化学强化玻璃及其制造方法技术

本发明专利技术涉及化学强化玻璃及其制造方法。本发明专利技术涉及一种化学强化玻璃，所述化学强化玻璃具有厚度t[mm]，其中，在利用散射光光弹性应力计测定的所述化学强化玻璃的从玻璃表面起算的深度x[μm]处的应力值CS

【技术实现步骤摘要】
化学强化玻璃及其制造方法


[0001]本专利技术涉及经过化学强化的玻璃及其制造方法。

技术介绍

[0002]使用化学强化玻璃作为便携式终端的保护玻璃等。化学强化玻璃通过以下方式得到：使玻璃与硝酸钠等熔融盐组合物接触，从而在玻璃中所含的碱金属离子与熔融盐组合物中所含的离子半径较大的碱金属离子之间发生离子交换，由此在玻璃的表面部分形成压应力层。化学强化玻璃的强度取决于由将从玻璃表面起算的深度作为变量的压应力值(以下，也简称为CS)表示的应力分布。
[0003]便携式终端等的保护玻璃有时由于落下时等的变形而发生破裂。为了防止这样的断裂、即由弯曲引起的断裂，增大玻璃表面的压应力是有效的。因此，最近，形成700MPa以上的高表面压应力的情况增多。
[0004]另一方面，便携式终端等的保护玻璃在末端落下到沥青、沙子上时，有时由于与突起物的碰撞而发生破裂。为了防止这样的断裂、即由冲击引起的断裂，通过增大压应力层深度而将压应力层形成至玻璃的更深的部分从而提高强度是有效的。
[0005]但是，当在玻璃物品的表面部分形成压应力层时，必然在玻璃物品中心部产生与表面的压应力的总量对应的拉应力(以下，也简称为CT)。当该拉应力值变得过大时，玻璃物品在断裂时剧烈地破裂，从而碎片飞散。当CT大于该阈值(以下，也简称为CT极限)时，受到损伤时的碎片数爆炸性地增加。
[0006]因此，对于化学强化玻璃而言，一方面增大表面的压应力，并且将压应力层形成至更深的部分，另一方面设计表层的压应力的总量以使得不超过CT极限。例如，在专利文献1中公开了将CT控制在特定范围内的化学强化玻璃。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009][专利文献1]日本特表2017
‑
523110号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的问题
[0011]可见，需要能够在避免达到CT极限的同时形成压应力层并且能够抑制由冲击引起的断裂的落下强度优异的化学强化玻璃。
[0012]因此，本专利技术的目的在于，提供一种能够抑制由冲击引起的断裂的落下强度优异的化学强化玻璃及其制造方法。
[0013]用于解决问题的手段
[0014]本专利技术人等对上述问题进行了研究，结果可知，通过向在含锂玻璃的两步化学强化中的第二步化学强化中使用的熔融盐组合物中添加特定范围的浓度的锂离子，能够得到在降低玻璃表面中的压应力的同时将对落下时的耐冲击性有效的玻璃深层中的压应力控
制在一定水平以上的化学强化玻璃。而且，发现利用该化学强化玻璃能够解决上述问题，从而完成了本专利技术。
[0015]本专利技术涉及一种化学强化玻璃，所述化学强化玻璃具有厚度t[mm]，其中，在利用散射光光弹性应力计测定的从玻璃表面起算的深度x[μm]处的应力值CS
x
[MPa]的分布中，上述应力值CS
x
的二阶微分的值CS
x”在CS
x
≥0的范围内满足下式：
[0016]0＜CS
x”≤0.050。
[0017]本专利技术涉及一种化学强化玻璃的制造方法，所述化学强化玻璃的制造方法包含以下步骤：
[0018]通过使含锂玻璃浸渍在含有钠离子和钾离子的第一熔融盐组合物中而进行第一离子交换、和
[0019]通过使上述含锂玻璃浸渍在含有钾离子的第二熔融盐组合物中而进行第二离子交换，其中，
[0020]上述第一熔融盐组合物中的硝酸钾浓度大于硝酸钠浓度，
[0021]上述第二熔融盐组合物中的硝酸钾浓度为85质量％以上，并且钠离子/锂离子的质量比为0以上且15以下。
[0022]专利技术效果
[0023]本专利技术的化学强化玻璃具有特定的应力分布，由此能够避免达到CT极限，并且能够显示出优异的落下强度。
附图说明
[0024]图1A示出本专利技术中的应力值CS
x
的分布的一例。图1B示出本专利技术中的应力值CS
x
的分布的一阶微分CS
x
’
、二阶微分CS
x”的绝对值的一例。
[0025]图2示出在本专利技术中的第一离子交换后和第二离子交换后的应力值CS
x
的分布的一例。
[0026]图3示出本专利技术和现有技术中的两步化学强化后的应力值CS
x
的分布的一例。
[0027]图4示出实施例中的应力值CS
x
的分布。
[0028]图5示出实施例中的应力值CS
x
的分布的一阶微分CS
x
’
、二阶微分CS
x”的绝对值。
[0029]图6示出实施例中的落下强度试验的结果。
[0030]图7示出实施例中的应力CS
x
的分布以及应力值CS
x
的分布的一阶微分CS
x
’
、二阶微分CS
x”的绝对值。
[0031]图8A和图8B示出实施例中的合成后分布的应力分布。图8A示出直到深度100μm为止的应力分布。图8B示出将从表层到3μm的范围放大后的应力分布。
具体实施方式
[0032]＜应力测定方法＞
[0033]近年来，面向智能手机等的保护玻璃，实施了两步化学强化的玻璃成为主流，在所述两步化学强化中，使玻璃内部的锂离子与钠离子进行交换(Li
‑
Na交换)，然后进一步在玻璃的表层部中使玻璃内部的钠离子与钾离子进行交换(Na
‑
K交换)。
[0034]为了以无损的方式获得这样的两步化学强化玻璃的应力分布，例如可以并用散射
光光弹性应力计(Scattered Light Photoelastic Stress Meter，以下也简称为SLP)、玻璃表面应力计(Film Stress Measurement，以下也简称为FSM)等。
[0035]使用散射光光弹性应力计(SLP)的方法能够测定在从玻璃表层起算几十μm以上的玻璃内部的由Li
‑
Na交换产生的压应力。另一方面，使用玻璃表面应力计(FSM)的方法能够测定在从玻璃表面起算几十μm以下的玻璃表层部的由Na
‑
K交换产生的压应力(例如，国际公开第2018/056121号、国际公开第2017/115811号)。因此，有时使用将SLP和FSM的信息合成而得到的应力分布作为两步化学强化玻璃中的玻璃表层和内部的应力分布。
[0036]另一方面，在本专利技术中，为了研究通过离子交换引入的钠离子的影响，主要使用利用散射光光弹性应力计(SLP)测定的应力分布。需要说明的是，在本说明书中，将利用散射光光弹性应力计(SLP)测定的应力分布称为“SLP应力分布”或简称为“应力分布”，将SLP和FSM的信息合成而得到的应力分布称为“合成后分布”等，从而进行区别。另外，在简称为应力值CS
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学强化玻璃，所述化学强化玻璃具有厚度t[mm]，其中，在利用散射光光弹性应力计测定的所述化学强化玻璃的从玻璃表面起算的深度x[μm]处的应力值CS
x
[MPa]的分布中，所述应力值CS
x
的二阶微分的值CS
x”在CS
x
≥0的范围内满足下式：0＜CS
x”≤0.050。2.如权利要求1所述的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的拉应力值CT2[MPa]使用所述厚度t[mm]满足下式：CT2≤
‑
120t+164。3.如权利要求1或2所述的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的拉应力值CT2[MPa]使用所述厚度t[mm]满足下式：
‑
120t+150≤CT2。4.如权利要求1～3中任一项所述的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的从玻璃表面起算的深度50[μm]处的应力值CS
50
使用所述厚度t[mm]、拉应力值CT2[MPa]和压应力层深度DOL[mm]满足下式：CS
50
/(CT2×
(t
‑2×
DOL))/t≥4.90。5.如权利要求1～4中任一项所述的化学强化玻璃，其中，在所述应力值CS
x
[MPa]的分布中，所述应力值CS
x
的一阶微分的值CS
x
’
为
‑
5.3以上。6.如权利要求1～5中任一项所述的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃为通过进行两步以上的化学强化而得到的化学强化玻璃，并且所述化学强化玻璃的拉应力值CT2[MPa]为所述两步以上的化学强化中的第一步化学强化后的化学强化玻璃的拉应力值CT1[MPa]的50％～93％的值。7.如权利要求1～6中任一项所述的化学强化玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔％计，所述化学强化玻璃的基本组成含有：52％～75％的SiO2、8％～20％的Al2O3、5％～16％的Li2O、和8％以下的Na2O。8.一种化学强化玻璃的制造方法，所述化学强化玻璃的制造方法包含以下步骤：通过使含锂玻璃浸渍在含有钠离子和钾离子的第一熔融盐组合物中而进行第一离子交换、和通过使所述含锂玻璃浸渍在含有钾离子的第二熔融盐组合物中而进行第二离子交换，其中，所述第一熔融盐组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：关谷要，藤原祐辅，
申请(专利权)人：AGC株式会社，
类型：发明
国别省市：