[发明专利]具有改善的离子交换性和热膨胀的玻璃

说明书

本发明涉及具有由基础玻璃构成的组成的玻璃。所述玻璃的特征在于优良的化学钢化性结合有益的热膨胀系数。由于所述玻璃的组成和生产工艺，与块玻璃相比，所述玻璃在其表面处的性质均匀性高。此外，所述玻璃的脆性低，因此可对它们进行加工来生产极薄玻璃制品。

本申请是2018年2月5日申请的申请号为201810112748.9、名称为“具有改善的离子交换性和热膨胀的玻璃”中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及将优良的化学钢化性和低脆性以及有益的热膨胀性质相结合的玻璃及玻璃制品。低脆性用于使热历史产生的化学钢化具有真正的独立性，特别是在预应力化之前已经形成的玻璃的情况下，可以显著不同。

在具体的实施方案中，本发明涉及超薄玻璃，该术语是指具有400μm及以下、低至20μm或更薄厚度的玻璃。

本发明还提供了此类玻璃的生产工艺及其用途。

本发明涉及具有由基础玻璃制成的组合物的玻璃。所述玻璃的特征在于优良的化学钢化性结合有益的热膨胀系数。由于它们的组成和生产工艺，与块玻璃(bulk glass)相比，所述玻璃表面上的性质均匀性高。此外，所述玻璃的脆性低，所以可以对其进行加工以生产极薄玻璃制品。

现有技术

许多应用都需要具有优良的离子交换性，即优良的化学钢化性和低脆性以及有益的热膨胀的玻璃。C.A.Angel所介绍的脆性作为粘度相对于变量 (T_G/T)的十进制对数的导数的重要性在于其与玻璃中构型自由度的数量关系，参见，例如R.K.L.Ngai,C.A.Angell,D.J.Plazek,J.Chem.Phys., 99(1993)4201-4209。脆性越大，构型自由度的数量越大，并且由于玻璃可以存在于其中的不同热历史而带来的各个构型则越发不同。T_G为玻璃化转变温度，即通过粘度曲线定义的粘度为10¹²帕斯卡秒的温度。

这些不同的构型进而对应力松弛产生影响，即当通过离子交换建立应力时出现不可避免的对抗效应。这意味着具有完全相同组成但具有不同热历史的玻璃样品在相同的离子交换工艺中建立不同的应力。这对于在钢化之前经历不同成形工艺的玻璃而言是特别重要的，该不同成形工艺理所当然地意味着不同的热历史。

化学钢化工艺还可以指化学预应力化、化学回火、化学强化、离子交换强化、离子交换回火、离子交换钢化或离子交换预应力化。所有这些术语均指其中玻璃中的较小离子替换为较大者的工艺，例如钠替换为钾或者锂替换为钠或钾，从而在玻璃表面上形成压应力层。

例如，在George W.Scherer:Relaxation in Glass and Composites.KriegerPublishing Company Malabar(1992)中描述了描述应力松弛的热粘弹模型；例如在RolandNon-linearity and non-exponentiality of primary relaxations,Journalof Non-Crystalline Solids,172-174(1994),628-634中讨论了描述构型对应力松弛的热活化的影响的非线性参数“x”与脆性之间的关系。