[发明专利]S形应力分布及其形成方法

说明书

一种强化玻璃，其具有不同于误差函数分布和抛物线分布的应力分布。在较长的离子交换和/或退火时间发生的应力松弛和热退火/扩散效应增加了表面层的压缩深度。还提供了获得这些效应的方法。

相关申请的交叉参考

本申请依据35U.S.C.§119要求2015年12月8日提交的系列号62/264,495的美国临时申请和2016年1月19提交的系列号为62/280,376的美国临时申请的优先权权益，本申请以所述临时申请的内容为基础，并将所述临时申请通过引用全文纳入本文。

背景

本公开涉及强化玻璃。更具体地，本公开涉及具有深的压缩层的强化玻璃。

通过离子交换强化的玻璃往往表现出类似互补误差函数或抛物线函数的应力分布。虽然这样的应力分布对某些类型的损坏(例如尖锐的冲击)提供了充分的保护，但是它们不能为其他类型的损坏(例如从高度掉落到磨损表面上)提供充分的保护。

发明内容

本公开提供了一种强化玻璃，其具有不同于之前针对这种玻璃观察到的误差函数分布和抛物线函数分布的应力分布。在较长的离子交换和/或退火时间发生的应力松弛和热退火/扩散效应增加了表面层的压缩深度(DOC)。还提供了获得这些效应的方法。

因此，本公开的一个方面提供了一种玻璃制品，其具有厚度(t)和在t/2处的中心。所述玻璃在第一压缩应力(CS1)下具有第一压缩层，所述压缩层从玻璃的第一表面延伸到第一压缩深度(DOC1)。玻璃中的应力根据厚度(t)而变化以形成应力分布，所述应力分布包括：第一区和第二区，所述第一区从第一表面延伸到深度(d1)而进入玻璃中，其中d1>0.06t，并且其中至少一部分的第一区具有第一斜率(m1)；所述第二区从至少d1的深度延伸到第一压缩深度(DOC1)，并且其具有第二斜率(m2)，其中|m1|≤|m2|。

本公开的另一个方面提供了一种通过离子交换强化的玻璃制品，所述玻璃制品具有厚度(t)和在t/2处的中心。所述玻璃制品包括：在中心的任一侧上的压缩区，其中，所述压缩区从玻璃制品的表面延伸到压缩深度(DOC)并且处于压缩应力下；以及拉伸区，其从压缩深度(DOC)延伸到玻璃制品的中心，其中，所述拉伸区处于物理中心张力(CT)下。玻璃中的应力根据厚度(t)而变化以在压缩区内形成包含亚区的应力分布，在所述亚区中应力分布具有负曲率，其中，负曲率的最大绝对值在20MPa/(t(mm))²至4,000MPa/(t(mm))²之间。

本公开的另一个方面提供了一种玻璃制品，所述玻璃制品先通过离子交换工艺，再通过热扩散/退火步骤来强化。所述玻璃制品具有厚度(t)和在t/2处的中心，以及处于第一压缩应力(CS1)下的第一压缩层，所述第一压缩层从玻璃的第一表面延伸到第一压缩深度(DOC1)。所述玻璃还包括处于物理中心张力(CT)下的拉伸区，其从玻璃的第一压缩深度(DOC1)延伸到玻璃的中心。玻璃中的应力根据厚度(t)而变化以形成应力分布。所述应力分布包括：第一区和第二区，所述第一区从第一表面延伸到深度(d1)而进入玻璃中，其中d1>0.06t，并且其中至少一部分的第一区具有第一斜率(m1)；所述第二区从至少d1的深度延伸到第一压缩深度(DOC1)，并且其具有第二斜率(m2)，其中|m1|≤|m2|。