離子交換處理之后，初始中屯、張力（iCT) 可能會(huì)超過(guò)預(yù)定(或所希望的）數(shù)值，例如超過(guò)玻璃板的預(yù)定易碎限值，該預(yù)定易碎限值可 等于或大于大約40MPa，或更具體而言，該預(yù)定易碎限值在一些玻璃中等于或大于大約 48MPa〇
[0037] 如果初始?jí)嚎s應(yīng)力（iCS)超過(guò)所希望的數(shù)值、壓縮層的初始深度（iDOL)低于所希 望的數(shù)值、并且/或者初始中屯、張力（iCT)超過(guò)所希望的數(shù)值，則會(huì)在使用各玻璃板的最終 產(chǎn)品中產(chǎn)生不希望的特征。例如，若初始?jí)嚎s應(yīng)力（iCS)超過(guò)所希望的數(shù)值（例如達(dá)到 lOOOMPa)，則玻璃在某些情況下可能不會(huì)發(fā)生破裂。盡管運(yùn)與直覺(jué)相背，但在一些情況下， 玻璃板應(yīng)當(dāng)能夠破裂，如在汽車(chē)玻璃應(yīng)用中，玻璃在某個(gè)沖擊負(fù)荷下必須破裂W免造成傷 害。
[0038] 另外，若壓縮層的初始深度(iDOL)低于所希望的數(shù)值，則在某些情況下，玻璃板可 能在不希望的情況下意外破裂。典型的離子交換處理可得到不超過(guò)大約40~60WI1的壓縮層 的初始深度（iDOL),運(yùn)可能小于玻璃板使用過(guò)程中所形成的擦痕、凹陷等的深度。例如，已 發(fā)現(xiàn)在使用玻璃板的環(huán)境中，由于暴露于摩擦材料如娃砂、飛屑等，裝好的汽車(chē)窗用玻璃 (使用經(jīng)過(guò)離子交換的玻璃)可能形成深達(dá)大約75WI1或更深的外部擦痕。該深度可超過(guò)壓縮 層的典型深度，可能導(dǎo)致玻璃在使用過(guò)程中意外破裂。
[0039] 最后，如果初始中屯、張力（iCT)超過(guò)所需數(shù)值，例如達(dá)到或超過(guò)為玻璃選定的易碎 限值，則玻璃板在不利情況下可能意外破裂。例如，已發(fā)現(xiàn)4英寸X4英寸X0.7mm的康寧 (Corning)大猩猩(Gonlla) ?玻璃表現(xiàn)出W下性能特征：當(dāng)在純KN03中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的單步 離子交換處理(475°C下8小時(shí)）后，該玻璃發(fā)生不希望的破裂(破裂時(shí)劇烈破損成大量小碎 片）。盡管D0L達(dá)到了大約ΙΟΙμπι，但產(chǎn)生了65MPa的相對(duì)較高的CT，其高于為目標(biāo)玻璃板選定 的易碎限值(48MPa)。
[0040] 在需要進(jìn)行退火的非限制性的實(shí)施方式中，在對(duì)玻璃板進(jìn)行離子交換后，可通過(guò) 將該玻璃板加熱至一個(gè)或多個(gè)第二溫度并保溫第二時(shí)間段來(lái)對(duì)該玻璃板進(jìn)行退火處理 104。例如，退火處理104可在空氣環(huán)境中進(jìn)行、可在范圍在大約400~500°C的第二溫度下進(jìn) 行、W及可在范圍在大約4~24小時(shí)的第二時(shí)間段進(jìn)行，例如但不限于大約8小時(shí)。退火處理 104可進(jìn)而引起初始?jí)嚎s應(yīng)力（iCS)、壓縮層的初始深度（iDOL)和初始中屯、張力（iCT)中的 至少一個(gè)發(fā)生改變。
[0041] 例如，在退火處理104之后，初始?jí)嚎s應(yīng)力（iCS)可被降低至等于或低于預(yù)定值的 最終壓縮應(yīng)力(f CS)。舉例而言，初始?jí)嚎s應(yīng)力（iCS)可等于或大于大約500MPa，但最終壓縮 應(yīng)力（fCS)可等于或小于大約400Mpa、350M化或300M化。應(yīng)當(dāng)指出的是最終壓縮應(yīng)力（fCS) 的目標(biāo)值會(huì)隨玻璃厚度的變化而變化，因?yàn)樵诟竦牟Ａе校偷膄CS可能是理想的，而 在更薄的玻璃中，可容許更高的fCS。
[0042] 另外，在退火處理104之后，壓縮層的初始深度（iDOL)可增至等于或大于預(yù)定值的 最終壓縮層深度(fDOL)。舉例而言，壓縮層的初始深度(iDOL)可等于或小于約大75μπι，而最 終壓縮層深度(fDOL)可等于或大于大約sown或90μπι，例如lOOwii或更大。
[0043] 或者，在退火處理104之后，初始中屯、張力（iCT)可降至等于或低于預(yù)定值的最終 中屯、張力(fCT)。舉例而言，初始中屯、張力（iCT)可等于或高于為玻璃板選定的易碎限值(例 如在大約40~48M化之間），而最終中屯、張力(fCT)低于為玻璃板選定的該易碎限值。形成可 進(jìn)行離子交換的示例性的玻璃結(jié)構(gòu)的其它例子在共同待審的于2012年9月26日提交的美國(guó) 專利申請(qǐng)?zhí)?3/626958和于2013年6月25日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3/926461中有所描述， 它們各自的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用納入本文。
[0044] 如上文所述，可調(diào)整離子交換步驟和退火步驟的條件，W實(shí)現(xiàn)所需的玻璃表面壓 縮應(yīng)力(CS)、壓縮層深度(D化)和中屯、張力(CT)。離子交換步驟可通過(guò)將玻璃板在烙鹽浴中 浸沒(méi)預(yù)定時(shí)間來(lái)進(jìn)行，其中，玻璃板中位于其表面處或表面附近的離子被交換成更大的金 屬離子，例如來(lái)自鹽浴的金屬離子。舉例而言，烙鹽浴可包括KN03，烙鹽浴的溫度可在大約 400~500°C的范圍內(nèi)，預(yù)定時(shí)間可在大約1~24小時(shí)、優(yōu)選在大約2~8小時(shí)的范圍內(nèi)。更大 的離子結(jié)合入玻璃中，通過(guò)在近表面區(qū)域產(chǎn)生壓縮應(yīng)力而強(qiáng)化玻璃板?？稍诓ＡО逯型?、區(qū) 域內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的拉伸應(yīng)力，W平衡該壓縮應(yīng)力。
[0045] 進(jìn)一步舉例而言，玻璃板中的鋼離子可被來(lái)自烙鹽浴的鐘離子取代，盡管其他具 有更大原子半徑的堿金屬離子，例如鋼或飽離子也可取代玻璃中更小的堿金屬離子。根據(jù) 一些實(shí)施方式，玻璃板中更小的堿金屬離子可被Ag+離子取代。類似地，其它堿金屬鹽，例如 但不限于硫酸鹽W及面化物等可被用于離子交換處理。
[0046] 在低于玻璃網(wǎng)絡(luò)會(huì)發(fā)生松弛的溫度的溫度用更大離子取代更小離子，會(huì)產(chǎn)生在玻 璃板整個(gè)玻璃表面的離子分布，從而產(chǎn)生應(yīng)力曲線。進(jìn)來(lái)的離子的更大的體積在表面上產(chǎn) 生壓縮應(yīng)力（CS)，并在玻璃的中屯、區(qū)域產(chǎn)生張力（中屯、張力或CT)。壓縮應(yīng)力通過(guò)W下近似 關(guān)系與中屯、張力相關(guān)：
[0047]
[004引其中，t表示玻璃板的總厚度，D化表示交換深度，也稱為壓縮層深度。
[0049]可使用任意數(shù)量的具體玻璃組合物來(lái)生產(chǎn)玻璃板。例如，適用于本文所述的實(shí)施 方式的可進(jìn)行離子交換的玻璃包括堿金屬侶娃酸鹽玻璃或者堿金屬侶棚娃酸鹽玻璃，盡管 也可考慮使用其它玻璃組合物。如本文所用，"可進(jìn)行離子交換"是指位于玻璃表面處或表 面附近的陽(yáng)離子能夠被尺寸更大或更小的同價(jià)態(tài)陽(yáng)離子交換的玻璃。
[00加 ]例如，合適的玻璃組合物包含Si〇2、B2〇3和Na2〇,其中（Si〇2+B2〇3) > 66摩爾％且船2〇 > 9摩爾％。在一種實(shí)施方式中，玻璃板包含至少4重量％的氧化侶或4重量％的氧化錯(cuò)。在 另一種實(shí)施方式中，玻璃板包含一種或多種堿上金屬氧化物，且該堿上金屬氧化物的含量 至少為5重量％。在一些實(shí)施方式中，合適的玻璃組合物還包含K2〇、MgO和CaO中的至少一 種。在一種具體的實(shí)施方式中，玻璃可包含61~75摩爾％的51化、7~15摩爾％的412〇3、0~ 12摩爾％的82〇3、9~21摩爾％的化2〇、0~4摩爾％的拉0、0~7摩爾％的1邑0^及0~3摩爾％ 的 CaO。
[0051 ]適用于形成混合玻璃層壓件的另一種示例性的玻璃組合物包含:60~70摩爾％的 Si〇2、6~14摩爾％的412〇3、0~15摩爾％的82〇3、0~15摩爾％的^2〇、0~20摩爾％的胞2〇、0 ~10摩爾％的拉0、0~8摩爾％的]\%0、0~10摩爾％的化0、0~5摩爾％的化〇2、0~1摩爾％的 Sn〇2、0~1摩爾％的〔6〇2、小于50ppm的As2〇3和小于50ppm的Sb2〇3,其中，12摩爾％ < (Li2〇+ Na2〇+K2〇) < 2〇摩爾％且0摩爾％ < (MgO+CaO) < 10摩爾％。
[0化2] 另一種示例性的玻璃組合物包含：63.5~66.5摩爾％的51化、8~12摩爾％的 Al2〇3、0~3摩爾％的82〇3、0~5摩爾％的^2〇、8~18摩爾％的胞2〇、0~5摩爾％的1(2〇、1~7 摩爾％的1邑0、0~2.5摩爾％的〔曰0、0~3摩爾％的2'02、0.05~0.25摩爾％的51102、0.05~ 0.5摩爾％的〔6〇2、小于50ppm的As2〇3和小于50ppm的Sb2〇3，其中，14摩爾％ <化12〇+化2〇+ Κ2〇) < 18摩爾 ％且2摩爾 ％ < (MgO+CaO) < 7摩爾 ％。
[0053] 在另一種實(shí)施方式中，一種堿金屬侶娃酸鹽玻璃包含W下成分、主要由W下成分 組成或由W下成分組成:61~75摩爾％的51〇2、7~15摩爾％的412〇3、0~12摩爾％的82〇3、9 ~21摩爾％的船2〇、0~4摩爾％的拉0、0~7摩爾％的]\%0^及0~3摩爾％的化0。
[0054] 在一種具體的實(shí)施方式中，一種堿金屬侶娃酸鹽玻璃包含氧化侶、至少一種堿金 屬，W及在一些實(shí)施方式中大于50摩爾％的51化，在其它實(shí)施方式中至少為58摩爾％的 Si〇2,在其他實(shí)施方式中至少為60摩爾％的51化，其中滿足比例
在所述比 例中，組分W摩爾％計(jì)且改性劑是堿金屬氧化物。在運(yùn)些具體的實(shí)施方式中，該玻璃包含W 下成分、主要由W下成分組成或由W下成分組成：58~72摩爾％的51化、9~17摩爾％的 Al203、2~12摩爾％的B203、8~16摩爾％的化20和0~4摩爾％的K20，其中滿足比例
[0055] 在另一種實(shí)施方式中，一種堿金屬侶娃酸鹽玻璃基板包含W下成分、主要由W下 成分組成或由W下成分組成：60~70摩爾％的51化、6~14摩爾％的412〇3、0~15摩爾％的 B203、0~15摩爾％的^2〇、0~20摩爾％的化2〇、0~10摩爾％的拉0、0~8摩爾％的]\%0、0~10 摩爾％的化〇、〇~5摩爾％的2州2、0~1摩爾％的511〇2、0~1摩爾％的〔6〇2、小于50ppm的As2〇3 和小于50ppm的訊2〇3,其中12摩爾％ <Li2〇+化20+K20<20摩爾％且0摩爾％ <Mg0+Ca0^0 摩爾％。
[0056] 在另一種實(shí)施方式中，一種堿金屬侶娃酸鹽玻璃包含W下成分、主要由W下成分 組成或由W下成分組成:64~68摩爾％的51〇2、12~16摩爾％的船2〇、8~12摩爾％的412〇3、 0~3摩爾％的82〇3、2~5摩爾％的私0、4~6摩爾％的]\^0和0~5摩爾％的〔曰0,其中：66摩 爾 ％ < Si〇2+B2〇3+CaO < 69摩爾 ％ ;Na2〇+K2〇+B2〇3+MgO+CaO+SrO> 10摩爾 ％ ; 5摩爾 ％ < MgO+ CaO+SrO < 8摩爾 ％ ; (Na2〇+B2〇3) < AI2O3 < 2摩爾 ％ ; 2摩爾 ％ < Na2〇 < AI2O3 < 6摩爾 ％ ;且4摩 爾％ < (化2O+K2O) <Al2〇3^0摩爾％。示例性的玻璃結(jié)構(gòu)的其它組成在共同待審的于2012 年9月26日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3/626958和于2013年6月25日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?13/926461中有所描述，它們各自的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用納入本文。
[0057] 本文所述的方法可適用于一系列應(yīng)用。一種特別令人感興趣的應(yīng)用可W是但不限 于汽車(chē)窗用玻璃應(yīng)用，該方法能夠用于生產(chǎn)可通過(guò)汽車(chē)沖擊安全標(biāo)準(zhǔn)的玻璃。本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可W想到其他應(yīng)用。
[0058] 圖2是本發(fā)明的一些實(shí)施方式的橫截面圖。圖3是本發(fā)明的另一些實(shí)施方式的透視 圖。參考圖2和圖3,一種示例性的實(shí)施方式可包括兩層經(jīng)過(guò)化學(xué)強(qiáng)化的玻璃，例如大猩^猩@ 玻璃，所述玻璃如上文所述經(jīng)過(guò)熱處理、離子交換。示例性的實(shí)施方式可具有大約700M化的 表面壓縮或壓縮應(yīng)力和大于大約40微米的D0L。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，層壓件10可包含玻璃 外層12,所述玻璃外層12具有小于或等于大約1.0mm的厚度，大約500Mpa~大約950MPa的殘 留表面的CS水平，大于35微米的D0L。在一種實(shí)施方式中，中間層14可具有大約0.8mm的厚 度。示例性的中間層14可包括但不限于聚乙締醇縮下醒或其他合適的聚合物材料。在另一 些實(shí)施方式中，可對(duì)外層