低碱金属含量的硼硅酸盐玻璃制造技术

根据一个实施方式，玻璃可包含约50摩尔％至约70摩尔％的SiO2；约12摩尔％至约35摩尔％的B2O3；约4摩尔％至约12摩尔％的Al2O3；大于0摩尔％且小于或等于1摩尔％的碱金属氧化物，其中Li2O大于或等于约20％的碱金属氧化物；约0.3摩尔％至约0.7摩尔％的Na2O或Li2O；和大于0摩尔％且小于12摩尔％的总的二价氧化物，其中所述总的二价氧化物包括CaO、MgO和SrO中至少一种，其中Li2O(摩尔％)与(Li2O(摩尔％)+(Na2O(摩尔％))的比率大于或等于0.4且小于或等于0.6。玻璃可以具有相对低的高温电阻率和相对高的低温电阻率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低碱金属含量的硼硅酸盐玻璃相关申请的交叉参考本申请根据35U.S.C.§119要求于2015年12月21日提交的系列号为62/270256的美国临时申请的优先权权益，本申请以该申请的内容为基础，并且通过引用的方式全文纳入本文。
技术介绍

本说明书一般地涉及硼硅酸盐玻璃，并且更具体地涉及具有较低碱金属含量的硼硅酸盐玻璃。
技术介绍
玻璃基材通常用于各种电子应用，包括LED和LCD显示器中使用的基材，触摸屏应用等。用于这种应用的玻璃基材的化学强化可以通过离子交换过程来实现，在该过程中，玻璃中较小的碱金属离子被交换为放置玻璃的熔融盐浴中存在的较大的碱金属离子。要通过离子交换强化的玻璃的服从性(即，其“离子交换性”)至少部分归因于玻璃中碱金属离子的迁移率。也就是说，碱金属离子在玻璃中的迁移性越高，玻璃越容易通过离子交换来强化。尽管玻璃中碱金属离子的迁移可以促进化学强化，但在某些应用中，高碱金属离子迁移率并不总是理想的特性。例如，一些玻璃基材可用于其中在玻璃基材的表面上沉积多个薄膜晶体管(TFT)的显示装置应用。当玻璃基材含有高度迁移性的碱金属离子时，碱金属离子可能迁移到TFT材料中并“毒化”TFT，导致它们不能工作。因此，对于一些应用，玻璃中碱金属离子的量被减少或消除。但是，消除玻璃中的碱金属离子也具有负面影响。例如，玻璃通常通过使电流流过玻璃而熔化。当高迁移性的碱金属离子从玻璃中减少或除去时，玻璃的高温电阻率随着熔化玻璃所需的电压显著增加，这又导致含有玻璃的耐火材料更快地降解或甚至失效。因此，需要具有相对低的高温电阻率以帮助熔融和相对高的低温电阻率以降低玻璃中碱金属离子的迁移率的替代玻璃。
技术实现思路
本专利技术的第一方面包括一种玻璃，其包含约50摩尔％至约70摩尔％的SiO2；约12摩尔％至约35摩尔％的B2O3；约4摩尔％至约12摩尔％的Al2O3；大于0摩尔％且小于或等于1摩尔％的碱金属氧化物，其中Li2O大于或等于约20％的碱金属氧化物；约0.3摩尔％至约0.7摩尔％的Na2O或Li2O；和大于0摩尔％且小于12摩尔％的总的二价氧化物，其中所述总的二价氧化物包括CaO、MgO和SrO中至少一种，其中Li2O(摩尔％)与(Li2O(摩尔％)+(Na2O(摩尔％))的比率大于或等于0.4且小于或等于0.6。在根据第一方面的第二方面中，其中玻璃具有大于或等于1x109Ω-cm的低温电阻率。在根据任何前述方面的第三方面中，其中玻璃具有小于或等于180Ω-cm的高温电阻率。在根据任何前述方面的第四方面中，其中所述玻璃具有小于约40x10-7/℃的热膨胀系数和小于约65GPa的杨氏模量。在根据任何前述方面的第五方面中，其中所述玻璃具有大于或等于100kP的液相线粘度。在根据任何前述方面的第六方面中，其中Li2O的浓度大于或等于约40％的所述碱金属氧化物。在根据任何前述方面的第七方面中，其中玻璃的杨氏模量在玻璃的最大杨氏模量的+/-0.2以内。在根据任何前述方面的第八方面中，其中玻璃的硬度在最大硬度的+/-0.2内。在根据任何前述方面的第九方面中，其中所述玻璃包含小于或等于0.5摩尔％的碱金属氧化物。在根据前述任一方面的第十方面中，其中总的二价氧化物小于或等于Al2O3的浓度+1摩尔％。在根据任何前述方面的第十一方面中，其中总二价氧化物小于或等于Al2O3的浓度。第十二方面包括一种玻璃，其包含约50摩尔％至约70摩尔％的SiO2；约12摩尔％至约35摩尔％的B2O3；约4摩尔％至约12摩尔％的Al2O3；大于0摩尔％且小于或等于1摩尔％的碱金属氧化物，其中Li2O大于或等于约20％的碱金属氧化物；约0.2摩尔％至约0.7摩尔％的K2O；和大于0摩尔％且小于12摩尔％的总的二价氧化物，其中所述总的二价氧化物包括CaO、MgO和SrO中至少一种，其中Li2O(摩尔％)与(Li2O(摩尔％)+(Na2O(摩尔％))的比率大于或等于0.4且小于或等于0.6。在根据第十二方面的第十三方面中，其中玻璃具有大于或等于1x109Ω-cm的低温电阻率。在根据第十二或第十三方面的第十四方面中，其中玻璃具有小于或等于180Ω-cm的高温电阻率。在根据第十二至第十四方面中任一方面的第十五方面中，其中所述玻璃具有小于约40x10-7/℃的热膨胀系数和小于约65GPa的杨氏模量。在根据第十二至第十五方面中任一方面的第十六方面中，其中玻璃具有大于或等于100kP的液相线粘度。在根据第十二至第十六方面中任一项的第十七方面中，其中Li2O的浓度大于或等于约40％的碱金属氧化物。在根据第十二至第十七方面中任一方面的第十八方面中，其中玻璃的杨氏模量在玻璃的最大杨氏模量的+/-0.2以内。在根据第十二至第十八方面中任一方面的第十九方面中，其中玻璃的硬度在最大硬度的+/-0.2内。在根据第十二至第十九方面中任一方面的第二十方面中，其中所述玻璃包含小于或等于0.5摩尔％的碱金属氧化物。在根据第十二至第二十方面中任一项的第二十一方面中，其中二价氧化物的总量小于或等于Al2O3的浓度+1摩尔％。在根据第十二至第二十一方面中任一项的第二十二方面中，其中二价氧化物的总量小于或等于Al2O3的浓度。第二十三方面包括一种玻璃层压体，其包含芯体玻璃；熔合至所述芯体玻璃的包层玻璃，所述包层玻璃包含SiO2,B2O3,Al2O3和大于0摩尔％且小于或等于1摩尔％的碱金属氧化物，其中：Li2O大于或等于约20％的碱金属氧化物；所述包层玻璃具有第一热膨胀系数；并且所述芯体玻璃具有大于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。在根据第二十三方面的第二十四方面中，其中包层玻璃具有大于或等于1x109Ω-cm的低温电阻率。在根据第二十三或二十四方面的第二十五方面中，其中包层玻璃具有小于或等于180Ω-cm的高温电阻率。在根据第二十三至第二十五方面中任一项的第二十六方面中，其中Li2O的浓度大于或等于约40％的碱金属氧化物。在根据第二十三至第二十六方面中任一项的第二十七方面中，其中Li2O(摩尔％)与(Li2O(摩尔％)+(Na2O(摩尔％))的比率大于或等于0.3且小于或等于0.7。在根据第二十三至第二十七方面中任一方面的第二十八方面中，其中包层玻璃的弹性模量在包层玻璃的最大弹性模量的+/-0.2以内。在第二十三至第二十八方面中的任一方面的第二十九方面中，其中包层玻璃处于至少40MPa的压缩应力下。第三十方面包括消费电子产品，其包括具有前表面、后表面和侧表面的壳体；至少部分地在壳体内提供的电子组件；和设置在显示器上的第一至第二十二方面中任一项的玻璃。第三十一方面包括消费电子产品，其包括具有前表面、后表面和侧表面的壳体；至少部分地在壳体内提供的电子组件；和设置在显示器上的第二十三至第二十九方面中任一项的玻璃层压体。在以下的详细描述中列出了本文所述的玻璃的其他特征和优点，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实施方式而被认识。应理解，前述的一般性描述和下文的详细描述都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所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个实施方式的进一步理解，附图并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃，其包含：从约50摩尔％到约70摩尔％的SiO2；从约12摩尔％到约35摩尔％的B2O3；从约4摩尔％到约12摩尔％的Al2O3；大于0摩尔％且小于或等于1摩尔％的碱金属氧化物，其中Li2O大于或等于约20％的碱金属氧化物；从约0.3摩尔％到约0.7摩尔％的Na2O或Li2O；和大于0摩尔％且小于12摩尔％的总的二价氧化物，其中所述总的二价氧化物包括CaO、MgO和SrO中至少一种，其中，Li2O(摩尔％)与(Li2O(摩尔％)+(Na2O(摩尔％))的比率大于或等于0.4且小于或等于0.6。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.21 US 62/270,2561.一种玻璃，其包含：从约50摩尔％到约70摩尔％的SiO2；从约12摩尔％到约35摩尔％的B2O3；从约4摩尔％到约12摩尔％的Al2O3；大于0摩尔％且小于或等于1摩尔％的碱金属氧化物，其中Li2O大于或等于约20％的碱金属氧化物；从约0.3摩尔％到约0.7摩尔％的Na2O或Li2O；和大于0摩尔％且小于12摩尔％的总的二价氧化物，其中所述总的二价氧化物包括CaO、MgO和SrO中至少一种，其中，Li2O(摩尔％)与(Li2O(摩尔％)+(Na2O(摩尔％))的比率大于或等于0.4且小于或等于0.6。2.如权利要求1所述的玻璃，其中所述玻璃的低温电阻率大于或等于1x109Ω-cm。3.如权利要求1或2所述的玻璃，其中所述玻璃的高温电阻率小于或等于180Ω-cm。4.如前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述玻璃具有小于约40x10-7/℃的热膨胀系数和小于约65GPa的杨氏模量。5.如前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述玻璃具有大于或等于100kP的液相线粘度。6.如前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中Li2O的浓度大于或等于约40％的所述碱金属氧化物。7.如前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述玻璃的杨氏模量在所述玻璃的最大杨氏模量的+/-0.2以内。8.如前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述玻璃的硬度在最大硬度的+/-0.2内。9.如前述权利要求中任一项所述的玻璃，包含小于或等于0.5摩尔％的碱金属氧化物。10.如前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中总的二价氧化物小于或等于Al2O3的浓度+1摩尔％。11.如前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中总的二价氧化物小于或等于Al2O3的浓度。12.一种玻璃，其包含：从约50摩尔％到约70摩尔％SiO2；从约12摩尔％到约35摩尔％B2O3；从约4摩尔％到约12摩尔％的Al2O3；大于0摩尔％且小于或等于1摩尔％的碱金属氧化物，其中Li2O大于或等于约20％的碱金属氧化物；从约0.2摩尔％到约0.7摩尔％的K2O；和大于0摩尔％且小于12摩尔％的总的二价氧化物，其中所述总的二价氧化物包括CaO、MgO和SrO中至少一种，其中，Li2O(摩尔％)与(Li2O(摩尔％)+(Na2O(摩尔％))的比率大于或等于0.4且小于或等于0.6。13.如权利要求12所述的玻璃，其中所述玻璃的低温电阻率大于或等于1x109Ω-cm。14.如权利要求12或13所述的玻璃，其中所述玻璃的高温电阻率小于或等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·德拉米勒，J·C·莫罗，C·M·史密斯，张丽英，
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