[发明专利]强化的玻璃制品以及制造方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年6月8日提交的美国临时申请系列第61/657,279号的优先权，其全文通过引用结合入本文。

背景

已确认化学强化玻璃可用于在手持器件如移动电话、媒体播放器和其它器件以及需要透明度、高强度和耐磨性的其它应用中。但是，此类玻璃潜在地易受到易碎性行为的影响，即当受到足够的穿透力冲击时，玻璃充满能量地碎裂成许多小片。

概述

本文提供并描述了具有低于阈值的中心张力的强化玻璃，高于所述阈值，玻璃展现出易碎性行为。易碎性行为的阈值中心张力随着玻璃的厚度发生非线性变化。玻璃可用作移动电子通讯和娱乐装置(例如手机、音乐播放器)以及信息终端(IT)装置(例如手提电脑等)的盖板或窗。

因此，本发明的一个方面提供一种强化的玻璃制品，所述强化的玻璃制品的厚度t<0.5mm并且包括外部区域和内部区域，所述外部区域从制品的表面延伸到制品内的层深度DOL，其中所述外部区域处于压缩应力CS，其中所述内部区域处于中心张力CT，并且其中-15.7(MPa/mm)·t(mm)+52.5(MPa)<CT(MPa)≤57(MPa)–9.0(MPa/mm)·ln(t)(mm)+49.3(MPa/mm)·ln²(t)(mm)，其中CT的单位为兆帕斯卡(MPa)，t的单位为毫米(mm)。

本发明的另一个方面提供一种强化的玻璃制品，所述强化的玻璃制品的厚度t<0.5mm并且包括外部区域和内部区域，所述外部区域从制品的表面延伸到制品内的层深度DOL，其中所述外部区域处于压缩应力CS，并且所述内部区域处于中心张力CT，单位为兆帕斯卡(MPa)，其中CT(MPa)>–38.7(MPa/mm)·ln(t)(mm)+48.2(MPa)。当经受足以使得强化的玻璃制品发生破裂的点冲击时，所述强化的玻璃制品基本上不是易碎的。

本发明的另一个方面提供一种强化的玻璃制品，所述强化的玻璃制品的厚度t<0.5mm并且包括外部区域和内部区域，所述外部区域从制品的表面延伸到制品内至少30μm的层深度DOL，其中所述外部区域处于至少600MPa的压缩应力CS，其中所述内部区域处于中心张力CT，其中–38.7(MPa/mm)·ln(t)(mm)+48.2(MPa)≤CT(MPa)≤57(MPa)–9.0(MPa/mm)·ln(t)(mm)+49.3(MPa/mm)·ln²(t)(mm)。当经受足以使得强化的玻璃制品发生破裂的点冲击时，所述强化的玻璃制品基本上不是易碎的并且具有小于3的易碎性指数。

从以下详细描述、附图和所附权利要求书能明显地看出本发明的上述及其他方面、优点和显著特征。

附图说明

图1a是强化的玻璃制品的照片，其显示：1)在碎裂之后展现出易碎性行为；以及2)在碎裂之后不展现出易碎性行为；

图1b所示是在碎裂之后不展现易碎性行为的强化的玻璃片的照片；

图1c所示是受到位于网格中心的冲击之后的样品的照片，其用于测量玻璃样品和玻璃样品的冲击点上的碎裂射出物并定位。

图2包括对于强化的碱性铝硅酸盐玻璃制品，阈值中心张力与玻璃厚度的关系图；

图3是强化的玻璃制品的示意图；

图4包括对于强化的碱性铝硅酸盐玻璃制品，阈值中心张力与玻璃厚度的关系图；

发明详述

在以下描述中，相同的附图标记表示附图所示的若干视图中类似或相应的部分。还应理解，除非另外说明，否则，术语如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等是方便用语，不应视为限制性用语。此外，每当将一个组描述为包含一组要素中的至少一个要素和它们的组合时，应将其理解为所述组可以单个要素或相互组合的形式包含任何数量的这些所列要素，或者主要由它们组成，或者由它们组成。类似地，每当将一个组描述为由一组要素中的至少一个要素或它们的组合组成时，应将其理解为所述组可以单个要素或相互组合的形式由任何数量的这些所列要素组成。除非另外说明，列举的数值范围同时包括所述范围的上限和下限，以及所述范围之间的任意子范围。

至于附图，总体上应理解图示说明是为了描述本发明的具体实施方式，这些图示说明不构成对本发明公开内容或所附权利要求的限制。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，所示的附图的某些特征和某些视图可能按比例放大显示或以示意性方式显示。