本申请根据35u.s.c.§119要求2015年11月18日提交的系列号为62/256777的美国临时申请以及2015年10月21日提交的系列号为62/244383的美国临时申请的优先权权益，本申请以二者的内容为基础，并通过参考将其全文纳入本文。
本公开的原理和实施方式一般涉及包含强化玻璃基材的层压件，以及通过用中间层将具有不同中心张力值的各玻璃基材结合在一起来形成层压件的方法。
背景技术：
包含例如由增塑聚(乙烯醇缩丁醛)(pvb)片分隔的相对的玻璃基材(其可以为片材)的层压件可用作交通工具或建筑物中的窗户或者用作建筑玻璃和面板。在某些应用中，期望具有高机械强度、对抗由撞击物体造成的损坏以及声衰减性质的玻璃层压件以提供安全屏障并同时降低至少一个基材由于表面裂纹而造成层压件断裂的可能性。
可对形成层压件的部分的玻璃基材进行强化(化学强化、热强化和/或机械强化)以赋予压缩应力区域(或层)表面压缩应力(cs)，所述压缩应力区域(或层)从表面延伸一距离进入玻璃基材中，其中，这一到玻璃基材中的距离被称为压缩应力区域的深度(doc)。doc是指玻璃基材内的应力从压缩应力变为拉伸应力处的深度。在doc处，应力从正应力(压缩应力)转化为负应力(拉伸应力)并因此表现出为零的应力值。根据本领域常用习惯，压缩以负(<0)应力表示并且拉伸以正(>0)应力表示。但是，在本说明书中，cs以正值或绝对值表示，即，如本文所述，cs＝|cs|。
在化学强化的玻璃基材中，cs区域通过离子交换工艺产生。在机械强化的玻璃基材中，cs区域通过基材各部分之间的热膨胀系数错配产生。在热强化的基材中，cs区域通过将基材加热到高于玻璃转变温度、接近玻璃软化点的高温，然后使玻璃表面区域比玻璃内部区域冷却更加迅速来产生。表面区域和内部区域之间的不同冷却速率产生了剩余表面cs。
在这些强化玻璃中，cs诱导了材料中心内的拉伸应力，其中产生的ct区域可以具有50mpa或更高的最大中心张力值。取决于所用的强化方法，所得的强化玻璃基材的doc可以是几微米至几十微米深或几百微米深。
除了承受外部刮擦，用于汽车窗玻璃的层压件需承受内部冲击并符合安全性标准。ecer43人头模型测试模拟交通工具内部发生的冲击事件，该测试是一监管测试，要求机动车的层压件响应特定的内部冲击而断裂。要求玻璃在某一冲击载荷下破裂以防止损伤。
将期望提供一种层压件，其不因外部冲击(例如来自石块的冲击)而破裂，而仍然具有较轻的重量并且能够承受来自人体的相当大的冲击而不会造成严重的损伤。然而，改进玻璃层压件的一个性质往往损害层压件的其他品质。因此，难以生产用作汽车窗玻璃和建筑玻璃的具有全部期望性质的层压件。
技术实现要素：
本公开的原理和实施方式涉及层压玻璃结构，其提供了以下性质的组合：硬度、回弹性、轻量、高机械强度、抵抗撞击物体造成的损坏和声衰减性质。
以下列出了多个实施方式。应理解，根据本公开的范围，下文列出的实施方式不仅可以如下文所列进行组合，还可以其他合适的组合形式进行组合。
在第一个实施方式中，层压件包括第一强化玻璃基材，其具有由第一厚度、第一doc和第一cs量值限定的第一ct值；和第二强化玻璃基材，其具有由第二厚度、第二doc和第二表面压缩应力量值限定的第二ct值，其中，第一ct值小于第二ct值。除非另有说明，否则ct以正应力值表示而cs以负应力值表示。
在第二个实施方式中，层压件包括第一强化玻璃基材，其具有通过压痕断裂测量来测量的第一损伤容限；和第二强化玻璃基材，其具有通过与第一损伤容限测量相同的压痕断裂测量来测量的第二损伤容限，其中，第一强化玻璃基材和第二强化玻璃基材被层压在一起，并且第一损伤容限大于第二损伤容限。如本文中所使用的，损伤容限是指玻璃基材或层压件分别承受损伤但不裂开的能力或者使损伤不在基材或层压件内扩展和/或通过基材或层压件的能力。如本文所述，可以通过压痕断裂测量来测量损伤容限，其以承受得住使用给定载荷和压头的测量的样品百分数为依据。
在另一个实施方式中，制造层压件的方法包括：将第一强化玻璃基材、中间层和第二强化玻璃基材布置成堆叠体；以及向该堆叠体施加热和压力以形成层压件。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材可以包含由第一厚度、第一doc和第一表面cs量值限定的第一ct值，并且第二强化玻璃基材可以包含由第二厚度、第二doc和第二表面cs量值限定的第二ct值。在一个或多个实施方式中，第一ct值小于第二ct值。
附图说明
在结合附图考虑了以下具体实施方式后，本公开的实施方式的其他特征、它们的性质和各种优点将变得更加显而易见，附图同时也是申请人设想的最佳模式的说明，并且其中，在整个附图中，相同附图标记表示相同的部件，其中：
图1例示了具有多个裂纹的玻璃基材表面的一个实施方式；
图2a例示了具有一厚度的第二强化玻璃基材的一个实施方式；
图2b例示了具有一厚度的第一强化玻璃基材的一个实施方式；
图3例示了包含第一强化玻璃基材和第二强化玻璃基材的层压件的另一个示例性实施方式；
图4例示了包含一个或多个实施方式的层压件的车辆；
图5例示了石块冲击测试的侧视图；
图6例示了石块冲击测试的前视图；
图7是示出了实施例2a-2d和对比例2e-2h的残留强度结果的图；以及
图8是示出了实施例2j和对比例2e和2i的残留强度结果的图。
具体实施方式
在描述多个示例性实施方式之前，应理解，本公开不限于以下公开中列出的构造或方法步骤的细节。本文提供的公开能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或实施这些实施方式。
说明书中提及的“一个实施方式”、“某些实施方式”、“各个实施方式”、“一个或多个实施方式”或“一种实施方式”意为结合实施方式描述的具体特征、结构、材料或性质包括在本公开的至少一个实施方式中。因此，在说明书中各处出现的短语如“在一个或多个实施方式中”、“在某些实施方式中”、“在各个实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在一种实施方式中”不一定都涉及同一个实施方式。而且，具体的特征、结构、材料或性质可以任何合适的方式组合在一个或多个实施方式中。
如本文中所使用的，短语“玻璃层压件”也可以被称为“层压结构”、层压玻璃结构或“装配玻璃(glazing)”，其涉及透明、半透明、亚透明或不透明的玻璃基材料。在一些实施方式中，玻璃层压件可以用于窗户、面板、墙壁或围墙，以用于建筑和交通工具或运输应用，包括汽车、火车(轨道车辆或轨道机车)和海轮(船艇、船舶等)、飞行器(例如飞机、无人机等)以及建筑、标牌和其他结构。根据一个或多个实施方式所述的层压件包括至少两个玻璃基材。所述玻璃基材包括第一和第二玻璃基材，其中的一个玻璃基材为限定外层的外部玻璃基材，另一个为限定内层的内部玻璃基材。在一个或多个实施方式中，第一玻璃基材为限定外层的外部玻璃基材，并且第二玻璃基材为限定内层的内部玻璃基材。在一个或多个实施方式中，第一玻璃基材为限定内层的内部玻璃基材，而第二玻璃基材为限定外层的外部玻璃基材。在交通工具应用(例如汽车窗玻璃)中，内层暴露于交通工具内部而外层面向汽车的外部环境。在建筑应用中，内层暴露于建筑、房间或家具内部而外层面向建筑、房间或家具的外部环境。在一个或多个实施方式中，外部玻璃基材和内部玻璃基材通过中间层结合在一起。
包含强化玻璃基材的玻璃层压件具有一系列所需的性质，包括重量轻、高耐冲击性以及改善的声衰减性。对层压件使用强化玻璃基材提供了使用比传统窗玻璃更薄的玻璃的机会，因面使重量减轻。
在使用期望，有利的是玻璃层压件能抵抗因响应外部冲击事件造成的断裂。由于接触诱导的表面下损伤导致的断裂已被确定为失效机制。另外，响应于内部冲击事件，例如玻璃层压件被交通工具乘员撞击，期望玻璃层压件将乘员保持在交通工具中，但在冲击后消散能量以便使伤害最小化。
已经确定的是，因暴露于环境中的磨损物如岩石、石英砂、飘飞的碎屑等，安装好的汽车窗玻璃可形成深达约100μm的外部刮痕。该穿透深度常超过压缩层的一般深度，这可能导致玻璃意外断裂。内部玻璃基材的暴露表面的穿透深度显著低于外部玻璃基材的暴露表面的穿透深度。
本公开的原理和实施方式涉及独特的不对称层压件和生产损伤容限得到改进的不对称层压件的方法，所述层压件包括具有第一ct值的第一强化玻璃基材和具有第二ct值的第二强化玻璃基材，其中第一ct值小于第二ct值。在一个或多个实施方式中，第一中心张力值由第一厚度、第一压缩应力层深度和第一压缩应力量值限定，并且第二中心张力值由第二厚度、第二压缩应力层深度和第二压缩应力量值限定。
可以对玻璃基材进行化学强化、机械强化、热强化或化学、机械和/或热强化的各种组合，以赋予具有表面压缩应力值的压缩应力区域和具有最大中心张力值的中心拉伸区域。压缩应力、压缩应力区域的深度(doc)和最大中心张力值量值中的任何一个或多个量值可通过强化工艺来调整。
机械强化的玻璃基材可以包括压缩应力区域和中心张力区域，它们通过基材各部分之间的热膨胀系数错配产生。化学强化的玻璃基材可以包括由离子交换工艺产生的压缩应力区域和中心张力区域。在化学强化的玻璃基材中，在比玻璃网络可发生松弛的温度低的温度下，用较大的离子替换较小的离子在玻璃表面上产生了离子分布，这导致形成了应力分布。进入的离子的更大的体积在基材的表面部分上产生cs，且在玻璃中心内产生张力(ct)。在热强化的基材中，cs区域通过将基材加热到高于玻璃转变温度、接近玻璃软化点的高温，然后使玻璃表面区域比玻璃内部区域冷却更加迅速来产生。表面区域和内部区域之间的不同冷却速率产生了剩余表面cs，这进而在玻璃的中心区域中产生了对应的ct。在一个或多个实施方式中，玻璃基材不包括退火或热强化的钠钙玻璃。
通过表面应力计(fsm)，采用例如日本折原实业有限公司(oriharaindustrialco.,ltd.(japan))制造的商业仪器如fsm-6000，可以测量cs和doc。表面应力测量依赖于应力光学系数(soc)的精确测量，其与玻璃的双折射相关。进而根据astm标准c770-98(2013)中所述的方案c的改良版本，题为“standardtestmethodformeasurementofglassstress-opticalcoefficient”[《测量玻璃应力-光学系数的标准测试方法》]来测量soc，其全文通过引用结合入本文。改良包括使用厚度为5至10mm并且直径为12.7mm的玻璃碟作为试样，其中，所述碟是各向同性且均匀的，并且芯被钻孔，同时两面均被抛光且平行。改良还包括计算待施加的最大力f最大。所述力应足以产生至少20mpa的压缩应力。f最大计算如下：
f最大＝7.854*d*h
其中：
f最大＝力，单位牛顿
d＝碟直径
h＝光路的厚度
对于每次施加的力，应力计算如下：
σmpa＝8f/(π*d*h)
其中：
f＝力，单位牛顿
d＝碟直径
h＝光路的厚度
在使用fsm的这样的实施方式中，ct可通过以下近似关系(等式1)近似：
其中，厚度是强化玻璃基材的总厚度。除非另外说明，否则ct和cs在本文中用兆帕(mpa)表示，而厚度和doc用毫米或微米表示。应理解，ct取决于三个参数——cs、doc和厚度。例如，为了将ct值保持在如30mpa或更小，随着doc增加，将需要降低cs或增加厚度以将ct保持在30mpa或更小。
对于cs层延伸到玻璃基制品内更深深度的强化玻璃基制品，可以使用另外的技术来确定doc和/或ct。例如，也可以使用散射光偏振镜[“scalp”，由位于爱沙尼亚塔林的玻璃应力公司(glasstressltd.,locatedintallinn,estonia)以型号scalp-04提供]和本领域已知的技术来测量ct。如下文将更具体描述的，scalp还可用于测量doc。
在一些实施方式中，使用单离子交换工艺中的阳离子混合物或者多步离子交换工艺中的超过一种阳离子对玻璃基材进行化学强化，其中，cs的量值可以根据厚度而改变。例如，在钠和钾阳离子均用于强化玻璃的实施方式中，玻璃基材可以表现出钾离子的穿透深度(“钾dol”)不同于doc。doc与钾dol之间的不同程度取决于玻璃基材组合物和在得到的玻璃基材中产生应力的离子交换处理。如果玻璃基材中的应力是通过将钾离子交换到玻璃基材中产生的，则使用fsm(如上文关于cs所述)测量钾dol。如果应力是通过将钠离子交换到玻璃基材中产生的，则使用scalp(如上文关于ct所述)测量doc并且得到的玻璃基材将不具有钾dol，因为不存在钾离子穿透。如果玻璃基材中的应力是通过将钾离子和钠离子二者交换到玻璃中产生的，则钠的交换深度表示doc，而钾离子的交换深度表示压缩应力的变化幅度(但不表示应力从压缩变为拉伸)；在这样的实施方式中，doc通过scalp测量，并且钾dol通过fsm测量。如果在玻璃基材中既存在钾dol又存在doc，则钾dol通常小于doc。
折射近场(rnf)方法或scalp可以用于测量本文所述的玻璃基材中的应力分布(不论应力是否是通过钠离子交换和/或钾离子交换产生)。当使用rnf方法时，使用通过scalp提供的ct值。具体地，对rnf测量的应力分布进行力平衡并校准至scalp测量所提供的ct值。rnf方法在名称为《用于测量玻璃样品的分布特征的系统和方法》(systemsandmethodsformeasuringaprofilecharacteristicofaglasssample)的第8,854,623号美国专利中有所描述，其全文通过引用纳入本文。具体地，rnf方法包括将玻璃基制品置于参比块附近，产生偏振切换光束，其以1hz至50hz频率在各正交偏振之间切换，测量偏振切换光束中的功率量，以及产生偏振切换参比信号，其中每个正交偏振中所测量的功率量在彼此的50％之内。该方法还包括使偏振切换光束传输通过玻璃样品和参比块以进入到玻璃样品中的不同深度，然后用中继光学系统使传输的偏振切换光束接替到信号光电检测器中，该信号光电检测器产生偏振切换的检测信号。该方法还包括用检测信号除以参比信号以形成归一化的检测信号以及由该归一化的检测信号确定玻璃样品的分布特征。
在玻璃基材中的应力仅通过钾离子交换产生并且钾dol等于doc的一个或多个实施方式中，应力分布还可以通过rostislavv.roussev等人于2012年5月3日提交的，并且要求第61/489,800号美国临时专利申请(其具有相同的名称并在2011年5月25日提交)的优先权的，名称为《用于测量离子交换玻璃的应力分布的系统和方法》(systemsandmethodsformeasuringthestressprofileofion-exchangedglass)的第13/463,322号美国专利申请(在下文中称为“roussevi”)中公开的方法获得。roussevi公开了使用fsm推导化学强化玻璃的细节和精确应力分布(应力是深度的函数)的方法。具体地，通过棱镜耦合技术收集tm和te偏振的锁光模(boundopticalmode)的光谱，并且将其全部用于获得详细和精确的tm和te折射率分布ntm(z)和nte(z)。上述申请的内容通过引用的方式全文纳入本文。通过使用逆wentzel-kramers-brillouin(iwkb)方法从模式光谱中获得详细的折射率分布，并且将测得的模式光谱拟合为描述了折射率分布形状的预定义函数形式的数值计算光谱，并且从最佳拟合中获得函数形式的参数。通过使用已知的应力-光学系数(soc)值，从恢复的tm和te折射率分布的差值计算详细的应力分布s(z)：
s(z)＝[ntm(z)-nte(z)]/soc(2)。
由于soc的数值较小，因此在任意深度z处的双折射ntm(z)-nte(z)是折射率ntm(z)和nte(z)中任一者的小的分数(通常为1％的数量级)。获得不会因测量模式光谱中的噪声而显著畸变的应力分布要求确定模式有效折射率，其精度约为0.00001riu的数量级。roussevi中公开的方法还包括应用于原始数据以确保测量模式折射率具有如此高精度的技术，尽管在收集的te和tm模式光谱或模式光谱的图像中存在噪声和/或差的对比度。这样的技术包括噪声平均、滤波和曲线拟合，以找到与具有亚像素分辨率的模式对应的极值的位置。
图1例示了具有多个裂纹的第一强化玻璃基材10，该图例示了表面下损伤如何导致疲劳型失效。示出了在第一强化玻璃基材10的cs区域60中的三个裂纹50，其未延伸到玻璃的ct区域80中，以及示出了穿透到玻璃的ct区域80中的单个裂纹90。虽然在玻璃的近表面区域中包含cs可抑制裂纹扩展及玻璃基材失效，但是如果损伤延伸超过doc，并且如果ct是足够高的量值，则瑕疵将随着时间扩展直到其达到材料临界应力强度水平(断裂韧性)并且最终将使玻璃断裂。对包括外层和内层的使用过的汽车窗玻璃的测量瑕疵深度的分析显示出，外层比内层具有更深的表面下损伤，因此使外层被暴露于更严重的接触损伤。
ct可通过改变强化玻璃基材的厚度同时保持相同的cs量值和doc而变化。
一个或多个实施方式涉及可用于应用(例如汽车窗玻璃)的薄的轻量层压件。在具体的实施方式中，通过减小外层的ct从而降低外层的表面下损伤疲劳失效倾向来提供更坚固的薄的轻量层压件。在应用(例如汽车窗玻璃)中，外层通常经受更严重的损伤，从而导致更深的瑕疵深度，因此，根据一个或多个实施方式，减小外层中的ct以使其不那么易于疲劳失效。实现ct减小的一种方法为增加外层的厚度以使得由强化形成的剩余中心应变自身具有更大的厚度来分布。由中心应变得到的所得ct的量值是其在上方分布的厚度的函数。所得应力需要进行力学平衡，因此，如果剩余cs量值和深度保持恒定，则减小剩余拉伸应力的唯一方式是使其在更大的深度上分布。厚度对ct的作用可通过上文的等式1确定。
因此，在一个或多个实施方式中，第一ct值可通过增加第一厚度同时保持第一doc和第一cs量值恒定得到减小。减小第一ct值的另一种选择为通过改变第一基材的玻璃组合物或强化工艺条件来减小第一cs的量值。改进疲劳性能的另一种方法是通过增加doc以使穿透超过doc进入ct区域中的瑕疵数目最小。然而，使doc更深也使ct增加，对于那些确实穿透通过的瑕疵，这增加了疲劳失效的风险。在各个实施方式中，可通过减小第一cs量值、增加第一doc和增加第一厚度以补偿增加的第一doc来减小第一ct值。
可以将具有第一ct值的第一强化玻璃基材暴露于使损伤穿透暴露表面的环境因素，所述暴露表面例如，作为汽车窗玻璃或建筑层压件的朝外表面，而具有第二ct值的第二强化玻璃基材可以例如为暴露于不同环境因素(例如钝性冲击和刮擦)的朝内表面。
已经发现，接触损伤可产生裂纹(即在玻璃表面下面穿透的对玻璃基材结构的损伤)，所述裂纹穿透超过doc并且进入ct区域中。一旦到ct区域中，则内张力可造成裂纹尖端到达其临界应力强度(kic)，所述临界应力强度是裂纹扩展所需的应力强度的临界值。针对平面应变中的模式i载荷所确定的这种临界值被称为材料的临界断裂韧性(kic)。模式i的应力强度因子(k)标记为ki，并且其适用于裂纹张开模式，其中，力垂直于裂纹的方向。当裂纹扩展通过了玻璃厚度时，玻璃基材断裂(即分成两片或更多片)。在硅酸盐玻璃中，原子键的强度主要决定了对断裂的抗性。疲劳通常被理解成是由于循环载荷造成的，不同于疲劳，应力压缩/拉伸的玻璃中的裂纹扩展和断裂是由于玻璃材料自身中的固有应力造成的而非因为外部施加的力造成。驱使裂纹扩展的能量来自于内部区域中的拉伸应力而非来自于外表面上的冲击力。
已经发现通过调整强化玻璃基材的ct值，可使基材不那么易于经历由穿透通过doc到达ct区域的表面损伤引发的失效机制。可以通过调整玻璃基材的cs、doc和厚度的量值来控制强化玻璃基材的ct值。通过使ct最小，获得了可更加耐久的(容许损伤的)第一强化玻璃基材。通过增加第一强化玻璃基材的第一厚度，使该基材的内部储存的应变能降低，从而改进了其关于接触损伤诱导的疲劳的性能。
第一强化玻璃基材提供了第一损伤容限，其降低了由于损伤和玻璃基材表面中的裂纹而使玻璃失效的概率。
可以将面向外部环境的第一强化玻璃基材暴露于比第二强化玻璃基材更严重的接触损伤并经历更深的表面下损伤。
一个或多个实施方式涉及一种层压件，所述层压件包含第一强化玻璃基材，其具有由第一厚度、第一doc和第一表面cs量值限定的第一ct值；和第二强化玻璃基材，其具有由第二厚度、第二doc和第二表面cs限定的第二ct值，其中，第一ct值小于第二ct值。层压件可以包含具有不同ct值的两种强化玻璃基材，并且不包含未强化的玻璃基材。
在各个实施方式中，第一强化玻璃基材具有第一玻璃表面和与第一玻璃表面相对的第二玻璃表面，从而限定了在第一玻璃表面与第二玻璃表面之间的第一厚度。第一玻璃表面和第二玻璃表面可以是形成第一强化玻璃基材表面区的大部分的主玻璃表面。
在一个或多个实施方式中，第一厚度可以在约0.05mm至约2mm的范围内，例如在约0.05至约1.9mm的范围内、在约0.05至约1.8mm的范围内、在约0.05至约1.7mm的范围内、在约0.05至约1.6mm的范围内、在约0.05至约1.5mm的范围内、在约0.05至约1mm的范围内、在约0.1至约2mm的范围内、在约0.3至约2mm的范围内、在约0.4至约2mm的范围内、在约0.5至约2mm的范围内、在约0.7至约2mm的范围内、在约0.8至约2mm的范围内、在约0.4至约1.9mm的范围内或者在约0.4至高达(但不包括)约1.8mm的范围内、或在约0.4mm至约1.7mm的范围内、或在约0.4mm至约1.5mm的范围内、或在约0.4mm至约1.4mm的范围内、或在约0.4mm至约1.2mm的范围内。本文所述的厚度值是最大厚度。在一个或多个实施方式中，第一玻璃基材具有基本上均匀的厚度。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材可以具有楔形形状。在这样的实施方式中，第一强化玻璃在一个边缘处的厚度可以大于相对的边缘的厚度。在一个或多个实施方式中，第一玻璃基材的最长边缘的厚度彼此不同，而其他边缘(较短边缘)的厚度相对于彼此是相同的，但是沿着其长度有所变化从而形成楔形形状。在第一强化玻璃基材具有楔形形状的一个或多个实施方式中，上文提供的厚度范围是最大厚度。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材具有楔形形状，而第二强化玻璃基材具有基本上均匀的厚度。
在一个或多个实施方式中，第一ct值可以为25mpa或更小、或者30mpa或更小、或者40mpa或更小、或者45mpa或更小。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材的ct可以在约10mpa至约40mpa的范围内，或者在约20mpa至约30mpa的范围内，包括以下数值：29mpa、28mpa、27mpa、26mpa、25、mpa、24mpa、23mpa、22mpa和21mpa并且包括端点为这些数值中的每个数值的范围，例如约21mpa至约29mpa的范围。
在一个或多个实施方式中，第一ct值可以通过针对第一强化玻璃基材使用不同的玻璃组合物来控制。在各个实施方式中，第一强化玻璃基材具有不同于第二强化玻璃基材的玻璃组合物。通过使用离子交换到较低cs的不同的玻璃组合物，可实现较低的ct。在一些情况中，可以对使用的强化工艺进行改进以控制第一ct值。
在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材的至少一个表面的第一表面cs量值(就绝对值而言)为至少300mpa、或至少400mpa、或至少500mpa、或至少600mpa、或至少700mpa、至少800mpa、至少900mpa、或至少1000mpa。在各个实施方式中，第一cs量值可以在约300mpa至约1000mpa的范围内，具体来说，在约400mpa至约1000mpa的范围内、或在约500mpa至约1000mpa的范围内、或在约600mpa至约1000mpa的范围内、或在约700mpa至约1000mpa的范围内、或在约800mpa至约1000mpa的范围内。在各个实施方式中，可以将第一强化玻璃基材的两个表面强化到相同的cs量值。
在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材的第一doc可以为15μm或更大、20μm或更大、25μm或更大、30μm或更大、35μm或更大、40μm或更大、45μm或更大、或者50μm或更大。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材可以具有上述doc值中的任意一个以及具有以下第一表面cs量值：至少300mpa、或至少400mpa、或至少500mpa、或至少600mpa、或至少700mpa、或至少800mpa，例如在约400mpa至约700mpa的范围内，具体地，在400mpa至500mpa的范围内。
在各个实施方式中，对于第一强化玻璃基材的至少一个表面，第一doc可以在约30μm至约175μm的范围内、或在约30μm至约170μm的范围内、或在约30μm至约160μm的范围内、或在约30μm至约150μm的范围内、或在约30μm至约140μm的范围内、或在约30μm至约130μm的范围内、或在约30μm至约120μm的范围内、或在约30μm至约110μm的范围内、或在约30μm至约100μm的范围内、或在约30μm至约90μm的范围内、或在约30μm至约80μm的范围内、或在约30μm至约70μm的范围内、或在约30μm至约60μm的范围内、或在约30μm至约50μm,35μm至约175μm的范围内、或在约35μm至约170μm的范围内、或在约35μm至约160μm的范围内、或在约35μm至约150μm的范围内、或在约35μm至约140μm的范围内、或在约35μm至约130μm的范围内、或在约35μm至约120μm的范围内、或在约35μm至约110μm的范围内、或在约35μm至约100μm的范围内、或在约35μm至约90μm的范围内、或在约35μm至约80μm的范围内、或在约35μm至约70μm的范围内、或在约35μm至约60μm的范围内、或在约35μm至约50μm,40μm至约175μm的范围内、或在约40μm至约170μm的范围内、或在约40μm至约160μm的范围内、或在约40μm至约150μm的范围内、或在约40μm至约140μm的范围内、或在约40μm至约130μm的范围内、或在约40μm至约120μm的范围内、或在约40μm至约110μm的范围内、或在约40μm至约100μm的范围内、或在约40μm至约90μm的范围内、或在约40μm至约80μm的范围内、或在约40μm至约70μm的范围内、或在约40μm至约60μm的范围内、或在约40μm至约50μm的范围内、或在约45μm至约48μm的范围内。
在各个实施方式中，在一个非限制性实例中，第一cs在约300mpa至约1000mpa的范围内，第一doc在40μm至约80μm的范围内并且ct小于约30mpa。
在各个实施方式中，如本文所述，通过对每个基材表面分别控制强化工艺，第一强化玻璃基材的两个表面中的每个表面可以具有不同的压缩应力doc和/或不同的表面cs量值。
一个实施方式的另一个非限制性实例将利用的第一强化基材比第二强化基材(其可以包括ct为50mpa左右的0.7mm厚的强化玻璃)具有更低的cs、合理深的doc和更大的厚度。在具体的非限制性实例中，第一强化玻璃基材可以具有约1.0mm的第一厚度、450mpa的表面cs量值和约40μm的doc，同时得到的ct值小于约20mpa。该第一强化基材将被层压到第二强化基材，所述第二强化基材可以更薄(例如厚度为约0.5mm)以提供耐久的轻量层压结构。
在各个实施方式中，第二强化玻璃基材具有第三玻璃表面和与第三玻璃表面相对的第四玻璃表面，从而限定了在第三玻璃表面与第四玻璃表面之间的第二厚度。第三玻璃表面和第四玻璃表面可以是形成第二强化玻璃基材表面区的大部分的主玻璃表面。
在一个或多个实施方式中，第二厚度可以在约0.05mm至约2mm的范围内，例如在约0.05至约1.9mm的范围内、在约0.05至约1.8mm的范围内、在约0.05至约1.7mm的范围内、在约0.05至约1.6mm的范围内、在约0.05至约1.5mm的范围内、在约0.05至约1mm的范围内、在约0.1至约2mm的范围内、在约0.3至约2mm的范围内、在约0.4至约2mm的范围内、在约0.5至约2mm的范围内、在约0.7至约2mm的范围内、在约0.8至约2mm的范围内、在约0.4至约1.9mm的范围内、或在约0.4至高达(但不包括)约1.8mm的范围内、或在约0.4mm至约1.7mm的范围内、或在约0.4mm至约1.5mm的范围内、或在约0.4mm至约1.4mm的范围内、或在约0.4mm至约1.2mm的范围内。本文所述的厚度值是最大厚度。在一个或多个实施方式中，第二玻璃基材具有基本上均匀的厚度。在一个或多个实施方式中，第二强化玻璃基材可以具有楔形形状。在这样的实施方式中，第二强化玻璃在一个边缘处的厚度可以大于相对的边缘的厚度。在一个或多个实施方式中，第二玻璃基材的最长边缘的厚度彼此不同，而其他边缘(较短边缘)的厚度相对于彼此是相同的，但是沿着其长度有所变化从而形成楔形形状。在第二强化玻璃基材具有楔形形状的一个或多个实施方式中，上文提供的厚度范围是最大厚度。在一个或多个实施方式中，第二强化玻璃基材具有楔形形状，而第一强化玻璃基材具有基本上均匀的厚度。
在一个或多个实施方式中，第二ct值可以为25mpa或更小、或者30mpa或更小、或者40mpa或更小、或者45mpa或更小。在一个或多个实施方式中，第二强化玻璃基材的ct可以在约10mpa至约40mpa的范围内，或者在约20mpa至约30mpa的范围内，包括以下数值：29mpa、28mpa、27mpa、26mpa、25、mpa、24mpa、23mpa、22mpa和21mpa并且包括端点为这些数值中的每个数值的范围，例如约21mpa至约29mpa的范围。
在一个或多个实施方式中，第二ct值可以通过使用与用于第一强化玻璃基材的组合物不同的玻璃组合物来控制。在一些情况中，可以对使用的强化工艺进行改进以控制第二ct值。
在一个或多个实施方式中，第二强化玻璃基材的至少一个表面的第二表面cs量值为至少300mpa、或至少400mpa、或至少500mpa、或至少600mpa、或至少700mpa、至少800mpa、至少900mpa、或至少1000mpa。在各个实施方式中，第二表面cs量值可以在约300mpa至约1000mpa的范围内，具体来说，在约400mpa至约1000mpa的范围内、或在约500mpa至约1000mpa的范围内、或在约600mpa至约1000mpa的范围内、或在约700mpa至约1000mpa的范围内、或在约800mpa至约1000mpa的范围内。在各个实施方式中，可以将第二强化玻璃基材的两个表面强化到相同的cs量值。
在一个或多个实施方式中，对于第二强化玻璃基材的至少一个表面，第二doc可以在约30μm至约90μm的范围内、或在约40μm至约80μm的范围内、或在约40μm至约70μm的范围内、或在约40μm至约60μm的范围内、或在约40μm至约50μm的范围内。
在各个实施方式中，如上所述，通过对每个基材表面分别控制强化工艺，第二强化玻璃基材的两个表面中的每个表面可以具有彼此不同的doc值和/或不同的表面cs量值。
在第二强化玻璃基材的一个实施方式的一个非限制性实例中，第二厚度在约0.3mm至约0.5mm的范围内，第二表面cs量值在约700mpa至约800mpa的范围内，第二doc在约45μm至约55μm的范围内，并且第二ct值大于40mpa。
在一个实施方式的另一个非限制性实例中，第二强化玻璃基材具有高于700mpa的表面cs量值以及具有45μm左右的doc，并且得到的ct值为52mpa左右。
在一个或多个实施方式中，第一厚度与第二厚度的比值为至少10:1、或至少9:1、或至少8:1、或至少7:1、或至少6:1、或至少5:1、或至少4:1、或至少3:1、或至少2:1。在一个或多个实施方式中，第一厚度与第二厚度的比值在约2:1至约10:1的范围内、或在约2:1至约9:1的范围内、或在约2:1至约8:1的范围内、或在约3:1至约10:1的范围内、或在约3:1至约9:1的范围内、或在约3:1至约8:1的范围内、或在约4:1至约10:1的范围内、或在约4:1至约9:1的范围内、或在约4:1至约8:1的范围内、或在约5:1至约10:1的范围内、或在约5:1至约9:1的范围内、或在约5:1至约8:1的范围内。
在一个或多个实施方式中，层压件被构造成用于汽车的汽车窗玻璃，并且第一强化玻璃基材限定了面向汽车的外部环境的外层，而第二强化玻璃基材限定了面向汽车内部的内层。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材是经过机械强化的，而第二强化玻璃基材是经过化学强化的。
在一个或多个实施方式中，层压件被构造成用于汽车的汽车窗玻璃，并且第二强化玻璃基材限定了面向汽车的外部环境的外层，而第一强化玻璃基材限定了面向汽车内部的内层。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材是经过化学强化的，而第二强化玻璃基材是经过机械强化的。在一些实施方式中，第一和第二基材均是经过化学强化的。在其他实施方式中，第一和第二基材均是经过机械强化的。另外或者替换性地，第一和第二基材中的一个或两个基材是经过机械和化学强化的。
在一个或多个实施方式中，层压件被构造成建筑窗玻璃，并且第一强化玻璃基材限定了面向建筑结构的外部环境的外层，而第二强化玻璃基材限定了面向建筑结构内部的内层。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材是经过机械强化的，而第二强化玻璃基材是经过化学强化的。
在一个或多个实施方式中，层压件被构造成用于汽车的建筑窗玻璃，并且第二强化玻璃基材限定了面向建筑结构的外部环境的外层，而第一强化玻璃基材限定了面向建筑结构内部的内层。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材是经过化学强化的；而第二强化玻璃基材是经过机械强化的。在一些实施方式中，第一和第二基材均是经过化学强化的。在其他实施方式中，第一和第二基材均是经过机械强化的。另外或者替换性地，第一和第二基材中的一个或两个基材是经过机械和化学强化的。
在一个或多个实施方式中，通过中间层将第一强化玻璃基材层压到第二强化玻璃基材。在各个实施方式中，中间层为选自以下组的聚合物中间层：聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、乙烯乙酸乙烯酯(eva)、聚氯乙烯、离聚物和热塑性聚氨酯(tpu)。热塑性材料如pvb可以用作预成形聚合物中间层。
中间层的厚度可以为至少0.125mm、或至少0.25mm、或至少0.38mm、或至少0.5mm、或至少0.7mm、或至少0.76mm、或至少0.81mm、或至少1.0mm、或至少1.14mm、或至少1.19mm、或至少1.2mm。中间层的厚度可以小于或等于1.6mm(例如约0.4mm至1.2mm，例如约0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm或1.2mm)。在各个实施方式中，中间层可覆盖强化玻璃基材的两个相对主要面的大部分，或者优选基本上覆盖全部。中间层还可以覆盖强化玻璃基材的边缘面。在一个或多个实施方式中，中间层可以具有楔形形状或者可以具有基本上均匀的厚度。在一个或多个实施方式中，中间层沿着一个边缘的厚度可以大于中间层沿着相对边缘的厚度。在一个或多个实施方式中，中间层的最长边缘的厚度彼此不同，而其他边缘(较短边缘)的厚度相对于彼此是相同的，但是沿着其长度有所变化从而形成楔形形状。在中间层具有楔形形状的一个或多个实施方式中，上文提供的厚度范围是最大厚度。在一个或多个实施方式中，中间层具有楔形形状，而第一强化玻璃基材和/或第二玻璃基材具有基本上均匀的厚度。
可以将与中间层接触的强化玻璃基材加热到高于中间层的软化点，例如比软化点高至少50℃或者100℃，以促进中间层材料与相应的强化玻璃基材的结合。可在压力下对与中间层接触的玻璃进行加热。可使用强化玻璃基材来形成玻璃层压件。
在一个或多个实施方式中，层压件可以具有关于结合显示器(例如平视显示器、投影表面等)、天线、太阳能保温、声学性能(例如减音)、防眩光性能、减反射性能、耐刮擦等方面的额外功能。可以通过涂层或层赋予这些功能，所述涂层或层被施涂于层压件的暴露表面或者各层压件基材之间(例如在各玻璃基材之间或者在玻璃基材与中间层之间)的内(未暴露)表面。在一些实施方式中，当层压件用作平视显示器时，层压件可以具有一厚度或构造以使其能够具有改进的光学性能(例如通过在各玻璃片材之间包含楔形形状的聚合物中间层或者通过对各玻璃基材中的一个玻璃基材进行成形来具有楔形形状)。在一个或多个实施方式中，层压件包括提供防眩光功能的织构化表面，并且该织构化表面可以被设置在暴露表面或未暴露的内表面上。在一个或多个实施方式中，层压件可以包括设置在暴露表面上的减反射涂层、耐刮擦涂层或其组合。在一个或多个实施方式中，层压件可以包括天线，其被设置在暴露表面上和未暴露的内表面上或者嵌于各玻璃基材的任意一个玻璃基材中。在一个或多个实施方式中，可对聚合物中间层进行改性以具有以下一个或多个性质：紫外(uv)吸收、红外(ir)吸收、ir反射、声控/声减、增粘和色调。为了赋予期望的性质，聚合物中间层可通过合适的添加剂来改性，所述合适的添加剂例如染料、颜料、掺杂剂等。
本文所述的层压件的机械性能的改进可延长其寿命并降低这些层压件的更替率。这变得更加有益，因为该层压件包含了本文所述的额外功能，并因此修理或更替变得更加昂贵。在一些实施方式中，当具有额外功能的层压件用于汽车窗玻璃，或更具体地，用作高性能挡风玻璃时，寿命延长和更替率降低甚至是更加有益的。
在各个实施方式中，可以使第一玻璃基材的厚度最大以降低第一ct，并且可以使第二玻璃基材的厚度最小以实现目标的总玻璃层压件厚度。不对称玻璃层压件在保持边缘强度、挠曲的表面强度和耐冲击性的同时，允许具有较薄的第一玻璃基材和较薄的第二玻璃基材。
在一个或多个实施方式中，层压件的总厚度小于2.5mm，并且中间层的厚度小于0.8mm。
在层压件的一个实施方式的一个非限制性实例中，第一强化玻璃基材的第一厚度为1.1mm，并且第二强化玻璃基材的第二厚度为0.5mm。中间层的厚度可以为约0.76mm。
本公开的一个方面涉及一种层压件，所述层压件包括第一强化玻璃基材，其具有通过压痕断裂测量来测量的第一损伤容限；和第二强化玻璃基材，其具有通过与第一损伤容限测量相同的压痕断裂测量来测量的第二损伤容限，其中，第一强化玻璃基材和第二强化玻璃基材被层压在一起，并且第一损伤容限大于第二损伤容限。
在一个或多个实施方式中，在层压件遭受疲劳型失效前，第一强化玻璃基材的至少一个表面可经得住表面瑕疵，所述表面瑕疵的深度为至少100μm、至少95μm、至少90μm、至少85μm、至少80μm、至少75μm、至少70μm、至少65μm、至少60μm、至少55μm或至少50μm。
用于第一强化玻璃基材和第二强化玻璃基材的材料可以是多种多样的。根据一个或多个实施方式，用于第一强化玻璃基材和第二强化玻璃基材的材料可以为相同的材料或不同的材料。在示例性实施方式中，第一强化玻璃基材和第二强化玻璃基材中的一种或两种可以为玻璃(例如钠钙玻璃、碱性硅铝酸盐玻璃、含碱硼硅酸盐玻璃和/或碱性铝硼硅酸盐玻璃)或玻璃陶瓷[包括li2o-al2o3-sio2体系(即las体系)玻璃陶瓷；mgo-al2o3-sio2体系(即mas体系)玻璃陶瓷；包含晶相的玻璃陶瓷，所述晶相为以下物质中的任意一种或多种的晶相：富铝红柱石、尖晶石、α-石英、β-石英固溶体、透锂长石、二硅酸锂、β-锂辉石、霞石和氧化铝]。
在一些实施方式中，用于玻璃基材的组合物可配料有0-2摩尔％的选自na2so4、nacl、naf、nabr、k2so4、kcl、kf、kbr和sno2中的至少一种澄清剂。
可以使用各种不同的方法来提供基材。例如，如果基材包括玻璃基材，则示例性的玻璃基材成形方法包括浮法玻璃法和下拉法，例如熔合拉制和狭缝拉制。
由浮法玻璃法制造的玻璃基材可以以光滑表面为特征，且均匀的厚度通过使熔融玻璃在熔融金属(通常是锡)床上浮动来实现。在一个示例性的方法中，进料到熔融锡床表面上的熔融玻璃形成了浮动的玻璃带。随着玻璃带沿着锡浴流动，温度逐渐降低直至玻璃带固化成可从锡上提举至辊上的固体玻璃基材。一旦离开该浴，可以使玻璃基材进一步冷却和退火以降低内应力。
下拉法生产的具有均匀厚度的玻璃基材具有相对原始的表面。因为玻璃基材的平均挠曲强度受表面瑕疵的量和尺寸的控制，因此接触程度最小的原始表面具有更高的初始强度。当接着进一步对该高强度玻璃基材进行强化(例如化学强化)时，所得到的强度可以高于表面已经进行过磨光和抛光的玻璃基材的强度。可将下拉法制造的玻璃基材拉制到厚度小于约2mm。另外，下拉玻璃基材具有非常平坦、光滑的表面，其可用于其最终应用而不需要进行昂贵的研磨和抛光。
熔合拉制法使用例如拉制罐，该拉制罐具有用来接收熔融玻璃原料的通道。通道具有堰，所述堰沿着通道的长度在通道两侧上的顶部开放。当用熔融材料填充通道时，熔融玻璃从堰中溢流出来。在重力的作用下，熔融玻璃作为两股流动的玻璃膜从拉制罐的外表面流下。这些拉制罐的外表面向下和向内延伸，使得它们在拉制罐下方的边缘处汇合。两股流动的玻璃膜在该边缘处汇合并熔合以形成单个流动的玻璃基材。熔合拉制法的优点在于：由于从通道中溢流出来的两股玻璃膜熔合在一起，因此所得到的玻璃基材的任一外表面都没有与设备的任意部件相接触。因此，熔合拉制玻璃基材的表面性质不受到这种接触的影响。
狭缝拉制法与熔合拉制方法不同。在狭缝拉制法中，向拉制罐提供熔融的原材料玻璃。拉制罐的底部具有开放狭缝，其具有沿狭缝的长度延伸的喷嘴。熔融玻璃流过狭缝/喷嘴，并且作为连续基材被向下拉制并进入退火区。
一旦成形，可对玻璃基材进行强化以形成本文所述的强化玻璃基材。应当注意的是，玻璃陶瓷基材也可以通过与玻璃基材相同的方式被强化。
可以用于基材的玻璃实例可以包括碱性硅铝酸盐玻璃组合物或碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物，但也可考虑其他玻璃组合物。这种玻璃组合物可以以可进行离子交换为特征。如本文所用，“可进行离子交换”是指包含这种组合物的基材能够使位于基材表面处或附近的阳离子与尺寸更大或更小的同价态阳离子交换。一种示例性玻璃组合物包括sio2、b2o3和na2o，其中，(sio2+b2o3)≥66摩尔％，并且na2o≥9摩尔％。在一些实施方式中，合适的玻璃组合物还包含k2o、mgo和cao中的至少一种。在一个具体的实施方式中，基材中所用的玻璃组合物可包含61-75摩尔％的sio2；7-15摩尔％的al2o3；0-12摩尔％的b2o3；9-21摩尔％的na2o；0-4摩尔％的k2o；0-7摩尔％的mgo；以及0-3摩尔％的cao。
另一种适用于基材的示例性玻璃组合物包含：60-70摩尔％的sio2；6-14摩尔％的al2o3；0-15摩尔％的b2o3；0-15摩尔％的li2o；0-20摩尔％的na2o；0-10摩尔％的k2o；0-8摩尔％的mgo；0-10摩尔％的cao；0-5摩尔％的zro2；0-1摩尔％的sno2；0-1摩尔％的ceo2；小于50ppm的as2o3以及小于50ppm的sb2o3；其中12摩尔％≤(li2o+na2o+k2o)≤20摩尔％并且0摩尔％≤(mgo+cao)≤10摩尔％。
另一种适用于基材的示例性玻璃组合物包含：63.5-66.5摩尔％的sio2；8-12摩尔％的al2o3；0-3摩尔％的b2o3；0-5摩尔％的li2o；8-18摩尔％的na2o；0-5摩尔％的k2o；1-7摩尔％的mgo；0-2.5摩尔％的cao；0-3摩尔％的zro2；0.05-0.25摩尔％的sno2；0.05-0.5摩尔％的ceo2；小于50ppm的as2o3以及小于50ppm的sb2o3；其中14摩尔％≤(li2o+na2o+k2o)≤18摩尔％并且2摩尔％≤(mgo+cao)≤7摩尔％。
在一个具体的实施方式中，适用于基材的碱性硅铝酸盐玻璃组合物包含氧化铝、至少一种碱金属，且在一些实施方式中包含大于50摩尔％的sio2，在其他实施方式中包含至少58摩尔％的sio2，而在其他实施方式中包含至少60摩尔％的sio2，其中比值((al2o3+b2o3)/∑改性剂)＞1，其中，在该比例中，各组分以摩尔％表示且改性剂是碱金属氧化物。在具体的实施方式中，这一玻璃组合物包含：58-72摩尔％的sio2、9-17摩尔％的al2o3、2-12摩尔％的b2o3、8-16摩尔％的na2o和0-4摩尔％的k2o，其中比值((al2o3+b2o3)/∑改性剂)>1。
在另一个实施方式中，基材可以包含碱性硅铝酸盐玻璃组合物，所述碱性硅铝酸盐玻璃组合物包含：64-68摩尔％的sio2、12-16摩尔％的na2o、8-12摩尔％的al2o3、0-3摩尔％的b2o3、2-5摩尔％的k2o、4-6摩尔％的mgo以及0-5摩尔％的cao，其中：66摩尔％≤sio2+b2o3+cao≤69摩尔％；na2o+k2o+b2o3+mgo+cao+sro>10摩尔％；5摩尔％≤mgo+cao+sro≤8摩尔％；(na2o+b2o3)-al2o3≤2摩尔％；2摩尔％≤na2o-al2o3≤6摩尔％并且4摩尔％≤(na2o+k2o)-al2o3≤10摩尔％。
在一个替换性的实施方式中，基材可以包含碱性硅铝酸盐玻璃组合物，所述碱性硅铝酸盐玻璃组合物包含：2摩尔％或更多的al2o3和/或zro2，或者4摩尔％或更多的al2o3和/或zro2。
在各个实施方式中，第一强化玻璃基材在进行了本文所述的压痕断裂测量后表现出第一损伤容限。在一些实施方式中，(在第一强化玻璃基材断裂之前)，第一强化玻璃基材在压痕断裂测量下表现出包含至少50％承受率(survival)的第一损伤容限，所述压痕断裂测量使用维氏压头并且载荷为至少8n、或至少10n、或至少12n、或至少14n、或至少16n、或至少20n。在一个或多个实施方式中，第一损伤容限可以通过压痕断裂测量进行测量来表现，所述压痕断裂测量使用维氏压头并且载荷在8n至20n的范围内、在8n至16n的范围内、在10n至20n的范围内、在10n至16n的范围内或在12n至20n的范围内。如本文所使用的“压痕断裂测量”是指利用压头(如维氏金刚石压头，其具有形成方形压痕的136°金刚石锥压头)，以根据以下描述赋予层压件损伤的试验。通过将测试载荷精确控制在具体数值来将压头压到玻璃基材中。在施加所需的测试载荷后，使玻璃基材相对于压头移动以产生长度为5-10mm的刮痕。使用相同的程序产生五个具有大致相同长度并且间隔在10-20mm范围内的平行刮痕。用于该测试的样品尺寸可为2.54cm×2.54cm或5.08cm×5.08cm。对部分监测疲劳断裂长达一个月。第一强化玻璃基材的损伤容限可以为约50％或更高，其中，最少为十个样品的至少50％承受得住使用上文提供的载荷范围的压痕断裂测量。在一个或多个实施方式中，层压件(或层压件的一个或多个基材)在使用20n载荷的压痕断裂测量下表现出50％或更高(例如60％或更高、70％或更高、80％或更高或者90％或更高)的承受率。在包含至少一个厚度为1mm或更小(例如0.9mm或更小、0.8mm或更小、或者0.7mm或更小)的基材的层压件中表现出所述承受率。
在一个或多个实施方式中，在第一强化玻璃基材断裂之前，第一强化玻璃基材可承受深度为至少100μm、或至少90μm、或至少90μm的表面瑕疵。
图2a例示了第二强化玻璃基材的一个实施方式。第二强化玻璃基材100具有第一玻璃表面105和与该第一玻璃表面相对的第二玻璃表面125，其中，各玻璃表面可以进行离子交换以提供化学强化。第二强化玻璃基材100的压缩应力区域110、120从每个表面向内延伸到doc，并且玻璃的中心张力区域130在两个压缩应力区域110、120之间。
图2b例示了第一强化玻璃基材150的一个实施方式。第一强化玻璃基材150具有第三玻璃表面155和与第一玻璃表面相对的第四玻璃表面175，其中，各玻璃表面可以进行离子交换以提供化学强化。第一强化玻璃基材150的cs区域160、170从每个表面向内延伸到doc，并且玻璃的ct区域180在两个cs区域160、170之间。
图3例示了具有第一强化玻璃基材和第二强化玻璃基材的层压件的一个实施方式。层压件200包括具有第一厚度的第一强化玻璃基材150，其通过中间层210层压到具有第二厚度的第二强化玻璃基材100，所述第二厚度与所述第一厚度不相同。中间层可以为选自以下组的聚合物中间层：聚乙烯醇缩丁醛、乙烯乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、离聚物和热塑性聚氨酯。
本公开的另一个方面涉及一种制造层压件的方法，所述方法包括：将第一强化玻璃基材、中间层和第二强化玻璃基材布置成堆叠体，其中，第一强化玻璃基材具有第一中心张力值并且第二强化玻璃基材具有第二基材中心张力值，其中，第一中心张力值小于第二中心张力值；以及向该堆叠体施加热和压力以形成层压件。
在各个实施方式中，聚合物中间层可包含单一聚合物片材、多层聚合物片材或复合聚合物片材。聚合物中间层可为例如增塑聚乙烯醇缩丁醛(pvb)片材。
在各个实施方式中，层压件可以通过将强化玻璃基材和中间层放置在预压机中并使中间层粘结于强化玻璃基材来形成。粘结可包括从界面处排出大部分的空气，并使中间层与玻璃基材部分结合。
在层压工艺期间，可以将中间层加热至对软化中间层有效的温度，这促进了中间层与强化玻璃基材的相应表面的共形匹配。对于pvb，层压温度可为约140℃。中间层材料内的可移动聚合物链形成与基材表面的键合，这促进了粘合。高温还加速了残留空气和/或水分从玻璃-聚合物界面的扩散。可在压力下对与中间层接触的玻璃基材进行加热。在各个实施方式中，施加压力既促进了中间层材料的流动，又抑制了气泡的形成，所述气泡原本可由水的蒸汽压力与界面处俘获的空气相结合而形成。在各个实施方式中，成形工艺可在中间层材料的软化温度(例如约100℃至约120℃)下或稍微高于此温度下进行，也就是说，在比相应的强化玻璃基材的软化温度低的温度下进行。
在一个或多个实施方式中，可以对高压釜中的组件同时施加热和压力。在各个实施方式中，可以将第一强化玻璃基材、中间层和第二强化玻璃基材的堆叠体置于真空袋或真空环来加工。在各个实施方式中，堆叠体和真空袋或真空环可以与高压釜一起放置。
如图4所例示的，本公开的另一个方面涉及一种交通工具400，其包括交通工具主体410，所述交通工具主体410限定一个内部并且包含至少一个开口420，所述开口420形成向外部的窗户；以及设置在所述开口中的如本文所述的实施方式中的任意一个实施方式的层压件230。如本文所述，所述交通工具可以包括汽车、海轮、飞行器或火车。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材面向外部而第二强化玻璃基材面向内部。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材面向内部而第二强化玻璃基材面向外部。
本公开的另一个方面涉及一种建筑元件，其包括主体，所述主体限定一个内部并且包含至少一个开口，所述开口形成向外部的窗户；以及设置在所述开口中的如本文所述的实施方式中的任意一个实施方式的层压件。建筑元件可以包括面板、建筑物、器具或其他结构。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材面向外部而第二强化玻璃基材面向内部。在一个或多个实施方式中，第一强化玻璃基材面向内部而第二强化玻璃基材面向外部。
实施例
以下非限制性实例证明了本公开的一个或多个实施方式的原理。
实施例1
使用上述压痕断裂测量对不同的玻璃组合物进行疲劳测试，从而证明不同的玻璃组合物具有不同的损伤程度。在压痕断裂测量中，在表1所示的各种载荷下使用金刚石维氏压头。随后使各部分老化长达一个月并监测疲劳断裂。表1示出了压痕断裂测量的结果。该表示出了不同的化学强化玻璃基材的实例的失效百分数。压缩应力(cs)以mpa为单位，doc以微米为单位，中心张力(ct)以mpa为单位并且厚度(t)以毫米为单位。使用fsm测量或近似cs、doc和ct。
表1：压痕断裂测量下的失效百分数。
对于每个实施例可见，随着厚度增加以及因而ct降低，玻璃基材可承受较大的损伤。
实施例2
实施例2a-2d包括设置在机械强化玻璃基材上的化学强化玻璃基材的组合，在两个基材之间具有胶带(并且无中间层)。化学强化的玻璃基材包含0.7mm的厚度和700mpa左右的cs以及45微米的doc(通过fsm测量)。如表2所示，在实施例2a-2d中，机械强化的玻璃基材的厚度、cs和doc有所不同。
表2：实施例2a-2d
使实施例2a-2d的每个实施例中的十个样品进行以下石块冲击测试。参考图5和6，将每个样品300与法线310成30度放置(具体如图5所示)，同时使机械强化的玻璃基材面向管350。如图6所示，每个样品由聚氯乙烯框架支承，所述聚氯乙烯框架包括氯丁橡胶插入件，其具有70duro硬度、1英寸宽度和1/8英寸厚度。以这种方式将每个样品放置在框架中后，通过悬挂在样品300上方的管350以一次几片的方式倾倒12盎司的saeg699级砾石360，所述管350由
在实施例2a-2d的样品进行了石块冲击测试后，使机械强化的玻璃基材与化学强化的基材和胶带分离，并且根据astmc1499单独进行环上环失效载荷测试以证明机械强化的玻璃基材保留了平均挠曲强度。环上环失效载荷测试参数包括1.6mm的接触半径、1.2mm/分钟的十字头速度、0.5英寸的载荷环直径和1英寸的支承环直径。使被砾石冲击的机械强化的玻璃基材的表面处于张力状态。测试前，将粘合膜设置在待测试的基材两侧上以容纳破裂的玻璃碎片。
对比例2e-2h各自包括具有如表3所示厚度的退火或加热强化的钠钙硅酸盐玻璃基材。使对比例2e-2h的每个实施例中的十个样品进行与实施例2a-2d相同的石块冲击测试。接着也以与实施例2a-2d的机械强化的基材相同的方式，使对比例2e-2h的每个实施例中的十个样品进行环上环测试。
表3：对比例2e-2h
图7示出了残留强度结果，该图显示，即使当薄得多的机械强化的玻璃基材在石块冲击测试下受到损伤时，这样的基材表现出比以相同方式损伤(例如通过石块冲击测试)的厚得多的基材显著更高的失效载荷值。具体地，ct为30mpa或更高的实施例2c和2d的机械强化的基材表现出比对比例2e-2h显著更高的失效载荷。
不囿于理论，认为包含本文所述的机械强化的基材的层压件由于单独的基材的强度而在石块冲击测试中表现出承受率得到改进，即使当这样的基材的厚度为约1mm或更小(例如0.7mm)时也如此。还认为当与强化玻璃基材组合时，承受率得到了改进。
对比例2e的残留强度与6mm厚的化学强化的钠钙玻璃基材(对比例2i)和2mm厚的化学强化的玻璃基材(实施例2j)的残留强度进行比较。在通过环上环测试进行测试之前，使对比例2e和2i以及实施例2j进行石块冲击测试(作为单个基材测试)。以与实施例2a-2d相同的方式进行石块冲击测试和环上环失效载荷测试。
图8示出了对比例2e、对比例2i和实施例2j的相应残留强度。如图8所示，实施例2j表现出比对比例2e(其厚度与实施例2j的相当)和对比例2i(其厚度是实施例2j的厚度的三倍)显著更大的失效载荷。
本公开的方面(1)涉及一种层压件，所述层压件包括：第一强化玻璃基材，其具有由第一厚度、第一压缩应力层深度和第一压缩应力量值限定的第一中心张力值；和第二强化玻璃基材，其具有由第二厚度、第二压缩应力层深度和第二压缩应力量值限定的第二中心张力值，其中，第一中心张力值小于第二中心张力值。
本公开的方面(2)涉及如方面(1)所述的层压件，其中，第一中心张力值为20mpa或更小。
本公开的方面(3)涉及如方面(1)和方面(2)中的任意一个或两个方面所述的层压件，其中，第二压缩应力层深度大于40μm。
本公开的方面(4)涉及如方面(1)至方面(3)中的任意一个或多个方面所述的层压件，其中，第一压缩应力层深度为至少45μm，并且第一中心张力值为30mpa或更小。
本公开的方面(5)涉及如方面(1)至方面(4)中的任意一个或多个方面所述的层压件，其中，第一厚度在约0.3mm至约2mm的范围内，第一压缩应力量值在约300mpa至约1000mpa的范围内，并且第一中心张力值为30mpa或更小。
本公开的方面(6)涉及如方面(1)至方面(5)中任意一个或多个方面所述的层压件，其中，第一强化玻璃基材具有与第二强化玻璃基材不同的玻璃组合物。
本公开的方面(7)涉及如方面(1)至方面(6)中任意一个或多个方面所述的层压件，其中，第一强化玻璃基材通过中间层层压到第二强化玻璃基材。
本公开的方面(8)涉及如方面(7)所述的层压件，其中，中间层为选自聚乙烯醇缩丁醛、乙烯乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、离聚物和热塑性聚氨酯的聚合物中间层。
本公开的方面(9)涉及如方面(1)至方面(8)中任意一个或多个方面所述的层压件，其中，第一厚度大于第二厚度，并且第一厚度在0.3mm至2mm的范围内。
本公开的方面(10)涉及如方面(9)所述的层压件，其中，第一厚度与第二厚度的比值在2:1至10:1的范围内。
本公开的方面(11)涉及如方面(10)所述的层压件，其中，所述层压件的厚度小于2.5mm。
本公开的方面(12)涉及如方面(1)至方面(11)中的任意一个或多个方面所述的层压件，其中，对于至少一个表面，第一压缩应力层深度在约20μm至约170μm的范围内。
本公开的方面(13)涉及如方面(12)所述的层压件，其中，第一强化玻璃基材的至少一个表面具有至少300mpa的压缩应力量值。
本公开的方面(14)涉及根据方面(1)至方面(13)中的任意一个或多个方面所述的层压件，其中，所述层压件包括平视显示器、投影表面、天线、表面改性和涂层中的任意一种。
本公开的方面(15)涉及一种层压件，所述层压件包括：第一强化玻璃基材，其具有通过压痕断裂测量来测量的第一损伤容限；和第二强化玻璃基材，其具有通过与第一损伤容限测量相同的压痕断裂测量来测量的第二损伤容限，其中，第一强化玻璃基材和第二强化玻璃基材被层压在一起，并且第一损伤容限大于第二损伤容限。
本公开的方面(16)涉及如方面(15)所述的层压件，其中在所述层压件遭受疲劳型失效之前，第一强化玻璃基材的至少一个表面可承受深度为至少100μm的表面瑕疵。
本公开的方面(17)涉及如方面(15)至方面(16)中的任意一个或两个方面所述的层压件，其中，在第一强化玻璃基材断裂之前，所述第一强化玻璃基材可承受使用维氏压头并且载荷在8n至20n范围内的压痕断裂测量。
本公开的方面(18)涉及如方面(15)至方面(17)中的任意一个或多个方面所述的层压件，其中，在第一强化玻璃基材断裂之前，所述第一强化玻璃基材可承受使用维氏压头并且载荷为至少12n的压痕断裂测量。
本公开的方面(19)涉及如方面(15)至方面(18)中的任意一个或多个方面所述的层压件，其中，第一强化玻璃基材的第一厚度在约0.3mm至约2mm的范围内。
本公开的方面(20)涉及一种交通工具，所述交通工具包含：交通工具主体，所述交通工具主体限定一个内部并且包含至少一个开口，所述开口形成向外部的窗口；以及设置在所述开口中的如方面(1)至方面(19)中任意一个或多个方面所述的层压件，其中，所述交通工具包括汽车、海轮、飞行器或火车。
方面(21)涉及如方面(20)所述的交通工具，其中，第一强化玻璃基材面向外部，并且第二强化玻璃基材面向内部。
方面(22)涉及如方面(20)所述的交通工具，其中，第一强化玻璃基材面向内部，并且第二强化玻璃基材面向外部。
方面(23)涉及一种制造层压件的方法，所述方法包括：将第一强化玻璃基材、中间层和第二强化玻璃基材布置成堆叠体，所述第一强化玻璃基材具有由第一厚度、第一压缩应力层深度和第一压缩应力量值限定的第一中心张力值，所述第二强化玻璃基材具有由第二厚度、第二压缩应力层深度和第二压缩应力量值限定的第二基材中心张力值，其中，第一中心张力值小于第二中心张力值；以及向所述堆叠体施加热和压力以形成层压件。
尽管本公开已结合具体的实施方式对本公开进行了描述，但是应当理解，这些实施方式仅是用于说明本公开的原理和应用。对本领域的技术人员而言显而易见的是，可以对本公开的方法和设备进行各种修改和变动而不偏离本公开的精神和范围。因此，本公开旨在包括在所附权利要求及其等同内容范围内的修改和变化。