[发明专利]具有高裂缝引发阈值的离子可交换玻璃

说明书

相关申请案的交叉引用

本申请案根据专利法35U.S.C§119主张2013年9月13号提出申请的美 国临时申请案第61/877492号的权利，所述申请案的内容为本案的依据且所述 申请案全文以引用方式并入本文中。

背景技术

本公开案涉及抗损坏玻璃。更具体来说，本公开案涉及能通过浮法工艺形 成为片的抗损坏玻璃。甚至更具体来说，本公开案涉及视情况通过离子交换强 化的抗损坏含硼玻璃。

发明内容

提供碱硼铝硅酸盐玻璃，所述碱硼铝硅酸盐玻璃在经强化时抵抗因为剧烈 冲击导致的损坏且能够进行快速离子交换。玻璃包含SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃及碱 性氧化物的组合，且当玻璃经离子交换时具有至少约12kgf的维氏压痕裂缝引 发载荷。

因此，一个方面包含碱硼铝硅酸盐玻璃，所述碱硼铝硅酸盐玻璃包含：

约60至约70莫耳％的SiO₂

约8至约13莫耳％的Al₂O₃

约9至约15莫耳％的B₂O₃

约2至约8莫耳％的MgO

约8至约13莫耳％的M₂O。

在一些实施例中，M₂O包含Na₂O。在一些组成物中，玻璃不含磷酸盐或基本 上不含磷酸盐。

另一方面包含碱硼铝硅酸盐玻璃，所述碱硼铝硅酸盐玻璃包含：

约62至约69莫耳％的SiO₂

约9至约12莫耳％的Al₂O₃

约10至约14莫耳％的B₂O₃

约3至约7莫耳％的MgO

约9至约12莫耳％的Na₂O。

在一些组成物中，玻璃不含磷酸盐或基本上不含磷酸盐。在一些组成物中， 以上碱铝硅酸盐玻璃在410℃下具有至少约2.4×10^-10cm²/s的钾/钠相互扩散系 数。在一些实施例中，以上玻璃具有约550℃至约625℃的退火点。在一些实施 例中，玻璃可具有约500℃至约575℃的应变点。在一些情况下，以上玻璃具有 约780℃至约870℃的软化点。玻璃在1300℃下可具有小于10⁴泊的黏度。此外， 以上玻璃可具有约2.320至约2.380的密度。以上玻璃的一些示例性实施例可具 有约55至约75×10^-7/℃的热膨胀系数CTE_20℃-300℃。

在一些实施例中，以上碱铝硅酸盐玻璃经离子交换至至少约10μm、20μm 或30μm的层深度。在一些实施例中，玻璃具有自玻璃的表面延伸至层深度的 压缩层，且其中压缩层在至少约300MPa的压缩应力之下。在一些实施例中， 以上经离子交换的玻璃具有至少约7kgf的维氏压痕裂缝引发载荷。在一些实施 例中，玻璃具有至少约12kgf的维氏压痕裂缝引发载荷。在一些实施例中，以 上经离子交换的玻璃具有约12kgf至约45kgf的维氏压痕裂缝引发载荷。

另一方面包含一种方法，所述方法包含通过使玻璃组成物在锡浮浴上浮动 来制造玻璃片，所述玻璃组成物包含：

约60至约70莫耳％的SiO₂

约8至约13莫耳％的Al₂O₃

约9至约15莫耳％的B₂O₃

约2至约8莫耳％的MgO

约8至约13莫耳％的M₂O，

或

约62至约69莫耳％的SiO₂

约9至约12莫耳％的Al₂O₃

约10至约14莫耳％的B₂O₃

约3至约7莫耳％的MgO