TW201728543A - 可離子交換玻璃 - Google Patents

可離子交換玻璃 Download PDF

Info

Publication number
TW201728543A
TW201728543A TW106114925A TW106114925A TW201728543A TW 201728543 A TW201728543 A TW 201728543A TW 106114925 A TW106114925 A TW 106114925A TW 106114925 A TW106114925 A TW 106114925A TW 201728543 A TW201728543 A TW 201728543A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
mol
glass
ion
aluminosilicate glass
alkali metal
Prior art date
Application number
TW106114925A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI631086B (zh
Inventor
查普曼快司提林
代尼卡馬叔強
高曼茲希紐高
藍伯森里沙安
Original Assignee
康寧公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 康寧公司 filed Critical 康寧公司
Publication of TW201728543A publication Critical patent/TW201728543A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI631086B publication Critical patent/TWI631086B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31—Surface property or characteristic of web, sheet or block
    • Y10T428/315—Surface modified glass [e.g., tempered, strengthened, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

一種不含鋰及包含0.1-10 mol% P2O5以及至少5 mol%Al2O3的可離子交換玻璃。和不含P2O5的玻璃比起來，P2O5可以使玻璃更快速離子交換成為更大的深度。

Description

可離子交換玻璃
本案有關於可離子交換玻璃。
化學強化玻璃使用於觸控銀幕以及多種應用中，許多玻璃必需藉由浸漬於熔融鹽浴中進行離子交換歷時8至10小時以達成壓力層超過50微米及在表面處具有至少500MPa壓應力。
本發明提供包含0.1-10 mol% P2 O5 的可離子交換玻璃。和不含P2 O5 的玻璃比起來，P2 O5 可以使玻璃更快速離子交換成為更大的深度。
據此，本發明的一項特性方面是提供可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃。離子交換的鋁矽酸鹽玻璃是不含鋰的，包含0.1-10 mol% P2 O5 ，和至少5 mol% Al2 O3 。玻璃的液相線黏滯係數至少100千泊(kpoise)。
本發明的另一項特性方面是提供強化可離子交換鋁矽酸鹽玻璃的方法。此方法包括提供包含0.1-10 mol% P2 O5 ，和至少5 mol% Al2 O3 ，和多種第一單價陽離子的離子交換玻璃；以第二單價陽離子交換第一單價陽離子的至少一部分到玻璃物品至少20μm的深度，其中第二單價陽離子和第一單價陽離子是不同的。在玻璃物品中，以第二單價陽離子交換第一單價陽離子會在玻璃物品表面的鄰近區域產生壓應力。
本發明其他特性及優點揭示於下列說明，以及部份可由說明清楚瞭解，或藉由實施下列說明以及申請專利範圍以及附圖而明瞭。
為了列舉本發明各項目的，顯示於附圖中為優先形式，不過人們瞭解本發明並不受限於所顯示之精確排列及裝置。在底下的說明中，所有附圖裡類似的參考符號都代表類似或對應的零件。同時要瞭解的是，除非特別規定否則像"頂端"，"底部"，"向外"，"向內"諸如此類的字眼只是為了方便起見，而不是用來作為限制詞語。此外，每當我們將群組說明成由一群元素及其組合中至少一個來構成時，要瞭解的是此群組可以由任何數目的引用元素來構成，可以是個別的或彼此結合。同樣的，每當我們將群組說明成包含一群元素及其組合中至少一個時，要瞭解的是此群組可以包含任何數目的引用元素，可以是個別的或彼此結合。除非特別規定，否則數值範圍包含範圍的上限和下限。
參考附圖，人們了解一般附圖顯示作為說明特定實施例以及並不考慮受限於本發明揭示內容或申請專利範圍。附圖並不會需要按照比例，以及附圖特定特徵以及特定觀點之比例可放大或為了清析而示意性地顯示出。
化學強化的玻璃可使用在顯示器應用上，譬如移動式消費電子元件的觸控螢幕和耐用的顯示器，包括手機、移動式網路裝置、娛樂裝置、膝上型和筆記型電腦等。可藉由知名的離子交換處理過程，化學強化這種玻璃，譬如鋁矽酸鹽玻璃和鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃。在這種處理過程中，玻璃表面層的離子被和玻璃表面層的離子同價或氧化狀態的較大型離子取代或交換。在那些實施範例中，玻璃包含，或主要由鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃構成，玻璃表面層的離子和較大型的離子是單價的鹼金屬陽離子，譬如Li+ (當出現在玻璃中)，Na+ ，K+ ，Rb+ ，和Cs+ 。可加以變化，在表面層中單價陽離子可以異於其他鹼金屬單價陽離子例如為Ag+ ，Cu+ ，Tl+ 等替代。可加以變化，在表面層中單價陽離子可以異於其他鹼金屬單價陽離子例如為Ag+ ，Cu+ ，Tl+ 等替代。除此，這些陽離子能夠初始地存在於玻璃本身中。
離子交換製程通常包含浸漬鋁矽酸鹽玻璃於熔融鹽浴中，其含有較大離子與玻璃中較小離子作離子交換。例如含有鹼金屬之離子交換可藉由浸漬於含有至少一種非限制性較大鹼金屬離子之硝酸鹽，硫酸鹽，以及氯化物熔融鹽浴中達成。熔融鹽類熔浴的溫度通常是在自約380℃至達約450℃的範圍，並且浸沒時間可達在2小時至16小時的範圍。此等離子交換處理通常可獲致具有處於壓應力(CS)下之外部表面層(在此又稱為”覆層深度”或此等離子交換處理通常可獲致具有處於壓應力(CS)下之外部表面層(在此又稱為“覆層深度”或”DOL”)的強化鋁矽酸鹽玻璃。
圖1顯示的是經由離子交換強化玻璃片的橫截面圖。強化玻璃片100的厚度為 t ，真正互相平行的第一表面110和第二表面120，中央部份115，和連結第一表面110和第二表面120的邊130。強化玻璃片100經由離子交換化學強化，具有從第一表面110和第二表面120分別延伸到表面以下深度d1 ， d2 的強化表面層112，122。強化表面層112，122是受到壓應力，而中央部份115則是受到拉伸應力或張力。中央部份115的拉伸應力和強化表面層112，122的壓應力平衡，因而保持強化玻璃片100內的平衡狀態。強化表面層112，122延伸的深度d1 ，d2 通常被稱為”深度層”(DOL)。由於強化處理過程的結果，邊130的部分132也被強化了。強化玻璃片100的厚度 t 範圍通常從約0.1 mm到約3 mm。在一項實施範例中，厚度 t 範圍從約0.5 mm到約1.3 mm。雖然圖1所示的是平面玻璃片，但其他譬如三維形式的非平面設計也是可行的。此外，也可經由離子交換強化玻璃片的單一個表面。
為了在表面上達到50μm以上壓層所需的深度，和/或至少500 MPa所需的壓應力，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃通常要經由離子交換進行化學強化8到10個小時。
這裡說明的是可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃，和從其製造的物品，執行離子交換的速度比先前快四倍。鋁矽酸鹽玻璃是可離子交換的，具有至少一種鈉、鉀、銣、銫、銅、銀，和鉈等。
這裡說明的玻璃是真正不含鋰的(即在開始配料或接續的離子交換期間，鋰不是主動加入玻璃的，而是像雜質般的呈現)，包含從約0.1 mol%到約10 mol% P2 O5 ，和至少5 mol% Al2 O3 。玻璃的液相線黏滯係數至少100千泊(kpoise)，在有些實施範例中，至少135千泊，使玻璃可藉由此項技術已知的向下抽拉方法(譬如槽孔抽拉或熔融抽拉)形成。在選擇的實施範例中，玻璃的液相線黏滯係數至少2百萬泊(Mpoise)。
在有些實施範例中，P2 O5 的濃度小於金屬氧化物改良劑∑R2 O總濃度和Al2 O3 濃度之間的差，即P2 O5 ≤[∑(R2 O)–Al2 O3 ]。在一項實施範例中，玻璃是包含至少一種單價金屬氧化物改良劑即Ag2 O，Na2 O，K2 O，Rb2 O，及/或Cs2 O的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃。這種玻璃中，P2 O5 的濃度小於或等於鹼金屬氧化物改良劑總濃度和Al2 O3 濃度之間的差，即P2 O5 ≤ [(Na2 O + K2 O + Rb2 O + Cs2 O) – Al2 O3 ]。當P2 O5 含量超過鹼性改良劑的量時，就開始會在玻璃內形成耐火的不熔石料和鋁磷酸鹽夾雜物。像MgO，CaO，SrO，和BaO的鹼土金屬氧化物可能導致相位分離和/或失透明作用。因此，鹼土金屬氧化物總濃度應該限制在大約不超過P2 O5 濃度的一半，即∑R'O (R=Mg，Ca，Ba，Sr)≤0.5 P2 O5 。同樣地，在那些實施範例中，在改良劑是其他金屬的情況，譬如Ag2 O.Cu2 O，或Tl2 O，P2 O5 的濃度也是要小於或等於金屬氧化物改良劑總濃度和Al2 O3 濃度之間的差，即P2 O5 ≤ [(R2 O + Ag2 O + Tl2 O + Cu2 O – Al2 O3 )]， 其中R2 O = (Na2 O + K2 O + Rb2 O + Cs2 O)。
在一項實施範例中，可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃是鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃，包括或主要是由56-72 mol% SiO2 5-18 mol% Al2 O3 ；0-15 mol% B2 O3 ；0.1-10 mol% P2 O5 ；3-25 mol% Na2 O；及0-5 mol% K2 O；以及不含鋰所構成。在一項實施範例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃可以進一步包括至少一種：0-4 mol% CaO，0-1 mol% MgO，和高達0.5 mol% SnO2 。表1列出的是這裡描述玻璃的範例成分。表2列出的是這種玻璃包括應變點、退火點和軟化點、熱膨脹係數(CTE)、密度、分子體積、應力光學係數(S℃)，和液相線溫度的物理特性。表3列出KNO3 浴池中的玻璃，在410°C或370°C離子交換8小時後的壓應力(CS)、深度層(DOL)，和鉀擴散係數(D)。在另一實施範例中，玻璃是鋁矽酸鹽玻璃，包括或主要是由56-72 mol% SiO2 ；5-18 mol% Al2 O3 ；0-15 mol% B2 O3 ；0.1-10 mol% P2 O5 ；及2-20 mol% Ag2 O構成。在有些實施範例中，這種玻璃是不含鋰的。
在鋁矽酸鹽或鹼金屬鋁矽酸鹽中，P2 O5 會加速大型離子和玻璃內小型離子的離子交換。尤其，P2 O5 會加速K+ 離子和鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃內Na+ 離子的離子交換。表1-3列出的資料顯示離子交換時P2 O5 濃度的效應，和鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃的物理特性。圖2中的曲線a-d顯示離子交換鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃的DOL隨著增加的P2 O5 含量而增加，而曲線e-h顯示離子交換鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃在不同的浴池溫度(410°C，370°C)和浸沒時間(8，15和64小時)，壓應力CS隨著增加的P2 O5 含量而減少。點1和2分別表示經過離子交換和退火，而且不含P2 O5 的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃參考樣本(表1-3的範例1)的壓應力和深度層。畫出表3所列的離子交換鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃增加的重量，作為圖3的P2 O5 含量的函數。測量圖3所示不同浴池溫度(410°C，370°C)和時間(8，15和64小時)，壓，不同離子交換條件下增加的重量，可反映出較重的K+ 離子和玻璃內Na+ 離子交換的程度。圖3的點3表示不含P2 O5 ，而且經過離子交換和退火的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃參考樣本(表1-3的樣本1)，所觀察到的重量改變。P2 O5 含量穩定的重量增加，指出這裡描述玻璃內出現的P2 O5 ，可促進和/或加速K+ 離子交換Na+ 離子。圖4所畫的是在包括成份66 mol% SiO2 ，25 mol% Na2 O，和9 mol% Al2 O3 的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃，加入P2 O5 後的壓應力和深度層的效應。如圖4中可看到的，加入2 mol% P2 O5 可導致深度層增加50%。
表3所列出和圖2所畫出的離子交換資料顯示，4 mol% P2 O5 就足以加倍鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃的DOL。由於DOL大約隨著時間和擴散係數的平方根增加，這暗示著配對的K+ Na+ 擴散係數是四分之一倍增加。因此，在玻璃中增加P2 O5 ，可四分之一倍減少達到既定深度層所需的時間。無磷的退火鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃(表1-3的樣本1)中，K+ 離子的擴散係數D可以下列式子表示 D = exp(-3.8965-13240/T)， 這裡擴散係數D是以(cm2 /sec)表示，T是以Kevin(K)度數表示。K+ 離子和Na+ 離子通常執行交換的溫度是410°C (683K)，這裡描述玻璃內的K+ 離子擴散係數是7.8 x 10-11 cm2 /sec。以上提供的式子是針對退火玻璃導出的。如這裡以上所描述的，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃可藉由譬如熔融抽拉處理的向下抽拉處理形成。熔融形成玻璃內的K+ 離子擴散係數可以是大於退火玻璃內這些離子擴散係數的約1.4倍。因此，熔融形成鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃內的K+ 離子擴散係數，在410°C(683K)，估計約是1.1 x 10-11 cm2 /sec。可藉著加強這裡所描述的含磷鹼金屬離子擴散係數，促使較快的K+ Na+ 離子交換速率，先前只可達到小型的Na+ Li+ 離子交換，產生比K+ Na+ 離子交換較低的壓應力。因此，這裡描述的成分可允許以Na+ Li+ 離子交換的速度或速率，實現K+ Na+ 離子交換可達到的壓應力。在一項實施範例中，這裡描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃浸沒在410°C的KNO3 溶態鹽浴池中小於6小時，就可以交換K+ 和玻璃內的Na+ 離子到至少50μm的深度。在有些實施範例中，這裡描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃，在離子交換後，壓層的深度層至少20μm，而壓應力至少400 MPa。在其他實施範例中，玻璃離子交換可達150μm的深度層，又在其他實施範例中，玻璃離子交換可達100μm的深度層。
在圖5的兩種鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃中，畫出鉀擴散係數，作為P2 O5 濃度的函數。圖5畫出的兩種玻璃的資料，包含4 mol%(圖5的a)或8 mol%(圖5的b)B2 O3 。加入4 mol% P2 O5 會增加約50%含4 mol% B2 O3 玻璃的K+ 擴散係數，而加入同樣量的P2 O5 到8 mol% B2 O3 的玻璃，產生的K+ 擴散係數約三分之一。後者觀察到的擴散係數增加的較少，可歸因於B2 O3 的增加量，容易降低玻璃內的K+ 擴散係數。
也可以加入P2 O5 到鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃，以得到較低的液相線溫度。表1所列的所有玻璃，其液相線溫度都小於約700°C。玻璃#2的液相線黏性超過248百萬泊(Mpoise)，因此可藉由譬如此項技術已知的槽孔抽拉和熔融抽拉的向下抽拉方法形成。或者，這裡描述的方法也可藉由其他方法形成，譬如此項技術已知的浮置、鑄模，和鑄造方法。P2 O5 的出現也會降低高溫玻璃的黏性。加入2 mol% P2 O5 可以降低鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃200P溫度約50°C，促進玻璃的熔化和精煉。
本發明也提供強化玻璃物品的方法。首先提供的玻璃物品包括鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃，含0.1-10 mol%的P2 O5 ，和至少5mol% Al2 O3 ，譬如這裡描述的那些玻璃。玻璃也包括多種第一單價陽離子，譬如鹼金屬陽離子或單價陽離子，譬如Ag+ ，Cu+ ，Tl+ 等。在有些實施範例中，鋁矽酸鹽玻璃是不含鋰的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃，包括或主要是由56-72 mol% SiO2 ；5-18 mol% Al2 O3 ；0-15 mol% B2 O3 ；0.1-10 mol% P2 O5 ；3-25 mol% Na2 O；及0-5 mol% K2 O構成。在一些所實施範例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃可進一步包括至少一種：0-4 mol% CaO，0-1 mol% MgO，和高達0.5 mol% SnO2 。玻璃的液相線黏滯係數至少100 kP，在一些實施範例中，至少135 kP，可藉由向下抽拉的方法形成(譬如槽孔抽拉、熔融抽拉等)。此外，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃擁有這裡前述的那些特性(應變點、退火點和軟化點、膨脹係數(CTE)、密度、分子體積、應力光學係數(SOC)，和液相線溫度)，列出於表1b。在其他實施範例中， 玻璃是鋁矽酸鹽玻璃，包括或主要是由56-72 mol% SiO2 ；5-18 mol% Al2 O3 ；0-15 mol% B2 O3 ；0.1-10 mol% P2 O5 ；及2-20 mol% Ag2 O構成。
在下一個步驟中，第二單價陽離子交換或取代玻璃表面鄰近區域第一單價陽離子的至少一部分。第二單價陽離子和第一單價陽離子是不同的，在有些實施範例中，是大於第一單價陽離子。在第二陽離子大於第一陽離子的情況，在玻璃表面鄰近區域，以第二陽離子取代第一陽離子會在那個區域產生壓縮應力。例如，在玻璃是鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃的情況，K+ 離子可使用這裡前述的那些方法，藉由離子交換，交換鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃內的Na+ 離子。鉀離子可離子交換Na+ 離子達到玻璃物品100μm以上的深度，在有些實施範例中，可達150μm。在有些實施範例中，K+ 離子可離子交換Na+ 離子達到玻璃物品的至少20μm的深度，在其他實施範例中，至少50μm，又在其他實施範例中，到150μm的深度。
這裡描述的玻璃可形成平板玻璃片，可用作為顯示器視窗、蓋板、螢幕、結構特徵等，可應用在譬如，但不限定是觸控螢幕和移動式電子裝置，包括電話和其他傳輸裝置、娛樂裝置，和手拿式、膝上型和筆記型電腦等。在其他實施範例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃可形成三維的、非平板形狀，譬如彎曲型的玻璃片等。           表1鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃組成份表1(繼續)表2鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃物理特性表2(繼續)表3鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃離子處理後物理特性表3(繼續)
雖說一般的實施範例都是為了說明的目的，但不應該被視為是限制在本發明或附帶聲明的範疇。據此，對於熟悉此項技術的人而言，只要不背離本發明或附帶聲明的精神和範疇，也可以有各種修改、調整，和選擇。
100‧‧‧強化玻璃片
110‧‧‧第一表面
112‧‧‧強化表面層
115‧‧‧中央部份
120‧‧‧第二表面
122‧‧‧強化表面層
130‧‧‧邊
132‧‧‧部分
圖1為藉由離子交換強化之玻璃片的示意性斷面圖。
圖2為在離子交換鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃中壓應力及壓力層深度曲線圖，其為P2 O5 含量之函數。
圖3為離子交換鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃重量變化曲線圖，其為P2 O5 含量之函數。
圖4為壓應力及壓力層深度曲線圖，其為加入至鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃P2 O5 含量之函數。
圖5為鉀之擴散係數曲線圖，其為鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃中P2 O5 濃度之函數。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
(請換頁單獨記載) 無
100‧‧‧強化玻璃片
110‧‧‧第一表面
112‧‧‧強化表面層
115‧‧‧中央部份
120‧‧‧第二表面
122‧‧‧強化表面層
130‧‧‧邊
132‧‧‧部分

Claims (11)

  1. 一種可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃，該可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃不含鋰以及包含0.1-10 mol% P2 O5 以及至少5 mol% Al2 O3 ，其中∑R'O (mol%) ≤ 0.5 P2 O5 (mol%)且R'為Mg、Ca、Ba及Sr，以及其中該玻璃的液相線黏滯係數為至少100千泊(kpoise)。
  2. 如請求項1所述之可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃，其中該玻璃可與鈉、鉀、銣、銫、銅、鉈及銀作離子交換。
  3. 如請求項1所述之可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃，其中該玻璃包含1-10 mol% P2 O5 及Na2 O，以及其中70.04 mol% ≤ SiO2 +Al2 O3 ≤ 77.52 mol%。
  4. 一種可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃，該可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃包含1-10 mol% P2 O5 、MgO，至少5 mol% Al2 O3 ，以及至少一種單價金屬氧化物改良劑R2 O且R2 O為Ag2 O、Na2 O、K2 O、Rb2 O及Cs2 O，以及其中70 mol% ≤ SiO2 +Al2 O3 ≤ 77 mol%、∑R'O (mol%) ≤ 0.5 P2 O5 (mol%)且R'為Mg、Ca、Ba及Sr，以及P2 O5 (mol%) ≤ ∑R2 O (mol%) – Al2 O3 (mol%)。
  5. 一種可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃，該可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃包含1-10 mol% P2 O5 、MgO，以及3-25 mol% Na2 O3 ，其中70 mol% ≤ SiO2 +Al2 O3 ≤ 77 mol%、∑R'O (mol%) ≤ 0.5 P2 O5 (mol%)且R'為Mg、Ca、Ba及Sr，以及P2 O5 (mol%) ≤ Ag2 O (mol%) + Na2 O (mol%) + K2 O (mol%) + Rb2 O (mol%) + Cs2 O (mol%) – Al2 O3 (mol%)，以及在該玻璃中鉀之擴散係數是至少7.8 x 10-11 cm2 /sec。
  6. 如請求項1-5中任一項所述之可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃，其中在該玻璃中鉀之擴散係數是至少1.1 x 10-10 cm2 /sec。
  7. 如請求項1-5中任一項所述之可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃，其中該玻璃具有擴散係數D ＞ exp (-3.8965-13240/T)，其中擴散係數以cm2 /sec表示以及T為溫度以K(凱氏溫度)表示。
  8. 如請求項7所述之可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃，其中該玻璃經離子交換到達20微米至150微米之範圍內的深度，以及該玻璃具有壓應力為至少200 MPa的外層。
  9. 如請求項1-5中任一項所述之可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃，其中該鋁矽酸鹽玻璃為鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃，該鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃包含：56-72 mol% SiO2 、5-18 mol% Al2 O3 、0-15 mol% B2 O3 、0.1-10 mol% P2 O5 、3-25 mol% Na2 O，以及0-5 mol% K2 O。
  10. 如請求項1-5中任一項所述之可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃，其中該玻璃為可向下抽拉。
  11. 一種移動式電子裝置，該移動式電子裝置包含如請求項1-5中任一項所述之可離子交換的鋁矽酸鹽玻璃。
TW106114925A 2010-05-27 2011-05-18 可離子交換玻璃 TWI631086B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/788,525 US8759238B2 (en) 2010-05-27 2010-05-27 Ion exchangeable glasses
US12/788,525 2010-05-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201728543A true TW201728543A (zh) 2017-08-16
TWI631086B TWI631086B (zh) 2018-08-01

Family

ID=44343213

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100117295A TWI588113B (zh) 2010-05-27 2011-05-18 可離子交換玻璃
TW106114925A TWI631086B (zh) 2010-05-27 2011-05-18 可離子交換玻璃

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100117295A TWI588113B (zh) 2010-05-27 2011-05-18 可離子交換玻璃

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8759238B2 (zh)
EP (1) EP2576468B1 (zh)
JP (1) JP5886836B2 (zh)
KR (1) KR101797264B1 (zh)
CN (2) CN109502965A (zh)
TW (2) TWI588113B (zh)
WO (1) WO2011149811A1 (zh)

Families Citing this family (88)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105776849B (zh) 2007-11-29 2020-04-14 康宁股份有限公司 具有改进的韧性和抗刮性的玻璃
US8341976B2 (en) 2009-02-19 2013-01-01 Corning Incorporated Method of separating strengthened glass
US9302937B2 (en) 2010-05-14 2016-04-05 Corning Incorporated Damage-resistant glass articles and method
US9540278B2 (en) * 2010-05-27 2017-01-10 Corning Incorporated Ion exchangeable glasses
US8973401B2 (en) * 2010-08-06 2015-03-10 Corning Incorporated Coated, antimicrobial, chemically strengthened glass and method of making
KR101930100B1 (ko) 2010-11-30 2018-12-17 코닝 인코포레이티드 압축하의 표면 및 중앙 영역을 갖는 유리
US9346703B2 (en) * 2010-11-30 2016-05-24 Corning Incorporated Ion exchangable glass with deep compressive layer and high damage threshold
JP5834793B2 (ja) * 2010-12-24 2015-12-24 旭硝子株式会社 化学強化ガラスの製造方法
JP5612233B1 (ja) * 2010-12-24 2014-10-22 旭硝子株式会社 化学強化用ガラス
US8889575B2 (en) * 2011-05-31 2014-11-18 Corning Incorporated Ion exchangeable alkali aluminosilicate glass articles
TWI591039B (zh) 2011-07-01 2017-07-11 康寧公司 具高壓縮應力的離子可交換玻璃
US9783452B2 (en) * 2011-07-01 2017-10-10 Corning Incorporated Ion-exchanged glass of high surface compression and shallow depth of layer with high resistance to radial crack formation from vickers indentation
TWI572480B (zh) 2011-07-25 2017-03-01 康寧公司 經層壓及離子交換之強化玻璃疊層
BR112014011561A2 (pt) * 2011-11-16 2017-05-09 Corning Inc vidro de troca iônica com alto limiar de iniciação de craqueamento
US9359251B2 (en) 2012-02-29 2016-06-07 Corning Incorporated Ion exchanged glasses via non-error function compressive stress profiles
US9701580B2 (en) 2012-02-29 2017-07-11 Corning Incorporated Aluminosilicate glasses for ion exchange
US9868664B2 (en) 2012-02-29 2018-01-16 Corning Incorporated Low CTE, ion-exchangeable glass compositions and glass articles comprising the same
JP6223425B2 (ja) * 2012-04-24 2017-11-01 フエロ コーポレーション 重金属フリー、イオン交換性ガラスエナメル
WO2013181134A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Corning Incorporated Zircon compatible, ion exchangeable glass with high damage resistance
US9517967B2 (en) * 2012-05-31 2016-12-13 Corning Incorporated Ion exchangeable glass with high damage resistance
JP5924489B2 (ja) * 2012-06-21 2016-05-25 日本電気硝子株式会社 強化ガラスの製造方法
WO2014010533A1 (ja) * 2012-07-09 2014-01-16 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化ガラス板
US20140050911A1 (en) * 2012-08-17 2014-02-20 Corning Incorporated Ultra-thin strengthened glasses
US20140087193A1 (en) * 2012-09-26 2014-03-27 Jeffrey Scott Cites Methods for producing ion exchanged glass and resulting apparatus
US9387651B2 (en) 2012-09-26 2016-07-12 Corning Incorporated Methods for producing ion exchanged glass and resulting apparatus
JP2015061808A (ja) * 2012-12-21 2015-04-02 日本電気硝子株式会社 強化ガラス、強化ガラス板、強化ガラス容器及び強化用ガラス
US10494292B2 (en) 2013-01-31 2019-12-03 Corning Incorporated Fictivated glass and method of making
US11926564B2 (en) * 2013-01-31 2024-03-12 Corning Incorporated Transition metal-containing, ion exchangeable colored glasses
US9714192B2 (en) * 2013-02-08 2017-07-25 Corning Incorporated Ion exchangeable glass with advantaged stress profile
JP2016513055A (ja) * 2013-02-11 2016-05-12 コーニング インコーポレイテッド 抗菌ガラス物品およびその作製方法および使用方法
JP6394110B2 (ja) * 2013-07-08 2018-09-26 日本電気硝子株式会社 強化ガラスの製造方法
US11079309B2 (en) 2013-07-26 2021-08-03 Corning Incorporated Strengthened glass articles having improved survivability
WO2015031188A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 Corning Incorporated Damage resistant glass with high coefficient of thermal expansion
CN104211301A (zh) * 2013-08-27 2014-12-17 东旭集团有限公司 一种用于触摸屏盖板的玻璃配方
TWI632121B (zh) 2013-08-29 2018-08-11 康寧公司 含有硼及磷的可離子交換玻璃
US9714188B2 (en) 2013-09-13 2017-07-25 Corning Incorporated Ion exchangeable glasses with high crack initiation threshold
EP3071526B1 (en) 2013-11-19 2023-12-20 Corning Incorporated Ion exchangeable high damage resistance glasses
US10442730B2 (en) 2013-11-25 2019-10-15 Corning Incorporated Method for achieving a stress profile in a glass
KR102391152B1 (ko) 2013-11-26 2022-04-27 코닝 인코포레이티드 높은 압입 임계값을 갖는 빠른 이온 교환 가능한 유리
TWI635063B (zh) * 2013-11-26 2018-09-11 康寧公司 具有抗微生物效果之含磷玻璃
US9517968B2 (en) 2014-02-24 2016-12-13 Corning Incorporated Strengthened glass with deep depth of compression
CN106232543A (zh) * 2014-02-27 2016-12-14 康宁股份有限公司 用于三维成形的可离子交换玻璃制品
US9359243B2 (en) * 2014-05-13 2016-06-07 Corning Incorporated Transparent glass-ceramic articles, glass-ceramic precursor glasses and methods for forming the same
TWI705889B (zh) * 2014-06-19 2020-10-01 美商康寧公司 無易碎應力分布曲線的玻璃
JP6701168B2 (ja) 2014-07-31 2020-05-27 コーニング インコーポレイテッド 熱強化ガラス、ならびにガラスの熱強化のための方法および装置
US10611664B2 (en) 2014-07-31 2020-04-07 Corning Incorporated Thermally strengthened architectural glass and related systems and methods
US11097974B2 (en) 2014-07-31 2021-08-24 Corning Incorporated Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods
US10501365B2 (en) 2014-09-25 2019-12-10 Corning Incorporated UV blocking for improved transmission glasses
WO2016057590A1 (en) 2014-10-07 2016-04-14 Corning Incorporated Glass article with determined stress profile and method of producing the same
CN108164133A (zh) 2014-10-08 2018-06-15 康宁股份有限公司 包含金属氧化物浓度梯度的玻璃和玻璃陶瓷
US10150698B2 (en) 2014-10-31 2018-12-11 Corning Incorporated Strengthened glass with ultra deep depth of compression
TWI680954B (zh) 2014-11-04 2020-01-01 美商康寧公司 深不易碎的應力分佈及其製造方法
KR102618609B1 (ko) * 2014-12-11 2023-12-27 코닝 인코포레이티드 유리 또는 유리-세라믹 제품에서 x-선 유도된 색상
JPWO2016104454A1 (ja) * 2014-12-25 2017-10-05 旭硝子株式会社 ガラス板
US10407339B2 (en) * 2015-02-26 2019-09-10 Corning Incorporated Ion exchangeable soft glasses for three-dimensional shapes
US10315949B2 (en) * 2015-02-26 2019-06-11 Corning Incorporated Fast ion-exchangeable boron-free glasses with low softening point
EP3157880B1 (en) * 2015-05-28 2020-11-18 Corning Incorporated Strengthened glass with deep depth of compression
CN107810110B (zh) * 2015-06-26 2020-03-10 康宁股份有限公司 具有高表面强度的玻璃
US11104602B2 (en) * 2015-06-26 2021-08-31 Corning Incorporated Glass with high surface strength
US11613103B2 (en) 2015-07-21 2023-03-28 Corning Incorporated Glass articles exhibiting improved fracture performance
US9701569B2 (en) 2015-07-21 2017-07-11 Corning Incorporated Glass articles exhibiting improved fracture performance
KR102317082B1 (ko) * 2015-08-26 2021-10-25 코너스톤 머티리얼스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 화학적으로 강화된 알칼리-알루미노실리케이트 유리용 유리 조성물 및 단축된 이온 교환 시간으로 이를 제조하는 방법
CN108137396B (zh) * 2015-10-14 2022-04-26 康宁股份有限公司 具有确定的应力分布的层压玻璃制品及其形成方法
CN108290775A (zh) 2015-11-23 2018-07-17 康宁股份有限公司 从玻璃基材去除无机涂层
JP6670462B2 (ja) 2015-12-04 2020-03-25 日本電気硝子株式会社 強化ガラス
KR20240019400A (ko) * 2015-12-11 2024-02-14 코닝 인코포레이티드 금속 산화물 농도 구배를 포함하는 융합-형성가능한 유리계 제품
KR20180095559A (ko) 2015-12-17 2018-08-27 코닝 인코포레이티드 빠른 확산을 갖는 이온 교환 가능한 유리
JP6923555B2 (ja) 2016-01-12 2021-08-18 コーニング インコーポレイテッド 薄厚熱強化及び化学強化ガラス系物品
DE202017007276U1 (de) * 2016-01-21 2020-07-27 AGC Inc. Chemisch gehärtetes Glas und Glas zum chemischen Härten
KR20240033166A (ko) 2016-04-08 2024-03-12 코닝 인코포레이티드 금속 산화물 농도 구배를 포함하는 유리-계 제품
US10271442B2 (en) 2016-04-08 2019-04-23 Corning Incorporated Glass-based articles including a stress profile comprising two regions, and methods of making
NL2020896B1 (en) 2018-05-08 2019-11-14 Corning Inc Water-containing glass-based articles with high indentation cracking threshold
EP3774332A1 (en) 2018-04-13 2021-02-17 Corning Incorporated Uniformly pair sagged glass articles and hybrid laminates
CN108585481A (zh) * 2018-07-13 2018-09-28 科立视材料科技有限公司 一种可快速进行离子交换的含锂铝硅酸盐玻璃
KR20210050551A (ko) * 2018-08-30 2021-05-07 코닝 인코포레이티드 적층물용 연질의, 화학적-강화가능한 유리
DE102018124785A1 (de) 2018-10-08 2020-04-09 Schott Ag Glas mit vorzugsweise erhöhter speicherbarer Zugspannung, chemisch vorgespannter Glasartikel mit vorzugsweise erhöhter speicherbarer Zugspannung, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
US20200140327A1 (en) * 2018-11-01 2020-05-07 Corning Incorporated Strengthened glass articles with reduced delayed breakage and methods of making the same
TW202026257A (zh) 2018-11-16 2020-07-16 美商康寧公司 用於透過蒸氣處理而強化之玻璃成分及方法
CN109279787A (zh) * 2018-11-22 2019-01-29 科立视材料科技有限公司 一种可快速离子交换的高铝玻璃
WO2020231961A1 (en) * 2019-05-16 2020-11-19 Corning Incorporated Glass compositions and methods with steam treatment haze resistance
CN110104965B (zh) * 2019-05-22 2021-09-14 重庆鑫景特种玻璃有限公司 具有酸碱耐久性化学强化玻璃及其制备方法
US20220324745A1 (en) * 2019-06-03 2022-10-13 Corning Incorporated Alkali metal-containing display glasses
WO2021023757A1 (de) 2019-08-05 2021-02-11 Schott Ag Scheibenförmiger, chemisch vorgespannter oder chemisch vorspannbarer glasartikel und verfahren zu dessen herstellung
DE102019121147A1 (de) 2019-08-05 2021-02-11 Schott Ag Scheibenförmiger, chemisch vorgespannter Glasartikel und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102019121146A1 (de) 2019-08-05 2021-02-11 Schott Ag Heißgeformter chemisch vorspannbarer Glasartikel mit geringem Kristallanteil, insbesondere scheibenförmiger chemisch vorspannbarer Glasartikel, sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung
WO2021025981A1 (en) 2019-08-06 2021-02-11 Corning Incorporated Glass laminate with buried stress spikes to arrest cracks and methods of making the same
JPWO2021171761A1 (zh) * 2020-02-25 2021-09-02
DE202021103861U1 (de) 2021-07-20 2021-10-04 Schott Ag Scheibenförmiger, chemisch vorgespannter oder chemisch vorspannbarer Glasartikel

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL122215C (zh) * 1961-06-12
US3395998A (en) 1964-12-18 1968-08-06 Corning Glass Works Method for production of glass article having increased mechanical strength
US3485647A (en) 1964-12-18 1969-12-23 Corning Glass Works Glass article and method of production
US3433611A (en) 1965-09-09 1969-03-18 Ppg Industries Inc Strengthening glass by multiple alkali ion exchange
US4053679A (en) 1975-08-15 1977-10-11 Ppg Industries, Inc. Chemically strengthened opal glass
US4055703A (en) 1975-08-15 1977-10-25 Ppg Industries, Inc. Ion exchange strengthened glass containing P2 O5
JPH01167245A (ja) * 1987-12-24 1989-06-30 Central Glass Co Ltd 化学強化用ガラス組成物
GB2335423A (en) * 1998-03-20 1999-09-22 Pilkington Plc Chemically toughenable glass
JP4410354B2 (ja) 1999-10-29 2010-02-03 Ｈｏｙａ株式会社 化学強化用Ｌｉ吸収ガラス、及び該化学強化用Ｌｉ吸収ガラスを用いた化学強化ガラスの製造方法
EP1699742B1 (en) * 2003-12-30 2019-01-16 Corning Incorporated High strain point glasses
DE102004022629B9 (de) * 2004-05-07 2008-09-04 Schott Ag Gefloatetes Lithium-Aluminosilikat-Flachglas mit hoher Temperaturbeständigkeit, das chemisch und thermisch vorspannbar ist und dessen Verwendung
JP5589252B2 (ja) * 2006-10-10 2014-09-17 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板
KR101221834B1 (ko) * 2006-10-10 2013-01-15 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 강화 유리 기판
JP5743125B2 (ja) * 2007-09-27 2015-07-01 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化ガラス基板
JP5339173B2 (ja) * 2007-09-27 2013-11-13 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板及びガラス並びに強化ガラス基板の製造方法
DE102008056323B8 (de) * 2007-11-21 2019-01-03 Schott Ag Verwendung von alkalifreien Aluminoborosilikatgläsern für Leuchtmittel mit außen- oder innenliegender Kontaktierung
JP5867953B2 (ja) * 2008-06-27 2016-02-24 日本電気硝子株式会社 強化ガラスおよび強化用ガラス
JP5489051B2 (ja) * 2008-08-18 2014-05-14 日本電気硝子株式会社 タッチパネル用ガラスの製造方法
CN102123960A (zh) * 2008-08-21 2011-07-13 康宁股份有限公司 用于电子设备的耐久性玻璃机壳/封罩
US8341976B2 (en) 2009-02-19 2013-01-01 Corning Incorporated Method of separating strengthened glass
JP4815002B2 (ja) 2009-06-04 2011-11-16 株式会社オハラ 情報記録媒体用結晶化ガラス基板およびその製造方法
JP5645099B2 (ja) 2009-09-09 2014-12-24 日本電気硝子株式会社 強化ガラス

Also Published As

Publication number Publication date
US20110294648A1 (en) 2011-12-01
TWI631086B (zh) 2018-08-01
TWI588113B (zh) 2017-06-21
KR20130117327A (ko) 2013-10-25
JP2013533838A (ja) 2013-08-29
CN102971267A (zh) 2013-03-13
EP2576468A1 (en) 2013-04-10
JP5886836B2 (ja) 2016-03-16
US8759238B2 (en) 2014-06-24
EP2576468B1 (en) 2019-01-09
KR101797264B1 (ko) 2017-11-13
TW201210973A (en) 2012-03-16
CN109502965A (zh) 2019-03-22
WO2011149811A1 (en) 2011-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI631086B (zh) 可離子交換玻璃
US9540278B2 (en) Ion exchangeable glasses
JP5948321B2 (ja) 低い軟化温度および高い靭性を有するガラス
JP6511166B2 (ja) 表面強度が高いガラス
KR102325873B1 (ko) 고강도 초박형 유리 및 이의 제조 방법
JP6976057B2 (ja) 耐スクラッチアルミノホウケイ酸ガラス
JP6791757B2 (ja) 三次元成形のためのイオン交換可能なガラス物品
JP6784592B2 (ja) 無アルカリホスホホウケイ酸ガラス
JP6776128B2 (ja) アルカリ添加および無アルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス
CN113603358B (zh) 化学强化用玻璃和化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法
JP2022008812A (ja) 表面圧縮応力が高いイオン交換可能なガラス
JP2016528152A (ja) アルカリドープおよび無アルカリホウアルミノケイ酸ガラス
JP2015163574A (ja) 強化ガラスおよびその製造方法
JP2017506615A (ja) 高強度抗菌グラス
TW201829335A (zh) 混成式鹼石灰矽酸鹽及鋁矽酸鹽玻璃物件
JP2014521582A (ja) 積層及びイオン交換により強化されたガラス積層品及びその作製方法
JP2023078387A (ja) 厚さの異なる区域を有するガラス系物品を製造する方法
JP2013121912A (ja) 強化ガラス基板及びガラス並びに強化ガラス基板の製造方法
CN115572061B (zh) 素玻璃、化学强化玻璃及其制备方法、盖板玻璃
CN117623624A (zh) 铝硅酸盐玻璃，强化玻璃及其制备方法和应用
WO2019017278A1 (ja) 化学強化用ガラスおよび化学強化ガラス