[發明專利]強化的玻璃制品及其制造方法

在審

• 申請號: 201210290711.8
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN103043900A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: K·L·貝爾富特;J·J·普賴斯;J·M·奎恩塔爾;R·L·斯圖爾特
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C03C3/083
• 分類號: C03C3/083;C03C3/087;C03C3/091;C03C3/093;C03C3/095;C03B27/03
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 樊云飛

本發明專利申請是國際申請日為2009年8月7日、國際申請號為PCT/US2009/004531、進入中國國家階段的申請號為200980135969.7、發明名稱為“強化的玻璃制品及其制造方法”的發明專利申請的分案申請。

相關申請交叉參考

本申請要求2008年8月8日提交的美國臨時專利申請第61/087324號的權益。

技術背景

已知化學強化的玻璃可用于手持式裝置中，例如移動電話、媒體播放器和其他裝置，以及要求透明性、高強度和耐磨性的其他應用。但是，這些玻璃可能容易具有易碎性，即，所述玻璃在受到足夠的穿透力沖擊的時候容易碎裂成大量小片。

發明概述

本文提供和描述了強化的玻璃，所述玻璃具有一定的中心張力，該中心張力低于一定的閾值，超過該閾值時，所述玻璃表現出易碎性。所述中心張力隨著玻璃的厚度非線性地變化。所述玻璃可用作便攜式或移動式電子通訊和娛樂裝置(如手機、音樂播放器)和信息終端(IT)裝置(如膝上電腦等)的蓋板或窗口。

因此，本發明的一個方面提供一種強化的玻璃制品。所述強化的玻璃制品具有厚度t，該玻璃制品包括：外部區域，該外部區域從制品表面延伸到制品內層的深度DOL，其中該外部區域受到壓縮應力CS；內部區域，其中該內部區域受到中心張力CT，且-15.7t+52.5＜CT≤-38.7ln(t)+48.2，其中CT按兆帕(MPa)表示，t按毫米(mm)表示。

本發明另一個方面提供一種強化的玻璃制品。所述強化的玻璃制品具有小于約2毫米的厚度t，該玻璃制品包括：外部區域，和受到中心張力CT的內部區域，其中CT按兆帕(MPa)表示，CT＞-15.7t+52.5。該強化玻璃制品在受到足以使強化玻璃制品碎裂的尖銳物沖擊時基本上不易碎。

本發明另一個方面提供一種制造基本不易碎的強化玻璃制品的方法。該方法包括以下步驟：提供玻璃制品，該玻璃制品具有厚度t；在玻璃制品的外部區域中形成直到一定層深度DOL的壓縮應力CS，以形成強化的玻璃制品，該壓縮應力足以在玻璃制品的中心區域中產生中心張力CT，使得CT≤-38.7ln(t)+48.2，其中CT按兆帕(MPa)表示，t按毫米(mm)表示，該強化玻璃制品基本不易碎。

通過以下詳細說明、附圖和所附權利要求，這些和其他方面、優點和特征將是顯而易見的。

附圖簡要描述

圖1a是顯示強化玻璃制品的照片，1)表現碎裂時的易碎性；2)表現碎裂時的不易碎性；

圖1b是顯示強化玻璃片的照片，表現碎裂時的不易碎性；

圖2包括閾值中心張力隨強化的堿性鋁硅酸鹽玻璃制品的玻璃厚度變化的圖；和

圖3是強化的玻璃制品的示意圖。

發明詳述

在以下說明中，類似的附圖標記表示附圖中顯示的所有若干視圖中類似或相應的部件。還應該理解，除非有另外的表示，否則，術語“頂部”、“底部”、“向外”、“向內”等都是為了方便而采用的用語，不應理解為限制性術語。另外，將基團描述為包含一組元素的至少一種及其組合時，應理解該組可包括、基本包括單獨或互相組合形式的任意數量的所引述的那些元素，或由其組成。類似地，將基團描述為由一組元素的至少一個及其組合組成時，應理解該組可包括單獨或互相組合形式的任意數量的所引述的那些元素。除非有另外的表示，否則，引述的值范圍包括該范圍的上限和下限、以及其間的任意子范圍。

參考一般意義的附圖，將會理解，說明書的目的是描述具體實施方式，而不是限制公開內容或所附權利要求。附圖不一定是按比例的，可以夸張表現一些特征和一些附圖，或者為了清楚和一致性示意表示。

易碎性(本文也稱為“脆性”)表示玻璃制品的極端碎裂性質。易碎性是制品內形成過大的內部或中心張力CT的結果，導致制品破裂時發生強力或劇烈的碎裂。在熱回火、層壓的或化學強化的(例如通過離子交換強化)玻璃制品中，當玻璃制品(如板或片)的表面或外部區域中的壓縮應力(CS)與玻璃板中心的拉伸應力的平衡提供足夠能量從而導致多重裂縫支化，使小玻璃片和/或顆粒從制品脫出(ejection)或“飛出(tossing)”時，產生易碎性。形成這些脫出物的速度是玻璃制品內作為中心張力CT儲存的過多能量的結果。