[发明专利]能进行后续切割的化学钢化玻璃

说明书

技术领域

本发明涉及能在化学钢化之后进行切割的薄玻璃。具体地说，本发明涉及具有高强度，高断裂韧性，高耐磨性的硅酸盐玻璃，其具有被化学钢化的性能，并在钢化之后能进行激光切割。更具体地，本发明涉及能用于电子产品屏幕以及其他涉及高强度薄玻璃的领域，并在化学钢化后，能很好地进行后续激光切割的玻璃。同时，本发明还涉及对所述硅酸盐玻璃的化学钢化方法。

背景技术

许多技术领域都要求高强度的玻璃。最典型的提高玻璃强度的方法是对玻璃进行表面处理，如酸蚀。另一种方法则是在玻璃内引入永久的应力，即公知的物理钢化(或者热钢化)和化学钢化。

物理钢化通过迅速冷却玻璃表面引入永久应力。化学钢化则是通过离子交换产生表面压应力。两种方法均为业界熟知并广为应用。如安全玻璃、汽车玻璃、白色家电、硬盘、显示器等电子应用的基板玻璃。

对于触摸屏，通常要求有既薄又经过强化的盖板玻璃以保证既轻薄又具有抗划伤能力。

由于厚度限制，薄玻璃无法在厚度方向产生足够高的温度梯度和冷却速率，因此很难被物理钢化。通常厚度小于2mm的薄玻璃不能被物理钢化。因此，厚度小于2mm的薄玻璃通常选用化学钢化。

化学钢化玻璃为公知的技术，例如在专利US 4,156,755和DE 4206268A1中都有描述。

对化学钢化后的玻璃进行如磨边、切割等机械加工，会有很高的不良率或者根本无法加工。这是因为加工过程中玻璃制品内较高的内部应力会导致无法预测的破裂。但是在特殊的加工流程中，切割钢化玻璃可以带来显著的经济效益。

在特殊的情况下，切割钢化后的薄玻璃是很有优势的，因为这样可以钢化大片的平板玻璃然后切割，从而提高产量。

最常用的玻璃切割方法有，如机械刀轮切割，水刀或激光切割。激光切割具有不产生碎屑，不易起皮和较高的边界质量等优点。激光切割后的边界质量高可以省去对边界的后续加工，表面质量好可以提高玻璃的抗划伤性能力从而可以省去后续的表面处理。因此很有必要能获得这种能进行后续机械或者激光切割的高强度玻璃。

传统的玻璃切割方法利用机械力划开玻璃表面，引入外力使得玻璃分离，完成切割。使用这种方法，玻璃边缘上会残留有微裂纹，起皮，玻璃表面会被破坏，并且有玻璃碎屑残留。

相对于传统的机械切割，如金属和金刚石刀轮切割，激光切割以其优良的切割质量被广泛应用于玻璃切割领域。

对于激光切割，玻璃是被激光引入的张力分开的。以CO₂激光切割为例，CO₂激光理论上可以被多种玻璃完全吸收。CO₂激光切割有三种原理。第一种方法，直接利用激光熔融玻璃，使玻璃分开。这时玻璃承受的温度远大于玻璃的转变点T_g。第二种方法，利用激光脉冲轻微的加热玻璃的部分点状区域到稍微大于T_g的温度，去除掉这些区域内的玻璃使玻璃断裂。第三种方法，玻璃被加热到稍低于T_g的某一温度，然后迅速冷却。一个由张力引起的裂缝将使得玻璃分开。

对比传统的刀轮切割，第三种激光切割方法通过减少边缘缺陷能够提高玻璃的机械强度。除此之外，激光切割不受切割形状限制，没有机械磨损，不与被加工的物品接触使得激光切割几乎不产生玻璃碎屑，很适合在洁净室里使用。

发明内容

本发明涉及一种能够切割的化学钢化玻璃。进一步的，所述玻璃是硅酸盐玻璃，其包含铝硅酸盐玻璃，硼硅酸盐玻璃等。进一步所述切割方法是用机械力或激光切割。

本发明提供了一种玻璃制品，它能够在化学钢化后进行激光切割。进一步的，所述玻璃制品可以是平板玻璃，进一步的，所述玻璃制品可以是玻璃管。

玻璃片的厚度为0.3-2.0毫米范围之间。

本发明也提供了一种钢化方法，使用这种方法钢化的玻璃是可以切割的。

进一步的，这种玻璃是硅酸盐玻璃。

钢化后玻璃的表面应力小于1200MPa。进一步的，钢化后玻璃的表面应力小于900MPa。进一步的，钢化后玻璃的表面应力小于800MPa。进一步的，钢化后玻璃的中心应力小于600MPa。

钢化后玻璃的中心应力小于60MPa。进一步的，钢化后玻璃的中心应力小于40MPa。进一步的，钢化后玻璃的中心应力小于20MPa。进一步的，钢化后玻璃的中心应力小于15MPa。