WO2023061182A1 - 玻璃基板及其制备方法、和电子设备 - Google Patents

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WO2023061182A1
WO2023061182A1 PCT/CN2022/120611 CN2022120611W WO2023061182A1 WO 2023061182 A1 WO2023061182 A1 WO 2023061182A1 CN 2022120611 W CN2022120611 W CN 2022120611W WO 2023061182 A1 WO2023061182 A1 WO 2023061182A1
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glass substrate
surface compressive
layer
stress layer
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崔静娜
张家鑫
裴郁蕾
吴双
盖琪莹
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比亚迪股份有限公司
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00—Tempering or quenching glass products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface

Definitions

  • the compressive stresses on both sides of the glass substrate are distributed asymmetrically, the first surface compressive stress layer has a relatively high surface compressive stress, which can resist the impact of hard objects, and the second surface compressive stress layer has a relatively large depth. It can withstand higher bending tension.
  • the first surface of the glass substrate is used as the outer surface of the electronic equipment, and the second surface of the glass substrate is close to the electronic components.
  • the glass substrate can better protect the electronic equipment and improve the reliability of the electronic equipment.
  • the ratio of the absolute value of the difference between the compressive stress integral of the first surface compressive stress layer and the compressive stress integral of the second surface compressive stress layer to the compressive stress integral of any surface compressive stress layer is less than or equal to 5%.
  • the present application provides a method for preparing a glass substrate, which is used to prepare the glass substrate described in the first aspect of the present application.
  • the method includes: providing a glass substrate precursor, the glass substrate precursor comprising two opposite A side surface, wherein a first protective layer is provided on one side surface to obtain the glass substrate precursor with the first protective layer; placing the glass substrate precursor with the first protective layer in molten salt Carrying out the first strengthening, forming a compressive stress layer on the side where the first protective layer is not provided in the glass substrate precursor; removing the first protective layer, and forming a compressive stress layer on the glass substrate precursor setting a second protective layer on one surface; and placing the glass substrate precursor with the second protective layer in the molten salt for second strengthening so that the glass substrate precursor is not provided with the first A compressive stress layer is formed on one side of the second protective layer, and the second protective layer is removed to obtain the glass substrate.
  • the temperature of the molten salt is 360°C-450°C.
  • to the integral of compressive stress of any surface compressive stress layer is less than or equal to Under the premise of 5%, when the compressive stress integral of the first surface compressive stress layer is larger, it can better withstand the impact of external force and improve the impact resistance of the glass substrate.
  • Step 400 placing the glass substrate precursor with the second protective layer in the molten salt for second strengthening, so that the side of the glass substrate precursor that is not provided with the second protective layer is formed compressive stress layer, removing the second protective layer to obtain the glass substrate.
  • the heat-resistant protective coating on the second surface is removed, and the first surface of the glass substrate precursor is protected by the heat-resistant coating.

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Abstract

一种玻璃基板及其制备方法、和电子设备。该玻璃基板的相对两侧分别具有第一表面压应力层和第二表面压应力层。该第一表面压应力层的表面压应力大于该第二表面压应力层的表面压应力，该第一表面压应力层的深度小于该第二表面压应力层的深度。

Description

玻璃基板及其制备方法、和电子设备
本申请要求于2021年10月12日提交中国专利局、申请号为202111189979.8、申请名称为“一种玻璃基板和电子设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及玻璃制品技术领域，具体涉及一种玻璃基板及其制备方法、和电子设备。
背景技术
目前，电子设备常采用玻璃作为屏幕盖板或背面盖板，然而玻璃具有抗冲击性差、容易破碎的问题。当电子设备不慎跌落或者受到外力冲击时，玻璃发生弯曲变形导致碎裂，降低电子设备的美观性甚至影响电子设备的正常使用。因此，有必要提供一种新的玻璃以提高电子设备的抗冲击性能，保证电子设备具有较长的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种玻璃基板，该玻璃基板相对两侧表面具有不同的压缩应力分布，使得玻璃基板一侧能够抵御硬物的冲击，另一侧则能够承受弯曲变形的张力，将其应用在电子设备时能够提高电子设备的抗冲击性能，使电子设备具有良好的耐久性。
第一方面，本申请提供了一种玻璃基板，所述玻璃基板的相对两侧分别具有第一表面压应力层和第二表面压应力层；所述第一表面压应力层的表面压应力大于所述第二表面压应力层的表面压应力；所述第一表面压应力层的深度小于所述第二表面压应力层的深度。
本申请中，玻璃基板两侧表面的压缩应力呈不对称分布，第一表面压应力层具有较高的表面压应力，可以抵抗硬物的冲击，第二表面压应力层具有较大的深度，能够承受更高的弯曲张力，将其应用在电子设备中时，玻璃基板的第一表面作为电子设备的外表面，玻璃基板的第二表面靠近电子元器件，当电子设备受到外物冲击时，玻璃基板可以较好地保护电子设备，提高电子设备的可靠性。
可选地，所述第一表面压应力层的压应力积分和所述第二表面压应力层的压应力积分之差的绝对值与任一表面压应力层的压应力积分的比值小于或等于5％。
可选地，当所得第一表面压应力层的压应力积分等于所述第二表面压应力层的压应力积分时，所述第一表面压应力层的压应力积分和所述第二表面压应力层的压应力积分之差的绝对值与第一表面压应力层的压应力积分或第二表面压应力层的压应力积分的比值小于或等于5％；当所述第一表面压应力层的压应力积分大于所述第二表面压应力层的压应力积分时，所述第一表面压应力层的压应力积分和所述第二表面压应力层的压应力积分之差的绝对值与所述第二表面压应力层的压应力积分的比值小于或等于5％；和当所述第一表面压应力层的压应力积分小于所述第二表面压应力层的压应力积分时，所述第一表面压应力层的压应力积分和所述第二表面压应力层的压应力积分之差的绝对值与所述第一表面压应力层的压应力积分的比值小于或等于5％。
可选地，所述第一表面压应力层的表面压应力为700MPa-1200Mpa；所述第二表面压应力层的表面压应力为300MPa-850Mpa。
可选地，所述第一表面压应力层的表面压应力与所述第二表面压应力层的表面压应力的 比值大于或等于1.2。
可选地，当所述玻璃基板的厚度为t时，所述第一表面压应力层的深度大于或等于0.004mm且小于或等于0.1t；所述第二表面压应力层的深度大于或等于0.085mm且小于或等于0.6t。
可选地，所述玻璃基板的厚度t为0.1mm-5mm。
可选地，所述玻璃基板的材质包括锂铝硅酸盐玻璃、钠钙硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃中的一种或多种。
可选地，所述第一表面压应力层和/或第二表面压应力层是通过对玻璃基板进行化学强化或物理钢化得到的。
可选地，所述玻璃基板的弯曲强度为1000Mpa-2100MPa。
本申请第一方面提供的玻璃基板机械强度高，具有良好的抗冲击性能和抗跌落性能，能够应用在车载显示设备、手机盖板以及相关的日用家电与消费性电子产品，从而使电子设备具有高强度、耐冲击和抗跌落性能，提高产品的可靠性和安全性。
第二方面，本申请提供了一种玻璃基板制备方法，用于制备如本申请第一方面所述的玻璃基板，该方法包括：提供玻璃基板前体，所述玻璃基板前体包括相对的两侧表面，在其中一侧表面设置第一保护层，得到具有所述第一保护层的所述玻璃基板前体；将具有所述第一保护层的所述玻璃基板前体置于熔融盐中进行第一强化，使所述玻璃基板前体中未设置所述第一保护层的一侧形成压应力层；除去所述第一保护层，并在所述玻璃基板前体具有压应力层的一侧表面设置第二保护层；和将具有所述第二保护层的所述玻璃基板前体置于所述熔融盐中进行第二强化，使所述玻璃基板前体中未设置所述第二保护层的一侧形成压应力层，除去所述第二保护层，得到所述玻璃基板。
可选地，所述熔融盐是钠盐、钾盐。
可选地，所述熔融盐包括硝酸钾、硝酸钠中的一种或多种。
可选地，所述熔融盐的温度为360℃-450℃。
可选地，所述第一强化和/或所述第二强化的时间为60min-200min。
可选地，所述第一强化和/或所述第二强化采用多种熔融盐进行分步强化。
可选地，所述第一保护层和所述第二保护层为耐热保护涂层。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括电子元器件和覆盖所述电子元器件的玻璃盖板，所述玻璃盖板包括本申请第一方面所述的玻璃基板。
可选地，所述玻璃基板中，所述第二表面压应力层靠近所述电子元器件，所述第一表面压应力层远离所述电子元器件。
可选地，所述玻璃盖板包括电子设备的屏幕盖板和/或背面盖板。
附图说明
图1为本申请一实施方式提供的玻璃基板沿厚度方向的应力分布曲线图。
图2为本申请另一实施方式提供的玻璃基板沿厚度方向的应力分布曲线图。
图3为本申请一实施方式提供的玻璃基板制备方法的流程图。
图4为本申请一实施方式提供的电子设备结构示意图。
图5为实施例A的玻璃板沿厚度方向的应力分布曲线图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为便于理解，关于本申请的一些名词解释如下：压应力深度(DOL)指的是玻璃内部压应力为0处到玻璃表面的距离，在本文中，压应力层的深度与压应力深度为同一概念；压应力积分指的是压应力与压应力深度的积分，即压应力与压应力深度之间的面积，如图5所示，第一表面压应力层的压应力积分为S1，第二表面压应力层的压应力积分为S2。
玻璃具有较好的美观性，故在电子产品中具有广泛的应用。然而玻璃的抗冲击性差容易破碎，为增强玻璃的机械性能需对玻璃进行强化处理，玻璃经强化处理后表面会产生压缩应力，同时玻璃内部会呈现与压缩应力抗衡的张应力，若内部张应力超过玻璃所能承受的极限时，玻璃会发生自爆。为获得具有较强抗冲击性能和良好稳定性的玻璃，本申请提供了一种玻璃基板，该玻璃基板相对两侧表面具有不同的压缩应力分布，使得玻璃基板一侧能够抵御硬物的冲击，另一侧则能够承受弯曲变形的张力，该压缩应力分布能够在玻璃不发生自爆的前提下，优化玻璃基板两侧的性能，使玻璃基板两侧表面具有各自的优势，以适应玻璃基板在电子设备中的应用。将该玻璃基板应用在电子设备时能够提高电子设备的抗冲击性能，使电子设备具有良好的耐久性。
电子设备一般是外表面会受到冲击，将玻璃应用在电子设备时，玻璃只有一侧表面会作为冲击面。基于以上场景，本申请在玻璃内部张应力不变的前提下对玻璃两侧的压缩应力分布进行重新设计，优化玻璃两侧表面的性能。请参阅图1，图1为本申请一实施方式提供的玻璃基板沿厚度方向的应力分布曲线图。本申请的玻璃基板包括相对的第一表面和第二表面，玻璃基板第一表面一侧具有第一表面压应力层，玻璃基板第二表面一侧具有第二表面压应力层，其中，第一表面压应力层的表面压应力大于第二表面压应力层的表面压应力，并且第一表面压应力层的深度小于第二表面压应力层的深度。玻璃在受到硬物冲击时，冲击面受到的是压应力，而冲击面的背面由于发生弯曲则受到张应力。本申请的玻璃基板第一表面具有更高的表面压应力，能够抵御硬物的冲击，避免玻璃被直接刺穿，玻璃基板第二表面具有较大的深度，能够承受更高的弯曲张力，抑制玻璃破碎，从而大大提高玻璃基板的综合性能，使玻璃基板能够更好地适用于应用场景。
本申请实施方式中，第一表面压应力层的压应力积分和第二表面压应力层的压应力积分之差的绝对值与任一表面压应力层的压应力积分的比值小于或等于5％。也就是说，玻璃基板第一表面压应力层的压应力积分S1和第二表面压应力层的压应力积分S2差值的绝对值为|S1-S2|，以S x表示S1和S2中的任一值(S x可以表示S1，也可以表示S2)或较小的值，则|S1-S2|与S x的比值小于或等于5％。具体的，当S1等于S2时，|S1-S2|与S2的比值或|S1-S2|与S1的比值小于或等于5％；当S1大于S2时，|S1-S2|与S2的比值小于或等于5％；当S2大于S1时，|S1-S2|与S1的比值小于或等于5％，|S1-S2|与S x的比值具体可以但不限于为5％、3％、2％、1％、0.5％或0％。当玻璃两侧压应力层的压应力积分差值的绝对值|S1-S2|过大时，玻璃两侧受力不平衡容易发生变形，降低玻璃基板的结构稳定性。优选地，玻璃基板第一表 面压应力层的压应力积分等于第二表面压应力层的压应力积分，即玻璃基板第一表面压应力层的压应力积分与第二表面压应力层的压应力积分差值的绝对值等于0，玻璃基板两侧压应力积分相等时，玻璃基板两侧受力平衡，玻璃基板的平面度高，并具有较高的结构稳定性。本申请一些实施方式中，玻璃基板第一表面压应力层的压应力积分大于第二表面压应力层的压应力积分。由于玻璃基板的第一表面是作为冲击面，承受较大的外力，在玻璃基板两侧表面压应力积分差值|S1-S2|与任一表面压应力层的压应力积分的比值小于或等于5％的前提下，第一表面压应力层的压应力积分较大时可以更好地承受外力的冲击，提高玻璃基板的抗冲击性能。
本申请的玻璃基板中，单侧表面的压应力分布曲线可以是单抛物线，也可以是具有拐点的函数曲线。请参阅图2，图2为本申请另一实施方式提供的玻璃基板沿厚度方向的应力分布曲线图，图2中的压应力分布曲线即为具有拐点的函数曲线，当玻璃经过多次强化时，其表面的压应力分布曲线即会出现拐点，拐点前后函数曲线的斜率并不相同。当玻璃基板表面的压应力分布曲线为具有拐点的函数曲线时，由于压应力降低，压应力深度可以近一步增大并且玻璃不会发生自爆。
本申请一些实施方式中，玻璃基板的厚度t为0.1mm-5mm，玻璃基板的厚度具体可以但不限于为0.1mm、0.5mm、1mm、2mm或5mm。本申请玻璃基板表面的不对称的压应力分布对上述厚度的玻璃具有显著的改善效果，而且若玻璃基板的厚度过薄，玻璃基板的中心应力过高，容易发生自爆；玻璃基板厚度过大则不符合电子行业追求轻薄的趋势。本申请一些实施方式中，第一表面压应力层的深度大于或等于0.004mm且小于或等于0.1t，第二表面压应力层的深度大于或等于0.085mm且小于或等于0.6t，其中，0.1t指的是玻璃基板的厚度t与0.1的乘积，0.6t指的是玻璃基板的厚度t与0.6的乘积，例如，当玻璃基板的厚度为0.5mm时，第一表面压应力层的深度为0.004mm-0.05mm，第二表面压应力层的深度为0.085mm-0.3mm。控制压应力层的深度在上述范围可以保证玻璃基板在不发生自爆的前提下具有较好的抗弯曲能力。
本申请实施方式中，第一表面压应力层的表面压应力为700MPa-1200Mpa。第一表面压应力层的表面压应力具体可以但不限于为700Mpa、800Mpa、1000Mpa或1200Mpa。本申请实施方式中，第二表面压应力层的表面压应力为300MPa-850Mpa。第二表面压应力层的表面压应力具体可以但不限于为300Mpa、400Mpa、500Mpa、700Mpa或850Mpa。本申请实施方式中，第一表面压应力层的表面压应力与第二表面压应力层的表面压应力的比值大于或等于1.2。控制玻璃基板两侧表面压应力比值在上述范围时，可以有效地提高玻璃基板的机械性能。
本申请实施方式中，玻璃基板的材质包括锂铝硅酸盐玻璃、钠钙硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃中的一种或多种。本申请实施方式中，玻璃基板的弯曲强度为1000Mpa-2100Mpa，其中弯曲强度指的是玻璃基板第二表面的弯曲强度。本申请实施方式中，玻璃基板的尺寸可根据需要进行调整，玻璃基板的尺寸对应力分布并无影响。本申请一些实施方式中，玻璃基板的面积为0.5cm 2-1m 2。
本申请提供的玻璃基板第一表面具有较高的压应力，可以抵抗尖锐物体的伤害；第二表面的具有较深的压应力深度，可承受更高的因弯曲导致的破坏，通过调整玻璃基板两侧压应力的分布可以使玻璃基板单面的优势更加显著，从而匹配玻璃基板在电子设备中的应用。
本申请中，玻璃基板两侧的压应力层可以通过化学强化或物理钢化形成。
本申请还提供一种玻璃基板制备方法，用于制备上述玻璃基板。请参阅图3，图3为本申请一实施方式提供的玻璃基板制备方法的流程图。采用所述方法对玻璃进行强化，为在玻璃两侧形成不同的应力分布，玻璃两侧表面是分别进行强化的，其中所述方法具体包括：
步骤100：提供玻璃基板前体，所述玻璃基板前体包括相对的两侧表面，在其中一侧表面设置第一保护层，得到具有所述第一保护层的所述玻璃基板前体。
步骤200：将具有所述第一保护层的所述玻璃基板前体置于熔融盐中进行第一强化，使所述玻璃基板前体中未设置所述第一保护层的一侧形成压应力层。
步骤300：除去所述第一保护层，并在所述玻璃基板前体具有压应力层的一侧表面设置第二保护层。
步骤400：将具有所述第二保护层的所述玻璃基板前体置于所述熔融盐中进行第二强化，使所述玻璃基板前体中未设置所述第二保护层的一侧形成压应力层，除去所述第二保护层，得到所述玻璃基板。
本申请中，通过控制熔融盐的种类、温度和强化时间则能够形成目标压应力分布的玻璃基板。本申请实施方式中，熔融盐可以是钠盐、钾盐。本申请一些实施方式中，熔融盐包括硝酸钾、硝酸钠中的一种或多种。采用硝酸钾进行对玻璃基板前体进行强化时，能够形成单抛物线型的压应力分布曲线；采用混合盐，如硝酸钠和硝酸钾的混合物或分别用硝酸钠和硝酸钾进行强化则能够形成具有拐点的压应力分布曲线。本申请实施方式中，熔融盐的温度为360℃-450℃，熔融盐的温度具体可以但不限于为360℃、380℃、400℃、430℃或450℃，熔融盐的温度较高时，达到指定的应力层深度所需的强化时间更短。本申请实施方式中，第一强化和/或第二强化的时间为60min-200min，强化的时间越长，则在指定温度下强化的应力层深度更高。本申请实施方式中，第一强化和/或第二强化可以是采用多种熔融盐进行分步强化，比如第一强化可以是先用熔融的硝酸钠强化10min，再用熔融的硝酸钾强化90min，则第一强化的时间为100min。本申请实施方式中，第一保护层和第二保护层为耐热保护涂层，该涂层可以保护玻璃表面，避免玻璃表面发生离子交换。
本申请实施方式中，为使第一表面压应力层的表面压应力大于第二表面压应力层的表面压应力，对第一表面进行强化时，使用纯度更高的硝酸钾，并适当缩短强化时间。本申请实施方式中，为使第二表面压应力层的深度大于第一表面压应力层的深度，对第二表面进行强化时，使用一定比例的混合熔盐，并适当延长强化时间。
本申请实施方式中，亦可采用物理钢化对玻璃进行强化，以获得本申请的玻璃基板。
本申请还提供了一种玻璃盖板，该玻璃盖板包括上述玻璃基板，其中，玻璃盖板的外表面为玻璃基板的第一表面，玻璃盖板的内表面为玻璃基板的第二表面。该玻璃盖板具有较高的机械强度，在日常的使用场景中不易发生碎裂。本申请实施方式中，玻璃盖板可以是部分采用玻璃基板，而其他部分采用如塑胶、金属等其他材料，玻璃盖板也可以是全部由玻璃基板构成。该玻璃盖板的具体尺寸可基于实际需求进行调整或加工，本实施方式中不做赘述。本申请一些实施方式中，玻璃盖板可用于通信设备的外壳或显示屏，该玻璃盖板具有质感好、易于散热、抗冲击性能强的特点，并且不影响通信设备的信号，因此，该玻璃盖板可广泛用于通信领域，尤其是5G通信领域。
本申请还提供了一种电子设备。请参阅图4，图4为本申请一实施方式提供的电子设备100的结构示意图，其中，电子设备100包括屏幕盖板10、电子元器件20和背面盖板30， 屏幕盖板10和背面盖板30覆盖电子元器件20。本申请实施方式中，屏幕盖板或背面盖板为本申请提供的玻璃盖板，或屏幕盖板和背面盖板均为本申请提供的玻璃盖板。当玻璃盖板应用在电子设备时，玻璃盖板的外表面为远离电子元器件的表面，玻璃盖板的内表面为靠近电子元器件的表面，由于玻璃基板的第一表面具有较高的压应力，因此玻璃盖板的外表面能够抵御外部的冲击；玻璃基板的第二表面具有较深的压应力深度，玻璃盖板的内表面可承受更高弯曲张力，从而对电子元器件进行有效的保护，延长电子设备的使用寿命。本申请实施方式中，电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、可穿戴设备、智能手环、智能手表、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。
下面分多个实施例对本申请技术方案进行进一步的说明。
实施例1
一种玻璃基板的制备方法，包括：
提供尺寸为145mm×70mm×0.7mm的玻璃基板前体，该玻璃基板前体的牌号为康宁GG5，对玻璃基板前体的第二表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃基板前体的第一表面进行化学强化，将玻璃基板前体放置于NaNO 3熔盐中对第一表面进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为25min，再将玻璃基板前体放置于KNO 3熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为90min，在第一表面形成表面压应力大且应力深度浅的第一表面压应力层。
除去第二表面的耐热保护涂层，对玻璃基板前体的第一表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃基板前体的第二表面进行化学强化，将玻璃基板前体放置于NaNO 3熔盐中对第二表面进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为147min，再将玻璃基板前体放置于质量分数为62％的KNO 3和38％的NaNO 3的混合熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为20min。在第二表面形成表面压应力小且应力深度深的第二表面压应力层。
除去第一表面的耐热保护涂层，得到玻璃基板。
将玻璃基板与电子元器件组装得到手机，其中，玻璃基板的第一表面为手机的外表面，玻璃基板的第二表面置于手机内部(靠近电子元器件)。
实施例2
一种玻璃基板的制备方法，包括：
提供尺寸为145mm×70mm×0.7mm的玻璃基板前体，该玻璃基板前体的牌号为康宁GG5，对玻璃基板前体的第二表面进行耐热涂层保护。
将玻璃基板前体放置于KNO 3熔盐中对玻璃基板前体的第一表面进行化学强化，熔盐的温度为380℃，化学强化的时间为120min，在第一表面形成表面压应力大且应力深度浅的第一表面压应力层。
除去第二表面的耐热保护涂层，对玻璃基板前体的第一表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃基板前体的第二表面进行化学强化，将玻璃基板前体放置于NaNO 3熔盐中对第二表面进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为122min，再将玻璃基板前体放置于质量分数为94％的KNO 3和6％的NaNO 3的混合熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为10min。在第二表面形成表面压应力小且应力深度深的第二表面压应力层。
除去第一表面的耐热保护涂层，得到玻璃基板。
将玻璃基板与电子元器件组装得到手机，其中，玻璃基板的第一表面为手机的外表面，玻璃基板的第二表面置于手机内部(靠近电子元器件)。
实施例3
一种玻璃基板的制备方法，包括：
提供尺寸为145mm×70mm×0.7mm的玻璃基板前体，该玻璃基板前体的牌号为康宁GG5，对玻璃基板前体的第二表面进行耐热涂层保护。
将玻璃基板前体放置于质量分数为94％的KNO 3和6％的NaNO 3的混合熔盐中对玻璃基板前体的第一表面进行化学强化，熔盐的温度为380℃，化学强化的时间为32min，在第一表面形成表面压应力大且应力深度浅的第一表面压应力层。
除去第二表面的耐热保护涂层，对玻璃基板前体的第一表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃基板前体的第二表面进行化学强化，将玻璃基板前体放置于NaNO 3熔盐中对第二表面进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为97min，再将玻璃基板前体放置于质量分数为62％的KNO 3和38％的NaNO 3的混合熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为10min。在第二表面形成表面压应力小且应力深度深的第二表面压应力层。
除去第一表面的耐热保护涂层，得到玻璃基板。
将玻璃基板与电子元器件组装得到手机，其中，玻璃基板的第一表面为手机的外表面，玻璃基板的第二表面置于手机内部(靠近电子元器件)。
实施例4
一种玻璃基板的制备方法，包括：
提供尺寸为145mm×70mm×0.7mm的玻璃基板前体，该玻璃基板前体的牌号为康宁GG5，对玻璃基板前体的第二表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃基板前体的第一表面进行化学强化，将玻璃基板前体放置于NaNO 3熔盐中对第一表面进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为30min，再将玻璃基板前体放置于KNO 3熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为20min，在第一表面形成表面压应力大且应力深度浅的第一表面压应力层。
除去第二表面的耐热保护涂层，对玻璃基板前体的第一表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃基板前体的第二表面进行化学强化，将玻璃基板前体放置于NaNO 3熔盐中对第二表面进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为65min，再将玻璃基板前体放置于质量分数为62％的KNO 3和38％的NaNO 3的混合熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为20min。在第二表面形成表面压应力小且应力深度深的第二表面压应力层。
除去第一表面的耐热保护涂层，得到玻璃基板。
将玻璃基板与电子元器件组装得到手机，其中，玻璃基板的第一表面为手机的外表面，玻璃基板的第二表面置于手机内部(靠近电子元器件)。
实施例5
一种玻璃基板的制备方法，包括：
提供尺寸为145mm×70mm×0.7mm的玻璃基板前体，该玻璃基板前体的牌号为康宁GG5， 对玻璃基板前体的第二表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃基板前体的第一表面进行化学强化，将玻璃基板前体放置于NaNO 3熔盐中对第一表面进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为30min，再将玻璃基板前体放置于KNO 3熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为125min，在第一表面形成表面压应力大且应力深度浅的第一表面压应力层。
除去第二表面的耐热保护涂层，对玻璃基板前体的第一表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃基板前体的第二表面进行化学强化，将玻璃基板前体放置于NaNO 3熔盐中对第二表面进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为210min，再将玻璃基板前体放置于质量分数为62％的KNO 3和38％的NaNO 3的混合熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为10min。在第二表面形成表面压应力小且应力深度深的第二表面压应力层。
除去第一表面的耐热保护涂层，得到玻璃基板。
将玻璃基板与电子元器件组装得到手机，其中，玻璃基板的第一表面为手机的外表面，玻璃基板的第二表面置于手机内部(靠近电子元器件)。
实施例6
一种玻璃基板的制备方法，包括：
提供尺寸为145mm×70mm×0.7mm的玻璃基板前体，该玻璃基板前体的牌号为康宁GG5，对玻璃基板前体的第二表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃基板前体的第一表面进行化学强化，将玻璃基板前体放置于NaNO 3熔盐中对第一表面进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为30min，再将玻璃基板前体放置于KNO 3熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为60min，在第一表面形成表面压应力大且应力深度浅的第一表面压应力层。
除去第二表面的耐热保护涂层，对玻璃基板前体的第一表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃基板前体的第二表面进行化学强化，将玻璃基板前体放置于NaNO 3熔盐中对第二表面进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为90min，再将玻璃基板前体放置于质量分数为62％的KNO 3和38％的NaNO 3的混合熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为60min。在第二表面形成表面压应力小且应力深度深的第二表面压应力层。
除去第一表面的耐热保护涂层，得到玻璃基板。
将玻璃基板与电子元器件组装得到手机，其中，玻璃基板的第一表面为手机的外表面，玻璃基板的第二表面置于手机内部(靠近电子元器件)。
实施例A
一种玻璃板的制备方法，包括：
提供尺寸为145mm×70mm×0.7mm的玻璃板前体，该玻璃板前体的牌号为康宁GG5。
将玻璃板前体放置于KNO 3的熔盐中进行化学强化，熔盐的温度为380℃，化学强化的时间为120min，在玻璃板两侧表面形成对称的压缩应力分布，请参阅图5，图5为实施例A的玻璃板沿厚度方向的应力分布曲线图。
将玻璃板与电子元器件组装得到手机。
实施例B
实施例B与实施例A的区别在于进行了两次化学强化，化学强化具体包括：
将玻璃板前体放置于NaNO 3熔盐中进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为8min，再将玻璃板前体放置于KNO 3的熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为90min，在玻璃板两侧表面形成对称的压缩应力分布。
将玻璃板与电子元器件组装得到手机。
实施例C
一种玻璃板的制备方法，包括：
提供尺寸为145mm×70mm×0.7mm的玻璃板前体，该玻璃板前体的牌号为康宁GG5，对玻璃板前体的第二表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃板的第一表面进行化学强化，将玻璃板前体放置于KNO 3熔盐中对第一表面进行化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为65min。
除去第二表面的耐热保护涂层，对玻璃板前体的第一表面进行耐热涂层保护。
在强化熔盐中分两次对玻璃板的第二表面进行化学强化，将玻璃板前体放置于NaNO 3熔盐中对第二表面进行一次化学强化，熔盐的温度为380℃，一次化学强化的时间为8min，再将玻璃板前体放置于KNO 3熔盐中进行二次化学强化，熔盐的温度为380℃，二次化学强化的时间为20min。在第二表面形成表面压应力小且应力深度深的第二表面压应力层。
除去第一表面的耐热保护涂层，得到玻璃板。
将玻璃板与电子元器件组装得到手机，其中，玻璃板的第一表面为手机的外表面，玻璃板的第二表面置于手机内部(靠近电子元器件)。
效果实施例
为验证本申请制得的陶瓷外观件的性能，本申请还提供了效果实施例。
1)采用深圳市田野仪器有限公司的FSM-6000LEUV Pl us对实施例1-6的玻璃基板和实施例A-C的玻璃板进行应力测试，得到压缩应力分布曲线，实施例1-6的玻璃基板和实施例A-C的玻璃板的应力参数请参阅表1，其中，DOL表示压应力深度，CS表示表面压应力，|S1-S2|/S x表示两侧表面压应力积分差值与其中一侧表面压应力积分的比值，S x为第一表面和第二表面的压应力层中较小的压应力积分值。
表1 实施例1-6的玻璃基板和实施例A-C的玻璃板的压缩应力分布
Figure PCTCN2022120611-appb-000001
Figure PCTCN2022120611-appb-000002
2)使用落摔试验机对实施例1-6和实施例A-C的产品进行砂纸跌落测试，测试其耐摔性能，测试方法具体包括：将测试机台真空吸嘴调整至水平状态，吸住电子产品，使玻璃基板或玻璃板朝下，将80目砂纸水平放置在吸嘴下方的测试台面上(测试台面为大理石平面)，保证砂纸平整，不翘曲。将产品升高至测试高度后，放气，开始跌落。跌落高度从50cm开始，每次逐步增加5cm，直至玻璃表面发生破损，记录玻璃发生破损之前的高度(玻璃表面无破损的最大高度)，砂纸跌落测试的实验结果请参阅表2。
3)采用抗弯强度测试仪对实施例1-6的玻璃基板和实施例A-C的玻璃板进行弯曲强度测试，基于产品的使用情况(玻璃基板第一表面为冲击面，玻璃基板第二表面受到弯曲张力)，对玻璃基板和玻璃板的第二表面的弯曲张力进行测试，测试过程具体为：将玻璃盖板的第二表面在下，第一表面在上，进行强度测试，上支撑板间距离为20mm；下支撑板间距离为40mm；下降速度为3mm/min，下压直至玻璃破裂；记录破裂时最大力P；采用以下公式计算弯曲强度：
弯曲强度＝3P×(40-20)×0.001/(2×玻璃宽度×玻璃厚度×玻璃厚度)
弯曲强度测试的实验结果请参阅表2。
表2 实施例1-6的玻璃基板和实施例A-C的玻璃板的性能参数表
实验组 玻璃无破损的最大高度(cm) 弯曲强度(Mpa)
实施例1 125 1452
实施例2 120 1355
实施例3 105 1147
实施例4 150 1858
实施例5 130 1576
实施例6 130 1621
实施例A 85 380
实施例B 50 920
实施例C 50 980
由表2可以看出，相比于采用对称分布的玻璃板，本申请实施例的玻璃基板在特定的应用场景下具有更高的抗摔性能和弯曲强度，将其应用在电子设备中时，玻璃基板可以对电子设备进行有效的保护，从而延长电子设备的使用寿命。
以上所述是本申请的优选实施方式，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (20)

  1. 一种玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板的相对两侧分别具有第一表面压应力层和第二表面压应力层；所述第一表面压应力层的表面压应力大于所述第二表面压应力层的表面压应力；所述第一表面压应力层的深度小于所述第二表面压应力层的深度。
  2. 如权利要求1所述的玻璃基板，其特征在于，所述第一表面压应力层的压应力积分和所述第二表面压应力层的压应力积分之差的绝对值与任一表面压应力层的压应力积分的比值小于或等于5％。
  3. 如权利要求2所述的玻璃基板，其特征在于，当所得第一表面压应力层的压应力积分等于所述第二表面压应力层的压应力积分时，所述第一表面压应力层的压应力积分和所述第二表面压应力层的压应力积分之差的绝对值与第一表面压应力层的压应力积分或第二表面压应力层的压应力积分的比值小于或等于5％；
    当所述第一表面压应力层的压应力积分大于所述第二表面压应力层的压应力积分时，所述第一表面压应力层的压应力积分和所述第二表面压应力层的压应力积分之差的绝对值与所述第二表面压应力层的压应力积分的比值小于或等于5％；和
    当所述第一表面压应力层的压应力积分小于所述第二表面压应力层的压应力积分时，所述第一表面压应力层的压应力积分和所述第二表面压应力层的压应力积分之差的绝对值与所述第一表面压应力层的压应力积分的比值小于或等于5％。
  4. 如权利要求1-3任一项所述的玻璃基板，其特征在于，所述第一表面压应力层的表面压应力为700MPa-1200Mpa；所述第二表面压应力层的表面压应力为300MPa-850Mpa。
  5. 如权利要求1-4任一项所述的玻璃基板，其特征在于，所述第一表面压应力层的表面压应力与所述第二表面压应力层的表面压应力的比值大于或等于1.2。
  6. 如权利要求1-5任一项所述的玻璃基板，其特征在于，当所述玻璃基板的厚度为t时，所述第一表面压应力层的深度大于或等于0.004mm且小于或等于0.1t；所述第二表面压应力层的深度大于或等于0.085mm且小于或等于0.6t。
  7. 如权利要求1-6任一项所述的玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板的厚度t为0.1mm-5mm。
  8. 如权利要求1-7任一项所述的玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板的材质包括锂铝硅酸盐玻璃、钠钙硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃中的一种或多种。
  9. 如权利要求1-8任一项所述的玻璃基板，其特征在于，所述第一表面压应力层和/或第二表面压应力层是通过对玻璃板进行化学强化或物理钢化得到的。
  10. 如权利要求1-9任一项所述的玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板的弯曲强度为1000Mpa-2100MPa。
  11. 一种玻璃基板制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-10任一项所述的玻璃基板，该方法包括：
    提供玻璃基板前体，所述玻璃基板前体包括相对的两侧表面，在其中一侧表面设置第一保护层，得到具有所述第一保护层的所述玻璃基板前体；
    将具有所述第一保护层的所述玻璃基板前体置于熔融盐中进行第一强化，使所述玻璃基板前体中未设置所述第一保护层的一侧形成压应力层；
    除去所述第一保护层，并在所述玻璃基板前体具有压应力层的一侧表面设置第二保护层；和
    将具有所述第二保护层的所述玻璃基板前体置于所述熔融盐中进行第二强化，使所述玻璃基板前体中未设置所述第二保护层的一侧形成压应力层，除去所述第二保护层，得到所述玻璃基板。
  12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述熔融盐是钠盐、钾盐。
  13. 如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述熔融盐包括硝酸钾、硝酸钠中的一种或多种。
  14. 如权利要求10-13任一项所述的方法，其特征在于，所述熔融盐的温度为360℃-450℃。
  15. 如权利要求10-14任一项所述的方法，其特征在于，所述第一强化和/或所述第二强化的时间为60min-200min。
  16. 如权利要求10-15任一项所述的方法，其特征在于，所述第一强化和/或所述第二强化采用多种熔融盐进行分步强化。
  17. 如权利要求10-16任一项所述的方法，其特征在于，所述第一保护层和所述第二保护层为耐热保护涂层。
  18. 一种电子设备(100)，其特征在于，包括电子元器件(20)和覆盖所述电子元器件(20)的玻璃盖板，所述玻璃盖板包括如权利要求1-10任一项所述的玻璃基板。
  19. 如权利要求18所述的电子设备(100)，其特征在于，所述玻璃基板中，所述第二表面压应力层靠近所述电子元器件(20)，所述第一表面压应力层远离所述电子元器件(20)。
  20. 如权利要求18或19所述的电子设备(100)，其特征在于，所述玻璃盖板为电子设备(100)的屏幕盖板(10)和/或背面盖板(30)。
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