[發(fā)明專利]在玻璃中獲得應(yīng)力分布的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010483996.1
• 申請(qǐng)日: 2014-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN111592236B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·C·埃蘭;郭曉菊;胡廣立;彭高柱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號(hào): C03C21/00
• 分類號(hào): C03C21/00;C03C3/083;C03C3/085;C03C3/091;C03C3/093;C03C3/097
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 徐鑫;郭輝

1.一種對(duì)包含第一金屬陽離子的堿金屬鋁硅酸鹽玻璃進(jìn)行強(qiáng)化的方法，其中，所述第一金屬陽離子是鈉陽離子，以及其中，所述堿金屬鋁硅酸鹽玻璃具有退火點(diǎn)，所述方法包括：

a.在熔鹽浴中浸入堿金屬鋁硅酸鹽玻璃，所述熔鹽浴包含第二金屬的至少一種鹽，其中，第二金屬的陽離子比第一金屬陽離子更大；

b.在大于420℃且比所述退火點(diǎn)低至少30℃的溫度下，用來自熔鹽浴的第二金屬的陽離子離子交換堿金屬鋁硅酸鹽玻璃中的第一金屬陽離子，持續(xù)0.5小時(shí)至8小時(shí)的時(shí)間段，其中，離子交換形成壓縮應(yīng)力區(qū)域，該區(qū)域從玻璃的表面延伸進(jìn)入玻璃中至少40μm的層深度，以及其中，在第一深度處的壓縮應(yīng)力是表面處的壓縮應(yīng)力的至少70％，其中，在所述第一深度處的壓縮應(yīng)力小于表面處的壓縮應(yīng)力，所述第一深度是所述層深度的約30％至約70％，以及所述第一深度處的壓縮應(yīng)力是局部最大值。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一深度處的壓縮應(yīng)力是至少約350MPa。

3.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，熔鹽浴還包含最高至10重量％的至少一種鈉鹽。

4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，堿金屬鋁硅酸鹽玻璃具有至少200MPa的保留強(qiáng)度。

5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其還包括：

a.在第二熔鹽浴中浸入堿金屬鋁硅酸鹽玻璃，所述第二熔鹽浴包含第二金屬的至少一種鹽或者第三金屬的至少一種鹽，其中，所述第三金屬的陽離子比所述第一金屬陽離子和所述第二金屬的陽離子更大；以及

b.在小于或等于420℃的溫度下，用來自第二熔鹽浴的第二金屬的陽離子離子交換堿金屬鋁硅酸鹽玻璃中的第一金屬陽離子，其中，通過在第二熔鹽浴中的離子交換形成的表面壓縮應(yīng)力在表面處產(chǎn)生最大壓縮應(yīng)力；或者

c.在大于420℃且比所述退火點(diǎn)低至少30℃的溫度下，用來自第二熔鹽浴的第三金屬的陽離子離子交換堿金屬鋁硅酸鹽玻璃中的第一金屬陽離子和第二金屬的陽離子中的至少一種，其中，第二熔鹽浴中的離子交換形成包含第三金屬的陽離子的表面區(qū)域。

6.一種堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品，所述堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品具有處于壓縮應(yīng)力的區(qū)域，該區(qū)域從堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品的表面延伸到堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品中至少40μm的層深度，其中，堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品具有處于表面處的壓縮應(yīng)力和處于第一深度處的第一壓縮應(yīng)力，所述第一深度是所述層深度的30％至70％，其中，所述第一壓縮應(yīng)力是所述表面處的壓縮應(yīng)力的至少70％，所述第一深度處的壓縮應(yīng)力小于所述表面處的壓縮應(yīng)力，以及所述第一深度處的壓縮應(yīng)力是局部最大值。

7.如權(quán)利要求6所述的堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品，其中，所述堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品具有最高至1.5mm的厚度。

8.如權(quán)利要求6或7所述的堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品，其中，所述第一深度處的壓縮應(yīng)力是至少約350MPa。

9.如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品，其中，所述堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品具有至少200MPa的保留強(qiáng)度。

10.如權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品，其中，所述堿性鋁硅酸鹽玻璃制品包含：

a.50摩爾％SiO₂，和至少11摩爾％Na₂O，Al₂O₃，以及B₂O₃、K₂O、MgO和ZnO中的至少一種，其中，-340+27.1·Al₂O₃–28.7·B₂O₃+15.6·Na₂O–61.4·K₂O+8.1·(MgO+ZnO)≥0摩爾％，以及其中，表面處的壓縮應(yīng)力是至少900MPa，其中，堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品還包含；或者

b.至少50摩爾％SiO₂；9摩爾％至22摩爾％Al₂O₃；3摩爾％至10摩爾％B₂O₃；9摩爾％至20摩爾％Na₂O；0摩爾％至5摩爾％K₂O；以及至少0.1摩爾％MgO、ZnO或其組合，其中，0≤MgO≤6且0≤ZnO≤6摩爾％；以及任選的CaO、BaO和SrO中的至少一種，其中，0摩爾％≤CaO+SrO+BaO≤2摩爾％；或者

c.至少50摩爾％SiO₂；至少10摩爾％R₂O，其中，R₂O包括Na₂O；Al₂O₃，和B₂O₃，其中，-0.5摩爾％≤Al₂O₃(摩爾％)–R₂O(摩爾％)≤2摩爾％且B₂O₃(摩爾％)–(R₂O(摩爾％)–Al₂O₃(摩爾％))≥4.5摩爾％；以及B₂O₃，其中，B₂O₃(摩爾％)–(R₂O(摩爾％)–Al₂O₃(摩爾％))≥4.5摩爾％，以及其中，堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品的鋯石分解溫度等于玻璃的粘度大于40千泊時(shí)的溫度；或者

d.至少4摩爾％P₂O₅，其中，(M₂O₃(摩爾％)/R_xO(摩爾％))1，其中，M₂O₃＝Al₂O₃+B₂O₃，以及其中，R_xO是堿金屬鋁硅酸鹽玻璃制品中存在的單價(jià)和二價(jià)陽離子氧化物的總和。