CN116529218A - 具有改善的机械耐久性的透明玻璃陶瓷制品 - Google Patents

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Abstract

一种玻璃陶瓷制品，包括：40重量％至60重量％的SiO2；18重量％至35重量％的Al2O3；12重量％至16重量％的B2O3；0重量％至4重量％的Li2O；0重量％至5重量％的Na2O；0重量％至5重量％的K2O；0重量％至15重量％的ZnO；以及0重量％至8重量％的MgO。玻璃陶瓷制品中的Li2O和Na2O的总和可以是1重量％至8重量％。玻璃陶瓷制品中的MgO和ZnO的总和可以是3重量％至20重量％。玻璃陶瓷制品的主要结晶相可以包含莫来石型结构。

Description

具有改善的机械耐久性的透明玻璃陶瓷制品
相关申请交叉参考
本申请依据35U.S.C.§119主张于2020年9月25日提交的美国临时申请第63/083238号的优先权权益，本申请以其内容为基础，且其内容藉由引用整体并入本文。
技术领域
本说明书涉及玻璃陶瓷组合物，而更具体为可离子交换的玻璃陶瓷组合物。
背景技术
玻璃制品(例如，覆盖玻璃、玻璃背板等)运用在消费者与商用电子装置中(例如，LCD和LED显示器、计算机屏幕、自动柜员机(ATM)等)。这些玻璃制品中的一些玻璃制品可以包括“触控”功能，该功能势必使玻璃制品与各种物体(包括用户的手指及/或触控笔装置)接触，因此玻璃必须充分牢固以确保常规接触而不受损伤(例如，刮擦)。实际上，因为刮痕可能作为导致玻璃灾难性破损的裂纹的起始点，引入玻璃制品的表面的刮痕可能降低玻璃制品的强度。
再者，此类玻璃制品也可以并入可携式电子装置中(例如，移动电话、个人媒体播放器、膝上型计算机及平板计算机)。因此，玻璃制品的光学特性(例如，玻璃制品的透射率)可能是重要的考虑因素。
因此，需要相对于玻璃具有改善的机械性质同时又具有类似于玻璃的光学特性的替代材料。
发明内容
根据第一方面A1，玻璃陶瓷制品可以包含：大于或等于40重量％且小于或等于60重量％的SiO2；大于或等于18重量％且小于或等于35重量％的Al2O3；大于或等于12重量％且小于或等于16重量％的B2O3；大于或等于0重量％且小于或等于4重量％的Li2O；大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的Na2O；大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的K2O；大于或等于0重量％且小于或等于15重量％的ZnO；以及大于或等于0重量％且小于或等于8重量％的MgO，其中：Li2O+Na2O大于或等于1重量％且小于或等于8重量％；MgO+ZnO大于或等于3重量％且小于或等于20重量％；以及玻璃陶瓷制品的主要结晶相包含莫来石型结构。
第二方面A2包括根据第一方面A1的玻璃陶瓷制品，其中玻璃陶瓷制品包含大于或等于12.5重量％且小于或等于16重量％的B2O3。
第三方面A3包括根据第二方面A2的玻璃陶瓷制品，其中玻璃陶瓷制品包含大于或等于13重量％且小于或等于15.5重量％的B2O3。
第四方面A4包括根据第一至第三方面A1-A3中任一者的玻璃陶瓷制品，其中Li2O+Na2O大于或等于1.2重量％且小于或等于6重量％。
第五方面A5包括根据第四方面A4的玻璃陶瓷制品，其中Li2O+Na2O大于或等于1.4重量％且小于或等于5重量％。
第六方面A6包括根据第一至第五方面A1-A5中任一者所述的玻璃陶瓷制品，其中MgO+ZnO大于或等于5重量％且小于或等于18重量％。
第七方面A7包括根据第六方面A6的玻璃陶瓷制品，其中MgO+ZnO大于或等于7重量％且小于或等于15重量％。
第八方面A8包括根据第一至第七方面A1-A7中任一者的玻璃陶瓷制品，其中玻璃陶瓷制品包含大于或等于20重量％且小于或等于30重量％的Al2O3。
第九方面A9包括根据第一至第八方面A1-A8中任一者的玻璃陶瓷制品，其中玻璃陶瓷制品包含大于或等于8重量％且小于或等于15重量％的ZnO。
第十方面A10包括根据第一至第九方面A1-A9中任一者的玻璃陶瓷制品，其中(R2O+RO)/Al2O3小于1。
第十一方面A11包括根据第一至第十方面A1-A10中任一者的玻璃陶瓷制品，其中玻璃陶瓷制品不含ZrO2。
第十二方面A12包括根据第一至第十一方面A1-A11中任一者的玻璃陶瓷制品，其中玻璃陶瓷制品不含As2O3。
第十三方面A13包括根据第一至第十二方面A1-A12中任一者的玻璃陶瓷制品，其中玻璃陶瓷制品包含大于或等于40重量％且小于或等于55重量％的SiO2。
第十四方面A14包括根据第十三方面A13的玻璃陶瓷制品，其中玻璃陶瓷制品包含大于或等于43重量％且小于或等于50重量％的SiO2。
第十五方面A15包括根据第一至第十四方面A1-A14中任一者的玻璃陶瓷制品，其中藉由双扭转方法(double torsion method)所测量的玻璃陶瓷制品的KIc断裂韧性大于或等于0.90MPa·m1/2。
第十六方面A16包括根据第一至第十五方面A1-A15中任一者的玻璃陶瓷制品，其中玻璃陶瓷制品的弹性模量大于或等于50GPa且小于或等于100GPa。
第十七方面A17包括根据第一至第十六方面A1-A16中任一者所述的玻璃陶瓷制品，其中在0.8mm的制品厚度下以400nm至800nm的波长范围内的光测量的玻璃陶瓷制品的平均透射率大于或等于70％且小于或等于95％。
第十八方面A18包括根据第一至第十七方面A1-A17中任一者所述的玻璃陶瓷制品，其中玻璃陶瓷制品的热膨胀系数(CTE)小于或等于50×10 -7/℃。
根据第十九方面A19，形成玻璃陶瓷制品的方法可以包含以下步骤：在烤箱中以大于或等于1℃/min且小于或等于10℃/min的速率加热玻璃陶瓷组合物至成核温度，其中玻璃陶瓷组合物包含：大于或等于40重量％且小于或等于60重量％的SiO2；大于或等于18重量％且小于或等于35重量％的Al2O3；大于或等于12重量％且小于或等于16重量％的B2O3；大于或等于0重量％且小于或等于4重量％的Li2O；大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的Na2O；大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的K2O；大于或等于0重量％且小于或等于15重量％的ZnO；以及大于或等于0重量％且小于或等于8重量％的MgO，其中：Li2O+Na2O大于或等于1重量％且小于或等于8重量％；以及MgO+ZnO大于或等于3重量％且小于或等于20重量％；在烤箱中将玻璃陶瓷组合物在成核温度下维持大于或等于0.25小时且小于或等于4小时的时间，以产生成核可结晶玻璃；在烤箱中以大于或等于1℃/min且小于或等于10℃/min的速率将成核可结晶玻璃加热至结晶温度；在烤箱中将成核可结晶玻璃在结晶温度下维持大于或等于0.25小时且小于或等于4小时的时间，以产生玻璃陶瓷制品，其中玻璃陶瓷制品的主要结晶相包括莫来石型结构；以及将玻璃陶瓷制品冷却至室温。
第二十方面A20包括根据第十九方面A19所述的方法，其中成核温度大于或等于600℃且小于或等于900℃。
第二十一方面A21包括根据第十九方面A19所述的方法，其中结晶温度大于或等于700℃且小于或等于1000℃。
第二十二方面A22包括根据第十九方面A19所述的方法，进一步包含以下步骤：在离子交换浴中强化玻璃陶瓷制品。
第二十三方面A23包括根据第十九方面A19所述的方法，其中玻璃陶瓷制品具有大于或等于0.90MPa·m1/2的双扭转方法所测量的KIc断裂韧性。
第二十四方面A24包括根据第十九方面A19所述的方法，其中玻璃陶瓷制品具有大于或等于50GPa且小于或等于100GPa的弹性模量。
第二十五方面A25包括根据第十九方面A19所述的方法，其中在0.8mm的制品厚度下以400nm至800nm的波长范围内的光测量的玻璃陶瓷制品的平均透射率大于或等于70％且小于或等于95％。
第二十六方面A26包括一种消费性电子装置，包含：壳体，其具有前表面、后表面及侧表面；电子部件，其至少部分设置于壳体内，电子部件至少包括控制器、内存及显示器，显示器设置于壳体的前表面处或与前表面相邻；以及根据第一方面A1的玻璃陶瓷制品，其设置于显示器上方。
在随后的具体实施方式中将阐述本文所述的玻璃陶瓷组合物的额外特征及优势，且本领域技术人员将可根据该描述而部分理解额外特征及优势，或藉由实践本文中(包括随后的具体实施方式、权利要求书及附图)所描述的实施方式而了解额外特征及优势。
应了解，上述一般描述与以下详细描述二者均描述各种实施方式，并且意欲提供用于理解请求保护的主题的本质及特性的概述或框架。包括附图以提供对各种实施方式的进一步理解，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本文中所述的各种实施方式，且与描述一同用于解释请求保护的主题的原理及操作。
附图简要说明
图1为结合有根据本文所述的一个或多个实施方式的任何玻璃陶瓷制品的示例性电子装置的平面图；
图2为图1的示例性电子装置的透视图；
图3为根据本文所述的一个或多个实施方式的由玻璃陶瓷组合物制成并经受热处理的示例性玻璃陶瓷制品的X射线衍射(XRD)光谱(x轴：2θ角；y轴：强度)的图；
图4为根据本文所述的一个或多个实施方式的由玻璃陶瓷组合物制成并经受热处理的示例性玻璃陶瓷制品的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图5为根据本文所述的一个或多个实施方式的由玻璃陶瓷组合物制成并经受热处理的示例性玻璃陶瓷制品的总透射率(x轴：波长；y轴：％总透射率)的图；
图6为根据本文所述的一个或多个实施方式的由玻璃陶瓷组合物制成并经受热处理的示例性玻璃陶瓷制品的漫透射率(x轴：波长；y轴：％漫透射率)的图；
图7为根据本文所述的一个或多个实施方式的由玻璃陶瓷组合物制成并经受热处理的示例性玻璃陶瓷制品的散射比率(x轴：波长；y轴：散射比率)的图；
图8为根据本文所述的一个或多个实施方式的由玻璃陶瓷组合物制成并经受热处理的示例性玻璃陶瓷制品的钠浓度(x轴：深度；y轴：Na2O浓度)的图；
图9为根据本文所述的一个或多个实施方式的由玻璃陶瓷组合物制成并经受热处理的示例性玻璃陶瓷制品的应力(x轴：深度；y轴：应力)的图；以及
图10为根据本文所述的一个或多个实施方式的由玻璃陶瓷组合物制成并经受热处理的示例性玻璃陶瓷制品的中心张力(x轴：深度；y轴：中心张力)的图。
具体实施方式
现在将详细参照具有改善的机械耐久性的透明玻璃陶瓷制品的各种实施方式。根据实施方式，玻璃陶瓷制品包括：大于或等于40重量％且小于或等于60重量％的SiO2；大于或等于18重量％且小于或等于35重量％的Al2O3；大于或等于12重量％且小于或等于16重量％的B2O3；大于或等于0重量％且小于或等于4重量％的Li2O；大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的Na2O；大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的K2O；大于或等于0重量％且小于或等于15重量％的ZnO；以及大于或等于0重量％且小于或等于8重量％的MgO。玻璃陶瓷制品中的Li2O与Na2O的总和可以大于或等于1重量％且小于或等于8重量％。玻璃陶瓷制品中的MgO与ZnO的总和可以大于或等于3重量％且小于或等于20重量％。玻璃陶瓷制品的主要结晶相可以包含莫来石型结构。离子可交换玻璃陶瓷组合物的各种实施方式以及形成玻璃陶瓷制品的方法将在本文中具体参照附图。
本文所表示的范围可为从“约”一个具体值及/或到“约”另一具体值。当表示这样的范围时，另一实施方式包括从一个具体值及/或到另一具体值。同样地，当以使用前置词“约”的近似方式表示值时，将可了解到具体值将形成另一实施方式。可以进一步了解范围的每一端点与另一端点有关和独立于另一端点都是有意义的。
本文所使用的方向术语(例如上、下、右、左、前方、后方、顶部、底部)仅对于参照附图的图示成立，而不预期为暗示绝对取向。
除非另外明确陈述，否则本文所述任何方法不能理解为要求以具体顺序施行其步骤，也不能将任何设备理解为要求具体取向。因此，在方法权利要求并不实际记载其步骤的顺序，或者任何设备权利要求并不实际记载独立部件的顺序或取向，或者不在权利要求或叙述中具体说明步骤限制于具体顺序，或者并未记载设备的部件的具体顺序或取向的情况中，在任何方面都不以任何方式推断其顺序或取向。这适用于为了说明的任何可能非表述基础，包括：对于步骤、操作流程、部件顺序、或部件取向的布置的逻辑主题；文法组织或标点所推衍的通用意义；以及在说明书中所叙述之实施方式的数量或类型。
如本文所使用，除非上下文明确另外指示，否则单数型“一”、“一个”和“该”包括复数指称。因此，举例而言，除非上下文明确另外指示，否则对于“一”部件的提及包括具有两个或更多个部件的方面。
当用于描述玻璃陶瓷组合物中的具体组成成分的浓度及/或不存在时，术语“0重量％”和“不含”指并未故意将组成成分添加到玻璃组合物中。然而，玻璃陶瓷组合物可以包含小于0.1重量％的痕量的组成成分来作为污染物或残渣。
在本文所述的玻璃陶瓷组合物或玻璃陶瓷制品的实施方式中，组成成分(例如，SiO2、Al2O3等)的浓度除非以其他方式指明，否则是在氧化物的基础上以重量百分比(重量％)指明。
使用标题为“Double Torsion Technique As a Universal Fracture ToughnessTest Method”(作为通用断裂韧性测试方法的双扭转技术)的ASTM STP 559中描述的双扭转技术来测量断裂韧性，其内容藉由引用整体并入本文。
本文所述的X射线衍射(XRD)光谱利用D8 ENDEAVOR X射线衍射系统进行测量，该系统具有由布鲁克公司(Bruker Corporation)(马萨诸塞州比勒利卡(Billerica))所制造的YNXEYE XE-T探测器。
透射率数据(总透射率与漫透射率)利用珀金埃尔默股份公司(PerkinElmerInc.)(美国马萨诸塞州沃特瑟姆(Waltham))所制造的Lambda 950UV/Vis分光光度计进行测量。Lambda 950设备装设150mm的积分球。使用开放光束基线和参考反射盘来收集数据。针对总透射率(总Tx)，样品固定在积分球入口点。针对漫透射率(漫射Tx)，移除球体出口上方的/>参考反射盘，以允许轴上光离开球体并进入光阱。在没有样品的情况下，针对漫射部分进行零偏移测量，以确定光阱的效率。为了校正漫透射率测量，使用下列等式从样品测量值减去零偏移贡献：漫射Tx＝漫射测量-(零偏移*(总Tx/100))。针对所有波长的散射比率的测量为：(％漫射Tx/％总Tx)。
本文所使用的术语“平均透射率”指在给定波长范围内进行的透射率测量的平均，其中每一整数波长的权重相等。在本文所述的实施方式中，在从400nm到800nm(包括端点)的波长范围中报告“平均透射率”。
当用于描述本文所述的玻璃陶瓷组合物所形成的玻璃陶瓷制品时，术语“透明”指通过波长范围为400nm至800nm(包括端点)的光垂直入射0.8mm厚的玻璃陶瓷制品测量时，制品具有大于或等于85％的平均透射率。
当用于描述本文所述的玻璃陶瓷组合物所形成的玻璃陶瓷制品时，术语“透明雾度”指通过波长范围为400nm至800nm(包括端点)的光垂直入射0.8mm厚的玻璃陶瓷制品测量时，制品具有大于或等于70％且小于85％的平均透射率。
当用于描述本文所述的玻璃陶瓷组合物所形成的玻璃陶瓷制品时，术语“半透明”指通过波长范围为400nm至800nm(包括端点)的光垂直入射0.8mm厚的玻璃陶瓷制品测量时，制品具有大于或等于20％且小于70％的平均透射率。
当用于描述本文所述的玻璃陶瓷组合物所形成的玻璃陶瓷制品时，术语“不透明”指通过波长范围为400nm至800nm(包括端点)的光垂直入射0.8mm厚的制品测量时，玻璃陶瓷组合物具有少于20％的平均透射率。
如本文所示及描述，使用扫描电子显微镜(SEM)的电子衍射图像利用ZEISSGeminiSEM 500扫描电子显微镜在4.7mm的工作距离(WD)、3.00的电子高张力(EHT)(electron high tension)及高真空模式获取。
本文所使用的术语“熔点”指玻璃陶瓷组合物的黏度为200泊的温度。
本文所使用的术语“软化点”指玻璃陶瓷组合物的黏度为1x10 7.6泊的温度。软化点根据平行板黏度方法进行测量，类似于ASTM C1351M，平行板黏度方法测量随着温度的变化为10 7至10 9泊的无机玻璃的黏度。
本文所使用的术语“液相线黏度”指玻璃陶瓷组合物在失透开始时(亦即，在根据ASTM C829-81利用梯度炉方法确定的液相线温度下)的黏度。
如本文所述，以吉帕(GPa)为单位来提供并根据ASTM C623测量玻璃陶瓷制品的弹性模量(也称为杨氏模量)。
本文所使用的术语“CTE”指玻璃陶瓷制品在0℃至300℃(包括端点)之间的平均热膨胀系数，其中每一整数波长的权重相等。
本文所使用的术语“玻璃陶瓷制品”指通过玻璃的受控结晶所产生的材料。在实施方式中，玻璃陶瓷具有约1％至约99％的结晶度。
表面压缩应力利用表面应力计(FSM)(例如，商业可取得的仪器(如由折原工业股份有限公司(Orihara Industrial Co.,Ltd)(日本)制造的FSM-6000))来测量。表面应力测量取决于与玻璃陶瓷制品的双折射有关的应力光学系数(SOC)的测量。然后，根据标题为“Standard Test Method 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所述的程序C(玻璃碟方法)测量SOC，其内容藉由引用整体并入本文。压缩深度(DOC)利用该领域已知的FSM并结合散射光偏光镜(SCALP)技术来测量。FSM测量钾离子交换的压缩深度，而SCALP测量钠离子交换的压缩深度。使用该领域已知的SCALP技术来测量最大中心张力(CT)值。
短语“压缩深度”和“DOC”指玻璃陶瓷制品中压缩应力转变成拉伸应力的位置。
使用JEOL 8900电子微探针来测量本文所述的组合物分布曲线。
当用于描述本文的玻璃陶瓷组合物所形成的玻璃陶瓷制品的结晶相时，术语“莫来石型”指莫来石、硼莫来石及含锌和镁的亚稳莫来石固溶体。
由于存在阻碍裂纹生长的晶粒以及相对高的弹性模量，相对于玻璃所形成的制品，玻璃陶瓷制品通常具有改善的断裂韧性。然而，由于玻璃陶瓷制品固有的微观结构，可能难以达到所期望的透明度。此外，存在于玻璃陶瓷组合物中的碱金属氧化物可能包括在热处理之后的结晶相中，并且可能无法用于离子交换。
本文揭示减轻上述问题的玻璃陶瓷组合物以及由其形成的玻璃陶瓷制品。具体而言，本文所述的玻璃陶瓷组合物包含相对大量的Al2O3以及碱金属氧化物(例如，Li2O及Na2O)，而导致透明的莫来石型玻璃陶瓷制品具有相对大量的Li2O及/或Na2O存在于残余玻璃相中。因此，Al2O3也相对较高的残余玻璃相可以容易地进行离子交换。此外，针状斜方莫来石型纳米晶体的各向异性性质可能有助于改善玻璃陶瓷制品的断裂韧性。相较于仅由玻璃形成的制品，相对高的Al2O3含量以及高模量莫来石型结晶相的存在可能导致相对高的弹性模量。
本文所述的玻璃陶瓷组合物可以描述为铝硼硅酸盐玻璃陶瓷组合物，并且包含SiO2、Al2O3及B2O3。除了SiO2、Al2O3及B2O3之外，本文的玻璃陶瓷组合物还包括碱金属氧化物(例如，Li2O及Na2O)，以实现玻璃陶瓷组合物所形成的玻璃陶瓷制品的离子交换性。本文所述的玻璃陶瓷组合物进一步包括二价阳离子氧化物(例如，ZnO及MgO)，以辅助组合物中的Al2O3进行电荷平衡，而藉此在所得到的玻璃陶瓷制品中实现所期望的结晶相(以及所期望的结晶相的量)。
SiO2为本文所述的玻璃陶瓷组合物中的主要玻璃形成物，并且可以用于稳定玻璃陶瓷制品的网络结构。玻璃陶瓷组合物中的SiO2的量应该足够高(例如，大于或等于40重量％)，以在玻璃陶瓷组合物经受热处理以将玻璃陶瓷组合物转换成玻璃陶瓷制品时形成结晶相。由于纯SiO2或高SiO2玻璃的熔融温度过高，因此可以限制SiO2的量(例如，少于或等于60重量％)，以控制玻璃陶瓷组合物的熔点。因此，限制SiO2的量可以有助于改善所得到的玻璃陶瓷制品的可熔融性以及可成形性。
因此，在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于40重量％且小于或等于60重量％的SiO2。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于40重量％且小于或等于55重量％的SiO2。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于43重量％且小于或等于50重量％的SiO2。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的SiO2的量可以大于或等于40重量％、大于或等于43重量％、或甚至大于或等于45重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的SiO2的量可以小于或等于60重量％、小于或等于55重量％、或甚至小于或等于50重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的SiO2的量可以大于或等于40重量％且小于或等于60重量％、大于或等于40重量％且小于或等于55重量％、大于或等于40重量％且小于或等于50重量％、大于或等于43重量％且小于或等于60重量％、大于或等于43重量％且小于或等于55重量％、大于或等于43重量％且小于或等于50重量％、大于或等于45重量％且小于或等于60重量％、大于或等于45重量％且小于或等于55重量％、或甚至大于或等于45重量％且小于或等于50重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
类似于SiO2，Al2O3也可以稳定玻璃网络，并且附加地针对所得到的玻璃陶瓷制品提供改善的机械性质以及化学耐久性。也可以调整Al2O3的量，以控制玻璃陶瓷组合物的黏度。然而，若Al2O3的量太高，则熔体的黏度可能增加。Al2O3的量应该足够高(例如，大于或等于18重量％)，而使得所得到的玻璃陶瓷制品具有所期望的断裂韧性(例如，大于或等于0.90MPa·m1/2)。然而，若Al2O3的量太高(例如，大于35重量％)，则熔体的黏度可能增加，而减少所得到的玻璃陶瓷制品的可成形性。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于18重量％且小于或等于35重量％的Al2O3。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于20重量％且小于或等于30重量％的Al2O3。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Al2O3的量可以大于或等于18重量％、大于或等于20重量％、或甚至大于或等于22重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Al2O3的量可以小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、或甚至小于或等于28重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Al2O3的量可以大于或等于18重量％且小于或等于35重量％、大于或等于18重量％且小于或等于30重量％、大于或等于18重量％且小于或等于28重量％、大于或等于20重量％且小于或等于35重量％、大于或等于20重量％且小于或等于30重量％、大于或等于20重量％且小于或等于28重量％、大于或等于22重量％且小于或等于35重量％、大于或等于22重量％且小于或等于30重量％、或甚至大于或等于22重量％且小于或等于28重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
B2O3降低玻璃陶瓷组合物的熔融温度。此外，当玻璃陶瓷组合物经受热处理以形成玻璃陶瓷制品时，在玻璃陶瓷组合物中添加B2O3有助于实现互锁晶体微结构。此外，B2O3也可以改善所得到的玻璃陶瓷制品的抗损伤性。当热处理之后的残余玻璃相中的硼没有被碱金属氧化物或二价阳离子氧化物(例如，MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO)进行电荷平衡时，硼将处于三角配位状态(或三配位硼)，而打开了玻璃的结构。这些三配位硼原子周围的网络不像四面体配位(或四配位)硼那样刚性。不受理论的束缚，认为相较于四配位硼，包括三配位硼的玻璃陶瓷制品在裂纹形成之前可以耐受一定程度的变形。藉由容忍一些变形，而增加维氏压痕裂纹起始阈值。包括三配位硼的玻璃陶瓷制品的断裂韧性也可能增加。B2O3的量应该足够高(例如，大于或等于12重量％)，以改善可成形性，并增加所得到的玻璃陶瓷制品的断裂韧性。然而，若B2O3过高，则化学耐久性和液相线黏度可能减少，并且熔融期间的B2O3的挥发及蒸发变得难以控制。因此，可以限制B2O3的量(例如，小于或等于16重量％)，以维持玻璃陶瓷组合物的化学耐久性以及可制造性。
在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于12重量％的B2O3且小于或等于16重量％的B2O3。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于12.5重量％且小于或等于16重量％的B2O3。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于13重量％且小于或等于15.5重量％的B2O3。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的B2O3的量可以大于或等于12重量％、大于或等于12.5重量％、大于或等于13重量％、或甚至大于或等于13.5重量。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的B2O3的量可以小于或等于16重量％或甚至小于或等于15.5重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的B2O3的量可以大于或等于12重量％且小于或等于16重量％、大于或等于12重量％且小于或等于15.5重量％、大于或等于12.5重量％且小于或等于16重量％、大于或等于12.5重量％且小于或等于15.5重量％、大于或等于13重量％且小于或等于16重量％、大于或等于13重量％且小于或等于15.5重量％、大于或等于13.5重量％且小于或等于16重量％、或甚至大于或等于13.5重量％且小于或等于15.5重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
如上所述，玻璃陶瓷组合物可以包含碱金属氧化物(例如，Li2O及Na2O)，以实现玻璃陶瓷组合物的离子交换性。Li2O有助于玻璃陶瓷组合物的离子交换性，并且还降低玻璃陶瓷组合物的软化点，而藉此增加所得到的玻璃陶瓷制品的可成形性。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于0重量％且小于或等于4重量％的Li2O。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Li2O的量可以大于或等于0重量％、大于或等于0.5重量％、大于或等于1重量％、大于或等于1.2重量％、或甚至大于或等于1.4重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Li2O的量可以小于或等于4重量％、小于或等于3重量％、小于或等于2.5重量％、或甚至小于或等于2重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Li2O的量可以大于或等于0重量％且小于或等于4重量％、大于或等于0重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0重量％且小于或等于2.5重量％、大于或等于0重量％且小于或等于2重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于4重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于2.5重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于2重量％、大于或等于1重量％且小于或等于4重量％、大于或等于1重量％且小于或等于3重量％、大于或等于1重量％且小于或等于2.5重量％、大于或等于1重量％且小于或等于2重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于4重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于3重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于2.5重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于2重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于4重量％、大于或等于1.4重量％且小于或等于3重量％、大于或等于1.4重量％且小于或等于2.5重量％，或甚至大于或等于1.4重量％且小于或等于2重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
除了有助于玻璃陶瓷组合物的离子交换性之外，Na2O降低熔点，并改善所得到的玻璃陶瓷制品的可成形性。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的Na2O。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Na2O的量可以大于或等于0重量％、大于或等于1重量％、大于或等于1.5重量％、或甚至大于或等于2重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Na2O的量可以小于或等于5重量％、小于或等于4.5重量％、或甚至小于或等于4重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Na2O的量可以大于或等于0重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0重量％且小于或等于4.5重量％、大于或等于0重量％且小于或等于4重量％、大于或等于1重量％且小于或等于5重量％、大于或等于1重量％且小于或等于4.5重量％、大于或等于1重量％且小于或等于4重量％、大于或等于1.5重量％且小于或等于5重量％、大于或等于1.5重量％且小于或等于4.5重量％、大于或等于1.5重量％且小于或等于4重量％、大于或等于2重量％且小于或等于5重量％、大于或等于2重量％且小于或等于4.5重量％、或甚至大于或等于2重量％且小于或等于4重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
可以控制玻璃陶瓷组合物中的Li2O和Na2O的总量，以调节离子交换处理。Li2O和Na2O的总量应该足够高(例如，大于或等于1重量％)，以实现玻璃陶瓷组合物的离子交换性。然而，若玻璃陶瓷组合物中的Li2O和Na2O的总量太高(例如，大于8重量％)，则可能无法实现透明的玻璃陶瓷制品。因此，在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Li2O和Na2O的总量(亦即，Li2O(重量％)+Na2O(重量％))可以大于或等于1重量％且小于或等于8重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Li2O和Na2O的总量可以大于或等于1.2重量％且小于或等于6重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Li2O和Na2O的总量可以大于或等于1.4重量％且小于或等于5重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Li2O和Na2O的总量可以大于或等于1重量％、大于或等于1.2重量％、或甚至大于或等于1.4重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Li2O和Na2O的总量可以小于或等于8重量％、小于或等于6重量％、小于或等于5重量％、或甚至小于或等于4重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Li2O和Na2O的总量可以大于或等于1重量％且小于或等于8重量％、大于或等于1重量％且小于或等于6重量％、大于或等于1重量％且小于或等于5重量％、大于或等于1重量％且小于或等于4重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于8重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于6重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于5重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于4重量％、大于或等于1.4重量％且小于或等于8重量％、大于或等于1.4重量％且小于或等于6重量％、大于或等于1.4重量％且小于或等于5重量％、或甚至大于或等于1.4重量％且小于或等于4重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
本文所述的玻璃陶瓷组合物可以进一步包含除了Li2O和Na2O以外的碱金属氧化物(例如，K2O)。K2O促进离子交换，增加压缩的深度，并降低熔点，以改善所得到的玻璃陶瓷制品的可成形性。然而，添加K2O可能造成表面压缩应力以及熔点过低。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的K2O的量可以大于或等于0重量％或甚至大于或等于0.1重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的K2O的量可以小于或等于5重量％、小于或等于3重量％、小于或等于1重量％、或甚至小于或等于0.5重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的K2O的量可以大于或等于0重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0重量％且小于或等于1重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于1重量％、大于或等于0重量％且小于或等于0.5重量％、或甚至大于或等于0.1重量％且小于或等于0.5重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
所有碱金属氧化物的总和在本文中表示为R2O。具体而言，R2O为存在于玻璃陶瓷组合物中的Li2O、Na2O及K2O的总和(以重量％计)(亦即，R2O＝Li2O(重量％)+Na2O(重量％)+K2O(重量％))。类似于B2O3，碱金属氧化物有助于降低玻璃陶瓷组合物的软化点和成型温度，藉此抵消玻璃陶瓷组合物中的较高量的SiO2所引起的玻璃陶瓷组合物的软化点及成型温度的增加。软化点及成型温度的降低可以藉由在玻璃陶瓷组合物中包括碱金属氧化物(例如，两种或更多种碱金属氧化物)的组合来进一步降低，此现象指为“混合碱效应”。然而，已经发现若碱金属氧化物的量太高，则玻璃陶瓷组合物的平均热膨胀系数增加到大于100×10 -7/℃，这可能是不期望的。
在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的R2O的量可以大于或等于1重量％、大于或等于1.2重量％、或甚至大于或等于1.4重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的R2O的总量可以小于或等于10重量％、小于或等于8重量％、或甚至小于或等于5重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的Li2O和Na2O的总量可以大于或等于1重量％且小于或等于10重量％、大于或等于1重量％且小于或等于8重量％、大于或等于1重量％且小于或等于5重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于10重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于8重量％、大于或等于1.2重量％且小于或等于5重量％、大于或等于1.4重量％且小于或等于10重量％、大于或等于1.4重量％且小于或等于8重量％、或甚至大于或等于1重量％且小于或等于5重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
玻璃陶瓷组合物中的MgO可以有助于使玻璃陶瓷组合物中的Al2O3进行电荷平衡。Al2O3的电荷平衡有助于在玻璃陶瓷制品中实现所期望的结晶相(以及结晶相的量)。MgO降低玻璃陶瓷组合物的黏度(这增强可成形性)、应变点及弹性模量，并且可以改善所得到的玻璃陶瓷制品的离子交换性。MgO可以包括在玻璃陶瓷组合物中(例如，大于或等于0重量％的量)，而有助于Al2O3的电荷平衡并降低玻璃陶瓷组合物的黏度。然而，当向玻璃陶瓷组合物添加过多的MgO(例如，大于8重量％)时，玻璃陶瓷组合物中的钠离子及钾离子的扩散率降低，而对所得到的玻璃陶瓷制品的离子交换效能(亦即，离子交换能力)产生不利影响。
在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于0重量％且小于或等于8重量％的MgO。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的MgO的量可以大于或等于0重量％、大于或等于2重量％、或甚至大于或等于4重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的MgO的量可以小于或等于8重量％或甚至小于或等于6重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的MgO的量可以大于或等于0重量％且小于或等于8重量％、大于或等于0重量％且小于或等于6重量％、大于或等于2重量％且小于或等于8重量％、大于或等于2重量％且小于或等于6重量％、大于或等于4重量％且小于或等于8重量％、或甚至大于或等于4重量％且小于或等于6重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
类似于MgO，ZnO可以辅助MgO进行组合物中的Al2O3的电荷平衡，藉此在所得到的玻璃陶瓷制品中实现所期望的结晶相(以及结晶相的量)。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于0重量％且小于或等于15重量％的ZnO。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于8重量％且小于或等于15重量％的ZnO。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的ZnO的量可以大于或等于0重量％、大于或等于2重量％、大于或等于4重量％、大于或等于6重量％、甚至大于或等于8重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的ZnO的量可以小于或等于15重量％、小于或等于13重量％、或甚至小于或等于11重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的ZnO的量可以大于或等于0重量％且小于或等于15重量％、大于或等于0重量％且小于或等于13重量％、大于或等于0重量％且小于或等于11重量％、大于或等于2重量％且小于或等于15重量％、大于或等于2重量％且小于或等于13重量％、大于或等于2重量％且小于或等于11重量％、大于或等于4重量％且小于或等于15重量％、大于或等于4重量％且小于或等于13重量％、大于或等于4重量％且小于或等于11重量％、大于或等于6重量％且小于或等于15重量％、大于或等于6重量％且小于或等于13重量％、大于或等于6重量％且小于或等于11重量％、大于或等于8重量％且小于或等于15重量％、大于或等于8重量％且小于或等于13重量％、或甚至大于或等于8重量％且小于或等于11重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
可以控制玻璃陶瓷组合物中的MgO和ZnO的总量，以辅助组合物中的Al2O3的电荷平衡，藉此在所得到的玻璃陶瓷制品中实现所期望的结晶相(以及结晶相的量)。玻璃陶瓷组合物中的MgO和ZnO的总量应该足够高(例如，大于或等于3重量％)，而能够形成所期望的莫来石型结晶相。然而，若MgO和ZnO的总量太高(例如，大于20重量％)，则可能降低所期望的莫来石型晶相的形成，而有利于其他晶相(例如，尖晶石与β-石英)。因此，在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的MgO和ZnO的总量(亦即，MgO(重量％)+ZnO(重量％))可以大于或等于3重量％且小于或等于20重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的MgO和ZnO的总量可以大于或等于5重量％且小于或等于18重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的MgO和ZnO的总量可以大于或等于7重量％且小于或等于15重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的MgO和ZnO的总量可以大于或等于3重量％、大于或等于5重量％、或甚至大于或等于7重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的MgO和ZnO的总量可以小于或等于20重量％、小于等于18重量％、小于或等于15重量％、或甚至小于或等于13重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的MgO和ZnO的总量可以大于或等于3重量％且小于或等于20重量％、大于或等于3重量％且小于或等于18重量％、大于或等于3重量％且小于或等于15重量％、大于或等于3重量％且小于或等于13重量％、大于或等于5重量％且小于或等于20重量％、大于或等于5重量％且小于或等于18重量％、大于或等于5重量％且小于或等于15重量％、大于或等于5重量％且小于或等于13重量％、大于或等于7重量％且小于或等于20重量％、大于或等于7重量％且小于或等于18重量％、大于或等于7重量％且小于或等于15重量％、大于或等于7重量％且小于或等于13重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的CaO。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的CaO的量可以大于或等于0重量％、大于或等于0.1重量％、大于或等于0.5重量％、或甚至大于或等于1重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的CaO的量可以小于或等于5重量％或甚至小于或等于3重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的CaO的量可以大于或等于0重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于3重量％、大于或等于1重量％且小于或等于5重量％、或甚至大于或等于1重量％且小于或等于3重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以不包含CaO。
在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的SrO。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的SrO的量可以大于或等于0重量％、大于或等于0.1重量％、大于或等于0.5重量％、或甚至大于或等于1重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的SrO的量可以小于或等于5重量％或甚至小于或等于3重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的SrO的量可以大于或等于0重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于3重量％、大于或等于1重量％且小于或等于5重量％、或甚至大于或等于1重量％且小于或等于3重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。在实施方式中，玻璃组合物可以不包含SrO。
在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的BaO。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的BaO的量可以大于或等于0重量％、大于或等于0.1重量％、大于或等于0.5重量％、或甚至大于或等于1重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的BaO的量可以小于或等于5重量％或甚至小于或等于3重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的BaO的量可以大于或等于0重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于3重量％、大于或等于1重量％且小于或等于5重量％、或甚至大于或等于1重量％且小于或等于3重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。在实施方式中，玻璃组合物可以不包含BaO。
所有二价阳离子氧化物的总和在本文中表示为RO。具体而言，RO为存在于玻璃陶瓷组合物中的MgO、ZnO、CaO、SrO及BaO的总和(以重量％计)(亦即，RO＝MgO(重量％)+ZnO(重量％)+CaO(重量％)+SrO(重量％)+BaO(重量％))。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的RO的量可以大于或等于3重量％、大于或等于5重量％、大于或等于7重量％、或甚至大于或等于10重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的RO的量可以小于或等于20重量％、小于或等于18重量％、或甚至小于或等于15重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的RO的量可以大于或等于3重量％且小于或等于20重量％、大于或等于3重量％且小于或等于18重量％、大于或等于3重量％且小于或等于15重量％、大于或等于5重量％且小于或等于20重量％、大于或等于5重量％且小于或等于18重量％、大于或等于5重量％且小于或等于15重量％、大于或等于7重量％且小于或等于20重量％、大于或等于7重量％且小于或等于18重量％、大于或等于7重量％且小于或等于15重量％、大于或等于10重量％且小于或等于20重量％、大于或等于10重量％且小于或等于18重量％、或甚至大于或等于10重量％且小于或等于15重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的R2O和RO的总量(亦即，R2O(重量％)+RO(重量％))可以大于或等于4重量％、大于或等于7重量％、或甚至大于或等于10重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的R2O和RO的总量可以小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、小于或等于20重量％、或甚至小于或等于15％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的R2O和RO的总量可以大于或等于4重量％且小于或等于30重量％、大于或等于4重量％且小于或等于25重量％、大于或等于4重量％且小于或等于20重量％、大于或等于4重量％且小于或等于15重量％、大于或等于7重量％且小于或等于30重量％、大于或等于7重量％且小于或等于25重量％、大于或等于7重量％且小于或等于20重量％、大于或等于7重量％且小于或等于15重量％、大于或等于10重量％且小于或等于30重量％、大于或等于10重量％且小于或等于25重量％、大于或等于10重量％且小于或等于20重量％、或甚至大于或等于10重量％且小于或等于15重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
在实施方式中，本文所述的玻璃陶瓷组合物可以是过铝质的(亦即，R2O和RO的总和与Al2O3的重量比率小于1)，其可能有助于相对于其他晶相(例如，尖晶石或β-石英)而形成所期望的莫来石型结晶相。在实施方式中，R2O和RO的总和与Al2O3的重量比率(亦即，(R2O+RO)/Al2O3))小于1。
在实施方式中，本文所述的玻璃陶瓷组合物可以进一步包括辅助结晶相与残余玻璃相的折射率相等的改性剂。在实施方式中，改性剂可以包括Y2O3、SrO、B2O3、TiO2、ZrO2、La2O3、GeO2、或其组合。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的改性剂的量可以大于或等于0重量％、大于或等于0.1重量％、大于或等于0.5重量％、或甚至大于或等于1重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的改性剂的量可以小于或等于5重量％或甚至小于或等于3重量％。在实施方式中，玻璃陶瓷组合物中的改性剂的量可以大于或等于0重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于3重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于3重量％、大于或等于1重量％且小于或等于5重量％、或甚至大于或等于1重量％且小于或等于3重量％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
在实施方式中，本文所述的玻璃陶瓷组合物可以进一步包括杂质材料(例如，TiO2、MnO、MoO3、WO3、La2O3、CdO、As2O3、SB2O3、硫基化合物(例如，硫酸盐)、卤素、或其组合)。在实施方式中，抗微生物成分、化学澄清剂、或其他附加成分可以包括在玻璃陶瓷组合物中。
在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以不包含ZrO2。举例而言，在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含0重量％的ZrO2。在实施方式中，可能期望玻璃陶瓷组合物不包含As2O3。举例而言，在实施方式中，玻璃陶瓷组合物可以包含0重量％的As2O3。尽管不希望受到理论束缚，但As2O3可能被视为一种毒素，并且从玻璃陶瓷组合物中消除As2O3可以产生环境友好(亦即，“绿色”)玻璃陶瓷制品。
本文所述的玻璃陶瓷组合物所形成的玻璃陶瓷制品可以具有任何合适的厚度，其可以取决于该玻璃陶瓷制品的具体应用而变化。在实施方式中，玻璃陶瓷片材实施方式的厚度可以大于或等于250μm且小于或等于6mm、大于或等于250μm且小于或等于4mm、大于或等于250μm且小于或等于2mm、大于或等于250μm且小于或等于1mm、大于或等于250μm且小于或等于750μm、大于或等于250μm且小于或等于500μm、大于或等于500μm且小于或等于6mm、大于或等于500μm且小于或等于4mm、大于或等于500μm且小于或等于2mm、大于或等于500μm且小于或等于1mm、大于或等于500μm且小于或等于750μm、大于或等于750μm且小于或等于6mm、大于或等于750μm且小于或等于4mm、大于或等于750μm且小于或等于2mm、大于或等于750μm且小于或等于1mm、大于或等于1mm且小于或等于6mm、大于或等于1mm且小于或等于4mm、大于或等于1mm且小于或等于2mm、大于或等于2mm且小于或等于6mm、大于或等于2mm且小于或等于4mm、甚至大于或等于4mm且小于或等于6mm，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
如上所述，本文所述的玻璃陶瓷组合物所形成的玻璃陶瓷制品可以具有增加的断裂韧性，而使得玻璃陶瓷制品更加耐损伤。在实施方式中，玻璃陶瓷制品可以具有大于或等于0.90MPa·m1/2的藉由双扭转方法所测量的KIc断裂韧性。在实施方式中，藉由双扭转方法所测量的玻璃陶瓷制品的KIc断裂韧性可以大于或等于0.90MPa·m1/2、大于或等于1MPa·m1/2、或甚至大于或等于1.1MPa·m1/2。
在实施方式中，玻璃陶瓷制品可以具有大于或等于50MPa且小于或等于100MPa的弹性模量。在实施方式中，玻璃陶瓷制品的弹性模量可以大于或等于50MPa、大于或等于60MPa、大于或等于70MPa、或甚至大于或等于80MPa。在实施方式中，玻璃陶瓷制品的弹性模量可以小于或等于100MPa或甚至小于或等于95MPa。在实施方式中，玻璃陶瓷制品的弹性模量可以大于或等于50MPa且小于或等于100MPa、大于或等于50MPa且小于或等于95MPa、大于或等于60MPa且小于或等于100MPa、大于或等于60MPa且小于或等于95MPa、大于或等于70MPa且小于或等于100MPa、大于或等于70MPa且小于或等于95MPa、大于或等于80MPa且小于或等于100MPa、或甚至大于或等于80MPa且小于或等于95MPa，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
在实施方式中，玻璃陶瓷制品在0.8mm的制品厚度下测量的400nm至800nm的波长范围内的光的平均透射率可以大于或等于70％且小于或等于95％。在实施方式中，玻璃陶瓷制品在0.8mm的制品厚度下测量的400nm至800nm的波长范围内的光的平均透射率可以大于或等于70％、大于或等于75％、大于或等于80％、或甚至大于或等于85％。在实施方式中，玻璃陶瓷制品在0.8mm的制品厚度下测量的400nm至800nm的波长范围内的光的平均透射率可以小于或等于95％或甚至小于或等于90％。在实施方式中，玻璃陶瓷制品在0.8mm的制品厚度下测量的400nm至800nm的波长范围内的光的平均透射率可以大于或等于70％且小于或等于95％、大于或等于70％且小于或等于90％、大于或等于75％且小于或等于95％、大于或等于75％且小于或等于90％、大于或等于80％且小于或等于95％、大于或等于80％且小于或等于90％、大于或等于85％且小于或等于95％、或甚至大于或等于85％且小于或等于90％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。在实施方式中，玻璃陶瓷制品可以是透明的或透明雾状。
在实施方式中，玻璃陶瓷制品在0.8mm的制品厚度下测量的400nm至800nm的波长范围内的光的平均漫透射率可以大于或等于0.5％或甚至大于或等于1％。在实施方式中，玻璃陶瓷制品在0.8mm的制品厚度下测量的400nm至800nm的波长范围内的光的平均漫透射率可以小于或等于10％或甚至小于或等于5％。在实施方式中，玻璃陶瓷制品在0.8mm的制品厚度下测量的400nm至800nm的波长范围内的光的平均漫透射率可以大于或等于0.5％且小于或等于10％、大于或等于0.5％且小于或等于5％、大于或等于1％且小于或等于10％、或甚至大于或等于1％且小于或等于5％，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
在实施方式中，玻璃陶瓷制品可以具有小于或等于50×10 -7/℃的热膨胀系数(CTE)。在实施方式中，玻璃陶瓷制品的热膨胀系数(CTE)可以小于或等于50×10 -7/℃、小于或等于47×10 -7/℃、小于或等于45×10 -7/℃、或甚至小于或等于43×10 -7/℃。
在实施方式中，玻璃陶瓷制品的液相线黏度可以大于或等于100P、大于或等于250P、大于或等于500P、大于或等于1kP、大于或等于10kP、或甚至大于或等于25kP。在实施方式中，玻璃陶瓷制品的液相线黏度可以大于或等于100P且小于或等于25kP、大于或等于100P且小于或等于10kP、大于或等于100P且小于或等于1kP、大于或等于100P且小于或等于500P、大于或等于100P且小于或等于250P、大于或等于250P且小于或等于25kP、大于或等于250P且小于或等于10kP、大于或等于250P且小于或等于1kP、大于或等于250P且小于或等于500P、大于或等于500P且小于或等于25kP、大于或等于500P且小于或等于10kP、大于或等于500P且小于或等于1kP、大于或等于1kP且小于或等于25kP、大于或等于1kP且小于或等于10kP、或甚至大于或等于10kP且小于或等于25kP，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。此黏度范围允许藉由多种不同的技术(包括但不限于熔合成形、狭槽拉制、浮法、辊压以及本领域技术人员已知的其他片材成形工艺)将玻璃陶瓷制品成形为片材。然而，应理解，可以使用其他工艺来形成其他制品(亦即，不同于片材)。
在实施方式中，本文所述的玻璃陶瓷组合物可离子交换，以促进强化玻璃陶瓷制品。在典型的离子交换处理中，在接近玻璃陶瓷制品的外表面的层内，具有相同价数的较大金属离子取代或“交换”玻璃陶瓷制品中的较小金属离子。利用较大离子取代较小离子会在玻璃陶瓷制品的层内建立压缩应力。在实施方式中，金属离子为一价金属离子(例如，Li+、Na+、K+等)，并藉由将玻璃陶瓷制品浸入包含用于替换玻璃陶瓷制品中的较小金属离子的较大金属离子的至少一种熔融盐的浴中，以完成离子交换。可替代地，可以将其他一价离子(例如，Ag+、Tl+、Cu+等)交换为一价离子。用于强化玻璃陶瓷制品的离子交换处理可以包括但不限于浸入单一浴或具有相同或不同组成的多种浴中，并在浸入之间具有清洗及/或退火步骤。
在暴露于玻璃陶瓷制品之后，根据实施方式，离子交换溶液(例如，KNO3及/或NaNO3熔融盐浴)的温度可以大于或等于350℃且小于或等于至500℃、大于或等于360℃且小于或等于450℃、大于或等于370℃且小于或等于440℃、大于或等于360℃且小于或等于420℃、大于或等于370℃且小于或等于400℃、大于或等于375℃且小于或等于475℃、大于或等于400℃且小于或等于500℃、大于或等于410℃且小于或等于490℃、大于或等于420℃且小于或等于480℃、大于或等于430℃且小于或等于470℃，或甚至大于或等于440℃且小于或等于460℃，或者前述值之间的任何及所有子范围。在实施方式中，玻璃陶瓷制品暴露于离子交换溶液的持续时间可以大于或等于2小时且小于或等于48小时、大于或等于2小时且小于或等于24小时、大于或等于2小时且小于或等于12小时、大于或等于2小时且小于或等于6小时、大于或等于8小时且小于或等于44小时、大于或等于12小时且小于或等于40小时、大于或等于16小时且小于或等于36小时、大于或等于20小时且小于或等于32小时，或甚至大于或等于24小时且小于或等于28小时，或者前述值之间的任何及所有子范围。
在2小时的离子交换时间中，玻璃陶瓷制品的表面上所得到的压缩应力层的深度(也称为“压缩深度”或“DOC”)可以大于或等于100μm。在实施方式中，玻璃陶瓷制品进行离子交换而实现的压缩深度可以大于或等于10μm、大于或等于20μm、大于或等于30μm、大于或等于40μm、大于或等于50μm、大于或等于60μm、大于或等于70μm、大于或等于80μm、大于或等于90μm、或甚至大于或等于100μm。在实施方式中，玻璃陶瓷制品具有厚度“t”，并且可以经离子交换以实现大于或等于0.1t、大于或等于0.13t、或甚至大于或等于0.15t的压缩深度。
相较于非离子交换材料，此表面压缩层的发展有利于实现更好的抗裂纹性以及更高的弯折强度。相较于用于玻璃陶瓷制品的主体(亦即，不包括表面压缩的区域)的交换进入玻璃陶瓷制品的离子的浓度，表面压缩层具有更高的离子浓度。
在实施方式中，在离子交换强化之后，本文所述的玻璃陶瓷组合物所制成的玻璃陶瓷制品的表面压缩应力可以大于或等于20MPa、大于或等于50MPa、大于或等于75MPa、大于或等于100MPa、大于或等于250MPa、大于或等于500MPa、大于或等于750MPa、或甚至大于或等于1GPa。在实施方式中，离子交换强化之后，玻璃陶瓷制品的表面压缩应力可以大于或等于20MPa且小于或等于1GPa、大于或等于20MPa且小于或等于750MPa、大于或等于20MPa且小于或等于500MPa、大于或等于20MPa且小于或等于250MPa、大于或等于50MPa且小于或等于1GPa、大于或等于50MPa且小于或等于750MPa、大于或等于50MPa且小于或等于500MPa、大于或等于50MPa且小于或等于250MPa、大于或等于75MPa且小于或等于1GPa、大于或等于75MPa且小于或等于750MPa、大于或等于75MPa且小于或等于500MPa、大于或等于75MPa且小于或等于250MPa、大于或等于100MPa且小于或等于1GPa、大于或等于100MPa且小于或等于750MPa、大于或等于100MPa且小于或等于500MPa、大于或等于100MPa且小于或等于250MPa、大于或等于250MPa且小于或等于1GPa、大于或等于250MPa且小于或等于750MPa、大于或等于250MPa且小于或等于500MPa、大于或等于500MPa且小于或等于1GPa、大于或等于500MPa且小于或等于750MPa、或甚至大于或等于750MPa且小于或等于1GPa，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
在实施方式中，离子交换强化之后，本文所述的玻璃陶瓷组合物所制成的玻璃陶瓷制品的中心张力可以大于或等于10MPa、大于或等于25MPa、或甚至大于或等于50MPa。在实施方式中，离子交换强化之后，本文所述的玻璃陶瓷组合物所制成的玻璃陶瓷制品的中心张力可以小于或等于250MPa、小于或等于200MPa、或甚至小于或等于150MPa。在实施方式中，离子交换强化之后，本文所述的玻璃陶瓷组合物所制成的玻璃陶瓷制品的中心张力可以大于或等于10MPa且小于或等于250MPa、大于或等于25MPa且小于或等于250MPa、大于或等于50MPa且小于或等于250MPa、大于或等于10MPa且小于或等于200MPa、大于或等于25MPa且小于或等于200MPa、大于或等于50MPa且小于或等于200MPa、大于或等于10MPa且小于或等于150MPa、大于或等于25MPa且小于或等于150MPa、或甚至大于或等于50MPa且小于或等于150MPa，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
在实施方式中，制造玻璃陶瓷制品的处理包括在烤箱中在一个或多个预选择温度下针对玻璃陶瓷组合物进行热处理一个或多个预选择时间，以诱导一个或多个结晶相(例如，具有一种或多种组成、量、形态、尺寸、或尺寸分布等)的玻璃均化及结晶(亦即，成核及生长)。在实施方式中，热处理可以包括(i)在烤箱中以大于或等于1℃/min且小于或等于10℃/min的速率将玻璃陶瓷组合物加热至成核温度；(ii)在烤箱中将玻璃陶瓷组合物在成核温度下维持大于或等于0.25小时且小于或等于4小时的时间，以产生成核可结晶玻璃；(iii)在烤箱中以大于或等于1℃/min且小于或等于10℃/min的速率将成核可结晶玻璃加热至结晶温度；(iv)在烤箱中将成核可结晶玻璃在结晶温度下维持大于或等于0.25小时且小于或等于4小时的时间，以产生玻璃陶瓷制品；以及(v)将玻璃陶瓷制品冷却至室温。
在实施方式中，成核温度可以大于或等于600℃且小于或等于900℃。在实施方式中，成核温度可以大于或等于600℃或甚至大于或等于650℃。在实施方式中，成核温度可以小于或等于900℃或甚至小于或等于800℃。在实施方式中，成核温度可以大于或等于600℃且小于或等于900℃、大于或等于600℃且小于或等于800℃、大于或等于650℃且小于或等于900℃、或甚至大于或等于650℃且小于或等于800℃，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
在实施方式中，结晶温度可以大于或等于700℃且小于或等于1000℃。在实施方式中，结晶温度可以大于或等于700℃或甚至大于或等于750℃。在实施方式中，结晶温度可以小于或等于1000℃或甚至小于或等于900℃。在实施方式中，结晶温度可以大于或等于700℃且小于或等于1000℃、大于或等于700℃且小于或等于900℃、大于或等于750℃且小于或等于1000℃、或甚至大于或等于750℃且小于或等于900℃，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
本领域技术人员应理解，本文所述的加热速率、成核温度及结晶温度指对玻璃陶瓷组合物进行热处理的烤箱的加热速率及温度。
除了玻璃陶瓷组合物之外，明确规定加热到结晶温度并将温度维持在结晶温度的热处理步骤的温度时间分布曲线，以产生下列一种或多种期望属性：玻璃陶瓷制品的结晶相，一种或多种主要结晶相及/或一种或多种次要结晶相与残余玻璃相的比例，一种或多种主要结晶相及/或一种或多种次要结晶相与残余玻璃相的结晶相组合，以及一种或多种主要结晶相及/或一种或多种次要结晶相之间的晶粒尺寸或晶粒尺寸分布，而这反过来可能影响所得到的玻璃陶瓷制品的最终完整性、质量、颜色及/或不透明度。
本文所述的玻璃陶瓷制品可以包括结晶相和残余玻璃相。在实施方式中，玻璃陶瓷制品的主要结晶相(亦即，大于或等于结晶相的50％)包括莫来石型结构。在实施方式中，结晶相可以包括莫来石、辉长岩、或其组合。
在实施方式中，玻璃陶瓷制品可以包括根据XRD光谱的Rietveld分析所确定的基于玻璃陶瓷制品的重量计算(亦即，重量％)的大于或等于50重量％的结晶相和小于或等于50重量％的残余玻璃相、大于或等于60重量％的结晶相和小于或等于40重量％的残余玻璃相、大于或等于70重量％的结晶相和小于或等于30重量％的残余玻璃相、大于或等于80重量％的结晶相和小于或等于20重量％的残余玻璃相、或甚至大于或等于90重量％的结晶相和小于或等于10重量％的残余玻璃相，或者这些端点中任一者所形成的任何及所有子范围。
所得到的玻璃陶瓷制品可以作为片材提供，然后可以藉由压制、吹制、弯折、下垂、真空成形、或其他方式将其重新成形为具有均匀厚度的弯曲或弯折件。重新成形可以在热处理之前进行，或者成形步骤也可以作为热处理步骤，其中成形及热处理基本上同时进行。
本文所述的玻璃陶瓷制品可以用于各种应用，包括例如用于：消费性或商用电子装置中的覆盖玻璃或玻璃背板应用，消费性或商用电子装置包括例如LCD及LED显示器、计算机屏幕及自动柜员机(ATM)；用于可携式电子装置的触控屏幕或触控传感器应用，可携式电子装置包括例如移动电话、个人媒体播放器、手表及平板计算机；集成电路应用，包括例如半导体晶圆；光伏应用；建筑玻璃应用；汽车或交通工具玻璃应用；或商用或家用器具应用。在实施方式中，消费性电子装置(例如，智能电话、平板计算机、手表、个人计算机、超轻薄笔电、电视及相机)、建筑玻璃及/或汽车玻璃可以包含本文所述的玻璃制品。
图1及图2图示结合有本文揭示的任何玻璃陶瓷制品的示例性制品。具体而言，图1及图2显示消费性电子装置100，包括：壳体102，其具有前表面104、后表面106及侧表面108；电子部件(未图标)，其至少部分地位于壳体内或完全位于壳体内，并至少包括控制器、内存及在壳体的前表面处或与前表面相邻的显示器110；以及覆盖基板112，其在壳体的前表面处或前表面上方，从而位于显示器上方。在一些实施方式中，覆盖基板112和壳体102的一部分中的至少一者可以包括本文揭示的任何玻璃陶瓷制品。
实例
为了更容易理解各种实施方式，参考下列实例，这些实例意欲说明本文所述的玻璃陶瓷制品的各种实施方式。
表1展示示例性玻璃陶瓷组合物(以重量％计)。表2展示用于实现示例性玻璃陶瓷制品的热处理程序，以及玻璃陶瓷制品的各性质。形成具有表1所列出的示例性玻璃陶瓷组合物1-6的玻璃陶瓷制品。
表1
表2
续表2
现在参照图3，在烤箱中在675℃下进行成核保持4小时，并在烤箱中在775℃下进行结晶保持2小时的示例性玻璃陶瓷组合物5所形成的示例性玻璃陶瓷制品的XRD光谱包括证明硼莫来石结晶相和辉长石结晶相的存在的峰。硼莫来石结晶相和辉长石结晶相不包含碱金属。现在参照图4，在烤箱中在675℃下进行成核保持4小时，并在烤箱中在775℃下进行结晶保持2小时的玻璃陶瓷组合物5所形成的示例性玻璃陶瓷制品的SEM图像展示残余玻璃基质中的硼莫来石结晶和辉长石结晶。晶体是针状的，这可能有助于增加玻璃陶瓷制品的机械耐久性。如图3及图4所示，本文所述的玻璃陶瓷组合物可以进行热处理，以形成具有一种或多种不含碱金属的结晶相的玻璃陶瓷制品，而使得存在于玻璃陶瓷组合物中的碱进行可以留在结晶之后的残余玻璃相中，以进行离子交换。
现在参照图5至图7，针对具有400nm至800nm的波长的光，测量玻璃陶瓷制品的总透射率、漫透射率以及散射比率，该玻璃陶瓷制品具有0.8mm的厚度，并由在烤箱中在675℃下进行成核保持4小时且在烤箱中在775℃下进行结晶保持2小时的示例性玻璃陶瓷组合物5以及由在烤箱中在750℃下进行成核保持4小时且在烤箱中在850℃下进行结晶保持2小时的示例性玻璃陶瓷组合物5所形成。
如图5所示，由在烤箱中在675℃下进行成核保持4小时且在烤箱中在775℃下进行结晶保持2小时的示例性玻璃陶瓷组合物5所制成的示例性玻璃陶瓷制品在400nm至800nm的波长范围内的平均总透射率为87.9％，表明示例性玻璃陶瓷组合物5的指定热处理产生透明的玻璃陶瓷制品。由在烤箱中在750℃下进行成核保持4小时且在烤箱中在850℃下进行结晶保持2小时的示例性玻璃陶瓷组合物5所制成的示例性玻璃陶瓷制品在400nm至800nm的波长范围内的平均总透射率为86.70％，表明示例性玻璃陶瓷组合物5的指定热处理产生透明的玻璃陶瓷制品。如图5所示，本文所述的玻璃陶瓷组合物所形成的玻璃陶瓷制品可以置于某些离子交换条件，以达到所期望的透射率(亦即，外观)。亦即，更具体而言，离子交换的温度可以用于改变所得到的透射率。
如图6所示，由在烤箱中在675℃下进行成核保持4小时且在烤箱中在775℃下进行结晶保持2小时的示例性玻璃陶瓷组合物5所制成的示例性玻璃陶瓷制品在400nm至800nm的波长范围内的平均漫透射率为1.56。由在烤箱中在750℃下进行成核保持4小时且在烤箱中在850℃下进行结晶保持2小时的示例性玻璃陶瓷组合物5所制成的示例性玻璃陶瓷制品在400nm至800nm的波长范围内的平均漫透射率为1.68。
如图7所示，由在烤箱中在675℃下进行成核保持4小时且在烤箱中在775℃下进行结晶保持2小时的示例性玻璃陶瓷组合物5所制成的示例性玻璃陶瓷制品在400nm至800nm的波长范围内的平均散射比率为0.0085。由在烤箱中在750℃下进行成核保持4小时且在烤箱中在850℃下进行结晶保持2小时的示例性玻璃陶瓷组合物5所制成的示例性玻璃陶瓷制品在400nm至800nm的波长范围内的平均散射比率为0.0199。
如图6及图7所示，本文所述的玻璃陶瓷组合物所形成的玻璃陶瓷制品可以置于某些离子交换条件，以实现相对低的漫透射率以及散射比率，这意指光的较少散射。尽管不希望受到理论的束缚，但是相对低的漫透射率以及散射比率可能是由于结晶相的折射率的相似性及/或由于较小的结晶尺寸所造成。
现在参照图8，具有0.8mm的厚度并由在烤箱中在750℃下进行成核保持4小时且在烤箱中在850℃下进行结晶保持2小时的示例性玻璃陶瓷组合物5所形成的示例性玻璃陶瓷制品进行离子交换。示例性玻璃陶瓷制品在100％的NaNO3熔融盐浴中分别进行4小时及17.5小时的离子交换。如图8所示，进行17.5小时的离子交换的示例性玻璃陶瓷制品呈现交换进入制品的钠离子的近拋物线分布曲线。
现在参照图9、图10以及表3，具有0.8mm的厚度并由在烤箱中在675℃下进行成核保持4小时且在烤箱中在775℃下进行结晶保持2小时的示例性玻璃陶瓷组合物5所形成的示例性玻璃陶瓷制品进行离子交换。如图9所示，将制品在100％的NaNO3熔融盐浴中分别进行2小时、7小时、15小时及22.5小时的离子交换，并实现使用SCALP测量的各种厚度应力分布曲线。如图10所示，玻璃陶瓷制品的中心张力随着离子交换时间而增加。如表3所示，压缩深度(以经离子交换的玻璃制品的厚度百分比(“％t”)表示)随着离子交换时间而增加。
表3
如图8至图10以及表3所示，本文所述的玻璃陶瓷组合物所形成的玻璃陶瓷制品可以置于某些离子交换条件，以实现所期望的组合物/应力分布曲线及中心张力。
本领域技术人员将理解，在不背离所请求保护的主题的精神及范畴的情况下，可对本文所述实施方式作出各种修改及变化。因此，本揭示意欲涵盖本文所提供的各种实施方式的修改与变化，这些修改与变化落于所附权利要求与其等价物的范围内。

Claims (26)

1.一种玻璃陶瓷制品，包含：
大于或等于40重量％且小于或等于60重量％的SiO2；
大于或等于18重量％且小于或等于35重量％的Al2O3；
大于或等于12重量％且小于或等于16重量％的B2O3；
大于或等于0重量％且小于或等于4重量％的Li2O；
大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的Na2O；
大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的K2O；
大于或等于0重量％且小于或等于15重量％的ZnO；以及
大于或等于0重量％且小于或等于8重量％的MgO，其中：
Li2O+Na2O大于或等于1重量％且小于或等于8重量％；
MgO+ZnO大于或等于3重量％且小于或等于20重量％；以及
玻璃陶瓷制品的主要结晶相包含莫来石型结构。
2.如权利要求1所述的玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品包含大于或等于12.5重量％且小于或等于16重量％的B2O3。
3.如权利要求2所述的玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品包含大于或等于13重量％且小于或等于15.5重量％的B2O3。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中Li2O+Na2O大于或等于1.2重量％且小于或等于6重量％。
5.如权利要求4所述的玻璃陶瓷制品，其中Li2O+Na2O大于或等于1.4重量％且小于或等于5重量％。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中MgO+ZnO大于或等于5重量％且小于或等于18重量％。
7.如权利要求6所述的玻璃陶瓷制品，其中MgO+ZnO大于或等于7重量％且小于或等于15重量％。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品包含大于或等于20重量％且小于或等于30重量％的Al2O3。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品包含大于或等于8重量％且小于或等于15重量％的ZnO。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中(R2O+RO)/Al2O3小于1。
11.如权利要求1至10中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品不含ZrO2。
12.如权利要求1至11中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品不含As2O3。
13.如权利要求1至12中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品包含大于或等于40重量％且小于或等于55重量％的SiO2。
14.如权利要求13所述的玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品包含大于或等于43重量％且小于或等于50重量％的SiO2。
15.如权利要求1至14中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中藉由双扭转方法所测量的该玻璃陶瓷制品的KIc断裂韧性大于或等于0.90MPa·m1/2。
16.如权利要求1至15中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品的弹性模量大于或等于50GPa且小于或等于100GPa。
17.如权利要求1至16中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品在0.8mm的制品厚度下测量的400nm至800nm的波长范围内的光的平均透射率大于或等于70％且小于或等于95％。
18.如权利要求1至17中任意一项所述的玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品的热膨胀系数(CTE)小于或等于50×10-7/℃。
19.一种形成玻璃陶瓷制品的方法，该方法包含以下步骤：
在烤箱中以大于或等于1℃/min且小于或等于10℃/min的速率将玻璃陶瓷组合物加热至成核温度，其中该玻璃陶瓷组合物包含：
大于或等于40重量％且小于或等于60重量％的SiO2；
大于或等于18重量％且小于或等于35重量％的Al2O3；
大于或等于12重量％且小于或等于16重量％的B2O3；
大于或等于0重量％且小于或等于4重量％的Li2O；
大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的Na2O；
大于或等于0重量％且小于或等于5重量％的K2O；
大于或等于0重量％且小于或等于15重量％的ZnO；以及
大于或等于0重量％且小于或等于8重量％的MgO，其中：
Li2O+Na2O大于或等于1重量％且小于或等于8重量％；以及
MgO+ZnO大于或等于3重量％且小于或等于20重量％；
在该烤箱中将该玻璃陶瓷组合物在该成核温度下维持大于或等于0.25小时且小于或等于4小时的时间，以产生成核可结晶玻璃；
在该烤箱中以大于或等于1℃/min且小于或等于10℃/min的速率将该成核可结晶玻璃加热至结晶温度；
在该烤箱中将该成核可结晶玻璃在该结晶温度下维持大于或等于0.25小时且小于或等于4小时的时间，以产生玻璃陶瓷制品，其中该玻璃陶瓷制品的主要晶相包含莫来石型结构；以及
将该玻璃陶瓷制品冷却至室温。
20.如权利要求19所述的方法，其中该成核温度大于或等于600℃且小于或等于900℃。
21.如权利要求19或权利要求20所述的方法，其中该结晶温度大于或等于700℃且小于或等于1000℃。
22.如权利要求19至21中任意一项所述的方法，进一步包含在离子交换浴中强化该玻璃陶瓷制品。
23.如权利要求19至22中任意一项所述的方法，其中该玻璃陶瓷制品具有藉由双扭转方法所测量的大于或等于0.90MPa·m1/2的KIc断裂韧性。
24.如权利要求19至23中任意一项所述的方法，其中该玻璃陶瓷制品具有大于或等于50GPa且小于或等于100GPa的弹性模量。
25.如权利要求19至24中任意一项所述的方法，其中该玻璃陶瓷制品具有在0.8mm的制品厚度下测量的大于或等于70％且小于或等于95％的400nm至800nm的波长范围内的光的平均透射率。
26.一种消费性电子装置，包含：
壳体，其具有前表面、后表面及侧表面；
电子部件，其至少部分设置于该壳体内，该电子部件至少包括控制器、内存及显示器，该显示器设置于该壳体的前表面处或与前表面相邻；以及
权利要求1所述的玻璃陶瓷制品，其设置在该显示器上方。
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