TW202100482A - 化學強化玻璃之製造方法及化學強化玻璃 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種化學強化玻璃，其係厚度為t[單位：μm]者，且為鋰鋁矽酸鹽玻璃，表面壓縮應力值(CS0
)、距玻璃表面之深度50 μm處之壓縮應力值(CS50
)、DOL[單位：μm]及(CS0
×DOL)/K1c[單位：μm/m1/2
]為特定之範圍，且玻璃表面之K濃度為1質量%以下。
Description
本發明係關於一種化學強化玻璃之製造方法及化學強化玻璃。
以提昇行動電話、智慧型手機、平板終端等顯示器裝置之保護以及美觀為目的，而使用包含化學強化玻璃之覆蓋玻璃。
於化學強化玻璃中，有表面壓縮應力(值)(CS0
)或壓縮應力層深度(DOL)越大則強度越高之傾向。另一方面，為了保持與玻璃表層之壓縮應力之均衡，於玻璃內部產生內部拉伸應力(值)(CT)，因此CS0
或DOL越大則CT越大。CT較大之玻璃受到損傷時之粉碎數爆發性地變多，碎片飛散之危險性升高。
專利文獻1中，記載有藉由2個階段之化學強化，而形成以彎曲之線表示之應力分佈，藉此，可抑制內部拉伸應力並且增大表面壓縮應力。具體而言，提出有將K濃度較低之KNO3
/NaNO3
混合鹽用於第1段化學強化、將K濃度較高之KNO3
/NaNO3
混合鹽用於第2段化學強化之方法等。
又，專利文獻2中，揭示有一種可藉由2個階段之化學強化而獲得相對較大之表面壓縮應力與壓縮應力層深度之鋰鋁矽酸鹽玻璃。鋰鋁矽酸鹽玻璃藉由第1段化學強化處理使用鈉鹽、第2段化學強化處理使用鉀鹽之2個階段之化學強化處理，可抑制CT並且使CS0
及DOL均增大。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：美國專利申請公開第2015/0259244號說明書
專利文獻2：日本專利特表2013-520388號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，2個階段之化學強化之處理繁雜，於生產效率方面存在問題。又，如上所述，若藉由化學強化而使玻璃表層產生壓縮應力，則於玻璃內部產生拉伸應力，若拉伸應力超過其閾值(有時稱為「CT極限」)，則受到損傷時之粉碎數爆發性地增加。
本發明者等人發現，藉由將化學強化玻璃之母玻璃設為高破壞韌性之玻璃，於將更大之壓縮應力導入至玻璃中之情形時，亦可抑制受到損傷時之爆發性之粉碎。即，發現藉由增大化學強化玻璃之母玻璃之破壞韌性值，CT極限變大。藉由使用鋰鋁矽酸鹽玻璃作為化學強化玻璃之母材，可大幅地提高母材之破壞韌性值。但是，若對鋰鋁矽酸鹽玻璃實施化學強化，則與化學強化前相比，有耐候性明顯降低之情形。
因此，本發明提供一種受到損傷時不易粉碎且強度及耐候性優異之化學強化玻璃及其製造方法。
[解決問題之技術手段]
針對上述問題，本發明者等人發現，於對鋰鋁矽酸鹽玻璃進行了化學強化之情形時帶來耐候性之降低之主要原因在於，因藉由使用含有鉀之強化鹽之化學強化而導入至玻璃表面之鉀離子與空氣中之成分之反應而產生析出物。進而，發現藉由對破壞韌性值為特定範圍以上之鋰鋁矽酸鹽玻璃進行使用含有鈉且鉀含量未達5質量%之強化鹽之化學強化，可獲得受到損傷時之粉碎得到抑制且強度及耐候性亦優異之化學強化玻璃。基於該等知識見解，完成了本發明。
即，本發明如下所述。
1.一種化學強化玻璃之製造方法，其係對厚度為t[單位：μm]之鋰鋁矽酸鹽玻璃進行化學強化，且
上述鋰鋁矽酸鹽玻璃之破壞韌性值(K1c)為0.80 MPa/m1/2
以上，
上述化學強化係使用含有鈉且鉀含量未達5質量%之強化鹽之化學強化，
所獲得之化學強化玻璃之表面壓縮應力值(CS0
)為500～1000 MPa，且
壓縮應力值成為零之深度DOL[單位：μm]為0.06t～0.2t。
2.如上述1所記載之化學強化玻璃之製造方法，其中上述鋰鋁矽酸鹽玻璃為結晶化玻璃。
3.如上述2所記載之化學強化玻璃之製造方法，其中上述結晶化玻璃
以氧化物基準之莫耳%表示，含有：
40～72%之SiO2
、
0.5～10%之Al2
O3
、
15～50%之Li2
O。
4.如上述2或3所記載之化學強化玻璃之製造方法，其中上述結晶化玻璃之換算成厚度0.7 mm之情形時之可見光透過率為85%以上。
5.如上述2至4中任一項所記載之化學強化玻璃之製造方法，其中上述結晶化玻璃含有偏矽酸鋰結晶。
6.如上述1所記載之化學強化玻璃之製造方法，其中
上述鋰鋁矽酸鹽玻璃
以氧化物基準之莫耳%表示，含有：
40～65%之SiO2
、
15～45%之Al2
O3
、
2～15%之Li2
O。
7.一種化學強化玻璃，其係厚度為t[單位：μm]者，且
為鋰鋁矽酸鹽玻璃，
表面壓縮應力值(CS0
)為500～1000 MPa，
距玻璃表面之深度50 μm處之壓縮應力值(CS50
)為150～230 MPa，且
壓縮應力值成為零之深度DOL[單位：μm]為0.06t～0.2t，
(CS0
×DOL)/K1c[單位：μm/m1/2
]為40000～70000。
8.如上述7所記載之化學強化玻璃，其表面之K濃度為1質量%以下。
9.如上述7至9中任一項所記載之化學強化玻璃，其係厚度為t[單位：μm]者，且
為鋰鋁矽酸鹽玻璃，
表面壓縮應力值(CS0
)為500～1000 MPa，
距玻璃表面之深度50 μm處之壓縮應力值(CS50
)為150～230 MPa，且
內部壓縮應力值CT[單位：MPa]與下述式所表示之X之比CT/X為0.7～1。
X＝√(1/2a(1－ν)(t－2×DOL))K1c
此處，a＝0.11，
ν為泊松比[單位：-]，
DOL為壓縮應力值成為零之深度[單位：μm]，
K1c為破壞韌性值[單位：MPa/m1/2
]。
10.如上述7至9中任一項所記載之強化玻璃，其中上述化學強化玻璃之母玻璃係K1c為0.85 MPa・m1/2
以上之結晶化玻璃。
11.如上述10所記載之化學強化玻璃，其中上述結晶化玻璃含有偏矽酸鋰結晶。
12.如上述10或11所記載之化學強化玻璃，其中上述結晶化玻璃以氧化物基準之莫耳%表示，含有：
40～72%之SiO2
、
0.5～10%之Al2
O3
、
15～50%之Li2
O，且實質上不含K2
O。
13.如上述7至9中任一項所記載之化學強化玻璃，其中上述化學強化玻璃之母玻璃以氧化物基準之莫耳百分率表示，含有：
40～65%之SiO2
、15～45%之Al2
O3
、2～15%之Li2
O，且K1c為0.80 MPa・m1/2
以上。
[發明之效果]
根據本發明之化學強化玻璃之製造方法，使用含有鈉且鉀含量未達5質量%之強化鹽，對破壞韌性值為特定範圍以上之鋰鋁矽酸鹽玻璃進行化學強化。藉此，能夠有效率地製造可抑制受到損傷時之粉碎，並且強度及耐候性亦較先前優異之化學強化玻璃。本發明之化學強化玻璃於受到損傷時不易粉碎，且強度及耐候性亦優異，適於覆蓋玻璃。
以下，對本發明之化學強化玻璃進行詳細說明，但本發明並不限定於以下之實施形態，可於不脫離本發明主旨之範圍內任意地變化而實施。
本說明書中，「化學強化玻璃」係指實施化學強化處理後之玻璃。又，「化學強化用玻璃」係指實施化學強化處理前之玻璃。
本說明書中，有時將化學強化用玻璃之玻璃組成稱為化學強化玻璃之母組成。化學強化玻璃中，通常於玻璃表面部分形成利用離子交換所產生之壓縮應力層，因此未進行離子交換之部分之玻璃組成與化學強化玻璃之母組成一致。又，即便為經離子交換之部分，除鹼金屬氧化物以外之成分之濃度亦基本上不變化。
本說明書中，玻璃組成以氧化物基準之莫耳百分率表示，有時將莫耳%簡記為%。又，表示數值範圍之「～」係於包含其前後所記載之數值作為下限值及上限值之含義下使用。
玻璃組成中，所謂「實質上不含」意指除原材料等中所含之不可避免之雜質以外不含有、即並非刻意地含有。除產生著色之過渡金屬氧化物等以外，例如於玻璃組成中之含量未達0.1莫耳%。
本說明書中，「應力分佈」係將距玻璃表面之深度設為變數來表示壓縮應力值之圖案。負壓縮應力值意指拉伸應力。又，「壓縮應力層深度(DOC)」係壓縮應力值(CS)成為零之深度。「內部拉伸應力值(CT)」係指玻璃之板厚t之1/2深度處之拉伸應力值。
應力分佈一般多使用光波導表面應力計(例如折原製作所股份有限公司製造之FSM-6000)進行測定。但是，光波導表面應力計在測定原理上，若非折射率自表面朝向內部變低之情形，則無法測定應力。結果，於利用鈉鹽對鋰鋁矽酸鹽玻璃進行化學強化之情形時，無法測定壓縮應力。因此，本說明書中，使用散射光光彈性應力計(例如折原製作所股份有限公司製造之SLP-1000)測定應力分佈。根據散射光光彈性應力計，不論玻璃內部之折射率分佈如何，均可測定應力值。但是，由於散射光光彈性應力計容易受到表面散射光之影響，故而難以準確地測定玻璃表面附近之應力值。關於距表面之深度截止10 μm之表層部分，可藉由基於較其更深之部分之測定值，使用互補誤差函數進行外插之方法預估應力值。
＜化學強化玻璃＞
本態樣之化學強化玻璃厚度為t[單位：μm]，且為
鋰鋁矽酸鹽玻璃，
表面壓縮應力值(CS0
)為500～1000 MPa，
距玻璃表面之深度50 μm處之壓縮應力值(CS50
)為150～230 MPa，且
壓縮應力值成為零之深度DOL[單位：μm]為0.06t～0.2t，
(CS0
×DOL)/K1c[單位：μm/m1/2
]為40000～70000。
此處，K1c為破壞韌性值[單位：μm/m1/2
]。
本化學強化玻璃較佳為玻璃表面之K濃度為1質量%以下。
或者，本態樣之化學強化玻璃係
厚度為t[單位：μm]者，且
為鋰鋁矽酸鹽玻璃，
表面壓縮應力值(CS0
)為500～1000 MPa，
距玻璃表面之深度50 μm處之壓縮應力值(CS50
)為150～230 MPa，且
內部壓縮應力值CT[單位：MPa]與下述式所表示之X之比CT/X為0.7～1。
X＝√(1/2a(1－ν)(t－2×DOL))K1c
此處，a為0.11，ν為泊松比。
圖1係表示本發明之一態樣之化學強化玻璃之應力分佈的圖。圖1中，實施例係本發明之一態樣之化學強化玻璃(下述化學強化玻璃SG5)之應力分佈。又，參考例係不使下述玻璃G21結晶化而進行2個階段之化學強化所獲得之化學強化玻璃之應力分佈。
於玻璃板受到衝擊而撓曲之情形時，若其撓曲量變大，則因對玻璃表面施加較大拉伸應力而導致玻璃破壞。本說明書中，將此種破壞稱為「因彎曲模式所導致之玻璃破壞」。
如圖1所示，本發明之化學強化玻璃與參考例之化學強化玻璃相比，玻璃之最表面之CS較高，因此可抑制因彎曲模式所導致之玻璃破壞。又，本發明之化學強化玻璃藉由使CS50
為150～230 MPa，而可抑制內部拉伸應力面積(St)，結果可降低CT，抑制受到損傷時之粉碎。此處，St係將於應力分佈中自DOL至板厚中心t/2為止之區域之拉伸應力值進行積分所得之值。
本發明之化學強化玻璃之厚度(t)例如為2 mm以下，較佳為1.5 mm以下，更佳為1 mm以下，進而較佳為0.9 mm以下，尤佳為0.8 mm以下，最佳為0.7 mm以下。又，為了獲得充分之強度，厚度例如為0.1 mm以上，較佳為0.2 mm以上，更佳為0.4 mm以上，進而較佳為0.5 mm以上，尤佳為0.6 mm以上。
本發明之化學強化玻璃係對鋰鋁矽酸鹽玻璃實施離子交換處理而製造。鋰鋁矽酸鹽玻璃與自先前以來被廣泛用作化學強化用玻璃之鈉鋁矽酸鹽玻璃相比，有破壞韌性值較大，即便受損亦不易破裂之傾向。又，下述CT極限較大，有即便增大玻璃表面之壓縮應力值，亦不易產生劇烈之粉碎之傾向。
本發明之化學強化玻璃之CS0
為500 MPa以上，較佳為550 MPa以上，更佳為600 MPa以上。藉由使CS0
為500 MPa以上，因落下而產生之拉伸應力被抵消，因此不易粉碎，並且可抑制因彎曲模式所導致之破壞。又，玻璃表層之壓縮應力之總量固定，若CS0
過高，則玻璃內部之CS即CS50
降低。因此，就防止衝擊時之粉碎之方面而言，CS0
為1000 MPa以下，較佳為800 MPa以下，更佳為750 MPa以下。
本發明之化學強化玻璃之CS50
為150 MPa以上，較佳為160 MPa以上，更佳為170 MPa以上。藉由使CS50
為150 MPa以上，可提高強度。但是，若CS50
過高，則內部拉伸應力CT增加而容易粉碎。就抑制粉碎(受到損傷時之爆發性之破壞)之方面而言，CS50
為230 MPa以下，較佳為220 MPa以下，更佳為210 MPa以下。
壓縮應力值成為0之深度(DOL)若相對於厚度t[單位：μm]過大，則導致CT增加，因此為0.2t以下，較佳為0.19t以下，更佳為0.18t以下。具體而言，例如於板厚t為0.8 mm之情形時，DOL較佳為160 μm以下。又，就提高強度之方面而言，DOL為0.06t以上，較佳為0.08t以上，更佳為0.10t以上，進而較佳為0.12t以上。
若藉由化學強化而使玻璃表層產生壓縮應力，則於玻璃內部產生CT，若CT超過CT極限，則受到損傷時之粉碎數爆發性地增加。圖4中表示使用維氏試驗機，於實施例中藉由下述方法進行化學強化後之玻璃受到損傷後之結果之一例。圖4(A)係CT為CT極限以下之玻璃之情形，圖4(B)係CT超過CT極限之玻璃之情形。表層之壓縮應力之總量係由CT極限決定，因此藉由將表層之壓縮應力之總量設為一定範圍而降低CT、或設為高破壞韌性而提昇CT極限，藉此可抑制受到損傷時之粉碎。
本發明之化學強化玻璃之(CS0
×DOL)/K1c[單位：μm/m1/2
]為40000～70000，較佳為42000～58000，更佳為44000～55000。藉由使(CS0
×DOL)/K1c為上述範圍，可提高玻璃表層之CS而抑制因彎曲模式所導致之破壞，並且提高落下強度，抑制St而將CT抑制得較低，從而抑制受到損傷時之粉碎。
又，為了提高落下強度並且抑制粉碎，(t－2×DOL)×CT/2[單位：μm・MPa]之值較佳為20000～30000。(t－2×DOL)×CT/2[單位：μm・MPa]之值更佳為25000以下。(t－2×DOL)×CT/2與拉伸應力之積分值St近似。
破壞韌性值較大之玻璃由於CT極限較大，故而即便藉由化學強化將較大之表面壓縮應力導入至玻璃中，亦不易產生劇烈之粉碎。就抑制受到損傷時之粉碎之方面而言，本發明之化學強化玻璃之母玻璃之破壞韌性值較佳為0.80 MPa・m1/2
以上，更佳為0.85 MPa・m1/2
以上，進而較佳為0.90 MPa・m1/2
以上。又，破壞韌性值通常為2.0 MPa・m1/2
以下，典型為1.5 MPa・m1/2
以下。
破壞韌性值例如可使用DCDC(double cleavage drilled compression，雙劈裂鑽孔壓縮)法(Acta metall. mater. Vol. 43, pp. 3453-3458, 1995)進行測定。簡單而言，破壞韌性值可藉由壓頭壓入法進行評估。作為使破壞韌性值成為上述範圍之方法，例如可列舉藉由調整結晶化玻璃之結晶條件(熱處理時間及溫度)、玻璃組成、冷卻速度等而調整結晶率、假想溫度等之方法。具體而言，例如於結晶化玻璃之情形時，將下述結晶化玻璃之結晶率設為較佳為15%以上，更佳為18%以上，進而較佳為20%以上。又，為了確保透過率，結晶化玻璃之結晶率較佳為60%以下，更佳為55%以下，進而較佳為50%以下，尤佳為40%以下。
本發明者等人進行實驗後發現，CT極限值與下述式所表示之X值大致相等。
X＝√(1/2a(1－ν)(t－2×DOL))K1c
此處，a＝0.11，ν為泊松比。
即，若CT與X之比CT/X為1以下，則不易產生劇烈之粉碎。因此，藉由將CT/X設為0.7～1，可抑制粉碎並且增大CS。
為了防止粉碎，CT/X較佳為0.95以下，更佳為0.9以下。
對鋰鋁矽酸鹽玻璃實施2個階段之離子交換處理後之化學強化玻璃與化學強化前相比，有耐候性降低之情形。本發明者等人對耐候性降低之化學強化玻璃進行調查，結果發現於玻璃表面生成有含有鉀之析出物。推測其原因在於，大量存在於玻璃表面之鉀離子與空氣中之成分發生化學反應而生成析出物。關於本發明之化學強化玻璃之一態樣，母組成中之鹼相對於氧化鋁之含量比較大，尤其容易降低耐候性。
本發明之化學強化玻璃由於玻璃表面之K濃度較低，故而防止與空氣中之成分之化學反應，顯示優異之耐候性。本發明之化學強化玻璃之玻璃表面之K濃度為1質量%以下，更佳為0.8質量%以下，進而較佳為0.6質量%以下。
本說明書中，所謂「玻璃表面之K濃度」係指自玻璃表面至深度1 μm為止之K濃度。玻璃表面之K濃度之下限通常為玻璃組成中原本含有之K濃度(質量%)之1000分之1以上。此處，所謂玻璃組成中原本含有之K濃度係指化學強化前之玻璃之K濃度。玻璃表面之K濃度可藉由EPMA(electron probe micro analyzer，電子探針顯微分析儀)進行測定。
化學強化玻璃之耐候性可藉由耐候性試驗進行評估。本發明之化學強化玻璃於濕度80%、80℃下靜置120小時前後之霧度值之差較佳為5%以下(即，｜試驗後之霧度值[%]－試驗前之霧度值[%]｜≦5)，更佳為4%以下，進而較佳為3%以下。霧度值係使用測霧計，依據JIS K7136(2000年)，測定C光源下之霧度值。
本發明之化學強化玻璃之形狀亦可根據所要應用之製品或用途等而為板狀以外之形狀。又，玻璃板亦可具有外周之厚度不同之摺邊形狀等。又，玻璃板之形態並不限定於此，例如可2個主面互不平行，又，亦可2個主面之一者或兩者之全部或一部分為曲面。更具體而言，玻璃板例如可為無翹曲之平板狀玻璃板，又，亦可為具有彎曲之表面之曲面玻璃板。
本發明之化學強化玻璃可用作行動電話、智慧型手機、攜帶型資訊終端(PDA)、平板終端等移動式電子機器所使用之覆蓋玻璃。對於不以攜帶為目的之電視(TV)、個人電腦(PC)、觸控面板等電子機器之覆蓋玻璃亦有用。又，作為窗玻璃等建築用材料、桌面、汽車或航空器等之內飾等或其等之覆蓋玻璃亦有用。
本發明之化學強化玻璃由於可於化學強化前或後進行彎曲加工或成形而製成平板狀以外之形狀，故而對於具有曲面形狀之殼體等之用途亦有用。
＜鋰鋁矽酸鹽玻璃＞
本發明之化學強化玻璃係鋰鋁矽酸鹽玻璃。鋰鋁矽酸鹽玻璃只要為含有SiO2
、Al2
O3
及Li2
O之玻璃，則其形態並無特別限定，例如可列舉結晶化玻璃、非晶質玻璃。以下，對結晶化玻璃及非晶質玻璃進行說明。
＜＜結晶化玻璃＞＞
於本發明中之鋰鋁矽酸鹽玻璃為結晶化玻璃之情形時，作為一態樣，較佳為以氧化物基準之莫耳%表示，含有：
40～72%之SiO2
、
0.5～10%之Al2
O3
、
15～50%之Li2
O。
本結晶化玻璃較佳為含有矽酸鋰結晶、鋁矽酸鋰結晶或磷酸鋰結晶中之任一種以上。作為矽酸鋰結晶，更佳為偏矽酸鋰結晶。作為鋁矽酸鋰結晶，較佳為透鋰長石結晶或β鋰輝石結晶。作為磷酸鋰結晶，較佳為正磷酸鋰結晶。
為了提高透明性，更佳為含有偏矽酸鋰結晶之結晶化玻璃。
結晶化玻璃係藉由對其後說明之非晶質玻璃進行加熱處理而結晶化而獲得。結晶化玻璃之玻璃組成與結晶化前之非晶質玻璃之組成相同，因此將於非晶質玻璃之項中說明。
結晶化玻璃之可見光透過率(包含擴散透過光在內之全光線可見光透過率)於換算成厚度0.7 mm之情形時，較佳為85%以上，藉此，於用於攜帶型顯示器之覆蓋玻璃之情形時，容易看到顯示器之畫面。可見光透過率更佳為88%以上，進而較佳為90%以上。可見光透過率越高越佳，通常為93%以下。再者，通常之非晶質玻璃之可見光透過率為90%程度以上。
於結晶化玻璃之厚度並非0.7 mm之情形時，可根據使用朗伯-比爾定律(Lambert-Beer law)測得之透過率，計算出0.7 mm之情形時之透過率。
又，於板厚t大於0.7 mm之玻璃之情形時，亦可藉由研磨或蝕刻等將板厚調整為0.7 mm而實際進行測定。
又，霧度值於換算成厚度0.7 mm之情形時，較佳為1.0%以下，更佳為0.4%以下，進而較佳為0.3%以下，尤佳為0.2%以下，最佳為0.15%以下。霧度值越小越佳，但若為了減小霧度值而降低結晶率、或減小結晶粒徑，則機械強度降低。為了提高機械強度，厚度0.7 mm之情形時之霧度值較佳為0.02%以上，更佳為0.03%以上。霧度值係依照JIS K7136(2000年)而測得之值。
再者，於板厚t[mm]之結晶化玻璃之全光線可見光透過率為100×T[%]、霧度值為100×H[%]之情形時，藉由援用朗伯-比爾定律，可使用常數α，記載為T＝(1－R)2×exp(-αt)。可使用該常數α，表示為
dH/dt∝exp(-αt)×(1－H)。
即，可認為，霧度值隨著板厚增加而與內部直線透過率成比例增加，因此0.7 mm之情形時之霧度值H0.7
根據以下式求出。
H0.7
＝100×[1－(1－H){((1-R)2-T0.7)/((1-R)2-T)}
][%]
又，於板厚t大於0.7 mm之玻璃之情形時，亦可藉由研磨或蝕刻等將板厚調整為0.7 mm而實際進行測定。
於將結晶化玻璃經強化之強化玻璃用於攜帶型顯示器之覆蓋玻璃之情形時，較佳為具有與塑膠不同之質感、高級感。因此，本結晶化玻璃之折射率較佳為於波長590 nm下為1.52以上，更佳為1.55以上，進而較佳為1.57以上。
結晶化玻璃較佳為含有偏矽酸鋰結晶之結晶化玻璃。偏矽酸鋰結晶係表示為Li2
SiO3
，一般而言於粉末X射線繞射光譜中於布拉格角(2θ)為26.98°±0.2°、18.88°±0.2°、33.05°±0.2°時顯示繞射峰之結晶。圖2係結晶化玻璃之X射線繞射光譜之一例，確認到偏矽酸鋰結晶之繞射峰。
含有偏矽酸鋰結晶之結晶化玻璃與一般之非晶質玻璃相比，破壞韌性值較高，即便藉由化學強化而形成較大壓縮應力，亦不易產生劇烈之破壞。可析出偏矽酸鋰結晶之非晶質玻璃有藉由熱處理條件等而析出二矽酸鋰之情形。二矽酸鋰係表示為Li2
Si2
O5
，一般而言於粉末X射線繞射光譜中於布拉格角(2θ)為24.89°±0.2°、23.85°±0.2°、24.40°±0.2°時顯示繞射峰之結晶。
於含有二矽酸鋰結晶之情形時，若由X射線繞射峰寬度根據Scherrer式所求出之二矽酸鋰結晶粒徑為45 nm以下，則容易獲得透明性，故而較佳，更佳為40 nm以下。Scherrer之式中存在形狀因子，但於此情形時，可以無因次之0.9為代表(即，假定結晶粒為球狀)。
於結晶化玻璃中含有偏矽酸鋰結晶之情形時，若亦含有二矽酸鋰結晶，則結晶化玻璃之透明性容易降低，因此較佳為不含二矽酸鋰。此處，所謂「不含二矽酸鋰」係指於X射線繞射光譜中未檢測到二矽酸鋰結晶之繞射峰。
為了提高機械強度，結晶化玻璃之結晶率較佳為5%以上，更佳為10%以上，進而較佳為15%以上，尤佳為20%以上。為了提高透明性，較佳為70%以下，更佳為60%以下，尤佳為50%以下。結晶率較小在進行加熱而容易彎曲成形等方面亦優異。
結晶率可由X射線繞射強度藉由里特沃爾德法而算出。關於里特沃爾德法，記載於日本結晶學會「結晶解析手冊」編集委員會編、「結晶解析手冊」(協立出版 1999年刊、p492～499)。
結晶化玻璃之析出結晶之平均粒徑較佳為80 nm以下，更佳為60 nm以下，進而較佳為50 nm以下，尤佳為40 nm以下，最佳為30 nm以下。析出結晶之平均粒徑係根據透過式電子顯微鏡(TEM)像求出。析出結晶之平均粒徑可根據掃描式電子顯微鏡(SEM)像推定。
結晶化玻璃於50℃～350℃下之平均熱膨脹係數較佳為90×10-7
/℃以上，更佳為100×10-7
/℃以上，進而較佳為110×10-7
/℃以上，尤佳為120×10-7
/℃以上，最佳為130×10-7
/℃以上。
若熱膨脹係數過大，則有於化學強化過程中因熱膨脹率差而產生破裂之可能性，因此較佳為160×10-7
/℃以下，更佳為150×10-7
/℃以下，進而較佳為140×10-7
/℃以下。
結晶化玻璃由於含有結晶，故而硬度較大。因此，不易受損，耐磨耗性亦優異。為了增大耐磨耗性，維氏硬度較佳為600以上，更佳為700以上，進而較佳為730以上，尤佳為750以上，最佳為780以上。
若硬度過高，則難以進行加工，因此結晶化玻璃之維氏硬度較佳為1100以下，更佳為1050以下，進而較佳為1000以下。
為了抑制因化學強化時之強化所導致之翹曲，結晶化玻璃之楊氏模數較佳為85 GPa以上，更佳為90 GPa以上，進而較佳為95 GPa以上，尤佳為100 GPa以上。結晶化玻璃有時研磨後使用。為了容易研磨，楊氏模數較佳為130 GPa以下，更佳為125 GPa以下，進而較佳為120 GPa以下。
若結晶化玻璃之破壞韌性值較佳為0.8 MPa・m1/2
以上，更佳為0.85 MPa・m1/2
以上，進而較佳為0.9 MPa・m1/2
以上，則於已進行化學強化之情形時，破裂時碎片不易飛散，故而較佳。
於本發明中之鋰鋁矽酸鹽玻璃為結晶化玻璃之情形時，作為一態樣，較佳為以氧化物基準之莫耳%表示，含有：40～72%之SiO2
、0.5～10%之Al2
O3
、15～50%之Li2
O、0～4%之P2
O5
、0～6%之ZrO2
、0～7%之Na2
O、0～5%之K2
O。即，較佳為對以氧化物基準之莫耳%表示含有40～72%之SiO2
、0.5～10%之Al2
O3
、15～50%之Li2
O、0～4%之P2
O5
、0～6%之ZrO2
、0～7%之Na2
O、0～5%之K2
O的非晶質玻璃(以下，有時稱為結晶性非晶質玻璃)進行加熱處理而結晶化。
＜結晶性非晶質玻璃＞
作為本發明中之結晶性非晶質玻璃之一態樣，較佳為以氧化物基準之莫耳%表示，含有：40～72%之SiO2
、0.5～10%之Al2
O3
、15～50%之Li2
O、0～4%之P2
O5
、0～6%之ZrO2
、0～7%之Na2
O、0～5%之K2
O。
以下，對該玻璃組成進行說明。
於結晶性非晶質玻璃中，SiO2
係形成玻璃之網狀結構之成分。又，係提高化學耐久性之成分，亦為矽酸鋰結晶或鋁矽酸鋰結晶之構成成分。SiO2
之含量較佳為40%以上。SiO2
之含量更佳為42%以上，進而較佳為45%以上。為了充分增大由化學強化產生之應力，SiO2
之含量較佳為72%以下。為了使偏矽酸鋰結晶析出，SiO2
之含量較佳為60%以下，更佳為58%以下，進而較佳為55%以下。
Al2
O3
係增大利用化學強化產生之表面壓縮應力之成分，為必需成分。Al2
O3
之含量較佳為0.5%以上。為了增大利用化學強化產生之應力，Al2
O3
之含量更佳為1%以上，進而較佳為2%以上。另一方面，為了減小結晶化玻璃之霧度值，Al2
O3
之含量較佳為10%以下，更佳為8%以下，進而較佳為6%以下。
Li2
O係藉由離子交換使表面壓縮應力形成之成分，係矽酸鋰結晶、鋁矽酸鋰結晶、磷酸鋰結晶之構成成分，為必需成分。Li2
O之含量較佳為15%以上，更佳為20%以上，進而較佳為25%以上。另一方面，為了保持化學耐久性，Li2
O之含量較佳為50%以下，更佳為45%以下，進而較佳為40%以下。
Na2
O係提高玻璃之熔融性之成分。Na2
O並非必需，較佳為Na2
O之含量為0.5%以上，更佳為1%以上，尤佳為2%以上。若Na2
O過多，則難以析出偏矽酸鋰結晶，或化學強化特性降低，因此Na2
O之含量較佳為7%以下，更佳為6%以下，進而較佳為5%以下。
K2
O係與Na2
O同樣地降低玻璃之熔融溫度之成分，可含有。含有K2
O之情形時之含量較佳為0.5%以上，更佳為1%以上，進而較佳為1.5%以上，尤佳為2%以上。若K2
O過多，則化學強化特性降低，因此K2
O之含量較佳為5%以下，更佳為4%以下，進而較佳為3%以下，尤佳為2%以下。
又，Na2
O與K2
O之合計含量Na2
O＋K2
O較佳為0.5%以上，更佳為1%以上。又，Na2
O＋K2
O較佳為7%以下，更佳為6%以下，進而較佳為5%以下。
又，Li2
O與SiO2
之mol%比Li2
O/SiO2
較佳為0.4以上，更佳為0.45以上，進而較佳為0.5以上。又，Li2
O/SiO2
較佳為0.85以下，更佳為0.80以下，進而較佳為0.75以下。藉此，於進行加熱處理時，容易析出偏矽酸鋰結晶，容易獲得透明性較高之結晶化玻璃。
又，Li2
O與Na2
O之mol%比Li2
O/Na2
O較佳為4以上，更佳為8以上，進而較佳為12以上。又，Li2
O/Na2
O較佳為30以下，更佳為28以下，進而較佳為25以下。藉此，使藉由化學強化產生之壓縮應力變得充分，並且容易獲得表面應力緩和之應力分佈。
P2
O5
於含有矽酸鋰或鋁矽酸鋰之結晶化玻璃之情形時並非必需，但具有促進玻璃之分相而促進結晶化之效果，可含有。又，於含有磷酸鋰結晶之結晶化玻璃之情形時為必需成分。含有P2
O5
之情形時之含量較佳為0.5%以上，更佳為1%以上，進而較佳為1.5%以上。另一方面，若P2
O5
之含量過多，則熔融時容易分相，又，耐酸性顯著降低。P2
O5
之含量較佳為5%以下，更佳為4%以下，進而較佳為3%以下。
ZrO2
係於結晶化處理時可構成結晶核之成分，可含有。ZrO2
之含量較佳為1%以上，更佳為2%以上，進而較佳為2.5%以上，尤佳為3%以上。另一方面，為了抑制熔融時之失透，ZrO2
之含量較佳為6%以下，更佳為5.5%以下，進而較佳為5%以下。
TiO2
係於結晶化處理時可構成結晶核之成分，可含有。TiO2
並非必需，於含有之情形時，較佳為0.5%以上，更佳為1%以上，進而較佳為2%以上，尤佳為3%以上，最佳為4%以上。另一方面，為了抑制熔融時之失透，TiO2
之含量較佳為10%以下，更佳為8%以下，進而較佳為6%以下。
SnO2
具有促進結晶核之生成之作用，可含有。SnO2
並非必需，於含有之情形時，較佳為0.5%以上，更佳為1%以上，進而較佳為1.5%以上，尤佳為2%以上。另一方面，為了抑制熔融時之失透，SnO2
之含量較佳為6%以下，更佳為5%以下，進而較佳為4%以下，尤佳為3%以下。
Y2
O3
係於化學強化玻璃被破壞時使碎片不易飛散之成分，可含有。Y2
O3
之含量較佳為1%以上，更佳為1.5%以上，進而較佳為2%以上，尤佳為2.5%以上，極佳為3%以上。另一方面，為了抑制熔融時之失透，Y2
O3
之含量較佳為5%以下，更佳為4%以下。
B2
O3
並非必需，係提高化學強化用玻璃或化學強化玻璃之耐破裂性且提高熔融性之成分，可含有。為了提高熔融性，含有B2
O3
之情形時之含量較佳為0.5%以上，更佳為1%以上，進而較佳為2%以上。另一方面，若B2
O3
之含量超過5%，則熔融時產生條紋，化學強化用玻璃之品質容易降低，因此較佳為5%以下。B2
O3
之含量更佳為4%以下，進而較佳為3%以下，尤佳為2%以下。
BaO、SrO、MgO、CaO、ZnO係提高玻璃之熔融性之成分，可含有。於含有該等成分之情形時，BaO、SrO、MgO、CaO、ZnO之含量之合計BaO＋SrO＋MgO＋CaO＋ZnO較佳為0.5%以上，更佳為1%以上，進而較佳為1.5%以上，尤佳為2%以上。另一方面，由於離子交換速度降低，故而BaO＋SrO＋MgO＋CaO＋ZnO之含量較佳為8%以下，更佳為6%以下，進而較佳為5%以下，尤佳為4%以下。
其中，含有BaO、SrO、ZnO之目的在於，藉由提高殘留玻璃之折射率而接近於析出結晶相，從而提高結晶化玻璃之透過率，降低霧度值。於該情形時，合計含量BaO＋SrO＋ZnO較佳為0.3%以上，更佳為0.5%以上，進而較佳為0.7%以上，尤佳為1%以上。另一方面，該等成分有降低離子交換速度之情形。為了使化學強化特性變得良好，BaO＋SrO＋ZnO較佳為2.5%以下，更佳為2%以下，進而較佳為1.7%以下，尤佳為1.5%以下。
又，亦可含有CeO2
。CeO2
具有使玻璃氧化之效果，有抑制著色之情形。含有CeO2
之情形時之含量較佳為0.03%以上，更佳為0.05%以上，進而較佳為0.07%以上。於使用CeO2
作為氧化劑之情形時，為了提高透明性，CeO2
之含量較佳為1.5%以下，更佳為1.0%以下。
於對強化玻璃著色後使用時，可於不阻礙達成所需之化學強化特性之範圍內添加著色成分。作為著色成分，例如可列舉Co3
O4
、MnO2
、Fe2
O3
、NiO、CuO、Cr2
O3
、V2
O5
、Bi2
O3
、SeO2
、Er2
O3
、Nd2
O3
作為較佳者。
著色成分之含量較佳為合計為1%以下之範圍。於欲進一步提高玻璃之可見光透過率之情形時，較佳為實質上不含該等成分。
又，作為玻璃熔融時之澄清劑等，亦可適當含有SO3
、氯化物、氟化物等。較佳為不含As2
O3
。於含有Sb2
O3
之情形時，較佳為0.3%以下，更佳為0.1%以下，最佳為不含有。
＜＜高韌性非晶質玻璃＞＞
本發明中之鋰鋁矽酸鹽玻璃亦可為高韌性非晶質玻璃。作為高韌性非晶質玻璃，例如可列舉以氧化物基準之莫耳%表示含有40～65%之SiO2
、15～45%之Al2
O3
、2～15%之Li2
O之玻璃。高韌性非晶質玻璃較佳為含有合計1～15%之選自Y2
O3
、La2
O3
、Nb2
O5
、Ta2
O5
及WO3
中之1種以上成分。
於高韌性非晶質玻璃中，SiO2
係形成玻璃之網狀結構之成分。又，係提高化學耐久性之成分。SiO2
之含量較佳為40%以上。SiO2
之含量更佳為42%以上，進而較佳為45%以上。為了充分增大藉由化學強化產生之應力，SiO2
之含量較佳為65%以下，更佳為60%以下，進而較佳為55%以下。
Al2
O3
係增大藉由化學強化所產生之表面壓縮應力之成分，為必需成分。Al2
O3
之含量較佳為15%以上。又，為了增大破壞韌性值，Al2
O3
之含量更佳為20%以上，進而較佳為22%以上，尤佳為25%以上。另一方面，為了使玻璃容易熔融，Al2
O3
之含量較佳為45%以下，更佳為40%以下，進而較佳為35%以下。
Li2
O係藉由離子交換而形成表面壓縮應力之成分，為必需成分。Li2
O之含量較佳為2%以上，更佳為4%以上，進而較佳為7%以上。另一方面，為了保持化學耐久性，Li2
O之含量較佳為15%以下，更佳為13%以下，進而較佳為11%以下。
為了降低失透溫度，本發明之玻璃較佳為含有合計1%以上之選自Y2
O3
、La2
O3
、Nb2
O5
、Ta2
O5
及WO3
中之1種以上成分。更佳為2%以上，進而較佳為3%以上。
Y2
O3
、La2
O3
、Nb2
O5
、Ta2
O5
及WO3
係場強度較大之陽離子。所謂場強度係指陽離子之價數除以離子半徑所得者，係吸引周圍之陽離子之強度。該等成分由於使氧填充密度提高，故而具有提高楊氏模數或破壞韌性之效果。
若楊氏模數過度提高，則加工難度增加，結果良率降低。為了使楊氏模數之提高收斂於適當之範圍，選自Y2
O3
、La2
O3
、Nb2
O5
、Ta2
O5
及WO3
中之1種以上之成分之合計含量較佳為15%以下。該含量更佳為13%以下，進而較佳為12%以下，尤佳為11%以下。
為了形成填充密度較高之玻璃構造，本發明之玻璃組成中，Y2
O3
、La2
O3
、Nb2
O5
、Ta2
O5
及WO3
之合計含量與Al2
O3
含量之比([Y2
O3
]＋[La2
O3
]＋[Nb2
O5
]＋[Ta2
O5
]＋[WO3
])/[Al2
O3
]較佳為0.2以上，更佳為0.25以上，進而較佳為0.3以上。為了防止玻璃超出需要地高楊氏模數化，([Y2
O3
]＋[La2
O3
]＋[Nb2
O5
]＋[Ta2
O5
]＋[WO3
])/[Al2
O3
]較佳為0.6以下，更佳為0.55以下，進而較佳為0.5以下。
La2
O3
、Nb2
O5
、Ta2
O5
及WO3
並非必需成分，但由於對玻璃之脆性有較大影響，故而為了調整碎裂或刮痕試驗之特性而可含有。
Li2
O、Na2
O及K2
O等鹼金屬氧化物(有時統稱為R2
O)均為非必需但會降低玻璃之熔解溫度之成分，可含有1種以上。
非晶質玻璃之玻璃轉移點Tg較佳為390℃以上，更佳為410℃以上，進而較佳為420℃以上。若玻璃轉移點Tg較高，則不易產生化學強化處理中之應力緩和，因此容易獲得高強度。另一方面，若Tg過高，則玻璃難以成形等，因此Tg較佳為650℃以下，更佳為600℃以下。
非晶質玻璃於50℃～350℃下之平均熱膨脹係數較佳為90×10-7
/℃以上，更佳為100×10-7
/℃以上，進而較佳為110×10-7
/℃以上。另一方面，若熱膨脹係數過大，則於玻璃之成形中容易破裂，因此熱膨脹係數較佳為150×10-7
/℃以下，更佳為140×10-7
/℃以下。若非晶質玻璃與偏矽酸鋰結晶之熱膨脹係數之差較大，則於結晶化過程中容易產生因熱膨脹率差所導致之破裂。
將非晶質玻璃粉碎，使用示差掃描熱量計獲得DSC(differential scanning calorimetry，示差掃描熱量法)曲線，將由該DSC曲線所求出之玻璃轉移點(TgDSC
)與該DSC曲線中最低溫度區域所出現之結晶化峰值溫度(Tc)的差設為(Tc－Tg)。非晶質玻璃之(Tc－Tg)較佳為80℃以上，更佳為85℃以上，進而較佳為90℃以上，尤佳為95℃以上。若(Tc－Tg)較大，則對結晶化玻璃進行再加熱而容易進行彎曲加工等。(Tc－Tg)較佳為150℃以下，更佳為140℃以下。
圖3係非晶質玻璃之DSC曲線之一例。圖3所示之TgDSC
有與由熱膨脹曲線所求出之玻璃轉移點(Tg)不一致之情形。又，關於TgDSC
，由於將玻璃粉碎後測定，故而測定誤差容易變大，但為了評估與結晶化峰值溫度之關係，相較由熱膨脹曲線所求出之Tg，使用藉由相同之DSC測定所求出之TgDSC
更為適合。
非晶質玻璃之楊氏模數較佳為75 GPa以上，更佳為80 GPa以上，進而較佳為85 GPa以上。
非晶質玻璃之維氏硬度較佳為500以上，更佳為550以上。
＜化學強化玻璃之製造方法＞
本發明之化學強化玻璃係對上述結晶性非晶質玻璃進行加熱處理而獲得結晶化玻璃，再對所獲得之結晶化玻璃進行化學強化處理而製造。或者對上述高韌性非晶質玻璃進行化學強化處理而製造。
(非晶質玻璃之製造)
非晶質玻璃例如可藉由以下方法進行製造。再者，以下記載之製造方法係製造板狀之化學強化玻璃之情形之例。
以獲得較佳組成之玻璃之方式調製玻璃原料，於玻璃熔融爐中加熱熔融。其後，藉由起泡、攪拌、添加澄清劑等使熔融玻璃均質化，並藉由公知成形法成形為規定厚度之玻璃板，緩冷。或者亦可藉由將熔融玻璃成形為塊狀，於緩冷後切斷之方法而成形為板狀。
作為板狀玻璃之成形法，例如可列舉浮式法、加壓法、熔融法及下拉法。尤其是於製造大型玻璃板之情形時，較佳為浮式法。又，亦較佳為浮式法以外之連續成形法、例如熔融法及下拉法。
(結晶化處理)
於本發明中之鋰鋁矽酸鹽玻璃為結晶化玻璃之情形時，藉由對利用上述程序獲得之結晶性非晶質玻璃進行加熱處理而獲得結晶化玻璃。
加熱處理較佳為2個階段之加熱處理：自室溫升溫至第一處理溫度並保持一定時間後，於高於第一處理溫度之第二處理溫度下保持一定時間。
於2個階段之加熱處理之情形時，第一處理溫度較佳為於該玻璃組成中結晶核生成速度變大之溫度區域，第二處理溫度較佳為於該玻璃組成中結晶生長速度變大之溫度區域。又，第一處理溫度下之保持時間較佳為以生成充分數量之結晶核之方式長時間保持。藉由生成多個結晶核，各結晶之大小變小，可獲得透明性較高之結晶化玻璃。
第一處理溫度例如為450℃～700℃，第二處理溫度例如為600℃～800℃，於第一處理溫度下保持1小時～6小時後，於第二處理溫度下保持1小時～6小時。
視需要對藉由上述程序所獲得之結晶化玻璃進行研削及研磨處理，而形成結晶化玻璃板。於將結晶化玻璃板切斷為規定形狀及尺寸、或進行倒角加工之情形時，若於實施化學強化處理前進行切斷或倒角加工，則藉由其後之化學強化處理，於端面亦形成壓縮應力層，故而較佳。
＜化學強化玻璃之製造方法＞
本發明之化學強化玻璃係對鋰鋁矽酸鹽玻璃進行化學強化而製造。本製造方法中之鋰鋁矽酸鹽玻璃之較佳態樣與上述者相同。本製造方法中之鋰鋁矽酸鹽玻璃較佳為具有上述組成者。
鋰鋁矽酸鹽玻璃可藉由通常之方法進行製造。例如調製玻璃之各成分之原料，於玻璃熔融爐中加熱熔融。其後，藉由公知方法使玻璃均質化，成形為玻璃板等所需之形狀，緩冷。
作為玻璃之成形法，例如可列舉浮式法、加壓法、熔融法及下拉法。尤佳為適於大量生產之浮式法。又，亦較佳為浮式法以外之連續成形法、例如熔融法及下拉法。
其後，視需要對所成形之玻璃進行研削及研磨處理，而形成玻璃基板。再者，於將玻璃基板切斷為規定形狀及尺寸、或進行玻璃基板之倒角加工之情形時，若於實施下述化學強化處理前進行玻璃基板之切斷或倒角加工，則藉由其後之化學強化處理，於端面亦形成壓縮應力層，故而較佳。
本發明之化學強化玻璃之製造方法中之化學強化係使用含有鈉且鉀含量未達5質量%之強化鹽之化學強化。本發明之化學強化玻璃之製造方法中，化學強化處理可以2個階段以上進行，為了提高生產性，較佳為1個階段之強化。
根據本發明之化學強化玻璃之製造方法，藉由使用上述強化鹽對K1c為0.80 MPa/m1/2
以上之鋰鋁矽酸鹽玻璃進行化學強化，可獲得CS0
為500～1000 MPa且相對於玻璃之厚度t[單位：μm]，DOL[單位：μm]為0.06t～0.2t之化學強化玻璃。
化學強化處理例如係藉由將玻璃板於加熱至360～600℃之硝酸鈉等熔融鹽中浸漬0.1～500小時而進行。再者，作為熔融鹽之加熱溫度，較佳為375～500℃，又，玻璃板向熔融鹽中之浸漬時間較佳為0.3～200小時。
本發明之化學強化玻璃之製造方法中所使用之強化鹽係含有鈉且鉀含量以硝酸鉀換算計未達5質量%之強化鹽。鉀含量較佳為未達2質量%，更佳為實質上不含。所謂「實質上不含鉀」意指完全不含鉀、或可含有鉀作為製造上不可避免地混入之雜質。
作為強化鹽，例如可列舉硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氯化物等。作為其中之硝酸鹽，例如可列舉硝酸鋰、硝酸鈉等。作為硫酸鹽，例如可列舉硫酸鋰、硫酸鈉等。作為碳酸鹽，例如可列舉碳酸鋰、碳酸鈉等。作為氯化物，例如可列舉氯化鋰、氯化鈉、氯化銫、氯化銀等。該等強化鹽可單獨使用，亦可組合複數種使用。
化學強化處理之處理條件只要考慮玻璃之組成(特性)或熔融鹽之種類、以及所需之化學強化特性等而選擇適當之條件即可。
實施例
以下，使用實施例對本發明進行說明，但本發明並不限定於此。G1～G26為非晶質玻璃，GC1～GC19為結晶化玻璃。SG1～SG21、SG25、SG31、SG32係本發明之化學強化玻璃之實施例，SG22～SG24、SG26～30係比較例。再者，關於表中之各測定結果，空欄表示未測定。
[非晶質玻璃之製作及評估]
以成為表1～3中按氧化物基準之莫耳百分率表示所記載之玻璃組成之方式，調製玻璃原料，加以熔解，並進行研磨加工而製作玻璃板。作為玻璃原料，適當選擇氧化物、氫氧化物、碳酸鹽等一般之玻璃原料，以玻璃成為900 g之方式稱量。將所混合之玻璃原料放入鉑坩堝中，於1700℃下熔融、消泡。使該玻璃流於碳板上，而獲得玻璃塊。使用所獲得之塊之一部分，評估非晶質玻璃之楊氏模數、維氏硬度、破壞韌性值，將評估結果示於表1～3。表中之空欄表示未評估。
(楊氏模數)
楊氏模數係藉由超音波法進行測定。
(維氏硬度)
維氏硬度之測定係依據JIS-Z-2244(2009)(ISO6507-1、ISO6507-4、ASTM-E-384)所規定之試驗法，使用島津製作所股份有限公司製造之維氏硬度計(MICRO HARDNESS TESTERHMV-2)，於常溫、常濕環境下(於此情形時，維持為室溫25℃、濕度60%RH)下進行測定。每1個樣品測定10處，將其平均值作為該試製例之維氏硬度。又，將維氏壓頭之壓入荷重設為0.98 N，壓入15秒。
(破壞韌性值)
破壞韌性值係製作6.5 mm×6.5 mm×65 mm之樣品，藉由DCDC法進行測定。此時，於樣品之65 mm×6.5 mm之面開設2 mmΦ之貫通孔而進行評估。
[表1]
| 表1 | |||||||||||
| 非晶質玻璃 | G1 | G2 | G3 | G4 | G5 | G6 | G7 | G8 | G9 | G10 | G11 |
| SiO2 | 54.9 | 54.9 | 52.9 | 51.9 | 50.9 | 50.9 | 51.5 | 50.5 | 53.0 | 52.0 | 52.0 |
| Al2 O3 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 3.0 | 4.0 | 3.0 | 3.0 | 4.0 |
| Li2 O | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 |
| Na2 O | 1.8 | 3.0 | 5.0 | 3.6 | 5.0 | 6.5 | 4.0 | 4.0 | 1.8 | 1.8 | 1.8 |
| K2 O | 1.2 | 0.0 | 0.0 | 2.4 | 2.0 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
| MgO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| CaO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| P2 O5 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| ZrO2 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 |
| Y2 O3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1.0 | 0.0 |
| TiO2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| B2 O3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 楊氏模數(GPa) | 87 | 88 | 89 | 89 | 90 | 91 | 90 | 91 | 87 | 90 | 91 |
| 維氏硬度 | 604 | 599 | 610 | 602 | 601 | 621 | 603 | 604 | 587 | 609 | 592 |
| 破壞韌性值(MPa・m1/2 ) | 0.72 | 0.71 | 0.72 | 0.73 | 0.72 | 0.72 | 0.73 | 0.71 | 0.70 | 0.72 | 0.71 |
| 泊松比 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.25 | 0.24 |
[表2]
| 表2 | ||||||||||
| 非晶質玻璃 | G12 | G13 | G14 | G15 | G16 | G17 | G18 | G19 | G20 | G21 |
| SiO2 | 51.0 | 50.0 | 53.4 | 56.4 | 46.0 | 65.1 | 52.1 | 56.7 | 46.3 | 70.0 |
| Al2 O3 | 4.0 | 5.0 | 1.1 | 1.1 | 1.0 | 3.6 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 7.5 |
| Li2 O | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 43.7 | 20.5 | 35.3 | 34.1 | 34.6 | 8.0 |
| Na2 O | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.7 | 2.0 | 1.9 | 0.1 | 1.8 | 5.3 |
| K2 O | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.1 | 1.3 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.0 |
| MgO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 7.0 |
| CaO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.2 |
| P2 O5 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.2 | 2.6 | 2.4 | 2.3 | 2.3 | 0.0 |
| ZrO2 | 4.5 | 4.5 | 6.0 | 3.0 | 4.3 | 5.0 | 4.7 | 4.5 | 4.6 | 1.0 |
| Y2 O3 | 1.0 | 1.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1.3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| TiO2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| B2 O3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 8.1 | 0.0 |
| SrO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 8.0 |
| SnO2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 5.3 |
| 楊氏模數(GPa) | 91 | 92 | 91 | 87 | 93 | 85 | 92 | 91 | 82 | 80 |
| 維氏硬度 | 631 | 621 | 621 | 587 | 621 | 582 | 621 | 603 | 576 | 550 |
| 破壞韌性值(MPa・m1/2 ) | 0.73 | 0.72 | 0.72 | 0.69 | 0.73 | 0.70 | 0.73 | 0.72 | 0.75 | 0.80 |
| 泊松比 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.23 | 0.25 | 0.24 | 0.24 | 0.25 | 0.22 |
[表3]
| 表3 | |||||
| 非晶質玻璃 | G22 | G23 | G24 | G25 | G26 |
| SiO2 | 53.6 | 48.8 | 50.0 | 50.0 | 56.5 |
| Al2 O3 | 32.1 | 30.5 | 30.0 | 27.2 | 28.3 |
| Li2 O | 10.7 | 9.1 | 10.0 | 13.6 | 11.3 |
| Na2 O | 0.0 | 1.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| K2 O | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| MgO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| CaO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| P2 O5 | 0.0 | 5.1 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| ZrO2 | 0.0 | 2.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Y2 O3 | 3.6 | 2.3 | 10.0 | 9.1 | 3.8 |
| TiO2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| B2 O3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| SrO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| SnO2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 楊氏模數(GPa) | 105 | 103 | 117 | 112 | 104 |
| 維氏硬度 | 740 | 645 | 760 | 680 | 731 |
| 破壞韌性值(MPa・m1/2 ) | 0.97 | 0.93 | 0.97 | 0.95 | 0.94 |
| 泊松比 | 0.26 | 0.25 | 0.26 | 0.25 | 0.26 |
[結晶化玻璃之製作]
於將所獲得之玻璃塊加工成50 mm×50 mm×1.5 mm後，於表4及5所記載之條件下進行熱處理而獲得結晶化玻璃。表之結晶化條件欄係上部為核生成處理條件、下部為結晶生長處理條件，例如於上部記載為550-2、下部記載為730-2之情形時，意指於550℃下保持2小時後，於730℃下保持2小時。使用所獲得之結晶化玻璃之一部分，藉由粉末X射線繞射確認到含有偏矽酸鋰。
對所獲得之結晶化玻璃進行加工，進行鏡面研磨而獲得厚度t為0.7 mm(700 μm)之結晶化玻璃板。將剩餘之結晶化玻璃之一部分進行粉碎，用於析出結晶之分析。將結晶化玻璃之評估結果示於表4及5。空欄表示未評估。
(可見光透過率)
於分光光度計(PerkinElmer公司製造；LAMBDA950)中使用150 mm積分球單元作為檢測器，使結晶化玻璃板密接於積分球，測定波長380～780 nm下之透過率。將該透過率之算術平均值即平均透過率設為可見光透過率[單位：%]。
(霧度值)
使用測霧計(Suga Test Instruments股份有限公司製造；HZ-V3)，測定C光源下之霧度值[單位：%]。
(X射線繞射：析出結晶及結晶率)
於以下條件下測定粉末X射線繞射，鑑定析出結晶。又，根據所獲得之繞射強度，藉由里特沃爾德法算出結晶率。
測定裝置：Rigaku股份有限公司製造 SmartLab
使用X射線：CuKα射線
測定範圍：2θ＝10°～80°
速度：10°/分鐘
步進：0.02°
將所檢測出之結晶示於表4及5中之主結晶之欄。其中，表中LS表示偏矽酸鋰。
[表4]
| 表4 | |||||||||||
| 結晶化玻璃 | GC1 | GC2 | GC3 | GC4 | GC5 | GC6 | GC7 | GC8 | GC9 | GC10 | GC11 |
| 玻璃組成 | G1 | G2 | G3 | G4 | G5 | G6 | G7 | G8 | G9 | G10 | G11 |
| 結晶化前Tg(℃) | 453 | 456 | 443 | 439 | 430 | 428 | 450 | 460 | 469 | 470 | 467 |
| 熱處理條件 | 550-2 | 550-2 | 550-2 | 550-2 | 550-2 | 550-2 | 550-2 | 550-2 | 550-2 | 550-2 | 550-2 |
| (℃-時間) | 730-2 | 710-2 | 710-2 | 710-2 | 710-2 | 670-2 | 730-2 | 710-2 | 730-2 | 710-2 | 690-2 |
| 可見光透過率(%) | 91.2 | 91.4 | 90.9 | 91.4 | 91.3 | 91.8 | 91.2 | 90.7 | 90.9 | 91.5 | 91.3 |
| 霧度(%) | 0.08 | 0.08 | 0.09 | 0.07 | 0.11 | 0.09 | 0.07 | 0.08 | 0.07 | 0.08 | 0.08 |
| 楊氏模數(GPa) | 104 | 104 | 106 | 105 | 110 | 103 | 104 | 102 | 102 | 104 | 102 |
| 維氏硬度 | 801 | 753 | 782 | 762 | 770 | 812 | 807 | 759 | 823 | 764 | 813 |
| 泊松比 | 0.23 | 0.23 | 0.22 | 0.21 | 0.23 | 0.22 | 0.22 | 0.23 | 0.21 | 0.23 | 0.22 |
| 破壞韌性值(MPa・m1/2 ) | 0.93 | 0.92 | 0.93 | 0.91 | 0.94 | 0.95 | 0.91 | 0.92 | 0.91 | 0.89 | 0.93 |
| 主結晶 | LS | LS | LS | LS | LS | LS | LS | LS | LS | LS | LS |
| 結晶率(%) | 23 | 21 | 24 | 23 | 25 | 26 | 19 | 24 | 21 | 18 | 26 |
[表5]
| 表5 | ||||||||
| 結晶化玻璃 | GC12 | GC13 | GC14 | GC15 | GC16 | GC17 | GC18 | GC19 |
| 玻璃組成 | G12 | G13 | G14 | G15 | G1 | G1 | G13 | G13 |
| 結晶化前Tg(℃) | 468 | 471 | 465 | 448 | 453 | 453 | 471 | 471 |
| 熱處理條件 | 550-2 | 550-2 | 550-2 | 550-2 | 550- 2 | 550-2 | 550-2 | 550-2 |
| (℃-時間) | 710-2 | 730-2 | 750-2 | 710-2 | 650-2 | 750-2 | 690-2 | 750-2 |
| 可見光透過率(%) | 91.5 | 91.3 | 90.9 | 91.2 | 92 | 90.3 | 92.1 | 91.2 |
| 霧度(%) | 0.1 | 0.09 | 0.1 | 0.08 | 0.03 | 0.2 | 0.03 | 0.21 |
| 楊氏模數(GPa) | 105 | 105 | 109 | 103 | 101 | 105 | 98 | 110 |
| 維氏硬度 | 818 | 823 | 749 | 762 | 723 | 788 | 742 | 841 |
| 泊松比 | 0.22 | 0.23 | 0.21 | 0.22 | 0.23 | 0.22 | 0.23 | 0.21 |
| 破壞韌性值(MPa・m1/2 ) | 0.90 | 0.91 | 0.89 | 0.88 | 0.83 | 0.95 | 0.90 | 0.95 |
| 主結晶 | LS | LS | LS | LS | LS | LS | LS | LS |
| 結晶率(%) | 21 | 19 | 21 | 23 | 22 | 29 | 8 | 28 |
[化學強化玻璃之製作]
針對GC1～GC19、G22～26，於表6～9所記載之強化條件下實施化學強化處理而獲得強化玻璃SG1～SG32。SG1～SG21、SG25、SG31、SG32係實施例，SG22～SG24、SG26～SG30係比較例。於表6～9中，「Na100%」表示硝酸鈉100%之熔融鹽，「Na99.7% Li0.3%」表示於硝酸鈉99.7 wt%中混合有硝酸鋰0.3 wt%之熔融鹽，「K100%」表示硝酸鉀100%之熔融鹽。將所獲得之化學強化玻璃之評估結果示於表6～9。空欄表示未評估。
(應力分佈)
使用折原製作所股份有限公司製造之測定機SLP-2000測定應力值，讀取玻璃表面之壓縮應力值CS0
[單位：MPa]、深度50 μm處之壓縮應力值CS50
[單位：MPa]及壓縮應力值成為零之深度DOL[單位：μm]，將結果示於表6～9。
又，將SG5之應力分佈示於圖1。圖1中之參考例係不使表2所示之G21(非晶質玻璃)結晶化而藉由2個階段之化學強化所獲得之化學強化玻璃之應力分佈。作為2個階段之化學強化之條件，於藉由450℃之硝酸鈉100%進行2.5小時第1段化學強化後，藉由450℃之硝酸鉀100%進行1.5小時第2段化學強化。
(EPMA表面K濃度)
玻璃表面之K濃度係使用EPMA(日本電子股份有限公司製造之JXA-8500F)進行測定。於對樣品實施化學強化後，包埋於樹脂並對與主面垂直之剖面進行鏡面研磨。由於無法準確地測定最表面之濃度，故而假定視為含量幾乎無變化之Si之信號強度成為板厚中心部之信號強度之一半的位置之K之信號強度與最表面之K濃度對應，板厚中心部之信號強度設為與強化前之玻璃組成對應，而算出最表面之K濃度。
(耐候性試驗)
於濕度80%、80℃下靜置120小時後，測定霧度值。霧度值不因化學強化處理而發生變化，但若於濕度80%、80℃下靜置120小時則上升。將與試驗前之霧度值之差(即，｜試驗後之霧度值[%]－試驗前之霧度值[%]｜)設為[霧度變化(%)]示於表。
(粉碎數)
使用維氏試驗機，於試驗用玻璃板之中央部分擊入前端之角度為90°之維氏壓頭而使玻璃板破壞，將碎片之個數設為粉碎數(玻璃板破裂為兩個之情形時之粉碎數為2)。於產生非常細小之碎片之情形時，對未通過1 mm篩之個數進行計數，設為粉碎數。
又，自維氏壓頭之擊入荷重為3 kgf開始試驗，於玻璃板未破裂之情形時，將擊入荷重每次增加1 kgf，反覆進行試驗直至玻璃板破裂，對最初破裂時之碎片數進行計數。
(落下試驗)
落下試驗係將所獲得之120×60×0.6 mmt之玻璃樣品嵌入至質量及剛性被調節為目前所使用之普通智慧型手機之尺寸的構造體，於準備模擬智慧型手機後，自由落下至#180 SiC砂紙之上。落下高度係於自5 cm之高度落下而未破裂之情形時，反覆進行升高5 cm高度並再次落下之作業直至破裂，將10片玻璃樣品首次破裂時之高度之平均值示於表6～9。
[表6]
| 表6 | |||||||||||
| 化學強化玻璃 | SG1 | SG2 | SG3 | SG4 | SG5 | SG6 | SG7 | SG8 | SG9 | SG10 | SG11 |
| 強化用玻璃 | GC1 | GC2 | GC3 | GC4 | GC5 | GC6 | GC7 | GC8 | GC9 | GC10 | GC11 |
| 第1段強化條件 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 |
| 第2段強化條件 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 |
| 厚度t(μm) | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 |
| CS0 (MPa) | 650 | 630 | 660 | 620 | 670 | 680 | 600 | 680 | 640 | 650 | 640 |
| CS50 (MPa) | 170 | 160 | 160 | 150 | 170 | 160 | 160 | 160 | 160 | 170 | 160 |
| CT(MPa) | 82 | 81 | 81 | 80 | 84 | 80 | 79 | 80 | 81 | 83 | 81 |
| St(μm・MPa) | 20664 | 20412 | 20777 | 20160 | 21546 | 20880 | 19553 | 20880 | 20412 | 20543 | 20412 |
| 2St/(t－2DOL)＝ICT(MPa) | 73.8 | 72.9 | 72.9 | 72 | 75.6 | 72 | 71.1 | 72 | 72.9 | 74.7 | 72.9 |
| DOL(μm) | 70 | 70 | 65 | 70 | 65 | 60 | 75 | 60 | 70 | 75 | 70 |
| DOL/t | 0.10 | 0.10 | 0.09 | 0.10 | 0.09 | 0.09 | 0.11 | 0.09 | 0.10 | 0.11 | 0.10 |
| (t－2DOL)CT/2(μm・MPa) | 22960 | 22680 | 23085 | 22400 | 23940 | 23200 | 21725 | 23200 | 22680 | 22825 | 22680 |
| (CS0 ×DOL)/K1c (μm/m1/2 ) | 48925 | 47935 | 46129 | 47692 | 46330 | 42947 | 49451 | 44348 | 49231 | 54775 | 48172 |
| X | 95 | 94 | 94 | 92 | 96 | 95 | 94 | 93 | 92 | 92 | 94 |
| CT/X | 0.86 | 0.86 | 0.86 | 0.87 | 0.88 | 0.84 | 0.84 | 0.86 | 0.88 | 0.90 | 0.86 |
| EPMA表面K濃度(wt%) | 0.2 | 0 | 0 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.3 |
| 耐候性[霧度變化(%)] | 1.1 | 0.5 | 0.4 | 1.5 | 1.7 | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 1.4 | 1.4 | 1.6 |
| 粉碎數 | 7 | 6 | 8 | 10 | 8 | 7 | 9 | 6 | 9 | 9 | 6 |
| 落下試驗(cm) | 97 | 93 | 94 | 89 | 98 | 97 | 92 | 93 | 92 | 92 | 94 |
[表7]
| 表7 | ||||||||
| 化學強化玻璃 | SG12 | SG13 | SG14 | SG15 | SG16 | SG17 | SG18 | SG19 |
| 強化用玻璃 | GC12 | GC13 | GC14 | GC15 | GC16 | GC17 | GC18 | GC19 |
| 第1段強化條件 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 |
| 第2段強化條件 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 |
| 厚度t(μm) | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 |
| CS0 (MPa) | 700 | 710 | 650 | 660 | 610 | 770 | 600 | 760 |
| CS50 (MPa) | 170 | 180 | 170 | 160 | 160 | 200 | 160 | 210 |
| CT(MPa) | 81 | 81 | 83 | 82 | 75 | 84 | 80 | 84 |
| St(μm・MPa) | 21141 | 21141 | 20916 | 21033 | 18225 | 21546 | 19440 | 21168 |
| DOL(μm) | 60 | 60 | 70 | 65 | 80 | 65 | 80 | 70 |
| DOL/t | 0.09 | 0.09 | 0.10 | 0.09 | 0.11 | 0.09 | 0.11 | 0.10 |
| (t－2DOL)CT/2(μm・MPa) | 23490 | 23490 | 23240 | 23370 | 20250 | 23940 | 21600 | 23520 |
| (CS0 ×DOL)/K1c (μm/m1/2 ) | 46667 | 46813 | 51124 | 48750 | 58795 | 52684 | 53333 | 56000 |
| X | 90 | 92 | 90 | 89 | 87 | 96 | 94 | 96 |
| CT/X | 0.90 | 0.88 | 0.92 | 0.92 | 0.86 | 0.87 | 0.85 | 0.87 |
| EPMA表面K濃度(wt%) | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.1 |
| [霧度變化(%)] | 1.4 | 1.5 | 1.4 | 1.3 | 2.3 | 1.8 | 1.2 | 0.9 |
| 粉碎數 | 6 | 6 | 9 | 7 | 10 | 9 | 9 | 10 |
| 落下試驗(cm) | 93 | 97 | 92 | 88 | 82 | 107 | 97 | 114 |
[表8]
| 表8 | ||||||
| 化學強化玻璃 | SG13 | SG20 | SG21 | SG22 | SG23 | SG24 |
| 強化用玻璃 | GC13 | GC13 | GC13 | GC13 | GC13 | GC13 |
| 第1段強化條件 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na99.8%Li0.2% 450℃ 2小時 | Na99.7%Li0.3% 450℃ 2.5小時 | Na99.4%Li0.6% 450℃ 2.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 | Na100% 450℃ 1.5小時 |
| 第2段強化條件 | 無 | 無 | 無 | 無 | K100% 450℃ 4小時 | K100% 450℃ 2小時 |
| 厚度t(μm) | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 |
| CS0 (MPa) | 710 | 640 | 600 | 550 | 750 | 780 |
| CS50 (MPa) | 180 | 180 | 200 | 160 | 160 | 170 |
| CT(MPa) | 81 | 81 | 83 | 76 | 80 | 80 |
| St(μm・MPa) | 21141 | 20412 | 20169 | 19494 | 16560 | 17640 |
| DOL(μm) | 60 | 70 | 80 | 65 | 120 | 105 |
| (t－2DOL)CT/2(μm・MPa) | 23490 | 22680 | 22410 | 21660 | 18400 | 19600 |
| (CS0 ×DOL)/K1c (μm/m1/2 ) | 46813 | 49231 | 52747 | 39286 | 98901 | 90000 |
| X | 92 | 93 | 95 | 93 | 103 | 100 |
| CT/X | 0.88 | 0.87 | 0.87 | 0.82 | 0.78 | 0.80 |
| EPMA表面K濃度(wt%) | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 18 | 16 |
| [霧度變化(%)] | 1.5 | 0.9 | 0.6 | 0.3 | 31 | 24 |
| 粉碎數 | 6 | 7 | 7 | 1 | 8 | 7 |
| 落下試驗(cm) | 97 | 97 | 102 | 92 | 92 | 94 |
[表9]
| 表9 | ||||||||
| 化學強化玻璃 | SG25 | SG26 | SG27 | SG28 | SG29 | SG30 | SG31 | SG32 |
| 強化用玻璃 | G22 | G23 | G23 | G23 | G24 | G24 | G25 | G26 |
| 第1段強化條件 | Na100% 450℃ 14 h | Na100% 450℃ 10 h | Na100% 450℃ 13 h | Na100% 450℃ 16 h | Na100% 450℃ 175 h | Na100% 450℃ 300 h | Na100% 450℃ 36 h | Na100% 450℃ 12 h |
| 第2段強化條件 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 |
| 厚度t(μm) | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 |
| CS0 (MPa) | 936 | 488 | 504 | 471 | 976 | 1044 | 765 | 768 |
| CS50 (MPa) | 198 | 145 | 177 | 197 | 51 | 199 | 178 | 198 |
| CT(MPa) | 90 | 93 | 105 | 122 | 87 | 137 | 86 | 85 |
| St(μm・MPa) | 22599 | 22264 | 24287 | 27285 | 22864 | 34092 | 21285 | 20579 |
| DOL(μm) | 71 | 84 | 93 | 101.5 | 58 | 73.5 | 75 | 81 |
| (t－2DOL)CT/2(μm・MPa) | 25110 | 24738 | 26985 | 30317 | 25404 | 37881 | 23650 | 22865 |
| (CS0 ×DOL)/K1c (μm/m1/2 ) | 68511 | 44077 | 50400 | 51405 | 58359 | 79107 | 60395 | 66179 |
| X | 102 | 99 | 101 | 103 | 99 | 102 | 100 | 100 |
| CT/X | 0.88 | 0.94 | 1.04 | 1.19 | 0.87 | 1.34 | 0.86 | 0.85 |
| EPMA表面K濃度(wt%) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| [霧度變化(%)] | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 粉碎數 | 6 | 7 | 50以上 | 50以上 | 2 | 50以上 | 8 | 9 |
| 落下試驗(cm) | 101 | 77 | 92 | 106 | 40 | 112 | 93 | 104 |
如表6～9所示，可知本發明之化學強化玻璃之CS0
及CS50
與比較例同等，顯示優異之強度，並且DOL低於比較例，受到損傷時不易粉碎。又，本發明之化學強化玻璃之利用耐候性試驗獲得之霧度變化率低於比較例，耐候性亦優異。
又，參照特定之實施形態對本發明進行了詳細說明，但業者明白可於不脫離本發明之精神及範圍之情況下添加各種變更或修正。本申請係基於2019年6月26日提出申請之日本專利申請(日本專利特願2019-118969)，其內容作為參照被引入本文中。
圖1係表示本發明之一態樣之化學強化玻璃之應力分佈的圖。
圖2係表示結晶化玻璃之粉末X射線繞射圖案之一例的圖。
圖3係表示本發明之非晶質玻璃之DSC曲線之一例的圖。
圖4係表示玻璃受到損傷之結果之一例的圖，(A)係表示CT為CT極限以下之玻璃之情形的圖，(B)係表示CT超過CT極限之玻璃之情形的圖。
Claims (13)
- 一種化學強化玻璃之製造方法，其係對厚度為t[單位：μm]之鋰鋁矽酸鹽玻璃進行化學強化，且 上述鋰鋁矽酸鹽玻璃之破壞韌性值(K1c)為0.80 MPa/m1/2 以上， 上述化學強化係使用含有鈉且鉀含量未達5質量%之強化鹽之化學強化， 所獲得之化學強化玻璃之表面壓縮應力值(CS0 )為500～1000 MPa，且 壓縮應力值成為零之深度DOL[單位：μm]為0.06t～0.2t。
- 如請求項1之化學強化玻璃之製造方法，其中上述鋰鋁矽酸鹽玻璃為結晶化玻璃。
- 如請求項2之化學強化玻璃之製造方法，其中 上述結晶化玻璃 以氧化物基準之莫耳%表示，含有： 40～72%之SiO2 、 0.5～10%之Al2 O3 、 15～50%之Li2 O。
- 如請求項2或3之化學強化玻璃之製造方法，其中上述結晶化玻璃之換算成厚度0.7 mm之情形時之可見光透過率為85%以上。
- 如請求項2至4中任一項之化學強化玻璃之製造方法，其中上述結晶化玻璃含有偏矽酸鋰結晶。
- 如請求項1之化學強化玻璃之製造方法，其中 上述鋰鋁矽酸鹽玻璃 以氧化物基準之莫耳%表示，含有： 40～65%之SiO2 、 15～45%之Al2 O3 、 2～15%之Li2 O。
- 一種化學強化玻璃，其係厚度為t[單位：μm]者，且 為鋰鋁矽酸鹽玻璃， 表面壓縮應力值(CS0 )為500～1000 MPa， 距玻璃表面之深度50 μm處之壓縮應力值(CS50 )為150～230 MPa，且 壓縮應力值成為零之深度DOL[單位：μm]為0.06t～0.2t， (CS0 ×DOL)/K1c[單位：μm/m1/2 ]為40000～70000。
- 如請求項7之化學強化玻璃，其表面之K濃度為1質量%以下。
- 一種化學強化玻璃，其係厚度為t[單位：μm]者，且 為鋰鋁矽酸鹽玻璃， 表面壓縮應力值(CS0 )為500～1000 MPa， 距玻璃表面之深度50 μm處之壓縮應力值(CS50 )為150～230 MPa，且 內部壓縮應力值CT[單位：MPa]與下述式所表示之X之比CT/X為0.7～1， X＝√(1/2a(1－ν)(t－2×DOL))K1c 此處，a＝0.11， ν為泊松比[單位：-]， DOL為壓縮應力值成為零之深度[單位：μm]， K1c為破壞韌性值[單位：MPa/m1/2 ]。
- 如請求項7至9中任一項之化學強化玻璃，其中上述化學強化玻璃之母玻璃係K1c為0.85 MPa・m1/2 以上之結晶化玻璃。
- 如請求項10之化學強化玻璃，其中上述結晶化玻璃含有偏矽酸鋰結晶。
- 如請求項10或11之化學強化玻璃，其中上述結晶化玻璃以氧化物基準之莫耳%表示，含有： 40～72%之SiO2 、 0.5～10%之Al2 O3 、 15～50%之Li2 O，且實質上不含K2 O。
- 如請求項7至9中任一項之化學強化玻璃，其中上述化學強化玻璃之母玻璃以氧化物基準之莫耳百分率表示，含有： 40～65%之SiO2 、15～45%之Al2 O3 、2～15%之Li2 O，且K1c為0.80 MPa・m1/2 以上。
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