[发明专利]具有改进的应力分布的基于玻璃的制品

说明书

通过独特的离子交换工艺制造基于玻璃的制品，其导致具有改进的应力分布的基于玻璃的制品，在中等深度处具有更高的应力值。离子交换工艺的介质包括基于玻璃的基材的基础组成中的两种或更多种碱金属氧化物的两种或更多种碱金属的离子，其比例使得每种碱金属的离子与基础玻璃组成中的碱金属氧化物的每一种相应的碱金属是化学平衡的。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2018年7月2日提交的美国临时申请系列第62/693,134号的优先权，本文以其作为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本公开内容的实施方式一般地涉及具有改进的应力分布的基于玻璃的制品及其制造方法。

背景技术

基于玻璃的制品被用于许多各种行业中，包括消费者电子件、运输、建筑、防护、医疗和包装。对于消费者电子件，基于玻璃的制品被用于电子器件中作为便携式或移动电子通讯和娱乐装置的盖板或窗口，例如，手机、智能手机、平板、视频播放器、信息终端(IT)装置、笔记本电脑、和导航系统等。在建筑中，基于玻璃的制品被包含在窗户、淋浴板和台面中；以及在运输中，基于玻璃的制品存在于车辆、火车、飞行器和航海器中。基于玻璃的制品适合于需要优异的耐破碎性但是薄且轻量化制品的任何应用。对于每个行业，基于玻璃的制品的机械和/或化学可靠性通常由功能、性能和成本驱动。改善这些制品的机械和/或化学可靠性是持续的目标。

化学处理是一种赋予具有如下一种或多种参数的合乎希望/加工得到的应力分布的强化方法：压缩应力(CS)、压缩深度(DOC)、和最大中心张力(CT)。许多基于玻璃的制品(包括具有加工得到的应力分布的那些)具有的压缩应力在玻璃表面处最高或者处于峰值，并且随着远离表面从峰值开始下降，以及在玻璃制品中的应力变成拉伸之前，在玻璃制品的某个内部位置是零应力。通过对含碱性玻璃进行离子交换(IOX)来进行化学强化是本领域一种已经得到验证的方法。

在消费者电子行业中，化学强化玻璃被用作显示器覆盖的优选材料，这得益于其相比于塑料更好的美学外观和耐划痕性，以及相比于非强化玻璃更好的跌落性能与更好的耐划痕性。

对于这些行业，存在对于具有机械可靠性和/或化学可靠性的基于玻璃的制品的持续需求。对于以成本有效的方式来实现其也存在持续需求。

发明内容

本公开内容的方面属于基于玻璃的制品以及它们的制造方法。

一个方面是基于玻璃的制品，包括：基于玻璃的基材，其具有限定了基材厚度(t)的相对的第一和第二表面；基于玻璃的制品的中心处的含有两种或更多种碱金属氧化物的中心组成；在所述第一和第二表面中的一个或两个，所述两种或更多种碱金属氧化物中的每一种的表面浓度非零；以及不同于中心组成的所述两种或更多种碱金属氧化物的金属氧化物，其具有从所述第一表面到相对于所述金属氧化物的层深度(DOL)是变化的非零浓度；其中，在比约3倍DOL更深的厚度处，所述两种或更多种碱金属氧化物中的每一种的浓度与中心组成中的所述两种或更多种碱金属氧化物中的每一个的相应的浓度相差在10％之内。

另一个方面是基于玻璃的制品，包括：基于玻璃的基材，其具有限定了基材厚度(t)的相对的第一和第二表面；基于玻璃的制品的中心处的含有两种或更多种碱金属氧化物的中心组成；在所述第一和第二表面中的一个或两个，所述两种或更多种碱金属氧化物中的每一种的表面浓度非零；不同于中心组成的所述两种或更多种碱金属氧化物的金属氧化物，其具有从所述第一和第二表面到所述金属氧化物的层深度(DOL)是变化的非零浓度；以及应力分布，其包括：从所述第一表面延伸到过渡区域的尖峰区域；所述过渡区域延伸到尾部区域；以及所述尾部区域延伸到基于玻璃的制品的中心；其中，在距离所述第一表面大于或等于约0.00625t深度处，过渡区域包括至少约150MPa的第一压缩应力，以及在距离所述第一表面大于或等于约0.025t深度处，过渡区域包括至少约120MPa的第二压缩应力。