[发明专利]增加玻璃耐久性的方法和玻璃制品

说明书

发明领域

本发明涉及涂布技术。特别地，本发明涉及玻璃制品和增加玻璃制品耐久性的方法。

技术背景

显著影响玻璃制品性质的一个因素是制品中玻璃的厚度。为使玻璃制品经济或实用，制品尽可能地轻是常常必需的，即制品中玻璃壁的厚度尽可能地薄。对薄平面玻璃的需求有所增加，例如在显示器、太阳能电池和其它相应制品的生产中。因此存在对增加玻璃耐久性特别是薄玻璃制品耐久性的方法的需要。

要制造高耐久性的玻璃，玻璃表面上的小划痕可显著损害玻璃的性质。这些小划痕降低玻璃的耐久性，因为在划痕尖端的应力可超过一定水平，在该水平之上裂缝通过玻璃制品从划痕的尖端开始迅速地扩展。随着尖端曲率半径的降低(即划痕变得更锐利)，在划痕(即裂缝)尖端的应力增加。随着划痕深度的增加，应力也增加。在这种情况下的深度被定义为与玻璃表面垂直方向上的划痕深度。

可使用公式估算在划痕尖端的最大容许应力：

σa=2Eγsπa(πp8a0),---(1)]]>

其中σ_a是应用的断裂应力

E是弹性模量

改变和降低玻璃的光学性质，因此不是增加玻璃耐久性的优选的方法。在前面提到的公开中报道的玻璃耐久性的增加主要是由结晶涂层的较小的热膨胀系数引起的。

本领域的技术人员已知的是玻璃的耐久性可通过进行燃烧磨光来增加，其中用煤气喷嘴加热玻璃制品。玻璃表面上从煤气喷嘴的火焰吸收的热引起玻璃的软化，这引起玻璃表面上的小划痕变得更小或关闭。然而燃烧磨光可能容易地导致玻璃光学质量的降低，特别是对于薄玻璃诸如在例如用于显示器中的薄玻璃。

玻璃的软化温度是玻璃的动力粘度的对数(基数10)是13.4时的温度。碱石灰玻璃的软化温度在480-550℃的范围内，硼硅玻璃的软化温度在530-600℃的范围内，硅酸铝玻璃的软化温度在700-800℃的范围内，石英玻璃的软化温度在1100-1200℃的范围内(N.P.Bansal和R.H.Doremus，Handbook of Glass Properties，(1986)Academic Press，Inc.Orlando，pp.14-15and 223-226)。不像在较高的温度，位于或低于软化温度时，玻璃的结构“受困于”(“locked into”)玻璃，而且不会改变。为了固定(去除)玻璃材料中的划痕，诸如在燃烧磨光技术中，需要显著超过软化温度的温度。

与增加玻璃耐久性的现有技术方法相关的问题是这些方法在不损害玻璃的光学质量的情况下，不能降低小划痕的深度或长度，或增加这些划痕尖端的曲率半径。现有技术没有公开这样的方法，其中玻璃耐久性的增加是基于在低于玻璃软化温度的温度时增加划痕尖端的曲率半径或减少划痕的深度或长度。

发明目的

本发明的目的之一是通过提供具有增加的耐久性的新型玻璃制品和增加玻璃制品耐久性的方法来减少前面提到的现有技术的技术问题。

发明概述

根据本发明的方法，其具有独立权利要求1中存在的特征。

根据本发明的制品，其具有独立权利要求13中存在的特征。

γ_s是比表面能

α是二分之一裂缝的长度，和

其中b等于椭圆形洞的短径的一半，这样ρ是裂缝尖端的曲率半径。

当在划痕尖端的应力超过公式(1)的σ_a值时，玻璃破裂。