CN113423670B - 可离子交换的含锂铝硅酸盐玻璃 - Google Patents

可离子交换的含锂铝硅酸盐玻璃 Download PDF

Info

Publication number
CN113423670B
CN113423670B CN201980091747.3A CN201980091747A CN113423670B CN 113423670 B CN113423670 B CN 113423670B CN 201980091747 A CN201980091747 A CN 201980091747A CN 113423670 B CN113423670 B CN 113423670B
Authority
CN
China
Prior art keywords
equal
mole
less
glass composition
glass
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
CN201980091747.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113423670A (zh
Inventor
M·J·德内卡
A·I·普利文
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
Publication of CN113423670A publication Critical patent/CN113423670A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113423670B publication Critical patent/CN113423670B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container 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
    • 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
    • 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
    • C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
    • 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
    • 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
    • C03C2201/00—Glass compositions
    • C03C2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
    • C03C2201/50—Doped silica-based glasses containing metals containing alkali metals

Abstract

玻璃组合物具有：50至80摩尔％SiO2，小于或等于25摩尔％Al2O3，6.5至10.0摩尔％Li2O，以及任选的其他组分，例如：碱金属氧化物、碱土金属氧化物、氧化锌、氧化磷、稀土金属氧化物、氧化硼和少量其他物质，例如：氧化钛、氧化锆和氧化锡。玻璃组合物的特征在于，以摩尔％计，0或正值的如下比：Al2O3‑ΣR2O≥0，或者Al2O3‑ΣR2O‑ΣRO≥0，或者Al2O3‑ΣR2O‑ΣRO‑P2O5≥0，式中，R2O表示碱金属氧化物而RO表示二价金属氧化物。玻璃组合物可以具有大于或等于1000泊至小于或等于300000泊的液相线粘度。

Description

可离子交换的含锂铝硅酸盐玻璃
相关申请交叉参考
本申请根据35U.S.C.§119，要求2018年12月12日提交的美国临时申请系列第62/778,418号的优先权，本文以其作为基础并将其全文通过引用结合于此。
背景技术
技术领域
本说明书大体上涉及适合用作电子装置的覆盖玻璃的玻璃组合物。更具体来说，本说明书涉及可以形成用于电子装置的覆盖玻璃并且可以通过离子交换强化进行强化的含锂铝硅酸盐玻璃。
技术背景
便携式装置(例如，智能手机、平板、便携式媒体播放器、个人电脑和照相机)的移动特性使得这些装置特别容易遭受意外跌落到硬表面(例如，地面)上。这些装置通常结合了覆盖玻璃，所述覆盖玻璃可能在受到硬表面冲击之后变得受损。在许多这些装置中，覆盖玻璃起到显示屏覆盖的作用，并且可能结合了触摸功能性，从而当覆盖玻璃受损时，装置的使用受到负面影响。
对玻璃制品(例如，用于便携式电子件的覆盖玻璃)进行强化的一种常规方式是离子交换强化工艺。在离子交换强化工艺中，将玻璃制品置于熔盐浴中。熔盐浴中的盐通常包括比玻璃制品中的碱金属组分更大的碱金属阳离子。例如，如果玻璃制品包含钠，则熔盐浴中的盐通常会包括钾或者更大的碱性阳离子。在离子交换化学强化过程期间，工艺条件(例如，温度、压力等)使得来自盐浴的阳离子替换(或者交换了)玻璃制品中的碱金属。这种玻璃制品中的较小离子与盐浴中的较大离子的交换导致玻璃基质的硬化，在发生离子交换的地方引起玻璃制品的层中的压缩应力。这种压力应力导致玻璃制品经过强化的部分相比于不具有压缩应力层的玻璃制品更具有抗破坏性。
但是，为了平衡玻璃制品的性质，在玻璃制品中与玻璃制品的其他组分进行离子交换过程通常所需要的碱金属的平衡是困难的。例如，增加玻璃组合物中碱金属的量可以改善玻璃制品的可离子交换性，但是这可能导致其他较不合乎希望的性质变化。因此，存在对于这样的玻璃的需求，所述玻璃可以通过例如离子交换进行强化，并且具有允许对它们进行按需成形的机械性质。
发明内容
第1个方面包括玻璃组合物，其包含：大于或等于50.0摩尔％至小于或等于65.0摩尔％SiO2，大于或等于14.0摩尔％且小于或等于25.0摩尔％Al2O3，大于或等于7.0摩尔％至小于或等于10.0摩尔％Li2O+Na2O，大于或等于7.0摩尔％Li2O，大于或等于0.0摩尔％至小于或等于3.0摩尔％P2O5，以及大于或等于0.0摩尔％至小于或等于8.0摩尔％碱土金属，其中，玻璃组合物基本不含F以及K、Zr、Ti、Pb和Ta的氧化物。
第2个方面包括第1个方面的玻璃组合物，其中，以摩尔计计算，Al2O3–Li2O–Na2O–K2O之差大于或等于7.0摩尔％。
第3个方面包括第1或第2个方面中任一项的玻璃组合物，其中，以摩尔计计算，Al2O3–Li2O–Na2O–K2O–RO之差大于或等于3.0摩尔％，其中，RO是二价金属氧化物的总和。
第4个方面包括第1至第3个方面中任一项的玻璃组合物，其中，以摩尔计计算，Al2O3–R2O–RO–P2O5之差大于或等于2.5摩尔％，其中，R2O是碱金属氧化物的总和，以及RO是二价金属氧化物的总和。
第5个方面包括第1至第4个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包括：至少约1000泊的液相线粘度；至少约80GPa的杨氏模量；小于或等于1650℃的200P温度；大于或等于600℃的退火点；至少30GPa·cm3/g的比模量；以及大于或等于0.78MPa·m1/2的断裂韧度。
第6个方面包括第1至第5个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于10000泊的液相线粘度和小于1450℃的200P温度。
第7个方面包括第1至第6个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于0.0摩尔％至小于或等于15.0摩尔％稀土氧化物。
第8个方面包括玻璃组合物，其包含：大于或等于50.0摩尔％至小于或等于65.0摩尔％SiO2，大于或等于12.0摩尔％至小于或等于20.0摩尔％Al2O3，以及大于或等于6.5摩尔％至小于或等于10.0摩尔％Li2O，其中，玻璃组合物基本不含ZrO2和TiO2，并且以摩尔计计算，Al2O3–Li2O–Na2O–K2O–RO之差大于或等于4.5摩尔％，其中，RO是二价金属氧化物的总和。
第9个方面包括第8个方面的玻璃组合物，其中，以摩尔计计算，Al2O3–R2O–RO之差大于或等于7.5摩尔％，其中，R2O是碱金属氧化物的总和，以及RO是二价金属氧化物的总和。
第10个方面包括第8或第9个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于7.0摩尔％Li2O。
第11个方面包括第8至第10个方面中任一项的玻璃组合物，其中，以摩尔计计算，Al2O3–R2O–RO–P2O5之差大于或等于4.0摩尔％，其中，R2O是碱金属氧化物的总和，以及RO是二价金属氧化物的总和。
第12个方面包括第8至第11个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于0.0摩尔％至小于或等于15.0摩尔％稀土氧化物。
第13个方面包括第8至第12个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包括：大于或等于1000泊的液相线粘度；大于或等于86GPa的杨氏模量；小于或等于1420℃的200P温度；大于或等于660℃的退火点；大于或等于33GPa·cm3/g的比模量；以及大于或等于0.87MPa·m1/2的断裂韧度。
第14个方面包括玻璃组合物，其包含：大于或等于50.0摩尔％至小于或等于66.0摩尔％SiO2，小于或等于20.0摩尔％Al2O3，以及大于或等于6.5摩尔％至小于或等于12.0摩尔％Li2O，其中，玻璃组合物基本不含ZrO2、TiO2和F，以摩尔计计算，Al2O3–Li2O–Na2O–K2O–RO–P2O5之差大于或等于2.5摩尔％，式中，RO是二价金属氧化物的总和，以及B2O3的量不超过Li2O的量。
第15个方面包括第14个方面的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包括：大于或等于1000泊的液相线粘度；大于或等于86GPa的杨氏模量；小于或等于1420℃的200P温度；大于或等于660℃的退火点；大于或等于33GPa·cm3/g的比模量；以及大于或等于0.87MPa·m1/2的断裂韧度。
第16个方面包括第14或第15个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于0.0摩尔％至小于或等于15.0摩尔％稀土氧化物。
第17个方面包括第14至第16个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于7.0摩尔％至小于或等于10.0摩尔％Li2O。
第18个方面包括玻璃组合物，其包含：大于或等于50.0摩尔％至小于或等于70.0摩尔％SiO2，小于或等于20.0摩尔％Al2O3，以及大于或等于7.0摩尔％至小于或等于10摩尔％Li2O，其中，玻璃组合物基本不含Ti和F，以摩尔计计算，Al2O3–Li2O–Na2O–K2O–RO–P2O5之差大于或等于7.5摩尔％，其中，RO是二价金属氧化物的总和。
第19个方面包括玻璃组合物，其包含：大于或等于50.0摩尔％至小于或等于70.0摩尔％SiO2，小于或等于20.0摩尔％Al2O3，大于或等于7.0摩尔％至小于或等于10.0摩尔％Li2O，以及大于或等于0.0摩尔％至小于或等于3.0摩尔％Na2O，其中，玻璃组合物基本不含K2O和TiO2，并且以摩尔计计算，Al2O3–Li2O–Na2O–RO之差大于或等于7.5摩尔％，其中，RO是二价金属氧化物的总和。
第20个方面包括玻璃组合物，其包含：大于或等于50.0摩尔％至小于或等于65.0摩尔％SiO2，大于或等于10.0摩尔％至小于或等于20.0摩尔％Al2O3，小于或等于10.0摩尔％Li2O+Na2O+K2O，大于或等于7.0摩尔％Li2O，大于或等于0.0摩尔％至小于或等于8.0摩尔％B2O3，大于或等于0.0摩尔％至小于或等于5.0摩尔％P2O5，大于或等于1.0摩尔％至小于或等于10.0摩尔％MgO+CaO+ZnO，大于或等于0.0摩尔％至小于1.0摩尔％MgO，大于或等于0.1摩尔％至小于或等于15.0摩尔％的稀土金属氧化物，以及小于或等于1.0摩尔％的其他物质。
第21个方面包括玻璃组合物，其包含：大于或等于30.0重量％至小于或等于55.0重量％SiO2，大于或等于16.0重量％至小于或等于25.0重量％Al2O3，大于或等于2.5重量％至小于或等于7.0重量％Li2O+Na2O+K2O，大于或等于2.5重量％Li2O，大于或等于0.5重量％至小于或等于1.5重量％MgO+CaO+ZnO，大于或等于1.0重量％至小于或等于45.0重量％的稀土金属氧化物，大于或等于0.0重量％至小于或等于10.0重量％B2O3，大于或等于0.0重量％至小于或等于5.0重量％P2O5，以及小于或等于1.0重量％的其他物质。
第22个方面包括第18至第21个方面中任一项的玻璃组合物，其中，Al2O3(摩尔％)大于或等于Li2O+Na2O+K2O+ZnO+MgO+CaO+P2O5+3.0摩尔％，以及玻璃组合物具有大于或等于10000泊的液相线粘度。
第23个方面包括第18至第23个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于50000泊的液相线粘度。
第24个方面包括第18至第23个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于0.9MPa.m1/2的断裂韧度。
第25个方面包括第18至第24个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于90GPa至小于或等于100GPa的杨氏模量。
第26个方面包括第18至第25个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于31GPa.cm3/g的比模量。
第27个方面包括第18至第21个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包括：小于或等于1450℃的200P温度；大于或等于630℃的退火点；大于或等于80GPa的杨氏模量；大于或等于0.8MPa·m1/2的断裂韧度；以及大于或等于31.0GPa·cm3/g的比模量。
第28个方面包括第18至第21个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包括：小于或等于1300℃的200P温度；大于或等于650℃的退火点；大于或等于100GPa的杨氏模量；以及小于或等于0.83MPa·m1/2的断裂韧度。
第29个方面包括第18至第21个方面中任一项的玻璃组合物，其中，SiO2的含量大于或等于60.0摩尔％。
第30个方面包括第18至第21个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于30.0GPa.cm3/g的比模量。
第31个方面包括第18至第21个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于0.8MPa.m1/2的断裂韧度。
第32个方面包括玻璃组合物，其包含：大于或等于57.0摩尔％至小于或等于64.0摩尔％SiO2，大于或等于14.0摩尔％至小于或等于20.0摩尔％Al2O3，小于或等于10.0摩尔％Li2O+Na2O+K2O，大于或等于7.5摩尔％Li2O，大于或等于5.0摩尔％至小于或等于8.0摩尔％B2O3，大于或等于1.0摩尔％至小于或等于2.5摩尔％MgO+CaO+ZnO，大于或等于3.0摩尔％至小于或等于7.0摩尔％的稀土金属氧化物，以及大于或等于0.0摩尔％至小于或等于1.0摩尔％P2O5。
第33个方面包括第32个方面的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包括：小于或等于1450℃的200P温度；大于或等于600℃的退火点；大于或等于0.8MPa·m1/2的断裂韧度；大于或等于80GPa的杨氏模量；以及大于或等于30.0GPa·cm3/g的比模量。
第34个方面包括第32个方面的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包括：大于或等于1400℃至小于或等于1650℃的200P温度；大于或等于600℃的退火点；大于或等于0.8MPa·m1/2的断裂韧度；大于或等于80GPa的杨氏模量；以及大于或等于30.0GPa·cm3/g的比模量。
第35个方面包括第30至第34个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于20,000泊的液相线粘度。
第36个方面包括第32至第34个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于约80,000泊的液相线粘度。
第37个方面包括玻璃组合物，其基本由如下构成：大于或等于60.1摩尔％至小于或等于70.0摩尔％SiO2，大于或等于12.0摩尔％至小于或等于20.0摩尔％Al2O3，大于或等于7.0摩尔％至小于或等于9.9摩尔％Li2O+Na2O+K2O，大于或等于7.0摩尔％至小于或等于9.9摩尔％Li2O，大于或等于0.0摩尔％至小于或等于2.9摩尔％Na2O，大于或等于0.0摩尔％至约为小于或等于1.0摩尔％K2O，大于或等于3.0摩尔％至小于或等于8.0摩尔％B2O3，大于或等于0.0摩尔％至小于或等于2.0摩尔％MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO，大于或等于0.0摩尔％至小于或等于3.0摩尔％的稀土金属氧化物，以及大于或等于0.0摩尔％至小于或等于1.0摩尔％P2O5。
第38个方面包括第37个方面的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有：小于或等于1600℃的200P温度；大于或等于600℃的退火点；大于或等于0.8MPa·m1/2的断裂韧度；大于或等于80GPa的杨氏模量；以及大于或等于32.0GPa·cm3/g的比模量。
第39个方面包括第37或第38个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于20,000泊的液相线粘度。
第40个方面包括第37或第38个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于150,000泊的液相线粘度。
第41个方面包括第37至第40个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于约13.0摩尔％Al2O3。
第42个方面包括玻璃组合物，其包含：SiO2、Al2O3和Li2O，其中，玻璃组合物包含大于或等于6.5摩尔％Li2O，以摩尔计计算，Al2O3–R2O之差大于或等于4.5摩尔％，其中，R2O是以摩尔计的Li2O、Na2O和K2O的总含量，玻璃组合物包括：大于或等于1000泊的液相线粘度，小于或等于1550℃的200P温度，以及大于或等于600℃的退火点。
第43个方面包括第42个方面的玻璃组合物，其中，以摩尔计计算，Al2O3–R2O–RO之差大于或等于4.5摩尔％，其中，R2O是以摩尔计的Li2O、Na2O和K2O的总含量，以及RO是二价金属氧化物的总和。
第44个方面包括第42或第43个方面中任一项的玻璃组合物，其中，以摩尔计计算，玻璃组合物的Al2O3–R2O之差大于或等于5.0摩尔％。
第45个方面包括第42至第44个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于1450℃的200P温度。
第46个方面包括第42至第45个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于660℃的退火点。
第47个方面包括第42个方面的玻璃组合物，其中，以摩尔计计算，Al2O3–R2O–RO–P2O5之差大于或等于2.5摩尔％，式中，R2O是碱金属氧化物的总和，以及RO是二价金属氧化物的总和。
第48个方面包括第40至第48个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于10,000泊的液相线粘度。
第49个方面包括第42至第48个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包括：大于或等于92GPa的杨氏模量；大于或等于33.9GPa·cm3/g的比模量；以及大于或等于0.9MPa·m1/2的断裂韧度。
第50个方面包括玻璃组合物，其包含：SiO2、Al2O3和Li2O，其中，SiO2(摩尔％)大于或等于4.0*Li2O+6.0*(Na2O+K2O)+2.0*(CaO+SrO+BaO)+2.5*MgO+0.5*Al2O3-1.0，Li2O≥6.0摩尔％，Li2O+Na2O+K2O小于或等于14.0摩尔％，以及玻璃组合物包括：大于或等于1000泊的液相线粘度；小于或等于1550℃的200P温度；以及大于或等于600℃的退火点。
第51个方面包括第50个方面的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于10000泊的液相线粘度。
第52个方面包括第50或第51个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于85GPa的杨氏模量。
第53个方面包括第50至第52个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于0.8MPa.m1/2的断裂韧度。
第54个方面包括第50至第53个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于7.0摩尔％Li2O。
第55个方面包括第50至第54个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含小于或等于10.0摩尔％Li2O+Na2O+K2O。
第56个方面包括第50至第55个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于630℃的退火点。
第57个方面包括玻璃组合物，其包含：大于或等于68.0摩尔％至小于或等于80.0摩尔％SiO2，大于或等于6.7摩尔％至小于或等于12.5摩尔％Li2O+Na2O+K2O，大于或等于6.7摩尔％Li2O，小于或等于1.5摩尔％ZrO2+TiO2，并且摩尔比Al2O3(摩尔％)–ΣR2O(摩尔％)–ΣRO(摩尔％)大于或等于0.0摩尔％，其中，玻璃组合物包括：小于或等于1260℃的液相线温度，以及R2O是以摩尔％计的所有单价氧化物的总和，而RO是以摩尔％计的所有二价氧化物的总和。
第58个方面包括第57个方面的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于70.0摩尔％至小于或等于75.0摩尔％SiO2。
第59个方面包括第57或第58个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含小于10.0摩尔％Li2O。
第60个方面包括第57至第59个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物基本不含K2O、TiO2、ZrO2和F。
第61个方面包括第57至第60个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物还包含大于或等于0.0摩尔％至小于或等于2.0摩尔％二价金属氧化物。
第62个方面包括第57至第61个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物还包含大于或等于0.0摩尔％至小于或等于8.0摩尔％B2O3。
第63个方面包括第57至第62个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物还包含大于或等于0.0摩尔％至小于或等于8.0摩尔％P2O5。
第64个方面包括第57至第63个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于10,000泊的液相线粘度。
第65个方面包括第57至第63个方面中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于300,000泊的液相线粘度。
第66个方面包括消费者电子产品，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，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基材，其中，外壳或覆盖基材的一部分中的至少一个包括玻璃制品，其包含前述权利要求中任一项的玻璃组合物。
在以下的详细描述中给出了附加特征和优点，通过所作的描述，其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言是显而易见的，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所描述的实施方式而被认识。
要理解的是，前述的一般性描述和下文的具体实施方式都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各个实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各个实施方式，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1显示比较例玻璃组合物以及根据本文公开和描述的实施方式的玻璃组合物的杨氏模量(E)与玻璃组成的关系；
图2显示比较例玻璃组合物以及根据本文公开和描述的实施方式的玻璃组合物的断裂韧度(KIC)与玻璃组成的关系；
图3显示比较例玻璃组合物以及根据本文公开和描述的实施方式的玻璃组合物的液相线粘度(η液相线)与玻璃组成的关系；
图4显示比较例玻璃组合物以及根据本文公开和描述的实施方式的玻璃组合物的液相线温度与玻璃组成的关系；
图5A至5C显示根据本文公开和描述的实施方式的玻璃组合物的应力与深度关系图；
图6A至6C显示根据本文公开和描述的实施方式的玻璃组合物的应力与深度关系图；以及
图7A和图7B示意性显示根据本文公开和描述的实施方式的电子装置。
具体实施方式
现在将具体参考根据各种实施方式的碱性铝硅酸盐玻璃。碱性铝硅酸盐玻璃具有良好的可离子交换性，并且已经使用化学强化工艺在碱性铝硅酸盐玻璃中实现高强度和高韧度性质。铝硅酸锂盐玻璃是可高度离子交换的玻璃。使得Al2O3取代进入硅酸盐玻璃网络，这增加了离子交换过程中的单价阳离子的互扩散系数。通过熔盐浴(例如，KNO3或NaNO3)中的化学强化，可以实现具有高强度、高韧性和高的抗压痕开裂性的玻璃。
化学强化(例如，离子交换强化)导致玻璃制品中的压缩应力层，如上文所述。为了增加这种压缩应力，应该使得玻璃中的应力松弛最小化。具有高的退火点和高的应变点的玻璃组合物可以使得松弛最小化，从而增加玻璃制品的压缩应力。可以通过形成在低温时具有高粘度的玻璃来实现高的退火点和应变点。
为了改善其他机械性质(例如，杨氏模量和断裂韧度)，可以向玻璃组合物添加诸如氧化铝(Al2O3)之类的组分。此外，为了采用常规成形方法形成玻璃制品，玻璃组合物的200泊温度应该较低。除此之外，可能需要低的液相线温度从而在形成为棒材或制品时避免玻璃组合物发生结晶。难以配制实现了所有这些性能特性并且可以容易且有效地通过离子交换工艺进行强化的玻璃组合物。例如，尝试降低200泊温度还会降低玻璃组合物的退火点和应变点以及液相线粘度。类似地，尝试向玻璃组合物添加更多的锂(这会改善离子交换过程的有效性)会导致液相线温度的提升，并且添加太多的氧化铝来改善机械性质会导致较高的液相线温度和熔化温度。
因此，本说明书所提供的玻璃组合物和制品的实施方式提供的玻璃组合物具有较高的锂含量和低含量的其他碱金属。这些玻璃组合物可以在与常规耐火材料相容的较低温度下熔化，在高温时是稳定的(展现为高的应变点和退火点)，具有合乎希望的机械性质，并且具有较高的液相线粘度。
如本文所用，术语“软化点”指的是玻璃组合物的粘度为107.6泊时的温度；术语“退火点”指的是根据ASTM C598-93确定的温度，在该温度，给定玻璃组成的玻璃的粘度约为1013.2泊；术语“应变点”和“T应变”指的是根据ASTM C598-93确定的温度，在该温度，给定玻璃组成的玻璃的粘度约为1014.7泊；术语“液相线温度”指的是这样的温度，高于该温度，玻璃组合物是完全液态的，没有发生玻璃构成组分的结晶；术语“液相线粘度”指的是玻璃组合物处于玻璃组合物的液相线温度时的粘度；术语“热膨胀系数”或者“CTE”指的是在从室温(RT)到300℃的温度范围上的玻璃组合物的线性热膨胀系数。
术语“玻璃形成剂”指的是这样的物质，其以熔体形式单独存在(没有添加剂)时，能够在以常规速率(例如，采用常规玻璃制造方案，例如：空气中冷却、浇注到金属板上，上拉或下拉工艺等)冷却时形成玻璃。最常用的形成玻璃的氧化物是SiO2、B2O3、P2O5和GeO2。存在一些其他物质(例如，TeO2、PbO等)，其能够以足够大的量存在于玻璃中(有时最高至95摩尔％或者甚至更高)，但是无法在没有添加剂的情况下形成玻璃。这些物质不被视为是玻璃形成剂。此外，存在一些物质(例如，Al2O3)，其可以被引入到玻璃结构中扮演与玻璃形成剂相似的角色，但是同样无法单独地形成玻璃；这些物质也不被视为是玻璃形成剂。
当用于描述玻璃组合物中的特定组成组分的浓度和/或不存在该特定组成组分时，术语“不含”和“基本不含”表示没有故意向玻璃组合物中添加组成组分。但是，玻璃组合物可能含有痕量的该组成组分作为污染物或含有不确定的量，它的量小于0.05摩尔％。
当用于描述玻璃组合物中的特定组成组分时，术语“不确定”指的是没有向玻璃组合物有意添加且存在的量小于0.05摩尔％的组成组分。可能作为另一组成组分中的杂质或者通过玻璃组合物的加工过程中进入组合物的不确定的组分的迁移，无意间向玻璃组合物添加了不确定的组分。
在本文所述的玻璃组合物的实施方式中，除非另有说明，否则组成组分(例如SiO2、Al2O3以及LiO2等)的浓度是基于氧化物的摩尔百分数(摩尔％)。下面单独讨论根据实施方式的碱性铝硅酸盐玻璃组合物的组分。应理解的是，一种组分的各种所陈述的任意范围可以与任意其他组分的各种所陈述的任意范围单独地结合。
除非另有说明，否则本文公开和描述的玻璃组合物的实施方式包含：量为大于或等于7.0摩尔％至10.0摩尔％的锂以及少量的其他碱金属，从而使得碱金属的总量(包括锂)小于或等于10.0摩尔％。本文公开和描述的玻璃组合物的实施方式还包括高的Al2O3量，例如大于或等于14.0摩尔％，从而玻璃组合物中的Al2O3多过其他改性氧化物(包括碱金属氧化物和碱土金属氧化物)。在一些实施方式中，玻璃组合物可以包含过量的Al2O3，这是相比于其他改性氧化物和氧化磷(P2O5)而言。在一些实施方式中，玻璃组合物可以包含P2O5作为形成玻璃的组分，从而使得Al2O3相比于不包含P2O5的其他改性氧化物是过量的。
根据实施方式，形成玻璃的主要组分是二氧化硅(SiO2)，其是组合物最大的构成组分，因而是所得到的玻璃网络的主要构成组分。不受限于理论，SiO2增强了玻璃的化学耐用性，并且具体来说，增强了玻璃组合物对于酸中分解的抗性和玻璃组合物在水中分解的抗性。如果SiO2含量太低，可能降低玻璃的化学耐用性和化学抗性，并且玻璃可能易受腐蚀。因此，在实施方式中，通常希望高的SiO2浓度。但是，如果SiO2的含量过高，则玻璃的可成形性可能下降，因为较高的SiO2浓度可能增加使得玻璃组合物熔化的难度，这进而对玻璃的可成形性造成负面影响。在本文所述的实施方式中，玻璃组合物通常包含的SiO2的量是：大于或等于50.0摩尔％至小于或等于约80.0摩尔％，或者大于或等于50.0摩尔％至小于或等于65.0摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，玻璃组合物包含的SiO2的量是：大于或等于52.0摩尔％，大于或等于54.0摩尔％，大于或等于56.0摩尔％，大于或等于58.0摩尔％，大于或等于60.0摩尔％，大于或等于62.0摩尔％，或者大于或等于64.0摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物包含的SiO2的量是：小于或等于64.0摩尔％，小于或等于62.0摩尔％，小于或等于60.0摩尔％，小于或等于58.0摩尔％，小于或等于56.0摩尔％，小于或等于54.0摩尔％，或者小于或等于52.0摩尔％。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。但是，在一些实施方式中，玻璃组合物包含的SiO2的量是：大于或等于52.0摩尔％至小于或等于64.0摩尔％，大于或等于54.0摩尔％至小于或等于62.0摩尔％，或者大于或等于56.0摩尔％至小于或等于60.0摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。
在实施方式中，玻璃组合物包含氧化锂Li2O。不受限于理论，向玻璃组合物添加这个组分使得玻璃适用于锂离子(Li+)与较大碱金属离子(例如钠离子(Na+))的高性能离子交换，从而在靠近玻璃表面制得压缩的离子交换层，这增加了玻璃制品对于弯曲和张力的强度。根据实施方式，玻璃组合物包含大于或等于4.0摩尔％Li2O，以及在一些实施方式中，大于或等于约7.0摩尔％Li2O。玻璃组合物中的Li2O越多，则表面层中产生的压缩应力越高，并且所得到的玻璃制品的强度越大。但是，交换层中的压缩应力应该被制品的中心部分中的拉伸应力所补偿。通常来说，表面处的压缩应力越高以及交换层越深，则玻璃中的中心张力越大。但是，如果Li2O含量超过约10摩尔％太多的话，则液相线温度倾向于增加同时粘度降低，这产生了液相线粘度的快速下降。因此，对于成形和制造而言，希望保持Li2O含量小于或等于约10.0摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物通常包含的Li2O的量是：大于或等于6.7摩尔％至小于或等于10.0摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，玻璃组合物包含的Li2O的量是：大于或等于7.0摩尔％，大于或等于7.2摩尔％，大于或等于7.4摩尔％，大于或等于7.6摩尔％，大于或等于7.8摩尔％，大于或等于8.0摩尔％，大于或等于8.2摩尔％，大于或等于8.4摩尔％，大于或等于8.6摩尔％，大于或等于8.8摩尔％，大于或等于9.0摩尔％，大于或等于9.2摩尔％，大于或等于9.4摩尔％，大于或等于9.6摩尔％，或者大于或等于9.8摩尔％。在一些实施方式中，玻璃组合物包含的Li2O的量是：小于或等于9.8摩尔％，小于或等于9.6摩尔％，小于或等于9.4摩尔％，小于或等于9.2摩尔％，小于或等于9.0摩尔％，小于或等于8.8摩尔％，小于或等于8.6摩尔％，小于或等于8.4摩尔％，小于或等于8.2摩尔％，小于或等于8.0摩尔％，小于或等于7.8摩尔％，小于或等于7.6摩尔％，小于或等于7.4摩尔％，或者小于或等于7.2摩尔％。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。但是，在一些实施方式中，玻璃组合物包含的Li2O的量是大于或等于7.2摩尔％至小于或等于9.8摩尔％，例如：大于或等于7.4摩尔％至小于或等于9.6摩尔％，大于或等于7.6摩尔％至小于或等于9.4摩尔％，大于或等于7.8摩尔％至小于或等于9.2摩尔％，大于或等于8.0摩尔％至小于或等于9.0摩尔％，大于或等于8.2摩尔％至小于或等于8.8摩尔％，或者大于或等于8.4摩尔％至小于或等于8.6摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。
根据实施方式的玻璃组合物包含氧化铝(Al2O3)。Al2O3，与玻璃组合物中存在的碱金属氧化物(例如，Li2O等)联用，改善了玻璃对于离子交换强化的易感性。更具体来说，增加玻璃组合物中Al2O3的量增加了玻璃中的离子交换速度并且增加了作为离子交换结果的玻璃的压缩层中所产生的压缩应力。不受限于理论，相比于没有补偿Al2O3的碱性氧化物而言，补偿了Al2O3的碱金属氧化物在离子交换过程中展现出更大的迁移性。Al2O3还可以增加玻璃的硬度和抗破坏性，特别是如果其在玻璃中的含量(以摩尔％计)超过碱金属氧化物的总含量(同样以摩尔％)的话。此外，Al2O3可以增加玻璃的退火点和应变点，这使得玻璃对于高温更具有耐用性。但是，向玻璃组合物添加Al2O3通常增加了液相线温度，这是由于形成了各种难熔物质，例如：锂辉石、刚玉、多铝红柱石等。这可能导致液相线粘度的下降，并且因此可能在生产过程中(例如，在熔合下拉过程期间)引起玻璃组合物的结晶。因此，实施方式的玻璃组合物所包含的Al2O3的量超过碱金属氧化物的总含量，但是没有使得液相线粘度下降太多。根据实施方式，这对应于Al2O3浓度大于或等于10.0摩尔％至小于或等于25.0摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，玻璃组合物包含的Al2O3的量是：大于或等于14.5摩尔％，大于或等于15.0摩尔％，大于或等于15.5摩尔％，大于或等于16.0摩尔％，大于或等于16.5摩尔％，大于或等于17.0摩尔％，大于或等于17.5摩尔％，大于或等于18.0摩尔％，大于或等于18.5摩尔％，大于或等于19.0摩尔％，或者大于或等于19.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物包含的Al2O3的量是：小于或等于19.5摩尔％，小于或等于19.0摩尔％，小于或等于18.5摩尔％，小于或等于18.0摩尔％，小于或等于17.5摩尔％，小于或等于17.0摩尔％，小于或等于16.5摩尔％，小于或等于16.0摩尔％，小于或等于15.5摩尔％，小于或等于15.0摩尔％，或者小于或等于14.5摩尔％。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。但是，在一些实施方式中，玻璃组合物包含的Al2O3的量是大于或等于14.5摩尔％至小于或等于19.5摩尔％，例如：大于或等于15.0摩尔％至小于或等于19.0摩尔％，大于或等于15.5摩尔％至小于或等于18.5摩尔％，大于或等于16.0摩尔％至小于或等于18.0摩尔％，或者大于或等于16.5摩尔％至小于或等于17.5摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。
根据实施方式的玻璃组合物还可以包含除了Li2O之外的碱金属氧化物(本文也称作“碱性物质”和缩写“R2O”)(例如，Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O)。
根据实施方式，玻璃组合物包含氧化钠(Na2O)。玻璃组合物中的Na2O的量也与由玻璃组合物制造的玻璃的可离子交换性相关。具体来说，在玻璃组合物中存在Na2O可以通过增加Na+离子通过玻璃基质的扩散能力来增加玻璃的离子交换强化过程中的离子交换速率。此外，Na2O可以抑制含铝物质的结晶(例如，锂辉石、多铝红柱石和刚玉)，因此降低了液相线温度和增加了液相线粘度。但是，不受限于理论，随着玻璃组合物中存在的Na2O的量增加，通过离子交换所能够获得的玻璃中的压缩应力下降。例如，钠离子与相同尺寸的另一种钠离子发生离子交换，导致压缩应力层中的压缩应力没有净增加，但是额外的Na2O使得玻璃软化并且加速了应力松弛。因此，增加玻璃组合物中的Na2O量通常降低了通过离子交换在玻璃中产生的压缩应力。此外，Na2O可能使得玻璃的机械性质变差，因为其降低了弹性模量和断裂韧度，和/或降低了玻璃的退火点和应变点。因此，在实施方式中，希望限制玻璃组合物中存在的Na2O的量。在一些实施方式中，Na2O的量大于或等于0.0摩尔％且小于或等于4.0摩尔％。在一些其他实施方式中，Na2O的含量小于或等于3.0摩尔％。因此，应理解的是，在实施方式中，玻璃组合物中不一定存在Na2O。但是，当在玻璃组合物中包含Na2O时，玻璃组合物中Na2O的量是：大于或等于0.5摩尔％，大于或等于1.0摩尔％，大于或等于1.5摩尔％，大于或等于2.0摩尔％，大于或等于2.5摩尔％，大于或等于3.0摩尔％，或者大于或等于3.5摩尔。在实施方式中，玻璃组合物包含Na2O的量是：小于或等于3.5摩尔％，小于或等于3.0摩尔％，小于或等于2.5摩尔％，小于或等于2.0摩尔％，小于或等于1.5摩尔％，小于或等于1.0摩尔％，或者小于或等于0.5摩尔％。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。但是，在一些实施方式中，玻璃组合物包含Na2O的量是大于或等于0.5摩尔％至小于或等于3.5摩尔％，例如：大于或等于1.0摩尔％至小于或等于3.0摩尔％，或者大于或等于1.5摩尔％至小于或等于2.5摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。
根据实施方式的玻璃组合物还可以包含K2O。玻璃组合物中存在的K2O的量也与玻璃组合物的可离子交换性相关。具体来说，随着玻璃组合物中存在的K2O的量增加，由于钾离子和钠离子的交换所导致的通过离子交换所能够获得的压缩应力下降。此外，如同氧化钠那样，氧化钾可能降低液相线温度和增加液相线粘度，但是与此同时，降低弹性模量和断裂韧度和/或降低退火点和应变点。因此，希望限制玻璃组合物中存在的K2O的量。因此，一些实施方式的玻璃组合物不包含K2O。但是，一些实施方式的玻璃组合物包含小于或等于0.5摩尔％K2O。
根据一些实施方式，玻璃组合物中还可能存在其他碱性物质，例如Rb2O和Cs2O。这些碱性物质对于玻璃组合物的作用与上文关于K2O所述相同。但是，这些组分产生了不合乎希望的影响，例如在比K2O更低的浓度下：增加密度，降低弹性模量和断裂韧度，降低交换层中的压缩应力等。因此，一些实施方式的玻璃组合物不包含这些碱性物质。但是，玻璃组合物的一些实施方式可以包含小于0.5摩尔％的这些碱性物质。
如上文所公开的那样，相比于碱性物质的氧化铝过量情况(即Al2O3–R2O之差，以摩尔％计)是未结合(未补偿)的碱性物质的量的数字测量。根据实施方式，为了改善离子交换性能和机械性质，这个差值应该是正的(即，玻璃组合物包含的氧化铝应该比碱性物质多)。但是，当这个差值变得太高时，液相线温度和离子交换性能下降。因此，在实施方式中，氧化铝与碱性物质之差(即Al2O3–R2O)小于或等于20.0摩尔％，小于或等于15.0摩尔％，小于或等于10.0摩尔％，或者小于或等于5.0摩尔％。在实施方式中，氧化铝与碱性物质之差大于或等于5.0摩尔％，大于或等于10.0摩尔％，或者大于或等于15.0摩尔％。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。但是，在一些实施方式中，氧化铝与碱性物质之差是大于或等于5.0摩尔％至小于或等于20.0摩尔％，例如：大于或等于10.0摩尔％至小于或等于15.0摩尔，以及上述值之间的所有范围和子范围。
在玻璃组合物的实施方式中可能存在碱土氧化物(即，BeO、MgO、CaO、SrO、BaO或其组合，本文也称作“碱土物质”或者“RO”)以及其他二价金属氧化物(例如，ZnO、NiO、MnO等)来改善玻璃批料的熔化能力和增加所得到的玻璃的化学耐用性。具体来说，不受限于理论，存在少量的碱土氧化物可以起到增加玻璃组合物的液相线粘度的作用。但是，玻璃组合物中过多含量的碱土物质可能导致铝硅酸盐的结晶，因此降低了玻璃组合物的液相线粘度。存在碱土物质还可能影响所得到的玻璃的离子交换性能。例如，在本文所述的玻璃组合物中，玻璃组合物中存在的碱土氧化物的总量(即，RO(摩尔％))通常小于玻璃组合物中存在的碱性氧化物的总量(摩尔％)，这改善了玻璃的离子交换能力。在实施方式中，玻璃组合物通常包含大于或等于0.0摩尔％至小于或等于5.0摩尔％的碱土氧化物，以及上述值之间的所有范围和子范围。
在一些实施方式中，碱土氧化物可以包括量是小于或等于5.0摩尔％的MgO。不受限于理论，在Al2O3过量的情况下，MgO可能导致高温时尖晶石的结晶，这增加了玻璃组合物的液相线温度和降低了液相线粘度。因此，在此类实施方式中，应该限制MgO的含量。因此，在一些实施方式中，玻璃组合物包含的MgO的量可以是大于或等于约0.0摩尔％且小于或等于约2.0摩尔％，或者小于或等于约1.0摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。因此，应理解的是，一些实施方式的玻璃组合物中不一定存在MgO。
在一些实施方式中，碱土氧化物可以任选地包括量是大于或等于0.0摩尔％至小于或等于4.0摩尔％的CaO，例如：大于或等于0.5摩尔％至小于或等于3.5摩尔％，大于或等于1.0摩尔％至小于或等于3.0摩尔％，或者大于或等于1.5摩尔％至小于或等于2.5摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。不受限于理论，存在CaO可以增加玻璃组合物的液相线粘度。但是，玻璃组合物中的CaO过多可能降低所得到的玻璃中的离子交换速率。因此，应理解的是，根据一些实施方式的玻璃组合物中不一定存在CaO。
此外，根据实施方式，碱土氧化物可以任选地包括SrO和/或BaO。这些所提供的玻璃性质与CaO相似，但是可能具有不合乎希望的增加玻璃密度的影响。因此，如果在实施方式的玻璃组合物中包含这些碱土氧化物的话，它们的总含量应该小于或等于5.0摩尔％，例如：小于或等于4.0摩尔％，小于或等于3.0摩尔％，小于或等于2.0摩尔％，小于或等于1.0摩尔％，或者小于或等于0.5摩尔％。应理解的是，根据一些实施方式的玻璃组合物中不一定存在SrO和/或BaO。
根据实施方式的玻璃组合物可以含有少量的氧化锌(ZnO)。氧化锌可以部分地补偿Al2O3过量，这导致对于多铝红柱石结晶的部分抑制，因此降低了液相线温度和增加了液相线粘度。此外，不同于镁和其他物质，锌没有形成难熔的铝硅酸盐。但是，在Al2O3过量时，氧化锌可以单独地或者与氧化镁一起形成尖晶石，其可能在高温发生结晶，因此，在这种情况下，ZnO可能增加液相线温度和降低液相线粘度。因此，应理解的是，一些实施方式的玻璃组合物中不一定存在ZnO。但是，在具有过量氧化铝的玻璃组合物的实施方式中包含ZnO时，玻璃组合物中ZnO的量通常小于或等于3.0摩尔％，小于或等于2.0摩尔％，小于或等于1.0摩尔％，或者小于或等于0.5摩尔％。
碱金属氧化物和碱土金属氧化物与其他二价金属氧化物一起起到了铝硅酸盐玻璃结构中的改性剂的作用。不受限于理论，它们与氧化铝反应，导致去除了部分或者全部的非桥接氧原子。但是，受到玻璃结构中的改性剂的影响，氧化铝失去了明显改善机械性质(例如，弹性模量和断裂韧度)的能力。这些效果仅出现在玻璃组合物相比于所有其他改性氧化物包含一定程度过量的氧化铝的情况下，这意味着Al2O3–R2O–RO之差(摩尔％)是正的。因此，这个差值可以用作改性氧化物和氧化铝对于上文所提到的玻璃组合物的机械性质的贡献作用的近似数字表征。总体上来说，Al2O3–R2O–RO之差越大，机械性质越好。
还已知的是，在玻璃组合物中具有低含量SiO2(例如，小于或等于60.0摩尔％)和高含量Al2O3时，其可能在高温(例如，大于或等于1200℃，大于1300℃，并且甚至大于1400℃)发生结晶，刚玉作为主晶相沉淀。因此，可以采取一些预防措施来防止这个效应。在一些实验研究之后，发现如下规则防止了刚玉发生高温结晶：
SiO2≥4.0*Li2O+6.0*(Na2O+K2O)+2.0*(CaO+SrO+BaO)+2.5*MgO+0.5*Al2O3-1.0
式中，氧化物的化学式表示它们在玻璃组合物中的摩尔％。这个表达式中的图形对应于具有高含量的二氧化硅的已知化合物中的二氧化硅与改性氧化物之间的部分(硅酸盐或铝硅酸盐)，例如：钠长石(Na2O:Al2O3:SiO2＝1:1:6)或者锂辉石(Li2O:Al2O3:SiO2＝1:1:4)。上述比例不是绝对的，而是起到了指导作用，帮助避免高温时不合乎希望的刚玉以及可能的其他晶相的沉淀。因此，根据实施方式的玻璃组合物符合上述比例。
但是，从铝硅酸盐体系的相图可以得知，当Al2O3的量超过玻璃组合物中碱性氧化物和碱土氧化物的总和时，玻璃组合物的液相线温度快速增加。因此，为了维持高的机械性能和保持足够高的液相线粘度，应该向玻璃组合物添加更多物质。出于这个目的，玻璃组合物还可以包括氧化硼(B2O3)和/或氧化磷(P2O5)。
但是，当与P2O5连接时，氧化铝仍然失去了一部分的对于机械性质的正面影响。因此，对于包含P2O5的实施方式，组分与机械性能的相关性会是Al2O3–R2O–RO–P2O5之差，以摩尔％计。在实施方式中，玻璃组合物包含的P2O5的量可以是：大于或等于0.0摩尔％至小于或等于5.0摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，玻璃组合物包含的P2O5的量可以是：大于或等于0.5摩尔％，大于或等于1.0摩尔％，大于或等于1.5摩尔％，大于或等于2.0摩尔％，大于或等于2.5摩尔％，大于或等于3.0摩尔％，大于或等于3.5摩尔％，大于或等于4.0摩尔％，或者大于或等于4.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物包含的P2O5的量可以是：小于或等于4.5摩尔％，小于或等于4.0摩尔％，小于或等于3.5摩尔％，小于或等于3.0摩尔％，小于或等于2.5摩尔％，小于或等于2.0摩尔％，小于或等于1.5摩尔％，小于或等于1.0摩尔％，或者小于或等于0.5摩尔％。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。但是，在一些实施方式中，玻璃组合物包含的P2O5的量可以是：大于或等于0.5摩尔％至小于或等于4.5摩尔％，大于或等于1.0摩尔％至小于或等于4.0摩尔％，大于或等于1.5摩尔％至小于或等于3.5摩尔％，或者大于或等于2.0摩尔％至小于或等于3.0摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。
氧化硼(B2O3)是助熔剂，可以将其添加到玻璃组合物以降低玻璃在给定温度(例如，对应于200泊粘度的温度或者200P温度，玻璃在该温度熔化并且其通常是玻璃熔炉中的最高温度)的粘度，从而改善玻璃的质量和可成形性。在高浓度(例如，大于或等于约10摩尔％)时，氧化硼可以抑制多铝红柱石的结晶。存在B2O3还可以改善由玻璃组合物制造的玻璃的抗破坏性。但是，已发现添加B2O3显著地降低了玻璃组合物中钠和钾离子的扩散率，这进而不利地影响了所得玻璃的离子交换性能。具体来说，已发现与不含硼的玻璃组合物相比，添加B2O3可能增加在玻璃中实现给定层深度所需的时间。添加B2O3还可能增加进行离子交换的温度，从而在给定持续时间内在玻璃中实现达到目标层深度所需的离子交换速率。在实施方式中，玻璃组合物包含的B2O3的量可以是：大于或等于0.0摩尔％B2O3至小于或等于8.0摩尔％B2O3，以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，玻璃组合物包含的B2O3的量可以是：大于或等于1.0摩尔％，大于或等于2.0摩尔％，大于或等于3.0摩尔％，大于或等于4.0摩尔％，大于或等于5.0摩尔％，大于或等于6.0摩尔％，或者大于或等于7.0摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物包含的B2O3的量可以是：小于或等于7.0摩尔％，小于或等于6.0摩尔％，小于或等于5.0摩尔％，小于或等于4.0摩尔％，小于或等于3.0摩尔％，小于或等于2.0摩尔％，或者小于或等于1.0摩尔％。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。但是，在一些实施方式中，玻璃组合物包含的B2O3的量是：大于或等于1.0摩尔％至小于或等于7.0摩尔％，大于或等于2.0摩尔％至小于或等于6.0摩尔％，或者大于或等于3.0摩尔％至小于或等于5.0摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。
在实施方式中，形成网络的组分(例如，Al2O3+SiO2+B2O3+P2O5)的总量是大于或等于75.0摩尔％，例如：大于或等于75.5摩尔％，大于或等于76.0摩尔％，大于或等于76.5摩尔％，大于或等于77.0摩尔％，大于或等于77.5摩尔％，大于或等于78.0摩尔％，大于或等于78.5摩尔％，大于或等于79.0摩尔％，大于或等于79.5摩尔％，或者大于或等于80.0摩尔％。具有大量的网络成形剂增加了玻璃的连接性和自由体积，这使得其是较不脆性的，并且改善了抗破坏性。在其他实施方式中，形成网络的组分的总量是：小于或等于85.0摩尔％，小于或等于84.5摩尔％，小于或等于84.0摩尔％，小于或等于83.5摩尔％，小于或等于83.0摩尔％，小于或等于82.5摩尔％，小于或等于82.0摩尔％，小于或等于81.5摩尔％，小于或等于81.0摩尔％，小于或等于80.5摩尔％，小于或等于80.0摩尔％，小于或等于79.5摩尔％，或者小于或等于79.0摩尔％。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。但是，在一些实施方式中，形成网络的组分的总量是：大于或等于75.5摩尔％至小于或等于84.5摩尔％，大于或等于76.0摩尔％至小于或等于84.0摩尔％，大于或等于76.5摩尔％至小于或等于83.5摩尔％，大于或等于77.0摩尔％至小于或等于83.0摩尔％,，大于或等于77.5摩尔％至小于或等于82.5摩尔％，大于或等于78.0摩尔％至小于或等于82.0摩尔％，大于或等于78.5摩尔％至小于或等于81.5摩尔％，大于或等于79.0摩尔％至小于或等于81.0摩尔％，或者大于或等于79.5摩尔％至小于或等于80.5摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。
在实施方式中，玻璃制品可以基本不含砷和锑中的一种或两种。
可以通过向玻璃组合物添加更多的Li2O和Al2O3量来补偿B2O3对于玻璃的离子交换性能的影响，这可以对玻璃组合物中存在的B2O3进行补偿。例如，已经确定的是，可以通过控制玻璃组合物中的B2O3与Li2O和Al2O3的量之比，来减轻B2O3对于玻璃的离子交换性能的影响。具体来说，已经确定的是，在实施方式中，Li2O(摩尔％)+Al2O3(摩尔％)之和大于玻璃组合物中B2O3的量(摩尔％)的两倍，所得到的玻璃的碱性氧化物的扩散性没有下架，并且由此维持了玻璃的离子交换性能。因此，在实施方式中，氧化硼，在组合物中同时包含大量的Li2O和Al2O3，从而使得Li2O>B2O3且Al2O3>B2O3(全都是摩尔％)。
当Al2O3(摩尔％)比R2O(摩尔％)+RO(摩尔％)大了超过约1摩尔％时，氧化磷(P2O5)的存在通过抑制多铝红柱石、锂辉石和一些其他物质(例如，尖晶石)从形成玻璃的熔体发生结晶来增加玻璃组合物的液相线粘度。玻璃组合物中存在的P2O5通过降低液相线温度对过量的Al2O3进行了补偿，从而增加了玻璃组合物的液相线粘度。添加P2O5使得能够实现最高至约5.0摩尔％的正值Al2O3–R2O–RO，而没有明显劣化液相线粘度。
在实施方式中，以摩尔％计，Al2O3/R2O的关系是大于或等于1.00。使得Al2O3与R2O之比大于1.00增加了玻璃的应变点和退火点。这降低了在离子交换过程中可能发生的应力松弛，并且导致更大的压缩应力和中心张力。在玻璃设计中，对这个数值进行严格控制以通过降低由于包含诸如二氧化硅结节(knot)之类的损耗来改善产率。在一些实施方式中，Al2O3/R2O的摩尔比是：大于或等于1.06，大于或等于1.10，大于或等于1.20，大于或等于1.30，大于或等于1.40，大于或等于1.50，大于或等于1.60，大于或等于1.70，大于或等于1.80，大于或等于1.90，或者大于或等于2.00。但是，如果Al2O3/R2O之比太高，则玻璃可能变得容易具有较高的液相线温度因而具有较低的液相线粘度。在实施方式中，Al2O3/R2O的摩尔比是：小于或等于2.10，小于或等于2.00，小于或等于1.90，小于或等于1.80，小于或等于1.70，小于或等于1.60，小于或等于1.50，小于或等于1.40，小于或等于1.30，小于或等于1.20，或者小于或等于1.10。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。但是，在其他实施方式中，Al2O3/R2O的摩尔比是是：大于或等于1.06至小于或等于2.10，大于或等于1.10至小于或等于1.90，大于或等于1.20至小于或等于1.80，或者大于或等于1.30至小于或等于1.70，以及上述值之间的所有范围和子范围。
根据一些实施方式，Al2O3–R2O–RO–P2O5之差具有更高值，例如：大于或等于2.50摩尔％至小于或等于7.25摩尔％，例如：大于或等于2.75摩尔％至小于或等于7.00摩尔％，大于或等于3.00摩尔％至小于或等于6.75摩尔％，大于或等于3.25摩尔％至小于或等于6.50摩尔％，大于或等于3.50摩尔％至小于或等于6.25摩尔％，大于或等于3.75摩尔％至小于或等于6.00摩尔％，大于或等于4.00摩尔％至小于或等于5.75摩尔％，大于或等于4.25摩尔％至小于或等于5.50摩尔％，大于或等于4.50摩尔％至小于或等于5.25摩尔％，或者大于或等于4.75摩尔％至小于或等于5.00摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。具有更高数值的Al2O3–R2O–RO–P2O5的玻璃实施方式证实了这个比值与机械性能的关键特性之间的高度相关性。图1证实了随着氧化铝相比于改性氧化物(R2O和RO)加上P2O5的过量的增加，杨氏模量的增加趋势。图2证实了对于断裂韧度具有相似的趋势。在这两幅图中，系列1代表根据本文公开和描述的实施方式的玻璃，以及系列2显示了实施例组合物。在这些和其他附图中，氧化物的浓度表示为摩尔％，并且组成区域中相关的数据受限于如下限制条件：SiO2≥50.0摩尔％，Li2O≥6.9摩尔％，Li2O/R2O≥2/3，Al2O3–R2O–RO–P2O5≥0.0摩尔％，式中，R2O是所有单价氧化物的总和(摩尔％)，以及RO是所有二价氧化物的总和(摩尔％)。
从图1和2可以看出，在(Al2O3–R2O–RO–P2O5)的数值最高时，能够实现高达90GPa以及甚至约100GPa的杨氏模量，并且可以实现高达0.85MN·m3/2以及甚至约0.90MN·m3/2的断裂韧度。
如图1和图2所示的高的杨氏模量和断裂韧度通常与高的液相线温度(例如，大于1300℃，以及甚至大于1400℃)相关。因此，液相线粘度可能变得小于100泊，以及甚至小于10泊。在如此低的液相线粘度，无法使用用于玻璃工业的常规玻璃成形方法。为了解决这个问题，本文公开和描述的玻璃组合物包含一定量的稀土金属氧化物。
在实施方式的玻璃组合物中存在稀土金属氧化物可以增加所得到的玻璃的模量、刚度、或者模量和刚度，以及断裂韧度。当Al2O3的含量超过R2O、RO和P2O5的总含量时，稀土金属氧化物还可以对过量的Al2O3进行补偿，这降低了液相线温度，从而还可以增加液相线粘度。此外，稀土金属氧化物可以降低高温粘度(包括200P温度的部分下降)，这使得玻璃更容易熔化，并且与此同时，增加了退火点和应变点，这使得玻璃在高温时更具有耐用性。因此，所得到的粘度-温度曲线变得相当陡峭，具有增加的低温粘度和降低的高温粘度。在这种情况下，这条曲线的中间部分的变化相对缓慢。因此，如果液相线温度足够低的话，所得到的稀土金属氧化物对于液相线粘度的影响是小的或者甚至是正向的。但是，只要液相线温度增加(如果玻璃组合物中的稀土金属氧化物以较高含量存在的话，这就是可能的)，这个影响变得负向且非常大。在这种情况下，它们可能形成难熔化合物，例如二硅酸镧和钇、铝酸镧、钇铝石榴石(YAG)等，这可能提升液相线温度和降低液相线粘度。
可以向玻璃组合物添加稀土金属氧化物从而为所得到的玻璃制品提供任意数量的物理和化学属性。稀土金属氧化物指的是IUPAC元素周期表的镧系中所列出的金属加上钇和钪的氧化物。在玻璃组合物中存在稀土金属氧化物可以增加所得到的玻璃的模量、刚度、或者模量和刚度。稀土金属氧化物还可以帮助增加玻璃组合物的液相线粘度。此外，某些稀土金属氧化物可能向玻璃添加了颜色。如果要求或者希望没有颜色的话，则玻璃组合物可以包含氧化镧(La2O3)、氧化钇(Y2O3)、氧化钆(Gd2O3)、氧化镱(Yb2O3)、氧化镥(Lu2O3)或其组合。对于有色玻璃，稀土金属氧化物可以包括：Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3或者这些的组合。一些稀土金属氧化物(例如Ce2O3和Gd2O3)吸收UV辐射，从而含有这些氧化物的覆盖玻璃会保护OLED显示器装置免受有害的UV辐射的影响。根据实施方式，玻璃组合物包含的稀土氧化物的浓度是大于或等于0.0摩尔％至小于或等于15.0摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，玻璃组合物包含的稀土氧化物的量是：大于或等于0.1摩尔％，大于或等于1.0摩尔％，大于或等于2.0摩尔％，大于或等于4.0摩尔％，大于或等于6.0摩尔％，大于或等于8.0摩尔％，大于或等于10.0摩尔％，大于或等于12.0摩尔％，或者大于或等于14.0摩尔％。在一些实施方式中，玻璃组合物包含的稀土氧化物的量是：小于或等于14.0摩尔％，小于或等于12.0摩尔％，小于或等于10.0摩尔％，小于或等于8.0摩尔％，小于或等于6.0摩尔％，小于或等于4.0摩尔％，小于或等于2.0摩尔％，小于或等于1.0摩尔％，或者小于或等于0.1摩尔％。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。但是，在一些实施方式中，玻璃组合物包含的稀土氧化物的量是大于或等于0.1摩尔％至小于或等于14.0摩尔％，例如：大于或等于0.5摩尔％至小于或等于12.0摩尔％，大于或等于1.0摩尔％至小于或等于10.0摩尔％，大于或等于2.0摩尔％至小于或等于8.0摩尔％，或者大于或等于3.0摩尔％至小于或等于6.0摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。
可以通过添加更多的稀土金属氧化物来进一步增加杨氏模量，但是在这种情况下，液相线粘度下降，这是可能对于常规玻璃成形工艺(例如下拉)而言是不相容的。此外，发现在稀土金属氧化物浓度过高时，可能使得对于酸的化学耐用性劣化。因此，对于考虑玻璃与酸溶液和/或蒸汽发生一定接触的应用，不推荐具有非常高含量的稀土金属氧化物的玻璃。与此同时，这些玻璃证实了对于碱性溶液具有优异的抗性。
在实施方式中，玻璃组合物可以任选地包含一种或多种澄清剂。在一些实施方式中，澄清剂可以包括例如SnO2。在此类实施方式中，玻璃组合物中存在的SnO2的量可以是小于或等于0.2摩尔％，例如：大于或等于0.0摩尔％至小于或等于0.1摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。在其他实施方式中，玻璃组合物中存在的SnO2的量可以是：大于或等于0.0摩尔％至小于或等于0.2摩尔％，或者大于或等于0.1摩尔％至小于或等于0.2摩尔％，以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，玻璃组合物可以基本不含SnO2。
根据实施方式，玻璃组合物可以基本不含Pb、F、As、Sb、Se、Te、Cd、Be以及其他对于环境不友好的组分。此外，玻璃组合物可以基本不含非常昂贵的物质(例如，Ta2O5)和/或已知对于本文实施方式所述的物理性质产生不合乎希望的不利影响的物质，例如：K2O，其降低了通过离子交换形成的应力；ZrO2，已知其使得液相线温度快速增加，并且因此降低了玻璃的液相线粘度；以及其他物质。在一些实施方式中，玻璃组合物还可以不含着色剂，例如TiO2、FeO/Fe2O3和MnO等，这可能为玻璃制品提供了不合乎希望的颜色和/或降低了玻璃制品的透光率。
图3和图4显示根据本文公开和描述的实施方式的玻璃制品的改进的机械、粘性和结晶性质。在这些附图中，系列1对应于根据本文公开和描述的实施方式的玻璃，系列2和系列3显示比较例玻璃样品的性质。
图3证实了随着氧化铝相对于改性氧化物加上P2O5的过量程度的增加，液相线粘度下降的趋势，以及本文公开和描述的实施方式中的这两种性质的组合的改进。在图3中，系列3对应于如下专利和专利申请的实施例：美国专利第7,199,066号，美国专利第7,071,131号，美国专利第3,642,504号，JP 2008115071，JP 2010116276，美国专利第3,625,718号，美国专利申请公开第2016/326,045号，以及美国专利第3,834,911号。实施方式的组合物落在如下范围内：SiO2≥50.0摩尔％，Li2O≥6.9摩尔％，Li2O/ΣR2O≥2/3。
下表1呈现了图3所示的比较例1-30的组成和液相线粘度。
表1
表1(续)
表1(续)
/>
表1(续)
从图3可以看出，本文实施方式公开的玻璃组合物的特征在于高液相线粘度(范围是约20000泊至约80000泊)以及非常高的过铝质比例(Al2O3–R2O–RO–P2O5)(约2.5摩尔％至约7.25摩尔％)，这导致表征为大于或等于约80GPa的杨氏模量的高机械性能。这些组成和性质特性的组合显示出根据本文公开和描述的玻璃组合物的明显优势。
图4证实了氧化锂含量与液相线温度之间的平衡在组成空间中的限制如下：68.0摩尔％≤SiO2≤80.0摩尔％，ΣR2O≤12.5摩尔％，Al2O3–ΣR2O–ΣRO≤1.0摩尔％，0.0摩尔％≤P2O5≤1.0摩尔％。这个组成空间对应于高的二氧化硅含量，因此特征在于高的化学耐用性和可成形性。在这个图4中，系列1对应于本文公开和描述的实施方式；系列2对应于2018年10月30日提交的美国专利申请16/175,016中公开的比较例组合物；系列3对应于美国专利第3,834,911号公开的玻璃；系列4对应于美国专利第3,625,718号公开的玻璃；以及系列5对应于美国专利第7,071,131号公开的玻璃。
下表2呈现了图4所示的比较例31-42的组成和液相线温度。
表2(续)
从图4看出，尝试添加更多的Li2O，从而增加离子交换之后的压缩应力，这导致液相线温度的增加，这可能导致玻璃熔体形成棒材或制品时发生失透。所以，图4显示，根据本文公开和描述的一些实施方式的玻璃包含大量的Li2O(例如，超过约6.9摩尔％)并且没有非常高的液相线粘度(例如，低于1270℃)。这种属性组合在之前是无法实现的。
现在将讨论上文所公开的碱性铝硅酸盐玻璃组合物的物理性质。可以通过对碱性铝硅酸盐玻璃组合物的组分量进行改性来实现这些物理性质，会参照实施例进行更详细讨论。
断裂韧度KIC是描述了含有裂纹的材料抵抗断裂能力的性质。通过材料中的薄裂纹开始生长的应力强度因子KI(通常测量单位是MPa·m1/2)来确定材料的线性-弹性断裂韧度。根据ASTM C1421-18，通过对重复式样进行臂章缺口方法并取平均值来测量断裂韧度。在实施方式中，希望KIC的值是大于或等于0.75MPa·m1/2，例如：大于或等于0.80MPa·m1/2，大于或等于0.85MPa·m1/2，大于或等于0.90MPa·m1/2，大于或等于0.85MPa·m1/2，大于或等于1.00MPa·m1/2，大于或等于1.05MPa·m1/2，或者大于或等于1.10MPa·m1/2。在一些实施方式中，KIC的值是小于或等于1.15MPa·m1/2，例如：小于或等于1.10MPa·m1/2，小于或等于1.05MPa·m1/2，小于或等于1.00MPa·m1/2，小于或等于0.95MPa·m1/2，小于或等于0.90MPa·m1/2，小于或等于0.85MPa·m1/2，或者小于或等于0.80MPa·m1/2。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。因此，在一些实施方式中，玻璃制品所具有的KIC值可以是大于或等于0.75MPa·m1/2至小于或等于1.15MPa·m1/2，例如：大于或等于0.80MPa·m1/2至小于或等于1.10MPa·m1/2，大于或等于0.85MPa·m1/2至小于或等于1.05MPa·m1/2，或者大于或等于0.90MPa·m1/2至小于或等于1.00MPa·m1/2，以及上述值之间的所有范围和子范围。
玻璃制品的实施方式还具有高的弹性模量(即施加到基材或主体上的作用力与所得到的变形之比)。高的弹性模量使得玻璃制品更为刚性并且避免其在外部作用力下发生大的变形。最常用的材料刚度是杨氏模量E，(即应力(每单位面积的作用力)与由这种材料制造的制品中的(正比于形变)的应变之间的关系)。材料的杨氏模量越高，变形越小。在实施方式中，玻璃组合物的杨氏模量可以是大于或等于80GPa至小于或等于120GPa，例如：大于或等于85GPa至小于或等于115GPa，大于或等于90GPa至小于或等于110GPa，大于或等于95GPa至小于或等于105GPa，或者大于或等于97GPa至小于或等于100GPa，以及上述值之间的所有范围和子范围。在实施方式中，玻璃组合物的杨氏模量可以是：大于或等于90GPa至小于或等于105GPa，大于或等于91GPa至小于或等于104GPa，大于或等于92GPa至小于或等于103GPa，大于或等于93GPa至小于或等于102GPa，大于或等于94GPa至小于或等于101GPa，大于或等于95GPa至小于或等于100GPa，或者大于或等于96GPa至小于或等于99GPa，以及上述值之间的所有范围和子范围。本公开内容所陈述的杨氏模量值指的是通过ASTM E2001-13中，题为“Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for DefectDetection 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。
根据实施方式的玻璃制品的另一个特性结合了两个因素：杨氏模量和密度作为比模量E/d(即，杨氏模量E除以密度d)。根据实施方式，E/d的值应该可以大于或等于30GPa·cm3/g，例如：大于或等于31GPa·cm3/g，大于或等于32GPa·cm3/g，大于或等于33GPa·cm3/g，大于或等于34GPa·cm3/g，或者大于或等于35GPa·cm3/g。根据一些实施方式，比模量E/d可以小于或等于40GPa·cm3/g，例如：小于或等于39GPa·cm3/g，小于或等于38GPa·cm3/g，小于或等于37GPa·cm3/g，小于或等于36GPa·cm3/g，或者小于或等于35GPa·cm3/g，或者小于或等于34GPa·cm3/g。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。在一些实施方式中，比模量E/d可以是大于或等于30GPa·cm3/g至小于或等于40GPa·cm3/g，例如：大于或等于31GPa·cm3/g至小于或等于39GPa·cm3/g，大于或等于32GPa·cm3/g至小于或等于38GPa·cm3/g，大于或等于33GPa·cm3/g至小于或等于37GPa·cm3/g，或者大于或等于34GPa·cm3/g至小于或等于36GPa·cm3/g，以及上述值之间的所有范围和子范围。本公开内容中所用的密度值指的是根据ASTM C693-93(2013)的浮力法测得的值。
根据实施方式，用于离子交换过程的参数包括但不限于：浴组成、温度和浸入时间。根据实施方式，进行离子交换过程的温度是大于或等于350℃至小于或等于450℃，持续的时间是大于或等于1小时至小于或等于32小时。根据实施方式，浴组成包含各种比例的硝酸钠(NaNO3)和硝酸钾(KNO3)作为主要成分，包括：完全包括NaNO3的浴和完全包括KNO3的浴，以及这之间的NaNO3与KNO3的所有组合，例如：30摩尔％NaNO3和70摩尔％KNO3，50摩尔％NaNO3和50摩尔％KNO3，70摩尔％NaNO3和30摩尔％KNO3。此外，在一些实施方式中，盐浴可以含有碱金属的碳酸盐、氯化物和其他化合物作为添加剂，其改善了离子交换过程的性能。本领域技术人员会理解的是，离子交换过程的特性可以发生改变，包括：使用多个浸入步骤和/或多个盐浴，额外的步骤(例如，退火和清洗等)，或者通常是由玻璃组合物以及所需的从离子交换强化过程得到的玻璃组合物的层深度和压缩应力所决定的。此外，离子交换过程可以通过电场辅助，其向较大的离子施加了额外的力并且增加了它们的迁移性，因此增加了扩散速率。
为了获得具有高压缩应力的压缩层，可能希望避免在离子交换过程期间的应力松弛所导致的这种应力的损失。为了避免这种应力损失，根据实施方式的玻璃组合物可以具有低温下的高粘度。这可以根据ASTM C598-93的退火点和应变点进行测量。根据实施方式，根据上文标准进行测量，玻璃组合物可以具有大于或等于600℃的退火点，例如：大于或等于605℃，大于或等于610℃，大于或等于615℃，大于或等于620℃，大于或等于625℃，大于或等于630℃，大于或等于635℃，大于或等于640℃，大于或等于645℃，或者大于或等于650℃。根据一些实施方式，根据上文标准进行测量，玻璃组合物具有小于或等于675℃的退火点，例如：小于或等于670℃，小于或等于665℃，小于或等于660℃，小于或等于655℃，或者小于或等于650℃。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。在一些实施方式中，根据上文标准进行测量，玻璃组合物具有大于或等于600℃至小于或等于675℃的退火点，例如：大于或等于605℃至小于或等于670℃，大于或等于610℃至小于或等于665℃，大于或等于615℃至小于或等于665℃，大于或等于620℃至小于或等于660℃，大于或等于625℃至小于或等于655℃，大于或等于630℃至小于或等于650℃，或者大于或等于635℃至小于或等于645℃，以及上述值之间的所有范围和子范围。
本文公开和描述的一些实施方式聚焦于锂离子(Li+)与更大的离子(例如，钠离子Na+)发生离子交换，因为这种离子交换能够在低温下以最快的加工时间形成相同深度的表面层。
根据实施方式，玻璃制品的CTE可以决定由于温度变化所导致的基材的线性尺寸的可能的变化。CTE越小，温度诱发的变形越小。通过采用水平膨胀计(推杆膨胀计)根据ASTM E228-11对这个性质进行测量。根据实施方式，玻璃制品的CTE可以小于或等于70×10-7/K，例如：小于或等于69×10-7/K，小于或等于68×10-7/K，小于或等于67×10-7/K，小于或等于66×10-7/K，小于或等于65×10-7/K，小于或等于64×10-7/K，小于或等于63×10-7/K，小于或等于62×10-7/K，小于或等于61×10-7/K，小于或等于60×10-7/K，小于或等于59×10-7/K，小于或等于58×10-7/K，小于或等于57×10-7/K，小于或等于56×10-7/K，或者小于或等于55×10-7/K。在一些实施方式中，玻璃制品的CTE可以大于或等于50×10-7/K，例如：大于或等于51×10-7/K，大于或等于52×10-7/K，大于或等于53×10-7/K，或者大于或等于54×10-7/K。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。在一些实施方式中，玻璃制品的CTE可以是大于或等于50×10-7/K至小于或等于70×10-7/K，例如：大于或等于51×10-7/K至小于或等于69×10-7/K，大于或等于52×10-7/K至小于或等于68×10-7/K，大于或等于53×10-7/K至小于或等于67×10-7/K，大于或等于54×10-7/K至小于或等于66×10-7/K，大于或等于55×10-7/K至小于或等于65×10-7/K，大于或等于56×10-7/K至小于或等于64×10-7/K，大于或等于57×10-7/K至小于或等于63×10-7/K，大于或等于58×10-7/K至小于或等于62×10-7/K，或者大于或等于59×10-7/K至小于或等于61×10-7/K，以及上述值之间的所有范围和子范围。
根据实施方式，玻璃组合物可以在对应于200泊粘度的温度(200P温度)熔化。形成玻璃的熔体的粘度与温度之间的关系基本上是熔化的玻璃的化学组成的函数。根据ASTMC965-96(2017)的旋转坩埚法测量玻璃粘度。根据实施方式，玻璃组合物的熔化温度可以小于或等于1800℃，例如：小于或等于1750℃，小于或等于1700℃，小于或等于1650℃，小于或等于1600℃，小于或等于1550℃，小于或等于1500℃，小于或等于1450℃，小于或等于1400℃，小于或等于1350℃，或者小于或等于1300℃。在一些实施方式中，玻璃组合物的熔化温度可以大于或等于1100℃，例如：大于或等于1150℃，大于或等于1200℃，大于或等于1250℃，大于或等于1300℃，或者大于或等于1350℃。应理解的是，在实施方式中，任意上述范围可以与任意其他范围相结合。在一些实施方式中，玻璃组合物的熔化温度可以是大于或等于1100℃至小于或等于1800℃，例如：大于或等于1150℃至小于或等于1750℃，大于或等于1200℃至小于或等于1700℃，大于或等于1250℃至小于或等于1650℃，大于或等于1300℃至小于或等于1600℃，大于或等于1350℃至小于或等于1550℃，或者大于或等于1400℃至小于或等于1500℃，以及上述值之间的所有范围和子范围。
在批料熔化之后，希望当从所述熔体形成玻璃片、玻璃棒或者其他制品时避免结晶。对于形成玻璃的物质，结晶过程的主要数值特性是液相线温度TL，这规定了高于其材料就是完全液体的最小温度，以及晶体能够与熔体以热动力学平衡的方式共存的最大温度。通过梯度法测量这个性质。这个方法符合用于测量玻璃的液相线温度的ASTM C829-81标准实践。因此，玻璃成形工艺通常发生在高于TL的温度。另一方面，玻璃组合物的液相线粘度可以用于确定哪种成形工艺可以被用于将玻璃制造成片材，这是通过液相线粘度确定的。液相线粘度越大，则会与玻璃相容的成形工艺越多。由于玻璃粘度相对于温度呈指数下降，所以希望保持液相线温度尽可能得低，从而使得液相线时的粘度最大化。对于浮法加工，玻璃组合物的液相线粘度通常至少是10kP，而熔合工艺要求至少50kP(例如，至少100kP或者至少500kP)的液相线粘度。对于其他工艺(例如，热压制、双辊技术等)，粘度值可能是相当低的。例如，对于用于光学行业场景的热压制，10至20泊的液相线粘度可能是令人满意的。
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。在一些实施方式中，玻璃制品可以用作记录介质的基材。结合了如本文所揭示的任意玻璃制品的示例性制品如图7A和7B所示。具体来说，图7A和7B显示消费者电子装置700，其包括：具有前表面704、背表面706和侧表面208的外壳702；(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710；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712，从而使其位于显示器上方。在一些实施方式中，覆盖基材712可以包括本文所揭示的任意玻璃制品。
实施例
通过以下的实施例对实施方式做进一步澄清。应理解的是，这些实施例不是对上文所述实施方式的限制。
以常规原材料(例如，沙、氧化铝、碱性碳酸盐、碱性硝酸盐、锂辉石、霞石正长岩、硼砂、硼酸、偏磷酸铝、磷酸氢二钠、氧化镁、稀土金属氧化物、氧化锡以及各种组合)根据下表1熔化示例性玻璃。玻璃在1500℃至1575℃的铂坩埚中熔化5至6小时，激碎(drigaged)然后在1570℃至1650℃的更高温度下再次熔化5至6小时，从而改善均质性和熔体质量。然后将玻璃浇注到钢板上，在接近下表1给出的退火温度退火1小时。样品切割和抛光用于性质测量和离子交换实验。制备用于离子交换测试的样品制成0.8mm厚。经退火的玻璃获得了更高的中心张力(CT)如图1所示，但是需要更长的时间进行离子交换和达到峰值CT。对于0.5mm至1mm厚的玻璃制品，离子交换条件是365℃至440℃，时间是1小时至10小时。浴组成范围是1％至100％NaNO3和0至99％KNO3，并且通常含有0.1％至2％硅酸。
熔化的玻璃样品进行如下测试。
通过阿基米德法在室温测量密度。
通过采用水平膨胀计测量200℃至300℃温度范围内的热膨胀。
通过采用RUS测量弹性模量和泊松比。
通过采用臂章缺口短杆法测量断裂韧度。
采用如下方式测量粘度：粱弯曲法(1012泊和更高的情况)，平行板法(约107.6泊)，以及旋转法(低于106泊)。
采用梯度法，以24小时保持时间测量液相线温度。
通过如下方式测量化学耐用性：将玻璃样品浸入5质量％的HCl水溶液中，95℃持续24小时，以及5质量％NaOH中，95℃持续6小时。在进行测试之前，用蒸馏水(16MΩ电阻)冲洗样品持续5分钟，同时挤压Tygon管得到淋浴状冲洗；60℃至65℃的4％SemicleanDetergent(半清洁洗涤剂)中超声震荡(50/60Hz频率)持续1分钟；再一次用16MΩ蒸馏水冲洗5分钟，同时挤压Tygon管得到淋浴状冲洗；之后是用瀑布状18MΩ蒸馏水浴最后冲洗5分钟。然后将样品转移到不锈钢托盘上的玻璃架上并在110℃的烘箱中干燥1小时，放入干燥器中待用。在热水浴中的Pyrex管中进行HCl测试；在铂管中，以同样的浴类型完成NaOH测试。在处理之后，用16和18MΩ蒸馏水以洪水般冲洗样品，在110℃烘箱中干燥约30分钟，并称重以确定质量损失。
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，来测量离子交换之后的压缩应力(包括表面CS)。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SOC值的测量如ASTM标准C770-16所述的方案C(玻璃碟方法)进行测量，题为“StandardTest Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient(用于测量玻璃应力光学系数的标准测试方法)”。
实施例1-40
这些实施例显示包含稀土金属氧化物的铝硅酸锂盐玻璃组合物。如下表1，在这些实施例中，对于Al2O3–R2O–RO–P2O5比例是约3.3摩尔％至约7.25摩尔％以及Al2O3–R2O–RO比例最高至约7.8摩尔％并且含有约7.6摩尔％至约8.5摩尔％Li2O和总计不超过约10.0摩尔％碱金属氧化物的玻璃，看上去能够实现1155℃至1205℃的液相线温度。这些实施例具有：约1kP至约80kP的液相线粘度，约80GPa至约100GPa的杨氏模量，约28GPa.cm3/g至约38GPa.cm3/g的比模量，最高至约0.9MPa.m1/2的断裂韧度，以及200℃至300℃约48·10-7/K至约67·10-7/K的CTE。所有这些玻璃全都具有对于碱性溶液的高的化学耐用性(在上文所述的测试之后质量损失是0.3至2.66mg/cm2)，并且一些对于酸溶液具有可接受的耐用性。
实施例41-57
这些实施例显示没有稀土金属氧化物的铝硅酸锂盐玻璃组合物。如下表1，在这个情况下，也可以实现非常高的Al2O3–R2O–RO比值(最高至约11.0摩尔％)，以及高的Al2O3–R2O–RO–P2O5比值(最高至约6.2摩尔％)。在这些实施例中，实现了低的液相线粘度(下探至1180℃)，但是没有之前实施例那么低。对于比值Al2O3–R2O–RO约为4.0摩尔％的一些组合物，实现了大于100kP的液相线粘度，这使得这些组合物与熔合拉制工艺是相容的。但是，在这些实施例中，无法实现之前实施例中所实现的最高数值的Al2O3–R2O–RO–P2O5比值。但是，当添加大量MgO时，仍然可以实现高的杨氏模量值，例如超过80GPa，液相线温度是位于1210℃至1250℃，以及最高至104.6泊的液相线粘度，这使得这些玻璃组合物与常规浮法和一些类型的熔合方法是相容的。
图5A至图6C显示根据本文公开和描述的实施方式的一些玻璃在离子交换之后的应力分布。对于之前在对应于表1中规定的退火点的温度进行1-2小时退火然后在炉中冷却的样品，在熔融NaNO3的浴中进行离子交换。
图5A和图5B显示表1中相同的实施例7、8和9处理16小时(A)和处理6小时(B)的数据。图5C显示表1所示的实施例21-26在处理6小时之后所得到的数据。
如图5A所示，处理16小时的实施例证实了在高应力的抛物线分布，在约20％的样品厚度处观察到零应力，这表明在整个1mm的样品厚度上进行了离子交换。
相反地，当仅处理6小时时(图5B和图5C)，应力分布不完全是抛物线，但是接近抛物线，零点对应于18％至19％的样品厚度，这表明几乎所有的样品空间处于离子交换。在这个情况下，应力水平仅比前一种情况低了约20％，这表明以相当低的交换时间实现足够高的应力水平的可能性。
图6A显示表1中的实施例10-15在离子交换之后获得的应力分布，其在430℃处理6小时，图6B显示相同的实施例在390℃处理16小时，以及图6C显示相同的样品在390℃处理24小时。如图6A至图6B所示，在两种情况下，在足够高的应力水平，应力分布都接近抛物线形式。在390℃处理24小时之后，对于近乎完全抛物线应力分布观察到中心张力应力的最高值(高达125MPa)(图6C)。但是，如图6A和6B所示，在这个温度和更高温度下的较短的离子交换持续时间得到了表面处相似的应力水平和接近抛物线分布，这表明在几乎整个样品厚度(1mm)进行了离子交换。
离子交换之后的应力水平在很大程度上由玻璃组合物中的Li2O含量所决定。所以，对于包含最高Li2O量的实施例20和实施例49(即，9摩尔％至10摩尔％)，获得了最高的应力水平。实施例20证实了173MPa的最大中心张力应力，这根据抛物线定律，对应于表面处约350GPa的压缩应力。
下表3提供了根据实施方式的玻璃的组成和各种性质。
表3
/>
/>
表3(续)
/>
/>
/>
表3(续)
/>
/>
表3(续)
/>
/>
/>
表3(续)
/>
/>
表3(续)
/>
/>
/>
除非另有说明，否则本说明书中提供的所有组成组分、关系和比例都是摩尔％。无论是否在公开了范围之前或之后进行明确陈述，本说明书中公开的所有范围都包括被广泛公开的范围所包含的任意和全部范围与子范围。
对本领域的技术人员显而易见的是，可以对本文所述的实施方式进行各种修改和变动而不偏离要求保护的主题的精神和范围。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。
如本文所用，数字结尾的0旨在表示对于该数字的有效位数。例如，数字“1.0”包括两个有效位数，而数字“1.00”包括三个有效位数。

Claims (7)

1.一种玻璃组合物，其包含：
大于或等于50.0摩尔％至小于或等于65.0摩尔％SiO2；
大于或等于14.0摩尔％且小于或等于25.0摩尔％Al2O3；
大于或等于7.0摩尔％至小于或等于10.0摩尔％Li2O+Na2O；
大于或等于7.0摩尔％Li2O；
大于或等于0.0摩尔％至小于或等于3.0摩尔％P2O5；和
大于或等于0.0摩尔％至小于或等于8.0摩尔％碱土金属，其中
玻璃组合物基本不含F、As、Sb以及K、Zr、Ti、Pb和Ta的氧化物，其中，“基本不含”指的是没有向玻璃组合物有意添加且存在的量小于0.05摩尔％的组成组分，以及
其中，以摩尔百分比计算，Al2O3–Li2O–Na2O–K2O之差大于或等于7.0摩尔％。
2.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中，以摩尔百分比计算，Al2O3–Li2O–Na2O–K2O–RO之差大于或等于3.0摩尔％，其中，RO是二价金属氧化物的总和。
3.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中，以摩尔百分比计算，Al2O3–R2O–RO–P2O5之差大于或等于2.5摩尔％，其中，R2O是碱金属氧化物的总和，以及RO是二价金属氧化物的总和。
4.如权利要求1至3中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有：
至少1000泊的液相线粘度；
至少80GPa的杨氏模量；
小于或等于1650℃的200P温度；
大于或等于600℃的退火点；
至少30GPa·cm3/g的比模量；以及
大于或等于0.78MPa·m1/2的断裂韧度。
5.如权利要求4所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于10000泊的液相线粘度和小于1450℃的200P温度。
6.如权利要求4所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于0.0摩尔％至小于或等于15.0摩尔％稀土氧化物。
7.一种消费电子产品，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，所述显示器提供在外壳的前表面处或者与外壳的前表面相邻；和
布置在显示器上方的覆盖基材，
其中，外壳或者覆盖基材的一部分中的至少一个包括玻璃制品，其包含如权利要求1至6中任一项所述的玻璃组合物。
CN201980091747.3A 2018-12-12 2019-12-04 可离子交换的含锂铝硅酸盐玻璃 Active CN113423670B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862778418P 2018-12-12 2018-12-12
US62/778,418 2018-12-12
PCT/US2019/064426 WO2020123224A2 (en) 2018-12-12 2019-12-04 Ion-exchangeable lithium-containing aluminosilicate glasses

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113423670A CN113423670A (zh) 2021-09-21
CN113423670B true CN113423670B (zh) 2024-04-09

Family

ID=69006013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980091747.3A Active CN113423670B (zh) 2018-12-12 2019-12-04 可离子交换的含锂铝硅酸盐玻璃

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11292741B2 (zh)
EP (1) EP3894364A2 (zh)
JP (1) JP2022512405A (zh)
KR (1) KR20210101269A (zh)
CN (1) CN113423670B (zh)
TW (1) TW202030161A (zh)
WO (1) WO2020123224A2 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112512981A (zh) * 2018-07-27 2021-03-16 日本电气硝子株式会社 强化玻璃及强化用玻璃
WO2022115551A2 (en) * 2020-11-30 2022-06-02 Corning Incorporated Ion exchangeable glasses having high fracture toughness
CN116568648A (zh) * 2020-11-30 2023-08-08 康宁股份有限公司 具有改善的韧性、表面应力及断裂抗性的可离子交换玻璃组合物
JP7472326B2 (ja) 2021-06-18 2024-04-22 コーニング インコーポレイテッド 機械的耐久性を向上させた着色ガラス物品
US11802072B2 (en) 2021-06-18 2023-10-31 Corning Incorporated Gold containing silicate glass
US11634354B2 (en) 2021-06-18 2023-04-25 Corning Incorporated Colored glass articles having improved mechanical durability
WO2023055620A1 (en) * 2021-10-01 2023-04-06 Corning Incorporated Fining packages for glass compositions

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102149649A (zh) * 2008-08-08 2011-08-10 康宁股份有限公司 强化的玻璃制品及其制造方法
WO2012132328A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 日本板硝子株式会社 低膨張ガラス及び強化ガラス
CN107108336A (zh) * 2014-10-30 2017-08-29 康宁股份有限公司 玻璃‑陶瓷组合物和包括其的层叠玻璃制品
CN107216032A (zh) * 2017-05-16 2017-09-29 东旭科技集团有限公司 一种玻璃用组合物和铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用
CN110167894A (zh) * 2016-11-07 2019-08-23 康宁股份有限公司 含锂玻璃

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL301258A (zh) 1963-07-11
US3420684A (en) 1964-06-19 1969-01-07 Owens Illinois Inc Sealing glass compositions,method of sealing,and article
DE1596855B2 (de) 1967-03-29 1971-11-25 Jenaer Glaswerk Schott & Gen., 6500 Mainz Zusammensetzungen zum herstellen von undurchsichtigen glas keramiken mit gezielt einstellbaren zwischen 9 und 75 10 hoch 7 grad c liegenden ausdehnungskoeffizienten
NL6805259A (zh) 1967-04-13 1968-10-14
NL6808826A (zh) 1967-07-01 1969-01-03
IL42018A (en) 1972-04-28 1977-10-31 Owens Corning Fiberglass Corp Boron and fluorine free mixtures for making glass fibers
US3834911A (en) 1972-05-31 1974-09-10 Ppg Industries Inc Glass composition and method of making
DE2263234C3 (de) 1972-12-23 1975-07-10 Jenaer Glaswerk Schott & Gen., 6500 Mainz Verfahren zur Herstellung von hochfesten und temperaturwechselbeständigen Glasgegenständen durch Oberflächenkristallisation unter Ausnutzung eines lonenaustausches innerhalb des Glases
FR2701473B1 (fr) 1993-02-12 1995-06-23 Eurokera Compositions d'emaux sans plomb pour la decoration de vitroceramiques a faible dilatation.
DE4321373C2 (de) 1993-06-26 1995-12-14 Schott Glaswerke Glaskeramik mit hoher Transmission im Wellenlängenbereich von 2700 bis 3300 nm, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
US6197480B1 (en) 1995-06-12 2001-03-06 Toray Industries, Inc. Photosensitive paste, a plasma display, and a method for the production thereof
US6214429B1 (en) 1996-09-04 2001-04-10 Hoya Corporation Disc substrates for information recording discs and magnetic discs
US5997977A (en) 1997-06-05 1999-12-07 Hoya Corporation Information recording substrate and information recording medium prepared from the substrate
US6376403B1 (en) 1998-04-17 2002-04-23 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Glass composition and process for producing the same
JP2000063144A (ja) 1998-08-11 2000-02-29 Asahi Glass Co Ltd 情報記録媒体基板用ガラス
JP2000086283A (ja) 1998-09-08 2000-03-28 Ohara Inc 発光性ガラス
JP4174883B2 (ja) 1998-11-19 2008-11-05 旭硝子株式会社 情報記録媒体基板
JP2001134925A (ja) 1999-08-25 2001-05-18 Asahi Glass Co Ltd 情報記録媒体基板用ガラスおよび情報記録媒体用ガラス基板
JP3762157B2 (ja) 1999-09-02 2006-04-05 旭テクノグラス株式会社 陽極接合用ガラス
JP2001076336A (ja) 1999-09-08 2001-03-23 Hoya Corp 情報記録媒体用ガラス基板およびそれを用いた情報記録媒体
FR2806075B1 (fr) 2000-03-07 2002-09-20 Saint Gobain Vitrage Espaceur en verre
JP2001342036A (ja) 2000-03-31 2001-12-11 Ngk Insulators Ltd ガラス材料並びに結晶化ガラス製品及び結晶化ガラス材料の製造方法
DE10017701C2 (de) 2000-04-08 2002-03-07 Schott Glas Gefloatetes Flachglas
JP2002260216A (ja) 2001-03-01 2002-09-13 Hitachi Ltd 情報記録ディスク用ガラス基板及びそのガラス基板を用いた情報記録ディスク
DE10110225C2 (de) * 2001-03-02 2003-07-17 Schott Glas Glaskeramisches Trägermaterial, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
JP4049643B2 (ja) 2001-10-30 2008-02-20 株式会社オハラ 光ファイバ固定部材用アモルファスガラス
JP2004099370A (ja) 2002-09-10 2004-04-02 Nippon Electric Glass Co Ltd 防火ガラス
US7071131B2 (en) 2002-09-11 2006-07-04 Corning Incorporated Cerammable mineral glass, glass-ceramic articles and preparation thereof
WO2004041741A1 (ja) 2002-11-08 2004-05-21 Hoya Corporation 光学ガラス、プレス成形用プリフォームおよび光学素子
JP2004168578A (ja) 2002-11-19 2004-06-17 Asahi Glass Co Ltd 光増幅ガラスおよび光導波路
JP4452025B2 (ja) 2003-02-10 2010-04-21 株式会社住田光学ガラス 通信パッケージウィンドウ用ガラス
JP2004277252A (ja) 2003-03-18 2004-10-07 Asahi Glass Co Ltd 光増幅ガラスおよび光導波路
WO2004094327A2 (en) 2003-04-01 2004-11-04 Corning Incorporated Lamp reflector substrate, glass, glass-ceramic materials and process for making the same
JP4726400B2 (ja) 2003-05-29 2011-07-20 コニカミノルタオプト株式会社 ガラス基板の製造方法
US7528083B2 (en) 2003-06-10 2009-05-05 Kabushiki Kaish Ohara Optical glass
DE10333399B3 (de) 2003-07-16 2005-04-07 Schott Ag Verwendung eines Glases für optische Transmissionskomponenten großer Dicke
US7566673B2 (en) 2003-10-31 2009-07-28 Konica Minolta Opto, Inc. Glass substrate for an information recording medium and information recording medium employing it
DE102004022629B9 (de) * 2004-05-07 2008-09-04 Schott Ag Gefloatetes Lithium-Aluminosilikat-Flachglas mit hoher Temperaturbeständigkeit, das chemisch und thermisch vorspannbar ist und dessen Verwendung
DE102005026695A1 (de) * 2005-06-09 2006-12-21 Schott Ag Leuchtvorrichtung mit einem Außenkolben, insbesondere Hochdruck-Entladungslampe
KR20080056744A (ko) 2005-10-26 2008-06-23 아사히 가라스 가부시키가이샤 인산염 광학 유리
US8338319B2 (en) 2008-12-22 2012-12-25 Ocv Intellectual Capital, Llc Composition for high performance glass fibers and fibers formed therewith
US7799713B2 (en) 2005-11-04 2010-09-21 Ocv Intellectual Capital, Llc Composition for high performance glass, high performance glass fibers and articles therefrom
ES2306312T3 (es) 2006-03-20 2008-11-01 Schott Ag Vidrio a base de silicato de litio y aluminio ceramizable, que contiene arsenico y antimonio, obtenido por flotacion y detectable optimamente.
US7476633B2 (en) 2006-03-31 2009-01-13 Eurokera β-spodumene glass-ceramic materials and process for making the same
JP5875133B2 (ja) 2006-10-10 2016-03-02 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板
CN101522584B (zh) 2006-10-10 2012-12-05 日本电气硝子株式会社 钢化玻璃基板
FR2930543B1 (fr) 2008-04-23 2010-11-19 Saint Gobain Technical Fabrics Fils de verre et composites a matrice organique et/ou inorganique contenant lesdits fils
WO2009154063A1 (ja) 2008-06-18 2009-12-23 日本板硝子株式会社 鱗片状ガラス及び被覆鱗片状ガラス
JP5429684B2 (ja) 2008-11-11 2014-02-26 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板及びその製造方法
US8252707B2 (en) 2008-12-24 2012-08-28 Ocv Intellectual Capital, Llc Composition for high performance glass fibers and fibers formed therewith
JP5678477B2 (ja) 2009-05-28 2015-03-04 旭硝子株式会社 光学ガラス
WO2012001656A2 (en) 2010-06-30 2012-01-05 Ocv Intellectual Capital, Llc Glass composition for producing high strength and high modulus fibers
JP5732758B2 (ja) 2010-07-13 2015-06-10 旭硝子株式会社 固体撮像装置用カバーガラス
US20120052271A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Sinue Gomez Two-step method for strengthening glass
KR101931391B1 (ko) 2010-10-18 2018-12-20 오씨브이 인텔렉츄얼 캐피탈 엘엘씨 고 굴절율 유리 조성물
KR102250735B1 (ko) 2012-02-29 2021-05-12 코닝 인코포레이티드 낮은 cte, 이온-교환가능한 유리 조성물 및 이를 포함하는 유리 제품
CA2888470C (en) 2012-10-18 2021-04-20 Ocv Intellectual Capital, Llc Glass composition for the manufacture of fibers and process
WO2014107631A1 (en) 2013-01-04 2014-07-10 Lilliputian Systems, Inc. High temperature substrate attachment glass
JP2015110508A (ja) 2013-10-31 2015-06-18 株式会社オハラ 結晶化ガラス
US20170174556A1 (en) 2014-04-24 2017-06-22 Nippon Sheet Glass Company, Limited Glass composition, glass sheet for chemical strengthening, strengthened glass sheet, and strengthened glass substrate for display
US9944551B2 (en) 2015-05-07 2018-04-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass compositions, fiberizable glass compositions, and glass fibers made therefrom
CN115028360A (zh) * 2016-05-27 2022-09-09 康宁股份有限公司 耐破裂和耐划痕玻璃制品
US10065880B2 (en) * 2016-11-07 2018-09-04 Corning Incorporated Lithium containing glasses
CN111315697B (zh) * 2017-10-31 2022-10-11 康宁股份有限公司 具有高液相线粘度的过铝质锂铝硅酸盐
US10906834B2 (en) * 2017-11-29 2021-02-02 Corning Incorporated Ion-exchangeable mixed alkali aluminosilicate glasses

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102149649A (zh) * 2008-08-08 2011-08-10 康宁股份有限公司 强化的玻璃制品及其制造方法
WO2012132328A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 日本板硝子株式会社 低膨張ガラス及び強化ガラス
CN107108336A (zh) * 2014-10-30 2017-08-29 康宁股份有限公司 玻璃‑陶瓷组合物和包括其的层叠玻璃制品
CN110167894A (zh) * 2016-11-07 2019-08-23 康宁股份有限公司 含锂玻璃
CN107216032A (zh) * 2017-05-16 2017-09-29 东旭科技集团有限公司 一种玻璃用组合物和铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
US11292741B2 (en) 2022-04-05
WO2020123224A3 (en) 2020-07-30
WO2020123224A2 (en) 2020-06-18
US20200189962A1 (en) 2020-06-18
JP2022512405A (ja) 2022-02-03
CN113423670A (zh) 2021-09-21
TW202030161A (zh) 2020-08-16
KR20210101269A (ko) 2021-08-18
EP3894364A2 (en) 2021-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113423670B (zh) 可离子交换的含锂铝硅酸盐玻璃
CN111315697B (zh) 具有高液相线粘度的过铝质锂铝硅酸盐
JP5957097B2 (ja) ガラス組成物、化学強化用ガラス組成物、強化ガラス物品、およびディスプレイ用カバーガラス
KR102640959B1 (ko) 높은 표면 강도를 갖는 유리
JP5977841B2 (ja) ガラス組成物、化学強化用ガラス組成物、強化ガラス物品、およびディスプレイ用カバーガラス
JP5779296B2 (ja) ガラス組成物、化学強化用ガラス組成物、強化ガラス物品、およびディスプレイ用のカバーガラス
JP6128401B2 (ja) 亀裂および引っ掻き抵抗性のガラスおよびそれから製造されたエンクロージャ
CN106470951B (zh) 化学强化用玻璃和化学强化玻璃
JP2021501108A6 (ja) 高い液相粘度を有する過アルミナ質のアルミノケイ酸リチウム
JPWO2015162845A1 (ja) ガラス組成物、化学強化用ガラス板、強化ガラス板およびディスプレイ用強化ガラス基板
JP2012180270A (ja) 化学強化用ガラスおよびディスプレイ装置用ガラス板
TW201800352A (zh) 具有高表面壓縮應力之可離子交換玻璃
CN114901608B (zh) 含y2o3的玻璃组合物、基材、及制品
WO2012066989A1 (ja) 化学強化用ガラス組成物
TWI609849B (zh) 觸控保護玻璃之組成
KR102659268B1 (ko) 고 액상선 점도를 갖는 과알루미늄질 리튬 알루미노실리케이트
TW202411174A (zh) 強化玻璃板、強化玻璃板的製造方法以及強化用玻璃板

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