用于3-D成形的可离子交换的含Li玻璃组合物制造技术

根据一种实施方式，一种玻璃制品可包括SiO2，Al2O3，Li2O和Na2O。所述玻璃制品的软化点可小于或等于约810℃。此外，所述玻璃制品的高温CTE可小于或等于约27x10-6/℃。所述玻璃制品还可以是可离子交换的，从而在包括KNO3的盐浴中在从约390℃-约450℃的温度范围下离子交换小于或等于约15小时之后，所述玻璃的压缩应力大于或等于约600MPa且层深度大于或等于约25μm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2012年7月17日提交的题为“用于3-D成形的可离子交换的含Li玻璃组合物(Ion Exchangeable Li-Containing Glass Compositions For 3-D Forming)”的美国临时专利申请号61/672,346的优先权，该文的全部内容通过引用纳入本文。专利技术背景领域本专利技术总体涉及适用于3-D成形应用的玻璃组合物，具体来说，涉及用于3-D成形的可离子交换的、含Li玻璃组合物。技术背景可离子交换的玻璃组合物广泛用作许多电子器件中的盖板玻璃，包括动电话、个人媒体播放器和平板电脑等。这些应用中所用的盖板玻璃通常是平坦和平面化的。这样，可使用常规的玻璃形成工艺例如下拉法和/或浮法来形成盖板玻璃。在电子器件美学设计中的一个限制因素是将盖板玻璃成形为共形匹配弯曲的和/或复杂轮廓的能力。适于离子交换的玻璃组合物通常具有较高软化点，使得该玻璃组合物难以使用升高的温度的成形工艺例如真空垂弯来成形为3-D形状。因为较高的软化点，玻璃组合物趋于与模具材料反应，粘附到模具和/或降解模具，甚至当向模具施涂保护性涂层时。因此，本领域需要适用于升高的温度的3-D成形工艺的替代玻璃组合物，且该玻璃组合物适于通过离子交换过程强化。专利技术概述根据一种实施方式，一种玻璃制品可包括SiO2，Al2O3，Li2O和Na2O。所述玻璃制品的软化点可小于或等于约810℃。所述玻璃制品的高温热膨胀系数(“CTE”)还可小于或等于约27x10-6/℃。所述玻璃制品还可以是可离子交换的，从而在包括KNO3的盐浴中在约410℃下于从约390℃-约450℃的温度范围中离子交换小于或等于约15小时之后，所述玻璃的压缩应力大于或等于约600MPa且层深度大于或等于约25μm。在另一种实施方式中，玻璃组合物可包括从约65.8摩尔％-约71摩尔％SiO2；从约7摩尔％-约12摩尔％Al2O3；从约1摩尔％-约9摩尔％Li2O；从约6摩尔％-约16摩尔％Na2O；和从约0.8-10摩尔％的二价氧化物,其中所述二价氧化物包括MgO和ZnO中的至少一种；和小于约0.5摩尔％B2O3。Al2O3的浓度(摩尔％)和所述二价氧化物的浓度(摩尔％)之和可大于10摩尔％。所述玻璃组合物的软化点可小于或等于约810℃。所述玻璃组合物的高温热膨胀系数(“CTE”)还可小于或等于约27x10-6/℃。这些玻璃组合物可基本上不含ZrO2。又在另一种实施方式中，玻璃组合物可包括从约55摩尔％-约68摩尔％SiO2；从约9摩尔％-约15摩尔％Al2O3；从约4.5摩尔％-约12摩尔％B2O3；从约1摩尔％-约7摩尔％Li2O；从约3摩尔％-约12摩尔％Na2O；和从约0摩尔％-约3摩尔％K2O。在本实施方式中，R2O是Li2O的浓度,Na2O的浓度和K2O的浓度之和。R2O和Al2O3的浓度的比例小于或等于约1.5。所述玻璃组合物的软化点可小于或等于约810℃。所述玻璃组合物的高温CTE还可小于或等于约27x10-6/℃。又在另一种实施方式中，玻璃组合物可包括从约65摩尔％-约71摩尔％SiO2；从约7摩尔％-约12摩尔％Al2O3；从约1摩尔％-约9摩尔％Li2O；从约6摩尔％-约16摩尔％Na2O；从约0摩尔％-约5摩尔％K2O；从约0.8-约10摩尔％的二价氧化物,其中二价氧化物包括MgO和ZnO中的至少一种；从约0.5摩尔％-约2摩尔％ZrO2；和小于约0.5摩尔％B2O3,其中:Al2O3的浓度(摩尔％)和所述二价氧化物的浓度(摩尔％)之和大于约10摩尔％。所述玻璃组合物的软化点小于或等于约810℃；且高温CTE小于或等于约27x10-6/℃。在以下的详细描述中提出了本专利技术所述玻璃组合物的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本专利技术而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。附图简要说明图1图形化的显示了两种比较性玻璃组合物的瞬时CTE(y-轴)随温度(x-轴)的变化；图2图形化地显示当在一示例性玻璃组合物中用Li2O取代Na2O时，软化点(y-轴)随Li2O的浓度(x-轴)的变化；图3图形化地显示当在一示例性玻璃组合物中用Li2O取代Na2O时，HT CTE(y-轴)随Li2O的浓度(x-轴)的变化；图4图形化地显示当在一示例性玻璃组合物中用Li2O取代Na2O和K2O时，软化点(y-轴)随Li2O的浓度(x-轴)的变化；图5图形化地显示当在一示例性玻璃组合物中用Li2O取代Na2O和K2O时，HT CTE(y-轴)随Li2O的浓度(x-轴)的变化；图6图形化地显示不同Li2O浓度下，压缩应力和DOL(层深度)数值的作图；和图7图形化地显示由含颜色改性成分的示例性玻璃组合物形成的离子交换的玻璃板中，钾和钠离子的浓度(y-轴)随深度(x-轴)的变化。专利技术详述现在将详细参考可离子交换的玻璃组合物的各种实施方式，它们适用于3-D成形工艺。本文所述的玻璃组合物通常包括SiO2，Al2O3，Li2O和Na2O。所述玻璃组合物的软化点可小于或等于约810℃。所述玻璃组合物的高温CTEs还可小于或等于约27x10-6/℃。所述玻璃组合物还可以是可离子交换的，从而在包括KNO3的盐浴中在约410℃下离子交换小于或等于约15小时之后，所述玻璃的压缩应力大于或等于约600MPa且层深度大于或等于约25μm。下面将具体参考附图，更加详细地描述玻璃组合物的各种实施方式。如本文所使用，术语“软化点”指玻璃组合物的粘度为1x107.6泊(poise)时的温度。如本文所使用，术语“高温热膨胀系数”或“HT CTE,”指在玻璃组合物的玻璃化转变温度以上的玻璃组合物热膨胀系数。通过用瞬时CTE(y-轴)随温度(x-轴)的变化作图，来测定HT CTE。HT CTE是在下述情况下HT CTE的值，其中CTE对温度曲线的斜率在显著增加后约为零(即，其中CT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃制品，其包括SiO2，Al2O3，Li2O和Na2O，所述玻璃制品具有:小于或等于约810℃的软化点；小于或等于约27x10‑6/℃的高温CTE；和在包括KNO3的盐浴中在从约390℃‑约450℃的温度范围下进行离子交换小于或等于约15小时之后，大于或等于约600MPa的压缩应力和大于或等于约25μm的层深度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.17 US 61/672,3461.一种玻璃制品，其包括SiO2，Al2O3，Li2O和Na2O，所述玻璃制品具
有:
小于或等于约810℃的软化点；
小于或等于约27x10-6/℃的高温CTE；和
在包括KNO3的盐浴中在从约390℃-约450℃的温度范围下进行离子
交换小于或等于约15小时之后，大于或等于约600MPa的压缩应力和大于
或等于约25μm的层深度。
2.如权利要求1所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品具有L，
a*，b*颜色坐标，其中L为从约0-约5.0；a*为从约-2.0到约2.0；
且b*为从约0到约-5.0。
3.如权利要求1所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品在从约
350nm-约750nm的波长范围的不透明度大于或等于约80％。
4.如权利要求1所述的玻璃制品，其包括：
从约65摩尔％-约71摩尔％SiO2；
从约7摩尔％-约12摩尔％Al2O3；
从约1摩尔％-约9摩尔％Li2O；
从约6摩尔％-约16摩尔％Na2O；
从约0摩尔％-约5摩尔％K2O；
从约0.8-约10摩尔％的二价氧化物,其中所述二价氧化物包括MgO和
ZnO中的至少一种；和
小于约0.5摩尔％B2O3,其中Al2O3的浓度(摩尔％)和所述二价氧化物的浓
度(摩尔％)大于约10摩尔％。
5.如权利要求4所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品还包括

\t从约0.5摩尔％-约2.0摩尔％ZrO2。
6.如权利要求5所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品包括从
约0摩尔％-约3摩尔％P2O5。
7.如权利要求4所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品基本上
不含ZrO2。
8.如权利要求7所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品包括从
约65.8摩尔％-约71摩尔％SiO2。
9.如权利要求1所述的玻璃制品，其包括：
从约55摩尔％-约68摩尔％SiO2；
从约9摩尔％-约15摩尔％Al2O3；
从约4.5摩尔％-约12摩尔％B2O3；
从约1摩尔％-约7摩尔％Li2O；
从约3摩尔％-约12摩尔％Na2O；和
从约0摩尔％-约3摩尔％K2O,其中:
R2O是Li2O的浓度，Na2O的浓度和K2O的浓度之和,以及R2O和Al2O3的
浓度的比例小于或等于约1.15。
10.如权利要求9所述的玻璃制品，其特征在于，R2O和Al2O3的浓度的
比例大于或等于约1.02。
11.如权利要求10所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品还包
括TiO2和Fe2O3。
12.如权利要求11所述的玻璃制品，其特征在于，Fe2O3(摩尔％)和TiO2(摩尔％)的比例大于或等于约0.52且小于或等于约1.22。
13.一种玻璃组合物，其包括:
从约65.8摩尔％-约71摩尔％SiO2；
从约7摩尔％-约12摩尔％Al2O3；
从约1摩尔％-约9摩尔％Li2O；
从约6摩尔％-约16摩尔％Na2O；
从约0.8-约10摩尔％的二价氧化物,其中所述二价氧化物是MgO和ZnO
中的至少一种；和
小于约0.5摩尔％B2O3,其中:
Al2O3的浓度(摩尔％)和所述二价氧化物的浓度(摩尔％)之和大于约10
摩尔％；和...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·M·孔德，M·A·德拉克，K·L·杰森格，S·戈麦斯，R·M·莫伦纳，C·M·史密斯，R·E·扬曼，
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