区(边缘和拐角)处的化学强化。

首先在增强处理之前将涂层施加到玻璃制品上，以基本上阻挡通过玻璃制品的涂覆部分的所有离子扩散。涂层可以具有约5-500nm的厚度，但在适当的情况下可以使用其他厚度。在该图示中，在完成化学强化过程后，玻璃制品的涂覆表面将不包括压缩层，而玻璃制品的其余部分将表现出压缩层。在完成化学强化过程后，涂层可以经由从玻璃制品抛光来移除，从而提供具有非对称强化的表面，或者可以留在玻璃表面上作为成品玻璃制品的一部分。在这方面中，涂层将被定制为适当的厚度和组成以便保持玻璃制品的一部分。

在其他实施方案中，氮化硅涂层可以在化学强化过程完成后被氧化，以提供更具离子渗透性的阻挡层。相同的玻璃制品现在可以通过化学强化来重新浸没和处理，使得通过二氧化硅阻挡层发生一些离子扩散，并由此在位置处形成某种压缩层(而玻璃制品的其余部分已经被处理两次)。

如刚指出的，由替代性材料(例如二氧化硅)组成的涂层也可以用于限制而不是消除离子扩散到玻璃制品表面。例如，由二氧化硅组成的涂层将仅限制离子扩散到玻璃制品表面，从而允许在涂覆区域中的某种程度的压缩层形成，但未允许离子交换浴所预期的完全强化。如上所述，涂层可以在完成化学强化过程时被移除，或者留在原位作为最终制品的一部分。在任何一种情况下，玻璃制品都具有通过非对称强化的表面。

图11示出了涂层类型(1100、1102、1104...)的组合，并且厚度可以用于设计非对称强化的玻璃表面。在图11A中，将一系列涂层(1100、1102、1104)施加到玻璃覆盖物1110的顶表面和底表面(分别为1106和1108)。涂层材料的每种组合旨在控制到目标玻璃表面的离子扩散，并由此修改该表面的化学强化1112。

基于通过涂层1100、1102和1104的离子扩散，玻璃制品可以将离子交换并合并到特定的深度和浓度。如先前所描述的，沿表面并到达特定深度的离子浓度的变化修改了玻璃内应力关系。图11B所示的应力模式示出了顶表面1106的没有涂层的边缘1114沿着表面并到达最大深度接收了最强离子浓度。顶表面1106的其余部分显示出某种减小的离子合并，但与边缘1116处相比到达较低的程度。例如，内部的底表面1108具有多个区，这些区基于分层涂层限定三个离子合并区域1116、1118、1120。由于涂层1100、1102和1104，底表面的中心区1120几乎没有离子合并。组合涂层消除了几乎所有的到中心区中的离子扩散。其他区示出了由于单个涂层或组合涂层而引起的某种离子扩散。因此，实现了其中施加多个涂层(离子阻挡层)以制备非对称强化的玻璃制品的应力关系。

进一步设想，多层的涂层也可以用于控制到目标玻璃表面中的离子扩散过程。例如，限制化学强化过程中的钠离子和钾离子扩散达25％的薄涂层可以层叠在限制钠离子和钾离子扩散达50％的第一厚涂层上。玻璃表面区域可能具有限制离子扩散达0％(未涂覆、25％(第一涂层)、50％(第二涂层)和75％(分层涂层)的区域；其他实施方案可以针对每种涂层具有不同的百分比。如上所述，成品玻璃制品表面可以包括每个涂层，或者可以被处理以移除涂层，从而仅留下下面的非对称强化表面。还可以设想，离子扩散阻挡涂层可以与离子阻挡掩模结合以进一步允许校准的玻璃制品表面强度-例如，物理地掩蔽玻璃覆盖物的底表面并且在覆盖物的顶表面上用25％离子扩散阻挡层涂覆模式或位置。

热辅助的非对称化学强化

本文的实施方案包括在化学强化过程期间通过有针对性地施加热量进行的非对称玻璃强化。玻璃表面位置的优选加热可以用于促进该位置中的应力弛豫，并由此允许在化学强化过程期间增加该位置处的离子扩散。应当注意，如以上所讨论的，热量低于使玻璃致密化所需的量。离子扩散的增加允许将附加的离子交换到玻璃中，由此与未加热的表面相比改变已加热表面的应力分布。例如，可以通过使用加热线圈、激光、微波辐射等来加热玻璃制品的局部区域，同时将玻璃制品浸入化学强化离子浴中。

如上所述，目标位置处的热量的增加允许在加热的位置处增加玻璃表面中的离子扩散。与未加热的表面相比，在玻璃表面上的目标位置的增强加热在加热的位置处提供非对称化学强化。使用经修改热分布的非对称化学强化是特别有价值的，其中可以引导激光或微波束来修改具有已知失效点的部分的化学强化。例如，覆盖玻璃在拐角处需要附加的化学强化以限制由于冲击引起的破损。

在热量足以使玻璃晶格弛豫，但不会导致玻璃的致密化或导致离子浴中的离子沸腾的情况下，加热温度是适当的。

在一个实施方案中，玻璃制品通过浸入第一和第二离子浴中来化学增强。当浸入第一和/或第二离子浴中时，通过使用定向加热(线圈、激光、微波等)来增加玻璃制品的某个预定部分的热分布。鉴于玻璃的弛豫和膨胀的晶格，玻璃制品上的目标位置经历附加的离子交换。一旦认为热输入足够，现在具有填充到表面中的附加离子的非对称强化位置可以被淬火以抑制再将离子交换出该位置。在化学强化期间增加热分布可以用于增加玻璃表面的压缩应力和玻璃表面的压缩应力层深度。

经由浆料和热量的局部非对称强化

如下面更详细讨论的，形成玻璃制品通常是重要的，其中该玻璃制品中的应力被匹配以提供特定形状(例如，提供平坦表面)。

在一个实施方案中，局部化学强化技术可以用于促进到玻璃制品的特定区域或区中的离子扩散。这些高浓度化学强化区可以用于在玻璃制品上灌注具有目标模式或点的较高表面离子浓度和/或较深压缩层。包含增强的化学强化可以用于在需要时向玻璃表面提供轻微的曲率，或者可以用于在玻璃表面的相对侧(例如，前表面和后表面)上相互抵消。

例如，包括高浓度钾的浆料可以与热量结合使用以增强或促进直接从浆料到玻璃制品的局部表面中的离子扩散。这种高浓度和直接的离子扩散优于通过浸入离子浴中实现的离子扩散。在一个实施方案中，需要以预定模式增加离子扩散量的玻璃制品以预定模式涂覆有高离子浓度浆料。浆料可以是例如30-100％摩尔的硝酸钠或硝酸钾，并且更通常是75-100％摩尔的硝酸钠或硝酸钾。浆料层厚度由需要扩散到玻璃制品表面中的离子量决定。然后将涂覆的玻璃制品置于烘箱中并加热持续预定量的时间，以增加离子以预定模式扩散到玻璃表面中。烘箱可以是电气或气体(或其他类似物)并且可以达到250-500℃的温度。在一些实施方案中，烘箱可以处于压力下，从而允许在加热步骤期间使用更高的温度(并由此避免蒸发或沸腾的浆料)。

图12A和图12B示出了在覆盖玻璃1206的前表面(12A)和后表面(12B)(分别为1202和1204)上使用高浓度离子浆料1200。浆料施加模式可以用于促进非对称强化的分配，并且使添加在前覆盖物上的应力与添加到后覆盖物的应力平衡。在图12A和图12B中，呈现了示意性的前表面模式和后表面模式。

在其他实施方案中，已经增强的涂覆玻璃制品被涂覆有高离子浓度浆料(例如钾)，并且然后置于钾离子浴中。然后将涂覆的玻璃制品和离子浴置于烘箱中以进行加热，使得浆料直接将钾沉积到玻璃表面，而钾离子浴允许离子扩散到玻璃制品的未涂覆或暴露的表面。

改变浆料中的离子浓度、在玻璃表面上的浆料施加的模式、浆料的加热参数、浆料的涂层厚度提供了用于创建非对称强化的玻璃制品的各种设计选项。

可以想象，具有高离子浓度的浆料也可以与掩蔽、离子阻挡涂层和玻璃密度结合以进一步优化目标玻璃制品的必要化学强化。而且，可以想象，可以使用具有多种离子的浆料、以及用一种或多种、两种或更多种、三种或更多种不同的浆料涂覆玻璃制品表面，每种浆料具有一种或多种不同的离子浓度。

电场辅助的非对称化学强化

如上所示，本文的实施方案包括化学强化期间的非对称玻璃强化。在该实施方案中，离子浴中的离子传输优选朝向玻璃制品的目标表面增加，由此增加离子在目标表面处的扩散。与没有和增加的离子浓度一致的物品表面的其余部分相比，表面处的增加的离子浓度允许合并到玻璃表面中的离子量增加，直到玻璃制品的离子饱和点为止。

在离子浴中，通过利用提供化学强化但低于玻璃制品的离子饱和点的离子浓度使该实施方案的方面最大化。在这方面中，电场将显著地增加与离子跨电场的优选传输一致的表面处的离子浓度。

在示意性实施方案中，在适当的离子浴中建立电场以优选使离子扩散跨越浸没的玻璃制品的目标表面。如图13所示，需要非对称化学强化的玻璃制品1304在正电极1306与负电极1308之间定位在离子浴1300中。通过外部电路1310的电子流允许浴离子(例如钾)流向负电极并由此流入已定位的玻璃制品的前表面1302(如箭头1312所示)。玻璃制品的前表面处的离子浓度的增加提供了前表面的非对称强化，因为与玻璃的后表面1314相比，前表面1302将具有离子扩散的增加。

用于电场梯度的替代性实施方案包括结合线圈、激光、微波或其他加热来执行优选离子扩散(如箭头1316所示)。在该实施方案中，玻璃制品1304暴露于局部微波辐射1316，例如，其中需要增加的化学强化。微波辐射有助于目标表面1302处的应力弛豫。由于所建立的电场而在离子浴中接收优选离子扩散的玻璃制品表面可以具有到表面中的附加离子扩散，其中微波辐射促进应力关系(提供用于使离子进入玻璃表面的更多空间)。可以想象，这样处理的玻璃制品1304可以具有若干不同的非对称强化区：被加热并与电场中的离子一致的区1318、未被加热但与电场中的离子一致的区1320、被加热但不与电场中的离子一致的区(未示出)、以及未被加热并且不与电场中的离子成一致的区(1322)。

经由引入的预弯曲的非对称强化

通过在增强和强化过程之前以及期间对玻璃进行预加应力，可以将非对称强化引入玻璃制品的表面。在一个实施方案中，玻璃制品被形成(模制、拉伸等)为具有预期所期望的曲率。所形成的玻璃制品被置于正确的力下以保持形式并然后使用如上所述的实施方案来进行化学强化。例如，以预加应力或形成的形状将所形成的玻璃制品置于离子交换浴中。由于玻璃在玻璃被化学强化的同时变弯，因此以增强的方式强化该玻璃。因此，对于弯曲或变弯的玻璃制品，化学强化主要是到外部弯曲表面(离子更容易扩散到拉伸的玻璃晶格中)，而压缩的内表面经受有限的化学强化。玻璃制品的外表面的不同部分可以被选择性地化学强化，或者不同地化学强化，和/或玻璃制品可以选择性地或不同地变弯以抵消不同部分的非对称化学强化。在预加应力的玻璃制品从其预弯曲中释放之后，与内表面相比，外表面将具有更大量的强化，由此示出非对称的强化分布。

图14A-14E示出了根据一个实施方案的化学强化玻璃制品。在图14A中，玻璃制品1400被示为具有厚度T。厚度T通常可以如本公开中各处所述的(0.3-5mm)。玻璃制品1400具有外表面1402和内表面1404。

在图14B中，将离子交换涂层(如上所述)1406涂覆到玻璃制品1400的内表面1404上。以此方式，离子阻挡层限制了到玻璃制品的内表面中的离子扩散。

在图14C中，玻璃制品已经变弯，使得变弯的玻璃制品1400′朝向内表面1404向内弯曲。玻璃制品的弯曲产生具有曲率C的玻璃制品。玻璃制品1400′中的曲率可以具有不同的程度，并且可以通过力(夹具)或通过包括加热环境(塌陷)来施加。

在图14D中，来自图14C的变弯玻璃制品经历化学强化以产生具有强化区域1406的玻璃制品1400”。化学强化区域1406被设置成邻近外表面1402并且不邻近内表面1404。化学强化区域从外表面向内延伸到层深度(DoL)，该层深度比内表面处的DoL(最小或不存在)更深入玻璃中。由于外表面基本上比内表面更加化学强化，因此化学强化玻璃制品1400”可以被称为非对称化学强化的。

图14E示出了在完成化学强化过程之后的化学强化玻璃制品1400”’。在完成该过程之后，玻璃制品1400”’被描绘为平面的，或至少基本上是平面的。已完成的玻璃制品1400”’具有压缩增加的外表面1402、以及既向内变弯又由离子交换涂层涂覆以限制或消除化学强化的内表面1404。在该分布设计中，化学强化玻璃制品1400”’倾向于从外表面向内翘曲-这意味着外表面压缩和膨胀。在这种情况下，由于外表面而不是内表面的化学强化所引起的翘曲导致曲率C被抵消。因此，化学强化玻璃制品1400”’不再具有在化学强化开始之前其所具有的曲率。

非对称地强化不同包覆层

图15示出了本文的另一个实施方案，其包括通过将玻璃制品包覆层1502浸入化学强化浴1504中来形成非对称强化玻璃制品1500，其中包覆层中的每个玻璃制品具有不同的起始离子浓度和组成。然后使用本文所述的化学强化过程来强化具有第一和第二玻璃制品的包覆层，以提供具有非对称强化的两个玻璃制品。

在一个方面中，由于两个玻璃制品的起始组成是不同的，每个玻璃制品的暴露表面和边缘将不同地合并可用离子。化学处理步骤的最终结果将是具有受保护表面(包覆分层内部)和化学修改的暴露表面和边缘的两个玻璃制品。如前所述，可以通过掩蔽或涂覆或本文的其他实施方案对暴露表面进行修改。可能以此方式来增强任何数量的物品，例如在图15中，三个玻璃制品同时被强化。

化学强化玻璃制品束

在其他方面中，具有基本相同的应力分布的非对称强化玻璃制品可以捆扎在一起以进行共同处理，以便减轻或修改成束玻璃中的应力。这里，玻璃制品可以作为多个板彼此捆扎在一起并一起处理以最大化效率。玻璃制品可以作为非平面部分捆扎、处理、并然后粘结以显示粘结应力，或者可以预变弯并然后粘结以显示粘结应力。

非对称地强化具有浓度梯度的玻璃制品

在另一个实施方案中，可以在化学强化过程之前将不同组成的两个玻璃制品熔融在一起。这里，熔融的玻璃制品将具有基于其起始玻璃离子浓度和组成化学强化的顶表面(顶部玻璃)、以及基于其起始玻璃离子浓度和组成化学强化的底表面(底部玻璃)。

此外，使用相同的前提，也可以化学强化一个具有浓度梯度(组成或离子)的玻璃件以提供非对称强化玻璃。如上所述，玻璃制品在玻璃制品的不同位置处具有要在离子浴中进行交换的不同离子，使得所得表面将被非对称地增强。

因此，起始玻璃的设计(包括其起始离子浓度和位置)可以用于校准离子扩散和非对称强化玻璃。

用于调节应力分布的机械和/或化学修改

本文的实施方案包括使用化学强化后、机械和/或化学过程来微调玻璃制品的应力。在已经根据本文所述的任何实施方案制备玻璃制品的情况下，例如可能需要对玻璃中的压缩应力层进行微调，或者调节拉伸力与压缩力之间的关系。机械地(研磨、抛光、切割等)或化学(施加HF或其他类似酸)的材料移除可以用于局部地修改玻璃制品的应力分布。

例如，在确定压缩表面应力层的范围太大或太深的情况下，移除一定量的层将减轻应力并重新校准玻璃制品的应力分布。这些化学强化后的实施方案在应力修改仅需要是较小的情况下特别有用，例如从覆盖玻璃的有限区域移除10μm。

玻璃制品生产期间的非对称化学强化

本文的实施方案包括基于使用本文所述的一个或多个化学强化实施方案逐步修改玻璃制品的应力分布。例如，在玻璃制品的生产导致不合格或不令人满意的结果的情况下，本文所述的非对称化学强化实施方案可以用于改良应力以使玻璃制品符合要求。这可能需要局部的非对称化学强化，或相反地，移除材料，目的是在必要时添加或移除应力以校正玻璃制品中的任何缺陷。

图16示出了包括在玻璃制品生产期间的非对称化学强化的过程1600的一个流程图。使用本文所述的任何实施方案对已经被分配了特定校准应力模式1602的玻璃制品进行适当处理1604。通过确定玻璃覆盖物是否表现出正确的强化参数来测试玻璃的可靠性和安全性1606。在玻璃制品符合非对称化学强化的情况下，提交玻璃制品以供其使用1608。在玻璃制品不能表现出其适当的化学强化的情况下，使其通过本文所述的过程和实施方案以重新施加适当的化学强化并测试1610。该过程可以根据需要重复多次以获得符合其使用标准的玻璃制品。

因此，本文的实施方案包括监测和校正玻璃制品的预定应力分布。校正可以包括许多应力修改迭代，直到获得所期望的玻璃制品应力分布。

用于管理断裂模式的非对称化学强化

本文的实施方案包括非对称地强化玻璃制品以表现出或管理预定的断裂模式。图17A和图17B示出了施加到覆盖片材1704以最小化断裂传播(17A)或最小化拐角损坏1710(17B)的示意性化学强化1706/1708。

图18示出了表面应力(CS)与距离的曲线图，其示出了可以沿着玻璃制品的表面形成张力点1800，在该张力点处比在高表面应力点1802处更容易发生断裂。

使用本文所述的任何实施方案，可以开发用于特定玻璃制品使用的最佳断裂模式。实施方案包括以优化的模式定位表面压缩应力的量、压缩应力的深度、顶表面到底表面的拉伸应力到压缩应力、以及平面拉伸应力到压缩应力。通过识别并然后合并必要的压缩表面应力、应力深度和拉伸应力以便与其他区域相比促进一些区域中的断裂(如果发生的话)，可以校准玻璃制品以在损坏或过度磨损时控制断裂模式。以此方式，例如，与覆盖玻璃的中心相比，可以鼓励沿周边的裂缝。在一个示例中，与较不偏好的位置相比，更显著的拉伸应力定位在期望的断裂位置1706或1710中。例如，可以通过应力1706的不规则使用和定位来管理裂缝发展和传播。

设计覆盖玻璃以减少由冲击引起的损坏或损坏的传播

本文的实施方案导致生产用于便携式电子设备的非对称强化的覆盖玻璃。如先前所公开的，覆盖玻璃上的应力组合被预算以避免失效并保持安全性，即在有限的玻璃体积下，在玻璃简单地由于拉伸应力变得过大并施加足够的压力以使玻璃破裂而破裂或失效之前，只有这些离子材料可以被添加到该体积。

在本文的实施方案中，非对称强化的覆盖玻璃具有被优化以抵抗由设备的掉落、碰撞、击打等冲击引起的损坏的应力预算，例如，手机从用户手中掉落并落到地板上。在这种情况下，大多数便携式设备在受到冲击时倾向于最初在设备的拐角处发生冲击，或者在较小程度上在设备的周边直边缘处发生冲击。因此，冲击与覆盖玻璃的拐角对齐，并且在较小程度上与覆盖玻璃的周边或边缘对齐。掉落的设备最初会在设备的前侧或后侧处发生冲击(即平坦地落在其表面或平坦地落在其背面上)的可能性较小且更不常见。这样，通过按照在覆盖玻璃的拐角处或者至少在覆盖玻璃的周边直边缘处产生冲击的期望设计覆盖玻璃，本文的实施方案被优化以限制或减少覆盖玻璃中的损坏(或损坏的传播)。

如先前所讨论的，非对称化学强化可以用于在覆盖玻璃内提供改进的表面压缩。非对称强化必须符合针对玻璃的特定参数的应力预算。本文的实施方案包括覆盖玻璃设计，其中应力预算用于在覆盖玻璃拐角处提供最大的抗冲击性，随后是沿直周边边缘的抗冲击性，并且在较小程度上提供玻璃的基本平坦的前表面和后表面的抗冲击性。因此，预算的应力基本上在拐角处利用，并且在一定程度上沿着覆盖玻璃的周边利用。几乎没有压力预算被分配给覆盖玻璃的中心区或其余区。所赋予的强化足以增强抗冲击性以免损坏。此外，由于在覆盖玻璃的中心区或其余区中使用很少的应力预算，该区几乎没有不平衡并且可以保持基本平坦。

图19示出了用于非对称地强化具有多个区的玻璃制品的示意性流程图1900，每个区具有不同的应力分布。在操作1902中，基于玻璃制品的尺寸、厚度和固有组成，获得玻璃制品的期望实用性。在操作1904中，例如，基于玻璃的实用性来确定针对所识别的玻璃可承受应力大小的预算，并且针对增强的对由掉落引起的冲击损坏的抵抗确定预算。如全文所述，预算必须符合玻璃的受限体积，因为在玻璃中包含过多的应力可导致拉伸应力在正常使用限制下引起裂缝或损坏。

在操作1906中，然后将玻璃制品分成多个区。例如，玻璃中的第一区可以具有最高量的化学强化，接着是第二区，接着是具有最少量的化学强化的第三区。在操作1908中，玻璃制品具有基于三个不同区的应力模式，例如，具有与冲击相关的最大强度的第一应力模式、具有比第一区更小的强度量的第二应力模式、以及具有最低强度水平的第三应力模式。在一些实施方案中，第三区几乎没有化学强化。

图20示出了用于非对称地强化具有三个或更多个区的便携式电子设备的覆盖玻璃的示意性流程图2000，每个区具有不同的应力分布。在操作2002中，获得具有通常用于感兴趣的便携式电子设备的尺寸、厚度和组成的覆盖玻璃。在操作2004中，确定针对覆盖玻璃可承受的应力大小的预算，其中预算的应力保持基本上平坦的覆盖玻璃具有在冲击(例如掉落)的情况下的增强的抗损坏性。覆盖玻璃可以被分为三个区，即对应于覆盖玻璃的拐角部分或区域的第一区、对应于覆盖玻璃的直周边部分(也称为周边边缘区域)的第二区、以及对应于覆盖玻璃的其余或中心区域的第三区。在一些实施方案中，三个区是指覆盖玻璃的顶表面，或是指从顶表面延伸到底表面的应力分布。第一区和第二区可以包括高达50％的覆盖玻璃面积(为第三区保留50％的覆盖玻璃面积)、高达40％的覆盖玻璃面积(为第三区保留60％的覆盖玻璃面积)、高达30％的覆盖玻璃面积(为第三区保留70％的覆盖玻璃面积)、高达20％的覆盖玻璃面积(为第三区保留80％的覆盖玻璃面积)、高达15％的覆盖玻璃面积(为第三区保留85％的覆盖玻璃面积)、高达10％的覆盖玻璃面积(为第三区保留90％的覆盖玻璃面积)、高达5％的覆盖玻璃面积(为第三区保留95％的覆盖玻璃面积)、高达2.5％的覆盖玻璃面积(为第三区保留97.5％的覆盖玻璃面积)、高达1％的覆盖玻璃面积(为第三区保留99％的覆盖玻璃面积)。

在本文的典型实施方案中，在操作2006中，玻璃制品可以被分成：第一区，其包括可用于覆盖玻璃拐角部分的第一应力模式；第二区，其包括可用于覆盖玻璃的直周边部分或边缘部分的第二应力模式；以及第三区，其具有可用于覆盖玻璃的其余部分的应力模式。在操作2008中，将预算压力分配给三个区，其中第一区比第二区更加强化，第二区比第三区更加强化。在一些实施方案中，第三区几乎没有经历化学强化，并且在第一区和第二区上使用整个应力预算。在第一区和第二区上使用全部应力预算导致针对正常使用处于拉伸应力下的玻璃制品，但具有防止或减少由对物品的冲击引起的损坏的改进能力。还应当注意，第一区和第二区可以围绕第三区形成连续周边。

图21示出了具有三个区的覆盖玻璃2100，每个区具有可用于减少覆盖玻璃中的损坏或损坏传播的应力模式。如上所述，针对覆盖玻璃2100存在有限的应力预算。压力预算被分配给三个区中的每一个，其中第一区2102(对应于覆盖玻璃的拐角部分或区域)接收最高量的化学强化，第二区2104(对应于直周边侧或周边边缘区域)接收第二最大量的化学强化，并且对应于覆盖玻璃2100的中心或其余区域的第三区2106接收最少量的化学强化。在一些实施方案中，第三区1906可以几乎没有化学强化。第三区2106可以包括外表面，其中其一部分通常基本上是平的，而不是整个第三区。第三区2106也被较高强化的第一区2102和第二区2104围绕，这些区围绕第三区形成邻接的周边。在覆盖玻璃周边处形成的邻接的第一区和第二区是较高强度玻璃，其形成防止在第三区中发现的对较低强化玻璃的冲击的保护阻挡层。在一些实施方案中，第一区和第二区各自形成边缘，并且边缘可以彼此接触以形成倾斜角度。应力预算用于减少潜在的冲击事件，免于对第一区2102并且在一定较小程度上对第二区2104导致损坏或损坏的传播，同时使第三区基本上平坦或不受翘曲的影响。至少，冲击可能分布到覆盖玻璃2100的第一区和第二区，其形成围绕中心定位的第三区2106的周边并且包围该第三区。此外，第一区可以被加热到允许与没有加热的相同区相比增加的化学强化的温度。在非对称强化期间，第二区也可以被加热以增强或增加在该区中引起的应力的量。在整个当前说明书中描述了加热，但可以通过微波或激光加热来执行。在一些实施方案中，加热的温度低于玻璃的致密化温度，并且在其他实施方案中，加热的温度高于玻璃的致密化温度。

图22示出了沿图21中的线21-21′的截面图。与第三区2106相比，第一区2102示出了到特定深度和浓度的增加量的离子2200。沿第一区表面并到达特定深度的离子浓度的变化修改了玻璃内应力关系。对第一区的增加的化学强化沿着覆盖玻璃的最有可能产生冲击的区或部分提供附加的压缩应力。在图22中，第一区限定弯曲边缘，在该实施方案中，该弯曲边缘从覆盖玻璃的顶表面延伸到底表面。应当注意，这也是最容易受到冲击影响的覆盖玻璃区，因为它具有有限的区域来分配由冲击引起的力或能量。因此，拐角处的离子体积的增加可以抵抗由冲击赋予的力或能量并减少或防止对覆盖玻璃的损坏。可替代地，第三区2106具有更大的区域来分配与冲击相关联的力，以及更不可能涉及冲击本身。这样，在第三区中不需要的一些化学强化可以被预算到第一区，并且仍然将覆盖玻璃保持在其预算应力量内。如图22中指出的，第三区限定了基本上平坦的外表面。

平坦化非对称应力分布

本文的实施方案包括使用非对称化学强化结合其他补偿力以提供有用的玻璃制品(例如具有平坦表面的制品)的过程。

在一个实施方案中，例如，与底表面相比，由于在顶表面上的压缩应力的总体过量，已经被非对称地化学强化的玻璃制品显示出应力不平衡。玻璃制品中的应力不平衡可以通过附着到非常坚硬的材料、或具有抵抗由非对称强化玻璃制品赋予的应力的几何形状的坚硬材料来抵消。最佳材料将抵消玻璃制品赋予的非对称应力以保持平坦(或保持在玻璃材料所需的几何形状)。在典型的实施方案中，坚硬材料将沿着玻璃制品的表面(通常是底表面)附接。在一些情况下，坚硬材料是透明的。坚硬材料仅需要具有足够的量和覆盖率以实现抵消应力。

在另一个实施方案中，已经被非对称地化学强化的玻璃制品的应力不平衡通过定制材料的机械或化学移除来抵消。在该实施方案中，可以使用抛光或其他机械技术来最佳地从玻璃制品移除应力。可替代地，可以通过将部分浸入化学移除浴(例如HF浴)中来移除玻璃制品的应力不平衡的方面。化学移除浴中没有问题的玻璃表面可以与HF密封隔离，或者仅玻璃表面的选择区域暴露于HF。将完成材料的移除以提供具有正确几何形状或平面度的玻璃制品(再次基于平衡强化玻璃制品中的总应力)。

在又一个实施方案中，通过引入附加的局部化学强化来抵消所需的非对称压缩应力(用于损坏控制和可靠性)。例如，可以将涂层或浆料(前面描述的)的使用合并到非对称强化的玻璃制品中，以抵消由所需的非对称化学强化引入的翘曲。在一些方面中，涂层或浆料可以被图案化。

本文的实施方案不仅包括抵消化学强化的放置，还包括压缩表面应力的量和玻璃上的化学强化的压缩深度。这里，包括特定的压缩表面应力可以充当硬化阻挡层，以防止或抵消由其他非对称化学强化引入的翘曲。例如，在玻璃制品的表面中使用短高的钾离子峰可以用于提供非常浅但坚硬的应力层。这些坚硬的(高压缩表面应力层)可以具有高达60至80GPa的杨氏模量并且用于防止翘曲-在某种意义上，充当上面讨论的坚硬材料。

通过成形来补偿非对称化学强化

本文的实施方案包括玻璃制品的设计和生产，该玻璃制品结合玻璃制品上的表面的非对称强化的优点以及玻璃成形。

如本公开整体所描述的，非对称化学强化允许玻璃制品的压缩表面应力和/或玻璃表面的压缩深度的目标增加。在大多数情况下，玻璃制品被校准以具有其预期实用性，其中具有对玻璃制品的最大损坏或刮擦保护。这通常需要本文所述的过程和实施方案的某种组合，例如，沿着覆盖玻璃周边的增加的压缩深度以及在覆盖玻璃中心的正常对称化学强化。

然而，包括非对称化学强化可能将应力不平衡引入到玻璃制品中(应当注意上面讨论的应力分布)。当足够的应力不平衡被引入玻璃制品中时，玻璃制品将翘曲。玻璃制品中的翘曲通常对制品的实用性是有害的，并且限制了可引入玻璃制品中的非对称应力的大小。

如先前所讨论的，引入的翘曲可以通过引入竞争的应力不平衡来补偿，例如在玻璃制品中引入非对称化学强化以便提供实用性并提供抵消应力。然而，本实施方案利用玻璃成形过程来最小化由非对称化学强化引入的应力不平衡。另外，玻璃成形提供了更坚硬的玻璃制品，其可以被成形为与通过非对称化学强化产生的力相结合以产生具有所需形状的玻璃制品。

在一个实施方案中，玻璃制品被设计成通过使用玻璃成形来抵消由非对称化学强化引入的应力不平衡。在一个方面，通过形成具有适当几何形状的玻璃制品来抵消非对称化学强化。用于特定应力分布的适当玻璃制品几何形状提供刚度以抵消由非对称化学强化过程引入的应力。在一个替代性实施方案中，非对称化学强化与玻璃成形相结合以提供所期望的几何形状，例如，强化的翘曲与玻璃成形曲率相结合以产生所期望的形状。

在期望的玻璃制品形状需要不均匀的截面形状或厚度的情况下，对称化学强化实际上将导致更广泛的潜在翘曲。非对称化学强化允许包括所期望的压缩应力层和深度并避免显著的翘曲。玻璃成形与强化相结合以提供优化的玻璃制品。

图23是示出玻璃制品可以被识别并形成有适当的局部刚度以抵消所提出的非对称化学强化的流程图2300。所形成的玻璃2302可以经历CNS和抛光2304。然后，玻璃制品经历引入非对称化学强化所需的各种步骤，包括例如使用阻挡层、浆料、热量等(2306、2308、2310、2312、2314和2316)。可以多次处理具有增强刚度的形成的玻璃制品以获得一个或多个高度校准的表面。

基于应力分布的优化玻璃制品设计

本文的实施方案包括使用以下中的任何一个或多个来校准用于特定用途的玻璃制品的强度的过程：将玻璃制品预加热到较高的玻璃密度，修改玻璃制品的边缘几何形状以最大化几何强化，使用掩蔽、离子阻挡层或限制涂层来修改化学强化，使用离子增强浆料和热量来进行化学强化，热辅助的化学强化，使用电场和热量进行定向或优选的离子扩散，将预应力引入目标物品，以及调节在非对称制备的玻璃制品中发现的应力。

在玻璃制造过程期间也可能发生校准，例如，通过在包覆层中的玻璃的差别强化、通过识别起始玻璃中的有用离子梯度和浓度、以及通过将玻璃制品熔融在一起等。

本文的方面利用上述实施方案中的每一个来校准在垂直轴线和水平轴线上具有预算应力量的玻璃制品。预算和不规则的应力允许在玻璃制品的前、后、顶部、侧面和边缘上放置具有预定硬度和深度的压缩应力层，以优化玻璃制品的可靠性并使玻璃制品对于其预期用途是安全的。玻璃制品中的预算不规则应力也可以通过抵消其他材料的应力输入或玻璃本身的几何形状来补偿。当成品玻璃制品设计为平坦的或其他目标几何形状时，这尤其有用。以此方式，例如，可以针对玻璃覆盖物的预期用途来评估玻璃覆盖物，即制品在顶表面、底表面、边缘等处需要的表面压缩应力的大小，压缩应力需要在这些区中的每一个处延伸的深度，这些压缩应力需要将会产生的拉伸强度的大小，将会产生的拉伸强度的大小，可以仅使用化学强化来平衡所需的应力，可以使用玻璃成形等。然后利用本文的实施方案来执行校准以提供具有最大化或优化值的高实用性玻璃覆盖物。

以下示例被提供仅用于说明目的并且不旨在限制本公开的范围。

用于补偿非对称化学强化的玻璃成形的示例

离子交换化学强化中的压缩深度与玻璃制品通过损伤诱导来抵抗失效的能力相关。从这个角度来看，最大化压缩深度是生产用于便携式电子设备的更耐用和可靠的玻璃的重要驱动因素。

一旦离子扩散通过玻璃的厚度，玻璃制品中的压缩深度就会饱和。这表明非对称强化可以用于实现更深的压缩深度，并由此有利于玻璃制品抵抗失效的能力。此外，尽管非对称强化经由玻璃制品中的应力不平衡引入翘曲，但可以通过使用玻璃成形来补偿翘曲。

使用玻璃成形包括使用更坚硬的覆盖玻璃设计，以及形成用于补偿引入的非对称翘曲的覆盖玻璃几何形状。例如，玻璃成形可以用于补偿或加剧非对称化学强化应力以确保组合的过程产生所期望的最终部分形状。

通过使用本文所述的一个或多个非对称化学强化过程，可以将压缩深度实现到覆盖玻璃中。图24提供了非对称强化的覆盖玻璃的示例，该覆盖玻璃在外表面处被化学强化到更大的层深度并且在内表面处被化学强化到更大的压缩表面应力。如图24所示，覆盖玻璃2400包括第一压缩应力区域2408，其从外表面2406延伸到第一深度DoL₁并具有第一压缩表面应力CS₁。在图24中，第一深度DoL₁大约延伸到覆盖玻璃2400的厚度的中点。玻璃覆盖物还包括第二压缩应力区域2412，其从内表面2410延伸到第二深度DoL₂并具有第二压缩表面应力CS₂。如图所示，第一深度DoL₁大于第二深度DoL₂，并且第一压缩表面应力CS₁小于第二压缩表面应力CS₂。在实施方案中，沿覆盖玻璃2400的内表面的表面压缩应力CS₂可以是600MPa至800MPa，并且沿外表面的表面压缩应力CS₁可以是300MPa至小于600MPa。在附加的实施方案中，第一深度DoL₁可以是75微米至175微米并且第二深度DoL₂可以是10微米至50微米。在另外的实施方案中，第一深度DoL₁可以是第二深度DoL₂的1.5至8倍或1.5至5倍。覆盖玻璃2400具有对应、但预算量的拉伸应力2418以抵消外部和内部的非对称表面压缩。

图25-30示出了一种这样的非对称化学强化和玻璃成形过程。

在图25中，获得玻璃覆盖物，并且玻璃覆盖物经历CNC以符合其基本设计需要。截面图示出了初始覆盖玻璃几何形状。图25示出了玻璃成形可以用于在覆盖玻璃2500的端部处引入弯曲部2502(经由弯曲应力)。应当注意，这种成形玻璃的对称化学强化将导致高度翘曲的玻璃制品，并且提供很小的价值。

在图26中，覆盖玻璃2600可以经历进一步的CNC和抛光以进一步制备覆盖玻璃。接下来，在图27中，覆盖玻璃2700的底部平坦表面2702，直到形成的弯曲，涂覆有离子交换扩散阻挡层，即氮化硅(例如SiN)2704。氮化硅将显著地限制通过覆盖玻璃的平坦底表面的离子扩散。这将进一步确保覆盖表面保持基本平坦。

所形成和部分掩蔽的覆盖玻璃在图28A和图28B中的本文描述的化学强化过程下进行处理。从图28A中可以看出，玻璃2800的截面指示覆盖玻璃的顶表面2802具有通过钾2803的扩散形成的具有深度DoL的压缩层。如所预期的，由氮化硅涂覆的底表面2804没有或具有非常小的化学强化。图28B示出了所形成的覆盖玻璃2800的状态的截面图。

图28C是对应的应力分布，其中玻璃覆盖物2800的顶表面2802显示出高压缩应力和显著的DoL，并且其中没有强化的底部覆盖物2804显示出没有压缩并且只有拉伸应力(由平衡顶表面处的应力引起)。

图29A和图29B示出了玻璃覆盖物2900的底表面上的氮化硅层可以被氧化成SiO₂2902，其不再是化学强化的完全阻挡层。对所形成的玻璃覆盖物执行第二轮化学强化，以提供图30A所示的截面图。应当注意，底表面3004现在包括浅压缩层，而顶表面3002已经通过更高的表面压缩来进一步增强(图30A)。

最后，图30B示出了最终的覆盖玻璃3000，其包括覆盖玻璃几何形状以从一系列化学强化过程补充非对称应力分布。覆盖玻璃具有与几何形状相匹配的优异顶覆盖表面压缩3002和DoL、以及底表面3004的具有有限DoL的高压缩应力(参见图30B)。

图30C是对应的应力分布，其中玻璃覆盖物3000的顶表面3006显示出高表面压缩3008。底表面3010显示出一定量的表面压缩3012，其对应于化学强化的较低余量。覆盖玻璃3000具有对应、但预算量的拉伸应力3014以抵消顶部和底部的非对称表面压缩。

具有非均匀厚度的玻璃制品的非对称强化

如上面简要讨论的，非对称化学强化的玻璃制品可以具有厚度彼此不同的部分。通常，玻璃制品的较厚部分可以比较薄部分化学强化至更深的层深度(DoL)。通过非对称地化学强化玻璃，较厚部分可以被制成比较薄部分更抗裂纹和/或抗冲击，同时确保玻璃制品的任何部分在冲击或破裂时都不会破碎或释放碎片。因此，玻璃制品可以具有带不同程度的化学强化的部分，使得较厚部分可以更抗裂纹，而较薄的部分具有一些但较小的抗裂纹性。

在一些实施方案中，玻璃制品的周边部分可以是较厚的，而中心部分是较薄的，例如以便在电子设备外壳中提供用于容纳电子设备的内部部件的附加空间。由于掉落电子设备而更可能受到冲击的周边部分可以通过更深的化学强化层(如从玻璃制品的外表面测量)来增强其抗裂性、抗碎裂性或其他抗破裂性，同时保持玻璃制品的整体安全性和可靠性。

图31-34B示出了具有不同厚度的部分的玻璃制品的样品实施方案，并且每个将依次讨论。在实施方案中，玻璃制品的第一部分可以具有第一厚度，并且玻璃制品的第二部分可以具有大于第一厚度的第二厚度。在另外的实施方案中，玻璃制品的中心区可以具有第一厚度，并且玻璃制品的周边区可以具有更大的第二厚度。在附加的实施方案中，玻璃制品的中心区可以限定第一部分和第二部分，并且玻璃制品还可以包括周边区。

可以在外表面的区域与内表面的对应区域之间限定玻璃制品的给定部分的厚度。例如，可以在外表面的前部区域与内表面的对应后部区域之间限定厚度。当表面的区域限定曲线时，可以沿着表面的弯曲区域的垂线限定厚度。

在另外的实施方案中，玻璃制品可以限定横向厚度。例如，当玻璃制品包括较薄的中心部分和较厚的周边部分时，周边部分可以限定横向厚度。具体地，当内表面的高度变化时，如图32A-33B和图34B所示，玻璃制品的周边部分可以限定外表面的侧区域(即侧表面)与内表面的对应过渡区域之间的横向厚度。

图31是样品玻璃制品3100的顶视图，示出了较厚的周边部分3125和较薄的中心部分3120。中心部分3120和周边部分3125的区域在外表面3102处大致共面。周边部分3125与中心部分3120之间的过渡由虚线表示，该虚线对应于下面讨论的图32A的截面所示的内表面处的厚度的台阶过渡。较厚的周边部分3125和较薄的中心部分3120彼此邻接，这意味着两个区域或部分彼此相邻而没有中间结构。

图31所示的中心部分3120由玻璃制品3125的周边部分界定并具有宽度W₁和长度L₁。中心部分3120不限于玻璃制品的中点，而是延伸到玻璃制品的内表面和外表面，如图32A所示。中心部分3120的外表面可以是大致平面的。

在实施方案中，玻璃制品的周边部分包括玻璃制品的周边。举例来说，周边部分可以包括玻璃制品的侧表面。如图31所示，周边部分3125包括拐角部分3127和其余部分3129。周边部分3125在拐角部分3127中具有横向厚度X₃并且在其余部分3129中具有横向厚度X₂。横向厚度X₂和X₃可以沿与中心部分的平面平行的平面测量。如图所示，拐角区中的横向厚度X₃可以大于其余部分中的横向厚度X₂。此外，玻璃的周边部分的横向厚度可以大于中心部分的厚度。在实施方案中，周边部分3125的外表面与中心部分3120的外表面大致共面。在一些实施方案中，周边部分3125的外表面包括弯曲区域。

玻璃制品3100可以用作电子设备的覆盖玻璃、壳体部分、输入表面等。因此，玻璃制品3100的形状和/或尺寸旨在说明一般概念而不是特定要求。玻璃制品3100可以是透明的、半透明的或不透明的。

图32A是示例性玻璃制品3200的沿图31的线31-31截取的截面。玻璃制品3200的较厚周边部分3225和较薄中心部分3220是邻接的。如图所示，周边部分3225台阶式向下到中心部分3220(例如，过渡到较小的厚度)。

玻璃制品的外表面3202包括中心部分中的中心外表面3202a和周边部分中的周边外表面3202b。制品的内表面3204包括中心部分中的中心内表面3204a、周边部分的周边内表面3204c、以及在中心部分与周边部分之间的厚度过渡处的过渡内表面3204b。可替代地，过渡内表面3204b可以被称为壁表面。如图所示，中心外表面3202a大致与中心内表面3204a相对，并且周边外表面3202b大致与周边内表面3204c相对。一个边缘3210提供周边外表面3202b与侧表面3208之间的过渡，而另一个边缘3210提供周边内表面3204c与侧表面3208之间的过渡。

如图32A所示，玻璃制品的中心部分3220限定中心外表面3202a和中心内表面3204a。中心部分3220在中心外表面3202a与中心内表面3204b之间具有厚度T₁。图32所示的厚度T₁是基本恒定的，但在另外实施方案中，中心部分3220中的厚度可以变化。

图32A的玻璃制品的周边部分3225限定周边外表面3202b、边缘3210、侧表面3208、周边内表面3204c和过渡内表面3404b。周边部分在周边外表面3202b与周边内表面3204c之间具有厚度T₂。此外，周边部分在过渡内表面3204b与侧表面3208之间具有横向厚度X₂。在实施方案中，厚度T₁是厚度T₂的至少10％、20％、30％、40％或50％。厚度T₁可以高达到厚度T₂的70％。横向厚度X₂也可以大于T₁。在实施方案中，厚度T₁是横向厚度X₂的20％、30％、40％、50％、60％或高达70％。当拐角部分的横向厚度X₃大于周边部分的其余部分的横向厚度X₂时，厚度T₁可以是横向厚度X₃的10％、20％、30％、40％或高达50％。

如先前所讨论的，玻璃制品可通过离子交换来化学强化以在玻璃制品的表面处形成压缩应力层。对于玻璃制品的不同表面，层深度(DoL)和/或压缩表面应力(CS)可以是不同的。在附加的实施方案中，压缩应力层可以在玻璃制品的一些表面处具有相同的DoL和CS。另外，如前所述，沿玻璃制品表面形成压缩应力层创建了玻璃制品内的拉伸应力区域，其平衡压缩应力。

在本文公开的方面中，玻璃制品3200被非对称地化学强化，使得压缩应力层的深度(DoL)围绕玻璃制品3200变化。在实施方案中，玻璃制品的较厚部分中的压缩应力层的深度大于玻璃制品的较薄部分中的压缩应力层的深度。在另外的实施方案中，针对玻璃制品3200的不同表面，压缩表面应力(CS)可以是不同的。图32B-32C、图33B和图34B示出了在具有不同厚度的部分的玻璃制品中形成的压缩应力层的示例。在图32B-32C、图33B和图34B中，压缩应力层由虚线和点画指示，这两者都不旨在示出除层深度之外的任何特定材料、离子密度或其他质量。

在实施方案中，压缩应力层可以在玻璃制品的中心部分和周边部分中不同。在另外的实施方案中，沿玻璃制品的外表面的压缩应力层可以在玻璃制品的中心部分和周边部分中不同。例如，如图32C所示，沿着制品周边部分中的外表面的压缩应力层的深度可以大于沿着制品中心部分中的外表面的压缩应力层的深度。在附加的实施方案中，如图32B所示，沿着制品周边部分的外表面的压缩应力层的深度可以与沿着制品中心部分的外表面的压缩应力层的深度相同。

在另外的实施方案中，沿着周边部分的侧表面的压缩应力层可以具有深度，该深度与沿着周边部分的外表面和内表面中的至少一个的压缩应力层的深度相同或不同。作为一个示例，如图32C所示，沿着侧表面3208的压缩应力层可以具有深度，该深度与沿着外表面3202a的压缩应力层的深度大致相同。作为另一个示例，沿着侧表面3208的压缩应力层可以具有深度，该深度与沿着外表面3202a和内表面3204c中的每一个的压缩层的深度不同。

如图32B所示，在周边部分与中心部分之间的厚度过渡处的沿着玻璃制品的内表面的压缩应力层可能在很大程度上被沿着周边部分的相邻内表面和中心部分的相邻内表面的压缩应力层影响。在实施方案中，在厚度过渡处的沿着内表面的压缩应力层可以与沿着玻璃制品的侧表面的压缩应力层显著不同。例如，如图32C所示，在厚度过渡处的沿着内表面的压缩应力层的深度可以小于沿着侧表面的压缩应力层的深度。

在实施方案中，沿着中心部分中的外表面的区域的压缩应力层与沿着中心部分中的内表面的区域的压缩应力层不同。例如，沿中心外表面3202a的压缩应力层的深度可以大于中心内表面3204a的深度。图32B和图32C示出了在玻璃制品的中心部分中形成的此类压缩应力层3230的示例。还示出了拉伸应力区域3240。

在附加的实施方案中，沿着玻璃制品的周边部分的外表面的区域的压缩应力层与沿着内表面的区域的压缩应力层不同。作为一个示例，如图32B所示，沿着周边外表面3202b的压缩应力层的深度(即层深度)可以小于周边内表面3204c的深度。可替代地，如图32B所示，沿着周边外表面3202b的压缩应力层的深度可以大于周边内表面3204c的深度。

如先前所讨论的，内部拉伸应力区域可以具有限制玻璃制品内的中心张力的厚度。在实施方案中，内部拉伸应力区域的厚度可以参考玻璃制品的厚度。例如，玻璃制品的周边部分中的内部拉伸应力区域的厚度可以参考周边部分的厚度。在实施方案中，周边区域中的内部拉伸应力区域的厚度是周边外表面与周边内表面之间的厚度(诸如图32B中的厚度T₂)的至少10％、20％或30％。另外，玻璃制品的中心部分中的内部应力区域的厚度可以参考中心部分的厚度。在实施方案中，中心区域中的内部拉伸应力区域的厚度是中心外表面与中心内表面之间的厚度(诸如图32B中的厚度T₁)的至少10％、20％或30％。

图32B示出了示例性玻璃制品的截面视图，该玻璃制品具有围绕玻璃制品延伸的压缩应力层3230和内部中心张力区域3240。对于图32B所示的玻璃制品3200，压缩应力层3230具有从中心外表面3202a和周边外表面3202b延伸的第一深度(DoL₁)。压缩应力层3230具有从侧表面3208延伸的第二深度(DoL₂)、从周边内表面3204c延伸的第三深度(DoL₃)、以及从中心内表面3204a延伸的第四深度(DoL₄)。

如图32B所示，深度DoL₁-DoL₄中的每一个彼此不同，从而指示玻璃制品已经被非对称地化学强化。换句话说，DoL在玻璃制品的不同部分中变化和/或从玻璃制品的不同表面测量。因此，与较薄的中心部分3220相比，较厚的周边部分3225沿着玻璃制品的内表面具有更深的DoL。同样，压缩应力层3230的从中心外表面3202a延伸的区域比压缩应力层3230的从中心内表面3204a(在制品3220的后侧)延伸的区域更厚，但比层3230的在周边部分3225中限定的区域更薄。

在本发明的一些方面中，压缩应力层可以被描述为包括多个区域。压缩应力层的每个区域(即压缩应力区域)可以与玻璃制品的一个或多个表面相关联。例如，图32B的玻璃制品可以被描述为具有沿中心外表面3202a和周边外表面3202b的第一压缩应力区域3331、沿侧表面3208的第二压缩应力区域3332、沿着周边内表面3204c的第三压缩应力区域3333、以及沿中心内表面3204a的第四压缩应力区域3334。每个压缩应力区域具有层深度(DoL)和压缩表面应力(CS)。

图32C示出了另一个示例性玻璃制品的截面视图，该玻璃制品具有围绕玻璃制品延伸的压缩应力层3230和内部中心张力区域3240。对于图32C所示的玻璃制品3200，压缩应力层3230具有从中心外表面3202a延伸的第一深度(DoL₁)以及从周边外表面3202b和侧表面3208延伸的第二深度(DoL₂)。第二深度比第一深度更厚。因此，与较薄的中心部分3220相比，较厚的周边部分3225沿着玻璃制品的外表面具有更深的DoL。如图32C所示，压缩应力层3230包括从中心外表面3202a延伸的第一压缩应力区域3231以及从周边外表面3202b和侧表面3208延伸的第二压缩应力区域3232。

压缩应力层3230具有从中心内表面3204a、过渡内表面3204b和周边内表面3204c延伸的第三深度(DoL₃)。如图所示，第三深度比第一深度和第二深度中的每一个更薄。例如，第三深度可以是第一深度的25％至75％。在实施方案中，沿着玻璃制品的内表面的压缩应力层具有相对较高的压缩表面应力，即使该层的深度相对较小。举例来说，压缩表面应力可以是周边外表面3202b处的压缩表面应力的至少75％。作为另一个示例，沿玻璃制品内表面的压缩应力层的压缩表面应力可以大于或等于周边外表面3202b处的压缩表面应力。在一些实施方案中，沿玻璃制品的内表面的表面压缩应力可以是600MPa至800MPa，并且沿周边外表面的表面压缩应力可以是300MPa至小于600MPa。从中心内表面3204a、过渡内表面3204b和周边内表面3204c延伸的压缩应力层的区域在图32C中标记为第三压缩应力区域3233。

图33A是另一个示例性玻璃制品的截面图。如图所示，玻璃制品3300包括较厚的周边部分3325和较薄的中心部分3320。周边部分3325的外表面包括大致平坦的第一周边外表面3302b和弯曲的第二周边外表面3302c。如图所示，周边部分3325的厚度变化，但周边部分的至少一些部分的厚度大于中心部分3320的厚度T₁。

周边部分中的厚度的一个量度是沿着周边内表面3304c的垂线从周边内表面3304c到第一周边外表面3302b的距离，在图33A中标记为T₂。周边部分中的横向厚度的量度是沿着过渡内表面3304b的垂线在过渡内表面3304b与侧表面3308之间的距离，在图33A中标记为X₂。X₂和T₂中的每一个可以大于厚度T₁，如图33A所示。当玻璃制品具有大致平面的外部区域时(如图33A所示)，与大致平面的外部区域对齐的轴线可以被称为水平轴线。在这种情况下，X₂可以被称为沿水平方向的厚度，并且T₂可以被称为沿垂直方向的厚度。

由第二周边外表面3302c限定的曲线可以跨越周边区域厚度的大部分。例如，由曲线跨越的水平距离可以是距离X₂的至少30％、40％或50％此外，由曲线跨越的垂直距离可以是距离T₂的至少20％、30％或40％如图33A所示，第二周边外表面3302c可以邻接侧表面3308。可替代地，第二周边外表面3302可以邻接周边内表面3304c。

如图所示，周边部分3325台阶式向下(例如，厚度的过渡)到中心部分3220，其中厚度的过渡沿着玻璃制品的内表面。制品的内表面包括中心部分中的中心内表面3304a、周边部分的周边内表面3304c、以及在中心部分与周边部分之间的厚度过渡处的过渡内表面3304b。中心外表面3302a大致与中心内表面3304a相对。

图33B显示了图33A的玻璃制品的另一个截面图。如图33B所示，玻璃制品具有围绕玻璃制品延伸的压缩应力层3330和内部中心张力区域3340。压缩应力层3330从中心外表面3302a延伸到第一深度(DoL₁)。从第一周边外表面3302b延伸的压缩应力层3330的深度从第一深度过渡到大于第一深度的第二深度(DoL₂)。在实施方案中，压缩应力层3330从弯曲的第二周边外表面3302c延伸到第二深度。较深的压缩应力层用于保护弯曲的周边外表面免受损坏。

压缩应力层3330具有从中心内表面3304a、过渡内表面3304b和周边内表面3304c延伸的第三深度(DoL₃)。如图所示，第三深度比第一深度和第二深度中的每一个更薄。例如，第三深度可以是第一深度的25％至75％。在实施方案中，沿着玻璃制品的内表面的压缩应力层具有相对较高的压缩表面应力，即使该层的深度相对较小。举例来说，压缩表面应力可以是周边外表面3302b处的压缩表面应力的至少75％。作为另一个示例，沿玻璃制品内表面的压缩应力层的压缩表面应力可以大于或等于周边外表面3302b处的压缩表面应力。在一些实施方案中，沿玻璃制品的内表面的表面压缩应力可以是600MPa至800MPa，并且沿周边外表面的表面压缩应力可以是300MPa至小于600MPa。图33B还标记了压缩应力层的不同区域，包括从中心周边表面3302a延伸的第一压缩应力区域3331、从第二周边外表面3302c延伸的第二压缩应力区域3332、以及从周边内表面3304c、过渡内表面3304b和中心内表面3304a延伸的第三压缩应力区域3333。

图34A-34B示出了玻璃制品3400的另一个示例实施方案。该玻璃制品3400适用于本文所述的任何用途，并且具体包括相对于图31所讨论的那些。如同图31所示的玻璃制品3100，玻璃制品3400包括周边部分3425和中心部分3420。中心部分包括较薄部分(第一部分3420a)和较厚部分(第二部分3420b)。较厚部分限定至少一个肋特征部。周边部分3425也比部分3420a更厚，该厚度在图34B的截面视图中示出。因此，玻璃制品的较厚部分包括周边部分3425以及中心区域的部分3420b。

如图34A的顶视图所示，中心区域的部分3420b可以被视为形成一系列肋特征部。图34A的肋特征部3420b与周边部分3425a邻接。肋特征部3420b延伸到周边部分3425a，并且如图所示，跨越玻璃制品的中心区。多个较薄部分3420a由较厚的周边部分3425和较厚部分3420b限定。每个较薄部分3420a可以被视为形成岛状特征，每个岛状特征通过较厚部分3420b彼此分开。

图34B示出了沿图34A的线34-34截取的玻璃制品3400的截面图。如图34B所示，中心部分包括较薄部分3420a和较厚部分3420b。周边部分3425也比部分3420a更厚。在一些实施方案中，周边部分3425的厚度与部分3420a的厚度大致相同。

同样类似于玻璃制品3100，非对称化学强化的压缩应力层3430的DoL在较厚部分(例如，部分3420b和3425)处较深并且在较薄部分(诸如部分3420a)处较浅。同样地，DoL可以在玻璃制品3400的相同部分的前表面和后表面处不同，或者随着层从侧表面3408向内延伸而不同。因此，应当理解，多个变薄和/或变厚的部分可以各自存在于单个玻璃制品中，并且非对称化学强化层的DoL可以在这些部分或区域中的任何或所有之间不同。

如图34B所示，中心区包括具有第一厚度T₁的第一部分3420a和具有第二厚度T₂的第二部分3425b，该第二厚度大于第一厚度T₁。如图所示，第一部分3420a包括第一前表面3402a和第一后表面3404a，并且第二部分包括第二前表面3402b和第二后表面3404b。另外，第二部分包括邻接第一后表面3404a和第二后表面3404b的壁表面3404d。可替代地，壁表面3404d可以被称为过渡表面，因为其提供第一后表面3404a与第二后表面3404b之间的过渡。

第一部分还包括：第一压缩应力区域3431，其沿第一前表面具有第一深度DoL₁；以及第二压缩应力区域3432，其沿第一后表面具有小于第一深度的第二深度DoL₂。第二部分3420b包括第三压缩应力区域3433，其沿第二前表面具有第三深度DoL₃。第二部分还包括第四压缩应力区域3434，其沿第二后表面3404b具有第四深度DoL₄。

周边区3425具有第三厚度T₃，其显示为基本上等于第二厚度T₂。周边区3425包括第三前表面3402c和第三后表面3404c。周边区3425还包括壁表面3404e。如图所示，壁表面3404邻接第三后表面3404c和第一后表面3402a并提供其间的过渡。在另外的实施方案中，厚度T₃可以大于第二厚度T₂。

如图所示，周边区3425还包括：第五压缩应力区域3435，其沿第三前表面3402c具有第五深度DoL₅；以及第六压缩应力区域3436，其沿第三后表面3406c具有第三深度DoL₆。如图34B所示，第三深度DoL₃和第五深度DoL₅中的每一个基本上等于第一深度DoL₁。然而，这不是限制性的，并且第三深度和/或第五深度可以与第一深度不同。例如，第五深度可以大于第一深度。

如图34B所示，周边区3425还包括侧表面3408以及沿侧表面具有第七深度DoL₇的第七压缩应力区域3437。如图所示，第七深度基本上等于第一深度，但这不是限制性的。在一些实施方案中，第七深度可以大于第一深度。

同样地，玻璃制品的局部变薄或变厚部分可以限定岛、突起、凸台、台阶、平台、底切或任何其他结构特征。如本文所述，玻璃制品可以在任何或所有的这样结构特征部中被非对称地化学强化到不同层深度。同样，玻璃制品的较厚区域或部分不需要包围较薄的区域或部分，较厚的区域/部分也不必在玻璃制品的一个或多个边缘处。可以预期较厚和较薄的部分或区域的任何相对定位、尺寸、形状和/或大小。

应当理解的是，非对称化学强化(包括其中DoL在玻璃制品的至少一些较厚部分中比它在较薄部分中更深的非对称化学强化)可以通过选择性地掩蔽某些部分、在某些部分中执行多个化学强化操作、离散地处理某些部分、或另外通过本文公开的任何操作或方法来创建。

例如，沿玻璃制品的外表面和内表面的离子交换可以用于形成非对称的压缩应力层。包括较厚的周边部分和较薄的中心部分的玻璃制品的示例性压缩应力层包括：第一压缩应力区域，其沿玻璃制品的中心部分中的外表面具有第一深度；以及第二压缩应力区域，其沿玻璃制品的中心部分中的内表面具有小于第一深度的第二深度。压缩层还包括：第三压缩应力区域，其沿玻璃制品的周边部分中的外表面具有大于第一深度的第三深度；以及第四压缩应力区域，其沿制品的周边部分中的内表面具有小于第三深度的第四深度。

在本公开的方面中，使用多个离子交换来形成压缩应力层。离子交换(可替代地，离子交换操作)可以包括将玻璃制品浸入一个或多个浴中，该浴包括要针对玻璃制品中的较小离子进行交换的离子。例如，玻璃制品可以包括钠离子，并且浴可以包括如前所述的钾离子。

用于多个离子交换的浴可能在浴组成和/或浴温度方面不同。当期望形成压缩应力层的具有相对较浅深度的区域以及相对高度压缩应力层时，浴的待交换离子的浓度可以大于其他离子交换操作中使用的其他浴的浓度。此外，玻璃制品浸入的时间可以比其他离子交换操作中使用的时间更短。

浴可以包括一种或多种盐，包括待引入玻璃中的离子；通常，一种或多种盐在浴中至少部分地离解成阴离子和阳离子组分。在实施方案中，浴包括溶液，该溶液包括待引入玻璃中的离子。在附加的实施方案中，浴可以基本上由盐组成，使得浴中盐的浓度为约100％。浴可以处于一种或多种盐熔融的温度。

在实施方案中，形成具有不同深度的区域的压缩应力层的操作包括将掩模施加到玻璃制品的至少一个操作。在实施方案中，掩模技术可以用于分别形成每个压缩应力区域，使得离子交换操作的数量至少等于压缩应力区域的数量。例如，为了沿玻璃制品的第一表面形成第一压缩应力区域，可以将第一掩模施加到玻璃制品的其他表面，使第一表面不被掩蔽。为了沿玻璃制品的第二表面形成第二压缩应力区域，可以至少从玻璃制品的第二表面移除第一掩模并且可以至少将第二掩模施加到玻璃制品的第一表面等。在另外的实施方案中，由于多个离子交换操作而形成至少一个压缩应力区域。

以下描述了包括形成压缩应力层的操作的方法的示例，该压缩应力层包括第一、第二、第三和第四压缩应力区域。该方法包括施加掩模以屏蔽玻璃制品的内表面和玻璃制品的中心部分中的外表面。例如，可以将掩模施加到中心内表面、中心外表面和周边内表面。在施加掩模之后，该方法还包括沿着玻璃制品的周边部分的外表面执行第一离子交换以便沿周边部分的外表面创建第三压缩应力区域。

在第一离子交换之后，该示例还包括从中心部分的外表面移除掩模以及沿玻璃制品的外表面执行第二离子交换，以便沿中心部分的外表面创建第一压缩应力区域并且沿周边部分的外表面增加第三压缩应力区域的深度。从玻璃制品的内表面移除掩模后；该操作还包括沿玻璃制品的内表面和外表面执行第三离子交换。

在实施方案中，第三离子交换沿内表面创建具有第二深度的第二压缩应力区域和具有第四深度的第四压缩应力区域。第三离子交换还将第一压缩应力区域的深度增加到大于第二深度和第四深度的第一深度，并且将第三压缩应力区域的深度增加到大于第一深度的第三深度。第二深度和第四深度可以大致相同。

在附加的实施方案中，掩模是第一掩模，并且该方法还包括在执行第三离子交换之前，将第二掩模施加到中心部分的外表面和周边部分的外表面。第三离子交换沿内表面创建具有第二深度的第二压缩应力区域和具有第四深度的第四压缩应力区域。如果第二掩模基本上阻挡了中心部分的外表面和周边部分的外表面的离子交换，则第二离子交换创建具有第一深度的第一压缩应力区域并且将第三压缩应力区域的深度增加到第三深度。

如本文所使用的，术语“约”、“大约”和“基本上等于”用于解释相对较小的变化，诸如+/-10％、+/-5％或+/-2％的变化。

为了说明的目的，前述描述使用具体命名以提供对所述实施方案的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，不需要具体细节，以便实践所述实施方案。因此，出于例示和描述的目的，呈现了对本文所述的具体实施方案的前述描述。它们并非旨在是穷举性的或将实施方案限制为所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，鉴于上面的教导内容，许多修改和变型是可能的。

Claims (20)

1.一种用于电子设备的玻璃制品，包括：

中心区，其具有第一厚度并包括：

中心外表面和中心内表面；

第一压缩应力区域，其从所述中心外表面延伸到第一深度；以及

第二压缩应力区域，其从所述中心内表面延伸到第二深度；以及

周边区，其至少部分地围绕所述中心区并具有大于所述第一厚度的第二厚度，所述周边区包括：

周边外表面和周边内表面；

第三压缩应力区域，其从所述周边外表面延伸到大于所述第一深度的第三深度；以及

第四压缩应力区域，其从所述周边内表面延伸到小于所述第三深度并且基本上等于所述第二深度的第四深度。

2.根据权利要求1所述的玻璃制品，其中所述第二深度小于所述第一深度。

3.根据权利要求1所述的玻璃制品，其中所述第四压缩应力区域的压缩表面应力大于或等于所述第三压缩应力区域的压缩表面应力。

4.根据权利要求1所述的玻璃制品，其中：

所述周边区的所述第二厚度小于1mm；

所述周边区还包括内部拉伸应力区域；以及

所述内部拉伸应力区域的厚度为所述第二厚度的至少20％。

5.根据权利要求1所述的玻璃制品，其中：

所述周边外表面包括弯曲区域；以及

所述周边外表面的所述弯曲区域邻接所述周边内表面。

6.根据权利要求1所述的玻璃制品，其中：

所述周边外表面包括弯曲区域；

所述玻璃制品的所述周边区包括侧表面；以及

所述周边外表面的所述弯曲区域邻接所述侧表面。

7.根据权利要求6所述的玻璃制品，其中：

所述第三压缩应力区域从所述周边外表面的所述弯曲区域延伸到所述第三深度；

所述周边区还包括从所述侧表面延伸到第五深度的第五压缩应力区域；以及

所述第五深度基本上等于所述第三深度。

8.一种用于电子设备的玻璃制品，所述玻璃制品包括：

第一部分，其具有第一厚度并包括：

第一前表面和第一后表面；

第一压缩应力区域，其沿所述第一前表面具有第一深度；以及

第二压缩应力区域，其沿所述第一后表面具有小于所述第一深度的第二深度；以及

第二部分，其与所述第一部分邻接，具有大于所述第一厚度的第二厚度，并包括：

第二前表面和第二后表面；

第三压缩应力区域，其沿所述第二前表面具有基本上等于所述第一深度的第三深度；以及

第四压缩应力区域，其沿所述第二后表面具有第四深度，

所述第四深度大于所述第一深度。

9.根据权利要求8所述的玻璃制品，其中所述玻璃制品限定：

中心区，其包括第一部分和第二部分；以及

周边区，其至少部分地围绕所述中心区，具有大于所述第一厚度的第三厚度，并包括：

第三前表面和第三后表面；

第五压缩应力区域，其沿所述第三前表面具有第五深度；以及

第六压缩应力区域，其沿所述第三后表面具有第六深度，

所述第五深度或所述第六深度中的至少一个大于所述第一深度。

10.根据权利要求9所述的玻璃制品，其中：

所述第二部分还包括在所述第二后表面与所述第一后表面之间的第一壁表面；以及

所述周边区还包括在所述第三后表面与所述第一后表面之间的第二壁表面。

11.根据权利要求10所述的玻璃制品，其中所述第三厚度大于所述第二厚度。

12.根据权利要求11所述的玻璃制品，其中：

所述玻璃制品限定长度和宽度；

所述第二部分限定肋特征部；以及

所述肋特征部沿所述玻璃制品的长度或宽度延伸。

13.根据权利要求9所述的玻璃制品，其中：

所述第五深度基本上等于所述第一深度；以及

所述第六深度大于所述第一深度。

14.根据权利要求9所述的玻璃制品，其中：

所述第五深度大于所述第一深度；以及

所述第二深度、所述第四深度和所述第六深度各自小于所述第一深度。

15.一种用于制造玻璃制品的方法，包括：

沿所述玻璃制品的中心部分和周边部分通过至少一个离子交换来形成压缩应力层，所述周边部分的厚度大于所述中心部分的厚度，并且所述压缩应力层包括：

第一压缩应力区域，其沿所述玻璃制品的中心外表面具有第一深度；

第二压缩应力区域，其沿所述玻璃制品的中心内表面具有第二深度；

第三压缩应力区域，其沿所述玻璃制品的周边外表面具有大于所述第一深度的第三深度；以及

第四压缩应力区域，其沿所述玻璃制品的周边内表面具有小于所述第三深度并且基本上等于所述第二深度的第四深度；

由此在所述玻璃制品内产生拉伸应力区域以平衡所述压缩应力层。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第四压缩应力区域是在所述第一压缩应力区域之后以及在所述第三压缩应力区域之后形成的。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述第四压缩应力区域的压缩表面应力大于或等于所述第三压缩应力区域的压缩表面应力。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述至少一个离子交换包括至少三个离子交换。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述第四深度基本上等于所述第二深度。

20.根据权利要求19所述的方法，其中通过所述至少一个离子交换来形成所述压缩应力层的操作包括：

将掩模施加到所述中心内表面、所述中心外表面和所述周边内表面；

在施加所述掩模之后，沿所述周边外表面执行第一离子交换以便沿所述周边外表面创建所述第三压缩应力区域；

从所述中心外表面移除所述掩模；

沿所述中心外表面和所述周边外表面执行第二离子交换，由此：

沿所述中心外表面创建所述第一压缩应力区域；以及

沿所述周边外表面增加所述第三压缩应力区域的深度；

从所述中心内表面和所述周边内表面移除所述掩模；以及

沿所述玻璃制品的所述中心内表面、所述周边内表面、所述中心外表面和所述周边外表面执行第三离子交换，由此：

创建沿所述中心内表面具有所述第二深度的所述第二压缩应力区域以及沿所述周边内表面具有所述第四深度的所述第四压缩应力区域；

将所述第一压缩应力区域的深度增加到大于所述第二深度和所述第四深度的所述第一深度；以及

将所述第三压缩应力区域的深度增加到大于所述第一深度的所述第三深度。

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