用于确定由脆性-断裂材料制成的板状元件的边缘强度的方法和设备的制造方法_4

文档序号:9563167阅读:来源:国知局
、 Ti02、CuO、Ce02、Cr2O3、稀土氧化物的含量为0-5wt %、或者对于"黑玻璃"含量为0-15wt % ; 以及精炼剂、诸如 As203、Sb203、Sn02、S0 3、Cl、F、Ce〇d9含量为 0-2wt%。
[0081] 根据本发明的又一个实施例,下面成分的锂铝硅酸盐玻璃用作玻璃材料,包含 (wt% ): SiO2 55-69 Al2O; 19-25 Li2O 3-5 Na2O+ K/)总量 0-3 Mg) + CaO+SrO + BivO 总量:()-.5 ZnO 0-4 TiO2 Q- 5 Zr()〇 0-3 /. ... Ti()2+Zr()2+Sn( )2 总量 2-6 P2O, 0-8 F 0-1 B2O3 0-2 ?
[0082] 以及,如果需要的话,着色氧化物添加剂、诸如Nd203、Fe 203、C〇0、NiO、V205、Nd20 3、 Mn02、Ti02、CuO、Ce02、Cr203、稀土氧化物的含量为 0-lwt% ;以及精炼剂、诸如 As203、Sb203、 Sn02、S03、Cl、F、Ce〇J9含量为 0-2wt %。
[0083] 用作载具材料的另一种优选的是具有如下玻璃成分的碱铝硅酸盐玻璃,包括 (wt% ): SiO2 40-75 八12().; 10-30 B2O1 ()-20 Li20+Na2O+K2O 总量 4-30 Mg〇+CaO+SrO+BaO+Zn()总量()-? 5 Total Ti02 i-Zr()2 0-15 P20S 0-10, 以及,如果需要的话,着色氧化物添加剂、诸如Nd203、Fe20 3、C〇0、NiO、V205、Nd203、Mn0 2、 Ti02、CuO、Ce02、Cr2O3、稀土氧化物的含量为0-5wt %、或者对于"黑玻璃"含量为0-15wt % ; 以及精炼剂、诸如 As203、Sb203、Sn02、S0 3、Cl、F、Ce〇d9含量为 0-2wt%。
[0084] 更优选用作载具材料的是具有如下玻璃成分的无碱铝硅酸盐玻璃,包括(wt% ): SiO2 50-75 Λ?ρ' 7-25 B2Oi 0-20 Ι」20+Ν??20+Κ20 总量 ()-.0.1 Mg0+Ca()+Si_0+Ba0+Zn0 总量:5-25 Ti()2+Zr()2 0-10 P2O, 0-5, 以及,如果需要的话,着色氧化物添加剂、诸如Nd203、Fe20 3、C〇0、NiO、V205、Nd203、Μη0 2、 Ti02、CuO、Ce02、Cr2O3、稀土氧化物的含量为0-5wt %、或者对于"黑玻璃"含量为0-15wt % ; 以及精炼剂、诸如 As203、Sb203、Sn02、S0 3、Cl、F、Ce〇d9含量为 0-2wt%。
[0085] 更优选使用的是具有如下玻璃成分的铝硅酸盐玻璃,包括(wt% ): SiO2 50-75 .▲1203 7-2.5 B2Oi 0-20 Τ」2( )+Ν??2〇+Κ2()思量 Q-4 M3)+Ca()+SrO+BaO+BaO 总量 5-25 11()2+/』()2总量 ?)-1(> .I52Os (>-5, 以及,如果需要的话,着色氧化物添加剂、诸如Nd203、Fe20 3、C〇0、NiO、V205、Nd203、Μη0 2、 Ti02、CuO、Ce02、Cr2O3、稀土氧化物的含量为0-5wt %、或者对于"黑玻璃"含量为0-15wt % ; 以及精炼剂、诸如 As203、Sb203、Sn02、S0 3、Cl、F、Ce〇d9含量为 0-2wt%。
[0086] 例如,可以使用诸如德国美因兹的肖特公司以商品名称D263、D263eco、B270、 B270eco、Borofloat、Xensation Cover、Xensation cover 3D、AF45、AF37、AF 32 或AF32eco 销售的薄玻璃。
[0087] 在另一个实施例中,脆性-断裂材料是玻璃陶瓷,特别是玻璃陶瓷面板(pane)的 形式,其中玻璃陶瓷由陶瓷化铝硅酸盐玻璃或锂铝硅酸盐玻璃、特别是化学和/或热硬化 的、陶瓷化铝硅酸盐玻璃或锂铝硅酸盐玻璃。在另一实施例中,脆性-断裂材料包括可陶瓷 化的初始玻璃,其在遇火情况下被陶瓷化或者在热作用下持续陶瓷化并由此带来提高的防 火安全性。
[0088] 优选地,使用具有如下成分的初始玻璃的玻璃陶瓷或可陶瓷化玻璃(wt% ): Li2O 3-2-5.0 Na2O 0 - ? 5 K2O 0 - 1-5 Nii2CH-K2O 总量 ().2-2.() MgO 0.1 -2.2 CaO 0 -13 SrO 0 - 1-5 BaO 0 -2J ZnO 0 - 1*5 Al2O.; 19'25 SiO2 55 - ω TiO2 1.0 -- 5-0 ZrO2 1.0-2.5 SnO2 0-14) Ti02+Zf()2+Sn()2 总量 2.5 - 5.0 PgOs 0 - 3,0
[0089] 在另一个实施例,优选使用具有如下成分的玻璃陶瓷或可陶瓷化的玻璃作为初始 玻璃(wt% ): Tj,() I - ^ Na2Q 0 -1.5 K2O 0 ^ 1-5 Na20+K:20 总量 0.2 -2 MgO 0.1 - 2J CaO 0-2 SrO 0'2 BaO 0-3 ZnO 0- 1.5 Al2Q3 15 - 25 SiO, 50-75 Τ?〇2 1-5 ZrO2 1-2.5 SnO2 0-1-0 Ti()2+Zr()2+Sn();. 2.5 - 5 Ρ-.(), 0 - 3.0
[0090] 在另一个实施例,优选使用具有如下成分的玻璃陶瓷或可陶瓷化的玻璃作为初始 玻璃(wt% ): Li2O 3、45 Na2O 0 - 1-5 K2Q 0 -1*5 Na20+K20 0.2 - 2 MgO 0-2 CaO 0 - 1-5 i>rO O-Ji BaO 0 - 2.5 ZnO 0 - 2.5 B2O s 0- I Ai2O, 19 :- 25 SiO2 55 - 69 TiO2 1,4 - 2.7 ZrO2 1.3-2.5 SnO2 0-0.4 Ti(.)2+Sn(V总董 少于 2,7 P2O5 〇 - 3 Ζτ(.)2+α87 (TiO2-KSnO2)总量丄6-4J
[0091] 玻璃陶瓷优选包含高石英混晶或热液石英混晶的用作主晶相。微晶尺寸优选小于 70nm,更优选小于或等于50nm,最优选小于或等于10nm。
[0092] 根据本发明的方法或设备然后适于以此方式规定具有较大表面区域的玻璃物品、 例如薄玻璃带100、特别是具有卷绕的薄玻璃带100的玻璃辊103形式的断裂测试,使得玻 璃物品承受限定的拉伸负载、特别是由于弯曲负载并保证不断裂。为此,玻璃物品在其进一 步使用或进一步处理之前可以经受规定的弯曲负载,该规定的弯曲负载通过本发明的方法 获得的数据来表示。因此,然后在任何情况下,玻璃物品在没有任何断裂的非常高几率的情 况下承受此幅度的弯曲负载。下面更详细描述本发明的此实施例。
[0093] 在本发明用于确定板状、脆性-断裂材料的边缘强度的方法中,取由断裂应力的N 个值σ . . σ。构成的随机样品以及通过这些计算值:
E表示玻璃的弹性模量,h表述第i个样品的边缘处的厚度。值R i是对应于边缘将在 相同拉伸应力下受压力处的拉伸应力的弯曲半径。接着,从这些值,优选根据下式计算随机 样品的弯曲半径的平均值<R>以及方差 S :
[0094] 整个玻璃物品、特别是玻璃片然后弯曲,使得基于相对方差s/〈R>,其两个弯曲方 向的弯曲半径R pt位于图7的曲线图所限定的区域中,即位于两个曲线Rpt,_和Rpt,_之间。 弯曲可以通过在辊上压制玻璃物品产生。在图7所示的图中,当样品1断裂时玻璃物品的 弯曲半径与弯曲半径的平均值<R>的比值在坐标上作为相对偏差s/〈R>的函数绘出。
[0095] 优选地,多个随机样品N是指至少20个,从随机样品中抛弃拉伸应力或对应弯曲 半径民的10%最大值和10%最小值,并且从剩余样品(所谓的"支持随机样品")中,根据 等式(8)和(9)仅获得平均值和方差。玻璃物品然后优选通过将其拉过辊而弯曲,使得基 于相对方差s/〈R>,其弯曲半径R pt位于图8中两个相反弯曲方向的曲线Rpt, _和Rpt, _的 区域之间。
[0096] 值Rpt, _和Rpt, _是相对方差s/〈R>的函数。如果相对方差较高,这意味着,在断 裂测试中存在较大的弯曲应力或对应的弯曲半径的散点。相应地,在更高的散点的情况下, 整个玻璃物品的断力测试也选择更大的弯曲半径,以能够确保对应于选择的弯曲半径的给 定断裂强度。
[0097] 通过选择根据图7或图8的取向到等同玻璃物品的样品的断裂强度的相对方差并 限定弯曲半径尽可能小的窄范围的曲线R PT,_/〈R>(s/〈R>)和RPT,_/〈R>(S/〈R>)之间的弯 曲半径,可以确保非常高的断裂强度并且仍将在断裂测试中将不合格者限制为实际上具有 显著弱项的玻璃样品。
[0098] 图7和图8的曲线RPT,_/〈R>和RPT,_/〈R>朝向彼此稍微偏移。对于上述的测试 条件两者,即一方面值在根据图7的R PT, _/〈R>到RPT, _/〈R>的范围中的随机样品是有利 的,另一方面,根据图8产生RPT, _/〈R>到RPT, _/〈R>范围中的对应弯曲半径的调整随机 样品,可以规定包络范围。为此,图9示出图7和8的曲线RPT,_/〈R>和R PT,_/〈R>以及 优选限定值 R_/〈R> (S/〈R>)、R_/〈R> (S/〈R>),曲线 RPT, _/〈R> 和 RPT, _/〈R> 位于限定值 R_/〈R> (S/〈R>)、R_/〈R>之间。根据本发明的实施例,因此以这样方式选择整个薄的、平板 玻璃物品的断裂测试的弯曲半径,使得其位于R_(S/〈R>)、R_(S/〈R>)之间。在此情
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