背景

1.領(lǐng)域

本文涉及玻璃制品，更具體地，涉及包含多層玻璃層的層疊玻璃制品，及其形成方法。

2.技術(shù)背景

可以對(duì)玻璃片進(jìn)行模制以形成具有形狀的玻璃制品，其具有非平面或者三維形狀。通常來(lái)說(shuō)，將玻璃片加熱至其軟化點(diǎn)，然后變形使得表面符合固體模具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文揭示了具有形狀的玻璃制品及其形成方法。

本文揭示了一種方法，該方法包括使得玻璃片的第二層與成形表面接觸，以形成具有形狀的玻璃制品。玻璃片包括與第二層相鄰的第一層。第一層包括第一玻璃組合物。第二層包括第二玻璃組合物。玻璃片在接觸步驟期間的有效粘度小于第二層在接觸步驟期間的粘度。

本文還揭示了具有形狀的玻璃制品，其包括第一層和第二層，所述第一層包含第一玻璃組合物，所述第二層包含第二玻璃組合物。第一玻璃組合物的軟化點(diǎn)小于第二玻璃組合物的軟化點(diǎn)。玻璃制品的有效10^8.2P溫度至多約900℃。在玻璃制品的有效10^8.2P溫度，第二玻璃組合物的粘度至少約10^8.3P。

本文還揭示了具有形狀的玻璃制品，其包括第一層和第二層，所述第一層包含第一玻璃組合物，所述第二層包含第二玻璃組合物。具有形狀的玻璃制品的表面粗糙度至多約1nm。具有形狀的玻璃制品的波度至多約50nm。

在以下的詳細(xì)描述中提出了本文的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的部分特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)所作描述就容易看出，或者通過(guò)實(shí)施包括以下詳細(xì)描述、權(quán)利要求書以及附圖在內(nèi)的本文所述的各種實(shí)施方式而被認(rèn)識(shí)。

應(yīng)理解，上面的一般性描述和下面的詳細(xì)描述都僅僅是示例性的，用來(lái)提供理解權(quán)利要求書的性質(zhì)和特點(diǎn)的總體評(píng)述或框架。所附附圖提供了進(jìn)一步理解，附圖被結(jié)合在本說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分。附圖說(shuō)明了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，并與說(shuō)明書一起用來(lái)解釋各種實(shí)施方式的原理和操作。

附圖說(shuō)明

圖1是玻璃制品的一個(gè)示例性實(shí)施方式的橫截面圖。

圖2是可用于形成玻璃制品的溢流分配器的一個(gè)示例性實(shí)施方式的橫截面圖。

圖3是玻璃片的外表面與成形表面的一個(gè)示例性實(shí)施方式之間的界面的特寫圖。

圖4是可用于表示玻璃片與成形表面之間的相互作用的分析模型的示意圖。

圖5是填充了如圖4所示的成形表面的表面特征的具有不同粘度的玻璃的動(dòng)力學(xué)示意圖。

圖6顯示通過(guò)施加1巴彎曲壓力形成具有3mm半徑和2.3mm彎曲高度的彎曲的預(yù)測(cè)時(shí)間與厚度為0.07-0.7mm的玻璃片的玻璃粘度的關(guān)系圖。

圖7-8是通過(guò)使得玻璃片與成形表面接觸形成的具有形狀的玻璃制品的一個(gè)示例性實(shí)施方式的照片。

圖9顯示玻璃片的模擬響應(yīng)，所述玻璃片待與包含突出物的成形表面的另一個(gè)示例性實(shí)施方式接觸。

圖10顯示如圖9所示的芯層與第一包覆層之間的界面的變形的預(yù)測(cè)衰減與用于不同第一玻璃組合物和第二玻璃組合物粘度比例(例如，芯/包覆粘度比)的第一包覆層的厚度的關(guān)系圖。

圖11顯示用于形成具有形狀的玻璃制品的示例性玻璃組合物的粘度曲線圖。

圖12顯示具有形狀的玻璃制品的一個(gè)示例性實(shí)施方式相對(duì)于標(biāo)稱CAD的偏差。

圖13-14顯示在離子交換之前和之后，具有形狀的玻璃制品的另一個(gè)示例性實(shí)施方式相對(duì)于標(biāo)稱CAD的偏差。

圖15的照片顯示投射到由層疊玻璃片形成的具有形狀的玻璃制品的一個(gè)示例性實(shí)施方式的表面上的柵格圖像的照片(右邊)，以及投射到由單層玻璃片形成的具有形狀的玻璃制品的另一個(gè)示例性實(shí)施方式的表面上的柵格圖像的照片(左邊)。

圖16顯示用于形成具有形狀的玻璃制品的示例性玻璃組合物的粘度曲線圖。

圖17顯示形成在具有形狀的玻璃制品中的表面缺陷的斜率與采用示例性模制成形工藝的玻璃片的有效粘度之間的關(guān)系圖。

圖18顯示形成在具有形狀的玻璃制品中的表面缺陷的斜率與采用另一個(gè)示例性模制成形工藝的玻璃片的有效粘度之間的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)參考示例性實(shí)施方式，這些實(shí)施方式在附圖中示出。只要有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同或類似的部件。附圖中的組件不一定是成比例的，相反地，進(jìn)行了突出強(qiáng)調(diào)來(lái)顯示示例性實(shí)施方式的原理。

本文所用術(shù)語(yǔ)“平均熱膨脹系數(shù)”指的是給定的材料或?qū)釉?℃與300℃之間的平均熱膨脹系數(shù)。除非另有說(shuō)明，否則本文所用術(shù)語(yǔ)“熱膨脹系數(shù)”指的是平均熱膨脹系數(shù)。

本文所用術(shù)語(yǔ)玻璃組合物的“軟化點(diǎn)”指的是玻璃組合物的粘度約為10^7.6泊(P)的溫度。

本文所用術(shù)語(yǔ)玻璃組合物的“退火點(diǎn)”指的是玻璃組合物的粘度約為10^13.2泊(P)的溫度。

本文所用術(shù)語(yǔ)玻璃組合物的“應(yīng)變點(diǎn)”指的是玻璃組合物的粘度約為10^14.7泊(P)的溫度。

本文所用術(shù)語(yǔ)玻璃制品、玻璃層或玻璃組合物的“10^8.2P溫度”指的是玻璃制品、玻璃層或玻璃組合物的粘度約為10^8.2P的溫度。

在各個(gè)實(shí)施方式中，玻璃片與成形表面接觸以形成具有形狀的玻璃制品。玻璃片至少包括第一層和第二層。例如，第一層包括芯層，以及第二層包括與芯層相鄰的一層或多層包覆層。第一層和/或第二層是玻璃層，其包括玻璃、玻璃-陶瓷或其組合。例如，第一層和/或第二層是透明玻璃層。在一些實(shí)施方式中，在玻璃片與成形表面接觸期間，第一層的粘度小于與成形表面接觸的第二層的粘度。例如，在接觸期間，玻璃片的有效粘度小于與成形表面接觸的玻璃片的接觸粘度。此類粘度不同能夠?qū)崿F(xiàn)形成具有形狀的玻璃制品，同時(shí)避免具有形狀的玻璃制品與成形表面之間潛在的有害表面相互作用。

圖1是玻璃片100的一個(gè)示例性實(shí)施方式的橫截面圖。在一些實(shí)施方式中，玻璃片100包括層疊片材，其包括多層玻璃層。層疊片材可以如圖1所示是基本平坦的，或者可以不是平坦的。玻璃片100包括布置在第一包覆層104和第二包覆層106之間的芯層102。在一些實(shí)施方式中，第一包覆層104和第二包覆層106是外層，如圖1所示。在其他實(shí)施方式中，第一包覆層和/或第二包覆層是布置在芯層和外層之間的中間層。

芯層102包括第一主表面和與第一主表面相對(duì)的第二主表面。在一些實(shí)施方式中，第一包覆層104熔合到芯層102的第一主表面。作為補(bǔ)充或替代，第二包覆層106熔合到芯層102的第二主表面。在此類實(shí)施方式中，第一包覆層104與芯層102之間的界面，和/或第二包覆層106與芯層102之間的界面是不含任何粘結(jié)材料的(例如，粘合劑、涂層或者添加或構(gòu)造成使得各包覆層和芯層粘合的任意非玻璃材料)。因此，第一包覆層104和/或第二包覆層106直接熔合到芯層102或者與芯層102直接相鄰。在一些實(shí)施方式中，玻璃片包括布置在芯層與第一包覆層之間和/或芯層與第二包覆層之間的一層或多層中間層。例如，中間層包括中間玻璃層和/或擴(kuò)散層，其形成在芯層與包覆層的界面處。擴(kuò)散層可以包括摻混區(qū)域，其包含與擴(kuò)散層相鄰的各層的組分。在一些實(shí)施方式中，玻璃片100包括玻璃-玻璃層疊體(例如，原位熔合的多層玻璃-玻璃層疊體)，其中，直接相鄰的玻璃層之間的界面是玻璃-玻璃界面。

在一些實(shí)施方式中，第一層(例如芯層102)包括第一玻璃組合物，以及第二層(例如第一和/或第二包覆層104和106)包括不同于第一玻璃組合物的第二玻璃組合物。例如，在圖1所示的實(shí)施方式中，芯層102包括第一玻璃組合物，以及第一包覆層104和第二包覆層106分別包括第二玻璃組合物。在其他實(shí)施方式中，第一包覆層包括第二玻璃組合物，以及第二包覆層包括第三玻璃組合物，其不同于第一玻璃組合物和/或第二玻璃組合物。

可以采用合適工藝，例如熔融拉制法、下拉法、狹縫拉制法、上拉法或者浮法，來(lái)形成玻璃片?？梢栽谛纬刹Ａ倪^(guò)程中層疊玻璃片的各層，或者獨(dú)立地形成玻璃片的各層然后層疊以形成玻璃片。在一些實(shí)施方式中，采用熔合拉制法來(lái)形成玻璃片。圖2是可用于形成玻璃片(例如玻璃片100)的溢流分配器200的一個(gè)示例性實(shí)施方式的橫截面圖。溢流分配器200可以構(gòu)造成如美國(guó)專利第4,214,886號(hào)所述，其全文通過(guò)參考結(jié)合于此。例如，溢流分配器200包括下溢流分配器220和位于下溢流分配器上方的上溢流分配器240。下溢流分配器220包括凹槽222。第一玻璃組合物224熔化并以粘性狀態(tài)進(jìn)料到凹槽222中。第一玻璃組合物224形成玻璃片100的芯層102，如下文進(jìn)一步所述。上溢流分配器240包括凹槽242。第二玻璃組合物244熔化并以粘性狀態(tài)進(jìn)料到凹槽242中。第二玻璃組合物244形成玻璃片100的第一和第二包覆層104和106，如下文進(jìn)一步所述。

第一玻璃組合物224溢流通過(guò)凹槽222并向下流過(guò)下溢流分配器220的相對(duì)成形外表面226和228。成形外表面226和228在拉制線230處匯聚。向下流過(guò)下溢流分配器220的各成形外表面226和228的第一玻璃組合物224的分開的物流在拉制線230處匯聚，在那里它們?nèi)酆系揭黄鹦纬刹Ａ?00的芯層102。

第二玻璃組合物244溢流通過(guò)凹槽242并向下流過(guò)上溢流分配器240的相對(duì)成形外表面246和248。第二玻璃組合物244經(jīng)由上溢流分配器240發(fā)生向外偏轉(zhuǎn)，從而使得第二玻璃組合物繞著下溢流分配器220流動(dòng)，并與在下溢流分配器的成形外表面226和228上流過(guò)的第一玻璃組合物224發(fā)生接觸。第二玻璃組合物244的分開的物流分別與向下流過(guò)下溢流分配器220的各成形外表面226和228的第一玻璃組合物224的分開的物流熔合。在第一玻璃組合物224的物流在拉制線230處匯聚之后，第二玻璃組合物244形成玻璃片100的第一和第二包覆層104和106。

在一些實(shí)施方式中，處于粘性狀態(tài)的芯層102的第一玻璃組合物224與處于粘性狀態(tài)的第一和第二包覆層104和106的第二玻璃組合物244發(fā)生接觸，形成層疊片材。在一些此類實(shí)施方式中，層疊片材是從下溢流分配器220的拉制線230離開的玻璃帶的一部分，如圖2所示?？梢酝ㄟ^(guò)合適的方式，包括例如重力和/或牽拉輥，從下溢流分配器220拉制出玻璃帶。當(dāng)玻璃帶從下溢流分配器220離開時(shí)，玻璃帶發(fā)生冷卻。切斷玻璃帶以從其分離層疊片材。因此，從玻璃帶切割出層疊片材?？梢圆捎煤线m的技術(shù)來(lái)切斷玻璃帶，例如，劃線、彎曲、熱沖擊和/或激光切割。在一些實(shí)施方式中，玻璃片100包括如圖1所示的層疊片材。在其他實(shí)施方式中，可以對(duì)層疊片材進(jìn)行進(jìn)一步加工(例如，切割或模制)，以形成玻璃片100。

雖然圖1所示的玻璃片100包括三層，但是本文也包括其他實(shí)施方式。在其他實(shí)施方式中，玻璃片可以具有確定的層數(shù)，例如兩層、四層或者更多層。例如，可以采用兩個(gè)溢流分配器來(lái)形成包括兩層的玻璃片，所述兩個(gè)溢流分配器布置成使得兩層在從溢流分配器的各拉制線離開時(shí)接合，或者采用單個(gè)溢流分配器來(lái)形成包括兩層的玻璃制品，所述單個(gè)溢流分配器具有分開的凹槽，從而使得兩種玻璃組合物在溢流分配器的相對(duì)成形外表面上流動(dòng)并在溢流分配器的拉制線處匯聚?？梢圆捎妙~外的溢流分配器和/或采用具有分開的凹槽的溢流分配器來(lái)形成包含四層或更多層的玻璃片。因此，可以通過(guò)相應(yīng)地改變溢流分配器來(lái)形成具有確定層數(shù)的玻璃片。

在一些實(shí)施方式中，玻璃片100包括至少約0.05mm、至少約0.1mm、至少約0.2mm或者至少約0.3mm的厚度。作為補(bǔ)充或替代，玻璃片100包括至多約3mm、至多約2mm、至多約1.5mm、至多約1mm、至多約0.7mm或者至多約0.5mm的厚度。在一些實(shí)施方式中，芯層102的厚度與玻璃片100的厚度之比至少約0.6、至少約0.7、至少約0.8、至少約0.85、至少約0.9或者至少約0.95。在一些實(shí)施方式中，第二層(例如，第一包覆層104和第二包覆層106各自)的厚度約為0.01-0.3mm。

在一些實(shí)施方式中，玻璃片100構(gòu)造成強(qiáng)化玻璃片。因此，如本文所述的由玻璃片100形成的具有形狀的玻璃制品包括具有形狀的強(qiáng)化玻璃制品。例如，在一些實(shí)施方式中，第二層(例如，第一和/或第二包覆層104和106)的第二玻璃組合物包括與第一層(例如，芯層102)的第一玻璃組合物不同的平均熱膨脹系數(shù)(CTE)。例如，從平均CTE低于芯層102的玻璃組合物形成第一和第二包覆層104和106。CTE失配(即，第一和第二包覆層104和106的平均CTE與芯層102的平均CTE之間的差異)導(dǎo)致在玻璃片100冷卻之后在包覆層中形成壓縮應(yīng)力以及在芯層中形成拉伸應(yīng)力。在各種實(shí)施方式中，第一和第二包覆層可以分別獨(dú)立地具有比芯層更高的平均CTE、比芯層更低的平均CTE或者與芯層基本相同的平均CTE。

在一些實(shí)施方式中，第一層(例如，芯層102)的平均CTE與第二層(例如，第一和/或第二包覆層104和106)的平均CTE相差至少約5x 10^-7℃^-1、至少約15x 10^-7℃^-1或者至少約25x 10^-7℃^-1。作為補(bǔ)充或替代，第一層的平均CTE與第二層的平均CTE相差至多約55x 10^-7℃^-1、至多約50x 10^-7℃^-1、至多約40x 10^-7℃^-1、至多約30x 10^-7℃^-1、至多約20x 10^-7℃^-1或者至多約10x 10^-7℃^-1。例如，在一些實(shí)施方式中，第一層的平均CTE與第二層的平均CTE相差約為5x 10^-7℃^-1至30x 10^-7℃^-1或者相差約為5x 10^-7℃^-1至20x 10^-7℃^-1。在一些實(shí)施方式中，第二層的第二玻璃組合物包括至多約40x 10^-7℃^-1或者至多約35x10^-7℃^-1的平均CTE。作為補(bǔ)充或替代，第二層的第二玻璃組合物包括至少約25x 10^-7℃^-1或者至少約30x 10^-7℃^-1的平均CTE。作為補(bǔ)充或替代，第一層的第一玻璃組合物包括至少約40x 10^-7℃^-1、至少約50x 10^-7℃^-1或者至少約55x10^-7℃^-1的平均CTE。作為補(bǔ)充或替代，第一層的第一玻璃組合物包括至多約90x 10^-7℃^-1、至多約85x 10^-7℃^-1、至多約80x 10^-7℃^-1、至多約70x 10^-7℃^-1或者至多約60x 10^-7℃^-1的平均CTE。

在一些實(shí)施方式中，包覆層的壓縮應(yīng)力至多約為800MPa、至多約為500MPa、至多約為300MPa、至多約為200MPa、至多約為150MPa、至多約為100MPa、至多約為50MPa或者至多約為40MPa。作為補(bǔ)充或替代，包覆層的壓縮應(yīng)力至少約為10MPa、至少約為20MPa、至少約為30MPa、至少約為50MPa、至少約100MPa或者至少約為200MPa。

在一些實(shí)施方式中，第一層的第一玻璃組合物包括的軟化點(diǎn)低于第二層的第二玻璃組合物。例如，在圖1所示的實(shí)施方式中，芯層102的第一玻璃組合物包括的軟化點(diǎn)低于第一包覆層104和/或第二包覆層106的第二玻璃組合物。該軟化點(diǎn)不同能夠?qū)崿F(xiàn)將玻璃片100形成為具有形狀的玻璃制品，同時(shí)如本文所述避免玻璃片與成形表面之間潛在的有害表面相互作用。

在一些實(shí)施方式中，第一玻璃組合物的軟化點(diǎn)與第二玻璃組合物的軟化點(diǎn)相差至少約5℃、至少約15℃、至少約50℃或者至少約80℃。作為補(bǔ)充或替代，第一玻璃組合物的軟化點(diǎn)與第二玻璃組合物的軟化點(diǎn)相差至多約100℃。在一些實(shí)施方式中，第一玻璃組合物包括至多約900℃、至多約880℃、至多約800℃或者至多約775℃的軟化點(diǎn)。作為補(bǔ)充或替代，第一玻璃組合物包括至少約600℃、至少約700℃或者至少約800℃的軟化點(diǎn)。作為補(bǔ)充或替代，第二玻璃組合物包括至多約1000℃、至多約975℃、至多約900℃或者至多約800℃的軟化點(diǎn)。作為補(bǔ)充或替代，第二玻璃組合物包括至少約700℃、至少約800℃或者至少約900℃的軟化點(diǎn)。

在一些實(shí)施方式中，第一層的第一玻璃組合物包括的10^8.2P溫度低于第二層的第二玻璃組合物。例如，在一些實(shí)施方式中，第一玻璃組合物的10^8.2P溫度與第二玻璃組合物的10^8.2P溫度相差至少約5℃、至少約15℃、至少約50℃或者至少約80℃。作為補(bǔ)充或替代，第一玻璃組合物的10^8.2P溫度與第二玻璃組合物的10^8.2P溫度相差至多約125℃、至多約110℃或者至多約100℃。

在一些實(shí)施方式中，在各種溫度下，第一層的第一玻璃組合物包括的粘度低于第二層的第二玻璃組合物。換言之，第一玻璃組合物的全部或部分粘度曲線位于第二玻璃組合物的粘度曲線的下方。例如，第一層的第一玻璃組合物包括的10^7.4P溫度低于第二層的第二玻璃組合物，和/或第一層的第一玻璃組合物包括的10¹⁰P溫度低于第二層的第二玻璃組合物。

在一些實(shí)施方式中，玻璃片100與成形表面接觸以形成具有形狀的玻璃制品。該過(guò)程可稱作再成形過(guò)程或者模制過(guò)程。圖3是玻璃片的外表面與成形表面300的一個(gè)示例性實(shí)施方式之間的界面的特寫圖。成形表面300可以包括合適的成形單元或模具(包括例如真空模具、壓力模具、下垂模具或壓制模具)的成形表面。在一些實(shí)施方式中，成形單元包括單模具成形單元(例如，真空模具、壓力模具或下垂模具)。單模具成形單元包括單個(gè)成形表面，其不同于壓制到一起以形成具有形狀的玻璃制品的兩個(gè)或更多個(gè)成形表面。

圖4是可用于表示玻璃片與成形表面之間的相互作用的分析模型的示意圖。參數(shù)R包括玻璃片與成形表面的表面特征(例如麻片(divot)或瑕疵)發(fā)生接觸的部分的表面半徑。隨著玻璃片的表面更緊密地符合表面特征的形狀，參數(shù)R變得更小。隨著參數(shù)R變得更小，成形表面的表面特征與玻璃片之間的接觸面積變得更大。該更大的接觸面積會(huì)導(dǎo)致得到的具有形狀的玻璃制品的表面質(zhì)量的下降和/或成形表面上的磨損增加。

圖5是填充了如圖4所示的成形表面的表面特征的具有不同粘度的玻璃的動(dòng)力學(xué)示意圖。玻璃片與成形表面的表面特征之間的有效接觸面積增加直至達(dá)到平衡接觸面積。因此，參數(shù)R隨時(shí)間降低，直至達(dá)到平衡值，如圖5所示。不希望受限于理論，相信平衡是施加的壓力與毛細(xì)管作用力之間的平衡的結(jié)果。對(duì)于給定的工藝持續(xù)時(shí)間(例如，5s)，更為粘性的玻璃相比于較不粘性的玻璃經(jīng)受較小的變形。對(duì)于給定工藝持續(xù)時(shí)間，較大的參數(shù)R證實(shí)了較小的變形，這表示與成形表面的較小接觸面積。

在典型的模制操作中，將玻璃加熱至其軟化點(diǎn)，然后與模具的成形表面接觸。玻璃發(fā)生變形以符合成形表面的輪廓。因此，得到的具有形狀的玻璃制品包括三維(3D)形狀，其與成形表面的形狀是互補(bǔ)的。玻璃的粘度足夠低，以實(shí)現(xiàn)粘性變形從而形成具有所需的3D形狀的具有形狀的玻璃制品(例如，實(shí)現(xiàn)足夠小的彎曲半徑)。但是，如果玻璃的粘度太低，則成形表面中的瑕疵會(huì)被微印刻到玻璃上，和/或玻璃會(huì)與成形表面粘著，這會(huì)導(dǎo)致玻璃表面損壞和/或模具劣化。因此，在成形過(guò)程中，較低的玻璃粘度可有助于實(shí)現(xiàn)具有所需3D形狀的玻璃制品，以及在成形過(guò)程中，較高的玻璃粘度可有助于避免玻璃制品的表面上的缺陷和/或模具劣化。成形表面可以涂覆涂層材料以減少玻璃表面損壞和/或模具劣化。但是，該涂層會(huì)增加模制操作的成本。作為補(bǔ)充或替代，可以在增高的成形粘度下形成玻璃制品。但是，該成形粘度的增加會(huì)增加成形時(shí)間和/或限制可實(shí)現(xiàn)的彎曲半徑。

在一些實(shí)施方式中，玻璃片與成形表面的接觸包括使得玻璃片的第二層與成形表面接觸，而不使得玻璃片的第一層與成形表面接觸。例如，玻璃片100的第一包覆層104與成形表面300接觸。第一包覆層104布置在芯層102與成形表面300之間，從而芯層不與成形表面接觸。玻璃片100(或其部分)在足夠高的成形溫度發(fā)生接觸，玻璃片響應(yīng)接觸發(fā)生變形，從而符合成形表面的形狀并形成具有形狀的玻璃制品。在一些實(shí)施方式中，在通過(guò)成形表面300的接觸過(guò)程中，玻璃片100的最大溫度(即，最大成形溫度)至多約為900℃或者至多約為850℃。

在一些實(shí)施方式中，如本文所述，芯層102的第一玻璃組合物包括的軟化點(diǎn)低于第一包覆層104和/或第二包覆層106的第二玻璃組合物。因此，玻璃片100包括較硬的包覆(例如，由第一包覆層104和/或第二包覆層106形成)，其至少部分地包封住較軟的芯(例如，由芯層102形成)。玻璃片100與成形表面300的接觸包括使得較硬的包覆發(fā)生接觸，而不使得較軟的芯也發(fā)生接觸。較軟的芯可以實(shí)現(xiàn)將玻璃片100形成為具有所需3D形狀的具有形狀的玻璃制品。作為補(bǔ)充或替代，較硬的包覆可有助于避免具有形狀的玻璃制品的表面損壞和/或成形表面300的損壞(例如，避免較硬的包覆與成形表面之間的表面相互作用)。

玻璃片100在特定溫度(例如，成形溫度)的有效粘度μ_有效包括玻璃片在特定溫度的厚度加權(quán)平均粘度。例如，在一些實(shí)施方式中，芯層102包括厚度t_芯，以及第一包覆層104和第二包覆層106分別包括厚度t_包覆。第一玻璃組合物包括特定溫度下的粘度μ_芯，以及第二玻璃組合物包括特定溫度下的粘度μ_包覆。因此，玻璃片100在特定溫度的有效粘度表示為等式1。

在一些實(shí)施方式中，玻璃片100在與成形表面300的接觸過(guò)程中的有效粘度μ_有效小于接觸過(guò)程中與成形表面接觸的玻璃片的接觸粘度(例如，表面粘度)。例如，玻璃片100在與成形表面300的接觸過(guò)程中的有效粘度μ_有效小于如本文所述與成形表面接觸的玻璃片的第一包覆層104的粘度μ_包覆。玻璃片100在成形溫度的較低的有效粘度可以實(shí)現(xiàn)將玻璃片形成為具有所需3D形狀的玻璃制品。例如，可以將玻璃片100形成為包括小的彎曲半徑的3D形狀，其類似于在成形溫度具有低粘度(例如，類似于玻璃片100的有效粘度μ_有效)的單層玻璃片可實(shí)現(xiàn)的情況。作為補(bǔ)充或替代，可以避免玻璃片100與成形表面300之間的表面相互作用，其方式類似于在成形溫度具有高粘度(例如，類似于玻璃片100的粘度μ_包覆)的單層玻璃片可實(shí)現(xiàn)的情況。換言之，玻璃片100可以包括較低有效粘度μ_有效以實(shí)現(xiàn)有效的形狀復(fù)制，并且還包括較高接觸粘度μ_包覆以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的玻璃表面質(zhì)量和/或模具壽命。

如本文所述，使得玻璃片100接觸成形表面300可以實(shí)現(xiàn)相比于形成單層玻璃片具有改善的表面性質(zhì)的具有形狀的玻璃制品。例如，在一些實(shí)施方式中，具有形狀的玻璃制品包括至多約1nm、至多約0.9nm、至多約0.8nm或者至多約0.7nm的表面粗糙度(R_a)。可以如ISO 1302或ASTM F2941所述來(lái)測(cè)量表面粗糙度。作為補(bǔ)充或替代，具有形狀的玻璃制品包括至多約50nm、至多約40nm、至多約30nm或者至多約25nm的波度?？梢匀鏏STM C1652/C1652M所述測(cè)量波度。在一些實(shí)施方式中，如本文所述具有改善的表面屬性的具有形狀的玻璃制品是經(jīng)過(guò)強(qiáng)化的(例如，通過(guò)CTE失配和/或離子交換)。

在一些實(shí)施方式中，玻璃片100包括對(duì)應(yīng)于特定有效粘度的有效溫度。有效溫度包括在玻璃片包括特定有效粘度μ_有效時(shí)的玻璃片100的溫度。例如，玻璃片100的有效10^8.2P溫度包括玻璃片的有效粘度μ_有效為10^8.2P時(shí)的溫度。在一些實(shí)施方式中，玻璃片100包括至多約為900℃、至多約為875℃、至多約為850℃、至多約為800℃或者至多約為750℃的有效10^8.2P溫度。作為補(bǔ)充或替代，玻璃片100包括至少約為400℃的有效10^8.2P溫度。

玻璃片的成形溫度會(huì)取決于所使用的形成技術(shù)，并且可以至少是對(duì)應(yīng)于特定有效粘度的有效溫度。例如，成形溫度至少是玻璃片的有效10¹⁰P溫度，至少是玻璃片的有效10^8.2P溫度，或者至少是玻璃片的有效10^7.4P溫度。

在一些實(shí)施方式中，玻璃片100響應(yīng)與成形表面300的接觸發(fā)生變形，從而符合成形表面的形狀并形成具有形狀的玻璃制品。圖6顯示通過(guò)施加1巴彎曲壓力形成具有3mm半徑和2.3mm彎曲高度的彎曲的預(yù)測(cè)時(shí)間與厚度為0.07-0.7mm的玻璃片的玻璃粘度的關(guān)系圖。線402對(duì)應(yīng)于厚度為0.07mm的玻璃片。線404對(duì)應(yīng)于厚度為0.2mm的玻璃片。線406對(duì)應(yīng)于厚度為0.63mm的玻璃片。線408對(duì)應(yīng)于厚度為0.7mm的玻璃片。水平線410顯示，在模擬條件下，具有10^9.8P玻璃粘度的0.7mm厚的玻璃片需要57秒發(fā)生彎曲。相反地，0.2mm厚的玻璃片可以具有10^11.5P的粘度以在57秒內(nèi)彎曲，以及0.07mm厚的玻璃片可以具有明顯更高的粘度(例如，大于10^11.5P，前提是玻璃保持粘彈性)以在57秒內(nèi)彎曲。

如圖6所示，隨著粘度增加和厚度增加，玻璃片的成形時(shí)間明顯增加。因此，玻璃粘度對(duì)于玻璃片的成形時(shí)間具有明顯影響。在一些實(shí)施方式中，玻璃片100的有效粘度較低，同時(shí)表面粘度較高，如本文所述。因此，玻璃片100的成形時(shí)間可以較低(例如，由于較低的有效粘度)，同時(shí)避免與成形表面300的潛在有害表面相互作用(例如，由于較高的表面粘度)。

圖7-8是通過(guò)使得玻璃片100與成形表面300接觸形成的具有形狀的玻璃制品500的一個(gè)示例性實(shí)施方式的照片。因此，具有形狀的玻璃制品500包括第一層和第二層，如本文參見玻璃片100所述。具有形狀的玻璃制品500的第一層包括第一玻璃組合物，以及具有形狀的玻璃制品的第二層包括第二玻璃組合物，如本文參見玻璃片100所述。因此，具有形狀的玻璃制品500(或其單層)可保留各種屬性(例如，CTE、軟化點(diǎn)、有效粘度、有效溫度等)，如本文參見玻璃片100所述。例如，在一些實(shí)施方式中，具有形狀的玻璃制品500構(gòu)造成經(jīng)強(qiáng)化的具有形狀的玻璃制品(例如，由于第一層與第二層之間的CTE失配的結(jié)果)。

在一些實(shí)施方式中，具有形狀的玻璃制品500可用作例如便攜式消費(fèi)者電子器件(例如手機(jī))的覆蓋玻璃。在如圖7-8所示的實(shí)施方式中，具有形狀的玻璃制品500包括基本平坦的中心區(qū)域502，其被曲面唇緣504圍繞。因此，玻璃片100的接觸包括在玻璃片中形成一個(gè)或多個(gè)彎曲。例如，彎曲包括玻璃片在基本平坦的中心區(qū)域502與曲面唇緣504之間的過(guò)渡處的曲面區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，玻璃片100的接觸包括使玻璃片彎曲，從而具有形狀的玻璃制品500包括半徑至多約為5mm、至多約為4mm、至多約為3mm或者至多約為2mm的彎曲。作為補(bǔ)充或替代，玻璃片100的接觸包括使玻璃片彎曲，從而具有形狀的玻璃制品500包括彎曲角約為70°-90°或者約為80°-90°的彎曲。在一些實(shí)施方式中，彎曲包括圓角式彎曲(radiused bend)。在其他實(shí)施方式中，彎曲包括花鍵形狀彎曲。在一些實(shí)施方式中，在具有形狀的玻璃制品經(jīng)受離子交換過(guò)程之前或之后，具有形狀的玻璃制品的形狀精度是+/-50μm。例如，在具有形狀的玻璃制品經(jīng)受離子交換過(guò)程之后，具有形狀的玻璃制品的形狀是目標(biāo)形狀的50μm之內(nèi)。

雖然將具有形狀的玻璃制品500描述為包括由4個(gè)彎曲形成的曲面唇緣(在基本矩形平坦區(qū)域的一側(cè)上具有一個(gè))，但是本文也包括其他實(shí)施方式。在其他實(shí)施方式中，具有形狀的玻璃制品包括確定數(shù)量的彎曲，例如一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)彎曲。雖然將具有形狀的玻璃制品500描述為包括由曲面唇緣504圍繞的基本平坦中心區(qū)域502，但是本文也包括其他實(shí)施方式。在其他實(shí)施方式中，具有形狀的玻璃制品包括合適的非平坦或者3D形狀，包括例如碟形、彎曲或者曲面形狀。

在一些實(shí)施方式中，具有形狀的玻璃制品是可離子交換的。例如，第一玻璃組合物和/或第二玻璃組合物包括堿金屬離子(例如，Li⁺¹或Na⁺¹)，可以采用合適的離子交換工藝使其與較大離子(例如，K⁺¹或Ag⁺¹)發(fā)生交換，從而在具有形狀的玻璃制品中形成壓縮應(yīng)力。在一些實(shí)施方式中，離子交換工藝包括將具有形狀的玻璃制品暴露于熔融鹽溶液。具有形狀的玻璃制品(例如，第一層和/或第二層)中存在的較小陽(yáng)離子(例如，單價(jià)堿金屬陽(yáng)離子或者二價(jià)堿土金屬陽(yáng)離子)被熔融鹽溶液中存在的較大陽(yáng)離子(例如，單價(jià)堿金屬陽(yáng)離子、二價(jià)堿土金屬陽(yáng)離子或者Ag⁺)替換。例如，在一些實(shí)施方式中，Na⁺被K⁺替換。較小的陽(yáng)離子和較大的陽(yáng)離子可具有相同價(jià)態(tài)或氧化態(tài)。用較大的陽(yáng)離子置換較小的陽(yáng)離子，在具有形狀的玻璃制品中產(chǎn)生處于壓縮或者壓縮應(yīng)力的強(qiáng)化層。強(qiáng)化層延伸進(jìn)入具有形狀的玻璃制品的內(nèi)部或本體的層深度(DOL)。在一些實(shí)施方式中，由于離子交換過(guò)程，強(qiáng)化的具有形狀的玻璃制品在第一層或第二層中的至少一個(gè)包括陽(yáng)離子濃度梯度(例如，K⁺和/或Ag⁺濃度梯度)。

通常來(lái)說(shuō)，隨著玻璃組合物的軟化點(diǎn)和/或應(yīng)變點(diǎn)下降，玻璃組合物的離子交換性質(zhì)傾向于變差。該變差會(huì)是離子交換過(guò)程中應(yīng)力松弛的結(jié)果(例如，如果玻璃組合物的應(yīng)變點(diǎn)過(guò)于接近離子交換浴溫度的話)。作為補(bǔ)充或替代，可離子交換玻璃可能較難以形成為具有形狀的玻璃制品。例如，可離子交換玻璃可以在較高溫度或者壓力下成形和/或持續(xù)較長(zhǎng)的成形時(shí)間。該難度會(huì)是可離子交換玻璃的較高軟化點(diǎn)和/或應(yīng)變點(diǎn)的結(jié)果。通過(guò)如本文所述將可離子交換玻璃結(jié)合到層疊玻璃片中(例如作為包覆層)，層疊玻璃片的有效粘度可以降低至能夠?qū)盈B玻璃片形成為具有形狀的玻璃制品，同時(shí)保留可離子交換玻璃的離子交換能力。

在一些實(shí)施方式中，具有形狀的玻璃制品包括如本文所述的CTE失配。在一些此類實(shí)施方式中，具有形狀的玻璃制品經(jīng)受離子交換過(guò)程，以進(jìn)一步增加第二層中形成的壓縮應(yīng)力。例如，由于CTE失配所導(dǎo)致的壓縮應(yīng)力約為25-300MPa，或者約為100-200MPa，以及由于離子交換所導(dǎo)致的壓縮應(yīng)力約為400-700MPa，或者約為500-600MPa。因此，具有形狀的玻璃制品包括約為425-1000MPa或者約為600-800MPa的總壓縮用力。因?yàn)榭梢越Y(jié)合CTE失配與離子交換的強(qiáng)化效果來(lái)實(shí)現(xiàn)具有所需壓縮應(yīng)力的具有形狀的玻璃制品，可離子交換玻璃可以包括小于最佳的離子交換能力。例如，可以將具有略微劣化離子交換能力的較軟的可離子交換玻璃結(jié)合到包括CTE失配的層疊玻璃片中，將所述層疊玻璃片待成形為具有所需總強(qiáng)度的具有形狀的玻璃制品。

在一些實(shí)施方式中，成形表面包括瑕疵(例如，壓痕或突出物)，這在形成具有形狀的玻璃制品的過(guò)程中賦予了玻璃片100的外表面缺陷。成形表面上的瑕疵可能是制造缺陷或者由于重復(fù)使用引起的成形表面上的磨損的結(jié)果。例如，圖9顯示玻璃片100的模擬響應(yīng)，所述玻璃片100待與包含突出物602的成形表面600的另一個(gè)示例性實(shí)施方式接觸。在一些實(shí)施方式中，在與成形表面600接觸之后，玻璃片100的外表面不再是原始的。例如，通過(guò)使玻璃片100與成形表面600接觸形成的具有形狀的玻璃制品包括非光滑和/或非均勻外表面，如圖9所示。

在一些實(shí)施方式中，第一包覆層104至少部分吸收突出物602的影響，從而使得芯層102與第一包覆層之間的界面處的變形最小化。換言之，相比于玻璃片100的表面處的第一包覆層104的變形，界面處的芯層102的變形更寬和幅度更小。圖10顯示芯層102與第一包覆層104之間的界面的變形的預(yù)測(cè)衰減與不同第一玻璃組合物和第二玻璃組合物粘度比例(例如，芯粘度與包覆粘度比)的第一包覆層的厚度的關(guān)系圖。第一包覆層的厚度繪制在x軸上。由于玻璃制品與成形表面中的突出物接觸所導(dǎo)致的芯的變形或擾動(dòng)的幅度與包覆的變形或擾動(dòng)的幅度之比δ繪制在y軸上。曲線702表示粘度比為10。曲線704表示粘度比為1。曲線706表示粘度比為0.1。圖10顯示界面的變形(表示為芯變形的幅度)小于玻璃片100的表面處的第一包覆層104的變形(表示為包覆變形的幅度)。相比于表面變形，界面變形的減小表示為δ小于1。因此，即使較薄和/或較為粘性的包覆層可有助于維持具有形狀的玻璃制品的表面質(zhì)量(例如，通過(guò)減小響應(yīng)玻璃片的表面與突出物602的接觸的芯層102的變形幅度)。換言之，第一包覆層104保護(hù)芯層102免受響應(yīng)玻璃片100接觸成形表面600的損壞。

在一些實(shí)施方式中，玻璃片100包括如下芯-包覆粘度比：在成形溫度時(shí)(例如，基于特定成形技術(shù)的合適成形溫度下)至多約為1、至多約為0.9、至多約為0.8、至多約為0.7、至多約為0.6、至多約為0.5、至多約為0.4、至多約為0.3、至多約為0.2、至多約為0.1、至多約為0.05。例如，玻璃片100的芯-包覆粘度比包括在玻璃片的有效10^8.2P溫度時(shí)的芯-包覆粘度比。作為補(bǔ)充或替代，玻璃片100的第二層(例如，第一包覆層104和/或第二包覆層106)包括在成形溫度至少約10^7.6P的粘度。例如，玻璃片100的第二層在玻璃片的有效10^8.2P溫度包括至少約10^8.3P、至少約10^8.4P、至少約10^8.5P、至少約10^8.6P、至少約10^8.7P、至少約10^8.8P、至少約10^8.9P或者至少約10⁹P的粘度。

在一些實(shí)施方式中，從第一層部分或者基本上完全去除第二層，將第一層的外表面暴露或露出來(lái)。例如，從芯層102去除受損的第一包覆層，將芯層較為原始的外表面暴露出來(lái)。在一些實(shí)施方式中，從芯層102去除第一包覆層104和第二包覆層106，將芯層的外表面暴露出來(lái)。芯層102的暴露外表面包括較原始表面(例如，相比于第一包覆層104而言具有衰減的變形)。去除第一和/或第二包覆層104和106從具有形狀的玻璃制品去除了第一和第二包覆層中的缺陷，使得玻璃制品具有較原始表面，其基本不含由于成形表面602所賦予玻璃制品的缺陷。

通過(guò)第二層來(lái)保護(hù)第一層(例如將芯至少部分包封在包覆內(nèi))可以在具有形狀的玻璃制品的成形過(guò)程中導(dǎo)致玻璃制品的第一層發(fā)生損壞。對(duì)第一層的保護(hù)可以允許使用具有瑕疵的成形表面，這延長(zhǎng)了在替換成形表面或者對(duì)成形表面進(jìn)行修復(fù)或修理之前的成形表面的時(shí)間量。對(duì)第一層進(jìn)行保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)具有較原始外表面的具有形狀的玻璃制品，而不需要對(duì)具有形狀的玻璃制品進(jìn)行研磨或拋光。

在一些實(shí)施方式中，從具有形狀的玻璃制品選擇性地去除部分第二層，將第一層的對(duì)應(yīng)部分暴露或露出來(lái)。因此，通過(guò)選擇性地去除部分第二層，在具有形狀的玻璃制品的表面上形成圖案。在一些實(shí)施方式中，第一層的第一玻璃組合物包括與第二層的第二玻璃組合物不同的顏色。選擇性地去除部分第二層將第一層的對(duì)應(yīng)部分暴露處理，從而在具有形狀的玻璃制品的表面上形成多色圖案。作為補(bǔ)充或替代，第一玻璃組合物包括與第二玻璃組合物不同的表面屬性。表面屬性可以包括例如，潤(rùn)濕性、微生物親和性、光學(xué)方面如透射或反射、導(dǎo)電性，或其組合。選擇性地去除部分第二層將第一層的對(duì)應(yīng)部分暴露處理，從而在具有形狀的玻璃制品的表面上形成不同表面屬性的圖案。

在一些實(shí)施方式中，第二層沒有第一層那么耐用。例如，在圖1所示的實(shí)施方式中，第一包覆層104和第二包覆層106沒有芯層102那么耐用。第一和第二包覆層104和106的第二玻璃組合物包括的試劑中的降解速率大于芯層102的第一玻璃組合物。在一些實(shí)施方式中，第二玻璃組合物在試劑中的降解速率至少是第一玻璃組合物在試劑中的降解速率的10倍或者100倍。在一些實(shí)施方式中，具有形狀的玻璃制品與試劑接觸，從而從第一層去除第二層，并將第一層的外表面暴露出來(lái)。第二層與第一層之間的耐用性差異可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)使得具有形狀的玻璃制品與試劑接觸來(lái)降解或溶解第二層，從而從第一層去除第二層，而不對(duì)第一層造成明顯降解或溶解。

試劑包括能夠降解或溶解具有形狀的玻璃制品(例如，第一層和/或第二層)的合適組分。例如，試劑包括酸、堿、其他合適組分，或其組合。在一些實(shí)施方式中，試劑包括酸，例如無(wú)機(jī)酸(例如，HCl、HNO₃、H₂SO₄、H₃PO₄、H₃BO₃、HBr、HClO₄或HF)，羧酸(例如，CH₃COOH)，或其組合。例如，在一些實(shí)施方式中，試劑包括HCl(例如，水中50體積％的HCl)。作為補(bǔ)充或替代，試劑包括HNO₃。在一些實(shí)施方式中，試劑包括堿，例如LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Ca(OH)₂、Sr(OH)₂、Ba(OH)₂，或其組合。

第一層(例如，芯層102)的第一玻璃組合物和第二層(例如，第一包覆層104和/或第二包覆層106)的第二玻璃組合物可以包括能夠如本文所述形成具有所需性質(zhì)的玻璃片的合適的玻璃組成。示例性玻璃組成如表1所示。表1中所給出的各種組分的量是基于氧化物的摩爾％。玻璃組合物所選擇的性質(zhì)也如表1所示。

在一些實(shí)施方式中，第一玻璃組合物包括選自下組的玻璃網(wǎng)絡(luò)成形劑：SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃，及其組合。作為補(bǔ)充或替代，第一玻璃組合物包括選自下組的堿金屬氧化物：Li₂O、Na₂O、K₂O，及其組合。作為補(bǔ)充或替代，第一玻璃組合物包括選自下組的堿土氧化物：MgO、CaO、SrO、BaO，及其組合。作為補(bǔ)充或替代，第一玻璃組合物包含選自下組的一種或多種額外組分，包括例如：SnO₂、Sb₂O₃、As₂O₃、Ce₂O₃、Cl(例如，源自KCl或NaCl)、ZrO₂或Fe₂O₃。

在一些實(shí)施方式中，第二玻璃組合物包括選自下組的玻璃網(wǎng)絡(luò)成形劑：SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃，及其組合。作為補(bǔ)充或替代，第二玻璃組合物包括選自下組的堿金屬氧化物：Li₂O、Na₂O、K₂O，及其組合。作為補(bǔ)充或替代，第二玻璃組合物包括選自下組的堿土氧化物：MgO、CaO、SrO、BaO，及其組合。作為補(bǔ)充或替代，第二玻璃組合物包含選自下組的一種或多種額外組分，包括例如：SnO₂、Sb₂O₃、As₂O₃、Ce₂O₃、Cl(例如，源自KCl或NaCl)、ZrO₂或Fe₂O₃。

在一些實(shí)施方式中，第一玻璃組合物和/或第二玻璃組合物包括堿金屬氧化物。例如，第二玻璃組合物包括可離子交換玻璃組合物，其包含堿金屬氧化物。因此，可以通過(guò)使得第二玻璃組合物經(jīng)受離子交換過(guò)程，對(duì)玻璃制品的第二層進(jìn)行強(qiáng)化，以形成包含其中形成有具有強(qiáng)化層的包覆層的經(jīng)離子交換的玻璃制品。在其他實(shí)施方式中，第一玻璃組合物和/或第二玻璃組合物基本不含堿金屬氧化物。例如，第二玻璃組合物包含至多約0.01摩爾％的堿金屬氧化物。在包覆層中不含堿金屬氧化物可有助于減少玻璃制品與成形表面之間的表面相互作用，從而增強(qiáng)具有形狀的玻璃制品的表面質(zhì)量。

表1：示例性玻璃組合物

表1：示例性玻璃組合物(續(xù))

在一些實(shí)施方式中，顯示器(例如，LED或LCD顯示器)包括如本文所述的玻璃制品(例如，玻璃片和/或具有形狀的玻璃制品)。例如，顯示器包括包含玻璃制品的覆蓋玻璃。在一些實(shí)施方式中，覆蓋玻璃包括整合的覆蓋玻璃和濾色器。在一些實(shí)施方式中，覆蓋玻璃包括整合觸摸覆蓋玻璃。在一些實(shí)施方式中，汽車窗包括如本文所述的玻璃制品。汽車窗包括例如擋風(fēng)玻璃、側(cè)玻璃(sidelite)(例如，門玻璃或四分之一窗)、太陽(yáng)頂(sun roof)、月亮頂(moon roof)、后部玻璃(rear backlite)，照明覆蓋(例如，車頭燈或者車尾燈覆蓋)、鏡子(例如，側(cè)面鏡或者后視鏡)、儀表盤或者量表盤覆蓋、內(nèi)面板或外面板(例如，柱貼花或者其他貼花)或者其他合適的玻璃或窗。在一些實(shí)施方式中，建筑面板包括如本文所述的玻璃制品。

本文所述的玻璃制品可用于各種應(yīng)用，包括例如，消費(fèi)者或商用電子器件中的覆蓋玻璃或玻璃背板應(yīng)用，例如LCD和LED顯示器、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器和自動(dòng)取款機(jī)(ATM)；觸摸屏或觸摸傳感器應(yīng)用；便攜式電子器件，包括例如移動(dòng)電話、個(gè)人媒體播放器和平板電腦；集成電路應(yīng)用，包括例如半導(dǎo)體晶片；光伏應(yīng)用；建筑玻璃應(yīng)用；汽車或車輛玻璃應(yīng)用；或者商用或家用電器應(yīng)用。

實(shí)施例

通過(guò)以下實(shí)施例進(jìn)一步闡述各個(gè)實(shí)施方式。

實(shí)施例1

通過(guò)使具有如圖1所示的一般結(jié)構(gòu)的層疊玻璃片與模具的成形表面接觸，來(lái)形成如圖7-8所示的具有3D形狀的具有形狀的玻璃制品。第一包覆層和第二包覆層的厚度分別約為35μm，以及玻璃片的總厚度為0.7mm。從示例性玻璃組合物1形成芯層。第一包覆層和第二包覆層分別由示例性玻璃組合物6形成。

采用如國(guó)際專利申請(qǐng)公開號(hào)2012/118612所述的單模具非等溫壓力成形工藝形成具有形狀的玻璃制品，其全文通過(guò)引用結(jié)合入本文。成形表面的彎曲比成形表面的平坦部分更熱。成形表面由涂覆了TiAlN/TiAl混合涂層的Inconel600制得。具有形狀的玻璃制品具有4側(cè)彎曲的碟形。通過(guò)芯溫度(而不是包覆溫度)確定形成玻璃的粘度和模具溫度。具有形狀的玻璃制品具有150MPa的壓縮應(yīng)力和35μm的DOL。

比較例1

采用實(shí)施例1所述工藝形成具有形狀的玻璃制品，不同之處在于，使用單層玻璃片而不是層疊玻璃片。從示例性玻璃組合物4形成單層玻璃片。

表2顯示根據(jù)實(shí)施例1和比較例1的具有形狀的玻璃制品的形成期間各點(diǎn)處的玻璃片的溫度(表示為各點(diǎn)處的模具溫度)。表2還顯示實(shí)施例1的芯層和包覆層以及比較例1的單層的粘度，其對(duì)應(yīng)于形成具有形狀的玻璃制品過(guò)程中經(jīng)受的不同溫度。

表2：形成期間的玻璃溫度和粘度

圖11顯示用于實(shí)施例1和比較例1的玻璃組合物的粘度曲線圖。曲線802表示用于實(shí)施例1的示例性玻璃組合物1的粘度曲線。曲線804表示用于實(shí)施例1的示例性玻璃組合物6的粘度曲線。曲線806表示用于比較例1的示例性玻璃組合物4的粘度曲線。

表2和圖11所示數(shù)據(jù)顯示根據(jù)實(shí)施例1形成具有形狀的玻璃制品的過(guò)程中，包覆層的粘度高于芯層。用于實(shí)施例1的層疊玻璃片的芯層的粘度類似于用于比較例1的單層玻璃片的粘度。因此，可以在相似溫度下形成層疊玻璃片和單層玻璃片。觀察到根據(jù)實(shí)施例1形成的具有形狀的玻璃制品沒有與模具粘著。不希望受限于任何理論，相信沒有發(fā)生粘著是由于形成過(guò)程中包覆層的較高粘度的結(jié)果。因此，采用具有較軟芯層(例如，粘度類似于鈉鈣玻璃)和較硬包覆層的層疊片材形成具有形狀的玻璃制品可以實(shí)現(xiàn)快速3D成形工藝(例如，由于軟芯層的結(jié)果)，具有較小的模具劣化(例如，由于較小的硬包覆層與模具粘著的結(jié)果)。換言之，可以將硬包覆層視作結(jié)合到層疊玻璃片中的完整釋放層。

圖12顯示根據(jù)實(shí)施例1形成的具有形狀的玻璃制品相對(duì)于標(biāo)稱CAD的偏差，以及圖13-14分別顯示根據(jù)比較例1形成的具有形狀的玻璃制品在離子交換之前和之后相對(duì)于標(biāo)稱CAD的偏差。模具設(shè)計(jì)用于單層玻璃片，并且對(duì)于離子交換中的3D翹曲進(jìn)行了校正。因此，圖12所示的具有形狀的玻璃制品的較高正偏差是模具在實(shí)施例1的較高形成溫度下的較高熱膨脹以及層疊玻璃片相比于單層玻璃片較低熱膨脹的結(jié)果。盡管模具設(shè)計(jì)沒有對(duì)低膨脹層疊玻璃片進(jìn)行優(yōu)化，除了部分周界之外，具有形狀的玻璃制品的形狀偏差位于+/-0.1mm之內(nèi)。

圖15的照片顯示投射到根據(jù)實(shí)施例1形成的具有形狀的玻璃制品的表面上的柵格圖像(右邊)以及投射到根據(jù)比較例1形成的具有形狀的玻璃制品的表面上的柵格圖像(左邊)。在平坦至彎曲過(guò)渡處，采用層疊玻璃片(實(shí)施例1)形成的具有形狀的玻璃制品顯示出比采用單層玻璃片(比較例1)形成的具有形狀的玻璃制品更小的光學(xué)變形。該光學(xué)變形的減小可能是層疊玻璃片與成形表面之間有限的表面相互作用的結(jié)果(例如，由于包覆層的較高粘度的結(jié)果)。

實(shí)施例2

采用實(shí)施例1所述的工藝形成具有形狀的玻璃制品，不同之處在于，由示例性玻璃組合物9形成芯層，以及由示例性玻璃組合物8分別形成第一包覆層和第二包覆層。

表3顯示根據(jù)實(shí)施例2的具有形狀的玻璃制品的形成期間各點(diǎn)處的玻璃片的溫度(表示為各點(diǎn)處的模具溫度)。表3還顯示實(shí)施例2的芯層和包覆層的粘度，其對(duì)應(yīng)于形成具有形狀的玻璃制品過(guò)程中經(jīng)受的不同溫度。

表3：形成期間的玻璃溫度和粘度

圖16顯示用于實(shí)施例2的玻璃組合物的粘度曲線圖。曲線902表示用于實(shí)施例2的示例性玻璃組合物9的粘度曲線。曲線904表示用于實(shí)施例2的示例性玻璃組合物8的粘度曲線。

表3和圖16所示數(shù)據(jù)顯示根據(jù)實(shí)施例2形成具有形狀的玻璃制品的過(guò)程中，包覆層的粘度高于芯層。觀察到根據(jù)實(shí)施例2形成的具有形狀的玻璃制品沒有與模具粘著。不希望受限于任何理論，相信沒有發(fā)生粘著是由于形成過(guò)程中包覆層的較高粘度的結(jié)果。

實(shí)施例3

進(jìn)行建模來(lái)評(píng)估芯-包覆粘度比對(duì)于玻璃制品形成過(guò)程中模具缺陷(例如，模具粗糙度或外來(lái)顆粒)轉(zhuǎn)移到玻璃片的表面上的影響。開發(fā)模型來(lái)模擬具有如圖1所示的一般結(jié)構(gòu)的層疊玻璃片與模具的成形表面接觸，以形成如圖7-8所示的具有3D形狀的具有形狀的玻璃制品。第一包覆層和第二包覆層的厚度分別為50μm，以及玻璃片的總厚度為0.7mm。對(duì)真空成形和壓力成形工藝都進(jìn)行了建模。玻璃片在彎曲區(qū)域中的粘度低于平坦區(qū)域(例如，由于導(dǎo)向到彎曲區(qū)域的加熱增加的結(jié)果)，所以對(duì)兩種不同粘度進(jìn)行了建模。對(duì)于壓力成形模型，平坦區(qū)域經(jīng)受比彎曲區(qū)域更高的有效壓力(例如，因?yàn)樵谡麄€(gè)成形過(guò)程中，平坦區(qū)域與成形表面接觸，而彎曲區(qū)域直至成形過(guò)程的較為后期才與成形表面接觸)。成形表面具有高度為50μm且寬度為50μm的突出物。對(duì)3mm彎曲半徑的壓力成形條件和真空成形條件都進(jìn)行了建模。在該模型中，沒有考慮玻璃片到模具的熱傳輸。使用有限元解算機(jī)POLYFLOW的2D軸對(duì)稱模型，等溫粘性牛頓流暗示在工藝過(guò)程中玻璃粘度沒有發(fā)生變化。因?yàn)椴Ａ囟仍诮佑|較冷的模具之后幾乎是瞬間跌落(導(dǎo)致相應(yīng)的玻璃粘度的增加)，建模結(jié)果顯示對(duì)于粘度而言最差的情形。模型條件如表4所示。

表4：建模成形條件

缺陷的斜率決定了玻璃表面上的小缺陷可見性。通常來(lái)說(shuō)，斜率大于2x10^-4(1/5000)的缺陷是肉眼可見的(例如，作為約1/3600的典型角度人眼分辨率的結(jié)果)。缺陷深度除以缺陷半寬來(lái)計(jì)算缺陷的斜率。

比較例2

建模來(lái)模擬單層(非層疊)玻璃片與模具的成形表面接觸以形成具有形狀的玻璃制品，如實(shí)施例3所述。

圖17顯示對(duì)于采用15s成形時(shí)間和0.1的芯-包覆粘度比的實(shí)施例3的建模成形工藝，具有形狀的玻璃制品中的表面缺陷的斜率與玻璃片的有效粘度之間的關(guān)系圖。圖18顯示對(duì)于采用30s成形時(shí)間和0.1的芯-包覆粘度比的實(shí)施例3的建模成形工藝，具有形狀的玻璃制品中的表面缺陷的斜率與玻璃片的有效粘度之間的關(guān)系圖。圖17-18中的圓圈表示實(shí)施例3所述的玻璃片的模型結(jié)果，以及三角形表示經(jīng)受相同成形工藝的比較例2所述的單層(非層疊)玻璃片的模型結(jié)果。圖17-18中所示的數(shù)據(jù)標(biāo)簽表示成形壓力，單位是巴。如圖17-18所示，成形表面中的突出物造成的層疊玻璃片中的缺陷小于單層玻璃片的情況。更具體來(lái)說(shuō)，相比于單層玻璃片，使用層疊玻璃片使得缺陷斜率降低了約50％。此外，相比于單獨(dú)的真空成形(例如，低壓與較低有效粘度)，較高成形壓力與較高玻璃粘度的組合(例如，壓力成形與較高有效粘度)降低了缺陷斜率。

實(shí)施例4

通過(guò)使具有如圖1所示的一般結(jié)構(gòu)的層疊玻璃片與模具的成形表面接觸，采用類似于實(shí)施例1所述的工藝，來(lái)形成如圖7-8所示的具有3D形狀的具有形狀的玻璃制品。第一包覆層和第二包覆層的厚度分別約為47μm，以及玻璃片的總厚度為0.55mm。芯層的10^8.2P溫度分別比第一包覆層和第二包覆層的10^8.2P溫度低約57℃，并且玻璃片的有效10^8.2P溫度約為812℃。具有形狀的玻璃制品的壓縮應(yīng)力約為190MPa。在形成之后沒有經(jīng)過(guò)精整過(guò)程(例如，拋光或蝕刻)的情況下，具有形狀的玻璃制品的表面粗糙度(R_a)為0.7nm且波度為23nm。

對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見的是可以在不偏離本發(fā)明的范圍或精神的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變動(dòng)。因此，除了所附權(quán)利要求書及其等價(jià)形式外，本發(fā)明不受限制。