具有相分离包覆的层叠玻璃制品及其形成方法
【专利说明】具有相分离包覆的层叠玻璃制品及其形成方法
[0001]本申请要求2013年3月12日提交的美国申请系列第13/795925号以及2013年2月28日提交的美国临时申请系列第61/770447号的优先权，本文以其为基础并将其全文通过引用结合于此。
[0002]背景
技术领域
[0003]本说明书一般地涉及层叠玻璃制品，更具体地，涉及具有相分离包覆的层叠玻璃制品。
【背景技术】
[0004]玻璃具有许多属性，这使得其被期望用于各种商业和消费者应用。例如，玻璃的光学性质使得其良好地适用于各种光学应用，例如滤色器等。类似地，玻璃的相对化学惰性还使得玻璃对于用于化学侵蚀性环境是诱人的基材材料。
[0005]但是，在玻璃制品中实现一组所需的属性，例如所需的折射率等，可能需要对玻璃组成进行改性，这在商业或消费品应用中可能同时是昂贵和耗时的。此外，一些应用可能需要具有高韧性的材料，这对于玻璃而言通常是缺乏的。
[0006]因此，存在对于替代玻璃制品的需求，所述替代玻璃制品具有能够易于改性以在玻璃制品中实现特定功能特性的属性。
【发明内容】
[0007]根据一个实施方式，层叠玻璃制品可包括玻璃芯层以及与玻璃芯层熔合的至少一层玻璃包覆层。所述至少一层玻璃包覆层可以相分离成具有不同组成的第一相和至少一种第二相。所述至少一层玻璃包覆层的第一相可具有互联基质(interconnected matrix)。所述至少一层玻璃包覆层的所述至少一种第二相可以分散在所述至少一层玻璃包覆层的第一相的整个互联基质中。
[0008]在另一个实施方式中，层叠玻璃制品可包括玻璃芯层以及与玻璃芯层熔合的至少一层玻璃包覆层。所述至少一层玻璃包覆层可包括相分离的玻璃组成。所述至少一层玻璃包覆层可具有多孔、互联基质，其是由相分离的玻璃组合物的第一相形成的。
[0009]在另一个实施方式中，用于形成层叠玻璃制品的方法可包括将至少一层玻璃包覆层熔合至至少一部分的玻璃芯层。所述至少一层玻璃包覆层可由相分离的玻璃组合物形成。可以将熔合至玻璃芯层的表面的所述至少一层玻璃包覆层加热至足以在所述至少一层玻璃包覆层中实现相分离的温度，从而使得在加热之后，所述至少一层玻璃包覆层包括第一相和至少一种第二相。第一相和所述至少一种第二相可分别具有不同组成。在一些实施方式中，方法还包括从第一相的互联基质选择性地去除所述至少一种第二相，从而在所述至少一层玻璃包覆层中留下第一相的多孔、互联基质。
[0010]在以下详细描述中给出了玻璃组合物和由该玻璃组合物形成的玻璃制品的其他特征和优点，其中部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。
[0011]应理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。
【附图说明】
[0012]图1示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的层叠玻璃制品的横截面图；
[0013]图2是根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，在相分离之后，层叠玻璃制品的玻璃包覆层的微结构的SEM显微图；
[0014]图3是根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，在去除了至少一种第二相之后，层叠玻璃制品的玻璃包覆层的微结构的SEM显微图；以及
[0015]图4示意性显示用于制造图1的玻璃制品的熔合拉制法。
【具体实施方式】
[0016]下面将详细参考具有相分离的玻璃包覆层的层叠玻璃制品及其制造方法的实施方式。图1示意性显示层叠玻璃制品的一个实施方式的横截面图。层叠玻璃制品通常包括玻璃芯层以及与玻璃芯层熔合的至少一层玻璃包覆层。所述至少一层玻璃包覆层相分离成第一相和至少一种第二相。相分别具有不同组成。第一相在玻璃包覆层中形成互联基质。第二相分散在第一相的整个互联基质中。在一些实施方式中，第二相其自身在第一相的互联基质中是互联的。在一些此类实施方式中，可以从所述至少一个玻璃包覆层去除第二相，使得所述至少一个玻璃包覆层包括由第一相形成的多孔、互联基质。下面将具体结合附图更详细地描述层叠玻璃制品以及用于制造层叠玻璃制品的方法的各个实施方式。
[0017]本文所用术语“液相线粘度””指的是玻璃组合物在其液相线温度的剪切粘度。
[0018]如本文所使用术语“液相线温度”指的是玻璃组合物中发生失透的最高温度。
[0019]本文所用术语“CTE”指的是玻璃组合物在约为20-300°C温度范围的平均热膨胀系数。
[0020]当使用术语“基本不含”来描述玻璃组合物中不存在一种特定氧化物组分时，指的是该组分以小于1摩尔％的痕量作为污染物存在于玻璃组合物中。
[0021]在本文所述的玻璃组合物的实施方式中，除非另有说明，否则组成成分(如Si02和A1203等)的浓度是基于氧化物的摩尔百分数(摩尔％ )的。
[0022]现参见图1，不意性显不层置玻璃制品的横截面图。层置玻璃制品100通常包括玻璃芯层102和至少一层玻璃包覆层。在图1所示的实施方式中，层叠玻璃制品包括一对玻璃包覆层104a、104b。玻璃芯层102通常包括第一表面103a和与第一表面103a相对的第二表面103b。在图1所示的实施方式中，第一玻璃包覆层104a与玻璃芯层102的第一表面103a熔合，第二玻璃包覆层104b与玻璃芯层102的第二表面103b熔合。玻璃包覆层104a、104b与玻璃芯层102融合，且在玻璃芯层102和玻璃包覆层104a、104b之间不设置任意额外材料，例如粘合剂或涂层等。
[0023]在本文所述的层叠玻璃制品的实施方式中，玻璃包覆层104a、104b相分离成第一玻璃相和至少一个第二玻璃相，每个玻璃相具有不同组成。因此，应理解的是，玻璃包覆层104a、104b由在暴露于相分离处理之后易于发生相分离的玻璃组合物形成(即，玻璃组合物是“可相分离的”玻璃组合物)。本文所用术语“可相分离的”玻璃组合物指的是玻璃组合物在暴露于相分离处理(例如，热处理等)之后，经受相分离成两个或更多个不同的相。在一些实施方式中，相分离的玻璃包覆层104a、104b包括由第一相形成的玻璃的互联基质，并且第二相在整个互联基质中分散，作为具有第二相的组成的玻璃的离散、未连接的区域。可以对第二相的区域的尺寸和分散进行控制，以在玻璃包覆层中获得所需的折射率，因为第二相可诱发一定量的光散射。作为补充或替代，第二相可以具有与第一相不同的弹性模量和损耗角正切。这些性质的差异可用于控制层叠玻璃制品的声学性质。具体来说，可以对第二相的区域的量、分散和尺寸进行控制，以获得具有所需声学性质的层叠玻璃制品。
[0024]在一些其他实施方式中，玻璃包覆层104a、104b的相分离的玻璃可以是旋节线(spinodal)相分离玻璃(S卩，玻璃包覆层是由易于发生旋节线分解的玻璃组合物形成的)。在这些实施方式中，玻璃包覆层104a、104b包括由第一相形成的玻璃的互联基质，第二相分散在整个第一相的互联基质中。但是，在这些实施方式中，第二相其自身在第一相的互联基质中是互联的。在这些实施方式中，第一相和所述至少一种第二相可以在水中、碱性溶液和/或酸性溶液中具有不同的溶解速率。例如，相分离的玻璃包覆层104a、104b中存在的所述至少一种第二相可以比第一相在水中和/或酸性溶液中更易于溶解。或者，相分离的玻璃包覆层104a、104b中存在的第一相可以比所述至少一种第二相在水中和/或酸性溶液中更易于溶解。该特性实现了从玻璃包覆层104a、104b选择性地去除第一相或第二相，使得玻璃包覆层104a、104b是由相分离的玻璃组合物的剩余相形成的多孔、互联基质。
[0025]在一些实施方式中，玻璃