[發明專利]單面優勢壓應力玻璃及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201811511577.3
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN111302654A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 胡偉;覃文城;談寶權;陳芳華
• 申請（專利權）人: 深圳市東麗華科技有限公司
• 主分類號: C03C21/00
• 分類號: C03C21/00;C03C17/32;C03C23/00
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 李紅梅

本發明公開了一種單面優勢壓應力玻璃及其制備方法與應用。所述單面優勢壓應力玻璃一種單面優勢壓應力玻璃，所述單面優勢壓應力玻璃具有相對的兩個表面，沿所述單面優勢壓應力玻璃的所述表面至內部的方向，所述單面優勢壓應力玻璃的至少一表層為離子交換層，且至少一所述表層的壓應力遞減，且兩所述表層的壓應力積分相差10％以上。本發明單面優勢壓應力玻璃的壓應力深度大，強度高，具有高的抗跌落性能，其制備方法其所述制備方法工藝條件易控，能夠保證制備的單面優勢壓應力玻璃性能穩定。

技術領域

本發明屬于玻璃制品技術領域，具體涉及一種單面優勢壓應力玻璃及其制備方法與應用。

背景技術

玻璃由于其本身具有透明性、耐高溫等特點，因此，玻璃在日常生活中得到了廣泛的應用。比如，玻璃在保護裝置、裝潢等領域得到了廣泛的應用。但是玻璃也存在一定的不足，如存在抗沖擊性不強，易碎等缺陷，從而限制了玻璃在一些領域的應用。

為了彌補玻璃的該些缺點，使得玻璃滿足特定領域中的應用要求，需要對玻璃進行相應的強化處理，以增強玻璃相應的機械性能。

玻璃強化是一種利用高溫離子交換工藝，在高溫熔鹽中大堿金屬離子取代玻璃中的小堿金屬離子從而產生交換離子體積差，在玻璃一定的表層中產生由高到低的壓應力，阻礙和延緩玻璃微裂紋的擴展，達到提高玻璃機械強度的目的。但是張應力與壓應力是共生關系，單面優勢壓應力玻璃在表面產生壓應力的同時，其內部也不可避免的產生了相應的張應力。

張應力會在玻璃的中心內部產生張力，并在玻璃受到沖擊時，作為玻璃開裂的助力，甚至是玻璃裂紋產生和擴展的原因。經過分析玻璃斷面可知，張應力可以嚴重的破壞玻璃的網絡結構。當玻璃內部具有微裂紋時，在過大的張應力影響下，單面優勢壓應力玻璃的機械強度會下降，尤其是抗跌落性能。當張應力過大時，強化玻璃很容易在輕微的沖擊下發生爆炸性開裂，甚至會產生自爆現象。這樣會對含有該強化玻璃的產品的可靠性和人身安全性產生嚴重影響。

但是隨著人們對產品的要求越來越高，玻璃也越來越多的被得到了應用，這樣，對玻璃的要求也越來越高。具體的如現今智能產品中，隨著蘋果、三星等智能手機巨頭開始引領手機全面屏概念，標志全面屏手機時代的到來，并且隨著5G通訊及無線充電等新技術的應用，玻璃材質的無機保護蓋板開始逐漸取代金屬保護蓋板，這使得智能手機的90％以上的面積全為玻璃材質。這樣就對玻璃的如厚度、強度、抗摔等相關性能提出了更高的要求。

為滿足薄玻璃的強度需求，目前超薄玻璃的強化手段僅為化學強化法，利用離子體積差效應，在內部產生壓應力，使微裂紋更難擴展生長，增大玻璃強度。但目前最優的強化玻璃材料鋰鋁硅玻璃，其強化深度已經達到極限，普通強化下，單面應力達到了厚度的17％，已經接近極限。對于一切較薄的玻璃，如0.5mm以下，其獲得的壓應力深度極為有限。而且現有普通強化的復合壓應力玻璃，由于兩面的應力相同，張應力處于玻璃中間位置，這樣的應力分布會限制玻璃的單面壓應力深度不可能超過玻璃厚度的一半，一般復合壓應力的極限深度僅為玻璃厚度的20％。而在蓋板玻璃抗跌落測試中，玻璃的破壞是由于玻璃跌落到粗糙地面，受到尖銳顆粒沖擊，由于是點沖擊，接觸面積小，其很容易破壞具有高壓應力的表面并產生向玻璃內部的擴展裂紋，當裂紋到達張應力區時，玻璃極易破碎。而目前復合壓應力由于其高深度，從其斷面觀察，其具單面裂紋壓制層最高為玻璃的25％，這可以延長裂紋擴展至張應力區域的難度，提高玻璃的抗跌落性能。但是由于玻璃的張應力處于中間，兩面為相同的壓應力，張應力共生相等的關系，這就限制了規定厚度下，壓應力深度能達到的極限值。而正常玻璃使用中，僅是一面需要具有更高的強度。