CN115872633A - 一种强化玻璃及玻璃强化方法和电子设备壳体 - Google Patents

一种强化玻璃及玻璃强化方法和电子设备壳体 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种强化玻璃及玻璃强化方法和电子设备壳体，该强化玻璃的相对两侧表面均具有表面压应力层，两个表面压应力层之间还夹设有第三应力层，该第三应力层包括压应力区域和间隔设置在压应力区域内的多个张应力区域，多个张应力区域沿垂直于强化玻璃的厚度方向排布，每个张应力区域的四周环绕有压应力区域；两个表面压应力层的深度与位于相邻两个张应力区域之间的压应力区域的深度之和等于强化玻璃的厚度。该强化玻璃中压应力的分布深度可以等于其厚度，且内部的张应力被压应力环绕式，使得该强化玻璃内的裂纹扩展被充分阻碍，力学性能较优。

Description

一种强化玻璃及玻璃强化方法和电子设备壳体
技术领域
本申请涉及强化玻璃技术领域，具体涉及一种强化玻璃及玻璃强化方法和电子设备壳体。
背景技术
玻璃作为盖板被广泛应用于电子产品领域，随着电子产品朝轻薄化方向不断发展，对玻璃盖板的力学性能要求也愈发严格。其中，化学强化(即，离子交换)可以用来提高玻璃的力学性能，其采用熔盐中的大半径离子置换玻璃表面的小半径离子，在玻璃表面形成一定厚度的压应力层，该压应力层能够显著阻碍玻璃中裂纹的扩展，从而提高强化后玻璃的强度。
然而，目前业界报道的强化后玻璃的应力层深度(depth of stress layer,DOL)较浅，一般不超过玻璃厚度的一半，其对微裂纹扩张的阻碍效果有限，导致玻璃力学强度主要受到表面及内部微裂纹的影响。因此，需要提供一种能有效阻碍裂纹扩张并提高玻璃本征强度的强化方法，以提升强化后玻璃的力学性能。
发明内容
鉴于此，本申请提供了一种玻璃强化方法及强化玻璃，通过特定的两步化学强化工艺在玻璃内部形成周期性的环绕式压应力分布及在表层形成均匀致密的表面压应力层，以实现对玻璃表面及内部微裂纹扩散的多层阻碍作用，减缓甚至消除单个裂纹对玻璃整体强度的影响，提高玻璃的断裂阈值、抗弯强度、抗冲击性能等力学性能。
本申请第一方面提供了一种强化玻璃，所述强化玻璃包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面具有第一表面压应力层，所述第二表面具有第二表面压应力层，所述强化玻璃还包括夹设在所述第一表面压应力层与所述第二表面压应力层之间的第三应力层，其中，所述第三应力层包括压应力区域和间隔设置在所述压应力区域内的多个张应力区域，多个所述张应力区域沿垂直于所述强化玻璃的厚度方向排布，每个所述张应力区域的四周环绕有所述压应力区域；所述压应力区域的最大深度与所述第一表面压应力层、所述第二表面压应力层的深度之和等于所述强化玻璃的厚度。
该强化玻璃表面存在应力值较高的表面压应力层，且位于张应力区域之间的强化玻璃的整个厚度方向都分布有压应力，这使得该强化玻璃的应力深度很深，再加上强化玻璃的内部有压应力区域环绕张应力区域的环绕式压应力分布，使得该强化玻璃内的裂纹扩展被充分阻碍，进而使其力学性能较优。
本申请第二方面提供了一种玻璃强化方法，包括以下步骤：
在玻璃基材相对设置的第一表面和第二表面上分别形成间隔分布的多个遮蔽层；其中，所述第一表面上的遮蔽层与所述第二表面上的遮蔽层一一对应；
对带所述遮蔽层的玻璃基材进行第一次化学强化，以在所述玻璃基材被所述遮蔽层覆盖的表面及在所述玻璃基材未被所述遮蔽层覆盖的表面和内部形成原始压应力层，以及在被所述遮蔽层覆盖的玻璃内部形成多个张应力区域，其中，所述张应力区域被所述原始压应力层包围，未被所述遮蔽层覆盖的所述原始压应力层的深度等于所述玻璃基材的厚度；
去除所述遮蔽层；
对去除所述遮蔽层后的玻璃基材进行第二次化学强化，得到强化玻璃。
本申请实施例提供的玻璃强化方法，工艺简单、操作便捷，可控度高，通过上述强化方法得到的强化玻璃，其表面具有表面压应力层，内部有将张应力区域四周环绕的压应力分布，且该强化玻璃的整体应力深度较深且等于强化玻璃的厚度，力学性能得到大大改善。
本申请第三方面提供了一种电子设备壳体，其包括如本申请第一方面所述的强化玻璃，或者包括通过本申请第二方面所述的玻璃方法制得的强化玻璃。
含有上述强化玻璃的电子设备壳体，能满足电子设备的轻薄化需求，且其力学性能较好。
附图说明
图1A是一种带遮蔽层的玻璃基材的截面结构示意图。
图1B是一种带遮蔽层的玻璃基材的俯视图。
图2A为玻璃基材经第一次化学强化后的离子交换示意图。
图2B为玻璃基材经第一次化学强化后的结构示意图。
图3为玻璃基材经第二次化学强化后的离子交换示意图。
图4为本申请实施例提供的强化玻璃的结构示意图。
图5为对比例1制得的强化玻璃的结构示意图。
附图标记说明：10-玻璃基材，20-遮蔽层，30-原始压应力层，31’-第一表面压应力层，31”-第二表面压应力层，32-第三应力层中的压应力区域，40-第三应力层中的张应力区域。
具体实施方式
以下所述是本发明实施例的示例性实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明实施例的保护范围。
本申请实施例提供了一种玻璃强化方法，包括以下步骤：
S01、参见图1A和图1B，在玻璃基材10的相对设置的第一表面10a和第二表面10b上分别形成间隔分布的多个遮蔽层20；其中，第一表面10a上的遮蔽层与第二表面10b上的遮蔽层一一对应；
S02、对带遮蔽层20的玻璃基材10进行第一次化学强化，以在玻璃基材10被遮蔽层20覆盖的表面及在玻璃基材10未被遮蔽层20覆盖的表面和内部形成原始压应力层30，以及在被遮蔽层20覆盖的玻璃内部形成多个张应力区域40，其中，张应力区域40被原始压应力层30包围，未被遮蔽层20覆盖的原始压应力层30的深度等于玻璃基材10的厚度(参见图2A)；
S03、去除遮蔽层20；
S04、对去除遮蔽层20后的玻璃基材10进行第二次化学强化，得到如图3所示的强化玻璃。
步骤S01中，玻璃基材10包括相对设置的第一表面10a和第二表面10b，其中，第一表面10a上形成有间隔分布的多个遮蔽层20，多个遮蔽层20均与第一表面10a直接接触；第二表面10b上形成有间隔分布的多个遮蔽层20。其中，第一表面10a可以是玻璃基材10的上表面，第二表面10b可以是玻璃基材10的下表面。为更好地区分，可将第一表面10a上的遮蔽层称为第一遮蔽层，将第二表面10b上的遮蔽层称为第二遮蔽层。其中，第一遮蔽层和第二遮蔽层是一一对应设置。换句话说，第二表面10b上的每一个第一遮蔽层都与第一表面10a上的一个第二遮蔽层相对应(二者在玻璃基材的厚度方向上是完全重叠的)，或称第一遮蔽层和第二遮蔽层关于玻璃基材10对称。这样借助一一对应的第一遮蔽层和第二遮蔽层，有利于后续在玻璃基材的相对两侧表面形成对称的应力分布。
本申请实施方式中，遮蔽层20可以通过丝网印刷、涂覆(如喷涂)、镀制、或曝光显影等工艺形成在玻璃基材的表面。遮蔽层20通过耐高温材料制成，例如是耐高温的有机硅材料、合成橡胶、金属氧化物等。其中，遮蔽层20的图案形状(具体是指其在玻璃基材上的投影形状)包括圆形、椭圆形、三角形、矩形、多边形等规则形状，或者是非规则形状。遮蔽层20在玻璃基材表面有序间隔地排布。例如，多个遮蔽层20可以是如图1B所示阵列排布设置在玻璃基材表面，也可以根据需要按其他方式排布。遮蔽层20的存在，使玻璃基材的表面被分为遮蔽区和裸露区(未被遮蔽层20覆盖)，并能起到阻挡强化熔盐中的离子向玻璃扩散的作用，例如可阻挡遮蔽区域的玻璃内部进行离子交换。
本申请实施方式中，多个遮蔽层20在玻璃基材的第一表面10a或第二表面10b上的总覆盖率可以为10％-70％。该遮蔽层的面积覆盖率在此范围，有助于实现下述步骤S02中所述的化学强化效果。示例性的，该总覆盖率可以为15％、20％、25％、30％、40％、50％、60％或65％等。在一些实施方式中，该覆盖率为20％-50％。
本申请实施方式中，第一表面10a或第二表面10b上，遮蔽层20的数目大于或者等于3。这样有利于形成原始压应力层30内部间隔包裹有多个张应力区域40的周期性四周环绕式压应力分布。
本申请中，所用玻璃基材10为含Li元素的玻璃，以便能够进行两步式化学强化。示例性的，该玻璃基材可以是锂铝硅酸盐玻璃。可选地，玻璃基材11的厚度可以为0.1mm-5mm。这样便于进行经下文的第一次化学强化能得到深度等于玻璃基材厚度的原始压应力层30，且强化后的玻璃不致因厚度过薄而力学性能仍较差。
本申请的步骤S02中，第一次化学强化一般是在含Na元素的熔盐中进行离子交换，且以Na+→Li+交换为主。第二次化学强化一般是在含K元素的熔盐中进行离子交换，且以K+→Na+交换为主。步骤S02中，第一次化学强化采用的熔盐可以包括以下质量百分含量的各组分：60％-100％的钠盐及0-40％的钾盐。也就是说，第一次化学强化采用的熔盐可以只是钠盐，或者是钠盐和钾盐的混合。以钠盐为例，其具体可以是Na元素的硝酸盐、硫酸盐、氯化盐等中的至少一种，一般以硝酸盐较为常见。钾盐与钠盐类似。优选地，第一次化学强化采用的熔盐为钠盐。仅采用钠盐进行第一次化学强化，可借助离子半径较小的Na+更好地实现其在未被遮蔽层覆盖的玻璃中的贯穿式分布。
借助上述间隔分布的遮蔽层，进行较长的第一次化学强化，可以实现Na+在未被遮蔽层20覆盖的玻璃中的贯穿式分布(即，未被遮蔽层覆盖的玻璃的整个厚度方向(如图2A示出的Z方向，垂直于设置有遮蔽层的玻璃表面的方向)都有Na+交换进来)，同时熔盐中的Na+还可以被交换进被遮蔽层20覆盖的玻璃基材表面(即，Na+沿平行于设置有遮蔽层的玻璃表面的方向(如图2A示出的X方向)扩散进来)，这两部分共同构成原始压应力层30。此外，由于遮蔽层20的存在，熔盐中的Na+难以交换到被遮蔽层20遮蔽的玻璃内部，因而此处成为了张应力区域40。
本申请一些实施方式中，当玻璃基材的厚度在0.5mm以上时，第一次化学强化的强化时间可以控制在300min以上，以使部分原始压应力层30的深度等于玻璃基材10的厚度。在一些实施方例中，该强化时间为300min-600min，例如具体是360min、420min、480min或540min等。
本申请中，原始压应力层30为发生第一次离子交换的玻璃基材部分，可以将其看成是玻璃基材除多个张应力区域40外的其他部分的加和。还可将原始压应力层30理解为包括两个部分，如图2B所示，一部分是指位于玻璃基材10表面的压应力层部分(图2B中以标号30a表示，包括被遮蔽层20覆盖及未覆盖的玻璃基材表面)，另一部分是指位于玻璃基材内部的环绕张应力区域40的压应力层部分(图2B中以标号30b表示)。
如图2A所示，经上述第一次化学强化后，在玻璃内部形成压应力-张应力的周期性分布，其中张应力区域40在原始压应力层30内间隔分布，张应力区域40的四周被原始压应力层30包围，这有助于充分阻碍玻璃内部的张应力区域微裂纹的扩展，且相较于未经化学强化的玻璃基材，离子交换形成的原始压力层30的存在，改变了原本处于该区域裂纹的周边环境，使裂纹钝化，从而抑制其所在区域的裂纹向外扩展。同时，上述压/张应力的周期性分布还可使玻璃的强度极限阈值得到提高，从而可降低玻璃的离散性(离散性是指玻璃强度的不均匀分布)，提高其力学性能。
原始压应力层30可以看成是玻璃基材10除张应力区域40外的部分的加和。可以理解的是，上述原始压应力层30为不规则形状，其深度(或称厚度)并不均一，但未被遮蔽层20覆盖的原始压应力层30的深度等于玻璃基材10的厚度。这也表明，经第一次化学强化后，形成了深度较深的原始压应力层，这有助于提升玻璃基材的力学性能。
可选地，所述第一次化学强化的强化温度为350-440℃。该强化温度具体可以是390、400、420或430℃等。
本申请一些实施方式中，在进行第一次化学强化前，可将带遮蔽层20的玻璃基材10进行预加热，之后将预加热后的玻璃基材可以置于含Na元素的熔盐中进行离子交换。预加热可以避免将室温下的玻璃基材直接放入高温强化液中而发生破裂，且降低玻璃基材的表面密度，有助于提高化学强化所得压应力层的深度及表面压应力值。其中，玻璃基材可以被预加热至温度为320-400℃。例如被加热至350、360、370、380或390℃等。
步骤S03中，遮蔽层20的去除可以通过机械打磨技术、浸泡药液中的至少一种方式实现。其中，所用药液一般是碱液，如NaOH溶液、KOH溶液等，另外还可以对碱液进行加热(例如50-70℃)，以提高遮蔽层的去除速度。
步骤S04中，对去除遮蔽层的玻璃基材进行第二次化学强化可以使玻璃的表面扩散进来离子半径较大的离子(如K+)(如图3所示)，使玻璃表面的压应力进一步提高(也即形成压应力较高的表面压应力层31’和31”)，玻璃内部仍具有上述将张应力区域40四周环绕的压应力分布，所得强化玻璃的力学性能较好。
由图3和图2A的对比可知，标号31’、31”和标号32示出的区域的加和基本等于图2A中的原始压应力层30。可以理解的，表面压应力层31’或31”的深度可以不等于S02中在玻璃基材10被遮蔽层20覆盖的表面形成的原始压应力层30的深度，当然也可以不等于图2B中示意的区域30a的深度。
其中，第二次化学强化采用的熔盐可以包括以下质量百分含量的各组分：0-40％的钠盐及60-100％的钾盐。也就是说，第二次化学强化采用的熔盐可以只是钾盐，或者是钠盐和钾盐的混合。优选地，所述第二次化学强化采用的熔盐为钾盐。
本申请实施方式中，第二次化学强化的强化温度可以为350-440℃，强化时间可以为10-200min。具体地，第二次化学强化的强化温度具体可以是390、400、420或430℃等。第二次化学强化的强化时间可以是30min、60min、90min、120min、150min、180min等。本申请中第二次化学强化的强化时间较短，可以在较短时间内形成压应力较高且分布较均匀的表面压应力层，且配合上述第一次化学强化，可以缩短整个强化工艺的时间进程。
类似地，所述第二次化学强化前也可以对玻璃基材进行预加热，以提高强化效果。其中，玻璃基材可以被预加热至温度为320-400℃，例如被加热至360、370、380或390℃等。
本申请实施例提供的上述玻璃强化方法，工艺简单、操作便捷，可控度高，通过上述强化方法得到的强化玻璃，其表面具有表面压应力层，内部有将张应力区域四周环绕的压应力分布，使得该强化玻璃的整体应力深度较深，力学性能得到大大改善。
本申请实施例还提供了一种强化玻璃。如图4所示，该强化玻璃包括相对设置的第一表面10a和10b，第一表面10a具有第一表面压应力层31’，第二表面10b具有第二表面压应力层31”，且这两个表面压应力层之间还夹设有第三应力层，该第三应力层包括压应力区域32和间隔设置在压应力区域32内的多个张应力区域40，多个张应力区域42沿垂直于强化玻璃的厚度方向排布，每个张应力区域40的四周环绕有压应力区域32；位于相邻两个张应力区域40之间的压应力区域32的最大深度与第一表面压应力层31’、第二表面压应力层31”的深度之和等于该强化玻璃的厚度T。该强化玻璃可以采用本申请上述的强化方法得到。
具体来说，第一表面压应力层31’自第一表面10a延伸至内部一定深度h1，第二表面压应力层31”自第二表面10b延伸至内部一定深度h2。h1与h2可以相等或者不等。虽然图4中仅示意了强化玻璃的第一表面10a和第二表面10b具有表面压应力层，但基于玻璃的强化处理一般是浸没在一定温度的熔盐中进行，可以理解的是，该强化玻璃的其他表面也具有一定深度的表面压应力层。
从图4可以获知，多个张应力区域40间隔设置在压应力区域32内，形成了四周环绕式压应力分布。其中，多个张应力区域40沿平行于第一表面10a或第二表面10b的方向(即，垂直于强化玻璃的厚度方向)间隔排布。可以理解的是，压应力区域32为不规则形状，其深度并不均一。基于多个张应力区域40间隔设置在压应力区域32内，可将压应力区域32看成是部分区域中空的层，中空地方被张应力区域40填充，位于相邻两个张应力区域40之间的压应力区域32的深度最大，其与第一表面10a和第二表面10b上的两个表面压应力层的深度之和等于该强化玻璃的厚度T。第三应力层的厚度(即，压应力区域32的最大深度)与两个表面压应力层31’的厚度之和等于该强化玻璃的厚度T。此外，因表面压应力层31’位于强化玻璃的表面，压应力区域32位于强化玻璃的内部，可以理解的是，表面压应力层31’的压应力大于压应力区域32的压应力。一般地，玻璃内部的压应力区域32的压应力大于或者等于8MPa，例如为8MPa-100MPa。
因此，该强化玻璃内部的上述环绕式压应力分布，再加上位于强化玻璃表面的应力值较高的表面压应力层的存在，使得该强化玻璃内的裂纹得到钝化，裂纹的扩展被充分阻碍。
本申请实施方式中，该强化玻璃的厚度T可以为0.1mm-5mm。由此，当该强化玻璃作为电子设备的壳体(如显示屏盖板、摄像头保护盖板、后盖等)时，其厚度合适，能满足轻薄化电子设备的需求，且其力学性能较好。具体地，该厚度T可以为0.2mm、0.4mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.2mm、2mm、3mm或4mm等。在一些实施方式中，该厚度T为0.1mm-1.2mm。此时，采用该强化玻璃的电子设备更轻薄。
本申请实施方式中，第一表面应力层31’或第二表面应力层31”的深度为该强化玻璃的厚度T的1-10％。此时，强化玻璃的表面应力层的压应力较高，且压应力较均匀。其中，第一表面应力层31’的深度h1或第二表面应力层31”的深度h2一般为1μm-50μm。在一些实施方式中，深度h1或h2为3μm-50μm。例如为5μm、10μm、20μm、30μm、40μm等。本申请中，该强化玻璃的表面压应力(即，表面压应力层31’或31”的压应力)大于或者等于500MPa。
本申请实施方式中，该强化玻璃内，张应力区域40的数目大于或者等于3。适量多的张应力区域的存在有利于在该强化玻璃内部形成周期性四周环绕式压应力分布。可以理解的是，张应力区域40的数目与上述第一表面10a或第二表面10b上的遮蔽层的数目相对应。
本申请实施方式中，该强化玻璃的抗弯强度大于或者等于800MPa。抗弯强度是指物体在弯曲负荷作用下破裂或达到规定弯矩时能承受的最大应力。较高的抗弯强度反映出该强化玻璃的韧性较好，不易破裂。在一些实施方式中，该强化玻璃的抗弯强度为950MPa-1500MPa。进一步地，该抗弯强度可以为950MPa-1200MPa。
本申请实施方式中，该强化玻璃的抗冲击能量大于或者等于3J。较大的该冲击强度反映该强化玻璃的抗冲击能力强，不易断裂，韧性好。在一些实施方式中，该强化玻璃的抗冲击能量大于或等于3.5J。在一些实施例中，该抗冲击能量为3.5-6J。
本申请实施例还提供了一种电子设备壳体，其包括如本申请前文所述的强化玻璃，或者包括通过本申请前文所述的玻璃方法制得的强化玻璃。
采用该电子设备壳体的电子设备可以是各种消费类电子产品，如手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备(如智能手表、智能手环)、虚拟现实(Virtual Reality，VR)终端设备、增强现实(Augmented Reality，AR)、电子阅读器、电视机、摄录机、投影仪等电子产品。
以电子设备是手机、平板电脑、可穿戴产品等便携式电子设备来说，该电子设备壳体具体可以是组装在该电子设备前侧的显示屏盖板，其盖设在显示模组上；还可以是组装在该电子设备后侧的后盖。在一些实施方式中，当该电子设备是具有摄像功能的电子设备时(如手机、数码相机)，该电子设备壳体还可以是摄像头保护盖板。
采用上述强化玻璃作电子设备的壳体，能满足电子设备的轻薄化需求，且其力学性能较好。
下面通过具体的实施例对本申请进行进一步的说明。
实施例1
一种玻璃强化方法，包括：
(1)选取厚度为0.6mm的锂铝硅玻璃，通过丝网印刷工艺在玻璃的相对两侧表面(如上表面和下表面)分别印刷上间隔分布的多个耐高温遮蔽层(厚度为3μm)，得到表面局部遮蔽的玻璃；其中，玻璃上下表面上的遮蔽层一一对应位置，遮蔽层为直径1mm的圆形，圆心距为2mm，多个遮蔽层在玻璃上、下表面的总覆盖率均为23％，玻璃基材的上表面和下表面上遮蔽层的数目均为3080；
(2)将上述表面局部遮蔽的玻璃在350℃下进行预加热，之后置于NaNO3熔盐中于400℃下进行第一次化学强化400min，以在被遮蔽层覆盖的玻璃表面及在未被遮蔽层覆盖的玻璃表面和内部形成原始压应力层，以及在被遮蔽层覆盖的玻璃内部形成多个张应力区域，其中，张应力区域被原始压应力层包围，未被遮蔽层覆盖的原始压应力层的深度为0.6mm；
之后，将强化后的玻璃取出并清洗、烘干；
(3)将第一次强化后的玻璃在70℃的NaOH溶液中浸泡8min，以除掉玻璃表面的遮蔽层；
(4)将去除遮蔽层后的玻璃在380℃下进行预加热，之后置于KNO3熔盐中于400℃下进行第二次化学强化130min，得到强化玻璃，并对其清洗和烘干。
实施例1得到的强化玻璃的结构示意图如图4所示。其中，该强化玻璃的上下表面均分别具有厚度为18μm的表面压应力层，该强化玻璃的表面压应力为830MPa。
实施例2
一种玻璃强化方法，包括：
(1)选取厚度为0.6mm的锂铝硅玻璃，通过丝网印刷工艺在玻璃的上表面和下表面的对应位置分别形成间隔分布的多个耐高温遮蔽层，得到表面局部遮蔽的玻璃；其中，遮蔽层为直径1mm的圆形，圆心距为1.5mm，多个遮蔽层在玻璃上、下表面的总覆盖率为40％，玻璃上表面和下表面上遮蔽层的数目均为5350；
(2)将上述表面局部遮蔽的玻璃在380℃下进行预加热，之后置于NaNO3熔盐中于420℃下进行第一次化学强化350min，以形成与实施例1类似的原始压应力层和多个张应力区域；冷却后，将强化后的玻璃取出并清洗、烘干；
(3)通过打磨去除第一次强化后的玻璃表面的遮蔽层；
(4)将去除遮蔽层后的玻璃在380℃下进行预加热，之后置于KNO3熔盐中于420℃下进行第二次化学强化80min，得到强化玻璃，并对其清洗和烘干。
实施例2得到的强化玻璃的结构示意图如图4所示。其中，该强化玻璃的上下表面均分别具有厚度为15μm的表面压应力层，该强化玻璃的表面压应力为850MPa。
实施例3
一种玻璃强化方法，包括：
(1)选取厚度为0.6mm的锂铝硅玻璃，通过丝网印刷工艺在玻璃的上表面和下表面的对应位置分别形成间隔分布的多个耐高温遮蔽层，得到表面局部遮蔽的玻璃；其中，遮蔽层为直径2mm的圆形，圆心距为2.4mm，多个遮蔽层在玻璃上、下表面的总覆盖率均为63％，玻璃基材的上表面和下表面上遮蔽层的数目均为2100；
(2)将上述表面局部遮蔽的玻璃在350℃下进行预加热，之后置于NaNO3熔盐中于380℃下进行第一次化学强化550min，以形成与实施例1类似的原始压应力层和多个张应力区域；冷却后，将强化后的玻璃取出并清洗、烘干；
(3)将第一次强化后的玻璃在70℃的NaOH溶液中浸泡8min，以除掉玻璃表面的遮蔽层；
(4)将去除遮蔽层后的玻璃在380℃下进行预加热，之后置于KNO3熔盐中于420℃下进行第二次化学强化50min，得到强化玻璃，并对其清洗和烘干。
实施例3得到的强化玻璃的结构示意图如图4所示。其中，该强化玻璃的上下表面均分别具有厚度为12μm的表面压应力层，该强化玻璃的表面压应力为900MPa。
实施例4
一种玻璃强化方法，其与实施例3的区别在于：
锂铝硅玻璃的厚度为0.5mm；遮蔽层为边长2mm的正六边形，间距为1.4mm，多个遮蔽层在玻璃表面的总覆盖率为50％。
实施例4得到的强化玻璃的结构示意图如图4所示。其中，该强化玻璃的上下表面均分别具有厚度为11μm的表面压应力层，该强化玻璃的表面压应力为880MPa。
实施例5
一种玻璃强化方法，其与实施例3的区别在于：第一次化学强化采用含60wt％硝酸钾和40wt％硝酸钠的混合熔盐；第一次化学强化采用含95wt％硝酸钾和5wt％硝酸钠的混合熔盐。
实施例5得到的强化玻璃的结构示意图如图4所示。其中，该强化玻璃的上下表面均分别具有厚度为30μm的表面压应力层，该强化玻璃的表面压应力为650MPa。
为突出本申请实施例的有益效果，特提供以下对比例：
对比例1
一种玻璃强化方法，其与实施例3的区别在于：未在玻璃表面形成间隔分步的遮蔽层，对玻璃整体置于含60wt％硝酸钾和40wt％硝酸钠的混合熔盐进行第一次化学强化，强化温度380℃，时间为120min；之后把玻璃置于含95wt％硝酸钾和5wt％硝酸钠的混合熔盐中进行第二次化学强化，强化温度380℃，时间45min。
对比例2
一种玻璃强化方法，其与实施例3的区别在于：未在玻璃表面形成间隔分步的遮蔽层。根据实施例3记载的方法，依次对玻璃进行第一次、第二次化学强化。
对比例1为目前本领域常用的玻璃强化工艺。对比例1和对比例2均未在需要强化前的玻璃表面形成间隔分步的遮蔽层，其在经过两步化学强化后，所得强化玻璃的结构示意图如图5所示，仅该强化玻璃的表面形成深度较浅的表面压应力层，该强化玻璃的内部并无压应力分布，也自然没有本申请强调的四周环绕式应力分布。因此，本申请实施例3的强化玻璃的力学性能会优于对比例1和2。
为对本申请实施例的有益效果进行有利支持，对以上实施例和对比例中的强化玻璃进行抗弯强度测试和抗冲击性能测试，结果如下表1。
表1
抗弯强度(MPa) 抗冲击能量(J)
实施例1 1030 3.8
实施例2 980 4
实施例3 1180 3.6
实施例4 1250 3.5
实施例5 960 3.5
对比例1 745 1.8
对比例2 650 1.5
由上表1中可以获知，本申请实施例提供的强化玻璃在抗弯强度和抗冲击强度等方面均明显优于对比例的强化玻璃，这说明本申请提供的强化玻璃或者根据本申请的强化方法得到的强化玻璃的力学性能得到了显著提升。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (16)

1.一种强化玻璃，其特征在于，所述强化玻璃包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面具有第一表面压应力层，所述第二表面具有第二表面压应力层，所述强化玻璃还包括夹设在所述第一表面压应力层与所述第二表面压应力层之间的第三应力层，其中，所述第三应力层包括压应力区域和间隔设置在所述压应力区域内的多个张应力区域，多个所述张应力区域沿垂直于所述强化玻璃的厚度方向排布，每个所述张应力区域的四周环绕有所述压应力区域；所述压应力区域的最大深度与所述第一表面压应力层、所述第二表面压应力层的深度之和等于所述强化玻璃的厚度。
2.根据权利要求1所述的强化玻璃，其特征在于，所述强化玻璃的厚度为0.1mm-5mm。
3.根据权利要求1所述的强化玻璃，其特征在于，所述第一表面应力层的深度为所述强化玻璃的厚度的1-10％，所述第二表面应力层的深度为所述强化玻璃的厚度的1-10％。
4.根据权利要求1所述的强化玻璃，其特征在于，所述强化玻璃的表面压应力大于或者等于500MPa。
5.根据权利要求1所述的强化玻璃，其特征在于，所述强化玻璃内，所述张应力区域的数目大于或者等于3。
6.根据权利要求1所述的强化玻璃，其特征在于，所述压应力区域的压应力小于所述强化玻璃的表面压应力，且所述压应力区域的压应力大于或者等于8MPa。
7.根据权利要求1-6任一项所述的强化玻璃，其特征在于，所述强化玻璃的抗弯强度大于或者等于800MPa。
8.根据权利要求1-6任一项所述的强化玻璃，其特征在于，所述强化玻璃的抗冲击能量大于或者等于3J。
9.一种玻璃强化方法，其特征在于，包括以下步骤：
在玻璃基材相对设置的第一表面和第二表面上分别形成间隔分布的多个遮蔽层；其中，所述第一表面上的遮蔽层与所述第二表面上的遮蔽层一一对应；
对带所述遮蔽层的玻璃基材进行第一次化学强化，以在所述玻璃基材被所述遮蔽层覆盖的表面及在所述玻璃基材未被所述遮蔽层覆盖的表面和内部形成原始压应力层，以及在被所述遮蔽层覆盖的玻璃内部形成多个张应力区域，其中，所述张应力区域被所述原始压应力层包围，未被所述遮蔽层覆盖的所述原始压应力层的深度等于所述玻璃基材的厚度；
去除所述遮蔽层；
对去除所述遮蔽层后的玻璃基材进行第二次化学强化，得到强化玻璃。
10.根据权利要求9所述的玻璃强化方法，其特征在于，多个所述遮蔽层在所述第一表面或所述第二表面上的总覆盖率为10％-70％。
11.根据权利要求9或10所述的玻璃强化方法，其特征在于，所述第一表面或第二表面上，所述遮蔽层的数目大于或者等于3。
12.根据权利要求9所述的玻璃强化方法，其特征在于，当所述玻璃基材的厚度在0.5mm以上时，所述第一次化学强化的强化时间在300min以上。
13.根据权利要求9或12所述的玻璃强化方法，其特征在于，所述第一次化学强化采用含钠元素的熔盐，强化温度为350-440℃。
14.根据权利要求9所述的玻璃强化方法，其特征在于，所述第二次化学强化采用含钾元素的熔盐，强化温度为350-440℃。
15.根据权利要求9所述的玻璃强化方法，其特征在于，所述第二次化学强化的强化时间为10-200min。
16.一种电子设备壳体，其特征在于，所述电子设备壳体包括如权利要求1-8任一项所述的强化玻璃，或者包括通过如权利要求9-15任一项所述的玻璃方法制得的强化玻璃。
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