具有增大的机械强度的透明玻璃片，其包括被表面压缩层包围的内层，其中内层与表面压缩层之间的热膨胀系数的差异大于50×10-7℃-1，表面压缩层的压缩应力至少约为300兆帕。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及玻璃片，更具体涉及具有改善的机械强度的玻璃片。
技术介绍
人们长期认为，若玻璃的外表面处于压缩状态，则玻璃制品的机械强度能显著增大。人们也已经研究了通过使用热膨胀系数(CTE)存在差异的相邻玻璃层来强化玻璃。 另外，已知通过采用离子交换法能显著增加玻璃片的机械强度。但是，这些方法会受到离子交换量的限制，能实现的离子交换量取决于玻璃的组成和尺寸。另外，这些方法显著增加了生产成本和时间，需要大量额外的生产场地，并存在废物处理问题。因此，期望提供具有增大的机械强度的玻璃片，同时在玻璃的生产或处理中不需要离子交换过程。专利技术概述本专利技术的一种实施方式涉及一种透明玻璃片，其包括表面压缩层和与所述表面压缩层相邻的内层。在0-300°c，内层和表面压缩层之间的热膨胀系数差异大于δοχκτττ1，表面压缩层的压缩应力至少约为300兆帕。另外的特性和优点在以下详细说明中提出，部分特性和优点对于阅读了本说明书的本领域技术人员而言是显而易见的，或者可通过如本说明书及其权利要求以及附图所述实现实施方式而了解。应该理解，以上一般说明和以下详细说明都只是示例性的，意在提供理解权利要求的性质和特性的概况或框架。附图提供进一步的理解，附图结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附示说明了一种或多种实施方式，与说明部分一起用于解释各种实施方式的原理和操作。附图简要描述图I示出本文揭示的玻璃片的截面图；和图2示出可用于制造单层熔合拉制玻璃片的熔合拉制设备的透视图；和图3示出熔合拉制设备的一部分的截面端视图，该设备具有上方成形容器和下方成形容器，可用于实现本文揭示的实施方式。专利技术详述我们提出一种制造表面上具有压缩应力的透明玻璃片的方法，其中，对于宽范围的组成、尺寸和厚度，可容易地调节玻璃片中压缩应力的量和压缩层的厚度。如本文所用，术语“透明”用于表示这样一种固体材料，即穿透该材料的可见光谱中至少80%的辐射能传输通过该材料，而不是被该材料吸收或散射。特别优选的透明材料包括这样一些材料，即穿透该材料的可见光谱中至少95%的辐射能传输通过该材料，而不是被该材料吸收或散射。如本文所用，术语“原位结晶过程”表示这样一种过程，即对可结晶成形的玻璃施加热处理方案，其中以预定速率将玻璃温度从等于或低于其退火点的温度升高到高于其退火点的温度，在高于其退火点的第一温度保持预定时间，然后以预定速率降低到低于其退火点的温度，使得进行该热处理方案之后处于结晶状态的玻璃百分比显著提高。如本文所用，术语“离子交换法”表示这样一种方法，在该方法中，将成形的已加热玻璃浸入所含离子的半径大于玻璃表面中存在的离子半径的已加热溶液中，其中较小的离子被较大的离子置换，玻璃的机械强度得以增大。如本文所用，术语“基本不含BaO”表示玻璃包含小于约O. I摩尔％的BaO。如本文揭示的在表面上具有压缩应力的透明玻璃片包括这样一种透明玻璃片，其包括表面压缩层和与所述表面压缩层相邻的内层。这种玻璃片可采用熔合拉制法制造，其 中将表面压缩层拉到内层的外侧。图I显示了玻璃片10的截面图，玻璃片10包括包围内层14的表面压缩层12，其中玻璃片截面的中心用X=O表示，玻璃片截面的最外边缘用X#表/Jn ο熔合拉制法使用一种拉制槽，其具有通道，用于接受熔融的玻璃原料。该通道有堰，堰在顶部沿着通道长度在通道两侧开放。当通道中注有熔融材料时，熔融玻璃从堰溢流。由于重力的原因，熔融玻璃沿拉制槽的外表面流下。这些外表面向下并向内延伸，直至在拉制槽下方的边缘处结合。两个流动的玻璃表面在该边缘处结合并熔合形成单独的流动片。熔合拉制法的优点在于，由于流过通道的两块玻璃膜熔合在一起，所以制得的玻璃片的任何一个外表面都不会与设备的任何部分接触。因此，表面性质不会受到所述接触的影响。图2显示了可用于制造单层熔合拉制玻璃片的熔合拉制设备的透视图。熔合拉制设备包括成形容器135，其包括开口 136，用于接收熔融玻璃126，所述熔融玻璃流进凹槽137中，然后溢流并沿两个侧面138a和138b流下，然后在称为根部139的位置熔合在一起。根部139是两个侧面138a和138b汇合在一起以及熔融玻璃126的两个溢流壁再结合(例如再熔合)在一起的位置，然后通过牵拉辊组件140a将熔融玻璃向下拉制，以形成玻璃片105。牵拉辊组件140a包括第一辊组件200和第二辊组件202。第一辊组件200包括支撑着第一辊206的两个牵拉辊支撑臂204a和204b。类似地，第二辊组件202包括支撑着第二辊212的两个牵拉辊支撑臂210a和210b。牵拉辊组件104a还包括差动驱动器214 (例如装置155)，其包括相连的马达216 (例如I马力马达216)，用于驱动差动轴218，进而驱动两个90°齿轮箱220和222。第一 90°齿轮箱220相接并驱动第一辊206。并且第二 90°齿轮箱222相接并驱动第二辊212。可通过改进图2中所示的熔合拉制设备来制造本文揭示的玻璃片，提供的透明玻璃片具有被表面压缩层包围的内层。具体来说，图2中所示的熔合拉制设备可进行改进，从而具有分配表面压缩层的容器和分配将要被表面压缩层包围的内层的容器。图3中显示了这种熔合拉制设备的一部分的截面端视图。熔合拉制设备包括上方成形容器131'和下方成形容器135'。上方成形容器131'包括开口(未显示)以接收用于表面压缩层的熔融玻璃128'，下方成形容器135'包括开口(未显示)以接收用于内层的熔融玻璃126'。熔融玻璃126'流进凹槽137'中，从两个侧面138a'和138b'溢流，然后在根部139'熔合在一起。熔融玻璃128'流进凹槽133'中，然后在熔融玻璃126'上溢流，形成玻璃片105'。若需要额外的玻璃层，则可改进熔合拉制设备以包括额外的容器，用于分配额外的层。在其他方面中，熔合拉制设备可类似于图2中所示，包括牵拉辊组件140a。如本文所述拉制透明玻璃片时，若表面压缩层和内层的热性质和机械性质不同，则在拉制过程中会引发应力。具体来说，由于不同层之间的热性质和粘度的不匹配，在拉制过程中会引发热应力和机械应力。若内层的热膨胀系数(CTE)大于表面压缩层的CTE，或者若内层的粘度大于表面压缩层的粘度，则可在表面压缩层中获得压缩应力。当表面压缩层和内层的CTE和粘度都不匹配时，可通过热(CTE不匹配)应力和机械(粘度不匹配)应力的叠加计算总应力，即σ ζ= σζ 热+σζ’机械(I)对于双层玻璃片，可按下式计算给定位置的热应力权利要求1.一种透明玻璃片，其包括表面压缩层和与表面压缩层相邻的内层，其中内层和表面压缩层在0-300°C的热膨胀系数的差异大于50 X 10_7°C 表面压缩层的压缩应力至少约为300兆帕。2.如权利要求I所述的透明玻璃片，其特征在于，内层与表面压缩层在0-300°C的热膨胀系数的比值大于2. 5。3.如权利要求I所述的透明玻璃片，其特征在于，所述透明玻璃片具有一定厚度，所述内层具有一定厚度，内层厚度与透明玻璃片厚度的比值至少约为O. 8。4.如权利要求I所述的透明玻璃片，其特征在于，所述透明玻璃片的厚度在约O.3-3毫米范围内。5.如权利要求I所述的透明玻璃片，其特征在于，所述表面压缩层的软化点比内层的软化点至少低40°C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】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·C·布克宾德，K·L·豪斯，P·坦登，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：
国别省市：
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