离子交换方法和采用其制得的离子交换玻璃制品技术

离子交换玻璃制品的制造方法包括将玻璃制品暴露于熔盐，所述熔盐包含2重量％至

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子交换方法和采用其制得的离子交换玻璃制品
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请根据
35U.S.C.
§
119
，要求
2021
年4月
16
日提交的美国临时申请系列第
63/175740
号的优先权权益，本文以其内容作为基础并将其全文通过引用结合于此
。


[0003]本公开内容涉及离子交换玻璃制品以及玻璃制品的离子交换方法
。
具体来说，本文所述实施方式涉及用于各种行业
(
例如，消费者电子件
、
运输
、
建筑
、
国防
、
医药和包装
)
的离子交换玻璃制品
。
甚至更具体来说，本公开内容涉及用于覆盖玻璃应用
(
例如，诸如
LED
或
OLED
显示器之类的电子显示器
)
的覆盖玻璃
。

技术介绍

[0004]许多消费者产品
(
例如，智能手机
、
平板
、
便携式媒体播放器
、
个人电脑和照相机
)
整合了覆盖玻璃，所述覆盖玻璃可以起到显示器覆盖物作用并且可能整合了触摸功能
。
通常来说，由于用户使得这些装置掉落到硬表面上，这会导致覆盖玻璃的破坏，并且可能对装置的使用造成负面影响，例如触摸功能可能受损
。
[0005]薄的挠性离子交换玻璃对于用于消费者电子应用的可折叠或者柔性显示器可能是有利的
。
通过涉及在玻璃表面上诱发压缩应力的离子交换工艺可以使得玻璃对于冲击和挠性失效更具有抗性
。
采用离子交换工艺引入的压缩应力起到了俘获会导致玻璃失效的瑕疵等作用
。
[0006]因此，存在对于具有用于各种应用
(
包括覆盖玻璃应用
)
而言所需的机械性质的离子交换玻璃制品的持续需求
。

技术实现思路

[0007]本公开内容涉及用于制造薄的离子交换玻璃制品的高效离子交换方法
。
离子交换方法可以采用高
pH
熔盐溶液来降低离子交换过程中的溶液中水合氢
(hydronium)
离子浓度
。
通过降低水合氢离子浓度，可以抑制离子交换过程中玻璃表面裂纹的恶化和
/
或产生新的玻璃表面裂纹
。
在一些实施方式中，可以对熔盐溶液中的钠浓度进行限制来帮助最大化离子交换过程期间产生的表面压缩应力程度
。
通过最小化玻璃表面裂纹和最大化表面压缩应力程度，离子交换方法可以高效地产生高强度离子交换制品
。
具体来说，离子交换方法可以在没有使用构造成对离子交换玻璃制品的机械性质进行操控的离子交换后蚀刻步骤的情况下产生高强度离子交换制品
。
[0008]本申请的第1个方面
(1)
涉及离子交换玻璃制品的制造方法，该方法包括：将包含
20
微米至
200
微米厚度范围的玻璃制品暴露于熔盐，所述熔盐包括：2重量％至
10
重量％无机非氢氧化物盐
(
当5克的无机非氢氧化物盐溶解在
100
克的蒸馏水中时足以提供9至
12
的
pH)
，
85
重量％至
98
重量％硝酸钾
(KNO3)
，以及小于1重量％硝酸钠
(NaNO3)
；以及通过玻璃制品与熔盐之间的离子交换来诱发压缩应力区域，其从玻璃制品的表面延伸到压缩深度且包
括
700MPa
或更大的压缩应力
。
[0009]在第2个方面
(2)
中，根据第1个方面
(1)
的熔盐包含5重量％至
10
重量％无机非氢氧化物盐
。
[0010]在第3个方面
(3)
中，根据第1个方面
(1)
或第2个方面
(2)
的无机非氢氧化物盐选自下组：碳酸钾
(K2CO3)
或磷酸钾
(K3PO4)。
[0011]在第4个方面
(4)
中，根据方面
(1)
至
(3)
中任一项的熔盐包括大于7的
pH。
[0012]在第5个方面
(5)
中，根据方面
(1)
至
(4)
中任一项的熔盐包括9至
12
的
pH
范围
。
[0013]在第6个方面
(6)
中，根据方面
(1)
至
(5)
中任一项的熔盐包括
900ppm
至
4000ppm
的钠浓度范围
。
[0014]在第7个方面
(7)
中，在根据第
(1)
至
(6)
个方面中任一项的方法中，在暴露于熔盐之前，玻璃制品包括抗冲击性，其由玻璃制品的表面避免在
X cm
的第一平均落笔高度发生失效的能力所定义，所述包括
700MPa
或更大的表面压缩应力的玻璃制品包括抗冲击性，其由玻璃制品的表面避免在
Y cm
的第二平均落笔高度发生失效的能力所定义，在测量第二落笔高度之前，所述包括
700MPa
或更大的表面压缩应力的玻璃制品没有经过构造成从玻璃制品的表面蚀刻掉层的蚀刻工艺，根据落笔测试测量第一平均落笔高度和第二平均落笔高度，以及
Y
大于或等于
X
的
80
％
。
[0015]在第8个方面
(8)
中，在根据第7个方面
(7)
的方法中，
Y
的范围是
15cm
至
25cm。
[0016]在第9个方面
(9)
中，根据方面
(1)
至
(8)
中任一项的方法不含构造成从所述包含
700MPa
或更大压缩应力的玻璃制品的表面蚀刻掉层的蚀刻工艺
。
[0017]在第
10
个方面
(10)
中，根据方面
(1)
至
(9)
中任一项的压缩应力是
800MPa
或更大
。
[0018]在第
11
个方面
(10)
中，根据方面
(1)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.
一种制造离子交换玻璃制品的方法，该方法包括：将包括
20
微米至
200
微米厚度范围的玻璃制品暴露于熔盐，所述熔盐包含：2重量％至
10
重量％的无机非氢氧化物盐，当5克的无机非氢氧化物盐溶解在
100
克的蒸馏水中，其足以提供9至
12
的
pH
，
85
重量％至
98
重量％硝酸钾
(KNO3)
，和小于1重量％硝酸钠
(NaNO3)
；以及通过玻璃制品与熔盐之间的离子交换诱发压缩应力区域，所述压缩应力区域从玻璃制品的表面延伸到压缩深度且包括
700MPa
或更大的压缩应力
。2.
如权利要求1所述的方法，其中，熔盐包含5重量％至
10
重量％的无机非氢氧化物盐
。3.
如权利要求1所述的方法，其中，无机非氢氧化物盐选自下组：碳酸钾
(K2CO3)
或磷酸钾
(K3PO4)。4.
如权利要求1所述的方法，其中，熔盐包括大于7的
pH。5.
如权利要求1‑4中任一项所述的方法，其中，熔盐包括9至
12
的
pH
范围
。6.
如权利要求1‑4中任一项所述的方法，其中，熔盐包括
900ppm
至
4000ppm
的钠浓度范围
。7.
如权利要求1‑4中任一项所述的方法，其中：在暴露于熔盐之前，玻璃制品包括如下抗冲击性，其由玻璃制品的表面避免在
X cm
的第一平均落笔高度发生失效的能力所定义，包括
700MPa
或更大的表面压缩应力的玻璃制品包括如下抗冲击性，其由玻璃制品的表面避免在
Y cm
的第二平均落笔高度发生失效的能力所定义，包括
700MPa
或更大的表面压缩应力的玻璃制品没有经受配置成在测量第二平均落笔高度之前从玻璃制品的表面蚀刻掉层的蚀刻工艺，根据落笔测试来测量第一平均落笔高度和第二平均落笔高度，以及
Y
大于
80
％的
X。8.
如权利要求7所述的方法，其中，
Y
的范围是
15cm
至
25cm。9.
如权利要求1‑4中任一项所述的方法，其中，方法不含构造成从包含
700MPa
或更大压缩应力的玻璃制品的表面蚀刻掉层的蚀刻工艺
。10.
如权利要求1‑4中任一项所述的方法，其中，压缩应力是
800MPa
或更大
。11.
如权利要求1‑4中任一项所述的方法，其中，压缩应力范围是
800MPa
至
1100MPa。12.
如权利要求1‑4中任一项所述的方法，其中，压缩深度大于玻璃制品的厚度的
10
％
。13.
如权利要求1‑4中任一项所述的方法，其中，熔盐包括
350℃
至
500℃
的温度，以及其中，玻璃制品暴露于熔盐持续5分钟至
120
分钟的时间段
。14.
如权利要求1‑4中任一项所述的方法，其中，玻璃...

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