玻璃、化学强化玻璃和电子设备制造技术

本发明专利技术涉及一种玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔百分率计，所述玻璃含有：45％～65％的SiO2、18％～30％的Al2O3、7％～15％的Li2O、合计0～10％的选自Y2O3和La2O3中的一种以上、0～10％的P2O5、0～10％的B2O3和0～4％的ZrO2，并且[Al2O3]

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃、化学强化玻璃和电子设备


[0001]本专利技术涉及玻璃、化学强化玻璃和电子设备。

技术介绍

[0002]在便携式终端的保护玻璃等中使用化学强化玻璃。化学强化玻璃是通过将玻璃浸渍在硝酸钠等熔融盐中等方法而使玻璃中所含的碱离子与熔融盐中所含的离子半径更大的碱离子发生离子交换，由此在玻璃的表层部分形成压应力层的玻璃。
[0003]在专利文献1中公开了如下方法：通过对含有锂的铝硅酸盐玻璃实施两步化学强化处理，从而得到表面强度高且压应力层深度大的化学强化玻璃。
[0004]化学强化玻璃具有表面压应力值、压应力层深度越大，则强度越高的倾向。另一方面，当在玻璃表面形成压应力层时，在玻璃内部根据压应力的总量产生内部拉应力。当内部拉应力的值(CT)大于某个阈值时，玻璃破裂时的破裂方式变得剧烈。该阈值也被称为CT极限。
[0005]在专利文献2中公开了抗裂性高的高强度玻璃。该高强度玻璃含有大量的Al2O3，通过被称为无容器法的特殊方法制造，不适合大量生产。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特表2013
‑
536155号公报
[0009]专利文献2：日本特开2016
‑
50155号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的问题
[0011]本专利技术的目的在于提供一种断裂韧性值高且容易制造的玻璃。另外，本专利技术的目的还在于提供一种具有高强度且不易产生剧烈的破碎的化学强化玻璃。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]本专利技术人等对化学强化玻璃用CT极限进行了研究，发现了断裂韧性值越大则CT极限越大的倾向。因此认为，如果是化学强化特性优异且断裂韧性值大的玻璃，则能够在防止剧烈的破碎的同时通过化学强化实现高强度。
[0014]另外，本专利技术人等发现了一种玻璃，所述玻璃通过采用能够在玻璃结构中引入极微小的分相结构的组成，容易制造并且能够同时实现高断裂韧性值和透明性，从而完成了本专利技术。
[0015]即，本专利技术涉及一种玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔百分率计，所述玻璃含有：
[0016]45％～65％的SiO2、
[0017]18％～30％的Al2O3、
[0018]7％～15％的Li2O、
[0019]合计0～10％的选自Y2O3和La2O3中的一种以上、
[0020]0～10％的P2O5、
[0021]0～10％的B2O3、和
[0022]0～4％的ZrO2，并且
[0023][Al2O3]‑
[R2O]‑
[RO]‑
[P2O5]＞0
[0024]其中，[Al2O3]为以氧化物基准的摩尔百分率计的Al2O3的含量，[P2O5]为以氧化物基准的摩尔百分率计的P2O5的含量，[R2O]为以氧化物基准的摩尔百分率计的碱金属氧化物的总含量，[RO]为以氧化物基准的摩尔百分率计的碱土金属氧化物的总含量。
[0025]本专利技术涉及一种玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔百分率计，所述玻璃含有：
[0026]45％～65％的SiO2、
[0027]18％～30％的Al2O3、
[0028]7％～15％的Li2O、
[0029]合计2％～10％的选自Y2O3和La2O3中的一种以上、
[0030]2％～10％的P2O5、和
[0031]0～4％的ZrO2，并且
[0032]Al2O3含量与P2O5含量之比[Al2O3]/[P2O5]为2.5～13。
[0033]在本专利技术的玻璃的一个方式中，[Li2O]/[R2O]优选为0.7～1，其中，[Li2O]为以氧化物基准的摩尔百分率计的Li2O的含量，[R2O]为以氧化物基准的摩尔百分率计的碱金属氧化物的总含量。
[0034]在本专利技术的玻璃的一个方式中，所述玻璃的断裂韧性值优选为0.85MPa
·
m
1/2
以上。
[0035]在本专利技术的玻璃的一个方式中，由小角X射线散射(SAXS)测定而求出的、存在于玻璃中的粒子的粒子间距离优选为2nm～100nm。
[0036]在本专利技术的玻璃的一个方式中，玻璃中的五配位的铝原子和六配位的铝原子的合计数量相对于玻璃中的铝原子的总数的比例优选为1％以上且15％以下。
[0037]在本专利技术的玻璃的一个方式中，所述玻璃的杨氏模量优选为85GPa以上。
[0038]在本专利技术的玻璃的一个方式中，所述玻璃含有除SiO2、B2O3、Al2O3、Li2O、Na2O、K2O和P2O5以外的任意的氧化物M
x
O
y
(X、Y为正整数)，并且，由下式(1)表示的Z优选为5～100，
[0039]Z＝Σ+[Al2O3]‑
[Li2O]‑
[Na2O]‑
[K2O]‑
[P2O5]…
式(1)
[0040]式(1)中，[M
x
O
y
]为M
x
O
y
的以摩尔％计的含量，r(M)为M的离子半径，Σ为(2y/x)/r(M)
×
[M
x
O
y
]×
2/x的总和。
[0041]在本专利技术的玻璃的一个方式中，所述玻璃的失透温度优选为1500℃以下。
[0042]在本专利技术的玻璃的一个方式中，在对玻璃进行化学强化并通过以下的方法测定破碎数量的情况下，破碎数量为10以下的内部拉应力值(CT)的绝对值的最大值优选为75MPa以上。
[0043](破碎数量的测定方法)
[0044]准备15mm见方、厚度为0.7mm并且对表面进行了镜面精加工的玻璃板作为试验用玻璃板。在各种条件下对试验用玻璃板进行化学强化处理，从而准备CT值不同的多个试验用玻璃板。在此情况下的CT值使用散射光光弹性应力计进行测定。
[0045]使用维氏试验机，通过在试验用玻璃板的中央部分打入前端角度为90
°
的金刚石
压头而使玻璃板断裂，将碎片的个数作为破碎数量。关于金刚石压头的打入载荷，从3kgf开始试验，在玻璃板未破裂的情况下，将打入载荷每次增加1kgf，重复进行试验直至玻璃板破裂，并对最初破裂时的碎片的个数进行计数。
[0046]本专利技术涉及一种化学强化玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔百分率计，所述化学强化玻璃的基本组成含有：
[0047]45％～65％的SiO2、
[0048]18％～30％的Al2O3、
[0049]7％～15％的Li2O、
[0050]合计0～10％的选自Y2O3和La2O3中的一种以上、
[0051]0～10％的P2O5、
[0052]0～10％的B2O3、和
[0053]0～4％的ZrO2，并且
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔百分率计，所述玻璃含有：45％～65％的SiO2、18％～30％的Al2O3、7％～15％的Li2O、合计0～10％的选自Y2O3和La2O3中的一种以上、0～10％的P2O5、0～10％的B2O3、和0～4％的ZrO2，并且[Al2O3]
‑
[R2O]
‑
[RO]
‑
[P2O5]＞0其中，[Al2O3]为以氧化物基准的摩尔百分率计的Al2O3的含量，[P2O5]为以氧化物基准的摩尔百分率计的P2O5的含量，[R2O]为以氧化物基准的摩尔百分率计的碱金属氧化物的总含量，[RO]为以氧化物基准的摩尔百分率计的碱土金属氧化物的总含量。2.一种玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔百分率计，所述玻璃含有：45％～65％的SiO2、18％～30％的Al2O3、7％～15％的Li2O、合计2％～10％的选自Y2O3和La2O3中的一种以上、2％～10％的P2O5、和0～4％的ZrO2，并且Al2O3含量与P2O5含量之比[Al2O3]/[P2O5]为2.5～13。3.如权利要求1或2所述的玻璃，其中，[Li2O]/[R2O]为0.7～1，其中，[Li2O]为以氧化物基准的摩尔百分率计的Li2O的含量，[R2O]为以氧化物基准的摩尔百分率计的碱金属氧化物的总含量。4.如权利要求1～3中任一项所述的玻璃，其中，所述玻璃的断裂韧性值为0.85MPa
·
m
1/2
以上。5.如权利要求1～4中任一项所述的玻璃，其中，由小角X射线散射(SAXS)测定而求出的、存在于玻璃中的粒子的粒子间距离为2nm～100nm。6.如权利要求1～5中任一项所述的玻璃，其中，玻璃中的五配位的铝原子和六配位的铝原子的合计数量相对于玻璃中的铝原子的总数的比例为1％以上且15％以下。7.如权利要求1～6中任一项所述的玻璃，其中，所述玻璃的杨氏模量为85GPa以上。8.如权利要求1～7中任一项所述的玻璃，其中，所述玻璃含有除SiO2、B2O3、Al2O3、Li2O、Na2O、K2O和P2O5以外的任意的氧化物M
x
O
y
(X、Y为正整数)，并且，由下式(1)表示的Z为5～100，Z＝Σ+[Al2O3]
‑
[Li2O]
‑
[Na2O]
‑
[K2O]
‑
[P2O5]
…
式(1)式(1)中，[M
x
O
y
]为M
x
O
y
的以摩尔％计的含量，r(M)为M的离子半径，Σ为(2y/x)/r(M)
×
[M
x
O
y
]
×
2/x的总和。9.如权利要求1～8中任一项所述的玻璃，其中，所述玻璃的失透温度为1500℃以下。10.如权利要求1～9中任一项所述的玻璃，其中，在对玻璃进行化学强化并通过以下的方法测定破碎数量的情况下，破碎数量为10以下的内部拉应力值(CT)的绝对值的最大值为75MPa以上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马田拓实，今北健二，秋叶周作，松尾优作，
申请(专利权)人：AGC株式会社，
类型：发明
国别省市：