用于消费用途的具有压缩表面的玻璃的制作方法

专利名称：用于消费用途的具有压缩表面的玻璃的制作方法
用于消费用途的具有压缩表面的玻璃相关申请的交叉参考本申请要求2008年7月11日提交的美国临时专利申请61/079，995的权益。
背景技术：
本申请涉及强化的玻璃。更具体来说，本发明涉及通过离子交换对玻璃进行化学 强化。更具体来说，本发明涉及通过多种离子交换处理化学强化玻璃。可以通过离子交换法来对玻璃进行化学强化。在此方法中，通常通过将玻璃浸泡 在熔盐浴中，将玻璃表面或表面附近的区域存在的金属离子交换成更大的金属离子。玻璃 中存在的较大的离子通过在表面附近的区域产生压缩应力来强化玻璃。在玻璃的中心区域 产生拉伸应力，平衡了所述压缩应力。如果拉伸应力过高，则玻璃会变得易碎-也就是说能 量破碎成大量小片_或微裂_也就是说会形成裂纹，而该裂纹不会贯穿玻璃。近来已确认化学强化玻璃可用于在手持器件如移动电话、媒体播放器和其它器件 以及需要透明度、高强度和耐磨性的其它应用中。但是，对于这些应用，不希望在受到冲击 时玻璃是易碎或微裂的。

发明内容
本发明提供了一种在受到冲击或接触力的时候不会表现出易碎性的强化的玻璃， 还提供了对玻璃进行化学强化的方法。通过对玻璃进行多种离子交换处理使其强化。所述 多种离子交换处理在强化层的一定深度提供局部压缩应力最大值，在玻璃表面或表面附近 提供第二局部最大值。因此，本发明一个方面是提供一种强化的玻璃。所述玻璃包括处于压缩应力下的 外部区域以及中心拉伸区域，所述外部区域从玻璃的表面延伸到一定的层深度，所述中心 拉伸区域处于小于或等于约2. 8MPa ·αιι至最高约3. 2MPa ·αιι的积分中心张力(integrated centraltension)下。本发明的第二个方面提供了一种制造基本没有易碎性质的玻璃的方法。所述方法 包括以下步骤提供玻璃，所述玻璃具有表面；在外部区域产生压缩应力以强化所述玻璃， 所述外部区域从表面延伸到层的一定深度，所述压缩应力在玻璃的中心拉伸区域产生小于 或等于大约2. 8MPa · cm至最高3. 2MPa · cm的积分中心张力。从以下详细描述、附图和所附权利要求书能明显地看出本发明的这些和其它方 面、优点和显著特征。附图简要说明

图1是易碎的玻璃片以及不易碎的玻璃片的照片；图2是玻璃片的示意图；图3是经历过一次、两次和三次离子交换的碱性铝硅酸盐玻璃样品的氧化钾浓度 随着深度变化的曲线图。
具体实施例方式在以下描述中，类似的附图标记表示附图所示若干视图中类似或相应的部分。还 应理解，除非另外指出，术语如“顶部”，“底部”，“向外”，“向内”等是常用词语，不被认作限 制性术语。此外，每当将一个组描述为包含一组要素中的至少一个和它们的组合时，应将其 理解为所述组可以单个要素或相互组合的形式包含任何数量的这些所列要素，或者主要由 它们组成，或者由它们组成。类似地，每当将一个组描述为由一组要素中的至少一个或它们 的组合组成时，应将其理解为所述组可以单个要素或相互组合的形式由任何数量的这些所 列要素组成。除非另外说明，列举的数值范围同时包括所述范围的上限和下限，以及所述范 围之间的任意子范围。一般来说，关于附图，应理解为这些图是为了描述本发明的具体实施方式
的，这些 图不构成对本发明的说明书或者权利要求书的限制。为了清楚和简明起见，附图不一定按 比例绘制，所示的附图的某些特征和某些视图可能按比例放大显示或以示意性方式显示。希望用于消费产品(例如便携式消费电子器件)中使用的玻璃，例如盖板、显示窗 等，在受到冲击的时候不易碎；也就是说，当玻璃受到物体的冲击，或者用足以破坏玻璃的 力击打固体表面的时候，所述玻璃不会破碎成多块(超过两块)小片(例如< 1mm)。还希 望用于这些用途的玻璃在冲击的时候不会“微裂”;也就是说，玻璃会开裂，但是裂纹不会贯 穿玻璃的厚度。在本文中，术语“易碎的”和“易碎性”表示玻璃板或玻璃片在受到物体尖端冲击 或者落在固体表面上，在受到的力足以使玻璃片破碎成多块小片的时候，玻璃板或玻璃片 发生能量破裂，可包括以下情况在玻璃中分支出多条裂纹(即从最初的裂纹分支出超过5 条的多条裂纹)，碎片从其初始位置推出的距离至少为2英寸(约5厘米)，碎裂密度约大 于5块碎片/厘米2玻璃板，或者这三种情况的任意组合。相反地，当玻璃板受到物体的尖 端冲击或者落在固体表面上，受到足以使得该玻璃片破裂的力的时候，该玻璃板没有破碎， 或者由初始的裂纹分支成小于5条的多条裂纹，而且碎片从初始位置推出的距离小于2英 寸，则认为玻璃是非易碎的。图1显示了厚度为0. 5毫米的5X5厘米的玻璃板所观察到的易碎性和非易碎性 的例子。玻璃板a具有易碎性，其证据是多块小碎片被推出的距离超过2英寸，从初始裂纹 产生很大程度的裂纹分支，产生小碎片。比较起来，玻璃板b，c和d不具有易碎性。在这些 情况下，玻璃板破碎成少数的大碎片，这些大碎片并没有被力从初始位置推出2英寸(“X” 是破裂之前玻璃板的大致的中心)。玻璃板b破碎成两块大碎片，这两块大碎片上没有裂纹 分支；玻璃板c破碎成四块碎片，从初始裂纹分支出两条裂纹；玻璃板d破碎成四块碎片， 从初始裂纹分支出两条裂纹。人们希望获得在整个玻璃的表面附近区域(即在表面的10微米之内)的压缩应 力的大小以及压缩应力在此区域的分布、在整个玻璃中心区域的相关的拉伸应力与玻璃在 过高应力下变得易碎的趋势之间的直接联系。另外，因为在压缩下的抗破坏性往往会直接 与层的厚度成正比，因此人们探寻特别是一般具有深度(层深度)等于或大于50微米的 压缩层的玻璃的应力与易碎性之间的关系。在一个具体实施方式
中，人们探寻铝硅酸盐玻 璃的这种关系，例如参见Adam James Ellison等在2007年7月31日提交的题为“用于盖 板的可向下拉制的化学强化玻璃(Down-Drawable, ChemicallyStrengthened Glass forCover Plate)”的美国专利申请第11/888，213号，其要求2007年5月22日提交的美国临 时专利申请第60/930，808号的优先权，后者具有相同的标题；Matthew John Dejneka等 在2008年11月25日提交的题为“具有改进的韧性和抗刮擦性的玻璃(Glasses Having ImprovedToughness and Scratch Resistance) ” 的美国专利申请第 12/277，573 号，其要 求2007年11月29日提交的美国专利临时申请第61/004，677号的优先权，后者具有相同 的标题；Matthew John Dejneka等在2009年2月25日提交的题为“用于硅酸盐玻璃的澄 清剂(Fining Agents for Silicate Glasses) ”的美国专利申请第 12/392，577 号，其要求 2008年2月26日提交的美国临时专利申请第61/067，130号的优先权，后者具有相同的标 题；以及Matthew JohnDejneka等在2009年2月26日提交的题为“离子交换的快速冷却 的玻璃(Ion-Exchanged, Fast Cooled Glasses) ” 的美国专利申请第 12/393, 241 号，其要 求2008年2月29日提交的美国临时专利申请第61/067，732号的优先权，后者具有相同的 标题。以上参考的专利申请的全部内容都参考结合于此。本发明描述了一种强化的玻璃。在一个实施方式中，所述玻璃为厚度约为0. 5-3 毫米的玻璃板、平面片、或者三维弯曲物体或片的形式。图2显示玻璃片的截面示意图。对 该玻璃100进行处理，在表面110或表面110附近产生压缩应力，所述表面本身处于至少一 些压缩应力下。在一个实施方式中，所述压缩应力至少约为200MPa。处于压缩状态的层的 深度(“层深度”，或"D0L") 120至少约为50 μ m。表面110附近的压缩应力在中心区域130引起拉伸应力，使得玻璃内的力平衡。所 述积分中心张力(ICT)是由整个应力分布曲线的拉伸部分上的应力积分得到的。ICT与玻 璃100的全部厚度、压缩应力层的深度(“层深度”，或“DL”)，以及压缩应力层的形状或轮 廓有关。ICT是拉伸应力乘以拉伸应力区域沿着垂直于表面方向的长度的平均值，在本文 中，以MPa · cm单位表示。通过力平衡，积分的表面压缩将与ICT的量值精确相等，但是符 号相反(_)，这是因为总积分应力必须为零。为了使得玻璃在受到足以使该玻璃部分破碎 的尖端冲击的时候不易碎，中心区域130的体积的积分小于或等于约2. 8MPa -cm至最高约 3. 2MPa · cm，在一些实施方式中约小于或等于3. OMPa · cm。在一个实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃包含以下成分、主要由以下成分组 成或由以下成分组成60-70摩尔％ Si02、6-14摩尔％ Al203、0-15摩尔％ B203、0_15摩 尔 % Li20,0-20 摩尔 ％ Na20、0-10 摩尔 ％ K20,0-8 摩尔 ％ MgO,0-10 摩尔 ％ CaO,0-5 摩 尔 % ZrO2、0-1 摩尔 ％ SnO2、0-1 摩尔 ％ CeO2、小于 50ppm As2O3 和小于 50ppm Sb2O3，其 中12摩尔％彡Li20+Na20+K20彡20摩尔％，0摩尔Mg0+Ca0彡10摩尔％。在另 一个实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃包含以下成分、主要由以下成分组成或由以 下成分组成64摩尔％ ^ SiO2 ^ 68摩尔％ ；12摩尔％ ^ Na2O <16摩尔摩尔％ 彡Al2O3彡12摩尔％ ；0摩尔％彡B2O3彡3摩尔％ ；2摩尔％彡K2O彡5摩尔％ ；4摩尔％ 彡MgO彡6摩尔％ ；和0摩尔彡5摩尔％，其中66摩尔Si02+B203+Ca0 彡 69 摩尔 ％ ； Na20+K20+B203+Mg0+Ca0+Sr0 >10 摩尔 摩尔 Mg0+Ca0+Sr0 彡 8 摩尔 % ； (Na2CHB2O3)-Al2O3 ( 2 摩尔 % ；2 摩尔 % ( Na2O-Al2O3 ( 6 摩尔 % ；和 4 摩尔 % ((Na2CHK2O)-Al2O3S 10摩尔％。在一些实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃基本不含锂， 而在其它实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃基本不含砷、锑和钡中的至少一种。在其它实 施方式中，可通过本领域已知的技术例如但不限于熔融拉制(fusion-draw)方法、狭缝拉制(slot-draw)方法和重拉制(re-draw)方法，向下拉制所述碱性铝硅酸盐玻璃。在一个具体的实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃组成如下66. 7摩尔％ SiO2, 10. 5 摩尔 ％ Α1203、0· 64 摩尔 ％ B2O3>13. 8 摩尔 ％ Na20,2. 06 摩尔 ％ K20,5. 50 摩尔 ％ MgO、 0. 46摩尔% CaO,0. 01摩尔% Zr02、0. 34摩尔% As2O3和0. 007摩尔% Fe2O30在另一个具体 的实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃组成如下66. 4摩尔％ SiO2UO. 3摩尔％ A1203、0. 60 摩尔 ％ B2O3>4. 0 摩尔 ％ Na20,2. 10 摩尔 ％ K20,5. 76 摩尔 ％ MgO,0. 58 摩尔 ％ CaO,0. 01 摩 尔 % ZrO2、0· 21 摩尔 % SnO2 和 0. 007 摩尔 % Fe2O3。用来在玻璃表面110或者延伸至一定的层深度的表面110附近(即在表面的10 微米以内)产生压缩应力的方法包括多个-或多种——强化步骤。所述多种强化步骤以依 次——和互相独立——的方式进行。在另一个实施方式中，可以在依次的强化步骤之间进 行至少一个另外的步骤，例如退火、洗涤、预热等。在第三个实施方式中，强化步骤包括本领 域已知的化学强化步骤，例如但不限于离子交换步骤。在一个实施方式中，所述强化步骤是 离子交换步骤，其中本身最初包含碱金属离子的玻璃浸泡在一系列盐浴中，所述盐浴包含 的碱金属离子大于玻璃中包含的碱金属离子。在一个实施方式中，依次的盐浴的组成互不 相同。或者，依次的盐浴可以具有基本相同的组成。在本文中，术语“盐浴”和“浴”表示用 于离子交换的浴，其包括但不限于本领域已知的熔盐浴。在盐浴中将玻璃表面区域较小的 离子交换成较大的离子。在一个非限制性实施例中，将玻璃表面区域内的钠离子交换为熔 盐中的钾离子。由于现在存在占据表面区域位点的较大的离子在玻璃的表面区域内产生了 压缩应力。表面区域内存在的压缩应力在玻璃的中心区域或内部区域内产生了相应的拉伸 应力，或者中心张力，使得玻璃内的力平衡。在多种强化步骤的一个非限制性实例中，玻璃片在处于第一温度的第一盐浴中浸 泡第一段时间。所述第一盐浴具有第一组成(例如不同的盐的组合或者单独的盐)。在该 段时间结束时，将玻璃片从第一盐浴取出。然后将玻璃板在处于第二温度的第二盐浴中浸 泡第二段时间。所述第二盐浴的组成不同于第一盐浴。在第一盐浴和第二盐浴中进行浸泡 的步骤之间，可以对玻璃片进行洗涤(从而避免盐浴的交叉污染)，退火，或者预热，以免在 第二盐浴中浸泡的过程中产生热冲击。尽管以上例子描述了利用两个离子交换步骤来强化 玻璃，应当理解可以采用任意数量的所述步骤在玻璃中产生所需的压缩应力水平或分布。本发明所述的方法——以及通过该方法制造的玻璃——具有一些优点。为了制得 不易碎的玻璃，优选的是高表面压缩应力和刚低于易碎性极限的积分中心张力的组合。受 到在表面处施加相当大的压缩应力的离子交换处理的玻璃一定具有较浅的层深度，否则此 种玻璃会是易碎的，而经受产生相当大的层深度，同时没有变得易碎的离子交换处理的玻 璃在表面具有低的压缩应力。表面附近的压缩应力分布可以很复杂，只要不超过易碎性限值或阈值即可。这提 供了一种为了特定应用调节特定分布的方法，而不是依赖于常规的单一离子交换分布，单 一离子交换分布是最常见的市售离子交换玻璃的情况。无论玻璃是退火的或是拉制的，都 采用相同的易碎性限值；也就是说，可以不考虑玻璃的加热经历而采用单一的度量。通过本领域已知的方法可以很容易地模拟离子交换工艺中的碱金属离子分布以 及在离子交换或随后的退火(导致应力弛豫)步骤的过程中经受较高的温度。因为所得的 应力分布图严密遵循碱金属浓度分布图，因此可以将积分中心张力本身的上限用作绘制所有可接受的离子交换分布图的限制。用来获得各种工艺条件下的ICT的模型使用对扩散和应力的标准描述。使用由已 知工艺条件对浓度分布的电子微探针测量结果拟合相互的扩散系数(即与钾(K)和钠(Na) 沿着相反方向运动有关的有效扩散系数)。如本领域已知，这些值遵循以温度的倒数表示 的阿累尼乌斯趋势(Arrheniustrend)。扩散计算的边界条件是基于盐浴组成以及玻璃的 起始组成。已知扩散系数，玻璃板厚度的几何特征以及盐浴组成，可以沿着以下文献的内 容给出的线对得到的一维扩散方程求解例如J. Crank的“扩散数学(TheMathematics of Diffusion) ”，第二版，1975 年。例如如 A. K. Varshneya 在“无机玻璃基础(Fundamentals of norganic Glasses) ”，第二版，2006中所述，加工步骤完成之后，应力与玻璃中的K+浓度 成正比。为了满足力平衡的要求，必须减去一个常数，因此所得的应力曲线积分值为零。在 较高温度下，玻璃中的应力弛豫作用开始变得重要。以伸长指数(stretched exponential) 形式包含应力弛豫，该伸长指数包括拉伸指数(stretching exponent)以及取决于温度的 弛豫时间，对其进行拟合以重现在已知工艺条件下测得的应力。将伸长指数用于玻璃的应 力弛豫是本领域已知的，例如参见G. W. Scherer的“玻璃和复合体中的弛豫(Relaxation in Glass and Composites) ”，1992。通过以下方式对模型进行测试将预测的浓度分布曲 线与电子微探针直接测得的浓度相比较，在可获得的情况下，与直接测得的压缩应力和层 深度相比较。可以使用本发明所述的多种离子交换工艺强化的铝硅酸盐玻璃的非限制性例 子是大致具有以下组成的碱性铝硅酸盐玻璃66摩尔％ SiO2 ； 14摩尔％ Na2O; 10摩尔％ Al2O3 ；0. 59 摩尔 % B2O3 ；2. 45 摩尔 ％ K2O ；5. 7 摩尔 % MgO ；0. 57 摩尔 ％ CaO ；0. 18 摩尔 ％ SnO2 ；以及0. 02摩尔％ &02。可以将此种玻璃内的钠与钾、铷或铯交换，从而在表面附近产 生高压缩应力区域，在玻璃内部或中心区域产生中心张力区域。除非另外说明，在本文中， 术语“锂”、“钠”、“钾”、“铯”和“铷”表示这些碱金属各自的一价阳离子。如果使用铷和铯， 则也可以使用铷和铯交换玻璃中的钾离子以及钠离子。在一个实施方式中，玻璃中一部分 或者所有的钠和钾被锂代替。然后可以用钠、钾、铷或铯交换锂，产生高的表面压缩应力和 内部拉伸体积。为了产生表面压缩应力(而不是产生张力)，玻璃中的一种或多种离子必须 被盐溶液中具有更高原子数的离子取代，例如用钾取代玻璃中的钠，用铷取代玻璃中的钾， 用钠取代玻璃中的锂等。在一个实施方式中，可以通过在表面以下提供至少一个压缩应力极大值或“峰 值”，同时在表面保持高的压缩应力，改进抗破坏性。离子交换形成不同等级的碱金属浓度 分布曲线。该分布的结果是层状的，虽然在不同的玻璃部分之间没有任何内部界面。因此预 期在玻璃下落或者受到冲击的时候，通过离子交换产生的压缩应力的峰值能够提供益处。表1中列出了使用一次(表1和表2中的1X1)和两次离子交换(表1和表2中的 1X2)获得的应力分布。表2中列出了使用两次离子交换和三次离子交换(表2中的1X3) 获得的应力分布图。对进行过所述工艺处理的不同厚度(表1和表2的L)的玻璃样品进 行实验(大致组成66. 18摩尔% SiO2 ； 14. 00摩尔% Na2O ； 10. 29摩尔% Al2O3 ；0. 59摩尔% B2O3 ；2. 45 摩尔 ％ K2O ；5. 71 摩尔 ％ MgO ；0. 57 摩尔 ％ CaO ；0. 18 摩尔 ％ SnO2 ；以及 0. 02 摩 尔％&02)。在完成强化工艺之后，通过将各个样品打碎来评价上文定义的易碎性(实施例 14和15例外，此二个实施例样品没有进行测试)。积分压缩张力(ICT)约小于3的样品不是易碎的，而ICT值约大于3的样品是易碎的。检查表1和表2中的ICT值和易碎性结果 表明，从非易碎性向易碎性的转变并不是特别的明显，而是在ICT为大约2. SMPa · cm至最 高达3. 2MPa · cm的范围内发生的。使用上文所述的模型计算可获得层深度值(D0L，定义 为从表面到应力符号改变的位置的距离)，CS(表面处的压缩应力)以及ICT。表中所列的 DOL和CS的值与测得的值类似。但是，为了计算ICT，必须使用扩散/应力模型提供全应力 分布图的细节形状。如果能够使用仪器测量整个层深度的实际应力分布，可以在无需模型 的情况下由应力分布曲线直接计算ICT。在任意情况下，ICT作为一种用来预测非易碎性和 /或易碎性的方法。表1.采用--次离子交换和二次离子交换的玻璃获得的应力分布图。
权利要求
1.一种玻璃，所述玻璃是强化的，包括处于压缩应力下的外部区域以及中心拉伸区域， 所述外部区域从玻璃的表面延伸到一定的层深度，所述中心拉伸区域处于小于或等于约 2. 8MPa · cm至最高约3. 2MPa · cm的积分中心张力下。
2.如权利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃在受到足以打破该玻璃的尖端冲 击的时候，基本不具有易碎性。
3.如权利要求1或2所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃在受到足以打破该玻璃的尖端 冲击的时候会以下列方式破裂由初始裂纹分支成小于五条的多条裂纹，碎片从其初始位 置抛离的距离小于2英寸。
4.如以上权利要求中任一项所述的玻璃，其特征在于，所述外部区域的层深度至少为 50 μ m0
5.如以上权利要求中任一项所述的玻璃，其特征在于，所述压缩应力至少约为 200MPa。
6.如以上权利要求中任一项所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃是碱性铝硅酸盐玻璃。
7.如权利要求6所述的玻璃，其特征在于，所述碱性铝硅酸盐玻璃包含64摩 尔％≤ SiO2≤ 68摩尔％;12摩尔Na2O≤ 16摩尔摩尔Al2O3≤ 12摩 尔％ ;0摩尔％≤ B2O3≤ 3摩尔摩尔≤ 5摩尔摩尔≤ 6 摩尔％ ；和0摩尔≤ 5摩尔％，其中66摩尔Si02+B203+Ca0≤ 69摩 尔 ％ ； Na20+K20+B203+Mg0+Ca0+Sr 0 >10 摩尔摩尔 ％ ≤ MgO+CaO+SrO ≤ 8 摩 尔% ； (Na2CHB2O3) -Al2O3≤ 2摩尔摩尔Na2O-Al2O3≤ 6摩尔％ ；和4摩尔％ ≤ (Na20+K20) -Al2O3 ≤ 10 摩尔 ％。
8.如权利要求6所述的玻璃，其特征在于，所述碱性铝硅酸盐玻璃包含60-70摩尔％ SiO2,6-14 摩尔 ％ Al203、0-15 摩尔 ％ B203、0_15 摩尔 ％ Li20,0-20 摩尔 ％ Na20、0_10 摩尔 ％ K20,0-8 摩尔 ％ Mg0、0-10 摩尔 ％ Ca0、0-5 摩尔 ％ Zr02、0_l 摩尔 ％ Sn02、0_l 摩尔 ％ CeO2、小 于 50ppm As2O3 和小于 50ppm SId2O3,其中 12 摩尔 ％ ≤ Li20+Na20+K20 ≤ 20 摩尔 ％，0 摩尔 ％ ≤ MgO+CaO≤ 10摩尔％。
9.如权利要求6所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的液相粘度至少为130千泊。
10.如以上权利要求中任一项所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃是平面片和三维弯曲 片中的一种。
11.如以上权利要求中任一项所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃是电子器件中的盖板 和显示窗中的一种。
12.如以上权利要求中任一项所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的厚度范围约为 0. 5mm至丨J最高5mmο
13.如以上权利要求中任一项所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃通过在多种离子交换 浴中依次浸泡而化学强化。
14.如以上权利要求中任一项所述的玻璃，其特征在于，所述表面区域包含多种第一碱 金属离子的离子以及多种第二碱金属的离子，所述第一碱金属的离子各自具有第一离子半 径，所述第二碱金属的离子各自具有第二离子半径，所述第一碱金属不同于所述第二碱金 属，所述第二离子半径大于所述第一离子半径。
15.如权利要求14所述的玻璃，其特征在于，所述表面区域已进行过离子交换。
16.如以上权利要求中任一项所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃在表面的10微米以 内具有压缩应力。
17.一种强化玻璃的方法，所述方法包括以下步骤a.提供玻璃，所述玻璃具有表面；b.在外部区域产生压缩应力以强化所述玻璃，所述外部区域从表面延伸到一定的 层深度，所述压缩应力在玻璃的中心拉伸区域产生小于或等于约2. SMPa · cm至最高约 3. 2MPa · cm的积分中心张力。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述在表面区域内产生压缩应力的步骤 包括将玻璃的至少一部分依次浸泡在多种离子交换浴中。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述依次的离子交换浴具有互不相同的 组成。
20.如权利要求18所述的方法，该方法还包括在多种离子交换浴中对玻璃进行依次浸 泡的步骤之间，对玻璃进行退火。
21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述将玻璃的至少一部分浸泡在多种离 子交换浴中的步骤包括将所述玻璃浸泡在包含第一金属的盐的第一离子交换浴中，然后 将所述玻璃浸泡在包含第二金属的盐的第二离子交换浴中，其中所述第一金属不同于所述 弟·~ 金属ο
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一金属和第二金属是碱金属。
23.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述多种离子交换浴各自包含至少一种碱金属盐。
24.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述玻璃是碱性铝硅酸盐玻璃。
25.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述玻璃在强化后基本没有易碎性。
全文摘要
本发明提供了一种在受到冲击或接触力的时候不会表现出易碎性的强化的玻璃，还提供了对玻璃进行强化的方法。通过对玻璃进行多种依次离子交换处理而使其强化。所述多种离子交换处理在强化层的一定深度提供局部压缩应力最大值，在玻璃表面或表面附近提供第二局部最大值。
文档编号C03C21/00GK102131740SQ200980133798
公开日2011年7月20日 申请日期2009年7月9日 优先权日2008年7月11日
发明者A·J·埃利森, D·C·埃兰, S·戈麦斯 申请人:康宁股份有限公司