[發(fā)明專利]通過無誤差函數壓縮應力曲線的離子交換玻璃

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380011479.2
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN104870393B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設計）人: D·C·布克賓德;R·M·菲亞克;T·M·格羅斯;S·L·洛谷諾夫
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C03C21/00
• 分類號: C03C21/00;C03C23/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

具有壓縮應力曲線的玻璃，在給定水平的儲存的張力下，其允許比具有符合補余誤差函數的應力曲線的玻璃更高的表面壓縮和更深的層深度(DOL)。在一些情況下，在層深度內存在埋層或增加的壓縮的局部最大值，其可以改變裂紋體系的方向。通過三步驟過程實現這些壓縮應力曲線，所述三步驟過程包括：第一離子交換步驟，以產生符合補余誤差函數的壓縮應力和層深度，在低于玻璃的應變點的溫度下的熱處理，以部分釋放玻璃中的應力并使得較大的堿性離子擴散到更大的深度，以及短時間的再離子交換，以在表面處重新建立高壓縮應力。

相關申請交叉參考

本申請根據35 U.S.C.§ 119，要求2012年2月29日提交的美國臨時申請系列第61/604654號的優(yōu)先權，本文以該申請為基礎并將其全文通過引用結合于此。

背景

玻璃的化學強化，也稱作離子交換(IOX)，涉及在低于玻璃的應變點的溫度下，用外部介質(例如熔鹽浴)中的較大單價陽離子(例如K⁺)交換玻璃中的較小陽離子(例如，單價堿金屬陽離子，如Li⁺和Na⁺)。離子交換過程用于賦予從玻璃表面延伸到特定深度的壓縮應力曲線，該壓縮應力曲線符合補余誤差函數。高壓縮應力給予撓度高強度，只要裂紋被包含在壓縮層的深度(層深度，或“DOL”)中。

玻璃的兩個表面儲存的壓縮應力被儲存的張力平衡，所允許的極限是由給定的玻璃厚度的脆性限值所設定的。壓縮應力和層深度的極限是由各種符合補余誤差函數的可實現的組合決定的，并且保持低于脆性極限。儲存的壓縮應力表示為補余誤差函數從表面到層深度下的面積。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種具有壓縮應力曲線的玻璃，在給定水平的儲存的張力下，其允許比具有符合補余誤差函數的應力曲線的玻璃更高的表面壓縮和更深的層深度(DOL)。在一些情況下，在層深度內存在埋層或增加的壓縮的局部最大值，其可以改變裂紋體系的方向。通過三步驟過程實現這些壓縮應力曲線，所述三步驟過程包括：第一離子交換步驟，以產生符合補余誤差函數的壓縮應力和層深度，在低于玻璃的應變點的溫度下的熱處理，以部分釋放玻璃中的應力并使得較大的堿性離子擴散到更大的深度，以及短時間的再離子交換，以在表面處重新建立高壓縮應力。

因此，本發(fā)明的一個方面是提供一種具有表面和厚度t的玻璃。所述玻璃包含處于壓縮應力的第一區(qū)域和處于拉伸應力CT的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域從表面延伸到玻璃中的層深度DOL，其中，壓縮應力CS在表面處具有最大值CS₁，并根據除了補余誤差函數之外的函數隨著離開表面的距離d而變化；所述第二區(qū)域從層深度延伸進入玻璃。

本發(fā)明的第二個方面是提供一種具有表面和厚度t的離子交換的玻璃。所述玻璃包含第一層，所述第一層處于壓縮應力CS并且延伸到玻璃中的層深度DOL。第一區(qū)域包括第一區(qū)段和第二區(qū)段，在第一區(qū)域中，壓縮應力CS根據第一函數變化，在第二區(qū)域中，壓縮應力CS根據第二函數變化，并且其中，所述第一函數不同于第二函數。

本發(fā)明的第三方面是提供一種提供玻璃的方法，所述玻璃具有處于壓縮應力下的層，該層從玻璃的表面延伸到玻璃中的層深度。所述方法包括：用包含第一陽離子的鹽對玻璃進行離子交換至第一壓縮應力和第一層深度，其中第一壓縮應力根據補余誤差函數隨著玻璃中的距離而變化；釋放玻璃中的應力并使得第一陽離子擴散進入玻璃中更深的地方；以及用包含第一陽離子的鹽對玻璃進行再離子交換，在表面處再離子交換至第二壓縮應力，其中第二壓縮應力根據除了補余誤差函數之外的函數隨著距離而變化。

從以下詳細描述、附圖和所附權利要求書能明顯地看出本發(fā)明的上述及其他方面、優(yōu)點和顯著特征。

附圖簡要說明

圖1是離子交換的平坦玻璃制品的截面示意圖；

圖2是離子交換的玻璃的應力圖，其中壓縮應力符合補余誤差函數；

圖3是對比不符合補余誤差函數的壓縮應力曲線和符合補余誤差函數的壓縮應力曲線的例子的示意圖；