TW201710204A - 具高表面強度的玻璃 - Google Patents

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Abstract

揭示了可進行化學強化以實現超過在類似玻璃中實現的壓縮應力的最大表面壓縮應力的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之實施例。在一個或更多個實施例中，這些玻璃製品的虛擬溫度可以等於玻璃製品的1011 泊（P）黏度的溫度。在一些實施例中，本文描述的強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可表現出至少約400 MPa、800 MPa、930 MPa或1050 MPa的最大壓縮應力。在一些實施例中，本文描述的強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以展現延伸到至少約40 μm的層深度（在具有1 mm厚度的樣品中）的壓縮應力層。在又其他的實施例中，這些強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品在玻璃製品的中心區域展現拋物面或近拋物面的拉伸應力分佈。

Description

具高表面強度的玻璃
相關申請案之交叉引用：本專利申請案根據專利法主張於2015年12月11日提出申請的美國臨時專利申請案序號第62/266,417號及於2015年6月26日提出申請的美國臨時專利申請案序號第62/184,933號的優先權權益，該申請案之內容為本案所依據且該申請案之內容以引用方式全部併入本文中。
本揭示係關於一種化學強化玻璃製品。更具體言之，本揭示係關於包含具有高壓縮應力的表面層的化學強化玻璃製品。
玻璃製品被廣泛使用於電子裝置，如用於可攜或行動電子通訊娛樂裝置的蓋板或視窗，該可攜或行動電子通訊娛樂裝置例如行動電話、智慧型手機、平板電腦、影音播放器、資訊終端（IT）裝置、膝上型電腦及類似物、以及其他應用。隨著玻璃製品變得被更廣泛使用，開發具有改良免毀能力的強化玻璃製品變得更加重要，尤其是當經受拉伸應力及/或因與硬及/或尖銳的表面接觸所導致的相對深的缺陷時。
本揭示提供可以藉由離子交換製程進行化學強化以在表面部分上賦予壓縮應力的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，該表面部分呈現的最大表面壓縮應力超過在類似玻璃中曾經實現的壓縮應力。例如，在一個或更多個實施例中，本文描述的玻璃可以被離子交換以實現至少約400 MPa、至少約800 MPa、至少約930 MPa、或至少約1050 MPa的表面壓縮應力。在一個或更多個實施例中，壓縮應力層從表面延伸到各種層深度（DOL）。例如，DOL可以是約25 μm或更小。在其他實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以被離子交換以實現更深或更厚的壓縮層（例如至少約40 μm）。這些DOL值可以在玻璃製品中呈現具有約1 mm的厚度。在又其他的實施例中，這些玻璃可以被離子交換，使得所生成的玻璃製品包括從DOL延伸到玻璃製品中的深度的中心區域，該中心區域包括具有拋物面或近拋物面分佈的拉伸應力。在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃可以呈現從DOL延伸進入玻璃製品的拉伸區域。一個或更多個實施例的拉伸區域可以表現出小於約20 MPa的最大拉伸應力。一個或更多個實施例的拉伸區域可以表現出大於約40 MPa（例如約45 MPa或更大、約50 MPa或更大、約60 MPa或更大、約70 MPa或更大、約75 MPa或更大、約80 MPa或更大、或約85 MPa或更大）的最大拉伸應力。
在一個或更多個實施例中，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以包含虛擬溫度Tf ，該虛擬溫度Tf 等於該玻璃製品的1011 泊（P）黏度溫度。在一個或更多個實施例中，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含低於約35千泊的鋯石分解溫度。在一個或更多個實施例中，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含至少200千泊的液相黏度。
本揭示的第二態樣係關於包含某些成分的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品。在一個或更多個實施例中，這種製品可以進行化學強化以實現本文描述的屬性。在一個或更多個實施例中，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含至少約58莫耳％的SiO2 、從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 、至少約11莫耳％的Al2 O3 、Na2 O及Li2 O。在一個或更多個實施例中，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含從約58莫耳％至約65莫耳％的SiO2 ；從約11莫耳％至約19莫耳％的Al2 O3 ；從約6莫耳％至約18莫耳％的Na2 O；從0莫耳％至約6莫耳％的MgO；及從0莫耳％至約6莫耳％的ZnO。
在一個或更多個實施例中，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃表現出小於1.0的Li2 O量（莫耳％）對Na2 O量（莫耳％）比（即Li2 O/Na2 O）。在一個或更多個實施例中，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品不含B2 O3 。在一個或更多個實施例中，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含小於2的R2 O（莫耳％）/Al2 O3 （莫耳％）比，其中R2 O = Li2 O + Na2 O。在一個或更多個實施例中，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含大於65莫耳％且小於67莫耳％的SiO2 和P2 O5 總量（65莫耳％ ＜ SiO2 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％） ＜ 67莫耳％）。在一些情況下，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含R2 O（莫耳％） + R´O（莫耳％） - Al2 O3 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％）大於約-3莫耳％的關係，其中R2 O = 存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的Li2 O和Na2 O的總量，而且R´O為存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的二價金屬氧化物的總量。在一些情況下，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量在從約0.5莫耳％至約2.8莫耳％的範圍中的P2 O5 。在一些其他的情況下，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量多達約10莫耳％Li2 O的Li2 O。
在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以具有範圍從約0.05 mm至約1.5 mm的厚度。例如，該厚度可以從約0.1 mm至約1.5、從約0.3 mm至約1.2 mm、從約0.4 mm至約1.2 mm或從約0.5 mm至約1.2 mm。在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以具有至少約1 mm的厚度，並且可以在表面表現出至少約930 MPa的最大壓縮應力。在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以具有至少約1 mm的厚度，並且可以在表面表現出至少約1050 MPa的最大壓縮應力。在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以在約1 mm的厚度下表現出小於約37 mm或小於約35 mm的彎曲半徑。
在一個或更多個實施例中，本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以包括從DOL延伸到等於厚度的0.5倍的深度的中心區域，而且此中心區域可以不含K2 O。
本揭示的第三態樣係關於一種鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品具有厚度t、從該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃之表面延伸到DOL的壓縮應力層、以及從該DOL延伸的中心區域，其中該中心區域處於拉伸應力之下，其中DOL ≤ 0.25t ，而且其中該拉伸應力至少約35 MPa。該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品不含B2 O3 ，而且在一些實施例中不含K2 O，並包含至少0.5莫耳％的P2 O5 、Na2 O及Li2 O，其中Li2 O（莫耳％）/Na2 O（莫耳％） ＜ 1。在一些實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包括至少約58莫耳％的SiO2 、從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 、至少約11莫耳％的Al2 O3 、Na2 O及Li2 O，其中Li2 O（莫耳％）對Na2 O（莫耳％）的量之比率（Li2 O/Na2 O）小於1.0。
本揭示的第四態樣係關於一種透明積層體。該透明積層體包含本文所述結合於第二製品的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品。該第二製品可以包含透明基板。本揭示的第五態樣係關於一種消費性電子裝置，該消費性電子裝置包括本文所述鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之一個或更多個實施例，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以如本文所述進行化學強化。在一個或更多個實施例中，該消費性電子裝置包含：殼體；被至少部分設置在該殼體內部的電元件，該等電元件包括至少一控制器、記憶體及顯示器，該顯示器被設置在該殼體之前表面或該前表面附近；以及被配置在該殼體之該前表面或該前表面上方和該顯示器上方的蓋製品，其中該蓋製品包含本文所述鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之一個或更多個實施例。
本揭示的第六態樣係關於一種製造包含壓縮應力層的強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品的方法。在一個或更多個實施例中，該方法包含藉由將鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品離子交換而在該鋁矽酸鹽玻璃製品中產生壓縮應力。在一個或更多個實施例中，該壓縮應力層從該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品的表面延伸到DOL。該壓縮應力層可以包含約400 MPa或更大、約800 MPa或更大、或約1050 MPa或更大的最大壓縮應力。在一個或更多個實施例中，該DOL可以是至少約40 µm。在一個或更多個實施例中，將該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃離子交換包含將該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃浸沒在熔融鹽浴中。該熔融鹽浴可以包含NaNO3 、KNO3 、或NaNO3 和KNO3 兩者。在一個或更多個實施例中，該方法可以包括將經離子交換的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃結合於基板以形成積層體結構。在一個或更多個實施例中，該方法可以包括將經離子交換的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃結合於電子裝置殼體。
從以下的實施方式、附圖、及所附的申請專利範圍來看，這些和其他的態樣、優點、及顯著特徵將變得顯而易見。
在下面的描述中，在圖式中所顯示的幾個視圖從頭至尾，相同的參照符號表示相同或相應的部件。還應該瞭解的是，除非另有指明，否則用語如「頂部」、「底部」、「向外」、「向內」及類似者是方便的用詞，並且不被解釋為限制性的用語。此外，只要一個群組被描述為包含一組元素及上述元素之組合中之至少一者，則瞭解的是，該群組可以包含任何數量的這些列舉元素、或基本上由或由任何數量的這些列舉元素所組成，無論是個別地或是相互組合。同樣地，當一群組被描述為由一組元素及上述元素之組合中之至少一者所組成時，則瞭解的是，該群組可以由任何數量的這些列舉元素所組成，無論是個別地或是相互組合。除非另有指明，否則當敘述值的範圍時，該值的範圍包括範圍的上限和下限兩者以及中間的任何範圍。本文所用的不定冠詞「一」及相應的定冠詞「該」意指「至少一」或「一或多個」，除非另有指明。還瞭解的是，本說明書和圖示中揭示的各種特徵可被用於任何及所有的組合。
本文中使用的術語「玻璃製品」係以最廣泛的意義使用，以包括全部或部分由玻璃製成的任何物體。除非另有指明，否則本文所述玻璃的所有成分皆以莫耳百分比（莫耳%）表示，而且組分係在氧化物的基礎上提供。所有被用於離子交換的熔融鹽浴（以及任何其他的離子交換介質）的成分皆以重量百分比（wt%）表示。除非另有指明，否則熱膨脹係數（CTE）是以每百萬分（ppm）/℃表示，並代表在從20 ℃至約300 ℃的溫度範圍間測得的值。高溫（或液體）熱膨脹係數（高溫CTE）也是以每百萬分（ppm）每攝氏度（ppm/℃）表示，並代表在瞬間熱膨脹係數（CTE）vs.溫度曲線的高溫穩定區中測得的值。高溫CTE是量測與將玻璃加熱或冷卻通過轉變區域相關的體積變化。
除非另有指明，否則所有的溫度都是以攝氏度（℃）表示。本文中使用的術語「軟化點」是指玻璃的黏度為約107.6 泊（P）的溫度，術語「退火點」是指玻璃的黏度為約1013.2 泊的溫度，術語「200泊的溫度（T200P ）」是指玻璃的黏度為約200泊的溫度，術語「1011 泊的溫度」是指玻璃的黏度為約1011 泊的溫度，術語「35 kP的溫度（T35kP ）」是指玻璃的黏度為約35千泊（kP）的溫度，術語「160 kP的溫度（T160kP ）」是指玻璃的黏度為約160 kP的溫度。
本文中使用的術語「鋯石分解溫度」或「T分解 」是指鋯石（常在玻璃處理和製造中被用來作為耐火材料）分解而形成氧化鋯和二氧化矽的溫度，並且術語「鋯石分解黏度」是指玻璃在T分解 下的黏度。術語「液相黏度」是指熔融玻璃在液相溫度的黏度，其中液相溫度是指當熔融玻璃從熔化溫度冷卻時最先出現晶體的溫度、或當溫度從室溫升高時晶體最後融化的溫度。術語「35 kP的溫度」或「T35kP 」是指玻璃或玻璃熔化物具有35,000泊（P）、或35千泊（kP）的黏度時的溫度。
值得注意的是，本文中可以使用術語「大體上」或「約」來表達可能歸因於任何定量比較、值、量測、或其他表示的固有不確定度。本文中還可以使用這些術語來表示在不會導致所討論的標的物之基本功能產生變化之下定量表達可以與所述參考物相差的程度。因此，「大體上不含K2 O」的玻璃為其中K2 O未被主動或分批加入玻璃中、但可能作為雜質以非常少量存在的玻璃。
本文中使用的「最大壓縮應力」是指在壓縮應力層內量測到的最高壓縮應力值。在一些實施例中，最大壓縮應力位於玻璃的表面。在其他實施例中，最大壓縮應力可能出現在表面下方某一深度，從而給予外觀為「埋入尖峰」的壓縮分佈。壓縮應力是使用諸如Orihara工業有限公司（日本）製造的FSM-6000的市售儀器藉由表面應力計（FSM）量測。表面應力量測仰賴於應力光學係數（SOC）的精確量測，應力光學係數與玻璃的雙折射率有關。進而依據標題為「玻璃應力-光學係數量測之標準測試方法（Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient）」的ASTM標準C770-98 (2013)中描述的程序C之修改版本量測SOC，將標準C770-98之內容以引用方式全部併入本文中。該修改包括使用玻璃圓盤作為厚度5至10 mm且直徑為12.7 mm的試樣，其中該圓盤是等向性和均質的，並且中心部分鑽有拋光且平行的兩面。該修改還包括計算要施加的最大力Fmax。該力應足以產生至少20 MPa的壓縮應力。Fmax的計算如下： Fmax = 7.854*D*h 其中： Fmax = 力，單位為牛頓 D = 圓盤的直徑 h= 光路徑的厚度 對於每個施加的力，計算應力如下： σMPa = 8F/(π*D*h) 其中： F = 力，單位為牛頓 D = 圓盤的直徑 h= 光路徑的厚度
本文中使用的DOL意指在本文描述的化學強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中應力從壓縮變為拉伸的深度。DOL可藉由FSM或SCALP量測，視離子交換處理而定。當藉由交換鉀離子進入玻璃製品中而在玻璃製品中產生應力時，使用FSM來量測DOL。當藉由交換鈉離子進入玻璃製品中來產生應力時，使用SCALP來量測DOL。當藉由交換鉀和鈉離子進入玻璃中而在玻璃製品中產生應力時，藉由SCALP來量測DOL，因為據信鈉的交換深度表示DOL，而鉀離子的交換深度表示壓縮應力的大小的變化（但不是應力從壓縮到拉伸的變化）；在這樣的玻璃製品中鉀離子的交換深度是由FSM量測。
一般性地參照圖式，尤其是第1圖，將瞭解到的是，該等圖示係用於描述特定實施例的目的，並非意圖限制該揭示或所附申請專利範圍。該等圖式不一定依照比例繪製，而且為了清楚和簡明的益處，可將該等圖式中的某些特徵和某些視圖以誇大的比例或示意的方式圖示。
本文描述的是可藉由離子交換製程進行化學強化的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃，該離子交換製程賦予的表面壓縮應力超過在類似玻璃中實現的壓縮應力。例如，當在410 ℃的熔融硝酸鉀離子交換浴中將本文所述玻璃的1 mm厚樣板離子交換45分鐘時，獲得了超過約1050 MPa、或者在一些實施例中超過約1075 MPa、或者在又其他的實施例中至少1100 MPa的最大表面壓縮應力。這些玻璃的虛擬溫度等於玻璃的1011 P溫度。
在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品具有均勻的微結構（即玻璃不會相分離）。在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品是非晶形的。當用於描述玻璃製品時，本文中使用的「非晶形」意指大體上不含微晶或結晶相（即含有少於1體積％的微晶或結晶相）。
本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品是由可熔合成形的玻璃組成物形成。在一個或更多個實施例中，玻璃組成物可以具有大於約200千泊（kP）的液相黏度，而且在一些實施例中玻璃組成物可以具有至少約600 kP的液相黏度。在一些實施例中，這些玻璃製品和組成物可與鋯石溢流槽相容：玻璃將鋯石溢流槽分解而形成氧化鋯缺陷的黏度小於35 kP。在本文描述的成分範圍內選擇的玻璃組成物可具有大於35 kP的鋯石分解黏度。在這種情況下，可以使用氧化鋁溢流槽來將這些玻璃製品熔合成形。
在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以包括的玻璃組成物包含至少0.5莫耳％的P2 O5 、Na2 O及可選的Li2 O，其中Li2 O（莫耳％）/Na2 O（莫耳％） ＜ 1。此外，這些玻璃不含B2 O3 和K2 O。本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃可以進一步包括ZnO、MgO、及SnO2 。
在一些實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含至少約58莫耳％的SiO2 、從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 、至少約11莫耳％的Al2 O3 、Na2 O及Li2 O或基本上由至少約58莫耳％的SiO2 、從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 、至少約11莫耳％的Al2 O3 、Na2 O及Li2 O所組成。
在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含從約58莫耳％至約65莫耳％的SiO2 ；從約11莫耳％至約20莫耳％的Al2 O3 ；從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 ；從約6莫耳％至約18莫耳％的Na2 O；從0莫耳％至約6莫耳％的MgO；及從0莫耳％至約6莫耳％的ZnO、或基本上由從約58莫耳％至約65莫耳％的SiO2 ；從約11莫耳％至約20莫耳％的Al2 O3 ；從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 ；從約6莫耳％至約18莫耳％的Na2 O；從0莫耳％至約6莫耳％的MgO；及從0莫耳％至約6莫耳％的ZnO所組成。在某些實施例中，該玻璃包含從約63莫耳％至約65莫耳％的SiO2 ；從11莫耳％至約19莫耳％的Al2 O3 ；從約1莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 ；從約9莫耳％至約20莫耳％的Na2 O；從0莫耳％至約6莫耳％的MgO；及從0莫耳％至約6莫耳％的ZnO、或基本上由從約63莫耳％至約65莫耳％的SiO2 ；從11莫耳％至約19莫耳％的Al2 O3 ；從約1莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 ；從約9莫耳％至約20莫耳％的Na2 O；從0莫耳％至約6莫耳％的MgO；及從0莫耳％至約6莫耳％的ZnO所組成。
在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含小於約2（例如小於約1.8、小於約1.6、小於約1.5、或小於約1.4）的R2 O（莫耳％）/Al2 O3 （莫耳％）比，其中R2 O = Li2 O + Na2 O。
在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含SiO2 和P2 O5 的總量大於65莫耳％且小於67莫耳％（即65莫耳％ ＜ SiO2 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％） ＜ 67莫耳％）的關係。例如，SiO2 和P2 O5 的總量可以在從約65.1莫耳％至約67莫耳％、從約65.2莫耳％至約67莫耳％、從約65.3莫耳％至約67莫耳％、從約65.4莫耳％至約67莫耳％、從約65.5莫耳％至約67莫耳％、從約65.6莫耳％至約67莫耳％、從約65.7莫耳％至約67莫耳％、從約65.8莫耳％至約67莫耳％、從約65.9莫耳％至約67莫耳％、從約66莫耳％至約67莫耳％、從約65莫耳％至約66.9莫耳％、從約65莫耳％至約66.8莫耳％、從約65莫耳％至約66.7莫耳％、從約65莫耳％至約66.6莫耳％、從約65莫耳％至約66.5莫耳％、從約65莫耳％至約66.4莫耳％、從約65莫耳％至約66.3莫耳％、從約65莫耳％至約66.2莫耳％、從約65莫耳％至約66.1莫耳％、或從約65莫耳％至約66莫耳％的範圍中。
在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含R2 O（莫耳％） + R´O（莫耳％） - Al2 O3 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％）大於約-3莫耳％的關係（即R2 O（莫耳％） + R´O（莫耳％） - Al2 O3 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％）＞ -3莫耳％）。在一個或更多個實施例中，R2 O是Li2 O和Na2 O的總量（即R2 O = Li2 O + Na2 O）。在一個或更多個實施例中，R´O是存在於鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃中的二價金屬氧化物的總量。在一個或更多個實施例中，關係R2 O（莫耳％） + R´O（莫耳％） - Al2 O3 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％）大於約-2.5莫耳％、大於約-2莫耳％、大於約-1.5莫耳％、大於約-1莫耳％、大於約-0.5莫耳％、大於約0莫耳％、大於約0.5莫耳％、大於約1莫耳％、大於約1.5莫耳％、大於約2莫耳％、大於約2.5莫耳％、大於約3莫耳％、大於約3.5莫耳％、大於約4莫耳％、大於約4.5莫耳％、大於約5莫耳％、大於約5.5莫耳％、或大於約6莫耳％、大於約6.5莫耳％、大於約7莫耳％、大於約7.5莫耳％、大於約8莫耳％、大於約8.5莫耳％、大於約9莫耳％、或大於約9.5莫耳％。
表1列出本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃的例示性成分。表2列出選擇為表1所列實例測得的物理性質。表2列出的物理性質包括：密度；低溫和高溫CTE；應變、退火及軟化點；1011 泊、35 kP、200 kP、液相及鋯石分解溫度；鋯石分解和液相黏度；泊松比；楊氏模數；折射率、及應力光學係數。在一些實施例中，本文描述的玻璃具有小於或等於30 ppm/℃的高溫CTE及/或至少70 GPa的楊氏模數，而且在一些實施例中高達80 GPa的楊氏模數。 表1. 鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃組成物的實例。 表2. 表1所列玻璃之選擇物理性質。
本文所述的基礎（或未強化的）和強化的（即藉由離子交換化學強化的）鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品的每個氧化物成分都對玻璃的可製造性和物理性質提供功能及/或具有影響。例如，二氧化矽（SiO2 ）是主要的玻璃成形氧化物，並為熔融玻璃形成網絡骨幹。純的SiO2 具有低的CTE並且不含鹼金屬。然而，由於SiO2 的熔化溫度極高，純的SiO2 與熔合拉伸製程並不相容。黏度曲線也遠過高而無法與積層體結構中的任何芯玻璃匹配。在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量在從約58莫耳％至約65莫耳％、從約59莫耳％至約65莫耳％、從約60莫耳％至約65莫耳％、從約61莫耳％至約65莫耳％、從約62莫耳％至約65莫耳％、從約63莫耳％至約65莫耳％、從約58莫耳％至約64莫耳％、從約58莫耳％至約63莫耳％、從約58莫耳％至約62莫耳％、從約58莫耳％至約61莫耳％、從約58莫耳％至約60莫耳％、從約63莫耳％至約65莫耳％、從約63.2莫耳％至約65莫耳％、或從約63.3莫耳％至約65莫耳％的範圍中的SiO2 。
除了二氧化矽之外，本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品還包含網絡形成劑Al2 O3 ，以實現穩定的玻璃成形、低CTE、低楊氏模數、低剪切模數、並便於熔化和成形。就像SiO2 ，Al2 O3 可對玻璃網絡貢獻剛性。氧化鋁可以以四倍或五倍的對等存在於玻璃中，此舉提高玻璃網絡的填充密度，從而增加從化學強化生成的壓縮應力。在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量在從約11莫耳％至約20莫耳％、從約12莫耳％至約20莫耳％、從約13莫耳％至約20莫耳％、從約14莫耳％至約20莫耳％、從約15莫耳％至約20莫耳％、從約11莫耳％至約19莫耳％、從約11莫耳％至約18.5莫耳％、從約11莫耳％至約18莫耳％、從約11莫耳％至約17.5莫耳％、從約11莫耳％至約17莫耳％、從約11莫耳％至約16.5莫耳％、從約11莫耳％至約16莫耳％、從約14莫耳％至約17莫耳％、從約15莫耳％至約17莫耳％、或從約15莫耳％至約16莫耳％的範圍中的Al2 O3 。
五氧化二磷（P2 O5 ）是摻入本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的網絡形成劑。P2 O5 在玻璃網絡中採用準四面體結構；即P2 O5 與四個氧原子配位，但其中只有三個氧原子被連接到其餘的網絡。第四個氧原子是雙鍵結到磷陽離子的末端氧。玻璃網絡中摻入P2 O5 對於降低楊氏模數和剪切模數非常有效。玻璃網絡中摻入P2 O5 還降低高溫熱膨脹係數、提高離子交換相互擴散率、並改善與鋯石耐火材料的玻璃相容性。在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量在從約0.5莫耳％至約5莫耳％、從約0.6莫耳％至約5莫耳％、從約0.8莫耳％至約5莫耳％、從約1莫耳％至約5莫耳％、從約1.2莫耳％至約5莫耳％、從約1.4莫耳％至約5莫耳％、從約1.5莫耳％至約5莫耳％、從約1.6莫耳％至約5莫耳％、從約1.8莫耳％至約5莫耳％、從約2莫耳％至約5莫耳％、從約0.5莫耳％至約3莫耳％、從約0.6莫耳％至約3莫耳％、從約0.8莫耳％至約3莫耳％、從約1莫耳％至約3莫耳％、從約1.2莫耳％至約3莫耳％、從約1.4莫耳％至約3莫耳％、從約1.5莫耳％至約3莫耳％、從約1.6莫耳％至約3莫耳％、從約1.8莫耳％至約3莫耳％、從約2莫耳％至約3莫耳％、從約0.5莫耳％至約2.8莫耳％、從約0.5莫耳％至約2.6莫耳％、從約0.5莫耳％至約2.5莫耳％、從約0.5莫耳％至約2.4莫耳％、從約0.5莫耳％至約2.2莫耳％、從約0.5莫耳％至約2莫耳％、從約2.5莫耳％至約5莫耳％、從約2.5莫耳％至約4莫耳％、或從約2.5莫耳％至約3莫耳％的範圍中的P2 O5 。
本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品不含氧化硼（B2 O3 ）、或不含B2 O3 ，因為當玻璃藉由離子交換強化時B2 O3 的存在會對壓縮應力產生負面影響。本文中使用的詞語「不含B2 O3 」意指本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包括少於約0.1莫耳％的B2 O3 、少於約0.05莫耳％的B2 O3 、或少於約0.01莫耳％的B2 O3 。
使用鹼金屬氧化物Na2 O來藉由離子交換實現本文所述鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品的化學強化。本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包括Na2 O，Na2 O提供的Na+陽離子被存在於鹽浴中的鉀陽離子交換，該鹽浴含有例如KNO3 。在一些實施例中，本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含約4莫耳％至約20莫耳％的Na2 O。在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量在從約4.5莫耳％至約20莫耳％、從約5莫耳％至約20莫耳％、從約5.5莫耳％至約20莫耳％、從約6莫耳％至約20莫耳％、從約6.5莫耳％至約20莫耳％、從約7莫耳％至約20莫耳％、從約7.5莫耳％至約20莫耳％、從約8莫耳％至約20莫耳％、從約8.5莫耳％至約20莫耳％、從約9莫耳％至約20莫耳％、從約9.5莫耳％至約20莫耳％、從約10莫耳％至約20莫耳％、從約4莫耳％至約19.5莫耳％、從約4莫耳％至約19莫耳％、從約4莫耳％至約18.5莫耳％、從約4莫耳％至約18莫耳％、從約4莫耳％至約17.5莫耳％、從約4莫耳％至約17莫耳％、從約4莫耳％至約16.5莫耳％、從約4莫耳％至約16莫耳％、從約4莫耳％至約15.5莫耳％、從約4莫耳％至約15莫耳％、從約4莫耳％至約14.5莫耳％、從約4莫耳％至約14莫耳％、從約6莫耳％至約18莫耳％、從約7莫耳％至約18莫耳％、從約8莫耳％至約18莫耳％、從約9莫耳％至約18莫耳％、從約6莫耳％至約12莫耳％、從約6莫耳％至約11莫耳％、或從約6莫耳％至約10莫耳％的範圍中的Na2 O。
在某些實施例中，本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以進一步包括多達約13莫耳％的Li2 O、或多達約10莫耳％的Li2 O。在一些實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量在從約0莫耳％至約9.5莫耳％、從約0莫耳％至約9莫耳％、從約0莫耳％至約8.5莫耳％、從約0莫耳％至約8莫耳％、從約0莫耳％至約7.5莫耳％、從約0莫耳％至約7莫耳％、從約0.1莫耳％至約10莫耳％、從約0.1莫耳％至約9.5莫耳％、從約0.1莫耳％至約9莫耳％、從約0.1莫耳％至約8.5莫耳％、從約0.1莫耳％至約8莫耳％、從約0.1莫耳％至約7.5莫耳％、從約0.1莫耳％至約7莫耳％、或從約4莫耳％至約8莫耳％的範圍中的Li2 O。當取代Na2 O時，Li2 O降低鋯石分解溫度並軟化玻璃，此舉允許額外的Al2 O3 被添加到玻璃中。在某些實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品不含Li2 O（即含0莫耳％的Li2 O）或大體上不含Li2 O。在本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中，Na2 O存在的量超過Li2 O存在的量，其中Li2 O（莫耳％）/Na2 O（莫耳％） ＜ 1。在一些實施例中，Li2 O（莫耳％）/Na2 O（莫耳％） ＜ 0.75。在一些實施例中，R2 O（莫耳％）/Al2 O3 （莫耳％） ＜ 2，而且在一些實施例中，0.9 ≤ R2 O（莫耳％）/Al2 O3 （莫耳％） ≤ 1.6，其中R2 O = Li2 O + Na2 O。
玻璃中存在氧化鉀對於通過離子交換在玻璃中實現高水平的表面壓縮應力的能力會有負面影響。因此，本文所述初始形成的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品不含K2 O或沒有K2 O。在一個或更多個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包括少於約0.2莫耳％的K2 O。然而，當在含鉀熔融鹽（例如含KNO3 ）浴中離子交換時，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃可以包括一些量的K2 O（即少於約1莫耳％），實際量取決於離子交換的條件（例如離子交換浴中的鉀鹽濃度、浴溫度、離子交換時間、以及K+ 離子取代Li+ 和Na+ 離子的程度）。生成的壓縮層將含有鉀 - 玻璃表面附近的離子交換層在玻璃表面可以含有10莫耳％或更多的K2 O，而深度超過壓縮層深度的玻璃主體基本上保持不含鉀。
在一些實施例中，本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以包含從0莫耳％至多達約6莫耳％的ZnO（例如從約0莫耳％至約5莫耳％、從約0莫耳％至約4莫耳％、從約0莫耳％至約3.5莫耳％、從約0莫耳％至約3莫耳％、從約0莫耳％至約2.5莫耳％、從約0.1莫耳％至約6莫耳％、從約0.1莫耳％至約5莫耳％、從約0.1莫耳％至約4莫耳％、從約0.1莫耳％至約3.5莫耳％、從約0.1莫耳％至約3莫耳％、從約0.1莫耳％至約2.5莫耳％、從約0.1莫耳％至約2莫耳％、從約1莫耳％至約5莫耳％、從約2莫耳％至約5莫耳％、從約1莫耳％至約3莫耳％、從約1.5莫耳％至約3莫耳％、從約2莫耳％至約3莫耳％、或從約1莫耳％至約2莫耳％）。二價氧化物ZnO藉由降低在200泊黏度的溫度（200P溫度）來改善玻璃的熔化行為。當與P2 O5 及/或Na2 O的相似條件相比時，ZnO也有利於改善應變點。
諸如MgO和CaO的鹼土金屬氧化物也可以取代ZnO，以對200P溫度和應變點實現類似的作用。然而，當與MgO和CaO相比時，ZnO較不易在P2 O5 存在下促進相分離。在一些實施例中，本文描述的玻璃包括從0莫耳％至多達6莫耳％的MgO，或在其他實施例中，這些玻璃包含從0.02莫耳％至約6莫耳％的MgO。雖然其他的鹼土金屬氧化物（包括SrO和BaO）也可以取代ZnO，但其他的鹼土金屬氧化物對於降低在200泊黏度的熔化溫度比ZnO、MgO、或CaO更沒有效，而且在降低應變點上也比ZnO、MgO、或CaO更沒有效。
在一些實施例中，本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可藉由所屬技術領域中習知的下拉製程成形，例如狹縫拉伸和熔合拉伸製程。用以形成鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品的玻璃組成物可以含有低濃度的Li2 O並且可與熔合拉伸製程相容，而且可以沒有問題地製造。鋰可以作為鋰輝石或碳酸鋰在熔化物中進行分批處理。
熔合拉伸製程是已用於大規模的薄玻璃片製造的工業技術。與諸如浮式或狹縫拉伸製程的其他平面玻璃製造技術相比，熔合拉伸製程產生具有優異平整度和表面品質的薄玻璃片。結果，熔合拉伸製程已成為用於液晶顯示器的薄玻璃基板、以及用於諸如筆記型電腦、娛樂裝置、平板電腦、膝上型電腦等個人電子裝置的蓋玻璃的製造中主導的製造技術。
熔合拉伸製程涉及熔融玻璃流過習知為「溢流槽」的槽，溢流槽通常由鋯石或另一種耐火材料製成。熔融玻璃從兩側溢流出溢流槽的頂部、從而在溢流槽的底部會合，以形成單個片材，其中只有最終片材的內部曾與溢流槽直接接觸。由於最終玻璃片的暴露表面在拉伸製程期間皆未與溢流槽的材料接觸，故玻璃的兩個外表面都具有純淨的品質，而且不需要後續的修整。
為了可熔合拉伸，玻璃組成物必須具有足夠高的液相黏度（即熔融玻璃在液相溫度下的黏度）。在一些實施例中，用以形成本文所述鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品的組成物具有至少約200千泊（kP）、而且在其他實施例中至少約600 kP的液相黏度。
在形成鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之後，製品可以進行化學強化。離子交換被廣泛用來對玻璃進行化學強化。在一個特定的實例中，這種陽離子（例如熔融鹽或「離子交換」浴）的來源中的鹼金屬陽離子被與玻璃內的較小鹼金屬陽離子交換，以在玻璃製品的表面附近實現處於壓縮應力之下的層。壓縮層從表面延伸到玻璃製品內的DOL。例如，在本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中，藉由將玻璃浸沒在熔融鹽浴中而在離子交換過程中將來自陽離子源的鉀離子與玻璃內的鈉離子交換，該熔融鹽浴包含鉀鹽，該鉀鹽例如、但不限於硝酸鉀（KNO3 ）。其他可以在離子交換製程中使用的鉀鹽包括、但不限於氯化鉀（KCl）、硫酸鉀（K2 SO4 ）、上述之組合及類似物。本文描述的離子交換浴可以含有鉀以外的鹼金屬離子和相應的鹽。例如，離子交換浴還可以包括鈉鹽，例如硝酸鈉（NaNO3 ）、硫酸鈉、氯化鈉、或類似物。在一個或更多個實施例中，可以使用兩種不同鹽的混合物。例如，可以將玻璃製品浸沒在KNO3 和NaNO3 的鹽浴中。在一些實施例中，可以使用一個以上的浴，並且可以依序將玻璃浸在一個浴中，之後浸在另一個浴中。該等浴可以具有相同或不同的組成物、溫度及/或可被使用不同的浸沒時間。
離子交換浴可以具有在從約320 ℃至約450 ℃的範圍中的溫度。在浴中的浸沒時間可以在從約15分鐘至約16小時之間變化。
雖然第1圖圖示的實施例將強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品100描繪為平坦的平面片材或板材，但該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品也可以具有其他的結構，例如三維形狀或非平面的結構。強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品100具有界定厚度t的第一表面110和第二表面112。在一個或更多個實施例中，（例如第1圖圖示的實施例）強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品為包括第一表面110和相對的第二表面112的片材，第一表面110和第二表面112界定厚度t。強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品100具有第一壓縮層120，第一壓縮層120從第一表面110延伸進入玻璃物品100的主體到達層深度d1 。在第1圖圖示的實施例中，強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品100還具有第二壓縮層122，第二壓縮層122從第二表面112延伸到第二層深度d2 。玻璃製品還具有從d1 延伸到d2 的中心區域330。中心區域130處於拉伸應力或中心張力（CT），該中心張力平衡或抵銷層120和122的壓縮應力。第一和第二壓縮層120、122的深度d1 、d2 保護強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品100免於由對於強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品100的第一和第二表面110、112的尖銳衝擊所引入的缺陷延伸，同時壓縮應力最小化缺陷穿透通過第一和第二壓縮層120、122的深度d1 、d2 的可能性。DOL d1和DOL d2可以彼此相等或彼此不同。在一些實施例中，至少一部分的中心區域（例如從DOL延伸到深度等於製品厚度的0.5倍的部分）可以不含K2 O（如本文中所界定）。
可以將DOL描述為厚度t的一小部分（在本文中另外描述為在從約0.05 mm至約1.5 mm的範圍中）。例如，在一個或更多個實施例中，DOL可以等於或大於約0.1t、等於或大於約0.11t、等於或大於約0.12t、等於或大於約0.13t、等於或大於約0.14t、等於或大於約0.15t、等於或大於約0.16t、等於或大於約0.17t、等於或大於約0.18t、等於或大於約0.19t、等於或大於約0.2t、等於或大於約0.21t。在一些實施例中，DOL可以在從約0.08t至約0.25t、從約0.09t至約0.25t、從約0.18t至約0.25t、從約0.11t至約0.25t、從約0.12t至約0.25t、從從約0.13t至約0.25t、從約0.14t至約0.25t、從約0.15t約0.25t、從約0.08t至約0.24t、從約0.08t至約0.23t、從約0.08t至約0.22t、從約0.08t至約0.21t、從約0.08t至約0.2t、從約0.08t至約0.19t、從約0.08t至約0.18t、從約0.08t至約0.17t、從約0.08t至約0.16t、或從約0.08t至約0.15t的範圍中。在一些情況下，DOL可以是約20 µm或更小。在一個或更多個實施例中，DOL可以是約40 µm或更大（例如從約40 µm至約300 µm、從約50 µm至約300 µm、從約60 µm至約300 µm、從約70 µm至約300 µm、從約80 µm至約300 µm、從約90 µm至約300 µm、從約100 µm至約300 µm、從約110 µm至約300 µm、從約120 µm至約300 µm、從約140 µm至約300 µm、從約150 µm至約300 µm、從約40 µm至約290 µm、從約40 µm至約280 µm、從約40 µm至約260 µm、從約40 µm至約250 µm、從約40 µm至約240 µm、從約40 µm至約230 µm、從約40 µm至約220 µm、從約40 µm至約210 µm、從約40 µm至約200 µm、從約40 µm至約180 µm、從約40 µm至約160 µm、從約40 µm至約150 µm、從約40 µm至約140 µm、從約40 µm至約130 µm、從約40 µm至約120 µm、從約40 µm至約110 µm、或從約40 µm至約100 µm。
在一個或更多個實施例中，強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以具有約400 MPa或更高、約500 MPa或更高、約600 MPa或更高、約700 MPa或更高、約800 MPa或更高、約900 MPa或更高、約930 MPa或更高、約1000 MPa或更高、或約1050 MPa或更高的最大壓縮應力（可在表面或玻璃製品內一個深度找到）。
在一個或更多個實施例中，強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品可以具有約20 MPa或更高、約30 MPa或更高、約40 MPa或更高、約45 MPa或更高、約50 MPa或更高、約60 MPa或更高、約70 MPa或更高、約75 MPa或更高、約80 MPa或更高、或約85 MPa或更高的最大拉伸應力或中心張力（CT）。在一些實施例中，最大拉伸應力或中心張力（CT）可以在從約40 MPa至約100 MPa的範圍中。
在一些實施例中，本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品是藉由浸沒在熔融鹽浴中來進行離子交換，該熔融鹽浴包含約100重量％的KNO3 或基本上由約100重量％的KNO3 所組成（諸如矽酸等少量添加劑可被加入浴中）。為了最大化表面壓縮應力，玻璃可以先進行熱處理，隨後再進行離子交換。對於厚度約1 mm的製品，將該製品在410 ℃下離子交換45分鐘。在離子交換之前將玻璃製品在1011 泊（P）溫度下熱處理並快速淬火以將虛擬溫度設定為約1011 P黏度的溫度。這樣做是為了設定虛擬溫度來表現熔拉片材的熱歷史。表3列出表1所列樣品在上述條件下離子交換之後測得的壓縮應力、壓縮層深度、及彎曲半徑。當經受這種熱處理、隨後離子交換的組合時，本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品所具有的壓縮層具有至少約1050 MPa的最大壓縮應力CS和小於約25 μm、或在一些實施例中小於約20 μm的壓縮層深度DOL。在一些實施例中，壓縮層深度為至少約9 μm。
表3. 具有表1所列成分的1 mm厚樣品在設定虛擬溫度TF 為等於1011 P黏度的溫度及在100 wt% KNO3 熔融鹽浴中在410 ℃下離子交換45分鐘之後測得的壓縮應力、壓縮層深度、及彎曲半徑。 1 將離子交換玻璃樣品的淨表面應力降為0 MPa所需的彎曲半徑（mm）。
在其他實施例中，可以將本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品進行離子交換以實現更深的壓縮層深度。例如，將每個都具有1 mm厚度的選擇樣品（成分列於表1）在包含約100％ KNO3 或基本上由約100％ KNO3 所組成的熔融鹽浴中在410 ℃下離子交換8小時，以實現至少約30 μm、或在一些實施例中至少約40 μm的層深度、而且在又其他的實施例中至少約50 μm的深度及至少約930 MPa的最大壓縮應力。將這些樣品在這些條件下離子交換之後測得的壓縮應力和壓縮層深度列於表4。
表4. 具有表1所列成分的1 mm厚樣品在設定虛擬溫度TF 為等於1011 P黏度的溫度及在100 wt% KNO3 熔融鹽浴中在410 ℃下離子交換8小時之後測得的壓縮應力和壓縮層深度。
在又其他的實施例中，可以將本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品進行離子交換，以便獲得深的壓縮層深度及在玻璃的中心拉伸區域中為拋物面或極近似拋物面的應力分佈。例如，將每個都具有1 mm厚度的選擇樣品（成分列於表1）在包含約100％ KNO3 或基本上由約100％ KNO3 所組成的熔融鹽浴中在430 ℃下離子交換2、4、或16小時，以實現至少約200 μm、或在一些實施例中多達約總樣品厚度t的25％（即DOL ≤ 0.25t）、而且在一些實施例中多達約總樣品厚度t的20％（即DOL ≤ 0.2t）的壓縮層深度DOL及至少約30 MPa、或在一些實施例中至少約35 MPa、或在一些實施例中至少約56 MPa、或在又其他的實施例中至少約66 MPa的最大拉伸應力。將這些樣品在這些條件下離子交換之後測得的中心張力和壓縮層深度列於表5。
表5. 每個都具有1 mm厚度的選擇樣品（成分列於表1）在包含約100％ NaNO3 的熔融鹽浴中在430 ℃下離子交換2、4、或16小時之後測得的中心張力和壓縮層深度。
可以在離子交換之前進一步藉由在1013.18 泊的溫度（退火點溫度）下退火30分鐘來改善離子交換壓縮應力。藉由將結構鬆弛到更低的虛擬溫度狀態，玻璃的裝填密度增加了，因此允許通過離子交換得到更高的表面壓縮應力（以擴散率為代價）。
本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品在熔合狀態（虛擬溫度（Tf ）=1011 泊的溫度）和退火狀態（虛擬溫度=1013.8 泊的溫度）中皆表現出比其他鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品大體上更高的表面壓縮應力。表5列出本文描述的離子交換玻璃的兩個實例（實例34和40）和比較例的壓縮應力CS、壓縮層深度、及在1 mm厚的玻璃上抵銷表面壓縮應力所需的彎曲半徑，該比較例具有69莫耳％SiO2 、10莫耳％Al2 O3 、15莫耳％Na2 O、0.01莫耳％、5.5莫耳％MgO、及0.2莫耳％SnO2 的標稱成分。比較例被描述於由Matthew John Dejneka等人於2012年6月26日提出申請、標題為「具有高壓縮應力的可離子交換玻璃（Ion Exchangeable Glass with High Compressive Stress）」的美國專利申請第13/533,298號中。在離子交換之前所有樣品都在退火點溫度（黏度等於1013.18 P的溫度）下熱處理30分鐘。樣品在熔融KNO3 鹽浴中在410 ℃下離子交換45分鐘。
如從表5可以看到的，比較例進行離子交換實現了1118的壓縮應力，而本揭示描述的玻璃在相同條件下進行離子交換實現了1203 MPa和1192 MPa的壓縮應力。對於給定的缺陷尺寸來說，具有更高表面壓縮應力的玻璃強度將更高，而且在更緊繃的彎曲半徑下表面缺陷保持在壓縮下，從而防止小缺陷疲勞（次臨界裂紋生長）。
由於在壓縮之下的小表面缺陷無法延伸而損壞，故具有較高表面壓縮應力的玻璃通常更可抵抗來自彎曲事件的損壞，雖然具有超高模數的玻璃可能會出現例外。彎曲引起的應力必須克服表面壓縮應力以將表面缺陷置入張力中。當彎曲玻璃板時，彎曲在表面誘生的拉伸應力由下式給出：其中s 為玻璃外表面上的拉伸應力，E為玻璃的楊氏模數，u 為泊松比，h為玻璃的厚度，R為到玻璃外表面的彎曲半徑。可以將上式重新排列來決定將離子交換表面應力減小到零所需的彎曲半徑：
需要較小彎曲半徑來克服離子交換表面應力的玻璃更可抵抗彎曲藉由表面缺陷的延伸所引起的損壞。計算上述比較例玻璃的R值（E = 71.3，泊松比 = 0.205，IOX表面應力 = 1014 MPa），我們確定36.7 mm的彎曲半徑將可將表面應力減到0 MPa。與此相反，上文所述TF = 1011 P溫度的玻璃在表1列出的實例將需要小於36 mm的彎曲半徑來將淨表面應力減到0 MPa。
表5. 玻璃樣品的離子交換結果。
表6列出本文所述鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品的例示性成分。表7列出為表6所列實例測定的選擇物理性質。表7列出的物理性質包括：密度；CTE；應變、退火、及軟化點；液相溫度；液相黏度；楊氏模數；折射率、及應力光學係數。
表6. 鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品的實例。 表7. 表6列出的玻璃之選擇物理性質。
使實例58-65成形為玻璃製品（具有片形和特定厚度），然後藉由在具有特定溫度的熔融鹽浴中浸沒指定的持續時間來進行化學強化。表8顯示各玻璃製品的厚度、化學強化條件、及所得強化玻璃製品測得的最大CT和DOC值。
表8：選擇的強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品的化學強化條件和所得屬性。
在另一個態樣中，還提供了包含本文所述鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃的積層體。將積層體的示意剖視圖圖示於第2圖。積層體200包含鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品200（可作為片材提供）和第二製品220（也可作為片材提供）。如第2圖所示，可以將鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品的片材結合於透明基板220。
在一個或更多個實施例中，第二製品220具有在鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃片210的折射率的5％內的折射率。藉由緊密匹配第二製品220與鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃片210的折射率，積層體200是透明的並表現出極小的霧度（例如在對表面90º的視角小於約20％、或在一些實施例中小於10％）。第二製品220可以包含在片材210中使用的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃的第二片材，而且可以具有與片材210不同的厚度及/或成分。在一些實施例中，第二製品220包括鈉鈣玻璃或硼矽酸鹽玻璃的片材。或者，諸如聚碳酸酯等塑膠材料可以用來作為第二製品220，只要符合前述光學品質的標準即可。
在一個實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃片210藉由黏合層215結合於第二製品220。黏合層215也是透明的並且可以包含諸如黏著劑、環氧樹脂、樹脂、玻璃質材料或所屬技術領域中習知適用於這種目的並具有所需光學性質的那些黏合劑或材料。在一個實施例中，黏合層215具有在鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃片210和第二製品220的折射率的5％內的折射率，以提供具有極小霧度及/或極少失真的高光學品質。或者，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃片210和第二製品220可藉由熔合的方式直接相互黏合。在一個這樣的實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃片210和第二製品220可以被同時熔合拉伸使得兩個熔合拉伸片的表面彼此接觸並因此黏合在一起而形成積層體。
在一些實施例中，本文描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品和積層體形成消費性電子產品的一部分，消費性電子產品例如行動電話或智慧型手機、膝上型電腦、平板電腦、或類似物。將消費性電子產品（例如智慧型手機）的示意圖圖示於第3圖和第4圖。消費性電子產品1000通常包含具有前表面1040、後表面1060、及側表面1080的殼體1020；並且包括至少部分在殼體1020內部的電元件（未圖示）。該等電元件包括至少一個電源、控制器、記憶體、及顯示器1120。在一些實施例中，顯示器1120被設置在該殼體的前表面312或該前表面附近。包含本文所述強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品的實施例的蓋玻璃100、100a被設置在殼體1020的前表面1040或前表面1040上方，使得蓋玻璃100、100a被定位在顯示器1120上方並保護顯示器1120免於衝擊所造成的損傷或損壞。蓋玻璃100具有從約0.4 mm至約2.5 mm的厚度，而且當經過化學強化時在蓋玻璃100的表面具有至少400 MPa的最大壓縮應力。在一些實施例中，蓋玻璃具有至少1 mm的厚度，並在表面具有至少1050 MPa的最大壓縮應力和多達約25 μm的層深度。在其他實施例中，蓋玻璃具有至少1 mm的厚度，並在表面具有至少約930 MPa的最大壓縮應力和至少約40 μm的層深度。
本揭示的態樣（1）係關於一種鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，包含：從該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃之表面延伸到層深度（DOL）的壓縮應力層，該壓縮應力層在該表面具有至少400 MPa的最大壓縮應力，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含至少約58莫耳％的SiO2 、從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 、至少約11莫耳％的Al2 O3 、Na2 O及Li2 O，其中Li2 O（莫耳％）對Na2 O（莫耳％）的量之比率（Li2 O/Na2 O）小於1.0，而且其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品不含B2 O3 。
本揭示的態樣（2）係關於依據態樣（1）的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含虛擬溫度Tf ，該虛擬溫度Tf 等於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之黏度為1011 泊的溫度。
本揭示的態樣（3）係關於依據態樣（1）或態樣（2）的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含低於約35千泊的鋯石分解溫度。
本揭示的態樣（4）係關於依據態樣（1）至態樣（3）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含至少200千泊的液相黏度。
本揭示的態樣（5）係關於依據態樣（1）至態樣（4）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含小於2的R2 O（莫耳％）/Al2 O3 （莫耳％）比，其中R2 O = Li2 O + Na2 O。
本揭示的態樣（6）係關於依據態樣（1）至態樣（5）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含大於65莫耳％且小於67莫耳％的SiO2 和P2 O5 總量（65莫耳％ ＜ SiO2 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％） ＜ 67莫耳％）。
本揭示的態樣（7）係關於依據態樣（1）至態樣（6）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含R2 O（莫耳％） + R´O（莫耳％） - Al2 O3 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％）大於約-3莫耳％的關係，其中R2 O = 存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的Li2 O和Na2 O的總量，而且R´O為存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的二價金屬氧化物的總量。
本揭示的態樣（8）係關於依據態樣（1）至態樣（7）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含從約58莫耳％至約65莫耳％的SiO2 ；從約11莫耳％至約20莫耳％的Al2 O3 ；從約6莫耳％至約18莫耳％的Na2 O；從0莫耳％至約6莫耳％的MgO；及從0莫耳％至約6莫耳％的ZnO。
本揭示的態樣（9）係關於依據態樣（1）至態樣（8）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量在從約0.5莫耳％至約2.8莫耳％的範圍中的P2 O5 。
本揭示的態樣（10）係關於依據態樣（1）至態樣（9）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量多達約10莫耳％Li2 O的Li2 O。
本揭示的態樣（11）係關於依據態樣（1）至態樣（10）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該製品包含在從約0.05 mm至約1.5 mm的範圍中的厚度。
本揭示的態樣（12）係關於依據態樣（1）至態樣（11）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該玻璃製品包含至少1 mm的厚度，而且其中在該表面的最大壓縮應力為至少約1050 MPa。
本揭示的態樣（13）係關於依據態樣（1）至態樣（12）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該玻璃製品包含至少1 mm的厚度，而且其中在該表面的最大壓縮應力為至少約930 MPa。
本揭示的態樣（14）係關於依據態樣（1）至態樣（13）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該玻璃為化學強化的。
本揭示的態樣（15）係關於依據態樣（1）至態樣（14）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該製品包含厚度及中心區域，該中心區域從該DOL延伸到等於該厚度的0.5倍的深度，而且其中該中心區域不含K2 O。
本揭示的態樣（16）係關於依據態樣（1）至態樣（15）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該玻璃在約1 mm的厚度具有小於約37 mm的彎曲半徑。
本揭示的態樣（17）係關於依據態樣（16）的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該彎曲半徑小於約35 mm。
本揭示的態樣（18）係關於依據態樣（1）至態樣（17）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃具有拉伸區域，該拉伸區域從該層深度延伸進入該玻璃製品，其中該拉伸區域具有小於約20 MPa或大於約40 MPa的最大拉伸應力。
本揭示的態樣（19）係關於一種積層體，該積層體包含依據態樣（1）至態樣（18）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品及第二製品。
本揭示的態樣（20）係關於一種消費性電子裝置，包含：殼體；被至少部分設置在該殼體內部的電元件，該等電元件包括至少一控制器、記憶體及顯示器，該顯示器被設置在該殼體之前表面或該前表面附近；以及被配置在該殼體之該前表面或該前表面上方和該顯示器上方的蓋製品，其中該蓋製品包含依據態樣（1）至（19）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品。
本揭示的態樣（21）係關於一種鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，包含：厚度t、從該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃之表面延伸到層深度（DOL）的壓縮應力層、以及包含最大拉伸應力的中心區域，其中該中心區域從該DOL延伸，而且其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃不含B2 O3 並包含至少約58莫耳％的SiO2 、從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 、至少約11莫耳％的Al2 O3 、Na2 O及Li2 O，其中Li2 O（莫耳％）對Na2 O（莫耳％）的量之比率（Li2 O/Na2 O）小於1.0，其中該DOL小於或等於0.25*t，而且其中該最大拉伸應力為約35 MPa或更大。
本揭示的態樣（22）係關於依據態樣（21）的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該玻璃製品進一步包含在該中心區域的拉伸應力分佈，其中該拉伸應力分佈大體上為拋物面的。
本揭示的態樣（23）係關於依據態樣（21）至態樣（22）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含虛擬溫度Tf ，該虛擬溫度Tf 等於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之黏度為1011 泊的溫度。
本揭示的態樣（24）係關於依據態樣（21）至態樣（23）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含低於約35千泊的鋯石分解溫度。
本揭示的態樣（25）係關於依據態樣（21）至態樣（24）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含至少200千泊的液相黏度。
本揭示的態樣（26）係關於依據態樣（21）至態樣（25）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含小於2的R2 O（莫耳％）/Al2 O3 （莫耳％）比，其中R2 O = Li2 O + Na2 O。
本揭示的態樣（27）係關於依據態樣（21）至態樣（26）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含大於65莫耳％且小於67莫耳％的SiO2 和P2 O5 總量（65莫耳％ ＜ SiO2 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％） ＜ 67莫耳％）。
本揭示的態樣（28）係關於依據態樣（21）至態樣（27）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含R2 O（莫耳％） + R´O（莫耳％） - Al2 O3 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％）大於約-3莫耳％的關係，其中R2 O = 存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的Li2 O和Na2 O的總量，而且R´O為存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的二價金屬氧化物的總量。
本揭示的態樣（29）係關於依據態樣（21）至態樣（28）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含從約58莫耳％至約65莫耳％的SiO2 ；從約11莫耳％至約20莫耳％的Al2 O3 ；從約6莫耳％至約18莫耳％的Na2 O；從0莫耳％至約6莫耳％的MgO；及從0莫耳％至約6莫耳％的ZnO。
本揭示的態樣（30）係關於依據態樣（21）至態樣（29）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量在從約0.5莫耳％至約2.8莫耳％的範圍中的P2 O5 。
本揭示的態樣（31）係關於依據態樣（21）至態樣（30）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量多達約10莫耳％Li2 O的Li2 O。
本揭示的態樣（32）係關於依據態樣（21）至態樣（31）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品不含K2 O。
態樣（33）係關於一種裝置，該裝置包含：具有前、後、及側表面的殼體；至少部分在該殼體內部的電元件；在該殼體之該前表面或該前表面附近的顯示器；以及位於該顯示器上方的強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含從該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之表面延伸到層深度（DOL）的壓縮應力層，該壓縮層在該表面具有至少400 MPa的最大壓縮應力，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽製品包含至少約58莫耳％的SiO2 、從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 、至少約11莫耳％的Al2 O3 、Na2 O及Li2 O，其中Li2 O（莫耳％）對Na2 O（莫耳％）的量之比率（Li2 O/Na2 O）小於1.0，而且其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品不含B2 O3 。
態樣（34）係關於態樣（33）的裝置，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含虛擬溫度Tf ，該虛擬溫度Tf 等於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之黏度為1011 泊的溫度。
態樣（35）係關於態樣（33）至態樣（34）中任一態樣的裝置，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含低於約35千泊的鋯石分解溫度。
態樣（36）係關於態樣（33）至態樣（35）中任一態樣的裝置，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含至少200千泊的液相黏度。
態樣（37）係關於態樣（33）至態樣（36）中任一態樣的裝置，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含小於2的R2 O（莫耳％）/Al2 O3 （莫耳％）比，其中R2 O = Li2 O + Na2 O。
態樣（38）係關於態樣（33）至態樣（37）中任一態樣的裝置，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含大於65莫耳％且小於67莫耳％的SiO2 和P2 O5 總量（65莫耳％ ＜ SiO2 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％） ＜ 67莫耳％）。
態樣（39）係關於態樣（33）至態樣（38）中任一態樣的裝置，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含R2 O（莫耳％） + R´O（莫耳％） - Al2 O3 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％）大於約-3莫耳％的關係，其中R2 O = 存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的Li2 O和Na2 O的總量，而且R´O為存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的二價金屬氧化物的總量。
態樣（40）係關於態樣（33）至態樣（39）中任一態樣的裝置，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含從約58莫耳％至約65莫耳％的SiO2 ；從約11莫耳％至約20莫耳％的Al2 O3 ；從約6莫耳％至約18莫耳％的Na2 O；從0莫耳％至約6莫耳％的MgO；及從0莫耳％至約6莫耳％的ZnO。
態樣（41）係關於態樣（33）至態樣（40）中任一態樣的裝置，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量在從約0.5莫耳％至約2.8莫耳％的範圍中的P2 O5 。
態樣（42）係關於態樣（33）至態樣（41）中任一態樣的裝置，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量多達約10莫耳％Li2 O的Li2 O。
態樣（43）係關於態樣（33）至態樣（42）中任一態樣的裝置，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃具有在從約0.05 mm至約1.5 mm的範圍中的厚度。
態樣（44）係關於態樣（33）至態樣（43）中任一態樣的裝置，其中該玻璃製品進一步包含至少1 mm的厚度，其中在該表面的最大壓縮應力為至少約1050 MPa。
態樣（45）係關於態樣（33）至態樣（44）中任一態樣的裝置，其中該玻璃製品進一步包含至少1 mm的厚度，其中在該表面的最大壓縮應力為至少約930 MPa。
態樣（46）係關於態樣（33）至態樣（45）中任一態樣的裝置，其中該層深度為至少40 μm。
態樣（47）係關於態樣（33）至態樣（46）中任一態樣的裝置，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃為化學強化的。
態樣（48）係關於態樣（33）至態樣（47）中任一態樣的裝置，其中該玻璃製品進一步包含厚度及中心區域，該中心區域從該DOL延伸到等於該厚度的0.5倍的深度，而且其中該中心區域不含K2 O。
態樣（49）係關於態樣（33）至態樣（48）中任一態樣的裝置，其中該裝置包含選自由行動電話、智慧型手機、平板電腦、影音播放器、資訊終端（IT）裝置、音樂播放器、及膝上型電腦所組成之群組的行動電子通訊娛樂裝置。
態樣（50）係關於一種鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，包含：至少約58莫耳％的SiO2 、從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 、至少約11莫耳％的Al2 O3 、Na2 O及Li2 O，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品不含B2 O3 與K2 O，而且其中Li2 O（莫耳％）對Na2 O（莫耳％）的量之比率（Li2 O/Na2 O）小於1.0。
態樣（51）係關於態樣（50）的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量在從約0.5莫耳％至約2.8莫耳％的範圍中的P2 O5 。
態樣（52）係關於態樣（50）至態樣（51）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量多達約10莫耳％Li2 O的Li2 O。
態樣（53）係關於態樣（50）至態樣（52）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含虛擬溫度Tf ，該虛擬溫度Tf 等於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃之黏度為1011 泊的溫度。
態樣（54）係關於態樣（50）至態樣（53）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含低於約35千泊的鋯石分解溫度。
態樣（55）係關於態樣（50）至態樣（54）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含至少200千泊的液相黏度。
態樣（56）係關於態樣（50）至態樣（55）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含小於2的R2 O（莫耳％）/Al2 O3 （莫耳％）比，其中R2 O = Li2 O + Na2 O。
態樣（57）係關於態樣（50）至態樣（56）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含大於65莫耳％且小於67莫耳％的SiO2 和P2 O5 總量（65莫耳％ ＜ SiO2 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％） ＜ 67莫耳％）。
態樣（58）係關於態樣（50）至態樣（57）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含R2 O（莫耳％） + R´O（莫耳％） - Al2 O3 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％）大於約-3莫耳％的關係，其中R2 O = 存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的Li2 O和Na2 O的總量，而且R´O為存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的二價金屬氧化物的總量。
態樣（59）係關於態樣（50）至態樣（58）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含從約58莫耳％至約65莫耳％的SiO2 ；從約11莫耳％至約20莫耳％的Al2 O3 ；從約6莫耳％至約18莫耳％的Na2 O；從0莫耳％至約6莫耳％的MgO；及從0莫耳％至約6莫耳％的ZnO。
態樣（60）係關於一種積層體，該積層體包含態樣（50）至態樣（59）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品及第二製品。
態樣（61）係關於一種裝置，該裝置包含：具有前、後、及側表面的殼體；至少部分在該殼體內部的電元件；在該殼體之該前表面或該前表面附近的顯示器；以及態樣（50）至態樣（60）中任一態樣的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品。
態樣（62）係關於一種製造強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃的方法，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃具有壓縮應力層，該方法包含以下步驟：藉由將鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品離子交換而在該鋁矽酸鹽玻璃製品中產生壓縮應力，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽不含B2 O3 與和K2 O並包含至少約58莫耳％的SiO2 、從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 、至少約11莫耳％的Al2 O3 、Na2 O及Li2 O，其中Li2 O（莫耳％）對Na2 O（莫耳％）的量之比率（Li2 O/Na2 O）小於1.0，其中該壓縮應力層從該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃之表面延伸到層深度，而且其中該壓縮層在該表面包含至少約400 MPa的最大壓縮應力。
態樣（63）係關於依據態樣（62）的方法，其中該最大壓縮應力為至少800 MPa。
態樣（64）係關於依據態樣（62）至態樣（63）中任一態樣的方法，其中該層深度包含至少約40 μm。
態樣（65）係關於依據態樣（62）至態樣（64）中任一態樣的方法，其中該最大壓縮應力為至少1050 MPa。
態樣（66）係關於依據態樣（62）至態樣（65）中任一態樣的方法，其中將該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃離子交換包含將該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃浸沒在一熔融鹽浴中。
態樣（67）係關於依據態樣（66）的方法，其中該熔融鹽浴包含NaNO3 。
態樣（68）係關於依據態樣（66）的方法，其中該熔融鹽浴包含KNO3 。
態樣（69）係關於依據態樣（66）的方法，其中該熔融鹽浴包含NaNO3 和KNO3 。
態樣（70）係關於依據態樣（62）至態樣（69）中任一態樣的方法，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品具有在從約0.05 mm至約1.5 mm的範圍中的厚度。
態樣（71）係關於依據態樣（62）至（70）中任一態樣的方法，進一步包含將經離子交換的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃結合於基板以形成積層體結構。
態樣（72）係關於依據態樣（62）至（70）中任一態樣的方法，進一步包含將經離子交換的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃結合於電子裝置殼體。
雖然已經為了說明的目的闡述典型的實施例，但不應將前面的描述視為是對本揭示或所附申請專利範圍之範圍的限制。因此，本技術領域中具有通常知識之人士可以在不偏離本揭示或所附申請專利範圍之精神和範圍下思及各種修改、適變和替換。
100‧‧‧強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品/蓋玻璃 100a‧‧‧蓋玻璃 110‧‧‧第一表面 112‧‧‧第二表面 120‧‧‧第一壓縮層 122‧‧‧第二壓縮層 130‧‧‧中心區域 200‧‧‧積層體 210‧‧‧鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃片 215‧‧‧黏合層 220‧‧‧第二製品 1000‧‧‧消費性電子產品 1020‧‧‧殼體 1040‧‧‧前表面 1060‧‧‧後表面 1080‧‧‧側表面 1120‧‧‧顯示器 d1‧‧‧層深度 d2‧‧‧第二層深度 t‧‧‧厚度
第1圖為依據一個或更多個實施例的強化鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之示意性剖視圖；
第2圖為包含本文所述鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之一個或更多個實施例的積層體之示意性剖視圖；及
第3圖為包括本文所述鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之一個或更多個實施例的消費性電子產品之示意性前視平面圖；以及
第4圖為第3圖的消費性電子產品之示意性立體圖。
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100‧‧‧蓋玻璃
100a‧‧‧蓋玻璃
1000‧‧‧消費性電子產品
1020‧‧‧殼體
1040‧‧‧前表面
1060‧‧‧後表面
1080‧‧‧側表面
1120‧‧‧顯示器

Claims (10)

  1. 一種鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，包含：至少約58莫耳％的SiO2 、從約0.5莫耳％至約3莫耳％的P2 O5 、至少約11莫耳％的Al2 O3 、Na2 O及Li2 O，其中Li2 O（莫耳％）對Na2 O（莫耳％）的量之比率（Li2 O/Na2 O）小於1.0，而且其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品不含B2 O3 。
  2. 如請求項1所述之鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含以下中之任一者或更多者 一虛擬溫度Tf ，該虛擬溫度Tf 等於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品之黏度為1011 泊的溫度；一低於約35千泊的鋯石分解溫度；及一至少200千泊的液相黏度。
  3. 如請求項1所述之鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含以下中之任一者或更多者 小於2的R2 O（莫耳％）/Al2 O3 （莫耳％）比，其中R2 O = Li2 O + Na2 O； 大於65莫耳％且小於67莫耳％的SiO2 和P2 O5 總量（65莫耳％ ＜ SiO2 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％） ＜ 67莫耳％）；及 R2 O（莫耳％） + R´O（莫耳％） - Al2 O3 （莫耳％） + P2 O5 （莫耳％）大於約-3莫耳％的關係，其中R2 O = 存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的Li2 O和Na2 O的總量，而且R´O為存在於該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品中的二價金屬氧化物的總量。
  4. 如請求項1-3中任一項所述之鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含從約58莫耳％至約65莫耳％的SiO2 ；從約11莫耳％至約20莫耳％的Al2 O3 ；從約6莫耳％至約18莫耳％的Na2 O；從0莫耳％至約6莫耳％的MgO；及從0莫耳％至約6莫耳％的ZnO。
  5. 如請求項4所述之鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量多達約10莫耳％的Li2 O。
  6. 如請求項4所述之鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含量在從約0.5莫耳％至約2.8莫耳％的範圍中的P2 O5 。
  7. 如請求項1-3中任一項所述之鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，進一步包含在從約0.05 mm至約1.5 mm的範圍中的厚度。
  8. 如請求項1-3中任一項所述之鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，進一步包含一從該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃之一表面延伸到一層深度（DOL）的壓縮應力層，該壓縮應力層在該表面具有至少400 MPa的最大壓縮應力，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品包含
  9. 如請求項8所述之鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品，進一步包含至少1 mm的厚度，其中在該表面的最大壓縮應力為至少約930 MPa。
  10. 一種消費性電子裝置，包含：一殼體；被至少部分設置在該殼體內部的電元件，該等電元件包括至少一控制器、一記憶體及一顯示器，該顯示器被設置在該殼體之一前表面或該前表面附近；以及一蓋製品，被配置在該殼體之該前表面或該前表面上方和該顯示器上方，其中該蓋製品包含如請求項1-3中任一項所述之鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃製品。
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