[发明专利]化学强化玻璃及其跌落失效高度的预测方法、显示屏、结构件和电子设备

说明书

本申请提供了一种化学强化玻璃及其跌落失效高度的预测方法、显示屏、结构件和电子设备。该化学强化玻璃由原材玻璃经离子交换工艺获得，其抗损伤特征值满足且满足式(1)：利用本申请的化学强化玻璃中的抗损伤特征值，可有助于量化化学强化玻璃的耐摔水平与玻璃原料的材料级性能及强化应力水平的本征关系，指导原材玻璃的材料配方的改进以及强化工艺的优化，以得到抗跌性能更好的化学强化玻璃。

技术领域

本申请涉及玻璃领域，具体涉及一种化学强化玻璃及其跌落失效高度的预测方法、显示屏、结构件和电子设备。

背景技术

玻璃具有优异的光学、化学及可加工性能，作为屏幕盖板已广泛应用于以手机为代表的移动电子消费产品中。但由于玻璃具有较高的脆性，对裂纹扩展抗性低，在制备、加工以及使用过程中引入的微小裂纹易在外力作用下迅速扩展，最终导致断裂失效。因此具有玻璃盖板的电子产品易于在碰撞、跌落等场景下破碎，导致外表破损、工作性能下降甚至丧失，给消费者带来损失，也降低了用户体验。换言之，耐摔、抗跌已经演变为消费者对移动电子产品的核心需求。目前可通过化学强化方法提高玻璃盖板的抗跌性能。但是由于化学强化玻璃的最终抗跌性能受化学强化玻璃多方面性能的影响，现有评估方法一般都是通过破坏性实验测试化学强化玻璃的抗跌性能，测试完成后只能获得该玻璃的抗跌高度是否满足需要，对于如何进一步改善玻璃的抗跌性能无指导意义。

发明内容

本申请提供了一种化学强化玻璃及其跌落失效高度的预测方法、显示屏、结构件和电子设备，以在不破坏化学强化玻璃的基础上，对化学强化玻璃的抗跌性能进行有效评估。

第一方面，本申请提供一种化学强化玻璃，所述化学强化玻璃由原材玻璃经化学强化获得，所述化学强化玻璃的抗损伤特征值满足且满足式(1)：

SCE₅₀为所述化学强化玻璃的50μm深度至压应力层厚度(DOL)的总压应力弹性能，其中SCE₅₀满足式(2)：

式(1)和式(2)中，K_IC为所述原材玻璃的断裂韧性；

v为所述原材玻璃的泊松比；

E为所述原材玻璃的杨氏模量；

T为所述化学强化玻璃的厚度；

T_max为常数，取值为0.75mm；

σ_c(x)为所述化学强化玻璃的在深度x处的压应力。

本申请的化学强化玻璃，通过将原材玻璃的断裂韧性、原材玻璃的泊松比、原材玻璃的杨氏模量、化学强化玻璃的厚度、化学强化玻璃的压应力以及化学强化玻璃的SCE₅₀建立关系获得化学强化玻璃的抗损伤特征值并将化学强化玻璃的抗损伤特征值控制在范围内，从而可获得的化学强化玻璃的抗跌高度提升到1.1m以上，基本可到1.8m以上，有的化学强化玻璃的抗跌高度可以达到2.1m。利用本申请的化学强化玻璃中的抗损伤特征值，可有助于量化化学强化玻璃的耐摔水平与玻璃原料的材料级性能及强化应力水平的本征关系，指导原材玻璃的材料配方的改进以及强化工艺的优化，以得到抗跌性能更好的化学强化玻璃。

在一种可能的实现方式中，所述原材玻璃的杨氏模量E满足：75≤E≤120GPa。所述原材玻璃的断裂韧性K_IC满足：0.7≤K_IC≤0.9MPa·m^0.5。所述原材玻璃的剪切模量G：30≤G≤50GPa。所述原材玻璃的维氏硬度HV满足：500≤HV≤900kgf/mm²。所述原材玻璃的脆性系数m满足：24≤m≤45。所述原材玻璃的玻璃态转变温度T_g满足：520≤T_g≤750℃。