CN114901608A - 含y2o3的玻璃组合物、基材、及制品 - Google Patents
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Abstract
揭露了一种由玻璃组合物所形成的玻璃基材。在实施方式中，该组合物包括：从60摩尔％到75摩尔％的SiO2；从2摩尔％到15摩尔％的Li2O；从1.9摩尔％到15摩尔％的Y2O3；及B2O3及Na2O中的至少一者。B2O3+Na2O为从2摩尔％到13摩尔％。Y2O3+Al2O3为从10摩尔％到24摩尔％。比值R2O/Al2O3为从0.5到4，其中R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总浓度。(R2O+RO)/Al2O3为从0.5到4.5，其中RO是BeO、MgO、CaO、SrO、及BaO的总浓度。该玻璃基材具有从75吉帕斯卡(GPa)到110GPa的杨氏模量。该玻璃基材可离子交换以形成强化玻璃制品。
Description
本申请要求2019年11月27日提交的系列号为62/941,374的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。
背景
技术领域
本说明书一般涉及展现改善的损伤抗性的玻璃基材，且更详细而言，涉及由包括Y2O3的玻璃组合物所形成的玻璃基材，该玻璃组合物具有相对高的杨氏模量及相对高的液相线粘度，该玻璃基材可以通过离子交换来强化以形成具有相对高的中心张力及相对高的表面压缩应力的玻璃制品。
背景技术
玻璃被用在很可能遭受损伤的各种产品中，例如用在便携式电子装置、触摸屏、扫描器、传感器、LIDAR设备、及建筑材料中。玻璃破碎在这些应用中很常见。
因此，需要可以用来形成对破碎更有抗性的玻璃制品的替代玻璃组合物。
发明内容
依据第一方面A1，一种玻璃基材可以由玻璃组合物所形成，该玻璃组合物包括：从60摩尔％到75摩尔％的SiO2；从2摩尔％到15摩尔％的Li2O；从1.9摩尔％到15摩尔％的Y2O3；及B2O3及Na2O中的至少一者。B2O3+Na2O为从2摩尔％到13摩尔％。Y2O3+Al2O3为从10摩尔％到24摩尔％。比值R2O/Al2O3为从0.5到4，其中R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总浓度。(R2O+RO)/Al2O3为从0.5到4.5，其中RO是BeO、MgO、CaO、SrO、及BaO的总浓度。该玻璃组合物具有从75吉帕斯卡(GPa)到110GPa的杨氏模量。该玻璃基材可离子交换以形成强化玻璃制品。
第二方面A2包括如第一方面A1所述的玻璃基材，其中该玻璃基材具有从3千泊(kP)到50kP的液相线粘度。
第三方面A3包括如前述方面中的任一者所述的玻璃基材，其中该玻璃基材在589.3nm下具有从1.5到1.6的折射率。
第四方面A4包括如前述方面中的任一者所述的玻璃基材，其中该玻璃基材具有从0.75MPa*√m到0.9MPa*√m的断裂韧度。
第五方面A5包括如前述方面中的任一者所述的玻璃基材，其中该玻璃基材藉由在430℃下的100％的NaNO3浴中进行离子交换达2小时到4小时来强化，以形成强化玻璃制品，且该玻璃制品包括从该强化玻璃制品的第一表面延伸到压缩深度的压缩应力区域及从该压缩深度朝向该强化玻璃制品的与该第一表面相对的第二表面延伸的拉伸应力区域，该拉伸应力区域具有从140MPa到210MPa的最大中心张力。
第六方面A6包括如前述方面中的任一者所述的玻璃基材，其中该玻璃基材藉由在430℃下的包括NaNO3及KNO3的混合浴中进行离子交换达2到16小时来强化，以形成强化玻璃制品，且该强化玻璃制品包括从该强化玻璃制品的第一表面延伸到压缩深度的压缩应力区域及从该压缩深度朝向该强化玻璃制品的与该第一表面相对的第二表面延伸的拉伸应力区域，该拉伸应力区域具有从90MPa到280MPa的最大中心张力。
第七方面A7包括如方面A6所述的玻璃基材，其中该混合浴包括从75％到85％的NaNO3及从15％到25％的KNO3，且该拉伸应力区域具有从150MPa到280MPa的最大中心张力。
第八方面A8包括如前述方面中的任一者所述的玻璃基材，其中0.8≤(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3≤8。
第九方面A9包括如前述方面中的任一者所述的玻璃基材，其中0.25≤Al2O3/Y2O3≤9。
第十方面A10包括如前述方面中的任一者所述的玻璃基材，其中该玻璃组合物包括从3.5摩尔％到22摩尔％的Al2O3。
第十一方面A11包括如前述方面中的任一者所述的玻璃基材，其中该玻璃组合物包括从0摩尔％到11摩尔％的B2O3，及从0摩尔％到13摩尔％的Na2O。
第十二方面A12包括如前述方面中的任一者所述的玻璃基材，其中该玻璃组合物包括从2摩尔％到2.5摩尔％的Na2O。
第十三方面A13包括如前述方面中的任一者所述的玻璃基材，其中该玻璃组合物包括从9摩尔％到15摩尔％的R2O。
第十四方面A14包括如前述方面中的任一者所述的玻璃基材，其中该玻璃组合物包括从1.5摩尔％到11摩尔％的B2O3。
第十五方面A15包括一种包括覆盖元件的电子装置。该覆盖元件包括由玻璃组合物所形成的玻璃基材，该玻璃组合物包括：从60摩尔％到75摩尔％的SiO2；从2摩尔％到15摩尔％的Li2O；从1.9摩尔％到15摩尔％的Y2O3；及B2O3及Na2O中的至少一者。B2O3+Na2O为从2摩尔％到13摩尔％。Y2O3+Al2O3为从10摩尔％到24摩尔％。比值R2O/Al2O3为从0.5到4，其中R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总浓度。(R2O+RO)/Al2O3为从0.5到4.5，其中RO是BeO、MgO、CaO、SrO、及BaO的总浓度。该玻璃组合物具有从75吉帕斯卡(GPa)到110GPa的杨氏模量。该玻璃基材可离子交换以形成强化玻璃制品。
第十六方面A16包括如第十五方面A15所述的电子装置，其中该玻璃基材具有从3千泊(kP)到50kP的液相线粘度。
第十七方面A17包括如前述方面A15及A16中的任一者所述的电子装置，其中该玻璃基材藉由在430℃下的100％的NaNO3浴中进行离子交换达2小时到4小时来强化，以形成强化玻璃制品，且该强化玻璃制品包括从该强化玻璃制品的第一表面延伸到压缩深度的压缩应力区域及从该压缩深度朝向该强化玻璃制品的与该第一表面相对的第二表面延伸的拉伸应力区域，该拉伸应力区域具有从140MPa到210MPa的最大中心张力。
第十八方面A18包括如前述方面A15-A17中的任一者所述的电子装置，其中该玻璃基材藉由在430℃下的该100％的NaNO3浴中进行所述离子交换达3到4小时来强化，以形成强化玻璃制品，且该强化玻璃制品包括从该强化玻璃制品的第一表面延伸到压缩深度的压缩应力区域及从该压缩深度朝向该强化玻璃制品的与该第一表面相对的第二表面延伸的拉伸应力区域，该拉伸应力区域具有大于或等于150MPa的最大中心张力。
第十九方面A19包括如前述方面A15-A18中的任一者所述的电子装置，其中该玻璃基材具有在589.3nm下的从1.5到1.6的折射率。
在以下的具体实施方式中列出了本文所述的玻璃基材和玻璃制品的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述的实施方式而被认识。
应理解，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1A是依据本文中所述的实施方式的示例性离子交换的玻璃制品的截面图；
图1B是依据本文中所述的实施方式通过截面的玻璃制品的应力分布，其是相对于距离表面的深度的函数；
图2是依据本文中所述的实施方式，示出了被离子交换达6小时、7小时、8小时、及9小时的0.8mm厚的玻璃制品的通过厚度的应力分布的图表；
图3A是示出了在如图2所示被离子交换达6小时时的实施方式因被碳化钨尖端冲击引起的断裂图案的照片；
图3B是示出了在如图2所示被离子交换达7小时时的实施方式因被碳化钨尖端冲击引起的断裂图案的照片；
图3C是示出了在如图2所示被离子交换达8小时时的实施方式因被碳化钨尖端冲击引起的断裂图案的照片；
图3D是示出了在如图2中所示被离子交换达9小时时的实施方式因被碳化钨尖端冲击引起的断裂图案的照片；
图4A是示出了在2重量％的NaNO3浴中离子交换的玻璃制品在被碳化钨尖端冲击之后的碎裂图案的照片；
图4B是示出了在2.33重量％的NaNO3浴中离子交换的玻璃制品在被碳化钨尖端冲击之后的碎裂图案的照片；
图4C是示出了在2.66重量％的NaNO3浴中离子交换的玻璃制品在被碳化钨尖端冲击之后的碎裂图案的照片；及
图4D是示出了在3重量％的NaNO3浴中离子交换的玻璃制品在被碳化钨尖端撞击之后的碎裂图案的照片。
具体实施方式
现在将详细参照具有相对高的杨氏模量及相对高的液相线粘度的玻璃基材的各种实施方式，该玻璃基材可以由离子交换来强化以形成具有相对高的中心张力及相对高的表面压缩应力的玻璃制品。依据一个实施方式，一种玻璃基材包括玻璃组合物。玻璃组合物包括：从60摩尔％到75摩尔％的SiO2；从2摩尔％到15摩尔％的Li2O；从1.9摩尔％到15摩尔％的Y2O3；及B2O3及Na2O中的至少一者。B2O3+Na2O可以从2摩尔％到13摩尔％；Y2O3+Al2O3可以从10摩尔％到24摩尔％；比值R2O/Al2O3可以为从0.5到4，其中R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总浓度；(R2O+RO)/Al2O3可以为从0.5到4.5，其中RO是BeO、MgO、CaO、SrO、及BaO的总浓度；玻璃基材可以具有从75吉帕斯卡(GPa)到110GPa的杨氏模量。玻璃基材可离子交换以形成玻璃制品。本文中将具体参照附图来描述玻璃组合物、玻璃基材、及玻璃制品的各种实施方式以及其性质。
如本文中所使用的，用语“玻璃”、“玻璃制品”、及“玻璃基材”以其最广的意义使用，以包括完全或部分地由玻璃及/或玻璃陶瓷制成的任何物体，包括玻璃与非玻璃材料的层压件，包括玻璃及聚合物的层压件，玻璃与结晶材料的层压件、及玻璃陶瓷(包括非晶相及结晶相)。
在本文中所述的实施方式中，除非另有指定，否则组成组分(例如SiO2、Al2O3等等)的浓度是在氧化物的基础上用摩尔％(mol.％)为单位指定的。
当使用术语“不含”和“基本上不含”来描述玻璃组合物中的具体组成组分的浓度和/或描述其不存在于玻璃组合物中时，意为该组成组分不是被有意加入到玻璃组合物中的。然而，玻璃组合物可以含有作为污染物或夹杂物的痕量组成组分，其量小于0.05摩尔％。
本文中所述的玻璃基材可以藉由例如离子交换来化学强化，且可以展现与由已知的强化玻璃制品所展现的那些应力分布不同的应力分布。在本公开内容中，“玻璃基材”是未强化的，而“玻璃制品”是已经强化(例如藉由离子交换来强化)的玻璃基材。在此工序中，在小于玻璃化转变温度的温度下，在玻璃基材的表面处或附近的离子被具有相同的价或氧化态的较大离子替换或交换，以形成强化玻璃制品。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，在玻璃基材包括碱金属铝硅酸盐玻璃的那些实施方式中，玻璃基材表面层中的离子及较大的离子是单价的碱金属阳离子，例如Li+(当存在于玻璃制品中时)、Na+、K+、Rb+及Cs+。或者，可以用碱金属阳离子以外的单价阳离子(例如Ag+等等)替换表面层中的单价阳离子。在此类实施方式中，被交换到玻璃基材中的单价离子(或阳离子)在得到的玻璃制品中产生应力。
示例性的经离子交换的玻璃制品200的截面图示于图1A中，而藉由离子交换来获得的典型应力分布示于图1B中。经离子交换的玻璃制品200包括第一表面201A、第二表面201B、及第一表面201A与第二表面201B之间的厚度t1。在一些实施方式中，经离子交换的玻璃制品200可以展现压缩应力(该术语如下文所定义)，该压缩应力从第一表面201A到压缩深度230A(该术语如下文所定义)减少，直到其达到具有最大中心张力的中心张力区域220。因此，在此类实施方式中，中心张力区域220从压缩深度230A朝向玻璃制品200的第二表面201B延伸。同样地，经离子交换的玻璃制品200展现压缩应力210B，该压缩应力210B从第二表面201B到压缩深度230B减少，直到其达到具有最大中心张力的中心张力区域220。因此，中心张力区域220从压缩深度230B朝向第一表面201A延伸，使得中心张力区域220被设置在压缩深度230B与压缩深度230A之间。经离子交换的玻璃制品200中的应力分布可以具有各种配置。例如但非限制，应力分布可以与误差函数类似，例如图1B中所描绘的应力分布。然而，应了解，其他的形状是被考虑且是可能的，包括拋物线应力分布(例如如图2中所描绘的)等等。
离子交换过程一般是藉由将玻璃基材浸入在含有要与玻璃基材中的较小离子交换的较大离子的熔融盐浴(或二个或更多个熔融盐浴)中来进行。应注意，也可以利用含水盐浴。此外，浴的组成可以包括多于一种的较大离子(例如Na+及K+)或单种的较大离子。本领域技术人员应理解，离子交换过程的参数(包括但不限于浴的组成及温度，浸入时间，将玻璃基材浸入在一个或更多个盐浴中的次数，多种盐浴的使用，诸如退火、洗涤等等的额外步骤)一般是由玻璃基材的组成(包括玻璃基材的结构及存在的任何结晶相)及藉由强化所得的玻璃制品的所需压缩深度及压缩应力(这些术语如下文定义)所决定的。藉由实施例的方式，可以藉由将玻璃基材浸入在至少一个熔融盐中来实现玻璃基材的离子交换，该至少一个熔融盐包含例如但不限于较大碱金属离子的硝酸盐、硫酸盐、及氯化物之类的盐。典型的硝酸盐包括KNO3、NaNO3、LiNO3、及上述项目的组合。在一或更多个实施方式中，在有或没有硝酸盐的情况下，也可以使用NaSO4。取决于玻璃厚度、浴温度、及玻璃(或单价离子)扩散度，熔融盐浴的温度一般是在从约370℃到高达约480℃的范围中，而浸入时间的范围是从约15分钟到高达约100小时。然而，也可以使用与上述的那些温度及浸入时间不同的温度及浸入时间。
在一或更多个实施方式中，可以将玻璃基材浸入在具有从约370℃到约480℃的温度的100％的NaNO3的熔融盐浴中。在一些实施方式中，可以将玻璃基材浸入在包括从约5％到约30％的KNO3及从约70％到约95％的NaNO3的熔融混合盐浴中。在一些实施方式中，可以将玻璃基材浸入在包括Na2SO4及NaNO3且具有较广的温度范围(例如高达约500℃)的熔融混合盐浴中。在一或更多个实施方式中，在浸入在第一浴中之后，可以将玻璃制品浸入在第二浴中。例如，浸入在第二浴中可以包括浸入在包括100％的KNO3的熔融盐浴中达15分钟到8小时。
在一或更多个实施方式中，可以将玻璃基材浸入在包括NaNO3及KNO3(例如49％/51％、50％/50％、51％/49％、或甚至80％/20％)的熔融混合盐浴中达小于约5小时、或甚至约4小时或更短的时间。在一或更多个实施方式中，可以将玻璃基材浸入在包括从75％到85％的NaNO3及从15％到25％的KNO3的熔融混合盐浴中达从2小时到16小时。
可以(但不必)定制离子交换条件以提供“尖峰”或增加所得的玻璃制品的表面处或附近的应力分布的斜率。由于本文中所述的玻璃制品中所使用的玻璃组合物的独特性质，可以藉由单个离子交换浴或多个浴来达成此尖峰，其中浴具有单种组成或混合组成。
如本文中所使用的，“DOC”或“压缩深度”指的是玻璃制品内的应力从压缩应力改变成拉伸应力的深度。在DOC处，应力从负(压缩)应力跨越到正(拉伸)应力。
依据本领域中常用的惯例，除非另有具体指明，否则将压缩表示为负(＜0)应力，且将拉伸表示为正(＞0)应力。然而，在整个此说明书内，在就压缩应力CS的方面讨论时，压缩应力CS是在不考虑正值或负值的情况下给出的，即，如本文中所记载，CS＝|CS|。
CS通过表面应力计(FSM)，采用例如日本折原实业有限公司(Orihara IndustrialCo.,Ltd.(Japan))制造的商业仪器如FSM-6000来测量。表面应力测量依赖于应力光学系数(SOC)的测量，其与玻璃基材或玻璃制品的双折射相关。SOC可以根据题为“Standard TestMethod for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient”(《测量玻璃应力-光学系数的标准测试方法》)的ASTM标准C770-16(2016)的盘方法来测量，所述文献通过引用全文结合入本文。该方法包括使用厚度为5mm至10mm并且直径为12.7mm的玻璃盘作为试样，其中，所述盘是各向同性且均匀的，并且芯被钻孔，同时两面均被抛光且平行。
DOC及最大中心张力(或“最大CT”)值是使用折射近场(RNF)法或散射光偏振镜(SCALP)中的任一者来测量。其中的任一者均可以用来测量应力分布。在利用RNF法时，利用由SCALP所提供的最大CT值。具体地，对RNF测量的应力分布进行力平衡并标定至SCALP测量所提供的最大CT值。RNF方法见述于标题为“Systems and methods for measuring aprofile characteristic of a glass sample(测量玻璃样品的分布特征的系统和方法)”的第8,854,623号美国专利，其通过全文引用纳入本文。具体地，RNF方法包括将玻璃样品置于参比块附近，产生偏振切换光束，其以1Hz至50Hz频率在各正交偏振之间切换，测量偏振切换光束中的功率量，以及产生偏振切换参比信号，其中每个正交偏振中所测量的功率量在彼此的50％之内。该方法还包括：将偏振切换的光束透射通过玻璃试样及参比块达不同的进入到玻璃试样中的深度，接着使用中继光学系统将透射的偏振切换的光束中继到信号光学检测器，其中信号光学检测器产生偏振切换的检测器信号。该方法还包括：将检测器信号除以参比信号以形成归一化检测器号，及根据归一化检测器信号来确定玻璃试样的分布特性。接着将RNF分布平滑化。如上所述，将FSM技术用于表面CS及表面附近的CS区域中的应力分布的斜率。
如本文中所使用的，用语“化学深度”及“化学层深度”可以互换地使用，且指由电子探针微量分析(EPMA)或辉光放电-光学发射光谱法(GD-OES)所确定的金属氧化物或碱金属氧化物的离子(例如，金属离子或碱金属离子)扩散到玻璃制品中的深度及该离子的浓度达到最小值的深度。详细而言，Na2O扩散深度或Na+离子浓度或K2O扩散深度或K+离子浓度可以使用EPMA或GD-OES来确定。
本公开中所述的断裂韧度(K1C)是指通过Reddy,K.P.R.等人的“FractureToughness Measurement of Glass and Ceramic Materials Using Chevron-NotchedSpecimens(使用V形缺口试样的玻璃和陶瓷材料的断裂韧度测量)”,J.Am.Ceram.Soc.(《美国陶瓷学会杂志》),71[6],C-310-C-313(1988)中公开的V形缺口短棒(CNSB)方法测得的值，该文献通过引用全文纳入本文；但是Y*m使用Bubsey,R.T.等人,“Closed-FormExpressions for Crack-Mouth Displacement and Stress Intensity Factors forChevron-Notched Short Bar and Short Rod Specimens Based on ExperimentalCompliance Measurements(基于实验合规性测量的V形缺口短棒和短杆试样的裂纹口位移和应力强度因子的封闭形式表达式)”NASA Technical Memorandum(NASA技术备忘录)83796,第1-30页(1992年10月)的方程5来计算，该文献通过引用全文纳入本文。
密度由依据标题为“Standard Test Method for Density of Glass byBuoyancy”的ASTM C693-93(2019年)的浮力法所确定，该文献的整体内容以引用方式并入本文中。
本公开内容中所记载的杨氏模量Emod、泊松比、及剪切模量值指的是由标题为“Standard Test Method for Young’s Modulus,Shear Modulus,and Poisson’s Ratiofor Glass and Glass-Ceramics by Resonance”的ASTM C623-92(2015年)中所阐述的共振超声波谱技术所测量到的值，该文献的整体内容以引用方式并入本文中。
如本文中所使用的，用语“泊松比”意指如本文中所述的被弹性拉伸的玻璃制品的样品的横向测量值的比例减少与长度的比例增加的比值。
储存应变能Σ0可以依据以下等式(I)来计算：
其中ν是泊松比，Emod是杨氏模量(用MPa为单位)，σ是应力(用MPa为单位)，z*＝0.5t′，z是深度而t′仅是拉伸区域的厚度(用微米为单位)(即，图1B中的压缩深度230A与压缩深度230B之间的区域的厚度)。
临界应变能量释放速率G1C是依据以下等式(II)来计算的：
其中K1C是断裂韧度，而Emod是杨氏模量。G1C常规上用单位J/m2来报告。
如本文中所使用的术语“应变点”及“T应变”指的是玻璃组合物的粘度为3x1014.7泊时的温度。如本文中所使用的，术语“退火点”指的是玻璃组合物的粘度为1x1013.2泊时的温度。如本文中所使用的术语“软化点”指的是玻璃组合物的粘度为1x107.6泊时的温度。
应变点及退火点是依据梁弯曲粘度法来测量的，其依据标题为“Standard TestMethod for Annealing Point and Strain Point of Glass by Beam Bending”的ASTMC598-93(2019年)测量，该方法测量作为温度的函数的从1012到1014泊的无机玻璃粘度，该文献的整体内容以引用方式并入本文中。
软化点是依据平行板粘度法来测量的，其测量作为温度的函数的从107到109泊的无机玻璃粘度，且与标题为“Standard Test Method for Measurement of Viscosity ofGlass Between 104Pa·s and 108Pa·s by Viscous Compression of a Solid RightCylinder”的ASTM C1351M-96(2017年)类似，该文献的整体内容以引用方式并入本文中。
如本文所用的术语“液相线粘度”是指熔融玻璃组合物在液相线温度时的粘度，其中，“液相线温度”是指随着熔融玻璃从熔化温度冷却下来首次出现晶体时的温度(或者指随着温度从室温开始升高，最后一点晶体熔化掉的温度)。一般而言，本文中所述的玻璃组合物具有小于约100千泊(kP)的液相线粘度。在一些实施方式中，玻璃组合物展现出小于约80kP、小于约60kP、小于约40kP、小于约30kP、小于约20kP、或甚至小于约10kP(例如在从约0.5kP到约10kP的范围中)的液相线粘度。液相线粘度是由以下方法所确定的。首先，根据题为“Standard Practice for Measurement of Liquidus Temperature of Glass by theGradient Furnace Method”的ASTM C829-81(2015)来测量玻璃组合物的液相线温度，该文献的整体内容以引用方式并入本文中。接下来，依据标题为“Standard Practice forMeasuring Viscosity of Glass Above the Softening Point”的ASTM C965-96(2017年)来测量液相线温度下的玻璃组合物的粘度，该文献的整体内容以引用方式并入本文中。
硬度是使用具有压痕负载为200克(停留时间为15秒)的维氏压头的MITUTOYO HM114硬度测试机来测量的。压痕对角线的测量是使用校准的光学显微镜来进行的。数值是来自每个样品5个压痕的测量的平均值。测试是在具有平面平行面的光学抛光的样品上进行的。
如本文中所使用的，“折射率”或“折射指数”指的是真空(或空气)中的光速与玻璃中的光速的比值。折射率是用Bausch&Lomb精密折射计来测量的，其藉由测量临界角来测量材料的折射率，该临界角被定义为提供90°的折射角的入射角。折射率测量是用钠弧光灯在钠D波长(589.3nm)下进行的。
本文中，范围可表示为从“约”一个具体值开始和/或至“约”另一个具体值终止。表述这样的范围时，另一种实施方式包括自所述一个具体值始和/或至所述另一具体值止。类似地，用先行词“约”将数值表示为近似值时，应理解该具体值构成另一个实施方式。还应理解，每个范围的端点在与另一个端点有关及独立于另一个端点时都是重要的。
本文所用的方向术语，例如上、下、右、左、前、后、顶、底，仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来表示绝对的取向。
除非另有明确说明，否则本文所述的任何方法不应理解为其步骤需要按具体顺序进行，或者对于任何装置，需要具体的取向。因此，如果方法权利要求没有实际叙述其步骤要遵循的顺序，或者任何设备权利要求没有实际叙述各部件的顺序或取向，或者权利要求书或说明书中没有另外具体陈述步骤限于具体顺序，或者没有叙述设备部件的具体顺序或取向，那么在任何方面都不应推断顺序或取向。这适用于解释上的任何可能的非表达性基础，包括：涉及步骤安排的逻辑问题、操作流程、组件的顺序或组件的取向问题；由语法组织或标点派生的明显含义问题和说明书中描述的实施方式的数量或类型问题。
除非上下文另外清楚地说明，否则，本文所用的单数形式“一个”、“一种”以及“该/所述”包括复数指代。因此，例如，提到的“一种”部件包括具有两种或更多种这类部件的方面，除非文本中有另外的明确表示。
经受得住反复掉落在损伤表面上的玻璃制品非常适于需要坚固部件的应用(例如用于电子装置的触摸屏等)。形成了对破裂具有优异抗性的一些玻璃制品，以便在失效之后具有特定的碎裂图案。例如，可以将玻璃制品形成为在用足以使玻璃制品破裂成多个小块的力使玻璃制品经受物体点撞击或掉落到固体表面上时，展现出大于约5个碎片/cm2的玻璃制品的碎裂密度。储存应变能量(SSE)可以是对具有合乎需要的碎裂图案的玻璃制品的指示。例如，具有大于约20J/m2或甚至大于约24J/m2的储存应变能量的玻璃制品可以展现出大于约5个碎片/cm2的碎裂密度。
本文中所揭露的是含有Li2O及Y2O3的硅酸盐玻璃组合物的新颖组合物空间，该玻璃组合物具有相对高的杨氏模量及相对高的液相线粘度且可以由离子交换来强化以形成具有相对高的中心张力及相对高的表面压缩应力(如果需要可以大于800MPa)的玻璃制品。由于较高的断裂韧度及杨氏模量，玻璃制品的易碎性极限比先前已知的强化玻璃制品更高，从而在可以承受的应力量方面具有优势且因此改善了机械性能。玻璃制品也可以实现足够高的CT值及对应地高的储存应变能量，以由于引入缺陷而展现出切丁的碎裂图案，这在一些应用中可以是个优势。进一步地，与用语“高CT”相关的全应力分布对机械性能(特别是掉落性能)有正面影响。玻璃组合物空间表示实现更多应力及因此实现改善的机械性能的玻璃组合物集合的增加。
本文中所揭露的玻璃组合物利用了Y2O3对增加氧化物玻璃的杨氏模量的显著作用。然而，本文中所述的玻璃组合物含有比先前的玻璃组合物更少的Y2O3以增强：1)可制造性；及2)离子可交换性。具有较低的Y2O3浓度(例如≤15摩尔％)的这些玻璃组合物展现出不那么极端的玻璃性质，然而Emod、K1C、及硬度仍然显著地且可测量地大于先前已知的玻璃组合物的范围。包括本文中所述的玻璃组合物的玻璃基材(在离子交换之前)及玻璃制品(在离子交换之后)也具有高达750℃的应变点。如此高的应变点使得可以在升高的温度(其加速扩散性)下对包括这些玻璃组合物的玻璃基材进行离子交换并具有最小的应力松弛。应力松弛由等式0＝σ0e-Gt/η所限定，其中σ0是在松弛之前的玻璃中的最大应力，G是玻璃的剪切模量，t是时间，而η是粘度。
在一或更多个实施方式中，SiO2是玻璃组合物的最大组分，且因此是所得的玻璃网络的主要组分。也就是说，SiO2是主要的玻璃形成氧化物。SiO2增强玻璃组合物的粘度(应变点、退火点、软化点，以及液相线粘度)，这可以进而增强成形且还可以降低CTE。因此，一般期望高的SiO2浓度。然而，若SiO2的含量太高，则玻璃组合物的可成形性可能降低，因为较高的SiO2浓度可能增加玻璃组合物熔化、软化、及模制的困难，这进而不利地影响玻璃组合物的可成形性。若SiO2含量太高或太低，则液相线温度可能增加(因此液相线粘度可能减少)，这也可能降低玻璃组合物的可成形性。
在实施方式中，玻璃组合物可以包括大于或等于60摩尔％的量的SiO2。SiO2的量可以小于或等于75摩尔％。因此，在玻璃组合物的实施方式中，玻璃组合物可以包括从60摩尔％到75摩尔％的量的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物中的SiO2的量的下限可以大于或等于60摩尔％、大于或等于61摩尔％、大于或等于62摩尔％、大于或等于63摩尔％、大于或等于64摩尔％、大于或等于65摩尔％、大于或等于66摩尔％、大于或等于67摩尔％、或甚至大于或等于68摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的SiO2的量的上限可以小于或等于75摩尔％、小于或等于74摩尔％、小于或等于73摩尔％、小于或等于72摩尔％、小于或等于71摩尔％、小于或等于70摩尔％、或甚至小于或等于69摩尔％。应了解，玻璃组合物中的SiO2的量可以是在由本文中所述的SiO2的下限中的任一者及SiO2的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，在实施方式中，玻璃组合物可以包括从60摩尔％到75摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从61摩尔％到74摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从62摩尔％到73摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从63摩尔％到72摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从64摩尔％到71摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从65摩尔％到70摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从66摩尔％到69摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从67摩尔％到68摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从60摩尔％到74摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从60摩尔％到73摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从60摩尔％到72摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从60摩尔％到71摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从60摩尔％到70摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从60摩尔％到69摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从61摩尔％到75摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从62摩尔％到75摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从63摩尔％到75摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从64摩尔％到75摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从65摩尔％到75摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从66摩尔％到75摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从67摩尔％到75摩尔％的SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从61摩尔％到69摩尔％的SiO2。
玻璃组合物也包括一或更多种碱金属氧化物。所有碱金属氧化物的总和(用摩尔％为单位)在本文中被表示为R2O。具体而言，R2O是存在于玻璃组合物中的Li2O(摩尔％)、Na2O(摩尔％)、K2O(摩尔％)、Rb2O(摩尔％)、及Cs2O(摩尔％)的总和。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，碱金属氧化物有助于降低玻璃组合物的软化点，藉此抵消由玻璃组合物中的SiO2的量引起的玻璃组合物的软化点的增加。软化点的降低可以进一步藉由将碱金属氧化物(例如二或更多种碱金属氧化物)的组合包括在玻璃组合物中来增强，这种现象称为“混合碱效应”。此外，R2O的存在可以允许藉由离子交换来化学强化所得到的玻璃基材，由此促进强化玻璃制品的形成。因为最大CT取决于可以离子交换到玻璃基材中的碱的量，所以在一些实施方式中，玻璃组合物可以具有至少9摩尔％的R2O。
在实施方式中，玻璃组合物中的碱金属氧化物的量(即，R2O的量)可以从9摩尔％到15摩尔％。若R2O含量太低，则交换的离子可能太少，且在离子交换之后的所得应力太低。然而，若R2O含量太高，则玻璃可能变得不稳定，可能失透，且可能展现出不良的化学耐久性。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量的下限可以大于或等于9摩尔％、大于或等于9.25摩尔％、大于或等于9.5摩尔％、大于或等于9.75摩尔％、大于或等于10摩尔％、大于或等于10.25摩尔％、大于或等于10.5摩尔％、大于或等于10.75摩尔％、大于或等于11摩尔％、大于或等于11.25摩尔％、大于或等于11.5摩尔％、大于或等于11.75摩尔％、大于或等于12摩尔％、大于或等于12.25摩尔％、或甚至大于或等于12.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量的上限可以小于或等于15摩尔％、小于或等于14.75摩尔％、小于或等于14.5摩尔％、小于或等于14.25摩尔％、小于或等于14摩尔％、小于或等于13.75摩尔％、小于或等于13.5摩尔％、小于或等于13.25摩尔％、小于或等于13摩尔％、或甚至小于或等于12.75摩尔％。应了解，玻璃组合物中的R2O的量可以是在由本文中所述的R2O的下限中的任一者及R2O的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，玻璃组合物可以包括从9摩尔％到15摩尔％的量的R2O。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9摩尔％到14.75摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9摩尔％到14.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9摩尔％到14.25摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9摩尔％到14摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9摩尔％到13.75摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9摩尔％到13.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9摩尔％到13.25摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9摩尔％到12.75摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9.25摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从9.75摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从10摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从10.25摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从10.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从10.75摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从11摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从11.25摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从11.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从11.75摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从12摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从12.25摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的R2O的量为从12.5摩尔％到15摩尔％。
在实施方式中，R2O至少包括Li2O。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，Li2O有助于增强玻璃制品的刚性、断裂韧度、临界应变释放速率、及杨氏模量。此外，Li+还具有高的通过玻璃网络的扩散性，这在将Na+与玻璃基材中的Li+离子交换时，对于比1mm更薄的样品而言实现了小于24小时的离子交换时间。
在玻璃组合物的实施方式中，Li2O可以大于或等于2摩尔％的量存在于玻璃组合物中。玻璃组合物中的Li2O的量可以小于或等于15摩尔％。若Li2O太低，则可用来离子交换的离子太少，且在离子交换之后的所得应力低。然而，若Li2O含量太高，则玻璃可能不稳定，可能展现出太低的液相线粘度，且可能具有不良的化学耐久性。因此，玻璃组合物中的Li2O的量为从2摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量的下限可以大于或等于2摩尔％、大于或等于2.5摩尔％、大于或等于3摩尔％、大于或等于3.5摩尔％、大于或等于4摩尔％、大于或等于4.5摩尔％、大于或等于5摩尔％、大于或等于5.5摩尔％、大于或等于6摩尔％、大于或等于6.5摩尔％、大于或等于7摩尔％、大于或等于7.5摩尔％、大于或等于8摩尔％、或甚至大于或等于8.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量的上限可以小于或等于15摩尔％、小于或等于14.5摩尔％、小于或等于14摩尔％、小于或等于13.5摩尔％、小于或等于13摩尔％、小于或等于12.5摩尔％、小于或等于12摩尔％、小于或等于11.5摩尔％、小于或等于11摩尔％、小于或等于10.5摩尔％、小于或等于10摩尔％、小于或等于9.5摩尔％、或甚至小于或等于9摩尔％。应了解，玻璃组合物中的Li2O的量可以是在由本文中所述的Li2O的下限中的任一者及Li2O的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，玻璃组合物可以包括从2摩尔％到15摩尔％的量的Li2O。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从2摩尔％到14.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从5摩尔％到14摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从5摩尔％到13.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物的Li2O的量为从5摩尔％到12.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从5摩尔％到12摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从5摩尔％到11.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物的Li2O的量为从5摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从5摩尔％到10.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从5摩尔％到10摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物的Li2O的量为从5摩尔％到9.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从5摩尔％到9摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从5.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物的Li2O的量为从6摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从6.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从7摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物的Li2O的量为从7.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从8摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Li2O的量为从8.5摩尔％到15摩尔％。
为了执行离子交换，将至少一种相对小的碱金属氧化物离子(例如Li+或Na+)与来自离子交换介质的较大碱离子(例如K+)交换。一般而言，三种最常见的离子交换类型为Na+交换Li+、K+交换Li+、及K+交换Na+。第一类型(Na+交换Li+)产生具有大的层深度但小的压缩应力的玻璃制品。第二类型(K+交换Li+)产生具有小的层深度但大的压缩应力的玻璃制品。第三类型(K+交换Na+)产生具有中等层深及压缩应力的玻璃制品。
在玻璃组合物的实施方式中，碱金属氧化物(R2O)包括Na2O。如本文中所述，添加诸如Na2O之类的碱金属氧化物降低了软化点，由此抵消由玻璃组合物中的SiO2引起的玻璃组合物的软化点增加。小量的Na2O及K2O也可以帮助降低玻璃组合物的液相线温度(因此增加液相线粘度)。然而，若Na2O的量太高，则玻璃组合物的热膨胀系数变得太高，这是不合需要的。因为应力随着玻璃基材中可以被玻璃基材外部的较大离子交换以形成强化玻璃制品的小离子的数量而变化，所以若Na2O或K2O的含量太高，则最大可实现应力可能太低。
在实施方式中，玻璃组合物可以基本上不含Na2O。在实施方式中，玻璃组合物可以不含Na2O。在包括Na2O的玻璃组合物的实施方式中，Na2O可以大于0摩尔％的量存在于玻璃组合物中，以改善玻璃组合物的可成形性且增加离子交换的速率。玻璃组合物中的Na2O的量可以小于或等于13摩尔％，使得热膨胀系数不会不合需要地高。因此，在包括Na2O的玻璃组合物的实施方式中，Na2O的量为从0摩尔％到13摩尔％。在此类实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量的下限可以大于0摩尔％、大于或等于0.5摩尔％、大于或等于1摩尔％、大于或等于1.5摩尔％、大于或等于2摩尔％、大于或等于2.5摩尔％、大于或等于3摩尔％、大于或等于3.5摩尔％、大于或等于4摩尔％、大于或等于4.5摩尔％、大于或等于5摩尔％、大于或等于5.5摩尔％、大于或等于6摩尔％、或甚至大于或等于6.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量的上限可以小于或等于13摩尔％、小于或等于12.5摩尔％、小于或等于12摩尔％、小于或等于11.5摩尔％、小于或等于11摩尔％、小于或等于10.5摩尔％、小于或等于10摩尔％、小于或等于9.5摩尔％、小于或等于9摩尔％、小于或等于8.5摩尔％、小于或等于8摩尔％、小于或等于7.5摩尔％、或甚至小于或等于7摩尔％。应了解，玻璃组合物中的Na2O的量可以是在由本文中所述的Na2O的下限中的任一者及Na2O的上限中的任一者所形成的范围内。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量大于或等于0.5摩尔％且小于或等于3.5摩尔％。
例如且不限于此，包括Na2O的玻璃组合物可以包括从0摩尔％到13摩尔％的量的Na2O。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到12.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到12摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到11.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到10.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到10摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到9.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到9摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到8.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到8摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到7.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0摩尔％到7摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从0.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从1摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从1.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从2摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从2.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从3摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从3.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从4摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从4.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从5.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从6摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Na2O的量为从6.5摩尔％到13摩尔％。
玻璃组合物中的碱金属氧化物可以任选地包括K2O。与Na2O类似，添加K2O降低了玻璃组合物的软化点，由此抵消由玻璃组合物中的SiO2引起的玻璃组合物的软化点的增加。然而，若K2O的量太高，则离子交换应力将是低的，且玻璃组合物的热膨胀系数变得太高，这是不合需要的。因此，限制存在于玻璃组合物中的K2O的量是合乎需要的。
在实施方式中，玻璃组合物可以基本上不含K2O或不含K2O。在实施方式中，玻璃组合物可以不含K2O。在碱金属氧化物包括K2O的实施方式中，K2O可以大于0摩尔％的量存在于玻璃组合物中以协助改善玻璃组合物的可成形性。在存在时，K2O的量小于或等于1摩尔％，使得热膨胀系数不会不合需要地高。因此，在包括K2O的玻璃组合物的实施方式中，K2O的量可以为从0摩尔％到1摩尔％。在此类实施方式中，玻璃组合物中的K2O的量的下限可以大于0摩尔％、大于或等于0.25摩尔％、或甚至大于或等于0.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的K2O的量的上限可以小于或等于1摩尔％、或甚至小于或等于0.75摩尔％。应了解，玻璃组合物中的K2O的量可以是在由本文中所述的K2O的下限中的任一者及K2O的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，具有K2O的玻璃组合物可以包括从0摩尔％到1摩尔％的量的K2O。在实施方式中，玻璃组合物中的K2O的量为从0摩尔％到0.75摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的K2O的量为从0.25摩尔％到1摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的K2O的量为从0.5摩尔％到1摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的K2O的量为从0.25摩尔％到0.5摩尔％。
玻璃组合物的实施方式包括Y2O3。Y2O3是高场强改性剂，且在稀土氧化物中是最轻的(除了Sc2O3以外，Sc2O3可能是令人望而却步地昂贵的)，且因此相比于任何其他的稀土氧化物，可以使比模量增加得更多。对应地，Y2O3可以增加离子交换之后的易碎性极限，以及离子交换应力及断裂韧度。其也一般不会赋予玻璃任何色彩，这与Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、及Tm的氧化物不同。然而，Y2O3可能降低碱离子的扩散性且因此使离子交换速率变慢。其也可能在高浓度下增加玻璃组合物的液相线温度(因此降低液相线粘度)且增加批料成本。在此类实施方式中，Y2O3可以小于或等于15摩尔％的量存在于玻璃组合物中。在实施方式中，玻璃组合物可以包括大于或等于1.9摩尔％、大于或等于2摩尔％、大于或等于2.5摩尔％、大于或等于3摩尔％、大于或等于3.5摩尔％、大于或等于4摩尔％、大于或等于4.5摩尔％、大于或等于5摩尔％、大于或等于5.5摩尔％、大于或等于6摩尔％、大于或等于6.5摩尔％、大于或等于7摩尔％、或甚至大于或等于7.5摩尔％的量的Y2O3。在实施方式中，Y2O3的量的上限可以小于或等于15摩尔％、小于或等于14.5摩尔％、小于或等于14摩尔％、小于或等于13.5摩尔％、小于或等于13摩尔％、小于或等于12.5摩尔％、小于或等于12摩尔％、小于或等于11.5摩尔％、小于或等于11摩尔％、小于或等于10.5摩尔％、小于或等于10摩尔％、小于或等于9.5摩尔％、小于或等于9摩尔％、小于或等于8.5摩尔％、或甚至小于或等于8摩尔％。应了解，玻璃组合物中的Y2O3的量可以是在由本文中所述的Y2O3的下限中的任一者及Y2O3的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，玻璃组合物可以包括从1.9摩尔％到15摩尔％的量的Y2O3。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到14.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到14摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到13.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到12.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到12摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到11.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到10.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到10摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到9.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到9摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从1.9摩尔％到8.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从2摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从2.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从3摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从3.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从4摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从4.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从5.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从6摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从6.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从7摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从7.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Y2O3的量为从8摩尔％到15摩尔％。
玻璃组合物也可以包括一或更多种碱土金属氧化物或ZnO。所有碱土金属氧化物及ZnO的总和(用摩尔％为单位)在本文中表示为R′O。具体而言，R′O是存在于玻璃组合物中的MgO(摩尔％)、CaO(摩尔％)、SrO(摩尔％)、BaO(摩尔％)、及ZnO(摩尔％)的总和。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，可以将碱土金属氧化物及ZnO引入到玻璃组合物中以增强各种性质。例如，添加某些碱土金属氧化物或ZnO可以增加离子交换应力，但可能减少碱扩散性。R′O也可以有助于在低浓度下降低液相线温度(因此提高液相线粘度)。R′O也可以有助于减少玻璃组合物的软化点及模制温度，由此抵消由玻璃组合物中的SiO2引起的玻璃组合物的软化点及模制温度的升高。添加某些碱土金属氧化物或ZnO也可以有助于减少玻璃结晶的倾向。一般而言，添加碱土金属氧化物或ZnO不会像替代改性剂(例如碱金属氧化物)那样多地增加由玻璃组合物制成的玻璃基材在从20℃到300℃的温度范围内的平均热膨胀系数。此外，已经发现，相对较小的碱土金属氧化物不会像较大的碱土金属氧化物那样多地增加由玻璃组合物制成的玻璃基材在从20℃到300℃的温度范围内的平均热膨胀系数。例如，MgO增加的平均热膨胀系数小于BaO增加的平均热膨胀系数。
在实施方式中，玻璃组合物可以基本上不含R′O。在实施方式中，玻璃组合物可以不含R′O。在包括R′O的玻璃组合物的实施方式中，R′O可以大于0摩尔％(例如大于或等于0.5摩尔％)且小于或等于5摩尔％的量存在。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，R′O减少了碱扩散性且使离子交换变慢。因此，可以最小化R′O的含量以防止具有大于0.5mm的厚度的玻璃基材的离子交换时间过长。在包括R′O的实施方式中，玻璃组合物中的R′O的量的下限可以大于0摩尔％、大于或等于0.5摩尔％、大于或等于1摩尔％、大于或等于1.5摩尔％、大于或等于2摩尔％、或甚至大于或等于2.5摩尔％。在此类实施方式中，玻璃组合物中的R′O的量的上限可以小于或等于5摩尔％、小于或等于4.5摩尔％、小于或等于4摩尔％、小于或等于3.5摩尔％、或甚至小于或等于3摩尔％。应了解，玻璃组合物中的R′O的量可以是在由本文中所述的R′O的下限中的任一者及R′O的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到5摩尔％的量的R′O。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4.5摩尔％的R′O。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4摩尔％的R′O。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3.5摩尔％的R′O。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3摩尔％的R′O。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到5摩尔％的R′O。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1摩尔％到5摩尔％的R′O。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.5摩尔％到5摩尔％的R′O。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2摩尔％到5摩尔％的R′O。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2.5摩尔％到5摩尔％的R′O。
在本文中所述的玻璃组合物的实施方式中，玻璃组合物中的R′O可以任选地包括MgO。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，除了改善玻璃组合物的可成形性及可熔化性以外，MgO也可以增加玻璃组合物的粘度及减少玻璃组合物结晶的倾向。然而，太多的MgO往往促进玻璃中的结晶，从而降低液相线粘度及降低可成形性。
在实施方式中，玻璃组合物可以实质不含MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以不含MgO。在玻璃组合物包括MgO的实施方式中，MgO可以大于0摩尔％(例如大于或等于0.5摩尔％)且小于或等于5摩尔％的量存在。在包括MgO的实施方式中，玻璃组合物中的MgO的量的下限可以大于或等于0.25摩尔％、大于或等于0.5摩尔％、大于或等于0.75摩尔％、大于或等于1摩尔％、大于或等于1.25摩尔％、大于或等于1.5摩尔％、大于或等于1.75摩尔％、大于或等于2摩尔％、大于或等于2.25摩尔％、或甚至大于或等于2.5摩尔％。在此类实施方式中，玻璃组合物中的MgO的量的上限可以小于或等于5摩尔％、小于或等于4.75摩尔％、小于或等于4.5摩尔％、小于或等于4.25摩尔％、小于或等于4摩尔％、小于或等于3.75摩尔％、小于或等于3.5摩尔％、小于或等于3.25摩尔％、小于或等于3摩尔％、或甚至小于或等于2.75摩尔％。应了解，玻璃组合物中的MgO的量可以是在由本文中所述的MgO的下限中的任一者及MgO的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到5摩尔％的量的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4.75摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4.5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4.25摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3.75摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3.5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3.25摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到2.75摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.25摩尔％到5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.75摩尔％到5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1摩尔％到5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.25摩尔％到5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.5摩尔％到5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.75摩尔％到5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2摩尔％到5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2.25摩尔％到5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2.5摩尔％到5摩尔％的MgO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2.5摩尔％到3摩尔％的MgO。
在本文中所述的玻璃组合物的实施方式中，玻璃组合物中的R′O可以任选地包括CaO。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，除了改善玻璃组合物的可成形性及可熔化性以外，CaO也可以用小的量降低液相线温度同时改善化学耐久性及降低CTE。若CaO含量太高(或若MgO+CaO含量太高)，则液相线温度可能增加(因此降低液相线粘度)。
在实施方式中，玻璃组合物可以基本上不含CaO。在实施方式中，玻璃组合物可以不含CaO。在玻璃组合物包括CaO的实施方式中，CaO可以大于0摩尔％(例如大于或等于0.5摩尔％)且小于或等于2.5摩尔％的量存在。在包括CaO的实施方式中，玻璃组合物中的CaO的量的下限可以大于或等于0.25摩尔％、大于或等于0.5摩尔％、大于或等于0.75摩尔％、大于或等于1摩尔％、或甚至大于或等于1.25摩尔％。在此类实施方式中，玻璃组合物中的CaO的量的上限可以小于或等于2.5摩尔％、小于或等于2.25摩尔％、小于或等于2摩尔％、小于或等于1.75摩尔％、或甚至小于或等于1.5摩尔％。应了解，玻璃组合物中的CaO的量可以是在由本文中所述的CaO的下限中的任一者及CaO的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到2.5摩尔％的量的CaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到2.25摩尔％的CaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到2摩尔％的CaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到1.75摩尔％的CaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到1.5摩尔％的CaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.25摩尔％到2.5摩尔％的CaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到2.5摩尔％的CaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.75摩尔％到2.5摩尔％的CaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1摩尔％到2.5摩尔％的CaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.25摩尔％到2.5摩尔％的CaO。
在本文中所述的实施方式中，玻璃组合物中的R′O可以任选地包括SrO。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，除了改善玻璃组合物的可成形性及可熔化性以外，SrO也可以减少玻璃结晶的倾向。然而，太多的SrO可能降低液相线粘度且可能增加CTE。
在实施方式中，玻璃组合物可以基本上不含SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以不含SrO。在玻璃组合物包括SrO的实施方式中，SrO可以大于0摩尔％(例如大于或等于0.5摩尔％)且小于或等于5摩尔％的量存在。在包括SrO的实施方式中，玻璃组合物中的SrO的量的下限可以大于或等于0.25摩尔％、大于或等于0.5摩尔％、大于或等于0.75摩尔％、大于或等于1摩尔％、大于或等于1.25摩尔％、大于或等于1.5摩尔％、大于或等于1.75摩尔％、大于或等于2.0摩尔％、大于或等于2.25摩尔％、或甚至大于或等于2.5摩尔％。在此类实施方式中，玻璃组合物中的SrO的量的上限可以小于或等于5摩尔％、小于或等于4.75摩尔％、小于或等于4.5摩尔％、小于或等于4.25摩尔％、小于或等于4摩尔％、小于或等于3.75摩尔％、小于或等于3.5摩尔％、小于或等于3.25摩尔％、小于或等于3摩尔％、或甚至小于或等于2.75摩尔％。应了解，玻璃组合物中的SrO的量可以是在由本文中所述的SrO的下限中的任一者及SrO的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到5摩尔％的量的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4.75摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4.5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4.25摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3.75摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3.5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3.25摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到2.75摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.25摩尔％到5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.75摩尔％到5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1摩尔％到5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.25摩尔％到5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.5摩尔％到5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.75摩尔％到5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2摩尔％到5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2.25摩尔％到5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2.5摩尔％到5摩尔％的SrO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到2.5摩尔％的SrO。
在本文中所述的实施方式中，玻璃组合物中的R′O可以任选地包括BaO。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，除了改善玻璃组合物的可成形性及可熔化性以外，BaO也可以减少玻璃结晶的倾向。然而，太多的BaO可能降低液相线粘度且可能增加CTE。
在实施方式中，玻璃组合物可以基本上不含BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以不含BaO。在玻璃组合物包括BaO的实施方式中，BaO可以大于0摩尔％(例如大于或等于0.5摩尔％)且小于或等于5摩尔％的量存在。在包括BaO的实施方式中，玻璃组合物中的BaO的量的下限可以大于或等于0.25摩尔％、大于或等于0.5摩尔％、大于或等于0.75摩尔％、大于或等于1摩尔％、大于或等于1.25摩尔％、大于或等于1.5摩尔％、大于或等于1.75摩尔％、大于或等于2.0摩尔％、大于或等于2.25摩尔％、或甚至大于或等于2.5摩尔％。在此类实施方式中，玻璃组合物中的BaO的量的上限可以小于或等于5摩尔％、小于或等于4.75摩尔％、小于或等于4.5摩尔％、小于或等于4.25摩尔％、小于或等于4摩尔％、小于或等于3.75摩尔％、小于或等于3.5摩尔％、小于或等于3.25摩尔％、小于或等于3摩尔％、或甚至小于或等于2.75摩尔％。应了解，玻璃组合物中的BaO的量可以是在由本文中所述的BaO的下限中的任一者及BaO的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到5摩尔％的量的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4.75摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4.5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4.25摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到4摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3.75摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3.5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3.25摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到2.75摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.25摩尔％到5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.75摩尔％到5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1摩尔％到5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.25摩尔％到5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.5摩尔％到5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.75摩尔％到5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2摩尔％到5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2.25摩尔％到5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2.5摩尔％到5摩尔％的BaO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到2.5摩尔％的BaO。
玻璃组合物可以进一步包括ZnO作为玻璃组合物的改性剂。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，将ZnO添加到玻璃组合物降低了玻璃组合物的软化点及模制温度，由此抵消由玻璃组合物中的SiO2引起的玻璃组合物的软化点及模制温度的增加。ZnO也可以增加离子交换之后的应力，但会减少碱离子的扩散性且使离子交换变慢。重要的是，添加ZnO不会像一些其他的改性剂(例如碱金属氧化物及/或碱土金属氧化物CaO及SrO)那样多地增加由玻璃组合物制成的玻璃基材在从20℃到300℃的温度范围内的平均热膨胀系数。因此，可以在不会显著增加平均热膨胀系数的情况下使利用ZnO的添加来降低软化点及模制温度的益处最大化。在这方面，ZnO对玻璃组合物的作用类似于MgO(例如其在不显著增加平均热膨胀系数的情况下降低玻璃组合物的软化点及模制温度)。然而，添加ZnO来实现这些特性优于添加MgO，因为ZnO对软化点的作用更为明显，且ZnO不会像MgO那样多地促进玻璃中的成核及结晶。
在实施方式中，玻璃组合物可以基本上不含ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以不含ZnO。若ZnO的浓度太高，则液相线温度可能增加且离子交换的速率可能减少。在玻璃组合物包括ZnO的实施方式中，ZnO可以大于0摩尔％(例如大于或等于0.5摩尔％)且小于或等于4摩尔％的量存在。在包括ZnO的实施方式中，玻璃组合物中的ZnO的量的下限可以大于或等于0.25摩尔％、大于或等于0.5摩尔％、大于或等于0.75摩尔％、大于或等于1摩尔％、大于或等于1.25摩尔％、大于或等于1.5摩尔％、大于或等于1.75摩尔％、大于或等于2.0摩尔％、大于或等于2.25摩尔％、或甚至大于或等于2.5摩尔％。在此类实施方式中，玻璃组合物中的ZnO的量的上限可以小于或等于4摩尔％、小于或等于3.75摩尔％、小于或等于3.5摩尔％、小于或等于3.25摩尔％、小于或等于3摩尔％、或甚至小于或等于2.75摩尔％。应了解，玻璃组合物中的ZnO的量可以是在由本文中所述的ZnO的下限中的任一者及ZnO的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到4摩尔％的量的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到3.75摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到3.5摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到3.25摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到3摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到2.75摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.75摩尔％到4摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.0摩尔％到4摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.25摩尔％到4摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.5摩尔％到4摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从1.75摩尔％到4摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2摩尔％到4摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2.25摩尔％到4摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从2.5摩尔％到4摩尔％的ZnO。在实施方式中，玻璃组合物可以包括从0.5摩尔％到2.5摩尔％的ZnO。
在一或更多个实施方式中，玻璃组合物包括Al2O3。Al2O3可以充当有条件的网络形成剂及改性剂。虽然不旨在被任何特定的理论所束缚，但据信，Al2O3结合了玻璃网络中的碱金属氧化物，从而增加玻璃组合物的粘度。Al2O3可以增强碱扩散性、Emod、及K1C。在Al2O3含量接近总碱金属氧化物含量时，可以最大化离子交换速率及最大离子交换应力。还据信，Al2O3可以促成具有低CTE及改善的刚性的稳定玻璃制品。然而，将Al2O3过量地添加到玻璃组合物也可能增加软化点及提高液相线温度(因此降低液相线粘度)，这可能不利地影响玻璃组合物的可成形性。
在实施方式中，玻璃组合物可以包括大于或等于3.5摩尔％的量的Al2O3。Al2O3的量可以小于或等于22摩尔％。若Al2O3含量太低，则离子交换应力、粘度、及断裂韧度可能全都太低。然而，若Al2O3含量太高，则液相线温度可能太高且玻璃可能结晶。因此，在实施方式中，玻璃组合物可以包括从3.5摩尔％到22摩尔％的量的Al2O3。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量的下限可以大于或等于3.5摩尔％、大于或等于4摩尔％、大于或等于5摩尔％、大于或等于6摩尔％、大于或等于7摩尔％、大于或等于8摩尔％、大于或等于9摩尔％、大于或等于10摩尔％、大于或等于11摩尔％、或甚至大于或等于12摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量的上限可以小于或等于22摩尔％、小于或等于21摩尔％、小于或等于20摩尔％、小于或等于19摩尔％、小于或等于18摩尔％、小于或等于17摩尔％、小于或等于16摩尔％、小于或等于15摩尔％、小于或等于14摩尔％、或甚至小于或等于13摩尔％。应了解，玻璃组合物中的Al2O3的量可以是在由本文中所述的Al2O3的下限中的任一者及Al2O3的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，玻璃组合物可以包括从3.5摩尔％到22摩尔％的量的Al2O3。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从3.5摩尔％到21摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从3.5摩尔％到20摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从3.5摩尔％到19摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从3.5摩尔％到18摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从3.5摩尔％到17摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从3.5摩尔％到16摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从3.5摩尔％到15摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从3.5摩尔％到14摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从3.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从4摩尔％到22摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从5摩尔％到22摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从6摩尔％到22摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从7摩尔％到22摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从8摩尔％到22摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从9摩尔％到22摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从10摩尔％到22摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从11摩尔％到22摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3的量为从12摩尔％到22摩尔％。
氧化硼(B2O3)是玻璃形成剂，其可以添加到玻璃组合物以降低给定温度下的玻璃组合物的粘度，由此改善玻璃组合物的可成形性。换言之，将B2O3添加到玻璃组合物降低了玻璃组合物的应变、退火、软化、及模制温度，由此改善玻璃组合物的可成形性。因此，B2O3的添加可以用来抵消具有相对较高的SiO2量的玻璃组合物的可成形性的降低。B2O3也帮助降低液相线温度及抑制结晶。然而，已经发现，若玻璃组合物中的B2O3的量太高，则碱离子到由玻璃组合物制成的玻璃基材中的扩散性低，离子交换的速率降解，且在离子交换之后所实现的应力减少。
在实施方式中，玻璃组合物可以不含B2O3。在其他的实施方式中，玻璃组合物可以基本上不含B2O3。在其他的实施方式中，玻璃组合物可以包括大于0摩尔％的浓度的B2O3，以在存在时增强玻璃组合物的可成形性。B2O3的浓度可以小于或等于11摩尔％，使得可以实现合理的离子交换时间及令人满意的离子交换后的应力。因此，在B2O3存在的实施方式中，玻璃组合物一般包括从0摩尔％到11摩尔％的量的B2O3。在此类实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量的下限可以大于0摩尔％、大于或等于0.5摩尔％、大于或等于1摩尔％、大于或等于1.5摩尔％、大于或等于2摩尔％、大于或等于2.5摩尔％、大于或等于3摩尔％、大于或等于3.5摩尔％、大于或等于4摩尔％、大于或等于4.5摩尔％、大于或等于5摩尔％、或甚至大于或等于5.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量的上限可以小于或等于11摩尔％、小于或等于10.5摩尔％、小于或等于10摩尔％、小于或等于9.5摩尔％、小于或等于9摩尔％、小于或等于8.5摩尔％、小于或等于8摩尔％、小于或等于7.5摩尔％、小于或等于7摩尔％、小于或等于6.5摩尔％、或甚至小于或等于6摩尔％。应了解，玻璃组合物中的B2O3的量可以是在由本文中所述的B2O3的下限中的任一者及B2O3的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，玻璃组合物可以包括从0摩尔％到11摩尔％的量的B2O3。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从0.5摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从1摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从1.5摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从2摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从2.5摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从3摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从3.5摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从4摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从4.5摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从5摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从5.5摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从0摩尔％到10.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从0摩尔％到10摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从0摩尔％到9.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从0摩尔％到9摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从0摩尔％到8.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从0摩尔％到8摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从0摩尔％到7.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从0摩尔％到7摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从0摩尔％到6.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的B2O3的量为从0摩尔％到6摩尔％。
玻璃组合物也可以包括P2O5。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，P2O5改善了损伤抗性及增加离子交换速率。P2O5可以降低液相线温度，这改善了液相线粘度。在一些实施方式中，将磷添加到玻璃产生了一种结构，在该结构中，SiO2被作为玻璃形成剂的四面体配位的铝及磷(AlPO4)替换。
在实施方式中，玻璃组合物可以不含P2O5。在其他的实施方式中，玻璃组合物可以基本上不含P2O5。在其他的实施方式中，玻璃组合物可以包括大于0摩尔％的浓度的P2O5。玻璃组合物可以包括小于或等于3摩尔％的浓度的P2O5，因为若P2O5含量太高，则用离子交换实现的断裂韧度及应力可能减少。因此，在P2O5存在的实施方式中，玻璃组合物一般包括从0摩尔％到3摩尔％的量的P2O5。在此类实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量的下限可以大于0摩尔％、大于或等于0.25摩尔％、大于或等于0.5摩尔％、大于或等于0.75摩尔％、大于或等于1摩尔％、大于或等于1.25摩尔％、或甚至大于或等于1.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量的上限可以小于或等于3摩尔％、小于或等于2.75摩尔％、小于或等于2.5摩尔％、小于或等于2.25摩尔％、小于或等于2摩尔％、或甚至小于或等于1.75摩尔％。应了解，玻璃组合物中的P2O5的量可以是在由本文中所述的P2O5的下限中的任一者及P2O5的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，包括P2O5的玻璃组合物可以包括从0摩尔％到3摩尔％的量的P2O5。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量为从0.25摩尔％到3摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量为从0.5摩尔％到3摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量为从0.75摩尔％到3摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量为从1摩尔％到3摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量为从1.25摩尔％到3摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量为从1.5摩尔％到3摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量为从0摩尔％到2.75摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量为从0摩尔％到2.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量为从0摩尔％到2.25摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量为从0摩尔％到2摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中的P2O5的量为从0摩尔％到1.75摩尔％。
在实施方式中，玻璃组合物可以基本上不含其他的组成成分，包括但不限于Fe2O3及SnO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包括小量的其他组成组分，包括但不限于Fe2O3及SnO2。例如，包括SnO2的玻璃组合物可以包括大于0摩尔％到0.2摩尔％的SnO2。在相同或不同的实施方式中，包括Fe2O3的玻璃组合物可以包括大于0摩尔％到0.1摩尔％的Fe2O3。Fe2O3及SnO2可以充当澄清剂且帮助在玻璃组合物的熔化及澄清期间移除气泡。因此，在玻璃组合物中具有一或更多种多价澄清剂(例如Fe2O3、SnO2、CeO2、或MnO2)可以是有益的。在实施方式中，SnO2可以用作澄清剂，且其可以不赋予玻璃任何色彩。在实施方式中，玻璃组合物可以包括大于或等于0.05摩尔％且小于或等于0.15摩尔％的SnO2。
在一些实施方式中，玻璃组合物可以包括各种组成关系。例如，B2O3+Na2O可以为从2摩尔％到13摩尔％。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，在与包括在玻璃中的其他氧化物相比时，B2O3及Na2O降低了玻璃的杨氏模量及硬度。详细而言，据信，由于Na+离子的低离子场强度，Na2O降低了玻璃的杨氏模量及硬度，同时，在硼以三角配位状态存在于玻璃中时，B2O3降低玻璃的杨氏模量及硬度。在实施方式中，B2O3+Na2O的下限可以大于2摩尔％、大于或等于2.5摩尔％、大于或等于3摩尔％、大于或等于3.5摩尔％、大于或等于4摩尔％、大于或等于4.5摩尔％、大于或等于5摩尔％、大于或等于5.5摩尔％、大于或等于6摩尔％、大于或等于6.5摩尔％、大于或等于7摩尔％、或甚至大于或等于7.5摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的上限可以小于或等于13摩尔％、小于或等于12.5摩尔％、小于或等于12摩尔％、小于或等于11.5摩尔％、小于或等于11摩尔％、小于或等于10.5摩尔％、小于或等于10摩尔％、小于或等于9.5摩尔％、小于或等于9摩尔％、小于或等于8.5摩尔％、或甚至小于或等于8摩尔％。应了解，B2O3+Na2O可以是在由本文中所述的B2O3+Na2O的下限中的任一者及B2O3+Na2O的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，B2O3+Na2O的范围可以为从2摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从2.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从3摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从3.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从4摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从4.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从5.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从6摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从6.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从7摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从7.5摩尔％到13摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从2摩尔％到12.5摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从2摩尔％到12摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从2摩尔％到11.5摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从2摩尔％到11摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从2摩尔％到10.5摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从2摩尔％到10摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从2摩尔％到9.5摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从2摩尔％到9摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从2摩尔％到8.5摩尔％。在实施方式中，B2O3+Na2O的范围可以为从2摩尔％到8摩尔％。
举另外一个例子，Y2O3+Al2O3可以为从10摩尔％到24摩尔％。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，在与玻璃中的其他氧化物相比时，Y2O3+Al2O3可以帮助增加杨氏模量、硬度、及断裂韧度。再次，虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，在Y2O3+Al2O3的总和超过24摩尔％时，玻璃的可熔化性可能减少，而在Y2O3+Al2O3的总和小于10摩尔％时，玻璃的杨氏模量、硬度、及断裂韧度可降低。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的下限可以大于10摩尔％、大于或等于10.5摩尔％、大于或等于11摩尔％、大于或等于11.5摩尔％、大于或等于12摩尔％、大于或等于12.5摩尔％、大于或等于13摩尔％、大于或等于13.5摩尔％、大于或等于14摩尔％、大于或等于14.5摩尔％、大于或等于15摩尔％、大于或等于15.5摩尔％、大于或等于16摩尔％、大于或等于16.5摩尔％、大于或等于17摩尔％、或甚至大于或等于17.5摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的上限可以小于或等于24摩尔％、小于或等于23.5摩尔％、小于或等于23摩尔％、小于或等于22.5摩尔％、小于或等于22摩尔％、小于或等于21.5摩尔％、小于或等于21摩尔％、小于或等于20.5摩尔％、小于或等于20摩尔％、小于或等于19.5摩尔％、小于或等于19摩尔％、小于或等于18.5摩尔％、或甚至小于或等于18摩尔％。应了解，Y2O3+Al2O3可以是在由本文中所述的Y2O3+Al2O3的下限中的任一者及Y2O3+Al2O3的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10.5摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从11摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从11.5摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从12摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从12.5摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从13摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从13.5摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从14摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从14.5摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从15摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从15.5摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从16摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从16.5摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从17摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从17.5摩尔％到24摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到23.5摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到23摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到22.5摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到22摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到21.5摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到21摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到20.5摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到20摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到19.5摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到19摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到18.5摩尔％。在实施方式中，Y2O3+Al2O3的范围可以为从10摩尔％到18摩尔％。
举另外一个例子，比值R2O/Al2O3可以为从0.5到4。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，比值R2O/Al2O3可以影响玻璃中的离子交互扩散的速率。在比值大于1(举例而言，例如大于4)时，与比Al2O3更多的R2O相关联的碱在玻璃网络中的交互扩散速率可能减少。在1:1的比值下，碱离子理论上全都可以起到电荷补偿的作用，且所得到的玻璃网络的高自由体积与玻璃网络中减少的碱键合强度的组合更有利于离子迁移及交互扩散。在小于1的比值(举例而言，例如小于0.5)下，与比R2O更多的Al2O3相关联的Al+离子可能变得更加高度配位，从而可能导致玻璃网络的自由体积减少且可能对碱的交互扩散有负面影响。在实施方式中，R2O/Al2O3的下限可以大于0.5、大于或等于0.75、大于或等于1、大于或等于1.25、大于或等于1.5、大于或等于1.75、大于或等于2、或甚至大于或等于2.25。在实施方式中，R2O/Al2O3的上限可以小于或等于4、小于或等于3.75、小于或等于3.5、小于或等于3.25、小于或等于3、小于或等于2.75、或甚至小于或等于2.5。应了解，R2O/Al2O3可以是在由本文中所述的R2O/Al2O3的下限中的任一者及R2O/Al2O3的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，R2O/Al2O3的范围可以为从0.5到4。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从0.75到4。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从1到4。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从1.25到4。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从1.5到4。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从1.75到4。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从2到4。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从2.25到4。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从0.5到3.75。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从0.5到3.5。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从0.5到3.25。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从0.5到3。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从0.5到2.75。在实施方式中，R2O/Al2O3的范围可以为从0.5到2.5。
举另外一个例子，比值(R2O+RO)/Al2O3可以为从0.5到4.5。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，此比值可以影响离子的交互扩散速率。在比值(R2O+RO)/Al2O3大于1(举例而言，例如大于4.5)时，玻璃可能形成非桥联氧，其减少玻璃网络的自由体积且对碱的交互扩散有负面影响。在1:1的比值下，碱离子理论上全都可以起到电荷补偿的作用，且所得到的玻璃网络的高自由体积与玻璃网络中减少的碱键合强度的组合可以更有利于离子迁移。在小于1的比值(举例而言，例如小于0.5)下，与比R2O+RO更多的Al2O3相关联的Al+离子可能变得更加高度配位，从而可能导致玻璃网络的自由体积减少且可能对碱的交互扩散有负面影响。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的下限可以大于0.5、大于或等于0.75、大于或等于1、大于或等于1.25、大于或等于1.5、大于或等于1.75、大于或等于2、大于或等于2.25、或甚至大于或等于2.5。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的上限可以小于或等于4.5、小于或等于4.25、小于或等于4、小于或等于3.75、小于或等于3.5、小于或等于3.25、小于或等于3、或甚至小于或等于2.75。应了解，(R2O+RO)/Al2O3可以是在由本文中所述的(R2O+RO)/Al2O3的下限中的任一者及(R2O+RO)/Al2O3的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从0.5到4.5。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从0.75到4.5。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从1到4.5。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从1.25到4.5。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从1.5到4.5。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从1.75到4.5。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从2到4.5。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从2.25到4.5。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从2.5到4.5。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从0.5到4.25。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O33的范围可以为从0.5到4。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从0.5到3.75。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从0.5到3.5。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从0.5到3.25。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从0.5到3。在实施方式中，(R2O+RO)/Al2O3的范围可以为从0.5到2.75。
举另外一个例子，比值(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3可以为从0.8到8。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，比值(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3可以影响离子的交互扩散速率。每个碱离子均可以对单个铝离子进行电荷补偿，每个碱土金属离子均可以对两个铝离子进行电荷补偿，而每个氧化钇离子均可以对三个铝离子进行电荷补偿。藉由对铝进行电荷补偿，铝可以维持四面体配位状态。相比之下，在非补偿状态下，铝可能采取较高的5倍及6倍配位状态。其结果是，玻璃网络的自由体积可能与玻璃网络中的离子扩散性一起减少。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的下限可以大于0.8、大于或等于1、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于2.5、大于或等于3、大于或等于3.5、大于或等于4、或甚至大于或等于4.5。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的上限可以小于或等于8、小于或等于7.5、小于或等于7、小于或等于6.5、小于或等于6、小于或等于5.5、或甚至小于或等于5。应了解，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3可以是在由本文中所述的(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的下限中的任一者及(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从0.8到8。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从1到8。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从1.5到8。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从2到8。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从2.5到8。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从3到8。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从3.5到8。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从4到8。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从4.5到8。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从0.8到7.5。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从0.8到7。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从0.8到6.5。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从0.8到6。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从0.5到5.5。在实施方式中，(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3的范围可以为从0.5到5。
举另外一个例子，比值Al2O3/Y2O3可以为从0.25到9。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，比值Al2O3/Y2O3可以影响玻璃网络中的离子交互扩散的速率。每个氧化钇离子均可以对三个铝离子进行电荷补偿。藉由对铝进行电荷补偿，铝可以维持四面体配位状态。相比之下，在非补偿状态下，铝可能采取较高的5倍及6倍配位状态。其结果是，玻璃网络的自由体积可能与玻璃网络中的离子扩散性一起减少。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的下限可以大于0.25、大于0.5、大于或等于1、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于2.5、大于或等于3、大于或等于3.5、大于或等于4、或甚至大于或等于4.5。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的上限可以小于或等于9、小于或等于8.5、小于或等于8、小于或等于7.5、小于或等于7、小于或等于6.5、小于或等于6、小于或等于5.5、或甚至小于或等于5。应了解，Al2O3/Y2O3可以是在由本文中所述的Al2O3/Y2O3的下限中的任一者及Al2O3/Y2O3的上限中的任一者所形成的范围内。
例如且不限于此，Al2O3/Y2O3的范围可以为从0.25到9。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从0.5到9。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从1到9。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从1.5到9。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从2到9。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从2.5到9。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从3到9。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从3.5到9。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从4到9。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从4.5到9。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从0.25到8.5。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从0.25到8。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从0.25到7.5。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从0.25到7。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从0.25到6.5。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从0.25到6。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从0.25到5.5。在实施方式中，Al2O3/Y2O3的范围可以为从0.25到5。
玻璃组合物可以藉由混合玻璃原料(例如SiO2、Al2O3、碱金属碳酸盐、硝酸盐或硫酸盐、碱土金属碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、或氧化物等等的粉末)的批料来形成，使得该玻璃原料的批料具有所需的玻璃组合物。诸如锂辉石及霞石正长岩的常见矿物也可以是碱、氧化铝、及氧化硅的合宜来源。也可以添加诸如CeO2、Fe2O3、及/或SnO2的澄清剂以协助澄清(气泡移除)。为了最佳的效力，也可以添加硝酸盐以完全氧化澄清剂。此后，可以加热该玻璃原料批料以形成熔融玻璃组合物，随后冷却及固化该熔融玻璃组合物以形成包括玻璃组合物的玻璃基材。在冷却期间(即，在玻璃组合物可以塑性变形时)，可以使用标准成形技术来将包括玻璃组合物的玻璃基材塑形成所需的最终形式，从而提供包括玻璃组合物的玻璃基材。或者，可以将玻璃基材塑形成储料形式(例如片材、管等等)，随后重新加热及成形成所需的最终形式(例如藉由模制等等来成形)。玻璃基材可以接着经历离子交换以形成玻璃制品。
本文中所述的玻璃基材具有相对高的断裂韧度及临界应变能量释放速率，且可以被离子交换以形成具有相对高的中心张力的拋物线应力分布的玻璃制品，使得相对于先前已知的制品，由玻璃组合物制成的玻璃制品具有增强的掉落性能。
在实施方式中，本文中所述的玻璃基材或玻璃制品可以具有从600千克力每平方毫米(kgf/mm2)到800kgf/mm2的维氏硬度。例如，维氏硬度可以为从625kgf/mm2到775kgf/mm2、或从650kgf/mm2到750kgf/mm2、从675kgf/mm2到725kgf/mm2、或甚至约700kgf/mm2。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，具有较高硬度的玻璃可以对损伤及/或刮擦更有抗性。藉由包括如本文中所述的高场强度阳离子，所得到的玻璃结构可以相对更密集地堆积，且因此对此类损伤及刮擦更有抗性。
在实施方式中，本文中所述的玻璃基材或玻璃制品可以具有大于或等于0.72MPa*√m的断裂韧度K1C。例如，断裂韧度可以大于或等于0.75MPa*√m、大于或等于0.8MPa*√m、或甚至大于或等于0.85MPa*√m。在一些实施方式中，断裂韧度可以为从0.75MPa*√m到0.9MPa*√m。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，高的断裂韧度可以有益于防止裂纹扩展，且也会增加易碎性的储存应变能量极限。如上所述，具有相对高的阳离子场强度的玻璃改性剂有助于增加断裂韧度，而具有较低的阳离子场强度的玻璃形成剂(例如SiO2、B2O3、P2O5)会降低断裂韧度。可以增加阳离子场强度的物质包括(例如且不限于)Y2O3、Li2O、K2O、MgO、Al2O3、La2O3、ZrO2、及TiO2。再次地，虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，相对于场强度较低的离子，高场强度离子会在玻璃网络中产生较强的键，这可以增加断裂韧度。
在实施方式中，包括高场强度离子的氧化物改性剂的总浓度(即，Y2O3+Li2O+K2O+MgO+Al2O3+La2O3+ZrO2+TiO2的总和(摩尔％))的下限大于或等于15摩尔％，例如大于或等于16摩尔％、大于或等于17摩尔％、大于或等于18摩尔％、大于或等于19摩尔％、大于或等于20摩尔％、大于或等于21摩尔％、大于或等于22摩尔％、大于或等于23摩尔％、大于或等于24摩尔％、或甚至大于或等于25摩尔％，以改善玻璃的断裂韧度。在实施方式中，包括高场强度离子的氧化物改性剂的总浓度(即，Y2O3+Li2O+K2O+MgO+Al2O3+La2O3+ZrO2+TiO2的总和(摩尔％))的上限小于或等于35摩尔％，例如小于或等于34摩尔％、小于或等于33摩尔％、小于或等于32摩尔％、小于或等于31摩尔％、小于或等于30摩尔％、小于或等于29摩尔％、小于或等于28摩尔％、小于或等于27摩尔％、小于或等于26摩尔％、或甚至小于或等于25摩尔％。应了解，包括高场强度离子的氧化物改性剂的总浓度(即，Y2O3+Li2O+K2O+MgO+Al2O3+La2O3+ZrO2+TiO2的总和(摩尔％))可以是在由本文中所述的下限中的任一者及上限中的任一者所形成的范围内。
例如，在实施方式中，包括高场强度离子的氧化物改性剂的总浓度(即，Y2O3+Li2O+K2O+MgO+Al2O3+La2O3+ZrO2+TiO2的总和(摩尔％))大于或等于15摩尔％且小于或等于35摩尔％、大于或等于20摩尔％且小于或等于30摩尔％、大于或等于25摩尔％且小于或等于30摩尔％、大于或等于25摩尔％且小于或等于29摩尔％、大于或等于18摩尔％且小于或等于25摩尔％、或甚至大于或等于29摩尔％且小于或等于31摩尔％。
在实施方式中，本文中所述的玻璃基材或玻璃制品可以具有于7J/m2的临界应变能量释放速率G1C。例如，临界应变能量释放速率可以大于或等于7.5J/m2、大于或等于8J/m2、或甚至大于或等于8.5J/m2。临界应变能量释放速率是产生新的裂纹表面所需的能量，因此该能量越高，玻璃在产生裂纹之前可以耐得住的冲击能量越高。较高的临界应变能量释放速率也意味着，每单位长度的产生的裂纹会耗散更大的冲击能量。因此，对于相同的应力分布而言，临界应变能量释放速率越高，掉落性能越好。
在实施方式中，本文中所述的玻璃基材或玻璃制品可以具有大于70GPa的杨氏模量Emod。例如，Emod可以大于或等于75GPa、大于或等于80GPa、大于或等于85GPa、大于或等于90GPa、大于或等于95GPa、大于或等于100GPa、或甚至大于或等于105GPa。在一些实施方式中，Emod可以为从75GPa到110GPa。Emod越高，由离子交换所产生的应力越大，且压缩层越坚固。
在实施方式中，本文中所述的玻璃基材或玻璃制品可以具有大于30GPa的剪切模量。例如，剪切模量可以大于或等于35GPa、或甚至大于或等于40GPa。在一些实施方式中，剪切模量可以为从30GPa到45GPa。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，具有大于30GPa的剪切模量的玻璃基材或玻璃制品可以在剪切应力条件下展现更有利的刚性
在实施方式中，本文中所述的玻璃基材或玻璃制品可以具有从0.21到0.25的泊松比。例如，泊松比可以为0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、或其任何分数部分。
在实施方式中，本文中所述的玻璃组合物可以具有从3千泊(kP)到50kP的液相线粘度。例如，液相线粘度可以为从5kP到45kP、从10kP到40kP、从15kP到35kP、从20kP到30kP、或甚至约25kP。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，较高的液相线粘度有助于处理玻璃组合物(及由其制成的玻璃制品)。例如，较高的液相线粘度可以增加玻璃的可轧制性。也据信，液相线粘度可以藉由将较高浓度的碱金属氧化物(R2O)及B2O3包括在玻璃组合物中来增加。
在实施方式中，本文中所述的玻璃组合物可以具有从1150℃到1400℃的液相线温度。例如，液相线温度可以为从1175℃到1375℃、从1200℃到1350℃、从1225℃到1325℃、从1250℃到1300℃、或甚至约1275℃。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，较低的液相线温度有助于处理玻璃组合物(及由其制成的玻璃制品)。例如，较低的液相线温度可以增加玻璃的可轧制性。也据信，液相线温度可以藉由将较高浓度的碱金属氧化物(R2O)及B2O3包括在玻璃组合物中来降低。
在实施方式中，本文中所述的玻璃组合物可以具有从500℃到750℃的应变点。例如，应变点可以为从525℃到725℃、从550℃到700℃、从575℃到675℃、从600℃到650℃、或甚至约625℃。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，较高的应变点允许在升高的温度下进行离子交换，相对于在较低的温度下强化，这可以允许在较短的时间内强化由玻璃组合物制成的玻璃制品。也据信，应变点可以藉由包括较高浓度的高场强度离子来增加，该高场强度离子可以在玻璃网络中形成较强的键(即使在产生非桥联氧原子时)，进而与具有较低场强度的离子的更典型的改性剂(例如Na2O、K2O、及CaO)相比增加了玻璃的粘度。
在实施方式中，本文中所述的玻璃基材或玻璃制品可以具有在589.3nm下的从1.5到1.6的折射率。例如，589.3nm下的折射率可以为1.5、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55、1.56、1.57、1.58、1.59、1.6、或其任何分数部分。
在实施方式中，本文中所述的玻璃基材或玻璃制品可以具有从2nm/MPa/cm到3.2nm/MPa/cm的应力光学系数。例如，应力光学系数可以为2nm/MPa/cm、2.1nm/MPa/cm、2.2nm/MPa/cm、2.3nm/MPa/cm、2.4nm/MPa/cm、2.5nm/MPa/cm、2.6nm/MPa/cm、2.7nm/MPa/cm、2.8nm/MPa/cm、2.9nm/MPa/cm、3nm/MPa/cm、3.1nm/MPa/cm、3.2nm/MPa/cm、或其任何分数部分。
在通过离子交换来强化时，本文中所述的玻璃制品可以具有从第一表面延伸到压缩深度的压缩应力区域。玻璃制品可以具有从一侧的压缩深度延伸到另一侧的压缩深度的拉伸应力区域。在一些实施方式中，拉伸应力区域可以具有大于或等于140MPa的最大CT。在实施方式中，此最大CT的范围可以为从140MPa到600MPa、从150MPa到575MPa、从175MPa到550MPa、从200MPa到525MPa、从225MPa到500MPa、从250MPa到475MPa、从275MPa到450MPa、从300MPa到425MPa、从325MPa到400MPa、或甚至从350MPa到375MPa。在一些实施方式中，玻璃基材藉由在430℃下的100％的NaNO3浴中进行离子交换达2到4小时来强化，而最大CT为从140MPa到210MPa。在一些实施方式中，玻璃基材藉由在430℃下的包括NaNO3及KNO3的混合浴中进行离子交换达2到16小时来强化，且具有从90MPa到280MPa的最大CT。在一些实施方式中，玻璃基材藉由在430℃下的包括从75％到85％的NaNO3及从15％到25％的KNO3的混合浴中进行离子交换达2到16小时来强化，且具有从150MPa到280MPa的最大CT。应了解，最大CT可以是在由本文中所述的最大CT的下限中的任一者及最大CT的上限中的任一者所形成的范围内。
在通过离子交换来强化时，本文中所述的玻璃制品可以具有大于20J/m2的储存应变能量。例如，储存应变能量可以大于或等于23J/m2、大于或等于24J/m2、大于或等于25J/m2、大于或等于30J/m2、大于或等于40J/m2、大于或等于50J/m2、大于或等于60J/m2、大于或等于70J/m2、大于或等于80J/m2、大于或等于90J/m2、大于或等于100J/m2、大于或等于200J/m2、大于或等于300J/m2、大于或等于400J/m2、或甚至大于或等于500J/m2。虽然不旨在被任何特定的理论束缚，但据信，高模量与高断裂韧度的组合可以产生具有高储存应变能量的玻璃制品。进而较高的储存应变能量可以意味着，对于给定的厚度，可以将更多应力载入玻璃制品而不会在玻璃制品失效之后产生切丁的碎裂图案。例如，且不限于此，与具有例如20J/m2的储存应变能量的玻璃相比，具有23J/m2的储存应变能量的玻璃可以允许将明显较大的应力量载入玻璃中。较大的载入应力量一般有助于改善玻璃耐久性。
在一或更多个实施方式中，可以将本文中所述的玻璃制品用于制造电子装置。例如，且不限于此，可以将玻璃制品用作电子装置中的覆盖元件。用于电子装置的显示器的覆盖基材保护显示屏且提供了光学透明的表面，使用者可以通过该光学透明的表面观看显示屏。
在将本文中所述的玻璃制品用作消费产品的覆盖基材(例如用作“覆盖玻璃”)时，玻璃制品尤其可以用来减少不希望的反射，防止在玻璃制品中形成机械缺陷(例如刮痕或裂纹)，及/或提供易清洁透明表面。可以将此类覆盖基材合并到另一个制品(例如具有显示器的制品(或显示制品))中。此类显示制品包括但不限于消费电子产品，包括手机、平板电脑、电脑、导航系统、可穿戴式装置(例如手表等等)、建筑制品、运输制品、器具制品、或可以受益于某种透明度、刮擦抗性、磨损抗性、或上述项目的组合的任何制品。包含本文中所揭露的玻璃制品的一种示例性制品是一种消费电子装置，其包括：壳体，所述壳体具有前表面、后表面、及侧表面；电学部件，其至少部分地位在壳体内部或完全位在壳体内，且至少包括控制器、存储器及显示器，该显示器位于该壳体的前表面处或附近；及覆盖基材，其位于该壳体的该前表面处或上方，使得该覆盖基材位于该显示器上方。在一些实施方式中，覆盖基材可以包括本文中所揭露的玻璃制品的实施方式中的任一者。在一些实施方式中，壳体或覆盖基材中的至少一者的至少一部分包括本文中所揭露的玻璃制品。
本文中所述的玻璃制品展现出高的断裂韧度及杨氏模量。其结果是，玻璃制品的易碎性极限大于先前已知的强化玻璃，从而在可以承受的应力量方面有优势。因此，相对于先前已知的强化玻璃，机械性能改善了。玻璃制品还可以实现足够高的CT值及对应地高的储存应变能量，以由于引入缺陷而展现出切丁的碎裂图案，这在上述的应用中可以是个优势。
实施例
将进一步藉由以下实施例来阐明本文中所述的实施方式。
玻璃组合物藉由混合玻璃原料(例如SiO2、Al2O3、碱金属碳酸盐、硝酸盐或硫酸盐、碱土金属碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、或氧化物等等的粉末，如表1A-1F中所提供)的原料来形成，使得该玻璃原料的批料具有所需的玻璃组成。此后，加热该玻璃原料批料以形成熔融玻璃组合物，然后倒入成桶的水以产生碎玻璃。然后在稍微较高的温度下将此碎玻璃重新熔化以移除气泡。此双熔化程序改善了用于实验室规模熔化的所得玻璃制品的品质及均质性。然后将熔融玻璃组合物倒到钢桌上并使其凝固，然后将其放置在大约处于该玻璃组合物的退火点的退火炉中以移除应力。然后将所得的玻璃基材冷却到室温，并切割及抛光成样品以供测量。
表1A
表1B
表1C
表1D
表1E
表1F
藉由上文所论述的方法来研究玻璃组合物、玻璃基材、及玻璃制品的性质，并将结果表列于表2A-2F中。应变点及液相线温度用℃来报告。液相线粘度用P来报告。K1C用MPa*√m来报告。维氏硬度用kgf/mm2来报告。剪切模量及杨氏模量用GPa来报告。泊松比及折射率是无单位的。G1C用J/m2来报告。SOC用nm/MPa/cm来报告。储存应变能量用J/m2来报告，且报告了用来获得这些储存应变能量值的离子交换条件。最大CT值用MPa来报告，且报告了用来获得这些最大CT值的离子交换条件。离子交换浴全都被加热到430℃。
表2A
表2B
表2C
表2D
表2E
表2F
这些实施例中所示出的玻璃组合物、玻璃基材、及玻璃制品具有高达106GPa的Emod值、高达770kgf/mm2的硬度值、高达0.866MPa*√m的断裂韧度值、及高达750℃的应变点。高的应变点使得可以在升高的温度(其加速扩散性)下对由这些玻璃组合物所形成的玻璃基材进行离子交换并具有最小的应力松弛。
在离子交换时，所得到的玻璃制品可以实现高水平的压缩应力(CS)、中心张力(CT)、及深的层深度(DOL)。对于由含有Li+及Na+的玻璃组合物制成的玻璃制品而言，在430℃下的100％的KNO3浴中持续7-16小时，实现了高达14μm DOL下大于500MPa的CS值及高达210MPa的CT。在由仅含有Li+的玻璃组合物制成的玻璃制品中，在430℃下的100％的KNO3浴中进行离子交换达16小时之后测量到了高达210MPa的CT值。一般而言，混合浴产生较低的CT值。如上所述，与对于经离子交换的可强化玻璃而言，可以在比430℃到450℃的典型温度范围更高的温度下对所揭露的玻璃基材进行离子交换。相对于先前所述的玻璃，这些玻璃组合物中较低的Y2O3含量成功地允许更高效地对对应的玻璃基材进行离子交换。所得到的化学强化玻璃制品展现出高的压缩应力及高的中心张力。
图2示出了在由实施例33的玻璃组合物(其为实施例32的玻璃组合物的再熔体)制成的0.8mm厚的试样上测量到的SCALP分布曲线，该试样在2重量％的NaNO3浴中进行了离子交换。玻璃组合物展现出适于生产轧制片材的液相线及粘度参数。在这些离子交换条件下，玻璃制品可以实现约100MPa的中心张力值，其中压缩深度(DOC)值为厚度的约20％。使用混合浴离子交换条件，由实施例33的玻璃组合物制成的玻璃制品产生了超过900MPa的表面压缩值，且DOC大于5μm。
图3A-3D示出了此玻璃制品在导致图2中所示的SCALP数据的条件下进行离子交换时，因用碳化钨尖端冲击所引起的断裂图案。图3A中所示的玻璃制品被离子交换达6小时，图3B中所示的玻璃制品被离子交换达7小时，图3C中所示的玻璃制品被离子交换达8小时，而图3D中所示的玻璃制品被离子交换达9小时。因为形成玻璃制品的玻璃组合物的高杨氏模量，尽管CT高、CS高、及储存应变能量的量大，但试样仍破碎成几个大的部分。
图4A-4D示出了一系列离子交换实验的结果，该实验提供了在被碳化钨尖端冲击之后的碎裂图案。图4A中所示的玻璃制品在2重量％的NaNO3浴中进行了离子交换，图4B中所示的玻璃制品在2.33重量％的NaNO3浴中进行了离子交换，图4C中所示的玻璃制品在2.66重量％的NaNO3浴中进行了离子交换，而图4D中所示的玻璃制品在3重量％的NaNO3浴中进行了离子交换。此玻璃制品(其由实施例33的玻璃组合物制成)在裂纹分支方面的交叉点介于27J/m2与31J/m2之间，证明较高的模量允许储存更多能量。
本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离要求专利权的主题的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各个实施方式的修改和变化形式，条件是这些修改和变化形式落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。
Claims (19)
1.一种玻璃基材，所述玻璃基材由玻璃组合物所成，该玻璃组合物包括：
从60摩尔％到75摩尔％的SiO2；
从2摩尔％到15摩尔％的Li2O；
从1.9摩尔％到15摩尔％的Y2O3；及
B2O3及Na2O中的至少一者；
其中：
B2O3+Na2O为从2摩尔％到13摩尔％；
Y2O3+Al2O3为从10摩尔％到24摩尔％；
比值R2O/Al2O3为从0.5到4，其中R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O及Cs2O的总浓度；
(R2O+RO)/Al2O3为从0.5到4.5，其中RO是BeO、MgO、CaO、SrO及BaO的总浓度；
该玻璃组合物具有从75吉帕斯卡(GPa)到110GPa的杨氏模量；并且
该玻璃基材能够离子交换以形成强化玻璃制品。
2.如权利要1所述的玻璃基材，其中该玻璃基材具有从3千泊(kP)到50kP的液相线粘度。
3.如权利要求1或2所述的玻璃基材，其中该玻璃基材在589.3nm下具有从1.5到1.6的折射率。
4.如权利要求1至3中任一项所述的玻璃基材，其中，该玻璃基材具有从0.75MPa*√m到0.9MPa*√m的断裂韧度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的玻璃基材，其中该玻璃基材藉由在430℃下的100％的NaNO3浴中进行离子交换达2小时到4小时来强化，以形成强化玻璃制品，且该玻璃制品包括从该强化玻璃制品的第一表面延伸到压缩深度的压缩应力区域及从该压缩深度朝向该强化玻璃制品的与该第一表面相对的第二表面延伸的拉伸应力区域，该拉伸应力区域具有从140MPa到210MPa的最大中心张力。
6.如权利要求1至4中任一项所述的玻璃基材，其中该玻璃基材藉由在430℃下的包括NaNO3及KNO3的混合浴中进行离子交换达2到16小时来强化，以形成强化玻璃制品，且该强化玻璃制品包括从该强化玻璃制品的第一表面延伸到压缩深度的压缩应力区域及从该压缩深度朝向该强化玻璃制品的与该第一表面相对的第二表面延伸的拉伸应力区域，该拉伸应力区域具有从90MPa到280MPa的最大中心张力。
7.如权利要求6所述的玻璃基材，其中该混合浴包括从75％到85％的NaNO3及从15％到25％的KNO3，且该拉伸应力区域具有从150MPa到280MPa的最大中心张力。
8.如权利要求1至7中任一项所述的玻璃基材，其中
0.8≤(R2O+RO+Y2O3)/Al2O3≤8。
9.如权利要求1至8中任一项所述的玻璃基材，其中
0.25≤Al2O3/Y2O3≤9。
10.如权利要求1至9中任一项所述的玻璃基材，其中该玻璃组合物包括从3.5摩尔％到22摩尔％的Al2O3。
11.如权利要求1至10中任一项所述的玻璃基材，其中该玻璃组合物包括从0摩尔％到11摩尔％的B2O3，及从0摩尔％到13摩尔％的Na2O。
12.如权利要求11所述的玻璃基材，其中该玻璃组合物包括从2摩尔％到2.5摩尔％的Na2O。
13.如权利要求1至12中任一项所述的玻璃基材，其中该玻璃组合物包括从9摩尔％到15摩尔％的R2O。
14.如权利要求1至13中任一项所述的玻璃基材，其中该玻璃组合物包括从1.5摩尔％到11摩尔％的B2O3。
15.一种包括覆盖元件的电子装置，该覆盖元件包括由玻璃组合物所形成的玻璃基材，该玻璃组合物包括：
从60摩尔％到75摩尔％的SiO2；
从2摩尔％到15摩尔％的Li2O；
从1.9摩尔％到15摩尔％的Y2O3；及
B2O3及Na2O中的至少一者；
其中：
B2O3+Na2O为从2摩尔％到13摩尔％；
Y2O3+Al2O3为从10摩尔％到24摩尔％；
比值R2O/Al2O3为从0.5到4，其中R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O及Cs2O的总浓度；
(R2O+RO)/Al2O3为从0.5到4.5，其中RO是BeO、MgO、CaO、SrO及BaO的总浓度；
该玻璃组合物具有从75吉帕斯卡(GPa)到110GPa的杨氏模量；并且
该玻璃基材能够离子交换以形成强化玻璃制品。
16.如权利要求15所述的电子装置，其中该玻璃基材具有从3千泊(kP)到50kP的液相线粘度。
17.如权利要求15或16所述的电子装置，其中该玻璃基材藉由在430℃下的100％的NaNO3浴中进行离子交换达2小时到4小时来强化，以形成强化玻璃制品，且该强化玻璃制品包括从该强化玻璃制品的第一表面延伸到压缩深度的压缩应力区域及从该压缩深度朝向该强化玻璃制品的与该第一表面相对的第二表面延伸的拉伸应力区域，该拉伸应力区域具有从140MPa到210MPa的最大中心张力。
18.如权利要求17所述的电子装置，其中该玻璃基材藉由在430℃下的该100％的NaNO3浴中进行所述离子交换达3到4小时来强化，以形成强化玻璃制品，且该强化玻璃制品包括从该强化玻璃制品的第一表面延伸到压缩深度的压缩应力区域及从该压缩深度朝向该强化玻璃制品的与该第一表面相对的第二表面延伸的拉伸应力区域，该拉伸应力区域具有大于或等于150MPa的最大中心张力。
19.如权利要求15-18中的任一项所述的电子装置，其中该玻璃基材在589.3nm下具有从1.5到1.6的折射率。
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