化学强化玻璃系制品的方法与流程

本公开大体上涉及化学强化玻璃系制品的方法，并且更特定地，涉及使用碱金属乙酸盐化学强化玻璃系制品的方法。

背景技术：

1、玻璃系基板例如常用于显示装置，例如，液晶显示器（lcd）、电泳显示器（epd）、有机发光二极管显示器（oled）、等离子体显示面板（pdp）或类似者。

2、已知使用玻璃系材料作为包含显示器的消费型电子装置的一部分。并且，已知通过与硝酸盐进行离子交换来化学强化玻璃系材料。然而，需要开发形成化学强化玻璃系制品的新方法。

技术实现思路

1、本文阐述了化学强化玻璃系制品的方法。可以使用碱金属乙酸盐和碱金属碳酸盐的混合物来化学强化玻璃系制品。提供作为碱金属乙酸盐和碱金属碳酸盐的混合物的熔盐溶液可以简化与混合物相关联的处置和/或弃置成本，因为与碱金属硝酸盐相比，所述混合物是非爆炸性的和/或更加环保。并且，碱金属乙酸盐和碱金属碳酸盐可以比碱金属硝酸盐更便宜。另外，与仅由碱金属硝酸盐构成的比较性熔盐溶液相比，碱金属乙酸盐和碱金属碳酸盐的混合物的熔盐溶液可以减少温室气体排放，因为所述混合物的熔盐溶液可以与比较性熔盐溶液相比在更低的温度下形成，并且所述混合物的熔盐溶液在用于化学强化玻璃系制品期间不会产生与比较性熔盐溶液相同程度的氮氧化物（nox）或其它温室气体。另外，如本文的实例所展示，与仅由碱金属硝酸盐形成的熔盐溶液相比，所述混合物的熔盐溶液可以限制在连续玻璃系制品的连续化学强化处理中形成的压缩应力的减小，例如，这是通过混合物中的碳酸盐与从玻璃系制品交换到熔盐溶液中的锂离子发生反应。

2、在不拘泥于理论的前提下，我们认为添加碱金属碳酸盐会使热力学平衡偏向乙酸钾，从而减少碱金属乙酸盐的热分解（与仅有乙酸钾相比）。另外，在不拘泥于理论的前提下，我们认为添加大于5重量%（例如，从5重量%到20重量%、从8重量%到15重量%）的碳酸盐可能超过由纯碱金属乙酸盐熔盐溶液形成的碳酸盐的量。这样，根据本公开通过加热碱金属乙酸盐和碱金属碳酸盐的混合物得到的组合物可能不是由纯碱金属乙酸盐熔盐溶液的热分解形成的。此外，以碱金属乙酸盐和碱金属碳酸盐的混合物起始可以减少形成的残余物的量，因为与纯碱金属乙酸盐熔盐溶液相比，混合物被认为更接近平衡。

3、为熔盐溶液提供小于或等于475℃、小于或等于400℃和/或小于或等于345℃的熔盐溶液温度可以减少碱金属乙酸盐的热分解的量，这可以增加熔盐溶液的使用寿命。提供小于或等于350℃的第一温度可以避免在图11-13中所见的大部分热降解，这可以进一步增加熔盐溶液在对应温度下的稳定性和/或熔盐溶液的使用寿命。如此处的实例展示，作为原材料和/或在熔盐溶液中提供碱金属乙酸盐和碱金属碳酸盐的混合物增加了对应熔盐溶液的热稳定性。

4、下文描述本公开的一些实例方面，应理解，各种方面的任何特征都可以单独使用或彼此组合使用。

5、方面1. 一种化学强化玻璃系制品的方法，包括：

6、使所述玻璃系制品与包括碱金属乙酸盐和碱金属碳酸盐的熔盐溶液接触，所述熔盐溶液在从大于或等于295℃到小于或等于475℃的第一温度下维持第一时间段，以形成化学强化玻璃系制品，所述化学强化玻璃系制品包括具有从大于或等于400兆帕到小于或等于1500兆帕的最大压缩应力的压缩应力区，

7、其中，在所述接触之前，所述玻璃系制品包括锂，且浸没是通过所述玻璃系制品中的所述锂与所述熔盐溶液中的钾的离子交换来化学强化所述玻璃系制品。

8、方面2. 根据方面1所述的方法，还包括在所述接触之前，将所述碱金属乙酸盐和所述碱金属碳酸盐的混合物加热到所述第一温度，其中所述加热熔化所述混合物以形成所述熔盐溶液。

9、方面3. 一种化学强化玻璃系制品的方法，包括：

10、将碱金属乙酸盐和碱金属碳酸盐的混合物加热到第一温度，其中所述加热熔化所述混合物以形成熔盐溶液；以及

11、使所述玻璃系制品与包括所述碱金属乙酸盐和所述碱金属碳酸盐的所述熔盐溶液接触，所述熔盐溶液在从大于或等于295℃到小于或等于475℃的所述第一温度下维持第一时间段，以形成化学强化玻璃系制品，所述化学强化玻璃系制品包括具有从大于或等于400兆帕到小于或等于1500兆帕的最大压缩应力的压缩应力区。

12、方面4. 根据方面2至3中任一项所述的方法，其中所述碱金属乙酸盐和所述碱金属碳酸盐的所述混合物基于所述混合物的100重量%包括：

13、从大于或等于80重量%到小于或等于95重量%的所述碱金属乙酸盐；以及

14、从大于或等于5重量%到小于或等于20重量%的所述碱金属碳酸盐。

15、方面5. 根据方面1至4中任一项所述的方法，其中所述熔盐溶液在所述第一温度下维持10天而不进行所述接触的情况下展现小于或等于5.5重量%的重量损失。

16、方面6. 一种化学强化玻璃系制品的方法，包括：

17、使所述玻璃系制品与包括碱金属乙酸盐和碱金属碳酸盐的熔盐溶液接触，所述熔盐溶液在从大于或等于295℃到小于或等于345℃的第一温度下维持第一时间段，以形成化学强化玻璃系制品，所述化学强化玻璃系制品包括具有从大于或等于400兆帕到小于或等于1500兆帕的最大压缩应力的压缩应力区，

18、其中所述熔盐溶液在所述第一温度下维持10天而不进行所述接触的情况下展现小于或等于5.5重量%的重量损失。

19、方面7. 根据方面1至6中任一项所述的方法，其中所述熔盐溶液基于所述熔盐溶液的100重量%包括：

20、从大于或等于80重量%到小于或等于95重量%的所述碱金属乙酸盐；以及

21、从大于或等于5重量%到小于或等于20重量%的所述碱金属碳酸盐。

22、方面8. 根据方面1至7中任一项所述的方法，其中所述熔盐溶液中的所述碱金属乙酸盐和所述碱金属碳酸盐的总量等于所述熔盐溶液的100重量%。

23、方面9. 根据方面1至8中任一项所述的方法，其中所述碱金属乙酸盐是乙酸钾，所述碱金属碳酸盐是碳酸钾。

24、方面10. 根据方面1至9中任一项所述的方法，其中所述碱金属乙酸盐是乙酸钠，所述碱金属碳酸盐是碳酸钠。

25、方面11. 根据方面1至9中任一项所述的方法，其中所述碱金属乙酸盐是乙酸钠和乙酸钾的组合，所述碱金属碳酸盐是碳酸钠和碳酸钾的组合。

26、方面12. 根据方面11所述的方法，其中所述熔盐溶液中钾与钠的重量%比率是从66:33到99:1。

27、方面13. 根据方面1至12中任一项所述的方法，其中所述熔盐溶液的样品的ph是从大于或等于10.0到小于或等于11.2。

28、方面14. 根据方面1至13中任一项所述的方法，其中所述第一温度是从大于或等于310℃到小于或等于400℃。

29、方面15. 根据方面14所述的方法，其中所述第一温度是从大于或等于320℃到小于或等于345℃。

30、方面16. 根据方面1至15中任一项所述的方法，其中所述第一时间段是从大于或等于5分钟到小于或等于96小时。

31、方面17. 根据方面1至16中任一项所述的方法，其中所述接触包括将所述玻璃系制品浸没在含有所述熔盐溶液的熔盐浴槽中，且所述接触形成沉淀在所述熔盐浴槽的底部处的碳酸锂沉淀物。

32、方面18. 根据方面1至17中任一项所述的方法，其中所述最大压缩应力是从大于或等于800兆帕到小于或等于1200兆帕。

33、方面19. 根据方面1至18中任一项所述的方法，其中对应于所述玻璃系制品的主体的组合物基于所述组合物的100摩尔%包括：

34、从大于或等于50摩尔%到小于或等于80摩尔%的sio2；

35、从大于或等于1摩尔%到小于或等于30摩尔%的al2o3；

36、从大于或等于0摩尔%到小于或等于10摩尔%的b2o3；

37、从大于或等于0摩尔%到小于或等于15摩尔%的p2o5；

38、从大于或等于2摩尔%到小于或等于40摩尔%的li2o；以及

39、从大于或等于0摩尔%到小于或等于30摩尔%的ro，其中ro是mgo、cao、sro、bao和zno的总量。

40、方面20. 根据方面19所述的方法，其中对应于所述玻璃系制品的所述主体的所述组合物包括：

41、从大于或等于52摩尔%到小于或等于70摩尔%的sio2；

42、从大于或等于5摩尔%到小于或等于20摩尔%的al2o3；

43、从大于或等于5摩尔%到小于或等于25摩尔%的li2o；

44、从大于或等于0摩尔%到小于或等于8摩尔%的b2o3；

45、从大于或等于0摩尔%到小于或等于5摩尔%的p2o5；以及

46、从大于或等于1摩尔%到小于或等于20摩尔%的ro。

47、方面21. 根据方面19至20中任一项所述的方法，其中对应于所述玻璃系制品的所述主体的所述组合物还包括从大于或等于1.0摩尔%到小于或等于12摩尔%的na2o。

48、方面22. 根据方面1至21中任一项所述的方法，其中所述玻璃系制品在所述接触之前是未强化的。

49、方面23. 根据方面1至22中任一项所述的方法，还包括使所述化学强化玻璃系制品与第二熔盐溶液接触，所述第二熔盐溶液在从大于或等于295℃到小于或等于475℃的第二温度下维持从大于或等于1分钟到小于或等于24小时的第二时间段，其中所述第二熔盐溶液包括乙酸钾和碳酸钾，且在所述第二熔盐溶液之前接触所述玻璃系制品的所述熔盐溶液包括乙酸钠和碳酸钠。

50、方面24. 根据方面23所述的方法，其中所述第二熔盐溶液还包括乙酸钠和碳酸钠。

51、方面25. 根据方面24所述的方法，其中在所述第二熔盐溶液之前接触所述玻璃系制品的所述熔盐溶液还包括乙酸钾和碳酸钾。

52、方面26. 根据方面1至22中任一项所述的方法，还包括使所述化学强化玻璃系制品与第二熔盐溶液接触，所述第二熔盐溶液在从大于或等于330℃到小于或等于530℃的第二温度下维持从大于或等于1分钟到小于或等于24小时的第二时间段，其中所述第二熔盐溶液包括硝酸钾，且在所述第二熔盐溶液之前接触所述玻璃系制品的所述熔盐溶液包括乙酸钠和碳酸钠。

53、方面27. 根据方面27所述的方法，其中在所述第二熔盐溶液之前接触所述玻璃系制品的所述熔盐溶液还包括乙酸钾和碳酸钾。

54、方面28. 根据方面1至27中任一项所述的方法，还包括在所述接触之前，将所述玻璃系制品在大于或等于200℃到小于或等于300℃的初始温度下加热从大于或等于10分钟到小于或等于24小时的时间段，其中所述接触是在所述加热所述玻璃系制品之后立即发生。

55、方面29. 根据方面1至28中任一项所述的方法，其中所述化学强化玻璃系制品在环对环测试中的b10失效强度大于或等于1380兆帕。

56、贯穿本公开，附图用于强调某些方面。因此，除非另有明确说明，否则不应认为图中所示的不同区、部分和基板的相对大小与其实际相对大小成比例。