CN103443041A - 高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其特征在于优异的可熔性、可澄清性和加工性，其展现了下式：60.5-69.0重量%的SiO2、7.0-11.8重量%的Al2O3、0-4.0重量%的B2O3、2.0-8.5重量%的MgO、0-4.0重量%的CaO、0-5.0重量%的ZnO、0-3.0重量%的ZrO2、15.0-17.5重量%的Na2O、0-2.7重量%的K2O、0-2.0重量%的Li2O和0-1.5重量%的澄清剂，例如As2O3、Sb2O3、CeO2、SnO2、Cl-、F-、(SO4)2-及其组合。该玻璃允许在短时间周期（4-8小时）内的用于碱离子交换处理的充分条件，且也可根据已建立的、连续的、垂直向下定向拉拔方法例如溢流下拉法或熔化法、模缝法、或槽下拉法、或其组合来生产。这些玻璃的粘度-温度曲线图允许以组合的常规的澄清剂以尽可能最低的量的使用，且还允许了不含或仅含少量的氧化锑和氧化砷中的一种或两种的玻璃的生产。

Description

高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃
技术领域
本发明涉及高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，用于制造该高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的方法和该高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的应用和用途。
背景技术
移动计算和通信装置的流行和使用的近期增长产生了用于触摸面板的、用于保护显示器和用于改善这类装置的外观的保护玻璃（防护玻璃）的需求。由于对这类装置小型和轻重量的需要，用于这类装置中的保护玻璃必须为尽可能薄和轻重量的。因此，制造满足这些要求但同时当装置被使用者跌落时保持足够的耐久性不易开裂或断裂且为极其抗刮擦的保护玻璃的需要出现了。这类相互冲突的要求使其非常需要提高这类保护玻璃的强度。
一种用于强化玻璃的这类方法基于在玻璃的表面中压缩应力层的产生。可通过物理或化学方法来实现压缩应力层的产生。用于产生压缩应力层的物理方法包括加热玻璃到高于转变温度的温度，之后快速冷却。根据这一物理方法，产生了大的压缩应力层，使得该用于产生压缩应力层的物理方法不适用于薄玻璃（小于3mm），例如保护玻璃。
在用于强化玻璃的化学方法中，在小于玻璃的应变点的温度下发生的离子交换方法已证明是特别实用的。根据这一方法，将来自玻璃的小的碱金属-离子交换为来自离子源的较大的离子，优选熔化的盐或另一离子源，例如表面涂层。一般地，玻璃的钠离子被来自硝酸钾熔体的钾离子取代。所产生的压缩应力层具有高的压缩应力值且跨接近玻璃表面的薄层延伸。所需的压缩应力强度和所需的压缩应力层深度取决于与涉及玻璃的目标用途和制造技术或该玻璃的性质的有关方法的要求。
离子交换强化方法的效率高度取决于玻璃的组成。其原因是碱金属-离子的移动性高度取决于它们到玻璃网络中的结构结合。已知与其他玻璃***相比，当它们包含碱土和其他氧化物添加剂时，碱金属-铝硅酸盐玻璃特别良好地适合离子交换强化方法。在碱金属-铝硅酸盐玻璃中良好的钠扩散通过以下事实解释：由于可预测的较低的结合能值（由于与结合到其他玻璃***的SiO4四面体相比较大的到氧原子的距离），钠离子可能与四面体A1O4基团结合。
碱金属-铝硅酸盐玻璃也允许作为短的处理时间的先决条件的高扩散速率,且在这样的玻璃表面附近提供高的压缩应力。由于经济原因，需要短的处理时间。
为了使用常规的熔体处理设备和技术制造这样的碱金属-铝硅酸盐玻璃，必须添加额外的氧化物来生产具有（高强度、抗刮擦性和抗破碎性）的所需性质的玻璃。
由于显示器玻璃例如保护玻璃的表面品质的高要求，高度需要利用通过从玻璃熔体拉拔玻璃而形成玻璃的特殊方法，该方法生产具有足够优异的表面品质的玻璃，使得可将表面处理例如研磨和抛光的需要最小化。
这样的特殊拉拔方法包括溢流下拉法或熔融法，模缝法（dieslot）或狭缝下拉法（slot down-draw），或其组合。这样的方法在本文中统称为“下拉法”，且被公开在德国专利号DE1596484、德国专利号DE1201956、美国专利号3,338,696和美国专利申请公开号US2001/0038929Ａ1中。
该下拉法要求玻璃组合物也满足以下要求：
1.玻璃组合物必须适合于根据下拉法的加工。为了适合于根据向下拉拔的加工，需要玻璃组合物在加工温度范围内不结晶。只有在液相线温度（玻璃结晶的温度）下的玻璃的粘度高于最大拉拔粘度，这才可得到保证。
2.由熔化和澄清处理引起的玻璃的某些要求。这样的要求包含经济的考虑，例如能量要求和部件的耐久力，以及工作场所和环境安全及风险担忧，特别是在当使用有毒或有害的原料来提高熔化和澄清处理的时候。该目的是使用很大程度上环境中性的澄清剂***。
美国专利号7,666,511B2公开了声称适合通过离子交换的化学强化的玻璃组合物，且其可通过不同的下拉法，例如熔融和槽下拉法向下拉拔为片材。
美国专利申请公开号2010/0087307Al公开了一种玻璃组合物，其很大程度上与在美国专利号7,666,511B2中公开的玻璃组成范围重叠。所记载的玻璃组合物据称适合多种平板玻璃加工技术，例如下拉法及层叠玻璃（水平式通过轧制成形的平板玻璃），有槽垂直引上法（垂直拉拔平板玻璃，其中玻璃向上方向逆重力拉拔），和所谓的再拉拔法，其中较厚的母体玻璃通过分段加热和拉拔力（方向垂直向下）变为所需（薄）的壁厚。
但是，在美国专利号7,666,511B2和美国专利申请公开号2010/0087307Al中公开的碱金属-铝硅酸盐玻璃组合物具有缺点和缺陷。特别地，尽管为了离子交换强化过程可将组成最大化，但这样的玻璃的高粘度使它们相对难以熔化。此外，这样的碱金属-铝硅酸盐玻璃明显降低了传统澄清剂的应用性，因为这样的玻璃的澄清（气泡的移除）温度一般高于这样的传统澄清剂的分解温度。因此使用氧化还原澄清剂用于澄清碱金属-铝硅酸盐玻璃，例如氧化砷(As2O3)和氧化锑(Sb2O3)变成常见的，因为其在1200℃-约1530℃的温度下优化地传递用于澄清处理所需的氧。如果在对澄清处理明显更高的温度下使用这些有毒的氧化还原澄清剂，那么需要在原料混合物中明显更高的剂量。因排放保护原因及考虑到玻璃组合物（其需要不含有毒化合物），需要在没有或仅极少量的这种一般的氧化还原澄清试剂的情况下来完成这样的玻璃组合物的熔化和澄清。
美国专利号7,666,511B2和美国专利申请公开号2010/0087307Al均假定相当高的A12O3浓度改善了为化学强化而公开的玻璃组合物的适应性。
与碱金属-铝硅酸盐玻璃相关的其他人已发表了许多玻璃组合物，其目的是化学强化。但是，这些玻璃组合物没有考虑到下拉法的玻璃组合物适宜性的要求。例如，美国专利申请公开号2009/0298669Al也描述了一种强化的玻璃组合物，其可用于通过浮法、下拉法或压制法形成板材玻璃。但是，液相线粘度表明液态粘度至少为104dPa·s。这样的液相线粘度太低而不能成功用于下拉法。
附图说明
图1说明了用于本文中所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的一般粘度-温度曲线。
发明内容
提供了高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，该玻璃具有改善的生产特征而保持了足够的强度特征。
根据一个实施方案，该高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃具有以下组成：
60.5-69.0重量%的二氧化硅(SiO2)，
7.0-11.8重量%的氧化铝(III)(A12O3)，
0-4.0重量%的三氧化硼(B2O3)，
2.0-8.5重量%的氧化镁(MgO)，
0-4.0重量%的氧化钙(CaO)，
0-5.0重量%的氧化锌(ZnO)，
0-3.0重量%的二氧化锆(ZrO2)，
15.0-17.5重量%氧化钠(Na2O)，
0-2.7重量%的氧化钾(K2O)，
0-2.0重量%的氧化锂(Li2O)，和
0-1.50重量%的澄清剂，例如氧化砷(As2O3)、氧化锑(Sb2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化锡（IV）(SnO2)、氯离子(Cl-)、氟离子(F-)、硫酸根离子((SO4)2-)和其组合。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，该玻璃包含0-0.5重量%的As2O3和Sb2O3。根据另一实施方案，该玻璃包含小于0.01重量%的As2O3和Sb2O3，即小于X射线荧光分析的探测阈值。
以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的特征在于优异的可熔性、可澄清性和可加工性。以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃允许在短时间周期例如4-8小时的碱离子交换过程的充分条件。以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃可根据下拉法生产。以上所述且在图1中显示的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的粘度-温度曲线也允许一种或多种无毒澄清剂例如少量的CeO2、SnO2、Cl-、F-、(SO4)2-的使用，因而允许不含或仅包含少量氧化砷和氧化锑的玻璃的生产。
当考虑到在以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃制备期间的额外的技术设备和变量，可就其强度参数例如表面压缩应力强度和压缩应力层的深度及玻璃品质对玻璃进行优化。
当以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃中的A12O3与SiO2的重量比大于0.11时，产生了特别高的压缩应力层深度和高的表面压缩应力强度。随着以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃中的Al2O3与SiO2重量比升高，压缩应力层的深度和表面压缩应力的强度也在升高。但是，当以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃中的A12O3与SiO2的重量比大于0.195时，这样的组合物难以熔化，因为当SiO2含量为至少60.5重量%时，由于化学稳定性的原因，碱金属氧化物和碱土氧化物的比例下降。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐比例的实施方案，SiO2、A12O3和ZrO2以至多81重量%的组合量存在于组合物中，以获得充分足够的可熔性。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐的另一实施方案，SiO2、A12O3和ZrO2以至少70重量%的组合量存在于组合物中以获得具有足够稳定性的玻璃。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐的另一实施方案，SiO2、A12O3和ZrO2以70-81重量%的组合量存在于组合物中。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，当Na2O与A12O3的重量比大于1.2时获得了特别高的压缩应力层深度和高的表面压缩应力强度。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，由于化学稳定性的原因，Na2O与Al2O3的重量比的最大值为2.2。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，Na2O与Al2O3的重量比为1.2-2.2。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，当组合物包含至少15.0重量%的组合总和的Na2O、K2O和Li2O时，该组合物具有优异的可熔性并产生了具有高的压缩应力强度和高的压缩应力层深度的玻璃。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，该组合物包含至多20.5重量%的组合总和的Na2O、K2O和Li2O以保证玻璃为足够化学耐性且热膨胀系数不太高。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，该组合物包含15.0-20.5重量%的组合总和的Na2O、K2O和Li2O。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，SiO2、A12O3和ZrO2组合总和与Na2O、K2O、Li2O和B2O3组合总和的重量比为3.3-5.4。这样的组合物具有足够的熔化和澄清行为及高的离子交换速率。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该组合物包含3.0-7.0重量%的MgO。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，该组合物包含4.0-6.5重量%的MgO。就高的压缩应力强度和压缩层深度而言，包含这些范围的MgO的组合物产生了具有极其良好值的玻璃。而且，这样的玻璃的液相线粘度以有益的方式得到提高。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该组合物包含64.0-66.0重量%的SiO2。包含这一范围的SiO2的组合物具有良好的硬化、可熔性和澄清性质。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该组合物包含8.0-10.0重量%的A12O3。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该组合物包含至多2.0重量%的CaO。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该组合物包含至多2.0重量%的ZnO。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该组合物包含至多2.5重量%的ZrO2。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，发现在组合物中结合至多2.7重量%的K2O对压缩应力层的深度没有明显的影响。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该组合物包含1.0-2.5重量%的K2O。
提供了制造高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的方法。根据用于制造高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该方法包括：
a)将组分混合和熔化以形成均匀的玻璃熔体，之后澄清该玻璃熔体；
b)使用一种下拉法使玻璃成形；和
c)通过离子交换来化学强化该玻璃。
可使用已确立用于下拉法的设备来进行高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的制造，该设备通常包括直接或间接加热的贵金属***，该***由均匀化装置、通过澄清（澄清体）降低气泡含量的装置、用于冷却和热均匀化的装置、分布装置和其它装置组成。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，在102dPa·s粘度下玻璃的熔化温度(T熔化)小于1700℃。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一个实施方案，在102dPa·s的粘度下玻璃的T熔化小于1600℃。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一个实施方案，在102dPa·s的粘度下玻璃的T熔化小于1585℃。
根据以上所述高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，通过使用例如记载于DE10253222B4中的澄清剂同时使用在小于103dPa·s的粘度下尽可能最小的澄清剂含量可生产就气泡的数量和尺寸而言高品质的玻璃。这样的澄清剂的设计使玻璃熔体组合物在至多1650℃的温度下可被澄清。但是，当与以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃组合物的制造一起使用这样的澄清剂时，该玻璃熔体组合物可在1600℃的温度下以102dPa·s的粘度澄清。
因此，使用这样设计的澄清剂允许含少量或不含Sb2O3和As2O3的玻璃的制造，且该类玻璃可使用最多样的广为人知的例如记载于DE19739912C2的澄清试剂(例如SnO2,CeO2,Cl-,F-和(SO4)2-)来熔化，当与贵金属澄清剂在1600℃-1650℃的温度下一起使用时，该玻璃显示了优化的效果。
根据以上所述的用于制造高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的方法的实施方案，进行离子交换处理小于12小时。根据以上所述的用于制造高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的方法的另一实施方案，进行离子交换处理小于6小时。根据以上所述的用于制造高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的方法的又一实施方案，进行离子交换处理最多4小时。根据以上所述的用于生产高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的方法的实施方案，在这样的离子交换处理的第一4-6小时中，产生了具有约40μm深度的压缩应力层。因此，可以避免由于长时间的离子交换处理产生的松弛导致的压缩应力层的深度的降低。
根据以上所述的用于生产高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的方法的实施方案，该离子交换处理在小于该玻璃熔体的转变温度Tg50-120K的温度范围发生。以此方式，避免了由离子交换处理产生的压缩应力层的深度的降低。
根据以上所述的用于制造高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的方法的实施方案，在以上所述的温度范围内的起始高温下进行离子交换处理，然后在第二个较低的温度下进行。根据这一方法，避免了由松弛所致的离子交换处理产生的压缩应力层的深度的降低。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该玻璃在其表面具有至少350MPa的压缩应力。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，该玻璃在其表面具有至少450MPa的压缩应力。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的又一实施方案，该玻璃在其表面具有至多600MPa的压缩应力。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的又一实施方案，该玻璃在其表面具有大于650MPa的压缩应力。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，该玻璃在其表面具有至少350MPa-650MPa的压缩应力。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该玻璃具有压缩应力层，该压缩应力层具有至少30μm的深度。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，该玻璃具有压缩应力层，该压缩应力层具有至少50μm的深度。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的又一实施方案，该玻璃具有压缩应力层，该压缩应力层具有最多100μm的深度。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的又一实施方案，该玻璃具有压缩应力层，该压缩应力层具有30μm-100μm的深度。
用于使玻璃成形的下拉法要求在将玻璃成形时不发生结晶（析晶）。玻璃的液相线温度是在玻璃的晶体和熔体相之间存在热力学平衡的温度。当保持玻璃处于高于液相线温度的温度时，可能没有结晶化。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该玻璃具有至多900℃的液相线温度。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，该玻璃具有至多850℃的液相线温度。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该玻璃的铂球沉降温度或玻璃成形温度始点(T成形温度始点)(粘度104dPa·s)小于1150℃。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，该玻璃的铂球沉降温度小于1100℃。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该玻璃可作为防护玻璃或保护玻璃使用。因此，根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该玻璃具有至多2600kg/m3的密度和在7.5-10.5的范围内α20-30010-6/K的线性膨胀系数。
根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的实施方案，该玻璃可作为防护玻璃在例如用于太阳能面板的前（面板）或承载面板，冰箱门和其他家用产品使用。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一个实施方案，该玻璃可作为用于电视机的防护玻璃、作为用于自动柜员机的安全玻璃和额外的电子产品使用。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一个实施方案，该玻璃可作为移动电话的前或后防护玻璃使用。根据以上所述的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的另一实施方案，该玻璃因其高强度可作为触摸屏或触摸面板使用。
具体实施例
使用来自2升盘(pan)中的混合物的高纯度原料将列于下表1中的玻璃组合物熔化和澄清，将其直接在1580℃电加热。然后采用机械搅拌将熔化物质均匀化。
然后将熔化的物质加工为棒材或铸坯。
然后在电加热的盘盐浴炉中进行离子交换处理。根据小于转变温度90-120K的分别测量的玻璃的转变温度，选择处理温度。离子交换处理时间从2到16小时不等。
通过在玻璃的截面上使用偏光显微镜(贝雷克补偿器)确定玻璃的表面压缩应力的测量和压缩应力层的深度（基于双折射）。假定应力光学常数为0.26(nm*cm/N](Scholze,H.,Nature，Structure andProperties,Springer-Verlag，1988,p.260)，由所测量的双折射来计算玻璃表面的压缩应力。
基于梯度炉法来确定玻璃组合物的液相线温度,样品在炉中的滞留时间为24小时。将玻璃组合物的熔化温度指定为“T熔化”，将玻璃成形起点温度或铂球沉降温度指定为“T成形温度始点”，将软化温度或利特尔顿点指定为为“T软化”。
下面表1中显示了就每种组分的重量%而言的组合物及其结果。
表1
Figure BDA00003570544300111
在99.8%硝酸钾的盐浴(Ca<1ppm)中进行实施例1-4的玻璃的离子交换处理。

Claims (18)

1.一种高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其包含：
60.5-69.0重量%的SiO2，
7.0-11.8重量%的Al2O3，
0-4.0重量%的B2O3，
2.0-8.5重量%的MgO，
0-4.0重量%的CaO，
0-5.0重量%ZnO，
0-3.0重量%的ZrO2,
15.0-17.5重量%的Na2O，
0-2.7重量%的K2O，
0-2.0重量%的Li2O，和
0-1.5重量%的澄清剂，该澄清剂选自As2O3、Sb2O3、CeO2、SnO2、Cl-、F-、SO4 2-、及其组合。
2.根据权利要求1的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中该玻璃包含0-0.5或小于0.01重量%的As2O3和Sb2O3。
3.根据权利要求1或2的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中A12O3与SiO2的重量比为0.11-0.195。
4.根据权利要求1-3的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中Na2O与A12O3的重量比为1.2-2.2。
5.根据权利要求1-4的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中该玻璃包含70-81重量%的SiO2、Al2O3和ZrO2。
6.根据权利要求1-5的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中该玻璃包含15.0-20.5重量%的Na2O、K2O和Li2O。
7.根据权利要求1-6的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中SiO2、A12O3和ZrO2与Na2O、K2O、Li2O和B2O3的重量比为3.3-5.4。
8.根据权利要求1-7的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中，该玻璃包含3.0-7.0或4.0-6.5重量%的MgO。
9.根据权利要求1-8的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中该玻璃在1600℃下具有<102dPa·s的粘度。
10.根据权利要求1-9的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中该玻璃的液相线温度为≤900℃或≤850℃。
11.根据权利要求1-10的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中该玻璃在其表面具有至少350MPa、至少450MPa、至多600MPa或超过650MPa的压缩应力，且该压缩应力层的深度为至少30μm、至少50μm、或至多100μm。
12.根据权利要求1-11的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中该玻璃在102dPa·s的粘度下具有小于1700℃、小于1600℃、或小于1585℃的熔化温度。
13.根据权利要求1-12的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃，其中该玻璃具有小于2600kg/m3的密度和7.5-10.5的线性膨胀系数(α20-30010-6/K)。
14.用于生产根据权利要求1-13的高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃的方法，其包括：
a)将组分混合和熔化以形成均匀的玻璃熔体，然后澄清；
b)使用选自溢流下拉法、熔融法、模缝法、狭缝下拉法及其组合的下拉法来将玻璃成形；和
c)通过离子交换来化学强化该玻璃。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于用于离子交换处理的时间为小于12小时、小于6小时、或小于或等于4小时。
16.根据权利要求14-15的的方法，其特征在于该离子交换处理在低于转变温度50-120K的温度范围发生。
17.根据权利要求14-16的的方法，其特征在于该处理温度在离子交换处理持续时间内降低。
18.根据权利要求1-13的玻璃或通过权利要求14-17的任一项所获得的玻璃的作为防护玻璃的用途。
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