TW201427917A - 玻璃陶瓷；相關之可成形及／或顏色可調、可結晶之玻璃；及相關製程 - Google Patents

玻璃陶瓷；相關之可成形及／或顏色可調、可結晶之玻璃；及相關製程 Download PDF

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Abstract

本文揭示：一或多種可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃；經成形及/或經調色之玻璃陶瓷；可離子交換、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷；離子交換、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷；包括經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的機器或設備；包括可離子交換、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的機器或設備；包括離子交換、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的機器或設備；用於使可成形、可結晶之玻璃可結晶的一或多種方法；用於製造可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃的一或多種方法；用於製造經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的一或多種方法；用於製造可離子交換、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的一或多種方法；用於製造離子交換、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的一或多種方法；及用於使用以下中之任一者的一或多種方法：可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可離子交換、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或離子交換、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷。

Description

玻璃陶瓷；相關之可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃；及相關製程 【相關申請案之交叉引用】
本申請案根據專利法主張2012年9月27日申請的美國臨時申請案第61/706733號之優先權權利，該案之內容為本申請案之依據且全部以引用之方式併入本文中。
本揭示案的實施例之態樣及/或實施例(以下稱態樣及/或實施例)係關於玻璃及玻璃陶瓷材料以及玻璃玻璃陶瓷技術之領域。此外，態樣及/或實施例係針對以下之一或多者：可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃；經成形及/或經調色之玻璃陶瓷；可離子交換(可IX)、經成形及/經調色玻璃陶瓷；離子交換(IX)、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷；包括經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的機器或設備；包括可IX、經成形及/經調色玻璃陶瓷的機器或設備；包括IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的機器或設備；用於使可成形、可結晶之玻璃可結晶的一或多種方法；用於製造可成形及/或顏色可調、 可結晶之玻璃的一或多種方法；用於製造經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的一或多種方法；用於製造可IX、經成形及/經調色之玻璃陶瓷的一或多種方法；用於製造IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的一或多種方法；及用於使用以下之任一者的一或多種方法：可成形及/或顏色可調之、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/經調色玻璃陶瓷，及可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷。
過去十年中，隨著諸如筆記型電腦、個人數位助理(PDA)、攜帶型導航裝置(PND)、媒體播放機、行動電話、攜帶型庫存裝置(PID)等的電子裝置(通常稱為「攜帶型計算裝置」)聚集且同時變得小巧、輕便以及功能更加強大，促進該等較小裝置之發展及可用性的一個因素為能夠藉由不斷減小電子元件之大小增大計算密度及操作速度的能力。然而，較小、較輕及功能更強大之電子裝置之趨勢引發對於攜帶型計算裝置之一些元件之設計的持續挑戰。
與遭受特定設計挑戰的攜帶型計算裝置相關聯之元件包括用於容納各種內部/電子元件之外殼或殼體。此設計挑戰通常由兩個互相矛盾之設計目標引起，該等設計目標為使外殼或殼體更輕及更薄之願望，以及使外殼或殼體更堅固及更剛性之願望。與較堅固及較剛性之外殼或殼體(通常為重量更大之具有較多緊固件之較厚塑膠結構)相反，較輕之外殼或殼體(通常為具有少數緊固件之薄塑膠結構)往往更可撓，同時容易皺曲及彎曲。遺憾的是，塑膠為柔軟材料，該 材料可輕易刮傷及磨損，從而使自身外觀降級。
習知之材料種類包括玻璃陶瓷，玻璃陶瓷廣泛地用 於各種其他應用中，且玻璃陶瓷比聚合物堅硬得多而且更抗刮傷。例如，玻璃陶瓷作為爐灶面、廚具及餐具(諸如碗、餐盤等)而廣泛用於廚房中。透明玻璃陶瓷用於生產烤爐及/或爐窗、光學元件、鏡面基板等。通常藉由在預定溫度下熱處理可結晶玻璃組成物並持續預定時間段以在玻璃基質中成核及生長晶相來製造玻璃陶瓷。基於SiO2-Al2O3-Li2O玻璃系統之兩種玻璃陶瓷包含將β-石英固溶體(β-石英ss)作為主要晶相或β-鋰輝石固溶體(β-鋰輝石ss)作為主要晶相之彼等玻璃陶瓷。
存在對於提供關於攜帶型計算裝置之外殼或殼體的 改良選擇的玻璃及玻璃陶瓷材料以及玻璃及玻璃陶瓷技術之需求。該等材料包括可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃；經成形及/或經調色之玻璃陶瓷；可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷；以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷。又，存在對於該等材料之需求，該等材料經調配以提供該等改良之形狀及/或顏色，同時應對關於形成輕的、堅固的、抗刮傷並且的外殼或殼體的設計挑戰。此外，存在對於用於製造可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的一或多種方法的需求。
本揭示案的實施例之態樣及/或實施例(以下稱態樣 及/或實施例)係關於玻璃及玻璃陶瓷材料以及玻璃及玻璃陶瓷技術之領域。該等玻璃及玻璃陶瓷材料包括：玻璃，該玻璃經調配為可成形及/或顏色可調的，且經調配可結晶為經成形及/或經調色之玻璃陶瓷(以下稱「可成形及可結晶之玻璃」或「可成形、可結晶之玻璃」，「顏色可調及可結晶之玻璃」或「顏色可調、可結晶之玻璃」或「可成形及/或顏色可調及可結晶之玻璃」或「可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃」或「可結晶之玻璃」；或陶瓷玻璃(以下稱「經成形之玻璃陶瓷」或「經調色之玻璃陶瓷」或「經成形及/或經調色之玻璃陶瓷」或「成形、經調色之玻璃陶瓷」或「經調色、經成形之玻璃陶瓷」或「玻璃陶瓷」)；或可IX、可經受離子交換(IX)表面處理之玻璃陶瓷(以下稱「可離子交換(可IX)之玻璃陶瓷」或「可IX、經成形之玻璃陶瓷」或「可IX、經調色之玻璃陶瓷」或「可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷」或「可IX、經成形、經調色之玻璃陶瓷」或「可IX、經調色、經成形之玻璃陶瓷」或「玻璃陶瓷」)；或離子交換(IX)之陶瓷玻璃(以下稱「離子交換(IX)之玻璃陶瓷」或「IX玻璃陶瓷」或「IX、經成形之玻璃陶瓷」或「IX、經調色之玻璃陶瓷」或「IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷」或「IX、經成形、經調色之玻璃陶瓷」或「IX、經調色、經成形之玻璃陶瓷」或「玻璃陶瓷」)。
在一些態樣及/或實施例中，該等可結晶之玻璃經調 配在熱處理後產生玻璃陶瓷，該等玻璃陶瓷包括(且此類玻璃陶瓷包括)：a.小於20重量百分比(重量%)之包括一或多種氧化物的一或多種晶相；及b.組成物，該組成物包括(基於氧化物以莫耳百分比(莫耳%)計算)：i. SiO2：約50至76；ii. Al2O3：約4至25；iii. P2O5+B2O3：約0至14；iv. R2O：約0至33；v.一或多種成核劑：約0至5；及vi.視情況，RO：約0至20。
在關於一或多個方法之一些其他態樣及/或實施例中，原料之混合物經調配以在熔化後產生可結晶之玻璃，該等可結晶之玻璃經調配可結晶為玻璃陶瓷，該等玻璃陶瓷包括(且可結晶玻璃經調配以在熱處理後產生玻璃陶瓷，該等玻璃陶瓷包括)：a.小於約20重量%之包括一或多種氧化物的一或多種晶相；及b.組成物，該組成物包括(基於氧化物以莫耳%計算)：i. SiO2：約50至76；ii. Al2O3：約4至25；iii. P2O5+B2O3：約0至14； iv. R2O：約0至33；一或多種成核劑：約0至5；及vi.視情況，RO：約0至20。
本揭示案之其他態樣及/或實施例係關於經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，該等玻璃陶瓷具有呈現於CIE光源D65之CIELAB顏色空間座標中的顏色，該等座標使用排除鏡面反射(SCE)之分光光度計根據反射光譜量測決定，且a*座標為約-2至約+8，且b*座標為約-7至約+30。一些態樣中，L*座標可接近深色及/或黑色(例如，約0至約70，或替代性的，約0至約45，又或者約0至約10)，而在其他態樣中，L*座標可接近淺色及/或白色(例如，約85至約100)。
本揭示案之一些其他態樣及/或實施例係關於先前段落中之可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷。在態樣中，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷經調配以能夠接受離子交換處理，以使可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷(且使IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷)之至少一個表面處於至少約200千兆帕(MPa)之壓縮應力(σs)下。
本揭示案之其他態樣及/或實施例係關於可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃。該等可結晶之玻璃的組成物經調配(例如)以能夠使用浮法(float method)、狹槽拉製法(slot draw method)及/或熔融法及(視情況)隨後之再拉法 及/或軋平法(roll out method)中之一或多者而自熔融狀態成形。為實現態樣中之目的，該等組成物經配製以使得該等可結晶之玻璃具有：液相黏度(ηlqds)，該液相黏度為至少約20千泊(kP)，或替代性地為至少約50kP，又或者為至少約100kP，又或者替代性地為大於約150kP；液相溫度(Tlqds)，該液相溫度小於約1600℃，或替代性地為小於約1400℃，又或者為小於約1300℃，又或者替代性地為小於約1200℃，又或者替代性地為小於約1100℃；及在自液體狀態冷卻時的抗失透性(以下稱「抗失透的」)。
在關於先前段落中之可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃的各種態樣中，組成物經調配(例如)以便於處理(例如，熔化、處理、成形等)該等可結晶之玻璃。作為一個實例，玻璃組成物可經調配以具有在約390nm至2500nm之波長間隔內的至少一個波長λT穿過約0.8mm厚度的透射百分比(透射%)，該透射百分比為至少約90，替代性地為至少約70，又或者為至少約50。作為另一實例，玻璃組成物可經調配以具有在約390nm至2500nm之λ間隔內穿過約0.8mm厚度之百分比(%)之平均值 []，該平均值為至少約 40，替代性地為至少約50，又或者為至少70。
在關於可成形及/或顏色可調之、可結晶之玻璃的其他各種態樣中，該等組成物可經調配(例如)以使得該等可結晶之玻璃能夠轉換為先前段落中所述的經成形及/或經調色 之玻璃陶瓷，及/或可離子交換及經成形及/或經調色之玻璃陶瓷。在此等其他各種態樣中，可藉由在一或多個預選溫度下對該等可結晶之玻璃進行熱處理並持續一或多段預選之時間而發生結晶，以成核及生長一或多個晶相，該一或多個晶相具有一或多個組成物、數目、形態、大小或細微性分佈等。
在關於可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃的其他 各種態樣中，該等組成物可經調配(例如)以使得先前段落中所述之該等經成形及/或經調色之玻璃陶瓷能夠使用一或多種預選離子交換技術而轉換為先前段落中所述的IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷。在此等其他各種態樣中，可藉由使該等經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的一或多個表面在一或多個預選溫度下經受具有一或多個預選組成物之一或多個離子交換(IX)浴並持續一或多段預選時間而發生離子交換，以賦予一或多個表面一或多個壓縮應力(σs)及/或一或多個平均表面壓力(CSavg)，及/或一或多個層深度(DOL)。
本揭示案之其他態樣及/或實施例係關於先前段落 中之經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的介電特性。換言之，除具有一或多個預選顏色(另外，該等顏色可為可調的或經調整(例如)以賦予一或多個美學顏色)的該等玻璃陶瓷外，該等玻璃陶瓷可擁有有利的介電特性，諸如在約25℃下約0.5千兆赫(GHz)至3.0GHz之頻率範圍內的損耗正切及/或在約25℃下約0.5GHz至3.0GHz之頻率範圍內的介電常數。
為實現彼目的，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及 /或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷可用於各種可經設置以用於無線通訊的電子裝置或攜帶型計算裝置，諸如：電腦及電腦附件，諸如「滑鼠」、鍵盤、監視器(例如，可為冷陰極螢光燈(CCFL背光LCD)、發光二極體(LED背光LCD)等中之任一者的液晶顯示器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)等)、遊戲控制器、輸入板、隨身碟、外部驅動器、白板等；個人數位助理(PDA)；攜帶型導航裝置(PND)；攜帶型庫存裝置(PID)；娛樂裝置及/或娛樂中心、裝置附件及/或中心附件，諸如調諧器、媒體播放機(例如，錄音式媒體播放機、磁帶式媒體播放機、碟片式媒體播放機、固態式媒體播放機等)、電纜接收器及/或衛星接收器、鍵盤、監視器(例如，可為冷陰極螢光燈(CCFL背光LCD)、發光二極體(LED背光LCD)等中之任一者的液晶顯示器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)等)、遊戲控制器等；電子閱讀裝置或電子閱讀器；行動電話或智慧型手機等。作為替代性實例，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷可用於汽車、電器及甚至建築學應用中。
本揭示案之實施例之眾多其他態樣、實施例、特徵 及優點將根據以下描述及隨附圖式顯而易見。在描述及/或隨附圖式中，參照本揭示案之示例性態樣及/或實施例，該等態樣及/或實施例可單獨地或以任何方式彼此組合地應用。實施例之該等態樣及/或實施例不代表本揭示案之全部範疇。因此，應參照用於解釋本揭示案之全部範疇的本文之申請專利 範圍。為簡潔明瞭，本說明書中所闡述之值的任何範圍涵蓋該範圍內之所有值，且應理解為支持敘述具有端點之任何子範圍的申請專利範圍，該等端點為所討論之特定範圍內的實數值。藉由假設性的說明性實例，本揭示案中對於約1至5之範圍的敘述將被認為支持申請專利範圍為以下範圍中之任一者：1至5、1至4、1至3、1至2、2至5、2至4、2至3、3至5、3至4及4至5。又為了簡潔明瞭，應瞭解，如「為」、「是」、「包括」、「具有」、「包含」等之該等術語為方便之用詞，且不應理解為限制性術語，且還可涵蓋術語「含有」「實質上由...組成」「由...組成」及適當之類似術語。
本揭示案之此等態樣及其他態樣、優點及突出特徵將根據以下描述、隨附圖式及所附申請專利範圍而變得顯而易見。
100‧‧‧樣品
110‧‧‧表面
120‧‧‧層深度
130‧‧‧中心區域
本文所參照之圖式形成本說明書之一部分。除非另有明確指示且未以其他方式作出相反之暗示，圖式中所圖示之特徵旨在用於說明本揭示案之一些而非所有實施例。儘管相似元件符號對應於圖示中類似(但不一定相同)之元件及/特徵結構，但為簡潔起見，具有先前描述之功能的元件符號或特徵結構可能不一定結合出現該等元件及/或特徵結構之其他圖式來描述。
第1圖圖示根據本揭示案之態樣及/或實施例，對針對實例15之經製造及熱處理之玻璃所獲得之可見波長與紅外波長之透射光譜所作的對比，從而展示製造之玻璃充分透射 以能夠有效熔化；第2圖圖示針對在700℃下經熱處理4小時(hr)之後且根據本揭示案之態樣及/或實施例製造的實例3之玻璃所獲得的X射線繞射(XRD)圖，該圖展示鐵磁礦(Fe3O4)之存在；第3圖圖示針對在750℃下經熱處理4hr且根據本揭示案之態樣及/或實施例製造的實例16之玻璃所獲得的XRD圖，該圖展示鐵板鈦礦之存在(針對該鐵板鈦礦之繞射線寬化分析顯示微晶大小大致在15nm至20nm之間)；第4圖圖示黏度對溫度之曲線，該曲線指示根據本揭示案之其他態樣及/或實施例製造的實例15之玻璃的液相溫度及黏度；第5圖圖示針對在700℃下經熱處理2hr並在850℃下經熱處理4hr且根據本揭示案之態樣及/或實施例製造實例73所熱處理的實例16之玻璃所獲得之XRD圖，該圖展示錫石晶體之存在；第6圖圖示針對在700℃下經熱處理2hr並在850℃下經熱處理4hr且根據本揭示案之態樣及/或實施例製造的實例77之玻璃所獲得之XRD圖，該圖展示金紅石及銳鈦礦晶體之存在；第7圖圖示針對在700℃下經熱處理2hr並在850℃下經熱處理4hr且根據本揭示案之態樣及/或實施例製造的實例89之玻璃所獲得之XRD圖，該圖展示磷酸鈣晶體之存在； 第8圖圖示針對在700℃下經熱處理2hr並在800℃下經熱處理4hr且根據本揭示案之態樣及/或實施例製造的實例85之玻璃所獲得之XRD圖，該圖展示鈉鈣鋁磷矽(sodium calcium aluminum phosphate silicate)晶體之存在；第9圖圖示針對在700℃下經熱處理2hr並在850℃下經熱處理4hr且根據本揭示案之態樣及/或實施例製造的實例88之玻璃所獲得之XRD圖，該圖展示白磷鈣礦及銳鈦礦晶體之存在；第10圖圖示針對在700℃下經熱處理2hr並在800℃下經熱處理4hr的實例89之玻璃所獲得之XRD圖，該圖展示五種不同晶相之存在，表明根據本揭示案之態樣及/或實施例製造的玻璃陶瓷可能相當複雜；第11圖圖示針對在630℃下經熱處理2hr並在800℃下經熱處理4hr且根據本揭示案之態樣及/或實施例製造的實例50之玻璃所獲得之XRD圖，該圖展示ε-Fe2O3之存在；第12圖圖示CIE L*a*b*顏色座標(CIE光源D65及排除鏡面反射{SCE})，該等座標為用於實例89之玻璃的峰值熱處理溫度的函數，該實例89之玻璃使用約750℃至850℃之峰值熱處理溫度熱處理且根據本揭示案之態樣及/或實施例製造；第13圖圖示IX玻璃陶瓷之橫截面以及相關聯特徵參數的示意圖，該等參數為IX玻璃陶瓷的表面層內的壓縮應力(σs)、平均表面壓力(CSavg)、平均中心張力(CTavg)、樣品厚度(t)及層深度(DOL，該DOL為自樣品表面至樣品 內部因表面壓力及中心張力而使該等應力改變符號{亦即，零}之位置的垂直距離)，該層深度可由(例如)鈉(Na)及/或鉀(K)之濃度決定；以及第14圖圖示根據本揭示案之態樣及/或實施例製造之實例的DOL，該DOL為CSavg之函數。
在本揭示案之示例性態樣及/或實施例之以下描述中參照隨附圖式，該等隨附圖式形成描述之一部分且其中以圖解之方式圖示實施例之特定態樣及/或實施例，本揭示案可在該等實施例之態樣及/或實施例中加以實踐。儘管足夠詳細地描述了實施例之該等態樣及/或實施例以使得熟悉此項技術者能夠實踐本揭示案，但不應理解為意欲藉此限制本揭示案之範疇。熟悉相關技術者及擁有本揭示案者可想到的，對本文所示之特徵以及本文所示之原理之額外應用的改變及進一步修改將被認為是屬於本揭示案之範疇的。特定而言，可利用實施例之其他態樣及/或實施例，可在不脫離本揭示案之精神或範疇的情況下可作出邏輯變化(例如，但不限於，化學的、組成的{例如但不限於，化學品、材料等中之任何一或多者}、電氣的、電化學的、機電的、電光的、機械的、光學的、物理的、理化的等中之任何一或多者)及其他變化。因此，以下描述並不具限制性意義，且本揭示案之態樣及/或實施例之範疇由所附申請專利範圍所界定。亦應理解，諸如「頂部」、「底部」、「外部」、「內部」等之術語為方便之用詞且不理解為限制性術語。
本揭示案之一些態樣及/或實施例係關於以下中之一或多者：可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷。在一些該等態樣中，該等可結晶之玻璃經調配以在經熱處理後產生玻璃陶瓷，該等玻璃陶瓷包括(且此類玻璃陶瓷包括)：a.小於20重量百分比(重量%)之包括一或多種氧化物的一或多種晶相；及b.基於氧化物以莫耳百分比(莫耳%)計算之組成物，該組成物包括：i. SiO2：約50至76；ii. Al2O3：約4至25；iii. P2O5+B2O3：約0至14；iv. R2O：約0至33；v. 一或多種成核劑：約0至5；及vi.視情況，RO：約0至20。
本揭示案之其他態樣及/或實施例係關於用於製造以下中之一或多者的一或多種方法：可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷。在一些其他該等態樣中，原材料之混合物經調配以在熔化後產生可結晶之玻璃，該可結晶之玻璃經調配可結晶為玻璃陶瓷，該等玻璃陶瓷包括(且可結晶之玻璃經調配以在熱處理後產生玻璃陶瓷，該等玻璃陶瓷包括)： a.小於約20體積%之包括一或多種氧化物的一或多種晶相；及b.基於氧化物以莫耳%計算之組成物，該組成物包括：i. SiO2：約50至76；ii. Al2O3：約4至25；iii. P2O5+B2O3：約0至14；iv. R2O：約0至33；v.一或多種成核劑：約0至5；及vi.視情況，RO：約0至20；在一些替代性態樣中，可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷以及IX、經成形之及/或經調色之玻璃陶瓷中之該一或多者可包括組成物，該組成物包括以下中之一或多者(基於氧化物以莫耳%計算)：i. SiO2：約50至76；或替代性地，SiO2：約53至68；又或者，SiO2：約56至67；ii. Al2O3：約4至25；或替代性地，Al2O3：約8至20；又或者，Al2O3：約10至18；iii. P2O5+B2O3：約0至14；或替代性地，P2O5+B2O3：約3至14；又或者，P2O5+B2O3：約3至12；又替代性地或者，P2O5+B2O3：約3至10；iv. R2O：約0至33；或替代性地，R2O：約4至24；又或者，R2O：約7至20； v. 一或多種成核劑：約0至5；或替代性地，一或多種成核劑：約1至4；又或者，一或多種成核劑：約1至3；及vi. 視情況，RO：約0至20；或替代性地，RO：約0至8，又或者，RO：約0至5。
在以上態樣及/或實施例中之一些態樣中，可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷中之該一或多者的組成物可包括(基於氧化物以莫耳%計算)：vi. RO：約0至20；或替代性地，RO：約0至8；又或者，RO：約0至5。
在一些情況下，R2O+RO-Al2O3可為約-4至約10；或替代性地，R2O+RO-Al2O3可為約-2至約8；又或者，R2O+RO-Al2O3可為約-1至約5。在其他情況下，R2O-Al2O3可為約-8至約8；或替代性地，R2O-Al2O3可為約-4至約4；又或者R2O-Al2O3可為約-2至約2。在其他情況下，R2O+RO-Al2O3可為約-4至約10；或替代性地，R2O+RO-Al2O3可為約-2至約8；又或者，R2O+RO-Al2O3可為約-1至約5及R2O-Al2O3可為約-8至約8；或替代性地，R2O-Al2O3可為約-4至約4；又或者，R2O-Al2O3可為約-2至約2。
在以上態樣及/或實施例的一些態樣中，可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/ 或經調色之玻璃陶瓷中的該一或多者中：R2O可為Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、Cu2O及Ag2O中之一或多者；或替代性地，R2O可為Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O及Cu2O中之一或多者；又或者，R2O可為Li2O、Na2O及K2O中之一或多者；又替代性地或者R2O包含Na2O及K2O中之一或多者；或RO可為MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO中之一或多者；或替代性地，RO可為MgO、CaO、SrO及BaO中之一或多者；又或者，RO可為MgO、CaO及SrO中之一或多者；或R2O可為Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、Cu2O及Ag2O中之一或多者；或替代性地，R2O可為Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O及Cu2O中之一或多者；又或者，R2O可為Li2O、Na2O及K2O中之一或多者；又替代性地或者，R2O包含Na2O及K2O中之一或多者；而RO可為MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO中之一或多者；或替代性地，RO可為MgO、CaO、SrO及BaO中之一或多者；又或者RO可為MgO、CaO及SrO中之一或多者。
在關於經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的以上態樣及/或實施例的一些態樣中，該一或多個晶相可為小於約20重量%，或替代性地為小於約15重量%，又或者為小於約10重量%。在該等態樣中之任一者中，一或多個晶相可包括具有小於約300nm之大小的微晶體，或替代 性地具有小於200nm之大小的微晶體，又或者具有小於100nm之大小的微晶體。
在關於經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的以上態樣及/或實施例的其他態樣中，一或多種矽酸鹽實質上不包含在該一或多種氧化物晶相中；或替代性地，一或多種氧化物晶相可為(例如)TiO2、FeO、Fe2O3、Fe3O4、MgO及ZnO以及視情況選自V、Cr、Mn、Co、Ni及Cu中之一或多者的一或多種過渡金屬氧化物中之一或多者；或替代性地，一或多種氧化物晶相可為TiO2、FeO、Fe2O3、Fe3O4、MgO及ZnO以及視情況選自V、Cr、Mn、Co、Ni及Cu中之一或多者的一或多種過渡金屬氧化物中之一或多者，同時一或多種矽酸鹽實質上不包含在一或多種氧化物晶相中；又或者，一或多種氧化物晶相可為TiO2、ZrO2、HfO2、Ta2O5、ZnO及Al2O3以及選自V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及Cu中之一或多者的一或多種過渡金屬氧化物中之一或多者；又或者，一或多種氧化物可為TiO2、ZrO2、HfO2、Ta2O5、ZnO及Al2O3以及選自V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及Cu中之一或多者的一或多種過渡金屬氧化物中之一或多者，同時一或多種矽酸鹽實質上不包含在一或多種氧化物晶相中。
在關於可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的以上態樣及/或實施例的其他態樣中，經過離子交換(IX)處理後，該等玻璃陶瓷可具有至少5公斤力(kgf)之維氏中位裂紋形成臨限值；或替 代性地具有至少10kgf之維氏中位裂紋形成臨限值，又或者具有至少15kgf之維氏中位裂紋形成臨限值，又替代性地或者具有包含至少20kgf之維氏中位裂紋形成臨限值。
在關於可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的以上態樣及/或實施例的一些態樣中，該一或多種成核劑可為TiO2及/或ZrO2。基於氧化物以莫耳%計，TiO2可為至多約5，或替代性地為至多約4。或者，基於氧化物以莫耳%計算，ZrO2可為至多約3，或為至多約2。當一或多種成核劑包括TiO2及ZrO2時，基於氧化物以莫耳%計算，TiO2+ZrO2可為至多約5，或替代性地為至多約4；而ZrO2可為至多約3，或替代性地為至多約2。
本揭示案之其他態樣及/或實施例係關於經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，該等陶瓷具有存在於CIE光源D65之CIELAB顏色空間座標中的顏色，該等座標使用具有SCE之分光光度計根據反射光譜量測決定，其中a*座標為約-2至約+8，且b*座標為約-7至約+30；或替代性地，a*座標為約-2至約+2，且b*座標為約-6至約+6；又或者，a*座標為約-1至約+1，且b*座標為約-2至約+3。在該等態樣中之一些態樣中，L*座標可接近深色及/或黑色，而在該等態樣中之其他態樣中，L*座標可接近淺色及/或白色。舉例來說，針對存在於CIE光源D65之CIELAB顏色空間座標(該 等座標使用具有SCE之分光光度計根據反射光譜量測決定)中的深色及/或黑色，L*座標可為約0至約70，或替代性地為約0至約45，又或者為約0至10。而例如針對存在於CIE光源D65之CIELAB顏色空間座標(該等座標使用具有SCE之分光光度計根據反射光譜量測決定)中的淺色及/或白色，L*座標可為約85至約100。
本揭示案之一些其他態樣及/或實施例係關於先前段落中的可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷。在一態樣中，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷經調配以能夠經受離子交換處理，從而具有(且IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷可具有)至少一個表面處於至少約200MPa、或替代性地至少約700MPa、又或者至少約700MPa之壓縮應力(σS)下。該至少一個承受壓縮應力之表面可具有層深度(DOL)，該層深度為至少約20μm，或替代性地為至少約60μm。舉例而言，IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷可具有製件厚度及至少一個壓縮應力層，該壓縮應力層具有DOL，該製件厚度為約0.7毫米(mm)至5mm或更大，或替代性地，為約0.7mm至2mm或更大，又或者為約0.7mm至1.3mm或更大；該ODL為至少約20μm至約150μm，或替代性的，至少約30μm至約120μm，又或者，至少約40μm至約100μm。
在關於先前段落中之玻璃陶瓷之各種態樣中，該等玻璃陶瓷可具有在約390nm至2500nm之波長間隔內的至少一個波長λT穿過約0.8mm之厚度的透射%，該透射%小於約 90，或替代性地小於約70，又或者小於約50。在經過結晶之其他態樣中，玻璃陶瓷產物可具有在約390nm至2500nm之波長間隔內的至少一個波長λT穿過約0.8mm之厚度的透射%，該透射%小於約40，替代性地小於約30，又或者小於約20。替代性地經特徵化，經過結晶後，玻璃陶瓷產物可具有在約390nm至2500nm之λ間隔內穿過約0.8mm厚度之百 分比(%)之平均值[]， 該平均值小於約90，替代性地小於約70，又或者小於約50。 在一些態樣中，替代性地經特徵化，經過結晶後，玻璃陶瓷產物可具有在約390nm至2500nm之λ間隔內穿過約0.8mm厚度之百分比(%)之平均值 []，該平均值小於約 90，替代性地小於約70，又或者小於約50。在其他經過結晶之態樣中，玻璃陶瓷產物可具有在約390nm-2500nm之λ間隔內穿過約0.8mm厚度之百分比(%)之平均值 []，該平均值小於約 40，替代性地小於約30，又或者小於約20。
本揭示案之其他態樣及/或實施例係關於先前段落之經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的介電特性。換言之，除具有一或多種預選顏色(另外，該等顏色可為可調的或經調整(例如)以賦予一或多個美學顏色)的 該等玻璃陶瓷外，該等玻璃陶瓷可擁有有利的介電特性，諸如在約25℃下約0.5GHz至3.0GHz頻率範圍內的損耗正切及/或在約25℃下約0.5GHz至3.0GHz頻率範圍內的介電常數。
在關於先前段落中之可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃的各種態樣中，該等可結晶之玻璃的組成物經調配(例如)以能夠使用浮法、狹槽拉製法及/或熔融法及(視情況)隨後之再拉法及/或軋平法中之一或多者而自熔融狀態成形。為實現一些態樣中之目的，該等組成物經調配以使得該等可結晶之玻璃具有：液相黏度(ηlqds)，該液相黏度為至少約20kP，或替代性地為至少約50kP，又或者為至少約100kP，又或者替代性地為至少約150kP。在一些其他態樣中，該等組成物經調配以使得該等可結晶之玻璃具有液相溫度(Tlqds)，該液相溫度小於約1600℃，或替代性地為小於約1400℃，又或者為小於約1300℃，又或者替代性地為小於約1200℃，又或者替代性地為小於約1100℃。在一些其他態樣中，該等組成物經調配以使得該等可結晶之玻璃在自液體狀態冷卻時具有抗失透性。
在關於先前段落之可結晶之玻璃的各種其他態樣中，玻璃之組成物可經調配(例如)以便於處理(例如，熔化、處理、成形等)該等可結晶之玻璃。在該情況下，可結晶之玻璃可具有在約390nm至2500nm之波長間隔內的至少一個波長λT穿過具有約0.8mm之厚度的可結晶玻璃的透射%，該透射%為至少約90，或替代性地為至少約70，又或者 為至少約50。如上所述，在一些經過結晶之態樣中，玻璃陶瓷產物可具有在約390nm至2500nm之波長間隔內的至少一個波長λT穿過具有約0.8mm之厚度的可結晶玻璃的透射%，該透射%小於約90，或替代性地小於約70，又或者小於約50。 在經過結晶之其他態樣中，玻璃陶瓷產物可具有在約390nm至2500nm之波長間隔內的至少一個波長λT穿過約0.8mm之厚度的透射%，該透射%小於約40，或替代性地小於約30，又或者小於約20。
替代性地經特徵化，在一些態樣中，可結晶玻璃可具有在約390nm至2500nm之λ間隔內穿過約0.8mm之厚度的透射百分比(%)之平均值 []，該平均值為至少約 50，或替代性地為至少約70，又或者為至少約90。替代性地在其他態樣中，可結晶之玻璃可具有在約390nm至2500nm之λ間隔內穿過約0.8mm之厚度的透射百分比(%)之平均 值[]，該平均值為至少約 40，替代性地為至少約50，又或者為至少約70。
在關於抗失透性之各種態樣中，該等可結晶之玻璃可經調配以在自液態冷卻時具有該抗性。為實現彼目的，該等可結晶之玻璃可經調配以在約10E0泊(P)至10E14.5P之黏度(η)範圍下、或替代性地在約10E0P至10E13.3P之黏度(η)範圍下、又或者在約10E0P至10E11.5P之黏度(η)範圍下具有抗失透性。
在關於結晶之各種態樣中，該等可結晶之玻璃可經調配以在一或多個預選溫度下經過一或多段預選時間後，可結晶為具有一或多個晶體之玻璃陶瓷。為實現彼目的，該等可結晶之玻璃可經調配，可結晶成玻璃陶瓷，該等玻璃陶瓷具有小於約20重量%，或替代性地小於約15重量%，又或者小於約10重量%。在該等玻璃陶瓷之任一者中，該一或多種晶相可包括具有小於約300nm之大小的微晶體，或替代性地具有小於約200nm之大小的微晶體，又或者具有小於約100nm之大小的微晶體。在此等態樣之一些態樣中，可結晶之玻璃可經調配以在至少約10E10P、或替代性地至少約10E9P、又或者至少約10E8P之黏度(η)下結晶為一或多種晶相。
在關於組成物之各種態樣中，該等可結晶之玻璃可經調配(基於氧化物以莫耳%計算)以具有以下之一或多者：i. SiO2：約50至76；或替代性地，SiO2：約53至68；又或者，SiO2：約56至67；ii. Al2O3：約4至25；或替代性地，Al2O3：約8至20；又或者，Al2O3：約10至18；iii. P2O5+B2O3：約0至14；或替代性地，P2O5+B2O3：約3至14；又或者，P2O5+B2O3：約3至12；又或者替代性地，P2O5+B2O3：約3至10；iv. R2O：約0至33；或替代性地，R2O：約4至24；又或者，R2O：約7至20；v.一或多種成核劑：約0至5；或替代性地，一或多種成核劑：約1至4；又或者，一或多種成核劑：約1至3； 及vi.視情況，RO：約0至20；或替代性地，RO：約0至8，又或者，RO：約0至5。
在一些態樣中，該等可結晶之玻璃的組成物包括(基於氧化物以莫耳%計算)：vi. RO：約0至20；或替代性地，RO：約0至8；又或者，RO：約0至5。
存在關於可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃的組成物的眾多其他態樣及/或實施例，已論述(非限制)該等態樣及/或實施例中之一些態樣及/或實施例，包括關於以下之態樣及/或實施例：R2O+RO-Al2O3之範圍；R2O-Al2O3之範圍；一或多個R2O組成物；一或多個RO組成物；一或多種氧化物之一或多種組合物及/或在一或多種氧化物中實質不包括矽酸鹽之一或多種組合物；顏色在CIELAB顏色空間內之座標，該等座標使用具有光源D65及SCE之分光光度計根據鏡面反射量測決定；一或多種成核劑之一或多種組成物及/或範圍等。
在關於著色劑之各種態樣中，該一或多種一或多種著色劑可經調配以成為該等可結晶之玻璃之成分，該著色劑基於氧化物以莫耳%計算可為至多約可結晶之玻璃之5.2，或替代性地為至多約可結晶玻璃之4，又或者為至多約可結晶玻璃之2.8，又或者替代性地為至多約可結晶玻璃之1.5。
在一些態樣中，該一或多種一或多種著色劑可經調配以向可結晶之玻璃及/玻璃陶瓷產物提供一或多個Fe2+源、一或多個Fe3+源，或一或多個Fe2+源及一或多個Fe3+源。在 其他態樣中，該一或多種一或多種著色劑可經調配以向可結晶之玻璃及/或玻璃陶瓷產物提供一或多種鐵氧化物及一或多種其他過渡金屬氧化物。在其他態樣中，該一或多種一或多種著色劑可為(例如)TiO2、FeO、Fe2O3、Fe3O4、MgO、及ZnO及視情況選自V、Cr、Mn、Co、Ni及Cu中之一或多者之過渡金屬氧化物中之一或多者。在該其他態樣中，該一或多種其他過渡金屬氧化物可為Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn及Ta中之一或多者之氧化物；或替代性地，為Ti、Mn、Co、Zn及Ta中之一或多者之氧化物；又或者，為Ti、Mn及Co中之一或多者之氧化物；又或者替代性地，為鈦之氧化物。在其他態樣中，該一或多種一或多種著色劑可經調配以向可結晶之玻璃及/或玻璃陶瓷產物提供一或多種多價金屬氧化物及視情況一或多種還原劑。在該其他態樣中，該一或多種多價金屬氧化物包含Bi、V、Sn、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu及Zn中之一或多者之氧化物；或替代性地，包含Sn、Ti、Mn、Fe、Co及Zn中之一或多者之氧化物；又或者，包含Ti、Mn、Fe及Co中之一或多者之氧化物。在先前態樣中之每一者中，一或多種矽酸鹽可實質上不包括於一或多種氧化物晶相中。
在額外的關於用於製造可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、成形之及/或經調色之玻璃陶瓷中之一或多者的一或多種方法的其他態樣中，用於製造可結晶之玻璃的原料可經調配以製造能夠顯示一或多種預選 顏色的可結晶之玻璃。因此，玻璃陶瓷產物可能能夠顯示一或多種預選顏色。在此等額外的其他態樣中之一些態樣中，用於製造可結晶之玻璃的原材料可經調配以使得該一或多種預選顏色可為可調的或經調整。又因此，玻璃陶瓷產物的該一或多種預選顏色為可調的或經調整。在該兩個額外的其他態樣中，原料或配料之成分可能且能夠包括按對應之預選量調配之預選組成物，該等組成物在以下方面不同：其在可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷以及IX、成形及/或經調色之玻璃陶瓷中之一或多者中之量及/或化學性質(例如，化合物對元素及/或反之亦然、碳酸鹽對氧化物、混合氧化物對氧化物及/或反之亦然、價態等)及/或物理性質(例如，晶體對非晶體及/或反之亦然、單相對多相及/或反之亦然、析出對在溶液中及/或反之亦然、存在對揮發等)。
在關於用於製造可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷中之一或多者的一或多種方法的其他態樣中，可結晶之玻璃可經調配，以可在一或多個步驟中及/或藉由一或多種手段調配。有利的是，以此方式調配之可結晶之玻璃可使用機械化手段處理，以促進可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的成形部件之製造中的連續、半連續及/或分批次處理中之任一者。 成形部件之非限制性實例可從薄板或纖維至一或多種複雜三維(3D)形狀，諸如(例如)凹形、凸形或任何其他所要預定幾何形狀等。舉例而言，若為薄板，則一或多個可結晶之玻璃薄板可藉由浮法或下拉法、(包括狹槽拉製法或熔融法)中之任一者從熔融狀態成形。若需要，該等可結晶之玻璃薄板隨後可經受一或多種再拉法及/或一或多種軋平法。該一或多種再拉法及/或一或多種軋平法可在可結晶之玻璃薄板處於黏性狀態(介於約10E3.5P至10E7.6P之間)時執行。
如所提及，關於可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷中之一或多者中之任一者的本揭示案之任何態樣及/或替代性態樣中，組成物可包括(按預定量)以下之一或多者：SiO2、Al2O3、P2O5、B2O3、R2O、一或多種成核劑及(視情況)RO。
在關於本文所述之可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷中之一或多者中之任一者的任何態樣中，SiO2可為玻璃組成物之主要成分，因此可構成玻璃之基質。又，SiO2可充當黏度增強劑，用於幫助玻璃之成形且同時賦予玻璃化學耐久性。通常，SiO2可以約50莫耳%至約76莫耳%之量存在。當SiO2超過約76莫耳%時，玻璃之熔化溫度對於商業熔融技術及/或成形技術而言可能高得不切實際。在一些態樣中，SiO2可為約53莫耳%至約68莫耳%或甚至替代性地為約56莫耳% 至約67莫耳%。
在關於本文所述之可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷中之一或多者中之任一者的任何態樣中，如本文所述，該等玻璃組成物可進一步包括Al2O3。在一些態樣中，Al2O3可以一定量存在，以在可結晶之玻璃自液態冷卻時，賦予可結晶之玻璃抗失透性，該量(例如)為約4莫耳%至約25莫耳%。當Al2O3超過約25莫耳%時，生成之富鋁紅柱石液相線使其難以熔化及形成可結晶之玻璃；而當Al2O3小於約4莫耳%時，可在可結晶之玻璃自液態冷卻時，賦予可結晶之玻璃較低水準的抗失透性。Al2O3之替代量可為約8莫耳%至約20莫耳%，又或者為約10莫耳%至約18莫耳%。
在關於本文所述之可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷中之一或多者中之任一者的任何態樣中，如本文所述，該等組成物可進一步包括玻璃組成物中之P2O5及B2O3中之一或多者(例如，P2O5+B2O3)，以便能夠在該組成物玻璃之網路中形成帶電物種，該帶電物種以某種方式與其他陽離子相互影響以修改生成之可結晶玻璃及/或玻璃陶瓷的一或多種特性。當P2O5+B2O3超過約14莫耳%時，P2O5+B2O3之添加可能不會增加任何益處。P2O5+B2O3之替代量可為約3莫耳%至約14莫耳%，又或者為約3莫耳%至約12莫耳%，再或 者為約3莫耳%至約10莫耳%。
在關於本文所述之可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷中之一或多者中之任一者的任何態樣中，如本文所述，該等組成物可進一步包括R2O，以便修改以較高之液相黏度為特徵的可結晶之玻璃的黏度，且同時降低可結晶之玻璃的熔化溫度及/或允許更短時間之熱處理。又，R2O可用於修改生成之玻璃陶瓷之黏度。當R2O超過約33莫耳%時，液相黏度對於商業熔化技術及/或成形技術而言低得不切實際。R2O之替代量可為約4莫耳%至約24莫耳%，又或者為約7莫耳%至約20莫耳%。
在關於本文所述之可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷中之一或多者中之任一者的任何態樣中，如本文所述，該等組成物包括適當類型及量之一或多種成核劑，以在熱處理期間促進成核及/或至少晶相之生長及任何所要之一或多種次要晶相之生長(例如，成核及/或結晶)。當一或多種成核劑之量超過約5莫耳%時，添加越多，益處可能遞減。一或多種成核劑之替代量可為約1莫耳%至約4莫耳%，又或者為約1莫耳%至約3莫耳%。適當類型之一或多種成核劑包括TiO2、ZrO2等，且適當之量為：TiO2：至多5莫耳%；及/或ZrO2：至多2莫耳%等。在態樣及/或實施例中，申請人發現：在需要形成 一或多個含Ti相以實現指定晶相時，需要包括TiO2以作為成核劑。在其他態樣及/或實施例中，包括ZrO2以作為成核劑可增加成核之效率。因此，小心指定一或多種成核劑之類型及量。注意，在某些態樣及/或實施例中，超過1莫耳%的最小莫耳%總和[TiO2+SnO2]是作為可結晶之玻璃的成分所需的。 換言之，此莫耳%總和[TiO2+SnO2]之有效量經調配以作為可結晶之玻璃成分，以使得成核以有效之方式發生，且實現預選及適當之晶相集合體的生長。注意，超過5莫耳%之TiO2可能是不理想的，因為所得之較高之金紅石液相線可能會使可結晶之玻璃及/或玻璃陶瓷的成形期間之困難增加。
如前所述，製品及/或機器或設備可用以下之一或多者製成及/或包括以下之一或多者：本文所揭示或所描述之可成形及/或顏色可調之、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷。舉例而言，用於電子裝置之覆蓋薄板可使用以下之任一者形成：浮法、熔融下拉法、狹縫拉伸法或任何其他適合之用於由一批玻璃原料形成可結晶之玻璃基板的方法。如特定之實例，本文所揭示及所描述之一或多種可結晶之玻璃可使用熔融下拉法而形成為玻璃基板。該熔融下拉法使用拉伸槽，該拉伸槽具有用於接收熔融態玻璃原料之通道。該通道具有堰，該等堰沿通道之長度於通道兩側在頂部開口。當通道充滿熔融態材料時，熔融態玻璃溢出溢流口；且由於重力，熔融態玻璃流下拉伸槽之外表面以成為兩個流動玻璃表面。此等外表面向下且向內延伸， 同時在拉伸槽下方邊緣處接合。兩個流動玻璃表面在該邊緣處接合且融合以形成單一流動熔融態玻璃薄板，該熔融態玻璃薄板可進一步經拉伸至所要之厚度。熔融下拉製製成產生具有高度一致、平坦之表面的玻璃薄板，因為產生之玻璃薄板的表面均不與熔融裝置之任何部分接觸
如替代性特定實例，本揭示案之本文所述一或多種可結晶之玻璃可使用狹縫拉伸法形成，該狹縫拉伸法不同於熔融下拉法。在狹縫拉伸法中，將熔融態玻璃供應至拉伸槽。拉伸槽之底部具有開口狹縫，該狹縫具有沿狹縫長度延長之噴嘴。熔融態玻璃流經狹縫/噴嘴且經向下拉伸為連續薄板並進入退火區。
本揭示案之一些其他態樣及/或實施例係關於用於製造可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃的方法，及用於製造經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷以及IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的方法。在態樣中，一些方法包括以下步驟：熔化原料之混合物，該混合物經調配以在熔化後產生可結晶之玻璃，且經調配(基於氧化物以莫耳%計算)以具有以下之一或多者：i. SiO2：約50至76；或替代性地，SiO2：約53至68；又或者，SiO2：約56至67；ii. Al2O3：約4至25；或替代性地，Al2O3：約8至20；又或者，Al2O3：約10至18；iii. P2O5+B2O3：約0至14；或替代性地，P2O5+B2O3：約3至14；又或者，P2O5+B203：約3至12；又或者替 代性地，P2O5+B203：約3至10；iv. R2O：約0至33；或替代性地，R2O：約4至24；又或者，R2O：約7至20；及v. 一或多種成核劑：約0至5；或替代性地，一或多種成核劑：約1至4；又或者，一或多種成核劑：約至3；及vi. 視情況，RO：約0至20；或替代性地，RO：約0至8，又或者，RO：約0至5。
在一些態樣中，該等可結晶之玻璃的組成物包括(基於氧化物以莫耳%計算)：vi. RO：約0至20；或替代性地，RO：約0至8；又或者，RO：約0至5。
在額外之態樣中，該原料之混合物經調配，以在於約1400℃至約1650℃之溫度下對熔融態玻璃組成物進行澄清及均質化後，產生以上可結晶之玻璃。其他之態樣包括如以上所論述之成形部件的製造。
在此等其他之各種態樣中，用於製造經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷之方法可藉由在一或多個預選溫度下對該等可結晶之玻璃進行熱處理一或多段預選時間而發生，以誘發一或多種晶相(例如，具有一或多種組成物、量、形態、大小或細微性分佈等)之結晶(亦即，成核及生長)。在其他態樣中，用於製造之方法可包括(i)以1℃/min至10℃/min之速率加熱可結晶之玻璃至成核溫度 (Tn)，該成核溫度(Tn)介於600℃與810℃之間；(ii)使可結晶之玻璃在成核溫度下維持一段時間(介於1/4hr至4hr之間)，以產生成核之可結晶之玻璃；(iii)以1℃/min至10℃/min之速率加熱成核之可結晶之玻璃至結晶溫度(Tc)，該結晶溫度(Tc)介於675℃與1000℃之間；(iv)使成核之可結晶之玻璃在結晶溫度下維持一段時間(介於1/4hr至4hr之間)，以產生境成形及/或經調色之玻璃陶瓷及/或可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷；及(v)將經成形及/或經調色之玻璃陶瓷及/或可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷冷卻至室溫。
除可結晶之玻璃組成物以外，審慎地指定步驟(iii)及(iv)之溫度-時間剖面，以產生所要晶相、一或多種主要晶相及/或一或多種次要晶相及剩餘玻璃的所要特性、一或多種主要晶相及/或一或多種次要晶相及剩餘玻璃的所要晶相集合體、一或多種主要晶相及/或一或多種次要晶相的所要細微性或細微性分佈，以及因此根據本揭示案之態樣及/或實施例的生成之經成形及/或經調色之玻璃陶瓷及/或可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的最終完整性、品質、顏色及/或不透明度。
生成之玻璃陶瓷薄板隨後可藉由壓制、吹制、彎曲、沉降(sagging)、真空成形或其他手段再成形為厚度一致之弧形或彎曲件。再成形亦可在熱處理之前完成，或成形步驟亦可充當熱處理步驟，其中成形及熱處理實質上同時執行。舉例而言，可藉由將可結晶之玻璃成形為管狀並對3D可結晶 之玻璃進行熱處理以將其轉換黑色3D玻璃陶瓷管而將可結晶之玻璃製成3D形狀。在態樣中，成形可在轉換之前進行，或轉換可在成形之前進行，或轉換可與成形實質上同時發生。
在關於可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃的其他各種態樣中，該等組合物可經調配(例如)以使得先前段落中所述之該等經成形及/或經調色之玻璃陶瓷能夠使用一或多個預選離子交換技術而轉換為先前段落中所述之IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷。在此等其他各種態樣中，可藉由使該等經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的一或多個表面在一或多個預選溫度下經受具有一或多個預選組成物之一或多個離子交換(IX)浴並持續一或多段預選時間而發生離子交換，以賦予一或多個表面一或多個壓縮應力(σs)及/或一或多個平均表面壓力(CSavg)，及/或一或多個層深度(DOL)。在更特定之實施例中，殼體或外殼可展現一整體部件厚度及一壓縮層，該厚度為約0.7毫米(mm)至5mm或更大，或替代性地為約0.7mm至2mm或更大，又或者為約0.7mm至1.3mm或更大；該壓縮層展示40μm之DOL，其中該壓縮層展示至少500MPa之壓縮應力(σs)。又，實現此等特徵之任何離子交換製程均合適。
在其他態樣及/或實施例中，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷可用於各種可經設置以用於無線通訊之電子裝置或攜帶型計算裝置，諸如：電腦及電腦附件，諸如「滑鼠」、鍵盤、監視器(例如，可為冷陰極螢光 燈(CCFL背光LCD)、發光二極體(LED背光LCD)等中之任一者的液晶顯示器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)等)、遊戲控制器、輸入板、隨身碟、外部驅動器、白板等；個人數位助理(PDA)；攜帶型導航裝置(PND)；攜帶型庫存裝置(PID)；娛樂裝置及/或娛樂中心、裝置附件及/或中心附件，諸如調諧器、媒體播放機(例如，錄音式媒體播放機、磁帶式媒體播放機、碟片式媒體播放機、固態式媒體播放機等)、電纜接收器及/或衛星接收器、鍵盤、監視器(例如，可為冷陰極螢光燈(CCFL背光LCD)、發光二極體(LED背光LCD)等中之任意者的液晶顯示器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)等)、遊戲控制器等；電子閱讀裝置或電子閱讀器；行動電話或智慧型手機等。作為替代性實例，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷可用於汽車、電器及甚至建築學應用中。
如本文所用，術語「離子交換強化」意謂本文所揭示或描述之玻璃陶瓷如玻璃製造領域已知藉由一或多個離子交換(IX)製程而強化。該等IX製程可包括(但不限於)使玻璃陶瓷製品之至少一個表面與至少一個離子源交換。玻璃陶瓷製品使用以下物質製成：本揭示案之一或多種可成形及/或顏色可調之、可結晶之玻璃；經成形及/或經調色之玻璃陶瓷；可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷；及/或IX、成形及/或經調色之玻璃陶瓷。至少一個離子源提供一或多種離子，該等離子具有之離子半徑大於玻璃陶瓷之至少一個表面 上存在的一或多種離子之離子半徑。以此方法，具有較小半徑之離子可替換玻璃陶瓷之至少一個表面上之具有較大半徑之離子或與該等離子交換。在使離子在合理時間內十分迅速地相互擴散(例如，離子從至少一個離子源移動至玻璃陶瓷之表面以及離子自玻璃陶瓷之表面經替換)的溫度範圍內的溫度下(例如，在1hr與64hr之間於約300℃與500℃之間的溫度下)，可實現交換。又，若需要，通常，該溫度低於玻璃陶瓷中之任何玻璃的玻璃轉化溫度(Tg)，以使得作為該交換之結果，可使玻璃陶瓷之至少一個表面獲得壓縮應力(σs)及/或CSavg及/或CSavg。又，離子交換之一些實例包括：鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)、銣離子(Rb+)及/或銫離子(Cs+)，用於交換包含鋰之玻璃陶瓷的鋰離子(Li+)；鉀離子(K+)、銣離子(Rb+)及/或銫離子(Cs+)，用於交換包含鈉之玻璃陶瓷的鈉離子(Na+)；銣離子(Rb+)及/或銫離子(Cs+)，用於交換包含鉀之玻璃陶瓷的鉀離子(K+)，等。至少一個離子源之一些實例包括一或多個氣態離子源、一或多個液態離子源及/或一或多個固態離子源。一或多個液態離子源包括液體及液態溶液，如(例如)熔鹽。舉例而言，針對以上之離子交換實例，該等熔鹽可為一或多種鹼性金屬鹽，諸如(但不限於)一或多種鹵化物、碳酸鹽、氯酸鹽、硝酸鹽、亞硫酸鹽、硫酸鹽或前述之兩者或兩者以上之組合。 作為以上離子交換實例之另一實例，該一或多種鹼性金屬鹽可包括(但不限於)包括與玻璃之至少一個表面交換之硝酸鉀(KNO3)的熔融鹽浴。該交換可在預選溫度(例如，介於 約300℃與500℃之間)下發生並持續一段預選時間(例如，介於約1hr與64hr之間)，以實現鉀(K+)離子與玻璃之至少一個表面上的鋰(Li+)離子及/或鈉(Na+)離子中之任一者的交換，以強化玻璃之至少一個表面。預選熔融鹽浴組成物以及發生交換的預選溫度及預選時間可視意欲在玻璃陶瓷之至少一個表面中獲得之壓縮應力(σs)及/或CSavg及/或DOL之量值而改變。
應注意，除單步IX製程外，多步IX製程可用以增強玻璃陶瓷之效能。在一些態樣中，單步IX製程可藉由交換玻璃陶瓷之至少一個表面上之離子(特定而言，鋰鈉離子交換)(藉由將玻璃陶瓷製品置放在NaNO3浴中，在約300℃至500℃之溫度下持續約1hr至64hr)而完成。在其他態樣中，單步IX製程可藉由將玻璃陶瓷製品置放在混合之鉀/鈉浴中(例如，80/20之KNO3/NaNO3浴；或替代性地，60/40之KNO3/NaNO3浴；又或者，50/50之KNO3/NaNO3浴等)在約300℃至500℃之溫度下持續約1hr至64hr而完成。在其他態樣中，兩步IX製程可藉由以下步驟完成：首先將玻璃陶瓷製品置放在含Li之鹽浴中(例如，熔融鹽浴可為高溫硫酸鹽浴，該高溫硫酸鹽浴由Li2SO4作為主要成分而組成但經足夠濃度之Na2SO4、K2SO4或Cs2SO4稀釋以形成熔融浴)，在約300℃至500℃之溫度下持續約1hr至64hr；隨後將IX玻璃陶瓷製品置放在含Na之鹽浴中，在約300℃至500℃之溫度下持續約1hr至64hr。兩步IX製程中之第一步作用為將玻璃陶瓷之至少一個表面中之較大鈉離子替換為含Li之鹽浴中 出現的較小之鋰離子。兩步IX製程中之第二步作用為將Na交換至玻璃陶瓷之至少一個表面內。
可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形/或經調色之玻璃陶瓷的特性
用於描述根據本揭示案之態樣及/或實施例的可成形及/或顏色可調之、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的顏色的CIELAB顏色空間座標(例如，CIE L*、CIE a*及CIE b*；或CIE L*、a*及b*；or L*、a*及b*)藉由熟悉此項技術者已知之方法，根據總反射率(包含鏡面反射)量測而決定，該總反射率(包含鏡面反射)量測諸如由F.W.Billmeyer,Jr.,"Current American Practice in Color Measurement,"Applied Optics，第8卷，第4期，第737-750頁(1969年4月)所描述，該文獻以引用之方式併入本文中，網址為http：//www.xphotonics.com/tech/Color%20Measurement/Current%20American%20Practice%20in%20Color%20Measurement.pdf。換言之，使用約33mm Φx 8mm厚之樣品盤量測進行針對準備進行光學拋光之表面的排除鏡面反射(SCE)之量測。用於進行該SCE量測並轉換結果以獲得L*、a*及b*顏色空間座標的設備及用品包括：裝備有積分球之紫外-可見光-近紅外(UV-VIS-NIR)分光光度計，諸如可市購的Varian Cary 5G或PerkinElmer Lambda 950 UV-VIS-NIR分光光度計(參見，例如，LAMBDATM UV/Vis/NIR and UV/Vis spectrophotometers-950,850,and 650；Applications and Use of Integrating Spheres；以及High Performance Lambda Spectroscopy Accessories brochures，該等文獻以引用之方式併入本文中，網址分別為http：//www.perkinelmer.com.cn/CMSResources/Images/46-131732BRO_Lambda950850650Americas.pdf；http：//www.perkinelmer.com/CMSResources/Images/44-74191APP_LAMBDA650IntegratingSpheres.pdf；及http：//www.labsphere.com/uploads/LambdaSpectroscopyBrochure.pdf)，該等分光光度計經適當裝備及設置，以能夠用於針對250nm至3300nm之波長的SCE量測(例如，紫外線(UV：300nm至400nm)、可見光(Vis：400nm至700nm)及紅外線(IR：700nm至2500nm))；以及用於顏色量測之分析軟體(GRAMS光譜軟體套件之UV/VIS/NIR應用包，該軟體可自West Palm Beach,FL,US購得(參見，例如，GRAMS-UG1009 brochure，該文獻以引用之方式併入本文中，網址為https：//ww.thermo.com/eThermo/CMA/PDFs/Product/productPDF_24179.pdf)，該分析軟體耦接至UV-VIS-NIR分光光度計，該UV-VIS-NIR分光光度計基於D65光源及10度標準觀測儀，將量測結果轉換為CIELAB顏色空間座標(L*、a*及b*)。
根據本揭示案之態樣及/或實施例之可成形及/或顏 色可調之、可結晶之玻璃的黏度可為，藉由熟悉此項技術者所習知之方法，如以下所描述之方法：ASTM C965-96(及其產物，均以引用方式併入本文中)「Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Above the-Softening Point」；ASTM C1351M-96(及其產物，均以引用方式併入本文中)「Standard Test Method for Measurement of Viscosity of Glass Between 10E4Pa．s and 10E8Pa．s by Viscous Compression of a Solid Right Cylinder」；以及ASTM C1350M-96(及其產物，均以引用方式併入本文中)「Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Between Softening Point and Annealing Range(Approximately 10E8Pa．s to Approximately 10E13Pa．s),」ASTM International,Conshohocken,PA,US。注意，1帕斯卡秒(Pa．s)=10泊(P)。
根據本揭示案之態樣及/或實施例的可成形及/或顏色可調之、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的介電參數(例如，損耗正切、介電常數等)在室溫下藉由熟悉此項技術者已知之方法特徵化，該等方法諸如使用開口同軸探針完成之與在以下中所概述之方法類似之彼等方法：J.Baker-Jarvis等人所著「High-Frequency Dielectric Measurements,」IEEE Instrum.Meas.雜誌，第24-31頁，2010年4月；J.Baker-Jarvis等人所著「Analysis of an Open-Ended Coaxial Probe,」IEEE Instrum.Meas.雜誌，第43卷第5期，第711-718頁(1994年10月)；J.Baker-Jarvis 等人所著「Transmission/Reflection and Short-Circuit Line Methods for Measuring Permittivity and Permeability,」Natl.Inst.Stand.Technol.Tech.Note 1355-R，236頁(1993年12月)；及J.Baker-Jarvis等人所著「Dielectric and Conductor-Loss Characterization and Measurements on Electronic Packaging Materials,」Natl.Inst.Stand.Technol.Tech.Note 1520，156頁(2001年7月)；該等文獻以引用之方式併入本文中，網址分別為：http：//whites.sdsmt.edu/classes/ee692gwmm/notes/Baker-Jarvis_IMM_2010.pdf；http：//www.eeel.nist.gov/advanced_materials_publications/Baker-Jarvis%20IM%2094.pdf；http：//www.eeel.nist.gov/advanced_materials_publications/Baker-Jarvis%20TN%201355-R.pdf；及http：//wMtes.sdsmt.edu/classes/ee692gwmm/additional/NIST_Tech_Note_1520.pdf。熟悉此項技術者將於實驗室中瞭解，介電參數可藉由使用各種樣品大小及形狀之不同方法進行量測(參見，例如，J.Baker-Jarvis等人所著「High-Frequency Dielectric Measurements,」IEEE Instrum.Meas.雜誌，第24-31頁，2010年4月；Agilent Application Note：「Basics of Measuring the Dielectric Properties of Materials」，手冊號：5989-2589EN，Agilent Technologies公司，2005年4月28日(網址為http：//wMtes.sdsmt.edu/classes/ee692gwnmi/additional/Agilent _Basics_dielectric_properties.pdf)；H.E.Bussey所著「Measurement of RF Properties of Materials.A Survey,」Proc.IEEE，第55卷，第1046-1053頁，1967年(網址為http：//ieeexplore.ieee.org/xpl/Iogin.jsp？reload=true&tp=&arnumber=1447649&url=http%3A%2F%2F)；J.Baker-Jarvis等人所著「Measuring the Permittivity and Permeability of Lossy Materials：Solids,Liquids,Metals,Building Materials,and Negative-index Materials,」Natl.Inst.Stand.Technol.Tech.Note 1536，2004年(網址為http：//wvAv.eeel.mst.gov/advanced_materials^ublications/Baker-Jarvis%20TN1536.pdf)；該等文獻以引用之方式併入本文中。量測技術視感興趣之頻率而定。在至多若干MHz之頻率下，通常使用電容技術。材料置放於電容器之兩極板之間，且根據對電容之量測，可計算出介電常數。若波長遠大於導體間距，則電容模型工作效果良好。
根據本揭示案之態樣及/或實施例之可成形及/或顏色可調之、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的相集合體及/或晶體大小之識別可藉由熟悉此項技術者已知之XRD分析技術使用由Philips,Netherlands製造之型號為PW1830(Cu Kα輻射)繞射計的可市購設備決定。光譜通常針對5度至80度之2θ角而獲得。
經量測以用於特徵化根據本揭示案之態樣及/或實施例之可成形及/或顏色可調之、可結晶之玻璃，經成形及/ 或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷之表面的元素分佈藉由熟悉此項技術者已知之分析技術決定，該等技術諸如電子微探針(EMP)、X射線光致發光光譜(XPS)、次級離子質譜法(SIMS)等。
透明材料的表面層之壓縮應力(σs)、平均表面壓力(CSavg)及層深度(DOL)可使用習知之光學技術及儀器而便利地量測，該等儀器(諸如，可市購之型號為FSM-30、FSM-60、FSM-6000LE、FSM-7000H等之表面應力計)可夠自Luceo Co.,Ltd.及/或Orihara Industrial Co.,Ltd.(均位於Tokyo,Japan)(參見，例如，FSM-30 Surface Stress Meter Brochure，目錄號FS-0013E，網址為http：//www.orihara-ss.co.jp/catalog/fsm/fsm-30-Ecat.pdf；FSM-60 Surface Stress Meter Brochure，目錄號FS-0013E，網址為http：//www.luceo.co.jp/enghsh/pdf/FSM-60LE%20Ecat.pdf；FSM-6000LE Surface Stress Meter Brochure，2009年4月修訂版，網址為http：//www.luceo.co.jp/english/pdf/FSM-6000LE%20Ecat.pdf；FSM-7000H Surface Stress Meter Brochure，目錄號FS-0024，2009年8月，網址為http：//www.luceo.co.jp/catalog/catalog-pdf/FSM-7000H_cat.pdf；T.Kishii所著「Surface Stress Meters Utilising the Optical Waveguide Effect of Chemically Tempered Glasses」，Optics & Lasers in Engineering 4(1983)，第25-38頁，網址為http：//www.orihara-ss.co.jp/data/literature01/A034.pdf；以及K.Kobayashi等人所著「Chemical Strengthening of Glass and Industrial Application,」昭和52年(1977)|[52(1977)]，第109-112頁，網址為http：//www.orihara-ss.co.jp/data/literature01/A001.pdf，該等文獻全部以引用之方式併入本文中)。本申請案中所描述之玻璃在熱處理之前可為足夠透明的，以使得FSM型號之量測能夠在可見光中進行。最終經著色、不透明之部件的CS及DOL可由該量測估算。
由於本揭示案之經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的不透明性，以上論述使用表面應力計量測CSavg之技術有時在目前尚不可使用，但在未來將可使用。因此，CSavg可藉由有選擇地蝕刻IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的樣品而獲得，以在樣品中誘發一曲率。由蝕刻之樣品所表現之經誘發的曲率之程度與壓縮應力(σs)有關。藉由接連地有選擇地蝕刻樣品、量測誘發之曲率及決定相應之壓縮應力(σs)，可生成樣品之應力分佈。DOL亦可以此方式獲得(參見，例如，V.M.Sglavo等人所著「Procedure for Residual Stress Profile Determination by Curvature Measurements,」Mechanics of Materials,37(2005)，第887-898頁，獲取網址為http：//www.sciencedirect.com/，該文獻以引用之方式併入本文中)。如以上論述之IX製程期間，存在於 玻璃陶瓷表面及/或主體中的具有較小離子半徑之離子可與具有較大離子半徑之離子交換。如第13圖中意性地圖示，當該交換導致樣品100之表面110中之壓縮應力(σs)時，在樣品100之中心區域130中誘發平衡張應力，以平衡遍及樣品100之力。CSavg與平均中心張力(CTavg)之相關性藉由以下關係式表示：CSavg=CTavg x(t-2DOL)/DOL；其中t為玻璃陶瓷樣品100之厚度，及DOL(層深度120)為自樣品100之表面110沿至表面110之法線至樣品100內之應力改變符號(亦即，零)之位置的距離。
針對樣品100，藉由遍及應力分佈之張力部分(亦即，樣品100之中心區域130)的應力之積分得出綜合中心張力(ICT)。ICT與樣品100之整個厚度(t)、壓縮應力層之層深度(DOL)120、平均中心張力(CTavg)及壓縮應力層之形狀或輪廓的相關性藉由以下關係式表示：ICT=CT x(t-2DOL)，其中中心區域130之厚度(t-2DOL)為垂直表面之方向。為了平衡樣品100內之力，綜合表面壓力(ICS)具有與ICT相同之量值，但具有相反(負號)之符號，因為樣品之總綜合應力必須為零：-ICS+ICT=0。ICS與壓縮應力層之DOL 120、CSavg及壓縮應力層之形狀或輪廓的相關性藉由以下之關係式表示：ICS=CSavg x DOL，其中已在以上界定壓縮應力區域之DOL(亦即，從樣品100之表面110沿至表面110 之法線至樣品100內之應力改變符號(亦即，零)之位置的距離)。進行適當代換並求解CSavg得出以上關係式。使用擴散及應力之標準描述，可建立並且已經建立作為各種製程條件(例如，溫度、時間、替換離子、經替換之離子等)之函數的模型。將互擴散係數(亦即，關於替換離子及經替換之離子在相反方向上之運動的有效擴散係數或相互擴散係數)擬合至其根據已知製程條件所量測之濃度分佈。如熟悉此項技術者已知，此等互擴散係數遵循Arrhenius關係式，該關係式與溫度倒數具有指數相關性(互擴散係數之對數與1/T成比例)。擴散計算之邊界條件基於IX浴組成物及樣品之起始組成物。對於給定擴散率、樣品幾何形狀(例如，薄板)、樣品或薄板厚度及IX浴組成物(例如，鹽浴組成物)，所得之一維擴散方程式之解按以下給定之方式進行：例如，J.Crank所著之「The Mathematics of Diffusion,」第2版，1975。IX處理步驟完成後，應力則與之樣品中之替換離子或經替換之離子的濃度成比例，如在以下中所述：例如，A.K.Varshneya所著之「Fundamentals of Inorganic Glasses,」第2版，2006。為遵守力平衡，可能需要減掉一個常數，以使得所得應力曲線總和為零。
經執行以識別在根據本揭示案之態樣及/或實施例的可成形及/或顏色可調之、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的表面內形成裂紋之臨限值的維氏壓痕裂紋臨限值量測為本領域已知且描述(例如) 於William D.Callister所著之「Materials Science and Engineering(第三版)」(John Wiley & Sons，New York，1994年)第130-132頁中，該文獻以引用之方式併入本文中。除非另作說明，藉由使用維氏壓痕機(a=68.00°)以0.2mm/min之速率將壓痕負載施加至玻璃表面且隨後移除該壓痕負載來執行本文所描述之維氏壓痕裂紋臨限值量測。保持最大壓痕負載10秒。壓痕裂紋臨限值界定為10個凹入中大於50%之凹入顯示自凹痕角落發出之任何數目的徑向/中位元元裂紋時的壓痕負載。增加最大負載直至達到給定玻璃組合物之該臨限值。在室溫下於50%之相對濕度下執行維氏壓痕裂紋臨限值量測。
根據本揭示案之態樣及/實施例的可成形、可結晶之玻璃，經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經調色之玻璃陶瓷的撓曲強度可藉由熟悉此項技術者已知之方法特徵化，諸如，描述於以下中之彼等方法：ASTM C1499(及其產物，全部以引用之方式併入本文中)「Determination of Monotonic Equibiaxial Flexural Strength Advanced Ceramics,」ASTM International,Conshohocken,PA,US。
根據本揭示案之態樣及/或實施例的可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的楊氏模數、剪切模數及柏松比可藉由熟悉此項技術者已知之方法特徵化，諸如以下中所描述之彼等方法：ASTM C1259(及其產物，全部以引用之方式併入本文 中)「Standard Test Method for Dynamic Young's Modulus,Shear Modulus,and Poisson's Ratio for Advanced Ceramics by Impulse Excitation of Vibration,」ASTM International,Conshohocken,PA,US。
根據本揭示案之態樣及/或實施例的可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的努氏硬度可藉由熟悉此項技術者已知之方法特徵化，諸如以下中所描述之彼等方法：ASTM CI 326(及其產物，全部以引用之方式併入本文中)「Standard Test Methods for Vickers Indentation Hardness of Advanced Ceramics,」ASTM International,Conshohocken,PA,US。
根據本揭示案之態樣及/或實施例的可成形及/或顏色可調、可結晶之玻璃，經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，可IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷，及/或IX、經成形及/或經調色之玻璃陶瓷的維氏硬度可藉由熟悉此項技術者已知之方法特徵化，諸如以下中所描述之彼等方法：ASTM C1327(及其產物，全部以引用之方式併入本文中)「Standard Test Methods for Vickers Indentation Hardness of Advanced Ceramics,」ASTM International,Conshohocken,PA,US。
實例
以下實例說明本揭示案之優勢及特徵，且決非意欲限制本揭示案。
由於個別成分之總和總計為或非常接近100，實際 上，記錄之值可被視為代表重量百分比(重量%)。實際之可結晶之玻璃批料成分可包含任何材料，氧化物或者在與其他批料成分熔融在一起時，將以適當之比例轉換為所要氧化物的其他化合物。
實例1-113列於表I、表II、表III及表V中之示例性可結晶之玻璃(該等可結晶之玻璃大部分為可成形、可結晶之玻璃組成物)藉由將適當分批之原料引入鉑坩堝而製備。隨後將坩堝置放於爐中，該爐具有約室溫至約1550℃之任何溫度。隨後在高達約1650℃或更高之溫度下精煉材料。隨後將熔融態玻璃傾倒至鋼板上以製成玻璃圓片，或藉由軋製或向下拉製使熔融態玻璃成形為薄板。
確定作為若干可成形、可結晶之玻璃樣品之溫度的函數的黏度，該黏度說明可成形、可結晶之玻璃與商業熔化及/或成形技術相容。隨後根據列於表I、表II、表III及表IV中之各種結晶週期在靜止爐中熱處理可成形、可結晶之玻璃組成物圓片或部分可成形、可結晶之玻璃組成物圓片。
分析包括CIELAB顏色空間座標(例如，CIE L*、CIE a*及CIE b*；或CIE L*、a*及b*；或L*、a*及b*)之決定以及藉由總結於表I、表II、表III及表IV中之X射線繞射的相識別。
進一步處理包括離子交換處理。將玻璃陶瓷材料切割成適合於離子交換評估之形狀。出於此離子交換處理之目的，將玻璃陶瓷材料切割成適當大小之樣品。將每一樣品打磨成適當尺寸，且隨後在所有表面上進行光學拋光。隨後將樣品淨化以消除任何殘留之有機污染物。將每一經淨化之樣品懸浮在熔融KNO3之浴中，且保持在370℃至450℃下，以便使玻璃陶瓷與支架或於容器之間之接觸點最小。在浴中適當之小時數(例如，至多約8hr或更多)後，樣品經移除， 可經冷卻且在去離子水中沖洗以移除任何殘留之鹽。離子交換處理(亦即，在約370℃至450℃下用KNO3處理)之後，分析若干樣品以決定如表V所示之特徵化參數：表層壓縮應力(σs)、CSavg及DOL。
因此，熟悉此項技術者可在不脫離本揭示案之精神及範疇的情況下想到各種修改、改變及替代。應瞭解，為簡潔易讀，在本文中已刪除所有該等修改及改良，但該等修改及改良固有地處於以下申請專利範圍之範疇內。

Claims (10)

  1. 一種玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷包含：a.小於約20重量%之包含一或多種氧化物的一或多種晶相；及b. 一組成物，基於氧化物以莫耳%計，該組成物包含：a. 約50至76之SiO2；b. 約4至25之Al2O3；c. 約0至14之P2O5+B2O3；d. 約0至33之R2O；e. 約0至5之一或多種成核劑；及f. 視情況，約0至20之RO。
  2. 如請求項1所述之玻璃陶瓷，基於氧化物以莫耳%計，該組成物進一步包含約0至20之RO，及視情況包含：a. 約-4至約10之R2O+RO-Al2O3；或b. 約-8至約8之R2O-Al2O3；或c. 約-4至約10之R2O+RO-Al2O3及約-8至約8之R2O-Al2O3。
  3. 如請求項2所述之玻璃陶瓷，其中：a. R2O包含Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、Cu2O及Ag2O中之一或多者；或b. RO包含MgO、CaO、SrO、BaO、及ZnO中之一或多者；或 c. R2O包含Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、Cu2O及Ag2O中之一或多者及d. RO包含MgO、CaO、SrO、BaO、及ZnO中之一或多者。
  4. 如請求項1至3中之任一項所述之玻璃陶瓷，該玻璃陶瓷進一步包含存在於CIE光源D65之CIELAB顏色空間座標中的一顏色，該等座標使用具有SCE的一分光光度計根據反射光譜量測決定，該座標具有以下範圍：i. a*=約-2至約+8；ii. b*=約-7至約+30；及iii. 1. L*=約85至約100，或2. L*=約0約至約70。
  5. 如請求項1至3中之任一項所述之玻璃陶瓷，其中該玻璃陶瓷為經離子交換(IX)的，且其中一維氏中位裂紋形成臨限值包含至少5公斤力(kgf)。
  6. 如請求項1至3中之任一項所述之玻璃陶瓷，其中，基於氧化物以莫耳%計，一或多種成核劑包含：a. 至多約5之TiO2；或b. 替代性的，至多約3之ZrO2；或c. TiO2及ZrO2，其中TiO2+ZrO2包含至多約5，及ZrO2包含至多約3。
  7. 一種用於製造一玻璃陶瓷之方法，該方法包含以下步驟：a. 形成一熔融態可結晶之玻璃，該玻璃具有：i. 至少約20kp之一液相黏度(ηlqds)；或ii. 小於約1400℃之一液相溫度(Tlqds)；或iii. 至少約20kp之一液相黏度(ηlqds)，及小於約1400℃之一液相溫度(Tlqds)；及iv. 在自於介於約10E0P至10E14.5P之間的黏度(η)範圍內之一液體冷卻至預選可結晶之玻璃形式時的一抗失透性；b. 將該預選可結晶之玻璃以一預選速率冷卻至一黏度(η)範圍，該黏度範圍大於約至少約10E11.5P；及c. 將該經冷卻預選可結晶玻璃加熱一或多段預選時間，直至至少約10E10P之一黏度(η)，以成核及生長包含一或多種氧化物的一或多個晶相，該等晶相包含少於約20重量%之該玻璃陶瓷。
  8. 如請求項7所述之用於製造一玻璃陶瓷之方法，該方法進一步包含以下步驟：製造一可結晶之玻璃，該可結晶之玻璃經調配可結晶為玻璃陶瓷，該方法包含以下步驟：在約1400℃至1650℃之一溫度下熔化原料之一混合物以產生一可結晶之玻璃組成物，基於氧化物以莫耳%計，該可結晶之玻璃組成物包含：a. 約50至76之SiO2； b. 約4至25之Al2O3；c. 約0至14之P2O5+B2O3；d. 約0至33之R2O；e. 約0至5之一或多種成核劑；及f. 視情況，約0至20之RO。其中原料之該混合物經調配以在熔化後產生一可結晶之玻璃，該可結晶之玻璃包含：i. 至少約20kp之一液相黏度(ηlqds)；或ii. 小於約1400℃之一液相溫度(Tlqds)；或iii. 至少約20kp之一液相黏度(ηlqds)，及小於約1400℃之一液相溫度(Tlqds)。
  9. 如請求項7或8所述之用於製造一玻璃陶瓷之方法，其中：a. 該玻璃組成物具有在約390nm至2500nm的波長之一間隔中，至少一個波長λT穿過約0.8mm之一厚度的至少約90%的透射率；及b. 該玻璃陶瓷經製造，具有在約390nm至2500nm的波長之一間隔中，至少一個波長λT穿過約0.8mm之一厚度的小於約40%的一透射率；或c. 該可結晶之玻璃之該玻璃組成物經調配以具有在約390nm至2500nm的一λ間隔內穿過約0.8mm之一厚度的至少約40%的一平均透射率 []；及 d. 該玻璃陶瓷具有在約390nm至2500nm的一λ間隔內穿過約0.8mm之一厚度的小於約45%的一平均透射率 值[]。
  10. 如請求項7或8所述之用於製造一玻璃陶瓷之方法，該方法進一步包含以下步驟：使該玻璃陶瓷經受一離子交換處理以使至少一個表面處於至少約200MPa之一壓縮應力(σs)下，該層自該玻璃陶瓷之一表面延伸至該玻璃陶瓷內以達到至少約20μm的一層深度。
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