[发明专利]含硼和磷的可离子交换玻璃

说明书

本申请根据35U.S.C.§119，要求2013年8月29日提交的美国临时申请系列第61/ 871471号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术背景

本发明涉及具有高离子交换速率的可离子交换玻璃。更具体地，本发明涉及经离 子交换的玻璃，其中，能够以减少的离子交换时间实现表面压缩应力。甚至更具体地，本发 明涉及当经过离子交换，对于表面损坏具有抗性的此类玻璃。

玻璃被用于电子显示器等的保护覆盖。因而，用于这些应用中的玻璃必须对于由 冲击引起的损坏具有抗性。

发明内容

提供了含有SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、MgO、B₂O₃和P₂O₅的可离子交换玻璃。这些经过离子交 换的玻璃在45或50微米(μm)深度的压缩应力大于900兆帕斯卡(MPa)，部分玻璃展现出至少 1吉帕斯卡(GPa)的压缩应力。这些玻璃的离子交换速率远快于其他碱性铝硅酸盐玻璃。经 过离子交换的玻璃对于由冲击引起的损坏具有抗性。还提供对玻璃进行离子交换的方法。

因此，本发明的一个方面提供了这样的玻璃，其包含SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、至少一种二 价金属氧化物、B₂O₃和P₂O₅，其中，Al₂O₃(摩尔％)≥B₂O₃(摩尔％)+P₂O₅(摩尔％)。

本发明的第二个方面提供了经离子交换的玻璃，其包含SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、至少一 种二价金属氧化物、B₂O₃和P₂O₅，其中，Al₂O₃(摩尔％)≥B₂O₃(摩尔％)+P₂O₅(摩尔％)。经离子 交换的玻璃具有压缩层，所述压缩层的压缩应力至少约为900MPa。压缩层从玻璃表面延伸 到至少约45μm的层深度。

第三个方面提供了对玻璃进行离子交换的方法。玻璃包含SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、至少 一种二价金属氧化物、B₂O₃和P₂O₅，其中，Al₂O₃(摩尔％)≥B₂O₃(摩尔％)+P₂O₅(摩尔％)。方法 包括提供包含KNO₃的离子交换浴。离子交换浴的温度约为410-470℃。方法还包括将玻璃在 离子交换浴中进行离子交换，持续高至约4小时的时间。经离子交换的玻璃具有处于至少 900MPa的压缩应力的层。该层从玻璃表面延伸到至少约45μm的层深度。

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1是经离子交换的玻璃的横截面示意图；

图2是表1所列的经离子交换的玻璃的压缩应力和层深度图；

图3是使得表1所列出的玻璃离子交换至50μm的层深度所需的时间图；

图4是表1中的样品1-11所测得的维氏裂纹压痕阈值图；以及

图5是表2中的样品54-60所测得的维氏裂纹压痕阈值图。

具体实施方式