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CN117561229A - 改进了uv吸收的玻璃组合物及其制造方法 - Google Patents

改进了uv吸收的玻璃组合物及其制造方法 Download PDF

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CN117561229A
CN117561229A CN202280045304.2A CN202280045304A CN117561229A CN 117561229 A CN117561229 A CN 117561229A CN 202280045304 A CN202280045304 A CN 202280045304A CN 117561229 A CN117561229 A CN 117561229A
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glass composition
mol
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CN202280045304.2A
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P·J·莱齐
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Corning Inc
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Abstract

玻璃组合物包含：大于或等于65.7摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2，大于或等于9摩尔％且小于或等于12.6摩尔％Al2O3，大于或等于1.7摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3，大于或等于0.09摩尔％且小于或等于5.4摩尔％MgO，大于或等于0.02摩尔％且小于或等于9.39摩尔％CaO，以及大于或等于0.02摩尔％且小于或等于1.6摩尔％CeO2。

Description

改进了UV吸收的玻璃组合物及其制造方法
相关申请的交叉参考
本申请根据35U.S.C.§119，要求2021年6月1日提交的美国临时申请第63/195,376号的优先权权益，其全文通过引用结合入本文。
技术领域
本说明书大体上涉及UV吸收玻璃组合物，更具体来说，涉及具有实现了加工(例如，层叠中)改进的性能和产率的热膨胀系数的UV吸收玻璃组合物。
背景技术
对玻璃组成进行改变从而为特定应用提供一种属性的改进的通常代价是对于该特定应用也可能所需的其他属性。先前的UV吸收玻璃组合物采用大量昂贵材料来提供改进的UV吸收。不幸的是，这些组合物制造昂贵并且具有高的热膨胀系数的额外缺陷，这导致层叠工艺中的问题。因此，存在对于具有改进的UV吸收的同时还具有低的热膨胀系数的替代玻璃的需求。
发明内容
本公开内容涉及新的玻璃组合物系列的各种实施方式，其提供了改进的UV阻隔特性以及它们可能应用的组件的寿命延长，从而降低、防止和/或消除在延长/长期UV暴露之后所导致的组件劣化。此外，可以在目前的熔合成形、辊制、狭缝拉制和/或浮法工艺制造这些实施方式。除此之外，实施方式相比于先前的UV吸收玻璃组合物具有更低的热膨胀系数(CTE)，其中，包括密度和/或CTE在内的其他属性对于改进的轻量化和/或改进的层叠加工以及采用此类玻璃组合物的终端使用应用具有贡献作用。
本文所述实施方式的组合物涉及采用一种或多种UV吸收组分，每种具有不同的UV吸收敏感度，从而调节玻璃组合物具有经调节的独特的低的热膨胀系数以及目标/所需波长处的高UV吸收的性质。更具体来说，少量铈(昂贵的稀土原材料)任选地结合钛和/或铁中的至少一种被用于本文所述的新型玻璃组合物中的本公开内容的一个或多个实施方式来实现这些结果。
通过评估本文实施方式的示例性组合物的许多迭代，令人惊讶地鉴定得到在恒定钛含量的情况下，改变铈含量的影响对于UV波段的透射是高度敏感的。类似地，令人惊讶地鉴定得到，在恒定铈含量的情况下，改变钛含量的影响对于UV波段的透射具有低敏感度。采用这个数据，鉴定得到在所需波长处具有改进的UV吸收的新组合物。
在本公开内容的第1个实施方式中，提供的玻璃组合物包含：大于或等于65.7摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2，大于或等于9摩尔％且小于或等于12.6摩尔％Al2O3，大于或等于1.7摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3，大于或等于0.09摩尔％且小于或等于5.4摩尔％MgO，大于或等于0.02摩尔％且小于或等于9.39摩尔％CaO，以及大于或等于0.02摩尔％且小于或等于1.6摩尔％CeO2。
在第2个实施方式中，实施方式1的玻璃组合物还包含小于或等于3摩尔％TiO2，其中，存在至少一些TiO2。
在第3个实施方式中，实施方式1的玻璃组合物还包含大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2.5摩尔％TiO2。
在第4个实施方式中，实施方式1的玻璃组合物还包含大于或等于1摩尔％且小于或等于3摩尔％TiO2。
在第5个实施方式中，实施方式1至4中任一项的玻璃组合物还包含小于或等于0.2摩尔％Fe2O3，其中，存在至少一些Fe2O3。
在第6个实施方式中，实施方式1至4中任一项的玻璃组合物还包含大于或等于0.01摩尔％且小于或等于0.1摩尔％Fe2O3。
在第7个实施方式中，实施方式1至6中任一项的玻璃组合物还包含大于或等于0.1摩尔％且小于或等于0.8摩尔％CeO2。
在第8个实施方式中，实施方式1至7中任一项的玻璃组合物还包含大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2摩尔％MgO。
在第9个实施方式中，实施方式1至8中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物还包含大于或等于6摩尔％且小于或等于9摩尔％CaO。
在第10个实施方式中，实施方式1至9中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于5摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3。
在第11个实施方式中，实施方式1至10中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于0.15摩尔％且小于或等于0.5摩尔％SrO。
在第12个实施方式中，实施方式1至11中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含小于或等于15.3摩尔％Na2O，其中，存在至少一些Na2O。
在第13个实施方式中，实施方式1至12中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含小于或等于0.01摩尔％K2O，其中，存在至少一些K2O。
在第14个实施方式中，实施方式1至13中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含小于或等于0.15摩尔％SnO2，其中，存在至少一些SnO2。
在第15个实施方式中，实施方式1至14中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含小于或等于0.1摩尔％ZrO2，其中，存在至少一些ZrO2。
在第16个实施方式中，实施方式1至15中任一项的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有不超过2.4的密度。
在第17个实施方式中，实施方式1至16中任一项的玻璃组合物，其中，当在500摄氏度进行测量时，玻璃组合物具有不超过3.4ppm的CTE。
在第18个实施方式中，实施方式1至17中任一项的玻璃组合物，其中，厚度为250微米的玻璃组合物在320至350nm的UV波长范围具有50％的透射百分比。
在第19个实施方式中，玻璃组合物包含：大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；大于或等于9摩尔％且小于或等于11摩尔％Al2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2摩尔％MgO；大于或等于6摩尔％且小于或等于9.4摩尔％CaO；大于或等于0.15摩尔％且小于或等于0.5摩尔％SrO；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2摩尔％TiO2；大于或等于0.1摩尔％且小于或等于1摩尔％CeO2；大于或等于0.01摩尔％且小于或等于0.05摩尔％Fe2O3；以及不大于或等于0.01摩尔％，其中，存在至少一些ZrO2。
在第20个实施方式中，19实施方式还包含不大于或等于0.06摩尔％SnO2，其中，存在至少一些SnO2。
在第21个实施方式中，玻璃组合物包含：大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；大于或等于9摩尔％且小于或等于11摩尔％Al2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2摩尔％MgO；大于或等于6摩尔％且小于或等于9.4摩尔％CaO；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2摩尔％TiO2；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于0.8摩尔％CeO2；大于或等于0.05摩尔％且小于或等于0.1摩尔％Fe2O3；以及大于或等于0.01摩尔％且小于或等于0.1摩尔％ZrO2。
在第22个实施方式中，实施方式21的玻璃组合物还包含不大于或等于0.26摩尔％SrO，其中，存在至少一些SrO。
在第23个实施方式中，玻璃组合物包含：大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；大于或等于9摩尔％且小于或等于11摩尔％Al2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于0.8摩尔％MgO；大于或等于7摩尔％且小于或等于9.4摩尔％CaO；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于0.7摩尔％SrO；不大于或等于0.01摩尔％K2O，其中，存在至少一些K2O；大于或等于0.5摩尔％且小于或等于2.5摩尔％TiO2；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于1.5摩尔％CeO2；大于或等于0.05摩尔％且小于或等于0.2摩尔％Fe2O3；以及不大于或等于0.01摩尔％，其中，存在至少一些ZrO2。
在第24个实施方式中，提供的玻璃组合物包含：大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；大于或等于9摩尔％且小于或等于11摩尔％Al2O3；大于或等于10摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3；大于或等于0.09摩尔％且小于或等于2摩尔％MgO；大于或等于7摩尔％且小于或等于9.4摩尔％CaO；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于0.7摩尔％SrO；大于或等于0.8摩尔％且小于或等于2.5摩尔％TiO2；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于1摩尔％CeO2；不超过0.09摩尔％Fe2O3，其中，存在至少一些Fe2O3；以及大于或等于0.01摩尔％ZrO2，其中，存在至少一些ZrO2。
在第25个实施方式中，提供的玻璃组合物包含：大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；大于或等于9摩尔％且小于或等于11摩尔％Al2O3；大于或等于7摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3；大于或等于1.5摩尔％且小于或等于2.5摩尔％MgO；大于或等于7摩尔％且小于或等于9.4摩尔％CaO；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于0.7摩尔％SrO；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于1.6摩尔％CeO2；大于或等于0.07摩尔％且小于或等于0.1摩尔％SnO2；以及大于或等于0.01摩尔％ZrO2，其中，存在至少一些ZrO2。
在第26个实施方式中，实施方式25的玻璃组合物还包含大于或等于0.8摩尔％且小于或等于2.5摩尔％TiO2。
在第27个实施方式中，实施方式25或26中任一项的玻璃组合物还包含不超过0.01摩尔％Fe2O3，其中，存在至少一些Fe2O3。
在第28个实施方式中，提供的玻璃组合物包含：大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；大于或等于11摩尔％且小于或等于13摩尔％Al2O3；大于或等于1.7摩尔％且小于或等于4摩尔％B2O3；大于或等于1.5摩尔％且小于或等于2.5摩尔％MgO；大于或等于11摩尔％且小于或等于14摩尔％Na2O；大于或等于0.4摩尔％且小于或等于1.6摩尔％CeO2；以及大于或等于0.07摩尔％且小于或等于0.15摩尔％SnO2。
在第29个实施方式中，实施方式28的玻璃组合物还包含大于或等于0.8摩尔％且小于或等于2.5摩尔％TiO2。
在第30个实施方式中，提供的玻璃组合物包含：大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；大于或等于11摩尔％且小于或等于13摩尔％Al2O3；大于或等于4摩尔％且小于或等于6.5摩尔％MgO；大于或等于11摩尔％且小于或等于15.3摩尔％Na2O；大于或等于0.8摩尔％且小于或等于3摩尔％TiO2；大于或等于0.2摩尔％且小于或等于0.6摩尔％CeO2；以及大于或等于0.07摩尔％且小于或等于0.15摩尔％SnO2。
在以下的具体实施方式中提出了本文所述的玻璃组合物的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述的实施方式而被认识。
要理解的是，前述的一般性描述和下文的具体实施方式都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各个实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各个实施方式，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1提供了实施例7组合物在具有三种不同厚度的基材的透射曲线，显示了厚度和UV吸收组分(包括铈含量和钛含量)对于本公开内容一些实施方式所得到的UV透射的影响实例。
图2提供了对于UV吸收组分量变化情况下(如附表所规定的情况下)在350nm处的一系列建模百分比透射。图上的数据点显示了测量值，而趋势线(虚线和/或附上的方程式)提供了根据本公开内容一个或多个方面的化合物变化情况下的外推百分比透射。
图3显示根据本公开内容一个或多个实施方式的四种不同组合物(两种本发明的实施方式(实施例15和实施例18)以及出于参照目的的具有UV吸收能力但是具有非常不同组成的两种比较例组合物(0213和0214，市售可得自康宁有限公司))的透射曲线图。
图4显示根据本公开内容一个或多个实施方式的本公开内容实施方式组合物绘制得到的一系列透射曲线(实施例24、实施例26和实施例29(还与图4所示的最左边透射曲线到最右边透射曲线一致))。
图5显示根据本公开内容一个或多个实施方式的本公开内容的三种实施方式(实施例13、实施例17和实施例21)对照三种比较例(包括玻璃、0213和0214，分别市售可得自康宁有限公司)的透射曲线。
图6显示根据本公开内容一个或多个方面的对于实施例41的实施方式在四种不同样品厚度时的七种百分比总透射曲线(以波长(nm)的％总透射进行绘制)，显示了对于同样实施方式的组合物，透射随着厚度的变化情况。随着厚度增加(从0.03到0.05到0.10到0.25mm厚，到0.50mm厚，到0.70mm厚，到1.00mm厚)，50％透射的波长向上偏移(大致从320nm到330nm到340nm到360nm到375nm到380nm到395nm)。
具体实施方式
现将具体参照具有改进的性质(包括低的热膨胀系数)的UV阻隔玻璃组合物的各种实施方式。本文将具体参照附图描述UV吸收玻璃组合物以及此类玻璃的制造方法的各种实施方式。
本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值和/或到“约”另一个具体值的范围。当表述这样的范围时，另一个实施方式包括自所述一个具体数值始和/或至所述另一具体数值止。类似地，当用先行词“约”将数值表示为近似值时，应理解具体数值构成了另一个实施方式。还会理解的是，每个范围的端点在与另一个端点有关及独立于另一个端点时都是重要的。
本文所用的方向术语，例如上、下、右、左、前、后、顶、底，仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来暗示绝对的取向。
除非另有明确说明，否则本文所述的任何方法不应理解为其步骤需要按具体顺序进行，或者要求使任何设备具有特定取向。因此，如果方法权利要求没有实际叙述其步骤要遵循的顺序，或者任何设备权利要求没有实际叙述各组件的顺序或取向，或者权利要求书或说明书中没有另外具体陈述步骤限于具体顺序，或者没有叙述设备组件的具体顺序或取向，那么在任何方面都不应推断顺序或取向。这同样适用于任何可能的未明确表述的解释依据，包括：关于设置步骤、操作流程、组件顺序或组件取向的逻辑；由语法结构或标点获得的一般含义；以及说明书所述的实施方式的数量或种类。
除非上下文另外清楚地说明，否则，本文所用的单数形式“一个”、“一种”以及“该”包括复数指代。因而，例如，提到的“一种”部件包括具有两种或更多种这类部件的方面，除非文本中有另外的明确表示。
在本文所述的玻璃组合物的实施方式中，除非另有说明，否则构成组分(例如，SiO2和Al2O3等)的浓度规定为基于氧化物的摩尔百分比(摩尔％)。
当用于描述玻璃组合物中的特定构成组成组分的浓度和/或不存在该特定构成组成组分时，术语“0摩尔％”和“基本不含”表示没有故意向玻璃组合物中添加该构成组成组分。然而，玻璃组合物可能含有痕量的该构成组成组分作为污染物或含有小于0.01摩尔％的不确定量。
如本文所述，用珀金埃尔默有限公司(PerkinElmer Inc)(美国马萨诸塞州沃尔瑟姆)制造的Lambda 950UV/Vis分光光度计来测量透射数据(即，总透射情况)。在平坦抛光玻璃制品上测量总透射，从而在没有使用任何涂层处理的情况下使得反射系数量最小化。
如本文所用，术语“平均透射”指的是在给定波长范围内得到的透射的平均值，每种波长同等加权。在本文所示实施方式中，在400nm至800nm的波长范围上(包括端点)记录“平均透射”。
如本文所述，根据ASTM C965-96测量玻璃组合物的粘度。
如本文所用，术语“沃格尔-富尔彻-塔曼(‘VFT’)关系”描述了粘度的温度依赖性并且通过如下等式所示：
式中，η是粘度。为了确定VFT A、VFT B和VFT To，在给定温度范围上测量玻璃组合物的粘度。然后，通过最小二乘法拟合将粘度与温度关系的源数据与VFT等式拟合来获得A、B和To。利用这些数值，可以计算得到高于软化点的任意温度的粘度点(例如，200P温度、35000P温度和200000P温度)。
如本文所用，术语“软化点”指的是根据ASTM C338测得的玻璃组合物的粘度为200泊时的温度。
如本文所用，术语“软化点”指的是玻璃组合物的粘度为1x107.6泊时的温度。根据平行板粘度方法来测量软化点，其测量的是无机玻璃从107至109泊的粘度与温度的函数关系，类似于ASTM C1351M。
如本文所用，术语“退火点”或“有效退火温度”指的是玻璃组合物的粘度为1x1013.18泊时的温度。在实施方式中，根据ASTM C598，将玻璃组合物维持在玻璃组合物的有效退火温度±20℃持续大于或等于15分钟且小于或等于1小时的时间可以释放存在的内应力。
如本文所用，术语“应变点”指的是根据ASTM C598测得的玻璃组合物的粘度为1x1014.68泊时的温度。
如本文所述，通过ASTM C693-93的浮力法来测量密度。
如本文所用，术语“CTE”指的是如规定的那样，玻璃组合物在300℃冷却时的瞬态热膨胀系数(即，冷却的同时进行测量得到的300℃时的瞬态CTE)或者在50℃冷却时的瞬态热膨胀系数(即，冷却的同时进行测量得到的50℃时的瞬态CTE)。
如本文所用，术语“液相线粘度”指的是玻璃组合物在失透起点时(即，在通过根据ASTM C829-81的梯度炉方法确定的液相线温度时)的粘度。
如本文所用，术语“液相线温度”指的是当玻璃组合物开始失透时(根据ASTMC829-81的梯度炉方法确定)的温度。
如本文所述，提供的玻璃组合物的弹性模量(也称作杨氏模量)的单位是吉帕斯卡(GPa)并且根据ASTM C623进行测量。
如本文所述，提供的玻璃组合物的剪切模量的单位是吉帕斯卡(GPa)。根据ASTMC623测量玻璃组合物的剪切模量。
如本文所述，根据ASTM C623测量泊松比。
如本文所述，根据ASTM E1967测量折射率。
如本文所用，短语“平均加热速率”和“平均冷却速率”的测量采用的是通过热电偶记录得到的温度总变化分别处以加热或冷却的总时间。
本文公开的玻璃组合物减轻了上文所述的问题。具体来说，具有至少一种UV吸收组分(例如，Ce与任选的Ti和/或Fe中的至少一种；UV吸收剂为氧化物形式)的玻璃组合物导致改进的UV吸收玻璃组合物，其所具有的CTE能够易于下游加工(包括层叠)至具有所需UV吸收玻璃基材的制品。
本文所述的玻璃组合物可以被描述为铝硼硅酸盐玻璃组合物，并且包含SiO2、Al2O3、B2O3和UV吸收组分(例如CeO2、TiO2和/或Fe2O3)。除了SiO2、Al2O3、B2O3和至少一种UV吸收组分之外，本文实施方式和描述的玻璃组合物还包含碱性氧化物(例如Na2O)来实现玻璃组合物的可离子交换性。
在本公开内容的所有实施方式中，存在至少一些铈(CeO2)作为UV吸收剂。在一些实施方式中，单独使用Ce。在一些实施方式中，结合Ti和Fe中的至少一种来使用Ce。当Ce与Ti联用时，确定的是可以采用较低的Ce含量来实现目标UV波长或波长范围处所需的UV吸收(同时维持所需的性质，包括用于增强层叠/加工的CTE和用于轻量化的密度)。
在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于0.2摩尔％且小于或等于1.6摩尔％CeO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于0.4摩尔％且小于或等于1.2摩尔％CeO2。在实施方式中，玻璃组合物中CeO2的浓度可以是：大于或等于0.2摩尔％，大于或等于0.4摩尔％，或者大于或等于0.6摩尔％，大于或等于0.8摩尔％，大于或等于1摩尔％，大于或等于1.2摩尔％，大于或等于1.4摩尔％，或者甚至大于或等于1.5摩尔％。
在实施方式中，玻璃组合物中CeO2的浓度可以是：小于或等于1.6摩尔％，小于或等于1.4摩尔％，小于或等于1.2摩尔％，小于或等于1摩尔％，小于或等于0.8摩尔％，小于或等于0.6摩尔％，或者甚至小于或等于0.4摩尔％。
在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于0摩尔％且小于或等于3摩尔％TiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于0.5摩尔％且小于或等于2.5摩尔％TiO2。在实施方式中，玻璃组合物中TiO2浓度可以是：大于或等于0.2摩尔％，大于或等于0.5摩尔％，或者大于或等于1摩尔％，大于或等于1.5摩尔％，大于或等于2摩尔％，或者甚至大于或等于2.5摩尔％。
在实施方式中，玻璃组合物中TiO2浓度可以是：小于或等于3摩尔％，小于或等于2.5摩尔％，小于或等于2摩尔％，小于或等于1.5摩尔％，小于或等于1摩尔％，小于或等于0.5摩尔％，或者甚至小于或等于0.2摩尔％。
在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于0摩尔％且小于或等于0.2摩尔％Fe2O3。在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于0.01摩尔％且小于或等于0.15摩尔％Fe2O3。在实施方式中，玻璃组合物中Fe2O3浓度可以是：大于或等于0.02摩尔％，大于或等于0.05摩尔％，或者大于或等于0.1摩尔％，大于或等于0.15摩尔％，或者甚至大于或等于0.18摩尔％。
在实施方式中，玻璃组合物中Fe2O3浓度可以是：小于或等于0.2摩尔％，小于或等于0.18摩尔％，小于或等于0.15摩尔％，小于或等于0.1摩尔％，小于或等于0.08摩尔％，小于或等于0.05摩尔％，或者甚至小于或等于0.02摩尔％。
SiO2是本文所述的玻璃组合物中的主要玻璃成形剂并且可以起到使得玻璃组合物的网络结构稳定化的功能。玻璃组合物中SiO2浓度应该足够高(例如，大于或等于65摩尔％)从而提供基础玻璃成形能力。可以对SiO2的量进行限制(例如，小于或等于68摩尔％)以控制玻璃组合物的熔点，因为纯SiO2或高SiO2玻璃的熔点高到不合乎希望。因而限制SiO2浓度可以有助于改善玻璃组合物的可熔融性和可成形性。
因此，在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于65.7摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于66摩尔％且小于或等于67.5摩尔％SiO2。在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于65.7摩尔％且小于或等于67摩尔％SiO2。在实施方式中，玻璃组合物中SiO2浓度可以是：大于或等于65.7摩尔％，大于或等于66摩尔％，或者甚至大于或等于67摩尔％。
在实施方式中，玻璃组合物中SiO2浓度可以是：小于或等于68摩尔％，小于或等于67摩尔％，或者甚至小于或等于66摩尔％，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
类似于SiO2，Al2O3也可以稳定玻璃网络并且为玻璃组合物额外地提供了改善的机械性质和化学耐久性。还可以调节Al2O3的量来控制玻璃组合物的粘度和/或相分离。Al2O3浓度应该足够高(例如，大于或等于9摩尔％)从而实现通过相分离建立起多个相。然而，如果Al2O3量太高，则熔体的浓度可能增加，降低了玻璃组合物的可成形性。在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于9摩尔％且小于或等于13摩尔％Al2O3。在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于10摩尔％且小于或等于12摩尔％Al2O3。在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于10.5摩尔％且小于或等于11.5摩尔％Al2O3。
在实施方式中，玻璃组合物中Al2O3浓度可以是：大于或等于9摩尔％，大于或等于10摩尔％，或者甚至大于或等于11摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中Al2O3浓度可以是：小于或等于13摩尔％，小于或等于12摩尔％，小于或等于11摩尔％，或者甚至小于或等于11.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中Al2O3浓度可以是：大于或等于9摩尔％且小于或等于13摩尔％，大于或等于10摩尔％且小于或等于12摩尔％，大于或等于11摩尔％且小于或等于13摩尔％，或者大于或等于9摩尔％且小于或等于12摩尔％，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
B2O3降低了玻璃组合物的熔化温度。此外，在玻璃组合物中添加B2O3帮助实现了当玻璃组合物陶瓷化时的互锁晶体微结构。此外，B2O3还可以改善玻璃组合物的抗破坏性。当在陶瓷化之后的残留玻璃中存在的硼没有被碱性氧化物或者二价阳离子氧化物(例如，MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO)电荷平衡时，硼会处于三角配位态(或者三配位硼)，这打开了玻璃的结构。绕着这些三配位硼原子的网络不如四面体配位(或四配位)硼那么刚性。不受限于理论，相信相比于四配位硼，包含三配位硼的玻璃组合物可以在形成裂纹之前容忍一定程度的变形。由于容忍了一些变形，增加了维氏压痕裂纹引发阈值。还可以增加包含三配位硼的玻璃组合物的断裂韧性。B2O3浓度应该足够高(例如，大于或等于1.7摩尔％)从而实现通过相分离建立起多个相。然而，如果B2O3过高，则化学耐用性和液相线粘度可能遇到问题，并且可能变得难以对熔化过程中的蒸发进行控制。因此，可以对B2O3量进行限制(例如，小于或等于11.2摩尔％)从而维持玻璃组合物的化学耐用性和可制造性。
在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于1.7摩尔％、且小于或等于11.2摩尔％B2O3。在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于1.71摩尔％且小于或等于11摩尔％B2O3，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于5摩尔％且小于或等于10摩尔％B2O3，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
在实施方式中，玻璃组合物中B2O3浓度可以是：大于或等于1.7摩尔％，大于或等于2摩尔％，大于或等于2.5摩尔％，大于或等于3摩尔％，大于或等于3.5摩尔％，大于或等于5摩尔％，大于或等于5摩尔％，大于或等于5.5摩尔％，大于或等于6摩尔％，大于或等于6.5摩尔％，大于或等于7摩尔％，大于或等于7.5摩尔％，大于或等于8摩尔％，大于或等于8.5摩尔％，大于或等于9摩尔％，大于或等于9.5摩尔％，大于或等于10摩尔％，大于或等于10.5摩尔。
在实施方式中，玻璃组合物中B2O3浓度可以是：小于或等于12摩尔％，小于或等于11.5摩尔％，小于或等于11摩尔％，小于或等于10.5摩尔％，小于或等于10摩尔％，小于或等于9.5摩尔％，小于或等于9摩尔％，小于或等于8.5摩尔％，小于或等于8摩尔％，小于或等于7.5摩尔％，小于或等于7摩尔％，小于或等于6.5摩尔％，小于或等于6摩尔％，小于或等于5.5摩尔％，小于或等于5摩尔％，小于或等于4.5摩尔％，小于或等于4摩尔％，小于或等于3.5摩尔％，小于或等于3摩尔％，小于或等于2.5摩尔％，或者甚至小于或等于2摩尔％。
本文所述的玻璃组合物包含较高浓度的Al2O3以及较高浓度的B2O3。可以对玻璃组合物中Al2O3与B2O3的总量进行限制(例如，小于或等于25摩尔％)，从而控制玻璃组合物的液相线温度，因为Al2O3与B2O3的总量增加可能增加液相线温度。液相线温度的增加降低了玻璃组合物的液相线粘度和稳定性，从而玻璃组合物可能不再适用于下拉或熔合成形工艺。
在实施方式中，玻璃组合物中的Al2O3与B2O3的总量(即，Al2O3+B2O3)可以大于或等于10.5摩尔％且小于或等于25摩尔％。
如上文所述，玻璃组合物可以含有碱性氧化物(例如Na2O)以实现玻璃组合物的可离子交换性。除了有助于玻璃组合物的可离子交换性之外，Na2O降低了玻璃组合物的熔点并改善了可成形性。然而，如果向玻璃组合物添加太多Na2O的话，则熔点可能太低。在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于0摩尔％且小于或等于15.3摩尔％Na2O。在实施方式中，玻璃组合物中Na2O浓度可以是：大于或等于0摩尔％，大于或等于0.5摩尔％，大于或等于1摩尔％，或者甚至大于或等于1.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中Na2O浓度可以是：小于或等于15摩尔％，小于或等于7.5摩尔％，小于或等于5摩尔％，小于或等于3.5摩尔％，或者甚至小于或等于3摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中Na2O浓度可以是：大于或等于0摩尔％且小于或等于15.3摩尔％，大于或等于0.5摩尔％且小于或等于12摩尔％，大于或等于1摩尔％且小于或等于9摩尔％，大于或等于1.5摩尔％且小于或等于7摩尔％，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
本文所述的玻璃组合物还可以包含除了Na2O之外的碱金属氧化物，例如K2O。K2O促进了离子交换以增加压缩深度并且降低了熔点以改善玻璃组合物的可成形性。然而，添加K2O可能导致表面压缩应力和熔点太低。在实施方式中，玻璃组合物中K2O浓度可以大于大于或等于0摩尔％至不大于或等于0.01摩尔％。在一些实施方式中，存在至少一些K2O，程度为不超过0.01摩尔％，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
本文所述的玻璃组合物还可以包含MgO。MgO降低了玻璃组合物的粘度，这增强了可成形性、应变点和杨氏模量，并且可以改善可离子交换性。然而，当向玻璃组合物添加太多MgO时，玻璃组合物中的钠和钾离子的扩散性明显下降，这进而对所得到的玻璃的离子交换性能(即，进行离子交换的能力)造成负面影响。
在实施方式中，玻璃组合物中MgO浓度可以是：大于或等于0.09摩尔％，大于或等于1.5摩尔％，大于或等于3摩尔％，或者甚至大于或等于4.5摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中MgO浓度可以是：小于或等于5.4摩尔％，小于或等于3摩尔％，小于或等于1，或者甚至小于或等于0.5摩尔％。
在一些实施方式中，玻璃组合物中MgO浓度是大于或等于0.09摩尔％至且不超过5.4摩尔％，包括由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。在一些实施方式中，玻璃组合物中MgO浓度是大于或等于0.5摩尔％至且不超过3.5摩尔％，包括由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。在一些实施方式中，玻璃组合物中MgO浓度是大于或等于1.5摩尔％至且不超过3.5摩尔％，包括由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。在一些实施方式中，玻璃组合物中MgO浓度是大于或等于2摩尔％至且不超过4.5摩尔％，包括由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
本文所述的玻璃组合物还可以包含CaO。CaO降低了玻璃组合物的粘度，这增强了可成形性、应变点和杨氏模量，并且可以改善可离子交换性。然而，当向玻璃组合物添加太多CaO时，玻璃组合物中的钠和钾离子的扩散性下降，这进而对所得到的玻璃的离子交换性能(即，进行离子交换的能力)造成负面影响。
在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于0.02摩尔％且小于或等于9.4摩尔％CaO，包括由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于0.1摩尔％且小于或等于7.5摩尔％CaO，包括由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于0.9摩尔％且小于或等于5摩尔％CaO，包括由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
在实施方式中，玻璃组合物中CaO浓度可以是：大于或等于0.02摩尔％，大于或等于2.5摩尔％，大于或等于6.5摩尔％，或者甚至大于或等于8摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中CaO浓度可以是：小于或等于9摩尔％，小于或等于7.5摩尔％，小于或等于5摩尔％，小于或等于3.5摩尔％，小于或等于1摩尔％，或者甚至小于或等于0.15摩尔％。
在实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于0摩尔％且小于或等于0.53摩尔％SrO，包括由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。在实施方式中，玻璃组合物可以包含至少一些SrO且小于或等于0.53摩尔％SrO，包括由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。在实施方式中，玻璃组合物可以包含至少一些SrO且小于或等于0.25摩尔％SrO，包括由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。在实施方式中，玻璃组合物可以包含至少一些SrO且小于或等于0.1摩尔％SrO，包括由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
在实施方式中，玻璃组合物中SrO浓度可以是：大于或等于0摩尔％，大于或等于0.1摩尔％，大于或等于0.3摩尔％，或者甚至大于或等于0.45摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中SrO浓度可以是：小于或等于0.53摩尔％或者甚至小于或等于0.3摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物可以基本不含SrO。
在实施方式中，本文所述的玻璃组合物还可以包含一种或多种澄清剂。在实施方式中，澄清剂可以包括例如SnO2。在实施方式中，玻璃组合物中SnO2浓度可以大于或等于0摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中SnO2浓度可以是：小于或等于0.15摩尔％，小于或等于0.1摩尔％，小于或等于0.05摩尔％，或者甚至小于或等于0.01摩尔％。在实施方式中，玻璃组合物中SnO2浓度可以是：大于或等于0摩尔％且小于或等于0.15摩尔％，大于或等于0摩尔％且小于或等于0.05摩尔％，大于或等于0摩尔％且小于或等于0.01摩尔％，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。在实施方式中，玻璃组合物可以基本不含SnO2。
玻璃组合物还可以包含ZrO。在一些实施方式中，存在的ZrO的量不超过0.01摩尔％，其中，存在至少一些ZrO。在一些实施方式中，ZrO是任选的(不包含在组合物中)。
在实施方式中，本文所述的玻璃组合物还可以包含杂物，例如：FeO、MnO、MoO3、La2O3、CdO、As2O3、Sb2O3、硫基化合物(例如硫酸盐)、卤素，或其组合。
在实施方式中，提供的玻璃组合物可以包含：大于或等于65.7摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2，大于或等于9摩尔％且小于或等于12.6摩尔％Al2O3，大于或等于1.7摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3，大于或等于0.09摩尔％且小于或等于5.4摩尔％MgO，大于或等于0.02摩尔％且小于或等于9.39摩尔％CaO，以及大于或等于0.02摩尔％且小于或等于1.6摩尔％CeO2。
由本文所述的玻璃组合物形成的制品可以是任何合适的形状或厚度，这可以取决于玻璃组合物用途的具体应用发生变化。玻璃片实施方式可以具有如下厚度：大于或等于10μm，大于或等于15μm，大于或等于30μm，大于或等于50μm，大于或等于100μm，大于或等于250μm，大于或等于500μm，大于或等于750μm，或者甚至大于或等于1mm。在实施方式中，玻璃片实施方式可以具有如下厚度：小于或等于6mm，小于或等于5mm，小于或等于4mm，小于或等于3mm，小于或等于2mm，或者甚至小于或等于1mm。
在实施方式中，玻璃片实施方式可以具有如下厚度：大于或等于30μm且小于或等于6mm，大于或等于30μm且小于或等于5mm，大于或等于30μm且小于或等于4mm，大于或等于30μm且小于或等于3mm，大于或等于30μm且小于或等于2mm，大于或等于50μm且小于或等于6mm，大于或等于50μm且小于或等于5mm，大于或等于50μm且小于或等于4mm，大于或等于50μm且小于或等于3mm，大于或等于50μm且小于或等于2mm，大于或等于100μm且小于或等于6mm，大于或等于100μm且小于或等于5mm，大于或等于100μm且小于或等于4mm，大于或等于100μm且小于或等于3mm，大于或等于100μm且小于或等于2mm，大于或等于250μm且小于或等于6mm，大于或等于250μm且小于或等于5mm，大于或等于250μm且小于或等于4mm，大于或等于250μm且小于或等于3mm，大于或等于250μm且小于或等于2mm，大于或等于500μm且小于或等于6mm，大于或等于500μm且小于或等于5mm，大于或等于500μm且小于或等于4mm，大于或等于500μm且小于或等于3mm，大于或等于500μm且小于或等于2mm，大于或等于750μm且小于或等于6mm，大于或等于750μm且小于或等于5mm，大于或等于750μm且小于或等于4mm，大于或等于750μm且小于或等于3mm，大于或等于750μm且小于或等于2mm，大于或等于1mm且小于或等于6mm，大于或等于1mm且小于或等于5mm，大于或等于1mm且小于或等于4mm，大于或等于1mm且小于或等于3mm，或者甚至大于或等于1mm且小于或等于2mm，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
在实施方式中，玻璃组合物可以具有如下密度：大于或等于2.39g/cm3，大于或等于2.41g/cm3，或者甚至大于或等于2.45g/cm3。在实施方式中，玻璃组合物可以具有如下密度：小于或等于2.49g/cm3，小于或等于2.47g/cm3，或者甚至小于或等于2.42g/cm3。在实施方式中，玻璃组合物可以具有如下密度：大于或等于2.39g/cm3且小于或等于2.49g/cm3，大于或等于2.41g/cm3且小于或等于2.45g/cm3，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
在实施方式中，玻璃组合物可以具有500℃冷却情况下的如下CTE：大于或等于3.36ppm，大于或等于3.5ppm，或者甚至大于或等于3.6ppm。在实施方式中，玻璃组合物可以具有500℃冷却情况下的如下CTE：小于或等于3.7ppm，小于或等于3.55ppm，或者甚至小于或等于3.42ppm。在实施方式中，玻璃组合物可以具有500℃冷却情况下的如下CTE：大于或等于3.36ppm且小于或等于3.68ppm,大于或等于3.45ppm且小于或等于3.5ppm,大于或等于3.4ppm且小于或等于3.6ppm，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
在实施方式中，玻璃组合物可以具有300℃冷却情况下的如下CTE：大于或等于3.21ppm，大于或等于3.35ppm，或者甚至大于或等于3.42ppm。在实施方式中，玻璃组合物可以具有300℃冷却情况下的如下CTE：小于或等于3.49ppm，小于或等于3.35ppm，或者甚至小于或等于3.25ppm。在实施方式中，玻璃组合物可以具有300℃冷却情况下的如下CTE：大于或等于3.21ppm且小于或等于3.49ppm,大于或等于3.3ppm且小于或等于3.49ppm,大于或等于3.21ppm且小于或等于3.45ppm，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
在实施方式中，玻璃组合物可以具有50℃冷却情况下的如下CTE：大于或等于2.79ppm，大于或等于2.85ppm，或者甚至大于或等于3ppm。在实施方式中，玻璃组合物可以具有50℃冷却情况下的如下CTE：小于或等于3.1ppm，小于或等于2.9ppm，或者甚至小于或等于2.8ppm。在实施方式中，玻璃组合物可以具有50℃冷却情况下的如下CTE：大于或等于2.79ppm且小于或等于3.1ppm,大于或等于3ppm且小于或等于3.1ppm,大于或等于2.91ppm且小于或等于3.1ppm，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。
在实施方式中，玻璃组合物可以具有如下液相线粘度：大于或等于5kP，大于或等于50kP，大于或等于100kP，或者甚至大于或等于115kP。在实施方式中，玻璃组合物可以具有如下液相线粘度：小于或等于133kP，小于或等于100kP，小于或等于75kP，小于或等于50kP，小于或等于20kP，或者甚至小于或等于10kP。
在实施方式中，玻璃组合物可以具有如下液相线粘度：小于或等于780kP，小于或等于700kP，小于或等于600kP，小于或等于500kP，小于或等于400kP，小于或等于300kP，小于或等于200kP，或者甚至小于或等于100kP。在实施方式中，玻璃组合物可以具有如下液相线粘度：大于或等于31kP且小于或等于780kP，大于或等于100kP且小于或等于500kP，大于或等于150kP且小于或等于350kP，大于或等于31kP且小于或等于250kP，或者由任意这些端点值形成的任意和全部子范围。这些粘度范围允许通过各种不同技术(包括但不限于：熔合成形、狭缝拉制、浮法、辊制以及本领域已知的其他片材成形工艺)将玻璃组合物形成为片材。然而，应理解的是，可以使用其他工艺用于形成其他制品(即，除了片材之外的情况)。
在实施方式中，本文所述玻璃组合物是可离子交换的，从而有助于对由玻璃组合物制造的玻璃制品进行强化。在典型的离子交换过程中，玻璃组合物中较小的金属离子被由玻璃组合物制造的玻璃制品的靠近外表面的层中的相同价态的较大的金属离子所替换或者“交换”。较小离子被较大离子替换，这在由玻璃组合物制造的玻璃制品的层内产生压缩应力。在实施方式中，金属离子是单价金属离子(例如，Li+、Na+和K+等)，以及通过将由玻璃组合物制造的玻璃制品浸入浴中来完成离子交换，所述浴包含要替换玻璃制品中的较小金属离子的较大金属离子的至少一种熔盐。或者，其他单价离子(例如，Ag+、Tl+和Cu+等)可以与单价离子发生交换。用来对由玻璃组合物制造的玻璃制品进行强化的离子交换过程(或者多个过程)可以包括但不限于：浸入单一浴或者类似或不同组成的多个浴中，在浸入之间具有清洗和/或退火步骤。在实施方式中，玻璃制品的制造工艺包括在一个或多个预先选定的温度对玻璃组合物进行热处理持续一个或多个预先选定的时间来诱发玻璃均质化。在实施方式中，用于制造玻璃制品的热处理可以包括：(i)以1-100摄氏度/分钟的速率将玻璃组合物加热到玻璃均质化温度；(ii)将玻璃组合物维持在玻璃均质化温度持续大于或等于0.25小时且小于或等于4小时的时间从而产生玻璃制品；以及(iiii)将形成的玻璃制品冷却到室温。在实施方式中，玻璃均质化温度可以大于或等于300℃且小于或等于700℃。
对冷却方案进行谨慎规定从而产生如下一种或多种所需属性：玻璃陶瓷的晶相，一个或多个主晶相和/或一个或多个次晶相与残留的比例，一个或多个主晶相和/或一个或多个次晶相与玻璃的晶相集合，以及一个或多个主晶相和/或一个或多个次晶相之间的晶粒尺寸或晶粒尺寸分布，其进而可以影响所得到的玻璃陶瓷的最终完整性、质量、颜色和/或不透明度。在实施方式中，玻璃陶瓷的晶相可以包括但不限于：易解石-Ce、方石英、多铝红柱石，和/或其组合。可以作为片材提供所得到的玻璃，然后可以通过压制、吹塑、弯曲、弯垂、真空成形或者其他方式将其再成形为均匀厚度的曲面或弯曲片。可以在热处理处理之前进行再成形，或者成形步骤也可作为热处理步骤，从而基本同时进行成形处理和热处理。
本文所述的玻璃组合物可用于各种应用，包括例如：用于UV吸收应用的覆盖玻璃或玻璃背板应用(例如，盖板、UV消毒组件和/或日晒床)，消费或商用电子装置中，包括例如LCD和LED显示器、计算机监视器和自动取款机(ATM)；触摸屏或触摸传感器应用；便携式电子装置，包括例如移动电话、个人媒体播放器和平板电脑；集成电路应用，包括例如半导体晶片；光伏应用；建筑玻璃应用；汽车或车辆玻璃应用；或者商用或家用电器应用。在实施方式中，消费电子装置(例如，智能手机、平板电脑、个人电脑、超极本、电视机和照相机)、建筑玻璃和/或汽车玻璃可以包括如本文所述的玻璃制品。结合了本文所揭示的任意玻璃组合物的示例性制品可以是消费电子装置，其包括：外壳；电子组件，其至少部分位于或者完全位于外壳内并且至少包括控制器、存储器和位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻的显示器；以及位于外壳的前表面或者在外壳的前表面上方的覆盖基材，从而使其位于显示器上方。在一些实施方式中，覆盖基材和/或外壳中的至少一个的至少一部分可以包括本文所公开的任意玻璃组合物。
实施例
为了更容易地理解各种实施方式，参考以下实施例，其目的是显示本文所述的玻璃组合物的各种实施方式。
在下表中，可以从下文列出的示例性组成熔化得到各种实施方式组合物，并且对于每种示例性组合物测量的包括密度、CTE、液相线温度、相和粘度在内的性质。此外，对于许多示例性组合物，作为UV吸收能力的测量，提供了样品厚度的UV中的50％透射截断。
表I显示UV吸收组分的量发生变化(具有下文所列出的各种Ce+Ti组合)的含碱性铝硅酸盐玻璃。
表II显示UV吸收组分的量发生变化(具有下文所列出的各种Ce+Ti组合)的含碱性硼铝硅酸盐玻璃。
表III显示UV吸收组分的量发生变化(具有下文所列出的各种Ce+Ti组合)的碱土硼铝硅酸盐玻璃。
表IV显示UV吸收组分的量发生变化(具有下文所列出的各种Ce+Ti+Fe组合)的碱土硼铝硅酸盐玻璃。
表V显示UV吸收组分的量发生变化(具有下文所列出的各种Ce+Ti+Fe组合)的碱土硼铝硅酸盐玻璃。
表VI显示UV吸收组分的量发生变化(具有下文所列出的各种Ce+Ti+Fe组合)的碱土硼铝硅酸盐玻璃。
表VII显示UV吸收组分的量发生变化(具有下文所列出的各种Ce+Ti+Fe组合)的碱土硼铝硅酸盐玻璃。
表IX：UV吸收组分的组成范围
组分 最大值(摩尔％) 最小值(摩尔％)
TiO2 3.00 0.00
CeO2 1.57 0.20
Fe2O3 0.19 0.00
表X：本文公开所有组合物的组成范围。
图1提供了实施例7组合物在具有三种不同厚度的基材的透射曲线，显示了厚度和UV吸收组分(包括铈含量和钛含量)对于本公开内容一些实施方式所得到的UV透射的影响实例。这些UV吸收组分提供了根据本公开内容一个或多个方面的本文公开的额外实施方式中的类似表现。
图1提供了实施例7组成(本公开内容实施方式)的百分比总透射图，显示了基材厚度对于透射的影响。显示了三种不同厚度(0.2mm，0.4mm，以及0.6mm)，其中最左边透射曲线对应0.2mm厚实施例7组成，中间透射曲线对应0.4mm实施例7组成，以及最右边透射曲线对应0.6mm实施例7组成。大致趋势显示为：对于UV吸收组合物，通过增加厚度，特定UV波长所得到的透射下降。此处，箭头显示证实：350nm波长，其中对于0.2mm的透射近似为50％；对于0.4mm透射近似为27％；以及对于0.6mm透射近似为15％。
图2提供了对于UV吸收组分量变化情况下(如附表所规定的情况下)在350nm处的一系列建模百分比透射。图上的数据点显示了测量值，而趋势线(虚线和/或附上的方程式)提供了根据本公开内容一个或多个方面的化合物变化情况下的外推百分比透射。
伴随图2中的图形的图表显示改变两种类型的UV吸收组分(钛和铈)。钛范围是0.0摩尔％至5摩尔％，铈范围是1.54摩尔％下探至0.24摩尔％，对于图2绘制的样品，随着钛量增加，铈锂量减少，具有相比于铈含量而言整体更高的钛含量(即，对于除了铈是组合物中唯一的UV组分且Ti为0.0摩尔％之外的所有情况)。对于给定玻璃组合物实施方式，要求存在一定量的Ce或Ce+Ti来实现350nm处的给定透射目标(例如，至少50％)。此外，注意到的是，当仅采用铈作为UV吸收组分时，需要多得多的铈来实现相同的透射目标(相比于钛和铈一起添加的加合或协同效果而言)。在这种情况下，注意到的是，在具有钛的情况下，为了在目标波长实现相同的透射性质/UV吸收，在1摩尔％钛的时候铈量减少近似50％，或者在2摩尔％钛的时候减少66％。这个实例的样品厚度为100微米，在350nm目标波长的目标为50％透射。
图3显示四种不同组合物(两种本发明的实施方式(实施例15和实施例18)以及出于参照目的的具有UV吸收能力但是具有非常不同组成的两种比较例组合物(0213和0214，市售可得自康宁有限公司))的透射曲线图。所有四种样品的透射曲线都是对于100微米厚的基材而言，显示为波长的％透射(并且显示了绝大部分的UV谱)。如附图所示，在目标波长范围(即，高于270至400nm之间)，两个实施方式组合物实施例15和18所具有的UV显示吸收曲线处的透射曲线与参照组合物0213和0214一致且在它们之间。参见图3和4，根据本公开内容，本文所述的使用单一或者结合一种或多种UV吸收组分的本公开内容的某些实施方式被用于调节各种玻璃组合物的UV吸收属性。如图3所示，实施例15不含铁，而实施例18相比于实施例15略微修改了组成以容纳0.1摩尔％的UV吸收组分添加(此处为铁)。对于少量的铁添加，透射曲线发生偏移(如图3中的黑色箭头所示)。
图4显示本公开内容实施方式组合物绘制得到的一系列透射曲线(实施例24、实施例26和实施例29(还与图4所示的最左边透射曲线到最右边透射曲线一致))。参见图4，向含有2.0摩尔％TiO2+0.75摩尔％CeO2的玻璃以各种量进一步添加铁导致对于UV吸收的敏感性，表现为实施例24对比实施例26对比实施例29的透射曲线偏移。类似于图3实施例15和18，在图4中，显示的趋势为以各种量进一步添加UV吸收组分铁(此处，结合了UV吸收组分Ti)，透射曲线随着加入铁而偏移。
图5显示本公开内容的三种实施方式(实施例13、实施例17和实施例21)对照三种比较例(包括玻璃、0213和0214，分别市售可得自康宁有限公司)的透射曲线。对于所有的基材，评估的是厚度为100微米的基材。如图5所示，相比于所示的0213和0214以及所有本文实施方式示例性组合物，对于UV吸收的能力较低。此外，在目标透射区域中的UV波长范围之间，这三种实施方式(实施例13、17和21)具有大致位于0213与0214之间的透射曲线(即，表现为阴影框，300nm至3350nm之间小于50％透射，图5)。图5显示根据本公开内容一个或多个方面在特定波长具有目标UV吸收的一些组合物(当配置为薄的横截面(例如，100微米)时)。
图6显示根据本公开内容一个或多个方面的对于实施例41的实施方式在四种不同样品厚度时的七种百分比总透射曲线(以波长(nm)的％总透射进行绘制)。随着厚度增加(从0.03到0.05到0.10到0.25mm厚，到0.50mm厚，到0.70mm厚，到1.00mm厚)，50％透射的波长向上偏移(大致从320nm到330nm到340nm到360nm到375nm到380nm到395nm)。
本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离要求专利权的主题的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因而本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式，只要这些修改和变化形式落在所附权利要求及其等同内容的范围之内。

Claims (30)

1.一种玻璃组合物，其包含：
大于或等于65.7摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；
大于或等于9摩尔％且小于或等于12.6摩尔％Al2O3；
大于或等于1.7摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3；
大于或等于0.09摩尔％且小于或等于5.4摩尔％MgO；
大于或等于0.02摩尔％且小于或等于9.39摩尔％CaO，以及
大于或等于0.02摩尔％且小于或等于1.6摩尔％CeO2。
2.如权利要求1所述的玻璃组合物，其还包含：
小于或等于3摩尔％TiO2，其中，存在至少一些TiO2。
3.如权利要求1所述的玻璃组合物，其还包含：
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2.5摩尔％TiO2。
4.如权利要求1所述的玻璃组合物，其还包含：
大于或等于1摩尔％且小于或等于3摩尔％TiO2。
5.如权利要求1至4中任一项所述的玻璃组合物，其还包含：
小于或等于0.2摩尔％Fe2O3，其中，存在至少一些Fe2O3。
6.如权利要求1至4中任一项所述的玻璃组合物，其还包含：
大于或等于0.01摩尔％且小于或等于0.1摩尔％Fe2O3。
7.如权利要求1至6中任一项所述的玻璃组合物，其还包含：
大于或等于0.1摩尔％且小于或等于0.8摩尔％CeO2。
8.如权利要求1至7中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2摩尔％MgO。
9.如权利要求1至8中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于6摩尔％且小于或等于9摩尔％CaO。
10.如权利要求1至9中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物还包含大于或等于5摩尔％至小于或等于11.2摩尔％B2O3。
11.如权利要求1至10中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含大于或等于0.15摩尔％且小于或等于0.5摩尔％SrO。
12.如权利要求1至11中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含小于或等于15.3摩尔％Na2O，其中，存在至少一些Na2O。
13.如权利要求1至12中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含小于或等于0.01摩尔％K2O，其中，存在至少一些K2O。
14.如权利要求1至13中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含小于或等于0.15摩尔％SnO2，其中，存在至少一些SnO2。
15.如权利要求1至14中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含小于或等于0.1摩尔％ZrO2，其中，存在至少一些ZrO2。
16.如权利要求1至15中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有不超过2.4的密度。
17.如权利要求1至16中任一项所述的玻璃组合物，其中，当在500摄氏度进行测量时，玻璃组合物具有不超过3.4ppm的CTE。
18.如权利要求1至17中任一项所述的玻璃组合物，其中，厚度为250微米的玻璃组合物在320至350nm的UV波长范围具有50％的透射百分比。
19.一种玻璃组合物，其包含：
大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；
大于或等于9摩尔％且小于或等于11摩尔％Al2O3；
大于或等于10摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2摩尔％MgO；
大于或等于6摩尔％且小于或等于9.4摩尔％CaO；
大于或等于0.15摩尔％且小于或等于0.5摩尔％SrO；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2摩尔％TiO2；
大于或等于0.1摩尔％且小于或等于1摩尔％CeO2；
大于或等于0.01摩尔％且小于或等于0.05摩尔％Fe2O3；以及
不大于或等于0.01摩尔％，其中，存在至少一些ZrO2。
20.如权利要求19所述的组合物，其中，玻璃组合物还包含：不大于或等于0.06摩尔％SnO2，其中，存在至少一些SnO2。
21.一种玻璃组合物，其包含：
大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；
大于或等于9摩尔％且小于或等于11摩尔％Al2O3；
大于或等于10摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2摩尔％MgO；
大于或等于6摩尔％且小于或等于9.4摩尔％CaO；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于2摩尔％TiO2；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于0.8摩尔％CeO2；
大于或等于0.05摩尔％且小于或等于0.1摩尔％Fe2O3；以及
大于或等于0.01摩尔％且小于或等于0.1摩尔％ZrO2。
22.如权利要求21所述的组合物，其中，玻璃组合物还包含：不大于或等于0.26摩尔％SrO，其中，存在至少一些SrO。
23.一种玻璃组合物，其包含：
大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；
大于或等于9摩尔％且小于或等于11摩尔％Al2O3；
大于或等于10摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于0.8摩尔％MgO；
大于或等于7摩尔％且小于或等于9.4摩尔％CaO；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于0.7摩尔％SrO；
不大于或等于0.01摩尔％K2O，其中，存在至少一些K2O；大于或等于0.5摩尔％且小于或等于2.5摩尔％TiO2；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于1.5摩尔％CeO2；
大于或等于0.05摩尔％且小于或等于0.2摩尔％Fe2O3；以及
不大于或等于0.01摩尔％，其中，存在至少一些ZrO2。
24.一种玻璃组合物，其包含：
大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；
大于或等于9摩尔％且小于或等于11摩尔％Al2O3；
大于或等于10摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3；
大于或等于0.09摩尔％且小于或等于2摩尔％MgO；
大于或等于7摩尔％且小于或等于9.4摩尔％CaO；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于0.7摩尔％SrO；
大于或等于0.8摩尔％且小于或等于2.5摩尔％TiO2；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于1摩尔％CeO2；
不超过0.09摩尔％Fe2O3，其中，存在至少一些Fe2O3；以及
大于或等于0.01摩尔％ZrO2，其中，存在至少一些ZrO2。
25.一种玻璃组合物，其包含：
大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；
大于或等于9摩尔％且小于或等于11摩尔％Al2O3；
大于或等于7摩尔％且小于或等于11.2摩尔％B2O3；
大于或等于1.5摩尔％且小于或等于2.5摩尔％MgO；
大于或等于7摩尔％且小于或等于9.4摩尔％CaO；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于0.7摩尔％SrO；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于1.6摩尔％CeO2；
大于或等于0.07摩尔％且小于或等于0.1摩尔％SnO2；以及
大于或等于0.01摩尔％ZrO2，其中，存在至少一些ZrO2。
26.如权利要求25所述的组合物，其中，玻璃组合物还包含：
大于或等于0.8摩尔％且小于或等于2.5摩尔％TiO2。
27.如权利要求25和26中任一项所述的组合物，其中，玻璃组合物还包含：
不超过0.01摩尔％Fe2O3，其中，存在至少一些Fe2O3。
28.一种玻璃组合物，其包含：
大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；
大于或等于11摩尔％且小于或等于13摩尔％Al2O3；
大于或等于1.7摩尔％且小于或等于4摩尔％B2O3；
大于或等于1.5摩尔％且小于或等于2.5摩尔％MgO；
大于或等于11摩尔％且小于或等于14摩尔％Na2O；
大于或等于0.4摩尔％且小于或等于1.6摩尔％CeO2；以及
大于或等于0.07摩尔％且小于或等于0.15摩尔％SnO2。
29.如权利要求28所述的组合物，其中，玻璃组合物还包含：
大于或等于0.8摩尔％且小于或等于2.5摩尔％TiO2。
30.一种玻璃组合物，其包含：
大于或等于66摩尔％且小于或等于68摩尔％SiO2；
大于或等于11摩尔％且小于或等于13摩尔％Al2O3；
大于或等于4摩尔％且小于或等于6.5摩尔％MgO；
大于或等于11摩尔％且小于或等于15.3摩尔％Na2O；
大于或等于0.8摩尔％且小于或等于3摩尔％TiO2；
大于或等于0.2摩尔％且小于或等于0.6摩尔％CeO2；以及
大于或等于0.07摩尔％且小于或等于0.15摩尔％SnO2。
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