[发明专利]用于3-D成形的可离子交换的含Li玻璃组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年7月17日提交的题为“用于3-D成形的可离子交换的含Li玻璃组合物(Ion Exchangeable Li-Containing Glass Compositions For 3-D Forming)”的美国临时专利申请号61/672,346的优先权，该文的全部内容通过引用纳入本文。

发明背景

领域

本发明总体涉及适用于3-D成形应用的玻璃组合物，具体来说，涉及用于3-D成形的可离子交换的、含Li玻璃组合物。

技术背景

可离子交换的玻璃组合物广泛用作许多电子器件中的盖板玻璃，包括动电话、个人媒体播放器和平板电脑等。这些应用中所用的盖板玻璃通常是平坦和平面化的。这样，可使用常规的玻璃形成工艺例如下拉法和/或浮法来形成盖板玻璃。

在电子器件美学设计中的一个限制因素是将盖板玻璃成形为共形匹配弯曲的和/或复杂轮廓的能力。适于离子交换的玻璃组合物通常具有较高软化点，使得该玻璃组合物难以使用升高的温度的成形工艺例如真空垂弯来成形为3-D形状。因为较高的软化点，玻璃组合物趋于与模具材料反应，粘附到模具和/或降解模具，甚至当向模具施涂保护性涂层时。

因此，本领域需要适用于升高的温度的3-D成形工艺的替代玻璃组合物，且该玻璃组合物适于通过离子交换过程强化。

发明概述

根据一种实施方式，一种玻璃制品可包括SiO₂，Al₂O₃，Li₂O和Na₂O。所述玻璃制品的软化点可小于或等于约810℃。所述玻璃制品的高温热膨胀系数(“CTE”)还可小于或等于约27x10^-6/℃。所述玻璃制品还可以是可离子交换的，从而在包括KNO₃的盐浴中在约410℃下于从约390℃-约450℃的温度范围中离子交换小于或等于约15小时之后，所述玻璃的压缩应力大于或等于约600MPa且层深度大于或等于约25μm。

在另一种实施方式中，玻璃组合物可包括从约65.8摩尔％-约71摩尔％SiO₂；从约7摩尔％-约12摩尔％Al₂O₃；从约1摩尔％-约9摩尔％Li₂O；从约6摩尔％-约16摩尔％Na₂O；和从约0.8-10摩尔％的二价氧化物,其中所述二价氧化物包括MgO和ZnO中的至少一种；和小于约0.5摩尔％B₂O₃。Al₂O₃的浓度(摩尔％)和所述二价氧化物的浓度(摩尔％)之和可大于10摩尔％。所述玻璃组合物的软化点可小于或等于约810℃。所述玻璃组合物的高温热膨胀系数(“CTE”)还可小于或等于约27x10^-6/℃。这些玻璃组合物可基本上不含ZrO₂。

又在另一种实施方式中，玻璃组合物可包括从约55摩尔％-约68摩尔％SiO₂；从约9摩尔％-约15摩尔％Al₂O₃；从约4.5摩尔％-约12摩尔％B₂O₃；从约1摩尔％-约7摩尔％Li₂O；从约3摩尔％-约12摩尔％Na₂O；和从约0摩尔％-约3摩尔％K₂O。在本实施方式中，R₂O是Li₂O的浓度,Na₂O的浓度和K₂O的浓度之和。R₂O和Al₂O₃的浓度的比例小于或等于约1.5。所述玻璃组合物的软化点可小于或等于约810℃。所述玻璃组合物的高温CTE还可小于或等于约27x10^-6/℃。