具有改进的机械耐久性的可相分离玻璃组合物制造技术

一种玻璃组合物，包括：大于或等于53摩尔％且小于或等于70摩尔％的SiO2；大于或等于9摩尔％且小于或等于20摩尔％的Al2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于17.5摩尔％的B2O3；大于或等于0摩尔％的Li2O；大于或等于0摩尔％的Na2O；以及大于0.1摩尔％的成核剂。所述玻璃组合物中Li2O和Na2O的总和可大于或等于8摩尔％且小于或等于30摩尔％。所述玻璃组合物中Al2O3的量减去R2O和RO的总和可大于或等于

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的机械耐久性的可相分离玻璃组合物
[0001]本申请根据35U.S.C.
§
119主张2020年10月29日提交的美国临时专利申请第63/107,076号的优先权，本申请基于该美国临时专利申请，且该美国临时专利申请的全文以引用方式并入本文。
[0002]背景


[0003]大体而言，本说明书涉及离子可交换玻璃组合物，且具体而言，涉及能发生相分离(phase separation)且具有改进的机械耐久性的离子可交换玻璃组合物。
技术背景
[0004]玻璃制品，如盖玻璃、玻璃背板等，被用于消费性电子装置及商用电子装置，如LCD及LED显示器、计算机屏幕、自动柜员机(ATMs)等。这些玻璃制品中的一些可能包括“触控”功能，这使得玻璃制品必须与包括使用者的手指及/或触控装置在内的各种物体接触，因此，玻璃必须足够坚固以承受常规接触而不会损坏，如刮伤。实际上，引入玻璃制品表面的刮痕可能会降低玻璃制品的强度，因为刮痕可能作为导致玻璃发生灾难性故障的裂纹的起始点。
[0005]并且，玻璃制品还可结合在可携式电子装置中，如移动电话、个人媒体播放器、膝上型计算机及平板计算机。因此，玻璃制品的光学特性(如玻璃制品的透射率)可能是重要的考虑因素。
[0006]因此，需要具有改进的机械性质同时具有相对高透射率的替代玻璃。

技术实现思路

[0007]根据第一方面A1，玻璃组合物可包含：大于或等于53摩尔％且小于或等于70摩尔％的SiO2；大于或等于9摩尔％且小于或等于20摩尔％的Al2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于17.5摩尔％的B2O3；大于或等于0摩尔％的Li2O；大于或等于0摩尔％的Na2O；及大于0.1摩尔％的成核剂，成核剂选自由TiO2、Y2O3、ZrO2、P2O5、WO3、ZnO及其组合所组成的组，其中：Li2O+Na2O为大于或等于8摩尔％且小于或等于30摩尔％；Al2O3–
R2O
–
RO为大于或等于
‑
3摩尔％；玻璃组合物能相分离(phase separable)；且玻璃组合物具有由V形缺口短棒法(chevron notch short bar method)测得的改进的K
Ic
断裂韧性(fracture toughness)。
[0008]第二方面A2包括根据第一方面A1的玻璃组合物，其中玻璃组合物能相分离成至少两个玻璃相。
[0009]第三方面A3包括根据第一方面A1或第二方面A2的玻璃组合物，其中Al2O3+B2O3为大于或等于15摩尔％且小于或等于31摩尔％。
[0010]第四方面A4包括根据第三方面A3的玻璃组合物，其中Al2O3+B2O3为大于或等于20摩尔％且小于或等于31摩尔％。
[0011]第五方面A5包括根据第四方面A4的玻璃组合物，其中Al2O3+B2O3为大于或等于22
摩尔％且小于或等于29摩尔％。
[0012]第六方面A6包括根据第一至五方面A1至A5中任一者的玻璃组合物，其中Li2O+Na2O为大于或等于9摩尔％且小于或等于17摩尔％。
[0013]第七方面A7包括根据第六方面A6的玻璃组合物，其中Li2O+Na2O为大于或等于10摩尔％且小于或等于17摩尔％。
[0014]第八方面A8包括根据第一至七方面A1至A7中任一者的玻璃组合物，其中玻璃组合物包含大于或等于0.5摩尔％且小于或等于5摩尔％的成核剂。
[0015]第九方面A9包括根据第八方面A8的玻璃组合物，其中玻璃组合物包含大于或等于1摩尔％且小于或等于5摩尔％的成核剂。
[0016]第十方面A10包括根据第一至九方面A1至A9中任一者的玻璃组合物，其中Al2O3–
R2O
–
RO为大于或等于
‑
2摩尔％。
[0017]第十一方面A11包括根据第十方面A10的玻璃组合物，其中Al2O3–
R2O
–
RO为大于或等于
‑
1摩尔％。
[0018]第十二方面A12包括根据第一至十一方面A1至A11中任一者的玻璃组合物，其中玻璃组合物包含：大于或等于10摩尔％且小于或等于20摩尔％的Al2O3。
[0019]第十三方面A13包括根据第十二方面A12的玻璃组合物，其中玻璃组合物包含：大于或等于11摩尔％且小于或等于18摩尔％的Al2O3。
[0020]第十四方面A14包括根据第一至十三方面A1至A13中任一者的玻璃组合物，其中玻璃组合物包含：大于或等于11摩尔％且小于或等于17摩尔％的B2O3。
[0021]第十五方面A15包括根据第十四方面A14的玻璃组合物，其中玻璃组合物包含：大于或等于12摩尔％且小于或等于16摩尔％的B2O3。
[0022]第十六方面A16包括根据第一至十五方面A1至A15中任一者的玻璃组合物，其中玻璃组合物包含：大于或等于54摩尔％且小于或等于70摩尔％的SiO2。
[0023]第十七方面A17包括根据第十六方面A16的玻璃组合物，其中玻璃组合物包含：大于或等于55摩尔％且小于或等于70摩尔％的SiO2。
[0024]第十八方面A18包括根据第一至十七方面A1至A17中任一者的玻璃组合物，其中由V形缺口短棒法测得的改进的K
Ic
断裂韧性大于或等于0.70MPa
·
m
1/2
。
[0025]根据第十九方面A19，多相玻璃可包含：大于或等于53摩尔％且小于或等于70摩尔％的SiO2；大于或等于9摩尔％且小于或等于20摩尔％的Al2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于17.5摩尔％的B2O3；大于或等于0摩尔％的Li2O；大于或等于0摩尔％的Na2O；以及大于0.1摩尔％的成核剂，成核剂选自由TiO2、Y2O3、ZrO2、P2O5、WO3、ZnO及其组合所组成的组，其中：Li2O+Na2O为大于或等于8摩尔％且小于或等于30摩尔％；Al2O3–
R2O
–
RO为大于或等于
‑
3摩尔％；且多相玻璃包含至少两个相，该两个相中的一个具有大于或等于1nm且小于或等于1μm的尺寸及大于或等于1.4且小于或等于1.6的折射率。
[0026]第二十方面A20包括根据第十九方面A19的方法，其中多相玻璃的至少两个相包括至少两个玻璃相。
[0027]根据第二十一方面A21，一种形成多相玻璃的方法可包含以下步骤：在大于或等于1℃/分钟且小于或等于500℃/分钟的平均加热速率下，将玻璃组合物加热至相分离温度范围以形成多相玻璃，其中玻璃组合物包含：大于或等于53摩尔％且小于或等于70摩尔％的
SiO2；大于或等于9摩尔％且小于或等于20摩尔％的Al2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于17.5摩尔％的B2O3；大于或等于0摩尔％的Li2O；大于或等于0摩尔％的Na2O；以及大于0.1摩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种玻璃组合物，包含：大于或等于53摩尔％且小于或等于70摩尔％的SiO2；大于或等于9摩尔％且小于或等于20摩尔％的Al2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于17.5摩尔％的B2O3；大于或等于0摩尔％的Li2O；大于或等于0摩尔％的Na2O；以及大于0.1摩尔％的成核剂，该成核剂选自由TiO2、Y2O3、ZrO2、P2O5、WO3、ZnO及其组合所组成的组，其中：Li2O+Na2O大于或等于8摩尔％且小于或等于30摩尔％；Al2O3–
R2O
–
RO大于或等于
‑
3摩尔％；该玻璃组合物是可相分离的；且该玻璃组合物具有由V形缺口短棒法测得的改进的K
Ic
断裂韧性。2.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中该玻璃组合物可相分离成至少两个玻璃相。3.如权利要求1或2所述的玻璃组合物，其中Al2O3+B2O3大于或等于15摩尔％且小于或等于31摩尔％。4.如权利要求3所述的玻璃组合物，其中Al2O3+B2O3大于或等于20摩尔％且小于或等于31摩尔％。5.如权利要求4所述的玻璃组合物，其中Al2O3+B2O3大于或等于22摩尔％且小于或等于29摩尔％。6.如权利要求1至5中任意一项所述的玻璃组合物，其中Li2O+Na2O大于或等于9摩尔％且小于或等于17摩尔％。7.如权利要求6所述的玻璃组合物，其中Li2O+Na2O大于或等于10摩尔％且小于或等于17摩尔％。8.如权利要求1至7中任意一项所述的玻璃组合物，其中该玻璃组合物包含：大于或等于0.5摩尔％且小于或等于5摩尔％的成核剂。9.如权利要求8所述的玻璃组合物，其中该玻璃组合物包含：大于或等于1摩尔％且小于或等于5摩尔％的成核剂。10.如权利要求1至9中任意一项所述的玻璃组合物，其中Al2O3–
R2O
–
RO大于或等于
‑
2摩尔％。11.如权利要求10所述的玻璃组合物，其中Al2O3–
R2O
–
RO大于或等于
‑
1摩尔％。12.如权利要求1至11中任意一项所述的玻璃组合物，其中该玻璃组合物包含：大于或等于10摩尔％且小于或等于20摩尔％的Al2O3。13.如权利要求12所述的玻璃组合物，其中该玻璃组合物包含：大于或等于11摩尔％且小于或等于18摩尔％的Al2O3。14.如权利要求1至13中任意一项所述的玻璃组合物，其中该玻璃组合物包含：大于或等于11摩尔％且小于或等于17摩尔％的B2O3。15.如权利要求14所述的玻璃组合物，其中该玻璃组合物包含：大于或等于12摩尔％且小于或等于16摩尔％的B2O3。16.如权利要求1至15中任意一项所述的玻璃组合物，其中该玻璃组合物包含：大于或
等于54摩尔％且小于或等于70摩尔％的SiO2。17.如权利要求16所述的玻璃组合物，其中该玻璃组合物包含：大于或等于55摩尔％且小于或等于70摩尔％的SiO2。18.如权利要求1至17中任意一项所述的玻璃组合物，其中由V形缺口短棒法测得的改进的K
Ic
断裂韧性大于或等于0.70MPa
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。19.一种多相玻璃，包含：大于或等于53摩尔％且小于或等于70摩尔％的SiO2；大于或等于9摩尔％且小于或等于20摩尔％的Al2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于17.5摩尔％的B2O3；大于或等于0摩尔％的Li2O；大于或等于0摩尔％的Na2O；以及大于0.1摩尔％的成核剂，该成核剂选自由TiO2、Y2O3、ZrO2、P2O5、WO3、ZnO及其组合所组成的组，其中：Li2O+Na2O大于或等于8摩尔％且小于或等于30摩尔％；Al2O3–
R2O
–
RO大于或等于
‑
3摩尔％；且该多相玻璃包含至少两个相，该两个相中的一个相具有大于或等于1nm且小于或等于1μm的尺寸以及大于或等于1.4且小于或等于1.6的折射率。20.如权利...

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