具有改善的掉落性能的玻璃基制品的应力分布曲线制造技术

玻璃基制品包含用于提供改善的掉落性能的应力分布曲线。一种玻璃基基板，包含：玻璃转化温度(T

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的掉落性能的玻璃基制品的应力分布曲线
[0001]本申请依据35U.S.C.
§
119主张于2020年9月25日提交的美国临时申请第63/083,267号的优先权权益，本申请以其内容为依据，且其内容藉由引用整体并入本文。
[0002]背景


[0003]本说明书总体上涉及适合作为电子装置的覆盖玻璃的玻璃基制品的应力分布曲线。更具体而言，本说明书涉及提供具有改善的掉落性能的含锂铝硅酸盐玻璃的改善的应力分布曲线及方法。

技术介绍

[0004]便携设备(例如，智能电话、平板计算机、可携式媒体播放器、个人计算机及照相机)的移动特性让这些装置特别容易意外掉落于硬表面(例如，地面)上。这些装置通常包括覆盖玻璃，覆盖玻璃可能在碰撞硬表面之后损伤。在许多这些装置中，覆盖玻璃作为显示器盖板，并且可以结合触控功能，而在覆盖玻璃损伤时，装置的使用受到负面影响。
[0005]当相关联的便携设备掉落于硬表面上时，覆盖玻璃存在两种主要的破损模式。模式之一为挠曲破损，这是由于当装置受到与硬表面冲击的动态负载时的玻璃的折曲而造成。另一模式为尖锐接触破损，这是由于玻璃表面的损伤而造成。玻璃受粗糙硬表面(例如，沥青、花岗岩等)的冲击可能导致玻璃表面中的尖锐压痕。这些压痕成为玻璃表面中的破损位置，从这些位置可能产生及传播裂纹。
[0006]化学处理是一种用于赋予具有下列一种或多种参数的所期望及/或设计的应力分布曲线的强化方法：压缩应力(CS)、压缩深度(DOC)及最大中心张力(CT)。许多玻璃基制品(包括具有设计的应力分布曲线的那些玻璃基制品)在玻璃表面处的压缩应力为最高或峰值，并随着远离表面而从峰值减少，且在玻璃制品的应力变成拉伸之前，玻璃制品的一些内部位置处存在零应力。藉由含碱金属玻璃的离子交换(IOX)的化学强化是此领域中的有效方法。
[0007]藉由传统离子交换技术可以使玻璃基制品(特别是玻璃)更耐弯曲破损，离子交换技术可以涉及在玻璃表面中引起压缩应力。然而，离子交换玻璃可能仍然容易受到动态尖锐接触的影响，这是由于尖锐接触所引起的玻璃中的局部压痕造成的高应力集中。
[0008]玻璃制造商及手持装置制造商持续努力改善手持装置对于尖锐接触破损的抵抗力。解决方案的范围从覆盖玻璃到边框，以防止当装置掉落在坚硬表面上时，覆盖玻璃直接撞击到坚硬表面。然而，由于美学与功能要求的限制，很难完全防止覆盖玻璃撞击到坚硬表面。
[0009]需要改善的应力分布曲线以产生优异的掉落性能。

技术实现思路

[0010]本公开的各方面涉及玻璃基制品及其制造方法。
[0011]一方面，玻璃基制品包含：包含锂基铝硅酸盐以及大于或等于0.75MPa*m
0.5
的断裂韧性的组合物；限定厚度(t)的相对的第一表面和第二表面；以及应力分布曲线，所述应力分布曲线包含：从第一表面延伸至拐点的尖峰区域；以及从拐点延伸至玻璃基制品的中心的尾部区域，尾部区域包含：负曲率区域，其中应力与深度的函数的二阶导数为负；大于或等于0.22t的压缩深度(DOC)，以及源自DOC处并延伸至玻璃基制品的中心的拋物线区域。
[0012]在实施方式中，玻璃基制品的中心处的组成包含大于8摩尔％的氧化锂(Li2O)含量。在实施方式中，玻璃基制品的中心处的组成包含小于1.0的氧化钠(Na2O)与氧化锂(Li2O)的摩尔比率。在实施方式中，氧化钠(Na2O)与氧化锂(Li2O)的摩尔比率小于或等于0.63。在实施方式中，锂基铝硅酸盐组合物以小于该组合物的2摩尔％的量包含氧化钾(K2O)和五氧化二磷(P2O5)。在实施方式中，负曲率区域所包含的平均压缩应力(CS)大于或等于50MPa至小于或等于120MPa。
[0013]在实施方式中，玻璃基制品的中心处的组成包含：50摩尔％至69摩尔％的SiO2；12.5摩尔％至25摩尔％的Al2O3；0摩尔％至8摩尔％的B2O3；大于0摩尔％至4摩尔％的CaO；大于0摩尔％至17.5摩尔％的MgO；0.5摩尔％至8摩尔％的Na2O；0摩尔％至2.5摩尔％的La2O3；以及大于8摩尔％至18摩尔％的Li2O。
[0014]在实施方式中，应力分布曲线进一步包含：大于或等于150MPa的最大压缩应力(CS
最大
)。
[0015]在实施方式中，应力分布曲线进一步包含：大于或等于80MPa且小于或等于160MPa的范围中的拋物线区域中的峰值中心张力(CT)*厚度(t)的值。
[0016]在实施方式中，t的范围大于或等于0.02毫米且小于或等于2毫米。
[0017]在实施方式中，玻璃基制品进一步包含从玻璃基制品的第一及/或第二表面延伸至玻璃基制品的深度的以非零变化浓度存在的碱金属。在实施方式中，碱金属选自下组：钾(K)、钠(Na)、锂(Li)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)及其组合。
[0018]在实施方式中，玻璃基制品进一步包含针对具有600.0μm的厚度的制品利用30粒度砂纸以470.0N的力冲击之后所测量的大于或等于170MPa的保留强度。
[0019]在实施方式中，玻璃基制品进一步包含针对具有600.0μm的厚度的制品利用80粒度砂纸以470.0N的力冲击之后所测量的大于或等于170MPa的保留强度。
[0020]一方面，玻璃基制品包括：限定厚度(t)的相对的第一表面和第二表面；以及针对具有600.0μm的厚度的制品利用30粒度砂纸以470.0N的力冲击之后所测量的大于或等于170MPa的第一保留强度，以及针对具有600.0μm的厚度的制品利用80粒度砂纸以470.0N的力冲击之后所测量的大于或等于170MPa的第二保留强度。
[0021]在实施方式中，第一保留强度与第二保留强度相差
±
5MPa。在实施方式中，玻璃基制品包含：包含锂基铝硅酸盐以及大于或等于0.75MPa*m
0.5
的断裂韧性的组合物。在实施方式中，玻璃基制品包含：应力分布曲线，所述应力分布曲线包含：从第一表面延伸至拐点的尖峰区域；以及从拐点延伸至玻璃基制品的中心的尾部区域，其中尾部区域包含：负曲率区域，其中应力与深度的函数的二阶导数为负；大于或等于0.22t的压缩深度(DOC)，以及源自DOC处并延伸至玻璃基制品的中心的拋物线区域。
[0022]又一方面为一种消费性电子产品，其包含：具有前表面、后表面及侧表面的壳体；电子部件，所述电子部件至少部分设置于壳体内，电子部件至少包括控制器、内存及显示
器，显示器设置于壳体的前表面处或与前表面相邻；以及盖板，其设置于显示器上方；其中壳体与盖板中至少一者的一部分包含本文所述的任何方面或实施方式的玻璃基制品。
[0023]另一方面为制造玻璃基制品的方法，包含以下步骤：对具有限定基板厚度(t)的相对的第一表面和第二表面以及锂基铝硅酸盐组成物的玻璃基基板进行离子交换处理，以形成玻璃基制品，离子交换处理包含：第一熔融盐浴与第二熔融盐浴；其中玻璃基制品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种玻璃基制品，包含：组合物，其包含锂基铝硅酸盐以及大于或等于0.75MPa*m
0.5
的断裂韧性；相对的第一表面和第二表面，其限定厚度(t)；以及应力分布曲线，其包含：尖峰区域，从该第一表面延伸至拐点；以及尾部区域，从该拐点延伸至该玻璃基制品的中心，该尾部区域包含：负曲率区域，其中应力与深度的函数的二阶导数为负；压缩深度(DOC)，其大于或等于0.22t，以及拋物线区域，其源自该DOC处并延伸至该玻璃基制品的中心。2.如权利要求1所述的玻璃基制品，其中该玻璃基制品的中心处的组成包含大于8摩尔％的氧化锂(Li2O)含量。3.如权利要求1或2所述的玻璃基制品，其中该玻璃基制品的中心处的组成包含小于1.0的氧化钠(Na2O)与氧化锂(Li2O)的摩尔比率。4.如前一项权利要求所述的玻璃基制品，其中氧化钠(Na2O)与氧化锂(Li2O)的摩尔比率小于或等于0.63。5.如权利要求1所述的玻璃基制品，其中该锂基铝硅酸盐组合物以小于该组合物的2摩尔％的量包含氧化钾(K2O)和五氧化二磷(P2O5)。6.如权利要求1所述的玻璃基制品，其中该负曲率区域所包含的平均压缩应力(CS)大于或等于50MPa且小于或等于120MPa。7.如权利要求1至前一项权利要求中任一项所述的玻璃基制品，其中该玻璃基制品的中心处的组成包含：50摩尔％至69摩尔％的SiO2；12.5摩尔％至25摩尔％的Al2O3；0摩尔％至8摩尔％的B2O3；大于0摩尔％至4摩尔％的CaO；大于0摩尔％至17.5摩尔％的MgO；0.5摩尔％至8摩尔％的Na2O；0摩尔％至2.5摩尔％的La2O3；以及大于8摩尔％至18摩尔％的Li2O。8.如权利要求1至前一项权利要求中任一项所述的玻璃基制品，其中该应力分布曲线进一步包含：大于或等于150MPa的最大压缩应力(CS
最大
)。9.如权利要求1至前一项权利要求中任一项所述的玻璃基制品，其中该应力分布曲线进一步包含：该拋物线区域中的峰值中心张力(CT)*厚度(t)的值，该值在大于或等于80MPa且小于或等于160MPa的范围中。10.如权利要求1至前一项权利要求中任一项所述的玻璃基制品，其中该t的范围为大于或等于0.02毫米且小于或等于2毫米。11.如权利要求1至前一项权利要求中任一项所述的玻璃基制品，进一步包含从该玻璃基制品的第一表面和/或第二表面延伸至该玻璃基制品的一个深度的以非零变化浓度存在的碱金属。12.如前一项权利要求所述的玻璃基制品，其中该碱金属选自下组：钾(K)、钠(Na)、锂(Li)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)及其组合。13.如权利要求1至前一项权利要求中任一项所述的玻璃基制品，其包含针对具有600.0μm的厚度的制品利用30粒度砂纸以470.0N的力冲击之后所测量的大于或等于170MPa的保留强度。14.如权利要求1至前一项权利要求中任一项所述的玻璃基制品，其包含针对具有
600.0μm的厚度的制品利用80粒度砂纸以470.0N的力冲击之后所测量的大于或等于170MPa的保留强度。15.一种玻璃基制品，包含：限定厚度(t)的相对的第一表面和第二表面；以及针对具有600.0μm的厚度的制品利用30粒度砂纸以470.0N的力冲击之后所测量的大于或等于170MPa的第一保留强度，以及针对具有6...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓菊，J，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：