[发明专利]具有快速扩散性的可进行离子交换的玻璃

说明书

本文涉及能够承受快速离子交换的玻璃。所述玻璃包含SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅、Na₂O、K₂O，且在一些实施方式中，包含MgO和ZnO中的至少一种。可例如在约370℃至约390℃范围内的温度下在熔融KNO₃盐浴中对所述玻璃进行短于1小时的离子交换，以实现大于约45微米、或在约0.05t至约0.22t范围内的表面压缩层深度，其中，t为所述玻璃的厚度。所述玻璃可熔合形成，且在一些实施方式中，所述玻璃与锆石兼容。

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119要求于2015年12月17日提交的序列号为62/268659的美国临时申请的优先权，本申请以其内容为基础，并通过引用将其全文纳入本文。

背景

本公开涉及可进行离子交换的碱金属铝硅酸盐玻璃。更具体而言，本公开涉及能够承受快速离子交换的碱金属铝硅酸盐玻璃。

已发现利用化学强化而实现的表面压缩应力层的深度会影响经过化学强化的玻璃在坠落测试(即，使玻璃从规定高度坠落)中的耐损伤性。迄今为止，对玻璃所进行的化学强化的程度使得所得到的中心张力不会超过一个极限，若超过该极限，则会发生延迟性失效(delayed failure)。

然而，还发现对于一些玻璃组合物，机械性质随着中心张力的增大而增强。高度易碎的玻璃会自发破裂而不会发生延迟性失效。

概述

本文提供了展现出高扩散性并且能够承受快速离子交换的玻璃。这些玻璃包含SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅、Na₂O、K₂O，且在一些实施方式中，包含MgO和ZnO中的至少一种。可例如在约370℃至约390℃范围内的温度下在熔融KNO₃盐浴中对所述玻璃进行短于1小时的离子交换，以实现大于约45微米、或在约0.05t至约0.22t范围内的表面压缩层深度，其中，t为所述玻璃的厚度。所述玻璃可熔合形成(即，液相线温度低于160kP温度)，且在一些实施方式中，所述玻璃与锆石兼容(即，锆石分解温度高于所述玻璃的35kP温度)。

因此，本公开的一个方面是提供一种玻璃，其包含：SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅、Na₂O、K₂O，且任选地包含MgO和ZnO中的至少一种，其中，(R₂O(摩尔％)+R'O(摩尔％))-(Al₂O₃(摩尔％)+P₂O₅(摩尔％))＜0，R₂O＝Li₂O+Na₂O+K₂O+Rb₂O+Cs₂O，且R'O＝ZnO+MgO+CaO+SrO+BaO。

本公开的另一个方面是提供一种经过离子交换的玻璃，其包含：SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅、Na₂O、K₂O，且任选地包含MgO和ZnO中的至少一种，其中，(R₂O(摩尔％)+R'O(摩尔％))-(Al₂O₃(摩尔％)+P₂O₅(摩尔％))＜0，R₂O＝Li₂O+Na₂O+K₂O+Rb₂O+Cs₂O，且R'O＝ZnO+MgO+CaO+SrO+BaO。