高度易碎玻璃的应力分布制造技术

易碎的玻璃基制品，包含在拉伸区域中的大于(E/68GPa)*75MPa*1mm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高度易碎玻璃的应力分布
[0001]本申请要求2019年11月4日提交的美国临时专利申请第62/930,260号的优先权，本申请基于该美国临时专利申请，且该美国临时专利申请的全文以引用方式并入本文。
[0002]背景
[0003]领域
[0004]本公开内容的实施方式大体上涉及高度易碎的玻璃制品的应力分布，且更具体而言，涉及呈现改善的破裂方式的玻璃制品；还涉及由这些方法制成的玻璃基制品及消费产品。
技术背景
[0005]玻璃基制品已被广泛地用作诸如移动电话、智能电话、平板电脑、视频播放器、信息终端(IT)装置、笔记本电脑、导航系统等消费性电子装置的盖板或窗。
[0006]由于盖玻璃直接与触摸式面板、显示器或其他结构之类的基板接合，因此当强化玻璃制品破裂时，由表面压缩应力及玻璃表面下方的拉伸应力的组合所产生的储存能量可能导致这样的制品从自由表面射出小碎片或颗粒。如本文所用，术语破裂(fracture)包括裂开及/或裂纹的形成。
[0007]化学处理是一种强化方法，用于赋予具有以下一种或多种参数的期望的/设计的/改善的应力分布：压缩应力(CS)、压缩深度(DOC)及中心张力(CT)。许多玻璃基制品，包括那些具有设计的应力分布的玻璃基制品，在玻璃表面处具有最高压缩应力或处于压缩应力的峰值并随着离开表面而从峰值下降，且在玻璃制品中的应力变为拉伸之前，玻璃制品的某个内部位置处为零应力。藉由含碱金属玻璃的离子交换(IOX)进行化学强化是此领域中被验证的方法。
[0008]在离子交换(IOX)强化持续时间内，使玻璃基基板与熔融的化学盐接触，从而使玻璃基基板中离子直径相对较小的碱金属与化学盐中离子直径相对较大的碱金属进行离子交换，因而在表面上产生压缩应力来强化玻璃。
[0009]持续需要呈现改善的应力分布与碎片化行为的结合的玻璃制品，致使当制品碎裂时射出较少碎片(包括具有较少动能及动量的碎片)。

技术实现思路

[0010]本公开内容的各个方面涉及玻璃基制品，特别是易碎的玻璃基制品，及其制造方法。
[0011]根据方面(1)，提供玻璃基制品。玻璃基制品包含：相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面限定以毫米(mm)计的厚度(t)；以及应力分布，所述应力分布包含：大于或等于150MPa的最大压缩应力(CS
max
)；大于或等于0.21t的压缩深度(DOC)；以及拉伸区域中的峰值中心张力(CT)，所述峰值中心张力(CT)大于：(E/68GPa)*75MPa*1mm
0.5
/√(t)，其中E为与玻璃基制品的中心具有相同组成和结构的玻璃基基板的杨氏模量值。
[0012]根据方面(2)，提供方面(1)的玻璃基制品，其中CT在大于或等于100MPa且小于或
等于220MPa的范围内。
[0013]根据方面(3)，提供方面(1)至(2)中任一者的玻璃基制品，其中t在大于或等于0.02毫米且小于或等于2毫米的范围内。
[0014]根据方面(4)，提供玻璃基制品。玻璃基制品包含：相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面限定厚度(t)，所述厚度(t)在大于或等于0.02毫米且小于或等于2毫米的范围内；及应力分布，所述应力分布包含：大于或等于150MPa的最大压缩应力(CS
max
)，大于或等于0.21t的压缩深度(DOC)，以及储存于玻璃基制品的拉伸区域中的归一化拉伸能所述归一化拉伸能大于或等于60MPa2.m
0.5
。
[0015]根据方面(5)，提供玻璃基制品。玻璃基制品包含：相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面限定厚度(t)，所述厚度(t)在大于或等于0.4毫米且小于或等于0.8毫米的范围内；以及应力分布，所述应力分布包含：大于或等于150MPa的最大压缩应力(CS
max
)，大于或等于0.21t的压缩深度(DOC)，以及拉伸区域中的峰值中心张力(CT)，所述峰值中心张力(CT)大于或等于100MPa且小于或等于220MPa。
[0016]根据方面(6)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中应力分布进一步包含：负曲率区域，其中作为深度的函数的应力的二阶导数为负值。
[0017]根据方面(7)，提供方面(6)的玻璃基制品，其中在0.05t至0.18t的范围内，二阶导数平均值的最大绝对值为大于或等于0.0001MPa/μm2。
[0018]根据方面(8)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中拉伸区域中的峰值中心张力(CT)小于或等于210MPa。
[0019]根据方面(9)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中拉伸区域中的峰值中心张力(CT)小于或等于200MPa。
[0020]根据方面(10)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中拉伸区域中的峰值中心张力(CT)小于或等于190MPa。
[0021]根据方面(11)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中拉伸区域中的峰值中心张力(CT)小于或等于180MPa。
[0022]根据方面(12)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中应力分布进一步包含：从第一表面延伸至拐点的尖峰区域；从拐点延伸至玻璃基制品的中心的尾部区域；其中尖峰区域包含最大压缩应力，最大压缩应力大于或等于500MPa，且拐点处的压缩应力(CS
k
)大于或等于100MPa。
[0023]根据方面(13)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中DOC位于大于或等于100微米的深度处。
[0024]根据方面(14)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中DOC位于大于或等于150微米的深度处。
[0025]根据方面(15)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中DOC位于大于或等于175微米的深度处。
[0026]根据方面(16)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中CS
max
大于或等于400MPa。
[0027]根据方面(17)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中CS
max
大于或等于750MPa。
[0028]根据方面(18)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中CS
max
大于或等于1000MPa。
[0029]根据方面(19)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中当玻璃基制品破裂并形成碎片时，碎片的密度大于或等于12.9个碎片/cm2。
[0030]根据方面(20)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中当玻璃基制品破裂并形成碎片时，碎片的等效方形尺寸(equivalent square size)大于或等于3mm。
[0031]根据方面(21)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中储存于拉伸区域中的弹性能大于或等于20J/m2且/或小于或等于200J/m2。
[0032]根据方面(22)，提供任何前述方面的玻璃基制品，其中弹性能大于或等于75J/m2且/或小于或等于175J/m2。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种玻璃基制品，其包含：相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面限定以毫米(mm)计的厚度(t)；以及应力分布，所述应力分布包含：大于或等于150MPa的最大压缩应力(CS
max
)；大于或等于0.21t的压缩深度(DOC)；以及拉伸区域中的峰值中心张力(CT)，所述峰值中心张力(CT)大于：(E/68GPa)*75MPa*1mm
0.5
/√(t)，其中E为与玻璃基制品的中心具有相同组成和结构的玻璃基基板的杨氏模量值。2.如权利要求1所述的玻璃基制品，其中CT在大于或等于100MPa且小于或等于220MPa的范围内。3.如权利要求1或2所述的玻璃基制品，其中t在大于或等于0.02毫米且小于或等于2毫米的范围内。4.一种玻璃基制品，其包含：相对的第一和第二表面，所述第一和第二表面限定厚度(t)，所述厚度(t)在大于或等于0.02毫米且小于或等于2毫米的范围内；以及应力分布，所述应力分布包含：大于或等于150MPa的最大压缩应力(CS
max
)；大于或等于0.21t的压缩深度(DOC)；以及储存于玻璃基制品的拉伸区域中的归一化拉伸能所述归一化拉伸能大于或等于60MPa2.m
0.5
。5.一种玻璃基制品，其包含：相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面限定厚度(t)，所述厚度(t)在大于或等于0.4毫米且小于或等于0.8毫米的范围内；以及应力分布，所述应力分布包含：大于或等于150MPa的最大压缩应力(CS
max
)；大于或等于0.21t的压缩深度(DOC)；以及拉伸区域中的峰值中心张力(CT)，所述峰值中心张力(CT)大于或等于100MPa且小于或等于220MPa。6.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中应力分布进一步包含：负曲率区域，其中作为深度的函数的应力的二阶导数为负值。7.如前项权利要求所述的玻璃基制品，其中在0.05t至0.18t的范围内，二阶导数平均值的最大绝对值为大于或等于0.0001MPa/μm2。8.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中拉伸区域中的峰值中心张力(CT)小于或等于210MPa。9.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中拉伸区域中的峰值中心张力(CT)小于或等于200MPa。10.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中拉伸区域中的峰值中心张力(CT)小
于或等于190MPa。11.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中拉伸区域中的峰值中心张力(CT)小于或等于180MPa。12.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中应力分布进一步包含：从第一表面延伸至拐点的尖峰区域；从拐点延伸至玻璃基制品的中心的尾部区域；其中尖峰区域包含最大压缩应力，最大压缩应力大于或等于500MPa，且拐点处的压缩应力(CS
k
)大于或等于100MPa。13.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中DOC位于大于或等于100微米的深度处。14.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中DOC位于大于或等于150微米的深度处。15.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中DOC位于大于或等于175微米的深度处。16.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中CS
max
大于或等于400MPa。17.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中CS
max
大于或等于750MPa。18.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中CS
max
大于或等于1000MPa。19.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中当玻璃基制品破裂并形成碎片时，碎片的密度大于或等于12.9个碎片/cm2。20.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中当玻璃基制品破裂并形成碎片时，碎片的等效方形尺寸大于或等于3mm。21.如任意前述权利要求所述的玻璃基制品，其中储存于拉伸区域中的弹性能大于或等于20J/m2且/或小于或等于200J/m2。22.如前项权利要求所述的玻璃基制品，其中弹性能大于或等于75J/m2且/或小于或等于175J/m2。23.一种玻璃基制品，其包含：锂铝硅酸盐组成物；相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面限定厚度(t)，所述厚度(t)在大于或等于0.4毫米且小于或等于0.8毫米的范围内；以及应力分布，所述应力分布包含：大于或等于500MPa的最大压缩应力(CS
max
)；从第一表面延伸至拐点的尖峰区域，所述拐点处具有大于或等于200MPa的拐点压缩应力(CS
k
)；从拐点延伸至玻璃基制品的中心的尾部区域；大于或等于0.21t的压缩深度(DOC)；以及拉伸区域中的峰值中心张力(CT)，所述峰值中心张力(CT)大于或等于100MPa且小于或等于220MPa。24.如前项权利要求所述的玻璃基制品，其中应力分布进一步包含：负曲率区域，其中
作为深度的函数的应力的二...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：