[发明专利]强化的玻璃制品及其制造方法

说明书

本发明专利申请是国际申请日为2009年8月7日、国际申请号为PCT/US2009/004531、进入中国国家阶段的申请号为200980135969.7、发明名称为“强化的玻璃制品及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请交叉参考

本申请要求2008年8月8日提交的美国临时专利申请第61/087324号的权益。

技术背景

已知化学强化的玻璃可用于手持式装置中，例如移动电话、媒体播放器和其他装置，以及要求透明性、高强度和耐磨性的其他应用。但是，这些玻璃可能容易具有易碎性，即，所述玻璃在受到足够的穿透力冲击的时候容易碎裂成大量小片。

发明概述

本文提供和描述了强化的玻璃，所述玻璃具有一定的中心张力，该中心张力低于一定的阈值，超过该阈值时，所述玻璃表现出易碎性。所述中心张力随着玻璃的厚度非线性地变化。所述玻璃可用作便携式或移动式电子通讯和娱乐装置(如手机、音乐播放器)和信息终端(IT)装置(如膝上电脑等)的盖板或窗口。

因此，本发明的一个方面提供一种强化的玻璃制品。所述强化的玻璃制品具有厚度t，该玻璃制品包括：外部区域，该外部区域从制品表面延伸到制品内层的深度DOL，其中该外部区域受到压缩应力CS；内部区域，其中该内部区域受到中心张力CT，且-15.7t+52.5＜CT≤-38.7ln(t)+48.2，其中CT按兆帕(MPa)表示，t按毫米(mm)表示。

本发明另一个方面提供一种强化的玻璃制品。所述强化的玻璃制品具有小于约2毫米的厚度t，该玻璃制品包括：外部区域，和受到中心张力CT的内部区域，其中CT按兆帕(MPa)表示，CT＞-15.7t+52.5。该强化玻璃制品在受到足以使强化玻璃制品碎裂的尖锐物冲击时基本上不易碎。

本发明另一个方面提供一种制造基本不易碎的强化玻璃制品的方法。该方法包括以下步骤：提供玻璃制品，该玻璃制品具有厚度t；在玻璃制品的外部区域中形成直到一定层深度DOL的压缩应力CS，以形成强化的玻璃制品，该压缩应力足以在玻璃制品的中心区域中产生中心张力CT，使得CT≤-38.7ln(t)+48.2，其中CT按兆帕(MPa)表示，t按毫米(mm)表示，该强化玻璃制品基本不易碎。

通过以下详细说明、附图和所附权利要求，这些和其他方面、优点和特征将是显而易见的。

附图简要描述

图1a是显示强化玻璃制品的照片，1)表现碎裂时的易碎性；2)表现碎裂时的不易碎性；

图1b是显示强化玻璃片的照片，表现碎裂时的不易碎性；

图2包括阈值中心张力随强化的碱性铝硅酸盐玻璃制品的玻璃厚度变化的图；和

图3是强化的玻璃制品的示意图。

发明详述

在以下说明中，类似的附图标记表示附图中显示的所有若干视图中类似或相应的部件。还应该理解，除非有另外的表示，否则，术语“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等都是为了方便而采用的用语，不应理解为限制性术语。另外，将基团描述为包含一组元素的至少一种及其组合时，应理解该组可包括、基本包括单独或互相组合形式的任意数量的所引述的那些元素，或由其组成。类似地，将基团描述为由一组元素的至少一个及其组合组成时，应理解该组可包括单独或互相组合形式的任意数量的所引述的那些元素。除非有另外的表示，否则，引述的值范围包括该范围的上限和下限、以及其间的任意子范围。

参考一般意义的附图，将会理解，说明书的目的是描述具体实施方式，而不是限制公开内容或所附权利要求。附图不一定是按比例的，可以夸张表现一些特征和一些附图，或者为了清楚和一致性示意表示。

易碎性(本文也称为“脆性”)表示玻璃制品的极端碎裂性质。易碎性是制品内形成过大的内部或中心张力CT的结果，导致制品破裂时发生强力或剧烈的碎裂。在热回火、层压的或化学强化的(例如通过离子交换强化)玻璃制品中，当玻璃制品(如板或片)的表面或外部区域中的压缩应力(CS)与玻璃板中心的拉伸应力的平衡提供足够能量从而导致多重裂缝支化，使小玻璃片和/或颗粒从制品脱出(ejection)或“飞出(tossing)”时，产生易碎性。形成这些脱出物的速度是玻璃制品内作为中心张力CT储存的过多能量的结果。