化学强化玻璃以及化学强化用玻璃制造技术

本发明专利技术涉及化学强化玻璃以及化学强化用玻璃。根据本发明专利技术的一个方式，提供一种化学强化玻璃，其为表面压应力(CS)为300MPa以上、并且自玻璃表面起算的深度为90μm的部分的压应力值(CS

【技术实现步骤摘要】
化学强化玻璃以及化学强化用玻璃
[0001]本申请为申请日为2017年1月19日、申请号为201780007591.7的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及化学强化玻璃。

技术介绍

[0003]近年来，为了提高手机、智能手机、便携式信息终端(PDA)、平板终端等移动设备的显示装置的保护以及美观，使用包含化学强化玻璃的保护玻璃。
[0004]对于化学强化玻璃而言，具有表面压应力(值)(CS)、压应力层深度(DOL)越高则强度越高的倾向。另一方面，为了保持与表面压应力的平衡，在玻璃内部产生内部拉应力(CT)，因此，CS、DOL越大则CT越大。CT大的玻璃破裂时，成为碎片数多且剧烈的破裂方式，碎片飞散的危险性增大。
[0005]因此，例如专利文献1公开了表示强化玻璃的内部拉应力的容许极限的式(10)，通过调节下述CT
’
而得到即使增大化学强化玻璃的强度、碎片的飞散也少的化学强化玻璃。专利文献1中记载的内部拉应力CT
’
使用CS和DOL
’
的测定值并且通过下述式(11)推导出。
[0006]CT
’
≤
‑
38.7
×
ln(t)+48.2
ꢀꢀ
(10)
[0007]CS
×
DOL
’
＝(t
‑2×
DOL
’
)
×
CT
’ꢀꢀ
(11)
[0008]在此，DOL
’
相当于离子交换层的深度。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1：美国专利第8075999号说明书

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的问题
[0013]根据本专利技术人的研究，对于专利文献1的方法而言，有时化学强化玻璃的强度不足。认为其原因在于：未充分考虑玻璃组成的影响；在求出CT
’
的上述式中，将应力分布进行了线性近似；假设应力为零的点等于离子扩散层深度；等。本专利技术提供一种改善了这些问题、进一步提高了强度的化学强化玻璃。
[0014]用于解决问题的手段
[0015]本专利技术的第一方式为一种化学强化玻璃，其表面压应力(CS)为300MPa以上，其中，自玻璃表面起算的深度为90μm的部分的压应力值(CS
90
)为25MPa以上，或者自玻璃表面起算的深度为100μm的部分的压应力值(CS
100
)为15MPa以上，
[0016]使用上述化学强化玻璃的基本组成中的SiO2、Al2O3、B2O3、P2O5、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO和ZrO2的各成分的以氧化物基准的摩尔百分率表示的含量并且基于下式计算出的X的值为30000以上。
[0017]X＝SiO2×
329+Al2O3×
786+B2O3×
627+P2O5×
(
‑
941)+Li2O
×
927+Na2O
×
47.5+K2O
×
(
‑
371)+MgO
×
1230+CaO
×
1154+SrO
×
733+ZrO2×
51.8
[0018]本专利技术的第一方式也可以是一种化学强化玻璃，其表面压应力(CS)为300MPa以上，其中，自玻璃表面起算的深度为90μm的部分的压应力值(CS
90
)为25MPa以上，或者自玻璃表面起算的深度为100μm的部分的压应力值(CS
100
)为15MPa以上，
[0019]使用上述化学强化玻璃的基本组成中的SiO2、Al2O3、B2O3、P2O5、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO和ZrO2的各成分的以氧化物基准的摩尔百分率表示的含量并且基于下式计算出的Z的值为20000以上。
[0020]Z＝SiO2×
237+Al2O3×
524+B2O3×
228+P2O5×
(
‑
756)+Li2O
×
538+Na2O
×
44.2+K2O
×
(
‑
387)+MgO
×
660+CaO
×
569+SrO
×
291+ZrO2×
510
[0021]第一方式的化学强化玻璃优选是板厚t为2mm以下的板状。
[0022]本专利技术的第二方式为一种化学强化玻璃，其表面压应力(CS)为300MPa以上，并且满足下述式(1)和式(2)。
[0023]StL(t)≥a
×
t+7000(单位：MPa
·
μm)
ꢀꢀ
(1)
[0024]a≥30000(单位：MPa
·
μm/mm)
ꢀꢀ
(2)
[0025](在此，t为板厚(mm)，StL(t)是板厚为t时的St极限的值。)
[0026]上述第二方式的化学强化玻璃优选a≥35000。
[0027]另外，第二方式也可以是一种化学强化玻璃，其表面压应力(CS)为300MPa以上，并且满足下述式(3)、式(4)和式(5)。
[0028]CTL(t)≥
‑
b
×
ln(t)+c(单位：MPa)
ꢀꢀ
(3)
[0029]b≥14(单位：MPa)
ꢀꢀ
(4)
[0030]c≥48.4(单位：MPa)
ꢀꢀ
(5)
[0031](在此，t为板厚(mm)，CTL(t)是板厚为t时的CT极限的值。)
[0032]第二方式的化学强化玻璃优选是板厚t为2mm以下的板状。
[0033]第二方式的化学强化玻璃优选自玻璃表面起算的深度为90μm的部分的压应力值(CS
90
)为25MPa以上，或者自玻璃表面起算的深度为100μm的部分的压应力值(CS
100
)为15MPa以上。
[0034]本专利技术的第三方式为一种化学强化玻璃，其中，通过后述的砂上落下试验而得到的平均破裂高度为250mm以上，通过后述的压头压入试验而得到的破碎数为30个以下，板厚t为0.4mm～2mm，表面压应力(CS)为300MPa以上，并且压应力层深度(DOL)为100μm以上。
[0035]本专利技术的化学强化玻璃优选自玻璃表面起算的深度为100μm的部分的压应力值与板厚t(mm)的二次方之积(CS
100
×
t2)为5MPa
·
mm2以上。
[0036]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学强化玻璃，其表面压应力(CS)为300MPa以上，其中，使用比DOL靠玻璃表面侧20μm的深度处的压应力值CS
DOL
‑
20
并且通过下式计算出的ΔCS
DOL
‑
20
(单位：MPa/μm)为0.4以上，ΔCS
DOL
‑
20
＝CS
DOL
‑
20
/20以氧化物基准的摩尔百分率表示，所述化学强化玻璃的基本组成含有58％～80％的SiO2、8％～20％的Al2O3、0％～5％的B2O3、0％～4％的P2O5、3％～10％的Li2O、5％～20％的Na2O、0％～8％的K2O、0％～11％的MgO、0％～20％的CaO、0％～20％的SrO、0％～15％的BaO、0％～10％的ZnO、0％～1％的TiO2、0％～2％的ZrO2，使用所述化学强化玻璃的基本组成中的SiO2、Al2O3、B2O3、P2O5、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO和ZrO2的各成分的以氧化物基准的摩尔百分率表示的含量并且基于下式计算出的X的值为30000以上，X＝SiO2×
329+Al2O3×
786+B2O3×
627+P2O5×
(
‑
941)+Li2O
×
927+Na2O
×
47.5+K2O
×
(
‑
371)+MgO
×
1230+CaO
×
1154+SrO
×
733+ZrO2×
51.8。2.一种化学强化玻璃，其表面压应力(CS)为300MPa以上，其中，使用比DOL靠玻璃表面侧20μm的深度处的压应力值CS
DOL
‑
20
并且通过下式计算出的ΔCS
DOL
‑
20
(单位：MPa/μm)为0.4以上，ΔCS
DOL
‑
20
＝CS
DOL
‑
20
/20以氧化物基准的摩尔百分率表示，所述化学强化玻璃的基本组成含有58％～80％的SiO2、8％～20％的Al2O3、0％～5％的B2O3、0％～4％的P2O5、3％～10％的Li2O、5％～20％的Na2O、0％～8％的K2O、0％～11％的MgO、0％～20％的CaO、0％～20％的SrO、0％～15％的BaO、0％～10％的ZnO、0％～1％的TiO2、0％～2％的ZrO2，使用所述化学强化玻璃的基本组成中的SiO2、Al2O3、B2O3、P2O5、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO和ZrO2的各成分的以氧化物基准的摩尔百分率表示的含量并且基于下式计算出的Z的值为20000以上，Z＝SiO2×
237+Al2O3×
524+B2O3×
228+P2O5×
(
‑
756)+Li2O
×
538+Na2O
×
44.2+K2O
×
(
‑
387)+MgO
×
660+CaO
×
569+SrO
×
291+ZrO2×
510。3.如权利要求1或2所述的化学强化玻璃，其中，使用所述化学强化玻璃的基本组成中的SiO2、Al2O3、B2O3、P2O5、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO和ZrO2的各成分的以氧化物基准的摩尔百分率表示的含量并且基于下式计算出的Y的值为0.7以上，Y＝SiO2×
0.00884+Al2O3×
0.0120+B2O3×
(
‑
0.00373)+P2O5×
0.000681+Li2O
×
0.00735+Na2O
×
(
‑
0.00234)+K2O
×
(
‑
0.00608)+MgO
×
0.0105+CaO
×
0.00789+SrO
×
0.00752+BaO
×
0.00472+ZrO2×
0.0202。4.如权利要求1～3中任一项所述的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃是板厚t为2mm以下的板状。5.如权利要求1～4中任一项所述的化学强化玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔百分率表示，所述化学强化玻璃的基本组成含有7％～20％的Na2O、0％～1％的CaO。6.如权利要求1～5中任一项所述的化学强化玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔百分率表示，所述化学强化玻璃的基本组成含有0.25％～10％的ZnO。
7.如权利要求1～6中任一项所述的化学强化玻璃，其中，自玻璃表面起算的深度为90μm的部分的压应力值(CS
90
)为25MPa以上，或者自玻璃表面起算的深度为100μm的部分的压应力值(CS
100
)为15MPa以上。8.一种化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的表面压应力(CS)为300MPa以上，并且以氧化物基准的摩尔百分率表示，所述化学强化玻璃的基本组成含有58％～80％的SiO2、8％～20％的Al2O3、0％～5％的B2O3、0％～4％的P2O5、3％～10％的Li2O、5％～20％的Na2O、0％～8％的K2O、0％～11％的MgO、0％～20％的CaO、0％～20％的SrO、0％～15％的BaO、0％～10％的ZnO、0％～1％的TiO2、0％～2％的ZrO2，满足下述式(1)和式(2)，StL(t)≥a
×
t+7000(单位：MPa
·
μm)(1)a≥30000(单位：MPa
·
μm/mm)(2)(在此，t为板厚(mm)，StL(t)是板厚为t时的St极限的值)。9.如权利要求8所述的化学强化玻璃，其中，a≥35000。10.一种化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的表面压应力(CS)为300MPa以上，并且以氧化物基准的摩尔百分率表示，所述化学强化玻璃的基本组成含有58％～80％的SiO2、8％～20％的Al2O3、0％～5％的B2O3、0％～4％的P2O5、3％～10％的Li2O、5％～20％的Na2O、0％～8％的K2O、0％～11％的MgO、0％～20％的CaO、0％～20％的SrO、0％～15％的BaO、0％～10％的ZnO、0％～1％的TiO2、0％～2％的ZrO2，满足下述式(3)、式(4)和式(5)，CTL(t)≥
‑
b
×
ln(t)+c(单位：MPa)(3)b≥14(单位：MPa)(4)c≥48.4(单位：MPa)(5)(在此，t为板厚(mm)，CTL(t)是板厚为t时的CT极限的值)。11.如权利要求8～10中任一项所述的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃是所述板厚t为2mm以下的板状。12.如权利要求8～11中任一项所述的化学强化玻璃，其中，自玻璃表面起算的深度为90μm的部分的压应力值(CS
90
)为25MPa以上，或者自玻璃表面起算的深度为100μm的部分的压应力值(CS
100
)为15MPa以上。13.一种化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的通过下述条件下的砂上落下试验而得到的平均破裂高度为250mm以上，所述化学强化玻璃的通过下述条件下的压头压入试验而得到的破碎数为30个以下，所述化学强化玻璃的板厚t为0.4mm～2mm，以氧化物基准的摩尔百分率表示，所述化学强化玻璃的基本组成含有58％～80％的SiO2、8％～20％的Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：村山优，大原盛辉，李清，秋叶周作，
申请(专利权)人：AGC株式会社，
类型：发明
国别省市：