混合钠钙硅酸盐和铝硅酸盐玻璃制品制造技术

技术编号:13270764 阅读:40 留言:0更新日期:2016-05-18 20:23
提供了如下玻璃制品,其具有大于或等于约40摩尔%至小于或等于约68摩尔%的SiO2,小于或等于约11摩尔%的Al2O3,R2O:R’O的摩尔比大于或等于约1:1至小于或等于约2:1,以及MgO:CaO的摩尔比大于或等于约0.6:1至小于或等于约1.8:1。玻璃制品还可在其至少一个表面上包括压缩应力层,压缩应力层的压缩应力大于或等于约800MPa,并且深度大于或等于约20um。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】混合纳巧括酸盐和错括酸盐玻璃制品本申请根据35U.S.C. §119,要求2013年8月2日提交的美国临时申请系列第61/ 861667号的优先权,本文W该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术介绍

本说明书一般地设及混合钢巧娃酸盐和侣娃酸盐玻璃制品,更具体地,设及可离 子交换的混合钢巧娃酸盐和侣娃酸盐玻璃制品。 技术背景 钢巧娃酸盐玻璃已经知道了一段时间,其可W通过成本有效的方法(例如浮法)容 易地进行制造。此外,相比于其他类型玻璃中的原材料,用于钢巧娃酸盐玻璃的原材料是廉 价的。但是,钢巧娃酸盐玻璃无法提供现有电子器件(例如,手机、平板电脑、手提电脑等)所 需的机械强度和其他性质。相反地,侣娃酸盐玻璃,特别是经离子交换的侣娃酸盐玻璃,具 有充足的机械强度和化学稳定性W用于现有的电子器件,但是相比于钢巧娃酸盐玻璃,其 需要高成本方法和原材料进行生产。 因此,存在对于具有替代玻璃组成的玻璃制品的需求,其平衡了钢巧娃酸盐玻璃 的低成本特性与侣娃酸盐玻璃的高性能特性。
技术实现思路
根据一些实施方式,提供了如下玻璃制品,其包含:大于或等于约40摩尔%至小于 或等于约68摩尔%的51化,小于或等于约11摩尔%的412〇3,1?2〇:1?'〇的摩尔比大于或等于约 1:1至小于或等于约2:1,W及MgO:化0的摩尔比大于或等于约0.6:1至小于或等于约1.8:1。 玻璃制品还可在其至少一个表面上包括压缩应力层,压缩应力层的压缩应力大于或等于约 800MPa〇 根据一些实施方式,提供了如下玻璃制品,其包含:大于或等于约40摩尔%至小于 或等于约68摩尔%的51化,小于或等于约11摩尔%的412〇3,大于或等于约13摩尔%至小于 或等于约21摩尔%的1?2〇,大于或等于约2.5摩尔%的化0,^及1?2〇:1?'0的摩尔比大于或等于 约1:1至小于或等于约2:1。玻璃制品还可在其至少一个表面上包括压缩应力层,压缩应力 层的压缩应力大于或等于约SOOMPa,并且深度大于或等于约20皿。[000引在W下的详细描述中提出了本专利技术的其他特征和优点,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W下详细描述、权利 要求书W及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。应理解的是,前面的一般性描述和W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W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。 【附图说明】 图1示意性显示在其表面上具有压缩应力层的玻璃制品。 【具体实施方式】 下面将详细说明玻璃制品的各个实施方式,所述玻璃制品包含玻璃制品组合物, 其相比于已知的钢巧娃酸盐玻璃展现出改善的强度并且能够W成本有效的方式进行制造。 此类玻璃制品适用于宽范围的应用。还可通过例如离子交换过程对玻璃制品进行化学强 化,从而使得玻璃具有增加的机械耐用性。本文所述的玻璃制品一般地具有如下玻璃组合 物,其包括:氧化娃(Si〇2)、氧化侣(Ah化)、二价阳离子氧化物,例如]\%0、化0、5'0、8曰0和/或 化〇(本文统称为R'〇)、W及碱性氧化物,例如化2〇和/或拉0(本文统称为R20),它们的量使得 能够W成本有效地方式制造玻璃制品,并且还能够将玻璃制品化学强化至高水平。玻璃组 合物中存在的碱性氧化物可促进经由离子交换对玻璃制品的化学强化。本文将描述玻璃制 品W及玻璃组合物的各种实施方式,且将参考具体的例子来进一步阐述。 在本文所述的玻璃制品和玻璃组合物的实施方式中,除非另有说明,否则组成组 分(例如,Si〇2、Al2〇3、R2〇W及R'O等)的浓度具体为基于氧化物的摩尔百分数(摩尔%)。 当用于描述玻璃组合物中的特定组成组分的浓度和/或不存在该特定组成组分 时,术语"不含"和"基本不含"表示没有故意向玻璃组合物中添加组成组分。但是,玻璃组合 物可能含有痕量的组成组分作为污染物,该污染物的量小于0.10摩尔%。 本文所述的玻璃组合物是钢巧娃酸盐玻璃组合物和侣娃酸盐玻璃组合物之间的 混合物。玻璃组合物一般地包含如下组合:Si〇2、Al2〇3、一种或多种二价阳离子氧化物(R'O, 例如MgO、CaO、SrO、BaO和/或ZnO) W及一种或多种碱性氧化物(R2O,例如化2〇和/或K2O)。玻 璃组合物的一些实施方式包含P2化。在一些实施方式中,玻璃组合物不含或者基本不含棚、 裡和/或领W及含有棚、裡和/或领的化合物。运些组分的组合提供了可较低成本生产 并且还适用于通过例如离子交换进行化学强化的玻璃制品。在一些实施方式中,玻璃组合 物还包含少量的一种或多种额外氧化物,例如Sn化、Zr〇2、Ti化、As2化或者Sb2〇3等。可W添加 运些组分作为澄清剂和/或来增强玻璃制品的化学耐用性。 在本文所述的玻璃制品的实施方式中,Si〇2是运些组合物的最大组分,因而是所 得到的玻璃网络的主要组成。Si〇2为玻璃制品提供了耐用性。因此,通常希望较高的Si化浓 度。但是,如果Si化的量过高,则玻璃制品的可成形性可能下降,因为较高的Si化浓度可能增 加了使得玻璃组合物烙化的难度,运进而对玻璃制品的可成形性造成负面影响。在本文所 述的一些实施方式中,玻璃组合物通常包括大于或等于约50摩尔%且小于或等于约68摩 尔%,或者甚至小于或等于66摩尔%的51化。在一些实施方式中,玻璃组合物中Si化的量大 于或等于约50摩尔%,或者甚至大于或等于约57摩尔%。在一些实施方式中,玻璃组合物中 Si化的量大于或等于约59摩尔%。例如,在一些实施方式中,玻璃组合物包含大于或等于约 50摩尔%至小于或等于约68摩尔%的51化。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含大于 或等于约57摩尔%至小于或等于约67摩尔%的51化,或者甚至大于或等于约59摩尔%至小 于或等于约64摩尔%的51化。 本文所述的玻璃制品还包含A12〇3dA12〇3,与玻璃组合物中存在的碱性氧化物联 用,改善了玻璃制品对于离子交换强化的易感性。如果玻璃组合物中Al2〇3的量过高,则玻璃 组合物的粘度增加并且可能需要高溫从而将玻璃组合物成形为玻璃制品,从而增加了成本 和制造时间。此外,当Al2〇3的量过高时,热膨胀系数下降。但是,如果玻璃组合物中Al2〇3的 量过低时,可能无法在离子交换过程中实现所需的压缩应力。因此,本文所述的玻璃组合物 通常包括的Al2〇3的量大于或等于约7摩尔%至小于或等于约11摩尔%。在一些实施方式中, 玻璃组合物中Al2〇3的量大于或等于约8摩尔%至小于或等于约10摩尔%。在一些其他实施 方式中,玻璃组合物中Al2〇3的量约为9摩尔%。 玻璃制品还包含一种或多种碱性氧化物。碱性氧化物(R20)促进了玻璃组合物的 可离子交换性,并因此促进了玻璃制品的化学强化。在一些实施方式中,玻璃组合物中存在 的碱性氧化物包括化2〇和/或Κ2〇(即/'护是Na和/或K)。在一些实施方式中,玻璃组合物中存 在的R20的总浓度大于或等于约13摩尔%至小于或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃制品,其包括:大于或等于约40摩尔%至小于或等于约68摩尔%的SiO2;小于或等于约11摩尔%的Al2O3;R2O:R’O的摩尔比大于或等于约1:1至小于或等于约2:1;MgO:CaO的摩尔比大于或等于约0.6:1至小于或等于约1.8:1;以及在其至少一个表面上的压缩应力层,所述压缩应力层的压缩应力大于或等于约800MPa。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:T·M·格罗斯
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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