CN110627378B

CN110627378B - 玻璃及其制备方法、壳体组件和电子设备

Info

Publication number: CN110627378B
Application number: CN201910976194.1A
Authority: CN
Inventors: 王小伟
Original assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Current assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2039-10-15
Also published as: WO2021073366A1; CN110627378A

Abstract

本申请提供了玻璃及其制备方法、壳体组件和电子设备，该玻璃的外表面具有压应力层，所述玻璃的外表面具有压应力层，所述压应力层的表面压应力为900～1500MPa。相对于相关技术中的强化玻璃，该玻璃的表面压应力得到明显提升，对玻璃的弯曲破裂、钝物冲击破裂(如钢球冲击)等性能得到有效改善。

Description

玻璃及其制备方法、壳体组件和电子设备

技术领域

本发明涉及玻璃技术领域，具体的，涉及玻璃及其制备方法、壳体组件和电子设备。

背景技术

目前，手机或平板电脑所用前后盖玻璃，均使用化学强化的方式提高玻璃的抗摔性。玻璃破裂的主要原因是受到了破坏张应力的作用，化学强化可以在玻璃表面形成压应力层，使玻璃跌落时抵消掉一部分破坏张应力，达到减小玻璃跌落破裂风险的目的。目前行业内的化学强化，有一段强化和二段强化两种方式。但是，一段强化工艺，只进行一次离子交换，玻璃的压应力层深度较浅，能够抵抗的异物刺穿深度小，容易发生破裂。二段强化工艺在一段强化工艺的基础上，提高了压应力层的深度，可以抵抗更深的异物刺穿，但由于玻璃表面压应力的大小没有质的提升，故对玻璃的弯曲破裂、钝物冲击破裂(如钢球冲击)等性能没有明显的改善。

因而，目前的玻璃相关技术仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种强化效果更佳的玻璃。

在本申请的一个方面，本申请提供了一种玻璃。根据本申请的实施例，所述玻璃的外表面具有压应力层，所述压应力层的表面压应力为900～1500MPa。相对于相关技术中的强化玻璃，该玻璃的表面压应力得到明显提升，对玻璃的弯曲破裂、钝物冲击破裂(如钢球冲击)等性能得到有效改善。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种制备玻璃的方法。根据本申请的实施例，该方法包括：利用第一熔盐对玻璃基材进行第一次强化处理；利用第二熔盐对经过所述第一次强化处理的所述玻璃基材进行第二次强化处理；利用第三熔盐对经过所述第二次强化处理的所述玻璃基材进行第三次强化处理；其中，所述第一熔盐中的金属离子的平均离子半径＜所述第二熔盐中的金属离子的平均半径＜所述第三熔盐中的金属离子的平均半径。由此，第一熔盐、第二熔盐和第三熔盐中金属离子平均离子半径逐渐增大，也即较大离子半径的金属离子的占比逐渐增多，在强化处理过程中，随着渗入玻璃的深度减小，交换进入玻璃的离子半径较大的金属离子逐渐增多，可以使得压应力层的表面压应力可以达到较大值，有效提高抗弯曲破裂和抗冲击性能。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种壳体组件。根据本申请的实施例，该壳体组件的至少一部分是由前面述的玻璃构成的。由此，该壳体组件可以兼具较好的耐钝物冲击性能、耐弯曲破裂性能和耐异物刺穿性能。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种电子设备。根据本申请的实施例，该电子设备包括前面所述的壳体组件。由此，该电子设备具备较好的耐钝物冲击性能、耐弯曲破裂性能和耐异物刺穿性能，使用效果更佳。

附图说明

图1是本申请一个实施例的玻璃的剖面结构示意图。

图2是玻璃内部的金属离子分布示意图。

图3是玻璃进行离子交换的原理示意图。

图4是本申请一个实施例的经过第一次强化处理后的玻璃的应力分布曲线示意图。

图5是本申请一个实施例的经过第二次强化处理后的玻璃的应力分布曲线示意图。

图6是本申请一个实施例的经过第三次强化处理后的玻璃的应力分布曲线示意图。

图7是本申请一个实施例的经过第一次强化处理后的玻璃的部分实际应力分布曲线示意图。

图8是本申请另一个实施例的经过第一次强化处理后的玻璃的应力分布曲线示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本申请的一个方面，本申请提供了一种玻璃。根据本申请的实施例，所述玻璃的外表面具有压应力层，所述压应力层的表面压应力为900～1500MPa。(具体如900MPa、950MPa、1000MPa、1050MPa、1100MPa、1150MPa、1200MPa、1250MPa、1300MPa、1350MPa、1400MPa、1450MPa、1500MPa等)。相对于相关技术中的强化玻璃，该玻璃的表面压应力得到明显提升，对玻璃的弯曲破裂、钝物冲击破裂(如钢球冲击)等性能得到有效改善。

进一步的，所述玻璃的压应力层深度DOC为所述玻璃的厚度H的10％～25％(具体如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％等)。由此，玻璃的压应力层深度较大，可以使玻璃具有更大的耐异物刺穿深度和更好的耐异物刺穿的性能。

上述玻璃表面的压应力层可以是在玻璃中引入半径较大的金属离子形成的，具体的，参照图1，该玻璃100的外表面具有压应力层，所述压应力层包括由内至外依次设置的第一压应力层11、第二压应力层12和第三压应力层13，所述压应力层中含有金属离子，所述金属离子包括小半径金属离子和中半径金属离子，定义所述中半径金属离子和所述小半径金属离子的离子个数比为第一个数比，所述第一压应力层11中的所述第一个数比＜所述第二压应力层12中的所述第一个数比＜所述第三压应力层13中的所述第一个数比。由此，第三压应力层中离子半径大的离子数量更多，向外膨胀的趋势更强烈，玻璃的外表面的表面压应力更大，抗冲击和抗弯曲破裂的性能更好，而第二压应力层和第一压应力层的压应力逐渐减小，使得中心张应力不会过大而导致玻璃自爆。

可以理解，在玻璃中引入金属离子可以通过化学强化进行，具体的，化学强化是将完成了外形切割和抛光的玻璃，投入高温的化学熔盐中，借助离子浓度差进行离子扩散交换，熔盐中的大离子半径离子2交换出玻璃的小离子半径离子1(参照图2和图3，图3中左图是离子交换之前的示意图，右图是离子交换之后的示意图)，由于大离子半径离子2尺寸更大，它进入玻璃之后产生挤压，玻璃有尺寸膨胀的趋势，一般大离子半径离子2只能渗透进入玻璃一定深度，超过这个深度之后不能渗入，则玻璃的内部没有离子挤压，处于被外部玻璃向外拉的状态中，对外部(即大离子半径离子2渗透深度区域)的玻璃产生向里拉的力，即外部区域产生压应力；而玻璃的外部有膨胀的趋势，它有向外拉动内部玻璃的趋势，即内部(即大离子半径离子2未渗透区域)的玻璃受到张应力。玻璃的破裂基本都是表层开始、在外界张应力的作用下破裂，所以在玻璃的表层施加了压应力后，可以抵消掉一部分外界张应力，减少玻璃破裂风险。

需要说明的是，本文中的“金属离子”是指可以通过离子交换渗透进入玻璃内部的金属离子，例如，化学强化过程中，熔盐中的钾离子进入玻璃、交换出玻璃中的钠离子，则金属离子是指钾离子；如果是熔盐中的钠离子进入玻璃、交换出玻璃中的锂离子，则金属离子是指钠离子；如果钠离子和钾离子均通过离子交换进入玻璃，则金属离子是指钾离子和钠离子。本文中的小半径金属离子的离子半径小于中半径金属离子的离子半径，中半径金属离子的离子半径小于大半径金属离子的离子半径。另外，本文中术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

具体的，所述金属离子还可以含有大半径金属离子，定义所述大半径金属离子和所述中半径金属离子的个数比为第二个数比，所述第一压应力层中的所述第二个数比≤所述第二压应力层中的所述第二个数比＜所述第三压应力层中的所述第二个数比。由此，采用更大离子半径的金属离子可以进一步提高玻璃外表面的表面压应力，进一步提高玻璃的使用效果。

具体的，上述小半径金属离子、中半径金属离子和大半径金属离子在压应力层中的具体分布没有一定限制。实际处理过程中，由于小半径金属离子的交换活性较高，通常可以渗入到玻璃较深的深度，以使得玻璃具有较深的压应力层深度，而随着离子半径逐渐增大，交换活性逐渐降低，能够渗入玻璃的深度逐渐减小，但离子半径更大的金属离子可以提供更大的压应力，以使得玻璃具有较高的抗弯曲破裂和抗钝物冲击性能。一些具体实施例中，第一压应力层中可以仅含有小半径金属离子，第二压应力层和第三压应力层中均可以同时含有小半径金属离子和中半径金属离子，但第三压应力层中的中半径金属离子的占比更高，当然，上述仅是示例性说明小半径金属离子、中半径金属离子和大半径金属离子在压应力层中的具体分布，只要满足上述规律，其他的可替换和可变化的分布方式也在本申请的保护范围之内。

一些具体实施例中，小半径金属离子、中半径金属离子和大半径金属离子各自独立的选自碱金属离子。例如，小半径金属离子可以为钠离子，可以和玻璃中的锂离子进行交换；中半径金属离子可以为钾离子，可以和玻璃中的锂离子和钠离子进行交换，而大半径金属离子可以为铷离子、铯离子和钫离子中的至少一种，可以交换玻璃中的锂离子、钠离子和钾离子。当然，小半径金属离子也可以为钾离子，而中半径金属离子和大半径金属离子分别为半径依次增大的碱金属离子即可，在此不再过多赘述。具体的，钠离子通常可以渗入玻璃的深度超过100微米，而钾离子可以渗入玻璃的深度约为3～30微米，铷离子、铯离子和钫离子可以渗入玻璃的深度约为0.8～8微米。本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择。

具体的，在所述压应力层的外表面向所述玻璃的内部的方向上，所述压应力层10的压应力分布曲线划分为第一段ab、第二段bc和第三段cd，所述第一段ab和所述第二段bc的连接处具有第一拐点b，所述第二段bc和所述第三段cd的连接处具有第二拐点c(应力分布曲线示意图参照图6，图中左右的两个纵坐标，一个为玻璃正面，一个为玻璃反面，玻璃正反两面应力分布相同)。由此，该玻璃可以具有较高的表面压应力和较大的压应力层深度，能够抵抗更深的异物刺穿，同时可以有效提高玻璃抗弯曲和抗钝物冲击的性能。

需要说明的是，实际玻璃的强化过程中，三段压应力曲线之间是渐变过渡的，即三段压应力曲线没有如图6所示的明显交界点，第一拐点b和第二拐点c并非一个可准确定位的点值，而是一段范围值(实际检测得到的部分压应力曲线示意图参照图7)，生产管控时，通常是人为设定此范围值中满足某条件的点记为拐点，而具体的条件要求，本领域技术人员可以根据需要或经验等进行设定。

具体的，所述第一拐点b处的压应力为500～900MPa(具体如500MPa、600MPa、700MPa、800MPa、900MPa等)，所述第二拐点处的压应力为50～300MPa(50MPa、100MPa、150MPa、200MPa、250MPa、300MPa等)。由此，靠近玻璃内部的压应力适宜，从而使得玻璃内部的张应力也比较适宜，既能够很好的平衡压应力，且不会因张应力过大而导致玻璃易自爆。

具体的，所述第一拐点b的深度DOLb为所述玻璃的厚度H的0.05％～0.5％(具体如0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等)，所述第二拐点c的深度DOLc为所述玻璃的厚度H的0.5％～5％(具体如0.5％、1％、2％、3％、4％、5％等)。由此，玻璃的外表面压应力最大的部分深度比较小，既能够满足抗钝物冲击和抗弯曲破裂的性能要求，同时不会使得玻璃内部的张应力过大，使得玻璃具有较好的抗自爆性能。

具体的，所述压应力分布曲线的斜率为负值，且所述第一段ab的斜率＜所述第二段bc的斜率＜所述第三段cd的斜率。一些具体实施例中，在深度单位记为微米、压应力单位记为MPa时，第一段应力曲线的斜率为-2000～-200，第一段ab的斜率可以为-2000～-200(具体如-2000、-1500、-1000、-500、-200等)，第二段bc的斜率可以为-200～-50(具体如-200、-150、-100、-50等)，第三段cd的斜率可以为-50～-0.1(具体如-50、-40、-30、-20、-10、-5、-1、-0.1等)。由此，压应力呈三段式分布，靠近玻璃表面的第一段应力均值高但随着深度加深而下降的速度最快；较深的第二段应力均值相对较低，但随着深度加深而下降的速度次之；最深的第三段应力均值最小但其随深度下降的速度也最慢；这种应力分布形式既能够保证外表面较高的表面压应力值，又不会使得内部的张应力过大。

可以理解，该玻璃的具体种类没有特别限制，只要能够发生离子交换的玻璃均可，例如包括但不限于钠钙玻璃或铝硅玻璃，如AGC公司的DT-Pro玻璃、康宁公司的GG3玻璃，主要的玻璃成分为硅、钙、钠、铝等，其中钠作为强化时的离子交换成分；锂铝硅玻璃，如康宁公司的GG5玻璃、AGC公司的DT-Star玻璃，主要成分为硅、钙、铝、钠、锂，其中钠和锂作为强化时的离子交换成分。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种制备玻璃的方法。根据本申请的实施例，该方法包括：利用第一熔盐对玻璃基材进行第一次强化处理；利用第二熔盐对经过所述第一次强化处理的所述玻璃基材进行第二次强化处理；利用第三熔盐对经过所述第二次强化处理的所述玻璃基材进行第三次强化处理；其中，所述第一熔盐中的金属离子的平均离子半径＜所述第二熔盐中的金属离子的平均半径＜所述第三熔盐中的金属离子的平均半径。由此，第一熔盐、第二熔盐和第三熔盐中金属离子平均离子半径逐渐增大，也即较大离子半径的金属离子的占比逐渐增多，那么强化处理过程中，随着渗入玻璃的深度减小，交换进入玻璃的离子半径较大的金属离子逐渐增多，可以使得压应力层的压应力分布曲线成三段分布，外表面的表面压应力可以达到较大值，达到提高抗弯曲破裂和抗冲击性能。

需要说明的是，本文中“小半径金属盐”是指金属盐中的金属离子的离子半径较小，具体的，小半径金属盐中的金属离子的离子半径＜中半径金属盐中的金属离子的离子半径＜大半径金属盐中的金属离子的离子半径。

可以理解，本申请的方法主要是通过离子交换对玻璃进行强化，而不同半径的金属离子交换活性和强化效果略有不同，具体的，三次强化处理过程中，可以进行熔盐中的小半径金属离子、中半径金属离子和大半径金属离子与玻璃中的金属离子的离子交换，具体强化处理过程中，小半径金属离子交换玻璃中更小半径金属离子、中半径金属离子交换小半径金属离子、大半径金属离子交换中半径金属离子可以是同步进行的，一方面，小半径金属离子交换玻璃中更小半径金属离子由于粒径较小会相对中半径金属离子交换小半径金属离子更迅速，另一方面可以通过调整熔盐中的不同半径金属离子的浓度，以控制不同半径金属离子交换的主次程度。

一些具体实施例中，可以所述第一熔盐、所述第二熔盐和所述第三熔盐均同时含有小半径金属盐和中半径金属盐，定义所述中半径金属盐的质量/(所述中半径金属盐的质量+所述小半径金属盐的质量)＝第一占比，所述第一熔盐中的所述第一占比＜所述第二熔盐中的所述第一占比＜所述第三熔盐中的所述第一占比。具体的，第一熔盐中的第一占比可以为大于0且小于或等于70％(具体如1％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％等)，所述第二熔盐中的第一占比可以为3％～20％(具体如3％、4％、5％、8％、10％、12％、15％、18％、20％等)，所述第三熔盐中的第一占比可以为0％～5％(具体如0％、1％、2％、3％、4％、5％等)。

另一些具体实施例中，可以所述第一熔盐中仅含有所述小半径金属盐，所述第二熔盐和所述第三熔盐均同时含有所述小半径金属盐和所述中半径金属盐，所述第二熔盐中的所述第一占比＜所述第三熔盐中的所述第一占比。

另一些具体实施例中，可以所述第一熔盐中仅含有所述小半径金属盐，所述第二熔盐同时含有所述小半径金属盐和所述中半径金属盐，所述第三熔盐仅含有所述中半径金属盐。

另一些具体实施例中，可以所述第一熔盐中仅含有所述小半径金属盐，所述第二熔盐同时含有所述小半径金属盐和所述中半径金属盐，所述第三熔盐含有所述中半径金属盐和大半径金属盐。

另一些具体实施例中，可以所述第一熔盐中仅含有所述小半径金属盐，所述第二熔盐仅含有所述中半径金属盐，所述第三熔盐同时含有所述中半径金属盐和所述大半径金属盐。

另一些具体实施例中，可以所述第一熔盐中仅含有所述小半径金属盐，所述第二熔盐仅含有所述中半径金属盐，所述第三熔盐中仅含有所述大半径金属盐。

可以理解，上述不同具体实施例中的熔盐的组成和配比均可以不同，具体的金属盐种类、不同半径的金属盐之间的配比均可以根据玻璃的厚度、目标强度等进行灵活调整，以得到想要的使用要求，在此不再一一赘述。

具体的，所述第一次强化处理的时间＞所述第二次强化处理的时间＞所述第三次强化处理的时间。具体的，第一次强化处理时，主要进行熔盐中小半径金属离子和玻璃中更小半径金属离子进行交换，得到较深的强化深度，故熔盐中的小半径金属离子浓度相对较高，强化时间最长；第二次强化处理时，主要进行熔盐中的中半径金属离子和玻璃中小半径金属离子的交换，得到高的表面压应力，故熔盐中的中半径金属离子的浓度相对较高，强化时间相对较短；而第三次强化处理时，熔盐中的中半径金属离子和玻璃中小半径金属离子的交换的占的比例更高，得到更高的表面压应力，故熔盐中的中半径金属离子的浓度相对更高，或者可以进一步引入大半径金属离子，而强化时间相对更短。由此，增加一次高浓度短时间的第三次强化处理，可以有效提高玻璃的表面压应力CS，而第三次强化处理的时间较短一是可以防止强化处理时间过长，导致第一次强化处理和第二次强化处理后的玻璃内部压应力降低过多(三次强化时玻璃中的小半径金属离子在高温下会持续向玻璃内部扩散，而此时熔盐中仅有少量甚至没有小半径金属离子的补充，将导致玻璃中内部压应力减小)，二是避免第三次强化处理产生过多的压应力，导致得到的玻璃的中心张应力CT过大带来玻璃自爆风险。

具体的，所述第一次强化处理的时间可以为60～240分钟(具体如60分钟、70分钟、80分钟、100分钟、130分钟、140分钟、150分钟、160分钟、170分钟、180分钟、190分钟、200分钟、210分钟、220分钟、230分钟、240分钟等)；所述第二次强化处理的时间可以为20～40分钟(具体如20分钟、25分钟、30分钟、31分钟、32分钟、33分钟、34分钟、35分钟、40分钟等)；而所述第三次强化处理的时间可以为2～10分钟(具体如2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、10分钟等)。

可以理解，三次具体的强化处理过程中不同离子半径的金属离子的种类、具体配比、处理时间、玻璃基材的种类、厚度等等，可以根据实际情况和玻璃的性能要求进行调整，在此不再一一赘述。

具体的，以所述第一熔盐、所述第二熔盐和所述第三熔盐均同时含有小半径金属盐和中半径金属盐为例说明：

第一次强化处理后，玻璃内的压应力分布曲线参照图4(玻璃正面和背面的压应力对称分布，以下仅描述其中一面的分布状态)，压应力分布为两段式，存在一个拐点，在拐点前，更靠近玻璃外表面的压应力主要由中半径金属离子和小半径金属离子的交换产生，应力值大但随渗入玻璃内部的深度增加下降速度快；拐点后的应力由小半径金属离子和玻璃中更小半径金属离子的交换产生，应力值较低但随渗入玻璃内部的深度增加下降速度慢。玻璃表面压应力值CS的范围可以为200～600MPa，拐点深度DOL可以为玻璃厚度的0.5％～5％，拐点处的压应力CSk可以为50～300MPa，压应力层深度DOC为玻璃厚度的10％～25％。

第二次强化处理后，玻璃内的强化应力分布参照图5(玻璃正面和背面的压应力对称分布，以下仅描述其中一面的分布状态)：压应力分布曲线为两段式，存在一个拐点，但相对第一次强化处理后，玻璃表面压应力CS在高浓度中半径金属离子的交换和挤压作用下有明显升高，此时玻璃表面压应力值CS的范围可以为600～1200MPa，拐点深度DOL可以为玻璃厚度的0.5％～5％，拐点处的压应力CSk可以为50～300MPa，压应力层深度DOC可以为玻璃厚度的10％～25％。

第三次强化处理后，玻璃内的强化应力分布曲线参照图6(玻璃正面和背面的压应力对称分布，以下仅描述其中一面的分布状态)：由于熔盐中的中半径金属离子的浓度极高，与玻璃表层的小半径金属离子的交换使玻璃表面产生很高的表面压应力，压应力分布曲线为三段式，存在两个拐点b和c，第一段压应力最高，随渗入玻璃内的深度增加下降也最快，玻璃表面压应力CS的范围可以为900～1500MPa，拐点b深度DOLb可以为玻璃厚度的0.05％～0.5％，拐点b处的压应力CSKb可以为500～900MPa。第二段压应随渗入玻璃内的深度增加下降速度较第一段慢，拐点c的深度DOLc可以为玻璃厚度的0.5％～5％，拐点c处的压应力CSKc可以为50～300MPa。第三段压应力最小，其随渗入玻璃内的深度增加下降速度也最慢，压应力层深度DOC可以为玻璃厚度的10％～25％。

可以理解，如果第一次强化处理采用仅含有小半径金属离子的熔盐，则第一次强化处理后的玻璃的压应力分布曲线可以参照图8，具体的，由于仅进行小半径金属离子和玻璃中更小半径金属离子的交换，应力分布曲线不存在拐点，为一直线。

一个具体实施例中，以康宁GG5玻璃为例：当玻璃厚度为0.55mm时，第一次强化处理的熔盐配比可以为38wt％的NaNO₃和62wt％的KNO₃，380℃强化130分钟；第二次强化处理的熔盐配比可以为9wt％的NaNO₃和91wt％的KNO₃，380℃强化30分钟；第三次强化处理的熔盐配比可以为100％KNO₃，380℃强化5分钟。

另一个具体实施例中，当玻璃厚度为0.8mm时，第一次强化处理的熔盐配比可以为75wt％的NaNO₃和25wt％的KNO₃，380℃强化240分钟；第二次强化处理的熔盐配比可以为9wt％的NaNO₃和91wt％的KNO₃，380℃强化35分钟；第三次强化处理的熔盐配比可以为100％KNO₃，380℃强化3分钟。成品的表面应力CS由常规的二段强化800MPa左右提高到了1100MPa，玻璃的32g落球冲击失效高度由常规的均值100cm提高到了130cm，玻璃的四轴弯曲强度由常规的均值700MPa提高到了805MPa。

一些具体实施例中，所述小半径金属盐、中半径金属盐和大半径金属盐可以各自独立的选自碱金属盐，具体如：所述小半径金属盐包括硝酸钠；所述中半径金属盐包括硝酸钾；所述大半径金属盐包括硝酸铷、硝酸铯和硝酸钫中的至少一种。当然，小半径金属盐也可以为硝酸钾，中半径金属盐和大半径金属盐分别为金属离子半径逐渐增大的贱金属盐即可，在此不再一一赘述。

本申请的方法，通过三次强化的方式，在第三次强化时使用高浓度较大半径的金属离子在玻璃表面产生更高的表面压应力CS，提高了玻璃的强度。同时，通过控制第三次强化的时间，使第一段压应力的深度控制在玻璃厚度的较浅范围内，由于高压应力区域的深度很小，其相对二次玻璃增加的压应力总量也很小，提高了玻璃表面应力CS的同时玻璃中心张应力CT增加的幅度小，规避了由于CT过大带来的自爆风险。

具体的，壳体组件的具体形状、尺寸等没有特别限制，具体可以为平板结构、2.5D结构或者3D结构，具体尺寸则可以根据应用的电子设备进行调整，在此不再一一赘述。可以理解，该壳体组件可以部分由前面所述的玻璃构成，例如壳体组件包括底面和与底面相连的至少一个侧面，此时底面和侧面可以均由上述玻璃构成，亦可以底面或侧面中的一个由玻璃制成，另一个由陶瓷、聚合物等其他材料构成。可以理解，壳体组件可以作为电子设备的前盖或者后盖。

具体的，电子设备的具体种类没有特别限制，例如可以为手机、平板电脑、可穿戴设备、游戏机、日常生活用的各种电器等等。另外，可以理解，除了前面所述的壳体组件，该电子设备还可以包括其他常规电子设备必备的结构和部件，以手机为例，还可以包括显示模组、触控模组、存储器、主板、指纹模组、摄像模组、声音系统等等，在此不再一一赘述。

下面详细描述本申请的实施例。

实施例1：

(1)厚度0.55mm的康宁GG5玻璃经过切割、研磨和抛光加工；

(2)利用38wt％的NaNO₃和64wt％的KNO₃熔盐进行第一次强化处理，温度为380℃，时间为130min。

第一次强化后，玻璃内的强化应力分布曲线示意图参照图4，玻璃表面压应力值CS、拐点深度DOL、拐点处的压应力CSk、压应力深度DOC和玻璃内部的张应力CT的检测结果见下表，表中给出10次平行实验的检测结果。

(3)对玻璃进行清洗和干燥后，利用9wt％的NaNO₃和91wt％的KNO₃熔盐进行

第二次强化，温度为380℃，时间为30min。

第二次强化后，玻璃内的强化应力分布曲线示意图参照图5，压应力分布为两段式，存在一个拐点，玻璃表面压应力值CS、拐点深度DOL、拐点处的压应力CSk、压应力深度DOC和玻璃内部的张应力CT的检测结果见下表，表中给出10次平行实验的检测结果。由检测结果可知，相对第一次强化，第二次强化较高的K浓度使CS值明显上升，由于玻璃中的部分Na被K交换出来，同时由于第二次强化的高温环境玻璃中的部分Na持续向玻璃内部渗透，使CSk一定程度下降，且DOC小幅提高。

(4)对玻璃进行清洗和干燥后利用100wt％的KNO₃熔盐进行第三次强化，温度为380℃，时间为5min。

第三次强化后，玻璃内的强化应力分布曲线示意图参照图6，压应力分布曲线为三段式，存在两个拐点b和c，玻璃表面压应力CS和拐点c的深度DOLc检测结果见下表，由于三次强化后的应力分布曲线为三段式，由于此应力分布曲线特殊，目前无对应的测试程序测试拐点深度和拐点处的压应力值，根据以下方法进行推算获得，推导过程如下：

拐点b深度DOLb：根据强化时间估算，具体的，离子渗入深度和强化时间成正比，则可根据第一强化的时间和应力深度进行估算，具体如第一次强化时间130min，K离子渗透的深度(即拐点深度)为8.5微米，第三次强化5min，K离子渗透的深度则为5*8.5/130＝0.33微米，为玻璃厚度550微米的0.06％。

拐点b处的压应力值CSkb：对应第二次强化后的CS，由于CSkb的应力不在玻璃表面而是在DOLb深度位置的应力，故会略小于第二次强化后的CS；

拐点c处的压应力值CSkc：对应第二次强化后的CSk，认为第三次短时间的强化对其影响不大；

压应力层深度DOC：对应第二次强化后的DOC，认为第三次短时间的强化对其影响不大；

中心张应力CT：相对第二次强化，第三次强化后压应力总量共增加了(1/2)*DOLb*(CS-CSkb)*2(其中，公式前三项为应力曲线第一段的三角形面积，乘2的原因为玻璃有正反两面)，总CT也相应增加了相同的量以达平衡，CT增加的总量除CT分布的厚度尺寸DOLb*(CS-CSkb)/(H-2DOC)，即为CT值的增加量。

实施例2

(1)厚度0.8mm的康宁GG5玻璃经过切割、研磨和抛光加工；

(2)利用75wt％的NaNO₃和25wt％的KNO₃熔盐进行第一次强化处理，温度为380℃，时间为240min。

第一次强化后，玻璃内的强化应力分布曲线示意图参照图4，玻璃表面压应力值CS的范围为465～605MPa，拐点深度DOL为7.7～9.2微米，拐点处的压应力CSk为100～145MPa，压应力深度DOC为玻璃厚度的100～115微米。

(3)对玻璃进行清洗和干燥后，利用9wt％的NaNO₃和91wt％的KNO₃熔盐进行第二次强化，温度为380℃，时间为35min。

第二次强化后，玻璃内的强化应力分布曲线示意图参照图5，压应力分布为两段式，存在一个拐点，但相对第一次强化后，玻璃表面压应力值CS的范围为680～880MPa，拐点深度DOL为8～10微米，拐点处的压应力CSk为60～120MPa，压应力深度DOC为100～115微米。

(4)对玻璃进行清洗和干燥后利用100wt％的KNO₃熔盐进行第三次强化，温度为380℃，时间为3min。

第三次强化后，玻璃内的强化应力分布曲线示意图参照图6，压应力分布曲线为三段式，存在两个拐点b和c，玻璃表面压应力CS的范围为900～1500MPa，拐点b深度DOLb为玻璃厚度的0.05％～0.5％，拐点处的压应力CSKb为500～900MPa。拐点c的深度DOLc为玻璃厚度的0.5％～5％，拐点处的压应力CSKc为50～300MPa。压应力深度DOC为玻璃厚度的10％～25％。

性能检测：

1、应力分布曲线测试：

上述实施例中，测试方法为康宁应力测试软件搭配精创ASM-200FAP应力测试设备测量。需要注意的是，由于三次强化为非常规强化手段，目前还没有专用的软件可以准确测量第三次强化后除CS和DOLc外的其余应力分布数值按照上述方法估算得到。

2、四轴弯曲测试：

测试方法为：将玻璃放置与上跨距20mm，下跨距40mm的四轴平台上，将上两轴10mm/s的速度下压，记录玻璃破裂时的弯曲应力，对实施例1中经过第二次强化和经过第三次强化得到的玻璃分别进行8次平行试验。

测试结果如下：

3、进行落球测试：

测试方法为：玻璃凸面朝上平放于治具上，使用110g钢球冲击玻璃凸面中心点，冲击高度从50cm开始，砸5次，若不破则升高5cm至55cm砸5次，以此类推逐高增加5cm直至玻璃破裂，对实施例1中经过第二次强化和经过第三次强化得到的玻璃分别进行10次平行试验。

测试结果如下：

由上述检测结果可知，通过三次强化处理后得到的玻璃，表面压应力值、抗冲击性能、抗弯曲破裂性能均明显提高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种玻璃，其特征在于，所述玻璃的外表面具有压应力层，所述压应力层的表面压应力为900～1500MPa；

其中，在所述压应力层的外表面向所述玻璃的内部的方向上，所述压应力层的压应力分布曲线具有第一段、第二段和第三段，所述第一段和所述第二段的连接处具有第一拐点，所述第二段和所述第三段的连接处具有第二拐点；

所述第一拐点处的压应力为500～900MPa，所述第二拐点处的压应力为50～300MPa；

其中，所述玻璃是利用以下方法制备的：

利用第一熔盐对玻璃基材进行第一次强化处理；

利用第二熔盐对经过所述第一次强化处理的所述玻璃基材进行第二次强化处理；

利用第三熔盐对经过所述第二次强化处理的所述玻璃基材进行第三次强化处理；

其中，所述第一熔盐中的金属离子的平均离子半径＜所述第二熔盐中的金属离子的平均半径＜所述第三熔盐中的金属离子的平均半径；

所述第一次强化处理的时间为60～240分钟；

所述第二次强化处理的时间为20～40分钟；

所述第三次强化处理的时间为2～10分钟。

2.根据权利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的压应力层深度为所述玻璃的厚度的10％～25％。

3.根据权利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述压应力层包括由内至外依次设置的第一压应力层、第二压应力层和第三压应力层，所述压应力层中含有金属离子，所述金属离子包括小半径金属离子和中半径金属离子，定义所述中半径金属离子和所述小半径金属离子的离子个数比为第一个数比，所述第一压应力层中的所述第一个数比＜所述第二压应力层中的所述第一个数比＜所述第三压应力层中的所述第一个数比。

4.根据权利要求3所述的玻璃，其特征在于，所述金属离子还包括大半径金属离子，定义所述大半径金属离子和所述中半径金属离子的个数比为第二个数比，所述第一压应力层中的所述第二个数比≤所述第二压应力层中的所述第二个数比＜所述第三压应力层中的所述第二个数比。

5.根据权利要求4所述的玻璃，其特征在于，所述小半径金属离子、所述中半径金属离子和所述大半径金属离子各自独立的选自碱金属离子。

6.根据权利要求3所述的玻璃，其特征在于，所述第一拐点的深度为所述玻璃的厚度的0.05％～0.5％，所述第二拐点的深度为所述玻璃的厚度的0.5％～5％。

7.根据权利要求3所述的玻璃，其特征在于，所述压应力分布曲线的斜率为负值，且所述第一段的斜率＜所述第二段的斜率＜所述第三段的斜率。

8.一种制备玻璃的方法，其特征在于，包括：

利用第一熔盐对玻璃基材进行第一次强化处理；

所述第一次强化处理的时间为60～240分钟；

所述第二次强化处理的时间为20～40分钟；

所述第三次强化处理的时间为2～10分钟；

经过所述第三次强化处理的玻璃的外表面具有压应力层，所述压应力层的表面压应力为900～1500MPa；

在所述压应力层的外表面向所述玻璃的内部的方向上，所述压应力层的压应力分布曲线具有第一段、第二段和第三段，所述第一段和所述第二段的连接处具有第一拐点，所述第二段和所述第三段的连接处具有第二拐点；

所述第一拐点处的压应力为500～900MPa，所述第二拐点处的压应力为50～300MPa。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一熔盐、所述第二熔盐和所述第三熔盐满足以下条件的任意一种：

(1)所述第一熔盐、所述第二熔盐和所述第三熔盐均同时含有小半径金属盐和中半径金属盐，定义所述中半径金属盐的质量/(所述中半径金属盐的质量+所述小半径金属盐的质量)＝第一占比，所述第一熔盐中的所述第一占比＜所述第二熔盐中的所述第一占比＜所述第三熔盐中的所述第一占比；

(2)所述第一熔盐中仅含有所述小半径金属盐，所述第二熔盐和所述第三熔盐均同时含有所述小半径金属盐和所述中半径金属盐，所述第二熔盐中的所述第一占比＜所述第三熔盐中的所述第一占比；

(3)所述第一熔盐中仅含有所述小半径金属盐，所述第二熔盐同时含有所述小半径金属盐和所述中半径金属盐，所述第三熔盐仅含有所述中半径金属盐；

(4)所述第一熔盐中仅含有所述小半径金属盐，所述第二熔盐同时含有所述小半径金属盐和所述中半径金属盐，所述第三熔盐含有所述中半径金属盐和大半径金属盐；

(5)所述第一熔盐中仅含有所述小半径金属盐，所述第二熔盐仅含有所述中半径金属盐，所述第三熔盐含有所述中半径金属盐和所述大半径金属盐；

(6)所述第一熔盐中仅含有所述小半径金属盐，所述第二熔盐仅含有所述中半径金属盐，所述第三熔盐仅含有所述大半径金属盐。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述小半径金属盐、所述中半径金属盐和所述大半径金属盐可以各自独立的选自碱金属盐。

11.一种壳体组件，其特征在于，至少一部分是由权利要求1-7中任一项所述的玻璃构成的。

12.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求11所述的壳体组件。