单面优势压应力玻璃及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种单面优势压应力玻璃及其制备方法与应用。所述单面优势压应力玻璃一种单面优势压应力玻璃，所述单面优势压应力玻璃具有相对的两个表面，沿所述单面优势压应力玻璃的所述表面至内部的方向，所述单面优势压应力玻璃的至少一表层为离子交换层，且至少一所述表层的压应力递减，且两所述表层的压应力积分相差10％以上。本发明专利技术单面优势压应力玻璃的压应力深度大，强度高，具有高的抗跌落性能，其制备方法其所述制备方法工艺条件易控，能够保证制备的单面优势压应力玻璃性能稳定。

Single side dominant compressive stress glass and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
单面优势压应力玻璃及其制备方法与应用
本专利技术属于玻璃制品
，具体涉及一种单面优势压应力玻璃及其制备方法与应用。
技术介绍
玻璃由于其本身具有透明性、耐高温等特点，因此，玻璃在日常生活中得到了广泛的应用。比如，玻璃在保护装置、装潢等领域得到了广泛的应用。但是玻璃也存在一定的不足，如存在抗冲击性不强，易碎等缺陷，从而限制了玻璃在一些领域的应用。为了弥补玻璃的该些缺点，使得玻璃满足特定领域中的应用要求，需要对玻璃进行相应的强化处理，以增强玻璃相应的机械性能。玻璃强化是一种利用高温离子交换工艺，在高温熔盐中大碱金属离子取代玻璃中的小碱金属离子从而产生交换离子体积差，在玻璃一定的表层中产生由高到低的压应力，阻碍和延缓玻璃微裂纹的扩展，达到提高玻璃机械强度的目的。但是张应力与压应力是共生关系，单面优势压应力玻璃在表面产生压应力的同时，其内部也不可避免的产生了相应的张应力。张应力会在玻璃的中心内部产生张力，并在玻璃受到冲击时，作为玻璃开裂的助力，甚至是玻璃裂纹产生和扩展的原因。经过分析玻璃断面可知，张应力可以严重的破坏玻璃的网络结构。当玻璃内部具有微裂纹时，在过大的张应力影响下，单面优势压应力玻璃的机械强度会下降，尤其是抗跌落性能。当张应力过大时，强化玻璃很容易在轻微的冲击下发生爆炸性开裂，甚至会产生自爆现象。这样会对含有该强化玻璃的产品的可靠性和人身安全性产生严重影响。但是随着人们对产品的要求越来越高，玻璃也越来越多的被得到了应用，这样，对玻璃的要求也越来越高。具体的如现今智能产品中，随着苹果、三星等智能手机巨头开始引领手机全面屏概念，标志全面屏手机时代的到来，并且随着5G通讯及无线充电等新技术的应用，玻璃材质的无机保护盖板开始逐渐取代金属保护盖板，这使得智能手机的90％以上的面积全为玻璃材质。这样就对玻璃的如厚度、强度、抗摔等相关性能提出了更高的要求。为满足薄玻璃的强度需求，目前超薄玻璃的强化手段仅为化学强化法，利用离子体积差效应，在内部产生压应力，使微裂纹更难扩展生长，增大玻璃强度。但目前最优的强化玻璃材料锂铝硅玻璃，其强化深度已经达到极限，普通强化下，单面应力达到了厚度的17％，已经接近极限。对于一切较薄的玻璃，如0.5mm以下，其获得的压应力深度极为有限。而且现有普通强化的复合压应力玻璃，由于两面的应力相同，张应力处于玻璃中间位置，这样的应力分布会限制玻璃的单面压应力深度不可能超过玻璃厚度的一半，一般复合压应力的极限深度仅为玻璃厚度的20％。而在盖板玻璃抗跌落测试中，玻璃的破坏是由于玻璃跌落到粗糙地面，受到尖锐颗粒冲击，由于是点冲击，接触面积小，其很容易破坏具有高压应力的表面并产生向玻璃内部的扩展裂纹，当裂纹到达张应力区时，玻璃极易破碎。而目前复合压应力由于其高深度，从其断面观察，其具单面裂纹压制层最高为玻璃的25％，这可以延长裂纹扩展至张应力区域的难度，提高玻璃的抗跌落性能。但是由于玻璃的张应力处于中间，两面为相同的压应力，张应力共生相等的关系，这就限制了规定厚度下，压应力深度能达到的极限值。而正常玻璃使用中，仅是一面需要具有更高的强度。为在现有的应力极限下提高玻璃的强度及安全性，如目前提出了通过镀膜的方式在强化玻璃的一个表面增加压应力，实现了玻璃两面的压应力不一致，其中的一面压应力较另一面高，虽然增加强化玻璃的抗冲击能力，但是正因为两面的应力存在差值导致了玻璃基体的微形变。另外的，目前还公开看一种在不同区域内应力分布不均匀的强化玻璃以提高强化玻璃的强度.但是这种的强化玻璃至少存在两个内应力不同的区域，这种内应力分布不均的玻璃，在某些应用上能够带来特别的安全性，但这种技术并不能带来增加玻璃额外的强度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的所述不足，提供一种单面优势压应力玻璃及其制备方法，以解决现有单面优势压应力玻璃机械强度特别是抗跌落性能不太理想的技术。为了实现所述专利技术目的，本专利技术一方面，提供了一种单面优势压应力玻璃。所述单面优势压应力玻璃具有相对的两个表面，沿所述单面优势压应力玻璃的所述表面至内部的方向，至少一表面表层的压应力递减，且两所述表面表层的压应力积分相差10％以上。本专利技术另一方面，提供了一种单面优势压应力玻璃的制备方法。所述单面优势压应力玻璃的制备方法包括如下步骤：d1：提供待强化的玻璃基体，所述玻璃基体具有相对设置的两个表面；d2：在所述玻璃基体的一所述表面上涂覆抗离子交换保护涂层，并对所述保护涂层进行固化处理；d3：将含有所述保护涂层的所述玻璃基体置入第一离子交换盐浴中进行钠-锂离子交换处理或钠-锂离子交换与钾-钠离子交换处理；d4：去除所述玻璃基体的一所述表面上涂覆的所述保护涂层。本专利技术又一方面，提供了本专利技术单面优势压应力玻璃在制备电子显示设备的盖板、车载显示设备、可穿戴设备显示中的应用。与现有技术相比，本专利技术单面优势压应力玻璃的压应力深度大，其单面压应力深度可接近玻璃的50％，其表面压应力至少为600MPa以上，这样所述单面优势压应力玻璃将其一面赋予更高的压应力深度，从而具有更高的裂纹压制层，从而具有高的抗跌落性能。本专利技术单面优势压应力玻璃的制备方法通过对玻璃基体进行单面优势压应力的强化处理，使得获得的强化玻璃压应力深度大，而且具有表面表层的压应力积分相差10％以上的特性，具有高强度和高的抗跌落性能。另外，所述制备方法工艺易控制，能够保证制备的单面优势压应力玻璃性能稳定。由于本专利技术单面优势压应力玻璃具有高强度和优异的抗跌落性能，因此，其应用于如电子显示设备的盖板、车载显示设备、可穿戴设备显示的应用中，能够赋予相应产品高的机械强度，使得其具有高强度、耐冲击，尤其是高抗跌落性能，从而提高相应产品的可靠性和安全性。附图说明图1为本专利技术实施例单面优势压应力玻璃结构及其中的压应力值、压应力积分和张应力积分的分布示意图；图2为本专利技术实施例单面优势压应力玻璃的结构示意图；图3为本专利技术实施例单面优势压应力玻璃的产生有痕带的立即断裂面照片；图4为本专利技术实施例单面优势压应力玻璃的抗跌落高度测试示意图；图5为本专利技术实施例单面优势压应力玻璃的抗冲击强度测试示意图；图6为本专利技术实施例单面优势压应力玻璃的一种制备方法的工艺流程图；图7为本专利技术实施例单面优势压应力玻璃的另一种制备方法的工艺流程图；图8为本专利技术实施例单面优势压应力玻璃制备方法中的热弯处理前后的玻璃基体形变结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下文相关专用名称的解释：强化玻璃内部的最大张应力点：张应力区最高张应力的点，称CT-CV。强化玻璃物理厚度中心点：玻璃的中心，如1mm厚度的玻璃，其物理中心就是离玻璃表面0.5mm的位置。压应力深度：压应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单面优势压应力玻璃，所述单面优势压应力玻璃具有相对的两个表面，其特征在于：沿所述单面优势压应力玻璃的所述表面至内部的方向，所述单面优势压应力玻璃的至少一表层为离子交换层，且至少一所述表层的压应力递减，且两所述表层的压应力积分相差10％以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种单面优势压应力玻璃，所述单面优势压应力玻璃具有相对的两个表面，其特征在于：沿所述单面优势压应力玻璃的所述表面至内部的方向，所述单面优势压应力玻璃的至少一表层为离子交换层，且至少一所述表层的压应力递减，且两所述表层的压应力积分相差10％以上。


2.根据权利要求1所述的单面优势压应力玻璃，其特征在于：压应力积分大的所述表层的压应力深度为所述单面优势压应力玻璃厚度的16％-32％，压应力积分小的所述表层的压应力深度为所述单面优势压应力玻璃厚度的1％-10％；和/或
在所述单面优势压应力玻璃的立即断裂的截面上，痕带偏离所述单面优势压应力玻璃的厚度中心，且所述痕带向压应力积分小的所述表面移动，所述痕带偏离所述单面优势压应力玻璃的厚度中心的距离至少是单面优势压应力玻璃厚度的3％。


3.根据权利要求1所述的单面优势压应力玻璃，其特征在于：所述单面优势压应力玻璃内部的最大张应力点与所述单面优势压应力玻璃的物理厚度中心点不重合，且所述单面优势压应力玻璃内部的最大张应力点与所述单面优势压应力玻璃的物理厚度中心点两者的差值绝对值与玻璃总厚度比例为5％-35％，所述单面优势压应力玻璃的张应力线密度为22000-34000Mpa/mm。


4.根据权利要求3所述的单面优势压应力玻璃，其特征在于：所述单面优势压应力玻璃的张应力线密度为30000-34000Mpa/mm。


5.根据权利要求1所述的单面优势压应力玻璃，其特征在于：在两所述表层中，至少一所述表层的压应力为600MPa以上，和/或
两所述表层的压应力差值的绝对值小于或等于500Mpa。


6.根据权利要求1-5任一项所述的单面优势压应力玻璃，其特征在于：在压应力积分大的所述表层中，压应力深度为50μm时，所述压应力为50-200MPa。


7.根据权利要求1-5任一项所述的单面优势压应力玻璃，其特征在于：所述单面优势压应力玻璃的厚度为0.2-0.4mm，所述单面优势压应力玻璃于150g的负载跌落中，其抗跌落高度至少为0.3m；所述单面优势压应力玻璃的厚度为0.45-0.75mm，所述单面优势压应力玻璃于150g的负载跌落中其抗跌落高度至少为0.5m；所述单面优势压应力玻璃的厚度为0.75-1.0mm，所述单面优势压应力玻璃于150g的负载跌落中，其抗跌落高度至少为0.7m；所述单面优势压应力玻璃的厚度为1.00-1.5mm，所述单面优势压应力玻璃于150g的负载跌落中，其抗跌落高度至少为0.85m。


8.根据权利要求1-5任一项所述的单面优势压应力玻璃，其特征在于：所述单面优势压应力玻璃的厚度为0.2-0.5mm，所述单面优势压...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，覃文城，谈宝权，陈芳华，
申请(专利权)人：深圳市东丽华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44