具有等离子体处理边缘的玻璃制品、等离子体处理边缘的方法和执行方法的系统与流程

本公开内容大体上涉及具有用大气压等离子体处理过的边缘的玻璃制品。

背景技术：

1、玻璃制品被用于各种产品来覆盖显示器。例如，有时候将玻璃制品整合到交通工具内部以覆盖位于仪表盘的显示器。又例如，有时候将玻璃制品整合到个人电子装置中以覆盖显示器。有时候将玻璃制品切割成形状，这产生了边缘。有时候对玻璃制品进行化学回火以产生通常增加了玻璃制品的抗冲击性和耐划痕性的压缩应力区域。

2、然而，存在如下问题，玻璃制品的边缘会具有：(i)降低了玻璃制品的挠曲强度的向内延伸的瑕疵，或者(ii)具有次优光滑度或碎屑的轮廓，这降低了透明度和感官质量。

技术实现思路

1、本公开内容通过用大气压等离子体对玻璃制品的边缘进行处理的同时向靠近玻璃制品的边缘赋予额外加热解决了该问题。等离子体处理消除或者减少了瑕疵，并且使得剩余瑕疵的几何形貌圆化。等离子体处理降低了边缘的表面粗糙度(ra)并且为边缘赋予了高度透明性。等离子体处理在边缘上留下了低密度的颗粒。同时在靠近边缘处向玻璃制品添加热量在边缘处产生了压缩或中性的残留应力，实现了边缘相对于等离子体处理的高速位移，而没有导致建立起可能导致玻璃制品的自碎裂的残留拉伸应力。压缩残留应力改善了玻璃制品的弯曲强度。玻璃制品不需要进行退火来释放残留拉伸应力。玻璃制品后续可以经过离子交换，这进一步增加了玻璃制品的弯曲强度。可以对发射等离子体的喷头的数量和方向进行操控以产生与边缘毗邻的斜切部分或者产生具有完全固化边缘的斜切部分。喷头可以具有弧形槽，可以将玻璃制品的边缘插入其中，以进一步精制等离子体流动和等离子体处理之后的边缘形状。

2、在本公开内容的第1个方面中，玻璃制品包括：(1)第一主表面；(2)面朝的方向大体上与第一主表面相反的第二主表面；(3)第一主表面与第二主表面之间的0.095mm至3.5mm的厚度；以及(4)从第一主表面过渡到第二主表面的边缘；其中：(a)边缘展现出30nm至110nm范围内的表面粗糙度(ra)，(b)边缘上的颗粒密度是小于2个颗粒每0.1平方毫米，(c)玻璃制品在边缘处或者靠近边缘处展现出相对于0而言-100mpa至40mpa范围内的最大偏差的残留应力，其中，负值是压缩应力而正值是拉伸应力，以及(d)满足以下条件之一：(i)玻璃制品还包括与第一主表面和第二主表面中的一个或多个毗邻的一个或多个压缩应力区域，以及在经受根据astm c158的4点挠曲测试之后，玻璃制品展现出700mpa至900mpa范围内的b10威布尔分布挠曲应力值；或者(ii)玻璃制品不含压缩应力区域，以及在经受根据astm c158的4点挠曲测试之后，玻璃制品展现出大于或等于300mpa的b10威布尔分布挠曲应力值。

3、根据本公开内容的第2个方面，第1个方面的玻璃制品还包括：与第一主表面和第二主表面中的一个或多个毗邻的一个或多个压缩应力区域，其中，在经受根据astm c158的4点挠曲测试之后，玻璃制品展现出700mpa至900mpa范围内的b10威布尔分布挠曲应力值。

4、根据本公开内容的第3个方面，呈现了第1个方面的玻璃制品，其中：(i)玻璃制品不含压缩应力区域，以及(ii)在经受根据astm c158的4点挠曲测试之后，玻璃制品展现出大于或等于300mpa的b10威布尔分布挠曲应力值。

5、根据本公开内容的第4个方面，呈现了第1至第3个方面中任一项的玻璃制品，其中，第一主表面和第二主表面分别包括非平坦部分。

6、根据本公开内容的第5个方面，呈现了第1至第4个方面中任一项的玻璃制品，其中，玻璃制品是交通工具内部或者消费者电子装置的组件。

7、根据本公开内容的第6个方面，呈现了第1至第5个方面中任一项的玻璃制品，其中，玻璃制品选自下组：硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐不含碱性玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、碱土铝硼硅酸盐玻璃、高纯度熔凝二氧化硅、含碱性玻璃、包含一种或多种稀土氧化物的玻璃、非硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、硼铝酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、氟磷酸盐玻璃、硫磷酸盐玻璃、钒酸盐玻璃以及玻璃陶瓷。

8、根据本公开内容的第7个方面，第1至第6个方面中任一项的玻璃制品还包括：在边缘与第一主表面之间过渡的斜切部分。

9、根据本公开内容的第8个方面，呈现了第1至第6个方面中任一项的玻璃制品，其中，边缘提供了从第一主表面到第二主表面的完全弯曲过渡。

10、根据本公开内容的第9个方面，成形了第1至第8个方面中任一项的玻璃制品，其中：(i)在边缘处或者靠近边缘处的相对于0残留应力的最大偏差布置在玻璃制品内距离边缘1000μm内的位置处；以及(ii)在距离边缘1800μm位置且进一步深入玻璃制品中的玻璃制品内的残留应力是-5mpa至5mpa的范围内。

11、根据本公开内容的第10个方面，呈现了第1至第9个方面中任一项的玻璃制品，其中，边缘处以及达到进入玻璃制品中距离边缘至少100μm的距离的残留应力是压缩的。

12、根据本公开内容的第11个方面，呈现了第1至第10个方面中任一项的玻璃制品，其中：(i)作为从边缘进入到玻璃制品中的距离的函数的残留应力具有斜率，(ii)至少一部分的斜率具有0.2mpa/μm或更大的绝对值，以及(iii)该部分的斜率指向更大的压缩应力。

13、根据本公开内容的第12个方面，呈现了第11个方面的玻璃制品，其中，该部分的斜率存在于从边缘进入到玻璃制品中的100μm内。

14、根据本公开内容的第13个方面，呈现了第1至第12个方面中任一项的玻璃制品，其中，mg、ca、al和sr中的一个或多个的单位体积的原子数量在从距离边缘30nm到距离边缘200nm的玻璃制品内的所有位置处是基本恒定的。

15、根据本公开内容的第14个方面，呈现了第1至第13个方面中任一项的玻璃制品，其中，玻璃制品在边缘处或者靠近边缘处展现出相对于0在-70mpa至-20mpa范围内的最大偏差，其中，负值是压缩应力。

16、根据本公开内容的第15个方面，呈现了第1至第14个方面中任一项的玻璃制品，其中，玻璃制品未经过退火过程。

17、根据本公开内容的第16个方面，对玻璃制品进行处理的方法包括：(a)在用由气体产生的大气压等离子体接触玻璃制品的边缘的同时使得玻璃制品与大气压等离子体中的至少一个相对于另一个移动；以及(b)在玻璃制品的边缘接触大气压等离子体的同时，靠近玻璃制品的边缘向第一主表面和第二主表面中的一个或两个赋予额外热量。

18、根据本公开内容的第17个方面，第16个方面的方法还包括：在玻璃制品的边缘与大气压等离子体接触之前，对边缘进行研磨或激光切割。

19、根据本公开内容的第18个方面，第16至第17个方面中任一项的方法还包括：在边缘与大气压等离子体接触之后，使得玻璃制品经受离子交换过程，导致玻璃制品内的一个或多个压缩应力区域。

20、根据本公开内容的第19个方面，呈现了本公开内容的第18个方面的方法，其中，在玻璃制品的边缘与大气压等离子体接触之后以及在玻璃制品经受离子交换过程之后，在经受根据astm c158的4点挠曲测试之后，玻璃制品展现出700mpa至900mpa范围内的b10威布尔分布挠曲应力值。

21、根据本公开内容的第20个方面，呈现了第16至第19个方面中任一项的方法，其中，在玻璃制品的边缘与大气压等离子体接触之后，在经受根据astm c158的4点挠曲测试之后，玻璃制品展现出大于或等于300mpa的b10威布尔分布挠曲应力值。

22、根据本公开内容的第21个方面，呈现了第16至第20个方面中任一项的方法，其中，采用激光、热灯或者第二大气压等离子体来赋予额外热量。

23、根据本公开内容的第22个方面，呈现了第16至第21个方面中任一项的方法，其中，在边缘与大气压等离子体接触之后以及在向玻璃制品赋予额外热量之后，玻璃制品在边缘处或者靠近边缘处展现出相对于0而言-80mpa至40mpa范围内的最大偏差的残留应力，其中，负值是压缩应力而正值是拉伸应力。

24、根据本公开内容的第23个方面，呈现了第16至第22个方面中任一项的方法，其中，由氮气、压缩干燥空气气体、氦气、氩气和氢气中的一种或多种产生大气压等离子体。

25、根据本公开内容的第24个方面，呈现了第16至第23个方面中任一项的方法，其中，大气压等离子体与边缘的接触是除了垂直于边缘以外的角度。

26、根据本公开内容的第25个方面，呈现了第16至第24个方面中任一项的方法，其中，玻璃制品的边缘与大气压等离子体的接触产生了从边缘过渡到第一主表面的第一斜切部分。

27、根据本公开内容的第26个方面，呈现了第16至第24个方面中任一项的方法，其中，玻璃制品的边缘与大气压等离子体的接触产生了：(i)从边缘过渡到第一主表面的第一斜切部分，以及(ii)从边缘过渡到第二主表面的第二斜切部分。

28、根据本公开内容的第27个方面，呈现了第16至第26个方面中任一项的方法，其中，玻璃制品的边缘与大气压等离子体的接触产生了边缘处的弯曲表面。

29、根据本公开内容的第28个方面，呈现了第16至第27个方面中任一项的方法，其中，玻璃制品的边缘与大气压等离子体的接触包括使得边缘与不止一种大气压等离子体同时接触从而通过任意两个相邻等离子体喷射所产生的热是至少部分重叠的。

30、根据本公开内容的第29个方面，呈现了第16至第28个方面中任一项的方法，其中，第一主表面和第二主表面分别包括非平坦部分。

31、根据本公开内容的第30个方面，呈现了第16至第29个方面中任一项的方法，其中，玻璃制品选自下组：硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐不含碱性玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、碱土铝硼硅酸盐玻璃、高纯度熔凝二氧化硅、含碱性玻璃、包含一种或多种稀土氧化物的玻璃、非硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、硼铝酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、氟磷酸盐玻璃、硫磷酸盐玻璃、钒酸盐玻璃以及玻璃陶瓷。

32、根据本公开内容的第31个方面，呈现了第16至第30个方面中任一项的方法，其中，在边缘与大气压等离子体接触之后以及在向玻璃制品赋予额外热量之后，边缘展现出30nm至110nm范围内的表面粗糙度(ra)。

33、根据本公开内容的第32个方面，呈现了第16至第31个方面中任一项的方法，其中：(i)在边缘与大气压等离子体接触之后以及在向玻璃制品赋予额外热量之后，玻璃制品还包括边缘上的颗粒，以及(ii)边缘上的颗粒密度是少于2个颗粒每0.1平方毫米。

34、根据本公开内容的第33个方面，呈现了第16至第32个方面中任一项的方法，其中，玻璃制品包括0.095mm至3.5mm的厚度范围。

35、根据本公开内容的第34个方面，呈现了第16至第33个方面中任一项的方法，其中，所述的玻璃制品与大气压等离子体中的至少一个相对于另一个移动的速度是20mm/秒至200mm/秒。

36、根据本公开内容的第35个方面，呈现了第16至第33个方面中任一项的方法，其中，所述玻璃制品与大气压等离子体中的至少一个相对于另一个移动的速度大于或等于20mm/秒。

37、根据本公开内容的第36个方面，呈现了第16至第35个方面中任一项的方法，其中，在边缘与大气压等离子体接触以及靠近边缘向第一主表面和第二主表面中的一个或多个赋予额外热量之后，玻璃制品没有经受退火过程。

38、根据本公开内容的第37个方面，呈现了第16至第36个方面中任一项的方法是，其中，靠近边缘向第一主表面和第二主表面中的一个或多个赋予额外热量的同时使得玻璃制品的边缘与大气压等离子体接触导致边缘处或者靠近边缘处的残留拉伸应力转变为没有残留应力或者残留压缩应力。

39、根据本公开内容的第38个方面，对玻璃制品的边缘进行处理的系统包括：(a)支撑体，其构造成对具有边缘的玻璃制品进行支撑；以及(b)第一喷头，其构造且放置成将大气压等离子体发射到玻璃制品的边缘上；其中，支撑体和第一喷头中的一个或两个相对于另一个是可移动的。

40、根据本公开内容的第39个方面，第38个方面的系统还包括：第二喷头，其构造且放置成将大气压等离子体发射到玻璃制品的边缘上，来自第一喷头的等离子体的热量与来自第二喷头的等离子体的热量是至少部分重叠的。

41、根据本公开内容的第40个方面，第38至第39个方面中任一项的系统还包括：相对于支撑体放置的一个或多个热发射器，从而将热量发射到玻璃制品的第一主表面和第二主表面中的一个或两个上，位置靠近第一热量发射等离子体到玻璃制品的边缘上的地方。

42、根据本公开内容的第41个方面，呈现了第40个方面，其中，所述一个或多热发射器包括以下一种或多种：激光源、灯或者构造成发射大气压等离子体的喷头。

43、根据本公开内容的第42个方面，呈现了第38至第41个方面中任一项的系统，其中，第一喷头相对于支撑体放置从而发射大致垂直于玻璃制品的边缘的等离子体。

44、根据本公开内容的第43个方面，呈现了第38至第41个方面中任一项的系统，其中，第一喷头相对于支撑体放置从而以如下角度发射等离子体，所述角度是在(i)垂直于玻璃制品的第一主表面与(ii)垂直于玻璃制品的边缘之间。

45、根据本公开内容的第44个方面，呈现了第38至第43个方面中任一项的系统，其中，第一喷头包括：(i)构造成接收玻璃制品的边缘的槽；以及(ii)槽处的多个孔隙，其放置成将等离子体发射到玻璃制品的第一主表面、玻璃制品的边缘和玻璃制品的第二主表面中的至少两个上。

46、根据本公开内容的第45个方面，呈现了第44个方面的系统，其中，第一喷头的槽是弧形的。

47、根据本公开内容的第46个方面，呈现了第28至第45个方面中任一项的系统，其中，支撑体和第一大气压等离子体发射器中的一个或两个相对于另一个是可以移动的，速率大于或等于20mm/秒。