具有深的压缩深度的强化玻璃制造技术

技术编号:19088622 阅读:25 留言:0更新日期:2018-10-02 23:02
提供了化学强化玻璃制品,其具有至少一个深的压缩层,所述深的压缩层从制品表面延伸到制品内至少约45μm的深度。在一个实施方式中,压缩应力曲线包括从表面延伸到压缩深度,DOC,的单线性区段。或者,压缩应力曲线包括两个线性部分:第一部分从表面延伸到较浅深度并且具有陡峭斜率;以及第二部分从该浅深度延伸到压缩深度。当在倒球跌落测试中从100cm的高度掉落时,强化玻璃具有60%的幸存率,以及通过磨损环上环测试确定所述强化玻璃的等双轴挠曲强度至少为10kgf。还描述了实现此类应力曲线的方法。

Reinforced glass with deep compression depth

A chemically strengthened glass product is provided with at least one deep compression layer extending from the surface of the product to a depth of at least 45 microns within the product. In one embodiment, the compressive stress curve includes a single linear section extending from the surface to the compressive depth, DOC. Alternatively, the compressive stress curve consists of two linear parts: the first part extends from the surface to a shallow depth and has a steep slope; and the second part extends from the shallow depth to the compressive depth. When dropped from a height of 100 cm during the drop test, the reinforced glass has a 60% survival rate, and the equibiaxial flexural strength of the reinforced glass is determined to be at least 10 KGF by the wear ring test. A method for realizing such stress curves is also described.

【技术实现步骤摘要】
具有深的压缩深度的强化玻璃本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/US2015/041976,国际申请日为2015年7月24日,进入中国国家阶段的申请号为201580040362.6,专利技术名称为《具有深的压缩深度的强化玻璃》的专利技术专利申请的分案申请。本申请根据35U.S.C.§119要求于2014年7月25日提交的美国临时申请系列第62/029,075号的优先权,本文以该申请的内容为基础并通过引用全文将其纳入本文。技术背景本文涉及化学强化玻璃制品。更具体地,本文涉及具有深的压缩表面层的化学强化玻璃。强化玻璃被广泛地用于电子器件中作为便携式或手持式电子通讯和娱乐装置的盖板或窗口,例如,手机、智能手机、平板、视频播放器、信息终端(IT)装置和平板电脑等,以及其他应用。随着越来越多地使用强化玻璃,建立具有改善的耐用性的强化玻璃材料变得越来越重要,特别是当经受拉伸应力和/或由于与硬的和/或锋利表面接触所引起的较深瑕疵时。
技术实现思路
提供了化学强化玻璃制品,其具有至少一个深的压缩层,所述深的压缩层从制品表面延伸到制品内至少约45μm的深度。在一个实施方式中,压缩应力曲线包括从表面延伸到压缩深度,DOC,的单线性区段。或者,压缩应力曲线包括两个近似线性部分:第一部分从表面延伸到较浅深度并且具有陡峭斜率;以及第二部分从该浅深度延伸到压缩深度。当在倒球跌落测试中从100cm的高度掉落时,强化玻璃具有60%的幸存率,以及通过磨损环上环测试确定所述强化玻璃的等双轴挠曲强度至少为10kgf。还描述了实现此类应力曲线的方法。因此,本文的一个方面提供了一种具有压缩区域的玻璃制品,所述压缩区域在制品表面处的压缩应力CSs至少约为150MPa。压缩区域从表面延伸到至少约45μm的压缩深度DOC,并且具有压缩应力曲线,以及压缩应力曲线具有从表面延伸到至少约45μm的深度da且斜率为ma的第一部分a,其中,-2MPa/μm≥ma≥-8MPa/μm,以及任选的从表面延伸到至少约3μm的深度da’的第二部分a’,其中,-40MPa/μm≥ma’≥-200MPa/μm。本文的第二个方面提供了一种具有压缩层的玻璃制品,所述压缩层在制品表面处的压缩应力CSs至少约为150MPa。压缩层从表面延伸到至少约45μm的压缩深度DOC,且具有压缩应力曲线。压缩应力曲线包括:从表面延伸到深度da且斜率为ma的第一部分,其中,3μm≤da≤8μm且-40MPa/μm≥ma≥-200MPa/μm;以及从da延伸到深至压缩深度DOC且斜率为mb的第二部分b,其中,-2MPa/μm≥mb≥-8MPa/μm。在第三个方面,提供了一种具有压缩区域的玻璃制品,所述压缩区域在玻璃制品的表面处的压缩应力CSs至少约为150MPa。压缩区域从表面延伸到至少约45μm的压缩深度DOC,且具有压缩应力曲线。压缩应力曲线具有从表面延伸到深度da且斜率为ma的第一部分a,其中,深度da等于压缩深度,以及-2MPa/μm≥ma≥-8MPa/μm。本文的第四个方面提供了一种具有压缩区域的玻璃制品,所述压缩区域在玻璃制品表面处的压缩应力CSs至少约为120MPa。压缩区域从表面延伸到至少约70μm的压缩深度DOC,且具有压缩应力曲线。压缩应力曲线具有从表面延伸到深度da且斜率为ma的第一线性部分a,其中,深度da等于压缩深度,以及-0.7MPa/μm≥ma≥-2.0MPa/μm。本文的第五方面是提供一种生产强化玻璃制品的方法,所述强化玻璃制品具有至少一层压缩应力层,其从强化玻璃制品的表面延伸到至少约45μm的压缩深度DOC。该方法包括:在大于400℃的温度,通过将碱性铝硅酸盐玻璃制品浸入第一离子交换浴,来进行第一离子交换步骤,持续的时间足以使得在第一离子交换步骤之后,压缩应力层的深度至少为45μm;以及在至少约350℃的温度,通过将碱性铝硅酸盐玻璃制品浸入第二离子交换浴来进行第二离子交换步骤,所述第二离子交换浴不同于所述第一离子交换浴,持续的时间足以产生压缩深度DOC至少约45μm的压缩层。本文的第六个方面提供了一种强化玻璃,其具有处于中心张力CT的内部区域,以及至少一个处于压缩应力CS的压缩应力层。压缩应力层从玻璃表面延伸到至少约45μm的层深度,并且与内部区域相邻。强化玻璃具有至少10kgf的等双轴挠曲强度,这是通过磨损环上环测试确定的。本文的第七个方面提供了一种强化玻璃,其具有处于中心张力CT的内部区域,以及至少一个处于压缩应力CS的压缩应力层。压缩应力层从玻璃表面延伸到至少约45μm的层深度,并且与内部区域相邻。当在倒球跌落测试中从至少100cm的高度掉落到掉落表面上时,强化玻璃具有至少60%的幸存率。从以下详细描述、附图和所附权利要求书能明显地看出这些及其他方面、优点和显著特征。附图说明图1是化学强化玻璃制品的横截面示意图;图2是通过单步骤离子交换工艺获得的压缩应力曲线的示意图;图3是通过二步骤离子交换工艺获得的压缩应力曲线的示意图;图4a是由厚度为0.4mm的离子交换玻璃样品测得的结合光学模式(boundopticalmode)的相应TM和TE谱重构建得到的TM和TE偏振的折射率曲线谱图;图4b是由图4a所示的折射率曲线确定的压缩应力曲线图;图5a是由厚度为0.4mm的离子交换玻璃样品b测得的TM和TE偏振的结合光学模式谱重构建得到的TM和TE折射率曲线图;图5b是由图5a所示的谱图确定的压缩应力曲线图;图5c是图5a和5b的样品在第二离子交换步骤之后的压缩应力曲线图;图6a是由厚度为0.4mm的离子交换玻璃样品c测得的TM和TE偏振的结合光学模式谱重构建得到的TM和TE折射率曲线图;图6b是由图6a所示的谱图确定的压缩应力曲线图;图7a是由厚度为0.5mm的离子交换玻璃样品d测得的TM和TE偏振的结合光学模式谱重构建得到的TM和TE折射率曲线图;图7b是由图7a所示的谱图确定的压缩应力曲线图;图8a是由厚度为0.5mm的离子交换玻璃样品e测得的TM和TE偏振的结合光学模式谱重构建得到的TM和TE折射率曲线图;图8b是由图8a所示的谱图确定的压缩应力曲线图;图9a是厚度为0.7mm的离子交换玻璃样品f的压缩应力曲线图;图9b是图9a的样品在第二离子交换步骤之后的压缩应力曲线图;图10a是厚度为0.8mm的离子交换玻璃样品g的压缩应力曲线图;图10b是图10a的样品在第二离子交换步骤之后的压缩应力曲线图;图11是厚度为0.9mm的离子交换玻璃样品i在两次离子交换步骤之后的压缩应力曲线图;图12a是厚度为1.0mm的离子交换玻璃样品j的压缩应力曲线图;图12b是图12a的样品在第二离子交换步骤之后确定的压缩应力曲线图;图13a是厚度为0.55mm的离子交换玻璃样品k的压缩应力曲线图;图13b是图13a的样品在第二离子交换步骤之后确定的压缩应力曲线图;图14a是显示了强化玻璃制品的照片的图形表示,所述强化玻璃制品展现出:(1)破碎时的易碎性;以及(2)破碎时的非易碎性;图14b是强化玻璃片的照片的图形表示,其展现出破碎时的非易碎性;以及图15a是用于进行本文所述的砂纸上倒落球(IBoS)测试的设备的一个实施方式的横截面示意图;图15b是横截面示意图,其表示在用于移动电子器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃制品,其具有厚度t,所述玻璃制品包含:压缩层,所述压缩层在所述玻璃制品的表面处的压缩应力CS在约700MPa至高至约1200MPa的范围内,其中:a.所述压缩层从表面延伸到至少50μm的压缩深度DOC,且其中,所述压缩层具有压缩应力曲线;以及b.所述压缩应力曲线包含:i.从表面延伸到深度da且平均斜率为ma的第一部分a,其中,3μm≤da≤15μm且‑40MPa/μm≥ma≥‑200MPa/μm,ii.从深度db延伸到DOC且平均斜率为mb的第二部分b,以及iii.从da延伸到db的过渡区域,其斜率从斜率ma过渡到斜率mb。

【技术特征摘要】
2014.07.25 US 62/029,0751.一种玻璃制品,其具有厚度t,所述玻璃制品包含:压缩层,所述压缩层在所述玻璃制品的表面处的压缩应力CS在约700MPa至高至约1200MPa的范围内,其中:a.所述压缩层从表面延伸到至少50μm的压缩深度DOC,且其中,所述压缩层具有压缩应力曲线;以及b.所述压缩应力曲线包含:i.从表面延伸到深度da且平均斜率为ma的第一部分a,其中,3μm≤da≤15μm且-40MPa/μm≥ma≥-200MPa/μm,ii.从深度db延伸到DOC且平均斜率为mb的第二部分b,以及iii.从da延伸到db的过渡区域,其斜率从斜率ma过渡到斜率mb。2.如权利要求1所述的玻璃制品,其特征在于,-40MPa/μm≥ma≥-120MPa/μm。3.如权利要求1所述的玻璃制品,其特征在于,厚度t在约0.15mm至高至约2.0mm的范围内。4.如权利要求1所述的玻璃制品,其特征在于,所述玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃。5.如权利要求4所述的玻璃制品,其特征在于,所述碱性铝硅酸盐玻璃还包含高至约10摩尔%的Li2O。6.如权利要求1所述的玻璃制品,其特征在于,所述玻璃不含锂。7.一种玻璃制品,其具有厚度t,所述玻璃制品包含:压缩层,所述压缩层在所述玻璃制品的表面处的压缩应力CS在约700MPa至高至约1200MPa的范围内,其中:a.所述压缩层从表面延伸到至少50μm的压缩深度DOC,且其中,所述压缩层具有压缩应力曲线;以及b.所述压缩应力曲线包含:i.从表面延伸到深度da且平均斜率为ma的第一部分a,其中,3μm≤da≤15μm;ii.从深度db延伸到DOC且平均斜率为mb的第二部分c,其中-2MPa/μm≥mb≥-8MPa/μm;以及iii.从da延伸到db的过渡区域,其斜率从斜率ma过渡到斜率mb。8.如权利要求7所述的玻璃制品,其特征在于,厚度t在约0.15mm至高至约2.0mm的范围内。9.如权利要求7所述的玻璃制品,其特征在于,所述玻璃制品包括碱性铝硅酸盐玻璃。10.如权利要求9所述的玻璃制品,其特征在于,所述碱性铝硅酸盐玻璃还包含高至约10摩尔%的Li...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·艾敏B·O·艾吉伯伊J·D·佩桑斯基K·B·雷曼R·V·鲁斯夫B·P·斯特林纳斯
申请(专利权)人:康宁股份有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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