[发明专利]低曲率半径超薄强化玻璃及其制备方法、玻璃器件和素玻璃

说明书

本发明公开一种低曲率半径超薄强化玻璃及其制备方法、玻璃器件和素玻璃，所述强化玻璃的厚度范围为30～150μm，强化玻璃任一面的表面压应力范围为300～1200MPa，强化玻璃2PB测试可以形成的弯曲面的曲率半径的最小值范围为2～12mm，强化玻璃在2PB弯曲测试破裂时可承受的弯曲压强的最大值范围为200～800MPa，强化玻璃单位厚度的张应力线密度积分的绝对值范围为5000～160000MPa/mm，强化玻璃的维氏硬度范围为580～780kgf/mm²。本发明通过优化传统强化工艺来减少或消除玻璃表面微裂纹，减小玻璃内应力，同时将玻璃表面压应力、离子交换层深度控制在一定的技术要求范围内，以达到玻璃高柔性，高抗热震性，实现小曲率弯折及反复弯折的目的。

技术领域

本发明涉及玻璃生产制造技术领域，尤其涉及一种低曲率半径超薄强化玻璃及其制备方法、玻璃器件和素玻璃。

背景技术

目前国内智能手机行业高速发展，消费者对于手机创新力度的要求越来越高。近年来可折叠屏与可折叠手机概念被各大厂商重视，是智能手机发展的方向，可折叠手机形态无论从吸引市场用户媒体关注来看，还是从它的技术创新本身来看，都具备引爆市场的潜力，屏幕显示技术的提升，一直都在改变人类接受信息的方式，可折叠技术带来的屏幕变化则明显颠覆了传统的手机工业设计理念，而且很可能会改变消费者使用智能手机的习惯，可折叠手机目前面对的最大困难在于折叠显示屏，而应用于显示屏盖板的材料，如传统的玻璃基材，很难实现保持高机械强度的前提下实现小曲率弯折及反复弯折；有机材料虽然能够实现小曲率弯折但反复弯折后存在折痕，并且有机材料不具备高强度，在受到撞击后不能有效的保护内部的显示器件。

玻璃中存在许多细小的裂纹或缺陷，在外力作用下，这些裂纹和缺陷附近就会产生应力集中现象，当应力达到一定程度时，裂纹就开始扩展而导致断裂。玻璃从熔制好后冷却到一定温度，就开始产生大量的微裂纹，玻璃在后续加工的过程中，如玻璃原片开料经过CNC、磨边、打孔等，均会导致玻璃表面及内部生成更多的微裂纹。根据Griffith微裂纹理论，认为玻璃的实际强度与按分子结构理论所计算的理论强度相比低几个数量级的原因是：当裂纹出现后，其扩展所释放出来的变形能等于或大于扩展所需要的能量时，裂纹将扩展，当裂纹端部的应力超过材料的理论强度时，裂纹将迅速扩展而断裂。一般玻璃表面裂纹的数量可以高达56000个/cm²，光学玻璃表面的微裂纹数量有700个/cm²，存在此数量级微裂纹的玻璃，在小曲率弯折或者重复性弯折过程中，因受外力作用，其微裂纹附近将发生应力集中现象，极易发生裂纹扩展，从而使玻璃遭到破坏。

目前行业中玻璃增强理论大的出发点是：允许表面微裂纹的存在，但不允许表面微裂纹受力拓展，即所谓的表面压应力增强法。如现有的的玻璃物理钢化、化学强化等，从本质上而言，并没有对玻璃微裂纹数量有量的减少或消除。对于平板显示行业，所使用的屏幕玻璃必须满足一定的强度要求，使用传统化学强化法可以大大提高玻璃的强度，但对于可折叠屏所使用的超薄玻璃要求还远不能满足。

因此，现有技术存在不足，需要改进。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种低曲率半径超薄强化玻璃及其制备方法、玻璃器件和素玻璃。

本发明的技术方案如下：提供一种低曲率半径超薄强化玻璃，所述强化玻璃的厚度D范围为30μm～150μm，所述强化玻璃任一面的表面压应力范围为300MPa～1200MPa，所述强化玻璃2PB测试可以形成的弯曲面的曲率半径R的最小值范围为2mm～12mm，所述强化玻璃在2PB弯曲测试破裂时可承受的弯曲压强σ的最大值范围为200MPa～800MPa，所述强化玻璃单位厚度的张应力线密度积分的绝对值范围为5000MPa/mm～160000MPa/mm，所述强化玻璃的维氏硬度范围为580kgf/mm²～780kgf/mm²。

进一步地，所述强化玻璃经过探针破碎后形成若干碎片，其中面积大于2.25mm²的碎片数占总碎片数的范围为50％～95％。