[发明专利]一种强化玻璃及其制备方法

说明书

本发明公开了一种强化玻璃，所述强化玻璃的表面具有通过单次或多次化学强化形成的复合压缩应力层，所述复合压缩应力层的压缩应力自所述强化玻璃表面向所述强化玻璃的内部呈非线性减小趋势，且所述复合压缩应力层具有自所述强化玻璃表面延伸到所述强化玻璃内部的压缩应力曲线，所述压缩应力曲线采用Orihara Pmc软件拟合后得到的第二拟合曲线具有至少一个拐点，所述第二拟合曲线上所有拐点的左侧的曲线的斜率的绝对值大于右侧的曲线的斜率的绝对值。所述强化玻璃的整体强度相比现有技术中的强化玻璃有了显著的提高。本发明还公开了上述强化玻璃的多种制备方法。

技术领域

本发明属于玻璃制造技术领域，尤其涉及一种强化玻璃及其制备方法。

背景技术

化学强化玻璃由于其高透明度、高强度和耐磨性，目前在移动电话、媒体播放器和其他终端上有着广泛的应用。化学强化玻璃的高强度是通过离子交换实现，原理为：玻璃中的较小离子能够在高温下与盐浴液中的较大离子进行置换，置换后较大离子在玻璃表面紧密堆积而产生较强的压缩应力，进而表现出较高的强度。

然而在离子交换过程中，盐浴液随着被交换出的较小离子的增多而导致较大离子被稀释，继续使用相同的盐浴液将会降低玻璃的压缩应力；此外玻璃浅表面得大离子浓度过于集中，富集的大离子导致无法对玻璃进行充分交换获得较深的离子交换层；而强制长时间进行交换将导致玻璃内部张应力过大，从而导致玻璃安全性下降。为解决此类技术问题，目前有种做法是通过两种不同盐浴液来实现离子交换：先将玻璃放在第一盐浴液中进行离子交换，在第一盐浴液中的较大离子被稀释到一定程度，将玻璃取出进行冷却、干燥，然后再次再投入第二盐浴液中进行离子交换，其中第二盐浴液中的较大离子的浓度要大于被稀释的第一盐浴液中的较大离子的浓度。这种盐浴处理形成的压缩应力层应力分布为：压缩应力层在深度方向上并没有太大改变，且压缩应力层是连续的单层结构；被交换的较大离子的浓度随玻璃深度变化的结构是：较大离子的浓度仅在靠近玻璃表面的位置较高，而玻璃内部的较大离子的浓度会急剧下降。这样势必造成最终形成的强化玻璃的压缩应力层强度分布不均。

总之，到目前为止，无论是物理钢化，还是化学强化，无论是一次强化，还是多次强化，在玻璃表面所形成的单层压缩应力层，其应力分布或被交换离子的浓度都是沿着玻璃表面向内的方向急剧递减的，导致压缩应力层在深度方向上并没有太大改变，从而无法改善玻璃整体的强度。

为此，有必要设计一种新的强化玻璃及其制备方法，以克服上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺点，提供一种内部的具有复合压缩应力层，整体强度高的强化玻璃。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一方面，提供一种强化玻璃，所述强化玻璃在受到外力冲击破碎时能承受的断裂能量大于18.67焦耳每平方米(J/m²)；所述强化玻璃在一定负载下能承受的自由落体断裂能量大于2.94焦耳每公斤(J/kg)；所述强化玻璃的表面具有通过单次或多次离子交换形成的复合压缩应力层；

所述复合压缩应力层中包含经单次或多次离子交换进入到所述强化玻璃内的第一离子，所述第一离子选自Na离子、K离子、Ru离子和Cs离子，所述第一离子的浓度自所述强化玻璃的表面向所述强化玻璃的内部呈非线性减小趋势，所述第一离子的浓度关于自所述强化玻璃的表面向所述强化玻璃内部延伸的距离的第一拟合曲线具有至少一个拐点，所述第一拟合曲线上所有的所述拐点的左侧的曲线的斜率的绝对值大于右侧的曲线的斜率的绝对值；

所述复合压缩应力层的压缩应力自所述强化玻璃表面向所述强化玻璃的内部呈非线性减小趋势且所述复合压缩应力层具有自所述强化玻璃表面延伸到所述强化玻璃内部的压缩应力曲线，所述压缩应力曲线采用Orihara Pmc软件拟合后得到的第二拟合曲线具有至少一个拐点，所述第二拟合曲线上所有拐点的左侧的曲线的斜率的绝对值大于右侧的曲线的斜率的绝对值；