具有高断裂韧度的玻璃制造技术

玻璃组合物包含：50摩尔％至69摩尔％SiO

Glass with high fracture toughness

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高断裂韧度的玻璃相关申请交叉参考本申请要求2018年5月11日提交的荷兰专利申请第2020914号的优先权权益，其要求2018年3月29日提交的美国临时申请系列第62/649,958号的优先权权益，本文以它们的内容作为基础并将其全文分别通过引用结合入本文。
技术介绍

本说明书一般地涉及适合用作电子装置的覆盖玻璃的玻璃组合物。更具体来说，本说明书涉及可以形成用于电子装置的覆盖玻璃的含锂铝硅酸盐玻璃。技术背景便携式装置(例如，智能手机、平板、便携式媒体播放器、个人电脑和照相机)的移动特性使得这些装置特别容易遭受意外掉落到硬表面(例如，地面)上。这些装置通常结合了覆盖玻璃，所述覆盖玻璃可能在受到硬表面冲击之后变得受损。在许多这些装置中，覆盖玻璃起到显示屏覆盖的作用，并且可能结合了触摸功能性，从而当覆盖玻璃受损时，装置的使用受到负面影响。当相关的便携式装置掉落到硬表面上时，覆盖玻璃存在两种主要失效模式。一种模式是挠性失效，这是由于当装置受到来自硬表面的撞击时的动态负荷时，玻璃弯曲所导致的。另一种模式是锋利接触失效，这是由于向玻璃表面引入了破坏所导致的。粗糙硬表面(例如，沥青、花岗石等)撞击玻璃会导致玻璃表面中的锋利压痕。这些压痕变成玻璃表面中的失效点位，由此可能建立起裂纹并发生扩展。通过涉及在玻璃表面中诱发压缩应力的离子交换技术可以使得玻璃对于挠性失效更具有抗性。但是，离子交换玻璃对于动态锋利接触仍然是易受损的，这是由于玻璃与锋利物体接触中的局部压痕所导致的高应力集中。<br>玻璃制造商以及手持式装置制造商持续地努力改善手持式装置对于锋利接触失效的抗性。解决方案从覆盖玻璃上的涂层到当装置掉落到硬表面上的时候防止覆盖玻璃受到硬表面直接撞击的斜面。但是，由于美观和功能性要求的限制，完全防止覆盖玻璃不受到硬表面的撞击是非常困难的。还希望便携式装置尽可能得薄。因此，除了强度之外，还希望将用作便携式装置中的覆盖玻璃的玻璃制造得尽可能薄。因此，除了增加覆盖玻璃的强度之外，还希望玻璃的机械特性允许其通过能够制造薄玻璃制品(例如，薄玻璃片)的工艺形成。因此，存在对于这样的玻璃的需求，所述玻璃可以通过例如离子交换进行强化，并且具有允许将它们形成为薄玻璃制品的机械性质。
技术实现思路
根据实施方式，提供了玻璃制品。玻璃制品包含：50摩尔％至69摩尔％SiO2，12.5摩尔％至25摩尔％Al2O3，0摩尔％至8摩尔％B2O3，大于0摩尔％至4摩尔％CaO，大于0摩尔％至17.5摩尔％MgO，0.5摩尔％至8摩尔％Na2O，0摩尔％至2.5摩尔％La2O3，以及大于8摩尔％至18摩尔％Li2O。玻璃组合物的特征在于：(Li2O+Na2O+MgO)/Al2O3是0.9至小于1.3；以及Al2O3+MgO+Li2O+ZrO2+La2O3+Y2O3是大于23摩尔％至小于50摩尔％。根据实施方式，提供了玻璃制品。玻璃制品的中心处的组成包含：50摩尔％至69摩尔％SiO2，12.5摩尔％至25摩尔％Al2O3，0摩尔％至8摩尔％B2O3，大于0摩尔％至4摩尔％CaO，大于0摩尔％至17.5摩尔％MgO，0.5摩尔％至8摩尔％Na2O，0摩尔％至2.5摩尔％La2O3，和大于8摩尔％至18摩尔％Li2O，其中，(Li2O+Na2O+MgO)/Al2O3是0.9至小于1.3，以及Al2O3+MgO+Li2O+ZrO2+La2O3+Y2O3是大于23摩尔％至小于50摩尔％。玻璃制品包括从玻璃制品的表面延伸到压缩深度的压缩应力区域。根据实施方式，提供了玻璃制品。玻璃包含：SiO2、Al2O3和Li2O。玻璃的特征在于以下至少一种：通过臂章短杆方法(chevronshortbarmethod)测得的K1C值是至少0.75；以及通过双扭转法测得的K1C值是至少0.8。作为方面(1)，提供了玻璃制品。玻璃制品包含：50摩尔％至69摩尔％SiO2，12.5摩尔％至25摩尔％Al2O3，0摩尔％至8摩尔％B2O3，大于0摩尔％至4摩尔％CaO，大于0摩尔％至17.5摩尔％MgO，0.5摩尔％至8摩尔％Na2O，0摩尔％至2.5摩尔％La2O3，和大于8摩尔％至18摩尔％Li2O，其中，(Li2O+Na2O+MgO)/Al2O3是0.9至小于1.3，以及Al2O3+MgO+Li2O+ZrO2+La2O3+Y2O3是大于23摩尔％至小于50摩尔％。作为方面(2)，提供了方面(1)的玻璃制品，玻璃制品包含大于8摩尔％至16摩尔％Li2O。作为方面(3)，提供了方面(1)或(2)的玻璃制品，玻璃制品包含0摩尔％至2摩尔％TiO2。作为方面(4)，提供了方面(1)至(2)中任一项的玻璃制品，玻璃制品包含0摩尔％至2.5摩尔％ZrO2。作为方面(5)，提供了方面(1)至(4)中任一项的玻璃制品，玻璃制品包含0摩尔％至1摩尔％SrO。作为方面(6)，提供了方面(1)至(5)中任一项的玻璃制品，玻璃制品包含0摩尔％至2摩尔％Y2O3。作为方面(7)，提供了方面(1)至(6)中任一项的玻璃制品，玻璃制品还包含K2O。作为方面(8)，提供了方面(1)至(6)中任一项的玻璃制品，玻璃制品其中的(Li2O+Na2O+MgO)/Al2O3是0.9至1.0。作为方面(9)，提供了方面(1)至(8)中任一项的玻璃制品，玻璃制品其中的Al2O3+MgO+Li2O+ZrO2+La2O3+Y2O3是25摩尔％至46摩尔％。作为方面(10)，提供了方面(1)至(9)中任一项的玻璃制品，玻璃制品包含大于0.5摩尔％至17.5摩尔％MgO。作为方面(11)，提供了方面(1)至(10)中任一项的玻璃制品，玻璃制品包含大于0摩尔％至12摩尔％MgO。作为方面(12)，提供了方面(1)至(11)中任一项的玻璃制品，玻璃制品包含14摩尔％至24摩尔％Al2O3。作为方面(13)，提供了方面(1)至(12)中任一项的玻璃制品，玻璃制品其中的玻璃制品基本不含P2O5。作为方面(14)，提供了方面(1)至(13)中任一项的玻璃制品，玻璃制品包含0.5摩尔％至8摩尔％B2O3。作为方面(15)，提供了方面(1)至(14)中任一项的玻璃制品，玻璃制品其中的玻璃是可熔合成形的。作为方面(16)，提供了方面(1)至(15)中任一项的玻璃制品，其中，玻璃的特征在于以下至少一种：通过臂章短杆方法(chevronshortbarmethod)测得的K1C值是至少0.75；以及通过双扭转法测得的K1C值是至少0.8。作为方面(17)，提供了方面(1)至(16)中任一项的玻璃制品，其中，5.631+0.148·Al2O3+0.142·B2O3-0.062·CaO-0.188·K2O+0.030·MgO-0.099·Na2O-0.043·Li2O-0.188·P2O5+0.020·ZnO-0.062·SrO+0.200·ZrO2≥6.5，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃制品，其包含：/n50摩尔％至69摩尔％SiO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180511 NL 2020914;20180329 US 62/649,9581.一种玻璃制品，其包含：
50摩尔％至69摩尔％SiO2；
12.5至25摩尔％Al2O3；
0摩尔％至8摩尔％B2O3；
大于0摩尔％至4摩尔％CaO；
大于0摩尔％至17.5摩尔％MgO；
0.5摩尔％至8摩尔％Na2O；
0摩尔％至2.5摩尔％La2O3；和
大于8摩尔％至18摩尔％Li2O；
其中，
(Li2O+Na2O+MgO)/Al2O3是0.9至小于1.3；以及
Al2O3+MgO+Li2O+ZrO2+La2O3+Y2O3是大于23摩尔％至小于50摩尔％。


2.如权利要求1所述的玻璃制品，其包含大于8摩尔％至16摩尔％Li2O。


3.如权利要求1或2所述的玻璃制品，其包含0摩尔％至2摩尔％TiO2。


4.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其包含0摩尔％至2.5摩尔％ZrO2。


5.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其包含0摩尔％至1摩尔％SrO。


6.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其包含0摩尔％至2摩尔％Y2O3。


7.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其还包含K2O。


8.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其中，(Li2O+Na2O+MgO)/Al2O3是0.9至1.0。


9.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其中，Al2O3+MgO+Li2O+ZrO2+La2O3+Y2O3是25摩尔％至46摩尔％。


10.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其包含大于0.5摩尔％至17.5摩尔％MgO。


11.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其包含大于0摩尔％至12摩尔％MgO。


12.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其包含14摩尔％至24摩尔％Al2O3。


13.如前述权利要求任一项所述的玻璃制品，其中，玻璃制品基本不含P2O5。


14.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其包含0.5摩尔％至8摩尔％B2O3。


15.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其中，玻璃是可熔融成形的。


16.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其中，玻璃制品的特征在于以下至少一种：
通过臂章短杆方法测得的K1C值是至少0.75；以及
通过双扭转法测得的K1C值是至少0.8。


17.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品，其中，5.631+0.148·Al2O3+0.142·B2O3-0.062·CaO-0.188·K2O+0.030·MgO-0.099·Na2O-0.043·Li2O-0.188·P2O5+0.020·ZnO-0.062·SrO+0.200·ZrO2≥6.5，其中，每种组分值的单位是摩尔％。


18.一种玻璃制品，其包括：
在玻璃制品的中心处的组成包含：
50摩尔％至69摩尔％SiO2；
12.5至25摩尔％Al2O3；
0摩尔％至8摩尔％B2O3；
大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓菊，P·J·莱齐，罗健，
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