TW202334057A

TW202334057A - 具有高斷裂韌性的可離子交換玻璃

Info

Publication number: TW202334057A
Application number: TW111140669A
Authority: TW
Inventors: 喬治哈爾西畢歐; 強付; 曉菊郭; 彼德約瑟夫雷奇; 廖智昊; 帕斯卡爾奧朗; 查利斯馬耶史拜爾; 阿拉那馬利惠地爾
Original assignee: 美商康寧公司
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2022-10-26
Publication date: 2023-09-01
Also published as: WO2023076253A1; US20230129031A1

Abstract

在實施例中，一種玻璃包括：從45莫耳%至70莫耳%的SiO ₂；從11.5莫耳%至25莫耳%的Al ₂O ₃；從2莫耳%至20莫耳%的Li ₂O；從大於0莫耳%至10莫耳%的Na ₂O；從9莫耳%至19莫耳%的MgO；從4莫耳%的ZrO ₂；以及從0莫耳%至0.5莫耳%的TiO ₂。在其他實施例中，一種玻璃包括：從45莫耳%至70莫耳%的SiO ₂；從4莫耳%至25莫耳%的Al ₂O ₃；從5莫耳%至20莫耳%的Li ₂O；從0.1莫耳%至10莫耳%的Na ₂O；從6莫耳%至25莫耳%的MgO；從0.1莫耳%至4莫耳%的ZrO ₂；從0.1莫耳%至5莫耳%的K ₂O；以及從0.05莫耳%至0.5莫耳%的SnO ₂。

Description

具有高斷裂韌性的可離子交換玻璃

此申請案依專利法主張2021年10月26日提申之美國臨時專利申請案第63/271,813號之優先權，本申請案基於該美國臨時專利申請案，且該美國臨時專利申請案的全文以引用方式併入本文。

本說明書一般涉及適合用作電子裝置的覆蓋玻璃之玻璃組成物。更具體而言，本說明書涉及可用於形成供電子裝置所用之覆蓋玻璃之可離子交換玻璃。

諸如智慧型電話、平板、可攜式媒體播放器、個人電腦及攝影機的可攜式裝置之行動性質使此等裝置特別容易因意外掉落在諸如地面的硬表面上而損壞。此等裝置通常併有覆蓋玻璃，該等覆蓋玻璃在與硬表面碰撞後損壞。在許多這些裝置中，覆蓋玻璃充當顯示器護蓋，且可併入觸碰功能性，使得所述裝置之使用在覆蓋玻璃損壞時受到不利影響。

當相關的可攜式裝置掉落在硬表面上時，存在覆蓋玻璃之兩種主要故障模式。所述模式中之一者是撓曲故障(flexure failure)，撓曲故障由玻璃在裝置受到由與硬表面碰撞產生之動態負荷時彎曲導致。另一模式是尖銳接觸故障(sharp contact failure)，尖銳接觸故障由對玻璃表面帶來損害導致。玻璃與諸如柏油、花崗岩等之粗糙硬表面的碰撞可在玻璃表面中產生明顯壓痕。此等壓痕變成玻璃表面中之故障位點，裂紋可自該等位點發展且傳播。

藉由涉及在玻璃表面中引起壓縮應力之離子交換技術，可使玻璃更耐撓曲故障。然而，經離子交換玻璃仍然容易受到動態尖銳接觸之影響，這是由於尖銳接觸在玻璃中產生的局部凹痕導致的高應力集中。

玻璃製造商及手持裝置製造商持續努力改善手持裝置對於尖銳接觸故障的抵抗力。解決方案範圍從覆蓋玻璃上的塗層到邊框，以防止覆蓋玻璃在裝置掉落在堅硬表面上時直接撞擊堅硬表面。然而，由於美感和功能要求之限制，很難完全防止覆蓋玻璃撞擊堅硬表面。

亦期望可攜式裝置儘可能薄。因此，除了強度之外，亦期望在可攜式裝置中作為覆蓋玻璃的玻璃儘可能薄。因此，除了增加覆蓋玻璃的強度之外，亦期望玻璃具有之機械特性允許其藉由能製造薄玻璃系製品（例如，薄玻璃片材）之製程而形成。

因此，需要一種可以強化的玻璃製品（例如，藉由離子交換），並具有允許成為薄玻璃系製品的機械性質。

根據態樣(1)，提供一種玻璃。所述玻璃包含：大於或等於45莫耳%至小於或等於70莫耳%的SiO ₂；大於或等於11.5莫耳%至小於或等於25莫耳%的Al ₂O ₃；大於或等於2莫耳%至小於或等於20莫耳%的Li ₂O；大於0莫耳%至小於或等於10莫耳%的Na ₂O；大於或等於9莫耳%至小於或等於19莫耳%的MgO；大於0莫耳%至小於或等於4莫耳%的ZrO ₂；以及大於或等於0莫耳%至小於或等於0.5莫耳%的TiO ₂。

根據態樣(2)，提供一種玻璃。所述玻璃包含：大於或等於45莫耳%至小於或等於70莫耳%的SiO ₂；大於或等於4莫耳%至小於或等於25莫耳%的Al ₂O ₃；大於或等於5莫耳%至小於或等於20莫耳%的Li ₂O；大於或等於0.1莫耳%至小於或等於10莫耳%的Na ₂O；大於或等於6莫耳%至小於或等於25莫耳%的MgO；大於或等於0.1莫耳%至小於或等於4莫耳%的ZrO ₂；大於或等於0.1莫耳%至小於或等於5莫耳%的K ₂O；以及大於或等於0.05莫耳%至小於或等於0.5莫耳%的SnO ₂。

根據態樣(3)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於51莫耳%至小於或等於65莫耳%的SiO ₂。

根據態樣(4)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於12.0莫耳%至小於或等於19莫耳%的Al ₂O ₃。

根據態樣(5)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於3莫耳%至小於或等於12莫耳%的Li ₂O。

根據態樣(6)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於0.25莫耳%至小於或等於6莫耳%的Na ₂O。

根據態樣(7)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於10莫耳%至小於或等於19莫耳%的MgO。

根據態樣(8)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於0.25莫耳%至小於或等於2莫耳%的ZrO ₂。

根據態樣(9)，提供任何前述態樣之玻璃，其中該玻璃實質上不含TiO ₂。

根據態樣(10)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於10莫耳%的B ₂O ₃。

根據態樣(11)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於6莫耳%的B ₂O ₃。

根據態樣(12)，提供任何前述態樣之玻璃，其中該玻璃實質上不含B ₂O ₃。

根據態樣(13)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於4莫耳%的P ₂O ₅。

根據態樣(14)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的P ₂O ₅。

根據態樣(15)，提供任何前述態樣之玻璃，其中該玻璃實質上不含P ₂O ₅。

根據態樣(16)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的K ₂O。

根據態樣(17)，提供任何前述態樣之玻璃，其中該玻璃實質上不含K ₂O。

根據態樣(18)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的CaO。

根據態樣(19)，提供任何前述態樣之玻璃，其中該玻璃實質上不含CaO。

根據態樣(20)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的SrO。

根據態樣(21)，提供任何前述態樣之玻璃，其中該玻璃實質上不含SrO。

根據態樣(22)，提供任何前述態樣之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於5莫耳%的ZnO。

根據態樣(23)，提供任何前述態樣之玻璃，其中該玻璃實質上不含ZnO。

根據態樣(24)，提供任何前述態樣之玻璃，其中該玻璃具有大於或等於0.8 MPa·m ^0.5至小於或等於1.0 MPa·m ^0.5的K _IC斷裂韌性。

根據態樣(25)，提供任何前述態樣之玻璃，其中該玻璃具有大於或等於80 GPa至小於或等於100 GPa的楊氏模數。

根據態樣(26)，提供一種方法。所述方法包含以下步驟：在熔融鹽浴中對玻璃系基板進行離子交換以形成玻璃系製品，其中玻璃系製品包含從玻璃系製品的表面延伸至壓縮深度之壓縮應力層，玻璃系製品包含中心張力區域，且玻璃系基板包含任何前述態樣之玻璃。

根據態樣(27)，提供態樣(26)之方法，其中熔融鹽浴包含NaNO ₃。

根據態樣(28)，提供態樣(26)至前一態樣中任一者之方法，其中熔融鹽浴包含KNO ₃。

根據態樣(29)，提供態樣(26)至前一態樣中任一者之方法，其中熔融鹽浴處於大於或等於400 °C至小於或等於550 °C的溫度。

根據態樣(30)，提供態樣(26)至前一態樣中任一者之方法，其中離子交換延伸達大於或等於0.5小時至小於或等於48小時之時間段。

根據態樣(31)，提供態樣(26)至前一態樣中任一者之方法，進一步包含以下步驟：在第二熔融鹽浴中對玻璃系製品進行離子交換。

根據態樣(32)，提供前一態樣之方法，其中第二熔融鹽浴包含KNO ₃。

根據態樣(33)，提供一種玻璃系製品。玻璃系製品包含：從玻璃系製品的表面延伸至壓縮深度之壓縮應力層；中心張力區域；以及玻璃系製品的中心處之組成物，包含：大於或等於45莫耳%至小於或等於70莫耳%的SiO ₂；大於或等於11.5莫耳%至小於或等於25莫耳%的Al ₂O ₃；大於或等於2莫耳%至小於或等於20莫耳%的Li ₂O；大於0莫耳%至小於或等於10莫耳%的Na ₂O；大於或等於9莫耳%至小於或等於19莫耳%的MgO；大於0莫耳%至小於或等於4莫耳%的ZrO ₂；以及大於或等於0莫耳%至小於或等於0.5莫耳%的TiO ₂。

根據態樣34，提供一種玻璃系製品。玻璃系製品包含：從玻璃系製品的表面延伸至壓縮深度之壓縮應力層；中心張力區域；以及玻璃系製品的中心處之組成物，包含：大於或等於45莫耳%至小於或等於70莫耳%的SiO ₂；大於或等於4莫耳%至小於或等於25莫耳%的Al ₂O ₃；大於或等於5莫耳%至小於或等於20莫耳%的Li ₂O；大於或等於0.1莫耳%至小於或等於10莫耳%的Na ₂O；大於或等於6莫耳%至小於或等於25莫耳%的MgO；大於或等於0.1莫耳%至小於或等於4莫耳%的ZrO ₂；大於或等於 0.1莫耳%至小於或等於5莫耳%的K ₂O；以及大於或等於0.05莫耳%至小於或等於0.5莫耳%的SnO ₂。

根據態樣(35)，提供態樣(33)之玻璃系製品，其中壓縮應力層包含大於或等於400 MPa至小於或等於2000 MPa的壓縮應力。

根據態樣(36)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中中心張力區域包含大於或等於30 MPa至小於或等於300 MPa的最大中心張力。

根據態樣(37)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中壓縮深度為大於或等於0.15 t至小於或等於0.25 t，其中 t為玻璃系製品的厚度。

根據態樣(38)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中壓縮應力層包含從玻璃系製品的表面延伸至壓縮應力尖峰深度之壓縮應力尖峰，且壓縮應力尖峰深度為大於或等於3 µm至小於或等於10 µm。

根據態樣(39)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品具有大於或等於0.2 mm至小於或等於2 mm的厚度 t。

根據態樣(40)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於51莫耳%至小於或等於65莫耳%的SiO ₂。

根據態樣(41)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於12.0莫耳%至小於或等於19莫耳%的Al ₂O ₃。

根據態樣(42)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於3莫耳%至小於或等於12莫耳%的Li ₂O。

根據態樣(43)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於0.25莫耳%至小於或等於6莫耳%的Na ₂O。

根據態樣(44)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於10莫耳%至小於或等於19莫耳%的MgO。

根據態樣(45)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於0.25莫耳%至小於或等於2莫耳%的ZrO ₂。

根據態樣(46)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物實質上不含TiO ₂。

根據態樣(47)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於10莫耳%的B ₂O ₃。

根據態樣(48)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於6莫耳%的B ₂O ₃。

根據態樣(49)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物實質上不含B ₂O ₃。

根據態樣(50)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於4莫耳%的P ₂O ₅。

根據態樣(51)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的P ₂O ₅。

根據態樣(52)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物實質上不含P ₂O ₅。

根據態樣(53)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的K ₂O。

根據態樣(54)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物實質上不含K ₂O。

根據態樣(55)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的CaO。

根據態樣(56)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物實質上不含CaO。

根據態樣(57)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的SrO。

根據態樣(58)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物實質上不含SrO。

根據態樣(59)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於5莫耳%的ZnO。

根據態樣(60)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中玻璃系製品的中心處之組成物實質上不含ZnO。

根據態樣(61)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中具有與玻璃系製品的中心處之組成物相同之組成物及微結構之玻璃具有大於或等於0.8 MPa·m ^0.5至小於或等於1.0 MPa·m ^0.5的K _IC斷裂韌性。

根據態樣(62)，提供態樣(33)至前一態樣中任一者之玻璃系製品，其中具有與玻璃系製品的中心處之組成物相同之組成物及微結構之玻璃具有大於或等於80 GPa至小於或等於100 GPa的楊氏模數。

根據態樣(63)，提供一種消費性電子產品。所述消費性電子產品包含：殼體，包含前表面、後表面及側表面；電部件，至少部分設置於殼體內，電部件包含至少一控制器，記憶體、及顯示器，顯示器是設置於殼體的前表面處或與前表面相鄰；以及覆蓋基板，設置於顯示器上方，其中殼體與覆蓋基板中之至少一者的至少一部分包含態樣(33)至前一態樣中之任一者的玻璃系製品。

其他特徵和優點將在下面的詳細說明中闡述，並且對於本領域技術人員而言，根據此說明將是顯而易見的，或者透過實施如本案所述的實施例（包括隨後的詳細說明、申請專利範圍、以及附圖）而可得知。

要瞭解到，上述的一般說明及以下的詳細說明兩者描述了各種實施例，且意欲提供概觀或架構以用於瞭解所請求保護的標的的本質及特性。包括了附圖以提供各種實施例的進一步瞭解，且將該等附圖併入此說明書且構成此說明書的一部分。該等附圖繪示本文中所述的各種實施例，且與說明書一起用來解釋所主張之標的的原理及操作。

現在將參照根據各種實施例之鋰鋁矽酸鹽玻璃的細節。鋰鋁矽酸鹽玻璃具有良好的離子交換能力，且化學強化製程已用於在鋰鋁矽酸鹽玻璃中實現高強度和高韌性。鋰鋁矽酸鹽玻璃為具有高玻璃品質之高度離子交換性玻璃。Al ₂O ₃取代進入矽酸鹽玻璃網絡可增加離子交換期間之單價陽離子的交互擴散性。藉由在熔融鹽浴(如，KNO ₃或NaNO ₃)中進行化學強化，可實現具有高強度、高韌性及高壓痕裂紋抗性之玻璃。經由化學強化達成之應力輪廓可具有能增加玻璃系製品的掉落表現、強度、韌性及其他屬性之各種形狀。

因此，具有良好物理性質、化學耐久性及離子交換能力之鋰鋁矽酸鹽玻璃已經引起注意而用作用作覆蓋玻璃。具體而言，本文提供了具有較高斷裂韌性和較高的楊氏模數之含鋰鋁矽酸鹽玻璃。經由不同的離子交換製程，可實現更大的中心張力(CT)、壓縮深度(DOC)及高壓縮應力(CS)。然而，在鋁矽酸鹽玻璃中添加鋰可能會降低玻璃的熔點、軟化點或液相黏度。

如本文所用，術語「保留強度(retained strength)」指的是當製品彎曲而賦予張力時，在藉由衝擊力引入損壞之後，玻璃製品的強度。據美國專利公開案第2019/0072469 A1號中描述之方法引入損壞，所述美國專利公開案以引用方式併入本文。舉例而言，用於衝擊測試玻璃製品的設備以元件符號1100顯示於第6圖中。設備1100包括擺體(pendulum)1102，擺體1102包括錘1104，錘1104附接至樞軸1106。如本文所用，擺體上之術語「錘(bob)」是藉由臂部從樞軸懸垂並連接至樞軸的重物。因此，所示之錘1104藉由臂部1108連接至樞軸1106。錘1104包括用於接收玻璃製品之基座1110，且玻璃製品固定於基座上。設備1100進一步包括衝擊物件1140，衝擊物件1140經安置使得當從與平衡位置成大於零的角度之位置處釋放錘1104時，錘1104的表面接觸衝擊物件1140。衝擊物件包括摩擦片，摩擦片具有摩擦表面，而摩擦表面被設置成與玻璃製品的外表面接觸。摩擦片可包含砂紙，所述砂紙可具有以下範圍中之粒度尺寸：30粒度至400粒度，或100粒度至300粒度，例如180粒度。

出於本揭示內容之目的，衝擊物件的形式為固定在設備上之80粒度、120粒度或180粒度砂紙之6 mm直徑盤。將具有約略600 µm的厚度之玻璃製品固定至錘。就每次衝擊使用新的砂紙盤。藉由將設備的臂部之擺動拉到約略90°角，以約略500 N衝擊力來損壞玻璃製品。就各個玻璃製品衝擊約略10個樣品。

在引入損壞後十二個小時或更長的時間，以四點彎曲(four-point bending；4PB)使玻璃製品碎裂。將受損壞的玻璃製品置於支撐桿（支撐跨度）上，其中受損壞位置位在底部（即，在拉伸側上）並在加載路之間（加載跨度）。為了此揭示內容之目的，加載跨度為18 mm，且支撐跨度為36 mm。加載和支撐桿的曲率半徑為3.2 mm。使用螺桿驅動的測試機（美國馬薩諸塞州諾伍德市的Instron®）以5 mm/分鐘的恆定位移速率進行加載，直到玻璃產生破壞。在22 ^oC +2 ^oC的溫度下，且在50 % +5%的RH（相對溼度）下，完成4PB測試。

根據以下等式計算四點彎曲(4PB)中施加之破壞應力（或施加至破壞的應力）： (1) 其中，P為導致破壞之最大加載，L (=36 mm)為支撐桿間之距離（支撐跨度），a (=18 mm)為加載桿間之距離（加載跨度），b為玻璃板的寬度，h為玻璃板的厚度，且為玻璃組成物的帕松比。等式(1)中之項目考慮到板的加強效果。在四點彎曲中，應力在加載跨度下是恆定的，且因此損壞的位置處於I型單軸拉伸應力加載下。樣品的四點彎曲測試之應力速率估計為介於每秒15至17 MPa之間。玻璃組成物的保留強度是不會發生故障之最高施加的破裂應力。

如本文所用，術語「軟化點」意指玻璃組成物的黏度為1x10 ^7.6泊的溫度。使用ASTM C1351M-96(2012)的平行板黏度法來測定軟化點。

如本文所用，術語「退火點」意指玻璃組成物的黏度為1x10 ¹³泊之溫度。

如本文所用，術語「應變點(strain point)」意指玻璃組成物的黏度為1x10 ^14.68泊之溫度。

除非另有指明，否則如本文所用之術語「CTE」指的是在從約20°C至約300°C之溫度範圍裡之玻璃組成物的平均熱膨脹係數。

在本文所述之玻璃組成物的實施例中，除非另有指明，否則基於氧化物的莫耳百分比(莫耳%)指定構成組分（如，SiO ₂、Al ₂O ₃、Li ₂O等）的濃度。在下文個別討論根據實施例之鹼鋁矽酸鹽玻璃組成物的組分。應當理解，一種組分的各種引用範圍中的任何範圍可以與任何其他組分的各種引用範圍中的任何範圍獨立地組合。如本文所用，某數字中之尾隨的0欲表示該數字的有效位數。舉例而言，數字「1.0」包括兩位有效位數，且數字「1.00」包括三位有效位數。

如本文所用，「玻璃基板」指的是未經離子交換的玻璃片。類似地，「玻璃製品」指的是經離子交換的玻璃片，且是藉由使玻璃基板經受離子交換製程而形成。「玻璃系基板」及「玻璃系製品」因此被界定並包括玻璃基板及玻璃製品還有完全或部分由玻璃製成之基板及製品，如包括表面塗層之玻璃基板。儘管為了方便起見，本文通常指稱玻璃基板及玻璃製品，但應理解本文對玻璃基板及玻璃製品之描述同樣適用於玻璃系基板及玻璃系製品。

本文揭示含有MgO及ZrO ₂之鋰鋁矽酸鹽玻璃組成物，其展現高斷裂韌性(K _IC)及高楊氏模數。在實施例中，玻璃組成物的特徵在於至少0.8 MPa·m ^0.5的K _IC斷裂韌性值。在實施例中，玻璃組成物的特徵在於至少80 GPa的楊氏模數。這些性質的實現至少部分是由於玻璃中包括MgO、ZrO ₂及Al ₂O ₃之故。

儘管期待刮痕表現，但對於結合至行動電子裝置之玻璃系製品而言，掉落表現是主要屬性。斷裂韌性和深度處之應力對於增進粗糙表面上之掉落表現至關重要。出於這個理由，在達到脆性極限前最大化可在玻璃中提供之應力的量可增加深度處之應力和粗糙表面掉落表現。已知斷裂韌性控制脆性極限，且增加斷裂韌性可提高脆性極限。本文揭示之玻璃組成物具有高斷裂韌性，且能在維持不易碎的同時實現高壓縮應力水平。玻璃組成物的這些特徵能夠發展改進的應力輪廓以解決特定的故障模式。這種能力允許由本文所述之玻璃組成物所生產的經離子交換玻璃系製品被客製化而具有不同的應力輪廓，以解決所關注之特定故障模式。

具高斷裂韌性及楊氏模數的玻璃組成物特別適用於形成化學強化的玻璃系製品而不會變得易碎，因為其能儲存由化學強化賦予之高量應變能量之故。市售覆蓋玻璃及行動裝置殼體所儲存的應變能量(Σ ₀)經管理以實現期望的抗斷裂性，同時避免在斷裂時噴射小顆粒。如下式所示，斷裂時可能形成之片段的尺寸(x)主要取決於用於形成經化學強化玻璃系製品之玻璃的斷裂韌性(K _IC)及玻璃系製品的最大中心張力(CT)：其中 t為玻璃系製品的厚度，ν為用於形成經化學強化玻璃系製品之玻璃的帕松比，且DOC為玻璃系製品的壓縮深度。以上等式表明，具有較高斷裂韌性之玻璃組成物產生具有減小的噴射小顆粒尺寸之經化學強化玻璃系製品。

根據以下等式，玻璃系製品破裂時產生的碎片數量與製品的儲存應變能量(Σ ₀)成正比：其中E為用於形成玻璃系製品之玻璃的楊氏模數，σ是作為深度之函數之應力，且 z= 0.5 t-DOC，使得- z至 z界定玻璃系製品的中心張力區域。如以上儲存應變能量等式所示，就任何給定的應力輪廓而言，具有較高楊氏模數值之玻璃組成物具有較低的儲存應變能量，從而減少當由玻璃組成物形成之玻璃系製品破裂時所產生之碎片的數量。當一起考慮碎片尺寸和儲存應變能量等式時，明顯的是，具高斷裂韌性結合高楊氏模數之玻璃組成物允許生產具有高的最大中心張力同持避免脆性之玻璃系製品。

本文所述之組成物經選擇以實現高斷裂韌性及楊氏模數值，同時亦維持期望的可製造性程度。組成物包括包括大量的Al ₂O ₃及Li ₂O，以產生期望的斷裂韌性，同時維持與期望的製造極限的相容性。可藉由增加賦予玻璃製品之壓縮應力的量，來改進由本文所述之玻璃組成物形成之經離子交換玻璃系製品的掉落表現。本文所述之玻璃組成物提供改進的離子交換表現，這可由增加的中心張力能力和提升的離子交換速度得到證明。

在本文所述之玻璃組成物中，SiO ₂是最大成分，且因此，SiO ₂是由玻璃組成物形成之玻璃網絡的主要成分。純SiO ₂具有相對低的CTE。然而，純SiO ₂具有高熔點。因此，若玻璃組成物中之SiO ₂的濃度過高，則可能降低玻璃組成物的成形性，因為較高濃度的SiO ₂增加了使玻璃熔融的難度，從而不利地影響玻璃的成形性。此外，玻璃組成物中包括過多的SiO ₂會降低玻璃透過離子交換產生壓縮應力之能力。若玻璃組成物中之SiO ₂的濃度過低，則玻璃的化學耐久性可能降低，並且玻璃在成形後處理期間可能容易受到表面損傷。在實施例中，玻璃組成物通常包含從大於或等於45莫耳%至小於或等於70莫耳%的量之SiO ₂，如大於或等於50莫耳%至小於或等於65莫耳%、大於或等於51莫耳%至小於或等於65莫耳%、大於或等於51莫耳%至小於或等於64莫耳%、大於或等於52莫耳%至小於或等於63莫耳%、大於或等於53莫耳%至小於或等於62莫耳%、大於或等於54莫耳%至小於或等於61莫耳%、大於或等於55莫耳%至小於或等於60莫耳%、大於或等於56莫耳%至小於或等於59莫耳%、大於或等於57莫耳%至小於或等於58莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

玻璃組成物包括Al ₂O ₃。類似SiO ₂，Al ₂O ₃可作為玻璃網絡成形劑。Al ₂O ₃可能由於其四面體配位而增加由玻璃組成物形成之玻璃熔體的液相黏度，當Al ₂O ₃的量過高時會降低玻璃組成物的成形性。然而，當玻璃組成物中之Al ₂O ₃的濃度與SiO ₂的濃度和鹼金屬氧化物的濃度平衡時，Al ₂O ₃可降低玻璃熔體的液相溫度，從而增進液相黏度並改進玻璃組成物與某些成形製程之相容性。相對於玻璃組成物中之鹼金屬氧化物和鹼土族氧化物的總含量，增加Al ₂O ₃的含量通常可改進玻璃的耐久性。當鹼金屬氧化物(R ₂O)的濃度接近或大於玻璃組成物中之Al ₂O ₃的量時，玻璃中主要全部或全部鋁以四面體配位態存在，而鹼離子作為電荷補償劑(charge-compensator)。此電荷平衡允許鹼離子之高擴散率，增加離子交換的速率。在玻璃組成物中包括Al ₂O ₃能夠實現本文所述之高斷裂韌性值。在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於11.5莫耳%至小於或等於25莫耳%的濃度之Al ₂O ₃，如大於或等於12.0莫耳%至小於或等於19莫耳%、大於或等於12莫耳%至小於或等於24.5莫耳%、大於或等於12.5莫耳%至小於或等於24莫耳%、大於或等於13莫耳%至小於或等於23.5莫耳%、大於或等於13.5莫耳%至小於或等於23莫耳%、大於或等於14莫耳%至小於或等於22.5莫耳%、大於或等於14.5莫耳%至小於或等於22莫耳%、大於或等於15莫耳%至小於或等於21.5莫耳%、大於或等於15.5莫耳%至小於或等於21莫耳%、大於或等於16莫耳%至小於或等於20.5莫耳%、大於或等於16.5莫耳%至小於或等於20莫耳%、大於或等於17莫耳%至小於或等於19.5莫耳%、大於或等於17.5莫耳%至小於或等於19莫耳%、大於或等於18莫耳%至小於或等於18.5莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於4莫耳%至小於或等於25莫耳%的濃度之Al ₂O ₃，如大於或等於5莫耳%至小於或等於24莫耳%、大於或等於6莫耳%至小於或等於23莫耳%、大於或等於7莫耳%至小於或等於22莫耳%、大於或等於8莫耳%至小於或等於21莫耳%、大於或等於9莫耳%至小於或等於20莫耳%、大於或等於10莫耳%至小於或等於19莫耳%、大於或等於11莫耳%至小於或等於18莫耳%、大於或等於12莫耳%至小於或等於17莫耳%、大於或等於13莫耳%至小於或等於16莫耳%、大於或等於14莫耳%至小於或等於15莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

玻璃組成物包括Li ₂O。在玻璃組成物中包括Li ₂O可以更好地控制離子交換製程，並進一步降低玻璃的軟化點、液相溫度及熔化溫度，從而提升玻璃的可製造性。玻璃組成物中存在Li ₂O也允許形成具有拋物線形狀之應力輪廓。玻璃組成物中之Li ₂O也可實現本文所述之高斷裂韌性值。玻璃組成物中包括過多的Li ₂O增加了玻璃的熱膨脹係數並降低玻璃的化學耐久性。若玻璃組成物中包括之Li ₂O不足，則玻璃被離子交換的能力會不理想地降低，且可能無法實現期望的應力輪廓。在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於2莫耳%至小於或等於20莫耳%之量的Li ₂O，如大於或等於3莫耳%至小於或等於12莫耳%、大於或等於4莫耳%至小於或等於19莫耳%、大於或等於5莫耳%至小於或等於18莫耳%、大於或等於6莫耳%至小於或等於17莫耳%、大於或等於7莫耳%至小於或等於16莫耳%、大於或等於8莫耳%至小於或等於15莫耳%、大於或等於9莫耳%至小於或等於14莫耳%、大於或等於10莫耳%至小於或等於13莫耳%、大於或等於11莫耳%至小於或等於12莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於5莫耳%至小於或等於20莫耳%之量的Li ₂O，如從大於或等於6莫耳%至小於或等於19莫耳%、大於或等於7莫耳%至小於或等於18莫耳%、大於或等於8莫耳%至小於或等於17莫耳%、大於或等於9莫耳%至小於或等於16莫耳%、大於或等於10莫耳%至小於或等於15莫耳%、大於或等於11莫耳%至小於或等於14莫耳%、大於或等於12莫耳%至小於或等於13莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

本文所述之玻璃組成物包括Na ₂O。Na ₂O可有助於玻璃組成物的可離子交換性，並改進玻璃組成物的成形性，從而改進玻璃組成物的可製造性。然而，若將過多的Na ₂O添加至玻璃組成物，則CTE可能過低。此外，若玻璃中包括之Na ₂O相對於Li ₂O的量過多的話，則玻璃在離子交換時達成深壓縮深度的能力可能會降低。在實施例中，玻璃組成物包含從大於0莫耳%至小於或等於10莫耳%的量之Na ₂O，如大於或等於0.25莫耳%至小於或等於6莫耳%、大於或等於0.5莫耳%至小於或等於9莫耳%、大於或等於1莫耳%至小於或等於8莫耳%、大於或等於2莫耳%至小於或等於7莫耳%、大於或等於3莫耳%至小於或等於6莫耳%、大於或等於4莫耳%至小於或等於5莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於0.1莫耳%至小於或等於10莫耳%之量的Na ₂O，如大於或等於0.25莫耳%至小於或等於6莫耳%、大於或等於0.5莫耳%至小於或等於9莫耳%、大於或等於1莫耳%至小於或等於8莫耳%、大於或等於2莫耳%至小於或等於7莫耳%、大於或等於3莫耳%至小於或等於6莫耳%、大於或等於4莫耳%至小於或等於5莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

本文所述之玻璃組成物包括MgO。MgO可降低玻璃的液相黏度，並改善熔化行為，這可增進玻璃的成形性及可製造性。在玻璃組成物中包括MgO也可改進玻璃組成物的應變點及楊氏模數。然而，若將過多的MgO添加至玻璃組成物，則液相黏度可能會太低而無法與理想的成形技術相容。添加過多的MgO也可能將玻璃組成物的密度及CTE提升到不理想的水平，並降低玻璃中之鹼離子遷移率，從而降低離子交換處理的有效性。由於MgO的高場強度(field strength)，在玻璃組成物中包括MgO也有助於實現本文所述之高斷裂韌性值。在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於9莫耳%至小於或等於19莫耳%的量之MgO，如大於或等於10莫耳%至小於或等於19莫耳%、大於或等於11莫耳%至小於或等於18莫耳%、大於或等於12莫耳%至小於或等於17莫耳%、大於或等於13莫耳%至小於或等於16莫耳%、大於或等於14莫耳%至小於或等於15莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於6莫耳%至小於或等於25莫耳%的量之MgO，如從大於或等於7莫耳%至小於或等於24莫耳%、大於或等於8莫耳%至小於或等於23莫耳%、大於或等於9莫耳%至小於或等於22莫耳%、大於或等於10莫耳%至小於或等於21莫耳%、大於或等於11莫耳%至小於或等於20莫耳%、大於或等於12莫耳%至小於或等於19莫耳%、大於或等於13莫耳%至小於或等於18莫耳%、大於或等於14莫耳%至小於或等於17莫耳%、大於或等於15莫耳%至小於或等於16莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

本文所述之玻璃組成物包括ZrO ₂。在玻璃中包括ZrO ₂增加了斷裂韌性，並允許玻璃組成物由於其高場強度而實現本文所述之高斷裂韌性值。在玻璃組成物中包括ZrO ₂也改進了玻璃的化學耐久性。在玻璃組成物中包括過多的ZrO ₂可能導致在玻璃中形成不理想的氧化鋯雜質，這至少部分肇因於ZrO ₂在玻璃中之低溶解度。此外，存在成本和供應限制，使得在玻璃組成物中包括過多的ZrO ₂是不理想的。在實施例中，玻璃組成物包含從大於0莫耳%至小於或等於4莫耳%的量之ZrO ₂，如大於或等於0.25莫耳%至小於或等於2莫耳%、大於或等於0.25莫耳%至小於或等於3.5莫耳%、大於或等於0.5莫耳%至小於或等於3莫耳%、大於或等於1莫耳%至小於或等於2.5莫耳%、大於或等於1.5莫耳%至小於或等於2莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於0.1莫耳%至小於或等於4莫耳%的量之ZrO ₂，如大於或等於0.25莫耳%至小於或等於2莫耳%、大於或等於0.25莫耳%至小於或等於3.5莫耳%、大於或等於0.5莫耳%至小於或等於3莫耳%、大於或等於1莫耳%至小於或等於2.5莫耳%、大於或等於1.5莫耳%至小於或等於2莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

本文所述之玻璃組成物可包括TiO ₂。在玻璃組成物中包括過多的TiO ₂可能導致玻璃易受去玻作用影響，及/或呈現不理想的著色還有不理想地改變液相線。在玻璃組成物中包括一些TiO ₂可防止玻璃在暴露於強紫外線下時（如在後加工處理期間）發生不理想的褪色。在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於0莫耳%至小於或等於0.5莫耳%的量之TiO ₂，如大於或等於0.1莫耳%至小於或等於0.4莫耳%、大於或等於0.2莫耳%至小於或等於0.3莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含TiO ₂。如本文所用，術語「實質上不含(substantially free)」意指所述組分並非被有意地添加為批料之組分，即使所述組分可能以作為汙染物之非常少量存在最終玻璃組成物中（如小於0.1莫耳%）。

本文所述之玻璃組成物可包括B ₂O ₃。包括B ₂O ₃可提升玻璃的斷裂韌性，從而提升損壞抗性。具體而言，玻璃組成物包括三角構型(trigonal configuration)的硼，這增加了玻璃的努氏划痕閾值(Knoop scratch threshold)及斷裂韌性。若組成物中包括過多B ₂O ₃，則在離子交換製程中賦予之壓縮應力的量可能會減少，且在製造期間於自由表面處之揮發性可能會增加到不期望的水平。在玻璃組成物中包括B ₂O ₃還會降低熔融黏度並有助於抑制鋯石(zircon)崩解。在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於0莫耳%至小於或等於10莫耳%的量之B ₂O ₃，如大於或等於0莫耳%至小於或等於6莫耳%、大於或等於0.5莫耳%至小於或等於9莫耳%、大於或等於1莫耳%至小於或等於8莫耳%、大於或等於2莫耳%至小於或等於7莫耳%、大於或等於3莫耳%至小於或等於6莫耳%、大於或等於4莫耳%至小於或等於5莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含B ₂O ₃。

本文所述之玻璃組成物可包括P ₂O ₅。包括P ₂O ₅可增加玻璃中之離子的擴散性，提高離子交換製程的速度。若組成物中包括過多P ₂O ₅，則在離子交換製程中賦予之壓縮應力的量可能會減少，且在製造期間於自由表面處之揮發性可能會增加到不期望的水平。在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於0莫耳%至小於或等於4莫耳%的量之P ₂O ₅，如大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%、大於或等於0.5莫耳%至小於或等於3.5莫耳%、大於或等於1莫耳%至小於或等於3莫耳%、大於或等於1.5莫耳%至小於或等於2.5莫耳%、大於或等於0.5莫耳%至小於或等於2莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含P ₂O ₅。

本文所述之玻璃組成物可包括K ₂O。在玻璃組成物中包括K ₂O會提升玻璃中之鉀擴散率，從而能夠在更短的離子交換時間內達到更深的壓縮應力深度尖峰(depth of a compressive stress spike; DOL _SP)。若組成物中包括過多的K ₂O，則在離子交換製程期間被賦予之壓縮應力的量可能降低。在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的量之K ₂O，如大於或等於0.25莫耳%至小於或等於2.5莫耳%、大於或等於0.5莫耳%至小於或等於2莫耳%、大於或等於1莫耳%至小於或等於1.5莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含K ₂O。

在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於0.1莫耳%至小於或等於5莫耳%的量之K ₂O，如大於或等於0.5莫耳%至小於或等於4.5莫耳%、大於或等於1莫耳%至小於或等於4莫耳%、大於或等於1.5莫耳%至小於或等於3.5莫耳%、大於或等於2莫耳%至小於或等於3莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

本文所述之玻璃組成物可包括CaO。CaO可降低玻璃的液相黏度，這可增進成形性、應變點及楊氏模數。然而，若對玻璃組成物添加過多的CaO，則玻璃組成物的密度和CTE可能增加到不理想的水平，且玻璃的離子交換能力可能會因鹼離子的遷移率降低而受到不理想的阻礙。在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的量之CaO，如大於或等於0.25莫耳%至小於或等於2.5莫耳%、大於或等於0.5莫耳%至小於或等於2莫耳%、大於或等於1莫耳%至小於或等於1.5莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含CaO。

本文所述之玻璃組成物可包括SrO。SrO可降低玻璃的黏度，這可增進成形性、應變點及楊氏模數。然而，若將過多的SrO添加至玻璃組成物，則玻璃組成物的密度和CTE可增加到非期望水平，且玻璃的離子交換能力可能受到不理想地阻礙。在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的量之SrO，如大於或等於0.25莫耳%至小於或等於2.5莫耳%、大於或等於0.5莫耳%至小於或等於2莫耳%、大於或等於1莫耳%至小於或等於1.5莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含SrO。

本文所述之玻璃組成物可包括ZnO。ZnO可降低玻璃的液相黏度，這可增進成形性、應變點及楊氏模數。然而，若將過多的ZnO添加至玻璃組成物，則玻璃組成物的密度及CTE可增加到非期望水平。玻璃組合物中包括ZnO還可以防止紫外線引起的褪色。在實施例中，玻璃組成物包含從大於或等於0莫耳%至小於或等於5莫耳%的量之ZnO，如大於或等於0.5莫耳%至小於或等於5莫耳%、大於或等於1莫耳%至小於或等於4莫耳%、大於或等於2莫耳%至小於或等於3莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含ZnO。

玻璃組成物可包括一或多種澄清劑。在實施例中，澄清劑可包括，例如，SnO ₂。在實施例中，SnO ₂可以小於或等於0.2莫耳%之量存在於玻璃組成物中，如從大於或等於0莫耳%至小於或等於0.2莫耳%、大於或等於0莫耳%至小於或等於0.1莫耳%、大於或等於0.1莫耳%至小於或等於0.2莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。在一些實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含SnO ₂。在實施例中，玻璃組成物可實質上不含砷及銻中之一或二者。在其他實施例中，玻璃組成物可不含砷及銻中之一或二者。

在實施例中，玻璃組成物可包含從大於或等於0.05莫耳%至小於或等於0.5莫耳%的量之SnO ₂，如大於或等於0.1莫耳%至小於或等於0.45莫耳%、大於或等於0.15莫耳%至小於或等於0.40莫耳%、大於或等於0.2莫耳%至小於或等於0.35莫耳%、大於或等於0.25莫耳%至小於或等於0.3莫耳%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

本文所述之玻璃組成物主要可由SiO ₂、Al ₂O ₃、Li ₂O、Na ₂O、MgO及ZrO ₂所形成。在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含除了SiO ₂、Al ₂O ₃、Li ₂O、Na ₂O、MgO、ZrO ₂、P ₂O ₅、B ₂O ₃及TiO ₂以外之組分。在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含除了SiO ₂、Al ₂O ₃、Li ₂O、Na ₂O、MgO、ZrO ₂、P ₂O ₅、B ₂O ₃、TiO ₂及澄清劑以外之組分。

在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含Fe ₂O ₃。鐵通常存在用於形成玻璃組成物之原材料中，且因此即使未主動添加至玻璃批料中，也可在本文所述之玻璃組成物中偵測到。

在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含以下至少一者：Ta ₂O ₅、HfO ₂、La ₂O ₃及Y ₂O ₃。在實施例中，玻璃組成物可不含或實質上不含Ta ₂O ₅、HfO ₂、La ₂O ₃及Y ₂O ₃。儘管包括這些組分可提升玻璃的斷裂韌性，但存在成本和供應限制，使得使用這些組分對商業目的而言不理想。換言之，本文所述之玻璃組成物在包括Ta ₂O ₅、HfO ₂、La ₂O ₃及Y ₂O ₃的情況下實現高斷裂韌性值之能力提供了成本和可製造性優勢。

現在將討論如上文揭示之玻璃組成物的物理性質。

根據實施例之玻璃組成物具有高斷裂韌性。不受任何特定理論的束縛，高斷裂韌性可賦予玻璃組成物改進的掉落表現。本文所述之玻璃組成物的高斷裂韌性增加了玻璃對損壞之抗性，並允許經由離子交換將較高程度的應力賦予玻璃（特徵在於中心張力），而不會變得易碎。如本文所用，除非另有說明，否則斷裂韌性指的是藉由V形缺口短棒法測量之K _IC值。用於測量K _IC值之V形缺口短棒(chevron notched short bar；CNSB)法揭示於Reddy, K. P. R等人之「使用V形缺口樣品之玻璃及陶瓷材料之破壞韌性測量(Fracture Toughness Measurement of Glass and Ceramic Materials Using Chevron-Notched Specimens)」，J. Am. Ceram. Soc.，71 [6]，C-310-C-313 (1988)中，不同之處在於使用Bubsey, R. T.等人之「基於實驗順應性測量之V型缺口短棒和短桿試樣的裂紋口位移和應力強度因子的閉式表達式(Closed-Form Expressions for Crack-Mouth Displacement and Stress Intensity Factors for Chevron-Notched Short Bar and Short Rod Specimens Based on Experimental Compliance Measurements)」，NASA Technical Memorandum 83796，pp. 1-30 (October 1992)的公式5來計算Y* _m。此外，在未經強化的玻璃樣品上測量K _IC值，例如在對玻璃系基板進行離子交換以形成玻璃系製品前測量K _IC值。除非另有說明，以MPa·m ^0.5為單位報導本文討論之K _IC值。

在實施例中，玻璃組成物展現大於或等於0.8 MPa·m ^0.5的K _IC值，如大於或等於0.80 MPa·m ^0.5、大於或等於0.81 MPa·m ^0.5、大於或等於0.82 MPa·m ^0.5、大於或等於0.83 MPa·m ^0.5、大於或等於0.84 MPa·m ^0.5、大於或等於0.85 MPa·m ^0.5、大於或等於0.86 MPa·m ^0.5、大於或等於0.87 MPa·m ^0.5、大於或等於0.88 MPa·m ^0.5、大於或等於0.89 MPa·m ^0.5、大於或等於0.90 MPa·m ^0.5、大於或等於0.91 MPa·m ^0.5、大於或等於0.92 MPa·m ^0.5、大於或等於0.93 MPa·m ^0.5、大於或等於0.94 MPa·m ^0.5、大於或等於0.95 MPa·m ^0.5或更大。在實施例中，玻璃組成物展現從大於或等於0.8 MPa·m ^0.5至小於或等於1.0 MPa·m ^0.5的K _IC值，如大於或等於0.83 MPa·m ^0.5至小於或等於0.95 MPa·m ^0.5、大於或等於0.81 MPa·m ^0.5至小於或等於0.99 MPa·m ^0.5、大於或等於0.82 MPa·m ^0.5至小於或等於0.98 MPa·m ^0.5、大於或等於0.83 MPa·m ^0.5至小於或等於0.97 MPa·m ^0.5、大於或等於0.84 MPa·m ^0.5至小於或等於0.96 MPa·m ^0.5、大於或等於0.85 MPa·m ^0.5至小於或等於0.95 MPa·m ^0.5、大於或等於0.86 MPa·m ^0.5至小於或等於0.94 MPa·m ^0.5、大於或等於0.87 MPa·m ^0.5至小於或等於0.93 MPa·m ^0.5、大於或等於0.88 MPa·m ^0.5至小於或等於0.92 MPa·m ^0.5、大於或等於0.89 MPa·m ^0.5至小於或等於0.91 MPa·m ^0.5、大於或等於0.82 MPa·m ^0.5至小於或等於0.90 MPa·m ^0.5，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

根據實施例之玻璃組成物具有高楊氏模數。高楊氏模數值降低了離子交換後存在於玻璃中之儲存應變能量。如本文所用，楊氏模數(E)指的是藉由標題為「Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts」之ASTM E2001-13中提出之通用類型共振超音頻譜技術所測量之值。在實施例中，玻璃組成物具有大於或等於80 GPa之楊氏模數，如大於或等於81 GPa、大於或等於82 GPa、大於或等於83 GPa、大於或等於84 GPa、大於或等於85 GPa、大於或等於86 GPa、大於或等於87 GPa、大於或等於88 GPa、大於或等於89 GPa、大於或等於90 GPa、大於或等於91 GPa、大於或等於92 GPa、大於或等於93 GPa、大於或等於94 GPa、大於或等於95 GPa、大於或等於96 GPa、大於或等於97 GPa、大於或等於98 GPa或更大。在實施例中，玻璃組成物具有大於或等於80 GPa至小於或等於100 GPa之楊氏模數，如大於或等於83 GPa至小於或等於99 GPa、大於或等於81 GPa至小於或等於99 GPa、大於或等於82 GPa至小於或等於98 GPa、大於或等於83 GPa至小於或等於97 GPa、大於或等於84 GPa至小於或等於96 GPa、大於或等於85 GPa至小於或等於95 GPa、大於或等於86 GPa至小於或等於94 GPa、大於或等於87 GPa至小於或等於93 GPa、大於或等於88 GPa至小於或等於92 GPa、大於或等於89 GPa至小於或等於91 GPa、大於或等於90 GPa至小於或等於100 GPa，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

本文所述之玻璃組成物具有之液相黏度與特別適用於形成薄玻璃片材之製造製程相容。舉例而言，玻璃組成物與習用的成形方法（如浮式製程、滾軋製程或衝壓製程）相容。可將玻璃系基板的實施例描述為可熔合形成的（即，可使用熔合抽拉製程形成）。熔合製程使用拉製槽，所述拉製槽具有用於容納熔融玻璃原料之通道。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，熔融玻璃沿著拉製槽的外側表面流下，而作為兩個流動的玻璃膜。拉製槽的這些外側表面向下及向內延伸，而在拉製槽下方的邊緣處連接。兩個流動的玻璃膜在此邊緣處接合在一起，以熔合並形成單一流動的玻璃系製品。玻璃膜的熔合在玻璃系基板內產生熔合線，且此熔合線允許在不瞭解額外的製造歷史的情況下識別熔合形成的玻璃系基板。熔合抽拉方法的優點在於，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受這種接觸的影響。

本文所述之玻璃組成物可經選擇而具有與熔合抽拉製程相容之液相黏度。因此，本文所述之玻璃組成物可與現有成形方法相容、從而提升由所述玻璃組成物形成之玻璃系製品的可製造性。如本文所用，術語「液相黏度」指的是液相溫度下之熔融玻璃的黏度，其中液相溫度指的是隨著熔融玻璃從熔化溫度冷卻下來而首次出現結晶之溫度，或隨著溫度從室溫升高時最後一個結晶熔化之溫度。除非另有指明，由以下方法確定此申請案中揭示之液相黏度。首先，根據標題為「Standard Practice for Measurement of Liquidus Temperature of Glass by the Gradient Furnace Method」之ASTM C829-81 (2015)測量玻璃的液相溫度。接著，根據標題為「Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Above the Softening Point」之ASTM C965-96(2012)測量液相溫度下之玻璃的黏度。除非另有指明，在組成物或製品經受任何離子交換製程或任何其他強化製程前測量玻璃組成物或製品的液相黏度及溫度。具體而言，在組成物或製品暴露於離子交換溶液前，例如，浸入離子交換溶液前，測量玻璃組成物或製品的液相黏度及溫度。

在一或多個實施例中，本文所述之玻璃組成物可形成玻璃系製品，所述玻璃系製品呈現非晶微結構且可實質上不含結晶(crystal)或微晶(crystallite)。換言之，由本文所述之玻璃組成物形成之玻璃系製品可排除玻璃-陶瓷材料。

如上所述，在實施例中，本文所述之玻璃組成物可經強化（例如藉由離子交換），從而製成對於例如，但不限於，顯示器覆蓋體等應用具有損壞抗性之玻璃系製品。請參見第1圖，其中描繪玻璃系製品，該玻璃系製品具有從玻璃系製品的表面延伸至玻璃系製品的壓縮深度(DOC)之處於壓縮應力下之第一區域（如，第1圖中之第一及第二壓縮層120、122），及從DOC延伸進入玻璃系製品的中心或內部區域之處於拉伸應力或中心張力(CT)下之第二區域（如，第1圖中之中心區域130）。如本文所用，DOC指的是玻璃系製品內之應力從壓縮改變為拉伸處之深度。在DOC處，應力從正（壓縮）應力跨到負（拉伸）應力，並因此呈現零應力值。

根據本案所屬技術領域中通常使用的慣例，壓縮力或壓縮應力表示為負(＜ 0)應力且張力或拉伸應力表示為正(＞ 0)應力。然而，在本說明書中，將CS表示為正值或絕對值—即，如本文所記載，CS = |CS|。壓縮應力(CS)在玻璃系製品的表面處或附近具有最大值，並且CS根據函數隨著與表面的距離d而變化。請再次參見第1圖，第一區段120從第一表面110延伸至深度d ₁，且第二區段122從第二表面112延伸至深度d ₂。這些區段一起界定玻璃系製品100的壓縮力或CS。可使用本案所屬技術領域中已知的散射光偏振鏡(scattered light polariscope；SCALP)技術或折射近場(RNF)技術來測量表面壓縮應力(CS)。除非另有指明，否則本文提供之CS值是使用SCALP技術所測量。如本文所用，術語「CSk」指的是藉由RNF測量之膝部深度（即，過渡點）處之壓縮應力。

在實施例中，玻璃系製品的CS為從大於或等於400 MPa至小於或等於2000 MPa，如大於或等於500 MPa至小於或等於1900 MPa、大於或等於600 MPa至小於或等於1800 MPa、大於或等於700 MPa至小於或等於1700 MPa、大於或等於800 MPa至小於或等於1300 MPa、大於或等於900 MPa至小於或等於1200 MPa、大於或等於1000 MPa至小於或等於1100 MPa，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

在實施例中，將Na ⁺和K ⁺離子交換進入玻璃系製品內，且Na ⁺離子擴散到玻璃系製品內比K ⁺離子更深之深度。K ⁺離子的滲透深度（「鉀DOL」）與DOC不同，因為它代表離子交換製程所導致之鉀滲透的深度。就本文描述之製品而言，鉀DOL通常小於DOC。可使用表面應力計測量鉀DOL，表面應力計可如由Orihara Industrial Co.，Ltd. (日本)製造的FSM-6000表面應力計等市售儀器，其依賴應力光學常數(stress optical coefficient; SOC)的精確測量。鉀DOL可界定壓縮應力尖峰的深度(DOL _SP)，其中應力輪廓從陡峭的尖峰區域過渡到較不陡峭的深區域。深區域從尖峰的底部延伸至壓縮深度。玻璃系製品的DOL _SP可從大於或等於3 µm至小於或等於10 µm，如大於或等於4 µm至小於或等於9 µm、大於或等於5 µm至小於或等於8 µm、大於或等於6 µm至小於或等於7 µm，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

兩個主表面（第1圖中之110、112）的壓縮應力由玻璃系製品的中心區域(130)中儲存之張力來平衡。可使用本案所屬技術領域中已知的散射光偏振鏡(SCALP)技術來測量表面壓縮應力(CS)、最大中心張力(CT)和DOC值。也可使用SCALP法來測定玻璃系製品的應力輪廓。

最大CT值的測量是儲存在經強化製品中之總應力量的指標。因此理由，達到較高CT值之能力與達到更高強化程度和提升的效能之能力相關。在實施例中，玻璃系製品可具有從大於或等於30 MPa至小於或等於300 MPa之最大CT，如大於或等於40 MPa至小於或等於290 MPa、大於或等於50 MPa至小於或等於280 MPa、大於或等於60 MPa至小於或等於270 MPa、大於或等於70 MPa至小於或等於260 MPa、大於或等於80 MPa至小於或等於250 MPa、大於或等於90 MPa至小於或等於240 MPa、大於或等於100 MPa至小於或等於230 MPa、大於或等於110 MPa至小於或等於220 MPa、大於或等於120 MPa至小於或等於210 MPa、大於或等於130 MPa至小於或等於200 MPa、大於或等於140 MPa至小於或等於190 MPa、大於或等於150 MPa至小於或等於180 MPa、大於或等於16 MPa至小於或等於170 MPa，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

本文所述之玻璃組成物的高斷裂韌性值也可以增進效能。利用本文所述之玻璃組成物生產之玻璃系製品的脆性極限至少部分地取決於斷裂韌性。因此理由，本文所述之玻璃組成物的高斷裂韌性允許將大量的儲存應變能量賦予由其形成之玻璃系製品而不會變得易碎。然後可包括在玻璃系製品中之增加的儲存應變能量允許玻璃系製品展現出提升的斷裂抗性，這可透過玻璃系製品之掉落表現來觀察。脆性極限與斷裂韌性間之關係描述於2020年3月12日公開之名稱為「Glass-based Articles with Improved Fracture Resistance」之美國專利申請公開號第US 2020/0079689 A1號中，其全文以引用方式併入本文。斷裂韌性與掉落表現間之關係描述於2019年12月5日公開之名稱為「Glass with Improved Drop Performance」之美國專利申請公開號第US 2019/0369672 A1號中，其全文以引用方式併入本文。

如上所載，使用本案所屬技術領域中已知的散射光偏振鏡(SCALP)技術來測量DOC。在本文的一些實施例中，提供DOC作為玻璃系製品的厚度(t)的一部分。在實施例中，玻璃系製品可具有以下壓縮深度(DOC)：從大於或等於0.15t至小於或等於0.25t，如從大於或等於0.16t至小於或等於0.24t、從大於或等於0.17t至小於或等於0.23t、從大於或等於0.18t至小於或等於0.22t、從大於或等於0.19t至小於或等於0.20t、從大於或等於0.15t至小於或等於0.21t，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。當本文所述之玻璃組成物經離子交換所產生之高DOC值提供了改進的斷裂抗性，特別是對於可能引入深裂紋之情況。舉例而言，當掉落在粗糙表面上時，深DOC提供了改良的斷裂抗性。

在表面110與表面112間測量玻璃製品100的厚度( t)。在實施例中，玻璃系製品100的厚度可在以下範圍內：從大於或等於0.1 mm至小於或等於4 mm，如大於或等於0.2 mm至小於或等於2 mm、大於或等於0.2 mm至小於或等於3.5 mm、大於或等於0.3 mm至小於或等於3 mm、大於或等於0.4 mm至小於或等於2.5 mm、大於或等於0.5 mm至小於或等於2 mm、大於或等於0.6 mm至小於或等於1.5 mm、大於或等於0.7 mm至小於或等於1 mm、大於或等於0.2 mm至小於或等於2 mm，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。用於形成玻璃系製品之玻璃基板可具有與玻璃系製品所需之厚度相同的厚度。

可藉由將玻璃暴露於離子交換介質以在玻璃中形成壓縮應力層。在實施例中，離子交換介質可為熔融鹽浴，如含有熔融硝酸鹽之浴。在實施例中，離子交換介質可為包括KNO ₃、NaNO ₃或前述者的組合之熔融鹽浴。在實施例中，其他鈉鹽和鉀鹽可用於離子交換介質中，例如亞硝酸鈉或亞硝酸鉀、磷酸鹽或硫酸鹽。在實施例中，離子交換介質可包括鋰鹽，如LiNO ₃。離子交換介質可額外包括當離子交換玻璃時通常包括之添加物，如矽酸。將離子交換製程應用於玻璃系基板，以形成包括壓縮應力層和中心張力區域之玻璃系製品，所述壓縮應力層從玻璃系製品的表面延伸至壓縮深度。在離子交換製程中利用之玻璃系基板可包括本文所述之任何玻璃組成物。

在實施例中，離子交換介質包含NaNO ₃。離子交換介質中之鈉與玻璃中之鋰離子交換，以產生壓縮應力。在實施例中，離子交換介質可包括小於或等於95重量%的量之NaNO ₃，如小於或等於90重量%、小於或等於80重量%、小於或等於70重量%、小於或等於60重量%、小於或等於50重量%、小於或等於40重量%、小於或等於30重量%、小於或等於20重量%、小於或等於10重量%或更少。在實施例中，離子交換介質可包括大於或等於5重量%的量之NaNO ₃，如大於或等於10重量%、大於或等於20重量%、大於或等於30重量%、大於或等於40重量%、大於或等於50重量%、大於或等於60重量%、大於或等於70重量%、大於或等於80重量%、大於或等於90重量%或更多。在實施例中，離子交換介質可包括大於或等於0重量%至小於或等於100重量%的量之NaNO ₃，如大於或等於10重量%至小於或等於90重量%、大於或等於20重量%至小於或等於80重量%、大於或等於30重量%至小於或等於70重量%、大於或等於40重量%至小於或等於60重量%、大於或等於50重量%至小於或等於90重量%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。在實施例中，熔融離子交換浴包括100重量%的NaNO ₃。

在實施例中，離子交換介質包含KNO ₃。在實施例中，離子交換介質可包括小於或等於95重量%的量之KNO ₃，如小於或等於90重量%、小於或等於80重量%、小於或等於70重量%、小於或等於60重量%、小於或等於50重量%、小於或等於40重量%、小於或等於30重量%、小於或等於20重量%、小於或等於10重量%或更少。在實施例中，離子交換介質可包括大於或等於5重量%的量之KNO ₃，如大於或等於10重量%、大於或等於20重量%、大於或等於30重量%、大於或等於40重量%、大於或等於50重量%、大於或等於60重量%、大於或等於70重量%、大於或等於80重量%、大於或等於90重量%或更多。在實施例中，離子交換介質可包括大於或等於0重量%至小於或等於100重量%的量之KNO ₃，如大於或等於10重量%至小於或等於90重量%、大於或等於20重量%至小於或等於80重量%、大於或等於30重量%至小於或等於70重量%、大於或等於40重量%至小於或等於60重量%、大於或等於50重量%至小於或等於90重量%，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。在實施例中，熔融離子交換浴可包括100重量%的KNO ₃。

離子交換介質可包括鈉和鉀的混合物。在實施例中，離子交換介質是鉀和鈉的混合物，如包括NaNO ₃和KNO ₃二者之熔融鹽浴。在實施例中，離子交換介質可包括上述量之NaNO ₃和KNO ₃的任何組合，如含有80重量%的NaNO ₃和20重量%的KNO ₃之熔融鹽浴。

可藉由以下方式將玻璃組成物暴露於離子交換介質，以形成經離子交換的玻璃系製品：將由玻璃組成物製成之玻璃基板浸入離子交換介質的浴內；將離子交換介質噴塗至由玻璃組成物製成之玻璃基板上；或者以其他方式將離子交換介質物理性地施加至由玻璃組成物製成之玻璃基板。根據實施例，一旦暴露玻璃組成物，離子交換介質可處於從大於或等於400 °C至小於或等於550 °C的溫度下，如大於或等於410 °C至小於或等於540 °C、大於或等於420 °C至小於或等於530 °C、大於或等於430 °C至小於或等於520 °C、大於或等於440 °C至小於或等於510 °C、大於或等於450 °C至小於或等於500 °C、大於或等於460 °C至小於或等於490 °C、大於或等於470 °C至小於或等於480 °C，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。在實施例中，玻璃組成物可暴露於離子交換介質達從大於或等於0.5小時至小於或等於48小時的期間，如大於或等於1小時至小於或等於24小時、大於或等於2小時至小於或等於12小時、大於或等於1小時至小於或等於18小時、大於或等於2小時至小於或等於16小時、大於或等於7小時至小於或等於12小時，及介於前述值間之所有範圍及子範圍。

離子交換製程可包括第二離子交換處理。在實施例中，第二離子交換處理可包括：在第二熔融鹽浴對玻璃系製品進行離子交換。第二離子交換處理可利用本文所述之任何離子交換介質。在實施例中，第二離子交換處理利用第二熔融鹽浴，其包括KNO ₃。

舉例而言，如於美國專利申請案公開第2016/0102011號中所揭示，可在提供如本文揭示之改善的壓縮應力輪廓之處理條件下，於離子交換溶液中進行離子交換製程，所述美國專利申請案以全文引用方式併入本文。在一些實施例中，可選擇離子交換製程以在玻璃系製品中形成拋物線式應力輪廓，如在美國專利申請案公開第US 2016/0102014號中所描述之那些應力輪廓，所述美國專利申請案以全文引用方式併入本文。

在進行離子交換製程後，應理解的是，在經離子交換的玻璃系製品的表面處之組成物不同於剛形成的玻璃基板（即，經歷離子交換製程前之玻璃基板）之組成物。這是由於剛形成的玻璃基板中之一種類型的鹼金屬離子（如Li ⁺或Na ⁺）分別被較大的鹼金屬離子（如，例如，Na ⁺或K ⁺）取代。然而，在實施例中，在玻璃系製品的深度中心處或附近之玻璃組成物仍將具有用於形成玻璃系製品之剛形成的未經離子交換的玻璃基板之組成物。如本文所用，玻璃系製品的中心指的是玻璃系製品中距離其每個表面至少0.5 t之任何位置，其中 t為玻璃系製品的厚度。

本文所揭示的玻璃系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、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、或需要一些透明性、耐刮性、耐磨性、或其組合的任何製品）。第2A圖及第2B圖繪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2A及2B圖繪示消費性電子裝置200，包括：殼體202，具有前表面204、後表面206及側表面208；電部件(未示出)，至少部分地位於殼體內側或完全位於外殼內側，並包括至少一控制器、記憶體、及在殼體的前表面處或附近的顯示器210；以及覆蓋體212，位在殼體的前表面處或前表面上方，以覆蓋顯示器。在實施例中，蓋體212及殼體202中之至少一者的至少一部分可包括本文揭示之任何玻璃系製品。實例

藉由下列實例，將會進一步釐清實施例。應理解，這些實施例並未限於上述實施例。

製備並分析玻璃組成物。所分析之玻璃組成物包括列於下表I中之組分，並由習用的玻璃形成方法製備。於表I中，所有組分以莫耳%為單位，且主要使用本文所述之V形缺口短棒(CNSB)法測量K _IC斷裂韌性。根據本文所述之方法測量液相溫度和液相黏度。藉由標題為「Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts」之ASTM E2001-13中提出之通用類型共振超音頻譜技術來測量玻璃組成物的帕松比(ν)、楊氏模數(E)及剪切模數。表I亦報導了基板在589.3 nm下的折射係數及應力光學常數(stress optical coefficient; SOC)。可使用PerkinElmer 950光譜儀測量折射係數。可以標題為「用於玻璃應力光學係數之量測的標準測試方法(Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient)」之ASTM標準C770-16中所描述的程序C (玻璃盤法)來量測SOC。使用ASTM C693-93(2013)的浮力法(buoyancy method)來測定玻璃組成物的密度。

以雙懸臂梁(double cantilever beam; DCB)程序對一些樣品進行替代的K _IC斷裂韌性測量並於表I中報導。DCB樣本的幾何形狀圖示於第7圖中，其中參數是為裂紋長度 a、施加負載 P、橫截面尺寸 w及 2h及裂紋導引凹槽的厚度 b。將樣品切割成寬度 2h= 1.25 cm且厚度的範圍為 w= 0.3 mm至1 mm的矩形，而樣品的總長度（並非臨界尺寸）在5 cm與10 cm之間變化。利用鑽石鑽在兩端鑽一孔洞，以提供將樣品附接到樣品托架及負載上的構件。使用具有鑽石刀片的晶圓切割鋸在兩個平坦面上沿著樣品的長度切割裂紋「導引凹槽(guiding groove)」，而留下對應於刀片厚度的高度為180 μm之約為總板厚度的一半（第7圖中的尺寸 b）之材料的「網(web)」。切割鋸的高精度尺寸公差是允許樣品間的變化的最小化。切割鋸亦用於切割 a= 15 mm的初始裂紋。作為此最終操作的結果，在裂紋尖端附近產生非常薄的材料楔（起因於刀片曲率），而允許樣品中的裂紋更容易萌生。在樣品的底部孔洞中利用鋼線將樣品安裝在金屬樣品托架中。亦在另一端支撐樣品，以保持低負載條件下的樣品高度。與負載單元（FUTEK，LSB200）串聯的彈簧是鉤到上孔洞，然後使用繩索及高精度滑塊逐漸延伸，而逐漸施加負載。使用具有5 μm解析度的附接到數位相機及電腦的顯微鏡來監測裂紋。所施加的應力強度K _P是使用下列等式來計算：就各樣品而言，首先在網的尖端萌生裂縫，然後仔細小心地生長起始裂紋，直到尺寸 a/ h的比率大於1.5，以準確地計算應力強度。此時，使用具有5 μm解析度的移動式顯微鏡來測量及記錄裂紋長度 a。然後將一滴甲苯放入裂紋凹槽，並沿著凹槽的長度藉由毛細管力吸取，而將裂紋釘住，直到達到斷裂韌性。然後增加負載直到發生樣品斷裂，並且藉由破損負載及樣品尺寸來計算臨界應力強度K _IC，其中 K _P 因為測量方法而等於K _IC。表I

組成物	1	2	3	4	5	6
SiO ₂	62.3	64.0	62.1	60.1	59.3	55.5
Al ₂O ₃	12.5	12.9	14.8	16.8	18.5	17.5
B ₂O ₃	0	0	0	0	0	5.7
P ₂O ₅	1.3	0	0	0	0	0
Li ₂O	11.2	11.1	9	6.9	4.6	4.3
Na ₂O	0.8	0.8	0.6	0.5	0.3	0.3
MgO	10.2	10.2	12.6	15.1	16.6	16.1
ZrO ₂	1.7	0.8	0.7	0.5	0.4	0.4
SnO ₂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
K ₂O	0	0	0	0	0	0
CaO	0	0	0	0	0	0
ZnO	0	0	0	0	0	0
總和	100	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	-0.46	-1.02	-5.19	-9.41	-13.65	-12.88
R _xO-Al ₂O ₃	9.72	9.16	7.42	5.72	2.97	3.34
液相溫度(°C)	＞1345	1285	1300	1330	1390	1300
主要去玻相	氧化鋯	鋰輝石	鋰輝石	尖晶石	尖晶石	菫青石
液相黏度(kP)	-	1.34	1.29	0.99	0.35	0.51
Fulchers A	-	-	-	-	-	-
Fulchers B	-	-	-	-	-	-
Fulchers To	-	-	-	-	-	-
CNSB K _IC(MPa.m^0.5)	-	0.86	0.89	0.87	0.95	0.94
DCB K _IC(MPa.m^0.5)	-	-	-	--		-
帕松比	0.21	0.23	0.23	0.25	0.25	0.25
剪切模數 (GPa)	34.7	36.5	37.4	38.3	39.3	36.9
楊氏模數 (GPa)	83.7	89.9	92	95.4	98.25	92.3
退火點 (°C)	-	-	-	-	-	-
應變點 (°C)	-	-	-	-	-	-
軟化點 (°C)	-	-	-	-	-	-
折射係數	-	1.53	1.54	1.54	1.55	1.54
密度 (g/cm3)	-	-	-	-	-	-
CTE (x 10-7/◦C)	-	-	-	-	-	-
SOC (nm/MPa/cm)	2.83	2.73	2.66	2.66	2.6	2.77

表I (續)

組成物	7	8	9	10	11	12
SiO ₂	54.8	53.7	52.8	51.8	51.8	66.9
Al ₂O ₃	13.3	13.1	12.8	12.6	12.6	10.3
B ₂O ₃	0	0	0	0	1.8	0
P ₂O ₅	2.4	2.3	2.3	2.3	2.3	0
Li ₂O	3.8	5.6	7.3	9.0	7.2	11.1
Na ₂O	5.7	5.6	5.5	5.4	5.4	0.74
MgO	19.0	18.7	18.3	18.0	18.0	9.9
ZrO ₂	1.0	0.9	0.9	0.9	0.9	0.85
SnO ₂	0	0	0	0	0	0.05
K ₂O	0	0	0	0	0	0
CaO	0	0	0	0	0	0.05
ZnO	0	0	0	0	0	0
總和	100	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	-3.81	-1.87	0.00	1.8	0.00	1.54
R _xO-Al ₂O ₃	15.24	16.82	18.35	19.82	18.02	11.49
液相溫度(°C)	1265	1245	1235	1245	1195	1280
主要去玻相	氧化鋯	氧化鋯鎂橄欖石	鎂橄欖石	鎂橄欖石	鎂橄欖石	鋰輝石(spodumene)
液相黏度(kP)	0.72	0.81	0.54	0.27	0.89	1.28
Fulchers A	-	-	-	-	-	-0.349
Fulchers B	-	-	-	-	-	2367.4
Fulchers To	-	-	-	-	-	605.7
CNSB K _IC(MPa.m^0.5)	0.83	0.88	0.84	0.85	0.83	0.78
DCB K _IC(MPa.m^0.5)	-	-	-	-	-	-
帕松比	0.23	0.23	0.22	0.24	0.23	0.22
剪切模數 (GPa)	36.6	36.7	36.5	36.8	36.1	36.2
楊氏模數 (GPa)	90.1	90.0	89.2	91.4	85.6	88.5
退火點 (°C)	-	-	-	-	-	613.6
應變點 (°C)	-	-	-	-	-	570.3
軟化點 (°C)	-	-	-	-	-	-
折射係數	-	-	-	-	-	-
密度 (g/cm3)	-	-	-	-	-	-
CTE (x 10-7/◦C)	-	-	-	-	-	-
SOC (nm/MPa/cm)	-	-	-	-	-	-

表I (續)

組成物	13	14	15	16	17	18
SiO ₂	69.5	72.4	67.7	70.9	72.1	61.1
Al ₂O ₃	8.0	5.5	4.1	7.0	6.9	14.8
B ₂O ₃	0	0	0	0	0	0
P ₂O ₅	0	0	0	0	0	0
Li ₂O	10.9	10.7	13.4	13.7	9.6	8.8
Na ₂O	0.72	0.72	0.67	0.69	0.7	1.88
MgO	9.9	9.8	13.2	6.7	9.7	12.2
ZrO ₂	0.83	0.86	0.81	0.84	0.87	0.60
SnO ₂	0.04	0.04	0.04	0.04	0.04	0.10
K ₂O	0.04	0.03	0.02	0.04	0.04	0.49
CaO	0.05	0.04	0.05	0.04	0.05	0.04
ZnO	0	0	0	0	0	0
總和	100	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	3.66	5.95	9.99	7.43	3.44	-3.63
R _xO-Al ₂O ₃	13.61	15.79	23.24	14.17	13.19	8.61
液相溫度(°C)	1230	1200	1185	1210	1240	1250
主要去玻相	鋯石	原頑火輝石(Protoenstatite)	原頑火輝石	鋰輝石(spodumene)	鋯石	尖晶石
液相黏度(kP)	3.138	4.350	0.979	2.193	5.244	3.090
Fulchers A	-1.283	-2.244	0.188	-1.379	-1.299	-2.412
Fulchers B	4070.3	6133.7	1684.5	4362.7	4436.5	5681.8
Fulchers T ₀	378.4	157.3	584	285.7	356	287.3
CNSB KIC (MPa.m^0.5)	0.817	0.84	0.837	0.809	0.82	0.854
DCB KIC (MPa.m^0.5)	-	-	-	-	-	-
帕松比	0.216	0.213	0.22	0.215	0.215	0.235
剪切模數 (GPa)	35.85	35.37	36.27	35.37	35.58	37.44
楊氏模數 (GPa)	87.22	85.70	88.46	85.84	86.39	92.39
退火點 (°C)	595.9	573.3	530.2	544.8	607.5	649.4
應變點 (°C)	551.9	530.1	490.7	502.3	563.9	607.2
軟化點 (°C)	-	-	-	-	-	843
折射係數	-	-	-	-	-	-
密度 (g/cm ³)	-	-	-	-	-	2.501
CTE (x 10 ^-7/◦C)	-	-	-	-	-	56.6
SOC (nm/MPa/cm)	2.827	2.827	2.649	2.784	2.841	2.702

表I (續)

組成物	19	20	21	22	23	24	25
SiO ₂	60.5	60.0	57.9	61.0	60.5	63.9	64.0
Al ₂O ₃	15.1	15.5	17.6	14.5	14.3	9.8	9.3
B ₂O ₃	0	0	0	0	0	0	0
P ₂O ₅	0	0	0	0	0	0	0
Li ₂O	8.7	8.3	8.3	8.7	8.8	8.1	8.8
Na ₂O	1.88	1.86	1.84	1.80	1.79	1.9	1.9
MgO	12.7	13.1	13.2	11.8	13.4	14.5	13.8
ZrO ₂	0.59	0.60	0.60	1.48	0.61	1.0	1.1
SnO ₂	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.1	0.1
K ₂O	0.49	0.49	0.49	0.50	0.48	0.5	0.5
CaO	0.04	0.04	0.04	0.04	0.04	0.3	0.4
ZnO	0	0	0	0	0	0	0
總和	100	100	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	-4.03	-4.85	-6.97	-3.5	-3.23	0.7	1.9
R _xO-Al ₂O ₃	8.71	8.29	6.27	8.34	10.21	15.5	16.1
液相溫度(°C)	1290	＞1295	1290	＞1345	1290	＞1290	1270
主要去玻相	尖晶石	尖晶石	尖晶石	鋯石	尖晶石	鎂橄欖石	鋯石、鎂橄欖石
液相黏度(kP)	1.576	-	1.344	-	1.191	-	1.058
Fulchers A	-2.492	-2.392	-2.79	-1.259	-2.426	-2.471	-1.845
Fulchers B	5680	5558.6	5867.5	3216.8	5381	5983.4	4613.5
Fulchers To	291.7	309.5	298.6	565.4	312	220.5	322.6
CNSB K _IC(MPa.m^0.5)	-	-	-	-	0.855	0.861	0.731
DCB K _IC(MPa.m^0.5)	-	-	-	-	-	-	-
帕松比	0.229	0.234	0.235	0.232	0.235	0.224	0.222
剪切模數 (GPa)	37.30	37.72	38.20	37.72	37.78	37.10	36.61
楊氏模數 (GPa)	91.70	93.15	94.32	92.94	93.29	90.81	89.57
退火點 (°C)	651.7	655.7	666.3	649	641.4	625.5	609.8
應變點 (°C)	609.7	613	623.9	607.3	599.3	583.2	567.8
軟化點 (°C)	847.9	-	857.5	-	834.9	827	804.2
折射係數	-	-	-	-	-	-	-
密度 (g/cm ³)	-	-	-	-	-	-	-
CTE (x 10 ^-7/◦C)	55.9	55.5	54.7	56.2	56.9	60.4	59.5
SOC (nm/MPa/cm)	2.698	2.686	2.655	2.703	2.71	2.708	2.665

表I (續)

組成物	26	27	28	29	30	31
SiO ₂	64.9	63.7	63.7	63.4	59.7	60.3
Al ₂O ₃	8.3	9.3	9.2	9.2	14.7	14.6
B ₂O ₃	0	0	0	0	0	0
P ₂O ₅	0	0	0	0	0	0
Li ₂O	10.9	9.0	9.0	9.0	10.2	10.2
Na ₂O	1.9	2.0	2.1	2.2	1.8	1.7
MgO	11.4	9.2	4.8	0	12.3	10.1
ZrO ₂	1.4	1.0	1.1	1.0	0.6	0.6
SnO ₂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
K ₂O	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
CaO	0.5	0.4	0.4	0.4	0	2.0
ZnO	0	4.9	9.3	14.1	0	0
總和	100	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	5.0	2.2	2.4	2.5	-2.2	-2.2
R _xO-Al ₂O ₃	16.9	16.7	16.9	17	10.1	9.9
液相溫度(°C)	1280	1300	1300	1275	1240	1225
主要去玻相	鋯石	鋯石	鋯石	鋯石	尖晶石、鋰輝石	鋰輝石
液相黏度(kP)	0.646	0.668	0.561	0.752	2.130	2.395
Fulchers A	-0.994	-3.258	-1.936	-2.199	-1.371	-2.792
Fulchers B	3153.6	7491.7	4766.5	5312.8	3595	6226.8
Fulchers To	451.1	68.4	282.6	228.2	475	216
CNSB K _IC(MPa.m^0.5)	0.815	0.838	0.816	0.805	0.87	-
DCB KIC (MPa.m^0.5)	-	-	-	-	-	-
帕松比	0.222	0.229	0.229	0.237	0.26	0.236
剪切模數 (GPa)	36.61	36.54	36.13	35.51	37.23	37.3
楊氏模數 (GPa)	89.50	89.84	88.74	87.91	93.84	92.19
退火點 (°C)	577.2	595.6	587.4	582	633.9	623.4
應變點 (°C)	534.8	553.6	546.1	540.9	591.9	580.7
軟化點 (°C)	777.7	797	-	-	828.9	822.1
折射係數	-	-	1.5357	1.5367	1.5357	1.5374
密度 (g/cm ³)	-	-	2.504	2.502	2.504	2.513
CTE (x 10 ^-7/◦C)	65.2	58	57.8	55.7	55.2	57
SOC (nm/MPa/cm)	2.722	2.889	3.037	3.215	2.684	2.672

表I (續)

組成物	32	33	34	35	36	37
SiO ₂	60.3	60.4	59.1	58.8	57.3	56.7
Al ₂O ₃	14.5	14.5	14.7	14.0	14.1	13.7
B ₂O ₃	0	0	2.0	4.0	5.6	7.5
P ₂O ₅	0	0	0	0	0	0
Li ₂O	10.1	10.1	8.7	8.5	8.3	7.7
Na ₂O	1.8	1.8	1.8	1.8	1.8	1.7
MgO	10.1	10	12.4	11.6	11.8	11.4
ZrO ₂	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
SnO ₂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
K ₂O	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
CaO	0	1.0	0	0	0	0
ZnO	2.1	1.0	0	0	0	0
總和	100	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	-2.1	-2.1	-3.7	-3.2	-3.5	-3.8
R _xO-Al ₂O ₃	10.1	9.9	8.7	8.4	8.3	7.6
液相溫度(°C)	1280	1245	-	-	-	-
主要去玻相	尖晶石	尖晶石	-	-	-	-
液相黏度(kP)	1.239	1.685	-	-	-	-
Fulchers A	-2.277	-2.216	-2.525	-2.145	-2.029	-2.261
Fulchers B	5280.8	5115.4	5859	5087.2	4740.2	5131.4
Fulchers To	296.6	305.1	244.4	291.5	305	256.3
CNSB K _IC(MPa.m^0.5)	0.915	0.877	-	-	-	0.822
DCB K _IC(MPa.m^0.5)	-	-	0.889	0.905	0.883	0.889
帕松比	0.232	0.234	0.234	0.235	0.234	0.236
剪切模數 (GPa)	37.10	37.16	36.47	35.72	35.16	34.34
楊氏模數 (GPa)	91.36	91.77	905	88.32	86.74	84.95
退火點 (°C)	627.2	625.3	629.7	606.2	602	586.4
應變點 (°C)	585.4	583.5	587.4	563.3	559.4	544.4
軟化點 (°C)	-	822.1	819.8	800	783.3	771.6
折射係數	1.5382	1.5379	1.5346	1.5329	1.5311	1.5287
密度 (g/cm ³)	2.526	2.53	2.48	2.465	2.463	2.45
CTE (x 10 ^-7/◦C)	54.9	56.1	57	57.3	56.3	56.2
SOC (nm/MPa/cm)	2.735	2.719	2.762	2.824	2.902	2.943

表I (續)

組成物	38	39	40	41	42	43
SiO ₂	60.3	59.2	59.0	58.5	57.7	56.3
Al ₂O ₃	14.8	14.5	14.3	14.1	13.7	13.3
B ₂O ₃	0	0	0	0	0	0
P ₂O ₅	0	0	0	0	0	0
Li ₂O	9.1	9.0	8.9	8.8	8.6	8.5
Na ₂O	2.8	3.8	4.8	5.6	7.4	9.1
MgO	11.8	12.2	11.8	11.8	11.3	11.5
ZrO ₂	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
SnO ₂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
K ₂O	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
CaO	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
ZnO	0	0	0	0	0	0
總和	100	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	-2.4	-1.2	-0.1	0.8	2.8	4.8
R _xO-Al ₂O ₃	9.5	11.1	11.8	12.7	14.2	16.4
液相溫度(°C)	1230	1230	1230	1245	1240	1250
主要去玻相	尖晶石	鎂橄欖石	鎂橄欖石	鎂橄欖石	鎂橄欖石	鎂橄欖石
液相黏度(kP)	3.428	2.730	2.016	1.214	0.929	0.587
Fulchers A	-2.373	-2.576	-2.014	-1.558	0.24	0.412
Fulchers B	5676.4	6046.5	4930.8	4103.4	1516.2	1158.8
Fulchers To	269.2	224.3	302.9	361.1	684.2	758.3
CNSB K _IC(MPa.m^0.5)	-	-	-	-	-	-
DCB KIC (MPa.m^0.5)	0.904	0.899	0.889	0.875	0.834	0.823
帕松比	0.229	0.232	0.228	0.229	0.227	0.229
剪切模數 (GPa)	37.23	36.89	36.61	36.41	35.85	35.51
楊氏模數 (GPa)	91.50	90.81	89.98	89.50	87.98	87.28
退火點 (°C)	635.8	625	613.7	603.5	592.7	572.3
應變點 (°C)	593.9	582.8	572.1	562.1	550.4	531.7
軟化點 (°C)	824	817.2	804.9	789.5	788	758.3
折射係數	1.535	1.5326	1.5331	1.5319	1.5304	1.5318
密度 (g/cm ³)	2.505	2.51	2.507	2.509	2.513	2.522
CTE (x 10 ^-7/◦C)	59.9	64.1	65.4	69.6	75.7	81.8
SOC (nm/MPa/cm)	2.667	2.674	2.693	2.703	2.662	2.651

表I (續)

組成物	44	45	46	47	48	49
SiO ₂	58.9	57.7	56.9	57.2	54.9	53.7
Al ₂O ₃	14.4	13.7	13.5	13.1	12.6	11.8
B ₂O ₃	0	0	0	0	0	0
P ₂O ₅	0	0	0	0	0	0
Li ₂O	8.5	8.2	7.9	7.8	7.2	7.0
Na ₂O	2.0	1.8	1.8	1.8	1.7	1.7
MgO	15.0	17.3	18.6	18.8	22.4	24.5
ZrO ₂	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
SnO ₂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
K ₂O	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
CaO	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
ZnO	0	0	0	0	0	0
總和	100	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	-3.4	-3.2	-3.3	-3	-3.2	-2.6
R _xO-Al ₂O ₃	11.7	14.2	15.4	15.9	19.3	22
液相溫度(°C)	1270	1260	1285	1305	1325	1335
主要去玻相	尖晶石/ 鎂橄欖石	鎂橄欖石	鎂橄欖石	鎂橄欖石	鎂橄欖石	鎂橄欖石
液相黏度(kP)	1.867	1.809	1.191	0.842	0.549	0.333
Fulchers A	-2.344	-2.326	-1.708	-1.873	-2.337	-0.763
Fulchers B	5449	5297.5	4196.6	4364.5	5102.8	2377.8
Fulchers To	299.6	311.2	407.8	395.4	319.9	611.4
CNSB K _IC(MPa.m^0.5)	-	-	0.89	-	-	-
DCB K _IC(MPa.m^0.5)	0.89	0.89	0.936	0.909	0.905	0.926
帕松比	0.234	0.89	0.936	0.909	0.905	0.926
剪切模數 (GPa)	37.92	38.13	38.41	38.20	38.68	39.23
楊氏模數 (GPa)	93.63	94.32	95.29	94.53	95.91	96.67
退火點 (°C)	645.7	640.8	635.3	635.3	637.5	637.4
應變點 (°C)	604.1	599	594.3	594.3	596.7	596.5
軟化點 (°C)	833.2	827.6	824	812.2	809	802.8
折射係數	1.5397	1.5431	1.5423	1.5451	1.5484	1.5551
密度 (g/cm ³)	2.522	2.527	2.552	2.548	2.571	2.59
CTE (x 10 ^-7/◦C)	52.9	54.1	53.6	55.1	55.2	56.2
SOC (nm/MPa/cm)	2.644	2.569	2.596	2.604	2.494	2.479

表I (續)

組成物	50	51	52	53	54	55
SiO ₂	64.0	63.9	62.7	61.9	64.2	64.1
Al ₂O ₃	7.9	8.0	8.1	8.0	8.1	8.1
B ₂O ₃	3.9	4.0	3.9	4.0	3.9	3.9
P ₂O ₅	0	0	1.0	2.0	0	0
Li ₂O	10.6	10.6	10.6	10.7	10.6	10.6
Na ₂O	1.6	2.6	2.6	2.6	2.7	2.7
MgO	10.8	9.9	10.1	9.8	8.6	8.6
ZrO ₂	0	0	0	0	0	0
SnO ₂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
K ₂O	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
CaO	0.1	0.1	0.1	0.1	1.0	0.1
ZnO	0	0	0	0	0	1.0
總和	99	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	4.6	5.5	5.4	5.6	5.5	5.5
R _xO-Al ₂O ₃	15.5	15.5	15.6	15.5	15.1	15.2
液相溫度(°C)	1115	1090	1055	1060	1035	1055
主要去玻相	原頑火輝石	原頑火輝石	鋰輝石(spodumene)	相分離	原頑火輝石	原頑火輝石
液相黏度(kP)	4.183	4.229	7.886	9.139	10.269	7.320
Fulchers A	-1.726	-1.444	-1.734	-0.941	-1.78	-1.735
Fulchers B	4820.2	4279.8	4762.6	3268.6	4925.7	4776.4
Fulchers To	213.6	245.9	209.2	393.2	184.5	202
CNSB K _IC(MPa.m^0.5)	0.822	0.774	0.780	0.805	0.854	0.882
DCB KIC (MPa.m^0.5)	-	-	-	-	-	-
帕松比	0.221	0.221	0.218	0.216	0.221	0.222
剪切模數 (GPa)	34.5	34.8	34.3	34	34.9	34.6
楊氏模數 (GPa)	84.5	85	83.7	82.7	85.2	84.6
退火點 (°C)	546	533	539	545	529	530
應變點 (°C)	508	498	505	509	495	494
軟化點 (°C)	736.8	716.9	726.2	-	706.1	710.1
折射係數	1.5223	1.5238	1.5211	1.5191	1.5272	1.5263
密度 (g/cm ³)	2.434	2.439	2.433	2.428	2.445	2.45
CTE (x 10 ^-7/◦C)	57.7	62.1	63.6	65.2	63.7	62.8
SOC (nm/MPa/cm)	2.868	2.849	2.883	2.882	2.807	2.871

表I (續)

組成物	56	57	58	59	60	61
SiO ₂	67.6	66.7	65.7	64.7	66.0	66.6
Al ₂O ₃	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5
B ₂O ₃	4.0	4.1	3.9	3.9	4.0	4.0
P ₂O ₅	0	0	1.0	1.9	0	0
Li ₂O	10.6	10.7	10.6	10.8	10.6	10.7
Na ₂O	1.7	2.6	2.6	2.6	2.6	2.6
MgO	9.5	9.3	9.5	9.4	9.4	8.5
ZrO ₂	0	0	0	0	0	0
SnO ₂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
K ₂O	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
CaO	0.1	0.1	0.1	0.1	1.0	0.1
ZnO	0	0	0	0	0	1.0
總和	99	99	99	99	100	99
R ₂O-Al ₂O ₃	7.1	8.1	8	8.2	8	8.1
R _xO-Al ₂O ₃	16.7	17.5	17.6	17.7	18.4	17.7
液相溫度(°C)	1090	1060	1005	1150	1025	1040
主要去玻相	原頑火輝石	原頑火輝石	原頑火輝石	相分離	原頑火輝石	原頑火輝石
液相黏度(kP)	5.210	5.185	13.901	2.181	7.784	6.534
Fulchers A	-1.803	-1.851	-1.9	-1.028	-1.769	-1.918
Fulchers B	5116.9	5084.9	5209.7	3458	4930.6	5163.3
Fulchers To	163	146.4	142.9	358.1	153.9	139.4
CNSB K _IC(MPa.m^0.5)	0.837	0.838	0.815	0.771	0.797	0.811
DCB K _IC(MPa.m^0.5)	-	-	-	-	-	-
帕松比	0.215	0.215	0.213	0.212	0.217	0.218
剪切模數 (GPa)	34.6	34.8	34.3	33.9	34.9	34.6
楊氏模數 (GPa)	84.1	84.4	83.3	82.3	85	84.4
退火點 (°C)	531	521	520	532	517	516
應變點 (°C)	495	487	485	497	483	482
軟化點 (°C)	712.7	696.4	707.1	746.8	690.1	693.7
折射係數	1.5212	1.5225	1.5196	1.517	1.524	1.5238
密度 (g/cm ³)	2.419	2.432	2.43	2.419	2.44	2.447
CTE (x 10 ^-7/◦C)	58.1	62.8	64.1	65	63	62.5
SOC (nm/MPa/cm)	2.895	2.834	2.886	2.917	2.822	2.898

表I (續)

組成物	62	63	64	65	66	67
SiO ₂	58.8	54.8	54.2	52.7	53.9	55.2
Al ₂O ₃	13.2	13.0	12.8	12.6	13.6	13.6
B ₂O ₃	2.2	3.9	5.7	7.5	7.4	7.6
P ₂O ₅	0	0	0	0	0	0
Li ₂O	7.8	7.6	7.5	7.4	8.5	8.5
Na ₂O	1.9	1.7	1.7	1.7	1.8	1.9
MgO	14.8	17.6	16.7	16.8	13.2	11.2
ZrO ₂	0.6	0.6	0.6	0.6	0.4	0.4
SnO ₂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
K ₂O	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	1.0
CaO	0.1	0.1	0.1	0.1	0.6	0.6
ZnO	0	0	0	0	0	0
總和	100	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	-3.0	-3.2	-3.1	-3.0	-2.8	-2.2
R _xO-Al ₂O ₃	11.9	14.5	13.7	13.9	11.0	9.6
液相溫度(°C)	1235	1225	1175	1130	1090	1110
主要去玻相	鎂橄欖石	鎂橄欖石	鎂橄欖石	鋯石鎂橄欖石	鎂橄欖石	鋰輝石(spodumene)
液相黏度(kP)	1.950	1.552	2.304	3.625	17.686	5.331
Fulchers A	-2.386	-2.045	-2.24	-1.894	-2.445	-2.093
Fulchers B	5412	4730.7	5047.3	4487.5	5817.9	4925.3
Fulchers T0	281.5	321.5	274.1	307.1	220.7	263.7
CNSB KIC (MPa.m^0.5)	-	-	-	-	-	-
DCB KIC (MPa.m^0.5)	0.901	0.894	0.937	0.986	0.911	0.887
帕松比	0.231	0.242	0.236	0.235	0.239	0.239
剪切模數 (GPa)	37.10	37.23	36.27	36.82	34.48	34.41
楊氏模數 (GPa)	91.22	92.46	89.64	90.88	85.50	85.22
退火點 (°C)	617.5	603.6	588.6	583.2	573.3	573.2
應變點 (°C)	575.1	561.5	548.4	542.3	531.8	533.2
軟化點 (°C)	804.4	-	-	-	758.3	753.1
折射係數	1.5348	1.5373	1.5382	1.5371	1.5289	-
密度 (g/cm ³)	2.516	2.522	2.491	2.503	2.453	2.457
CTE (x 10 ^-7/◦C)	54.5	54	57.4	56.5	53.3	55.3
SOC (nm/MPa/cm)	2.732	2.703	2.635	2.832	2.903	2.889

表I (續)

組成物	68	69	70	71	72	73
SiO ₂	58.4	58.4	55.4	53.9	58.3	58.4
Al ₂O ₃	13.9	14.0	13.6	13.2	14.3	14.3
B ₂O ₃	5.7	3.8	4.0	4.0	3.8	3.9
P ₂O ₅	0	0	0	0	0	0
Li ₂O	8.6	8.6	8.4	8.2	8.5	8.7
Na ₂O	2.1	2.2	1.8	1.9	2.0	2.2
MgO	9.9	11.3	14.6	15.6	11.9	11.1
ZrO ₂	0.5	0.5	0.6	0.6	0.5	0.5
SnO ₂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
K ₂O	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
CaO	0.3	0.5	1.0	2.0	0.2	0.4
ZnO	0	0	0	0	0	0
總和	100	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	-2.7	-2.7	-2.9	-2.6	-3.3	-2.9
R _xO-Al ₂O ₃	7.5	9.1	12.7	15.0	8.8	8.6
液相溫度(°C)	1135	1130	1205	1195	1170	1165
主要去玻相	鋰輝石(spodumene)	鎂橄欖石	-	-	鋰輝石(spodumene)	鋰輝石(spodumene)
液相黏度(kP)	15.186	12.384	1.771	2.467	4.352	6.725
Fulchers A	-2.48	-2.635	-2.065	-2.117	-2.414	-2.515
Fulchers B	6213.8	6234.7	4734.5	5096.6	5589.7	6037
Fulchers To	202.2	203.3	313.9	269.9	246.5	213.2
CNSB K _IC(MPa.m^0.5)	-	-	-	-	-	-
DCB K _IC(MPa.m^0.5)	0.883	0.9	0.898	0.902	0.888	0.87
帕松比	0.234	0.246	0.245	0.243	0.237	0.236
剪切模數 (GPa)	34.68	37.58	37.16	36.54	35.92	35.38
楊氏模數 (GPa)	85.50	93.70	92.46	90.88	88.81	87.91
退火點 (°C)	585.6	595.6	598.8	594.1	601.2	597.2
應變點 (°C)	544	555.1	559	555	557.9	554.2
軟化點 (°C)	775.9	787.5	772.8	773.5	794.5	799.8
折射係數	1.5292	1.5328	-	1.5383	1.5333	1.5322
密度 (g/cm ³)	2.457	2.489	2.516	2.584	2.477	2.486
CTE (x 10 ^-7/◦C)	55.3	57.1	57.7	56.7	53.6	53.7
SOC (nm/MPa/cm)	2.866	2.615	2.729	2.66	2.771	2.808

表I (續)

組成物	74	75	76	77	78
SiO ₂	59.3	59.7	60.7	57.0	56.5
Al ₂O ₃	14.5	14.5	14.7	14.7	14.8
B ₂O ₃	3.6	4.0	4.0	3.8	3.9
P ₂O ₅	0	0	0	0	0
Li ₂O	8.3	8.5	8.6	8.7	8.6
Na ₂O	2.4	2.8	3.1	1.8	0.9
MgO	10.4	8.7	6.9	12.0	12.3
ZrO ₂	0.4	0.3	0.2	0.4	0.4
SnO ₂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
K ₂O	0.5	0.5	0.5	0.9	1.8
CaO	0.6	1.0	1.3	0.6	0.6
ZnO	0	0	0	0	0
總和	100	100	100	100	99.9
R ₂O-Al ₂O ₃	-3.3	-2.7	-2.5	-3.3	-3.5
R _xO-Al ₂O ₃	7.7	7	5.7	9.3	9.4
液相溫度(°C)	1155	1115	1150	1155	1145
主要去玻相	鋰輝石(spodumene)	鋰輝石(spodumene)	鋰輝石(spodumene)	鋰輝石(spodumene)	鋰輝石(spodumene)
液相黏度(kP)	9.777	27.547	14.853	8.314	11.838
Fulchers A	-2.592	-2.614	-2.379	-2.391	-2.437
Fulchers B	6384.1	6704.9	6330.7	5916.4	6055.2
Fulchers To	185.1	164.5	183.6	217.5	214.9
CNSB KIC (MPa.m^0.5)	-	-	-	-	-
DCB KIC (MPa.m^0.5)	0.875	0.866	0.837	0.881	0.875
帕松比	0.235	0.231	0.229	0.231	0.23
剪切模數 (GPa)	35.23	34.82	34.27	34.89	34.54
楊氏模數 (GPa)	87.01	85.64	84.12	85.91	84.95
退火點 (°C)	597.9	593.7	587.1	597.8	596.9
應變點 (°C)	554.2	550	542.5	554.9	553
軟化點 (°C)	798.5	801.5	804.9	805.5	802.1
折射係數	1.5295	1.5266	1.5245	1.5274	1.527
密度 (g/cm ³)	2.483	2.452	2.433	2.473	2.46
CTE (x 10 ^-7/◦C)	54.7	56.8	57	55.1	55
SOC (nm/MPa/cm)	2.888	2.864	2.877	2.819	2.838

表I (續)

組成物	79	80	81	82	83	84	85
SiO ₂	60.1	60.1	58.8	55.3	57.9	58.3	54.0
Al ₂O ₃	14.7	14.2	14.1	13.6	14.0	14.1	14.0
B ₂O ₃	3.7	3.7	4.7	7.3	4.5	3.9	3.6
P ₂O ₅	0	0	0	0	0	0	0
Li ₂O	8.7	8.8	8.7	8.6	8.5	8.4	8.6
Na ₂O	3.1	2.5	2.3	1.9	2.2	2.2	1.8
MgO	7.6	9.0	9.7	11.1	11.3	11.4	15.9
ZrO ₂	0.4	0.4	0.4	0.4	0.5	0.5	0.4
SnO ₂	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
K ₂O	0.4	0.5	0.6	1.0	0.5	0.5	0.5
CaO	1.2	0.8	0.7	0.7	0.6	0.6	1.1
ZnO	0	0	0	0	0	0	0
總和	100	100	100	100	100	100	100
R ₂O-Al ₂O ₃	-2.5	-2.4	-2.5	-2.1	-2.8	-3	-2.5
RxO-Al ₂O ₃	6.3	7.4	7.9	9.7	9.1	9	6.3
液相溫度(°C)	1145	1165	1125	1090	1120	1145	1170
主要去玻相	鋰輝石(spodumene)	鋰輝石(spodumene)	鋰輝石(spodumene)	鋯石/ 鋰輝石(spodumene)	鋯石	鋯石/ 鋰輝石(spodumene)	鎂橄欖石
液相黏度(kP)	6.7	3.4	5.3	3.2	4.8	3.7	0.86
Fulchers A	-2.448	-1.637	-1.783	-1.885	-2.216	-2.162	-1.721
Fulchers B	5768.4	4028.3	4332.1	4271.6	4907.8	4849.2	3615.1
Fulchers T ₀	226	385.5	337.8	297.1	288.2	299.2	393.2
CNSB K _IC(MPa.m^0.5)	0.836	0.82	0.804	0.828	0.804	0.834	0.871
DCB K _IC(MPa.m^0.5)	0.865	0.884	0.869	0.882	0.908	0.890	0.924
帕松比	0.226	0.23	0.23	0.236	0.232	0.236	0.243
剪切模數 (GPa)	34.7	35.2	34.9	34.5	35.5	35.6	37.0
楊氏模數 (GPa)	85.1	86.5	85.9	85.3	87.4	88.0	91.9
退火點 (°C)	596.2	600.4	587.5	566.9	592.8	598.7	592.7
應變點 (°C)	552.3	557.4	544.7	525.3	550.9	556.9	553.2
軟化點 (°C)	803.3	803.9	790.4	754.3	788.1	793.7	770.7
折射係數	1.5263	1.5305	1.5277	1.5272	1.5314	1.5304	1.542
密度 (g/cm ³)	-	-	-	-	-	-	-
CTE (x 10 ^-7/◦C)	-	-	-	-	-	-	-
SOC (nm/MPa/cm)	2.86	2.852	2.839	2.862	2.814	2.763	2.651

由表I的組成物形成基板，並接著經離子交換而形成範例製品。離子交換包括將基板浸沒於熔融鹽浴內。鹽浴包括100重量%的NaNO ₃。於表II中，報導離子交換的長度、浴溫度及經離子交換製品的最大中心張力(CT)。根據本文所述之方法測量最大中心張力(CT)。表II

實例	A	B	C	D	E	F
組成物	1	2	3	4	5	6
厚度 (mm)	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8
IOX 條件	浴溫度 (°C)	400	450	450	450	450	450
時間 (h)	24	16	24	24	24	24
中心張力 (MPa)	238	291	264	133	41	43

由表I的組成物形成基板，並接著經離子交換而形成範例製品。離子交換包括將基板浸沒於熔融鹽浴內。鹽浴包括100重量%的NaNO ₃，且處於450 °C的溫度下。於表III中，報導離子交換的長度、由離子交換處理產生之重量增加和經離子交換製品的最大中心張力(CT)、表面壓縮應力(CS)及壓縮深度(DOC)。表III

實例	組成物	厚度 (µm)	Time (hr)	CT (MPa)	CS (MPa)	DOC (µm)	重量增加 (%)
G	2	810	4	181.9	826.4	137	1.03
H	2	830	7	230.8	670.8	161	1.34
I	2	840	16	291.2	544.2	173	2.03
J	2	840	24.17	255.5	465.8	177	2.56
K	3	780	4	112.6	479.4	132	0.61
L	3	780	7	136.8	529.5	136	0.74
M	3	780	16	224.9	587.3	157	1.22
N	3	780	24.17	264.0	563.5	161	1.57
O	4	790	4	62.6	243.8	129	0.30
P	4	790	7	76.5	277.7	141	0.40
Q	4	780	16	114.4	408.8	145	0.60
R	4	780	24.17	133.0	470.8	141	0.70
S	5	830	4	18.4	74.8	133	0.07
T	5	830	7	26.0	128.1	133	0.10
U	5	830	16	36.0	187.4	136	0.16
V	5	830	24.17	41.4	196	138	0.19
W	6	790	4	18.4	91	126	0.09
X	6	790	7	23.8	76.5	133	0.11
Y	6	790	16	33.2	151.8	133	0.18
Z	6	740	24.17	42.9	205.6	122	0.24

由表I的組成物形成額外基板，並接著經離子交換而形成範例製品。離子交換包括將基板浸沒於混合式熔融鹽浴內。鹽浴包括NaNO ₃、KNO ₃及LiNO ₃的混合物，且處於470 °C的溫度下。於表IV中，報導離子交換的長度、由離子交換處理產生之重量增加和經離子交換製品的最大中心張力(CT)、表面壓縮應力(CS)及鉀層深度(DOL)。表IV

實例	AA	AB	AC	AD	AE	AF	AG	AH	AI
組成物	18	18	18	18	67	67	67	67	67
厚度 (mm)	0.56	0.61	0.57	0.68	0.61	0.57	0.57	0.61	0.63
IOX 條件	NaNO ₃(wt%)	6.5	6.5	6.5	6.5	10	10	10	10	10
KNO ₃(wt%)	93.5	93.5	93.5	93.5	90	90	90	90	90
LiNO ₃(wt%)	0	0	0	0	0	0	0	0	0
浴溫度(°C)	470	470	470	470	470	470	470	470	470
時間(h)	2.5	7	16	24	4	6	8	10	12
中心應力 (MPa)	-	900.3	775.4	763.9	685.9	661.1	635.1	623.6	607.7
鉀DOL (µm)		3.9	6.7	7.9	4.9	6.2	7.1	8	8.5
中心張力 (MPa)	129	191.2	180.3	164.4	92.3	107.2	119.9	122.6	123.9
SSE (J/m^2)	33.2	59.9	42	44.1	19.7	21.6	23.3	26.4	27.1
重量增加 (%)	0.73	1.12	1.73	1.85	0.63	0.76	0.87	0.90	0.97

表IV (續)

實例	AJ	AK	AL	AM	AN	AO	AP	AQ	AR
組成物	69	69	69	69	74	74	74	74	74
厚度 (mm)	0.58	0.60	0.59	0.63	0.58	0.58	0.58	0.57	0.59
IOX 條件	NaNO ₃(wt%)	10	10	10	10	10	10	10	10	10
KNO ₃(wt%)	90	90	90	90	90	90	90	90	90
LiNO ₃(wt%)	0	0	0	0	0	0	0	0	0
浴溫度(°C)	470	470	470	470	470	470	470	470	470
時間(h)	4	6	8	12	4	6	8	10	12
中心應力 (MPa)	866.3	829.6	793.9	752.9	753.6	723.8	707	675.8	653.4
鉀DOL (µm)	3.8	4.2	5.5	6	4.4	5.6	6.6	6.8	8.3
中心張力 (MPa)	145.7	156	174.3	177.7	142.6	161.9	163.6	165.7	143.3
SSE (J/m^2)	34.7	40.3	44.5	44.6	35.1	41.5	38.3	39.8	28
重量增加 (%)	0.81	0.87	1.02	1.15	0.9	1.1	1.26	1.35	1.55

表IV (續)

實例	AS	AT	AU	AV	AQ	AX	AY	AZ
組成物	79	79	79	79	80	80	80	80
厚度 (mm)	0.55	0.54	0.6	0.59	0.58	0.59	0.6	0.58
IOX 條件	NaNO ₃(wt%)	10	10	10	10	10	10	10	10
KNO ₃(wt%)	89.7	89.7	89.7	89.7	89.7	89.7	89.7	89.7
LiNO ₃(wt%)	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
浴溫度(°C)	470	470	470	470	470	470	470	470
時間(h)	2	4	6	8	6	8	10	12
中心應力 (MPa)	-	712.44	686.54	642.33	639.53	623.71	622.4	594.8
DOL (µm)	-	4.96	7.14	8.04	6.08	7.25	7.56	8.86
中心張力 (MPa)	108.72	134.21	130.18	118.1	138.44	131.85	126.11	110.23
SSE (J/m^2)	20.29	25.4	24.98	21.21	26.68	26.35	23.37	16.54
重量增加 (%)	0.67	0.95	1.11	1.3	1.07	1.22	1.2	1.45

表IV (續)

實例	BA	BB	BC	BD	BE	BF	BG	BH
組成物	81	81	81	81	82	82	82	82
厚度 (mm)	0.59	0.6	0.58	0.6	0.58	0.55	0.57	0.56
IOX 條件	NaNO ₃(wt%)	10	10	10	10	10	10	10	10
KNO ₃(wt%)	89.7	89.7	89.7	89.7	89.7	89.7	89.7	89.7
LiNO ₃(wt%)	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
浴溫度(°C)	470	470	470	470	470	470	470	470
時間(h)	6	8	10	12	6	8	10	12
中心應力 (MPa)	654.64	649.32	629.81	611.28	603.89	583.3	567.54	556.06
DOL (µm)	5.54	6.87	7.48	8.03	6.05	6.44	7	7.87
中心張力 (MPa)	126.95	132.3	125.22	124.65	86.05	102.39	100.95	104.7
SSE (J/m^2)	25.29	26.62	22.73	23.2	15.14	15.76	16.29	15.64
重量增加 (%)	0.94	1.07	1.15	1.21	0.68	0.82	0.84	0.9

表IV (續)

實例	BI	BJ	BK	BL	BM	BN	BO	BP
組成物	83	83	83	83	84	84	84	84
厚度 (mm)	0.6	0.6	0.57	0.58	0.59	0.61	0.6	0.59
IOX 條件	NaNO ₃(wt%)	10	10	10	10	10	10	10	10
KNO ₃(wt%)	90	90	90	90	90	90	90	90
LiNO ₃(wt%)	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
浴溫度(°C)	470	470	470	470	470	470	470	470
時間(h)	6	8	10	8	4	6	8	10
中心應力 (MPa)	638.22	613.82	596.99	583.85	727.67	706.06	693.19	675.05
DOL (µm)	4.61	5.82	6.01	6.37	4.35	5.02	5.71	6.23
中心張力 (MPa)	123.63	140.62	139.45	140.5	144.44	153.95	151.9	152.43
SSE (J/m^2)	29.16	29.43	26.96	27.19	32.69	37.33	34.91	33.11
重量增加 (%)	0.84	1.02	1.08	1.14	0.87	0.97	1.06	1.17

由示例玻璃組成物84及對照玻璃組成物CA在表V報導之條件下進行離子交換來形成額外的基板。如表V所報導，示例玻璃組成物84用於生產三種經離子交換玻璃製品：BQ、BR及BS，且對照玻璃組成物CA用於生產對照經離子交換玻璃製品CA。對照玻璃組成物CA包含：58.35莫耳%的SiO ₂、17.81莫耳%的Al ₂O ₃、6.07莫耳%的B ₂O ₃、1.73莫耳%的Na ₂O、0.20莫耳%的K ₂O、10.74莫耳%的Li ₂O、4.43莫耳%、MgO、0.57莫耳%的CaO及0.08莫耳%的SnO ₂。表V

組成物	Na/K/Li (%)	溫度/時間	CS (MPa)	鉀 DOL (µm)	CT (MPa)	SSE (J/m ²)	CSk (RNF) (MPa)	DOC (RNF) (µm)
CA	9/90.3/0.7	450°C/5小時	675	4.84	113	17.3	138	124
BQ	15/84.5/0.5	470°C/6.8小時	642	4.84	124	23.8	169	127
BR	9/90.8/0.2	470°C/4.5小時	754	4.03	111	21.3	187	116
BS	10/89.8/0.2	470°C/4.5小時	713	4.01	112	22.5	196	115

第3圖示出示例製品BQ、BR及BS和對照製品CA的應力輪廓。使用折射近場(RNF)技術來測量壓縮應力。

第4及5圖繪示製品的保留強度。如第4圖所示，當玻璃製品的邊緣上受到60粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，示例BQ製品具有範圍從22.5 kgf至37.5 kgf的故障負載(failure load)，而平均失效負載為30 kgf。當玻璃製品的邊緣上受到60粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，示例BR製品具有範圍從25 kgf至32.5 kgf的故障負載，而平均故障負載為30。當玻璃製品的邊緣上受到60粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，示例BS製品具有範圍從32.5 kgf至37.5 kgf的故障負載，而平均故障負載為34 kgf。當邊緣上受到60粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，對照示例CA製品具有範圍從17.5 kgf至27.5 kgf的故障負載，而平均故障負載為22 kgf。

如第5圖所示，當受到180粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，示例BQ製品具有範圍從275 MPa至325 MPa的保留強度和300 MPa的平均保留強度，且當受到180粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，示例BQ製品具有範圍從125 MPa至275 MPa的保留強度和227 MPa的平均保留強度。當受到180粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，示例BR製品具有範圍從275 MPa至350 MPa的保留強度和322 MPa的平均保留強度，且當受到180粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，示例BR製品具有範圍從200 MPa至275 MPa的保留強度和256 MPa的平均保留強度。當受到180粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，示例BS製品具有範圍從250 MPa至350 MPa的保留強度和319 MPa的平均保留強度，且當受到180粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，示例BS製品具有範圍從200 MPa至325 MPa的保留強度和262 MPa的平均保留強度。當受到180粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，對照CA製品具有範圍從250 MPa至300 MPa的保留強度和274 MPa的平均保留強度，且當受到180粒度砂紙加上500 N的力量衝擊時，對照CA製品具有範圍從200至250 MPa的保留強度和227 MPa的平均保留強度。如第4及5圖所例示，相較於對照經離子交換玻璃製品，由本文所述之玻璃組成物製成之經離子交換玻璃製品具有等效或改進的保留強度。

除非另有說明，否則此說明書所描述的所有組成物成分、關係、及比率均以莫耳%提供。無論是否在揭示範圍之前或之後明確說明，此說明書所揭示的所有範圍是包括廣泛揭示的範圍所涵蓋的任一及所有範圍與子範圍。本案所屬技術領域中具通常知識者將理解，可在不脫離所請求保護標的之精神及範圍的情況下對本文中所述的實施例作出各種更改及變化。因此，本說明書意欲涵蓋本文中所述的各種實施例的變體及變化，條件是此類變體及變化落於隨附請求項及其等效物的範圍之內。

100:玻璃系製品 110:第一表面 112:第二表面 120:第一區段 122:第二區段 130:中心區域 200:消費性電子裝置 202:殼體 204:前表面 206:後表面 208:側表面 210:顯示器 212:覆蓋體 1100:設備 1102:擺體 1104:錘 1106:樞軸 1108:臂部 1110:基座 1140:衝擊物件 d ₁:深度 d ₂:深度 t:厚度 w:橫截面尺寸 P:施加負載 b:厚度 2h:寬度 a:裂紋長度

第1圖概要地描繪根據本文所述並揭示的實施例之具有壓縮應力區域之玻璃系製品的剖面；

第2A圖為合併本文所揭示之任何玻璃系製品的示例性電子裝置的平面圖；

第2B圖為第2A圖之範例電子裝置的透視圖；

第3圖為示例經離子交換玻璃製品及對照經離子交換玻璃製品的應力輪廓；

第4圖為示例玻璃製品及對照玻璃製品的保留強度之作圖；

第5圖為示例玻璃製品及對照玻璃製品的保留強度之作圖；

第6圖為透過以衝擊物件進行衝擊而將損壞引入玻璃製品之設備的示意圖；以及

第7圖為用於雙懸臂梁(double cantilever beam; DCB)程序來測定斷裂韌性K _IC之樣品的示意性代表圖及其剖面。

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:玻璃系製品

110:第一表面

112:第二表面

120:第一區段

122:第二區段

130:中心區域

d₁:深度

d₂:深度

t:厚度

Claims

一種玻璃，包含：大於或等於45莫耳%至小於或等於70莫耳%的SiO ₂；大於或等於11.5莫耳%至小於或等於25莫耳%的Al ₂O ₃；大於或等於2莫耳%至小於或等於20莫耳%的Li ₂O；大於0莫耳%至小於或等於10莫耳%的Na ₂O；大於或等於9莫耳%至小於或等於19莫耳%的MgO；大於0莫耳%至小於或等於4莫耳%的ZrO ₂；以及大於或等於0莫耳%至小於或等於0.5莫耳%的TiO ₂。
一種玻璃，包含：大於或等於45莫耳%至小於或等於70莫耳%的SiO ₂；大於或等於4莫耳%至小於或等於25莫耳%的Al ₂O ₃；大於或等於5莫耳%至小於或等於20莫耳%的Li ₂O；大於或等於0.1莫耳%至小於或等於10莫耳%的Na ₂O；大於或等於6莫耳%至小於或等於25莫耳%的MgO；大於或等於0.1莫耳%至小於或等於4莫耳%的ZrO ₂；大於或等於0.1莫耳%至小於或等於5莫耳%的K ₂O；以及大於或等於0.05莫耳%至小於或等於0.5莫耳%的SnO ₂。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於或等於51莫耳%至小於或等於65莫耳%的SiO ₂。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於或等於12.0莫耳%至小於或等於19莫耳%的Al ₂O ₃。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於或等於3莫耳%至小於或等於12莫耳%的Li ₂O。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於0.25莫耳%至小於或等於6莫耳%的Na ₂O。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於或等於10莫耳%至小於或等於19莫耳%的MgO。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於0.25莫耳%至小於或等於2莫耳%的ZrO ₂。
如請求項1或2所述之玻璃，其中該玻璃實質上不含TiO ₂。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於10莫耳%的B ₂O ₃。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於6莫耳%的B ₂O ₃。
如請求項1或2所述之玻璃，其中該玻璃實質上不含B ₂O ₃。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於4莫耳%的P ₂O ₅。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的P ₂O ₅。
如請求項1或2所述之玻璃，其中該玻璃實質上不含P ₂O ₅。
如請求項1所述之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的K ₂O。
如請求項1所述之玻璃，其中該玻璃實質上不含K ₂O。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的CaO。
如請求項1或2所述之玻璃，其中該玻璃實質上不含CaO。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的SrO。
如請求項1或2所述之玻璃，其中該玻璃實質上不含SrO。
如請求項1或2所述之玻璃，包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於5莫耳%的ZnO。
如請求項1或2所述之玻璃，其中該玻璃實質上不含ZnO。
如請求項1或2所述之玻璃，其中該玻璃具有大於或等於0.8 MPa·m ^0.5至小於或等於1.0 MPa·m ^0.5的K _IC斷裂韌性。
如請求項1或2所述之玻璃，其中該玻璃具有大於或等於80 GPa至小於或等於100 GPa的楊氏模數。
一種方法，包含以下步驟：於一熔融鹽浴中對一玻璃系基板進行離子交換，以形成一玻璃系製品，其中該玻璃系製品包含從該玻璃系製品的一表面延伸至一壓縮深度之一壓縮應力層，該玻璃系製品包含一中心張力區域，且該玻璃系基板包含如在前請求項中任一項所述之玻璃。
如請求項26所述之方法，其中該熔融鹽浴包含NaNO ₃。
如請求項26所述之方法，其中該熔融鹽浴包含KNO ₃。
如請求項26所述之方法，其中該熔融鹽浴處於大於或等於400 °C至小於或等於550 °C的溫度下。
如請求項26所述之方法，其中離子交換持續達大於或等於0.5小時至小於或等於48小時之時間段。
如請求項26所述之方法，進一步包含以下步驟：於一第二熔融鹽浴中對該玻璃系製品進行離子交換。
如在前請求項所述之方法，其中該第二熔融鹽浴包含KNO ₃。
一種玻璃系製品，包含：一壓縮應力層，從該玻璃系製品的一表面延伸至一壓縮深度；一中心張力區域；以及一組成物，位於該玻璃系製品的一中心處，該組成物包含：大於或等於45莫耳%至小於或等於70莫耳%的SiO ₂；大於或等於11.5莫耳%至小於或等於25莫耳%的Al ₂O ₃；大於或等於2莫耳%至小於或等於20莫耳%的Li ₂O；大於0莫耳%至小於或等於10莫耳%的Na ₂O；大於或等於9莫耳%至小於或等於19莫耳%的MgO；大於0莫耳%至小於或等於4莫耳%的ZrO ₂；以及大於或等於0莫耳%至小於或等於0.5莫耳%的TiO ₂。
一種玻璃系製品，包含：一壓縮應力層，從該玻璃系製品的一表面延伸至一壓縮深度；一中心張力區域；以及一組成物，位於該玻璃系製品的一中心處，該組成物包含：大於或等於45莫耳%至小於或等於70莫耳%的SiO ₂；大於或等於4莫耳%至小於或等於25莫耳%的Al ₂O ₃；大於或等於5莫耳%至小於或等於20莫耳%的Li ₂O；大於或等於0.1莫耳%至小於或等於10莫耳%的Na ₂O；大於或等於6莫耳%至小於或等於25莫耳%的MgO；大於或等於0.1莫耳%至小於或等於4莫耳%的ZrO ₂；大於或等於0.1莫耳%至小於或等於5莫耳%的K ₂O；以及大於或等於0.05莫耳%至小於或等於0.5莫耳%的SnO ₂。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該壓縮應力層包含大於或等於400 MPa至小於或等於2000 MPa的壓縮應力。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該中心張力區域包含大於或等於30 MPa至小於或等於300 MPa的最大中心張力。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該壓縮深度為大於或等於0.15 t至小於或等於0.25 t，其中 t為該玻璃系製品的厚度。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該壓縮應力層包含一壓縮應力尖峰，該壓縮應力尖峰從該玻璃系製品的該表面延伸至一壓縮應力尖峰深度，且該壓縮應力尖峰深度為大於或等於3 µm至小於或等於10 µm。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品具有大於或等於0.2 mm至小於或等於2 mm的厚度 t 。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於51莫耳%至小於或等於65莫耳%的SiO ₂。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於12.0莫耳%至小於或等於19莫耳%的Al ₂O ₃。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於3莫耳%至小於或等於12莫耳%的Li ₂O。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於0.25莫耳%至小於或等於6莫耳%的Na ₂O。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於10莫耳%至小於或等於19莫耳%的MgO。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於0.25莫耳%至小於或等於2莫耳%的ZrO ₂。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物實質上不含TiO ₂。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於10莫耳%的B ₂O ₃。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於6莫耳%的B ₂O ₃。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物實質上不含B ₂O ₃。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於4莫耳%的P ₂O ₅。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的P ₂O ₅。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物實質上不含P ₂O ₅。
如請求項33所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的K ₂O。
如請求項33所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物實質上不含K ₂O。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的CaO。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物實質上不含CaO。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於3莫耳%的SrO。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物實質上不含SrO。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物包含：大於或等於0莫耳%至小於或等於5莫耳%的ZnO。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中該玻璃系製品的該中心處之該組成物實質上不含ZnO。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中具有與該玻璃系製品的該中心處之該組成物相同之組成物及微結構之一玻璃具有大於或等於0.8 MPa·m ^0.5至小於或等於1.0 MPa·m ^0.5的K _IC斷裂韌性。
如請求項33或34所述之玻璃系製品，其中具有與該玻璃系製品的該中心處之該組成物相同之組成物及微結構之一玻璃具有大於或等於80 GPa至小於或等於100 GPa的楊氏模數。
一種消費性電子產品，包含：一殼體，具有一前表面、一後表面及側表面；電部件，至少部分地位於該殼體內，該等電部件包括至少一控制器、一記憶體及一顯示器，該顯示器位於該殼體的該前表面處或與該殼體的該前表面相鄰；以及一覆蓋基板，設置於該顯示器上方，其中該殼體及該覆蓋基板中之至少一者的至少一部分包含如請求項33或34所述之玻璃系製品。