CN117957206A - 玻璃组成以及包含彼的玻璃层压制品 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃组成包括从50mol%至80mol%的SiO2;从5mol%至15mol%的Al2O3;从10mol%至25mol%的B2O3;大于或等于0mol%的Li2O;大于或等于0mol%的Na2O;大于或等于0mol%的K2O;大于或等于0mol%的Rb2O;大于或等于0mol%的Cs2O;从1.5mol%至5mol%的MgO;从4mol%至12mol%的CaO;及从0.5mol%至5mol%的SrO。R2O是从0.1mol%至15mol%,R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总和。
Description
技术领域
本案依据专利法请求2021年8月31的提出的美国临时申请案第63/238,814号的优先权权益,其内容通过参照其全文的方式在此并入。
本说明书关于玻璃组成及玻璃层压制品,具体地关于能够相分离以形成抗反射(AR)玻璃层压制品的玻璃组成。
背景技术
在非AR涂覆的玻璃表面上的光的反射发生在空气-玻璃界面处且在法线入射会高达8%的反射光,如菲涅耳方程式所预测的。最小化反射的习知技术包括安置在玻璃表面上的AR涂层,以降低反射光的强度。抗反射涂层通常包含多个低折射率与高折射率材料的层,其破坏性干涉叠层内的不同反射,从而降低反射。
AR涂层的一种替代物是抗眩光(AG)处理,通过蚀刻图案化玻璃的表面、纹理化的涂层、或使用块体散射(bulk scatter),使得入射光被散射远离镜面方向。
然而,习知的AR与AG技术两者受到成本与时间限制(例如,AR涂层通常需要变动组成的多个涂层)且会是难以控制。
因此,存有对于具有改善的AR性质的替代玻璃的需求。
发明内容
根据第一方面A1,一种玻璃组成可包含:大于或等于50mol%及小于或等于80mol%的SiO2;大于或等于5mol%及小于或等于15mol%的Al2O3;大于或等于10mol%及小于或等于25mol%的B2O3;大于或等于0mol%的Li2O;大于或等于0mol%的Na2O;大于或等于0mol%的K2O;大于或等于0mol%的Rb2O;大于或等于0mol%的Cs2O;大于或等于1.5mol%及小于或等于5mol%的MgO;大于或等于4mol%及小于或等于12mol%的CaO;及大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%的SrO,其中:R2O大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%,R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总和。
第二方面A2包括根据第一方面A1的玻璃组成,其中R2O大于或等于0.25mol%及小于或等于12mol%。
第三方面A3包括根据第二方面A2的玻璃组成,其中R2O大于或等于0.5mol%及小于或等于10mol%。
第四方面A4包括根据第一至第三方面A1-A3的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于13mol%及小于或等于25mol%的B2O3。
第五方面A5包括根据第四方面A4的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于14mol%及小于或等于22mol%的B2O3。
第六方面A6包括根据第五方面A5的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于15mol%及小于或等于19mol%的B2O3。
第七方面A7包括根据第一至第六方面A1-A6的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于6mol%及小于或等于13mol%的Al2O3。
第八方面A8包括根据第七方面A7的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于7mol%及小于或等于11mol%的Al2O3。
第九方面A9包括根据第一至第八方面A1-A8的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于1.75mol%及小于或等于4mol%的MgO。
第十方面A10包括根据第九方面A9的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于2mol%及小于或等于3mol%的MgO。
第十一方面A11包括根据第一至第十方面A1-A10的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于4.5mol%及小于或等于10mol%的CaO。
第十二方面A12包括根据第十一方面A11的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于5mol%及小于或等于9mol%的CaO。
第十三方面A13包括根据第一至第十二方面A1-A12的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于0.75mol%及小于或等于4mol%的SrO。
第十四方面A14包括根据第十三方面A13的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于1mol%及小于或等于3mol%的SrO。
第十五方面A15包括根据第一至第十四方面A1-A14的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成进一步包含大于0mol%及小于或等于5mol%的BaO。
第十六方面A16包括根据第十五方面A15的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于0mol%及小于或等于4mol%的BaO。
第十七方面A17包括根据第十六方面A16的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于0mol%及小于或等于3mol%的BaO。
第十八方面A18包括根据第一至第十七方面A1-A17的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成进一步包含大于0mol%及小于或等于0.5mol%的SnO2。
第十九方面A19包括根据第十八方面A18的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于0.01mol%及小于或等于0.25mol%的SnO2。
第二十方面A20包括根据第十九方面A19的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于0.05mol%及小于或等于0.1mol%的SnO2。
第二十一方面A21包括根据第二十方面A20的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于0.1mol%及小于或等于0.5mol%的SnO2。
第二十二方面A22包括根据第一至第二十一方面A1-A21的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于55mol%及小于或等于75mol%的SiO2。
第二十三方面A23包括根据第二十二方面A22的玻璃组成,其中玻璃组成包含大于或等于60mol%及小于或等于70mol%的SiO2。
第二十四方面A24包括根据第一至第二十三方面A1-A23的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成可相分离成第一相与至少一第二相。
第二十五方面A25包括根据第一至第二十四方面A1-A24的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成具有大于或等于10kP及小于或等于15000kP的液相线粘度。
第二十六方面A26包括根据第一至第二十五方面A1-A25的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成具有大于或等于0.5ohm-m及小于或等于15ohm-m的熔化电阻(meltresistivity)。
第二十七方面A27包括根据第一至第二十六方面A1-A26的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成具有大于或等于20GPa及小于或等于35GPa的剪切模量。
第二十八方面A28包括根据第一至第二十七方面A1-A27的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成具有大于或等于60GPa及小于或等于75GPa的杨氏模量。
第二十九方面A29包括根据第一至第二十八方面A1-A28的任一者的玻璃组成,其中玻璃组成具有大于或等于500VHN及小于或等于650VHN的维氏硬度。
根据第三十方面A30,一种玻璃层压制品可包含:核心玻璃层;及包覆玻璃层,其层压至核心玻璃层的表面,其中:核心玻璃层由根据第一至第二十九方面A1-A29的任一者的玻璃组成所形成。
根据第三十一方面A31,一种形成玻璃层压制品的方法可包含:将至少一玻璃包覆层熔融至玻璃核心层的至少一部分,其中至少一玻璃包覆层包含可相分离玻璃组成且包含:大于或等于50mol%及小于或等于80mol%的SiO2;大于或等于5mol%及小于或等于15mol%的Al2O3;大于或等于10mol%及小于或等于25mol%的B2O3;大于或等于0mol%的Li2O;大于或等于0mol%的Na2O;大于或等于0mol%的K2O;大于或等于0mol%的Rb2O;大于或等于0mol%的Cs2O;大于或等于1.5mol%及小于或等于5mol%的MgO;大于或等于4mol%及小于或等于12mol%的CaO;及大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%的SrO,其中:R2O大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%,R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总和;将熔融至玻璃核心层的至少一玻璃包覆层加热至足以实现至少一玻璃包覆层中的相分离的温度,使得在加热之后,至少一玻璃包覆层包含第一相与至少一第二相,第一相与至少一第二相的每一者具有不同组成;及以蚀刻溶液蚀刻相分离的至少一玻璃包覆层,以从至少一玻璃包覆层选择性移除至少一第二玻璃相,使得至少一玻璃包覆层包含由可相分离玻璃组成的第一相形成的多孔互连基质。
第三十二方面A32包括根据第三十一方面A31的方法,其中加热至少一玻璃包覆层包含将至少一玻璃包覆层保持在大于或等于650℃及小于或等于850℃的温度持续大于或等于0.25小时及小于或等于8小时的时期。
第三十三方面A33包括根据第三十一方面A31或第三十二方面A32的方法,其中第一相包含互连基质而至少一第二相被分散遍布于互连基质。
第三十四方面A34包括根据第三十三方面A33的方法,其中至少一第二相在第一相的互连基质内被互连。
第三十五方面A35包括根据第三十一至第三十四方面A31-A34的任一者的方法,其中经蚀刻的至少一玻璃包覆层具有大于或等于1.15及小于或等于1.3的折射率。
第三十六方面A36包括根据第三十一至第三十五方面A31-A35的任一者的方法,其中经蚀刻的至少一玻璃包覆层具有大于或等于20nm及小于或等于60nm的平均孔洞尺寸。
第三十七方面A37包括根据第三十一至第三十六方面A1-A36的任一者的方法,其中经蚀刻的至少一玻璃包覆层具有大于或等于60%及小于或等于80%的孔隙度。
第三十八方面A38包括根据第三十一至第三十七方面A1-A37的任一者的方法,其中相分离的至少一玻璃包覆层具有在制品厚度为0.7mm所测量的在400nm至750nm的波长范围的光的大于或等于85%及小于或等于99%的平均穿透率。
第三十九方面A39包括根据第三十一至第三十八方面A1-A38的任一者的方法,其中至少一玻璃包覆层具有大于或等于10%及小于或等于120%的雾度(haze)。
本文所述的玻璃组成及由其所形成的玻璃层压制品的额外特征与优点将在之后的实施方式中说明,及部分地由说明书或通过实行本文所述的实施方式,包括之后的实施方式、权利要求书、及附图所认知的,对于本领域的通常知识者会是显而易见的。
将理解到先前概要说明及之后的实施方式两者叙述各种实施方式且意于提供理解所请求目标的本质和特性的概观或架构。附图被包括以提供进一步理解各种实施方式,且被并入并构成本说明书的一部分。附图绘示本文所述的各种实施方式,及与说明书一同作为解释所请求目标的原理与操作。
附图说明
图1是根据本文所述的一或多个实施方式的玻璃层压制品的剖面视图;
图2是用于制造图1的玻璃层压制品的熔融拉引处理的实施方式的图解视图;
图3是并入本文所述的任何的玻璃层压制品的电子装置的平面视图;
图4是图3的电子装置的立体图;
图5是根据本文所述的一或多个实施方式的实例玻璃组成与比较性玻璃组成的温度对上熔化电阻的绘图(x轴:温度;y轴:熔化电阻);
图6A是在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的比较性玻璃组成的影像;
图6B是在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的比较性玻璃组成的影像;
图6C是在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的比较性玻璃组成的影像;
图7A是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图7B是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图7C是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图7D是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图7E是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图7F是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图7G是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图8A是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图8B是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图8C是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图8D是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图8E是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图8F是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图8G是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图9A是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图9B是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图9C是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图9D是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图9E是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图9F是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图9G是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在黑色背景上的实例玻璃组成的影像;
图10A是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图10B是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图10C是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图10D是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图10E是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图10F是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图10G是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的在边缘照明下的实例玻璃组成的影像;
图11是根据本文所述的一或多个实施方式的在给定温度与时间的热处理之后的实例玻璃组成与比较性玻璃组成的波长对上穿透率的绘图(x轴:波长;y轴:穿透率);及
图12是在给定温度与时间的热处理之后的实例玻璃组成与比较性玻璃组成的波长对上穿透率的绘图(x轴:波长;y轴:穿透率)。
具体实施方式
现在将详细参照用于形成AR玻璃层压制品的玻璃组成的各种实施方式。此玻璃组成能够在相对较低温下更快速的相分离及具有相对较低的熔化电阻,从而能够更有效率地生产AR玻璃层压制品。根据实施方式,玻璃组成可包括大于或等于50mol%及小于或等于80mol%的SiO2;大于或等于5mol%及小于或等于15mol%的Al2O3;大于或等于10mol%及小于或等于25mol%的B2O3;大于或等于0mol%的Li2O;大于或等于0mol%的Na2O;大于或等于0mol%的K2O;大于或等于0mol%的Rb2O;大于或等于0mol%的Cs2O;大于或等于1.5mol%及小于或等于5mol%的MgO;大于或等于4mol%及小于或等于12mol%的CaO;及大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%的SrO。R2O大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%,R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总和。玻璃组成与形成来自此玻璃组成的AR玻璃层压制品的方法的各种实施方式将在此明确地参照附图而说明。
范围在此可被表示为从“约”一特定数值,及/或至“约”另一特定数值。当此种范围被表示时,另一实施方式包括从此一特定数值及/或至此另一特定数值。类似地,当数值通过使用前缀语“约”被表示为约略值时,将理解到此特定数值形成另一实施方式。将进一步理解到范围的每一者的端点在关于其他端点及独立于其他端点两者上是重要的。
在此使用的指向用语-例如,上、下、右、左、前、后、顶、底-是仅参照所描绘的图示所得的,且不意于暗示绝对定向。
除非另外明确地叙明,绝不意于本文所述的任何方法被解释为需要其步骤以特定顺序来执行,或要求特定定向的任何设备。因此,当方法权利要求并未确实地描述其步骤所依循的顺序,或任何设备权利要求并未确实地描述对于个别部件的顺序或定向,或并未另外在权利要求书或说明书中明确叙明步骤受限于特定顺序,或设备的部件的特定顺序或定向并未被叙明,则绝不意指在任何方面中推断顺序或定向。此状态适用于对于解释的任何可能的非叙明基础,包括:关于步骤的布置、操作流程、部件的顺序、或部件的定向的逻辑事项;由文法结构或标点所衍生的直白意义,及本说明书中所述的实施方式的数目或类型。
在此使用时,除非上下文清楚地另外指明,单数形式“一(a)”、“一(an)”与“该”包括复数的指示物。因此,除非上下文清楚地另外指明,例如,参照“一”部件包括具有两个或更多个此部件的方面。
用语“实质上无(substantially free)”当被使用以叙述玻璃组成中的特定构成成分的浓度及/或缺乏时,意指此构成成分未被刻意地添加至玻璃组成。然而,玻璃组成可含有极微量的此构成成分作为污染物或混入(tramp)于小于0.1mol%的量。
用语“0mol%”与“无(free)”当被使用以叙述玻璃组成中的特定构成成分的浓度及/或缺乏时,意指此构成成分不存在于玻璃组成中。
在本文所述的玻璃组成的实施方式中,除非另外指明,构成成分(例如,SiO2、Al2O3、及类似物)的浓度被指明为在氧化物基础上的莫耳百分率(mol%)。
使用具有积分球(integrating sphere)的X-Rite Ci7860 Benchtop分光亮度计来测量穿透率数据。此测量为总穿透率,其包括漫穿透率与镜面穿透率两者。
在此使用时,用语“平均穿透率”指称在具有相等权重的各个整体编号波长的给定波长范围内的进行的穿透率测量的平均值。在本文所述的实施方式中,“平均穿透率”被描述在从400nm至700nm的波长范围(包括端点)。
在此使用时,用语“穿透雾度(transmission haze)”指称在离法线大于2.5°的角度散射的穿透光对于在总穿透上的所有穿透光的比率。除非另外指明,本文所述的穿透雾度是按照具有400nm至700nm的波长范围的标准CIE-C光源于厚度为2mm的ASTM D1003来测量。
在此使用的用语“熔点”指称根据ASTM C338所测量的玻璃组成的粘度是200泊处的温度。
在此使用的用语“软化点”指称玻璃组成的粘度为1x107.6泊处的温度。根据平行板粘度方法来测量软化点,平行板粘度方法测量从107至109泊的无机玻璃的粘度作为温度的函数,类似于ASTM C1351M。
在此使用的用语“退火点”指称玻璃组成的粘度根据ASTM C598所测量为1x1013.18泊处的温度。
在此使用的用语“应变点”指称玻璃组成的粘度根据ASTM C598所测量为1x1014.68泊处的温度。
在此使用的用语“液相线粘度”指称去玻化的开始处的玻璃组成的粘度(即,在以根据ASTM C829-81的梯度炉方法确定的液相温度)。
在此使用的用语“液相温度(liquidus temperature)”指称前体玻璃组成开始去玻化的温度,如根据ASTM C829-81的梯度炉方法所确定。
在此所述的玻璃组成的弹性模量(也称为杨氏模量)以单位为十亿帕斯卡(GPa)被提供且根据ASTM C623被测量。
在此所述的玻璃陶瓷制品的剪切模量以单位为十亿帕斯卡(GPa)被提供且根据ASTM C623来测量。
在此所述的维氏硬度是根据修改的ASTM C1327来测量。使用200g的负载。此外,使用研究级反光显微镜来测量对角长度。
在此所述的帕松比(Poisson’s ratio)是根据ASTM C623所测量。
在此使用的用语“线性热膨胀系数”与“CTE”是根据ASTM E228-85来测量为在25℃至300℃的温度范围中的平均值且以“x 10-7/℃”表示。
在此所述的密度是通过ASTM C693-93的浮力方法所测量。
在此使用的用语“可相分离玻璃组成”指称当暴露至相分离处理(诸如热处理或类似处理)时,经历相分离成为两种或更多种不同相的玻璃组成。
在此所述的折射率是根据ASTM E1967所测量。
在此所述的熔化电阻是根据铂同轴探针方法(platinum coaxial probe method)在1300℃至1550℃所测量,如在“S.L.Schiefelbein,N.A.Fried,K.G.Rhoads,D.R.Sadoway:"A high-accuracy,calibration-free technique for measuring theelectrical conductivity of liquids";Review of Scientific Instruments,vol.69,Sept 1998,no.9,p153-158.”中所阐明的。
在此所述的用语“孔隙度”指称开放孔隙度,其中此玻璃包括互连孔洞的网络且使用扫描式电子显微镜(SEM)来测量。使用影像分析以创造开放与封闭孔洞的地图,其容许计算孔隙度。
在此所述的用语“平均孔洞尺寸”指称开放孔隙度,其中此玻璃包括互连孔洞的网络且使用SEM来测量。使用影像分析以创造此玻璃的一区域内的开放孔洞的地图,其容许计算平均孔洞尺寸。
大体上,使用包括相分离与蚀刻的两步骤处理可达成AR玻璃层压制品中的包覆层(cladding layer)。然而,用以形成玻璃层压的包覆层的习知玻璃组成会需要较高的处理温度、较长时期、及/或较大能量以熔化来达成最终产物,从而增加成本与所需时间以形成AR玻璃层压制品。
本文公开的是玻璃组成与由其所形成的玻璃层压制品,其减轻前述的问题。明确地,本文所述的玻璃组成包括R2O(即,Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及/或Cs2O)的浓度,其使得玻璃组成可在相对较低温度下而相对较快速地相分离以生产AR玻璃层压制品。再者,R2O的浓度也降低玻璃组成的熔化电阻,使得玻璃组成更易于熔化。
本文所述的玻璃组成被用以形成玻璃层压的玻璃包覆层且当暴露至相分离处理时易于相分离。在实施方式中,玻璃包覆层的相分离玻璃可为离相相分离玻璃(spinodallyphase separated glass)(即,玻璃包覆层是由易于离相分解(spinodal decomposition)的玻璃组成所形成)。在这些实施方式中,玻璃包覆层包括由第一相所形成的玻璃的互连基质,带有至少一第二相分散遍布于第一相的互连基质。至少一第二相可在第一相的互连基质内自我互连。在这些实施方式中,第一相与至少一第二相可具有不同溶解速率于水中、碱性溶液中、及/或酸性溶液中。例如,存在于相分离玻璃包覆层中的至少一第二相相较于第一相可较轻易地溶解在水中及/或酸性溶液中。或者,存在于相分离玻璃包覆层中的第一相相较于至少一第二相可较轻易地溶解在水中及/或酸性溶液中。此特性使得第一相或至少一第二相的任一者能够从玻璃包覆层被选择性移除,使得玻璃包覆层是由相分离玻璃组成的剩余相所形成的多孔的互连基质。相分离玻璃组成的剩余相可具有达成AR玻璃层压制品所必要的物理性质(例如,折射率、平均孔洞尺寸、孔隙度)。
这些可相分离玻璃组成可被叙述为经改质铝硼硅酸盐玻璃组成(即,含有碱金与碱土元素的铝硼硅酸盐)且包含SiO2、Al2O3、及B2O3。本文所述的玻璃组成包括R2O,R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总和,以促进相分离及增加玻璃组成的液相线粘度,使得玻璃组成可在相对较低温度及持续相对短的时期被相分离。通过降低玻璃组成的熔化电阻,R2O也改善熔化行为。本文所述的玻璃组成进一步包括MgO、CaO、及SrO,其类似于R2O,降低熔化所需的温度及有助于改善熔化行为。
SiO2是本文所述的玻璃组成中的主要玻璃成形体且可作用以稳定玻璃网络结构。玻璃组成中的SiO2的浓度应足够高(例如,大于或等于50mol%)以提供基本玻璃成形能力。由于纯SiO2或高SiO2玻璃的不期望地高的熔化温度,SiO2的量可被限制(例如,小于或等于80mol%)以控制玻璃组成的熔点。因此,限制SiO2的浓度可助于改善玻璃组成的可熔化性及可成形性。
因此,在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于50mol%及小于或等于80mol%的SiO2。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于55mol%及小于或等于75mol%的SiO2。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于60mol%及小于或等于70mol%的SiO2。在实施方式中,玻璃组成中的SiO2的浓度可大于或等于50mol%、大于或等于55mol%、或甚至大于或等于60mol%。在实施方式中,玻璃组成中的SiO2的浓度可小于或等于80mol%、小于或等于75mol%、或甚至小于或等于70mol%。在实施方式中,玻璃组成中的SiO2的浓度可大于或等于50mol%及小于或等于80mol%、大于或等于50mol%及小于或等于75mol%、大于或等于50mol%及小于或等于70mol%、大于或等于55mol%及小于或等于80mol%、大于或等于55mol%及小于或等于75mol%、大于或等于55mol%及小于或等于70mol%、大于或等于60mol%及小于或等于80mol%、大于或等于60mol%及小于或等于75mol%、或甚至大于或等于60mol%及小于或等于70mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
类似于SiO2,Al2O3也可稳定玻璃网络及额外地提供改善的机械性质及化学耐受性予玻璃组成。Al2O3的量也可被定制以控制玻璃组成的粘度。若Al2O3的量太高(例如,大于15mol%),熔体的粘度会增加,从而缩减玻璃组成的可成形性。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于5mol%及小于或等于15mol%的Al2O3。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于6mol%及小于或等于13mol%的Al2O3。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于7mol%及小于或等于11mol%的Al2O3。在实施方式中,玻璃组成中的Al2O3的浓度可大于或等于5mol%、大于或等于6mol%、或甚至大于或等于7mol%。在实施方式中,玻璃组成中的Al2O3的浓度可小于或等于15mol%、小于或等于13mol%、小于或等于11mol%、或甚至小于或等于9mol%。在实施方式中,玻璃组成中的Al2O3的浓度可大于或等于5mol%及小于或等于15mol%、大于或等于5mol%及小于或等于13mol%、大于或等于5mol%及小于或等于11mol%、大于或等于5mol%及小于或等于9mol%、大于或等于6mol%及小于或等于15mol%、大于或等于6mol%及小于或等于13mol%、大于或等于6mol%及小于或等于11mol%、大于或等于6mol%及小于或等于9mol%、大于或等于7mol%及小于或等于15mol%、大于或等于7mol%及小于或等于13mol%、大于或等于7mol%及小于或等于11mol%、或甚至大于或等于7mol%及小于或等于9mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
类似于SiO2与Al2O3,B2O3贡献玻璃网络的形成。B2O3降低玻璃组成的熔化温度。此外,在玻璃组成中并入B2O3也可促进玻璃组成分离成富硅相(silica-rich phase)与富氧化硼相(boric oxide-rich phase)。在这些实施方式中,相较于富氧化硼相,富硅相可较不易于溶解在水中及/或酸性溶液中,其从而促进富氧化硼相的选择性移除及在玻璃层压制品中的多孔微结构的形成。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于10mol%及小于或等于25mol%的B2O3。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于13mol%及小于或等于25mol%的B2O3。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于14mol%及小于或等于22mol%的B2O3。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于15mol%及小于或等于19mol%的B2O3。在实施方式中,玻璃组成中的B2O3的浓度可大于或等于10mol%、大于或等于13mol%、大于或等于14mol%、或甚至大于或等于15mol%。在实施方式中,玻璃组成中的B2O3的浓度可小于或等于25mol%、小于或等于22mol%、小于或等于19mol%、或甚至小于或等于17mol%。在实施方式中,玻璃组成中的B2O3的浓度可大于或等于10mol%及小于或等于25mol%、大于或等于10mol%及小于或等于22mol%、大于或等于10mol%及小于或等于19mol%、大于或等于10mol%及小于或等于17mol%、大于或等于13mol%及小于或等于25mol%、大于或等于13mol%及小于或等于22mol%、大于或等于13mol%及小于或等于19mol%、大于或等于13mol%及小于或等于17mol%、大于或等于14mol%及小于或等于25mol%、大于或等于14mol%及小于或等于22mol%、大于或等于14mol%及小于或等于19mol%、大于或等于14mol%及小于或等于17mol%、大于或等于15mol%及小于或等于25mol%、大于或等于15mol%及小于或等于22mol%、大于或等于15mol%及小于或等于19mol%、或甚至大于或等于15mol%及小于或等于17mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在此使用时,R2O是存在于玻璃组成中的Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总和(以mol%计)(即,R2O=Li2O(mol%)+Na2O(mol%)+K2O(mol%)+Rb2O(mol%)+Cs2O(mol%))。如本文所述,玻璃组成中的R2O促进相分离及增加玻璃组成的液相线粘度,使得玻璃组成可在较低温度持续相对较短的时期而被相分离。尤其,R2O助于降低玻璃组成的软化点及塑造温度,从而补偿例如由于玻璃组成中的较高量的SiO2的玻璃组成的软化点与塑造温度中的增加。通过降低玻璃组成的熔化电阻,R2O也改善熔化行为,使得玻璃组成更易于熔化。
在实施方式中,玻璃组成中的R2O的浓度可大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%。在实施方式中,玻璃组成中的R2O的浓度可大于或等于0.25mol%及小于或等于12mol%。在实施方式中,玻璃组成中的R2O的浓度可大于或等于0.5mol%及小于或等于10mol%。在实施方式中,玻璃组成中的R2O的浓度可大于或等于0.1mol%、大于或等于0.25mol%、大于或等于0.5mol%、大于或等于0.75mol%、或甚至大于或等于1mol%。在实施方式中,玻璃组成中的R2O的浓度可小于或等于15mol%、小于或等于12mol%、小于或等于10mol%、小于或等于8mol%、小于或等于5mol%、或甚至小于或等于2mol%。在实施方式中,玻璃组成中的R2O的浓度可大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.1mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.1mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.1mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.1mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.1mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于2mol%、大于或等于1mol%及小于或等于15mol%、大于或等于1mol%及小于或等于12mol%、大于或等于1mol%及小于或等于10mol%、大于或等于1mol%及小于或等于8mol%、大于或等于1mol%及小于或等于5mol%、或甚至大于或等于1mol%及小于或等于2mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于0mol%的Li2O。在实施方式中,玻璃组成中的Li2O的浓度可大于或等于0mol%、大于或等于0.25mol%、大于或等于0.5mol%、大于或等于0.75mol%、或甚至大于或等于1mol%。在实施方式中,玻璃组成中的Li2O的浓度可小于或等于15mol%、小于或等于12mol%、小于或等于10mol%、小于或等于8mol%、小于或等于5mol%、或甚至小于或等于2mol%。在实施方式中,玻璃组成中的Li2O的浓度可大于或等于0mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于2mol%、大于或等于1mol%及小于或等于15mol%、大于或等于1mol%及小于或等于12mol%、大于或等于1mol%及小于或等于10mol%、大于或等于1mol%及小于或等于8mol%、大于或等于1mol%及小于或等于5mol%、或甚至大于或等于1mol%及小于或等于2mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。在实施方式中,玻璃组成可为无Li2O或实质上无Li2O。
在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于0mol%的Na2O。在实施方式中,玻璃组成中的Na2O的浓度可大于或等于0mol%、大于或等于0.25mol%、大于或等于0.5mol%、大于或等于0.75mol%、或甚至大于或等于1mol%。在实施方式中,玻璃组成中的Na2O的浓度可小于或等于15mol%、小于或等于12mol%、小于或等于10mol%、小于或等于8mol%、小于或等于5mol%、或甚至小于或等于2mol%。在实施方式中,玻璃组成中的Na2O的浓度可大于或等于0mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于2mol%、大于或等于1mol%及小于或等于15mol%、大于或等于1mol%及小于或等于12mol%、大于或等于1mol%及小于或等于10mol%、大于或等于1mol%及小于或等于8mol%、大于或等于1mol%及小于或等于5mol%、或甚至大于或等于1mol%及小于或等于2mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。在实施方式中,玻璃组成可为无Na2O或实质上无Na2O。
在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于0mol%的K2O。在实施方式中,玻璃组成中的K2O的浓度可大于或等于0mol%、大于或等于0.25mol%、大于或等于0.5mol%、大于或等于0.75mol%、或甚至大于或等于1mol%。在实施方式中,玻璃组成中的K2O的浓度可小于或等于15mol%、小于或等于12mol%、小于或等于10mol%、小于或等于8mol%、小于或等于5mol%、或甚至小于或等于2mol%。在实施方式中,玻璃组成中的K2O的浓度可大于或等于0mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于2mol%、大于或等于1mol%及小于或等于15mol%、大于或等于1mol%及小于或等于12mol%、大于或等于1mol%及小于或等于10mol%、大于或等于1mol%及小于或等于8mol%、大于或等于1mol%及小于或等于5mol%、或甚至大于或等于1mol%及小于或等于2mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。在实施方式中,玻璃组成可为无K2O或实质上无K2O。
在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于0mol%的Rb2O。在实施方式中,玻璃组成中的Rb2O的浓度可大于或等于0mol%、大于或等于0.25mol%、大于或等于0.5mol%、大于或等于0.75mol%、或甚至大于或等于1mol%。在实施方式中,玻璃组成中的Rb2O的浓度可小于或等于15mol%、小于或等于12mol%、小于或等于10mol%、小于或等于8mol%、小于或等于5mol%、或甚至小于或等于2mol%。在实施方式中,玻璃组成中的Rb2O的浓度可大于或等于0mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于2mol%、大于或等于1mol%及小于或等于15mol%、大于或等于1mol%及小于或等于12mol%、大于或等于1mol%及小于或等于10mol%、大于或等于1mol%及小于或等于8mol%、大于或等于1mol%及小于或等于5mol%、或甚至大于或等于1mol%及小于或等于2mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。在实施方式中,玻璃组成可为无Rb2O或实质上无Rb2O。
在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于0mol%的Cs2O。在实施方式中,玻璃组成中的Cs2O的浓度可大于或等于0mol%、大于或等于0.25mol%、大于或等于0.5mol%、大于或等于0.75mol%、或甚至大于或等于1mol%。在实施方式中,玻璃组成中的Cs2O的浓度可小于或等于15mol%、小于或等于12mol%、小于或等于10mol%、小于或等于8mol%、小于或等于5mol%、或甚至小于或等于2mol%。在实施方式中,玻璃组成中的Cs2O的浓度可大于或等于0mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.25mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于15mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于12mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于10mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于8mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于2mol%、大于或等于1mol%及小于或等于15mol%、大于或等于1mol%及小于或等于12mol%、大于或等于1mol%及小于或等于10mol%、大于或等于1mol%及小于或等于8mol%、大于或等于1mol%及小于或等于5mol%、或甚至大于或等于1mol%及小于或等于2mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。在实施方式中,玻璃组成可为无Cs2O或实质上无Cs2O。
本文所述的玻璃组成进一步包括MgO、CaO、及SrO。这些碱土氧化物通常通过降低熔化所需的温度来改善玻璃组成的熔化行为。再者,数种不同碱土氧化物的组合可助于降低玻璃组成的液相温度及增加玻璃组成的液相线粘度。
在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于1.5mol%及小于或等于5mol%的MgO。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于1.75mol%及小于或等于4mol%的MgO。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于2mol%及小于或等于3mol%的MgO。在实施方式中,玻璃组成中的MgO的浓度可大于或等于1.5mol%、大于或等于1.75mol%、或甚至大于或等于2mol%。在实施方式中,玻璃组成中的MgO的浓度可小于或等于5mol%、小于或等于4mol%、或甚至小于或等于3mol%。在实施方式中,玻璃组成中的MgO的浓度可大于或等于1.5mol%及小于或等于5mol%、大于或等于1.5mol%及小于或等于4mol%、大于或等于1.5mol%及小于或等于3mol%、大于或等于1.75mol%及小于或等于5mol%、大于或等于1.75mol%及小于或等于4mol%、大于或等于1.75mol%及小于或等于3mol%、大于或等于2mol%及小于或等于5mol%、大于或等于2mol%及小于或等于4mol%、或甚至大于或等于2mol%及小于或等于3mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于4mol%及小于或等于12mol%的CaO。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于4.5mol%及小于或等于10mol%的CaO。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于5mol%及小于或等于9mol%的CaO。在实施方式中,玻璃组成中的CaO的浓度可大于或等于4mol%、大于或等于4.5mol%、大于或等于5mol%、大于或等于5.5mol%、或甚至大于或等于6mol%。在实施方式中,玻璃组成中的CaO的浓度可小于或等于12mol%、小于或等于10mol%、小于或等于9mol%、或甚至小于或等于8mol%。在实施方式中,玻璃组成中的CaO的浓度可大于或等于4mol%及小于或等于12mol%、大于或等于4mol%及小于或等于10mol%、大于或等于4mol%及小于或等于9mol%、大于或等于4mol%及小于或等于8mol%、大于或等于4.5mol%及小于或等于12mol%、大于或等于4.5mol%及小于或等于10mol%、大于或等于4.5mol%及小于或等于9mol%、大于或等于4.5mol%及小于或等于8mol%、大于或等于5mol%及小于或等于12mol%、大于或等于5mol%及小于或等于10mol%、大于或等于5mol%及小于或等于9mol%、大于或等于5mol%及小于或等于8mol%、大于或等于5.5mol%及小于或等于12mol%、大于或等于5.5mol%及小于或等于10mol%、大于或等于5.5mol%及小于或等于9mol%、大于或等于5.5mol%及小于或等于8mol%、大于或等于6mol%及小于或等于12mol%、大于或等于6mol%及小于或等于10mol%、大于或等于6mol%及小于或等于9mol%、或甚至大于或等于6mol%及小于或等于8mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%的SrO。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于0.75mol%及小于或等于4mol%的SrO。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于1mol%及小于或等于3mol%的SrO。在实施方式中,玻璃组成中的SrO的浓度可大于或等于0.5mol%、大于或等于0.75mol%、或甚至大于或等于1mol%。在实施方式中,玻璃组成中的SrO的浓度可大于或等于0.5mol%、大于或等于0.75mol%、或甚至大于或等于1mol%。在实施方式中,玻璃组成中的SrO的浓度可小于或等于5mol%、小于或等于4mol%、小于或等于3mol%、或甚至小于或等于2mol%。在实施方式中,玻璃组成中的SrO的浓度可大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于4mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于3mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于4mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于3mol%、大于或等于0.75mol%及小于或等于2mol%、大于或等于1mol%及小于或等于5mol%、大于或等于1mol%及小于或等于4mol%、大于或等于1mol%及小于或等于3mol%、或甚至大于或等于1mol%及小于或等于2mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可进一步包含BaO。在实施方式中,玻璃组成可包含大于0mol%及小于或等于5mol%的BaO。在实施方式中,玻璃组成可包含大于0mol%及小于或等于4mol%的BaO。在实施方式中,玻璃组成可包含大于0mol%及小于或等于3mol%的BaO。在实施方式中,玻璃组成中的BaO的浓度可大于0mol%、大于或等于0.5mol%、或甚至大于或等于1mol%。在实施方式中,玻璃组成中的BaO的浓度可小于或等于5mol%、小于或等于4mol%、小于或等于3mol%、或甚至小于或等于2mol%。在实施方式中,玻璃组成中的BaO的浓度可大于0mol%及小于或等于5mol%、大于0mol%及小于或等于4mol%、大于0mol%及小于或等于3mol%、大于0mol%及小于或等于2mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于4mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于3mol%、大于或等于0.5mol%及小于或等于2mol%、大于或等于1mol%及小于或等于5mol%、大于或等于1mol%及小于或等于4mol%、大于或等于1mol%及小于或等于3mol%、或甚至大于或等于1mol%及小于或等于2mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。在实施方式中,玻璃组成可为无BaO或实质上无BaO。
在实施方式中,本文所述的玻璃组成可进一步包括一或多种澄清剂。在实施方式中,澄清剂可例如包括SnO2。在实施方式中,玻璃组成可包含大于0mol%及小于或等于0.5mol%的SnO2。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于0.01mol%及小于或等于0.25mol%的SnO2。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于0.05mol%及小于或等于0.1mol%的SnO2。在实施方式中,玻璃组成可包含大于或等于0.1mol%及小于或等于0.5mol%的SnO2。在实施方式中,玻璃组成中的SnO2的浓度可大于0mol%、大于或等于0.01mol%、大于或等于0.05mol%、或甚至大于或等于0.1mol%。在实施方式中,玻璃组成中的SnO2的浓度可小于或等于0.5mol%、小于或等于0.25mol%、或甚至小于或等于0.1mol%。在实施方式中,玻璃组成中的SnO2的浓度可大于0mol%及小于或等于0.5mol%、大于0mol%及小于或等于0.25mol%、大于0mol%及小于或等于0.1mol%、大于或等于0.01mol%及小于或等于0.5mol%、大于或等于0.01mol%及小于或等于0.25mol%、大于或等于0.01mol%及小于或等于0.1mol%、大于或等于0.05mol%及小于或等于0.5mol%、大于或等于0.05mol%及小于或等于0.25mol%、大于或等于0.05mol%及小于或等于0.1mol%、大于或等于0.1mol%及小于或等于0.5mol%、或甚至大于或等于0.1mol%及小于或等于0.25mol%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。在实施方式中,玻璃组成可为无SnO2或实质上无SnO2。
在实施方式中,本文所述的玻璃组成可进一步包括混入材料(tramp material),诸如TiO2、MnO、MoO3、WO3、Y2O3、CdO、As2O3、Sb2O3、硫基化合物(诸如,硫酸盐)、卤素、或前述物的组合。在实施方式中,玻璃组成可为无或实质上无个别的混入材料、混入材料的组合、或所有的混入材料。例如,在实施方式中,玻璃组成可为无或实质上无TiO2、MnO、MoO3、WO3、Y2O3、CdO、As2O3、Sb2O3、硫基化合物(诸如,硫酸盐)、卤素、或前述物的组合。
在实施方式中,用于形成玻璃包覆层的本文所述的玻璃组成具有液相线粘度,其使得玻璃组成适于使用在熔融拉引处理,及尤其用于使用作为用于熔融层压处理的玻璃包覆层。例如,在实施方式中,玻璃组成可具有液相线粘度大于或等于10kP、大于或等于50kP、大于或等于100kP、大于或等于250kP、或甚至大于或等于500kP。在实施方式中,玻璃组成可具有液相线粘度小于或等于15000kP、小于或等于5000kP、小于或等于2500kP、或甚至小于或等于1000kP。在实施方式中,玻璃组成可具有液相线粘度大于或等于10kP及小于或等于15000kP、大于或等于10kP及小于或等于5000kP、大于或等于10kP及小于或等于2500kP、大于或等于10kP及小于或等于1000kP、大于或等于50kP及小于或等于15000kP、大于或等于50kP及小于或等于5000kP、大于或等于50kP及小于或等于2500kP、大于或等于50kP及小于或等于1000kP、大于或等于100kP及小于或等于15000kP、大于或等于100kP及小于或等于5000kP、大于或等于100kP及小于或等于2500kP、大于或等于100kP及小于或等于1000kP、大于或等于250kP及小于或等于15000kP、大于或等于250kP及小于或等于5000kP、大于或等于250kP及小于或等于2500kP、大于或等于250kP及小于或等于1000kP、大于或等于500kP及小于或等于15000kP、大于或等于500kP及小于或等于5000kP、大于或等于500kP及小于或等于2500kP、或甚至大于或等于500kP及小于或等于1000kP、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可具有液相温度大于或等于850℃或甚至大于或等于900℃。在实施方式中,玻璃组成可具有液相温度小于或等于1050℃或甚至小于或等于1000℃。在实施方式中,玻璃组成可具有液相温度大于或等于850℃及小于或等于1050℃、大于或等于850℃及小于或等于1000℃、大于或等于900℃及小于或等于1050℃、或甚至大于或等于900℃及小于或等于1000℃、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可具有应变点大于或等于800℃或甚至大于或等于850℃。在实施方式中,玻璃组成可具有应变点小于或等于1000℃或甚至小于或等于950℃。在实施方式中,玻璃组成可具有应变点大于或等于800℃及小于或等于1000℃、大于或等于800℃及小于或等于950℃、大于或等于850℃及小于或等于1000℃、或甚至大于或等于850℃及小于或等于950℃、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可具有退火点大于或等于550℃或甚至大于或等于600℃。在实施方式中,玻璃组成可具有退火点小于或等于750℃或甚至小于或等于700℃。在实施方式中,玻璃组成可具有退火点大于或等于550℃及小于或等于750℃、大于或等于550℃及小于或等于700℃、大于或等于600℃及小于或等于750℃、或甚至大于或等于600℃及小于或等于700℃、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可具有软化点大于或等于500℃或甚至大于或等于550℃。在实施方式中,玻璃组成可具有软化点小于或等于700℃或甚至小于或等于650℃。在实施方式中,玻璃组成可具有软化点大于或等于500℃及小于或等于700℃、大于或等于500℃及小于或等于650℃、大于或等于550℃及小于或等于700℃、或甚至大于或等于550℃及小于或等于650℃、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
如本文所述,玻璃组成包括R2O,其改善熔化行为。尤其,碱金离子迁移率高于碱土及诸如Al2O3、B2O3、及SiO2的网络氧化物,及降低玻璃组成的熔化电阻。在实施方式中,玻璃组成可具有熔化电阻大于或等于0.5ohm-m及小于或等于15ohm-m。在实施方式中,玻璃组成可具有熔化电阻大于或等于0.5ohm-m、大于或等于1ohm-m、大于或等于2ohm-m、或甚至大于或等于3ohm-m。在实施方式中,玻璃组成可具有熔化电阻小于或等于15ohm-m、小于或等于12.5ohm-m、小于或等于10ohm-m、或甚至小于或等于7.5ohm-m。在实施方式中,玻璃组成可具有熔化电阻大于或等于0.5ohm-m及小于或等于15ohm-m、大于或等于0.5ohm-m及小于或等于12.5ohm-m、大于或等于0.5ohm-m及小于或等于10ohm-m、大于或等于0.5ohm-m及小于或等于7.5ohm-m、大于或等于1ohm-m及小于或等于15ohm-m、大于或等于1ohm-m及小于或等于12.5ohm-m、大于或等于1ohm-m及小于或等于10ohm-m、大于或等于1ohm-m及小于或等于7.5ohm-m、大于或等于2ohm-m及小于或等于15ohm-m、大于或等于2ohm-m及小于或等于12.5ohm-m、大于或等于2ohm-m及小于或等于10ohm-m、大于或等于2ohm-m及小于或等于7.5ohm-m、大于或等于3ohm-m及小于或等于15ohm-m、大于或等于3ohm-m及小于或等于12.5ohm-m、大于或等于3ohm-m及小于或等于10ohm-m、或甚至大于或等于3ohm-m及小于或等于7.5ohm-m、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
本文所述的玻璃组成可具有改善的机械性质(例如,剪切模量、杨氏模量、维氏硬度)。当不愿被理论所局限,由于R2O的存在,玻璃形成处理会致使相分离发生在相分离热处理之前的玻璃的一部分中。此相分离会导致改善的机械性质。在实施方式中,玻璃组成可具有剪切模量大于或等于20GPa及小于或等于35GPa。在实施方式中,玻璃组成可具有剪切模量大于或等于20GPa或甚至大于或等于25GPa。在实施方式中,玻璃组成可具有剪切模量小于或等于35GPa或甚至小于或等于30GPa。在实施方式中,玻璃组成可具有剪切模量大于或等于20GPa及小于或等于35GPa、大于或等于20GPa及小于或等于30GPa、大于或等于25GPa及小于或等于35GPa、或甚至大于或等于25GPa及小于或等于30GPa、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可具有杨氏模量大于或等于60GPa及小于或等于75GPa。在实施方式中,玻璃组成可具有杨氏模量大于或等于60GPa或甚至大于或等于65GPa。在实施方式中,玻璃组成可具有杨氏模量小于或等于75GPa或甚至小于或等于70GPa。在实施方式中,玻璃组成可具有杨氏模量大于或等于60GPa及小于或等于75GPa、大于或等于60GPa及小于或等于70GPa、大于或等于65GPa及小于或等于75GPa、或甚至大于或等于65GPa及小于或等于70GPa、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可具有维氏硬度大于或等于500VHN及小于或等于650VHN。在实施方式中,玻璃组成104a、104b可具有维氏硬度大于或等于500VHN或甚至大于或等于550VHN。在实施方式中,玻璃组成可具有维氏硬度小于或等于650VHN或甚至小于或等于600VHN。在实施方式中,玻璃组成可具有维氏硬度大于或等于500VHN及小于或等于650VHN、大于或等于500VHN及小于或等于600VHN、大于或等于550VHN及小于或等于650VHN、或甚至大于或等于550VHN及小于或等于600VHN、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可具有帕松比大于或等于0.15或甚至大于或等于0.2。在实施方式中,玻璃组成可具有帕松比小于或等于0.3或甚至小于或等于0.25。在实施方式中,玻璃组成可具有帕松比大于或等于0.15及小于或等于0.3、大于或等于0.15及小于或等于0.25、大于或等于0.2及小于或等于0.3、或甚至大于或等于0.2及小于或等于0.25、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可具有CTE大于或等于25x10-7/℃或甚至大于或等于30x10-7/℃。在实施方式中,玻璃组成可具有CTE小于或等于45x10-7/℃或甚至小于或等于40x10-7/℃。在实施方式中,玻璃组成可具有CTE大于或等于25x10-7/℃及小于或等于45x10-7/℃、大于或等于25x10-7/℃及小于或等于40x10-7/℃、大于或等于30x10-7/℃及小于或等于45x10-7/℃、或甚至大于或等于30x10-7/℃及小于或等于40x10-7/℃、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃组成可具有密度大于或等于2.25g/cm3或甚至大于或等于2.3g/cm3。在实施方式中,玻璃组成可具有密度小于或等于2.45g/cm3或甚至小于或等于2.4g/cm3。在实施方式中,玻璃组成可具有密度大于或等于2.25g/cm3及小于或等于2.45g/cm3、大于或等于2.25g/cm3及小于或等于2.4g/cm3、大于或等于2.3g/cm3及小于或等于2.45g/cm3、或甚至大于或等于2.3g/cm3及小于或等于2.4g/cm3、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
现在参照图1,本文所述的玻璃组成可用以形成诸如玻璃层压制品100的玻璃制品的玻璃包覆层。玻璃层压制品100包括由玻璃核心组成所形成的玻璃核心层102。在实施方式中,玻璃核心组成可为碱土硼铝硅酸盐玻璃(例如,Corning Eagle)、Corning玻璃、Corning IrisTM玻璃、或Corning/>玻璃。在实施方式中,玻璃核心组成可包含例如Corning Eagle/>玻璃或Corning IrisTM玻璃的至少一者,基于它们的极低自体荧光。本领域的通常知识者将理解到玻璃核心组成将会适当地膨胀及具有匹配用于特定包覆玻璃组成的粘度。因此,在实施方式中,会进行玻璃核心组成的改质以达成粘度匹配。
玻璃核心层102可被插入在一对的玻璃包覆层之间,诸如第一玻璃包覆层104a与第二玻璃包覆层104b。第一玻璃包覆层104a与第二玻璃包覆层104b可分别由第一玻璃包覆组成与第二玻璃包覆组成所形成。在实施方式中,第一玻璃包覆组成及/或第二玻璃包覆组成可包含本文所述的玻璃组成。在实施方式中,第一玻璃包覆与第二玻璃包覆组成可为相同组成。在实施方式中,第一玻璃包覆组成与第二玻璃包覆组成可为不同组成。
图1绘示玻璃核心层102,具有第一表面103a与相对于第一表面103a的第二表面103b。第一玻璃包覆层104a直接地熔合至玻璃核心层102的第一表面103a而第二玻璃包覆层104b直接地熔合至玻璃核心层102的第二表面103b。玻璃包覆层104a、104b被熔合至玻璃核心层102,而没有任何额外的材料,诸如粘着剂、聚合物层、涂覆层或类似物被安置在玻璃核心层102与玻璃包覆层104a、104b之间。因此,玻璃核心层102的第一表面103a直接地相邻第一玻璃包覆层104a,而玻璃核心层102的第二表面103b直接地相邻第二玻璃包覆层104b。在实施方式中,玻璃核心层102与玻璃包覆层104a、104b是通过熔融层压处理所形成。扩散层(未示出)可形成在玻璃核心层102与玻璃包覆层104a、104b之间。在此种事例中,扩散层的CTE具有在玻璃核心层102与玻璃包覆层104a、104b的CTE之间的数值。
在实施方式中,玻璃层压制品可具有厚度大于或等于0.1mm及小于或等于3mm、大于或等于0.1mm及小于或等于2mm、大于或等于0.1mm及小于或等于1mm、大于或等于0.3mm及小于或等于3mm、大于或等于0.3mm及小于或等于2mm、大于或等于0.3mm及小于或等于1mm、大于或等于0.5mm及小于或等于3mm、大于或等于0.5mm及小于或等于2mm、或甚至大于或等于0.5mm及小于或等于1mm、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,玻璃层压制品100可具有厚度t及各玻璃包覆层104a、104b可具有厚度大于或等于0.01t及小于或等于0.35t、大于或等于0.01t及小于或等于0.25t、大于或等于0.01t及小于或等于0.15t、大于或等于0.01t及小于或等于0.1t、大于或等于0.025t及小于或等于0.35t、大于或等于0.025t及小于或等于0.25t、大于或等于0.025t及小于或等于0.15t、大于或等于0.025t及小于或等于0.1t、大于或等于0.05t及小于或等于0.35t、大于或等于0.05t及小于或等于0.25t、大于或等于0.05t及小于或等于0.15t、或甚至大于或等于0.05t及小于或等于0.1t、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
本文所述的玻璃层压制品100可通过熔融层压处理所形成,诸如在美国专利第4,214,886号中所述的处理,其通过参考而在此并入。参照图2,作为实例,用于形成玻璃层压制品的层压熔融拉引设备200包括上隔离管(isopipe)202,其被定位在下隔离管204上方。上隔离管202包括凹槽210,熔融玻璃包覆组成206从熔化器(未示出)被进料进入凹槽210。类似地,下隔离管204包括凹槽212,熔融核心玻璃组成203从熔化器(未示出)被进料进入凹槽212。
随着熔融玻璃核心组成208填充凹槽212,熔融玻璃核心组成208溢出凹槽212及在下隔离管204的外形成表面216、218上方流动。下隔离管204的外形成表面216、218在根部220处会合。因此,在外形成表面216、218上方流动的熔融玻璃核心组成208在下隔离管204的根部220处再会合,从而形成玻璃层压制品的玻璃核心层102。
同时,熔融玻璃包覆组成206溢出形成在上隔离管202中的凹槽210及在上隔离管202的外形成表面222、224上方流动。熔融玻璃包覆组成206通过上隔离管202而被向外地转向,使得熔融玻璃包覆组成206流动绕过下隔离管204及接触在下隔离管的外形成表面216、218上方流动的熔融玻璃核心组成208,熔合熔融玻璃核心组成及形成围绕玻璃核心层102的玻璃包覆层104a、104b。
由于在层压处理之后的玻璃层压制品100的冷却,玻璃核心层102与玻璃包覆层104a、104b之间的CTE差别会足以致使玻璃核心层102相较于玻璃包覆层104a、104b更加收缩或缩小。此致使玻璃核心层102会处于伸张状态而玻璃包覆层104a、104b会处理压缩状态。玻璃包覆层104a、104b中的压缩应力抑制破裂形成及破裂传播进入玻璃包覆层104a、104b,从而强化玻璃层压制品100。
一旦玻璃包覆层104a、104b已被熔合至玻璃核心层102而形成玻璃层压制品100,玻璃层压制品可被任选地塑型成期望的三维形式,诸如通过真空成型或任何其他习知的玻璃塑型处理。
一旦通过将玻璃包覆层104a、104b熔合至玻璃核心层102来形成玻璃层压制品100且被任选地塑型,玻璃层压制品100被热处理以诱发玻璃包覆层104a、104b中的相分离,从而产生第一相的互连基质,其中至少一第二相被分散在玻璃包覆层104a、104b中。热处理工艺通常包括将玻璃层压制品加热至可相分离玻璃组成的上共溶温度(consulatetemperature)或相分离温度(spinodal temperature),玻璃包覆层104a、104b由此可相分离玻璃组成所形成,及将玻璃层压制品100保持在此温度持续足以在玻璃包覆层104a、104b中诱发所期望数量的相分离的时期。在实施方式中,加热玻璃包覆层104a、104b包含将玻璃包覆层保持在温度大于或等于650℃及小于或等于850℃持续时期大于或等于0.25小时及小于或等于8小时。在实施方式中,诱发相分离的加热温度可大于或等于650℃及小于或等于850℃、大于或等于650℃及小于或等于825℃、大于或等于650℃及小于或等于800℃、大于或等于675℃及小于或等于850℃、大于或等于675℃及小于或等于825℃、大于或等于675℃及小于或等于800℃、大于或等于700℃及小于或等于850℃、大于或等于700℃及小于或等于825℃、或甚至大于或等于700℃及小于或等于800℃、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。在实施方式中,诱发相分离的加热时期可大于或等于0.25小时及小于或等于8小时、大于或等于0.25小时及小于或等于6小时、大于或等于0.25小时及小于或等于4小时、大于或等于0.5小时及小于或等于8小时、大于或等于0.5小时及小于或等于6小时、大于或等于0.5小时及小于或等于4小时、大于或等于1小时及小于或等于8小时、大于或等于1小时及小于或等于6小时、大于或等于1小时及小于或等于4小时、大于或等于2小时及小于或等于8小时、大于或等于2小时及小于或等于6小时、或甚至大于或等于2小时及小于或等于4小时、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,热处理时间及温度被选择,使得若至少一第二相被实质上从第一相移除,由于玻璃包覆层的完成孔隙度,玻璃包覆层104a、104b具有期望的折射率。更明确地,热处理的时间与温度可被选择,使得至少一第二相的所期望数量及分布存在于第一相的互连基质中,当至少一第二相从第一相的互连基质被移除时,产生在玻璃包覆层104a、104b中的所期望折射率。
在实施方式中,相分离玻璃包覆层可具有在制品厚度为0.7mm所测量的在400nm至750nm的波长范围的光的平均穿透率大于或等于85%及小于或等于99%。在实施方式中,相分离玻璃包覆层可具有在制品厚度为0.7mm所测量的在400nm至750nm的波长范围的光的平均穿透率大于或等于85%或甚至大于或等于90%。在实施方式中,相分离玻璃包覆层可具有在制品厚度为0.7mm所测量的在400nm至750nm的波长范围的光的平均穿透率小于或等于99%、小于或等于97%、或甚至小于或等于95%。在实施方式中,相分离玻璃包覆层可具有在制品厚度为0.7mm所测量的在400nm至750nm的波长范围的光的平均穿透率大于或等于85%及小于或等于99%、大于或等于85%及小于或等于97%、大于或等于85%及小于或等于95%、大于或等于90%及小于或等于99%、大于或等于90%及小于或等于97%、或甚至大于或等于90%及小于或等于95%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,相分离玻璃包覆层可具有穿透雾度大于或等于10%及小于或等于120%。在实施方式中,相分离玻璃包覆层可具有穿透雾度大于或等于10%、大于或等于15%、或甚至大于或等于20%。在实施方式中,相分离玻璃包覆层可具有穿透雾度小于或等于120%、小于或等于100%、小于或等于80%、小于或等于60%、或甚至小于或等于40%。在实施方式中,相分离玻璃包覆层可具有穿透雾度大于或等于10%及小于或等于120%、大于或等于10%及小于或等于100%、大于或等于10%及小于或等于80%、大于或等于10%及小于或等于60%、大于或等于10%及小于或等于40%、大于或等于15%及小于或等于120%、大于或等于15%及小于或等于100%、大于或等于15%及小于或等于80%、大于或等于15%及小于或等于60%、大于或等于15%及小于或等于40%、大于或等于210%及小于或等于120%、大于或等于20%及小于或等于100%、大于或等于20%及小于或等于80%、大于或等于20%及小于或等于60%、或甚至大于或等于20%及小于或等于40%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,在诱发玻璃包覆层104a、104b中的相分离的热处理之后,玻璃层压制品100被进一步处理以从玻璃包覆层104a、104b的第一相的互连基质移除至少一第二相,诸如当在玻璃包覆层104a、104b中期望第一相的多孔的互连基质时。在这些实施方式中,至少一第二相可通过蚀刻玻璃层压制品而从第一相的互连基质被移除。如在此所述,在实施方式中,相较于玻璃包覆层104a、104b的相分离玻璃组成的第一相,至少一第二相具有较大的溶解速率于水中、碱性溶液中、及/或酸性溶液中,使得至少一第二相相较于第一相更易于溶解。可使用各种的蚀刻剂或蚀刻剂的组合,不受限地包括氢氟酸、氢氯酸、硝酸、硫酸、或前述物的组合。玻璃层压制品100与蚀刻剂接触一时期,此时期足以从玻璃包覆层104a、104b中的第一相的互连基质完全地移除至少一第二相,从而留下第一相的多孔的互连基质。
如本文所述,相分离热处理可被定制以达成对于达成AR玻璃层压制品中的抗反射特性所必要的物理性质(例如,折射率、孔隙度、平均孔洞尺寸)。
在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层具有有效折射率大于或等于1.15及小于或等于1.3以助于降低反射,从而增加穿透率。尤其,纯二氧化硅具有较高的折射率(例如,1.47)。经蚀刻玻璃包覆层是多孔的,及因此,其“有效”折射率是较低的。在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层的折射率可大于或等于1.15或甚至大于或等于1.2。在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层的折射率可小于或等于1.3或甚至小于或等于1.25。在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层的折射率可大于或等于1.15及小于或等于1.3、大于或等于1.15及小于或等于1.25、大于或等于1.2及小于或等于1.3、大于或等于1.2及小于或等于1.25、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层可具有平均孔洞尺寸大于或等于20nm及小于或等于60nm。在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层可具有平均孔洞尺寸大于或等于20nm或甚至大于或等于30nm。在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层可具有平均孔洞尺寸小于或等于60nm或甚至小于或等于50nm。在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层可具有平均孔洞尺寸大于或等于20nm及小于或等于60nm、大于或等于20nm及小于或等于50nm、大于或等于30nm及小于或等于60nm、或甚至大于或等于30nm及小于或等于50nm、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层可具有孔隙度大于或等于60%及小于或等于80%。在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层可具有孔隙度大于或等于60%或甚至大于或等于65%。在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层可具有孔隙度小于或等于80%或甚至小于或等于75%。在实施方式中,经蚀刻玻璃包覆层可具有孔隙度大于或等于60%及小于或等于80%、大于或等于60%及小于或等于75%、大于或等于65%及小于或等于80%、或甚至大于或等于65%及小于或等于75%、或由这些端点的任一者所形成的任何与所有的子范围。
本文所述的玻璃层压制品可被并入另一制品,诸如具有显示器的制品(或显示器制品)(例如,消费者电子用品,包括移动电话、平板计算机、计算机、导航系统、穿载式装置(例如,手表)及类似物)、建筑制品、运输制品(例如,汽车、火车、航空器、航舶、等等)、电器制品、或期望AR性质的任何制品。并入本文所公开的任何的玻璃层压制品的范例制品显示在图3与4中。明确地,图3与4显示消费者电子装置300,包括外壳302,具有前面304、背面306、及侧面308;电子部件(未示出)至少部分地在外壳内或完全地在外壳内及至少包括控制器、内存、及显示器310,显示器310在外壳的前表面处或邻近外壳的前表面;及在外壳的前表面处或在外壳的前表面上方的覆盖基板312,使得覆盖基板312在显示器上方。在一些实施方式中,覆盖基板312或外壳302的一部分的至少一者可包括本文所公开的任何的玻璃制品。
实例
为了更加轻易地理解各种实施方式,将参照下列实例,其意于说明本文所述的玻璃组成的各种实施方式。
表1显示一比较性玻璃组成及实例玻璃组成(以mol%表示)及玻璃组成的个别性质。玻璃被形成具有比较性玻璃组成C1及实例玻璃组成E1-E15。
表1
表1(接续)
表1(接续)
如通过表1中的实例玻璃组成所指示,本文所述的玻璃组成包括大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%的R2O,且相较于无R2O的玻璃组成(比较性玻璃组成C1)具有增加的液相线粘度。R2O的存在促进在较低温度下将玻璃组成相分离。
现在参照表2,本文所述的玻璃组成包括大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%的R2O,且相较于无R2O的玻璃组成可具有在相对较低温度的所期望粘度。例如,实例玻璃组成E3-E9相较于比较性玻璃组成C1具有在较低温度的35kP的粘度。
低浓度的碱金属的添加在所有的温度下不会具有粘度上的线性效果。此通过在对应于实例玻璃组成E1、E2、及E13-E15的35kP的粘度的温度下的Li2O及Na2O的分别添加的最小影响所例示。然而,可观察到相较于比较性玻璃组成1,在这些玻璃组成中的Li2O及Na2O的分别存在降低应变点及/或退火点,其使得能够在较低温度下相分离。
表2
表2(接续)
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表2(接续)
现在参照图5,玻璃组成E1-E3与E10-E12具有相较于比较性玻璃组成C1更低的熔化电阻。如图1所指示,本文所述的玻璃组成包括大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%的R2O,且相较于无R2O的玻璃组成(比较性玻璃组成C1)具有较低的熔化电阻,使得玻璃组成会较易于熔化。
回头参照表1,相较于比较性玻璃组成C1,玻璃组成E1-E3具有较高的剪切模量、杨氏模量、及维氏硬度。当不愿被理论所局限,本文所述的包括大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%的R2O的玻璃组成可在玻璃形成处理期间相分离,造成相较于无R2O的玻璃组成有改善的机械性质。
现在参照表3与图6A-6C、7A-7G、8A-8G、9A-9G、及10A-10G,比较性玻璃组成C1与实例玻璃组成E8与E9被在影像上所指示的时间与温度热处理以诱发相分离。图6A-6C是在热处理之后的比较性玻璃组成C1在黑色背景上的影像。图7A-7G与图8A-8G是在热处理之后的实例玻璃组成E8分别在黑色背景上及在边缘照明下的影像。图9A-9G与图10A-10G是在热处理之后的实例玻璃组成E9分别在黑色背景上及在边缘照明下的影像。表3列出由指明的热处理所造成的穿透雾度及雾度的可观察程度。
表3
如表3与影像所示,相对于实例玻璃组成E8与E9,对于玻璃需要显著较高的温度与较长的时间以显露由于比较性玻璃组成C1中的相分离的雾度。例如,图7A与9A,当暴露至相较于图6B更低50℃持续一半时间的在800℃持续4小时的热处理之后的实例玻璃组成E8与E9的分别影像显示出较大雾度(即,分别为111%与74%(高雾度)),图6B为在850℃持续8小时的热处理之后的比较性玻璃组成C1(即,低雾度)的影像。再者,如表3与图8F、8G、10F、及10G所示,实例玻璃组成E8与E9在相对较低温度下(例如,725℃-750℃)的热处理之后展现足够的相分离以散射光。如表3与图6A-6C、7A-7G、8A-8G、9A-9G、及10A-10G所指示,包括大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%的R2O的本文所述的玻璃组成相较于无R2O的玻璃组成可在较低温度及较短时期的热处理之后被相分离。
现在参照图11与12,经受热处理的玻璃组成E8与E9造成类似于如经受至相同热处理的比较性玻璃组成C1(即,周知的良好地适用于这些光学性质的玻璃)的穿透率,或甚至在较低温度的热处理。如图11与12所指示,本文所述的玻璃组成可经受热处理以产生具有所期望穿透率的玻璃层压制品。
在不背离所请求的目标的精神与范畴下,可对于本文所述的实施方式进行各种修改与变化,对于本领域的通常知识者会是显而易见。因此,意于本说明书涵盖本文所述的各种实施方式的修改与变化,只要此类修改与变化是落在随附权利要求书及其等效物的范畴内。
Claims (39)
1.一种玻璃组成,包含:
大于或等于50mol%及小于或等于80mol%的SiO2;
大于或等于5mol%及小于或等于15mol%的Al2O3;
大于或等于10mol%及小于或等于25mol%的B2O3;
大于或等于0mol%的Li2O;
大于或等于0mol%的Na2O;
大于或等于0mol%的K2O;
大于或等于0mol%的Rb2O;
大于或等于0mol%的Cs2O;
大于或等于1.5mol%及小于或等于5mol%的MgO;
大于或等于4mol%及小于或等于12mol%的CaO;及
大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%的SrO,其中:
R2O大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%,R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总和。
2.如权利要求1所述的玻璃组成,其中R2O大于或等于0.25mol%及小于或等于12mol%。
3.如权利要求2所述的玻璃组成,其中R2O大于或等于0.5mol%及小于或等于10mol%。
4.如权利要求1至3任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于13mol%及小于或等于25mol%的B2O3。
5.如权利要求4所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于14mol%及小于或等于22mol%的B2O3。
6.如权利要求5所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于15mol%及小于或等于19mol%的B2O3。
7.如权利要求1至6任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于6mol%及小于或等于13mol%的Al2O3。
8.如权利要求7所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于7mol%及小于或等于11mol%的Al2O3。
9.如权利要求1至8任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于1.75mol%及小于或等于4mol%的MgO。
10.如权利要求9所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于2mol%及小于或等于3mol%的MgO。
11.如权利要求1至10任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于4.5mol%及小于或等于10mol%的CaO。
12.如权利要求11所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于5mol%及小于或等于9mol%的CaO。
13.如权利要求1至12任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于0.75mol%及小于或等于4mol%的SrO。
14.如权利要求13所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于1mol%及小于或等于3mol%的SrO。
15.如权利要求1至14任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成进一步包含大于0mol%及小于或等于5mol%的BaO。
16.如权利要求15所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于0mol%及小于或等于4mol%的BaO。
17.如权利要求16所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于0mol%及小于或等于3mol%的BaO。
18.如权利要求1至17任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成进一步包含大于0mol%及小于或等于0.5mol%的SnO2。
19.如权利要求18所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于0.01mol%及小于或等于0.25mol%的SnO2。
20.如权利要求19所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于0.05mol%及小于或等于0.1mol%的SnO2。
21.如权利要求20所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于0.1mol%及小于或等于0.5mol%的SnO2。
22.如权利要求1至21任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于55mol%及小于或等于75mol%的SiO2。
23.如权利要求22所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成包含大于或等于60mol%及小于或等于70mol%的SiO2。
24.如权利要求1至23任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成可相分离成第一相与至少一第二相。
25.如权利要求1至24任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成具有大于或等于10kP及小于或等于15000kP的液相线粘度。
26.如权利要求1至25任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成具有大于或等于0.5ohm-m及小于或等于15ohm-m的熔化电阻。
27.如权利要求1至26任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成具有大于或等于20GPa及小于或等于35GPa的剪切模量。
28.如权利要求1至27任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成具有大于或等于60GPa及小于或等于75GPa的杨氏模量。
29.如权利要求1至28任一项所述的玻璃组成,其中所述玻璃组成具有大于或等于500VHN及小于或等于650VHN的维氏硬度。
30.一种玻璃层压制品,包含:
核心玻璃层;及
包覆玻璃层,层压至所述核心玻璃层的表面,其中:
所述核心玻璃层由权利要求1至29任一项所述的玻璃组成所形成。
31.一种形成玻璃层压制品的方法,所述方法包含:
将至少一玻璃包覆层熔合至玻璃核心层的至少一部分,其中所述至少一玻璃包覆层包含可相分离玻璃组成且包含:
大于或等于50mol%及小于或等于80mol%的SiO2;
大于或等于5mol%及小于或等于15mol%的Al2O3;
大于或等于10mol%及小于或等于25mol%的B2O3;
大于或等于0mol%的Li2O;
大于或等于0mol%的Na2O;
大于或等于0mol%的K2O;
大于或等于0mol%的Rb2O;
大于或等于0mol%的Cs2O;
大于或等于1.5mol%及小于或等于5mol%的MgO;
大于或等于4mol%及小于或等于12mol%的CaO;及
大于或等于0.5mol%及小于或等于5mol%的SrO,其中:
R2O大于或等于0.1mol%及小于或等于15mol%,R2O是Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、及Cs2O的总和;
将熔合至所述玻璃核心层的所述至少一玻璃包覆层加热至一温度,所述温度足以实现所述至少一玻璃包覆层中的相分离,使得在所述加热之后,所述至少一玻璃包覆层包含第一相与至少一第二相,所述第一相与所述至少一第二相的每一者具有不同组成;及
以蚀刻溶液蚀刻所述相分离的至少一玻璃包覆层,以从所述至少一玻璃包覆层选择性移除所述至少一第二玻璃相,使得所述至少一玻璃包覆层包含由所述可相分离玻璃组成的所述第一相形成的多孔互连基质。
32.如权利要求31所述的方法,其中加热所述至少一玻璃包覆层包含将所述至少一玻璃包覆层保持在大于或等于650℃及小于或等于850℃的温度持续大于或等于0.25小时及小于或等于8小时的时期。
33.如权利要求31或32所述的方法,其中所述第一相包含互连基质而所述至少一第二相被分散遍布所述互连基质。
34.如权利要求33所述的方法,其中所述至少一第二相在所述第一相的所述互连基质内被互连。
35.如权利要求31至34任一项所述的方法,其中所述经蚀刻的至少一玻璃包覆层具有大于或等于1.15及小于或等于1.3的折射率。
36.如权利要求31至35任一项所述的方法,其中所述经蚀刻的至少一玻璃包覆层具有大于或等于20nm及小于或等于60nm的平均孔洞尺寸。
37.如权利要求31至36任一项所述的方法,其中所述经蚀刻的至少一玻璃包覆层具有大于或等于60%及小于或等于80%的孔隙度。
38.如权利要求31至37任一项所述的方法,其中所述相分离的至少一玻璃包覆层具有在制品厚度为0.7mm所测量的在400nm至750nm的波长范围的光的大于或等于85%及小于或等于99%的平均穿透率。
39.如权利要求31至38任一项所述的方法,其中所述至少一玻璃包覆层具有大于或等于10%及小于或等于120%的雾度。
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