TW202321173A - 用於製造的具有增強熱性質的低模量可離子交換玻璃 - Google Patents
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Abstract
經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品的峰值壓縮應力值與楊氏模量值的比率係為15或更多。玻璃製品可以包括Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%≥17莫耳%(其中RO的莫耳%=MgO的莫耳%+CaO的莫耳%),以及基本上不包含ZnO、SrO、BaO、B
2O
3、P
2O
5、Li
2O、及K
2O。玻璃製品的峰值壓縮應力值的範圍可以是500MPa至1300MPa。玻璃製品適用於各種高強度應用(包括在使用期間承受明顯彎折應力的覆蓋玻璃應用(例如,用於可撓顯示器的覆蓋玻璃))。
Description
本申請案主張於2021年10月14日提出申請之美國臨時申請案第63/255625號之優先權權益,本案係依據其內容,且其內容藉由引用整體併入本文。
本揭示係關於可離子交換的玻璃組成物。具體而言,本文所述的態樣係關於用於各種工業(例如,消費性電子裝置、運輸、建築、國防、醫藥、及包裝)中的可離子交換的玻璃組成物。更具體而言,本揭示係關於用於覆蓋玻璃應用(例如,用於可撓顯示器的覆蓋玻璃)的玻璃組成物。
許多消費性產品(例如,智慧型手機、平板電腦、可攜式媒體播放器、個人電腦、及相機)係結合可以作為顯示器外罩的覆蓋玻璃,並且可以結合觸控功能。通常,這些裝置會被使用者掉落至堅硬表面,而可能損傷覆蓋玻璃,並且可能對於裝置的使用產生負面影響(例如,觸控功能可能受到損傷)。
用於消費性電子應用的可折疊或可撓顯示器可能受益於薄而可撓的可離子交換玻璃。透過離子交換處理可以使玻璃更耐彎曲破損,離子交換處理係涉及在玻璃表面上引起壓縮應力。除了其他因素之外,使用離子交換處理所引起的壓縮應力可以消除可能造成玻璃破損的缺陷。
因此,持續需要用於各種應用(包括覆蓋玻璃應用)中的具有所期望的機械性質的可離子交換的玻璃組成物。
本揭示針對各種應用(例如,用於電子裝置的覆蓋玻璃應用)具有合適的強度及可韌性的可離子交換的玻璃組成物。玻璃組成物係設計成讓峰值壓縮應力值與楊氏模量值的比率最大化。高比率(例如,15或更多的比率)允許玻璃組成物在彎折事件期間具有破損抗性。此外,藉由離子交換處理所賦予的玻璃組成物的強度係針對玻璃組成物提供用於在使用期間抵抗斷裂的所期望的機械性質。玻璃組成物亦可以呈現可期望的熱性質(例如,液相線溫度及/或液相線黏度),以最佳化用於將組成物形成玻璃製品的一些製造技術。此外,玻璃組成物可以抵抗不期望的高離子交換率,這可以幫助在一些離子交換處理期間控制玻璃組成物內的離子交換。
本案的第一態樣(1)係關於一種離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,該玻璃製品包含:大於或等於55莫耳%的SiO
2;大於或等於12.5莫耳%至少於或等於16.0莫耳%的Al
2O
3;大於或等於1莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO;大於或等於0.78莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO;以及Na
2O,其中Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%≥17莫耳%,以及RO的莫耳%=MgO的莫耳%+CaO的莫耳%,且其中玻璃製品基本上不含ZnO、SrO、BaO、B
2O
3、P
2O
5、Li
2O、及K
2O。
在第二態樣(2)中,根據第一態樣(1)的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品包含:進行離子交換之前所測量的以GPa計的楊氏模量值以及從玻璃製品的表面延伸至壓縮深度的壓縮應力層,壓縮應力層包含所測量的以MPa計的峰值壓縮應力值,其中峰值壓縮應力值與楊氏模量值的比率係大於或等於15。
在第三態樣(3)中,根據第二態樣(2)的峰值壓縮應力值與楊氏模量值的比率係大於或等於15至少於或等於18。
在第四態樣(4)中,根據第二態樣(2)或第三態樣(3)的楊氏模量值的範圍係大於或等於70MPa至少於或等於80MPa。
在第五態樣(5)中,根據態樣(2)至(4)中之任一者的峰值壓縮應力值的範圍係大於或等於500MPa至少於或等於1300MPa。
在第六態樣(6)中,根據態樣(2)至(5)中之任一者的壓縮深度的範圍係大於或等於5微米至少於或等於30微米。
在第七態樣(7)中,根據態樣(2)至(6)中之任一者的壓縮深度的範圍係大於或等於玻璃製品的厚度的5%至少於或等於20%。
在第八態樣(8)中,提供根據態樣(1)至(7)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,並且Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%≥20莫耳%。
在第九態樣(9)中,提供根據態樣(1)至(8)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,並且(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)≥4莫耳%。
在第十態樣(10)中,提供根據態樣(1)至(8)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,並且11莫耳%≥(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)≥4莫耳%。
在第十一態樣(11)中,提供根據態樣(1)至(10)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,並且21莫耳%≥Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%≥17莫耳%。
在第十二態樣(12)中,提供根據態樣(1)至(11)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,並且37莫耳%≥Al
2O
3的莫耳%+Na
2O的莫耳%≥28莫耳%。
在第十三態樣(13)中,提供根據態樣(1)至(12)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,並且(MgO的莫耳%/(MgO的莫耳%+CaO的莫耳%))≥0.5。
在第十四態樣(14)中,提供根據態樣(1)至(12)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,並且0.8≥(MgO的莫耳%/(MgO的莫耳%+CaO的莫耳%))≥0.5。
在第十五態樣(15)中,根據態樣(1)至(14)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品包含大於或等於1.92莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO。
在第十六態樣(16)中,根據態樣(1)至(15)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品包含大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.52莫耳%的CaO。
在第十七態樣(17)中,根據態樣(1)至(16)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品包含:大於或等於59莫耳%至少於或等於66莫耳%的SiO
2;以及大於或等於16莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O。
在第十八態樣(18)中,根據態樣(1)至(14)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品包含:大於或等於64莫耳%至少於或等於66莫耳%的SiO
2;大於或等於13莫耳%至少於或等於15莫耳%的Al
2O
3;大於或等於2莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO;大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2莫耳%的CaO;以及大於或等於15.5莫耳%至少於或等於17.5莫耳%的Na
2O。
在第十九態樣(19)中,根據態樣(1)至(14)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品包含:大於或等於59.6莫耳%至少於或等於65.5莫耳%的SiO
2;大於或等於12.78莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3;大於或等於1.92莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO;大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.52莫耳%的CaO;以及大於或等於16.09莫耳%至少於或等於20.2莫耳%的Na
2O。
在第二十態樣(20)中,根據態樣(1)至(19)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品包含少於或等於4毫米的厚度。
在第二十一態樣(21)中,根據態樣(1)至(19)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品所包含的厚度的範圍係大於或等於15微米至少於或等於300微米。
在第二十二態樣(22)中,根據態樣(1)至(21)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品所包含的在進行離子交換之前測量的液相線黏度的範圍係大於或等於500kP至少於或等於2300kP。
在第二十三態樣(23)中,根據態樣(1)或(8)至(22)中之任一者的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品包含從玻璃製品的表面延伸至壓縮深度的壓縮應力層,壓縮應力層所包含的峰值壓縮應力值的範圍係大於或等於500MPa至少於或等於1300MPa。
本案的第二十四態樣(24)係關於一種包含電子顯示器的電子裝置;以及設置在電子顯示器上方的根據態樣(1)至(23)中之任一者的玻璃製品。
在第二十五態樣(25)中,根據第二十四態樣(24)的電子裝置進一步包含殼體,殼體包含前表面、後表面、及側表面;以及電子部件,至少部分位於殼體內,電子部件包含控制器、記憶體、及電子顯示器,電子顯示器係位於殼體的前表面處或與前表面相鄰,其中玻璃製品形成殼體的至少一部分。
本案的第二十六態樣(26)係關於一種經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,包含:大於或等於59莫耳%至少於或等於66莫耳%的SiO
2;大於或等於12.5莫耳%至少於或等於16.0莫耳%的Al
2O
3;大於或等於1莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO;大於或等於0.78莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO;大於或等於16莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O;在針對玻璃製品進行離子交換之前以GPa為單位測量的楊氏模量值;以及從經離子交換的玻璃製品的表面延伸並具有以MPa為單位的壓縮應力峰值的壓縮應力層,其中Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%≥17莫耳%,且RO的莫耳%=MgO的莫耳%+CaO的莫耳%,其中玻璃製品基本不含ZnO、SrO、BaO、B
2O
3、P
2O
5、Li
2O、及K
2O,其中峰值壓縮應力值與楊氏模量值的比率係大於或等於15至少於或等於18。
本案的第二十七態樣(27)係關於一種經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,包含:大於或等於55莫耳%的SiO
2;大於或等於12.5莫耳%至少於或等於16莫耳%的Al
2O
3;大於或等於1莫耳%至少於或等於4莫耳%的MgO;大於或等於0.5莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO;以及Na
2O,其中Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%≥17莫耳%,以及RO的莫耳%=MgO的莫耳%+CaO的莫耳%,且其中玻璃製品基本上不含ZnO、SrO、BaO、B
2O
3、P
2O
5、Li
2O、及K
2O。
在第二十八態樣(28)中,根據第二十七態樣(27)的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品包含:進行離子交換之前所測量的以GPa計的楊氏模量值以及從玻璃製品的表面延伸至壓縮深度的壓縮應力層,壓縮應力層包含所測量的以MPa計的峰值壓縮應力值,其中峰值壓縮應力值與楊氏模量值的比率係大於或等於15。
本案的第二十九態樣(29)係關於一種針對鹼鋁矽酸鹽玻璃製品進行強化的方法,該方法包含以下步驟:將鹼鋁矽酸鹽玻璃製品浸入包含大於或等於50重量%的鉀鹽的離子交換溶液,該玻璃製品包含:大於或等於55莫耳%的SiO
2;大於或等於12.5莫耳%至少於或等於16.0莫耳%的Al
2O
3;大於或等於1莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO;大於或等於0.78莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO;以及Na
2O,其中Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%≥17莫耳%,以及RO的莫耳%=MgO的莫耳%+CaO的莫耳%,且其中玻璃製品基本上不含ZnO、SrO、BaO、B
2O
3、P
2O
5、Li
2O、及K
2O。該方法包含以下步驟:將玻璃製品在大於或等於350℃至少於或等於480℃的範圍內的溫度下的離子交換溶液中進行離子交換持續大於或等於5分鐘至少於或等於24小時的範圍內的時間週期,以實現從玻璃製品的表面延伸至壓縮深度並包含大於或等於500MPa至少於或等於1300MPa的範圍內的峰值壓縮應力值的壓縮應力層。
在第三十態樣(30)中,根據第二十九態樣(29)的針對鹼鋁矽酸鹽玻璃製品進行強化的方法包含在進行離子交換之前所測量的以GPa計的楊氏模量值,以及峰值壓縮應力值與楊氏模量值的比率係大於或等於15。
在第三十一態樣(31)中,根據第二十九態樣(29)的針對鹼鋁矽酸鹽玻璃製品進行強化的方法包含在進行離子交換之前所測量的以GPa計的楊氏模量值,以及峰值壓縮應力值與楊氏模量值的比率係大於或等於15至少於或等於18。
在第三十二態樣(32)中,根據第三十態樣(30)或第三十一態樣(31)的楊氏模量值的範圍係大於或等於70MPa至少於或等於80MPa。
在三十三態樣(33)中,根據態樣(29)至(32)中之任一者的壓縮深度的範圍係大於或等於5微米至少於或等於30微米。
在第三十四態樣(34)中,根據態樣(29)至(33)中之任一者的壓縮深度的範圍係大於或等於玻璃製品的厚度的5%至少於或等於20%。
在第三十五態樣(35)中,提供根據態樣(29)至(34)中之任一者的方法,其中玻璃製品包含Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%≥20莫耳%。
在第三十六態樣(36)中,提供根據態樣(29)至(35)中之任一者的方法,其中玻璃製品包含(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)≥4莫耳%。
在第三十七態樣(37)中,提供根據態樣(29)至(35)中之任一者的方法,其中玻璃製品包含11莫耳%≥(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)≥4莫耳%。
在第三十八態樣(38)中,提供根據態樣(29)至(37)中之任一者的方法,其中玻璃製品包含21莫耳%≥Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%≥17莫耳%。
在第三十九態樣(39)中,提供根據態樣(29)至(38)中之任一者的方法,其中玻璃製品包含37莫耳%≥Al
2O
3的莫耳%+Na
2O的莫耳%≥28莫耳%。
在第四十態樣(40)中,提供根據態樣(29)至(39)中之任一者的方法,以及(MgO的莫耳%/(MgO的莫耳%+CaO的莫耳%))≥0.5。
在第四十一態樣(41)中,提供根據態樣(29)至(39)中之任一者的方法,其中玻璃製品包含0.8≥(MgO的莫耳%/(MgO的莫耳%+CaO的莫耳%))≥0.5。
在第四十二態樣(42)中,根據態樣(29)至(41)中之任一者的針對經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品進行強化的方法,其中玻璃製品包含大於或等於1.92莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO。
在第四十三態樣(43)中,根據態樣(29)至(42)中之任一者的針對經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品進行強化的方法,其中玻璃製品包含大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.52莫耳%的CaO。
在第四十四態樣(44)中,根據態樣(29)至(43)中之任一者的針對經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品進行強化的方法,其中玻璃製品包含:大於或等於59莫耳%至少於或等於66莫耳%的SiO
2;以及大於或等於16莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O。
在第四十五態樣(45)中,根據態樣(29)至(41)中之任一者的針對經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品進行強化的方法,其中玻璃製品包含:大於或等於64莫耳%至少於或等於66莫耳%的SiO
2;大於或等於13莫耳%至少於或等於15莫耳%的Al
2O
3;大於或等於2莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO;大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2莫耳%的CaO;以及大於或等於15.5莫耳%至少於或等於17.5莫耳%的Na
2O。
在第四十六態樣(46)中,根據態樣(29)至(41)中之任一者的針對經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品進行強化的方法,其中玻璃製品包含:大於或等於59.6莫耳%至少於或等於65.5莫耳%的SiO
2;大於或等於12.78莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3;大於或等於1.92莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO;大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.52莫耳%的CaO;以及大於或等於16.09莫耳%至少於或等於20.2莫耳%的Na
2O。
在第四十七態樣(47)中,根據態樣(29)至(46)中之任一者的針對經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品進行強化的方法,其中玻璃製品包含少於或等於4毫米的厚度。
在第四十八態樣(48)中,根據態樣(29)至(46)中之任一者的針對經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品進行強化的方法,其中玻璃製品所包含的厚度的範圍係大於或等於15微米至少於或等於300微米。
在第四十九態樣(49)中,根據態樣(29)至(48)中之任一者的針對鹼鋁矽酸鹽玻璃製品進行強化的方法,其中玻璃製品所包含的在進行離子交換之前測量的液相線黏度的範圍係大於或等於500kP至少於或等於2300kP。
本揭示的下列實例係為說明性而非限制性。該領域具有通常知識者應瞭解對現場通常遇到的各種條件與參數進行的其他適當的修改與調整都在本揭示的精神與範圍內。
本文所述的玻璃係為可離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃的族,而可以進行離子交換以實現較高的峰值壓縮應力。本文所使用的「可離子交換」意指玻璃組成物或包含組成物的玻璃能夠將位於基板的表面處或基板的表面附近的第一陽離子與同價的第二陽離子交換。第一離子可以是鈉的離子。第二離子可以是鉀、銣、及銫中之一者的離子,條件為第二離子的離子半徑大於第一離子的離子半徑。第一離子係存在於玻璃基底基板中,以作為其氧化物(例如,Na
2O)。本文所使用的「離子交換玻璃」或「化學強化玻璃」意指玻璃受到至少一個離子交換處理,而交換位於具有同價的陽離子的玻璃的表面處或玻璃的表面附近的陽離子。
本文所述的玻璃組成物可以進行離子交換,以實現較高的峰值壓縮應力。在態樣中,本文所述的玻璃可以進行離子交換,以實現約500MPa或更多,以及多達約1400MPa的峰值壓縮應力。的離子交換處理期間所賦予的較高的峰值壓縮應力可以提供玻璃的較高強度與較淺的缺陷尺寸分佈,而藉此防止彎折期間的破損。較高的峰值壓縮應力允許玻璃保持淨壓縮,而因此包含玻璃圍繞較緊貼的半徑彎折時的表面缺陷。根據本文所述的態樣的玻璃具有較低的楊氏模量,這導致彎折期間的較低的彎折應力值,而因此可以防止在彎折事件期間的破損。
此外,本文所述的玻璃組成物的跨越離子交換處理所建立的壓縮區域的較寬的壓縮深度範圍的峰值壓縮應力值與楊氏模量值的比率(峰值壓縮應力值/楊氏模量值,CS/E,其中CS以MPa計,而E以GPa計)係為15或更多。因為離子交換處理期間所賦予的表面壓縮應力可能受到楊氏模量的強烈影響(較高的楊氏模量係為改善壓縮應力的常用路徑),增加此比率是困難的。亦即,楊氏模量係為網絡的剛度的測量。例如,將K+離子交換成Na+位點會產生壓縮應力,但是隨著網絡變得更具剛性(如藉由增加楊氏模量),則擴張應力會更高。因此,得到較高CS的一種常用方法係為僅增加楊氏模量,但是本揭示已經完成在不顯著增加楊氏模量的情況下增加CS。利用較高的CS/E比率,玻璃組成物可以保持可撓(甚至在離子交換之後)。本文所述的玻璃組成物在離子交換之前具有足夠低的楊氏模量,以及在離子交換處理期間可以賦予的壓縮應力的值足夠高,以跨越較寬的壓縮範圍內實現較高的CS/E比率。此舉導致玻璃組成物係為可撓,並且亦接受較高的表面壓縮應力值。因為組成物可以抵抗離子交換處理期間可能發生的應力鬆弛,所以玻璃組成物能夠接受較高的表面壓縮應力以及較大的壓縮深度(例如,高達50微米(micron及/或µm)的深度)。應力鬆弛(在溫度升高及時間的作用下可能更加明顯)易於在設計成賦予較高壓縮深度的離子交換期間發生。本文所述的玻璃組成物的這些特性適合於各種工業應用(包括在使用中承受顯著彎折應力的高強度覆蓋玻璃應用(例如,作為可撓及可折疊顯示器中的覆蓋玻璃))。
如本文所使用,「峰值壓縮應力」係指稱壓縮應力區域內所測量的最高壓縮應力值(CS)。在態樣中,峰值壓縮應力係位於玻璃的表面處。在其他態樣中,峰值壓縮應力可以發生在表面下方的一深度處,而給出的壓縮應力分佈曲線表現係為「埋藏峰值」。除非另有說明,否則壓縮應力(包括表面CS)係藉由使用商業可取得的儀器(例如,Orihara Industrial Co., Ltd. (Japan)所製造的FSM-6000)的表面應力計(FSM)進行測量。表面應力測量取決於與玻璃的雙折射有關的應力光學係數(SOC)的精確測量。然後,根據標題為「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」的ASTM標準C770-16所述的程序C(玻璃盤方法)測量SOC。
如本文所使用,「壓縮深度」(DOC)係指稱玻璃製品內的應力從壓縮改變成拉伸的深度。在DOC處,應力從壓縮應力跨越到拉伸應力,並因此呈現零應力值。可以藉由表面應力計(例如,FSM-6000表面應力計)來測量壓縮深度及層深度。本文所使用的「層深度」(DOL)係指稱玻璃製品內的金屬氧化物的離子擴散進入玻璃製品的深度(在該深度處的離子的濃度達到最小值)。在例如僅將鉀離子交換進入玻璃製品的情況下,DOC可以等於DOL。除非本文另有說明,否則DOC與DOL在本揭示中可以互換使用。
本文所述的玻璃組成物亦可以利用合理的成本來製造。玻璃組成物針對於某些製造技術(例如,狹槽拉伸)呈現合適的較高的液相線溫度以及合適的較低的液相線黏度。這些熱性質可以增加由組成物製成的玻璃製品的製造容易性,而可以減少成本。除了其他事項之外,本揭示所描述的玻璃組成物具有在製造期間輔助熔融的氧化鋁含量、氧化鎂含量、氧化鈣、及氧化鈉含量。在態樣中,玻璃組成物的液相線黏度的範圍可以是大於或等於500kP(千泊)至少於或等於2300kP。在態樣中,玻璃組成物的液相線溫度可以大於或等於500℃。
本文所述的玻璃組成物可以提供下列益處中之一或更多者。(1)組成物不含鋰,但是能夠在較小的壓縮深度(DOC)處實現離子交換處理期間的較高的壓縮應力值(例如,多達1400MPa),在20micron(微米,μm)的DOC以及甚至約40micron的較高DOC處處實現多達約1100MPa。(2)組成物具有較低模量,而有利於較高的CS/E比率以及改善較薄的可折疊應用的彎折性。(3)製造這些玻璃的原料便宜並且容易取得。(4)組成物具有較高的過改性劑(per-modifier)含量,而允許更容易熔融。玻璃組成物的「過改性劑」含量係指稱(R
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)的值大於0莫耳%,其中R
2O的莫耳%係為組成物中的所有鹼金屬氧化物的總莫耳%,其中RO的莫耳%係為組成物中的所有鹼土金屬氧化物的總莫耳%。(5)組成物具有較低的液相線溫度、較高的液相線黏度、及緩慢增長的液相線相,這些均有利於片材形成。(6)當暴露於熔融鹽浴時,組成物可以抵抗較高的離子交換速率,而可以改善製造處理控制。換言之,組成物可以相對緩慢地進行離子交換,而有利於控制組成物內的離子交換。舉例而言,可以更精確地控制經離子交換的玻璃製品的DOC,以使組成物內的離子交換速率相對較慢。因為DOC可以快速接近玻璃製品內的所期望深度,所以精確控制的DOC對於薄玻璃製品(例如,具有少於或等於500微米的厚度的玻璃製品)可能特別有益。
可以藉由基本斷裂韌性等式來證明本文所述的CS/E比率的益處,基本斷裂韌性等式決定以總應力(σ
net)、缺陷大小(a)、及材料的斷裂韌性(K
IC)表示的玻璃強度之間的關係。斷裂韌性可以利用下列等式來表示:
(等式1)
在等式1中,「Y」係為幾何因子,σ
net=σ
bend-σ
IOX,其中σ
bend係為施加到玻璃製品上的彎折應力,σ
IOX係為藉由離子交換施加到玻璃製品上的壓縮應力。針對小缺陷大小,σ
IOX可以等效於峰值壓縮應力(SC)。在彎折測試期間,針對以毫米為單位進行測量的板間距(D),σ
bend可以利用下列等式來表示,其中E=以帕斯卡為單位進行測量的玻璃組成物的楊氏模量,v係為玻璃組成物的泊松比,而h=以微米為單位進行測量的玻璃製品的厚度。
(等式2)
第4圖中的圖400展示針對80種示例性玻璃組成物的
與CS/E比率的圖。圖400中的CS/E比率係在具有20微米的DOC的具有30微米厚度的玻璃製品上進行測量的。第4圖中的玻璃強度值係依據30微米厚的玻璃製品與3毫米的板間距(D)而進行計算。如圖400所示,
係與CS/E比率成正比,而可以衍生下列關係。
(等式4)
因此,藉由增加CS/E比率,可以增加玻璃強度(σ
net)。此外,增加CS/E比率可以使相同厚度的玻璃的彎折半徑更緊密,使較高厚度的玻璃彎折到相同的板間距(D)而不會使玻璃破損,並由於更大的缺陷容限而改善製造良率。這些益處可以使用等式1-5並藉由考慮下列兩種具有表1所總結的楊氏模量與峰值壓縮應力值的玻璃組成物的比較來進行量化。表1中的組成物A(CA)係為由下列各者所組成的組成物:68.95莫耳%的SiO
2、10.27莫耳%的Al
2O
3、5.36的MgO、0.06莫耳%的CaO、15.20Na
2O、及0.17莫耳%的SnO
2。表1中的組成物44(C44)係為表2G所描述的組成物C44。
表1
組成物 | E(GPa) | CS(MPa) |
CA | 71.3 | 700 |
C44 | 72.5 | 835 |
由CA組成且具有0.264微米的30%K
1C缺陷大小的30微米厚的玻璃製品可以在約901MPa的彎折應力下安全地彎折到約3mm的板間距(D),而導致201MPa的σ
net。相較之下,具有相同缺陷大小的由C44組成的30微米厚的玻璃製品可以安全地彎折到2.66mm的更緊密的板間距(D),同時維持201兆帕的σ
net。相關地,具有相同缺陷大小的由C44組成的34微米厚的玻璃製品可以安全地彎折到3mm的板間距(D),同時維持201兆帕的σ
net。
此外,由CA組成的30微米厚的玻璃製品可以安全地彎折到3mm的板間距(D),而導致201MPa的σ
net,並對應於0.264微米的30%K
1C缺陷大小。相較之下,由C44組成的30微米厚的玻璃製品可以安全地彎折到3mm的板間距(D),而導致僅81MPa的σ
net。由於σ
net僅為81MPa,由C44組成的玻璃製品可以承受多達1.626微米的30%K
1C缺陷大小。
本文所使用的術語「玻璃」係指稱包括至少部分由玻璃(包括玻璃與玻璃陶瓷)製成的任何材料。「玻璃陶瓷」包括透過控制玻璃的結晶而生產的材料。可以將一或更多種成核劑(例如,氧化鈦(TiO
2)、氧化鋯(ZrO
2)、氧化鈉(Na
2O)、及氧化磷(P
2O
5))添加至玻璃陶瓷組成物,以促進均質結晶。
針對本文所述的玻璃組成物,組成成分(例如,SiO
2、Al
2O
3、Na
2O、及類似者)的濃度除非以其他方式指明,否則是在氧化物的基礎上以莫耳百分比(莫耳%)給定。下面分別討論根據態樣的玻璃組成物的成分。應理解,一種成分的各種所述範圍中的任一者可以與任一其他成分的各種所述範圍中的任一者單獨組合。本文所使用的數字中的尾數0意欲表示該數字的有效數字。舉例而言,數字「1.0」包括二個有效數字,數字「1.00」包括三個有效數字。如本文所使用,描述為包括由將0莫耳%作為下限所定義的範圍內的氧化物的組成物係指稱組成物包括高於0莫耳%(例如,0.01莫耳%或0.1莫耳%)而多達範圍的上限的任何量的氧化物。
SiO
2可以是玻璃組成物中的最大成分,而因此是由玻璃組成物所形成的玻璃網絡的主要成分。純SiO
2具有相對較低的熱膨脹係數(CTE,如本文所使用,此性質係在0℃至300℃的溫度下進行測量)以及不含鹼。但是,純SiO
2具有高熔融點。因此,如果玻璃組成物中的SiO
2的濃度太高,則玻璃組成物的可形成性可能降低,因為較高濃度的SiO
2會增加玻璃熔融的難度,而不利地影響玻璃的可形成性。
在態樣中,玻璃組成物所包括的SiO
2的量可以大於或等於55莫耳%的SiO
2、大於或等於56莫耳%的SiO
2、大於或等於57莫耳%的SiO
2、大於或等於58莫耳%的SiO
2、大於或等於59莫耳%的SiO
2、大於或等於60莫耳%的SiO
2、大於或等於61莫耳%的SiO
2、大於或等於62莫耳%的SiO
2、大於或等於63莫耳%的SiO
2、大於或等於64莫耳%的SiO
2、大於或等於65莫耳%的SiO
2、或大於或等於66莫耳%的SiO
2。在態樣中,玻璃組成物所包括的SiO
2的量可以少於或等於70莫耳%的SiO
2、少於或等於69莫耳%的SiO
2、少於或等於68莫耳%的SiO
2、少於或等於67莫耳%的SiO
2、少於或等於66莫耳%的SiO
2、少於或等於65莫耳%的SiO
2、少於或等於64莫耳%的SiO
2、少於或等於63莫耳%的SiO
2、少於或等於62莫耳%的SiO
2、少於或等於61莫耳%的SiO
2、或少於或等於60莫耳%的SiO
2。
上述SiO
2範圍中之任一者可以與任何其他範圍組合。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的SiO
2的量可以大於或等於55莫耳%的SiO
2至少於或等於70莫耳%的SiO
2、大於或等於55莫耳%的SiO
2至少於或等於69莫耳%的SiO
2、大於或等於55莫耳%的SiO
2至少於或等於68莫耳%的SiO
2、大於或等於55莫耳%的SiO
2至少於或等於67莫耳%的SiO
2、大於或等於55莫耳%的SiO
2至少於或等於66莫耳%的SiO
2、大於或等於55莫耳%的SiO
2至少於或等於65莫耳%的SiO
2、大於或等於55莫耳%的SiO
2至少於或等於64莫耳%的SiO
2、大於或等於55莫耳%的SiO
2至少於或等於63莫耳%的SiO
2、大於或等於55莫耳%的SiO
2至少於或等於62莫耳%的SiO
2、大於或等於55莫耳%的SiO
2至少於或等於61莫耳%的SiO
2、大於或等於55莫耳%的SiO
2至少於或等於60莫耳%的SiO
2、大於或等於56莫耳%的SiO
2至少於或等於70莫耳%的SiO
2、大於或等於57莫耳%的SiO
2至少於或等於70莫耳%的SiO
2、大於或等於58莫耳%的SiO
2至少於或等於70莫耳%的SiO
2、大於或等於59莫耳%的SiO
2至少於或等於70莫耳%的SiO
2、大於或等於60莫耳%的SiO
2至少於或等於70莫耳%的SiO
2、大於或等於61莫耳%的SiO
2至少於或等於70莫耳%的SiO
2、大於或等於62莫耳%的SiO
2至少於或等於70莫耳%的SiO
2、大於或等於63莫耳%的SiO
2至少於或等於70莫耳%的SiO
2、大於或等於64莫耳%的SiO
2至少於或等於70莫耳%的SiO
2、或大於或等於65莫耳%的SiO
2至少於或等於70莫耳%的SiO
2。
在態樣中,玻璃組成物所包括的SiO
2的量可以大於或等於59莫耳%的SiO
2至少於或等於66莫耳%的SiO
2(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的SiO
2的量可以大於或等於60莫耳%的SiO
2至少於或等於66莫耳%的SiO
2、大於或等於61莫耳%的SiO
2至少於或等於66莫耳%的SiO
2、大於或等於62莫耳%的SiO
2至少於或等於66莫耳%的SiO
2、大於或等於63莫耳%的SiO
2至少於或等於66莫耳%的SiO
2、大於或等於64莫耳%的SiO
2至少於或等於66莫耳%的SiO
2、大於或等於65莫耳%的SiO
2至少於或等於66莫耳%的SiO
2、大於或等於59莫耳%的SiO
2至少於或等於65莫耳%的SiO
2、大於或等於59莫耳%的SiO
2至少於或等於64莫耳%的SiO
2、大於或等於59莫耳%的SiO
2至少於或等於63莫耳%的SiO
2、大於或等於59莫耳%的SiO
2至少於或等於62莫耳%的SiO
2、大於或等於59莫耳%的SiO
2至少於或等於61莫耳%的SiO
2、或大於或等於59莫耳%的SiO
2至少於或等於60莫耳%的SiO
2。
在態樣中,玻璃組成物所包括的SiO
2的量可以大於或等於59.6莫耳%的SiO
2至少於或等於65.5莫耳%的SiO
2(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的SiO
2的量可以大於或等於60.0莫耳%的SiO
2至少於或等於65.5莫耳%的SiO
2、大於或等於60.5莫耳%的SiO
2至少於或等於65.5莫耳%的SiO
2、大於或等於61.0莫耳%的SiO
2至少於或等於65.5莫耳%的SiO
2、大於或等於61.5莫耳%的SiO
2至少於或等於65.5莫耳%的SiO
2、大於或等於62.0莫耳%的SiO
2至少於或等於65.5莫耳%的SiO
2、大於或等於62.5莫耳%的SiO
2至少於或等於65.5莫耳%的SiO
2、大於或等於63.0莫耳%的SiO
2至少於或等於65.5莫耳%的SiO
2、大於或等於59.6莫耳%的SiO
2至少於或等於65.0莫耳%的SiO
2、大於或等於59.6莫耳%的SiO
2至少於或等於64.5莫耳%的SiO
2、大於或等於59.6莫耳%的SiO
2至少於或等於64.0莫耳%的SiO
2、大於或等於59.6莫耳%的SiO
2至少於或等於63.5莫耳%的SiO
2、大於或等於59.6莫耳%的SiO
2至少於或等於63.0莫耳%的SiO
2、或大於或等於59.6莫耳%的SiO
2至少於或等於62.5莫耳%的SiO
2。
本文所揭示的玻璃組成物包括Al
2O
3。Al
2O
3的添加可以作為玻璃網絡形成劑。此外,當Al
2O
3的濃度係與組成物中的SiO
2的濃度及鹼金屬氧化物的濃度產生平衡時,可以減少玻璃熔體的液相線溫度,而藉此增強液相線黏度。
在態樣中,組成物中的Al
2O
3的莫耳%加上RO的莫耳%(Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%)可以大於或等於17莫耳%。在態樣中,Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%可以大於或等於17莫耳%至少於或等於21莫耳%(例如,21莫耳%≥Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%≥17莫耳%)(包括子範圍)。在態樣中,Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%可以大於或等於18莫耳%、大於或等於19莫耳%、或大於或等於20莫耳%。在態樣中,Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%可以少於或等於20莫耳%、少於或等於19莫耳%、或少於或等於18莫耳%。在上面的等式中,RO的莫耳%係等於MgO的莫耳%加上CaO的莫耳%。
上述範圍中之任一者可以與任何其他範圍組合。舉例而言,在態樣中,Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%可以大於或等於17莫耳%至少於或等於21莫耳%、大於或等於18莫耳%至少於或等於21莫耳%、大於或等於19莫耳%至少於或等於21莫耳%、大於或等於17莫耳%至少於或等於20莫耳%、或大於或等於17莫耳%至少於或等於19莫耳%。
上述(Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%)值有益於本文所揭示的玻璃組成物。利用如上所述的(Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%)值,玻璃組成物能夠跨越如本文所述的較寬的壓縮深度範圍而實現較高的峰值壓縮應力。若(Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%)低於17莫耳%,則可能不會形成所期望的較高的離子交換應力。若(Al
2O
3的莫耳%+RO的莫耳%)高於21莫耳%,則離子交換處理可能太慢及/或楊氏模量可能不期望地較高。同樣地,玻璃組成物的可製造性可能受到高於21莫耳%的值。
在態樣中,玻璃組成物所包括的Al
2O
3的量可以大於或等於12.5莫耳%至少於或等於16.0莫耳%的Al
2O
3(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的Al
2O
3的量可以大於或等於13.0莫耳%至少於或等於16.0莫耳%的Al
2O
3、大於或等於13.5莫耳%至少於或等於16.0莫耳%的Al
2O
3、大於或等於14.0莫耳%至少於或等於16.0莫耳%的Al
2O
3、大於或等於14.5莫耳%至少於或等於16.0莫耳%的Al
2O
3、大於或等於15.0莫耳%至少於或等於16.0莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.5莫耳%至少於或等於15.5莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.5莫耳%至少於或等於15.0莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.5莫耳%至少於或等於14.5莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.5莫耳%至少於或等於14.0莫耳%的Al
2O
3、或大於或等於12.5莫耳%至少於或等於13.5莫耳%的Al
2O
3。
在態樣中,玻璃組成物所包括的Al
2O
3的量可以大於或等於13莫耳%至少於或等於15莫耳%的Al
2O
3(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的Al
2O
3的量可以大於或等於13.5莫耳%至少於或等於15莫耳%的Al
2O
3、大於或等於14莫耳%至少於或等於15莫耳%的Al
2O
3、大於或等於14.5莫耳%至少於或等於15莫耳%的Al
2O
3、大於或等於13莫耳%至少於或等於14.5莫耳%的Al
2O
3、大於或等於13莫耳%至少於或等於14.0莫耳%的Al
2O
3、或大於或等於13莫耳%至少於或等於13.5莫耳%的Al
2O
3。
在態樣中,玻璃組成物所包括的Al
2O
3的量可以大於或等於12.78莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的Al
2O
3的量可以大於或等於13.0莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3、大於或等於13.25莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3、大於或等於13.5莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3、大於或等於13.75莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3、大於或等於14.0莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3、大於或等於14.25莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3、大於或等於14.5莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3、大於或等於14.75莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3、大於或等於15.0莫耳%至少於或等於15.96莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.78莫耳%至少於或等於15.75莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.78莫耳%至少於或等於15.5莫耳%的Al
2O
3、大於12.78莫耳%至少於或等於15.25莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.78莫耳%至少於或等於15.0莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.78莫耳%至少於或等於14.75莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.78莫耳%至少於或等於14.5莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.78莫耳%至少於或等於14.25莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.78莫耳%至少於或等於14.0莫耳%的Al
2O
3、或大於或等於12.78莫耳%至少於或等於13.75莫耳%的Al
2O
3。
在態樣中,玻璃組成物所包括的Al
2O
3的量可以大於或等於12.5莫耳%至少於或等於16莫耳%的Al
2O
3(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的Al
2O
3的量可以大於或等於13莫耳%至少於或等於16莫耳%的Al
2O
3、大於或等於14莫耳%至少於或等於16莫耳%的Al
2O
3、大於或等於12.5莫耳%至少於或等於15莫耳%的Al
2O
3、或大於或等於12.5莫耳%至少於或等於14莫耳%的Al
2O
3。
本文所述的玻璃組成物包括Na
2O。Na
2O可以用於輔助玻璃組成物的離子交換能力,並改善玻璃組成物的形成性,而藉此改善玻璃組成物的可製造性。然而,若在玻璃組成物中添加過多的Na
2O,則CTE可能太低,而熔融點可能太高。此外,若在玻璃組成物中添加過多的Na
2O,則在一些情況下,玻璃的離子交換率可能過高而無法精確控制組成物內的離子交換。
在態樣中,玻璃組成物所包括的Na
2O的量可以大於或等於16莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的Na
2O的量可以大於或等於16.5莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O、大於或等於17莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O、大於或等於17.5莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O、大於或等於18莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O、大於或等於18.5莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O、大於或等於19莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O、大於或等於19.5莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O、大於或等於20莫耳%至少於或等於21莫耳%的Na
2O、大於或等於16莫耳%至少於或等於20.5莫耳%的Na
2O、大於或等於16莫耳%至少於或等於20莫耳%的Na
2O、大於或等於16莫耳%至少於或等於19.5莫耳%的Na
2O、大於或等於16莫耳%至少於或等於19莫耳%的Na
2O、大於或等於16莫耳%至少於或等於18.5莫耳%的Na
2O、大於或等於16莫耳%至少於或等於18莫耳%的Na
2O、或大於或等於16莫耳%至少於或等於17.5莫耳%的Na
2O。
在態樣中,玻璃組成物所包括的Na
2O的量可以大於或等於15.5莫耳%至少於或等於17.5莫耳%的Na
2O(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的Na
2O的量可以大於或等於15.75莫耳%至少於或等於17.5莫耳%的Na
2O、大於或等於16.0莫耳%至少於或等於17.5莫耳%的Na
2O、大於或等於16.25莫耳%至少於或等於17.5莫耳%的Na
2O、大於或等於16.5莫耳%至少於或等於17.5莫耳%的Na
2O、大於或等於16.75莫耳%至少於或等於17.5莫耳%的Na
2O、大於或等於17.0莫耳%至少於或等於17.5莫耳%的Na
2O、大於或等於15.5莫耳%至少於或等於17.25莫耳%的Na
2O、大於或等於15.5莫耳%至少於或等於17.0莫耳%的Na
2O、大於或等於15.5莫耳%至少於或等於16.75莫耳%的Na
2O、大於或等於15.5莫耳%至少於或等於16.5莫耳%的Na
2O、大於或等於15.5莫耳%至少於或等於16.25莫耳%的Na
2O、或大於或等於15.5莫耳%至少於或等於16.0莫耳%的Na
2O。
在態樣中,玻璃組成物所包括的Na
2O的量可以大於或等於16.09莫耳%至少於或等於20.2莫耳%的Na
2O(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的Na
2O的量可以大於或等於16.5莫耳%至少於或等於20.2莫耳%的Na
2O、大於或等於17.0莫耳%至少於或等於20.2莫耳%的Na
2O、大於或等於17.5莫耳%至少於或等於20.2莫耳%的Na
2O、大於或等於18.0莫耳%至少於或等於20.2莫耳%的Na
2O、大於或等於18.5莫耳%至少於或等於20.2莫耳%的Na
2O、大於或等於19.0莫耳%至少於或等於20.2莫耳%的Na
2O、大於或等於16.09莫耳%至少於或等於20.0莫耳%的Na
2O、大於或等於16.09莫耳%至少於或等於19.5莫耳%的Na
2O、大於或等於16.09莫耳%至少於或等於19.0莫耳%的Na
2O、大於或等於16.09莫耳%至少於或等於18.5莫耳%的Na
2O、大於或等於16.09莫耳%至少於或等於18.0莫耳%的Na
2O、大於或等於16.09莫耳%至少於或等於17.5莫耳%的Na
2O、或大於或等於16.09莫耳%至少於或等於17.0莫耳%的Na
2O。
在態樣中,玻璃組成物的Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)可以大於或等於4莫耳%。在態樣中,Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%可以大於或等於4莫耳%至少於或等於11莫耳%(例如,11莫耳%≥(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)≥4莫耳%)(包括子範圍)。在態樣中,Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%可以大於或等於5莫耳%、大於或等於6莫耳%、大於或等於7莫耳%、大於或等於8莫耳%、大於或等於9莫耳%、或大於或等於10莫耳%。在態樣中,Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%可以少於或等於11莫耳%、少於或等於10莫耳%、少於或等於9莫耳%、少於或等於8莫耳%、少於或等於7莫耳%、少於或等於6莫耳%、或少於或等於5莫耳%。在上面的等式中,RO的莫耳%係等於MgO的莫耳%加上CaO的莫耳%。
上述範圍中之任一者可以與任何其他範圍組合。舉例而言,在態樣中,Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3可以大於或等於4莫耳%至少於或等於10莫耳%、大於或等於4莫耳%至少於或等於9莫耳%、大於或等於4莫耳%至少於或等於8莫耳%、或大於或等於4莫耳%至少於或等於7莫耳%。
上述(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)值有益於本文所揭示的玻璃組成物。利用如上所述的(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)值,玻璃組成物呈現下列有利的性質。首先,修整如上所述的(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)值係改善玻璃組成物的熔融性。(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)值建立有利的熱性質(例如,本文所述的液相線溫度及液相線黏度),而增加由組成物製成的玻璃製品的製造容易性。若(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)值低於4莫耳%,則玻璃組成物的熔融性會變差。第二,修整如上所述的(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3莫耳%)值係確保離子交換窗口可以產生所期望的組成物梯度,同時避免玻璃製品的顯著應力鬆弛(抵消離子交換處理所賦予的壓縮應力)。若(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al
2O
3的莫耳%)值高於11莫耳%,則在離子交換處理期間可能產生玻璃製品內的顯著量的應力鬆弛。此應力鬆弛減少壓縮應力(更特定言之,離子交換處理期間所賦予的峰值壓縮應力)。
在態樣中,玻璃組成物的Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%)可以大於或等於20莫耳%。在態樣中,Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%可以大於或等於20莫耳%至少於或等於25莫耳%(例如,25莫耳%≥(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%)≥20莫耳%)。上述(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%)值有益於本文所揭示的玻璃組成物。利用上述(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%)值,玻璃組成物可以呈現用於將組成物形成玻璃製品的一些製造技術(例如,狹槽拉伸)的所期望液相線溫度、所期望液相線黏度、或二者。此外,上述(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%)值可以促進離子交換期間的較高峰值壓縮應力的形成。
在態樣中,玻璃組成物的Al
2O
3的莫耳%+Na
2O的莫耳%(Al
2O
3的莫耳%+Na
2O的莫耳%)可以大於或等於28莫耳%。在態樣中,Al
2O
3的莫耳%+Na
2O的莫耳%可以大於或等於28莫耳%至少於或等於37莫耳%(例如,37莫耳%≥(Na
2O的莫耳%+RO的莫耳%)≥28莫耳%)(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,Al
2O
3的莫耳%+Na
2O的莫耳%可以大於或等於30莫耳%至少於或等於37莫耳%、大於或等於32莫耳%至少於或等於37莫耳%、大於或等於28莫耳%至少於或等於35莫耳%、或大於或等於28莫耳%至少於或等於33莫耳%。上述(Al
2O
3的莫耳%+Na
2O的莫耳%)值可以有益於本文所揭示的玻璃組成物。利用上述(Al
2O
3的莫耳%+Na
2O的莫耳%)值,玻璃組成物可以呈現用於將組成物形成玻璃製品的一些製造技術(例如,狹槽拉伸)的所期望液相線溫度、所期望液相線黏度、或二者。
本文所述的玻璃組成物包括MgO。MgO可以降低玻璃的黏度,而增強玻璃的可形成性及可製造性。在玻璃組成物中包括MgO亦可以改善玻璃組成物的應變點及楊氏模量以及玻璃的離子交換能力。然而,若在玻璃組成物中添加過多的MgO,則玻璃組成物的密度及CTE可能增加到不受期望的等級。此外,若添加過多的MgO,針對一些製造處理,液相線溫度可能過高,而液相線黏度可能過低。
在態樣中,玻璃組成物所包括的MgO的量可以大於或等於1莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的MgO的量可以大於或等於1.25莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於1.5莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於1.75莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於2.0莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於2.25莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於2.5莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於2.75莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於3.0莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於3.25莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於1莫耳%至少於或等於3.5莫耳%的MgO、大於或等於1莫耳%至少於或等於3.25莫耳%的MgO、大於或等於1莫耳%至少於或等於3.0莫耳%的MgO、大於或等於1莫耳%至少於或等於2.75莫耳%的MgO、大於或等於1莫耳%至少於或等於2.5莫耳%的MgO、大於或等於1莫耳%至少於或等於2.25莫耳%的MgO、大於或等於1莫耳%至少於或等於2.0莫耳%的MgO、大於或等於1莫耳%至少於或等於1.75莫耳%的MgO、或大於或等於1莫耳%至少於或等於1.5莫耳%的MgO。
在態樣中,玻璃組成物所包括的MgO的量可以大於或等於1.92莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的MgO的量可以大於或等於2.0莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於2.2莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO%、大於或等於2.4莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於2.6莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於2.8莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於3.0莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於3.2莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO、大於或等於1.92莫耳%至少於或等於3.6莫耳%的MgO、大於或等於1.92莫耳%至少於或等於3.4莫耳%的MgO、大於或等於1.92莫耳%至少於或等於3.2莫耳%的MgO、大於或等於1.92莫耳%至少於或等於3.0莫耳%的MgO、大於或等於1.92莫耳%至少於或等於2.8莫耳%的MgO、大於或等於1.92莫耳%至少於或等於2.6莫耳%的MgO、或大於或等於1.92莫耳%至少於或等於2.4莫耳%的MgO。
在態樣中,玻璃組成物所包括的MgO的量可以大於或等於1莫耳%至少於或等於4莫耳%MgO(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的MgO的量可以大於或等於1.5莫耳%至少於或等於4莫耳%的MgO、大於或等於2莫耳%至少於或等於4莫耳%的MgO、大於或等於2.5莫耳%至少於或等於4莫耳%的MgO、大於或等於1莫耳%至少於或等於3.5莫耳%的MgO、大於或等於1莫耳%至少於或等於3莫耳%的MgO、或大於或等於1莫耳%至少於或等於2.5莫耳%的MgO。
本文所述的玻璃組成物包括CaO。CaO可以降低玻璃的黏度(可以增強可形成性、應變點、及楊氏模量),以及可以改善玻璃的離子交換能力。然而,若在玻璃組成物中添加過多的CaO,則玻璃組成物的密度及CTE可能增加到不受期望的等級。此外,本文所述的CaO量可以幫助減緩組成物內的離子交換處理,而可以更精確地控制離子交換處理。舉例而言,CaO量可以更精確地控制DOC。
在態樣中,玻璃組成物所包括的CaO的量可以大於或等於0.78莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的CaO的量可以大於或等於1.0莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO、大於或等於1.25莫耳%至少於或等於3%的CaO、大於或等於1.5莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO、大於或等於1.75莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO、大於或等於2.0莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO、大於或等於2.25莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO、大於或等於2.5莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.75莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.5莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.25莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.0莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.75莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.5莫耳%的CaO、或大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.25莫耳%的CaO。
在態樣中,玻璃組成物所包括的CaO的量可以大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2莫耳%的CaO(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的CaO的量可以大於或等於0.9莫耳%至少於或等於2莫耳%的CaO、大於或等於1.0莫耳%至少於或等於2%的CaO、大於或等於1.1莫耳%至少於或等於2莫耳%的CaO、大於或等於1.2莫耳%至少於或等於2莫耳%的CaO、大於或等於1.3莫耳%至少於或等於2莫耳%的CaO、大於或等於1.4莫耳%至少於或等於2莫耳%的CaO、大於或等於1.5莫耳%至少於或等於2莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.9莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.8莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.7莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.6莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.5莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.4莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.3莫耳%的CaO、或大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.2莫耳%的CaO。
在態樣中,玻璃組成物所包括的CaO的量可以大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.52莫耳%的CaO(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的CaO的量可以大於或等於1.0莫耳%至少於或等於2.52莫耳%的CaO、大於或等於1.2莫耳%至少於或等於2.52莫耳%的CaO、大於或等於1.4莫耳%至少於或等於2.52莫耳%的CaO、大於或等於1.6莫耳%至少於或等於2.52莫耳%的CaO、大於或等於1.8莫耳%至少於或等於2.52莫耳%的CaO、大於或等於2.0莫耳%至少於或等於2.52莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.4莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.2莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於2.0莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.8莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.6莫耳%的CaO、大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.4莫耳%的CaO、或大於或等於0.78莫耳%至少於或等於1.2莫耳%的CaO。
在態樣中,玻璃組成物所包括的CaO的量可以大於或等於0.5莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物所包括的CaO的量可以大於或等於1莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO、大於或等於2莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO、或大於或等於0.5莫耳%至少於或等於2莫耳%的CaO。
在態樣中,玻璃組成物的MgO的莫耳%與MgO的莫耳%加上CaO的莫耳%的比率(MgO的莫耳%/(MgO的莫耳%+CaO的莫耳%))可以大於或等於0.5。在態樣中,MgO的莫耳%/(MgO的莫耳%+CaO的莫耳%)可以大於或等於0.55、大於或等於0.6、大於或等於0.65、大於或等於0.7、大於或等於0.75、或等於0.8。在態樣中,MgO的莫耳%/(MgO的莫耳%+CaO的莫耳%)可以少於或等於0.8、少於或等於0.75、少於或等於0.7、少於或等於0.65、少於或等於0.6、少於或等於0.55、或等於0.5。
在態樣中,MgO的莫耳%/(MgO的莫耳%+CaO的莫耳%)可以大於或等於0.5至少於或等於0.8(例如,0.8≥(MgO的莫耳%/(MgO的莫耳%+CaO的莫耳%))≥0.5)(包括前述值之間的所有範圍及子範圍)。舉例而言,在態樣中,MgO的莫耳%/(MgO的莫耳%+CaO的莫耳%)可以大於或等於0.55至少於或等於0.8、大於或等於0.6至少於或等於0.8、大於或等於0.65至少於或等於0.8、大於或等於0.7至少於或等於0.8、大於或等於0.5至少於或等於0.75、大於或等於0.5至少於或等於0.7、大於或等於0.5至少於或等於0.65、或大於或等於0.5至少於或等於0.6。
本文所述的玻璃組成物可以不包含或基本上不包含下列一或更多者:ZnO、SrO、BaO、B
2O
3、P
2O
5、Li
2O、及K
2O。在態樣中,玻璃組成物可以不包含或基本上不包含下列所有者:ZnO、SrO、BaO、B
2O
3、P
2O
5、Li
2O、及K
2O。這些氧化物中之一些者可能價格昂貴及/或供應有限。鹼土金屬氧化物可能不受期望地增加楊氏模量,並且可能減慢離子交換處理。B
2O
3、P
2O
5、及K
2O可以減少離子交換處理期間所賦予的壓縮應力。本文所述的玻璃製品能夠實現有利的性質,而不需要這些氧化物。因此,這些氧化物可以從組成物中排除。本文所使用的術語「基本上不包含」係意指組成物並未添加為批次材料的成分,然而該成分可能利用非常少量的汙染物形式存在於最終玻璃中。由於用於生產本揭示的玻璃組成物的原料及/或裝備,所以在最終玻璃組成物中可能存在一些有意添加的雜質或成分。此類材料存在於玻璃組成物中的含量很少,稱為「混入材料」。「基本上不包含」一成分的組成物係指稱並未故意將該成分添加到組成物,但是該組成物仍然可以包含混入量或痕量的成分。「基本上不包含」一氧化物的組成物係指稱該氧化物所存在的量係小於或等於0.1莫耳%(例如,0莫耳%至0.1莫耳%)。如本文所使用,「完全不包含」一成分的玻璃組成物係定義為指稱該成分(例如,氧化物)不存在於組成物中(即使以混入量或痕量存在)。
在態樣中,玻璃組成物可以可選擇地包括一或更多種澄清劑。在態樣中,澄清劑可以包括例如SnO
2。在這些態樣中,存在於玻璃組成物中的SnO
2的量可以少於或等於2莫耳%(例如,0莫耳%至2莫耳%(包括子範圍))。舉例而言,在態樣中,存在於玻璃組成物中的SnO
2的量可以大於或等於0.1莫耳%至少於或等於2莫耳%、大於或等於0.1莫耳%至少於或等於1.5莫耳%、大於或等於0.1莫耳%至少於或等於1莫耳%、大於或等於0.1莫耳%至少於或等於0.5莫耳%、或大於或等於0.1莫耳%至少於或等於0.25莫耳%。
下面討論本文所揭示的玻璃組成物以及由玻璃組成物製成的玻璃製品的物理性質。如將參照實例更詳細地討論,這些物理性質可以藉由修整玻璃組成物的成分量來實現。
在態樣中,玻璃組成物的楊氏模量(E)可以大於或等於70吉帕斯卡(GPa)至少於或等於80GPa,以及前述值之間的所有範圍及子範圍。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物的楊氏模量(E)可以大於或等於70吉帕斯卡(GPa)至少於或等於79GPa、大於或等於70吉帕斯卡(GPa)至少於或等於78GPa、大於或等於70吉帕斯卡(GPa)至少於或等於77GPa、大於或等於70吉帕斯卡(GPa)至少於或等於76GPa、大於或等於70吉帕斯卡(GPa)至少於或等於75GPa、大於或等於70吉帕斯卡(GPa)至少於或等於74GPa、或大於或等於70吉帕斯卡(GPa)至少於或等於73GPa。
除非另有說明,否則本揭示所揭示的楊氏模量值及泊松比值係指稱標題為「Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts」的ASTM E2001-13中所提出的通用類型的共振超音光譜技術測量的值。同樣地,除非另有說明,否則在針對玻璃組成物或製品進行任何離子交換處理或任何其他強化處理之前,測量玻璃組成物或製品的楊氏模量及泊松比。更特定言之,在將組成物或製品暴露於離子交換溶液之前(例如,在浸入離子交換溶液之前),測量玻璃組成物或製品的楊氏模量及泊松比。依據從ASTM E2001-13測試取得的楊氏模量值(E)及剪切模量值(G)而使用下列等式來計算泊松比值(v):E=2G(1+v)。
在態樣中,玻璃組成物的液相線黏度的範圍可以大於或等於500kP(千泊)。在態樣中,玻璃組成物的液相線黏度的範圍可以大於或等於500kP至少於或等於2300kP(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃組成物的液相線黏度的範圍可以大於或等於750kP至少於或等於2300kP、大於或等於1000kP至少於或等於2300kP、大於或等於1500kP至少於或等於2300kP、大於或等於500kP至少於或等於2000kP、大於或等於500kP至少於或等於1750kP、大於或等於500kP至少於或等於1500kP、大於或等於500kP至少於或等於1250kP、或大於或等於500kP至少於或等於1000kP。在態樣中,玻璃組成物的液相線黏度的範圍可以大於或等於1000kP至少於或等於1500kP。
在態樣中,玻璃組成物的液相線溫度可以大於或等於500℃。在態樣中,玻璃組成物的液相線溫度可以大於或等於500℃至少於或等於1200℃。
如本文所使用的術語「液相線黏度」係指稱熔融玻璃在液相線溫度下的黏度,其中液相線溫度係指稱隨著熔融玻璃從熔融溫度冷卻時結晶首次出現的溫度,或者是隨著溫度從室溫升高時最後一個結晶熔融的溫度。除非另有說明,否則本案所揭示的液相線黏度值係藉由下列方法決定。首先,根據ASTM C829-81(2015)的標題為「Standard Practice for Measurement of Liquidus Temperature of Glass by the Gradient Furnace Method」測量玻璃的液相線溫度。接下來,根據ASTM C965-96(2012)的標題為「Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Above the Softening Point」來測量液相線溫度下的玻璃的黏度。除非另有說明,否則在針對玻璃組成物或製品進行任何離子交換處理或任何其他強化處理之前,測量玻璃組成物或製品的液相線黏度及溫度。更特定言之,在將組成物或製品暴露於離子交換溶液之前(例如,在浸入離子交換溶液之前),測量玻璃組成物或製品的液相線黏度及溫度。
可以藉由任何合適的方法(例如,狹槽形成、浮法形成、輥壓處理、熔合形成處理等)來由上述組成物形成根據態樣的玻璃製品。玻璃組成物以及由玻璃組成物所生產的製品的特徵可以在於所形成的方式。舉例而言,玻璃組成物的特徵可以是可浮法形成(亦即,藉由浮法處理形成)、可向下拉伸、及更特定為可熔合形成或可狹槽拉伸形成(亦即,藉由向下拉伸處理(例如,熔合拉伸處理或狹槽拉伸處理))。
在態樣中,本文所述的玻璃製品可以例如藉由向下拉伸處理而形成。向下拉伸處理生產具有相對原始表面的均勻厚度的玻璃製品。由於玻璃製品的平均撓曲強度係由表面缺陷的數量及尺寸控制,所以具有最小接觸的原始表面具有較高的初始強度。此外,向下拉伸的玻璃製品具有非常平坦且平滑的表面,而可用於最終應用,而不需要昂貴的研磨及拋光。
在態樣中,玻璃製品可以描述成可熔合形成(亦即,可以使用熔合拉伸處理而形成)。熔合拉伸處理使用具有用於接受熔化玻璃原料的通道的拉伸缸。通道的堰沿著通道兩側的通道長度在頂部開放。當通道充滿熔融材料時,熔融玻璃溢出堰。由於重力,熔融玻璃沿著拉伸缸的外側表面流下,而作為兩個流動的玻璃膜。拉伸缸的這些外側表面向下及向內延伸,而在拉伸缸下方的邊緣處連接。兩個流動的玻璃膜在此邊緣處連接在一起,以熔合並形成單一流動的玻璃製品。熔合拉伸方法的優點在於,由於在通道上流動的兩個玻璃膜熔合在一起,因此所得到的玻璃製品的外側表面都不會與設備的任何部分接觸。因此,熔合拉伸的玻璃製品的表面性質並不會受到這種接觸的影響。
在態樣中,本文所述的玻璃製品可以藉由狹槽拉伸處理而形成。狹槽拉伸處理係與熔合拉伸方法不同。在狹槽拉伸處理中,熔融原料玻璃係提供至拉伸缸。拉伸缸的底部具有開口狹槽,開口狹槽具有延伸狹槽長度的噴嘴。熔融玻璃流經狹槽及/或噴嘴,並作為連續玻璃製品向下拉伸,而進入退火區域。
因為允許形成較薄的玻璃製品而幾乎沒有缺陷,所以用於形成玻璃製品(例如,玻璃片材)的拉伸處理是理想的。先前認為,藉由拉伸處理(例如,熔合拉伸或狹槽拉伸)所形成的玻璃組成物需要具有相對高的液相線黏度(例如,大於1000kP、大於1100kP、或大於1200kP的液相線黏度)。然而,拉伸處理的發展可能允許將具有較低液相線黏度(例如,低至500kP的液相線黏度)的玻璃用於拉伸處理。
在態樣中,本文所述的玻璃製品可以呈現非晶微結構,並且可以基本上不含結晶或微晶。換言之,這些態樣中的玻璃製品不包括玻璃陶瓷材料。在其他態樣中,本文所述的玻璃製品可以包括玻璃陶瓷材料。
如上所述,玻璃組成物以及由玻璃組成物製成的製品可以藉由離子交換處理來強化。參照第1圖,玻璃製品100可以具有處於壓縮應力下的一或更多個區域。舉例而言,玻璃製品100可以具有從玻璃製品100的外部表面(例如,表面110、112)延伸至壓縮深度(DOC、d1、d2)的第一壓縮應力區域120及/或第二壓縮應力區域122,以及處於拉伸應力或CT下的從DOC延伸進入玻璃製品100的中心或內部區域的第二區域(例如,中心區域130)。離子交換壓縮應力區域120、122的金屬氧化物的濃度在玻璃製品100的厚度(t)的二或更多個點處不同。
根據本技術領域中通常使用的慣例,壓縮或壓縮應力(CS)係表示為負(<0)應力,而張力或拉伸應力係表示為正(>0)應力。然而,在本說明書中,CS係表示為正的或絕對值(亦即,如本文所述,CS=|CS|)。CS在玻璃的表面處具有最大值,而根據函數隨著與表面的距離d而變化。再次參照第1圖,第一壓縮應力區域120從第一表面110延伸至深度d1,而第二壓縮應力區域122從第二表面112延伸至深度d2。總之,這些壓縮應力區域120、122定義玻璃製品100的壓縮區域或CS區域。
在態樣中,玻璃製品的一或更多個壓縮應力區的峰值壓縮應力可以大於或等於500MPa至少於或等於1300兆帕(MPa)(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃製品的一或更多個壓縮應力區的峰值壓縮應力可以大於或等於600MPa至少於或等於1300MPa、大於或等於700MPa至少於或等於1300MPa、大於或等於800MPa至少於或等於1300MPa、大於或等於900MPa至少於或等於1300MPa、大於或等於1000MPa至少於或等於1300MPa、大於或等於500MPa至少於或等於1200MPa、大於或等於500MPa至少於或等於1100MPa、大於或等於500MPa至少於或等於1000MPa、大於或等於500MPa至少於或等於900MPa、或大於或等於500MPa至少於或等於800MPa。
在態樣中,玻璃組成物所製成的玻璃製品可以具有大於或等於15的峰值壓縮應力值與楊氏模量值的比率(峰值壓縮應力值/楊氏模量值,CS/E)。在態樣中,玻璃製品的CS/E比率的範圍可以大於或等於15至少於或等於18(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃製品的CS/E比率可以大於或等於15.5至少於或等於18、大於或等於16至少於或等於18、大於或等於16.5至少於或等於18、大於或等於17至少於或等於18、大於或等於15至少於或等於17.5、大於或等於15至少於或等於17、大於或等於15至少於或等於16.5、或大於或等於15至少於或等於16。
可以在本文所述的峰值壓縮應力處及壓縮深度處實現這些CS/E比率以及CS/E比率範圍。舉例而言,在態樣中,玻璃製品可以具有如上所述的CS/E比率或CS/E比率範圍,其中峰值壓縮應力的範圍係大於或等於500MPa至少於或等於1300MPa。作為另一實例,玻璃製品可以具有如上所述的CS/E比率或CS/E比率範圍,其中壓縮深度的範圍係大於或等於5微米至少於或等於30微米。作為另一實例,玻璃製品可以具有如上所述的CS/E比率或CS/E比率範圍,其中壓縮深度的範圍係大於或等於5微米至少於或等於20微米。作為另一實例,玻璃製品可以具有如上所述的CS/E比率或CS/E比率範圍,其中壓縮深度的範圍係大於或等於玻璃製品的厚度的5%至少於或等於20%。
可以藉由離子交換來實現的較高的峰值壓縮應力係提供用於針對給定的玻璃厚度將玻璃彎折成較緊密(亦即,較小)的彎折半徑的能力。較高的峰值壓縮應力允許玻璃保持淨壓縮,而因此包含玻璃圍繞較緊貼的半徑彎折時的表面缺陷。若近表面缺陷包含在此淨壓縮下或者設置於有效表面壓縮層內,則不會擴展成破損。
第2圖圖示在二個平行板200之間使用彎折力202針對玻璃製品100進行的兩點彎折。使用兩點彎折測試設備施加彎折力202,其中在彎折測試期間利用恆定的力(彎折力202)將二個平行板200按壓成抵靠玻璃製品100。若需要,則隨著彎折力202經由板200而施加至玻璃製品100上,與測試設備相關聯的固定裝置可以確保玻璃製品100相對於折疊線段210對稱彎折。板200可以一起共同移動,直到實現特定的板距離(D)。如本文所使用,處於彎折力下的術語「破損」係指稱製品不符合其預期目的之斷裂、損壞、剝層、裂紋傳播、永久變形、或其他機制。
在第2圖中,玻璃製品100的表面110受到來自彎折的拉伸應力,而造成當製品未彎折時表面的有效DOC從表面110的DOC開始降低,而表面112受到來自彎折的額外壓縮應力。表面110的有效DOC隨著板距離的增加而增加,以及隨著板距離的降低而降低(當如第2圖所示,製品100的表面112朝著自身彎折時)。換言之,有效DOC係為未彎折狀態下的DOC減去彎折所產生的拉伸應力的有效深度。
在態樣中,玻璃製品100避免在60℃以及93%的相對濕度下利用10毫米(mm)或更少的板距離(D)保持在二個平行板200之間240小時的靜態兩點彎折測試期間的破損。舉例而言,在態樣中,玻璃製品100避免在60℃以及93%的相對濕度下利用10mm至1mm的板距離(D)保持在二個板之間240小時的靜態兩點彎折測試期間的破損。板距離(D)可以是例如10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、或1mm。
二個區域120及122的壓縮應力係藉由儲存於玻璃製品100的中心區域130中的張力來進行平衡。除非另有說明,否則CT值係報告為最大CT值。取決於離子交換加工以及所測量的製品的厚度,可以藉由表面應力計或散射光偏光鏡(SCALP)來測量DOC。在藉由將鉀離子交換進入基板而在基板中產生應力的情況下,表面應力計(例如,FSM-6000(Orihara Industrial Co., Ltd., Japan))係用於測量壓縮深度。在藉由將鈉離子交換進入基板而產生應力以及所測量的製品的厚度大於約400微米的情況下,SCALP係用於測量壓縮深度與最大中心張力(CT)。在藉由將鉀離子及鈉離子交換進入玻璃而在基板中產生應力以及所測量的製品的厚度大於約400微米的情況下,藉由SCALP來測量壓縮深度及CT。不希望受到理論的束縛,鈉的交換深度可以表示壓縮深度,而鉀離子的交換深度可以表示壓縮應力的量值的改變(但不需要從壓縮應力改變成拉伸應力)。本文所使用的「層深度」係指稱離子已經交換進入基板(例如,鈉、鉀)的深度。在整個揭示中,當無法藉由SCALP直接測量最大中心張力時(當所測量的製品比約400微米更薄時),最大中心張力可以藉由最大壓縮應力與壓縮深度的乘積除以基板的厚度與兩倍壓縮深度之間的差來加以近似,其中壓縮應力與壓縮深度係藉由FSM測量。
當基板厚度係大於約400微米時,近場折射(RNF)方法亦可以用於導出應力分佈曲線的圖形表示。當使用RNF方法導出應力分佈曲線的圖形表示時,在RNF方法中使用SCALP所提供的最大CT值。更特定言之,RNF所測量的應力分佈曲線係為力平衡的,並校準成SCALP測量所提供的最大CT值。RNF方法係描述於標題「Systems and methods for measuring a profile characteristic of a glass sample」的美國專利案8,854,623中,其藉由引用整體併入本文。更特定言之,RNF方法包括將玻璃製品放置成與參考方塊相鄰,產生在正交偏振之間以1Hz至50Hz的速率切換的偏振切換光束,測量偏振切換光束中的功率量,以及產生偏振切換參考訊號,其中正交偏振中之每一者的測量功率量係在彼此的50%之內。該方法進一步包括將偏振切換光束通過不同深度的玻璃樣品與參考方塊而發射進入玻璃樣品,然後使用中繼光學系統將所發射的偏振切換光束中繼到訊號光電偵測器,其中訊號光電偵測器係產生偏振切換偵測器訊號。該方法亦包括將偵測器訊號除以參考訊號,以形成標準化的偵測器訊號,以及從標準化的偵測器訊號來決定玻璃樣品的分佈曲線特徵。
當執行SCALP測量時,使用可以從Estonia的Talinn的GlassStress Ltd.取得的SCALP偏光鏡(例如,SCALP-04或SCALP-05)進行測量。當為了特徵化至少一個應力相關特性而測量樣品係取決於許多因素時,精確的樣品速度SS及暴露時間t
E可以將偏光計中的測量雜訊減少至可接受的等級。這些因素包括圖像感測裝置的特性(例如,增益、圖像捕獲率(幀/秒)、像素大小、內部像素平均技術等),以及與無壓力相關(NSR)散射特徵的特質、輸入光束的強度、使用的偏光狀態的數量等。其他因素包括來自雷射源的光束的測量波長及散射光束的強度。示例性測量波長可以包括640奈米(nm)、518nm、及405nm。示例性暴露時間的範圍可以是0.05毫秒至100毫秒。示例性幀速率的範圍可以是每秒10至200幀。光學延遲的示例性計算可以利用0.1秒至10秒的測量時間t
M內的二至兩百幀。
在態樣中,玻璃製品的最大CT可以大於或等於20MPa至小於或等於400兆帕(MPa)(例如,大於或等於50MPa至小於或等於350MPa、大於或等於75MPa至小於或等於300MPa、大於或等於100MPa至小於或等於250MPa、或大於或等於150MPa至小於或等於200MPa,以及具有上面所列的值中之任意二者作為端點的前述值之間的所有範圍及子範圍(包括端點))。舉例而言,在態樣中,最大CT的範圍可以大於或等於20MPa至少於或等於400MPa、大於或等於50MPa至少於或等於350MPa、大於或等於75MPa至少於或等於300MPa、大於或等於100MPa至少於或等於250MPa、或大於或等於150MPa至少於或等於200MPa,或者在這些值中之任意二者作為端點的範圍(包括端點)內。
在態樣中,區域120及/或區域122的DOC的範圍可以大於或等於5微米至少於或等於50微米(包括子範圍)。舉例而言,DOC可以大於或等於10微米至少於或等於50微米、大於或等於15微米至少於或等於50微米、大於或等於20微米至少於或等於50微米、大於或等於25微米至少於或等於50微米、大於或等於30微米至少於或等於50微米、大於或等於35微米至少於或等於50微米、大於或等於40微米至少於或等於50微米、大於或等於5微米至少於或等於45微米、大於或等於5微米至少於或等於40微米、大於或等於5微米至少於或等於35微米、大於或等於5微米至少於或等於30微米、大於或等於5微米至少於或等於25微米、大於或等於5微米至少於或等於20微米、或大於或等於5微米至少於或等於15微米。在態樣中,DOC的範圍可以大於或等於5微米至少於或等於30微米。在態樣中,DOC的範圍可以大於或等於5微米至少於或等於20微米。
在態樣中,DOC可以報告為玻璃製品100的厚度(t)的一部分。舉例而言,玻璃製品的壓縮深度(DOC)可以大於或等於玻璃製品的厚度的5%(0.05t)至少於或等於玻璃製品的厚度的20%(0.20t)(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,DOC可以大於或等於玻璃製品的厚度的10%至少於或等於20%、大於或等於玻璃製品的厚度的15%至少於或等於20%、大於或等於玻璃製品的厚度的5%至少於或等於15%、或大於或等於玻璃製品的厚度的5%至少於或等於10%。
在表面110與表面112之間測量玻璃製品100的厚度(t)。在態樣中,玻璃製品100的厚度可以少於或等於4毫米(mm)。在態樣中,玻璃製品100的厚度的範圍可以大於或等於15微米至少於或等於4毫米(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,玻璃製品100的厚度可以大於或等於20微米至少於或等於4毫米、大於或等於30微米至少於或等於4毫米、大於或等於40微米至少於或等於4毫米、大於或等於50微米至少於或等於4毫米、大於或等於60微米至少於或等於4毫米、大於或等於70微米至少於或等於4毫米、大於或等於80微米至少於或等於4毫米、大於或等於90微米至少於或等於4毫米、大於或等於1毫米至少於或等於4毫米、大於或等於15微米至少於或等於3毫米、大於或等於15微米至少於或等於2毫米、大於或等於15微米至少於或等於1毫米、大於或等於15微米至少於或等於500微米、大於或等於15微米至少於或等於400微米、大於或等於15微米至少於或等於300微米、大於或等於15微米至少於或等於200微米、或大於或等於15微米至少於或等於100微米。
可以藉由將玻璃製品暴露於離子交換溶液中而在玻璃製品中形成壓縮應力層。在態樣中,離子交換溶液可以包括熔融鉀鹽。在態樣中,離子交換溶液可以包括大於或等於50重量%的鉀鹽、大於或等於60重量%的鉀鹽、大於或等於70重量%的鉀鹽、大於或等於80重量%的鉀鹽、大於或等於90重量%的鉀鹽、或100重量%的鉀鹽。舉例而言,在態樣中,離子交換溶液可以包括大於或等於50重量%至少於或等於100重量%的鉀鹽、大於或等於60重量%至少於或等於100重量%的鉀鹽、大於或等於70重量%至少於或等於100重量%的鉀鹽、大於或等於80重量%至少於或等於100重量%的鉀鹽、或大於或等於90重量%至少於或等於100重量%的鉀鹽。在態樣中,鉀鹽可以是硝酸鉀(KNO
3)。在態樣中,離子交換溶液中的剩餘的重量百分比的全部或一部分可以是熔融硝酸鹽(例如,硝酸鈉(NaNO
3))。
可以藉由將由玻璃組成物製成的玻璃製品浸入離子交換溶液的浴,將離子交換溶液噴塗至由玻璃組成物製成的玻璃製品,或者將離子交換溶液實體施加至玻璃製品,而將玻璃製品暴露至離子交換溶液。根據一些態樣,在暴露於玻璃製品之後,離子交換溶液所處於的溫度可以大於或等於350℃至少於或等於480℃(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,溫度可以大於或等於360°C至少於或等於470°C、大於或等於370°C至少於或等於460°C、大於或等於至380°C至少於或等於450°C、大於或等於390°C至少於或等於440°C、大於或等於400°C至少於或等於430°C、或大於或等於410°C至少於或等於420°C。
在態樣中,玻璃製品暴露至離子交換溶液的持續時間可以大於或等於5分鐘至少於或等於24小時(包括子範圍)。舉例而言,在態樣中,持續時間可以大於或等於5分鐘至少於或等於20小時、大於或等於5分鐘至少於或等於16小時、大於或等於5分鐘至少於或等於12小時、大於或等於5分鐘至少於或等於6小時、大於或等於5分鐘至少於或等於2小時、大於或等於5分鐘至少於或等於1小時、或大於或等於5分鐘至少於或等於30分鐘。
在進行離子交換處理之後,應理解,玻璃製品的表面處的組成物可以與剛形成的玻璃製品(例如,進行離子交換處理之前的玻璃製品)的組成物不同。這是由於剛形成的玻璃中的一種類型的鹼金屬離子(例如,Na+)被較大的鹼金屬離子(例如,K+)取代。然而,在態樣中,在玻璃製品的深度的中心處或附近的玻璃組成物仍然具有剛形成的玻璃製品的組成物。除非另有說明,本案所揭示的玻璃組成物係為接近製品的深度的中心的玻璃製品的組成物,其中組成物(亦即,剛形成的玻璃製品的組成物)不會受到離子交換處理的影響(或較少影響)。
本文所揭示的玻璃製品可以結合到另一製品(例如,具有顯示器(或顯示製品)的製品(例如,消費性電子產品,包括行動電話、手錶、平板電腦、電腦、導航系統、及類似者)、建築製品、運輸製品(例如,車輛、火車、飛行器、航海器等)、器具製品、或可能受利於一些透明性、耐刮性、耐磨性、或其組合的任何製品)。第3A圖及第3B圖圖示結合本文揭示的任何玻璃製品的示例性製品。具體而言,第3A圖及第3B圖圖示包括具有前表面304、背表面306、及側表面308的殼體302的消費性電子產品300。至少部分位於殼體內側或者完全位於殼體內的電子部件可以至少包括控制器320、記憶體322、及位於殼體302的前表面306處或與殼體302的前表面306相鄰的顯示器310。舉例而言,顯示器310可以是發光二極體(LED)顯示器或有機發光二極體(OLED)顯示器。
覆蓋基板312可以設置於殼體302的前表面304處或殼體302的前表面304上方,而設置於顯示器310上方。覆蓋基板312可以包括本文所揭示的玻璃製品中之任一者,以及可以指稱為「覆蓋玻璃」。覆蓋基板312可以用於保護顯示器310與消費性電子產品300的其他部件(例如,控制器320與記憶體322)免於損傷。在態樣中,覆蓋基板312可以利用黏合劑結合至顯示器310。在態樣中,覆蓋基板312可以定義殼體302的前表面304的全部或一部分。在態樣中,覆蓋基板312可以定義殼體302的前表面304以及殼體302的側表面308的全部或一部分。在態樣中,消費性電子產品300可以包括定義殼體302的後表面306的全部或一部分的覆蓋基板。
實例
藉由下列實例,將會進一步釐清態樣。應理解,這些實例並未限於上述態樣。
下面的表2A-2H所列出的氧化物所製成的玻璃組成物係藉由習知玻璃形成方法進行製備。表2A-2H中的組成物1-50(C1-C50)係為根據本案的態樣的玻璃組成物。在表2A-2H中,所有氧化物成分都以莫耳%為單位。
表3A-3J列出表2A-2H中的組成物1-50(C1-C50)的材料性質。表3A-3J中所報告的楊氏模量(E)值係根據本案所揭示的方法進行測量。剪切模量值係藉由標題為「Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts」的ASTM E2001-13中所提出的通用類型的共振超音光譜技術進行測量。
表3A-3J所列出的額外材料性質包括:密度,其中使用ASTM C693-93(2013)的浮力方法來決定密度值;部分根據每攝氏度百萬(ppm)(ppm/℃)所測量的低溫(0℃至300℃的範圍)CTE;應變、退火、及軟化點,其中使用ASTM C598-93(2013)的射束彎折黏度方法來決定應變點,使用ASTM C336-71(2015)的纖維伸長方法來決定退火點,使用ASTM C338-93(2013)的纖維伸長方法來決定軟化點;10
11泊;液相線黏度,其中如本文所述來決定液相線黏度;以及與玻璃的雙折射有關的應力光學係數(SOC)。除非另有說明,否則根據標題為「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」的ASTM標準C770-16所述的程序C(玻璃碟方法)測量SOC,其內容藉由引用整體併入本文。除非另有說明,否則在針對玻璃組成物或製品進行任何離子交換處理或任何其他強化處理之前,測量表3A-3J所列出的性質。使用纖維伸長技術來測量表3A-3J所報告的CTE值。根據ASTM E228(「Standard Test Method for Linear Thermal Expansion of Solid Materials With a Push-Rod Dilatometer」)來設置膨脹計。針對纖維伸長測試,安裝在膨脹計中的特定組成物的纖維樣品插入0℃冰浴,然後插入300℃等溫爐,以決定在該溫度範圍內的熱膨脹平均線性係數。分別藉由火焰加工來製備纖維樣品。
表4A-4G包括表2A-2G的組成物1-48(C1-C48)的離子交換條件及性質。針對表4A-4G所報告的離子交換處理,每一組成物的樣品浸入由100重量%的KNO
3所組成的熔融鹽浴。每一樣品具有1吋的長度、1吋的寬度、及0.8mm的厚度。表4A-4G中的組成物A(CA)係為具有以下組成的比較組成物:68.95莫耳%的SiO
2、10.27莫耳%的Al
2O
3、5.36的MgO、0.06莫耳%的CaO、15.20Na
2O、及0.17莫耳%的SnO
2。
如表4A-4G所示,所有組成物1-48(C1-C48)在各種DOC下均達到至少15的CS/E比率。除了不進行超過30分鐘的離子交換的C30-C36之外,每一組成物在約15微米或更多的DOC下達到至少15的CS/E比率。第5圖中的圖500係為各種經離子交換的玻璃組成物的具有約20微米DOC的CS/E比率與液相線黏度的圖。圖500中的灰色菱形代表表2A-2H中的各種組成物,其中DOC值的範圍係為取自表4A-4F所報告的DOC值的20±5微米。圖500展示大部分組成物具有至少15的CS/E比率以及高於500℃的液相線黏度。
表2A
表2B
表2C
表2D
表2E
表2F
表2G
表2H
表3A
表3B
表3C
表3D
表3E
表3F
表3G
表3H
表3I
表3J
表4A
表4B
表4C
表4D
表4E
表4F
表4G
C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 | |
SiO 2 | 63.26 | 63.17 | 63.26 | 64.57 | 64.31 | 64.10 | 65.18 | 65.44 | 64.74 |
Al 2O 3 | 15.92 | 15.93 | 15.96 | 15.01 | 14.96 | 14.97 | 13.95 | 14.01 | 13.99 |
MgO | 2.93 | 3.34 | 3.71 | 2.89 | 3.32 | 3.75 | 2.94 | 3.28 | 3.84 |
CaO | 1.22 | 1.02 | 0.81 | 1.18 | 1.01 | 0.81 | 1.24 | 0.99 | 0.82 |
Na 2O | 16.50 | 16.37 | 16.09 | 16.20 | 16.23 | 16.20 | 16.53 | 16.11 | 16.45 |
K 2O | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
SnO 2 | 0.16 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
總和 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
C10 | C11 | C12 | C13 | C14 | C15 | |
SiO 2 | 60.06 | 62.12 | 64.03 | 60.18 | 62.09 | 64.09 |
Al 2O 3 | 15.89 | 15.07 | 14.29 | 16.40 | 15.60 | 14.80 |
MgO | 2.92 | 2.91 | 2.90 | 1.92 | 1.93 | 1.92 |
CaO | 0.98 | 0.97 | 0.98 | 1.98 | 1.98 | 1.98 |
Na 2O | 19.98 | 18.76 | 17.63 | 19.34 | 18.24 | 17.03 |
K 2O | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
SnO 2 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.15 | 0.16 | 0.15 |
總和 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
C16 | C17 | C18 | C19 | C20 | C21 | |
SiO 2 | 59.69 | 61.54 | 64.12 | 60.18 | 61.99 | 64.02 |
Al 2O 3 | 15.47 | 14.51 | 13.85 | 15.73 | 14.93 | 14.11 |
MgO | 3.21 | 3.11 | 3.14 | 2.65 | 2.67 | 2.67 |
CaO | 1.27 | 1.22 | 1.23 | 1.73 | 1.74 | 1.74 |
Na 2O | 20.20 | 19.45 | 17.48 | 19.53 | 18.50 | 17.29 |
K 2O | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
SnO 2 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.15 | 0.16 |
總和 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
C22 | C23 | C24 | C25 | C26 | C27 | |
SiO 2 | 60.27 | 62.14 | 64.06 | 60.31 | 62.02 | 64.07 |
Al 2O 3 | 14.74 | 13.95 | 13.14 | 15.25 | 14.48 | 13.66 |
MgO | 3.88 | 3.88 | 3.88 | 2.88 | 2.92 | 2.91 |
CaO | 0.97 | 0.98 | 0.98 | 1.96 | 1.99 | 1.98 |
Na 2O | 19.97 | 18.88 | 17.77 | 19.43 | 18.41 | 17.21 |
K 2O | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
SnO 2 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.16 | 0.16 |
總和 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
C28 | C29 | C30 | C31 | C32 | C33 | C34 | C35 | C36 | |
SiO 2 | 64.26 | 64.55 | 64.40 | 63.92 | 64.12 | 64.58 | 63.74 | 64.28 | 64.09 |
Al 2O 3 | 13.33 | 13.04 | 12.78 | 13.38 | 13.06 | 12.80 | 13.36 | 13.09 | 12.80 |
MgO | 2.90 | 2.90 | 2.96 | 2.87 | 2.88 | 2.88 | 2.94 | 2.88 | 2.93 |
CaO | 2.01 | 2.02 | 2.05 | 2.50 | 2.52 | 2.51 | 2.05 | 2.00 | 2.03 |
Na 2O | 17.32 | 17.32 | 17.64 | 17.16 | 17.24 | 17.05 | 17.73 | 17.58 | 17.97 |
K 2O | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
SnO 2 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 |
總和 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
C37 | C38 | C39 | C40 | C41 | C42 | |
SiO 2 | 65.17 | 64.70 | 64.66 | 65.21 | 64.95 | 64.67 |
Al 2O 3 | 14.03 | 14.05 | 14.02 | 14.01 | 14.00 | 14.02 |
MgO | 2.45 | 2.46 | 2.45 | 1.94 | 1.96 | 1.96 |
CaO | 1.69 | 1.71 | 1.68 | 2.18 | 2.19 | 2.21 |
Na 2O | 16.49 | 16.91 | 17.01 | 16.49 | 16.73 | 16.97 |
K 2O | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
SnO 2 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 |
總和 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
C43 | C44 | C45 | C46 | C47 | C48 | |
SiO 2 | 65.03 | 65.10 | 65.13 | 64.63 | 64.68 | 64.64 |
Al 2O 3 | 14.00 | 13.98 | 14.00 | 14.01 | 13.99 | 13.99 |
MgO | 2.91 | 3.29 | 3.67 | 3.36 | 3.77 | 3.68 |
CaO | 1.18 | 0.98 | 0.78 | 1.18 | 0.98 | 1.28 |
Na 2O | 16.71 | 16.47 | 16.24 | 16.64 | 16.43 | 16.24 |
K 2O | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
SnO 2 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.15 | 0.16 |
總和 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
C49 | C50 | |
SiO 2 | 65.01 | 65.17 |
Al 2O 3 | 13.99 | 13.99 |
MgO | 3.41 | 2.48 |
CaO | 0.97 | 1.68 |
Na 2O | 16.45 | 16.50 |
K 2O | 0.01 | 0.01 |
SnO 2 | 0.16 | 0.16 |
總和 | 100.00 | 100.00 |
性質 | C1 | C2 | C3 | C4 |
密度 | 2.466 | 2.466 | 2.464 | 2.460 |
CTE(0-300℃)ppm/℃ | 84.50 | 83.30 | 81.70 | 83.90 |
應變點(纖維伸長) | 649.0 | 649.0 | 654.0 | 640.0 |
退火點(纖維伸長) | 703.0 | 704.0 | 708.0 | 694.0 |
軟化點(纖維伸長) | 954.6 | 959.0 | 962.6 | 947.9 |
10^11泊 | 790 | 795 | 805 | 780 |
楊氏模量(GPa) | 73.6 | 73.8 | 74.0 | 73.0 |
剪切模量(GPa) | 30.4 | 30.5 | 30.5 | 30.2 |
泊松比 | 0.212 | 0.211 | 0.212 | 0.210 |
RI@589.3 | 1.5075 | 1.5072 | 1.5064 | 1.5063 |
SOC(546.1 nm)單一PT | 2.972 | 2.983 | 2.982 | 2.985 |
來自HTV的VFT參數 | ||||
A | -4.492 | -4.392 | -4.272 | -4.106 |
B | 11267.6 | 10933.0 | 10590.5 | 10526.8 |
To | 6.1 | 29.8 | 56.6 | 32.2 |
液相線(梯度舟) | ||||
持續時間(小時) | 24 | 24 | 24 | 24 |
空氣(℃) | 1105 | 1090 | 1130 | 1060 |
內部(℃) | 1095 | 1090 | 1120 | 1055 |
Pt(℃) | 1100 | 1090 | 1120 | 1045 |
初級階段 | 霞石 | 霞石 | 鎂橄欖石 | 霞石 |
第二階段 | -- | 多達1075℃的鎂橄欖石 | 多達1065℃的霞石 | -- |
液相線黏度(內部)kP | 718 | 833 | 487 | 1536 |
性質 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 |
密度 | 2.460 | 2.461 | 2.459 | 2.456 | 2.459 |
CTE(0-300℃)ppm/℃ | 83.90 | 83.30 | 85.10 | 84.00 | 84.80 |
應變點(纖維伸長) | 640.0 | 643.0 | 617.0 | 627.0 | 622.0 |
退火點(纖維伸長) | 694.0 | 697.0 | 670.0 | 681.0 | 675.0 |
軟化點(纖維伸長) | 944.9 | 945.5 | 918.2 | 934.4 | 920.9 |
10^11泊 | 780 | 785 | 755 | 765 | 765 |
楊氏模量(GPa) | 73.1 | 73.3 | 72.5 | 72.7 | 72.8 |
剪切模量(GPa) | 30.2 | 30.3 | 30.0 | 30.0 | 30.1 |
泊松比 | 0.210 | 0.211 | 0.210 | 0.211 | 0.211 |
RI@589.3 | 1.5063 | 1.5062 | 1.5066 | 1.5055 | 1.5062 |
SOC(546.1 nm)單一PT | 2.982 | 2.989 | 2.986 | 3.012 | 2.986 |
來自HTV的VFT參數 | |||||
A | -4.013 | -3.916 | -3.772 | -3.671 | -3.596 |
B | 10194.4 | 9865.2 | 9810.1 | 9550.4 | 9208.4 |
To | 52.9 | 75.7 | 46.9 | 72.6 | 91.0 |
液相線(梯度舟) | |||||
持續時間(小時) | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 |
空氣(℃) | 1055 | 1090 | 1010 | 1010 | 1050 |
內部(℃) | 1055 | 1090 | 1015 | 1010 | 1050 |
Pt(℃) | 1050 | 1080 | 1020 | 1000 | 1030 |
初級階段 | 鎂橄欖石 | 鎂橄欖石 | 霞石 | 霞石 | 鎂橄欖石 |
第二階段 | 多達1050℃的霞石 | 多達1025℃的霞石 | -- | -- | 多達1015℃的霞石 |
液相線黏度(內部)kP | 1446 | 646 | 2294 | 3290 | 1015 |
性質 | C10 | C11 | C12 | C13 | C14 | C15 |
密度 | 2.484 | 2.474 | 2.464 | 2.489 | 2.480 | 2.469 |
CTE(0-300℃)ppm/℃ | 95.10 | 91.50 | 88.30 | 92.40 | 89.80 | 86.30 |
應變點(纖維伸長) | 607.0 | 608.0 | 611.0 | 612.0 | 613.0 | 613.0 |
退火點(纖維伸長) | 658.0 | 660.0 | 664.0 | 663.0 | 664.0 | 666.0 |
軟化點(纖維伸長) | 891.2 | 899.1 | 907.6 | 899.7 | 906.8 | 913.4 |
10^11泊 | 740 | 745 | 745 | 745 | 745 | 750 |
楊氏模量(GPa) | 72.7 | 72.4 | 72.2 | 73.1 | 73.2 | 72.8 |
剪切模量(GPa) | 29.9 | 29.9 | 29.9 | 30.1 | 30.1 | 30.1 |
泊松比 | 0.216 | 0.213 | 0.210 | 0.214 | 0.214 | 0.212 |
RI@589.3 | 1.5127 | 1.5101 | 1.5078 | 1.5142 | 1.5118 | 1.5093 |
SOC(546.1 nm)單一PT | 2.897 | 2.925 | 2.955 | 2.885 | 2.93 | 2.955 |
來自HTV的VFT參數 | ||||||
A | -3.017 | -3.128 | -3.157 | -3.225 | -2.962 | -3.272 |
B | 7856.4 | 8207.0 | 8460.7 | 8337.7 | 7875.3 | 8780.0 |
To | 125.5 | 111.6 | 101.9 | 106.0 | 135.2 | 83.9 |
液相線(梯度舟) | ||||||
持續時間(小時) | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 |
空氣(℃) | 1190 | 1130 | 1060 | 1215 | 1160 | 1065 |
內部(℃) | 1185 | 1120 | 1055 | 1210 | 1150 | 1060 |
Pt(℃) | 1180 | 1120 | 1050 | 1205 | 1150 | 1060 |
初級階段 | 未知 | 霞石 | 霞石 | 未知 | 霞石 | 霞石 |
第二階段 | 多達1180℃的霞石 | -- | -- | 多達1210℃的霞石 | -- | -- |
液相線黏度(內部)kP | 25 | 102 | 525 | 21 | 63 | 528 |
性質 | C16 | C17 | C18 | C19 | C20 | C21 |
密度 | 2.489 | 2.482 | 2.467 | 2.489 | 2.480 | 2.470 |
CTE(0-300℃)ppm/℃ | 95.90 | 94.30 | 88.70 | 93.60 | 90.70 | 87.40 |
應變點(纖維伸長) | 596.0 | 588.0 | 602.0 | 602.0 | 602.0 | 604.0 |
退火點(纖維伸長) | 646.0 | 638.0 | 654.0 | 652.0 | 653.0 | 656.0 |
軟化點(纖維伸長) | 876.2 | 866.6 | 893.7 | 883.6 | 887.7 | 896.8 |
10^11泊 | 730 | 725 | 740 | 735 | 735 | 740 |
楊氏模量(GPa) | 73.2 | 72.9 | 72.6 | 73.5 | 73.0 | 72.9 |
剪切模量(GPa) | 30.1 | 29.8 | 30.0 | 30.1 | 30.1 | 30.1 |
泊松比 | 0.218 | 0.222 | 0.210 | 0.221 | 0.215 | 0.212 |
RI@589.3 | 1.5110 | 1.5094 | 1.5068 | 1.5112 | 1.5096 | 1.5078 |
SOC(546.1 nm)單一PT | 2.866 | 2.892 | 2.95 | 2.887 | 2.909 | 2.943 |
來自HTV的VFT參數 | ||||||
A | -2.803 | -2.796 | -2.838 | -2.997 | -3.069 | -3.181 |
B | 7293.8 | 7489.8 | 7752.9 | 7751.2 | 8127.4 | 8504.2 |
To | 139.6 | 122.4 | 129.1 | 126.9 | 102.7 | 81.4 |
液相線(梯度舟) | ||||||
持續時間(小時) | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 |
空氣(℃) | 1200 | 1115 | 1035 | 1185 | 1115 | 1045 |
內部(℃) | 1190 | 1110 | 1030 | 1175 | 1110 | 1035 |
Pt(℃) | 1175 | 1105 | 1020 | 1170 | 1110 | 1025 |
初級階段 | 未知 | 未知 | 霞石 | 未知 | 霞石 | 霞石 |
第二階段 | 多達1190℃的霞石 | 多達1105℃的霞石 | 多達1080℃的錫石 | 多達1175℃的霞石 | -- | -- |
液相線黏度(內部)kP | 14 | 61 | 586 | 25 | 100 | 546 |
性質 | C22 | C23 | C24 | C25 | C26 | C27 |
密度 | 2.487 | 2.478 | 2.468 | 2.492 | 2.483 | 2.473 |
CTE(0-300℃)ppm/℃ | 95.50 | 92.30 | 88.40 | 93.40 | 91.70 | 87.20 |
應變點(纖維伸長) | 590.0 | 590.0 | 593.0 | 594.0 | 594.0 | 597.0 |
退火點(纖維伸長) | 640.0 | 641.0 | 645.0 | 643.0 | 644.0 | 649.0 |
軟化點(纖維伸長) | 864.5 | 868.1 | 874.5 | 868.5 | 872.4 | 882.4 |
10^11泊 | 730 | 730 | 730 | 730 | 730 | 735 |
楊氏模量(GPa) | 72.6 | 72.3 | 71.9 | 73.4 | 72.9 | 72.8 |
剪切模量(GPa) | 29.7 | 29.8 | 29.7 | 30.1 | 30.1 | 30.1 |
泊松比 | 0.221 | 0.214 | 0.211 | 0.217 | 0.213 | 0.212 |
RI@589.3 | 1.5105 | 1.5088 | 1.5069 | 1.5120 | 1.5103 | 1.5085 |
SOC(546.1 nm)單一PT | 2.865 | 2.904 | 2.940 | 2.868 | 2.887 | 2.931 |
來自HTV的VFT參數 | ||||||
A | -2.653 | -2.739 | -2.498 | -2.966 | -2.757 | -3.020 |
B | 6900.0 | 7333.8 | 6933.8 | 7574.3 | 7364.1 | 8129.4 |
To | 174.8 | 137.5 | 178.9 | 134.3 | 144.3 | 94.9 |
液相線(梯度舟) | ||||||
持續時間(小時) | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 |
空氣(℃) | 1185 | 1105 | 1025 | 1165 | 1105 | 1020 |
內部(℃) | 1170 | 1095 | 1020 | 1160 | 1095 | 1015 |
Pt(℃) | 1165 | 1090 | 1020 | 1150 | 1085 | 1000 |
初級階段 | 未知 | 霞石 | 霞石 | 霞石 | 霞石 | 霞石 |
第二階段 | 多達1175℃的霞石 | -- | -- | 多達1165℃的未知 | -- | -- |
液相線黏度(內部)kP | 19 | 83 | 557 | 26 | 97 | 654 |
性質 | C28 | C29 | C30 | C31 |
密度 | 2.469 | 2.468 | 2.463 | 2.484 |
CTE(0-300℃)ppm/℃ | 87.07 | 87.20 | 87.41 | 87.91 |
應變點(纖維伸長) | 589.5 | 585.2 | 579.3 | 583.3 |
退火點(纖維伸長) | 642.2 | 637.7 | 631.6 | 636.5 |
軟化點(纖維伸長) | 877.9 | 872.9 | 865.1 | 868.2 |
10^11泊 | 725 | 720 | 715 | 720 |
楊氏模量(GPa) | 72.7 | 72.6 | 72.5 | 73.2 |
剪切模量(GPa) | 30.1 | 30.1 | 30.0 | 30.3 |
泊松比 | 0.209 | 0.208 | 0.209 | 0.207 |
RI@589.3 | 1.5086 | 1.5082 | 1.5085 | 1.5099 |
SOC(546.1 nm)單一PT | 2.916 | 2.905 | 2.889 | 2.886 |
來自HTV的VFT參數 | ||||
A | -2.875 | -2.636 | -2.245 | -3.087 |
B | 7825.5 | 7394.1 | 6581.4 | 8339.3 |
To | 113.9 | 130.1 | 180.6 | 59.9 |
液相線(梯度舟) | ||||
持續時間(小時) | 24 | 24 | 24 | 24 |
空氣(℃) | 1030 | 1010 | 995 | 1025 |
內部(℃) | 1025 | 1000 | 990 | 1015 |
Pt(℃) | 1010 | 995 | 985 | 1010 |
初級階段 | 霞石 | 霞石 | 霞石 | 霞石 |
第二階段 | -- | 多達950℃的鎂橄欖石 | 多達935℃的鎂橄欖石 | -- |
液相線黏度(內部)kP | 518 | 731 | 769 | 440 |
性質 | C32 | C33 | C34 | C35 | C36 |
密度 | 2.470 | 2.473 | 2.458 | 2.474 | 2.465 |
CTE(0-300℃)ppm/℃ | 86.52 | 86.90 | 86.23 | 88.62 | 88.34 |
應變點(纖維伸長) | 581.0 | 577.8 | 589.2 | 581.8 | 576.3 |
退火點(纖維伸長) | 634.2 | 630.7 | 642.1 | 634.0 | 628.3 |
軟化點(纖維伸長) | 867.3 | 863.5 | 877.8 | 866.9 | 860.2 |
10^11泊 | 715 | 715 | 725 | 715 | 710 |
楊氏模量(GPa) | 73.0 | 72.9 | 72.8 | 72.6 | 72.5 |
剪切模量(GPa) | 30.3 | 30.2 | 30.1 | 30.0 | 29.9 |
泊松比 | 0.207 | 0.206 | 0.210 | 0.209 | 0.210 |
RI@589.3 | 1.5095 | 1.5092 | 1.5092 | 1.5083 | 1.5088 |
SOC(546.1 nm)單一PT | 2.871 | 2.887 | 2.890 | 2.880 | 2.877 |
來自HTV的VFT參數 | |||||
A | -2.683 | -2.639 | -2.544 | -2.525 | -2.070 |
B | 7403.9 | 7437.7 | 6970.8 | 7214.2 | 6249.6 |
To | 134.8 | 114.1 | 193.4 | 124.9 | 195.1 |
液相線(梯度舟) | |||||
持續時間(小時) | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 |
空氣(℃) | 995 | 1005 | 1040 | 1005 | 1005 |
內部(℃) | 995 | 990 | 1030 | 995 | 1000 |
Pt(℃) | 985 | 985 | 1020 | 980 | 985 |
初級階段 | 霞石 | 霞石 | 霞石 | 霞石 | 霞石 |
第二階段 | 多達960℃的鎂橄欖石 | 多達990℃的鎂橄欖石 | -- | -- | 多達920℃的鎂橄欖石 |
液相線黏度(內部)kP | 841 | 711 | 614 | 583 | 494 |
性質 | C37 | C38 | C39 | C40 | C41 | C42 |
密度 | 2.463 | 2.465 | 2.466 | 2.466 | 2.468 | 2.469 |
CTE(0-300℃)ppm/℃ | 84.06 | 85.49 | 85.90 | 83.99 | 84.86 | 85.66 |
應變點(纖維伸長) | 612.4 | 607.7 | 606.1 | 605.0 | 601.9 | 599.1 |
退火點(纖維伸長) | 665.3 | 660.2 | 658.5 | 657.9 | 654.6 | 651.6 |
軟化點(纖維伸長) | 913.0 | 904.9 | 902.7 | 905.5 | 900.3 | 895.7 |
10^11泊 | 755 | 750 | 750 | 750 | 750 | 745 |
楊氏模量(GPa) | 72.7 | 72.8 | 72.6 | 72.7 | 72.9 | 72.8 |
剪切模量(GPa) | 30.1 | 30.1 | 30.0 | 30.1 | 30.1 | 30.1 |
泊松比 | 0.208 | 0.210 | 0.211 | 0.210 | 0.211 | 0.211 |
RI@589.3 | 1.5065 | 1.5071 | 1.5071 | 1.5072 | 1.5076 | 1.5077 |
SOC(546.1 nm)單一PT | 2.939 | 2.93 | 2.918 | 2.94 | 2.921 | 2.912 |
來自HTV的VFT參數 | ||||||
A | -3.103 | -3.147 | -3.271 | -3.174 | -3.012 | -2.928 |
B | 8451.7 | 8630.9 | 8726.1 | 8687.1 | 8271.4 | 8111.9 |
To | 103.7 | 78.0 | 84.4 | 75.4 | 98.6 | 99.7 |
液相線(梯度舟) | ||||||
持續時間(小時) | 72 | 72 | 72 | 72 | 72 | 72 |
空氣(℃) | 1130 | 1115 | 1100 | 1100 | 1025 | 1075 |
內部(℃) | 1020 | 1030 | 1040 | 1010 | 1025 | 1020 |
Pt(℃) | 1020 | 1025 | 1035 | 1010 | 1020 | 1020 |
初級階段 | 霞石 | 霞石 | 霞石 | 霞石 | 霞石 | 霞石 |
第二階段 | 鎂橄欖石 | 鎂橄欖石 | -- | -- | -- | -- |
液相線黏度(內部)kP | 1320 | 830 | 725 | 1321 | 825 | 770 |
性質 | C43 | C44 | C45 | C46 | C47 | C48 |
密度 | 2.460 | 2.458 | 2.457 | 2.462 | 2.461 | 2.463 |
CTE(0-300℃)ppm/℃ | 84.93 | 84.09 | 83.22 | 84.56 | 83.79 | 83.05 |
應變點(纖維伸長) | 616.5 | 622.7 | 629.2 | 618.9 | 624.8 | 623.3 |
退火點(纖維伸長) | 669.0 | 675.7 | 682.8 | 672.2 | 678.5 | 677.5 |
軟化點(纖維伸長) | 915.8 | 922.6 | 930.2 | 916.2 | 922.7 | 921.6 |
10^11泊 | 760 | 765 | 770 | 760 | 765 | 765 |
楊氏模量(GPa) | 72.4 | 72.5 | 72.6 | 72.7 | 72.8 | 73.1 |
剪切模量(GPa) | 29.9 | 30.0 | 30.0 | 30.0 | 30.0 | 30.2 |
泊松比 | 0.210 | 0.211 | 0.212 | 0.211 | 0.212 | 0.211 |
RI@589.3 | 1.5057 | 1.5055 | 1.5054 | 1.5064 | 1.5062 | 1.5069 |
SOC(546.1 nm)單一PT | 2.943 | 2.956 | 2.960 | 2.928 | 2.940 | 2.931 |
來自HTV的VFT參數 | ||||||
A | -3.284 | -3.247 | -3.166 | -2.985 | -3.046 | -3.129 |
B | 8841.8 | 8725.7 | 8373.1 | 8025.7 | 8080.3 | 8340.4 |
To | 75.8 | 100.3 | 138.5 | 140.0 | 144.5 | 124.2 |
液相線(梯度舟) | ||||||
持續時間(小時) | 72 | 72 | 72 | 72 | 72 | 72 |
空氣(℃) | 1130 | 1100 | 1115 | 1035 | 1060 | 1050 |
內部(℃) | 1030 | 1020 | 1065 | 1045 | 1055 | 1045 |
Pt(℃) | 1010 | 1015 | 1060 | 1035 | 1045 | 1035 |
初級階段 | 霞石 | 霞石 | 鎂橄欖石 | 霞石 | 鎂橄欖石 | 鎂橄欖石 |
第二階段 | -- | 鎂橄欖石 | -- | 多達1005℃的鎂橄欖石 | -- | 多達1025℃的霞石 |
液相線黏度(內部)kP | 960 | 1740 | 744 | 764 | 674 | 849 |
性質 | C49 | C50 |
密度 | 2.458 | 2.463 |
CTE(0-300℃)ppm/℃ | 8.51 | 8.51 |
應變點(纖維伸長) | 620.0 | 614.0 |
退火點(纖維伸長) | 674.0 | 666.0 |
軟化點(纖維伸長) | 923.8 | 912.6 |
以ppm/°C為單位的低溫CTE(在500°C冷卻時從CTE條得出) | 9.03 | 9.04 |
以ppm/°C為單位的低溫CTE(在300°C冷卻時從CTE條得出) | 8.67 | 8.71 |
以ppm/°C為單位的低溫CTE(在50°C冷卻時從CTE條得出) | 7.95 | 7.96 |
以ppm為單位的高溫CTE | 20.86 | 20.96 |
應變PT(BBV)(10^14.68P) | 623.1 | 611.9 |
退火PT(BBV)(10^13.18P) | 673 | 662.2 |
軟化PT(PPV)(10^7.6P) | 921.5 | 909.2 |
楊氏模量(GPa) | 72.7 | 73.3 |
剪切模量(GPa) | 30.1 | 30.1 |
泊松比 | 0.208 | 0.218 |
RI@589.3 | 1.5058 | 1.5067 |
SOC(546.1 nm)單一PT | 2.956 | 2.944 |
來自HTV的VFT參數 | ||
A | -3.180 | -3.102 |
B | 8463.3 | 8484.4 |
To | 121.0 | 101.1 |
液相線(梯度舟) | ||
持續時間(小時) | 72 | 72 |
空氣(℃) | 1045 | 1020 |
內部(℃) | 1035 | 1015 |
Pt(℃) | 1025 | 1010 |
初級階段 | 霞石 | 霞石 |
第二階段 | 多達1015℃的鎂橄欖石 | 多達970℃的鎂橄欖石 |
液相線黏度(內部)kP | 1201 | 1520 |
410℃的100%的KNO 3 | ||||||||||
C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 | CA | |
時間(小時) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
CS(MPa) | 1221 | 1192 | 1196 | 1168 | 1190 | 1192 | 1157 | 1126 | 1167 | 998 |
DOC(μm) | 9.2 | 9.0 | 9.1 | 9.2 | 9.2 | 9.1 | 9.0 | 9.3 | 9.3 | 9.0 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.6 | 16.2 | 16.2 | 16.0 | 16.3 | 16.3 | 16.0 | 15.5 | 16.0 | 14.0 |
時間(小時) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
CS(MPa) | 1246 | 1248 | 1256 | 1208 | 1216 | 1228 | 1159 | 1162 | 1200 | 1017 |
DOC(μm) | 12.4 | 12.5 | 12.2 | 12.8 | 12.8 | 12.4 | 12.7 | 12.7 | 12.6 | 12.0 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.9 | 16.9 | 17.0 | 16.5 | 16.6 | 16.8 | 16.0 | 16.0 | 16.5 | 14.3 |
時間(小時) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
CS(MPa) | 1253 | 1236 | 1239 | 1206 | 1215 | 1217 | 1166 | 1150 | 1184 | 1018 |
DOC(μm) | 17.3 | 17.3 | 16.9 | 18.3 | 17.5 | 17.3 | 17.7 | 17.2 | 17.4 | 17.3 |
CS/E(MPa/GPa) | 17.0 | 16.8 | 16.7 | 16.5 | 16.6 | 16.6 | 16.1 | 15.8 | 16.3 | 14.3 |
時間(小時) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
CS(MPa) | 1241 | 1236 | 1207 | 1205 | 1208 | 1217 | 1137 | 1151 | 1167 | 999 |
DOC(μm) | 24.7 | 24.3 | 25 | 24.9 | 24.8 | 24.7 | 24.9 | 24.7 | 24.9 | 23.9 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.9 | 16.8 | 16.3 | 16.5 | 16.5 | 16.6 | 15.7 | 15.8 | 16.0 | 14.0 |
410℃的100%的KNO 3 | |||||||
C10 | C11 | C12 | C13 | C14 | C15 | CA | |
時間(小時) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
CS(MPa) | 1265 | 1236 | 1187 | 1260 | 1230 | 1187 | 984 |
DOC(μm) | 9.7 | 9.6 | 9.3 | 9.0 | 8.9 | 8.6 | 8.8 |
CS/E(MPa/GPa) | 17.4 | 17.1 | 16.4 | 17.2 | 16.8 | 16.3 | 13.8 |
時間(小時) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
CS(MPa) | 1298 | 1244 | 1186 | 1284 | 1237 | 1182 | 1008 |
DOC(μm) | 13.2 | 12.9 | 13.3 | 12.3 | 11.7 | 12.4 | 11.9 |
CS/E(MPa/GPa) | 17.8 | 17.2 | 16.4 | 17.6 | 16.9 | 16.2 | 14.1 |
時間(小時) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
CS(MPa) | 1242 | 1226 | 1188 | 1273 | 1231 | 1177 | 1010 |
DOC(μm) | 19.1 | 18.8 | 18.6 | 17.1 | 17.0 | 17.2 | 17.4 |
CS/E(MPa/GPa) | 17.1 | 16.9 | 16.5 | 17.4 | 16.8 | 16.2 | 14.2 |
時間(小時) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
CS(MPa) | 1180 | 1200 | 1162 | 1248 | 1200 | 1173 | 996 |
DOC(μm) | 27.2 | 25.4 | 25.4 | 23.4 | 23.5 | 23.4 | 24.0 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.2 | 16.6 | 16.1 | 17.1 | 16.4 | 16.1 | 14.0 |
410℃的100%的KNO 3 | |||||||
C16 | C17 | C18 | C19 | C20 | C21 | CA | |
時間(小時) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
CS(MPa) | 1276 | 1217 | 1180 | 1254 | 1199 | 1135 | 981 |
DOC(μm) | 9.0 | 9.2 | 8.7 | 8.6 | 8.5 | 8.4 | 8.8 |
CS/E(MPa/GPa) | 17.4 | 16.7 | 16.3 | 17.1 | 16.4 | 15.6 | 13.8 |
時間(小時) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
CS(MPa) | 1247 | 1201 | 1176 | 1284 | 1233 | 1180 | 980 |
DOC(μm) | 12.3 | 12.3 | 11.7 | 11.5 | 11.3 | 11.4 | 11.8 |
CS/E(MPa/GPa) | 17.0 | 16.5 | 16.2 | 17.5 | 16.9 | 16.2 | 13.7 |
時間(小時) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
CS(MPa) | 1251 | 1163 | 1168 | 1249 | 1223 | 1168 | 1009 |
DOC(μm) | 17.2 | 17.2 | 17 | 16.5 | 15.5 | 15.4 | 17.1 |
CS/E(MPa/GPa) | 17.1 | 16.0 | 16.1 | 17.0 | 16.7 | 16.0 | 14.2 |
時間(小時) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
CS(MPa) | 1234 | 1165 | 1147 | 1238 | 1207 | 1152 | 994 |
DOC(μm) | 23.6 | 23.7 | 23.7 | 23.3 | 22.2 | 22.2 | 23.8 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.9 | 16.0 | 15.8 | 16.8 | 16.5 | 15.8 | 13.9 |
410℃的100%的KNO 3 | |||||||
C22 | C23 | C24 | C25 | C26 | C27 | CA | |
時間(小時) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
CS(MPa) | 1264 | 1218 | 1168 | 1269 | 1206 | 1149 | 977 |
DOC(μm) | 8.9 | 8.7 | 8.5 | 7.9 | 7.8 | 7.4 | 8.7 |
CS/E(MPa/GPa) | 17.4 | 16.8 | 16.2 | 17.3 | 16.5 | 15.8 | 13.7 |
時間(小時) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
CS(MPa) | 1253 | 1227 | 1167 | 1243 | 1229 | 1170 | 997 |
DOC(μm) | 12.5 | 11.5 | 11.4 | 11.0 | 10.7 | 10.7 | 11.7 |
CS/E(MPa/GPa) | 17.3 | 17.0 | 16.2 | 16.9 | 16.9 | 16.1 | 14.0 |
時間(小時) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
CS(MPa) | 1236 | 1180 | 1151 | 1255 | 1222 | 1165 | 1006 |
DOC(μm) | 17.1 | 17.2 | 16.7 | 15.3 | 15.3 | 14.8 | 17.1 |
CS/E(MPa/GPa) | 17.0 | 16.3 | 16.0 | 17.1 | 16.8 | 16.0 | 14.1 |
時間(小時) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
CS(MPa) | 1202 | 1154 | 1107 | 1191 | 1174 | 1124 | 996 |
DOC(μm) | 23.4 | 23.7 | 23.4 | 22.9 | 21.8 | 21.4 | 23.7 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.6 | 16.0 | 15.4 | 16.2 | 16.1 | 15.4 | 14.0 |
410℃的100%的KNO 3 | ||||||||||
C28 | C29 | C30 | C31 | C32 | C33 | C34 | C35 | C36 | CA | |
時間(小時) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
CS(MPa) | 1126 | 1115 | 1125 | 1124 | 1140 | 1081 | 1134 | 1108 | 1109 | 975 |
DOC(μm) | 7.8 | 7.7 | 7.7 | 7.3 | 7.3 | 7.4 | 7.9 | 7.8 | 7.6 | 8.9 |
CS/E(MPa/GPa) | 15.5 | 15.3 | 15.5 | 15.4 | 15.6 | 14.8 | 15.6 | 15.3 | 15.3 | 13.7 |
時間(小時) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
CS(MPa) | 1148 | 1139 | 1111 | 1145 | 1139 | 1117 | 1161 | 1153 | 1121 | 1009 |
DOC(μm) | 11.0 | 10.8 | 11.0 | 10.1 | 9.9 | 10.0 | 10.9 | 10.9 | 10.9 | 12.1 |
CS/E(MPa/GPa) | 15.8 | 15.7 | 15.3 | 15.6 | 15.6 | 15.3 | 16.0 | 15.9 | 15.5 | 14.1 |
時間(小時) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
CS(MPa) | 1134 | 1115 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 1003 |
DOC(μm) | 14.9 | 14.9 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 17.1 |
CS/E(MPa/GPa) | 15.6 | 15.4 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 14.1 |
410℃的100%的KNO 3 | |||||||
C37 | C38 | C39 | C40 | C41 | C42 | CA | |
時間(小時) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
CS(MPa) | 1154 | 1150 | 1173 | 1131 | 1126 | 1152 | 969 |
DOC(μm) | 8.5 | 8.6 | 8.4 | 8.0 | 8.0 | 7.8 | 8.7 |
CS/E(MPa/GPa) | 15.9 | 15.8 | 16.2 | 15.6 | 15.4 | 15.8 | 13.6 |
時間(小時) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
CS(MPa) | 1162 | 1149 | 1181 | 1142 | 1141 | 1157 | -- |
DOC(μm) | 11.3 | 11.6 | 11.3 | 11.0 | 11.0 | 11.0 | -- |
CS/E(MPa/GPa) | 16.0 | 15.8 | 16.3 | 15.7 | 15.7 | 15.9 | -- |
時間(小時) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
CS(MPa) | 1167 | 1177 | 1185 | 1148 | 1149 | 1159 | 1006 |
DOC(μm) | 15.9 | 15.7 | 15.7 | 15.5 | 15.2 | 15.2 | 17.0 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.1 | 16.2 | 16.3 | 15.8 | 15.8 | 15.9 | 14.1 |
時間(小時) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 |
CS(MPa) | 1166 | 1134 | 1146 | 1136 | 1133 | 1120 | 992 |
DOC(μm) | 22.7 | 23.1 | 22.9 | 21.5 | 21.4 | 21.8 | 23.6 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.0 | 15.6 | 15.8 | 15.6 | 15.5 | 15.4 | 13.9 |
410℃的100%的KNO 3 | |||||||
C43 | C44 | C45 | C46 | C47 | C48 | CA | |
時間(小時) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
CS(MPa) | 1186 | 1194 | 1189 | 1170 | 1194 | 1168 | 964 |
DOC(μm) | 8.8 | 8.7 | 8.8 | 8.6 | 8.4 | 8.0 | 8.5 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.4 | 16.5 | 16.4 | 16.1 | 16.4 | 16.0 | 13.5 |
時間(小時) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
CS(MPa) | 1185 | 1196 | 1211 | 1188 | 1200 | 1189 | 999 |
DOC(μm) | 11.5 | 11.7 | 11.9 | 11.3 | 11.3 | 10.7 | 11.4 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.4 | 16.5 | 16.7 | 16.3 | 16.5 | 16.3 | 14.0 |
時間(小時) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
CS(MPa) | 1180 | 1180 | 1199 | 1201 | 1207 | 1191 | 1000 |
DOC(μm) | 17.1 | 17.5 | 17.5 | 16.7 | 16.9 | 15.7 | 17.2 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.3 | 16.3 | 16.5 | 16.5 | 16.6 | 16.3 | 14.0 |
時間(小時) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
CS(MPa) | 1164 | 1187 | 1177 | 1177 | 1190 | 1188 | 993 |
DOC(μm) | 23.7 | 23.6 | 25.1 | 23.5 | 23.4 | 22.6 | 23.8 |
CS/E(MPa/GPa) | 16.1 | 16.4 | 16.2 | 16.2 | 16.3 | 16.3 | 13.9 |
儘管本文已描述各種態樣,但是他們係作為示例而非限制。應瞭解,依據本文呈現的教示與指導,適應與修改亦欲在所揭示的態樣的等同物的含義與範圍內。因此,該領域具有通常知識者將理解,在不悖離本揭示之精神及範疇的情況下可對本文所揭示之態樣作出各種形式及細節的改變。本文呈現的態樣的元件不一定相互排斥,而是可以互換以滿足該領域具有通常知識者會理解的各種情況。
參照隨附圖式中所示的態樣,在此詳細描述本揭示的態樣,其中類似的元件符號係用於表示相同或功能類似的元件。「態樣」、「一態樣」的引用係表示所描述的態樣可以包括特定特徵、結構、或特性,但是每一態樣可能不一定包括特定特徵、結構、或特性。此外,這樣的短句不一定指稱相同的態樣。此外,當結合態樣描述特定特徵、結構、或特性時,認為結合明確描述或未明確描述的其他態樣以影響這樣的特徵,結構或特性係在該領域具有通常知識者的知識範圍內。
本揭示的實例係為說明性而非限制性。該領域具有通常知識者應瞭解對現場通常遇到的各種條件與參數進行的其他適當的修改與調整都在本揭示的精神與範圍內。
用於描述元件或組件的不定冠詞「一」意味著存在這些元件或組件中的一個或一個以上。儘管這些冠詞通常用於表示修飾的名詞是單數名詞,但是除非在具體情況下另有說明,如本文所使用的冠詞「一」亦包括複數。類似地,如本文所使用的定冠詞「該」亦表示修飾後的名詞可以是單數或複數,除非在具體情況下另有說明。
本文所使用的方向術語(例如,上、下、右、左、前方、後方、頂部、底部、向內、向外)係僅對於參照圖式的圖示成立,而不預期為暗示絕對定向。
請求項所使用的「包含」係為開放式過渡短句。過渡短句「包含」之後的元件的列表係為非排他性列表,而使得除了列表中具體列舉的那些之外的元件亦可以存在。請求項中所使用的「基本上由......構成」或「基本上由......組成」係將材料的組成物限制為指定的材料以及那些不會實質影響材料的基本及新穎特性的材料。請求項中所使用的「由......構成」或「完全由......組成」係將材料的組成物限制為指定材料,並且不包括任何未指定的材料。
在本文中列舉數值範圍的情況下,係包含上限值與下限值,除非在具體情況下另有說明,該範圍意欲包括其端點以及該範圍內的所有整數與分數。在定義範圍時,並不意欲將申請專利範圍的範圍限於所述的具體值。此外,當將量、濃度、或其他值或參數給定為範圍、一或更多個較佳範圍、或較高較佳值與較低較佳值的列表時,應理解為具體揭示由任何上限範圍或較佳值以及任何下限範圍或較佳值的任何配對所形成的所有範圍,而不論這些配對是否單獨揭示。最後,當術語「約」係用於描述範圍的值或端點時,本揭示應理解為包括所指稱的特定值或端點。無論範圍的數值或端點是否記載「約」,範圍的數值或端點意欲包括二個態樣:一者由「約」修飾,而一者未被「約」修飾。
如本文所使用的術語「約」係指量、尺寸、公式、參數、與其他數量與特性並非精確且不必精確,而是可以根據需要近似與/或更大或更小,以反映公差、轉化因子、四捨五入、測量誤差、及類似者,以及該領域具有通常知識者已知的其他因子。
應理解,本文使用的措辭或術語係為了描述而非限制之目的。本揭示的廣度與範圍不應由上述示例性態樣中之任何一者限制,而是應根據所附請求項及其等同物定義。
100:玻璃製品
110:表面
112:表面
120:壓縮應力區域
122:壓縮應力區域
130:中心區域
200:平行板
202:彎折力
210:折疊線段
300:消費性電子產品
302:殼體
304:前表面
306:背表面
308:側表面
310:顯示器
312:覆蓋基板
320:控制器
322:記憶體
400:圖
500:圖
本文併入的隨附圖式形成說明書的一部分,並圖示本揭示的態樣。與描述一起,圖式進一步用於解釋原理,並讓該領域具有通常知識者能夠製造及使用所揭示的態樣。這些圖式意欲為說明性,而非限制性。儘管一般在這些態樣的上下文中描述本揭示,但是應理解,並不意欲將本揭示的範圍限制於這些特定態樣。在圖式中,類似的元件符號表示相同或功能相似的元件。
第1圖圖示根據態樣的具有壓縮應力區域的玻璃製品的橫截面。
第2圖圖示彎折玻璃製品之後的根據態樣的玻璃製品的橫截面圖。
第3A圖係為合併本文所揭示的玻璃製品中之任一者的玻璃製品的示例性電子裝置的平面圖。第3B圖係為第3A圖的示例性電子裝置的透視圖。
第4圖係為各種示例性經離子交換的玻璃組成物的計算玻璃強化度與CS/E比率的圖。
第5圖係為各種示例性經離子交換的玻璃組成物的CS/E比率與對液體黏度的圖。
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:玻璃製品
110:表面
112:表面
120:壓縮應力區域
122:壓縮應力區域
130:中心區域
200:平行板
202:彎折力
210:折疊線段
Claims (15)
- 一種經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,包含: 大於或等於55莫耳%的SiO 2; 大於或等於12.5莫耳%至少於或等於16.0莫耳%的Al 2O 3; 大於或等於1莫耳%至少於或等於3.88莫耳%的MgO; 大於或等於0.78莫耳%至少於或等於3莫耳%的CaO;以及 Na 2O, 其中Al 2O 3的莫耳%+RO的莫耳%≥17莫耳%, 其中RO的莫耳%=MgO的莫耳%+CaO的莫耳%,以及 其中該玻璃製品基本上不含ZnO、SrO、BaO、B 2O 3、P 2O 5、Li 2O、及K 2O。
- 如請求項1所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中該玻璃製品包含: 進行離子交換之前所測量的以GPa計的一楊氏模量值;以及 從該玻璃製品的一表面延伸至一壓縮深度的一壓縮應力層,該壓縮應力層具有所測量的以MPa計的一峰值壓縮應力值, 其中該峰值壓縮應力值與該楊氏模量值的一比率係大於或等於15。
- 如請求項2所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中該峰值壓縮應力值與該楊氏模量值的該比率係大於或等於15至少於或等於18。
- 如請求項2所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中該楊氏模量值的一範圍係大於或等於70MPa至少於或等於80MPa。
- 如請求項2所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中該峰值壓縮應力值的一範圍係大於或等於500MPa至少於或等於1300MPa。
- 如請求項2所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中該壓縮深度的一範圍係大於或等於5微米至少於或等於30微米。
- 如請求項2所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中該壓縮深度的一範圍係大於或等於該玻璃製品的一厚度的5%至少於或等於20%。
- 如請求項1-7中之任一者所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中Na 2O的莫耳%+RO的莫耳%≥20莫耳%。
- 如請求項1-7中之任一者所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中(Na 2O的莫耳%+RO的莫耳%-Al 2O 3的莫耳%)≥4莫耳%。
- 如請求項1-7中之任一者所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中21莫耳%≥Al 2O 3的莫耳%+RO的莫耳%≥17莫耳%。
- 如請求項1-7中之任一者所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中37莫耳%≥Al 2O 3的莫耳%+Na 2O的莫耳%≥28莫耳%。
- 如請求項1-7中之任一者所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中(MgO的莫耳%/(MgO的莫耳%+CaO的莫耳%))≥0.5。
- 如請求項1-7中之任一者所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,包含大於或等於15微米至少於或等於300微米的一範圍的一厚度。
- 如請求項1-7中之任一者所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,包含在進行離子交換之前測量的大於或等於500kP至少於或等於2300kP的一範圍的一液相線黏度。
- 如請求項1所述的經離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃製品,其中該玻璃製品包含從該玻璃製品的一表面延伸至一壓縮深度的一壓縮應力層,該壓縮應力層所包含的一峰值壓縮應力值的一範圍係大於或等於500MPa至少於或等於1300MPa。
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