含铯的磷铝硅酸锂盐玻璃

本申请要求2021年11月30日提交的美国临时申请系列第63/284,084号的优先权权益，本文以其内容作为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景

技术领域

本说明书大体上涉及适合用作电子装置的覆盖玻璃的玻璃组合物。更具体来说，本说明书涉及可以形成用于电子装置的覆盖玻璃的可离子交换玻璃。

背景技术

便携式装置(例如，智能手机、平板、便携式媒体播放器、个人电脑和照相机)的移动特性使得这些装置特别容易遭受意外跌落到硬表面(例如，地面)上。这些装置通常结合了覆盖玻璃，所述覆盖玻璃可能在受到硬表面冲击之后变得受损。在许多这些装置中，覆盖玻璃起到显示屏覆盖的作用，并且可能结合了触摸功能性，从而当覆盖玻璃受损时，装置的使用受到负面影响。

当相关的便携式装置跌落到硬表面上时，覆盖玻璃存在两种主要失效模式。一种模式是挠性失效，这是由于当装置受到来自硬表面的撞击时的动态负荷时，玻璃弯曲所导致的。另一种模式是锋利接触失效，这是由于向玻璃表面引入了破坏所导致的。粗糙硬表面(例如，沥青、花岗石等)撞击玻璃会导致玻璃表面中的锋利压痕。这些压痕变成玻璃表面中的失效点位，由此可能建立起裂纹并发生扩展。

通过涉及在玻璃表面中诱发压缩应力的离子交换技术可以使得玻璃对于挠性失效更具有抗性。然而，经过离子交换的玻璃对于动态锋利接触仍然是易受损的，这是由于玻璃与锋利物体接触中的局部压痕所导致的高应力集中引起的。

玻璃制造商以及手持式装置制造商持续地努力改善手持式装置对于锋利接触失效的抗性。解决方案从覆盖玻璃上的涂层到当装置掉落到硬表面上的时候防止覆盖玻璃受到硬表面直接撞击的斜面。然而，由于美观和功能性要求的限制，完全防止覆盖玻璃不受到硬表面的撞击是非常困难的。

还希望便携式装置尽可能得薄。因此，除了强度之外，还希望将用作便携式装置中的覆盖玻璃的玻璃制造得尽可能薄。因此，除了增加覆盖玻璃的强度之外，还希望玻璃的机械特性允许其通过能够制造薄的基于玻璃的制品(例如，薄玻璃片)的工艺形成。

因此，存在对于这样的玻璃的需求，所述玻璃可以通过例如离子交换进行强化，并且具有允许将它们形成为薄的基于玻璃的制品的机械性质。

发明内容

根据方面(1)，提供了玻璃。玻璃包含：大于或等于45摩尔％至小于或等于60摩尔％SiO

根据方面(2)，提供了方面(1)的玻璃，包含大于或等于45摩尔％至小于或等于56摩尔％SiO

根据方面(3)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，包含大于或等于17摩尔％至小于或等于21摩尔％Al

根据方面(4)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，包含大于或等于4摩尔％至小于或等于5摩尔％Cs

根据方面(5)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，包含大于或等于14摩尔％至小于或等于21摩尔％Li

根据方面(6)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，其中，玻璃基本不含Na

根据方面(7)中，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，其中，玻璃基本不含K

根据方面(8)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，包含大于或等于0摩尔％至小于或等于0.1摩尔％SnO

根据方面(9)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，其中，玻璃基本不含TiO

根据方面(10)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，其中，摩尔比Li

根据方面(11)，提供了方面(10)的玻璃，其中，摩尔比Li

根据方面(12)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，其中，摩尔比Li

根据方面(13)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，其中，摩尔比Li

根据方面(14)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，其中，摩尔比Li

根据方面(15)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，其中，摩尔比(R

根据方面(16)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的玻璃，其中，摩尔比(R

根据方面(17)，提供了玻璃。玻璃包含：大于或等于10摩尔％Li

根据方面(18)，提供了方面(17)的玻璃，包含Cs

根据方面(19)，提供了方面(17)至前述方面中任一项的玻璃，包含P

根据方面(20)，提供了方面(17)至前述方面中任一项的玻璃，其中，玻璃具有大于或等于575℃的退火点。

根据方面(21)，提供了方面(17)至前述方面中任一项的玻璃，其中，玻璃具有大于或等于70x 10

根据方面(22)，提供了方面(17)至前述方面中任一项的玻璃，其中，玻璃具有大于或等于700μm

根据方面(23)，提供了方面(17)至前述方面中任一项的玻璃，其中，玻璃具有大于或等于65GPa的杨氏模量。

根据方面(24)，提供了方面(17)至前述方面中任一项的玻璃，其中，玻璃具有大于或等于0.5MPa·√m的断裂韧度。

根据方面(25)，提供了基于玻璃的制品。基于玻璃的制品包括：从基于玻璃的制品的表面延伸到压缩深度DOC的压缩应力区域，其中，DOC≥0.1t，t是基于玻璃的制品的厚度，以及基于玻璃的制品的中心所具有的组成和微结构等同于方面(1)至前述方面中任一项的玻璃。

根据方面(26)，提供了方面(25)的基于玻璃的制品，包括大于或等于50MPa的中心张力。

根据方面(27)，提供了方面(25)至前述方面中任一项的基于玻璃的制品，包括大于或等于100MPa的中心张力。

根据方面(28)，提供了方面(25)至前述方面中任一项的基于玻璃的制品，包括在表面处大于或等于400MPa的压缩应力。

根据方面(29)，提供了方面(25)至前述方面中任一项的基于玻璃的制品，包括在距离表面50μm深度处大于或等于200MPa的压缩应力CS

根据方面(30)，提供了方面(25)至前述方面中任一项的基于玻璃的制品，包括在距离表面100μm深度处大于或等于50MPa的压缩应力CS

根据方面(31)，提供了方面(25)至前述方面中任一项的基于玻璃的制品，其中，200μm≤t≤2mm。

根据方面(32)，提供了方面(25)至前述方面中任一项的基于玻璃的制品，其中，DOC≥100μm。

根据方面(33)，提供了方面(25)至前述方面中任一项的基于玻璃的制品，包括小于或等于20J/m

根据方面(34)，提供了消费电子产品。消费电子产品包括：包含前表面、背表面和侧表面的外壳；至少部分位于外壳内的电子组件，所述电子组件包括控制器、存储器和显示器，所述显示器位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻；以及布置在显示器上方的覆盖基材，其中，外壳和覆盖基材中的至少一个的至少一部分包括方面(25)至前述方面中任一项的基于玻璃的制品。

根据方面(35)，提供了基于玻璃的制品的生产方法。方法包括：在熔盐浴中对基于玻璃的基材进行离子交换以形成基于玻璃的制品，其中，基于玻璃的制品包括从基于玻璃的制品的表面延伸到压缩深度DOC的压缩应力区域，DOC≥0.1t，t是基于玻璃的制品的厚度，以及基于玻璃的基材包括方面(1)至方面(24)中任一项的玻璃。

根据方面(36)，提供了方面(35)的方法，其中，熔盐浴包含NaNO

根据方面(37)，提供了方面(35)至前述方面中任一项的方法，其中，熔盐浴包含100重量％NaNO

根据方面(38)，提供了方面(35)至前述方面中任一项的方法，其中，离子交换延续的时间段是大于或等于0.5小时至小于或等于24小时。

根据方面(39)，提供了方面(35)至前述方面中任一项的方法，其中，熔盐浴所处的温度是大于或等于370℃至小于或等于450℃。

根据方面(40)，提供了方面(35)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品包括大于或等于50MPa的中心张力。

根据方面(41)，提供了方面(35)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品包括大于或等于100MPa的中心张力。

根据方面(42)，提供了方面(35)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品包括在表面处大于或等于400MPa的压缩应力。

根据方面(43)，提供了方面(35)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品包括在距离表面50μm深度处大于或等于200MPa的压缩应力CS

根据方面(44)，提供了方面(35)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品包括在距离表面100μm深度处大于或等于50MPa的压缩应力CS

根据方面(45)，提供了方面(35)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品包括其中200μm≤t≤2mm。

根据方面(46)，提供了方面(35)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品包括其中DOC≥100μm。

根据方面(47)，提供了方面(35)至前述方面中任一项的方法，其中：熔盐浴包含100重量％NaNO

在以下的详细描述中给出了附加特征和优点，通过所作的描述，其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言是显而易见的，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描述的实施方式而被认识。

应理解，前述的一般性描述和下文的详细描述都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所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个实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各个实施方式，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。

附图说明

图1是三元Li

图2示意性显示根据本文所述和公开的实施方式的具有压缩应力区域的基于玻璃的制品的横截面；

图3是结合了任意本文公开的基于玻璃的制品的示例性电子装置的平面图；

图4是图3的示例性电子装置的立面图；

图5是根据实施方式的含有约15摩尔％Li

图6是根据实施方式的含有约20摩尔％Li

图7是根据实施方式通过玻璃制品的EMPA测得的Na

图8是根据实施方式，玻璃制品的计算得到的应力分布以及RNF测得的应力分布图；以及

图9是图8的应力分布的最开始200μm的细节图。

具体实施方式

现在将具体参考根据各种实施方式的含铯的磷铝硅酸锂盐玻璃。铝硅酸锂盐玻璃具有良好的可离子交换性，并且已经使用化学强化工艺在铝硅酸锂盐玻璃中实现高强度和高韧度性质。铝硅酸锂盐玻璃是具有高的玻璃质量的高度可离子交换玻璃。使得Al

因此，已经关注将具有良好的物理性质、化学耐久性和可离子交换性的铝硅酸锂盐玻璃用作覆盖玻璃。具体来说，本文提供了含锂和铯的磷铝硅酸盐玻璃。通过不同离子交换工艺，可以实现更大的中心张力(CT)、压缩深度(DOC)和高的压缩应力(CS)。然而，在铝硅酸盐玻璃中加入锂可能降低玻璃的熔化点、软化点或者液相线粘度。

在本文所述的玻璃组合物的实施方式中，除非另有说明，否则构造组分(例如SiO

如本文所用，“玻璃基材”指的是未经过离子交换的玻璃片。类似地，“玻璃制品”指的是经过离子交换且通过使得玻璃基材经受离子交换工艺形成的玻璃片。“基于玻璃的基材”和“基于玻璃的制品”由此进行定义并且包括玻璃基材和玻璃制品以及完全或者部分由玻璃制造得到的基材和制品，例如包含表面涂层的玻璃基材。虽然本文出于方便缘故可能通常称作玻璃基材和玻璃制品，但是应理解的是，对于玻璃基材和玻璃制品的描述等同适用于基于玻璃的基材和基于玻璃的制品。

本文公开了展现出高的应变点的含Cs磷铝硅酸锂盐玻璃组合物。在实施方式中，玻璃组合物表征为应变点大于或等于525℃。在实施方式中，玻璃组合物表征为液相线温度小于或等于1300℃。至少部分由于在铝硅酸盐玻璃中包含Li

在本文所述的玻璃组合物中，SiO

玻璃组合物包含Al

玻璃组合物包含Li

玻璃组合物包含Cs

本文所述的玻璃组合物包含P

本文所述的玻璃组合物还可以包含其他碱性氧化物，例如Na

玻璃组合物可以包含一种或多种澄清剂。在实施方式中，澄清剂可以包括例如SnO

本文所述的玻璃组合物可以包含TiO

还可以基于Li

为了避免较高的铝配位态，向玻璃组合物添加P

玻璃组合物的液相线温度还与摩尔比Li

本文所述的玻璃组合物可以主要由SiO

在实施方式中，玻璃组合物可以基本不含或者不含Fe

现在将讨论上文所公开的玻璃组合物的物理性质。

根据实施方式的玻璃组合物具有低的液相线温度。液相线温度降低可以降低制造难度和成本。如本文所用，术语“液相线温度”指的是如下温度：随着熔融玻璃从熔化温度开始冷却，晶体第一次出现的温度，或者随着温度从室温开始增加，最后一点晶体熔化时的温度。除非另有规定，否则根据ASTM C829-81(2015)来测量玻璃的液相线温度，题为“Standard Practice for Measurement of Liquidus Temperature of Glass by theGradient Furnace Method(通过梯度炉方法测量玻璃的液相线温度的标准实践)”。除非另有规定，否则玻璃组合物或制品的液相线温度是组合物或制品在经过任意离子交换过程或者任何其他强化过程之前测量的。具体来说，在组合物或制品暴露于离子交换溶液之前(例如，浸入到离子交换溶液中之前)，测量玻璃组合物或制品的液相线温度。在实施方式中，液相线温度小于或等于1300℃，例如：小于或等于1275℃，小于或等于1250℃，小于或等于1225℃，小于或等于1200℃，或者更低。在实施方式中，液相线温度大于或等于1100℃至小于或等于1300℃，例如：大于或等于1125℃小于或等于1275℃，大于或等于1150℃小于或等于1250℃，大于或等于1175℃小于或等于1225℃，大于或等于1200℃至小于或等于1300℃，以及上述值之间的所有范围和子范围。

根据实施方式的玻璃组合物具有高的应变点。高应变点减少了当玻璃经受长时离子交换处理或者处于温度增加的离子交换处理时产生的应力松弛。除非另有说明，否则采用ASTM C598-93(2013)的梁弯曲粘度法来确定应变点。在实施方式中，玻璃组合物具有大于或等于525℃的应变点，例如：大于或等于530℃，大于或等于535℃，大于或等于540℃，大于或等于545℃，大于或等于550℃，大于或等于555℃，大于或等于560℃，大于或等于565℃，大于或等于570℃，大于或等于575℃，大于或等于580℃，大于或等于585℃，或者更大。在实施方式中，玻璃组合物具有大于或等于525℃至小于或等于600℃的应变点，例如：大于或等于530℃至小于或等于595℃，大于或等于535℃至小于或等于590℃，大于或等于540℃至小于或等于585℃，大于或等于545℃至小于或等于580℃，大于或等于550℃至小于或等于575℃，大于或等于555℃至小于或等于570℃，大于或等于560℃至小于或等于565℃，以及上述值之间的所有范围和子范围。

根据实施方式的玻璃组合物具有高的退火点。高退火点减少了当玻璃经受长时离子交换处理或者处于温度增加的离子交换处理时产生的应力松弛。除非另有说明，否则采用ASTM C598-93(2013)的梁弯曲粘度法来确定退火点。在实施方式中，玻璃组合物具有大于或等于575℃的退火点，例如：大于或等于580℃，大于或等于585℃，大于或等于590℃，大于或等于595℃，大于或等于600℃，大于或等于605℃，大于或等于610℃，大于或等于615℃，大于或等于620℃，大于或等于625℃，大于或等于630℃，大于或等于635℃，或者更大。在实施方式中，玻璃组合物具有大于或等于575℃至小于或等于640℃的退火点，例如：大于或等于580℃至小于或等于635℃，大于或等于585℃至小于或等于630℃，大于或等于590℃至小于或等于625℃，大于或等于595℃至小于或等于620℃，大于或等于600℃至小于或等于615℃，大于或等于605℃至小于或等于610℃，以及上述值之间的所有范围和子范围。

玻璃组合物可以通过热膨胀系数(CTE)对进行表征。在0-300℃温度范围上的线性热膨胀系数(CTE)表述为10

玻璃组合物可以具有实现所需离子交换性能的互扩散系数。除非另有说明，否则以如下所示方式通过电子微探针分析仪测量确定互扩散系数。基于玻璃的基材在包含100重量％NaNO

ΔC＝C

式中，

对于测量Na

式中，ΔM是由于离子交换导致的质量增加，M

二维的平均Na

如上文等式所示，可以基于测得的Na

在实施方式中，玻璃组合物具有大于或等于700μm

玻璃组合物可以通过断裂韧度进行表征。除非另有说明，否则如本文所用，断裂韧度指的是通过臂章缺口短杆方法测得的K

玻璃组合物可以通过杨氏模量进行表征。如本文所用，杨氏模量(E)指的是通过ASTM E2001-13中，题为“Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy forDefect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts(共振超声波光谱法用于金属和非金属部件缺陷检测的标准指南)”提出的一般类型的共振超声波谱技术测得的数值。在实施方式中，玻璃组合物具有大于或等于65GPa的杨氏模量，例如：大于或等于66GPa，大于或等于67GPa，大于或等于68GPa，大于或等于67GPa，大于或等于68GPa，大于或等于69GPa，大于或等于70GPa，大于或等于71GPa，大于或等于72GPa，或者更大。在实施方式中，玻璃组合物具有大于或等于65GPa至小于或等于75GPa的杨氏模量，例如：大于或等于66GPa至小于或等于74GPa，大于或等于67GPa至小于或等于73GPa，大于或等于68GPa至小于或等于72GPa，大于或等于69GPa至小于或等于71GPa，大于或等于65GPa至小于或等于70GPa，以及上述值之间的所有范围和子范围。

还可以参照其组成和性质对本文所述的玻璃组合物进行描述。在实施方式中，玻璃组合物包含大于或等于10摩尔％Li

在一个或多个实施方式中，本文所述的玻璃组合物可以形成展现出无定形微结构以及可以基本不含晶体或微晶的基于玻璃的基材和制品。换言之，从本文所述玻璃组合物形成的基于玻璃的基材和制品可以排除玻璃陶瓷材料。

如上文所述，在实施方式中，可以通过例如离子交换对本文所述的玻璃组合物进行强化，制造得到的基于玻璃的制品对于诸如但不限于显示器覆盖之类的应用具有抗破坏性。参见图2，显示基于玻璃的制品具有处于压缩应力的第一区域(例如，图2中的第一和第二压缩层120、122)以及处于拉伸应力或中心张力(CT)的第二区域(例如，图2中的中心区域130)，所述第一区域从表面延伸到基于玻璃的制品的压缩深度(DOC)，所述第二区域从DOC延伸进入基于玻璃的制品的中心或内部区域。如本文所用，DOC指的是基于玻璃的制品内的应力从压缩变化为拉伸的深度。在DOC处，应力从正(压缩)应力转变为负(拉伸)应力，因而展现出零应力值。

根据本领域常用习惯，压缩或压缩应力表示为负应力(<0)以及张力或拉伸应力表示为正应力(>0)。但是，在本说明书全文中，CS表示为正值或者绝对值，即，本文所陈述的CS＝|CS|。压缩应力(CS)在基于玻璃的制品的表面处或表面附近具有最大值，并且CS随着距离表面的距离d根据函数发生变化。再次参见图2，第一区段120从第一表面110延伸到深度d

在实施方式中，基于玻璃的制品的CS是大于或等于400MPa至小于或等于2000MPa，例如：大于或等于500MPa至小于或等于1900MPa，大于或等于600MPa至小于或等于1800MPa，大于或等于700MPa至小于或等于1700MPa，大于或等于800MPa至小于或等于1300MPa，大于或等于900MPa至小于或等于1200MPa，大于或等于1000MPa至小于或等于1100MPa，以及上述值之间的所有范围和子范围。

在实施方式中，将Na

两个主表面(图2中的110、112)的压缩应力都受到储存在基于玻璃的制品的中心区域(130)中的张力所平衡。可以采用本领域已知的散射光偏光镜(SCALP)技术来测量表面压缩应力(CS)、最大中心张力(CT)和DOC值。也可以使用SCALP方法来确定基于玻璃的制品的应力分布。

可以基于测量得到的碱性离子浓度分布(例如EMPA测量)来计算应力分布。这种方案的优点在于不依赖于SCALP应力分布测量技术中固有的拟合程序以及相关的潜在准确性问题。通过SCALP产生的中心张力测量是可靠的并且被用作应力计算的起点。通过如下方程式使得CT与Na

式中，σ(0)是通过SCALP测得的CT(在z＝0的玻璃制品的中心处的应力)，C(0)是在z＝0的玻璃制品的中心处的Na

然后可以通过如下等式计算应力分布：

采用上式计算得到的应力分布通常与以RNF方法测得的应力分布相匹配，并且在从距离表面50μm的深度或者5％或更大厚度处具有接近完美的符合。

最大CT的测量值是对于经强化的制品中储存的应力总量的指示。出于这个原因，实现更高CT数值的能力与实现更高强化程度和性能增加的能力相关联。在实施方式中，基于玻璃的制品可以具有大于或等于50MPa的最大CT，例如大于或等于100MPa或更大。在实施方式中，基于玻璃的制品可以具有大于或等于50MPa至小于或等于300MPa的最大CT：大于或等于60MPa至小于或等于290MPa，大于或等于70MPa至小于或等于280MPa，大于或等于80MPa至小于或等于270MPa，大于或等于90MPa至小于或等于260MPa，大于或等于100MPa至小于或等于250MPa，大于或等于110MPa至小于或等于240MPa，大于或等于120MPa至小于或等于230MPa，大于或等于130MPa至小于或等于220MPa，大于或等于140MPa至小于或等于210MPa，大于或等于150MPa至小于或等于200MPa，大于或等于160MPa至小于或等于190MPa，大于或等于170MPa至小于或等于180MPa，以及上述值之间的所有范围和子范围。

采用本文所述的玻璃组合物生产的基于玻璃的制品的易碎性限值至少部分取决于断裂韧度。易碎性限值与断裂韧度之间的关系如2020年3月12日公开的题为“Glass-based Articles with Improved Fracture Resistance(具有改进的抗碎裂性的基于玻璃的制品)”的美国专利申请公开第2020/0079689A1号所述，其全文通过引用结合入本文。断裂韧度与跌落性能之间的关系如2019年12月5日公开的题为“Glass with Improved DropPerformance(具有改进的跌落性能的玻璃)”的美国专利申请公开第2019/0369672A1号所述，其全文通过引用结合入本文。

如上文所述，采用本领域已知的散射光偏光镜(SCALP)技术来测量DOC。在一些实施方式中，作为基于玻璃的制品的厚度(t)部分来提供DOC。在实施方式中，基于玻璃的制品可以具有大于或等于0.1t的压缩深度(DOC)，例如：大于或等于0.15t，大于或等于0.16t，大于或等于0.17t，大于或等于0.18t，大于或等于0.19t，大于或等于0.2t，或者更大。在实施方式中，基于玻璃的制品可以具有大于或等于0.1t至小于或等于0.25t的压缩深度(DOC)，例如：大于或等于0.10t至小于或等于0.24t，大于或等于0.11t至小于或等于0.23t，大于或等于0.12t至小于或等于0.22t，大于或等于0.13t至小于或等于0.21t，大于或等于0.14t至小于或等于0.20t，大于或等于0.15t至小于或等于0.2t，大于或等于0.16t至小于或等于0.19t，大于或等于0.17t至小于或等于0.18t，以及上述值之间的所有范围和子范围。基于玻璃的制品可以具有大于或等于100μm的DOC，例如：大于或等于105μm，大于或等于110μm，大于或等于115μm，大于或等于120μm，大于或等于125μm，或者更大。高的DOC数值提供改进的抗断裂性，特别是对于可能引入深瑕疵的情况而言。例如，深的DOC提供了当掉落到粗糙表面上的时候的抗断裂性改进。

基于玻璃的制品还可以通过表面下方指定深度处的应力进行表征。在实施方式中，基于玻璃的制品可以具有表面下方50μm深度处大于或等于200MPa的压缩应力(CS

基于玻璃的制品还可以通过储存应变能进行表征。储存应变能的量影响了当锋利接触事件时的小颗粒弹射延伸穿过DOC的潜力。储存应变能的差异(Σ

Σ

式中，Σ

在表面110与表面112之间测量基于玻璃的制品100的厚度(t)。在实施方式中，基于玻璃的制品100的厚度范围可以是大于或等于200μm至小于或等于2mm，例如：大于或等于300μm至小于或等于1.5mm，大于或等于400μm至小于或等于1mm，大于或等于500μm至小于或等于900μm，大于或等于600μm至小于或等于800μm，大于或等于200μm至小于或等于700μm，以及上述值之间的所有范围和子范围。用于形成基于玻璃的制品的玻璃基材所具有的厚度可以与基于玻璃的制品所需的厚度相同。

可以通过将玻璃暴露于离子交换介质，从而在玻璃中形成压缩应力层。在实施方式中，离子交换介质可以是熔盐浴，例如含熔融硝酸盐的浴。在实施方式中，离子交换介质可以是熔盐浴，包含KNO

在实施方式中，离子交换介质包含NaNO

在实施方式中，离子交换介质包含KNO

离子交换介质可以包含钠和钾的混合物。在实施方式中，离子交换介质是钾和钠的混合物，例如同时包含NaNO

可以通过如下方式将玻璃组合物暴露于离子交换介质：将由玻璃组合物制造的玻璃基材浸入离子交换介质的浴中，将离子交换介质喷洒到由玻璃组合物制造的玻璃基材上，或者任意其他方式将离子交换介质物理施加到由玻璃组合物制造的玻璃基材，从而形成经过离子交换的基于玻璃的制品。根据实施方式，在暴露于玻璃组合物之后，离子交换介质的温度可以是大于或等于370℃至小于或等于450℃，例如：大于或等于380℃至小于或等于440℃，大于或等于390℃至小于或等于430℃，大于或等于400℃至小于或等于420℃，大于或等于370℃至小于或等于410℃，以及上述值之间的所有范围和子范围。在实施方式中，玻璃组合物暴露于离子交换介质可以持续大于或等于0.5小时至小于或等于48小时的持续时间，例如：大于或等于1小时至小于或等于24小时，大于或等于2小时至小于或等于12小时，大于或等于1小时至小于或等于18小时，大于或等于2小时至小于或等于16小时，大于或等于7小时至小于或等于12小时，以及上述值之间的所有范围和子范围。在优选实施方式中，玻璃组合物可以暴露于离子交换介质持续大于或等于0.5小时至小于或等于24小时的持续时间。

离子交换过程可以包括第二离子交换处理。在实施方式中，第二离子交换处理可以包括在第二熔盐浴中对基于玻璃的制品进行离子交换。第二离子交换处理可以采用本文所述的任意离子交换介质。在实施方式中，第二离子交换处理采用包含KNO

本文所述的玻璃组合物能够通过离子交换实现抛物线型应力分布。此类应力分布对于提供抵抗大瑕疵(例如通过高冲击锋利接触事件所产生的那些)的抗断裂性是有利的。在实施方式中，可以对离子交换工艺进行选择从而在基于玻璃的制品中形成抛物线应力分布，例如美国专利申请公开第2016/0102014号所述的那些应力分布，其全文通过引用结合入本文。还可以在提供了所揭示的改善的压缩应力分布的加工条件下，在离子交换介质中进行离子交换过程，例如美国专利申请公开第2016/0102011号所公开的，其全文通过引用结合入本文。

在进行了离子交换过程之后，应理解的是，经过离子交换的基于玻璃的制品的表面处的组成可能不同于刚形成的玻璃基材(即，玻璃基材在其经过离子交换过程之前)的组成。这来源于刚形成的玻璃基材中的一种类型的碱金属离子(例如，Li

本文所揭示的基于玻璃的制品可以被整合到另一制品中，例如具有显示器的制品(或显示器制品)(例如，消费者电子件，包括移动电话、平板、电脑和导航系统等)，建筑制品，运输制品(例如，车辆、火车、飞行器、航海器等)，电器制品，或者任意需要部分透明性、耐划痕性、耐磨性或其组合的制品。结合了如本文所揭示的任意基于玻璃的制品的示例性制品如图3和4所示。具体来说，图3和4显示消费者电子装置200，其包括：具有前表面204、背表面206和侧表面208的外壳202；(未示出的)电子组件，其至少部分位于或者完全位于外壳内并且至少包括控制器、存储器和位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻的显示器210；以及位于外壳的前表面或者在外壳的前表面上方的覆盖212，从而使其位于显示器上方。在实施方式中，覆盖212和外壳202中的至少一个的至少一部分可以包括本文所述的任何基于玻璃的制品。

实施例

通过以下的实施例对实施方式做进一步澄清。应理解的是，这些实施例不是对上文所述实施方式的限制。

制备玻璃组合物并进行分析。分析的玻璃组合物具有下表I所列出的组分并且通过常规玻璃成形方法制备。在表I中，所有组分的单位是摩尔％，以及采用本文所述的臂章缺口(CNSB)方法测量K

表I

表I(续)

表I(续)

如图5所示是含有约15摩尔％Li

从表I的组成形成基材，并且后续进行离子交换以形成实施例制品。离子交换包括将基材浸入到熔盐浴中。盐浴包含100重量％NaNO

表II

表II(续)

对表II的实施例7和8的玻璃制品进行EMPA测量以确定Na

表III

还通过从表II中的增重测量来估算C

表IV

表IV(续)

采用从EMPA获得的C

表V

采用从增重测量获得的C

表VI

表VI(续)

除非另有说明，否则本说明书中提供的所有组成组分、关系和比例都是摩尔％。无论是否在公开了范围之前或之后进行明确陈述，本说明书中公开的所有范围都包括被广泛公开的范围所包含的任意和全部范围与子范围。

对本领域的技术人员显而易见的是，可以不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因而本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式，只要这些修改和变化形式落在所附权利要求及其等同内容的范围之内。