一種復(fù)合強(qiáng)化玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于玻璃制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合強(qiáng)化玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002] 化學(xué)強(qiáng)化玻璃由于其高透明度、高強(qiáng)度和耐磨性，目前在移動(dòng)電話、媒體播放器和 其他終端上有著廣泛的應(yīng)用?；瘜W(xué)強(qiáng)化玻璃的高強(qiáng)度是通過離子交換實(shí)現(xiàn)，原理為：玻璃中 的較小離子能夠在高溫下與鹽浴液中的較大離子進(jìn)行置換，置換后較大離子在玻璃表面緊 密堆積而產(chǎn)生較強(qiáng)的壓縮應(yīng)力，進(jìn)而表現(xiàn)出較高的強(qiáng)度。
[0003] 然而在離子交換過程中，鹽浴液隨著被交換出的較小離子的增多而導(dǎo)致較大離子 被稀釋，繼續(xù)使用相同的鹽浴液將會(huì)降低玻璃的壓縮應(yīng)力。為解決此類技術(shù)問題，目前有種 做法是通過兩種不同鹽浴液來實(shí)現(xiàn)離子交換：先將玻璃放在第一鹽浴液中進(jìn)行離子交換， 在第一鹽浴液中的較大離子被稀釋到一定程度后，將玻璃取出進(jìn)行冷卻、干燥，然后再次預(yù) 熱后再投入第二鹽浴液中進(jìn)行鹽浴，其中第二鹽浴液中的較大離子的濃度要大于被稀釋后 的第一鹽浴液中的較大離子的濃度。
[0004] 這種鹽浴處理形成的壓縮應(yīng)力層應(yīng)力分布圖如圖IA所示，其中，AOB所包含的區(qū) 域表示第一次鹽浴形成的壓縮應(yīng)力區(qū)域，AOC所包含的區(qū)域表示第二次鹽浴后新增加的壓 縮應(yīng)力區(qū)域與第一次鹽浴形成的壓縮應(yīng)力總合，可以看出，壓縮應(yīng)力層在深度方向上并沒 有太大改變，壓縮應(yīng)力仍然是連續(xù)的單層。圖IB為采用掃描電鏡與能譜分析得到被交換的 較大離子的濃度隨玻璃深度變化的曲線圖，可以看出較大離子的濃度僅在靠近玻璃表面的 位置較高，而玻璃內(nèi)部的較大離子的濃度會(huì)急劇下降。
[0005] 總之，到目前為止所有的玻璃強(qiáng)化手段，無論是物理鋼化，還是化學(xué)強(qiáng)化，無論是 一次強(qiáng)化，還是多次強(qiáng)化，無一例外都是在玻璃表面疊加單層壓縮應(yīng)力層，所有的手段都是 在如何在單層壓縮應(yīng)力層上面做大壓縮應(yīng)力值，或做大壓縮應(yīng)力層厚度，需要說明的是，單 層壓縮應(yīng)力層指的是該壓縮應(yīng)力層的應(yīng)力分布或被交換離子的濃度都是沿著玻璃表面向 內(nèi)的方向遞減的，導(dǎo)致壓縮應(yīng)力層在深度方向上并沒有太大改變。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種復(fù)合強(qiáng)化玻璃，旨在提升玻璃內(nèi)部 的復(fù)合壓縮應(yīng)力值，從而實(shí)現(xiàn)玻璃整體強(qiáng)度的增強(qiáng)。
[0007] 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種復(fù)合強(qiáng)化玻璃，所述復(fù)合強(qiáng)化玻璃包括玻璃本體， 所述玻璃本體的上下兩表面均具有一復(fù)合壓縮應(yīng)力強(qiáng)化層；所述復(fù)合壓縮應(yīng)力強(qiáng)化層包括 至少兩個(gè)獨(dú)立的子強(qiáng)化層，所述至少兩個(gè)獨(dú)立的子強(qiáng)化層沿所述玻璃本體表面向內(nèi)部延伸 的方向排列。
[0008] 進(jìn)一步地，所述的每一個(gè)子強(qiáng)化層的壓縮應(yīng)力都是通過離子交換產(chǎn)生的，被交換 至玻璃內(nèi)部的離子濃度從玻璃本體表面向內(nèi)部延伸的方向上呈逐漸變小的趨勢；所述復(fù)合 壓縮應(yīng)力層的被交換至玻璃內(nèi)部的離子濃度，從玻璃本體表面向內(nèi)部延伸的方向上具有 至少兩個(gè)峰值。
[0009] 進(jìn)一步地，所述復(fù)合壓縮應(yīng)力強(qiáng)化層的壓縮應(yīng)力值在從玻璃本體表面向內(nèi)部延伸 的方向上具有至少兩個(gè)峰值，所述每一個(gè)子強(qiáng)化層的壓縮應(yīng)力平均值在從玻璃本體表面 向內(nèi)部延伸的方向上呈逐漸變小的趨勢。
[0010] 進(jìn)一步地，每個(gè)子強(qiáng)化層通過同價(jià)位的離子交換來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)子強(qiáng)化層均通過同 價(jià)位的離子交換來實(shí)現(xiàn)，且離子交換深度不低于3 μ m，壓縮應(yīng)力值不低于50Mpa，最靠近所 述玻璃本體表面的子強(qiáng)化層的離子交換深度不超過所述復(fù)合壓縮應(yīng)力強(qiáng)化層的總離子交 換深度的80%。
[0011] 進(jìn)一步地，每一個(gè)子強(qiáng)化層的被交換的離子濃度在從玻璃本體表面向內(nèi)部延伸的 方向呈由大到小分布。
[0012] 進(jìn)一步地，所述復(fù)合強(qiáng)化玻璃整體為平面片狀或彎曲片狀。
[0013] 進(jìn)一步地，所述復(fù)合強(qiáng)化玻璃的厚度為0. 03-10mm。
[0014] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：通過在相鄰兩次鹽浴過程之間 對玻璃進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，可迫使已有的?qiáng)化層向玻璃深處移動(dòng)，從而使得玻璃內(nèi)部的復(fù)合 壓縮應(yīng)力值得到提高，從而整體提升玻璃強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0015] 圖IA是現(xiàn)有技術(shù)提供的經(jīng)過離子交換鹽浴的強(qiáng)化玻璃的壓縮應(yīng)力層的形狀示意 圖；
[0016] 圖IB是現(xiàn)有技術(shù)提供的經(jīng)過離子交換鹽浴的強(qiáng)化玻璃中，已被交換進(jìn)入玻璃內(nèi) 部離子的濃度隨玻璃深度變化的曲線圖；
[0017] 圖2A是本實(shí)用新型提供的玻璃在經(jīng)過第一次離子交換后的結(jié)構(gòu)圖；
[0018] 圖2B是本實(shí)用新型提供的玻璃在經(jīng)過第一次離子交換后的已被交換進(jìn)入玻璃內(nèi) 部離子濃度分布圖；
[0019] 圖2C是本實(shí)用新型提供的玻璃在經(jīng)過第一次離子交換后表面應(yīng)力分布圖；
[0020] 圖3A是本實(shí)用新型提供的玻璃在經(jīng)過第一次離子交換以及熱處理后的結(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖3B是本實(shí)用新型提供的玻璃在經(jīng)過第一次離子交換以及熱處理后的已被交換 進(jìn)入玻璃內(nèi)部離子濃度分布圖；
[0022] 圖3C是本實(shí)用新型提供的玻璃在經(jīng)過第一次離子交換后以及熱處理后的表面應(yīng) 力分布圖；
[0023] 圖4A是本實(shí)用新型提供的玻璃在經(jīng)過第一次離子交換、熱處理后以及第二次離 子交換后的結(jié)構(gòu)圖；
[0024] 圖4B是本實(shí)用新型提供的玻璃在經(jīng)過第一次離子交換、熱處理后以及第二次離 子交換后的已被交換進(jìn)入玻璃內(nèi)部離子濃度分布圖；
[0025] 圖4C是本實(shí)用新型提供的玻璃在經(jīng)過第一次離子交換、熱處理后以及第二次離 子交換后的表面應(yīng)力分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0027] 請先參照圖4A，本實(shí)用新型所提供的復(fù)合強(qiáng)化玻璃包括玻璃本體，該玻璃本體的 上下表面均具有復(fù)合壓縮應(yīng)力強(qiáng)化層，復(fù)合壓縮應(yīng)力強(qiáng)化層包括至少兩個(gè)獨(dú)立的子強(qiáng)化 層，該至少兩個(gè)獨(dú)立的子強(qiáng)化層沿玻璃本體的表面向其內(nèi)部延伸的方向排列，如圖4A中， 從玻璃本體的表面向其內(nèi)部延伸的方向上依次是第二子強(qiáng)化層、第一子強(qiáng)化層，其中，靠近 玻璃本體上下表面的子強(qiáng)化層是經(jīng)過第二次離子交換形成的，而內(nèi)側(cè)的子強(qiáng)化層則是經(jīng)過 第一次離子交換形成的。上述玻璃本體的具體形狀不限，可以為平面片狀或彎曲片狀或其 他更復(fù)雜的形狀，厚度在〇. 03-10_之間均可。
[0028] 上述復(fù)合強(qiáng)化玻璃的制備方法如下：
[0029] 步驟A，提供玻璃，將所述玻璃進(jìn)行預(yù)熱，然后使預(yù)熱過的玻璃在鹽浴液中進(jìn)行同 價(jià)位離子交換處理，以便在玻璃表面形成子強(qiáng)化層。
[0030] 此步驟形成了第一子強(qiáng)化層，對應(yīng)的玻璃表面結(jié)構(gòu)如圖2A所示，其中已被交換離 子的濃度分布在由玻璃本體表面向內(nèi)部的方向呈平滑遞減的趨勢，圖2B則示出了玻璃表 面的應(yīng)力