揭示了對含有鋰的經(jīng)過離子交換的化學(xué)強化玻璃進(jìn)行表征的方法。該方法能夠?qū)瘜W(xué)強化含Li玻璃中的應(yīng)力分布進(jìn)行質(zhì)量控制,所述化學(xué)強化含Li玻璃具有在含鉀鹽(特別是同時具有鉀和鈉的鹽)中產(chǎn)生的表面應(yīng)力尖峰。該方法實現(xiàn)了對表面壓縮和尖峰高層度、及其對中心張力的貢獻(xiàn)、和尖峰底部的壓縮以及總中心張力進(jìn)行測量,以及計算在應(yīng)力分布的尖峰與深區(qū)域相交的膝處的應(yīng)力。測量是用于商業(yè)上重要的基材內(nèi)部除了尖峰之外的大部分地方是近拋物線形狀的分布。
本公開的一個方面涉及對具有表面應(yīng)力尖峰的化學(xué)強化含Li玻璃進(jìn)行表征的方法,例如,該玻璃是通過例如離子交換過程產(chǎn)生的(即,堿性離子的內(nèi)擴(kuò)散),從而Li+與K+和Na+離子發(fā)生交換(即,Na+)。該方法產(chǎn)生對表面壓縮和尖峰高層度的測量,及其對于中心張力的貢獻(xiàn),以及在尖峰底部的壓縮和總中心張力。
優(yōu)選地,進(jìn)行該方法以獲得商業(yè)上重要的應(yīng)力分布,例如,在除了與基材表面相鄰的尖峰之外的基材的大部分內(nèi)部是近拋物線形狀的那種。尖峰通常是通過K+離子的較緩慢擴(kuò)散(且由此較淺擴(kuò)散)形成的,而基本上拋物線部分是通過Na+離子的較快速擴(kuò)散(且由此較深擴(kuò)散)形成的。該方法能夠驗證分布已經(jīng)達(dá)到近拋物線模式,例如,具有自我一致性檢查(self-consistency check)。該方法還包括對進(jìn)行加工的玻璃樣品進(jìn)行質(zhì)量控制。此類質(zhì)量控制對于商業(yè)上可行的制造工藝是重要的。
本公開提供了對化學(xué)強化含Li玻璃中的應(yīng)力分布進(jìn)行質(zhì)量控制的方法,所述化學(xué)強化含Li玻璃具有在含鉀鹽(特別是同時具有鉀和鈉的鹽)中產(chǎn)生的表面應(yīng)力尖峰。對于商業(yè)上重要的在(除了尖峰之外的)基材的大部分內(nèi)部是近拋物線形狀的分布,該方法實現(xiàn)了對表面壓縮和尖峰高層度進(jìn)行測量,及其對于中心張力的貢獻(xiàn),以及在尖峰底部的壓縮和總中心張力。該方法能夠檢查分布已經(jīng)達(dá)到近拋物線模式,例如,具有自我一致性檢查(self-consistency check)。該方法提供了對于質(zhì)量控制特別重要的工具,這對于采用實現(xiàn)制造這些重要分布的含鋰玻璃是必須的。
對尖峰底部的應(yīng)力水平(即,膝應(yīng)力)進(jìn)行測量的現(xiàn)有技術(shù)方法具有以下限制:橫向電場(TE)角度耦合譜的臨界角轉(zhuǎn)變的位置的測量度較差。這種差的度是TE轉(zhuǎn)變的固有方面,這是廣泛的,并且因此在棱鏡耦合光譜中顯得模糊。這種銳度缺乏導(dǎo)致測得的模線(mode line)位置易受照明角度分布的不均勻性(例如,背景不均勻性)和簡單的圖像噪聲的干擾。
本文所揭示的數(shù)種方法避免了對于確測量TE轉(zhuǎn)變的臨界角位置的確測量的需求。在方法的一個方面,測量了表面應(yīng)力和尖峰中的應(yīng)力斜率以及尖峰的高層度(層高層度或DOL),其中,通過僅使用TM波的臨界角轉(zhuǎn)變,非常確地測量了DOL。這種TM轉(zhuǎn)變比TE轉(zhuǎn)變更為銳利,因而實現(xiàn)了確得多的測量。因此,在方法的一個例子中,沒有使用TE模譜(特別是TE譜的TE轉(zhuǎn)變)來確定尖峰的DOL。
知道了表面應(yīng)力和尖峰的斜率以及尖峰的高層度(上文所述的DOL),則確定了尖峰底部的應(yīng)力,其中,尖峰的底部存在于高層度=DOL處。這是“膝應(yīng)力”并且在本文中表示為CS膝或者CSk,或者更一般形式σ膝。然后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法進(jìn)行應(yīng)力分布屬性的余下計算。
本文所揭示的第二種的方法避免了對膝應(yīng)力進(jìn)行直接測量并且通過使用TM和TE偏振都共用的后導(dǎo)模的雙折射來計算膝應(yīng)力,以及確地確定了所述后共用導(dǎo)模的雙折射與膝處應(yīng)力之間的關(guān)系。與臨界角(特別是在含Li玻璃的尖峰深分布情況下TE波的臨界角)測量的度相比,利用了模位置(mode position)的測量度通常更好的優(yōu)點。
本文所揭示的方法的優(yōu)點在于,它們不是破壞性的,并且可以以高產(chǎn)率和高度進(jìn)行,來確定與制造化學(xué)強化玻璃中的擴(kuò)散工藝相關(guān)的關(guān)鍵參數(shù)。這些關(guān)鍵參數(shù)包括:CS、尖峰高層度、壓縮高層度的估算和易碎性狀態(tài)(基于通過該方法提供的CT的估算)。另一個優(yōu)點在于,該方法可以在用于目前生產(chǎn)的化學(xué)強化玻璃的質(zhì)量控制的現(xiàn)有硬件上,通過相對適度的軟件增強來執(zhí)行。
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