(57)【要約】ガラス組成物、ガラス物品、および化学的に強化されたガラス物品の実施形態が開示される。１以上の実施形態において、ガラス組成物は、Ｌｉ２Ｏと、約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３と、１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約６０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２とを含む。化学的に強化されたガラス物品の実施形態は、厚さｔを定める第１の主要な表面およびその反対側の第２の主要な表面と、第１の主要な表面から約０．１２ｔを超える圧縮の深さまで延在する圧縮応力層と、約２００ＭＰａ以上の最大圧縮応力と、第１の主要な表面および第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、約６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値とを有する。そのような化学的に強化されたガラス物品を形成する方法も開示される。
2019517448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス物品において、
６０モル％〜８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、
１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、
４モル％〜１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、
０．９モル％〜７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３と、
０ではない量のＰ２Ｏ５と
を含む組成を有し、
前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が８０モル％以上であり、
前記Ｎａ２Ｏの量が前記Ｌｉ２Ｏの量より多く、
前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である
ことを特徴とするガラス物品。
【請求項２】
（ｉ）前記物品が１．０モル％未満の量のＫ２Ｏを更に含むこと、
（ｉｉ）前記Ｎａ２Ｏの量が３モル％〜１１モル％の範囲内の量であること、
（ｉｉｉ）前記組成がＫ２Ｏを実質的に含まないこと、
（ｉｖ）前記組成がＳｎＯ２を更に含むこと、および、
（ｖｉ）前記組成が１．５モル％未満のＺｒＯ２を更に含むこと
のうちの少なくとも１つを有する、請求項１記載のガラス物品。
【請求項３】
前記組成がＲＯを更に含み、該ＲＯが、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯのうちのいずれか１以上を含み、前記ＲＯの合計量が０．０５モル％〜２モル％の範囲内である、請求項１または２記載のガラス物品。
【請求項４】
化学的に強化されたガラス物品において、
０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内の厚さｔを定める第１の主要な表面およびその反対側の第２の主要な表面と、
Ｌｉ２ＯおよびＢ２Ｏ３を含むアルカリアルミノシリケートの組成物と、
前記第１の主要な表面から０．１２ｔを超える圧縮の深さ（ＤＯＣ）まで延在する圧縮応力（ＣＳ）層と
を含み、
前記ＣＳ層が２００ＭＰａ以上の最大応力を有し、
前記ガラス物品が、前記第１の主要な表面および前記第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値を有する
化学的に強化されたガラス物品であって、
（ｉ）前記物品が、表面破断閾値衝撃力試験によって測定された４００Ｎ〜８５１Ｎの最大表面衝撃力に耐えること、
（ｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された２００Ｎを超え５００Ｎまでの平均縁部衝突衝撃力に耐えること、および、
（ｉｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された０．４３Ｊを超え１．３Ｊまでの縁部衝突衝撃エネルギーに耐えること
のうちの少なくとも１つを有する
ことを特徴とする化学的に強化されたガラス物品。
【請求項５】
前記組成が、６０モル％〜８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、４モル％〜１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、０．９モル％〜７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３と、０ではない量のＰ２Ｏ５とを更に含み、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が８０モル％以上であり、前記Ｎａ２Ｏの量が前記Ｌｉ２Ｏの量より多く、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である、請求項４記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項６】
１．０モル％未満の量のＫ２Ｏを更に含む、請求項４または５記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項７】
０・ｔから０．３・ｔまでの厚さの範囲に沿って０にはならずに変化する濃度の金属酸化物であって、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏのうちのいずれか１以上を含む金属酸化物を更に含み、
（ｉ）前記金属酸化物の前記濃度が前記厚さ全体に沿って０にはならずに変化すること、
（ｉｉ）前記金属酸化物が前記厚さの範囲に沿って応力を生じること、および、
（ｉｉｉ）前記金属酸化物の前記濃度が、前記第１の表面から該第１の表面と前記第２の表面との間の点における値まで減少し、該値から前記第２の表面まで増加すること、
のうちの少なくとも１つを更に有する、請求項４〜６のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項８】
４０ＭＰａ〜１００ＭＰａの範囲内の最大中心張力を更に有する、請求項４〜７のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項９】
８５ＭＰａ未満のヤング率を更に有する、請求項８記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１０】
前記ＳｉＯ２の量が６５モル％〜８０モル％の範囲内である、請求項４〜９のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１１】
装置において、
前面、後面、および側面を有する筐体と、
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気的構成要素と、
前記筐体の前記前面にあるまたは該前面に隣接したディスプレイと、
前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー物品と
を含み、
前記カバー物品および前記筐体の少なくとも一部分のうちの少なくとも一方が、請求項４〜１０のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品を含む
ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
化学的に強化されたガラス物品において、
３ミリメートル未満の厚さ（ｔ）を定める第１の主要な表面および該第１の表面とは反対側の第２の主要な表面と、
６０モル％〜８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、４モル％〜１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、０．９モル％〜７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３と、０ではない量のＰ２Ｏ５とを含む組成物であって、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が８０モル％以上であり、前記Ｎａ２Ｏの量が前記Ｌｉ２Ｏの量より多く、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である、組成物と、
前記厚さにそって延在する応力プロファイルと、
を含み、
０・ｔから０．３・ｔまでの厚さの範囲の間にある前記応力プロファイルの少なくとも１つの点、および０．７・ｔを超える厚さからの前記応力プロファイルの少なくとも１つの点が、傾斜の絶対値が０．１ＭＰａ／μｍより大きい接線を有し、
前記応力プロファイルが、最大ＣＳと、ＤＯＣと、１００ＭＰａ未満の最大ＣＴとを有し、前記最大ＣＳの絶対値に対する前記最大ＣＴの比率が０．０１〜０．２の範囲内であり、前記ＤＯＣが０．１・ｔ以上である
ことを特徴とする化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１３】
前記ＳｉＯ２の量が６５モル％〜８０モル％の範囲内である、請求項１２記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１４】
０ではない量のＰ２Ｏ５と、１．０モル％未満の量のＫ２Ｏとを更に含む、請求項１２または１３記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１５】
（ｉ）３００ＭＰａ以上の表面ＣＳ、
（ｉｉ）８５ＭＰａ未満のヤング率、
（ｉｉｉ）２００ＭＰａ以上の表面ＣＳおよび０．４・ｔ以上の最大化学的深さ、
（ｉｖ）前記第１の表面から０．１・ｔ以上のＤＯＣまで延びるＣＳ層、
（ｖ）Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏのうちのいずれか１以上を含む金属酸化物の金属酸化物濃度勾配を有するＣＴ領域、
（ｖｉ）表面ＣＳに対する最大ＣＴの０．０１〜０．２の範囲内の比率
のうちの少なくとも１つを更に有する、請求項１２〜１４のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１６】
前記ガラス物品が、前記第１の主要な表面および前記第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値を有する、請求項１２〜１５のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１７】
（ｉ）前記物品が、表面破断閾値衝撃力試験によって測定された４００Ｎ〜８５１Ｎの最大表面衝撃力に耐えること、
（ｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された２００Ｎを超え５００Ｎまでの平均縁部衝突衝撃力に耐えること、および、
（ｉｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された０．４３Ｊを超え１．３Ｊまでの縁部衝突衝撃エネルギーに耐えること
のうちの少なくとも１つを有する、請求項１２〜１６のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１８】
民生用電子製品において、
前面、後面、および側面を有する筐体と、
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気的構成要素であって、少なくともコントローラ、メモリ、およびディスプレイを含み、該ディスプレイが前記筐体の前記前面に設けられたまたは該前面に隣接して設けられた、電気的構成要素と、
前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基体と、
を含み、
前記筐体の一部分または前記カバー基体のうちの少なくとも一方が、請求項１２〜１７のいずれか一項記載の強化されたガラス物品を含む
ことを特徴とする民生用電子製品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１６年７月５日に出願された米国仮特許出願第６２／３５８３７９号および２０１６年５月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／３４２５５８号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、破砕およびスクラッチ耐性を有するガラス物品に関し、より具体的には、Ｌｉ２ＯおよびＢ２Ｏ３含有組成物を含み、強化後に深い圧縮の深さおよび高い耐スクラッチ性を示すガラス物品に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス物品はしばしば、そのような物品の表面に大きい傷を生じ得る激しい衝撃を受ける。そのような傷は、表面から約２００マイクロメートル（ミクロンまたはμｍ）までの深さまで延び得る。従来、ガラスにそのような傷が導入されることによって生じる破断を防止するために、熱的テンパリングを受けたガラス物品が用いられている。その理由は、熱的テンパリング（焼き戻し）を受けたガラス物品は、しばしば深い圧縮応力（ＣＳ）層（例えば、ガラス物品の全厚さの約２１％）を示し、これが、傷がガラス物品内に更に伝搬するのを防止し、それによって破断を防止し得るからである。熱的テンパリングによって生成される応力プロファイルの一例が図１に示されている。図１は、熱的テンパリングを受けたガラス物品１００のｘ軸に沿って示されている厚さに沿った応力プロファイルの断面を示す。応力の大きさはｙ軸上に示されており、線１０１は、０応力および圧縮応力と引張応力とのクロスオーバー点を表す。
【０００４】
図１において、熱的に処理されたガラス物品１００は、第１の表面１０２、厚さｔ１、および表面ＣＳ１１０を有する。熱的に処理されたガラス物品１００は、第１の表面から１０１圧縮の深さ（ＤＯＣ）１３０（ガラス物品内における応力が圧縮応力から引張応力に変わる深さ）まで減少するＣＳを示す。次に、ＤＯＣを越える深さにおいて、応力は引張応力となり、最大中心張力（ＣＴ）１２０に達する。
【０００５】
熱的テンパリングで熱的強化および所望の残留応力を達成するには、そのような物品のコアと表面との間に十分な熱勾配を生じなければならないので、熱的テンパリングは現在のところ厚いガラス物品（即ち、約３ミリメートル以上の厚さｔ１を有するガラス物品）に限られている。そのような厚い物品は、多くの用途（例えば、ディスプレイ（例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータ、ナビゲーションシステム等を含む民生用電子機器）、建築（例えば、窓、シャワーパネル、カウンタートップ等）、輸送（例えば、自動車、電車、飛行機、船等）、家電、または、優れた耐破砕性と薄くて軽い物品とを必要とする任意の用途等）において望ましくないまたは実用的でない。
【０００６】
化学的強化は、熱的テンパリングと同じようにはガラス物品の厚さによる制限は受けないものの、公知の化学的に強化されたガラス物品は、熱的テンパリングを受けたガラス物品の応力プロファイルを示さない。化学的強化によって（例えば、イオン交換プロセスによって）生じる応力プロファイルの一例が、図２に示されている。図２は、公知の化学的に強化されたガラス物品２００のｘ軸に沿って示されている厚さに沿った応力プロファイルの断面を示す。応力の大きさはｙ軸上に示されており、線２０１は、０応力および圧縮応力と引張応力とのクロスオーバー点を表す。図２において、化学的に強化されたガラス物品２００は、第１の表面２０１、厚さｔ２、および表面ＣＳ２１０を有する。ガラス物品２００は、第１の表面２０１からＤＯＣ２３０（応力が圧縮応力から引張応力に変わる深さ）まで減少するＣＳを示す。ＤＯＣを越えると、応力は引張応力となり、最大ＣＴ２２０に達する。図２に示されているように、そのようなプロファイルは、略平坦なＣＴ領域、または、ＣＴ領域の少なくとも一部に沿って一定もしくはほぼ一定の引張応力を有するＣＴ領域を示す。しばしば、公知の化学的に強化されたガラス物品は、図１に示されている最大中心値と比較して、より低い最大ＣＴ値を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、改善された耐破砕性を示す薄いガラス物品の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の第１の態様は、Ｌｉ２Ｏと、Ｐ２Ｏ５と、約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３とを含む組成を有するアルミノシリケートガラス物品に関する。１以上の実施形態において、本組成物は、約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、約１０モル％以上または１３．５モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約５モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、約１モル％〜約５モル％の範囲内の量のＰ２Ｏ５と、約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３と、約０．５モル％〜約１２モル％の範囲内の量のＮａ２Ｏとを含む。
【０００９】
１以上の実施形態において、本組成物は、約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約１０モル％以下のＬｉ２Ｏと、約１モル％〜約５モル％の範囲内の量のＰ２Ｏ５と、約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３と、約０．５モル％〜約１２モル％の範囲内の量のＮａ２Ｏとを含む。
【００１０】
１以上の実施形態において、Ａｌ２Ｏ３は、組成物内に、約１３．５モル％〜約１８モル％の範囲内の量で存在する。１以上の実施形態において、組成物中のＰ２Ｏ５の量は約３モル％未満であり得る。１以上の実施形態において、Ｂ２Ｏ３の量は約０．９モル％〜約６．５モル％、または約１モル％〜約６．５モル％の範囲内の量である。１以上の実施形態において、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量は約８０モル％以上である。
【００１１】
１以上の実施形態において、組成物はＲ２Ｏを含む。本明細書において用いられるＲ２Ｏとは、例えば、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物を指す。１以上の実施形態において、組成物中のＲ２Ｏの合計量（組成物中のあらゆるアルカリ金属酸化物の合計量を意味する）は約１２モル％〜約２０モル％の範囲内である。
【００１２】
１以上の実施形態において、Ｎａ２Ｏの量は約３モル％〜約１１モル％の範囲内の量である。一部の実施形態では、本組成物は、約５モル％〜約１１モル％または約５モル％〜約７モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏを含む。必用に応じて、本組成物はＫ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。１以上の実施形態において、Ｎａ２Ｏの量はＬｉ２Ｏの量より多い。
【００１３】
１以上の実施形態において、本組成物はＲＯを含む。本明細書において用いられるＲＯとは、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ等のアルカリ土類金属酸化物を指す。一部の実施形態では、ＲＯの合計量（組成物中のあらゆるアルカリ土類金属酸化物の合計量を意味する）は約０．０５モル％〜約４モル％の範囲内である。１以上の特定の実施形態では、本組成物は約０．５モル％〜約３モル％の範囲内の量のＺｎＯを含む。
【００１４】
１以上の実施形態の組成物はＳｎＯ２を含み得る。１以上の実施形態において、本組成物は約１．５モル％未満のＺｒＯ２を含む。
【００１５】
１以上の実施形態において、本組成物は約３００キロポアズ以下の液相粘度を示す。他の幾つかの実施形態では、本組成物は約３００キロポアズより高い液相粘度を示す。
【００１６】
本開示の第２の態様は、化学的に強化されたガラス物品に関する。１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、厚さｔを定める第１の主要な表面およびその反対側の第２の主要な表面と、Ｌｉ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３、１３．５モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３、および約０．５モル％〜約１２モル％のＮａ２Ｏを含む組成とを有する。１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品の組成は、約１０モル％以下の量のＬｉ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３、１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３、および約０．５モル％〜約１２モル％のＮａ２Ｏを含み得る。
【００１７】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、第１の主要な表面から約０．１ｔを超えるまたは約０．１２ｔ以上のＤＯＣまで延びるＣＳ層を含む。一部の実施形態では、化学的に強化されたガラス物品は、約２００ＭＰａ以上の最大ＣＳを有するＣＳ層を含む。一部の実施形態では、ＣＳ層は、約３００以上の表面ＣＳを有する。１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、約４０ＭＰａを超える最大ＣＴまたは約４０ＭＰａ〜約１００ＭＰａの範囲内の最大ＣＴを有する。幾つかの例では、最大ＣＴは約１００ＭＰａ未満である。１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品が示す、最大ＣＳの絶対値に対する最大ＣＴの比率は約０．０１〜約０．２の範囲内である。
【００１８】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、厚さｔ全体にそって延在する応力プロファイルを有し、約０・ｔから０．３・ｔまでの厚さの範囲と０．７・ｔを超える厚さからの範囲との間の応力プロファイルの全ての点は、傾斜の絶対値が約０．１ＭＰａ／μｍより大きい接線を有する。他の実施形態では、化学的に強化されたガラス物品は、厚さｔ全体にそって延在する応力プロファイルを有し、約０・ｔから０．３・ｔまでの厚さの範囲の間の応力プロファイルの少なくとも１つの点および０．７・ｔを超える厚さからの応力プロファイルの少なくとも１つの点のうちの各点は、傾斜の絶対値が約０．１ＭＰａ／μｍより大きい接線を有する。
【００１９】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、約０・ｔから約０．３・ｔまでの厚さの範囲に沿って０にはならずに変化する濃度の金属酸化物を含む。一部の実施形態では、金属酸化物は、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏのうちのいずれか１以上を含む。一部の実施形態では、金属酸化物の濃度は、厚さ全体に沿って０にはならずに変化する。１以上の実施形態において、金属酸化物は、濃度が０にはならずに変化する厚さの範囲に沿って応力を生じる。必用に応じて、金属酸化物の濃度は、第１の表面から第１の表面と第２の表面との間の点における値まで減少し、この値から第２の表面まで増加する。１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、約０．４・ｔ以上の最大化学的深さを示す。
【００２０】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、８５ＭＰａ未満のヤング率を有する。
【００２１】
１以上の実施形態において、未強化のガラス物品および化学的に強化されたガラス物品は、第１の主要な表面および第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、約６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値（Knoop Lateral Cracking Scratch Threshold）を有する。
【００２２】
本開示の第３の態様は、前面、後面、および側面を有する筐体と、少なくとも部分的に筐体内にある電気的構成要素と、筐体の前面にあるまたは前面に隣接したディスプレイと、ディスプレイを覆うように配置されたカバー物品とを含む装置に関し、カバー物品は、本明細書に記載される実施形態による化学的に強化されたガラス物品を含む。
【００２３】
更なる特徴および長所は、以下の詳細な説明で述べられると共に、部分的にはその説明から当業者に自明であり、または、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面を含む本明細書に記載されるように実施形態を実施することによって認識される。
【００２４】
上記の概要説明および以下の詳細説明は、単に例示的なものであり、特許請求の範囲の性質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれてその一部をなすものである。図面は１以上の実施形態を示しており、明細書と共に、様々な実施形態の原理および作用を説明する役割をするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】公知の熱的テンパリングを受けたガラス物品の厚さにわたる断面図
【図２】公知の化学的に強化されたガラス物品の厚さにわたる断面図
【図３】１以上の実施形態によるガラス物品の側面図
【図４】本開示の１以上の実施形態による化学的に強化されたガラス物品の厚さにわたる断面図
【図５】リング・オン・リング装置の模式的な断面図
【図６】本開示に記載される逆ボール・オン・サンドペーパー（ＩＢｏＳ）試験を行うために用いられる装置の実施形態の模式的な断面図
【図７】モバイルまたは携帯型電子装置において用いられるガラスに基づく物品において典型的に生じる損傷の導入および曲げに起因する破断についての主なメカニズムの模式的な断面表現
【図８】本明細書に記載される装置においてＩＢｏＳ試験を行う方法についてのフローチャート
【図９】本明細書に記載されるガラス物品の１以上の実施形態を組み込んだ電子装置の正面図
【図１０】ガラスに基づく物品用の試験装置の側面図
【図１１】図１０に示されている試験装置の一部分の側面図
【図１２】図１０に示されている試験装置の後方斜視図
【図１３】図１０に示されている試験装置の前方の斜視図
【図１４】ガラスに基づく物品用の試験装置の模式的な側面図
【図１５】図１０に示されている試験装置の一部分の側面図
【図１６】ガラスに基づく物品用の別の試験装置の斜視図
【図１７】図１６の試験装置の一部分の側面図
【図１８】図１０の装置を用いて試験されたガラス試料の表面衝撃試験の結果のプロット
【図１９】図１６の装置を用いて試験されたガラス試料の縁部衝撃試験の結果のプロット
【発明を実施するための形態】
【００２６】
ここで、様々な実施形態を詳細に参照する。
【００２７】
以下の説明では、図面に示されている幾つかの図を通して、類似の参照文字は類似のまたは対応する部分を示す。また、特に明記しない限り、例えば「上」、「底」、「外向き」、「内向き」等の用語は、便宜上用いられる言葉であり、限定する用語として解釈されるものではないことを理解されたい。更に、或る群が、複数の要素およびそれらの組合せの群のうちの少なくとも１つを含むものとして記載されている場合には常に、その群は、記載されている要素のうちの任意の数の要素を個々にまたは互いとの組合せで含むか、それらから実質的に構成されるか、または、それらから構成され得ることを理解されたい。同様に、或る群が、複数の要素およびそれらの組合せの群のうちの少なくとも１つから構成されるものとして記載されている場合には常に、その群は、記載されている要素のうちの任意の数の要素の、個々の要素または互いとの組合せから構成され得ることを理解されたい。特に明記しない限り、値の範囲が記載された場合には、それは、その範囲の上限および下限、並びにそれらの間の任意の範囲の両方を含む。本明細書で用いられる不定冠詞の「a」または「an」、およびそれに対応する定冠詞の「the」は、特に明記しない限り、「少なくとも１つ」、または「１以上」を意味する。また、明細書および図面において開示される様々な特徴は、あらゆる組合せで用いられ得ることを理解されたい。
【００２８】
本明細書において用いられる「ガラス物品」という用語は、その広い意味で用いられ、全体的または部分的にガラスでできている任意の物体を含む。ガラス物品は、ガラスと非ガラス材料との積層体、ガラスと結晶材料との積層体、およびガラスセラミック（非晶質相および結晶相を含む）を含む。
【００２９】
なお、本明細書において、「略（実質的に）」および「約」という用語は、任意の量的比較、値、測定値、または他の表現に帰属され得る固有の程度の不確実性を表すために用いられ得る。これらの用語は、本明細書において、量的表現が、記載されている基準から、問題の主題の基本的な機能に変化を生じずに変化し得る程度を表すためにも用いられる。従って、例えば、「ＭｇＯを実質的に含まない」ガラス物品とは、ＭｇＯがガラス物品に積極的に追加されない、即ち計量されないが、汚染物質として非常に小量だけ存在し得るものである。
【００３０】
特に明記しない限り、全ての温度は摂氏（℃）で表される。熱膨張係数（ＣＴＥ）はｐｐｍ／℃で表され、特に明記しない限り、約２０℃〜約３００℃の温度範囲にわたって測定された値を表す。高温の（または液体の）ＣＴＥもｐｐｍ／℃で表され、温度曲線に対比させた瞬間ＣＴＥの高温プラトー領域において測定された値を表す。高温ＣＴＥは、変形領域を通したガラスの加熱または冷却に関連づけられた体積変化を測定する。
【００３１】
本明細書において用いられる「軟化点」という用語は、ガラスの粘度が約１０７．６ポアズ（Ｐ）である温度を指し、「アニール点」という用語は、ガラスの粘度が約１０１３．２ポアズである温度を指し、「２００ポアズ温度（Ｔ２００Ｐ）」という用語は、ガラスの粘度が約２００ポアズである温度を指し、「１０１１ポアズ温度」という用語は、ガラスの粘度が約１０１１ポアズである温度を指し、「３５ｋＰ温度（Ｔ３５ｋＰ）」という用語は、ガラスの粘度が約３５キロポアズ（ｋＰ）である温度を指し、「１６０ｋＰ温度（Ｔ１６０ｋＰ）」という用語は、ガラスの粘度が約１６０ｋＰである温度を指す。
【００３２】
本開示の第１の態様は、Ｌｉ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、およびＢ２Ｏ３を含む組成を有するアルミノシリケートガラス物品に関する。特に明記しない限り、全ての組成物は、酸化物ベースで分析されたモルパーセント（モル％）の単位で記載され、本明細書に記載されるように化学的に強化される前のガラス物品に関する。
【００３３】
１以上の実施形態において、本組成物は、約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２、１３．５モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３、約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３、約５モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏ、約１モル％〜約５モル％の範囲内の量のＰ２Ｏ５、および約０．５モル％〜約１２モル％の範囲内の量のＮａ２Ｏを含む。
【００３４】
１以上の実施形態において、本組成物は、約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２、１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３、約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３、約５モル％〜約１０モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏ、約１モル％〜約５モル％の範囲内の量のＰ２Ｏ５、および約０．５モル％〜約１２モル％の範囲内の量のＮａ２Ｏを含む。
【００３５】
１以上の実施形態において、本組成物は、約６０モル％〜約８０モル％、約６０モル％〜約７８モル％、約６０モル％〜約７６モル％、約６０モル％〜約７５モル％、約６０モル％〜約７４モル％、約６０モル％〜約７２モル％、約６０モル％〜約７０モル％、約６０モル％〜約６８モル％、約６０モル％〜約６６モル％、約６０モル％〜約６４モル％、約６２モル％〜約８０モル％、約６４モル％〜約８０モル％、約６５モル％〜約８０モル％、約６６モル％〜約８０モル％、約６８モル％〜約８０モル％、約７０モル％〜約８０モル％、約７２モル％〜約８０モル％、約７４モル％〜約８０モル％、約７５モル％〜約８０モル％、約６２モル％〜約６８モル％、または約６３モル％〜約６４．５モル％（並びに、全ての範囲およびそれらの間の部分的な範囲）の範囲内の量のＳｉＯ２を含む。
【００３６】
１以上の実施形態において、本組成物は、約１０モル％を超える、約１２モル％を超える、約１３モル％を超える、約１３．５モル％を超える、または約１４モル％を超える量のＡｌ２Ｏ３を含む。幾つかの例では、Ａｌ２Ｏ３は、本明細書に記載される組成物中において、約１０モル％〜約２０モル％、約１０モル％〜約１８モル％、約１０モル％〜約１６モル％、約１０モル％〜約１５モル％、約１０モル％〜約１４モル％、約１１モル％〜約２０モル％、約１２モル％〜約２０モル％、約１２．５モル％〜約２０モル％、約１３モル％〜約２０モル％、約１３．５モル％〜約２０モル％、約１４モル％〜約２０モル％、または約１２．５モル％〜約１７モル％（並びに、全ての範囲およびそれらの間の部分的な範囲）の範囲内で存在し得る。
【００３７】
１以上の実施形態において、本組成物は幾らかの量のＢ２Ｏ３を含む。１以上の実施形態において、本組成物は、約０．１モル％を超える、約０．２モル％を超える、約０．３モル％を超える、約０．４モル％を超える、約０．５モル％を超える、約０．６モル％を超える、約０．７モル％を超える、約０．８モル％、約０．９モル％を超えるを超える、または約１モル％を超える量のＢ２Ｏ３を含む。１以上の実施形態において、本組成物は、約０．５モル％〜約７．５モル％約０．５モル％〜約７モル％、約０．５モル％〜約６．５モル％、約０．５モル％〜約６モル％、約０．５モル％〜約５．５モル％、約０．５モル％〜約５モル％、約０．５モル％〜約４．５モル％、約０．５モル％〜約４モル％、約０．５モル％〜約３．５モル％、約０．９モル％〜約７．５モル％、約０．９モル％〜約７モル％、約０．９モル％〜約６．５モル％、約０．９モル％〜約６モル％、約０．９モル％〜約５．５モル％、約０．９モル％〜約５モル％、約０．９モル％〜約４．５モル％、約０．９モル％〜約４モル％、約０．９モル％〜約３．５モル％、約１モル％〜約７．５モル％、約１モル％〜約７モル％、約１モル％〜約６．５モル％、約１モル％〜約６モル％、約１モル％〜約５．５モル％、約１モル％〜約５モル％、約１モル％〜約４．５モル％、約１モル％〜約４モル％、約１モル％〜約３．５モル％、約１．５モル％〜約７．５モル％、約２モル％〜約７．５モル％、約２．５モル％〜約７．５モル％、約３モル％〜約７．５モル％、約３．５モル％〜約７．５モル％、約４モル％〜約７．５モル％、約４モル％〜約６モル％、または約１．５モル％〜約３モル％（並びに、全ての範囲およびそれらの間の部分的な範囲）の範囲内の量のＢ２Ｏ３を含む。
【００３８】
１以上の実施形態において、Ｂ２Ｏ３の量は７．５モル％以下に制限される。理論に縛られるものではないが、より高い量のＢ２Ｏ３は、得られた化学的に強化されたガラス物品の最大ＣＴ値を劣化させると考えられる。更に、Ｂ２Ｏ３の存在は、本明細書に記載されるようなガラス物品および強化されたガラス物品の耐スクラッチ性を高める。理論に縛られるものではないが、三配位網目構造形成剤（例えば、Ｂ２Ｏ３等）を含むことで、ガラス網目構造に対する制約が低減され、Ｂ２Ｏ３を含まないガラス物品と比べて、（圧子形状に関係無く）スクラッチを受けた際に、ガラス網目構造が再配列されて密度が高くなるのを可能にする。Ｂ２Ｏ３と同じまたは類似の挙動をする他の構成成分としては、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３が挙げられる。１以上の実施形態において、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量は、スクラッチを改善するために最大化されるが、これらの構成成分の合計量は、或る量（超えた場合に、化学的強化後のガラス物品の最大ＣＴの低下を生じる量）を超えないべきである。
【００３９】
１以上の実施形態において、組成物中のＢ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量は約８０モル％以上である。一部の実施形態では、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量は、約８０モル％〜約９４モル％、約８０モル％〜約９２モル％、約８０モル％〜約９０モル％、約８０モル％〜約８８モル％、約８０モル％〜約８６モル％、約８２モル％〜約９４モル％、約８４モル％〜約９４モル％、約８６モル％〜約９４モル％、または約８８モル％〜約９４モル％（並びに、全ての範囲およびそれらの間の部分的な範囲）の範囲内であり得る。
【００４０】
１以上の実施形態において、本組成物は、約１０モル％〜約２２モル％、約１０モル％〜約２０モル％、約１０モル％〜約１８モル％、約１０モル％〜約１６モル％、約１０モル％〜約１５モル％、約１１モル％〜約２２モル％、約１２モル％〜約２２モル％、約１３モル％〜約２２モル％、約１４モル％〜約２２モル％、約１２モル％〜約２０モル％、約１２モル％〜約１８モル％、または約１３モル％〜約１７モル％の範囲内の合計量のＲ２Ｏを含み得る。１以上の実施形態において、本組成物は、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、またはＲｂ２ＯおよびＣｓ２Ｏの両方を実質的に含まないものであり得る。本明細書において用いられる組成物の成分に関する「実質的に含まない」という表現は、その成分が、最初の計量において組成物に能動的または意図的に加えられないが、約０．００１モル％未満の量の不純物として存在し得ることを意味する。
【００４１】
１以上の実施形態において、本組成物は幾らかの量のＬｉ２Ｏを含む。例えば、１以上の実施形態において、本組成物は、約１モル％以上、約２モル％以上、約３モル％以上、または約４モル％以上の量のＬｉ２Ｏを含む。１以上の実施形態において、本組成物は、約２．５モル％〜約１１モル％、約３モル％〜約１１モル％、約３．５モル％〜約１１モル％、約４モル％〜約１１モル％、約４．５モル％〜約１１モル％、約５モル％〜約１１モル％、約５．５モル％〜約１１モル％、約６モル％〜約１１モル％、約５モル％〜約１０．５モル％、約５モル％〜約１０モル％、約５モル％〜約９．５モル％、約５モル％〜約９モル％、約５モル％〜約８．５モル％、約５モル％〜約８モル％、約５モル％〜約７モル％、約４モル％〜約１０．５モル％、約４モル％〜約１０モル％、約４モル％〜約９．５モル％、約４モル％〜約９モル％、約４モル％〜約８．５モル％、約４モル％〜約８モル％、約４モル％〜約７モル％、約４モル％〜約６モル％、約４．５モル％〜約１０モル％、約５モル％〜約１０モル％、約５．５モル％〜約１０モル％、約６モル％〜約１０モル％、約６．５モル％〜約１０モル％、約７モル％〜約１０モル％、約７．５モル％〜約１０モル％、約８モル％〜約１０モル％、約８．５モル％〜約１０モル％、約９モル％〜約１０モル％、または約５モル％〜約６モル％（並びに、全ての範囲およびそれらの間の部分的な範囲）の範囲内のＬｉ２Ｏを含む。
【００４２】
１以上の実施形態において、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の総量または合計量（Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５＋ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）に対するＬｉ２Ｏの比率は、約０．０７４未満（例えば、約０．０７３以下、約０．０７２以下、約０．０７１以下、約０．０７以下）である。一部の実施形態では、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の総量または合計量に対するＬｉ２Ｏの比率は、約０．０６５〜約０．０７３の範囲内である。例えば、イオン交換において、幾らかのＬｉ２Ｏ助剤を加えることで、有利なＣＳプロファイルを提供するより速いおよび／またはより深いイオン交換が可能になる。一部の実施形態では、Ｌｉ２Ｏの量は、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の総量または合計量（Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５＋ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）に対してバランスをとられ得るものであり、これによって耐スクラッチ性が提供される。この（Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の総量または合計量に対するＬｉ２Ｏの）比率を上述のように維持することに関して、適量をバランスさせることで、ガラスは、有利なスクラッチ性能と（有利なＣＳプロファイルによる）落下性能とを有し得る。
【００４３】
１以上の実施形態において、本組成物は幾らかの量のＮａ２Ｏを含む。例えば、１以上の実施形態において、本組成物は、約０．５モル％以上、約１モル％以上、約２モル％以上、約３モル％以上、または約４モル％以上の量のＮａ２Ｏを含む。１以上の実施形態において、Ｎａ２Ｏの量は１０モル％以下である。１以上の実施形態において、本組成物は、約０．５モル％〜約１２モル％、１モル％〜約１２モル％、１．５モル％〜約１２モル％、２モル％〜約１２モル％、約２．５モル％〜約１２モル％、約３モル％〜約１２モル％、約３．５モル％〜約１２モル％、約４モル％〜約１２モル％、約４．５モル％〜約１２モル％、約５モル％〜約１２モル％、約５．５モル％〜約１２モル％、約６モル％〜約１２モル％、約３モル％〜約１２モル％、約３モル％〜約１１モル％、約３モル％〜約１０．５モル％、約３モル％〜約１０モル％、約３モル％〜約９．５モル％、約３モル％〜約９モル％、約３モル％〜約８．５モル％、約３モル％〜約８モル％、約３モル％〜約７モル％、約３．５モル％〜約９モル％、または約３モル％〜約７．５モル％（並びに、全ての範囲およびそれらの間の部分的な範囲）の範囲内のＮａ２Ｏを含む。
【００４４】
１以上の実施形態において、組成物中のＮａ２Ｏの量はＬｉ２Ｏの量より多くてもよい。幾つかの例では、Ｎａ２Ｏの量は、Ｌｉ２ＯとＫ２Ｏとを組み合わせた量より多くてもよい。１以上の別の実施形態では、組成物中のＬｉ２Ｏの量は、Ｎａ２Ｏの量またはＮａ２ＯとＫ２Ｏとを組み合わせた量より多くてもよい。
【００４５】
１以上の実施形態において、本組成物は、約２モル％未満のＫ２Ｏを含む。幾つかの例では、本組成物は、約０モル％〜約２モル％、約０モル％〜約１．５モル％、約０モル％〜約１モル％、約０モル％〜約０．５モル％、約０モル％〜約０．２モル％、または約０モル％〜約０．１モル％の範囲内の量のＫ２Ｏを含み得る。１以上の実施形態において、本組成物はＫ２Ｏを実質的に含まないものであり得る。
【００４６】
一部の実施形態では、本ガラス組成物は、１以上のアルカリ土類金属酸化物（ＲＯ）（例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯ等）を含み得る。一部の実施形態では、ＲＯの合計量は０ではない量から約５モル％までであり得る。１以上の特定の実施形態では、ＲＯの合計量は、０ではない量から約４．５モル％まで、約４モル％まで、約３．５モル％まで、約３モル％まで、約２．５モル％まで、約２モル％まで、約１．５モル％まで、または約１モル％までであり得る。１以上の実施形態において、ＲＯの合計量は、約０．０５モル％〜約４．５モル％、約０．０５モル％〜約４モル％、約０．０５モル％〜約３．５モル％、約０．０５モル％〜約３モル％、約０．０５モル％〜約２．５モル％、約０．０５モル％〜約２モル％、約０．０５モル％〜約１．５モル％、または約０．０５モル％〜約１モル％の範囲内であり得る。一部の実施形態では、ＲＯの合計量は約１モル％〜約４モル％、約１モル％〜約３モル％、または約１モル％〜約２モル％の範囲内であり得る。
【００４７】
１以上の実施形態において、本組成物は、０ではない量から約２モル％まで、または約１モル％までのＭｇＯを含み得る。幾つかの例では、本組成物はＭｇＯを実質的に含まないものであり得る。
【００４８】
１以上の実施形態において、本組成物は、０ではない量から約２モル％まで、または約１モル％までのＣａＯを含み得る。幾つかの例では、本組成物はＣａＯを実質的に含まないものであり得る。
【００４９】
１以上の実施形態において、本組成物は、０ではない量から約２モル％まで、または約１モル％までのＳｒＯを含み得る。幾つかの例では、本組成物はＳｒＯを実質的に含まないものであり得る。
【００５０】
１以上の実施形態において、本組成物は、０ではない量から約２モル％まで、または約１モル％までのＢａＯを含み得る。幾つかの例では、本組成物はＢａＯを実質的に含まないものであり得る。
【００５１】
１以上の実施形態において、本組成物は、０ではない量から約４．５モル％まで、約４モル％まで、約３．５モル％まで、約３モル％まで、約２．５モル％まで、約２モル％まで、約１．５モル％まで、または約１モル％までのＺｎＯを含み得る。１以上の実施形態において、ＺｎＯの合計量は、約０．０５モル％〜約４．５モル％、約０．０５モル％〜約４モル％、約０．０５モル％〜約３．５モル％、約０．０５モル％〜約３モル％、約０．０５モル％〜約２．５モル％、約０．０５モル％〜約２モル％、約０．０５モル％〜約１．５モル％、または約０．０５モル％〜約１モル％の範囲内であり得る。一部の実施形態では、ＺｎＯの合計量は約１モル％〜約４モル％、約１モル％〜約３モル％、約１モル％〜約２モル％、約０．５モル％〜約４モル％、約０．５モル％〜約３モル％、または約０．５モル％〜約２モル％の範囲内であり得る。幾つかの例では、本組成物はＺｎＯを実質的に含まないものであり得る。
【００５２】
１以上の実施形態において、本ガラス組成物は、ＺｎＯを含み、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯを実質的に含まないものであり得る。一変形例において、本ガラス組成物は、ＺｎＯおよび他の１つのＲＯ（例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、またはＢａＯ）を含み、その他のＲＯ構成成分を実質的に含まないものであり得る。１以上の特定の実施形態では、本ガラス組成物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、およびＺｎＯのうちの２種のみのアルカリ土類金属酸化物を含み、第３のアルカリ土類金属酸化物を実質的に含まないものであり得る。
【００５３】
１以上の実施形態において、本ガラス組成物は、約０モル％〜約１０モル％、約０モル％〜約８モル％、約０モル％〜約７モル％、約０モル％〜約６モル％、約０モル％〜約４モル％、約０モル％〜約３モル％、約０．１モル％〜約１０モル％、約０．１モル％〜約８モル％、約０．１モル％〜約６モル％、約０．１モル％〜約５モル％、約０．１モル％〜約４モル％、約０．１モル％〜約３モル％、約０．５モル％〜約５モル％、約０．５モル％〜約４モル％、約０．５モル％〜約３モル％、約１モル％〜約５モル％、約１モル％〜約４モル％、約１モル％〜約３モル％、または約２モル％〜約３モル％の範囲内のＰ２Ｏ５を含み得る。理論に縛られるものではないが、組成物中に幾らかのＰ２Ｏ５を含むことで、ガラスの液相挙動を管理し、高温ＣＴＥを低下させ、それにより、薄いガラス物品の形成が可能になる。理論に縛られるものではないが、幾らかのＰ２Ｏ５を含むことで、ガラスのジルコン破壊が容易になる。一部の実施形態では、本組成物は、より低い量（典型的には、化学的強化に用いられる量より低い（例えば、約１２モル％以下））のＮａ２Ｏと、Ｌｉ２ＯおよびＰ２Ｏ５とを含み、この組合せは、本明細書に記載される熱履歴を提供する液相挙動を示し、それにより、ガラス物品のフュージョン形成を可能にする。ガラス物品における特定の熱履歴の存在は、化学的強化を高めることを可能にする。
【００５４】
１以上の実施形態において、本組成物は幾らかのＴｉＯ２を含み得る。そのような実施形態では、ＴｉＯ２は、約２モル％未満、約１モル％未満、または約０．５モル％未満の量で存在し得る。１以上の別の実施形態では、本ガラス組成物はＴｉＯ２を実質的に含まないものであり得る。
【００５５】
１以上の実施形態において、本組成物はＺｒＯ２を含み得る。そのような実施形態では、ＺｒＯ２は、約２モル％未満、約１．５モル％未満、約１モル％未満、約０．９モル％未満、約０．８モル％未満、約０．７モル％未満、約０．６モル％未満、約０．５モル％未満、約０．４モル％未満、約０．３モル％未満、約０．２モル％未満、約０．１５モル％未満、または約０．１モル％未満、並びに、全ての範囲およびそれらの間の部分的な範囲の量で存在し得る。１以上の別の実施形態では、本ガラス組成物は、本明細書において定義されるように、ＺｒＯ２を実質的に含まないものであり得る。
【００５６】
１以上の実施形態において、本組成物はＦｅ２Ｏ３を含み得る。そのような実施形態では、Ｆｅ２Ｏ３は、約１モル％未満、約０．９モル％未満、約０．８モル％未満、約０．７モル％未満、約０．６モル％未満、約０．５モル％未満、約０．４モル％未満、約０．３モル％未満、約０．２モル％未満、約０．１モル％未満、並びに、全ての範囲およびそれらの間の部分的な範囲の量で存在し得る。１以上の別の実施形態では、本ガラス組成物は、本明細書において定義されるように、Ｆｅ２Ｏ３を実質的に含まないものであり得る。
【００５７】
一部の実施形態では、本組成物は、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＣｌ、ＮａＦ、ＮａＢｒ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＣｌ、ＫＦ、ＫＢｒ、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、およびＳｎＯ２のうちのいずれか１以上から選択される、約０モル％〜約２モル％の少なくとも１つの清澄剤を含んで計量され得る。１以上の実施形態による組成物は、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約２、約０．１〜約１、または約１〜約２の範囲内のＳｎＯ２を更に含み得る。本明細書において開示されるガラス組成物は、Ａｓ２Ｏ３および／またはＳｂ２Ｏ３を実質的に含まないものであり得る。
【００５８】
１以上の実施形態において、本組成物は、具体的には、６０モル％〜６５モル％のＳｉＯ２、１２モル％〜約１８モル％のＡｌ２Ｏ３、４モル％〜約８モル％のＬｉ２Ｏ、０モル％〜約４モル％のＺｎＯ、０モル％〜約２モル％のＭｇＯ、０モル％〜約２モル％のＴｉＯ２、０．５モル％〜約８モル％のＢ２Ｏ３、４モル％〜約１２モル％のＮａ２Ｏ、０モル％〜約２モル％のＫ２Ｏ、０モル％〜約２モル％のＺｒＯ２、１モル％〜約４モル％のＰ２Ｏ５、および０．０５モル％〜約０．２モル％のＳｎＯ２を含み得る。
【００５９】
１以上の実施形態において、本組成物は、具体的には、６２モル％〜６５モル％のＳｉＯ２、１２モル％〜約１８モル％のＡｌ２Ｏ３、８モル％〜約１２モル％のＬｉ２Ｏ、０モル％〜約２モル％のＺｎＯ、０モル％〜約２モル％のＭｇＯ、０モル％〜約２モル％のＴｉＯ２、０．５モル％〜約８モル％のＢ２Ｏ３、２モル％〜約８モル％のＮａ２Ｏ、０モル％〜約２モル％のＫ２Ｏ、０モル％〜約２モル％のＺｒＯ２、１モル％〜約４モル％のＰ２Ｏ５、および０．０５モル％〜約０．２モル％のＳｎＯ２を含み得る。
【００６０】
１以上の実施形態において、本組成物は、具体的には、６２モル％〜６８モル％のＳｉＯ２、１０モル％〜約１８モル％のＡｌ２Ｏ３、５モル％〜約１１モル％のＬｉ２Ｏ、０モル％〜約２モル％のＺｎＯ、０モル％〜約２モル％のＭｇＯ、０モル％〜約２モル％のＴｉＯ２、０．９モル％〜約６モル％のＢ２Ｏ３、２モル％〜約１０モル％のＮａ２Ｏ、０モル％〜約２モル％のＫ２Ｏ、０モル％〜約２モル％のＺｒＯ２、１モル％〜約４モル％のＰ２Ｏ５、および０．０５モル％〜約０．２モル％のＳｎＯ２を含み得る。
【００６１】
一部の実施形態では、組成物（またはそれから形成されたガラス物品）は、特定の技術によるガラス物品の形成を可能にする液相粘度を有する。本明細書において用いられる「液相粘度」という用語は、液相温度における溶融ガラスの粘度を指し、「液相温度」という用語は、溶融ガラスが溶融温度から冷却する際に結晶が最初に現れる温度（または、温度が室温から上昇された際に最後の結晶が溶ける温度）を指す。
【００６２】
１以上の実施形態において、本組成物（またはそれから形成されたガラス物品）は、約１００ｋＰ〜約５００ｋＰの範囲内の液相粘度を示す。一部の実施形態では、本組成物（またはそれから形成されたガラス物品）は、約３００キロポアズ（ｋＰ）未満（または以下）の液相粘度を示す。一部の実施形態では、本組成物（またはそれから形成されたガラス物品）は、約２５０ｋＰ以下、約２００ｋＰ以下、または約１８０ｋＰ以下の液相粘度を示す。一部の実施形態では、本組成物（またはそれから形成されたガラス物品）は、約３００ｋＰより高い液相粘度を示す。一部の実施形態では、本組成物（またはそれから形成されたガラス物品）は、約３５０ｋＰ以上、約４００ｋＰ以上、約４５０ｋＰ以上、約５００ｋＰ以上、約７５０ｋＰ以上、約１０００ｋＰ以上、または約２０００ｋＰ以上の液相粘度を示す。
【００６３】
１以上の実施形態において、本組成物（またはそれから形成されたガラス物品）は、約２０℃〜約３００℃の温度範囲にわたって測定された約５５×１０−７ｐｐｍ／℃〜約８０×１０−７ｐｐｍ／℃、約５８×１０−７ｐｐｍ／℃〜約８０×１０−７ｐｐｍ／℃、または約６０×１０−７ｐｐｍ／℃〜約８０×１０−７ｐｐｍ／℃の範囲内のＣＴＥを示す。
【００６４】
一部の実施形態では、本組成物（またはそれから形成されたガラス物品）は、約８×１０−７ｐｐｍ／℃〜約１８×１０−７ｐｐｍ／℃、約１０×１０−７ｐｐｍ／℃〜約１８×１０−７ｐｐｍ／℃、約１２×１０−７ｐｐｍ／℃〜約１８×１０−７ｐｐｍ／℃、約８×１０−７ｐｐｍ／℃〜約１６×１０−７ｐｐｍ／℃、約８×１０−７ｐｐｍ／℃〜約１４×１０−７ｐｐｍ／℃、約８×１０−７ｐｐｍ／℃〜約１２×１０−７ｐｐｍ／℃、または約８×１０−７ｐｐｍ／℃〜約１０×１０−７ｐｐｍ／℃の範囲内の高温（または液体）ＣＴＥを示す。
【００６５】
１以上の実施形態において、本組成物またはそれから形成されたガラス物品は、約７０ＧＰａ〜約８５ＧＰａ、約７２ＧＰａ〜約８５ＧＰａ、約７４ＧＰａ〜約８５ＧＰａ、約７５ＧＰａ〜約８５ＧＰａ、約７６ＧＰａ〜約８５ＧＰａ、約７０ＧＰａ〜約８０ＧＰａ、約７２ＧＰａ〜約８０ＧＰａ、約７４ＧＰａ〜約８０ＧＰａ、約７５ＧＰａ〜約８０ＧＰａ、約７６ＧＰａ〜約８０ＧＰａ、約７０ＧＰａ〜約７８ＧＰａ、約７０ＧＰａ〜約７６ＧＰａ、約７０ＧＰａ〜約７５ＧＰａ、約７２ＧＰａ〜約７８ＧＰａ、約７５ＧＰａ〜約７９ＧＰａ、または約７０ＧＰａ〜約７７ＧＰａの範囲内のヤング率を示す。本開示において記載されるヤング率の値は、「Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts（金属および非金属部品の両方における欠陥検出のための共鳴超音波分光法のための標準ガイド）」という名称のＡＳＴＭＥ２００１−１３で述べられている汎用タイプの共鳴超音波分光技術によって測定された値を指す。
【００６６】
図３を参照すると、ガラス物品１００の実施形態は、第１の主要な表面と第２の主要な表面との間の厚さｔ３３０を定める第１の主要な表面３０２およびその反対側の第２の主要な表面３０４を含む。１以上の実施形態において、ガラス物品は、本明細書に記載される組成物を含み得る。
【００６７】
１以上の実施形態において、厚さｔは、約３ミリメートル以下（例えば、約０．０１ミリメートル〜約３ミリメートル、約０．１ミリメートル〜約３ミリメートル、約０．２ミリメートル〜約３ミリメートル、約０．３ミリメートル〜約３ミリメートル、約０．４ミリメートル〜約３ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約２．５ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約２ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約１．５ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約１ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約０．９ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約０．８ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約０．７ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約０．６ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約０．５ミリメートル、約０．１ミリメートル〜約０．５ミリメートル、または約０．３ミリメートル〜約０．５ミリメートルの範囲内）であり得る。
【００６８】
ガラス物品は、略平面状のシートであり得るが、他の実施形態は、湾曲した、または別様で形状のついた、または彫刻された物品を用いてもよい。幾つかの例では、ガラス物品は、３次元または２．５次元の形状を有し得る。それに加えて、またはその代わりに、ガラス物品の厚さは１以上の寸法に沿って一定でもよく、または、美学的および／もしくは機能的理由で１以上の寸法に沿って変化してもよい。例えば、ガラス物品の縁部は、ガラス物品のより中心の領域と比較して厚くなっていてもよい。また、ガラス物品の長さ、幅、および厚さの寸法は、物品の用途または使用法に従って変わり得る。
【００６９】
ガラス物品は、略透明で、光の散乱を生じないものであり得る。１以上の実施の形態において、ガラス物品は、約１ミリメートルの厚さで測定されたときに、約３８０ｎｍ〜約７８０ｎｍの範囲内の波長にわたって約８８％以上の透過率を示し得る。
【００７０】
ガラス物品は、約１．４５〜約１．５５の範囲内の屈折率を有し得る。本明細書において用いられる屈折率の値は、５５０ｎｍの波長に関するものである。
【００７１】
ガラス物品は、形成方法によって特徴づけられ得る。例えば、ガラス物品は、フロート形成可能（即ち、フロート法によって形成される）、ダウンドロー可能、および、特に、フュージョン形成可能またはスロットドロー可能（即ち、フュージョンドロー法またはスロットドロー法等のダウンドロー法によって形成される）として特徴づけられ得る。
【００７２】
本明細書に記載されるガラス物品の一部の実施形態は、フロート法によって形成され得る。フロート形成可能なガラス物品は、溶融ガラスを溶融金属（典型的にはスズ）の床上に浮かべることによって設けられる滑らかな表面および均一な厚さによって特徴づけられ得る。例示的なプロセスでは、溶融スズ床の表面上に供給された溶融ガラスは、浮かんでいるガラスリボンを形成する。ガラスリボンがスズ槽に沿って流れると、温度が徐々に下がってガラスリボンが固化して固体のガラス物品になり、固体のガラス物品はスズからローラ上に引き上げられ得る。槽から出されたガラス物品は、更に冷却され、内部応力を低減するためにアニールされ得る。
【００７３】
本明細書に記載されるガラス物品の一部の実施形態は、ダウンドロー法によって形成され得る。ダウンドロー法は、比較的清浄な表面を有する均一な厚さを有するガラス物品を製造する。ガラス物品の平均曲げ強度は表面の傷の量およびサイズによって制御されるので、接触が最小だった清浄な表面はより高い初期強度を有する。更に、ダウンドローによるガラス物品は、コストのかかる研削および研磨を行わずとも、最終的な用途で使用可能な非常に平坦で滑らかな表面を有する。
【００７４】
ガラス物品の一部の実施形態は、フュージョン形成可能（即ち、フュージョンドロー法を用いて形成可能）として記述され得る。フュージョン法は、溶融したガラス原材料を受け入れるためのチャネルを有する延伸タンクを用いる。チャネルは、チャネルの両側においてチャネルの長さに沿って上側が開いた堰を有する。チャネルに溶融材料が満たされると、溶融ガラスは堰から溢れて流れる。重力に起因して、溶融ガラスは、延伸タンクの外面を、２つの流れるガラスの膜として流れ下る。これらの延伸タンクの外面は、内側に向かうように下に延び、延伸タンクの下方の縁部において接合する。２つの流れるガラスの膜は、この縁部において接合して融着し、単一の流れるガラス物品を形成する。チャネルから溢れて流れる２つのガラスの膜が一体に融着するので、フュージョンドロー法は、得られたガラス物品の外面のどちらも、装置のどの部分とも接触しないという長所を提供する。従って、フュージョンドローによるガラス物品の表面特性は、そのような接触による影響を受けない。
【００７５】
本明細書に記載されるガラス物品の一部の実施形態は、スロットドロー法によって形成され得る。スロットドロー法は、フュージョンドロー法とは明確に異なる。スロットドロー法では、溶融した原材料ガラスが延伸タンクに供給される。延伸タンクの底部は、スロットの長さに延びるノズルを有する開口したスロットを有する。溶融ガラスはスロット／ノズルを通って流れ、連続したガラス物品として下に向かって延伸され、アニール領域に入る。
【００７６】
１以上の実施形態において、本明細書に記載されるガラス物品は、非晶質微細構造を示し得るものであり、結晶または結晶子を実質的に含まないものであり得る。換言すれば、本ガラス物品はガラスセラミック材料を含まない。
【００７７】
１以上の実施形態において、本明細書に記載されるガラス物品は、ガラス物品の厚さｔに沿った応力プロファイルを付与するために、化学的に強化され得る。図４は、化学的に強化されたガラス物品３００の（ｘ軸に沿って示されている）厚さ３３０に沿った応力プロファイルの断面を示す。応力の大きさはｙ軸上に示されており、線３０１は０応力を表す。
【００７８】
応力プロファイル３１２は、第１の主要な表面３０２および第２の主要な表面３０４の一方または両方からＤＯＣ３３０まで延びる（表面ＣＳ値３１０を有する）ＣＳ層３１５と、ＤＯＣ３３０から物品の中心部まで延びる（最大ＣＴ３２０を有する）ＣＴ層３２５とを含む。
【００７９】
本明細書において用いられるＤＯＣとは、ガラス物品内の応力が圧縮応力から引張応力に変わる深さを指す。ＤＯＣにおいては、応力は正の（圧縮）応力から負の（引張）応力へと横断し（例えば、図４における３３０）、従って、０の応力値を示す。ＤＯＣは、イオン交換処理に応じて、ＦＳＭまたは散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）によって測定され得る。ガラス物品内の応力が、ガラス物品中へのカリウムイオンの交換によって生成される場合には、ＤＯＣを測定するためにＦＳＭが用いられる。応力が、ガラス物品中へのナトリウムイオンの交換によって生成される場合には、ＤＯＣを測定するためにＳＣＡＬＰが用いられる。ガラス物品内の応力が、ガラス中へのカリウムイオンおよびナトリウムイオンの両方の交換によって生成される場合には、ナトリウムの交換深さはＤＯＣを示し、カリウムイオンの交換深さは圧縮応力の大きさの変化を示す（しかし、圧縮応力から引張応力への変化は示さない）と考えられるので、ＤＯＣはＳＣＡＬＰによって測定され、そのようなガラス物品内のカリウムイオンの交換深さはＦＳＭによって測定される。
【００８０】
ＣＳ層は、主要な表面３０２、３０４からＤＯＣ３３０まで延びる関連づけられた深さまたは長さ３１７を有する。ＣＴ層３２５も、関連づけられた深さまたは長さ３２７（ＣＴ領域または層）を有する。
【００８１】
当該技術分野において通常用いられる慣例に従い、特に明記しない限り、圧縮または圧縮応力は負の（＜０）応力として表され、張力または引張応力は正の（＞０）応力として表される。しかし、本明細書を通して、圧縮応力ＣＳに関して述べる場合には、正の値であるか負の値であるかは関係無く、即ち、本明細書に記載されるように、ＣＳ＝｜ＣＳ｜（即ち、ＣＳの絶対値）である。
【００８２】
ＣＳ（表面ＣＳを含む）は、市販の機器（例えば、折原製作所（日本国）製のＦＳＭ−６０００等）を用いて、表面応力計（ＦＳＭ）によって測定される。表面応力測定は、ガラスの複屈折に関係する応力光学係数（ＳＯＣ）の正確な測定に依拠する。ＳＯＣは、「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient（ガラス応力−光学係数の測定のための標準試験方法）」という名称のＡＳＴＭ規格Ｃ７７０−１６（その内容の全体を参照して本明細書に組み込む）に記載されている手順Ｃ（Glass Disc Method（ガラスディスク法））に従って測定される。
【００８３】
ＤＯＣおよび最大ＣＴ値は、当該技術分野において知られている散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）技術を用いて測定される。応力プロファイルを測定するためには、屈折近視野（ＲＮＦ）法またはＳＣＡＬＰが用いられ得る。応力プロファイルを測定するためにＲＮＦ法が用いられる場合には、ＲＮＦ法において、ＳＣＡＬＰによって提供される最大ＣＴ値が用いられる。具体的には、ＲＮＦによって測定された応力プロファイルが、ＳＣＡＬＰによって提供される最大ＣＴ値に対して力平衡されて較正される。ＲＮＦ法は、「Systems and methods for measuring a profile characteristic of a glass sample（ガラス試料のプロファイル特性を測定するためのシステムおよび方法）」という名称の米国特許第８，８５４，６２３号明細書（その全体を参照して本明細書に組み込む）に記載されている。具体的には、ＲＮＦ法は、ガラス物品を基準ブロックに隣接させて配置し、１Ｈｚのレートの直交偏光と５０Ｈｚのレートの直交偏光との間で切り替えられた偏光切替光線を発生し、偏光切替光線におけるパワーの量を測定し、各直交偏光における測定されたパワーの量が互いの５０％以内である偏光切替基準信号を生成することを含む。この方法は、ガラス試料内に向かうそれぞれ異なる深さについて、偏光切替光線をガラス試料および基準ブロックに透過させ、リレー光学系を用いて、透過した偏光切替光線を信号光検出器にリレーし、信号光検出器が偏光切替検出器信号を生成することを更に含む。この方法は、検出器信号を基準信号で除算して正規化された検出器信号を構成し、正規化された検出器信号からガラス試料のプロファイル特性を決定することも含む。次に、ＲＮＦプロファイルは平滑化され、ＣＴ領域に対して用いられる。上述のように、ＦＳＭ技術は、表面ＣＳおよび表面付近のＣＳ領域における応力プロファイルの傾斜に対して用いられる。
【００８４】
上述のように、本明細書に記載されるガラス物品によって示される応力プロファイルは、イオン交換による化学的強化によって生じる。イオン交換プロセスでは、ガラス物品の表面または表面付近にあるイオンは、同じ価数または酸化状態を有するより大きいイオンに置き換えられる、即ち、交換される。ガラス物品がアルカリアルミノシリケートガラスで構成される実施形態では、物品の表面層内にあるイオンおよびより大きいイオンは、一価のアルカリ金属カチオン（例えば、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、およびＣｓ＋等）である。或いは、表面層内にある一価のカチオンは、アルカリ金属カチオン以外の一価のカチオン（例えば、Ａｇ＋等）で置き換えられてもよい。そのような実施形態では、ガラス物品内へと交換された一価のイオン（またはカチオン）は応力を生じる。
【００８５】
イオン交換プロセスは、典型的には、ガラス物品を、ガラス物品内のより小さいイオンと交換されるより大きいイオンを含有する溶融塩槽（または２以上の溶融塩槽）に浸漬することによって行われる。なお、水性溶融塩槽が用いられてもよい。更に、槽の組成物は、２以上のタイプのより大きいイオン（例えば、Ｎａ＋およびＫ＋）または単一のより大きいイオンを含んでもよい。なお、槽の組成および温度、浸漬時間、（１または複数の）溶融塩槽内におけるガラス物品の浸漬回数、複数の溶融塩槽の使用、更なる工程（例えば、アニール、洗浄等）を含むがそれらに限定されないイオン交換プロセスのためのパラメータは、一般的に、ガラス物品の組成（物品および存在する何らかの結晶相の構造を含む）、並びに、強化によって生じるガラス物品の所望のＤＯＣおよびＣＳによって決定されることが当業者には認識されよう。例示的な溶融槽の組成は、より大きいアルカリ金属イオンの硝酸塩、硫酸塩、および塩化物を含み得る。典型的な硝酸塩としては、ＫＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＬｉＮＯ３、ＮａＳＯ４、およびそれらの組合せが挙げられる。溶融塩槽の温度は、典型的には約３８０℃〜約４５０℃の範囲内であり、浸漬時間は、ガラス物品の厚さ、槽の温度、およびガラス（または一価のイオン）の拡散性に応じて、約１５分間〜約１００時間の範囲である。しかし、上述のものとは異なる温度および浸漬時間も用いられ得る。
【００８６】
１以上の実施形態において、ガラス物品は、約３７０℃〜約４８０℃の温度を有する１００％のＮａＮＯ３、１００％のＫＮＯ３、またはＮａＮＯ３とＫＮＯ３との組合せの溶融塩槽に浸漬され得る。一部の実施形態では、ガラス物品は、約５％〜約９０％のＫＮＯ３と約１０％〜約９５％ＮａＮＯ３とを含む溶融混合塩槽に浸漬され得る。一部の実施形態では、ガラス物品は、Ｎａ２ＳＯ４とＮａＮＯ３とを含みより広い温度範囲（例えば、高々約５００℃まで）を有する溶融混合塩槽に浸漬され得る。１以上の実施形態において、ガラス物品は、第１の槽での浸漬後に、第２の槽に浸漬され得る。第１の槽および第２の槽は、互いに異なる組成および／または温度を有し得る。第１の槽および第２の槽における浸漬時間は様々であり得る。例えば、第１の槽における浸漬は第２の槽における浸漬より長くてもよい。
【００８７】
１以上の実施形態において、ガラス物品は、ＮａＮＯ３およびＫＮＯ３（例えば、４９％／５１％、５０％／５０％、５１％／４９％）を含む約４２０℃未満（例えば、約４００℃または約３８０℃）の温度を有する溶融混合塩槽に、約５時間未満または約４時間以下にわたって浸漬され得る。
【００８８】
イオン交換条件は、得られたガラス物品の表面または表面付近において「スパイク」を設けるよう、または、応力プロファイルの傾斜を増加させるよう、調整され得る。スパイクは、より高い表面ＣＳ値を生じ得る。このスパイクは、本明細書に記載されるガラス物品において用いられるガラス組成物の独特の特性に起因して、単一組成または混合組成を有する単一の槽または複数の槽によって達成され得る。
【００８９】
２以上の一価のイオンがガラス物品内へと交換される１以上の実施形態において、それぞれ異なる一価のイオンは、ガラス物品内におけるそれぞれ異なる深さまで交換され得る（そして、ガラス物品内においてそれぞれ異なる深さに異なる大きさの応力を生じ得る）。得られる応力発生イオンの相対的な深さは、応力プロファイルのそれぞれ異なる特性を生じるよう決定され得る。
【００９０】
１以上の実施形態では、Ｎａ＋イオンおよびＫ＋イオンがガラス物品内へと交換され、Ｎａ＋はイオンはＫ＋イオンよりもガラス物品内のより深い深さまで拡散する。Ｋ＋イオンの浸透の深さ（「カリウムＤＯＬ」）は、イオン交換プロセスの結果としてのカリウムの浸透の深さを表すので、ＤＯＣとは区別される。カリウムＤＯＬは、典型的には、本明細書に記載される物品のＤＯＣより小さい。カリウムＤＯＬは、表面応力計（例えば、折原製作所（日本国）製の市販のＦＳＭ−６０００表面応力計等）を用いて測定され、これは、ＣＳ測定を参照して上述したように、応力光学係数（ＳＯＣ）の正確な測定に依拠する。
【００９１】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、１５０ＭＰａ以上または約２００ＭＰａ以上（例えば、約２５０ＭＰａ以上、約３００ＭＰａ以上、約４００ＭＰａ以上、約４５０ＭＰａ以上、約５００ＭＰａ以上、または約５５０ＭＰａ以上）の表面ＣＳを示し得る。幾つかの例では、表面ＣＳは約７００ＭＰａ以上である。表面ＣＳは、高々約９００ＭＰａまで、高々約１０００ＭＰａまで、高々約１１００ＭＰａまで、または高々約１２００ＭＰａまでであり得る。１以上の実施形態において、表面ＣＳは約４００ＭＰａ〜約９００ＭＰａの範囲内であり得る。本明細書において提供される表面ＣＳ値は最大ＣＳも含み得る。一部の実施形態では、表面ＣＳは最大ＣＳより小さい。
【００９２】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、約１００／√（ｔ）未満、約９５／√（ｔ）以下、約９０／√（ｔ）以下、約８５／√（ｔ）以下、約８０／√（ｔ）以下、または約７１．５／√（ｔ）以下の最大ＣＴを示し、ここで、ｔは厚さ（単位はｍｍ）である。１以上の実施形態において、最大ＣＴは約４５／√（ｔ）より大きいものであり得る。１以上の実施形態において、最大ＣＴは約１００ＭＰａ以下、約９０ＭＰａ以下、約８０ＭＰａ以下、約７５ＭＰａ以下、または約７０ＭＰａ以下（例えば、約６０ＭＰａ以下、約５５ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以下、または約４０ＭＰａ以下）であり得る。１以上の実施形態において、最大ＣＴの下限は２５ＭＰａ、４０ＭＰａ、または５０ＭＰａであり得る。一部の実施形態では、最大ＣＴ３２０は約２５ＭＰａ〜約１００ＭＰａ（例えば、約２５ＭＰａ〜約９０ＭＰａ、約２５ＭＰａ〜約８５ＭＰａ、約２５ＭＰａ〜約８０ＭＰａ、約２５ＭＰａ〜約７５ＭＰａ、約２５ＭＰａ〜約７０ＭＰａ、約２５ＭＰａ〜約６５ＭＰａ、約４０ＭＰａ〜約１００ＭＰａ、約４０ＭＰａ〜約９０ＭＰａ、約４０ＭＰａ〜約８０ＭＰａ、約４０ＭＰａ〜約７５ＭＰａ、約４０ＭＰａ〜約７０ＭＰａ、約４０ＭＰａ〜約６５ＭＰａ、約４５ＭＰａ〜約８０ＭＰａ、約５０ＭＰａ〜約８０ＭＰａ、または約６０ＭＰａ〜約８０ＭＰａ）の範囲内であり得る。
【００９３】
最大ＣＴ３２０は、約０．３・ｔ〜約０．７・ｔ、約０．４・ｔ〜約０．６・ｔ、または約０．４５・ｔ〜約０．５５・ｔの範囲に位置し得る。なお、表面ＣＳ３１０および最大ＣＴ３２０のうちのいずれか１以上は、ガラス物品の厚さに応じて異なり得る。例えば、約０．８ｍｍの厚さを有するガラス物品は、約７５ＭＰａ以下の最大ＣＴを有し得る。ガラス物品の厚さが減少すると、最大ＣＴは増加し得る。換言すれば、最大ＣＴは、厚さが減少するにつれて（即ち、ガラス物品が薄くなるにつれて）増加する。
【００９４】
一部の実施形態では、表面ＣＳ３１０に対する最大ＣＴ３２０の比率は約０．０１〜約０．２の範囲内（例えば、約０．０１〜約０．１８、約０．０１〜約０．１６、約０．０１〜約０．１５、約０．０１〜約０．１４、約０．０１〜約０．１、約０．０２〜約０．２、約０．０４〜約０．２、約０．０５〜約０．２、約０．０６〜約０．２、約０．０８〜約０．２、約０．１〜約０．２、または約０．１２〜約０．２の範囲内）である。一部の実施形態では、表面ＣＳは、最大ＣＴの１．５倍（または２倍、または２．５倍）以上であり得る。一部の実施形態では、表面ＣＳは最大ＣＴの高々約４８倍まで、高々４０倍まで、高々２０倍まで、高々１０倍まで、または高々８倍までであり得る。表面ＣＳは最大ＣＴの約５倍〜約５０倍の範囲内であり得る。
【００９５】
１以上の実施形態において、応力プロファイル３１２は最大ＣＳを含み、最大ＣＳは典型的には表面ＣＳ３１０であり、第１の表面３０２および第２の表面３０４の一方または両方において見出され得る。１以上の実施形態において、ＣＳ層または領域３１５は、厚さの一部に沿ってＤＯＣ３１７まで延在する。１以上の実施形態において、ＤＯＣ３１７は約０．１・ｔ以上であり得る。例えば、ＤＯＣ３１７は約０．１２・ｔ以上、約０．１４・ｔ以上、約０．１５・ｔ以上、約０．１６・ｔ以上、０．１７・ｔ以上、０．１８・ｔ以上、０．１９・ｔ以上、０．２０・ｔ以上、約０．２１・ｔ以上、または高々約０．２５・ｔであり得る。１以上の実施形態において、物品の第１の主要な表面３０２および第２の主要な表面３０４から測定されたＤＯＣ３１７は略等しい。
【００９６】
１以上の実施形態において、ガラス物品は、約６μｍ〜約２８μｍの範囲内のカリウムＤＯＬを有する。一部の実施形態では、カリウムＤＯＬはガラス物品の厚さｔの比として表され得る。１以上の実施形態において、カリウムＤＯＬは約０．００５ｔ〜約０．０７ｔの範囲内であり得る。一部の実施形態では、カリウムＤＯＬは約０．００５ｔ〜約０．０７ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０６５ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０６ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０５５ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０５ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０４５ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０４ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０３５ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０３ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０２５ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０２ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０１５ｔ、約０．００５ｔ〜約０．０１ｔ、約０．００６ｔ〜約０．０７ｔ、約０．００８ｔ〜約０．０７ｔ、約０．０１ｔ〜約０．０７ｔ、約０．０１５ｔ〜約０．０７ｔ、約０．０２ｔ〜約０．０７ｔ、約０．０２７ｔ〜約０．０５ｔ、約０．０３ｔ〜約０．０７ｔ、または約０．０１ｔ〜約０．０３ｔの範囲内であり得る。
【００９７】
１以上の実施形態において、カリウムＤＯＬの深さにおける圧縮応力値は、約５０ＭＰａ〜約３００ＭＰａの範囲内であり得る。一部の実施形態では、カリウムＤＯＬの深さにおける圧縮応力値は、約５０ＭＰａ〜約２８０ＭＰａ、約５０ＭＰａ〜約２６０ＭＰａ、約５０ＭＰａ〜約２５０ＭＰａ、約５０ＭＰａ〜約２４０ＭＰａ、約５０ＭＰａ〜約２２０ＭＰａ、約５０ＭＰａ〜約２００ＭＰａ、約６０ＭＰａ〜約２００ＭＰａ、約７０ＭＰａ〜約２００ＭＰａ、約７５ＭＰａ〜約２００ＭＰａ、約８０ＭＰａ〜約２００ＭＰａ、約９０ＭＰａ〜約２００ＭＰａ、約１００ＭＰａ〜約２００ＭＰａ、約１１０ＭＰａ〜約２００ＭＰａ、約１２０ＭＰａ〜約２００ＭＰａ、約１３０ＭＰａ〜約２００ＭＰａ、約１５０ＭＰａ〜約２００ＭＰａ、約６０ＭＰａ〜約３００ＭＰａ、約７０ＭＰａ〜約３００ＭＰａ、約７５ＭＰａ〜約３００ＭＰａ、約８０ＭＰａ〜約３００ＭＰａ、約９０ＭＰａ〜約３００ＭＰａ、約１００ＭＰａ〜約３００ＭＰａ、約１１０ＭＰａ〜約３００ＭＰａ、約１２０ＭＰａ〜約３００ＭＰａ、約１３０ＭＰａ〜約３００ＭＰａ、または約１５０ＭＰａ〜約３００ＭＰａの範囲内であり得る。
【００９８】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、約０．４・ｔ以上、０．５・ｔ以上、約５５・ｔ以上、または約０．６・ｔ以上の最大化学的深さを示す。本明細書において用いられる「化学的深さ」という用語は、電子プローブ微小分析（ＥＰＭＡ）によって決定された、金属酸化物またはアルカリ金属酸化物のイオン（例えば、金属イオンまたはアルカリ金属イオン）がガラス物品内に拡散する深さであって、イオンの濃度が最小値に達する深さを意味する。このイオンは、イオン交換の結果として化学的に強化されたガラス物品内に拡散されたイオンである。最大化学的深さは、イオン交換プロセスによって化学的に強化されたガラス物品内へと交換された任意のイオンの最大拡散深さを指す。例えば、２以上の拡散するイオン種を有する溶融塩槽（即ち、ＮａＮＯ３およびＫＮＯ３の両方を有する溶融塩槽）の場合には、これらの異なるイオン種は、化学的に強化されたガラス物品内のそれぞれ異なる深さまで拡散し得る。最大化学的深さは、化学的に強化されたガラス物品内へとイオン交換された全てのイオン種の最大拡散深さである。
【００９９】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、約０．７ｍｍ〜約１．１ｍｍの範囲内の厚さ、約４０ＭＰａ〜約７５ＭＰａの範囲内の最大ＣＴ、約４７５ＭＰａ〜約７５０ＭＰａの範囲内の表面ＣＳ、約０．１１ｔ〜約０．１７ｔの範囲内のＤＯＣ、および約６μｍ〜約３０μｍの範囲内のカリウムＤＯＬを有する。
【０１００】
１以上の実施形態において、強化されたガラス物品は、約０．７ｍｍ〜約１．１ｍｍの範囲内の厚さ、約４５ＭＰａ〜約８０ＭＰａの範囲内の最大ＣＴ、約７００〜約９００ＭＰａの範囲内の表面ＣＳ、約０．１１ｔ〜約０．２ｔの範囲内のＤＯＣ、および約８μｍ〜約２６μｍの範囲内のカリウムＤＯＬを有する。
【０１０１】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、約０．７ｍｍ〜約１．１ｍｍの範囲内の厚さ、約７０ＭＰａ〜約１００ＭＰａの範囲内の最大ＣＴ、約７００〜約９００ＭＰａの範囲内の表面ＣＳ、および約０．１７ｔ〜約０．２ｔの範囲内のＤＯＣを有する。
【０１０２】
１以上の実施形態において、応力プロファイル３１２は、形状が放物線状として記述され得る。一部の実施形態では、ガラス物品の領域または深さに沿った応力プロファイルは、放物線状形状を示す引張応力を示す。１以上の特定の実施形態では、応力プロファイル３１２は平坦な応力（即ち、圧縮応力もしくは引張応力）の部分または略一定の応力（即ち、圧縮応力もしくは引張応力）を示す部分を含まない。一部の実施形態では、ＣＴ領域は、平坦な応力を実質的に含まないまたは略一定の応力を含まない応力プロファイルを示す。１以上の実施形態において、約０ｔから約０．２・ｔまでの厚さの範囲と０．８・ｔを超える厚さの範囲との間（または約０・ｔから約０．３・ｔまでの厚さの範囲と０．７・ｔを超える厚さの範囲との間）にある応力プロファイル３１２の全ての点は、傾斜が約−０．１ＭＰａ／μｍ未満または約０．１ＭＰａ／μｍを超える接線を有する。他の実施形態では、約０ｔから約０．２・ｔまでの厚さの範囲の間にある応力プロファイル３１２の少なくとも１つの点および０．８・ｔを超える厚さにある応力プロファイルの少なくとも１つの点（または約０・ｔから約０．３・ｔまでおよび０．７・ｔを超える）は、傾斜が約−０．１ＭＰａ／μｍ未満または約０．１ＭＰａ／μｍを超える接線を有する。一部の実施形態では、接線の傾斜は約−０．２ＭＰａ／μｍ未満または約０．２ＭＰａ／μｍを超えるものであり得る。一部の更に特定の実施形態では、接線の傾斜は約−０．３ＭＰａ／μｍ未満または約０．３ＭＰａ／μｍを超えるものであり得る。更に特定の実施形態では、接線の傾斜は、約−０．５ＭＰａ／μｍ未満または約０．５ＭＰａ／μｍを超えるものであり得る。換言すれば、これらの厚さの範囲（即ち、０・ｔから約０．２・ｔまでの範囲および０．８ｔを超える範囲、または約０ｔから約０．３・ｔまでの範囲および０．７・ｔ以上の範囲）に沿った１以上の実施形態の応力プロファイルは、本明細書に記載されるような接線の傾斜を有する点を含まない。理論に縛られるものではないが、公知の誤差関数または準線形応力プロファイルは、これらの厚さの範囲（即ち、約０・ｔから約０．２・ｔまでの範囲および０．８ｔを超える範囲、または約０ｔから約０．３・ｔまでの範囲および０．７・ｔ以上の範囲）に沿って、傾斜が０または０に近い値である、即ち、約−０．１ＭＰａ／μｍより大きく約０．１ＭＰａ／μｍより小さい範囲内の接線を有する点を有する（図２の２２０で示されているように、そのような厚さの範囲に沿った平坦なまたは傾斜が０の応力プロファイルを示す）。本開示の１以上の実施形態のガラス物品は、図３に示されているように、これらの厚さの範囲に沿って平坦なまたは傾斜が０の応力プロファイルを有する、そのような応力プロファイルを示さない。
【０１０３】
１以上の実施形態において、ガラス物品は、約０．１・ｔ〜０．３・ｔおよび約０．７・ｔ〜０．９・ｔの厚さの範囲において、最大の接線の傾斜および最小の接線の傾斜を有する応力プロファイルを示す。幾つかの例では、最大の接線の傾斜と最小の接線の傾斜との間の差は約３．５ＭＰａ／μｍ以下、約３ＭＰａ／μｍ以下、約２．５ＭＰａ／μｍ以下、または約２ＭＰａ／μｍ以下である。
【０１０４】
１以上の実施形態において、ガラス物品は、ガラス物品の深さ方向に延びるまたは厚さｔの少なくとも一部に沿って延びるいかなる平坦な線分も実質的に含まない応力プロファイル３１２を有する。換言すれば、応力プロファイル３１２は、厚さｔに沿って略連続して増減する。一部の実施形態では、応力プロファイルは、深さ方向において約１０μｍ以上、約５０μｍ以上、約１００μｍ以上、または約２００μｍ以上の長さを有するいかなる平坦な線分も実質的に含まない。本明細書において用いられる「平坦な」という用語は、平坦な線分に沿って約０．５５ＭＰａ／μｍ未満、または約０．２２ＭＰａ／μｍ未満の大きさを有する傾斜を指す。一部の実施形態では、応力プロファイルの深さ方向においていかなる平坦な線分も実質的に含まない１以上の部分は、ガラス物品内における第１の表面または第２の表面の一方または両方から約５μｍ以上（例えば、１０μｍ以上、または１５μｍ以上）の深さに存在する。例えば、第１の表面から約０μｍ〜約５μｍ未満の深さに沿っては、応力プロファイルは線形の線分を含み得るが、第１の表面から約５μｍ以上の深さからは、応力プロファイルは平坦な線分を実質的に含まないものであり得る。本明細書において用いられる「線形」は、平坦な傾斜を有する線分および平坦な傾斜を有しない線分を含む。
【０１０５】
一部の実施形態では、応力プロファイルは、約０ｔ〜約０．１ｔの深さにおいては線形の線分を含み得るが、約０．１ｔ〜約０．４ｔの深さにおいては線形の線分を実質的に含まないものであり得る。一部の実施形態では、約０ｔ〜約０．１ｔの範囲内の厚さからの応力プロファイルは、大きさ（絶対値）が約２０ＭＰａ／マイクロメートル〜約２００ＭＰａ／マイクロメートルの範囲内の傾斜を有し得る。本明細書に記載されるように、そのような実施形態は、槽が２以上のアルカリ塩を含むもしくは混合アルカリ溶融塩槽である単一のイオン交換プロセスを用いて、または複数の（例えば、２以上の）イオン交換プロセスを用いて形成され得る。
【０１０６】
１以上の実施形態において、ガラス物品は、ＣＴ領域（図４の３２７）に沿った応力プロファイルの形状に関して記述され得る。例えば、一部の実施形態では、（応力が引張応力である）ＣＴ領域に沿った応力プロファイルは、式によって近似され得る。一部の実施形態では、ＣＴ領域に沿った応力プロファイルは、式（１）によって近似され得る：
Ｓｔｒｅｓｓ（ｘ）＝ＭａｘＴ−（（（ＣＴｎ・（ｎ＋１））／０．５ｎ）・｜（ｘ／ｔ）−０．５｜ｎ）      …（１）
式（１）において、Ｓｔｒｅｓｓ（ｘ）は位置ｘにおける応力値である。ここでは応力は正（張力）である。式（１）において、ＭａｘＴは最大張力値であり、ＣＴｎはｎにおける張力値でありＭａｘＴ以下である。ＭａｘＴおよびＣＴｎは両方とも正の値であり、単位はＭＰａである。値ｘは０〜ｔの範囲の厚さ（ｔ）に沿った位置（単位はμｍ）であり、ｘ＝０は一方の表面（図３の３０２）であり、ｘ＝０．５ｔはガラス物品の中心であり（この位置ではＳｔｒｅｓｓ（ｘ）＝ＭａｘＴ）であり、ｘ＝ｔは反対側の表面（図３の３０４）である。式（１）において用いられているＭａｘＴは最大ＣＴと等価であり、約７１．５／√（ｔ）未満であり得る。一部の実施形態では、式（１）において用いられているＭａｘＴは約５０ＭＰａ〜約８０ＭＰａ（例えば、約６０ＭＰａ〜約８０ＭＰａ、約７０ＭＰａ〜約８０ＭＰａ、約５０ＭＰａ〜約７５ＭＰａ、約５０ＭＰａ〜約７０ＭＰａ、または約５０ＭＰａ〜約６５ＭＰａ）の範囲内であり得、ｎは１．５〜５（例えば、２〜４、２〜３、もしくは１．８〜２．２）または約１．５〜約２のフィッティングパラメータである。１以上の実施形態において、ｎ＝２は、放物線状の応力プロファイルを提供し得るものであり、ｎ＝２から逸れた指数は放物線状に近い応力プロファイルを有する応力プロファイルを与える。１以上の実施形態において、ガラス物品の主要な表面の一方または両方に圧縮応力スパイクが存在する場合には、ＣＴｎはＭａｘＴより小さいものであり得る。１以上の実施形態において、ガラス物品の主要な表面の一方または両方に圧縮応力スパイクが存在しない場合には、ＣＴｎはＭａｘＴと等しい。
【０１０７】
一部の実施形態では、応力プロファイルは熱処理によって加減され得る。そのような実施形態では、熱処理はイオン交換プロセスの前、複数のイオン交換プロセスの間、または全てのイオン交換プロセスの後に行われ得る。一部の実施形態では、熱処理は、表面または表面付近における応力プロファイルの傾斜の大きさの絶対値を小さくし得る。一部の実施形態では、表面におけるより急なまたはより大きい傾斜が所望される場合には、表面または表面付近において「スパイク」を設けるため、即ち、応力プロファイルの傾斜を大きくするために、熱処理後のイオン交換プロセスが用いられ得る。
【０１０８】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品の応力プロファイル３１２は、厚さの一部に沿って変化する金属酸化物の０ではない濃度に起因して生じる。この金属酸化物濃度の変化は、本明細書においては、金属酸化物濃度勾配として参照され得る。一部の実施形態では、化学的に強化されたガラス物品の金属酸化物の濃度は、約０・ｔ〜約０．３・ｔの厚さの範囲の両方に沿って、０にはならずに変化する。一部の実施形態では、金属酸化物の濃度は、約０・ｔ〜約０．３５・ｔ、約０・ｔ〜約０．４・ｔ、約０・ｔ〜約０．４５・ｔ、または約０・ｔ〜約０．４８・ｔの厚さの範囲に沿って、０にはならずに変化する。金属酸化物は、ガラス物品内に応力を生じるものとして説明され得る。濃度の変化は、上記で参照した厚さの範囲に沿って連続したものであり得る。濃度の変化は、約１００μｍの厚さの部分に沿って約０．２モル％の金属酸化物の濃度の変化を有し得る。この変化は、当該技術分野において知られているマイクロプローブを含む方法によって測定され得る。濃度が０ではなく厚さの一部に沿って変化する金属酸化物は、ガラス物品内に応力を生じるものとして説明され得る。
【０１０９】
化学的に強化されたガラス物品の金属酸化物濃度の変化は、上記で参照した厚さの範囲に沿って連続したものであり得る。一部の実施形態では、濃度の変化は、約１０μｍ〜約３０μｍの範囲内の厚さの一部に沿って連続したものであり得る。一部の実施形態では、金属酸化物の濃度は、第１の表面から第１の表面と第２の表面との間の点における値まで減少し、この値から第２の表面まで増加する。
【０１１０】
化学的に強化されたガラス物品の金属酸化物の濃度は、２以上の金属酸化物（例えば、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの組合せ）を含み得る。イオンの半径が互いに異なる２種の金属酸化物が用いられる一部の実施形態では、浅い深さにおいては、より大きい半径を有するイオンの濃度がより小さい半径を有するイオンの濃度より高く、一方、より深い深さにおいては、より小さい半径を有するイオンの濃度がより大きい半径を有するイオンの濃度より高い。例えば、イオン交換プロセスにおいて単一のＮａおよびＫ含有槽が用いられる場合には、より浅い深さにおいては、ガラス物品内におけるＫ＋イオンの濃度がＮａ＋イオンの濃度より高く、一方、より深い深さにおいては、Ｎａ＋イオンの濃度がＫ＋イオンの濃度より高い。これは、部分的には、より小さい一価のイオンの代わりにガラス内へと交換される一価のイオンのサイズに起因する。そのようなガラス物品では、表面または表面付近における領域は、表面または表面付近においてはより大きいイオン（即ち、Ｋ＋イオン）の量がより高いことに起因して、より高いＣＳを有する。このより高いＣＳは、表面または表面付近においてより急な傾斜（即ち、表面における応力プロファイルのスパイク）を有する応力プロファイルによって示され得る。
【０１１１】
本明細書において先に述べたように、１以上の金属酸化物の濃度勾配または濃度変化はガラス物品の化学的強化によって生じ、化学的強化においては、ガラス物品中の複数の第１の金属イオンが複数の第２の金属イオンと交換される。第１のイオンは、リチウム、ナトリウム、カリウム、およびルビジウムのイオンであり得る。第２の金属イオンは、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、およびセシウムのイオンであり得るが、但し、第２のアルカリ金属イオンは、第１のアルカリ金属イオンのイオン半径より大きいイオン半径を有する。第２の金属イオンはガラス物品中にそれらの酸化物（例えば、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、またはそれらの組合せ）として存在する。
【０１１２】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品の金属酸化物濃度勾配は、ガラス物品のＣＴ層３２７を含む厚さｔの大部分または厚さｔ全体を通って延在する。１以上の実施形態において、ＣＴ層３２７内の金属酸化物の濃度は約０．５モル％以上である。一部の実施形態では、金属酸化物の濃度はガラス物品の厚さ全体に沿って約０．５モル％以上（例えば、約１モル％以上）であり得、第１の表面３０２および／または第２の表面３０４において最大となり、第１の表面３０２と第２の表面３０４との間の点まで略一定に減少する。その点において、金属酸化物の濃度は厚さｔ全体に沿って最小となるが、その点における濃度は０ではない。換言すれば、特定の金属酸化物のその０ではない濃度は、（本明細書に記載されるように）厚さｔの大部分または厚さｔ全体に沿って延在する。一部の実施形態では、特定の金属酸化物の最も低い濃度はＣＴ層３２７内にある。ガラス物品中の特定の金属酸化物の合計濃度は、約１モル％〜約２０モル％の範囲内であり得る。
【０１１３】
１以上の実施形態において、化学的に強化されたガラス物品は、第１の金属酸化物濃度および第２の金属酸化物濃度を有し、第１の金属酸化物濃度は、約０ｔ〜約０．５ｔの第１の厚さの範囲に沿って約０モル％〜約１５モル％の範囲内であり、第２の金属酸化物濃度は、約０μｍ〜約２５μｍ（または約０μｍ〜約１２μｍ）第２の厚さの範囲から約０モル％〜約１０モル％の範囲内である。しかし、第１の金属酸化物および第２の金属酸化物の一方または両方の濃度は、ガラス物品の厚さの大部分または厚さ全体に沿って０ではない。化学的に強化されたガラス物品は、必用に応じて第３の金属酸化物濃度を含み得る。第１の金属酸化物はＮａ２Ｏを含み得るものであり、一方、第２の金属酸化物はＫ２Ｏを含み得る。
【０１１４】
化学的に強化されたガラス物品の実施形態における金属酸化物の濃度は、そのような金属酸化物の濃度勾配を有するよう加減される前の、ガラス物品中の金属酸化物のベースライン量から決定され得る。
【０１１５】
１以上の実施形態において、未強化のガラス物品および化学的に強化されたガラス物品は、約６Ｎ以上、約８Ｎ以上、約１０Ｎ以上、約１２Ｎ以上、約１４Ｎ以上、または約１６Ｎ以上のヌープ横クラックスクラッチ閾値を示す。一部の実施形態では、未強化のガラス物品および化学的に強化されたガラス物品は、約６Ｎ〜約２６Ｎ、約８Ｎ〜約２６Ｎ、約１０Ｎ〜約２６Ｎ、約１２Ｎ〜約２６Ｎ、約１４Ｎ〜約２６Ｎ、約１５Ｎ〜約２６Ｎ、約１６Ｎ〜約２６Ｎ、約１８Ｎ〜約２６Ｎ、約６Ｎ〜約２４Ｎ、約６Ｎ〜約２２Ｎ、約６Ｎ〜約２０Ｎ、約６Ｎ〜約１８Ｎ、約６Ｎ〜約１６Ｎ、または約１８Ｎ〜約２４Ｎの範囲内のヌープ横スクラッチ閾値を示す。ヌープスクラッチ横クラック閾値は、未強化のガラス物品および化学的に強化されたガラス物品の第１の主要な表面３０２または第２の主要な表面３０４上において測定され得る。本明細書において用いられるヌープスクラッチ横クラック閾値は、（５回の押込み事象のうちの３回以上における）横クラックの開始である。ヌープ横クラックスクラッチ閾値試験において、ガラス物品の試料および物品に対して、まず、試料の個体群についての横クラック開始負荷範囲を識別するために、ヌープ圧子を用いて、動的なまたは傾斜した負荷をかけて、スクラッチを行った。適用可能な負荷範囲が識別されたら、ヌープスクラッチ閾値を識別するために、一定の負荷を増加させた一連のスクラッチ（負荷毎に最小３回以上）を行う。ヌープスクラッチ閾値の範囲は、試験試料を次の３つの破断モードうちの１つと比較することによって決定され得る。１）溝の幅の２倍を超える長い表面横クラック、２）損傷は溝内に含まれるが、溝の幅の２倍より小さい表面横クラックが存在し、裸眼で見える損傷が存在する、または３）溝の幅の２倍を超える大きい表面下横クラックの存在、および／または、スクラッチの頂点に中央クラックが存在する。
【０１１６】
ガラス物品（未強化のガラス物品および化学的に強化されたガラス物品の両方）の実施形態は、モバイル電子装置用およびタッチ操作可能なディスプレイ用のカバーガラスとして用いられ得る。ガラス物品は、ディスプレイ（またはディスプレイ物品として）（例えば、広告板、ＰＯＳシステム、コンピュータ、ナビゲーションシステム等）、建築物品（壁、固定具、パネル、窓等）、輸送物品（例えば、自動車用途、電車、飛行機、船等）、家電（例えば、洗濯機、乾燥機、食器洗浄機、冷蔵庫等）、または幾らかの耐破砕性を要する任意の物品においても用いられ得る。
【０１１７】
特に、本明細書に記載されるガラス物品は薄く、本明細書に記載されるように化学的に強化された場合には、典型的には厚い（例えば、約２ｍｍまたは３ｍｍ以上の厚さを有する）ガラス物品をテンパリングすることによってのみ達成可能な応力プロファイルを示す。本ガラス物品は、その厚さｔに沿って独特の応力プロファイルを示す。幾つかのケースでは、本明細書に記載されるガラス物品は、テンパリングされたガラス物品よりも大きい表面ＣＳを示す。１以上の実施形態において、本ガラス物品は、ガラス物品内により深く延びる（ＣＳが公知の化学的に強化されたガラス物品よりも徐々に増減する）圧縮応力層を有し、そのようなガラス物品は、たとえガラス物品またはそれを含む装置が硬い表面（例えば、花崗岩）上または硬くて粗い表面（例えば、アスファルト）上に落下した場合でも、かなり改善された耐破砕性を示す。１以上の実施形態のガラス物品は、幾つかの公知の化学的に強化されたガラス物品よりも高い最大ＣＴ値を示す。
【０１１８】
１以上の実施形態において、本明細書に記載される化学的に強化されたガラス物品は、摩擦摩耗リング・オン・リング（ＡＲＯＲ）試験を受けたときに、改善された表面強度を示す。材料の強度は、破砕が生じる応力として定義される。ＡＲＯＲ試験は、平坦なガラス試料を試験するための表面強度測定であり、「Standard Test Method for Monotonic Equibiaxial Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature（周囲温度における進化したセラミックの単調な等二軸曲げ強度の標準試験方法）」という名称のＡＳＴＭ Ｃ１４９９−０９（２０１３）は、本明細書に記載されるＡＲＯＲ試験方法の基礎となるものである。ＡＳＴＭ Ｃ１４９９−０９の内容の全体を参照して本明細書に組み込む。一実施形態において、ガラス試料は、リング・オン・リング試験の前に、「Standard Test Methods for Strength of Glass by Flexure (Determination of Modulus of Rupture)（ガラスの曲げ強度の標準試験方法（破断係数の決定））」という名称のＡＳＴＭ Ｃ１５８−０２（２０１２）の「Abrasion Procedures（摩擦摩耗手順）」という名称のＡｎｎｅｘ Ａ２に記載されている方法および装置を用いてガラス試料に送出される９０グリットの炭化ケイ素（ＳｉＣ）粒子を用いた摩擦摩耗を受ける。ＡＳＴＭ Ｃ１５８−０２の内容およびＡｎｎｅｘ２の内容の全体を参照して本明細書に組み込む。
【０１１９】
リング・オン・リング試験の前に、試料の表面欠陥条件を正規化および／または制御するために、ガラス物品の表面は、ＡＳＴＭ Ｃ１５８−０２の図Ａ２．１に示されている装置を用いて、ＡＳＴＭ Ｃ１５８−０２のＡｎｎｅｘ２に記載されているように摩擦摩耗を受ける。摩擦摩耗材料は、ガラス物品の表面１１０にサンドブラストで３０４ｋＰａ（４４ｐｓｉ）の空気圧を用いて１５ｐｓｉ（約１０３．４ｋＰａ）の負荷で吹き付けられる。空気の流れが確立された後、５ｃｍ３の摩擦摩耗材料が漏斗内に落とされ、摩擦摩耗材料の導入後、試料は５秒間にわたってサンドブラストを受ける。
【０１２０】
ＡＲＯＲ試験のために、図５に示されているように、少なくとも１つの摩擦摩耗を受けた面４１０を有する化学的に強化されたガラス物品は、図５に示されているように、等二軸曲げ強度（即ち、材料が２つの同軸のリングの間において曲げを受けたときに耐えられる最大応力）を決定するために、サイズが異なる２つの同軸のリングの間に配置される。ＡＲＯＲ構成４００において、摩擦摩耗を受けたガラス物品４１０は、直径Ｄ２を有する支持リング４２０によって支持される。直径Ｄ１を有する負荷リング４３０によって、ガラス物品の表面に、ロードセル（図示せず）による力Ｆが加えられる。
【０１２１】
負荷リングの直径と支持リングの直径との比Ｄ１／Ｄ２は約０．２〜約０．５の範囲内であり得る。一部の実施形態では、Ｄ１／Ｄ２は約０．５である。負荷リングおよび支持リング１３０、１２０は、支持リングの直径Ｄ２の０．５％以内になるよう同軸に位置合わせされるべきである。試験に用いられるロードセルは、選択された範囲内の任意の負荷において±１％以内の精度であるべきである。一部の実施形態では、試験は、２３±２°Ｃの温度および４０±１０％の相対湿度で行われる。
【０１２２】
固定具の設計については、負荷リング４３０の半径ｒの突出した表面、ｈ／２≦ｒ≦３ｈ／２であり、ここで、ｈはガラス物品４１０の厚さである。負荷リングおよび支持リング４３０、４２０は、典型的には硬度ＨＲｃ＞４０を有する硬化鋼でできている。ＡＲＯＲの固定具は市販されている。
【０１２３】
ＡＲＯＲ試験用の意図的な破断のメカニズムは、負荷リング４３０内にある表面４３０ａから発生するガラス物品４１０の破砕を観察するためのものである。この領域の外側、即ち、負荷リング４３０と支持リング４２０との間において生じた破断は、データの分析から除外される。しかし、ガラス物品４１０の薄さおよび高い強度に起因して、試料の厚さｈの１／２を超える大きいたわみが観察されることもある。従って、負荷リング４３０の下から発生した高い割合の破断を観察することは珍しくない。（ひずみゲージ解析によって収集される）リング内およびリング下の両方における応力の発達、並びに、各試料内における破断の起点の知見がなければ、応力を正確に計算することはできない。従って、ＡＲＯＲ試験は、測定された応答としての破断におけるピーク負荷に焦点を当てる。
【０１２４】
ガラス物品の強度は、表面の傷の存在に応じて異なる。しかし、ガラスの強度の性質は統計的であるので、所与のサイズの傷が存在する尤度を正確に予測することはできない。従って、確率分布は、一般的に、取得されたデータの統計的表現として用いられ得る。
【０１２５】
一部の実施形態では、本明細書に記載されるガラス物品は、表面に摩擦摩耗を生じるために２５ｐｓｉ（約１７２ｋＰａ）または４５ｐｓｉ（約３１０ｋＰａ）の負荷を用いたＡＲＯＲ試験によって決定された、２０ｋｇｆ（約１９６Ｎ）〜約３０ｋｇｆ（約２９４Ｎ）の等二軸曲げ強度の表面を有する。他の実施形態では、表面強度は２５ｋｇｆ（約２４５Ｎ）以上、および更に別の実施形態では３０ｋｇｆ（約２９４Ｎ）以上である。
【０１２６】
一部の実施形態では、本明細書に記載される化学的に強化されたガラス物品は、逆ボール・オン・サンドペーパー（ＩＢｏＳ）試験における性能に関して説明され得る。ＩＢｏＳ試験は、図６に模式的に示されているような、モバイルまたは携帯型電子装置において用いられるガラス物品において典型的に生じる、損傷の導入および曲げに起因する破断についての主なメカニズムを模倣した動的成分レベル試験である。フィールドにおいて、ガラス物品の上面上における損傷の導入が生じる（図７のａ）。ガラス物品の上面において破砕が開始し、損傷がガラス物品に侵入する（図７のｂ）か、または、ガラス物品の上面または内部の曲げから破砕が伝搬する（図７のｃ）。ＩＢｏＳ試験は、動的負荷の下で、ガラスの表面に損傷を導入するのと同時に曲げを加えるよう設計される。幾つかの例では、ガラス物品は、圧縮応力を有する場合に、同じガラス物品が圧縮応力を有しない場合よりも改善された落下性能を示す。
【０１２７】
ＩＢｏＳ試験装置は図６に模式的に示されている。装置５００は、試験スタンド５１０およびボール５３０を含む。ボール５３０は、例えば、ステンレス鋼ボール等の剛性または中実のボールである。一実施形態では、ボール５３０は、１０ｍｍの直径を有する４．２グラムのステンレス鋼ボールである。ボール５３０は、所定の高さｈからガラス物品試料５１８上に直接落とされる。試験スタンド５１０は、例えば、花崗岩等の硬い剛性材料で構成された中実のベース５１２を含む。中実のベース５１２の上面には、表面に摩擦摩耗材料が設けられたシート５１４が、摩擦摩耗材料を有する表面が上を向くように配置される。一部の実施形態では、シート５１４は、３０グリットの表面を有する（他の実施形態では１８０グリットの表面を有する）サンドペーパーである。ガラス物品試料５１８は、試料ホルダー５１５によってシート５１４の上方の位置に保持され、ガラス物品試料５１８とシート５１４との間には空隙５１６が存在する。シート５１４とガラス物品試料５１８との間の空隙５１６は、ボール５３０による衝撃の際に、ガラス物品試料５１８がシート５１４の摩擦摩耗面上に向かって曲がるのを可能にする。一実施形態では、曲げがボールの衝撃点のみに食い止められ、再現性が確保されるように、ガラス物品試料２１８は全ての角にわたってクランプされる。一部の実施形態では、試料ホルダー５１４および試験スタンド５１０は、高々約２ｍｍまでの試料の厚さに対応するよう構成される。空隙５１６は約５０μｍ〜約１００μｍの範囲内である。空隙５１６は、材料の剛性（ヤング率）（試料のヤング率および厚さも含む）の差に合わせて調節されるよう構成される。ボール５３０の衝撃に際してガラス物品試料５１８が破砕した場合に破片を集めるために、ガラス物品試料の上面を覆うために接着テープ５２０が用いられ得る。
【０１２８】
摩擦摩耗面としては、様々な材料が用いられ得る。特定の一実施形態では、摩擦摩耗面はサンドペーパー（例えば、炭化ケイ素もしくはアルミナサンドペーパー、工学的に設計されたサンドペーパー、または当業者に知られている同等の硬さおよび／または鋭さを有する任意の摩擦摩耗材料等）である。一部の実施形態では、コンクリートまたはアスファルトよりも一貫した表面トポグラフィ、並びに、所望のレベルの試料表面の損傷を生じる粒子サイズおよび鋭さを有する、３０グリットのサンドペーパーが用いられ得る。
【０１２９】
１つの態様において、本明細書において上述した装置５００を用いてＩＢｏＳ試験を行う方法６００が図８に示されている。ステップ６１０において、ガラス物品が先に述べた試験スタンド５１０内に配置され、ガラス物品試料５１８と摩擦摩耗面を有するシート５１４との間に空隙５１６が形成されるように、試料ホルダー５１５内に固定される。方法６００では、摩擦摩耗面を有するシート５１４は既に試験スタンド５１０内に配置されているものとする。しかし、一部の実施形態では、本方法は、摩擦摩耗材料を有する表面が上を向くようにシート５１４を試験スタンド５１０内に配置することを含み得る。一部の実施形態では（ステップ６１０ａ）、ガラス物品試料５１８を試料ホルダー５１０に固定する前に、ガラス物品試料５１８の上面に接着テープ５２０が施される。
【０１３０】
ステップ５２０において、所定の質量およびサイズの中実のボール５３０がガラス物品試料５１８の上面（または上面に固定された接着テープ５２０）のほぼ中心（即ち、中心から１ｍｍ以内、３ｍｍ以内、５ｍｍ以内、または１０ｍｍ以内）に衝撃を与えるように、ボール５３０が所定の高さｈからガラス物品試料５１８の上面に落とされる。ステップ５２０における衝撃に続き、ガラス物品試料５１８に対する損傷の程度が決定される（ステップ６３０）。本明細書において先に述べたように、本明細書における「破砕」という用語は、基体が落下したとき、または物体による衝撃を受けたときに、基体の厚さ全体および／または表面全体にわたってクラックが伝搬することを意味する。
【０１３１】
方法６００において、摩擦摩耗面を有するシート５１８は、他のタイプ（例えば、コンクリートまたはアスファルト）の落下試験面の繰り返しの使用において観察されている「経時変化」の影響を回避するために、各落下後に交換され得る。
【０１３２】
方法６００では、典型的には、様々な所定の落下高さｈおよび増分が用いられる。試験は、例えば、最小落下高さ（例えば、約１０〜２０ｃｍ）を用いて開始し得る。次に、後続の落下について、１組の増分または可変の増分だけ高さが増加され得る。方法６００に記載されている試験は、ガラス物品試料５１８が破壊または破砕したら止められる（ステップ６３１）。或いは、破砕を生じずに落下高さｈが最大落下高さ（例えば、約１００ｃｍ）に到達した場合には、方法３００の落下試験も停止され得るか、または、破砕が生じるまで、最大高さにおいてステップ５２０が繰り返され得る。
【０１３３】
一部の実施形態では、方法６００のＩＢｏＳ試験は、各ガラス物品試料５１８に対して各所定の高さｈで１回のみ行われる。しかし、他の実施形態では、各試料は各高さにおいて複数回の試験を受け得る。
【０１３４】
ガラス物品試料５１８の破砕が生じた場合には（図８のステップ６３１）、方法６００によるＩＢｏＳ試験は終了する（ステップ６４０）。所定の落下高さにおけるボールの落下によって破砕が生じないことが観察された場合には（ステップ６３２）、落下高さが所定の増分（例えば、例えば５、１０、または２０ｃｍ等）だけ増加され（ステップ６３４）、試料の破砕が観察される（６３１）までまたは試料の破砕を生じずに最大試験高さに到達する（６３６）まで、ステップ６２０および６３０が繰り返される。ステップ６３１または６３６に到達したら、方法６００による試験は終了する。
【０１３５】
上述の逆ボール・オン・サンドペーパー（ＩＢｏＳ）試験を受けたとき、本明細書に記載されるガラス物品の実施形態は、ボールが１００ｃｍの高さからガラスの表面に落とされたときに、少なくとも約６０％のサバイバル率（即ち、６０％以上のサバイバル率）を有する。例えば、ガラス物品は、所与の高さから落とされたときに、５個中３個の同一の（または、ほぼ同一の）試料（即ち、ほぼ同じ組成を有し、本明細書に記載されるように強化されたときに、ほぼ同じ圧縮応力および圧縮の深さまたは圧縮応力層を有する）が、所定の高さ（ここでは１００ｃｍ）から落とされたときに、破砕を生じずにＩＢｏＳ落下試験に耐えた場合、６０％のサバイバル率を有するものとして説明される。他の実施形態では、強化されたガラス物品の１００ｃｍのＩＢｏＳ試験におけるサバイバル率は少なくとも約７０％（７０％以上）、他の実施形態では少なくとも約８０％（８０％以上）、更に別の実施形態では少なくとも約９０％（９０％以上）である。他の実施形態では、ＩＢｏＳ試験において１００ｃｍの高さから落とされた強化されたガラス物品のサバイバル率は、少なくとも約６０％（６０％以上）、他の実施形態では少なくとも約７０％（７０％以上）、更に別の実施形態では少なくとも約８０％（８０％以上）、および他の実施形態では少なくとも約９０％（９０％以上）である。１以上の実施形態において、ＩＢｏＳ試験において１５０ｃｍの高さから落とされた強化されたガラス物品のサバイバル率は、少なくとも約６０％（６０％以上）、他の実施形態では少なくとも約７０％（７０％以上）、更に別の実施形態では少なくとも約８０％（８０％以上）、および他の実施形態では少なくとも約９０％（９０％以上）である。
【０１３６】
本明細書において上述したＩＢｏＳ試験方法および装置を用いて所定の高さから落とされたときのガラス物品のサバイバビリティ率を決定するために、ガラス物品の少なくとも５個の同一の（または、ほぼ同一の）試料（即ち、ほぼ同じ組成を有し、強化された場合には、ほぼ同じ圧縮応力および圧縮の深さまたは層を有する）が試験されるが、試験結果の信頼性レベルを上げるために、それより多い数（例えば、１０個、２０個、３０個等）の試料が試験を受けてもよい。各試料は、所定の高さ（例えば、１００ｃｍまたは１５０ｃｍ）から１回落とされるか、或いは、所定の高さに到達するまで、破砕を生じないまま次第により高い高さから落とされ、破砕の証拠（クラックの形成および試料の厚さ全体および／または表面全体にわたる伝搬）について目視で（即ち、裸眼で）検査される。試料は、所定の高さから落とされた後に破砕が観察されなかった場合には、落下試験に「耐えた」と見なされ、試料が所定の高さ以下の高さから落とされたときに破砕が観察された場合には、試料は「破断した（または「耐えなかった」）と見なされる。サバイバビリティ率は、落下試験に耐えた試料の個体群の割合として決定される。例えば、１０個の群の中で７個の試料が所定の高さから落とされたときに破砕しなかった場合には、そのガラスのサバイバビリティ率は７０％となる。
【０１３７】
本開示の別の態様は、本明細書に記載されるガラス物品を含む装置に関する。例えば、装置は、ディスプレイを含む、または強化された薄いガラスを要する任意の装置を含み得る。１以上の実施形態において、装置は、モバイル装置（例えば、携帯電話、ラップトップ、タブレット、ｍｐ３プレイヤー、ナビゲーション装置等）、または据置型装置（例えば、コンピュータ、電子ディスプレイ、車載情報／エンターテインメントシステム、広告板、ＰＯＳシステム、ナビゲーションシステム等）を含み得る電子装置である。一部の実施形態では、本明細書に記載されるガラス物品は、建築物品（壁、固定具、パネル、窓等）、輸送物品（例えば、自動車用途、電車、飛行機、船等におけるグレージングまたはインテリアの表面）、家電（例えば、洗濯機、乾燥機、食器洗浄機、冷蔵庫等）、または幾らかの耐破砕性を要する任意の物品に組み込まれ得る。図９に示されているように、電子装置１０００は、本明細書に記載される１以上の実施形態によるガラス物品１００を含み得る。装置１０００は、前面１０４０、後面１０６０、および側面１０８０を有する筐体１０２０と、少なくとも部分的にまたは全体的に筐体内にある電気的構成要素（図示せず）であって、少なくともコントローラ、メモリ、および筐体の前面にあるまたは前面に隣接したディスプレイ１１２０を含む電気的構成要素とを含む。ガラス物品１００は、ディスプレイ１１２０を覆うように、筐体の前面にまたは前面を覆うように配置されたカバーとして示されている。一部の実施形態では、ガラス物品は、バックカバーとして用いられ得る。
【０１３８】
本開示の別の態様は、本明細書に記載される化学的に強化されたガラス物品の実施形態を形成する方法に関する。本方法は、約３ミリメートル以下の厚さを定める第１の表面および第２の表面を有するガラス物品を設ける工程と、ガラス物品に応力プロファイルを生じる工程とを含む。１以上の実施形態において、応力プロファイルを生じる工程は、（本明細書に記載されるように）厚さの大部分に沿ってまたは厚さ全体に沿って変化する０ではないアルカリ金属酸化物濃度を構成するように、複数のアルカリイオンをガラス物品内へとイオン交換することを含む。一例では、応力プロファイルを生じる工程は、約３５０℃以上（例えば、約３５０℃〜約５００℃）の温度を有するＮａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋の硝酸塩またはそれらの組合せを含む溶融塩槽にガラス物品を浸漬することを含む。一例では、溶融塩槽は、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３またはそれらの組合せを含み、約４８５℃以下の温度を有し得る。別の例では、槽は、ＮａＮＯ３およびＫＮＯ３の混合物を含み、約４６０℃の温度を有し得る。ガラス物品は、槽に約２時間以上にわたって、高々約４８時間まで（例えば、約２時間〜約１０時間、約２時間〜約８時間、約２時間〜約６時間、約３時間〜約１０時間、または約３．５時間〜約１０時間）浸漬され得る。
【０１３９】
一部の実施形態では、本方法は、ガラス物品を単一の槽に浸漬すること、または連続した複数の浸漬工程においてガラス物品を２以上の槽に浸漬することを含み得る。例えば、２以上の槽は続けて用いられ得る。１以上の槽の組成は、同じ槽中に単一の金属（例えば、Ａｇ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、またはＣｓ＋）または複数の金属の組合せを含み得る。２以上の槽が用いられる場合には、槽は、互いに同じまたは異なる組成および／または温度を有し得る。そのような各槽における浸漬時間は同じであってもよく、または所望の応力プロファイルを設けるように変えられてもよい。
【０１４０】
本方法の１以上の実施形態において、より高い表面ＣＳを生じるために、第２の槽または後続の槽が用いられ得る。幾つかの例では、本方法は、ＤＯＣに大きく影響することなく、より高い表面ＣＳを生じるように、第２のまたは後続の槽にガラス物品を浸漬することを含む。そのような実施形態では、第２のまたは後続の槽は、単一の金属（例えば、ＫＮＯ３またはＮａＮＯ３）または複数の金属の混合物（ＫＮＯ３およびＮａＮＯ３）を含み得る。第２のまたは後続の槽の温度は、より高い表面ＣＳを生じるよう調整され得る。一部の実施形態では、第２のまたは後続の槽におけるガラス物品の浸漬時間も、ＤＯＣに大きく影響することなく、より高い表面ＣＳを生じるように調整され得る。例えば、第２のまたは後続の槽における浸漬時間は１０時間未満（例えば、約８時間以下、約５時間以下、約４時間以下、約２時間以下、約１時間以下、約３０分間以下、約１５分間以下、または約１０分間以下）であり得る。
【０１４１】
１以上の実施形態において、本方法は、ガラス物品を、３９０℃の温度を有する１００％のＮａＮＯ３の溶融塩槽に約２時間〜約１０時間の範囲内（例えば、７時間）の持続時間にわたって浸漬することを含む。１以上の実施形態において、本方法は、ガラス物品を、３９０℃の温度を有する８０％のＫＮＯ３および２０％のＮａＮＯ３の溶融塩槽に約２時間〜約１０時間の範囲内（例えば、７時間）の持続時間にわたって浸漬することを含む。１以上の実施形態において、本方法は、ガラス物品を、３９０℃の温度を有する６０％のＫＮＯ３および４０％のＮａＮＯ３の溶融塩槽に約２時間〜約１０時間の範囲内（例えば、４．５、５、６、または７時間）の持続時間にわたって浸漬することを含む。１以上の実施形態において、本方法は、ガラス物品を、３９０℃の温度を有する６０％のＫＮＯ３および４０％のＮａＮＯ３の溶融塩槽に約２時間〜約１０時間の範囲内（例えば、４．５、５、６、または７時間）の持続時間にわたって浸漬することを含む。
【０１４２】
１以上の実施形態において、本方法は、ガラス物品をイオン交換する（即ち、ガラス物品を溶融塩槽に浸漬する）前に、ガラス物品に熱履歴を付与する工程を含み得る。１以上の実施形態において、熱履歴を付与する工程は、ガラス物品をイオン交換する（即ち、溶融塩槽に浸漬する）前に、ガラス物品をアニールまたはフィクチベートすることを含む。１以上の実施形態において、ガラス物品をアニールすることは、ガラス物品が１０１３．２ポアズの粘度を示す温度までガラス物品を加熱することを含む。１以上の実施形態において、本方法は、ガラス物品を１０１１ポアズ温度（即ち、ガラス物品の粘度が約１０１１ポアズとなる温度）までフィクチベートすることを含む。本明細書において用いられる、ガラス物品をアニールするまたはガラス物品をフィクチベートするとは、ガラスが所定の粘度（即ち、フィクチベートでは１０１１ポアズ、およびアニールでは１０１３．２ポアズ）を示す温度までガラス物品を加熱し、次に、ガラス物品を室温まで急速にクエンチすることを含む。理論に縛られるものではないが、このようにガラス物品をアニールまたはフィクチベートすることで、その粘度に対応するガラス構造が制限またはロックされる。ガラス物品にこの熱履歴を与えることで、化学的強化を容易にする構造が設けられる。更に、このアニールまたはフィクチベートのレジームおよびそれに関連する粘度レベルの選択は、フュージョン形成されたガラスの熱履歴を模倣するものであり、従って、それと同じ熱履歴および高められた化学的強化を生じるために、フュージョン形成されたものではないガラスに適用され得る。従って、１以上の実施形態において、本方法は、フロート形成されたガラス物品、スロットドローによるガラス物品、または他のフュージョン法以外で形成されたガラス物品をアニールまたはフィクチベートすることを含む。
【０１４３】
１以上の別の実施形態では、本方法は、本明細書に記載されるイオン交換プロセスと組み合わせて用いられ得る１以上の熱処理工程を含み得る。熱処理は、所望の応力プロファイルを得るためにガラス物品を熱処理することを含む。一部の実施形態では、熱処理は、ガラス物品を約３００℃〜約６００℃の範囲内の温度までアニール、テンパリング、または加熱することを含む。熱処理は、１分間〜約１８時間にわって続けられ得る。一部の実施形態では、熱処理は、１以上のイオン交換プロセスの後、または複数のイオン交換プロセスの間に用いられ得る。
【０１４４】
１以上の実施形態において、ガラス物品は、表面の傷の影響を除去または低減するために、酸研磨または別様で処理され得る。
【０１４５】
本明細書において用いられ報告される歪点温度はＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１（２０１５）のファイバ延伸法を用いて決定されたものであり、アニール温度はＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１（２０１５）のファイバ延伸法を用いて決定されたものであり、軟化点温度はＡＳＴＭ Ｃ３３８−９３（２０１３）のファイバ延伸法を用いて決定されたものであり、液相粘度は、まず、「Standard Practice for Measurement of Liquidus Temperature of Glass by the Gradient Furnace Method（勾配炉法によるガラスの液相温度の測定のための標準的技法）」という名称のＡＳＴＭ Ｃ８２９−８１（２０１５）に従ってガラスの液相温度を測定し、次に、「Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Above the Softening Point（軟化点を超えるガラスの粘度を測定するための標準的技法）」という名称のＡＳＴＭ Ｃ９６５−９６（２０１２）に従って液相温度におけるガラスの粘度を測定することによって決定されたものである。
【０１４６】
本明細書に記載される、１００ＭＰａの引張応力を付与するよう物品が曲げられたときに物品が特定の力の値を超える閾値破損衝撃力を示す材料特性を有する実施形態において、これは次のように試験される。１以上の実施形態による「閾値破損衝撃力」とは、図７に関して上述したように、物品の表面に観察可能な破砕を生じるのに十分な最小衝撃力を指す。１以上の実施形態において、「閾値破損衝撃力」について試験された物品は、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１ｍｍ、１．１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、１．５ｍｍ、１．６ｍｍ、１．７ｍｍ、１．８ｍｍ、１．９ｍｍ、または２ｍｍの厚さを有するシートである。
【０１４７】
装置の信頼性試験は、装置の適用寿命の間に装置がどのように作動するかを理解することに不可欠である。装置の落下試験は、一般的に、落下事象（例えば、駐車場において電話を落とす）を受けた後（これらの事象は装置の機能性を損ない得るので）の携帯型電子装置（例えば、スマートフォン、タブレット、ラップトップ等）の信頼性を理解するために用いられる。装置に関する１つの懸念は、これらの装置において用いられるカバーガラスの信頼性である。携帯型電子装置のカバーガラスの損傷または破砕は、使用不可能な装置および／またはユーザに対する安全性の問題を生じ得る。カバー材料の限界およびそれが装置設計にどのように関係するかを理解することは、カバーガラス性能の改善に不可欠である。
【０１４８】
典型的には、実際の装置が、それらの信頼性を理解するために落下試験される。しかし、これは非常に高価になり得ると共に、装置設計が終了して装置が製造されているときにしか利用できない。これらの短所に対処するために、代用試験体（装置の寸法および重量に似せた、再利用可能な装置のモックアップ）が、カバーガラス性能試験のために装置をシミュレーションするために用いられる。これらの代用体は、ガラスが顧客の要求を満たす能力を理解する一助となると共に、カバーガラスのサバイバビリティを支援する設計（例えばベベル設計）のフィードバックを与える一助となる。しかし、（落下）試験を行うために代用体を構築するのは時間がかかると共にかなり高価である。従って、その代わりに、ガラスに基づく物品（例えば、モバイル電子装置用のカバーガラス）の表面を試験するための装置が、フィールドにおいて生じることが観察されている破断モード（これは、主に応力（曲げ）および損傷導入の組合せである）をシミュレーションするように用いられる。この既知の破断モードを、コンポーネントレベルに基づく表面衝撃試験を用いて再構築する。この装置を用いて広範囲に及ぶ試験が行われ、特定のガラス組成物およびイオン交換応力プロファイルが、カバーガラスのサバイバビリティを改善できることが、この試験を通してわかった。
【０１４９】
本装置は、平坦な表面から湾曲面までの範囲の表面を有する簡単な振り子に基づく動的衝撃試験を含み、この試験では、ガラスに基づく物品試験試料が振り子のおもりに取り付けられ、これを用いて、滑らかな表面または粗面化された表面であり得る衝撃面に試験試料を接触させる。試験を行うために、試料はホルダーに装着され、振り子の均衡位置から後方に引っ張られ、放されて、衝撃面に対して動的な衝撃を生じる。この試験は落下事象を模倣したものであり、ガラス／試料が可動部で、表面が固定部である。利用可能な湾曲面は、フィールドにおける破断から取得された応力数（曲げ応力）のシミュレーションである。ガラスに基づく物品は可動部であり、固定部である衝撃面に当たるよう移動することで、所与の高さから表面（固定部）に落とされる装置（可動部）を再現する。
【０１５０】
破断モードは、損傷の導入速度および曲げ速度と共に変化することが知られている。カバーガラスの性能を特徴づけるための他の準静的な負荷の印加に基づくコンポーネントレベル試験（例えば、リング・オン・リング（ＲＯＲ）、押込み破砕閾値（ＩＦＴ）、および摩擦摩耗リング・オン・リング（ＡＲｏＲ。これは、損傷の導入の次に、準静的な負荷の印加によるゆっくりとした曲げを含む）等）とは異なり、この試験は動的な性質である。更に、モバイル装置用途における薄いカバー材料に対する要求の高まりが非常に一般化しており、それぞれ異なる薄いカバー材料を評価するためのコンポーネントレベルに基づく試験の必要性が重要になっている。この試験は、０．３ｍｍもの薄い厚さの、異なる組成およびＩＯＸ処理のガラス材料の評価において信頼性を示しており、この薄いガラスの潜在的な落下性能応答の予測において用いられ得る。この試験方法は、簡単な方法で、システムレベルの落下試験から生成されたものと遜色ない、ガラス衝撃エネルギーおよびそれと関連づけられた衝撃力のより迅速な推定を可能にする。
【０１５１】
ここで図１０〜図１５を参照すると、脆い基体に対して「表面破断閾値衝撃力試験」を行うための装置１１００の実施形態が、支点１１０６に取り付けられたおもり１１０４を含む振り子１１０２を含むものとして示されている。振り子のおもりは、支点から懸架され、アームによって支点に接続された重りである。従って、これらの図面に示されているおもり１１０４は、紐または１もしくは複数のロッド（例えば、図示されている２つのロッド等）の形態であり得るアーム１１０８によって支点１１０６に接続されている。図３３に最もよく示されているように、おもり１１０４は、点線として示されている、角度βが０となる均衡位置１１０５を有する。換言すれば、アーム１１０８は上昇位置にはない。
【０１５２】
おもり１１０４は単に、アーム１１０８の下端部に固定された脆い基体であり得る。１以上の実施形態において、おもり１１０４は、脆い基体を受容するためのベース１１１０を含む。図１５に詳細がより良好に示されているように、脆い基体１１１２を受容するベース１１１０は、少なくとも２つの端部１１１４、１１１６、内面１１１３、および外面１１１５を有する。ベース１１１０は、第１の端部１１２０および第２の端部１１２２と、第１の端部１１２０と第２の端部１１２２との間において曲率半径を定める湾曲面１１２４とを有する。ベース１１１０は、後で更に述べる衝撃試験のために基体を固定するためのプラットフォームを提供する任意の適切な材料であり得る。ベース１１１０の適切な材料としては、木材、金属、セラミック、またはそれらの組合せが挙げられる。湾曲面１１２４は頂点１１２５を有する。
【０１５３】
１以上の実施形態による装置１１００は、第１の固定具１１３０および第２の固定具１１３２を更に含み、これらの固定具は、脆い基体１１１２の少なくとも２つの端部１１１４、１１１６を保持して、脆い基体１１１２を湾曲面１１２４周りに曲げる力を加え、脆い基体をその曲率半径の形状に沿わせる。脆い基体１１１２を曲げることにより、脆い基体は、湾曲面１１２４の頂点１１２５の形状に沿った頂点１１２７を有する。１以上の特定の実施形態では、湾曲面１１２４および脆い基体１１１２の曲率は、一定の半径であってもよく、または、複合的な半径であってもよい。第１の固定具１１３０および第２の固定具１１３２の各々はクランプであり、特定の実施形態では、図１５に示されているようなトグルクランプである。しかし、他のタイプの固定具（例えば、バークランプ、Ｃ型クランプ、または脆い基体の端部を保持するための他の適切な固定具等）も用いられ得る。
【０１５４】
１以上の実施形態による装置１１００は、基体１１１２の外面１１１５と接触するよう配置される摩擦摩耗面を有する摩擦摩耗シートであり得る粗面化された表面を更に含む。摩擦摩耗シートは、摩擦摩耗シートの摩擦摩耗面が、基体１１１２が取り付けられる湾曲面１１２４に面するように、（後述する衝撃物体１１４０の）衝撃面１１５０に両面テープで取り付けられる。他の特定の実施形態では、摩擦摩耗シートは、３０グリット〜４００グリット、または１００グリット〜３００グリットの範囲内（例えば１８０グリット）のグリットサイズを有し得るサンドペーパーを含む。１つの適切なサンドペーパーは、Ｉｎｄａｓａ社のＲＨＹＮＯＷＥＴ（登録商標）ＰｌｕｓＬｉｎｅ Ｐ１８０グリットサンドペーパーである。１以上の実施形態によれば、サンドペーパーは２５ｍｍ２の切断片に切断され、切断プロセス中に切断片が曲げられる場合には、サンドペーパーは平らにされる。
【０１５５】
装置１１００は、衝撃物体１１４０を更に含み、衝撃物体１１４０は、おもり１１０４が均衡位置１１０５から０より大きい角度βにある位置から放されたときに、おもり１１０４の湾曲面１１２４（または湾曲面１１２４に取り付けられた基体１１１２）が衝撃物体１１４０の衝撃面１１５０（即ち、衝撃面１１５０上に配置された摩擦摩耗シートの摩擦摩耗側）に接触するように、配置される。図示されている実施形態では、衝撃物体１１４０はプラットフォーム１１４２に固定されたＬ字形状のブラケットであり、衝撃物体１１４０はねじ１１４４によってプラットフォーム１１４２に固定される。衝撃物体１１４０は、他の任意の適切な機構（例えば、ボルト、リベット、クランプ等）によって固定されてもよい。プラットフォーム１１４２は、装置１１００がワークベンチ１１４８の端部に保持されることを可能にするストッパー１１４６を含む。図示されている実施形態では、おもり１１０４が衝撃面１１５０において衝撃物体１１４０と接触したときに、衝撃物体１１４０は固定されていて動かない。衝撃面１１５０は、図３２で最もよくわかるように、スロット１１５２内で、ｘ−ｙ平面内において可動の分離した要素であり得る。或いは、衝撃面１１５０は衝撃物体１１４０に対して相対的に動く必要はない。１以上の実施形態において、おもり１１０４およびベース１１１０のサイズおよび形状は、脆い基体がベース１１１０に固定されており、おもり１１０４が均衡位置１１０５から０より大きい角度βの位置から放されたときに、脆い基体１１１２が、携帯電話またはタブレット装置のユーザによって携帯電話またはタブレット装置が地面に落とされたときの携帯電話またはタブレット装置の化学的に強化されたカバーガラスの曲げ半径をシミュレーションした曲げ半径および衝撃力を受けるようになっている。
【０１５６】
ベース１１１０上の湾曲面１１２４の曲率半径は、基体が湾曲面１１２４周りに曲げられたときに、１００ＭＰａの曲げ引張力（この引張力は、基体の曲げの応力の結果として外部から加えられる引張力である）を与えるよう選択される。従って、基体が曲げられたときに、脆い基体の頂点１１２５に引張力が生じる。この曲率半径は０．２５ｍ〜１．５ｍの範囲内（例えば、０．５ｍ〜１ｍの範囲内）である。
【０１５７】
第１の固定具１１３０と第２の固定具１１３２とは、携帯電話またはタブレット用のカバーガラスの長さの距離だけ離間されている。例えば、第１の固定具１１３０と第２の固定具１１３２とは、５０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内だけ離間されている。
【０１５８】
本開示の別の態様は、脆いシートの衝撃試験の方法に関し、本方法は、接触面を有する脆いシートを曲げて、曲率半径および接触面における頂点を有する曲げられたシートを設けることと、振り子を用いた衝撃物体によって、曲げられたシートの頂点に衝撃を与えることとを含む。一実施形態において、曲げられたシートは、振り子のおもりに取り付けられる。一実施形態において、振り子のおもりに取り付けられた曲げられたシートは、衝撃物体が接触面の頂点に接触するように配置される。曲率半径は、携帯電話またはタブレット装置のユーザによって携帯電話またはタブレット装置が地面に落とされたときの携帯電話またはタブレット装置の化学的または熱的に強化されたカバーガラスの曲げ半径をシミュレーションする範囲内であり、この落下事象は、（装置が概して、接触面が地面に対して概ね平行になる向きで地面に当たる、面が最初の落下ではなく）装置の縁部が最初に地面に接触するものである。
【０１５９】
摩擦摩耗シートは、アーム１１０８の揺動に際して、脆いシートの頂点に接触するように、衝撃面１１５０上の適切な位置に配置される。摩擦摩耗シートは両面テープで衝撃物体に固定される。
【０１６０】
ここで図１０および図１１を参照すると、装置の動作の限定するものではない具体的な詳細は、支点１１０６上のポインターノッチ１２００を含み、ポインターノッチ１２００は、様々な試験位置１２０２（即ち、アーム１１０８が均衡位置１１０５に対して相対的な角度βで配置される位置であって、振り子の動きが開始される位置）を指すことができる。ポインターノッチ１２００は、任意の適切な数（例えば１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０等、高々５０以上まで増分される）の試験位置であり得る様々な試験位置１２０２との位置合わせを可能にする。装置１１００は、ベース１１１０を衝撃物体１１４０の衝撃面１１５０と水平にするように、アーム１１０８をその中心の長手方向の軸周りに所望の回転向きにロックするナット１２０４の形態であり得るロックを更に含み得る。
【０１６１】
装置１１００は、１以上の実施形態に従って、実際の電話の落下事象をシミュレーションする。衝突衝撃エネルギーＥおよび平均衝撃力
2019517448.tif 000003
【０１６２】
は、
【０１６３】
【数１】
2019517448.tif 000004
【０１６４】
によって与えられる。式中、ｍは振り子１１０２（揺動アーム１１０８、おもり１１０４、およびベース１１１０を含む）の質量であり、Ｌはアームの長さであり、ｇは自由落下加速度であり、ｖｆは初期衝撃速度（即ち、ガラスが最初に衝撃物体１１４０の衝撃面１１５０に接触する時点における速度）であり、ｖｉは最終的な衝撃速度（即ち、ガラスが衝撃物体１１４０の衝撃面１１５０から離れる速度、換言すれば、ガラスが最初に衝撃物体１１４０の衝撃面１１５０から離れる時点における速度）であり、Δｔは接触相互作用時間（即ち、ガラスが衝撃物体１１４０の衝撃面１１５０と接触している時間）である。接触相互作用時間の測定は、ハイスピードビデオカメラによる、ガラスが衝撃面１１５０と接触しているフレーム数を観察し、ハイスピードビデオカメラによる単位時間当たりのフレーム数で乗算することによって行われる。この平均力の式は、まだ破壊されていない試料に対して有用である（即ち、試験前に装置１１００に装着される試料は、まだ破壊されていない試料である）。所与の組の試料の平均値を見出すために、ガラスに基づく物品の少なくとも５個の同一の（または、ほぼ同一の）試料（即ち、ほぼ同じ組成を有し、強化された場合には、ほぼ同じ圧縮応力および圧縮の深さまたは層を有する）が試験されるが、試験結果の信頼性レベルを上げるために、より多い数（例えば、１０個、２０個、３０個等）の試料が試験を受けてもよい。揺動アームの質量および長さが既知であるとき、角度βを選択された位置に設定すると、衝撃力を計算でき、これを、装置が特定の高さから落とされたときの装置に対する衝撃をシミュレーションするために用いることができる。例えば、１３０ｇの携帯電話装置が１メートルの高さから落とされたときに基体カバーガラスが受ける平均力は、８００Ｎであると計算された。質量、アームの長さ、および角度βを用いて、この力を、図１０〜図１５に示されている装置１１００を用いて再現できる。
【０１６５】
ここで図１６および図１７を参照すると、脆い基体に対して「縁部破断閾値衝撃力試験」を行うための装置１６００の実施形態が、支点１６０６に取り付けられたおもり１６０４を含む振り子１６０２を含むものとして示されている。振り子のおもりは、支点から懸架され、アームによって支点に接続された重りである。従って、図１６に示されているおもり１６０４は、図示されているように２つのロッドの形態であるアーム１６０８によって支点１６０６に接続されている。表面閾値衝撃力試験と同様に、おもり１６０４は、角度βが０になる均衡位置を有する。換言すれば、アーム１６０８は上昇位置にはない。表面破断閾値衝撃力試験と類似しているので、縁部破断閾値衝撃力試験については、表面破断閾値衝撃力試験との違いのみを説明する。
【０１６６】
おもり１６０４は、平面状の試料ホルダー１６１０、ストッパー１６２０、および支持部１６２２を含む。試料ホルダー１６１０はアーム１６０８に接続されている。ストッパー１６２０および支持部は試料ホルダー１６１０に接続されている。試料１７１２は、試料１７１２の一方の縁部をストッパー１６２０に当接し、次に、支持部１６２２をねじ１６２４（等）によって試料ホルダー１６１０に固定することによって、試料ホルダー１６１０に取り付けられる。試料１７１２は、試験後に更に破砕モードを解析するために、破片を保持するために片面に配置されたテープを有し得る。
【０１６７】
装置１６００は衝撃物体１６４０を更に含み、衝撃物体１６４０は、おもり１６０４が均衡位置から０より大きい角度βにある位置から放されたときに、試料ホルダー１６１０に取り付けられた基体１７１２の角（１７０１、１７０２、１７０３、または１７０４）が衝撃物体１６４０の衝撃面１６５０（即ち、衝撃面１６５０上に配置された摩擦摩耗シートの摩擦摩耗側）と接触するように配置される。図示されている実施形態では、衝撃物体１６４０はプラットフォーム１６４２に固定されたＬ字形状のブラケットであり、衝撃物体１６４０はねじ１６４４によってプラットフォーム１６４２に固定される。衝撃物体１６４０は、他の任意の適切な機構（例えば、ボルト、リベット、クランプ等）によって固定されてもよい。プラットフォーム１６４２は、装置１６００がワークベンチ１６４８の端部に保持されることを可能にするストッパー１６４６を含む。図示されている実施形態では、おもり１６０４が衝撃面１６５０において衝撃物体１６４０と接触したときに、衝撃物体１６４０は固定されていて動かない。
【０１６８】
図１７に示されているように、試料１７１２は、一度に１つの角１７０１のみが衝撃面１６５０と接触するように、ホルダー１６１０に取り付けられる。ホルダー１６１０内において、試料１７１２は、残りの角１７０２、１７０３、および１７０４が順に衝撃面１６５０と接触するように、向きを変えられ得る。試料の試験中は、損傷導入の蓄積を回避するために、即ち、１回の試験からの衝撃が次の試験に影響しないように、いずれか１つの特定の角１７０１〜１７０４に対して１回の落下のみが行われる。試験は、振り子を（第１の衝撃力およびエネルギーに対応する）第１の高さまで上昇させ、試料１７１２の１つの角を衝撃面１６５０と衝突させることによって行われる。破砕も欠けも観察されない場合には、まだ試験されていない対角線上の反対側の角を試験するために試料の向きが変えられ、より高い振り子の高さ（増加された衝撃力およびエネルギー）において再び試験が行われる。典型的な試験プロトコルは、特定の試料の角１７０１および１７０３を試験すること、または、試料の角１７０２を試験し、次に角１１７０４を試験することを含み、試料の同じ端部にある角は試験されない（例えば、１７０１が試験された場合には、１７０４は試験されない）。試験は、破砕または欠けが観察されるまで繰り返される。１つの試料（対角線上の反対側にある２つの角）が損傷（破砕または欠け）を生じずに試験された場合には、次に、同じタイプ（組成物、イオン交換条件、厚さ、および縁部仕上げ）の第２の試料が同様に試験され、その試料タイプ（組成物、イオン交換条件、厚さ、および縁部仕上げ）について破砕または欠けが生じる振り子の高さ（衝撃力およびエネルギー）を見出すのに必要な数の試料が試験される。
【実施例】
【０１６９】
以下の例によって、様々な実施形態を更に明らかにする。
【０１７０】
実施例１
組成物１〜１３を計量して、ガラス物品を形成した。次に、得られたガラス物品を１０１１ポアズ温度までフィクチベートし、次に、イオン交換条件Ａ〜Ｃに従って様々な持続時間にわたってイオン交換し、本明細書に記載される応力プロファイルを有する化学的に強化されたガラス物品を形成した。イオン交換条件Ａは、３９０℃の温度を有する１００％ＮａＮＯ３の単一の槽における浸漬を含んだ。イオン交換条件Ｂは、３９０℃の温度を有する８０％のＫＮＯ３および２０％のＮａＮＯ３の単一の槽における浸漬を含んだ。イオン交換条件Ｃは、３９０℃の温度を有する６０％のＫＮＯ３および４０％のＮａＮＯ３の単一の槽における浸漬を含んだ。次に、化学的に強化されたガラス物品の応力プロファイルの特性およびヌープスクラッチ横クラック閾値を測定した。表１は、組成物１〜１３および未強化のガラス物品の特性を含む。表２は、組成物１〜１３から形成された化学的に強化されたガラス物品のイオン交換条件および特性を示す。
【０１７１】
【表１−１】
2019517448.tif 000005
【０１７２】
【表１−２】
2019517448.tif 000006
【０１７３】
【表１−３】
2019517448.tif 000007
【０１７４】
【表２−１】
2019517448.tif 000008
【０１７５】
【表２−２】
2019517448.tif 000009
【０１７６】
【表２−３】
2019517448.tif 000010
【０１７７】
【表２−４】
2019517448.tif 000011
【０１７８】
【表２−５】
2019517448.tif 000012
【０１７９】
【表２−６】
2019517448.tif 000013
【０１８０】
【表２−７】
2019517448.tif 000014
【０１８１】
【表２−８】
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【０１８２】
【表２−９】
2019517448.tif 000016
【０１８３】
【表２−１０】
2019517448.tif 000017
【０１８４】
表２において、ＤＯＣは厚さの比として報告されており、ＤＯＣをｍｍの単位の絶対値で計算するために用いられ得る。例えば、組成物１から形成された化学的に強化されたガラス物品は、イオン交換条件Ａで２時間にわたってイオン交換された後に、厚さの０．１４（即ち、厚さの１４％または０．１４ｔ）として報告されるＤＯＣを有する。絶対ＤＯＣ値は０．１１ｍｍであり、これは、厚さの１４％（０．１４＊０．７９）をとることによって計算される。
【０１８５】
組成物１〜１３中のＢ２Ｏ３の量は、組成物１から組成物１３まで順に約０．５モル％ずつ増加された。同時に、Ａｌ２Ｏ３およびＮａ２Ｏの相対的な量は、組成物１から組成物１３まで順にそれぞれ約０．１５モル％および０．３５モル％ずつ減少された。これらの組成の変化は、化学的に強化されたガラス物品によって示される最大ＣＴ値を維持しつつ、ガラス形成種の平均的な網目構造の結合性を低下させる。更に、得られた化学的に強化されたガラス物品は、表２に示されているように、ヌープスクラッチ横クラック閾値の増加を示した。例えば、組成物１０〜１２から形成された化学的に強化されたガラス物品は、深いＤＯＣ値（例えば、０．１２ｔを超える）および比較的高い表面ＣＳ値（例えば、５００ＭＰａを超える）を依然として維持しつつ、高いヌープスクラッチ横クラック閾値を示した。組成物６から形成され、イオン交換条件Ｂで４．５時間、５時間、６時間、および７時間にわたってイオン交換された化学的に強化されたガラス物品は、深いＤＯＣ値（０．１２ｔ以上）を維持しつつ、更に高い表面ＣＳ値（例えば、７００ＭＰａを超える）を示した。
【０１８６】
実施例６の組成物の試料は、３８０℃の温度を有する３０％のＫＮＯ３および７０％のＮａＮＯ３槽における４時間にわたる浸漬と、その次の、３８０℃の温度を有する９３％のＫＮＯ３および７％のＮａＮＯ３の槽における４０分間にわたる浸漬とを含むイオン交換を受けた。得られた試料は、７７７ＭＰａのＣＳ、８．２μｍのカリウムＤＯＬ、および６６．４ＭＰａのＣＴを有した。次に、これらの試料を、（衝撃面上に１８０グリットのサンドペーパーを有する）表面破断閾値衝撃力試験および（衝撃面上に３０グリットのサンドペーパーを有する）縁部破断閾値衝撃力試験を用いて試験した。その結果が図１８および図１９にそれぞれ示されている。全ての試料は０．８ｍｍの厚さであり、丸みのある縁部仕上げを有した。表面破断閾値衝撃力試験については、試料に０．４メートル（ｍ）の曲げ半径が付与され、長さ×幅は１１０ｍｍ×５６ｍｍであった。
【０１８７】
図１８からわかるように、（上述のような）実施例６の試料は、８５１Ｎの平均表面衝撃力に耐えることができた。更に、試験された１０個の試料の各々は、８５１Ｎの表面衝撃力に耐え、試料の破砕は生じなかった。従って、実施例６の試料は、最大、および少なくとも１０個の試料の平均として、４００Ｎを超える（例えば、４００Ｎ〜８５１Ｎ、４５０Ｎ〜８５１Ｎ、５００Ｎ〜８５１Ｎ、５５０Ｎ〜８５１Ｎ、６００Ｎ〜８５１Ｎ、６５０Ｎ〜８５１Ｎ、７００Ｎ〜８５１Ｎ、７５０Ｎ〜８５１Ｎ、または８００Ｎ〜８５１Ｎの）表面衝撃力に耐えることができた。
【０１８８】
比較として、実施例６の試料と同じサイズで同じ仕上げを有する比較例１および比較例２（Ｃ２）の試料を実施例６の試料と同様にして試験し、その結果が図１８に示されている。比較例１は、モル％で５７．４％のＳｉＯ２、１６．１％のＡｌ２Ｏ３、１７．１％のＮａＯ、２．８％のＭｇＯ、および６．５４％のＰ２Ｏ５のノミナル組成を有した。比較例１の試料は、４５０℃の温度を有する６０％のＫＮＯ３および４０％のＮａＮＯ３の槽における７時間にわたる浸漬と、その次の３９０℃の温度を有する９９．５％のＫＮＯ３および０．５％のＮａＮＯ３の槽における１２分間にわたる浸漬とを含むイオン交換を受けた。得られた試料は、８７０ＭＰａの表面ＣＳおよび７４．３μｍのカリウムＤＯＬを有した。図１８からわかるように、比較例１（Ｃ１データ）の試料は、４００Ｎ未満の最大表面衝撃力および１０個の試料についての３１３Ｎの平均表面衝撃力に耐えることができた。比較例２は、旭硝子株式会社（日本国）によって製造されたＤｒａｇｏｎｔｒａｉｌ（登録商標）ガラスと一致するノミナル組成、即ち、モル％で６４．８％のＳｉＯ２、７．７％のＡｌ２Ｏ３、１２．４％のＮａＯ、４％のＫ２Ｏ、１０．４％のＭｇＯ、０．３％のＣａＯ、０．１％のＳｒＯ、０．５％のＺｒＯ２、および０．０３％のＢａＯのノミナル組成を有した。比較例２の試料は、８０２ＭＰａの表面ＣＳおよび２４μｍのカリウムＤＯＬを有した。図１８からわかるように、比較例２（Ｃ２データ）の試料は、約２００Ｎの最大表面衝撃力および１０個の試料についての１５２Ｎの平均表面衝撃力に耐えることができた。
【０１８９】
縁部破断閾値衝撃力試験については、各試料タイプについて、矢印でマークされている点は、目視で（即ち、裸眼で）観察された、衝撃力（ニュートン、Ｎ）および衝撃エネルギー（ジュール、Ｊ）がガラスの破砕を開始させた点である。即ち、矢印は、試料が耐えなかったスポットをマークしており、一方、マークされているデータ点のすぐ左のデータ点においては全ての試料が耐えた。例えば、実施例６の試料のケースでは、矢印は、１１０度の揺動角度、１．５８Ｊの衝突衝撃エネルギー、および５００Ｎより僅かに高い平均衝撃力のデータ点をマークしており、このデータ点においては試料は耐えなかったが、９５度の揺動角度、１．２８Ｊの衝突衝撃エネルギー、および約４５０Ｎの平均衝撃力においては全ての試料が耐えた。より高い値は、改善された性能を意味する。全ての試料は０．８ｍｍの厚さであり、縁部が０．３ｍｍの２．５次元の仕上げを有した。
【０１９０】
図１９からわかるように、（上述の）実施例６の試料は、約２００Ｎ〜約４５０Ｎ（例えば、約２２５〜４５０Ｎ、約２５０Ｎ〜約４５０Ｎ、約２７５Ｎ〜約４５０Ｎ、約３００Ｎ〜約４５０Ｎ、約３２５Ｎ〜約４５０Ｎ、約３５０Ｎ〜約４５０Ｎ、約４００Ｎ〜約４５０Ｎ、または約４２５Ｎ〜約４５０Ｎ）の縁部衝撃力に耐えることができた。同様に、（上述のように調製された）実施例６の試料は、約０．４３Ｊ〜約１．３Ｊ（例えば、約０．４４Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．４５Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．４６Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．４７Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．４８Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．４９Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．５Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．５５Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．６Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．６５Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．７Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．７５Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．８Ｊ〜約１．３Ｊ、約０．９Ｊ〜約１．３Ｊ、約１．０Ｊ〜約１．３Ｊ、約１．１Ｊ〜約１．３Ｊ、約１．２Ｊ〜約１．３Ｊ）の縁部衝突衝撃エネルギーに耐えることができた。
【０１９１】
比較として、実施例６の試料と同じサイズで同じ縁部仕上げを有する比較例３および比較例４の試料を実施例６の試料と同じ方法で試験し、その結果が図１９に示されている。比較例３は、モル％で６３．６％のＳｉＯ２、１５．７％のＡｌ２Ｏ３、１０．８％のＮａＯ、６．２％のＬｉ２Ｏ、１．２％のＺｎＯ、および２．５％のＰ２Ｏ５のノミナル組成を有した。比較例３の試料は、３８０℃の温度を有する７５％のＫＮＯ３および２５％のＮａＮＯ３の槽における３時間および３６分間にわたる浸漬と、それに続く３８０℃の温度を有する９１％のＫＮＯ３および９％のＮａＮＯ３の槽における３０分間にわたる浸漬を含むイオン交換を受けた。得られた試料は、約８００ＭＰａ〜約８３０ＭＰａの表面ＣＳ、約１５５μｍのＤＯＣ、約７０ＭＰａのＣＴ、約８μｍのカリウムＤＯＬ、およびカリウムＤＯＬにおける約１３０ＭＰａのＣＳを有した。図１９からわかるように、比較例３（Ｃ３データ）の試料は、約２００Ｎの縁部衝撃力および０．４２Ｊの縁部衝突衝撃エネルギー（５０度の揺動角度）に耐えることができた。比較例４は、モル％で６４．６％のＳｉＯ２、５．１％のＢ２Ｏ３、１４％のＡｌ２Ｏ３、１３．８％のＮａＯ、および２．４％のＭｇＯのノミナル組成を有した。この試料は、イオン交換処理後、８７０ＭＰａの表面ＣＳ、４６μｍのカリウムＤＯＬ、および約５７ＭＰａのＣＴを有した。図１９からわかるように、比較例４（Ｃ４データ）の試料は、１００Ｎ未満の縁部衝撃力および０．１Ｊ未満の縁部衝突衝撃エネルギー（２０度未満の揺動角度）に耐えることができた。
【０１９２】
実施例２
組成物１４〜２６を計量して、ガラス物品を形成した。次に、得られたガラス物品を（表４に示されているように）１０１３ポアズ温度までアニールまたは１０１１ポアズ温度までフィクチベートし、次に、イオン交換条件Ｂに従って様々な持続時間にわたってイオン交換して、化学的に強化されたガラス物品を形成した。得られた化学的に強化されたガラス物品は、ヌープスクラッチ横クラック閾値と共に測定された、本明細書に記載される属性を有する応力プロファイルを示した。表３は、組成物１４〜２６および未強化のガラス物品の特性を含む。表４は、組成物１４〜２６から形成された化学的に強化されたガラス物品のイオン交換条件および特性を示す。
【０１９３】
【表３−１】
2019517448.tif 000018
【０１９４】
【表３−２】
2019517448.tif 000019
【０１９５】
【表３−３】
2019517448.tif 000020
【０１９６】
【表４−１】
2019517448.tif 000021
【０１９７】
【表４−２】
2019517448.tif 000022
【０１９８】
【表４−３】
2019517448.tif 000023
【０１９９】
【表４−４】
2019517448.tif 000024
【０２００】
表４において、ＤＯＣは厚さの比として報告されており、表２に関して上述したように、ＤＯＣをｍｍの単位の絶対値で計算するために用いられ得る。
【０２０１】
組成物１４〜２６は、全体的に、組成物１〜１３とは異なるＡｌ２Ｏ３値、Ｌｉ２Ｏ値、およびＮａ２Ｏ値を有する。組成物１４〜２６において、Ｂ２Ｏ３の量は、組成物１４から組成物２６まで順に、約０．５モル％ずつ増加された。同時に、Ａｌ２Ｏ３およびＮａ２Ｏの相対的な量は、組成物１４から組成物２６まで順に、約０．１５モル％および０．３５モル％ずつ減少された。これらの組成の変化は、化学的に強化されたガラス物品によって示される最大ＣＴ値を維持しつつ、ガラス形成種の平均的な網目構造の結合性を低下させる。更に、得られた化学的に強化されたガラス物品は、表４に示されているように、ヌープスクラッチ横クラック閾値の増加を示した。例えば、組成物１６〜２０から形成された化学的に強化されたガラス物品は、深いＤＯＣ値（例えば、０．１５ｔを超える）および比較的高い表面ＣＳ値（例えば、７００ＭＰａを超える）を依然として維持しつつ、高いヌープスクラッチ横クラック閾値を示した。
【０２０２】
実施例３
組成物２７〜３３を計量して、ガラス物品を形成した。次に、得られたガラス物品を１０１１ポアズ温度までフィクチベートし、次に、イオン交換条件Ａに従って様々な持続時間にわたってイオン交換して、化学的に強化されたガラス物品を形成した。得られた化学的に強化されたガラス物品は、ヌープスクラッチ横クラック閾値と共に測定された、本明細書に記載される属性を有する応力プロファイルを示した。表５は、組成物２７〜３３および未強化のガラス物品の特性を含む。表６は、組成物２７〜３３から形成された化学的に強化されたガラス物品のイオン交換条件および特性を示す。
【０２０３】
【表５−１】
2019517448.tif 000025
【０２０４】
【表５−２】
2019517448.tif 000026
【０２０５】
【表６】
2019517448.tif 000027
【０２０６】
表６において、ＤＯＣは厚さの比として報告され、表２に関して上述したように、ＤＯＣをｍｍの単位の絶対値で計算するために用いられ得る。
【０２０７】
組成物２７〜３３は、全体的に、組成物１〜１３とは異なるＡｌ２Ｏ３値、Ｌｉ２Ｏ値、およびＮａ２Ｏ値を有する。組成物２７〜３３において、組成物２７から組成物３３まで順に、Ｌｉ２Ｏの量は増加され、一方、Ｎａ２Ｏの量は減少された。このように組成物中のＮａ２ＯをＬｉ２Ｏと置き換え、次に、１００％のＮａＮＯ３溶融塩槽における浸漬によるイオン交換を行った結果、深いＤＯＣ（０．２ｔに近く、少なくとも１つの例では０．２ｔを達成した）を維持しつつ、最大ＣＴが増加した、化学的に強化されたガラス物品を生じた。
【０２０８】
本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変形および変更が行われ得ることが、当業者には自明であろう。例えば、様々な特徴が、以下の例示的な実施態様に従って組み合わされ得る。
【０２０９】
実施態様１．
ガラス物品において、
約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、
約１３．５モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、
約５モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、
約１モル％〜約５モル％の範囲内の量のＰ２Ｏ５と、
約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３と、
約０．５モル％〜約１２モル％の範囲内の量のＮａ２Ｏと
を含む組成を有することを特徴とするガラス物品。
【０２１０】
実施態様２．
ガラス物品において、
約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、
約１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、
約４モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、
約０．９モル％〜約７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３と
を含む組成を有し、
前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％以上であり、
前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である
ことを特徴とするガラス物品。
【０２１１】
実施態様３．
前記ＳｉＯ２の量が約６５モル％〜約８０モル％の範囲内である、実施態様２に記載のガラス物品。
【０２１２】
実施態様４．
０ではない量のＰ２Ｏ５と、１．０モル％未満の量のＫ２Ｏとを更に含む、実施態様２または３に記載のガラス物品。
【０２１３】
実施態様５．
前記Ｂ２Ｏ３の量が約０．９モル％〜約６．５モル％の範囲内の量である、実施態様１〜４のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１４】
実施態様６．
前記Ｎａ２Ｏの量が約３モル％〜約１１モル％の範囲内の量である、実施態様１〜５のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１５】
実施態様７．
前記組成が、約５モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏを含む、実施態様１〜６のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１６】
実施態様８．
前記組成が、ＲＯを更に含み、該ＲＯが、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯのうちのいずれか１以上を含む、実施態様１〜７のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１７】
実施態様９．
前記ＲＯの合計量が、約０．０５モル％〜約４モル％の範囲内、および約０．０５モル％〜約２モル％の範囲内のうちの少なくとも１つである、実施態様８に記載のガラス物品。
【０２１８】
実施態様１０．
前記組成がＫ２Ｏを実質的に含まない、実施態様１〜９のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１９】
実施態様１１．
前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％以上である、実施態様１または５〜１０のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２０】
実施態様１２．
前記組成が、モル％で、
約１３．５モル％〜約１８モル％の範囲内のＡｌ２Ｏ３と、
約０．５モル％〜約３モル％の範囲内のＺｎＯと
を更に含む、実施態様１〜１１のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２１】
実施態様１３．
前記Ｎａ２Ｏの量が前記Ｌｉ２Ｏの量より多い、実施態様１〜１２のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２２】
実施態様１４．
前記Ｐ２Ｏ５の量が約３モル％未満である、実施態様１〜１３のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２３】
実施態様１５．
前記組成がＳｎＯ２を更に含む、実施態様１〜１４のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２４】
実施態様１６．
前記組成が、約３００キロポアズ以下の液相粘度を更に有する、実施態様１〜１５のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２５】
実施態様１７．
前記組成が、約３００キロポアズより高い液相粘度を更に有する、実施態様１〜１６のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２６】
実施態様１８．
前記組成が、約１．５モル％未満のＺｒＯ２を更に含む、実施態様１〜１７のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２７】
実施態様１９．
ガラス物品において、
約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、
１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、
約５モル％〜約１０モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、
約１モル％〜約５モル％の範囲内の量のＰ２Ｏ５と、
約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３と、
約０．５モル％〜約１２モル％の範囲内の量のＮａ２Ｏと
を含む組成を有することを特徴とするガラス物品。
【０２２８】
実施態様２０．
前記組成が、合計量が約１２モル％〜約２０モル％の範囲内のＲ２Ｏを更に含む、実施態様１９に記載のガラス物品。
【０２２９】
実施態様２１．
前記Ｂ２Ｏ３の量が約１モル％〜約６．５モル％の範囲内である、実施態様１９〜２０のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２３０】
実施態様２２．
前記Ｎａ２Ｏの量が約３モル％〜約１１モル％の範囲内である、実施態様１９〜２１のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２３１】
実施態様２３．
前記Ｌｉ２Ｏの量が約５モル％〜約７モル％の範囲内である、実施態様１９〜２２のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２３２】
実施態様２４．
前記組成がＲＯを更に含み、該ＲＯが、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯのうちのいずれか１以上を含む、実施態様１９〜２３のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２３３】
実施態様２５．
前記ＲＯの合計量が約０．０５モル％〜約４モル％の範囲内である、実施態様２４に記載のガラス物品。
【０２３４】
実施態様２６．
前記組成がＫ２Ｏを実質的に含まず、約１．５モル％未満のＺｒＯ２を含む、実施態様１９〜２５のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２３５】
実施態様２７．
前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％を超える、実施態様１９〜２６のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２３６】
実施態様２８．
前記組成が、
約１０モル％〜約１６モル％の範囲内のＡｌ２Ｏ３と、
約０．５モル％〜約３モル％の範囲内のＺｎＯと
を更に含む、実施態様１９〜２７のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２３７】
実施態様２９．
前記Ｎａ２Ｏの量が前記Ｌｉ２Ｏの量より多い、実施態様１９〜２８のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２３８】
実施態様３０．
前記Ｐ２Ｏ５の量が約３モル％未満である、実施態様１９〜２９のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２３９】
実施態様３１．
前記組成がＳｎＯ２を更に含む、実施態様１９〜３０のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２４０】
実施態様３２．
前記組成が、約３００キロポアズ以下の液相粘度を更に有する、実施態様１９〜３１のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２４１】
実施態様３３．
前記組成が、約３００キロポアズより高い液相粘度を更に有する、実施態様１９〜３２のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２４２】
実施態様３４．
化学的に強化されたガラス物品において、
約０．３ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲内の厚さｔを定める第１の主要な表面およびその反対側の第２の主要な表面と、
Ｌｉ２Ｏと、Ｐ２Ｏ５と、約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３と、１３．５モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約０．５モル％〜約１２モル％のＮａ２Ｏとを含む組成物と、
前記第１の主要な表面から約０．１２ｔを超える圧縮の深さ（ＤＯＣ）まで延在する圧縮応力（ＣＳ）層と
を含み、
前記ＣＳ層が約２００ＭＰａ以上の最大応力を有し、
前記ガラス物品が、前記第１の主要な表面および前記第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、約６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値を有する
ことを特徴とする化学的に強化されたガラス物品。
【０２４３】
実施態様３５．
化学的に強化されたガラス物品において、
約０．３ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲内の厚さｔを定める第１の主要な表面およびその反対側の第２の主要な表面と、
約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、約１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約４モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、約０．９モル％〜約７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３とを含む組成物であって、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％以上であり、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である、組成物と、
前記第１の主要な表面から約０．１２ｔを超える圧縮の深さ（ＤＯＣ）まで延在する圧縮応力（ＣＳ）層と
を含み、
前記ＣＳ層が約２００ＭＰａ以上の最大応力を有し、
前記ガラス物品が、前記第１の主要な表面および前記第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、約６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値を有する
ことを特徴とする化学的に強化されたガラス物品。
【０２４４】
実施態様３６．
前記ＳｉＯ２の量が約６５モル％〜約８０モル％の範囲内である、実施態様３５に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２４５】
実施態様３７．
０ではない量のＰ２Ｏ５と、１．０モル％未満の量のＫ２Ｏとを更に含む、実施態様３５または３６に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２４６】
実施態様３８．
約０・ｔから約０．３・ｔまでの厚さの範囲に沿って０にはならずに変化する濃度の金属酸化物であって、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏのうちのいずれか１以上を含む金属酸化物を更に含む、実施態様３４〜３７のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２４７】
実施態様３９．
前記金属酸化物の前記濃度が前記厚さ全体に沿って０にはならずに変化する、実施態様３４〜３８のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２４８】
実施態様４０．
前記金属酸化物が前記厚さの範囲に沿って応力を生じる、実施態様３４〜３９のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２４９】
実施態様４１．
前記金属酸化物の前記濃度が、前記第１の表面から該第１の表面と前記第２の表面との間の点における値まで減少し、該値から前記第２の表面まで増加する、実施態様３４〜４０のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２５０】
実施態様４２．
約４０ＭＰａを超える最大中心張力を更に有する、実施態様３４〜４１のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２５１】
実施態様４３．
前記最大ＣＴが約４０ＭＰａ〜約１００ＭＰａの範囲内である、実施態様４２に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２５２】
実施態様４４．
８５ＭＰａ未満のヤング率を更に有する、実施態様４３に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２５３】
実施態様４５．
前記物品が、表面破断閾値衝撃力試験によって測定された約４００Ｎ〜約８５１Ｎの最大表面衝撃力に耐える、実施態様３４〜４４のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２５４】
実施態様４６．
前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約２００Ｎを超え約５００Ｎまでの平均縁部衝突衝撃力に耐える、実施態様３４〜４５のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２５５】
実施態様４７．
前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約０．４３Ｊを超え約１．３Ｊまでの縁部衝突衝撃エネルギーに耐える、実施態様３４〜４６のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２５６】
実施態様４８．
装置において、
前面、後面、および側面を有する筐体と、
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気的構成要素と、
前記筐体の前記前面にあるまたは該前面に隣接したディスプレイと、
前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー物品と
を含み、
前記カバー物品および前記筐体の少なくとも一部分のうちの少なくとも一方が、実施態様３４〜４７のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品を含むことを特徴とする装置。
【０２５７】
実施態様４９．
化学的に強化されたガラス物品において、
約３ミリメートル未満の厚さ（ｔ）を定める第１の主要な表面および該第１の表面とは反対側の第２の主要な表面と、
約１０モル％以下の量のＬｉ２Ｏと、Ｐ２Ｏ５と、約０．９モル％を超えるＢ２Ｏ３と、１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約０．５モル％〜約１２モル％のＮａ２Ｏとを含む組成物と、
前記厚さにそって延在する応力プロファイルと
を含み、
約０・ｔから０．３・ｔまでの厚さの範囲の間にある前記応力プロファイルの少なくとも１つの点、および０．７・ｔを超える厚さからの前記応力プロファイルの少なくとも１つの点が、傾斜の絶対値が約０．１ＭＰａ／μｍより大きい接線を有し、
記応力プロファイルが、最大ＣＳと、ＤＯＣと、約１００ＭＰａ未満の最大ＣＴとを有し、前記最大ＣＳの絶対値に対する前記最大ＣＴの比率が約０．０１〜約０．２の範囲内であり、前記ＤＯＣが約０．１・ｔ以上である
ことを特徴とする化学的に強化されたガラス物品。
【０２５８】
実施態様５０．
化学的に強化されたガラス物品において、
約３ミリメートル未満の厚さ（ｔ）を定める第１の主要な表面および該第１の表面とは反対側の第２の主要な表面と、
約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、約１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約４モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、約０．９モル％〜約７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３とを含む組成物であって、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％以上であり、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である、組成物と、
前記厚さにそって延在する応力プロファイルと
を含み、
約０・ｔから０．３・ｔまでの厚さの範囲の間にある前記応力プロファイルの少なくとも１つの点、および０．７・ｔを超える厚さからの前記応力プロファイルの少なくとも１つの点が、傾斜の絶対値が約０．１ＭＰａ／μｍより大きい接線を有し、
前記応力プロファイルが、最大ＣＳと、ＤＯＣと、約１００ＭＰａ未満の最大ＣＴとを有し、前記最大ＣＳの絶対値に対する前記最大ＣＴの比率が約０．０１〜約０．２の範囲内であり、前記ＤＯＣが約０．１・ｔ以上である
ことを特徴とする化学的に強化されたガラス物品。
【０２５９】
実施態様５１．
前記ＳｉＯ２の量が約６５モル％〜約８０モル％の範囲内である、実施態様５０に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２６０】
実施態様５２．
０ではない量のＰ２Ｏ５と、１．０モル％未満の量のＫ２Ｏとを更に含む、実施態様５０または５１に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２６１】
実施態様５３．
約３００ＭＰａ以上の表面ＣＳを更に有する、実施態様４９〜５２のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２６２】
実施態様５４．
８５ＭＰａ未満のヤング率を更に有する、実施態様４９〜５３のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２６３】
実施態様５５．
約２００ＭＰａ以上の表面ＣＳと、約０．４・ｔ以上の最大化学的深さとを更に有する、実施態様４９〜５４のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２６４】
実施態様５６．
前記第１の表面からＤＯＣまで延びるＣＳ層を更に含み、前記ＤＯＣが約０．１・ｔ以上である、実施態様４９〜５５のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２６５】
実施態様５７．
ＣＴ領域を更に含み、該ＣＴ領域が金属酸化物濃度勾配を有し、前記金属酸化物がＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏのうちのいずれか１以上を含む、実施態様４９〜５６のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２６６】
実施態様５８．
表面ＣＳに対する最大ＣＴの比率が約０．０１〜約０．２の範囲内である、実施態様４９〜５７のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２６７】
実施態様５９．
前記ガラス物品が、前記第１の主要な表面および前記第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、約６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値を有する、実施態様４９〜５８のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２６８】
実施態様６０．
前記物品が、表面破断閾値衝撃力試験によって測定された約４００Ｎ〜約８５１Ｎの最大表面衝撃力に耐える、実施態様４９〜５９のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２６９】
実施態様６１．
前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約２００Ｎを超え約５００Ｎまでの平均縁部衝突衝撃力に耐える、実施態様４９〜６０のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２７０】
実施態様６２．
前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約０．４３Ｊを超え約１．３Ｊまでの縁部衝突衝撃エネルギーに耐える、実施態様４９〜６１のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２７１】
実施態様６３．
民生用電子製品において、
前面、後面、および側面を有する筐体と、
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気的構成要素であって、少なくともコントローラ、メモリ、およびディスプレイを含み、該ディスプレイが前記筐体の前記前面に設けられたまたは該前面に隣接して設けられた、電気的構成要素と、
前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基体と
を含み、
前記筐体の一部分または前記カバー基体のうちの少なくとも一方が、実施態様４９〜６２のいずれか１つに記載の強化されたガラス物品を含む
ことを特徴とする民生用電子製品。
【０２７２】
実施態様６４．
化学的に強化されたガラス物品において、
約０．３ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲内の厚さｔを定める第１の主要な表面およびその反対側の第２の主要な表面と、
Ｌｉ２ＯおよびＢ２Ｏ３を含むアルカリアルミノシリケートの組成物と、
前記第１の主要な表面から約０．１２ｔを超える圧縮の深さ（ＤＯＣ）まで延在する圧縮応力（ＣＳ）層と
を含み、
前記ＣＳ層が約２００ＭＰａ以上の最大応力を有し、
前記ガラス物品が、前記第１の主要な表面および前記第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、約６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値を有する
化学的に強化されたガラス物品であって、
（ｉ）前記物品が、表面破断閾値衝撃力試験によって測定された約４００Ｎ〜約８５１Ｎの最大表面衝撃力に耐えること、
（ｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約２００Ｎを超え約５００Ｎまでの平均縁部衝突衝撃力に耐えること、および、
（ｉｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約０．４３Ｊを超え約１．３Ｊまでの縁部衝突衝撃エネルギーに耐えること
のうちの少なくとも１つを有する
ことを特徴とする化学的に強化されたガラス物品。
【０２７３】
実施態様６５．
前記組成物が、約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、約１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約４モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、約０．９モル％〜約７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３とを含む組成であって、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％以上であり、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である組成を更に有する、実施態様６４に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２７４】
実施態様６６．
０ではない量のＰ２Ｏ５と、１．０モル％未満の量のＫ２Ｏとを更に含む、実施態様６４または６５に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２７５】
実施態様６７．
約０・ｔから約０．３・ｔまでの厚さの範囲に沿って０にはならずに変化する濃度の金属酸化物であって、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏのうちのいずれか１以上を含む金属酸化物を更に含む、実施態様６４〜６６のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２７６】
実施態様６８．
前記金属酸化物の前記濃度が前記厚さ全体に沿って０にはならずに変化する、実施態様６４〜６７のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２７７】
実施態様６９．
前記金属酸化物が前記厚さの範囲に沿って応力を生じる、実施態様６４〜６８のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２７８】
実施態様７０．
前記金属酸化物の前記濃度が、前記第１の表面から該第１の表面と前記第２の表面との間の点における値まで減少し、該値から前記第２の表面まで増加する、実施態様６４〜６９のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２７９】
実施態様７１．
約４０ＭＰａ〜約１００ＭＰａの範囲内の最大中心張力を更に有する、実施態様６４〜７０のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２８０】
実施態様７２．
８５ＭＰａ未満のヤング率を更に有する、実施態様７１に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２８１】
実施態様７３．
前記ＳｉＯ２の量が約６５モル％〜約８０モル％の範囲内である、実施態様６４〜７２のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２８２】
実施態様７４．
装置において、
前面、後面、および側面を有する筐体と、
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気的構成要素と、
前記筐体の前記前面にあるまたは該前面に隣接したディスプレイと、
前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー物品と
を含み、
前記カバー物品および前記筐体の少なくとも一部分のうちの少なくとも一方が、実施態様６４〜７３のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品を含むことを特徴とする装置。
【０２８３】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０２８４】
実施形態１
ガラス物品において、
約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、
約１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、
約４モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、
約０．９モル％〜約７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３と
を含む組成を有し、
前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％以上であり、
前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である
ことを特徴とするガラス物品。
【０２８５】
実施形態２
前記ＳｉＯ２の量が約６５モル％〜約８０モル％の範囲内である、実施形態１に記載のガラス物品。
【０２８６】
実施形態３
０ではない量のＰ２Ｏ５と、１．０モル％未満の量のＫ２Ｏとを更に含む、実施形態１または２に記載のガラス物品。
【０２８７】
実施形態４
前記Ｂ２Ｏ３の量が約０．９モル％〜約６．５モル％の範囲内の量である、実施形態１〜３のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２８８】
実施形態５
前記Ｎａ２Ｏの量が約３モル％〜約１１モル％の範囲内の量である、実施形態１〜４のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２８９】
実施形態６
前記組成が、ＲＯを更に含み、該ＲＯが、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯのうちのいずれか１以上を含む、実施形態１〜５のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２９０】
実施形態７
前記ＲＯの合計量が、約０．０５モル％〜約４モル％の範囲内、および約０．０５モル％〜約２モル％の範囲内のうちの少なくとも１つである、実施形態６に記載のガラス物品。
【０２９１】
実施形態８
前記組成がＫ２Ｏを実質的に含まない、実施形態１〜７のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２９２】
実施形態９
前記Ｎａ２Ｏの量が前記Ｌｉ２Ｏの量より多い、実施形態１〜８のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２９３】
実施形態１０
前記組成がＳｎＯ２を更に含む、実施形態１〜９のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２９４】
実施形態１１
前記組成が、約１．５モル％未満のＺｒＯ２を更に含む、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２９５】
実施形態１２
化学的に強化されたガラス物品において、
約０．３ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲内の厚さｔを定める第１の主要な表面およびその反対側の第２の主要な表面と、
Ｎａ２ＯおよびＢ２Ｏ３を含むアルカリアルミノシリケートの組成物と、
前記第１の主要な表面から約０．１２ｔを超える圧縮の深さ（ＤＯＣ）まで延在する圧縮応力（ＣＳ）層と
を含み、
前記ＣＳ層が約２００ＭＰａ以上の最大応力を有し、
前記ガラス物品が、前記第１の主要な表面および前記第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、約６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値を有する
化学的に強化されたガラス物品であって、
（ｉ）前記物品が、表面破断閾値衝撃力試験によって測定された約４００Ｎ〜約８５１Ｎの最大表面衝撃力に耐えること、
（ｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約２００Ｎを超え約５００Ｎまでの平均縁部衝突衝撃力に耐えること、および、
（ｉｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約０．４３Ｊを超え約１．３Ｊまでの縁部衝突衝撃エネルギーに耐えること
のうちの少なくとも１つを有する
ことを特徴とする化学的に強化されたガラス物品。
【０２９６】
実施形態１３
前記組成物が、約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、約１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約４モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、約０．９モル％〜約７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３とを含む組成であって、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％以上であり、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である組成を更に有する、実施形態１２に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２９７】
実施形態１４
０ではない量のＰ２Ｏ５と、１．０モル％未満の量のＫ２Ｏとを更に含む、実施形態１２または１３に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２９８】
実施形態１５
約０・ｔから約０．３・ｔまでの厚さの範囲に沿って０にはならずに変化する濃度の金属酸化物であって、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏのうちのいずれか１以上を含む金属酸化物を更に含む、実施形態１２〜１４のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０２９９】
実施形態１６
前記金属酸化物の前記濃度が前記厚さ全体に沿って０にはならずに変化する、実施形態１２〜１５のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３００】
実施形態１７
前記金属酸化物が前記厚さの範囲に沿って応力を生じる、実施形態１２〜１６のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３０１】
実施形態１８
前記金属酸化物の前記濃度が、前記第１の表面から該第１の表面と前記第２の表面との間の点における値まで減少し、該値から前記第２の表面まで増加する、実施形態１２〜１７のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３０２】
実施形態１９
約４０ＭＰａ〜約１００ＭＰａの範囲内の最大中心張力を更に有する、実施形態１２〜１８のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３０３】
実施形態２０
８５ＭＰａ未満のヤング率を更に有する、実施形態１９に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３０４】
実施形態２１
前記ＳｉＯ２の量が約６５モル％〜約８０モル％の範囲内である、実施形態１２〜２０のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３０５】
実施形態２２
装置において、
前面、後面、および側面を有する筐体と、
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気的構成要素と、
前記筐体の前記前面にあるまたは該前面に隣接したディスプレイと、
前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー物品と
を含み、
前記カバー物品および前記筐体の少なくとも一部分のうちの少なくとも一方が、実施形態１２〜２１のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品を含む
ことを特徴とする装置。
【０３０６】
実施形態２３
化学的に強化されたガラス物品において、
約３ミリメートル未満の厚さ（ｔ）を定める第１の主要な表面および該第１の表面とは反対側の第２の主要な表面と、
約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、約１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約４モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、約０．９モル％〜約７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３とを含む組成物であって、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％以上であり、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である、組成物と、
前記厚さにそって延在する応力プロファイルと、
を含み、
約０・ｔから０．３・ｔまでの厚さの範囲の間にある前記応力プロファイルの少なくとも１つの点、および０．７・ｔを超える厚さからの前記応力プロファイルの少なくとも１つの点が、傾斜の絶対値が約０．１ＭＰａ／μｍより大きい接線を有し、
前記応力プロファイルが、最大ＣＳと、ＤＯＣと、約１００ＭＰａ未満の最大ＣＴとを有し、前記最大ＣＳの絶対値に対する前記最大ＣＴの比率が約０．０１〜約０．２の範囲内であり、前記ＤＯＣが約０．１・ｔ以上である
ことを特徴とする化学的に強化されたガラス物品。
【０３０７】
実施形態２４
前記ＳｉＯ２の量が約６５モル％〜約８０モル％の範囲内である、実施形態２３に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３０８】
実施形態２５．
０ではない量のＰ２Ｏ５と、１．０モル％未満の量のＫ２Ｏとを更に含む、実施形態２３または２４に記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３０９】
実施形態２６
約３００ＭＰａ以上の表面ＣＳを更に有する、実施形態２３〜２５のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３１０】
実施形態２７
８５ＭＰａ未満のヤング率を更に有する、実施形態２３〜２６のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３１１】
実施形態２８
約２００ＭＰａ以上の表面ＣＳと、約０．４・ｔ以上の最大化学的深さとを更に有する、実施形態２３〜２７のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３１２】
実施形態２９
前記第１の表面からＤＯＣまで延びるＣＳ層を更に含み、前記ＤＯＣが約０．１・ｔ以上である、実施形態２３〜２８のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３１３】
実施形態３０
ＣＴ領域を更に含み、該ＣＴ領域が金属酸化物濃度勾配を有し、前記金属酸化物がＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏのうちのいずれか１以上を含む、実施形態２３〜２９のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３１４】
実施形態３１
表面ＣＳに対する最大ＣＴの比率が約０．０１〜約０．２の範囲内である、実施形態２３〜３０のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３１５】
実施形態３２
前記ガラス物品が、前記第１の主要な表面および前記第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、約６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値を有する、実施形態２３〜３１のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３１６】
実施形態３３
（ｉ）前記物品が、表面破断閾値衝撃力試験によって測定された約４００Ｎ〜約８５１Ｎの最大表面衝撃力に耐えること、
（ｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約２００Ｎを超え約５００Ｎまでの平均縁部衝突衝撃力に耐えること、および、
（ｉｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約０．４３Ｊを超え約１．３Ｊまでの縁部衝突衝撃エネルギーに耐えること
のうちの少なくとも１つを有する、実施形態２３〜３２のいずれか１つに記載の化学的に強化されたガラス物品。
【０３１７】
実施形態３４
民生用電子製品において、
前面、後面、および側面を有する筐体と、
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気的構成要素であって、少なくともコントローラ、メモリ、およびディスプレイを含み、該ディスプレイが前記筐体の前記前面に設けられたまたは該前面に隣接して設けられた、電気的構成要素と、
前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基体と
を含み、
前記筐体の一部分または前記カバー基体のうちの少なくとも一方が、実施形態２３〜３３のいずれか１つに記載の強化されたガラス物品を含む
ことを特徴とする民生用電子製品。
【符号の説明】
【０３１８】
１００  ガラス物品
３０２  第１の主要な表面
３０４  第２の主要な表面
３１０  表面ＣＳ
３１５  ＣＳ層
３１７  ＤＯＣ
３２５  ＣＴ層
３２７  ＣＴ領域
３２０  最大ＣＴ
１０００  電子装置
１０２０  筐体、ディスプレイ
１０４０  前面
１０６０  後面
１０８０  側面
ｔ  厚さ
【図１】
2019517448.tif 000028
【図２】
2019517448.tif 000029
【図３】
2019517448.tif 000030
【図４】
2019517448.tif 000031
【図５】
2019517448.tif 000032
【図６】
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【図７】
2019517448.tif 000034
【図８】
2019517448.tif 000035
【図９】
2019517448.tif 000036
【図１０】
2019517448.tif 000037
【図１１】
2019517448.tif 000038
【図１２】
2019517448.tif 000039
【図１３】
2019517448.tif 000040
【図１４】
2019517448.tif 000041
【図１５】
2019517448.tif 000042
【図１６】
2019517448.tif 000043
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年5月16日(2019.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス物品において、
約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、
約１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、
約４モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、
約０．９モル％〜約７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３と
を含む組成を有し、
前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％以上であり、
前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である
ことを特徴とするガラス物品。
【請求項２】
前記ＳｉＯ２の量が約６５モル％〜約８０モル％の範囲内である、請求項１記載のガラス物品。
【請求項３】
０ではない量のＰ２Ｏ５と、１．０モル％未満の量のＫ２Ｏとを更に含む、請求項１または２記載のガラス物品。
【請求項４】
前記Ｂ２Ｏ３の量が約０．９モル％〜約６．５モル％の範囲内の量である、請求項１〜３のいずれか一項記載のガラス物品。
【請求項５】
前記Ｎａ２Ｏの量が約３モル％〜約１１モル％の範囲内の量である、請求項１〜４のいずれか一項記載のガラス物品。
【請求項６】
前記組成が、ＲＯを更に含み、該ＲＯが、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯのうちのいずれか１以上を含む、請求項１〜５のいずれか一項記載のガラス物品。
【請求項７】
前記ＲＯの合計量が、約０．０５モル％〜約４モル％の範囲内、および約０．０５モル％〜約２モル％の範囲内のうちの少なくとも１つである、請求項６記載のガラス物品。
【請求項８】
前記組成がＫ２Ｏを実質的に含まない、請求項１〜７のいずれか一項記載のガラス物品。
【請求項９】
前記Ｎａ２Ｏの量が前記Ｌｉ２Ｏの量より多い、請求項１〜８のいずれか一項記載のガラス物品。
【請求項１０】
前記組成がＳｎＯ２を更に含む、請求項１〜９のいずれか一項記載のガラス物品。
【請求項１１】
前記組成が、約１．５モル％未満のＺｒＯ２を更に含む、請求項１〜１０のいずれか一項記載のガラス物品。
【請求項１２】
化学的に強化されたガラス物品において、
約０．３ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲内の厚さｔを定める第１の主要な表面およびその反対側の第２の主要な表面と、
Ｌｉ２ＯおよびＢ２Ｏ３を含むアルカリアルミノシリケートの組成物と、
前記第１の主要な表面から約０．１２ｔを超える圧縮の深さ（ＤＯＣ）まで延在する圧縮応力（ＣＳ）層と
を含み、
前記ＣＳ層が約２００ＭＰａ以上の最大応力を有し、
前記ガラス物品が、前記第１の主要な表面および前記第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、約６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値を有する
化学的に強化されたガラス物品であって、
（ｉ）前記物品が、表面破断閾値衝撃力試験によって測定された約４００Ｎ〜約８５１Ｎの最大表面衝撃力に耐えること、
（ｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約２００Ｎを超え約５００Ｎまでの平均縁部衝突衝撃力に耐えること、および、
（ｉｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約０．４３Ｊを超え約１．３Ｊまでの縁部衝突衝撃エネルギーに耐えること
のうちの少なくとも１つを有する
ことを特徴とする化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１３】
前記組成物が、約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、約１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約４モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、約０．９モル％〜約７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３とを含む組成であって、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％以上であり、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である組成を更に有する、請求項１２記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１４】
０ではない量のＰ２Ｏ５と、１．０モル％未満の量のＫ２Ｏとを更に含む、請求項１２または１３記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１５】
約０・ｔから約０．３・ｔまでの厚さの範囲に沿って０にはならずに変化する濃度の金属酸化物であって、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏのうちのいずれか１以上を含む金属酸化物を更に含む、請求項１２〜１４のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１６】
前記金属酸化物の前記濃度が前記厚さ全体に沿って０にはならずに変化する、請求項１２〜１５のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１７】
前記金属酸化物が前記厚さの範囲に沿って応力を生じる、請求項１２〜１６のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１８】
前記金属酸化物の前記濃度が、前記第１の表面から該第１の表面と前記第２の表面との間の点における値まで減少し、該値から前記第２の表面まで増加する、請求項１２〜１７のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項１９】
約４０ＭＰａ〜約１００ＭＰａの範囲内の最大中心張力を更に有する、請求項１２〜１８のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項２０】
８５ＭＰａ未満のヤング率を更に有する、請求項１９記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項２１】
前記ＳｉＯ２の量が約６５モル％〜約８０モル％の範囲内である、請求項１２〜２０のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項２２】
装置において、
前面、後面、および側面を有する筐体と、
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気的構成要素と、
前記筐体の前記前面にあるまたは該前面に隣接したディスプレイと、
前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー物品と
を含み、
前記カバー物品および前記筐体の少なくとも一部分のうちの少なくとも一方が、請求項１２〜２１のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品を含む
ことを特徴とする装置。
【請求項２３】
化学的に強化されたガラス物品において、
約３ミリメートル未満の厚さ（ｔ）を定める第１の主要な表面および該第１の表面とは反対側の第２の主要な表面と、
約６０モル％〜約８０モル％の範囲内の量のＳｉＯ２と、約１０モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３と、約４モル％〜約１１モル％の範囲内の量のＬｉ２Ｏと、約０．９モル％〜約７．５モル％の範囲内の量のＢ２Ｏ３とを含む組成物であって、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量が約８０モル％以上であり、前記Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の合計量に対する前記Ｌｉ２Ｏの比率が０．０７４未満である、組成物と、
前記厚さにそって延在する応力プロファイルと、
を含み、
約０・ｔから０．３・ｔまでの厚さの範囲の間にある前記応力プロファイルの少なくとも１つの点、および０．７・ｔを超える厚さからの前記応力プロファイルの少なくとも１つの点が、傾斜の絶対値が約０．１ＭＰａ／μｍより大きい接線を有し、
前記応力プロファイルが、最大ＣＳと、ＤＯＣと、約１００ＭＰａ未満の最大ＣＴとを有し、前記最大ＣＳの絶対値に対する前記最大ＣＴの比率が約０．０１〜約０．２の範囲内であり、前記ＤＯＣが約０．１・ｔ以上である
ことを特徴とする化学的に強化されたガラス物品。
【請求項２４】
前記ＳｉＯ２の量が約６５モル％〜約８０モル％の範囲内である、請求項２３記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項２５】
０ではない量のＰ２Ｏ５と、１．０モル％未満の量のＫ２Ｏとを更に含む、請求項２３または２４記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項２６】
約３００ＭＰａ以上の表面ＣＳを更に有する、請求項２３〜２５のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項２７】
８５ＭＰａ未満のヤング率を更に有する、請求項２３〜２６のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項２８】
約２００ＭＰａ以上の表面ＣＳと、約０．４・ｔ以上の最大化学的深さとを更に有する、請求項２３〜２７のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項２９】
前記第１の表面からＤＯＣまで延びるＣＳ層を更に含み、前記ＤＯＣが約０．１・ｔ以上である、請求項２３〜２８のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項３０】
ＣＴ領域を更に含み、該ＣＴ領域が金属酸化物濃度勾配を有し、前記金属酸化物がＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏのうちのいずれか１以上を含む、請求項２３〜２９のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項３１】
表面ＣＳに対する最大ＣＴの比率が約０．０１〜約０．２の範囲内である、請求項２３〜３０のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項３２】
前記ガラス物品が、前記第１の主要な表面および前記第２の主要な表面のうちのいずれか一方において測定された、約６Ｎを超えるヌープ横クラックスクラッチ閾値を有する、請求項２３〜３１のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項３３】
（ｉ）前記物品が、表面破断閾値衝撃力試験によって測定された約４００Ｎ〜約８５１Ｎの最大表面衝撃力に耐えること、
（ｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約２００Ｎを超え約５００Ｎまでの平均縁部衝突衝撃力に耐えること、および、
（ｉｉｉ）前記物品が、縁部破断閾値衝撃力試験によって測定された約０．４３Ｊを超え約１．３Ｊまでの縁部衝突衝撃エネルギーに耐えること
のうちの少なくとも１つを有する、請求項２３〜３２のいずれか一項記載の化学的に強化されたガラス物品。
【請求項３４】
民生用電子製品において、
前面、後面、および側面を有する筐体と、
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気的構成要素であって、少なくともコントローラ、メモリ、およびディスプレイを含み、該ディスプレイが前記筐体の前記前面に設けられたまたは該前面に隣接して設けられた、電気的構成要素と、
前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基体と、
を含み、
前記筐体の一部分または前記カバー基体のうちの少なくとも一方が、請求項２３〜３３のいずれか一項記載の強化されたガラス物品を含む
ことを特徴とする民生用電子製品。
【国際調査報告】
2019517448.tif 000047
2019517448.tif 000048
2019517448.tif 000049