[发明专利]低模量可离子交换玻璃

说明书

经离子交换的碱性铝硅酸盐玻璃制品具有14或更高的峰值压缩应力值与杨氏模量值之比。玻璃制品可以包括Al₂O₃摩尔％+RO摩尔％≥18摩尔％，式中，RO摩尔％＝MgO摩尔％+CaO摩尔％，并且玻璃制品可以基本不含ZnO、SrO、BaO、B₂O₃、P₂O₅、Li₂O和K₂O。玻璃制品可以具有850MPa至1400MPa的峰值压缩应力值。玻璃制品适用于各种高强度应用，包括在使用过程中经受明显弯曲应力的覆盖玻璃应用，例如用于柔性显示器的覆盖玻璃。

本申请要求2019年12月13日提交的美国临时申请62/947817以及2020年2月12日提交的NL 2024883的优先权。

技术领域

本公开内容涉及可离子交换玻璃组合物。具体来说，本文所述实施方式涉及用于各种行业(例如，消费者电子件、运输、建筑、国防、医药和包装)的可离子交换玻璃组合物。甚至更具体来说，本公开内容涉及用于覆盖玻璃应用(例如，用于柔性显示器的覆盖玻璃)的玻璃组合物。

背景技术

许多消费者产品(例如，智能手机、平板、便携式播放器、个人电脑和照相机)整合了覆盖玻璃，所述覆盖玻璃可以起到显示器覆盖物作用并且可能整合了触摸功能。通常来说，由于用户使得这些装置掉落到硬表面上，这会导致覆盖玻璃的破坏，并且可能对装置的使用造成负面影响，例如触摸功能可能受损。

薄的挠性可离子交换玻璃对于用于消费者电子应用的可折叠或者柔性显示器可能是有利的。通过涉及在玻璃表面上诱发压缩应力的离子交换工艺可以使得玻璃对于挠性失效更具有抗性。采用离子交换工艺引入的压缩应力起到了俘获会导致玻璃失效的瑕疵等作用。

因此，存在对于可离子交换玻璃组合物的持续需求，所述可离子交换玻璃组合物具有对于用于各种应用(包括覆盖玻璃应用)而言所需的机械性质。

发明内容

本公开内容涉及具有用于各种应用(例如，用于电子装置的覆盖玻璃应用)的合适强度和挠性的可离子交换玻璃组合物。本文公开的玻璃组合物具有大于或等于18摩尔％的(Al₂O₃摩尔％+RO摩尔％)数值。玻璃组合物设计成使得峰值压缩应力值与杨氏模量值之比最大化。高比值(例如，14或更大的比值)使得玻璃组合物在弯曲事件过程中能够抵抗住失效。此外，通过离子交换工艺赋予玻璃组合物的强度为玻璃组合物提供了抵抗使用过程中的碎裂所需的机械性质。

本申请的第1个方面(1)涉及经离子交换的碱性铝硅酸盐玻璃制品，该玻璃制品包含：SiO₂，13.5摩尔％或更多的Al₂O₃，1摩尔％至5摩尔％MgO，CaO，Na₂O，其中：Al₂O₃摩尔％+RO摩尔％≥18摩尔％，RO摩尔％＝MgO摩尔％+CaO摩尔％，以及玻璃制品基本不含ZnO、SrO、BaO、B₂O₃、P₂O₅、Li₂O和K₂O。玻璃制品还具有在离子交换之前以GPa为单位测量的杨氏模量值和从玻璃制品的表面延伸到压缩深度的压缩应力层，所述压缩应力层具有以MPa为单位测量的峰值压缩应力值，其中，峰值压缩应力值与杨氏模量值之比是14或更大。

在第2个方面(2)中，提供了根据第1个方面(1)的玻璃制品，并且Al₂O₃摩尔％+RO摩尔％≥20摩尔％。

在第3个方面(3)中，提供了根据第1个方面(1)或第2个方面(2)的玻璃制品，并且(Na₂O摩尔％+RO摩尔％-Al₂O₃摩尔％)≥0摩尔％。