本发明涉及化学强化玻璃和化学强化玻璃的制造方法。
背景技术:
1、移动终端的盖板玻璃等一直使用化学强化玻璃。化学强化玻璃如下得到:使玻璃与硝酸钠等的熔融盐组合物接触,在玻璃中含有的碱金属离子与熔融盐组合物中含有的离子半径更大的碱金属离子之间产生离子交换,在玻璃的表面部分形成压缩应力层。化学强化玻璃的强度依赖于以距玻璃表面的深度为变量的压缩应力值(以下,也简写为cs)所表示的应力分布。
2、移动终端等的盖板玻璃有时因跌落时等的变形而破裂。为了防止这样的断裂即由弯曲所致的断裂,有效的是增大玻璃表面的压缩应力。因此,最近,大多形成700mpa以上的高表面压缩应力。
3、另一方面,移动终端等的盖板玻璃有时在末端跌落到沥青、砂砾上时因与突起物碰撞而破裂。为了防止这样的断裂即由冲击所致的断裂,有效的是增大压缩应力层深度,形成压缩应力层直至玻璃的更深的部分而提高强度。
4、例如,专利文献1中记载了距玻璃表面的深度90μm处的应力值cs90为有助于提高耐受跌落时由冲击所致的破裂的性能的值。
5、另一方面,如果在玻璃物品的表面部分形成压缩应力层,则必然在玻璃物品中心部产生与压缩应力的总量对应的拉伸应力(以下,也简写为ct)。如果该ct值过大,则玻璃物品在断裂时剧烈破裂而使碎片飞散。如果ct值超过其阈值(以下,也简写为ct极限),则玻璃自发破坏损伤时的破碎数会急剧增加。ct极限是相对于玻璃组成所固有的值。
6、因此,化学强化玻璃按照增大表面压缩应力、形成压缩应力层直至更深部分但另一方面不超过ct极限的方式设计表层的压缩应力的总量。
7、作为对智能手机中使用的玻璃系材料的强度进行评价的指标之一,有“定向跌落强度试验”。“定向跌落强度试验”是使将智能手机壳体或模拟智能手机的模拟板与玻璃系材料贴合而成的样品跌落并将产生破裂的跌落高度作为强度指标的试验。定向跌落强度是能够反映用作产品时的玻璃系材料的强度的指标。
8、现有技术文献
9、专利文献
10、专利文献1:国际公开第2022/181812号
技术实现思路
1、专利文献1中,通过在着眼于ct极限的规定方法中进行化学强化处理而实现了定向跌落强度的提高。然而,在应力分布图中从进一步增大cs90的观点上,有时并不充分。
2、因此,本发明的目的在于提供使cs90相对于压缩应力的总量变得更大、由此定向跌落强度优异的化学强化玻璃。另外,本发明的目的在于提供使cs90相对于压缩应力的总量变得更大、由此能够提高定向跌落强度的化学强化玻璃的制造方法。
3、本发明人等进行了深入研究,结果发现:通过在利用2个阶段以上的离子交换处理来制造化学强化玻璃时在第1离子交换处理后第2离子交换处理前进行适当的热处理,能够使得到的化学强化玻璃的cs90相对于压缩应力的总量变得更大,从而完成了本发明。
4、即,本发明关于以下的1~13。
5、1.一种化学强化玻璃,具有厚度t[mm],
6、压缩应力层深度doc[μm]为160t[μm]以上,
7、距表面的深度90μm处的压缩应力值cs90[mpa]除以拉伸应力的积分值ict[mpa·μm]而得的值cs90/ict[μm-1]为0.0012μm-1以上。
8、2.根据上述1所述的化学强化玻璃,其中,上述cs90为5+50t[mpa]以上。
9、3.根据上述1或2所述的化学强化玻璃,其中,上述doc除以距表面的深度50μm处的压缩应力值cs50[mpa]而得的值doc/cs50为0.8μm/mpa以上。
10、4.根据上述1或2所述的化学强化玻璃,其中,上述cs90除以距表面的深度50μm处的压缩应力值cs50[mpa]而得的值cs90/cs50为0.3以上。
11、5.根据上述1或2所述的化学强化玻璃,其中,利用散射光光弹性应力计测定的距玻璃表面的深度x[μm]处的应力值csx[mpa]的分布图中,csx≥0的范围中的应力csx的一阶微分的值csx’小于2。
12、6.根据上述1或2所述的化学强化玻璃,其中,利用散射光光弹性应力计测定的距玻璃表面的深度x[μm]处的应力值csx[mpa]的分布图中,csx≥0的范围中的应力csx的二阶微分的值csx”为-0.02~0.06。
13、7.根据上述1或2所述的化学强化玻璃,其中,利用玻璃表面应力计测定的表面压缩应力值cs0为750mpa以上。
14、8.根据上述1或2所述的化学强化玻璃,其中,通过下述条件的砂纸定向跌落强度试验而测定的定向跌落强度为40.5cm以上。
15、条件:使搭载有上述化学强化玻璃的电子设备、或者将上述化学强化玻璃与保持上述化学强化玻璃的壳体一体化的电子设备模拟结构物从30cm的高度跌落到#80砂纸上。如果上述化学强化玻璃没有破裂,则将跌落高度升高5cm,再次使其跌落。只要跌落后上述化学强化玻璃没有破裂,就重复进行使其从将跌落高度升高5cm的高度跌落的工序。将上述化学强化玻璃首次破裂的高度作为破裂高度。使用10个样品实施跌落试验,将10个样品的平均破裂高度作为定向跌落强度。
16、9.一种化学强化玻璃,具有厚度t[mm],
17、根据利用电子束显微分析仪测定的化学强化玻璃的板厚方向的na离子浓度分布图而求出的na离子扩散深度为290t[μm]以上,
18、化学强化玻璃的母组成中的na2o浓度与距表面的深度90μm处的na2o浓度的差δna90[mol%]相对于化学强化玻璃的母组成中的na2o浓度与距表面的深度50μm处的na2o浓度的差δna50[mol%]之比δna90/δna50为0.55以上。
19、10.根据上述9所述的化学强化玻璃,其中,上述δna90[mol%]相对于化学强化玻璃的母组成中的na2o浓度[mol%]之比为1.26以上。
20、11.一种化学强化玻璃的制造方法,包括:使化学强化用玻璃与第1熔融盐组合物接触的第1离子交换处理,以及在上述第1离子交换处理后使上述化学强化用玻璃与第2熔融盐组合物接触的第2离子交换处理,
21、包括在上述第1离子交换处理后且上述第2离子交换处理前进行热处理,
22、利用第1离子交换处理温度tct[℃]和第1离子交换时间tct[分钟]并由下述式定义的强化指标(h值)为10600以下的范围,并且,
23、上述热处理中,由下述式定义的热处理效果指标值(i值)为220以上。
24、
25、
26、其中,上述式中,
27、tct为第1离子交换处理的处理时间[分钟],
28、tct为上述离子交换处理的温度[℃],
29、σ[me2o]为上述化学强化用玻璃中的碱金属离子氧化物浓度的总和[mol%],
30、td为作为上述热处理的在上述第1离子交换处理温度tct[℃]的80%以上的温度静置化学强化用玻璃的时间[分钟],
31、td为上述热处理的温度[℃]。
32、12.根据上述11所述的化学强化玻璃的制造方法,其中,上述热处理的温度td[℃]为360℃以上,或者上述热处理的时间td[分钟]为10分钟以上。
33、13.根据上述11或12所述的化学强化玻璃的制造方法,其中,对于上述化学强化用玻璃,将由下式(1)求出的cta值设为x[mpa]时,
34、通过上述第1离子交换处理而使上述化学强化用玻璃的由下式(2)求出的ctave值超过x[mpa],
35、通过上述第2离子交换处理而使上述化学强化用玻璃的上述ctave值小于x[mpa]。
36、
37、t:板厚[mm]
38、k1c:断裂韧性值[mpa·m1/2]
39、ctave=ict/lct…式(2)
40、ict:拉伸应力的积分值[mpa·μm]
41、lct:拉伸应力区域的板厚方向长度[μm]
42、根据本发明,能够提供使cs90相对于压缩应力的总量变得更大而由此定向跌落强度优异的化学强化玻璃。另外,根据本发明,通过在第1离子交换处理后第2离子交换处理前进行适当的热处理,能够提供可使cs90相对于压缩应力的总量变得更大而由此可提高定向跌落强度的化学强化玻璃的制造方法。
1.一种化学强化玻璃,具有厚度t,
2.根据权利要求1所述的化学强化玻璃,其中,所述cs90为5+50t以上,所述cs90的单位为mpa。
3.根据权利要求1或2所述的化学强化玻璃,其中,所述doc除以距表面的深度50μm处的压缩应力值cs50而得的值doc/cs50为0.8μm/mpa以上,所述cs50的单位为mpa。
4.根据权利要求1或2所述的化学强化玻璃,其中,所述cs90除以距表面的深度50μm处的压缩应力值cs50而得的值cs90/cs50为0.30以上,所述cs50的单位为mpa。
5.根据权利要求1或2所述的化学强化玻璃,其中,利用散射光光弹性应力计测定的距玻璃表面的深度x处的应力值csx的分布图中,csx≥0的范围中的应力csx的一阶微分的值csx’小于2,所述x的单位为μm,所述csx的单位为mpa。
6.根据权利要求1或2所述的化学强化玻璃,其中,利用散射光光弹性应力计测定的距玻璃表面的深度x处的应力值csx的分布图中,csx≥0的范围中的应力csx的二阶微分的值csx”为-0.02~0.06,所述深度x的单位为μm,所述csx的单位为mpa。
7.根据权利要求1或2所述的化学强化玻璃,其中,利用玻璃表面应力计测定的表面压缩应力值cs0为750mpa以上。
8.根据权利要求1或2所述的化学强化玻璃,其中,通过下述条件的砂纸定向跌落强度试验而测定的定向跌落强度为40.5cm以上,
9.一种化学强化玻璃,具有厚度t,
10.根据权利要求9所述的化学强化玻璃,其中,所述δna90相对于化学强化玻璃的母组成中的na2o浓度之比为1.26以上,所述δna90和所述na2o浓度的单位为mol%。
11.一种化学强化玻璃的制造方法,包括:使化学强化用玻璃与第1熔融盐组合物接触的第1离子交换处理、以及在所述第1离子交换处理后使所述化学强化用玻璃与第2熔融盐组合物接触的第2离子交换处理,
12.根据权利要求11所述的化学强化玻璃的制造方法,其中,所述热处理的温度td为360℃以上,或者所述热处理的时间td为10分钟以上,所述td的单位为℃,所述td的单位为分钟。
13.根据权利要求11或12所述的化学强化玻璃的制造方法,其中,对于所述化学强化用玻璃,将由下式(1)求出的cta值设为x时,
