TW202043168A - 抗刮玻璃及製作方法 - Google Patents

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Abstract

玻璃基製品包括提供改善的刮擦抗性的應力分佈。一種玻璃基製品包括：鋁矽酸鋰組成；及在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一定莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8。該製品包括：具有從玻璃基製品的表面延伸到玻璃基製品的一定深度的非零變化濃度的鈉；及尖峰層深，其大於或等於4微米且小於或等於8微米。該製品在從15微米到40微米的深度上可以包括大於或等於150 MPa的平均壓縮應力。

Description

抗刮玻璃及製作方法
此申請案主張於2019年3月29日所提出的第62/826,300號的美國臨時專利申請案的優先權權益，該申請案的整體內容於本文中被依附及以引用方式併入本文中。
本說明書大體係關於一種抗刮玻璃。更特定言之，本說明書係關於一種提供具有改善的刮擦抗性的玻璃的方法。
可離子交換的玻璃廣泛地被用作覆蓋玻璃及用在電子設備的主體中。雖然離子交換向玻璃提供了增強的表面強度（包括硬度的改善），但玻璃仍然容易受到由暴露於比玻璃硬的材料所造成的刮擦的影響。
改善刮擦或磨蝕抗性的努力一般包括操控玻璃本身的組成以增加硬度、使用替代材料、或將硬質塗層塗敷於玻璃表面。例如，開發了鋰基玻璃，其改善了機械效能。已經證明Li基玻璃具有優越的掉落效能，此允許該等玻璃在故障（玻璃破裂/斷裂）之前從越來越高的高度掉落。為了改善刮擦效能以及其他的機械效能，可以添加硼以打開玻璃的緊密堆積的網絡。
玻璃製作商及手持式設備製造商一直在不斷努力改善手持式設備的刮擦效能。
因此，需要多種玻璃，其可以例如藉由離子交換來強化且具有允許將該等玻璃形成為抗刮玻璃製品的機械性質。
本揭示內容的態樣涉及玻璃基製品及其製造方法。
在一個態樣中，玻璃基製品包括：鋁矽酸鋰組成；具有從玻璃基製品的表面延伸到玻璃基製品的一定深度的非零變化濃度的鈉；尖峰層深（DOLspike ），其大於或等於4微米且小於或等於8微米；及在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一定莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8。
在一個態樣中，玻璃基製品包括：鋁矽酸鋰組成；具有從玻璃基製品的表面延伸到玻璃基製品的一定深度的非零變化濃度的鈉；尖峰層深（DOLspike ），其大於或等於4微米且小於或等於8微米；及平均壓縮應力（CSavg ），其在從15微米到40微米的深度上大於或等於115 MPa。
在一個態樣中，玻璃基製品包括：具有從該玻璃基製品的一表面延伸到該玻璃基製品的一深度的一非零變化濃度的鈉；平均壓縮應力（CSavg ），其在從15微米到40微米的深度上大於或等於150 MPa；及在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一定莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8。
在一個態樣中，一種製造玻璃基製品的方法包括以下步驟：將玻璃基基板暴露於離子交換處理，該玻璃基基板具有界定基板厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面且具有鋁矽酸鋰組成，該離子交換處理包括具有一定濃度的鈉鹽的熔融鹽浴，該濃度是在大於或等於8莫耳百分比到小於或等於100莫耳百分比的範圍中；及形成玻璃基製品，該玻璃基製品具有：具有從該玻璃基製品的一表面延伸到該玻璃基製品的一深度的一非零變化濃度的鈉；從表面延伸到尖峰層深（DOLspike ）的壓縮層，該尖峰層深大於或等於4微米且小於或等於8微米；及在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一定莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8。
將在隨後的詳細說明中闡述額外的特徵及優點，且本領域中的技術人員將藉由該說明容易理解該等特徵及優點的一部分，或藉由實行如本文中所述的實施例來認識該等特徵及優點，該等實施例包括了隨後的詳細說明、請求項、以及附圖。
要了解，前述的一般說明及以下的詳細說明都描述了各種實施例，且旨在提供概觀或架構以供了解所請求保護的標的的本質及特性。包括了附圖以提供各種實施例的進一步了解，且將該等附圖併入此說明書且構成此說明書的一部分。該等附圖繪示本文中所述的各種實施例，且與說明書一起用來解釋所請求保護的標的的原理及操作。
在描述幾個示例性實施例之前，要了解，本揭示內容不限於以下揭示內容中所闡述的構造或工序步驟的細節。本文中所提供的揭示內容能夠包括其他的實施例及用各種方式實行或實現。
整篇此說明書的對於「一個實施例」、「某些實施例」、「各種實施例」、「一或更多個實施例」、或「一實施例」的指稱意味著，與實施例結合描述的特定特徵、結構、材料、或特性被包括在本揭示內容的至少一個實施例中。因此，整篇此說明書的各種地方中的例如「在一或更多個實施例中」、「在某些實施例中」、「在各種實施例中」、「在一個實施例中」、或「在一實施例中」的語句的出現不一定是指相同的實施例或僅指一個實施例。並且，可以在一或更多個實施例中用任何合適的方式結合特定的特徵、結構、材料、或特性。 定義及測量技術
用語「玻璃基製品」及「玻璃基基板」用來包括完全地或部分地由玻璃製作的任何物體。層合玻璃基製品包括玻璃與非玻璃材料的層合結構、玻璃與結晶材料的層合結構。依據一或更多個實施例的玻璃基基板可以選自鈉鈣矽酸鹽玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼硼矽酸鹽玻璃、及含鹼鋁硼矽酸鹽玻璃。
「基本組成」是在任何離子交換（IOX）處理之前構成基板的化學物質。換言之，基本組成未被來自IOX的任何離子摻雜。在IOX處理條件使得針對IOX所供應的離子不擴散到基板的中心中時，已經IOX處理過的玻璃基製品的中心處的組成一般與基本組成相同。在一或更多個實施例中，玻璃製品的中心處的中心組成包括基本組成。
注意，在本文中可以利用用語「實質上」及「約」來表示固有的不確定性程度，該不確定性歸因於任何定量、值、測量、或其他表示。該等用語在本文中亦用來表示定量表示在不造成討論中的標的的基本功能改變的情況下可以從所陳述的參考變化的程度。因此，例如，「實質不含MgO」的玻璃基製品是一種玻璃基製品，在該玻璃基製品中，MgO並非主動添加或拌合到玻璃基製品中，而是可以作為污染物用非常小的量存在。如本文中所使用的，用語「約」意味著，數量、尺寸、配方、參數、及其他量及特性是不準確或不需要是準確的，而是依需要可以是近似及/或較大或較小的反射容差、轉換因素、捨入、測量誤差等等、及本領域中的技術人員所習知的其他因素。在將用語「約」用於描述值或範圍的端點時，應將本揭示內容了解為包括所指稱的特定值或端點。無論本說明書中的數值或範圍端點是否記載「約」，數值或範圍端點都是要包括兩種實施例：一種被「約」修飾，而一種不被「約」修飾。將進一步了解，範圍中的每一者的端點與另一個端點相比是有意義的（significant）且是與另一個端點無關地有意義的。
除非另有指定，本文中所述的所有組成是在氧化物的基礎上就莫耳百分比（mol%）的角度來表示的。
「應力分佈」是為跨玻璃基製品的厚度的函數的應力。壓縮應力區域從製品的壓縮深度（DOC）的第一表面延伸，且是製品處於壓縮應力下的區域。中心張力區域從DOC延伸以包括製品處於張應力下的區域。
如本文中所使用的，壓縮深度（DOC）指的是玻璃基製品內的應力從壓縮應力改變成張應力的深度。在DOC處，應力從正（壓縮）應力橫越到負（張）應力，且因此展現了零的應力值。依據機械領域中常用的慣例，壓縮被表示為負（＜0）應力，且張力被表示為正（＞0）應力。然而，在整篇此說明書內，正應力值是壓縮應力（CS），其被表示為正值或絕對值，即如本文中所記載，CS=|CS|。此外，負應力值是張應力。但是在與用語「張力」一起使用時，可以將應力或中心張力（CT）表示為正值，即CT=|CT|。中心張力（CT）指的是玻璃基製品的中心區域或中心張力區域中的張應力。最大中心張力（最大CT或CTmax ）可以發生在標稱上是在0.5•t處的中心張力區域中，其中t是製品厚度，其允許相對於最大張應力的位置的確切中心變化。峰值張力（PT）指的是所測量到的最大張力，其可以或可以不位於製品的中心處。
應力分佈的「膝部」是製品的一定深度，在該深度下，應力分佈的斜率從陡變過渡到漸變。膝部可以指斜率改變的深度範圍內的過渡區域。膝部應力CSk 被界定為CS分佈的較深部分在尖峰深度（DOLsp ）處所外推到的壓縮應力值。DOLsp 被報告為藉由已知方法由表面應力計所測量。包括膝部應力的應力分佈的示意表示提供在圖2中。
從第一表面向針對金屬氧化物的層深（DOL）變化或沿著製品厚度（t ）的至少一實質部分變化的非零金屬氧化物濃度指示，已經由於離子交換而在製品中產生了應力。在本文中可以將金屬氧化物濃度的變化稱為金屬氧化物濃度梯度。可以將濃度非零且從第一表面向DOL或沿著厚度的一部分變化的金屬氧化物描述為在玻璃基製品中產生應力。金屬氧化物的濃度梯度或變化是藉由化學強化玻璃基基板來產生的，其中玻璃基基板中的複數種第一金屬離子與複數種第二金屬離子交換。
如本文中所使用的，用語「交換深度」、「層深」（DOL）、「化學層深」、及「化學層的深度」可以可互換使用，一般而言描述由離子交換工序（IOX）所促進的離子交換針對特定離子發生的深度。DOL指的是玻璃基製品內的深度（即從玻璃基製品的表面到該玻璃基製品的內部區域的距離），在該深度下，金屬氧化物或鹼金屬氧化物的離子（例如金屬離子或鹼金屬離子）擴散到玻璃基製品中且離子的濃度達到最小值，如由輝光放電-光學發射光譜術（GD-OES）所決定的。在一些實施例中，DOL被給定為由離子交換（IOX）工序所引入的最慢擴散的或最大的離子的交換深度。針對鉀的DOL（DOLK ）是玻璃製品的鉀含量達到下伏基板的鉀含量的深度。針對鈉的DOL（DOLNa ）是玻璃製品的鈉含量達到下伏基板的鈉含量的深度。
除非另有指定，否則CT及CS在本文中用百萬帕（MPa）為單位表示、厚度用毫米為單位表示、且DOC及DOL用微米為單位表示。
壓縮應力（包括表面/峰值CS，CSmax ）及DOLsp 是由使用例如FSM-6000（由Orihara Industrial有限公司（日本）製造）的市售儀器的表面應力計（FSM）所測量的。表面應力測量依賴應力光學係數（SOC）的準確測量，該應力光學係數與玻璃的雙折射率相關。SOC轉而是依據標題為「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」的ASTM標準C770-16中所描述的程序C（玻璃碟法）來測量的，其整體內容以引用方式併入本文中。
最大中心張力（CT）或峰值張力（PT）及應力保持值是使用本領域中習知的散射光偏振鏡（SCALP）技術來測量的。折射近場（RNF）法或SCALP可以用來測量應力分佈及壓縮深度（DOC）。在利用RNF法來測量應力分佈時，在RNF法中利用了由SCALP所提供的最大CT值。詳細而言，由RNF所測量到的應力分佈是力平衡的且校準到由SCALP測量所提供的最大CT值。RNF法被描述在標題為「Systems and methods for measuring a profile characteristic of a glass sample」的第8,854,623號的美國專利中，其整體內容以引用方式併入本文中。詳細而言，RNF法包括以下步驟：將玻璃製品安置在參考試塊附近；產生偏振切換的光束，該光束用從1 Hz到50 Hz之間的速率在正交偏振之間切換；測量偏振切換的光束中的功率量；及產生偏振切換的參考訊號，其中正交偏振中的每一者中所測量到的功率量是在彼此的50%內。該方法更包括以下步驟：針對不同的進入玻璃試樣的深度將偏振切換的光束透射穿過玻璃試樣及參考試塊，接著使用中繼光學系統將透射的偏振切換的光束轉傳到訊號光偵測器，其中訊號光偵測器產生偏振切換的偵測訊號。該方法亦包括以下步驟：將偵測訊號除以參考訊號以形成標準化偵測訊號，及從標準化的偵測訊號決定玻璃試樣的分佈特性。 玻璃基製品的性質的綜合概述
本文中的玻璃基製品具有設計為具有改善的刮擦抗性的應力分佈。獨特的應力分佈在玻璃基製品的表面處或附近包括所需的鉀-鈉莫耳比及/或在膝部處包括所需的壓縮應力及/或在製品的某個深度上包括所需的平均壓縮應力。
在離子交換期間，具有Na2 O莫耳百分比小於Li2 O莫耳百分比的基本組成的玻璃可能經歷顯著的鉀與鋰的離子交換。雖然基於鋰及鈉的相應的離子半徑尺寸，鋰容易用非常快的擴散速率與鈉進行離子交換，此允許針對鋰玻璃在幾小時內實現拋物線狀的應力分佈，但鋰與鉀的離子交換由於鉀的離子半徑明顯大於Na而慢得多。可以藉由在離子交換中使用高的鈉鹽（例如NaNO3 ）濃度來減少鉀與鋰的離子交換量，來改善具有Na2 O莫耳百分比＜＜Li2 O莫耳百分比的鋰基玻璃組成的刮擦效能。在暴露於包括100%的NaNO3 鹽的處理浴之後，與含有小於或等於10%的NaNO3 鹽的處理浴相比，刮擦效能明顯改善。並且，藉由在處理浴中與大於或等於10%的NaNO3 鹽結合使用LiNO3 ，刮擦效能改善了，同時仍然保留在易碎的範圍之外。出現側向破裂的負載隨著處理浴中的鈉濃度增加而增加。此亦與具有類似的鉀與鈉的莫耳百分比濃度比（或甚至是表面處的較高鈉濃度）的玻璃表面相關。
本文中所述的方法的有利之處在於，藉由使用特定的浴條件（高鈉濃度），生成的應力分佈造成了具有改善的刮擦效能以及良好的掉落效能的玻璃。與添加硼所見的組成改變相反，此工序允許經由應力分佈實現增加的刮擦抗性。最終，使用者可以經由離子交換分佈來增加或減少玻璃的刮擦效能。
現在將詳細參照依據各種實施例的鋁矽酸鋰玻璃及刮擦抗性。鹼鋁矽酸鹽玻璃具有良好的可離子交換性，且已經使用化學強化工序來在鹼鋁矽酸鹽玻璃中實現高強度及高韌性性質。鋁矽酸鈉玻璃是具有高的玻璃可成形性及品質的高度可離子交換的玻璃。鋁矽酸鋰玻璃是具有高的玻璃品質的高度可離子交換的玻璃。將Al2 O3 替代到矽酸鹽玻璃網絡中增加了一價陽離子在離子交換期間的交互擴散性。藉由在熔融鹽浴（例如KNO3 或NaNO3 ）中進行化學強化，可以實現具有高強度、高韌性、及高壓痕破裂抗性的玻璃。經由化學強化實現的應力分佈可以具有各種形狀，該等形狀增加了掉落效能、強度、韌性、及玻璃製品的其他屬性、以及改善的刮擦抗性。
因此，具有良好物理性質、化學耐久性、及可離子交換性的鋁矽酸鋰玻璃已經引起人們的注意而用作覆蓋玻璃。經由不同的離子交換工序，可以實現更大的中心張力（CT）、壓縮深度（DOC）、及高的壓縮應力（CS）。本文中所述的應力分佈為含鋰玻璃製品提供了增加的斷裂抗性。
在本文中所述的玻璃組成的實施例中，除非另有指定，否則組成成分（例如SiO2 、Al2 O3 、Li2 O等等）的濃度是在氧化物的基礎上用莫耳百分比（mol%）為單位給定的。應了解，可以將各種記載的範圍中的任一者的一種成分個別地與各種記載的範圍中的任一者的任何其他成分結合。
本文中所揭露的是用於鋁矽酸鋰玻璃組成的離子交換方法及應力分佈。應力分佈展現了刮擦抗性。參照圖1，玻璃具有厚度t及處於壓縮應力下的第一區域（例如圖1中的第一壓縮應力層120及第二壓縮應力層122）及處於張應力或中心張力（CT）下的第二區域（例如圖1中的中心區域130），該第一區域從表面延伸到玻璃的壓縮深度（DOC），該第二區域從DOC延伸到玻璃的中心或內部區域中。
壓縮應力（CS）具有最大值或峰值，其一般發生在玻璃的表面處（但不需要是此種情況，因為峰值可以發生在相對於玻璃的表面的一定深度處），且CS依據一定的函數隨著相對於表面的距離d而變化。再次參照圖1，第一壓縮應力層120從第一表面110延伸到深度d1，而第二壓縮應力層122從第二表面112延伸到深度d2。該等節段一起界定玻璃100的壓縮或CS。
兩個主要面（圖1中的110、112）的壓縮應力由玻璃的中心區域（130）中的儲存張力所平衡。
在玻璃基製品中，存在一種鹼金屬氧化物，該鹼金屬氧化物具有非零的濃度，該濃度從第一表面及第二表面中的一或兩者向該金屬氧化物的層深（DOL）變化。由於金屬氧化物的從第一表面變化的非零濃度，產生了應力分佈。非零濃度可以沿著製品厚度的一部分變化。在一些實施例中，鹼金屬氧化物的濃度是非零的且沿著範圍從約0•t 到約0.3•t 的厚度的變化。在一些實施例中，鹼金屬氧化物的濃度是非零的，且沿著範圍從約0•t 到約0.35•t 、從約0•t 到約0.4•t 、從約0•t 到約0.45•t 、從約0•t 到約0.48•t 、或從約0•t 到約0.50•t 的厚度變化。濃度的變化沿著上述的厚度範圍可以是連續的。濃度的變化沿著約100微米的厚度節段可以包括約0.2莫耳百分比或更大的金屬氧化物濃度改變。金屬氧化物濃度改變沿著約100微的厚度節段可以為約0.3莫耳百分比或更大、約0.4莫耳百分比或更大、或約0.5莫耳百分比或更大。可以藉由本領域中習知的方法（包括微探針）來測量此改變。
在一些實施例中，濃度的變化沿著在從約10微米到約30微米的範圍中的厚度節段可以是連續的。在一些實施例中，鹼金屬氧化物的濃度從第一表面向第一表面與第二表面之間的值減少且從該值向第二表面增加。
鹼金屬氧化物的濃度可以包括多於一種的金屬氧化物（例如Na2 O與K2 O的組合）。在一些實施例中，若利用了兩種金屬氧化物且若離子的半徑彼此不同，則在淺的深度處，具有較大半徑的離子的濃度大於具有較小半徑的離子的濃度，而在較深的深度處，具有較小半徑的離子的濃度大於具有較大半徑的離子的濃度。
在一或更多個實施例中，鹼金屬氧化物濃度梯度延伸穿過製品的厚度t 的一實質部分。在一些實施例中，金屬氧化物的濃度沿著第一區段及/或第二區段的整個厚度可以為約0.5莫耳百分比或更大（例如約1莫耳百分比或更大），且在第一表面及/或第二表面0•t 處最大且實質恆定地向第一表面與第二表面之間的一個值減少。在該值處，金屬氧化物的濃度沿著整個厚度t是最小的；然而濃度在該點處亦是非零的。換言之，該特定金屬氧化物的非零濃度沿著厚度t 的大部分（如本文中所述）或整個厚度t 延伸。玻璃基製品中的特定金屬氧化物的總濃度的範圍可以從約1莫耳百分比到約20莫耳百分比。
可以根據被離子交換以形成玻璃基製品的玻璃基基板的金屬氧化物的基線量決定鹼金屬氧化物的濃度。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一定莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8、或大於或等於0.2、大於或等於0.4、大於或等於0.6；大於或等於0.8、大於或等於1、大於或等於1.2、大於或等於1.4、大於或等於1.6；及/或小於或等於1.7；小於或等於1.5；小於或等於1.3；小於或等於1.1；小於或等於0.9；及其間的所有值及子範圍。該等K2 O與Na2 O的莫耳比至少部分地對本文中所述的玻璃基製品的改善的刮擦抗性有貢獻。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：尖峰層深（DOLspike ），其大於或等於4微米、大於或等於4.5微米、大於或等於5微米、大於或等於5.5微米、大於或等於6微米、大於或等於6.5微米、大於或等於7微米；及/或小於或等於8微米、小於或等於7.5微米、小於或等於7微米（包括其間的所有值及子範圍）。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：鉀層深（DOLK ），其大於或等於4微米、大於或等於4.5微米、大於或等於5微米、大於或等於5.5微米、大於或等於6微米、大於或等於6.5微米、大於或等於7微米；及/或小於或等於8微米、小於或等於7.5微米、小於或等於7微米（包括其間的所有值及子範圍）。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：從玻璃基製品的表面延伸到一定深度（DOLNa ）的鈉非零變化濃度，該深度大於或等於4微米、大於或等於4.5微米、大於或等於5微米、大於或等於5.5微米、大於或等於6微米、大於或等於6.5微米、大於或等於7微米；及/或小於或等於8微米、小於或等於7.5微米、小於或等於7微米（包括其間的所有值及子範圍）。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：從15微米到40微米的深度上的平均壓縮應力（CSavg ），該平均壓縮應力大於或等於115 MPa、大於或等於120 MPa、大於或等於125 MPa、大於或等於130 MPa、大於或等於135 MPa、大於或等於140 MPa、大於或等於145 MPa、大於或等於150 MPa、大於或等於155 MPa、大於或等於160 MPa、大於或等於165 MPa、大於或等於170 MPa（包括其間的所有值及子範圍）。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：膝部處的壓縮應力（CSk ），該壓縮應力大於或等於115 MPa、大於或等於120 MPa、大於或等於125 MPa、大於或等於130 MPa、大於或等於135 MPa、大於或等於140 MPa、大於或等於145 MPa、大於或等於150 MPa、大於或等於155 MPa、大於或等於160 MPa、大於或等於165 MPa、大於或等於170 MPa（包括其間的所有值及子範圍）。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：膝部處的壓縮應力（CSk ），該壓縮應力大於或等於115 MPa、大於或等於120 MPa、大於或等於125 MPa、大於或等於130 MPa、大於或等於135 MPa、大於或等於140 MPa、大於或等於145 MPa、大於或等於150 MPa、大於或等於155 MPa、大於或等於160 MPa、大於或等於165 MPa、大於或等於170 MPa（包括其間的所有值及子範圍）。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：壓縮深度（DOC），其大於或等於0.19t 、大於或等於0.20t 、大於或等於0.21t 、大於或等於0.22t 、大於或等於0.23t 、大於或等於0.24t 、大於或等於0.25t 、及/或小於或等於0.30t 、小於或等於0.29t 、小於或等於0.28t 、小於或等於0.27t 、小於或等於0.26t 、小於或等於0.25t 、小於或等於0.24t 、小於或等於0.23t （包括其間的所有值及子範圍）。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：壓縮深度（DOC），其大於或等於150微米、大於或等於155微米、大於或等於160微米、大於或等於165微米、大於或等於170微米（包括其間的所有值及子範圍）。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：在0.5 mm到0.8 mm的範圍中的t ，及其間的所有值及子範圍；及/或t 可以是0.8 mm或更小、0.75 mm或更小、0.73 mm或更小、0.70 mm或更小、0.65 mm或更小、0.6 mm或更小、0.55 mm或更小、0.4 mm或更小、0.3 mm或更小、或0.2 mm或更小、及/或大於或等於0.1 mm（包括其間的所有值及子範圍）。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：最大壓縮應力（CSmax ），其大於或等於500 MPa、大於或等於550 MPa、大於或等於600 MPa、大於或等於650 MPa、大於或等於700 MPa、大於或等於750 MPa、大於或等於800 MPa、大於或等於850 MPa、大於或等於900 MPa、大於或等於950 MPa、大於或等於1000 MPa、大於或等於1050 MPa、大於或等於1100 MPa、大於或等於1150 MPa、或大於或等於1200 MPa（包括其間的所有值及子範圍）。
在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括：Li2 O/Na2 O莫耳比，其大於或等於0.10且小於或等於0.63（包括其間的所有值及子範圍）。
跟在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均且大於或等於0且小於或等於1.8的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的莫耳比結合，玻璃基製品可以擁有以下特徵中的一者或組合：鋁矽酸鋰組成；具有從玻璃基製品的表面延伸到玻璃基製品的一定深度的非零變化濃度的鈉；尖峰層深（DOLspike ），其大於或等於4微米、大於或等於4.5微米、大於或等於5微米、大於或等於5.5微米、大於或等於6微米、大於或等於6.5微米、大於或等於7微米；及/或小於或等於8微米、小於或等於7.5微米、小於或等於7微米（包括其間的所有值及子範圍）；從15微米到40微米的深度上的平均壓縮應力（CSavg ），該平均壓縮應力大於或等於115 MPa、大於或等於120 MPa、大於或等於125 MPa、大於或等於130 MPa、大於或等於135 MPa、大於或等於140 MPa、大於或等於145 MPa、大於或等於150 MPa、大於或等於155 MPa、大於或等於160 MPa、大於或等於165 MPa、大於或等於170 MPa（包括其間的所有值及子範圍）；膝部處的壓縮應力（CSk ），該壓縮應力大於或等於115 MPa、大於或等於120 MPa、大於或等於125 MPa、大於或等於130 MPa、大於或等於135 MPa、大於或等於140 MPa、大於或等於145 MPa、大於或等於150 MPa、大於或等於155 MPa、大於或等於160 MPa、大於或等於165 MPa、大於或等於170 MPa（包括其間的所有值及子範圍）；壓縮深度（DOC），其大於或等於0.19t 、大於或等於0.20t 、大於或等於0.21t 、大於或等於0.22t 、大於或等於0.23t 、大於或等於0.24t 、大於或等於0.25t 、及/或小於或等於0.30t 、小於或等於0.29t 、小於或等於0.28t 、小於或等於0.27t 、小於或等於0.26t 、小於或等於0.25t 、小於或等於0.24t 、小於或等於0.23t （包括其間的所有值及子範圍）、及/或大於或等於150微米、大於或等於155微米、大於或等於160微米、大於或等於165微米、大於或等於170微米（包括其間的所有值及子範圍）；在0.5 mm到0.8 mm的範圍中的t ，及其間的所有值及子範圍；及/或t 可以是0.8 mm或更小、0.75 mm或更小、0.73 mm或更小、0.70 mm或更小、0.65 mm或更小、0.6 mm或更小、0.55 mm或更小、0.4 mm或更小、0.3 mm或更小、或0.2 mm或更小、及/或大於或等於0.1 mm；最大壓縮應力（CSmax），其大於或等於500 MPa、大於或等於550 MPa、大於或等於600 MPa、大於或等於650 MPa、大於或等於700 MPa、大於或等於750 MPa、大於或等於800 MPa、大於或等於850 MPa、大於或等於900 MPa、大於或等於950 MPa、大於或等於1000 MPa、大於或等於1050 MPa、大於或等於1100 MPa、大於或等於1150 MPa、或大於或等於1200 MPa（包括其間的所有值及子範圍）；Li2 O/Na2 O莫耳比，其大於或等於0.10且小於或等於0.63（包括其間的所有值及子範圍）；及在玻璃基製品的中心處，基本組成包括：9.39-25莫耳百分比的氧化鋁（Al2 O3 ）、0.1-20莫耳百分比的氧化鈉（Na2 O）、及高達9.01莫耳百分比的氧化硼（B2 O3 ）、及至少一種鹼土金屬氧化物，其中15莫耳百分比≦(R2 O+R'O—Al2 O3 —ZrO2 )—B2 O3 ≦2莫耳百分比，其中R是Na及可選地Li、K、Rb、及Cs中的一或更多者，且R'是Mg、Ca、Sr、及Ba中的一或更多者。
與大於或等於4微米、大於或等於4.5微米、大於或等於5微米、大於或等於5.5微米、大於或等於6微米、大於或等於6.5微米、大於或等於7微米；及/或小於或等於8微米、小於或等於7.5微米、小於或等於7微米（包括其間的所有值及子範圍）的尖峰層深（DOLspike ）結合，玻璃基製品可以擁有以下特徵中的一者或組合：鋁矽酸鋰組成；具有從玻璃基製品的表面延伸到玻璃基製品的一定深度的非零變化濃度的鈉；在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一定莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8；從15微米到40微米的深度上的平均壓縮應力（CSavg ），該平均壓縮應力大於或等於115 MPa、大於或等於120 MPa、大於或等於125 MPa、大於或等於130 MPa、大於或等於135 MPa、大於或等於140 MPa、大於或等於145 MPa、大於或等於150 MPa、大於或等於155 MPa、大於或等於160 MPa、大於或等於165 MPa、大於或等於170 MPa（包括其間的所有值及子範圍）；膝部處的壓縮應力（CSk ），該壓縮應力大於或等於115 MPa、大於或等於120 MPa、大於或等於125 MPa、大於或等於130 MPa、大於或等於135 MPa、大於或等於140 MPa、大於或等於145 MPa、大於或等於150 MPa、大於或等於155 MPa、大於或等於160 MPa、大於或等於165 MPa、大於或等於170 MPa（包括其間的所有值及子範圍）；壓縮深度（DOC），其大於或等於0.19t 、大於或等於0.20t 、大於或等於0.21t 、大於或等於0.22t 、大於或等於0.23t 、大於或等於0.24t 、大於或等於0.25t 、及/或小於或等於0.30t 、小於或等於0.29t 、小於或等於0.28t 、小於或等於0.27t 、小於或等於0.26t 、小於或等於0.25t 、小於或等於0.24t 、小於或等於0.23t （包括其間的所有值及子範圍）、及/或大於或等於150微米、大於或等於155微米、大於或等於160微米、大於或等於165微米、大於或等於170微米（包括其間的所有值及子範圍）；在0.5 mm到0.8 mm的範圍中的t，及其間的所有值及子範圍；及/或t可以是0.8 mm或更小、0.75 mm或更小、0.73 mm或更小、0.70 mm或更小、0.65 mm或更小、0.6 mm或更小、0.55 mm或更小、0.4 mm或更小、0.3 mm或更小、或0.2 mm或更小、及/或大於或等於0.1 mm；最大壓縮應力（CSmax ），其大於或等於500 MPa、大於或等於550 MPa、大於或等於600 MPa、大於或等於650 MPa、大於或等於700 MPa、大於或等於750 MPa、大於或等於800 MPa、大於或等於850 MPa、大於或等於900 MPa、大於或等於950 MPa、大於或等於1000 MPa、大於或等於1050 MPa、大於或等於1100 MPa、大於或等於1150 MPa、或大於或等於1200 MPa（包括其間的所有值及子範圍）；Li2 O/Na2 O莫耳比，其大於或等於0.10且小於或等於0.63（包括其間的所有值及子範圍）；及在玻璃基製品的中心處，基本組成包括：9.39-25莫耳百分比的氧化鋁（Al2 O3 ）、0.1-20莫耳百分比的氧化鈉（Na2 O）、及高達9.01莫耳百分比的氧化硼（B2 O3 ）、及至少一種鹼土金屬氧化物，其中15莫耳百分比≦(R2 O+R'O—Al2 O3 —ZrO2 )—B2 O3 ≦2莫耳百分比，其中R是Na及可選地Li、K、Rb、及Cs中的一或更多者，且R'是Mg、Ca、Sr、及Ba中的一或更多者。
與從15微米到40微米的深度上的平均壓縮應力（CSavg ）結合，該平均壓縮應力大於或等於115 MPa、大於或等於120 MPa、大於或等於125 MPa、大於或等於130 MPa、大於或等於135 MPa、大於或等於140 MPa、大於或等於145 MPa、大於或等於150 MPa、大於或等於155 MPa、大於或等於160 MPa、大於或等於165 MPa、大於或等於170 MPa（包括其間的所有值及子範圍），玻璃基製品可以擁有以下特徵中的一者或組合：鋁矽酸鋰組成；具有從玻璃基製品的表面延伸到玻璃基製品的一定深度的非零變化濃度的鈉；在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一定莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8；尖峰層深（DOLspike ），其大於或等於4微米、大於或等於4.5微米、大於或等於5微米、大於或等於5.5微米、大於或等於6微米、大於或等於6.5微米、大於或等於7微米；及/或小於或等於8微米、小於或等於7.5微米、小於或等於7微米（包括其間的所有值及子範圍）；膝部處的壓縮應力（CSk ），該壓縮應力大於或等於115 MPa、大於或等於120 MPa、大於或等於125 MPa、大於或等於130 MPa、大於或等於135 MPa、大於或等於140 MPa、大於或等於145 MPa、大於或等於150 MPa、大於或等於155 MPa、大於或等於160 MPa、大於或等於165 MPa、大於或等於170 MPa（包括其間的所有值及子範圍）；壓縮深度（DOC），其大於或等於0.19t、大於或等於0.20t、大於或等於0.21t、大於或等於0.22t、大於或等於0.23t、大於或等於0.24t、大於或等於0.25t、及/或小於或等於0.30t、小於或等於0.29t、小於或等於0.28t、小於或等於0.27t、小於或等於0.26t、小於或等於0.25t、小於或等於0.24t、小於或等於0.23t（包括其間的所有值及子範圍）、及/或大於或等於150微米、大於或等於155微米、大於或等於160微米、大於或等於165微米、大於或等於170微米（包括其間的所有值及子範圍）；在0.5 mm到0.8 mm的範圍中的t，及其間的所有值及子範圍；及/或t可以是0.8 mm或更小、0.75 mm或更小、0.73 mm或更小、0.70 mm或更小、0.65 mm或更小、0.6 mm或更小、0.55 mm或更小、0.4 mm或更小、0.3 mm或更小、或0.2 mm或更小、及/或大於或等於0.1 mm；最大壓縮應力（CSmax ），其大於或等於500 MPa、大於或等於550 MPa、大於或等於600 MPa、大於或等於650 MPa、大於或等於700 MPa、大於或等於750 MPa、大於或等於800 MPa、大於或等於850 MPa、大於或等於900 MPa、大於或等於950 MPa、大於或等於1000 MPa、大於或等於1050 MPa、大於或等於1100 MPa、大於或等於1150 MPa、或大於或等於1200 MPa（包括其間的所有值及子範圍）；Li2 O/Na2 O莫耳比，其大於或等於0.10且小於或等於0.63（包括其間的所有值及子範圍）；及在玻璃基製品的中心處，基本組成包括：9.39-25莫耳百分比的氧化鋁（Al2 O3 ）、0.1-20莫耳百分比的氧化鈉（Na2 O）、及高達9.01莫耳百分比的氧化硼（B2 O3 ）、及至少一種鹼土金屬氧化物，其中15莫耳百分比≦(R2 O+R'O—Al2 O3 —ZrO2 )—B2 O3 ≦2莫耳百分比，其中R是Na及可選地Li、K、Rb、及Cs中的一或更多者，且R'是Mg、Ca、Sr、及Ba中的一或更多者。
在一個態樣中，玻璃基製品包括：鋁矽酸鋰組成；具有從玻璃基製品的表面延伸到玻璃基製品的一定深度的非零變化濃度的鈉；尖峰層深（DOLspike ），其大於或等於4微米且小於或等於8微米；及在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一定莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8。
在一個態樣中，玻璃基製品包括：鋁矽酸鋰組成；具有從玻璃基製品的表面延伸到玻璃基製品的一定深度的非零變化濃度的鈉；尖峰層深（DOLspike ），其大於或等於4微米且小於或等於8微米；及平均壓縮應力（CSavg ），其在從15微米到40微米的深度上大於或等於115 MPa。
在一個態樣中，玻璃基製品包括：具有從玻璃基製品的表面延伸到玻璃基製品的一定深度的非零變化濃度的鈉；平均壓縮應力（CSavg ），其在從15微米到40微米的深度上大於或等於150 MPa；及在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一定莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8。 玻璃基基板
可以用作基板的玻璃的實例可以包括鹼鋁矽酸鹽玻璃組成或含鹼鋁硼矽酸鹽玻璃組成，然而亦考慮其他的玻璃組成。可以使用的玻璃基基板的具體實例包括但不限於鹼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼硼矽酸鹽玻璃、鹼鋁硼矽酸鹽玻璃、含鹼鋰鋁矽酸鹽玻璃、或含鹼磷酸鹽玻璃。玻璃基基板具有可以被表徵為可離子交換的基本組成。如本文中所使用的，「可離子交換」意味著，包括該組成的基板能夠用化合價相同且尺寸較大或較小的陽離子交換位於基板的表面處或附近的陽離子。
在一或更多個實施例中，玻璃基基板可以包括含鋰的鋁矽酸鹽。
在實施例中，玻璃基基板可以由能夠形成應力分佈的任何組合所形成。在一些實施例中，玻璃基基板可以由於2018年11月28日所提出的第16/202,691號標題為「Glasses with Low Excess Modifier Content」的美國申請案中所描述的玻璃組成所形成，該申請案的整體內容以引用方式併入本文中。在一些實施例中，玻璃製品可以由於2018年11月28日所提出的第16/202,767號標題為「Ion-Exchangeable Mixed Alkali Aluminosilicate Glasses」的美國申請案中所描述的玻璃組成所形成，該申請案的整體內容以引用方式併入本文中。
玻璃基基板可以由可以用來形成該等玻璃基基板的方式所表徵。例如，玻璃基基板可以被表徵為可浮製形成（即藉由浮製工序來形成）、可下拉製的、且特別是可熔融成形的或可槽拉製的（即藉由例如為熔融拉製工序或槽拉工序的下拉工序來形成）。在實施例中，玻璃基基板可以是滾軋成形的。
本文中所述的玻璃基基板的一些實施例可以藉由下拉工序來形成。下拉工序產生了具有均勻的厚度且具有相對原始的表面的玻璃基基板。因為玻璃製品的平均抗撓強度受表面瑕玼的量及尺寸控制，所以具有最小接觸的原始表面具有較高的初始強度。此外，下拉的玻璃製品具有可以用在其最終應用中而不需要昂貴地研磨及拋光的非常平坦、平滑的表面。
玻璃基基板的一些實施例可以被描述為是可熔融成形的（即可使用熔融拉製工序成形）。熔融工序使用了具有用於接受熔融玻璃原料的通道的拉製槽。通道在通道的兩側上沿著通道的長度具有在頂部開放的堰。在通道填有熔融材料時，熔融玻璃溢出堰。由於重力，熔融玻璃流下拉製槽的外表面成為兩道流動的玻璃膜。拉製槽的該等外表面向下及向內延伸，使得該等外表面在拉製槽下方的邊緣處接合。兩個流動的玻璃膜在此邊緣處接合以融合及形成單個流動的玻璃製品。熔融拉製法提供了以下優點：因為流過通道的兩道玻璃膜融合在一起，所以生成的玻璃製品的外表面都不與裝置的任何部分接觸。因此，熔融拉製的玻璃製品的表面性質不被此類接觸影響。
本文中所述的玻璃基基板的一些實施例可以藉由槽拉工序來形成。槽拉工序與熔融拉製法不同。在槽拉工序中，熔融的原料玻璃被提供到拉製槽。拉製槽的底部具有開口狹槽，該開口狹槽具有延伸狹槽長度的噴嘴。熔融玻璃流動穿過狹槽/噴嘴且被向下拉出成為連續的玻璃製品且進入退火區域。
在一個實施例中，基本組成包括：9.39-25莫耳百分比的氧化鋁（Al2 O3 ）、0.1-20莫耳百分比的氧化鈉（Na2 O）、及高達9.01莫耳百分比的氧化硼（B2 O3 ）、及至少一種鹼土金屬氧化物，其中15莫耳百分比≦(R2 O+R'O—Al2 O3 —ZrO2 )—B2 O3 ≦2莫耳百分比，其中R是Na及可選地Li、K、Rb、及Cs中的一或更多者，且R'是Mg、Ca、Sr、及Ba中的一或更多者。
在一或更多個實施例中，本文中所述的玻璃基基板可以展現非晶微結構，且可以實質不含晶體或結晶。換言之，在一些實施例中，玻璃基基板製品排除了玻璃陶瓷材料。 離子交換（IOX）處理
具有基本組成的玻璃基板的化學強化是藉由以下步驟來進行的：將可離子交換的玻璃基板安置在含有陽離子（例如K+ 、Na+ 、Ag+ 等等）的熔融浴中，該等陽離子擴散到玻璃中，而玻璃的較小鹼離子（例如Na+ 、Li+ ）向外擴散到熔融浴中。由較大的陽離子替換較小的陽離子在玻璃的頂面附近產生壓縮應力。在玻璃的內部中產生張應力以平衡近表面的壓縮應力。
針對離子交換工序，它們可以獨立地是熱擴散工序或電擴散工序。將玻璃浸入在多種離子交換浴中且在浸入之間進行洗滌及/或退火步驟的離子交換工序的非限制性實例被描述於以下文件中：Douglas C. Allan等人的於2013年10月22日公告的第8,561,429號標題為「Glass with Compressive Surface for Consumer Applications」的美國專利，該美國專利主張於2008年7月11日所提出的第61/079,995號的美國臨時專利申請案的優先權，其中藉由在多種相繼的離子交換處理中浸入在不同濃度的鹽浴中來強化玻璃；及Christopher M. Lee等人的於2012年11月20日公告的第8,312,739號標題為「Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass」的美國專利，該美國專利主張於2008年7月29日所提出的第61/084,398號的美國臨時專利申請案的優先權，其中藉由在用流出離子稀釋的第一浴中進行離子交換然後浸入在具有比第一浴小的濃度的流出離子的第二浴中來強化玻璃。第8,561,429及8,312,739號的美國專利的整體內容以引用方式併入本文中。
在執行離子交換工序之後，應了解，玻璃製品的表面處的組成可以與初形成的玻璃製品（即在玻璃製品經歷離子交換工序之前的玻璃製品）的組成不同。此是由初形成的玻璃中的一種鹼金屬離子造成的，舉例而言，例如Li+ 或Na+ ，其被較大的鹼金屬離子（舉例而言，例如分別是Na+ 或K+ ）替換。然而，在實施例中，玻璃製品的深度的中心處或附近的玻璃組成仍然具有初形成的玻璃製品的組成。
在一個態樣中，一種製造玻璃基製品的方法包括以下步驟：將玻璃基基板暴露於離子交換處理，該玻璃基基板具有界定基板厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面且具有鋁矽酸鋰組成，該離子交換處理包括具有一定濃度的鈉鹽的熔融鹽浴，該濃度是在大於或等於8莫耳百分比到小於或等於100莫耳百分比的範圍中；及形成玻璃基製品，該玻璃基製品具有：具有從玻璃基製品的表面延伸到玻璃基製品的一定深度的非零變化濃度的鈉；從表面延伸到尖峰層深（DOLspike）的壓縮層，該尖峰層深大於或等於4微米且小於或等於8微米；及在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一定莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8。
由本文中的方法製作的玻璃基製品可以包括以下項目中的一或更多者：平均壓縮應力（CSavg ），其在從15微米到40微米的深度上大於或等於115 MPa；及壓縮深度（DOC），其大於或等於0.19t及/或大於或等於150微米。玻璃基基板的基本組成包括氧化鈉（Na2 O）與氧化鋰（Li2 O）的一定莫耳比，該莫耳比小於或等於0.63。鈉鹽可以包括：NaNO3 、Na2 CO3 、Na3 PO4 、Na2 SO4 、Na3 BO3 、NaCl、或上述項目的組合。
在一個實施例中，該方法使用單個離子交換處理來進行，其中熔融鹽浴包括呈大於或等於8重量百分比且小於或等於100重量百分比的量的鈉鹽、呈大於或等於0重量百分比且小於或等於10重量百分比的量的鋰鹽、及呈大於或等於0重量百分比且小於或等於90重量百分比的量的鉀鹽。鈉鹽可以包括硝酸鈉（NaNO3 ），鋰鹽包括硝酸鋰（LiNO3 ），而鉀鹽包括硝酸鉀（KNO3 ）。
在一個實施例中，該方法使用雙離子交換處理來進行，其中第一熔融鹽浴包括呈大於或等於8重量百分比且小於或等於100重量百分比的量的鈉鹽、呈大於或等於0重量百分比且小於或等於10重量百分比的量的鋰鹽、及呈大於或等於0重量百分比且小於或等於90重量百分比的量的鉀鹽；而第二熔融鹽浴包括呈大於或等於8重量百分比且小於或等於100重量百分比的量的鈉鹽、呈大於或等於0重量百分比且小於或等於10重量百分比的量的鋰鹽、及呈大於或等於0重量百分比且小於或等於90重量百分比的量的鉀鹽。在每個熔融鹽浴中，鈉鹽可以包括硝酸鈉（NaNO3 ），鋰鹽包括硝酸鋰（LiNO3 ），而鉀鹽包括硝酸鉀（KNO3 ）。
其中的方法可以對形成玻璃基基板有效，該玻璃基基板具有在從表面到0.4微米的深度的距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一定莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8。
本文中的方法可以對形成玻璃基基板有效，該玻璃基基板具有大於或等於4微米且小於或等於8微米的尖峰層深（DOLspike ）。 最後產品
可以將本文中所揭露的玻璃基製品合併到另一個製品中，例如具有顯示器（或顯示製品）（例如消費電子設備，包括行動電話、平板電腦、電腦、導航系統等等）的製品、建築製品、運輸製品（例如汽車、火車、飛機、航海器等等）、器具製品、或需要某種透明度、抗刮性、抗磨性、或上述項目的組合的任何製品。合併本文中所揭露的玻璃製品中的任一者的示例性製品示於圖3A及圖3B中。具體而言，圖3A及圖3B圖示了消費電子設備300，該消費電子設備包括：殼體302，具有前表面304、後表面306、及側表面308；電元件（未圖示），至少部分地位在殼體內部或全部在殼體內，且至少包括控制器、記憶體、及位在殼體的前表面處或附近的顯示器310；及蓋312，位在殼體的前表面處或上方，使其位在顯示器上方。在一些實施例中，蓋312及/或殼體302可以包括本文中所揭露的玻璃製品中的任一者。 實例
將藉由以下實例進一步闡明各種實施例。在實例中，在強化之前，將實例稱為「基板」。在經受強化之後，將實例稱為「製品」或「玻璃基製品」。
對依據組成A-C的玻璃基板進行離子交換，且測試生成的製品。
組成A及B具有以下組成。組成A：17.83莫耳百分比的Al2 O3 、6.11莫耳百分比的B2 O3 、4.41莫耳百分比的MgO、1.73莫耳百分比的Na2 O、58.39莫耳百分比的SiO2 、0.08莫耳百分比的SnO2 、0.18莫耳百分比的K2 O、0.02莫耳百分比的Fe2 O3 、0.58莫耳百分比的CaO、及10.66莫耳百分比的Li2 O（0.00莫耳百分比的SrO、0.00莫耳百分比的ZnO、及0.00莫耳百分比的P2 O5 )；且Na2 O/Li2 O莫耳比為0.16。組成B：12.88莫耳百分比的Al2 O3 、1.84莫耳百分比的B2 O3 、2.86莫耳百分比的MgO、2.39莫耳百分比的Na2 O、70.96莫耳百分比的SiO2、0.07莫耳百分比的SnO2、0.02莫耳百分比的Fe2 O3 、8.13莫耳百分比的Li2 O、及0.85莫耳百分比的ZnO（0.00莫耳百分比的K2 O、0.00莫耳百分比的CaO、0.00莫耳百分比的SrO、及0.00莫耳百分比的P2 O5 ）；且Na2 O/Li2 O莫耳比為0.29。
組成C具有以下組成。組成C：15.17莫耳百分比的Al2 O3 、6.73莫耳百分比的B2 O3 、1.02莫耳百分比的MgO、4.32莫耳百分比的Na2 O、63.27莫耳百分比的SiO2 、0.03莫耳百分比的SnO2 、0.02莫耳百分比的Fe2 O3 、1.55莫耳百分比的CaO、6.86莫耳百分比的Li2 O、及1.03莫耳百分比的SrO（0.00莫耳百分比的K2 O、及0.00莫耳百分比的P2 O5 、0.00莫耳百分比的ZnO)；且Na2 O/Li2 O莫耳比為0.63。
在變化的離子交換條件下備製幾個玻璃製品，該等離子交換條件包括0莫耳百分比的鈉鹽到100莫耳百分比的鈉鹽。使用來自Gilmore Diamonds的具有Knoop幾何金剛石尖端的Bruker UMT（通用機械測試器）來完成實例的玻璃製品的刮擦測試。用0.14 N/s的速率將尖端加載到玻璃製品的表面中達5N或8N的所需負載，其中每個負載產生二到五個刮痕，此時用9.34 mm/min的速率將尖端側向拖動穿過製品。從那裡開始，用0.14 N/s的速率卸載金剛石尖端。實例 1-6 及實例 A-D （比較物）–基於組成 A 的玻璃製品 -SIOX
基於依據組成A的基板來形成玻璃製品，依據表1A中所描述的浴條件對該等基板進行離子交換。 表1A
實例 t （mm） 步驟1 NaNO3 /KNO3 /LiNO3 （莫耳百分比） 步驟1（℃） 步驟1時間（小時）
A 比較 0.8 0/100/0 450 7
B 比較 0.8 6/94/0 450 8.4
C 比較 0.8 7/93/0 450 8
D 比較 0.8 7/93/0 450 12
1 0.8 11.8/86.2/2 450 8.4
2 0.8 100/0/0 450 1
3 0.8 9.8/88.2/2 450 8.4
4 0.75 10/88.8/1.2 450 8.4
5 0.75 12/86.2/1.8 450 8.4
6 0.8 30/70/0 450 8
表1B提供刮擦資料。 表1B
實例 5N 8N 壓縮深度（DOC）
A 比較 出現側向裂縫 製品斷裂 -
B 比較 出現側向裂縫 出現側向裂縫 175微米（21.9%的厚度）
C 比較 - - -
D 比較 出現側向裂縫 出現側向裂縫 -
1 無裂縫 出現一些側向裂縫 176微米（22.0%的厚度）
2 無裂縫 無裂縫 -
3 無裂縫 無裂縫 169微米（21.1%的厚度）
4 無裂縫 無裂縫 -
5 - - -
6 無裂縫 一些側向裂縫 -
表1B的實例A（比較物）顯示，在5N下，在離子交換浴中不存在鈉時，玻璃製品上出現了側向裂縫。將負載增加到8N造成製品斷裂。隨著離子交換浴的鈉濃度增加，形成側向裂縫的閾值增加。雖然具有6%Na/94%K的浴的實例B（比較物）顯示5N下的側向裂縫，但製品在被加載到8N時並不破碎。具有12%Na的條件的實例1進一步增加了閾值–在5N下未觀察到側向裂縫–然而一些側向裂縫（相對於實例B而言實例較少）發生在8N下。對於實例6而言，其中浴濃度被增加到30%的Na，在5N下未觀察到側向裂縫–然而一些側向裂縫發生在8N下。對於實例2而言，其中浴濃度被增加到100%的Na，在5N或8N下未觀察到側向裂縫。然而，實例2及6的製品是易碎的。在標稱10%的NaNO3 濃度下，觀察到0.75 mm（實例4）與0.8 mm（實例3）的厚度之間的類似行為。
圖4至圖8分別針對實例1、C、D、4、及6提供了為玻璃製品中相對於第一表面（0微米）的深度的函數的氧化物體積莫耳濃度的GDOES元素分佈。
對於圖4的實例1而言，在從0微米到0.4微米的距離上的測量到的濃度值的曲線下的平均值為：Na2 O莫耳百分比為4.1而K2 O莫耳百分比為4.82。二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的生成莫耳比為1.16。鉀的層深（DOLK ）為4.7微米。
對於圖5的實例C（比較物）而言，在從0微米到0.4微米的距離上的測量到的濃度值的曲線下的平均值為：Na2 O莫耳百分比為4.2而K2 O莫耳百分比為8.4。二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的生成莫耳比為2.0。鉀的層深（DOLK ）為7.2微米。
對於圖6的實例D（比較物）而言，在從0微米到0.4微米的距離上的測量到的濃度值的曲線下的平均值為：Na2 O莫耳百分比為3.7而K2 O莫耳百分比為8.1。二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的生成莫耳比為2.21。鉀的層深（DOLK ）為7.9微米。
對於圖7的實例4而言，截取從0微米到0.4微米的距離上的測量到的濃度值的曲線下的平均值，平均Na2 O莫耳百分比為4.64，而平均K2 O莫耳百分比為4.88。二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的生成莫耳比為1.05。鉀的層深（DOLK ）為5.0微米。
對於圖8的實例6而言，截取從0微米到0.4微米的距離上的測量到的濃度值的曲線下的平均值，平均Na2 O莫耳百分比為8.78，而平均K2 O莫耳百分比為3.31。二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的生成莫耳比為0.38。鉀的層深（DOLK ）為6.2微米。
實例1（其中在從0微米到0.4微米的距離上的平均K2 O與Na2 O莫耳比為1.25）的刮擦抗性比實例C及D（其中比率分別為2.0及2.27）的刮擦抗性好。實例4及6（比率分別為1.05及0.38）都顯示了極好的刮擦抗性。
由此得出的一般結論是，有利於刮擦抗性的應力分佈在表面處或附近具有與K2 O莫耳百分比類似或相對於K2 O莫耳百分比在數莫耳百分比內的Na2 O莫耳百分比。並且，在從0微米到0.4微米的距離上的優選平均K2 O與Na2 O莫耳比大於或等於0到小於或等於1.8，包括其間的所有值及範圍。
圖9是針對實例1、3、及B的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖，該等實例全都具有相同的厚度。雖然兩個發明性製品及一個比較製品顯示了在10-30微米深度之間的深度下的類似壓縮應力，但如表1B中所述，與實例B相比，實例1（在鹽浴中具有較高的Na莫耳百分比）對於側向裂縫的起始而言具有明顯增加的負載。
對於實例1及3（都示於圖9）而言，基於圖9中的曲線下的平均面積的在15微米到40微米的深度上的平均壓縮應力都是140 MPa。實例1具有5.1微米的層深（DOLspike ）及138 MPa的CSknee 。實例3具有5.3微米的層深（DOLspike ）及141 MPa的CSknee 。
圖10是實例4-5的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖。實例4（其使用10%NaNO3 /1.2%LiNO3 ）造成了具有比起來還高約40 MPa的表面CS的應力分佈，此對於過應力故障是有益的。實例 7-8 及實例 E （比較物）–基於組成 B 的玻璃製品 -SIOX
基於依據組成B的基板來形成玻璃製品，依據表2A中所描述的浴條件對該等基板進行離子交換。 表2A
實例 t （mm） 步驟1 NaNO3 /KNO3 /LiNO3 （莫耳百分比） 步驟1（℃） 步驟1時間（小時）
E 比較 0.8 6.5/93.5/0 430 4.5
7 0.8 12/86/2 430 4.5
8 0.8 100/0/0 430 0.75
表2B提供刮擦資料。 表2B
實例 5N 8N 壓縮深度（DOC）
E 比較 出現側向裂縫 出現側向裂縫 -
7 無裂縫 出現側向裂縫 180微米（22.5%的厚度）
8 無裂縫 無裂縫 -
表2B的實例E（比較物）顯示，在5N及8N下，在離子交換浴中存在低量的鈉時，玻璃製品上都出現了側向裂縫。隨著離子交換浴的鈉濃度增加，形成側向裂縫的閾值增加。具有12%Na的條件的實例7進一步增加了閾值–在5N下未觀察到側向裂縫–然而在8N下存在側向裂縫。實例8（其中浴濃度被增加到100%的Na）在5N或8N下未觀察到側向裂縫。
對於圖11的實例7而言，截取從0微米到0.4微米的距離上的測量到的濃度值的曲線下的平均值，平均Na2 O莫耳百分比為3.55，而平均K2 O莫耳百分比為4.47。二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的生成莫耳比為1.26。鉀的層深（DOLK ）為6.1微米。
圖12是實例7及E的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖。相對於比較實例E的CSknee （約100 MPa），實例7的CSknee （116 MPa）改善達約16 MPa。
對於實例7（示於圖12中）而言，基於圖12中的曲線下的平均面積的在15微米到40微米的深度上的平均壓縮應力為102 MPa。實例7具有6.5微米的層深（DOLspike ）及116 MPa的CSknee 。實例 F （比較物）–基於組成 C 的玻璃製品– DIOX
基於依據組成C的基板來形成玻璃製品，依據表3A中所描述的浴條件對該等基板進行離子交換。 表3A
實例 t （mm） 步驟1 NaNO3 /KNO3 /LiNO3 （莫耳百分比） 步驟1（℃） 步驟1時間（小時） 步驟2 NaNO3 /KNO3 /LiNO3 （莫耳百分比） 步驟2（℃） 步驟2時間（小時）
F 比較 0.8 15/85/0 430 6 4/96/0 430 1.25
表3B提供刮擦資料。 表3B
實例 5N 8N 壓縮深度（DOC）
F 比較 無裂縫 無裂縫 176.5微米（22.1%的厚度）
圖13針對實例F（比較物）提供了為玻璃製品中相對於第一表面（0微米）的深度的函數的氧化物體積莫耳濃度的GDOES元素分佈。截取從0微米到0.4微米的距離上的測量到的濃度值的曲線下的平均值，平均Na2 O莫耳百分比為3.15，而平均K2 O莫耳百分比為7.5。二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的生成莫耳比為2.37。
圖14是實例E及F的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖。在玻璃的中心，實例E（比較物）具有0.29的Na2 O/Li2 O莫耳比，而實例F（比較物）具有0.63的Na2 O/Li2 O莫耳比。兩種玻璃組成具有類似的應力分佈。
表3B的實例F（比較物）顯示，在5N及8N下，在DIOX處理之後都沒有側向裂縫。在表2B的實例E（比較物）中，在5N及8N下，在離子交換浴中存在低量的鈉時，玻璃製品上都出現了側向裂縫。對於在玻璃組成在玻璃的中心具有0.63的Na2 O/Li2 O莫耳比（實例F）時的類似應力分佈（圖14）而言，與該莫耳比為0.29（實例E）相比，刮擦效能改善了（在8N下未觀察到側向裂縫）。在0.63的Na2 O/Li2 O莫耳比下，鹽中的K+ 與玻璃中的Li進行的離子交換是低的，且K+ 與玻璃中的Na進行離子交換，而鹽中的Na+ 與玻璃中的Li進行離子交換。因此，表面層中的玻璃莫耳體積不由於將大的K離子與小的Na離子進行離子交換及使表面脆化而顯著減少。
對於實例F（比較物）（示於圖14中）而言，基於圖14中的曲線下的平均面積的在15微米到40微米的深度上的平均壓縮應力為92 MPa。實例F具有8.1微米的層深（DOLspike ）及109 MPa的CSknee 。實例 9-10 – 基於組成 A 的玻璃製品– DIOX
基於依據組成A的基板來形成玻璃製品，依據表4A中所描述的浴條件對該等基板進行離子交換。 表4A
實例 t （mm） 步驟1 NaNO3 /KNO3 /LiNO3 （莫耳百分比） 步驟1（℃） 步驟1時間（小時） 步驟2 NaNO3 /KNO3 /LiNO3 （莫耳百分比） 步驟2（℃） 步驟2時間（小時）
9 0.8 15.0/81.0/4.0 +0.5%矽酸 450 8 15.0/85.0/0 450 0.5
10 0.8 11.5/84.7/3. 450 13 15.0/85.0/0 450 0.5
表4B提供刮擦資料。 表4B
實例 5N 8N 壓縮深度（DOC）
9 試樣1 無裂縫 出現側向裂縫 5個刮痕中有2個大裂縫A 最大寬度：585.4 µm及632.6 µm 157微米（19.6%的厚度）
9 試樣2 無裂縫 出現側向裂縫 5個刮痕中有2個大裂縫A 最大寬度：513.2 µm及484.4 µm -
10 試樣1 無裂縫 出現側向裂縫 5個刮痕中有1個大裂縫A 最大寬度：467.3 µm 170.5微米（21.3%的厚度）
10 試樣2 無裂縫 出現側向裂縫 5個刮痕中有4個大裂縫A 最大寬度：454.9 µm、587.5 µm、622.2 µm、577.9 µm -
A = 大於150 µm的裂縫
如表4B的實例9-10中所示，使用高Na（15%）的DIOX以實現高表面CS（圖15）的刮擦效能維持了在5N下沒有側向裂縫的刮擦效能。兩個DIOX條件都具有高Na鹽（例如＞10%NaNO3 ）中的第一步驟及高Na鹽中且沒有Li的第二步驟，其中第一步驟具有充足%的Li以控制易碎性同時實現深的壓縮深度，第二步驟具有短的時間以在表面上建立高的CS尖峰。在使用DIOX方法的情況下，實現約700-800 MPa之間的CS同時在含Li玻璃組成中仍然沒有側向裂縫是可行的，該玻璃組成的Na2 O/Li2 O莫耳比＜ 0.63。
圖15是實例1、9-10、及B（比較物）的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖。實例9-10（其利用DIOX）造成了具有高表面壓縮應力（CS）的應力分佈且刮擦效能良好，該良好的刮擦效能是由在5N下沒有側向裂縫（表4B）所測得的。與實例B（比較物）（其在5N下具有側向裂縫（6%的Na，且表面CS為725 MPa））及實例1（其在5N下沒有側向裂縫（12%的Na，2%的Li，且表面CS為603 MPa））的SIOX應力分佈相比，實例9-10的DIOX應力分佈亦具有較高的膝部應力。
對於實例9-10（都示於圖15中）而言，基於圖15中的曲線下的平均面積的在15微米到40微米的深度上的平均壓縮應力分別為：203 MPa及174 MPa。實例9具有4.4微米的層深（DOLspike ）及280 MPa的CSknee 。實例10具有5.2微米的層深（DOLspike ）及233 MPa的CSknee 。實例 G-I （比較物）–基於組成 A 的玻璃製品– DIOX
基於依據組成A的基板來形成玻璃製品，依據表5A中所描述的浴條件對該等基板進行離子交換。 表5A
實例 t （mm） 步驟1 NaNO3 /KNO3 /LiNO3 （莫耳百分比） 步驟1（℃） 步驟1時間（小時） 步驟2 NaNO3 /KNO3 /LiNO3 （莫耳百分比） 步驟2（℃） 步驟2時間（小時）
G 比較 0.8 15.0/85.0/0 450 4 5.0/95.0/0 450 2
H 比較 0.8 5.0/95.0/0 450 4 15.0/85.0/0 450 2
表5B提供刮擦資料。 表5B
實例 5N 8N 壓縮深度（DOC）
G 比較 出現側向裂縫 出現側向裂縫 179微米（22.4%的厚度）
H 比較 出現側向裂縫 出現側向裂縫 -
如表5B中所示，對於實例G（比較物）而言，在第一DIOX步驟中使用高Na（15%）且接著是時間延長（＞30分鐘）、低Na鹽（＜10%NaNO3 ）中、且沒有Li的第二步驟對於Na2 O/Li2 O莫耳比＜ 0.63的玻璃而言在5N下造成了側向裂縫。同樣地，對於實例H（比較物）而言，在第一DIOX步驟中使用低Na（5%）且接著是高Na鹽（15%NaNO3 ）且沒有Li的第二步驟對於Na2 O/Li2 O莫耳比＜ 0.63的玻璃而言在5N下亦造成了側向裂縫。
圖16是實例1及10以及B及G（比較物）的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖。對實例G（比較物）及實例10進行了DIOX處理，且造成了具有高表面CS的應力分佈。實例G（比較物）具有不良的刮擦效能，而實例10具有由在5N下沒有側向裂縫所測得的良好刮擦效能。實例G（比較物）應力分佈具有828 MPa的表面CS，而實例10具有726 MPa的表面CS。在圖16中，將應力分佈與實例B（比較物）（其在5N下具有側向裂縫（6%的Na，且表面CS為725 MPa））及實例1（其在5N下沒有側向裂縫（12%的Na，2%的Li，且表面CS為603 MPa））的SIOX應力分佈相比。
除非另有陳述，否則此說明書中所述的所有組成成分、關係、及比率都是用莫耳百分比為單位提供的。無論在揭露一個範圍之前或之後是否有明確陳述，此說明書中所揭露的所有範圍都包括由廣泛地揭露的範圍所包含的任何及所有範圍及子範圍。
本領域中的技術人員將理解，可以在不脫離所請求保護的標的的精神及範疇的情況下對本文中所述的實施例作出各種修改及變化。因此，本說明書旨在涵蓋本文中所述的各種實施例的變體及變型，條件是此類變體及變型落在隨附請求項及它們的等效物的範疇之內。
100:玻璃 110:第一表面 112:第二表面 120:第一壓縮應力層 122:第二壓縮應力層 130:中心區域 300:消費電子設備 302:殼體 304:前表面 306:後表面 308:側表面 310:顯示器 312:蓋 d1:深度 d2:深度 t:厚度
被合併在此說明書中且構成此說明書的一部分的附圖繪示了下文所描述的幾個實施例。
圖1示意性地描繪依據本文中所揭露及描述的實施例的玻璃的橫截面，該玻璃在其表面上具有壓縮應力層；
圖2是包括膝部應力的應力分佈的示意表示；
圖3A為併入本文中所揭露的玻璃製品中的任一者的示例性電子設備的平面圖；
圖3B是圖3A的示例性電子設備的透視圖；
圖4是一個實施例的氧化物體積莫耳濃度與玻璃製品中相對於第一表面（0微米）的深度的關係圖；
圖5是比較實例的氧化物體積莫耳濃度與玻璃製品中相對於第一表面（0微米）的深度的關係圖；
圖6是比較實例的氧化物體積莫耳濃度與玻璃製品中相對於第一表面（0微米）的深度的關係圖；
圖7是一個實施例的氧化物體積莫耳濃度與玻璃製品中相對於第一表面（0微米）的深度的關係圖；
圖8是一個實施例的氧化物體積莫耳濃度與玻璃製品中相對於第一表面（0微米）的深度的關係圖；
圖9是玻璃基製品及比較實例的實施例的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖；
圖10是玻璃基製品的實施例的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖；
圖11是一個實施例的氧化物體積莫耳濃度與玻璃製品中相對於第一表面（0微米）的深度的關係圖；
圖12是玻璃基製品的實施例的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖；
圖13是比較實例的氧化物體積莫耳濃度與玻璃製品中相對於第一表面（0微米）的深度的關係圖；
圖14是比較性玻璃基製品的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖；
圖15是玻璃基製品及比較實例的實施例的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖；及
圖16是玻璃基製品及比較實例的實施例的應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖。
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
100:玻璃
110:第一表面
112:第二表面
120:第一壓縮應力層
122:第二壓縮應力層
130:中心區域
d1:深度
d2:深度
t:厚度

Claims (10)

  1. 一種玻璃基製品，包括： 一鋁矽酸鋰組成； 具有從該玻璃基製品的一表面延伸到該玻璃基製品的一深度的一非零變化濃度的鈉； 一尖峰層深（DOLspike ），其大於或等於4微米且小於或等於8微米；及 在從該表面到該玻璃基製品的0.4微米的一深度的一距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8。
  2. 如請求項1所述之玻璃基製品，其中該玻璃基製品在該玻璃基製品的從15微米到40微米的一深度上具有大於或等於115 MPa的一平均壓縮應力（CSavg ）。
  3. 如請求項1或2所述之玻璃基製品，其中膝部處的一壓縮應力（CSknee ）大於或等於120 MPa。
  4. 如請求項1或2所述之玻璃基製品，其中一壓縮深度大於或等於150微米。
  5. 如請求項1或2所述之玻璃基製品，其中在該玻璃基製品的中心處，氧化鈉（Na2 O）與氧化鋰（Li2 O）的一莫耳比小於或等於0.63。
  6. 如請求項1或2所述之玻璃基製品，包括大於或等於5 N的一Knoop刮痕起始閾值。
  7. 如請求項1或2所述之玻璃基製品，其中該玻璃基製品具有大於或等於500 MPa的一最大壓縮應力（CSmax ）。
  8. 一種消費電子產品，包括： 一殼體，具有一前表面、一後表面、及側表面； 電氣部件，至少部分地提供在該殼體內，該等電氣部件至少包括一控制器、一記憶體、及一顯示器，該顯示器被提供在該殼體的該前表面處或附近；及 一蓋，設置在該顯示器上方； 其中該殼體及該蓋中的至少一者的至少一部分包括如請求項1或2所述的玻璃基製品。
  9. 一種製造一玻璃基製品的方法，該方法包括以下步驟： 將一玻璃基基板暴露於一離子交換處理以形成該玻璃基製品，該玻璃基基板具有界定一基板厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面且具有一鋁矽酸鋰組成，該離子交換處理包括具有一濃度的一鈉鹽的一熔融鹽浴，該濃度是在大於或等於8莫耳百分比到小於或等於100莫耳百分比的範圍中；及 其中該玻璃基製品包括： 具有從該玻璃基製品的一表面延伸到該玻璃基製品的一深度的一非零變化濃度的鈉； 從該表面延伸到一尖峰層深（DOLspike ）的一壓縮層，該尖峰層深大於或等於4微米且小於或等於8微米；及 在從該表面到該玻璃基製品的0.4微米的一深度的一距離上求平均的二氧化鉀（K2 O）與二氧化鈉（Na2 O）的一莫耳比，該莫耳比大於或等於0且小於或等於1.8。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該玻璃基基板的一基本組成包括氧化鈉（Na2 O）與氧化鋰（Li2 O）的一莫耳比，該莫耳比小於或等於0.63。
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